hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
位相コントラストMRI血流速度定量法の高速化に関する研究

MRIは血流に対して高い感受性を持ち、既に血流速度の定量化やMRアンギオグラフィーとして臨床的にも広く用いられている。空間分解能および速度分解能に優れた位相コントラスト法は現在MRIによる流速測定法として標準的な方法となっているが、近年著しく進歩している高速MRI撮影法に併用すると、速度情報の担体となるMRI信号の位相成分に誤差が生じて正しい速度画像が得られないという問題があった。本研究ではMRI撮影パルスシーケンスに前駆パルス(preparation pulse)として適用できる速度エンコード法を開発し、高速MRI撮影法と併用することによって位相コントラスト法の高速化を行った。従来の位相コントラスト法の高速化は位相成分の歪みを補正するアプローチが中心であったが、信号強度(magnitude)情報は高速撮影法においても安定して収集できることに着目し、不安定な位相速度情報を信号強度に変換して収集した後、位相情報へと再変換するという新しい方法を開発した。研究初年度にはこの新しい方法論の基本原理を確認し、第2年度には高速MRI撮影法に前駆パルスとして実装し、定常流ファントムを対象として速度の定量性に関する実験的検証を行った。本法においては位相情報は信号強度を表す縦磁化に変換されるため、縦磁化の大きさに影響を及ぼすT1値によって、最終的に得られる速度値が変化することが明らかとなり、撮影対象のT1値による補正が必要であった。しかし、得られた流速値は実際の流速と比例し、本法の速度の定量性を確認できた。T1値による補正が必要であるが、高速MRI撮影法に前駆パルスとして併用できる新しい位相コントラスト法を確立できたと考えられる。空間分解能および速度分解能に優れた位相コントラスト法は現在MRIによる流速測定法として標準的な方法となっているが、撮影に長時間を要するという欠点がある。近年のMRIでは撮影の高速化が著しいが、一般に高速撮影法では信号の位相成分に歪みが生じやすいため、位相コントラスト法の高速化には様々な問題点があった。そこで、本研究では位相コントラスト法の高速化を目的として、速度エンコードパルスをpreparation pulse(前駆パルス)として高速撮影法に適用できる方法の開発を試みた。位相コントラスト法の高速化に対する一般的なアプローチは位相成分の歪みを補正するものであったが、信号強度(magnitude)情報は高速撮影法においても安定して収集できることに着目し、不安定な位相速度情報を一旦信号強度に変換し、信号収集後に位相情報へと再変換するという新しい方法を考案した。研究の初年度である本年度は、主としてこの新しい発想に基づく方法論に対し基本原理の実験的検証を行った。信号が安定して収集できる古典的なグラディエントエコー法に、位相速度情報を信号強度に変換する方法を実装し、さらに得られた信号強度を位相情報に再変換し、速度を定量する後処理用プログラムの開発を行った。定常流モデルを対象として、新しい方法と従来の位相コントラスト法とを用いて流速画像を撮影し、流速の定量性を比較検討したところ、ほぼ一致した結果を得ることができ、我々の新しい方法が原理的に正しいことを確認できた。現在、高速撮影法への実装を行い予備的な実験に着手した段階である。

従来の位相コントラスト法の高速化は位相成分の歪みを補正するアプローチが中心であったが、信号強度(magnitude)情報は高速撮影法においても安定して収集できることに着目し、不安定な位相速度情報を信号強度に変換して収集した後、位相情報へと再変換するという新しい方法を開発した。昨年度はこの新しい方法論の基本原理を確認したが、本年度は高速MRI撮影法に前駆パルスとして実装し、定常流ファントムを対象として速度の定量性に関する実験的検証を行った。本法においては位相情報は信号強度を表す縦磁化に変換されるため、縦磁化の大きさに影響を及ぼすT1値によって、最終的に得られる速度値が変化することが明らかとなり、撮影対象のT1値による補正が必要であった。しかし、得られた流速値は実際の流速と比例し、本法の速度定量性を確認できた。T1値による補正が必要であるが、高速MRI撮影法に前駆パルスとして併用できる新しい位相コントラスト法を確立できたと考えられる。
耐摩擦摩耗特性に優れた柱状晶形マルチフェイズコーティング膜の開発

TiN(窒化チタン)は特性のバランスの取れた硬質膜として、切削工具や医療材料、鋳型の離型材など、様々な分野へ利用されているが、摩擦係数が高く、耐摩耗性に課題を残している。本研究では摩擦摩耗特性向上の観点から、Moを添加したTi-Mo-N膜に着目し、その摩耗機構の解明と、(Ti, Mo)酸窒化物の柱状晶形マルチフェイズコーティング膜の創製を試みた。RFマグネトロンスパッタ装置を使用し、Ti_<50>Mo_<50>合金ターゲットを用いた反応性スパッタにより窒素濃度の異なるTi-Mo-N膜を成膜した。炭素鋼(S45C)を相手材とした摩耗試験後の膜および相手材の表面SEM観察および断面TEM観察より、高窒素濃度のTi-Mo-N膜の方が摩耗試験中に膜由来の酸化物(Mo酸化物)が形成され易いために焼付きが防がれ、低窒素濃度の膜に比して優れた耐摩耗・耐溶着性を示すことが分った。高窒素濃度Ti-Mo-N膜の方がMoが酸化しやすいことはThermo-Calcを用いた熱力学計算からも確かめられた。また、Ti_<25>Mo_<75>合金ターゲットを用いた反応性スパッタにより作製したTi-Mo-N膜において、700°C熱処理によってTi窒化物とMo窒化物に相分離し、56GPaもの硬度上昇がおこり、約34GPaの高硬度が得られた。窒化物同士の相分離はThermo-Calcによる計算状態図からも示唆された。さらに、熱処理後のTi-Mo-N膜は成膜ままと同様に0.4程度の低い摩擦係数を示した。本研究において窒素濃度制御というコーティングの摩擦摩耗特性向上を目指した材料設計を提案し、組織制御というコーティングの新たな特性向上手法を提案した。さらに窒化物同士から成る二相分離が生じることを見出し、高硬度(約34GPa)と低摩擦係数(0.4)を併せ持つ新規コーティング材料を作製することが出来た。TiN(窒化チタン)は特性のバランスの取れた硬質コーティング膜として、切削工具や医療材料、鋳型の離型材など、様々な分野へ利用されているが、摩擦係数が高く、耐摩耗性に課題を残している。本研究ではコーティング材料の耐摩擦摩耗特性向上の観点から、(Ti,Mo)酸窒化物の柱状晶形マルチフェイズ(多相)コーティングを創製し、その摩耗機構を解明することを目的とした。反応性スパッタを用いて種々の組成のTi-Mo-N薄膜を作製し、Ar雰囲気中で熱処理したところTi/Mo比が1:1および1:3で(Ti,Mo)窒化物と金属の(Ti,Mo)からなるマルチフェイズコーティングが得られた。Mo濃度の増加とともに低摩擦係数を呈することが分った。さらに、摩耗特性は合金元素の濃度だけでなく窒素濃度に強く依存することが見出された。高窒素濃度のTi-Mo-Nは低窒素濃度のものより、摩耗酸化してMo酸化物を生成しやすいことが分った。Mo酸化物は潤滑性に優れており、Mo酸化物が形成されると相手材の焼付きを防ぎ、優れた耐摩耗性を示すことが分った。反応性スパッタを用いて種々の組成のTi-Mo-No薄膜を作製したところ、スパッタにおける酸素流量を増加させると薄膜の構成相がδ-(Ti,Mo)Nの結晶相からアモルファス相に変化することが分った。アモルファス単相では硬度が低く、密着性も低いため、摩擦摩耗特性は低下した。以上のように、Ti-Mo-Nについて、窒化物+金属のマルチフェイズコーティングが得られ、摩耗機構について詳しい知見が得られた。今後、窒化物+酸化物のマルチフェイズコーティングの創製を目指し、今までの摩耗機構解明手法を用いて、摩耗特性を調査していく予定である。

本研究において窒素濃度制御というコーティングの摩擦摩耗特性向上を目指した材料設計を提案し、組織制御というコーティングの新たな特性向上手法を提案した。さらに窒化物同士から成る二相分離が生じることを見出し、高硬度(約34GPa)と低摩擦係数(0.4)を併せ持つ新規コーティング材料を作製することが出来た。Ti-Mo-Nについて詳細な調査を行い、摩耗機構解明手法として、摩耗痕の断面TEM観察やRaman分析などを行うことが出来たが、(Ti,Mo)酸窒化物のマルチフェイズコーティングの創製には至っていないため。成膜時の反応ガスの分圧比を制御し、熱処理を加えることで、酸化物と窒化物のマルチフェイズコーティングを目指す。種々の熱処理条件を試す。摩擦摩耗特性の評価としてスクラッチ試験による密着性評価を行い、更なる摩耗機構の解明を目指す。
マウス一次視覚野の細胞タイプ特異的な神経回路構造と回路形成機構の解明

細胞タイプ特異的な神経回路構造を明らかにするための要素技術として以下に挙げる実験技術を導入・確立した。(1)マウス大脳新皮質の神経細胞を軸索投射先の違いあるいは神経活動依存的に蛍光標識する技術(2)蛍光標識した神経細胞をFACSソーティングし、遺伝子発現をRNAseqによって解析する技術(3)アデノ随伴ウイルスベクターを用いて特定の遺伝子プロモーター下で遺伝子発現させる、あるいはCRISPR/Cas9システムによってゲノムにノックインすることで細胞タイプ選択的に遺伝子発現を行う技術(4)蛍光標識した神経細胞の脳全体への軸索投射パターンを組織透明化法を用いて三次元解析する技術(4)大脳新皮質広範囲の神経活動をin vivo広視野カルシウムイメージングによって経時的に観測する技術これら実験技術を用いて、皮質興奮性ニューロンの軸索投射先およびシナプス入力元を描出し、皮質領野間神経回路の構造を解析した。また、in vivo広視野カルシウムイメージングによって、皮質領野間神経回路が生み出す神経活動を解析した。異なる軸索投射先や異なる視覚応答特性を示すニューロンを蛍光標識し、遺伝子発現解析を行うことで、皮質領野間神経回路を構成する神経細胞の細胞タイプの分類を現在進めている。また、二光子顕微鏡観察により計測したマウス一次視覚野5層神経細胞のin vivo神経活動を解析し、自発神経活動のパターンと視覚応答特性が軸索投射先の異なる興奮性ニューロンの細胞タイプごと異なる特性を示すことを見出した。新たな実験技術の導入および開発が順調に進展し、神経回路構造や神経活動を解析するための基盤が構築された。当初の予定通り、これら実験技術を用いた神経回路構造と神経活動の解析に研究段階が移行した。本年度確立した実験技術をベースに、研究計画の通り大脳新皮質の細胞タイプ特異的な神経回路構造と神経活動の解析を進める。研究の進捗により次年度購入予定であったソフトウェアを今年度中に購入する必要が生じ、研究費の前倒し請求を行って購入したが、前倒し請求は10万円単位のため10万円未満の残額が生じた。次年度使用額は、次年度予算と合わせて研究機器等の購入に使用する。
入退院を繰り返す精神障害者が地域生活を継続する要因

我が国の精神科における平均在院日数は、諸外国と比較し長期であることが指摘されている。近年、早期退院を中心に展開する方針が示されたが、その一方で短期間の入退院を繰り返す新たな課題が生じた。精神科医療の制度では、精神障害者が地域で生活を継続するために退院支援が重要である。効果的な支援を展開するためには、入退院を繰り返す精神障害者の対象理解が必須であり、そこで入退院を繰り返しながらも地域で生活をしている精神障害者を対象に、地域生活が継続することを可能にしている要因について調査を行う。その結果は、看護師や対象を支援する多職種の対象理解を深め、当事者の声を反映したガイドライン作成の基礎的な資料となる。
現代アメリカ先住民文学における土地と環境正義に関する研究

本年度はプエブロ出身の作家である、Leslie Marmon SilkoそしてSimon J. Ortizの作品群に焦点を当て研究を進めた。6月に中四国アメリカ文学会で発表を行なった研究論文「Leslie Marmon SilkoのAlmanac of the Deadにおけるヴィジュアルイメージの役割」では「写真」や「映像」が「死」を表象していることを明らかにし、その「写真」に部族アイデンティティ回復における「物語」の「生」の力が対比されていることを指摘した。「生」の力を象徴する「物語」に「死」を象徴する写真や映像を内包することで、本作品がSilko独自の環境正義追求の物語になっていることを論証した。本論文は平成29年度に『中四国アメリカ文学会』に投稿予定である。2017年2月、ニューメキシコ州とアリゾナ州を訪れ現地調査を行った。大学の図書館やアメリカ先住民関連施設を訪れ、文献調査や資料収集を行った。また、作家本人、環境不正義問題の活動家、ストーリーテラーにインタビューを行い、現地でしか得ることのできない大変貴重な情報を得ることができた。28年度が最終年度であるため、記入しない。初年度は、現代アメリカ先住民文学作品の中でも代表的な作家である、Leslie Marmon Silkoの『儀式(Ceremony)』を中心に研究を進めた。作品に描かれる環境正義の問題に焦点を当て、Henry David ThoreauやRachel Carsonといった正典的環境文学作品における白人作家による環境文学作品に示される環境観と比較検討し、双方の自然観や土地観における類似点や相違点をより明確にし、現代アメリカ先住民文学に描かれるアメリカ先住民の環境観を明らかにした。2014年6月に行われた中・四国アメリカ文学会大会では、「境界を越える物語:Leslie Marmon SilkoのCeremonyにおける文化的多様性」の口頭発表を行った。2014年10月に行われた日本アメリカ文学会全国大会では、6月の研究発表を土台とし、論点を更に発展させた研究発表「Leslie Marmon SilkoのCeremonyにおける文化的多様性と環境的ビジョン」の口頭発表を行った。Tayoの混血性をはじめとする本作品の文化的多様性について考察し、人間と環境のつながりに焦点を当てることで、混血性、社会的不平等および環境問題の複雑な関係をより詳細に読み解き、Silkoの環境的ビジョンを明らかにした。また、2015年2月5日から2月25日の20日間で、アメリカを訪れ、南西部を中心に現地調査を行った。アリゾナ州立大学、ニューメキシコ大学の図書館や、博物館などのアメリカ先住民関連施で、文献調査や資料収集を行った。さらに研究対象である作品の舞台であるアメリカ先住民の居留地や町を訪れ、リサーチを行った。アリゾナ州立大学では、環境正義研究の権威である研究者の方に面会し、研究を進める上で非常に有意義な意見をもらうことができた。本年度はニューメキシコ州ラグーナプエブロ族出身であるLeslie Marmon SilkoのAlmanac of the Deadを中心に研究を進めた。彼女の代表作である本作品は、アメリカ大陸における植民地主義の歴史と、土地を追われたアメリカ先住民たちの土地奪還の予言を描いた長編小説である。アメリカにおける資本主義や植民地主義の発展の歴史と、「写真術」の発展の密接な関係に着目し、本作品を通して多く描かれる「写真」および「映像」が表象するものを読み解くことで、植民地主義や資本主義といった問題を提示する本作品において、「写真」や「映像」というヴィジュアルイメージが、どのような役割持つかを考察してきた。さらに、写真とランドスケープのつながりに焦点を当てることで、土地の略奪や、土地の汚染といった環境不正義の問題提示におけるヴィジュアルイメージの役割を論考した。2016年2月にニューメキシコ州アルバカーキで開催された37th Annual Southwest Popular/American Culture Association (SWPACA)で本研究を発表した。また本研究に非常に関わりの深いアメリカ南西部ニューメキシコ州およびアリゾナ州を訪れ、現地調査を行った。図書館やアメリカ先住民関連施設で、文献調査や資料収集を行った。さらに研究対象である作品の舞台であるプエブロインディアンの居留地や町、そして研究テーマに関連する土地を訪れリサーチを行った。さらに、環境不正義問題の活動家であるアコマプエブロ族のPettuche Gilbert氏を訪問し、インタビューを行なった。現代アメリカ先住民文学作品の中でも代表的な作家Simon J. Ortiz氏に面会し、本年度(平成28年度)の研究の中心となる同氏の作品群についてお話を伺い、研究を進める上で非常に有意義な意見をいただいた。本研究の目的は、アメリカ先住民の作家の作品を取り上げ、環境正義の観点から読み解く事にある。本研究では、環境文学としての現代アメリカ先住民文学の研究を発展させ、作品における環境観を再定義し、さらに環境正義論を展開することで、アメリカ先住民文学で描かれる土地の侵略、強制移住、同化政策といった植民地主義の問題や、ダム建設、ウラン鉱山採掘、核実験などの環境問題などのテーマに着目し、それらの社会問題と環境問題が、アメリカ先住民の社会においていかに絡んでいるかを環境正義の視点から考察し論じることで、アメリカ先住民文学の特質と有効性を明らかにしていくことであり、その点においては計画通りに達成できている。2月にニューメキシコ州で開催された国際学会で研究発表を行なったことは、計画していた以上の成果であるといえる。また学術誌にも論文を一本投稿した。さらに、現地調査において28年度の研究対象である作品の作家本人に会いインタビューができたことは、予想以上の進展であり、今年度の研究につながる土台を得る事ができた。

以上のことを省みると当初の予定からは対象作品などにおいて多少なり変更はあったが研究課題の達成はおおむね順調に進展していると言える。本年度はプエブロ出身の作家である、Leslie Marmon SilkoそしてSimon J. Ortizの作品群に焦点を当て研究を進めた。6月に中四国アメリカ文学会で発表を行なった研究論文「Leslie Marmon SilkoのAlmanac of the Deadにおけるヴィジュアルイメージの役割」では「写真」や「映像」が「死」を表象していることを明らかにし、その「写真」に部族アイデンティティ回復における「物語」の「生」の力が対比されていることを指摘した。「生」の力を象徴する「物語」に「死」を象徴する写真や映像を内包することで、本作品がSilko独自の環境正義追求の物語になっていることを論証した。本論文は平成29年度に『中四国アメリカ文学会』に投稿予定である。2017年2月、ニューメキシコ州とアリゾナ州を訪れ現地調査を行った。大学の図書館やアメリカ先住民関連施設を訪れ、文献調査や資料収集を行った。また、作家本人、環境不正義問題の活動家、ストーリーテラーにインタビューを行い、現地でしか得ることのできない大変貴重な情報を得ることができた。当初の研究目的は、初年度において環境批評の歴史と環境概念の発展を調べ、ThoreauやCarsonといった正典的環境文学作品と現代アメリカ先住民文学を比較検討し考察することで、アメリカ主流社会における環境概念と、現代アメリカ先住民文学における環境観の類似点や相違点を明確にすることであったため、その点においては計画通りに達成できた。また、6月に開催された中・四国アメリカ文学会大会および10月に開催された日本アメリカ文学会全国大会で一連の研究発表を行ったことは、計画していた以上の成果であるといえる。初年度の早い段階で、本研究のテーマである現代アメリカ先住民文学における環境正義問題と土地に関する研究の土台を作るには、まず最初にLeslie Marmon Silkoの『儀式(Ceremony)』を中心に研究を進めていく必要性を感じたため、2年目に取り掛かる予定であった本作品を優先的に研究した。またそれに付随して当初予定していなかったSilkoの『死者の暦(Almanac of the Dead)』や同作家の他の作品群が重要な研究対象となることが分かったため、初年度に研究する予定であった現代アメリカ先住民作家ではなく、Silkoに重点を置いて研究を進めた。また、研究発表をしたものを論文にまとめ、学術雑誌への論文投稿を予定していたが、2月にアメリカに渡航した際の現地調査や資料収集をもとに、執筆していた論文の内容をさらに発展させるため、初年度の研究結果をまとめた論文の学術誌への投稿は本年度の秋を考えている。
三次元聴覚ディスプレイを用いた聴覚トレーニングによる地理的空間情報処理への転移効果

本研究は,三次元聴覚ディスプレイ(Virtual three-dimensional auditory display)を応用した聴覚ゲーム練習によって生起する,実空間学習への転移効果を検証した.音空間学習がどのような要因の影響を受け,どのような時系列的推移を経るのかについての基礎的資料は極めて乏しく,得られる知見は学術的価値が高い.上述した研究目標を達成するために,平成19年度は,三次元聴覚ディスプレイを応用した聴覚ゲームにおいて利用されている聴取者の頭部運動と身体的フィードバックに着目し,音空間認知にそれらの要因がどのような影響を及ぼすのかに対して実証的検討を行った.その結果,(1)正確な音源定位行動の学習には能動的な頭部運動の学習が寄与していること,(2)フィードバックは聴取者の初期の音源定位行動学習を促進すること,(3)仰角方向の誤定位率を低下させることが明らかにされた.Hofmanet al.(1998)は,聴取者へのフィードバック情報が仰角方向の定位誤差を減少させることを指摘していたが,その効果については知見が錯綜していた(例えばZahorik, et al.,2006).本研究から得られた知見は,頭部運動と身体的フィードバックが音空間学習において異なった役割を有していることを示唆するものである.さらに,上述した研究成果のみならず,三次元聴覚ディスプレイを用いた聴覚ゲーム練習の転移効果研究の現状と展望に対して総合的考察を行い,専門学術誌に発表した.本研究は,三次元聴覚ディスプレイ(Virtual three-dimensional auditory display)を応用した聴覚ゲーム練習によって生起する,実空間学習・行動への転移効果を心理実験的に検証し,メカニズムの解明という学術的成果をあげるのみならず,研究成果の応用を最終的目標としている.聴覚情報を手がかりとした空間学習がどのように時系列的に推移してゆくのか,その学習が実空間学習にどのように転移するのかの基礎的な資料は極めて乏しく,得られる知見は学術的価値が高い.上述した研究目標を達成するために,平成18年度は,(1)研究結果から得られた知見を専門学術誌・国内外の学会において発表し(研究成果の公表),(2)転移効果の基盤となる身体動作.フィードバックの影響の実験的検証を行い(基礎的実験データの収集),(3)次年度(平成19年度)の研究で高い成果を生み出すための実験環境整備を行った.その結果,研究成果の一部が(1)ISI社の検索対象誌であるApplied Acousticsに掲載が決定し,(2)日本ヴァーチャル・リアリティ学会から平成18年度学術奨励賞を授与されるという高い研究成果を生み出すことができた.また,ロンドンで開催された国際聴覚ディスプレイ学会において研究成果の一部を発表した(査読付きLong Paper).また,身体動作・フィードバック効果の検証実験から,身体動作・フィードバックが音空間学習にそれぞれ異なった影響を及ぼしている可能性が高いことが示唆された.この知見は,聴覚トレーニングによる転移効果のメカニズム解明に大きな寄与を果たすと考えられる.本研究は,三次元聴覚ディスプレイ(Virtual three-dimensional auditory display)を応用した聴覚ゲーム練習によって生起する,実空間学習への転移効果を検証した.音空間学習がどのような要因の影響を受け,どのような時系列的推移を経るのかについての基礎的資料は極めて乏しく,得られる知見は学術的価値が高い.上述した研究目標を達成するために,平成19年度は,三次元聴覚ディスプレイを応用した聴覚ゲームにおいて利用されている聴取者の頭部運動と身体的フィードバックに着目し,音空間認知にそれらの要因がどのような影響を及ぼすのかに対して実証的検討を行った.その結果,(1)正確な音源定位行動の学習には能動的な頭部運動の学習が寄与していること,(2)フィードバックは聴取者の初期の音源定位行動学習を促進すること,(3)仰角方向の誤定位率を低下させることが明らかにされた.Hofmanet al.(1998)は,聴取者へのフィードバック情報が仰角方向の定位誤差を減少させることを指摘していたが,その効果については知見が錯綜していた(例えばZahorik, et al.,2006).本研究から得られた知見は,頭部運動と身体的フィードバックが音空間学習において異なった役割を有していることを示唆するものである.さらに,上述した研究成果のみならず,三次元聴覚ディスプレイを用いた聴覚ゲーム練習の転移効果研究の現状と展望に対して総合的考察を行い,専門学術誌に発表した.
HPC/HPDA融合計算基盤向けデータフロー指向型アクセス制御機構に関する研究

本研究では、HPC/HPDA融合計算基盤を想定した、データ提供者、データ利用者、計算機・ネットワーク資源提供者のマルチステークホルダ間の人間社会における利害関係を反映できるアクセス制御手法・技術の必要性に鑑み、当該計算基盤上でのデータフローに着眼した計算資源およびネットワーク資源へのSoftware Definedアクセス制御機構を実現する。特に、本研究では、ネットワーク資源を動的に制御可能な資源ととらえ、データセキュリティ要件に基づきSDNのネットワークプログラミング性を連動させることで、パケットフロー単位でネットワークからの到達性、サービス品質によってアクセスを細粒度に制御するネットワークアクセス制御エンジンを中核技術として開発する。本研究目的遂行のため、平成30年度は、前年度からの継続となる「課題1. HPC/HPDA融合計算基盤上でのRBAC型アクセス制御モデルの設計」に取り組み、後半期から「課題2.アクセス制御APIの設計とSoftware Definedアクセス制御機構の実装」へ移行する。本研究計画に基づき、下記を実施した。前年度に引き続き、上述の[a]関連研究・技術調査を通じて、計算基盤とネットワーク基盤上でのアクセス制御モデルについて検討した。[c]アクセス制御APIの設計とSoftware Definedアクセス制御機構の実装本フェーズでは、平成30年度前半期末までに設計完了する階層化セキュリティサービス、および、RBAC型アクセス制御モデルに基づき、Software Definedアクセス制御機構の実装を行う。本項目は次年度にも継続する。本年度の実施研究項目として、[c]アクセス制御APIの設計とSoftware Definedアクセス制御機構の実装を設定していた。本報告書執筆時点において、研究項目[b]は完了しており、研究項目[c]を推進中である。研究項目[c]は次年度も継続予定であるが、申請書記載通りの進捗であり、概ね順調に進展していると判断した。次年度は、本年度からの継続研究項目である、[c]アクセス制御APIの設計とSoftware Definedアクセス制御機構の実装を引き続き実施する。中期より、実環境での有用性・運用性の検証を推し進めていく予定である。本研究目的遂行のため、初年度の平成29年度は、本研究を推進していく上での関連研究および関連技術の調査から開始し、後半期より「課題1. HPC/HPDA融合計算基盤上でのRBAC型アクセス制御モデルの設計」を目的とした研究に移行する。この研究計画に基づき、平成29年度は下記を実施した。[a]関連研究・技術調査HPC/HPDA融合計算基盤の運用事例報告を通じて、HPC/HPDA融合計算基盤上でのデータ取得、データ解析、データ可視化から構成される処理フローを調査した。実際の医療現場における研究者の実際セキュリティ要件・ニーズの調査を行った。上述の[a]関連研究・技術調査を通じて、計算基盤とネットワーク基盤上でのアクセス制御モデルについて検討した。本項目は次年度も引き続き行う。本年度の実施研究項目として、[a]関連研究・技術調査を設定した。本報告書執筆時点において、研究項目[a]を完了し、研究項目[b]を推進中であるが、これは申請書に記載の研究計画に合致するものであり、概ね順調に進展していると判断した。

次年度は、本年度からの継続的な研究項目である、を引き続き実施し、後半期より「課題2.アクセス制御APIの設計とSoftware Definedアクセス制御機構の実装」へ移行していく。次年度は、本年度からの継続研究項目である、[c]アクセス制御APIの設計とSoftware Definedアクセス制御機構の実装を引き続き実施する。中期より、実環境での有用性・運用性の検証を推し進めていく予定である。本年度前半期に実施予定の技術調査について、現段階では、申請者らの研究機関が所有する計算機器、ネットワーク機器、開発用PCを有効利用できることが判明したため、次年度以降に本格化する設計・開発段階での購入に変更したこと、および、当初予定していた国内学会、国際会議での調査において調査対象となる研究領域の発表論文数が少ないことが判明し、一部次年度以降に延長したため、次年度使用額が発生している。これらの次年度使用額については、次年度以降に実施する設計、開発工程において、より高度な技術検証が必要となることが想定されるため、この技術検証のための旅費、設備費としての使用を想定している。本年度は、前半期に前年度に引き続き、(b)HPC/HPDA融合計算基盤上でのRBAC型アクセス制御モデルの設計を行い、(c)後半期にアクセス制御APIの設計とSoftware Definedアクセス制御機構の実装へと移行した。現段階では、申請者らの研究機関が所有する計算機器、ネットワーク機器、開発用PCを有効利用できることが判明し、本格化する設計・開発段階での購入に変更したことから物品費が減少している。また、本年度は設計フェーズにおける高度な技術検証が必要となったが、当初予定より技術調査に伴う旅費が減少したことにより、次年度使用額が発生している。次年度は、開発フェーズが本格化するため、設備費および技術検証、打ち合わせ、成果発表等の旅費が多く発生する予定である。
粒子法による水冷却原子炉内のドライアウト現象の数値解析

沸騰水型軽水冷却炉では、炉心上部において環状噴霧流になり、そこでのドライアウトが熱的制約条件となる。そして、ドライアウトを精度良く解析できることが設計および安全のために重要である。これまで研究代表者らが開発してきたMPS (Moving Particle Semi-implicit)法は、格子を必要としない数値解析法であり、液滴の分裂や合体を容易に解析することができる。本研究では、MPS法を用いてドライアウトの直接シミュレーションを試みた。ドライアウト現象は、液滴が燃料棒表面の液膜に吸収されるデポジション過程と、液膜から液滴がはがれるエントレインメント過程によって決定される。まず、デポジッション過程における単一液滴の挙動をMPS法で計算した。液滴の径が小さいあるいは衝突速度が遅い場合は、液滴は液膜に吸収される。一方、径が大きいあるいは衝突速度が速い場合は、液滴の衝突によって液膜が乱れ、別の液滴が新たに生成されることがわかった。沸騰水型軽水炉条件でもこの再生成(リエントレインメント)は無視できないことがわかった。また、有限体積法と粒子法(MPS法)とを組み合わせた粒子-格子ハイブリッド法を開発し、これによって、効率的に気液二相流の解析をおこなうことができるようになった。さらに、この手法に低レイノルズ数型k-ε乱流モデルを組み込んだ。沸騰水型軽水炉の燃料棒液膜の流動のシミュレーションと、液膜表面の不安定性の成長の計算をおこなった。本研究により、沸騰水型軽水炉条件におけるドライアウト現象の基礎過程を解析できる手法が開発されるとともに、リエントレインメントに関する新たな知見を得ることができた。本研究では、MPS法を用いてドライアウトの直接シミュレーションを試みる。平成14年度は、(1)有限体積法と粒子法とを組み合わせた手法の開発、および、(2)沸騰水型軽水炉の炉心条件における液滴の運動の直接シミュレーション、をおこなった。まず、有限体積法と粒子法を組み合わせた手法については、液相と気相の両相を有限体積法で計算するとともに、液相だけを粒子法で計算する手法を開発した。これを用いて自由液面流れの基本問題を解析し、実験と一致する結果を得た。今後、界面での数値安定性の向上、有限体積法と粒子法の相互作用の部分の計算の改良をおこなっていく予定である。液滴の運動については、まず、接触角の粒子計算モデルを新たに開発した。これを用いて、液滴が壁面に衝突し、跳ね返るという現象の計算をおこない、実験と一致する結果を得た。次に、薄い液膜に液滴が衝突する解析を、沸騰水型軽水炉における条件のもとでおこない、液滴が液膜に完全に吸収される場合と、液滴の衝突によって一部の水が液膜から飛散する場合があることがわかった。今後、こうした液滴の振る舞いに対する、液滴径や液膜厚さなどのパラメータの影響を調べるとともに、従来用いられてきた相関式や実験データとの比較検討をおこなう予定である。沸騰水型軽水冷却炉では、炉心上部において環状噴霧流になり、そこでのドライアウトが熱的制約条件となる,そして、ドライアウトを精度良く解析できることが設計および安全のために重要である。これまで研究代表者らが開発してきたMPS(Moving Particle Semi-implicit)法は、格子を必要としない数値解析法であり、液滴の分裂や合体を容易に解析することができる。

平成15年度は、(1)有限体積法と粒子法とを組み合わせた粒子-格子ハイブリッド法による液膜流の数値解析、および、(2)沸騰水型軽水炉の燃料棒液膜への液滴のデポジッションの数値解析、をおこなった。まず、粒子-格子ハイブリッド法については、液膜を粒子、蒸気を格子で解くことにより、液膜流を効率的に解析することができるようになった。実際の液膜流れに本手法を適用し、ケルビン・ヘルムホルツ不安定性による液面の大変形を計算した。今後は、液膜からの液滴生成過程(エントレインメント)の解析をおこなう予定である。燃料棒液膜への液滴のデポジッションの数値解析では、液滴の衝突に伴って液膜が飛散(スプラッシュ)し、蒸気相に分散相として戻る液相が生じることがわかった。沸騰水型軽水炉の炉心条件における液膜厚さ、液滴径分布、相対速度を評価し、このパラメータにおけるデポジッションの数値解析をおこなったところ、同様にスプラッシュが顕著に見られることがわかった。スプラッシュは従来のドライアウトの相関式では無視されてきた過程であり、本研究によりこの課程が重要であることがわかった。沸騰水型軽水冷却炉では、炉心上部において環状噴霧流になり、そこでのドライアウトが熱的制約条件となる。そして、ドライアウトを精度良く解析できることが設計および安全のために重要である。これまで研究代表者らが開発してきたMPS(Moving Particle Semi-implicit)法は、格子を必要としない数値解析法であり、液滴の分裂や合体を容易に解析することができる。本研究では、MPS法を用いてドライアウトの直接シミュレーションを試みる。平成16年度は、(1)有限体積法と粒子法とを組み合わせた粒子-格子ハイブリッド法に、低レイノルズ数型κ-ε乱流モデルを組み込むこと、および、(2)この粒子-格子ハイブリッド法を用いて沸騰水型軽水炉の燃料棒液膜のシミュレーションと、液膜表面の不安定性の成長の計算をおこなった。沸騰水型軽水炉の流動条件ではレイノルズ数が高く乱流状態になっている。特に、壁に付着している液膜では壁の影響も考慮する必要があり、これが可能な乱流モデルとして、低レイノルズ数型κ-εモデルが適しており、これを平成15年度に開発した粒子-格子ハイブリッド法に組み込んだ。これによって沸騰水型軽水炉の実際の流動条件における乱流を効率的に計算することができるようになった。この乱流モデルを組み込んだ粒子-格子ハイブリッド法を用いて、液膜の流動解析をおこなった。液膜では表面の不安定性が成長することでそこから液滴が形成され、これが蒸気流中に放出されることで液膜流量が低下する。これをエントレインメント過程と呼び、ドライアウト現象を予測するための重要な素過程である。沸騰水型軽水炉の液膜流動条件を評価するとともに、その解析に必要な計算容量と計算時間を算出した。
PPLN導波路を用いた低雑音位相感応増幅の研究

光通信信号を低雑音に増幅するための位相感応増幅器(PSA)の検討を行った。多値変調信号から搬送波位相を抽出する効率を検討した。搬送波抽出用素子の工夫により効率が従来よりも10dB以上向上することを明らかにした。PSAを安定に動作させるための位相同期回路(PLL)の見直しを行い、安定した位相同期が得られ、かつPLLによる信号品質の劣化が抑えられることを実証した。さらに2つのPPLN導波路を偏波を直交させて用いることにより、偏波多重された信号のPSAを実証した。またPSAの分散耐性を実験的に評価し、信号帯域内の位相変化が一定値以下では、PSAの効果によって信号品質が改善することを明らかにした。多値変調信号に対応可能な位相感応増幅器(PSA)を実現するために、複数波長において擬似位相整合条件を満たすマルチQPM構造を有するPPLNを用いて、多段の周波数混合を行うことにより、4値位相変調(QPSK)信号から搬送波位相に同期した信号を抽出る方法を提案した。100GHzごとに3つの擬似位相整合ピークを有するPPLN導波路を作製し、QPSK信号と局発光を入射すると、2つの光の周波数混合が多段に生じることにより複数のアイドラ光を発生することが可能になり、信号位相を4逓倍したアイドラ光を発生することが可能になった。このことによりQPSK信号の変調を相殺して信号の搬送波位相に同期した信号を得ることに成功した。上記のアイドラ光を半導体レーザに注入同期することにより、信号波位相に同期した2つの局発光を発生し、両者の和周波発生により信号の搬送波位相に同期した励起光を発生した。この励起光を用いて上記の多段の周波数混合により発生した位相共役光と入力信号光の非縮退パラメトリック増幅を行うことにより、PPLNを用いたPSAとして初めてQPSK信号の増幅を実現した。さらに上記のPSAの構成では信号位相の変化に対してπ/2ごとに利得のピークが得られるために、この特性を利用してQPSK信号の位相雑音の低減が可能であることを明らかにした。さらに非縮退パラメトリック増幅の際に入射する信号パワーを増大されることにより、利得飽和が生じるため、この効果を利用して強度雑音の低減が可能であることも明らかにした。さらに上記の多段の周波数混合の効率の定式化を行い、位相抽出感度向上のための指針を明らかにした。また上記の非縮退パラメトリック増幅による構成を発展させて、さらに多値度の高い16QAM信号をPSAで増幅できることを初めて実証し、その増幅時の信号品質の改善等の特性も明らかにした。多値変調信号に対応可能なPSAを実現するために、H25年度に提案したマルチQPM構造を有するPPLNを用いて4値位相変調(QPSK)信号から搬送波位相に同期した信号を抽出する方法について、さらなる検討を進めた。マルチQPM素子のピーク数は2つに減らすことで信号の4逓倍による搬送波の抽出だけでなく、非縮退パラメトリック増幅の利用に必要な位相共役光の発生効率が従来よりも10dB以上向上することを明らかにした。さらに今季はPSAを安定に動作させるための位相同期ループ(PLL)について詳細な検討を行った。PLLの回路構成とフィードバック利得の見直しを行った結果、位相変調の振幅を従来よりも1ケタ以上小さくしても適切なフィードバック利得を設定することにより安定した位相同期が得られることを実証し、またPLLにともなう位相変調による信号品質の劣化を抑えられることを実証した。さらに偏波多重信号に対応するPSAの構成についても検討を行った。2つのPPLN導波路を偏波を直交させてタンデムに接続し、それぞれ直交する2つの偏波用のPPLNでパラメトリック増幅を行い、2つのPLLを独立して両偏波の信号・励起光の位相同期にそれぞれ用いることにより、偏波多重された信号の位相感応増幅を達成した。PSAの分散耐性に関しては実験の簡単のため2値の位相変調信号に対する分散耐力の検討を行った。群速度分散により波長に対して平坦ではない位相変化を受けた信号をPSAで増幅した場合、PSAの位相感応特性により、波長ごとに受ける利得が異なる。ランダムなベースバンド信号で変調された信号はビットレート程度の周波数広がりを持った側波帯を有しているが、この側波帯の主要部分におる位相変化がπ/2以下であればPSAの効果により位相変化を修正して中継増幅が可能であることが分った。26年度が最終年度であるため、記入しない。光通信26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画に基づいてマルチQPM構造を有するPPLN素子中の多段周波数混合を用いたQPSK信号の搬送波位相抽出を試み、その原理確認に成功した。

さらにその搬送波抽出の過程で発生した位相共役波と信号光をPPLNに入射して非縮退パラメトリック増幅を行うことにより初めてPPLNを用いたQPSKに対応するPSAを実現した。またこのPSAの利得の信号位相依存性を利用してQPSK信号の位相雑音の低減が可能であることを実証した。これらによりPSAによるQPSK信号の再生中継増幅の効果を実験的に検証することに成功した。さらに、パラメトリック増幅過程における利得飽和を利用することによりQPSK信号の強度雑音の低減が可能であることを実証した。これらの成果は応用物理学会で発表し,現在論文投稿中である。さらに上記のマルチQPM素子による搬送波位相抽出における各周波数混合過程の発生効率の定式化を行い、位相整合特性の最適化によって、位相抽出感度向上が可能であるとの理論的な見通しを得ることが出来た。多値信号を増幅する際の群速度分散の影響については、今季はその検討を十分に進めることは出来なかったため、今後の課題として引き続き検討を行う必要がある。しかし一方で上記の非縮退パラメトリック増幅構成をより発展させることにより、当初計画よりもさらに多値度の高い16QAM信号の増幅を初めて実証することに成功した。この結果、従来技術である高非線形光ファイバを用いた構成にくらべると3次の非線形効果による波形劣化や、副次的な意図しない波長変換による信号パワーの散逸がないために、高い線形性を保ちながらより多値度の高い信号の増幅にも適用可能であることを示すことに成功した。この結果はECOCのポストデッドラインセッション、および電子情報通信学会で発表した。H25年度中の位相抽出感度向上に向けた検討により、QPSK信号の搬送波抽出においては位相整合ピークを数を3つから2つへ減らしても、搬送波位相抽出が可能であること、さらにピーク数を減らすことによって周波数混合の変換効率が改善でき、信号位相の4逓倍信号を得るための多重周波数混合においては、その効率かマルチQPM素子の効率の6乗に比例するために、わずかな素子の変換効率の改善でも多重周波数混合の変換効率が大幅に改善できる見通しを得たので、その方針に基づいてマルチQPM素子の作製を行い、位相抽出感度の向上を図る。光ファイバ伝送網にPSAを適用するにあたっては、この搬送波位相の抽出感度によって、PSAで中継増幅できる入力光パワーが決定してしまうので、可能なかぎりPSAの動作が可能なダイナミックレンジの拡大を図る。さらに励起光の位相を安定化する光PLL回路の見直しを行い、より低入力パワーでのインライン動作を目指す。さらに我々が提案、実証している多値信号に対応する非縮退パラメトリック増幅を用いるPSAでは波長の離れた信号光と位相共役波であるアイドラ光を入力するために、1波長の信号光だけを入射する縮退型のPSAに比べると群速度分散による位相変化の影響を強く受けると考えられる。そこで信号光、アイドラ光の両者が群速度分散による位相変化を受けた場合のPSAの動作に与える影響の理論的な検討を進めるとともに、実際に群速度分散を与えた場合のPSAの動作を実験的に検証する。さらに搬送波抽出の高感度化、分散耐力の評価、光PLLの安定度等の実験的な完成度を勘案して、PSAを用いた周回伝送実験の検討を行う。
中枢性麻酔薬のクロライドホメオスターシスを介するGABA作動性神経伝達調節作用

ベンゾジアゼピン(BZP)薬ミダゾラム(MDZ)の実験を行った。生後約2週のラットの脳スライス標本を作成し、大脳皮質体性感覚野大脳皮質の錐体細胞にホールセルパッチクランプを行いMDZのシナプス前作用を調べた。また、顕微鏡下で大脳皮質第V層のスライス標本表面でガラス管を振動させニューロンを機械的急性に単離した。これら錐体細胞表面のα7 nACh受容体を蛍光色素でラベルし、共焦点顕微鏡で観察を行った。大脳皮質第V層ではMDZ 1μMの灌流投与により微小シナプス後電流(mIPSC)の頻度が増加した。しかし、他のBZP系薬物ではmIPSCの頻度は増加せず、BZPの拮抗薬の投与によっても抑制されなかったことからシナプス前のGABA_A受容体以外を介した機序であることが示唆された。MDZによるmIPSC頻度増加作用はα7 nACh受容体阻害剤により抑えられた。しかし、ニコチン単独ではmIPSCの頻度は増加しなかったことから、MDZによりα7 nACh受容体が細胞膜へ誘導され、内因性アセチルコリンによりGABAの放出頻度が増加したのではないかと考え、機械的急性単離した錐体細胞にα7 nACh受容体に特異的に結合する蛍光色素でラベルしたAlexa488 αブンガロトキシンを用いて調べた。その結果、MDZにより有意に細胞表面のα7 nACh受容体が増加するのが観察された。また、シナプス終末に特異的に取り込まれる色素FM1-43で共染色したところその増加したα7 nACh受容体の多くがシナプス終末に存在することがわかった。また、MDZによるmIPSCの頻度増加作用はPKC阻害薬によって抑制され、機械的急性単離細胞を用いた実験でもα7 nACh受容体増加がPKC阻害薬によって抑えられたことから、α7 nACh受容体の誘導にはPKCが関与していることが明らかになった。また、更にMDZによるこの作用はGlutamate作動性神経や大脳皮質の他の層のGABA作動性神経では認められず、GABAニューロンのシナプス後nACh受容体にも作用しなかったことから、大脳皮質第V層のGABA作動性神経のシナプス終末に特異的に見られる現象であることが分かった。以上の結果をまとめ、論文にしCerebral Cortexに受理された(in press)。現在臨床で広く鎮静に用いられている静脈麻酔薬ミダゾラムのシナプス後膜のGABA_A受容体への作用はよく知られているが、シナプス前終末からのGABA放出への作用はよく分かっていない。そこでGABA_A受容体を介する微小抑制性シナプス後電流(mIPSC)へのの作用を調べた。生後約2週間のラットの脳スライス標本を作成。大脳皮質体性感覚野第V層の錐体細胞にホールセルパッチクランプし、人工脳脊髄液にグルタメート受容体桔抗薬とテトロドトキシンを加え灌流し、GABA_A受容体を介するmIPSCを記録した。ミダゾラム0.1-1μMはmIPSCの頻度を増加させた。その作用機序としてシナプス前GABA_A受容体への作用を考え同じベンゾジアゼピン系のジアゼパムとゾルピデムでも調べてみたが、増加しなかったことから、他の機序であることが示唆された。ミダゾラムのmIPSCの頻度増加作用はα7ニコチン性アセチルコリン受容体阻害薬methyllycaconitine1OOnMにより抑えられたが、α4β2ニコチン性アセチルコリン受容体阻害薬dihydro-β-erythroidine 50uMでは抑制されなかった。また、ニコチン単独投与では、mIPSCの頻度は増加しなかったが、ミダゾラム投与下にニコチンを投与したところミダゾラム単独投与よりも更に頻度が増加した。このことからミダゾラムがα7ニコチン性アセチルコリン受容体の細胞膜へ移動を促進し、内因性アセチルコリンによりシナプス前終末からGABAの放出が増加しGABAの作用を増強している可能性が示唆された。現在、その作用を蛍光でラベルしたα-ブンガロトキシンを用い光学的に検証し論文を作成中である。静脈麻酔薬ミダゾラムのシナプス前への作用はよく分かっていないことから、ミダゾラムのGABA作動性シナプスへの作用を生後約2週のラットの脳スライス標本を作成し、大脳皮質体性感覚野第V層の錐体細胞にホールセルパッチクランプを行いGABA放出への作用を調べた。人工脳脊髄液にはテトロドトキシンとグルタメート受容体拮抗薬を加え灌流し、GABA_A受容体を介するmIPSC(微小シナプス後電流)を記録した。ミダゾラム1μMの灌流投与によりmIPSCの頻度が増加した。その作用機序としてシナプス前のGABA_A受容体を考え他のベンゾジアゼピン系薬物である、ジアゼパム、ゾルピデム、フルニトラゼパムでも調べてみたが、mIPSCの頻度は増加しなかった。このことから他の機序であることが示唆された。ミダゾラムによるmIPSC頻度増加作用はα7ニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)阻害剤methyllycaconitine 100nMにより抑えられたが、α4β2nAChR阻害剤のdihydro-erythroidine 50μMでは抑制されなかった。

また、ニコチン単独ではmIPSCの頻度は増加しなかったことから、ミダゾラムによりα7nAChRが細胞膜へ誘導され、内因性アセチルコリンによりGABAの放出頻度が増加したのではないかと考え、機械的急性単離した錐体細胞を用いてα7nAChRに特異的に結合する蛍光色素でラベルしたαブンガロトキシンを用いて調べたところ、ミダゾラムにより有意にα7nAChRが増加するのが観察された。また、シナプスターミナルに特異的に取り込まれる色素FM1-43で共染色したところその増加したα7nAChRの多くがシナプスターミナルに存在することがわかった。現在はミダゾラムがどのようにして、α7nAChRの細胞膜への移動を行っているのかそのメカニズムについて調べつつ論文投稿中である。ベンゾジアゼピン(BZP)薬ミダゾラム(MDZ)の実験を行った。生後約2週のラットの脳スライス標本を作成し、大脳皮質体性感覚野大脳皮質の錐体細胞にホールセルパッチクランプを行いMDZのシナプス前作用を調べた。また、顕微鏡下で大脳皮質第V層のスライス標本表面でガラス管を振動させニューロンを機械的急性に単離した。これら錐体細胞表面のα7 nACh受容体を蛍光色素でラベルし、共焦点顕微鏡で観察を行った。大脳皮質第V層ではMDZ 1μMの灌流投与により微小シナプス後電流(mIPSC)の頻度が増加した。しかし、他のBZP系薬物ではmIPSCの頻度は増加せず、BZPの拮抗薬の投与によっても抑制されなかったことからシナプス前のGABA_A受容体以外を介した機序であることが示唆された。MDZによるmIPSC頻度増加作用はα7 nACh受容体阻害剤により抑えられた。しかし、ニコチン単独ではmIPSCの頻度は増加しなかったことから、MDZによりα7 nACh受容体が細胞膜へ誘導され、内因性アセチルコリンによりGABAの放出頻度が増加したのではないかと考え、機械的急性単離した錐体細胞にα7 nACh受容体に特異的に結合する蛍光色素でラベルしたAlexa488 αブンガロトキシンを用いて調べた。その結果、MDZにより有意に細胞表面のα7 nACh受容体が増加するのが観察された。また、シナプス終末に特異的に取り込まれる色素FM1-43で共染色したところその増加したα7 nACh受容体の多くがシナプス終末に存在することがわかった。また、MDZによるmIPSCの頻度増加作用はPKC阻害薬によって抑制され、機械的急性単離細胞を用いた実験でもα7 nACh受容体増加がPKC阻害薬によって抑えられたことから、α7 nACh受容体の誘導にはPKCが関与していることが明らかになった。また、更にMDZによるこの作用はGlutamate作動性神経や大脳皮質の他の層のGABA作動性神経では認められず、GABAニューロンのシナプス後nACh受容体にも作用しなかったことから、大脳皮質第V層のGABA作動性神経のシナプス終末に特異的に見られる現象であることが分かった。以上の結果をまとめ、論文にしCerebral Cortexに受理された(in press)。
新癌診断法の開発:ポリアミン類の高電圧キャピラリー電気泳動法による測定と臨床応用

1.本研究の目的は個々のポリアミン測定が行なえる新たなポリアミン手法を確立し、この手法の臨床応用を進めることにある。この手法として高電圧キャピラリー電気泳動法を用いる。この方法は電場の印加により発生する電気浸透流を用いるので、溶出型のクロマトグラフィーになる。装置化、試料の前処理、HPLCとの比較検討、実試料への応用の試みなどを進めてきた。2.装置化:この手法は現在開発途上で装置化はまだ進んでいない。注入部としてロータリー型注入部、挿入型注入部を作った。前者は0.3μlの少量を正確に注入でき、多数の試料の取扱いに向いている。検出器として電位向配検出器(PGD)、紫外検出器を検討し、またレーザ螢光検出器は現在試作中である。PGD検出器はポリアミンを誘導化せずそのまま測定できる。しかしながら感度がやや低い欠点がある。ポリアミンの分離条件:種々の検討の結果、乳酸および酢酸水溶液が適していることが分った。フリーポリアミン四種については約4分で分離できた。試料の前処理:前記電気泳動法にかける前に試料の前処理が必要でこの簡便化を試みた。微小試料の取扱いを容易にするためミニカラムを調整した。これにより例えば隻試料では1ml程度なれば分析に必要な濃度の溶液が調整できた。比較検討:比較検討のためHPLCによるポリアミンの分離を行ない、この方法においても前処理の簡便化は役に立った。HPLCと電気泳動法について比較すると後者の方が測定時間について有利であるが、感度、安定性についてはHPLCの方がよい。今後これらの点を改良していく必要がある。本手法はその原理が簡便で、小型化および安価な装置としてつくりあげられるので、臨床用分析装置として適しており、ガンのスクリーニングに用いるのに良い装置となろう。