hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アグレッシブ・ドライブがもたらす運転ストレスと交通効率性に関する研究

1.運転行動の構造分析2ヶ年目となる平成30年度は,前年度収集したアンケート調査データのうち, Driver Behavior Questionnaire (DBQ)の回答値を用いて因子分析を行い,日本,中国,ベトナムの3か国の比較を行った.その結果,ベトナムの「Aggressive Violation」値は他の国に比べて高く,3年以内に事故の経験をしている人も多いことことが明らかになった.これは,日本や中国のデータには車利用者が多く含まれていたのに対して,ベトナムではバイクの利用者が多いためかもしれない.本分析結果を取りまとめた論文を現在投稿中である.また,運転ストレスと所要時間の関係を明らかにすることを目的としたSP(Stated Preference)データを用いた分析を行った.SPデータは,現在利用している経路とストレスが軽減された提案ルートとの2肢選択の結果である.まずは,DBQの回答値を4つの潜在指標に分類し,構造方程式モデルを構築した.次年度以降は推定されたモデルから潜在指標の値を算出し,その結果を説明変数として2項プロビットモデルを構築することで,ストレスと所要時間のトレードオフを明らかにすることを目指す.2.運転行動の定量的評価研究代表者らはすでに収集済みのデータ(愛知県豊田市の約50名分の前方画像、生体信号、運転ストレスの自己申告等を収集したデータ)を用いて,運転者だけなく同乗者の心拍も用いて,同乗者のみが気がついたヒヤリハットの検出の可能性を検討した.具体的には,運転者と同乗者の心拍データにマルコフスイッチングモデルを適用し,心拍数の高低で2つのレジームに分類した.その結果,運転者と同乗者の心拍数をヒヤリハット検出に使用できる可能性を示し,高齢者や運転が苦手な人で同乗者のみが心拍が高い時間が多いことが確認できた.計画通り順調に進捗している。最終年度であるため,以下の分析を行い,成果の取りまとめを行う。1.運転行動の構造分析日本,中国,ベトナムの3ヶ国のwebアンケート調査データを用いて,自身のアグレッシブドライブ評価と他者のアグレッシブドライブの評価との関係を分析し国際比較を行う.この分析を行うことで,他者がアグレッシブだから自身のアグレッシブな運転をする(または,しない)といった関係が明らかとなることが期待される.また,運転ストレスと所要時間のトレードオフを明らかにすることを目的としたSP調査データの分析も今年度に引き続き実施する.DBQと事故率の関係についても分析を進める予定である.2.運転行動の定量的評価運転行動の定評的評価では,昨年度までに得られた結果を論文として取りまとめる.平成29年度は以下の2項目について研究を行った.1.運転行動の構造分析初年度である今年度は,アグレッシブ・ドライブに関する既往研究から,調査方法,調査項目等を整理し,運転傾向,交通事故経験,普段の移動,性格等について尋ねるwebアンケート調査を実施した.調査対象地区は,日本(愛知・岐阜・三重の3県),中国(北京),ベトナム(ホーチミンシティ)の3か国で,それぞれ車とバイク合わせて約1000サンプルを回収した.2.運転行動の定量的評価ミャンマーの首都ヤンゴンで収集した45名分のプロフェッショナルドライバーから収集した運転負担度や運転スタイル調査データ,交通事故の経験等のデータに構造方程式モデルを適用し分析を行った.その結果,運転ストレスがアグレッシブ・ドライブと生の関係があり,アグレッシブ・ドライブと交通事故にも正の相関があることを明らかとした.また,指定のルートを走行した際の心拍と前方画像も収集しており,これらを用いて運転ストレスと心拍の関係を分析した.その結果,運転経験や個人間の差異はあるものの,混雑した道路や歩行者が自由に車道を横断するような個所では,心拍数が有意に上昇したり,心拍変動の周波数成分であるHFやLF成分がストレス状態を示すことが多く,運転ストレスが生じていることを確認した.計画通りに順調に進捗している。1.運転行動の構造分析2ヶ年目となる平成30年度は,前年度収集したアンケート調査データのうち, Driver Behavior Questionnaire (DBQ)の回答値を用いて因子分析を行い,日本,中国,ベトナムの3か国の比較を行った.その結果,ベトナムの「Aggressive Violation」値は他の国に比べて高く,3年以内に事故の経験をしている人も多いことことが明らかになった.これは,日本や中国のデータには車利用者が多く含まれていたのに対して,ベトナムではバイクの利用者が多いためかもしれない.本分析結果を取りまとめた論文を現在投稿中である.また,運転ストレスと所要時間の関係を明らかにすることを目的としたSP(Stated Preference)データを用いた分析を行った.SPデータは,現在利用している経路とストレスが軽減された提案ルートとの2肢選択の結果である.まずは,DBQの回答値を4つの潜在指標に分類し,構造方程式モデルを構築した.次年度以降は推定されたモデルから潜在指標の値を算出し,その結果を説明変数として2項プロビットモデルを構築することで,ストレスと所要時間のトレードオフを明らかにすることを目指す.2.運転行動の定量的評価研究代表者らはすでに収集済みのデータ(愛知県豊田市の約50名分の前方画像、生体信号、運転ストレスの自己申告等を収集したデータ)を用いて,運転者だけなく同乗者の心拍も用いて,同乗者のみが気がついたヒヤリハットの検出の可能性を検討した.具体的には,運転者と同乗者の心拍データにマルコフスイッチングモデルを適用し,心拍数の高低で2つのレジームに分類した.

その結果,運転者と同乗者の心拍数をヒヤリハット検出に使用できる可能性を示し,高齢者や運転が苦手な人で同乗者のみが心拍が高い時間が多いことが確認できた.計画通り順調に進捗している。平成30ー31年度は、運転行動の構造分析と運転行動の定量的評価の2つのテーマを行う。1.運転行動の構造分析今年度は、日本、中国、ベトナムの3カ国で昨年度実施したwebアンケート調査データを用いて分析を進める。日本と中国は主に車利用者、ベトナムはバイク利用者が主な回答者であり、各国1000サンプル程度の回答が得られている。これらのデータから、ドライバが感じる運転負担度、事故経験、モラル、国民性や個人属性と運転ストレスやアグレッシブ・ドライブとの関係を分析し、都市による相違について明らかにする。また、webアンケートでは、運転ストレスと所要時間に関するSP(Stated Preference)調査も行っており、モデル分析を行うことで,運転ストレスと所要時間のトレードオフについて明らかにする。2.運転行動の定量的評価運転行動の定評的評価では、実道路の走行実験で運転挙動、生体信号データと運転時の感情等を収集したデータを用いて、運転ストレスと生体データの関係を明らかにする。今年度は、研究代表者らはすでに収集済みのデータ(愛知県豊田市の約50名分の前方画像、生体信号、運転ストレスの自己申告等を収集したデータ)を用いて、運転者だけではなく同乗者の心拍にも着目し、レジームスイッチングモデルや隠れマルコフモデル等を適用し、運転ストレスや道路構造、運転挙動等との関係を明らかにする。最終年度であるため,以下の分析を行い,成果の取りまとめを行う。1.運転行動の構造分析日本,中国,ベトナムの3ヶ国のwebアンケート調査データを用いて,自身のアグレッシブドライブ評価と他者のアグレッシブドライブの評価との関係を分析し国際比較を行う.この分析を行うことで,他者がアグレッシブだから自身のアグレッシブな運転をする(または,しない)といった関係が明らかとなることが期待される.また,運転ストレスと所要時間のトレードオフを明らかにすることを目的としたSP調査データの分析も今年度に引き続き実施する.DBQと事故率の関係についても分析を進める予定である.2.運転行動の定量的評価運転行動の定評的評価では,昨年度までに得られた結果を論文として取りまとめる.
寒冷地帯の森林における接地境界層・下部大気境界層の季節変動に関する研究

シベリア・アカマツ林での解析を行い、カラマツ林の特性と比較した。樹冠上熱収支の季節変動は特に春期に両者の間で大きな相違があることが示された.また,Jarvis型群落コンダクタンスモデルのパラメータの最適化を行った.その結果は,カラマツ林と近いものであった.既存の研究成果も用いてJarvis型群落コンダクタンスモデルのパラメータと気候値の関係を検討した.その結果,飽差と気温に対する反応のパラメータは全球グリッドデータで示される気候との間に明確な関係が認められた.このことは,森林は植生タイプが異なっても同様の機構化に成立していれば,環境因子に対して類似した反応を示すことを示唆している.東シベリア南部山岳地域のカラマツ、カンバを主体としたタイガ林からなる小流域試験地において水・熱収支に関する現地観測を行った。試験地における暖候期(2001、4/19-10/13)の蒸発散量は127.5mmであった。そのうち、林床面からの蒸発が約60%を占めた。樹冠遮断量は降水量の19%であった。ボーエン比は融雪直後の4月終わりから6月初めの開葉終了までは2程度、その後1前後となり、紅葉がが始まる8月半ばより再度増加する季節変化を示した。林内水循環特性に関しては,以下の知見が得られた.0次谷最上部に位置し尾根を含む小集水域内の谷線上の3点(本集水域の末端,中腹部,尾根部,末端と尾根部の比高は約30m)において,林床面蒸発量(秤量法),林床面上気象素,地温および土壌水分吸引力を観測した.その結果,蒸発量の斜面分布は,土壌水分が十分にある場合は,風速の斜面分布の影響を強く受け、土壌が乾燥してゆくと風速の斜面分布に加えて,土壌水分の分布による蒸発効率の斜面分布の影響を受けることが示された.また下部境界層構造に関しては,以下の知見が得られた.従来、森林樹冠上の顕熱・潜熱フラックスは粗度層から接地境界層下部においてのみ観測されてきた。しかし森林樹冠上の接地境界層上部での顕熱・潜熱フラックスの時空間分布については十分な知見が無かった。そこで本研究では、レナ河近傍の東シベリア・タイガ帯において、観測タワーによる森林樹冠上(接地境界層下部)の顕熱・潜熱フラックスを測定するとともに、別途、航空機を用いて接地境界層上部混合層下部における顕熱・潜熱フラックスの時空間分布を測定した。その結果、レナ河近傍のアカマツ林では、局地循環が顕熱・潜熱フラックスに大きく影響を及ぼしていた。1.鉛直1次元スケールでの水・熱循環特性:落葉性のカラマツ林においては、展葉による蒸散活動の開始が樹冠土の熱収支構成に非常に強く影響していることが示された.

また、アカマツ林、カラマツ林での熱収支構成、水循環の季節変動の相違には永久凍土の融解過程が強く影響を与えていた.すなわち、アカマツ林はカラマツ林よりも融解が促進される地帯に分布しており.このため早くから蒸散を行い、特に春期に両森林上での熱収支構成が大きくことなった.2.Big leaf modelのパラメータの地域性:北緯30°60°に位置する森林でのmodelパラメータの地域性を検討した。その結果、蒸散の最適温度、飽差に対する感度のパラメータと緯度の間に強い相関がみとめられた.1.湿潤温帯林での接地境界層特性と比較するために,名古屋大学構内におけるコナラ林上での水・エネルギー循環特性の比較を行った.そして,シベリア・アカマツ林,岩手・アカマツ林,名古屋・コナラ林におけるBig Leaf Modelパラメータと環境要因の関係を検討した.その結果,森林が成立する気候帯で慣用要因の変動に対する応答特性が異なっていることが示唆された.2.つぎにBig Leaf Model内で同じ関数形を用いている既往の研究結果も用いて,各森林が成立している地帯の気候値(Global grid data, 0.25°メッシュ))との関係を検討した.その結果,湿潤地帯に成立する森林ほど大気の乾燥に敏感に反応して気孔をすみやかに閉じることが示された.これは,湿潤帯の森林は乾燥に適応しておらず,乾燥に対する対応を早めていると考えられる.また,低温地帯に成立する森林ほど蒸散最適温度が低くなることが示された.これは,寒冷帯の森林は低温で生理活性を高めるためと考えられた.シベリア・アカマツ林での解析を行い,カラマツ林の特性と比較した.樹冠上熱収支の季節変動は特に春期に両者の間で大きな相違があることが示された.また,Jarvis型群落コンダクタンスモデルのパラメータの最適化を行った.その結果は,カラマツ林と近いものであった.既存の研究成果も用いてJarvis型群落コンダクタンスモデルのパラメータと気候値の関係を検討したその結果,飽差と気温に対する反応のパラメータは気候値との間に明確な関係が認められた.このことは,森林は植生タイプが異なっても同様の機構化に成立していれば,環境因子に対して類似した反応を示すことを示唆している.東シベリア南部山岳地域のカラマツ、カンバを主体としたタイガ林からなる小流域試験地において水・熱収支に関する現地観測を行った。試験地における暖候期(2001、4/19-10/13)の蒸発散量は127.5mmであった。そのうち、林床面からの蒸発が約60%を占めた。樹冠遮断量は降水量の19%であった。ボーエン比は融雪直後の4月終わりから6月初めの開葉終了までは2程度、その後1前後となり、紅葉がが始まる8月半ばより再度増加する季節変化を示した。林内忌引き商都水循環特性に関しては,以下の知見が得られた。0次谷最上部に位置し尾根を含む小集水域内の谷線上の3点(本集水域の末端,中腹部,尾根部,末端と尾根部の比高は約30m)において,林床面蒸発量(秤量法),林床面上気象要素,地温および土壌水分吸引力を観測した.その結果,蒸発量の斜面分布は,土壌水分が十分にある場合は,風速の斜面分布の影響を強く受け,土壌が乾燥してゆくと風速の斜面分布に加えて,土壌水分の分布による蒸発効率の斜面分布の影響を受けることが示された.また下部境界層構造に関しては,以下の知見が得られた.従来、森林樹冠上の顕熱・潜熱フラックスは粗度層から接地境界層下部においてのみ観測されてきた。しかし森林樹冠上の接地境界層
大脳皮質-視床投射シナプスの可塑性と分子機構の研究

平成13年から14年までの研究で痛覚情報処理に皮質視床シナプスが関わっていることを明らかにした。感覚情報は末梢から情報は内側毛帯シナプスを介してVB核投射細胞に入力し、大脳皮質体性感覚野に投射される。一方、皮質からは大量のフィードバックシナプス(皮質視床シナプス)が入力している。それぞれは精巧なトポロジーを持っているため、これら二つの入力は体性感覚情報処理の機能的単位と考えられている。従来より、感覚情報は内側毛帯シナプスの入力が皮質視床シナプス入力と連合して視床投射細胞の神経活動を調節することにより、感覚情報処理をしていると考えられてきた。この際、重要になるのが、皮質視床路、内側毛帯の時間的なcodingの特性である。しかしながら、これら二つのシナプスの時間的伝達特性はほとんど明らかになっておらず、また、二つの入力による時間的はspike応答特性についても明らかになっていない。研究代表者は視床VB核投射神経細胞のシナプス解析に着手し、視床水平断標本において、内側毛帯シナプスと皮質視床シナプスのEPSCsを同一のVB投射細胞から記録する方法を確立した。マウスVPL核投射細胞において、皮質視床シナプスのEPSCsに、NMDA受容体成分がnon-NMDA成分より多く、AMPA受容体に加えてカイニン酸受容体成分が存在することを見出した。一方、末梢からの感覚情報を受ける内側毛帯シナプスEPSCは、NMDA受容体成分はAMPA受容体成分より少なく、カイニン酸受容体成分は存在しなかった。カイニン酸受容体は、AMPA受容体に比べてdecay time constantが遅いため、高頻度のシナプス入力で内向き電流は加算され、非常に大きな興奮性を標的細胞に与えると考えられる。現在、これら二つのシナプスの構成成分の違いが、視床投射細胞の時間的発火特性にどのように関わっているのかを調べている。一部の成果は、北米神経科学会等に発表し、現在論文にまとめているところである。今後は、皮質視床シナプスのカイニン酸受容体によるシナプス入力のゲインコントロールの研究を進める予定である。平成15年度は、皮質-視床feedbackシナプスの伝達特性を明らかにするため、スライス標本を用いて、バレル皮質を刺激し視床VPL核投射神経細胞からEPSCを記録した。このEPSCは純粋なAMPA受容体の反応よりdecay time constantが遅く、薬理学的実験より30%あまりがkainate受容体によるEPSCの成分であることが分かった。また、代謝型グルタミン酸受容体一型のagonist存在下では膜電位は脱分極し、入力抵抗が大きくなることから、K channelが閉じることによる脱分極であることが明らかになり、今後、シナプス伝達へのmGluR1の関与を観察する予定である。現在、末梢から視床への脊髄視床路シナプスの入力と皮質視床シナプスの両方が同一の投射細胞から記録できるスライス標本を開発し、安定した記録が取れる段階に至っている。今後はこれら二つのシナプス伝達特性を詳細に解析し、シナプス特性を規定する分子を明らかにするとともに、お互いのシナプスの干渉作用つまり、どのようなタイミングで二つのシナプス入力が入ると、どのような出力になるかをシナプス可塑性も含めて解析したい。また、発達段階において、これらシナプスがどのように発達し機能的に成熟していくかについても明らかにしていきたい。
電荷を持ったランダムペプチドの付加による不溶性タンパク質の可溶化

大腸菌で異種生物由来のタンパク質を発現させると、inclusion bodyを形成し不溶性になることがしばしば見られ大きな問題になる。このように不溶性になったタンパク質を可溶化するには、尿素のような変性剤を用いた変性、再生という方法がよく用いられている。しかしこの方法では、タンパク質により可溶化の条件が異なりそれを求めていかなければならない。いっぽう、遺伝子工学的にタンパク質を改変して可溶化する可能性としては、部位特異的に変異を導入するか、ランダムに変異を導入して可溶性になったものを選択する方法が考えられる。しかし、部位特異的変異導入法では、可溶性に関してどの部位にどのような変異を導入すればよいというような一般解が得られているわけではない。またランダムに変異を導入すれば本来の機能まで失われてしまう恐れがあり、いずれの方法も有効ではない。そこで本研究では、電荷に注目し様々な電荷を持ったランダムペプチドを不溶性になったタンパク質に付加し、伸長変異型タンパク質の可溶化するかを調べた。Klyveromyces lactisのプロセッシング酵素であるKex1のライブラリーを作り、その可溶性を調べた。前駆体領域と膜貫通領域を欠失したため不溶性になった変異体のC末端にLys.,Arg.,Asp.,Glu.,のような電荷を持ったアミノ酸を含むランダムペプチドを付加した。作成したライブラリーの菌体を超音波破砕し、変異体酵素の可溶性を検討中である。
ルーメン内細菌が合成する機能性物質による繊維分解菌群の活性化

反芻動物の第一胃内において細菌群集の繊維分解機能を明らかにするとともに、これらが産生している機能性物質の菌群機能への影響を評価した。エンド型繊維分解酵素の遺伝子発現が顕著であり、繊維分解の中心的役割を担っている細菌種を特定した。また、繊維分解菌群からは、β-ラクタム系抗菌物質の分解酵素、インドール系物質応答遺伝子などが多く遺伝子発現しており、繊維分解菌群のルーメン内での生態学的地位の確立および発酵産物の生成経路の選択に影響している可能性を示唆した。ウシの第一胃(ルーメン)内では、摂取された植物繊維は微生物により分解されている。自給飼料を中心として家畜の高い栄養要求を満たすためには、ルーメン微生物による繊維分解機能の改善が重要である。本研究は、繊維分解能力の高いFibrobacter succinogenesを中心とする細菌群集の強化・安定化を目指し、繊維分解菌群が産生している機能性物質の添加効果を評価する。本年度はβ-ラクタム系抗菌物質の分解を制御または増強した時の繊維分解への影響をin vitroで評価した。その結果、β-ラクタム環分解酵素の阻害物を添加すると、分解酵素阻害物自体はF. succinogenesの増殖や繊維分解機能に影響しないにも関わらず、多くのルーメン細菌の中でF. succinogenesの代謝活性だけが顕著に低下し、繊維消化率も低下することが明らかになった。一方、β-ラクタム環分解酵素を添加するとF. succinogenesの代謝活性は高まるものの、繊維消失率に違いはなかった。このβ-ラクタム環分解酵素は、F. succinogenesと共に繊維分解群集を構成する菌種(Butyrivibrio fibrisolvensやPrevotella ruminicola)において遺伝子発現量が高く、繊維分解菌群の群集機能の一端が明らかになった。これらの結果は、ルーメン微生物相において、β-ラクタム系抗菌物質の産生を示唆するとともに、繊維分解菌群が共同でそれに対応していることを示している。本年度はインドール系情報伝達物質の繊維分解細菌に対する影響を明らかにするために、繊維分解菌群の網羅的遺伝子発現プロファイリングリストから、インドール系物質の産生または応答に関与する遺伝子を抽出するとともに、インドール系物質を繊維分解細菌の純粋培養ならびにルーメン液を用いた試験管内培養系に添加し、細菌増殖、繊維分解ならびに発酵産物に与える影響を評価した。繊維分解菌群の発現遺伝子探索の結果、オーキシン輸送体ならびにオーキシン誘導型の繊維分解酵素が検出された。これら遺伝子はいずれも繊維分解群集を構成するPrevotella ruminicolaの遺伝子に高い相同性を示した。また、繊維分解菌群に発現しているサイクリック-di-GMP生成酵素の遺伝子はF. succinogenesならびに繊維分解菌群のButyrivibrio fibrisolvensの保有遺伝子であることが明らかになり、F. succinogenesを中心とする細菌群集の情報伝達にオーキシンが関与している可能性が示唆された。これら細菌の培地に、オーキシンまたはインドールを添加したところ、オーキシン濃度に依存してP. ruminicolaおよびB. fibrisolvensの発酵産物濃度が変化することが明らかになった。これらの結果は、繊維分解菌群における発酵産物の生成経路の選択にインドール系シグナルが影響している可能性を示している。本研究は、反芻動物の第一胃(ルーメン)内で繊維分解能力の高いFibrobacter succinogenesを中心とする細菌群集の繊維分解機能を明らかにするとともに、これらが産生している機能性物質の影響を評価する。本年度は、繊維分解菌群の網羅的遺伝子発現解析を実施し、主要繊維分解菌F. succinogenes、およびこれを含めたルーメン内繊維分解菌群による繊維分解の特徴を遺伝子発現レベルで明らかにした。すなわち、F. succinogenesはエンド型繊維分解酵素の遺伝子発現が顕著であり、特に6つのエンド型セルラーゼ、および6種類のエンド型ヘミセルラーゼが繊維分解において中心的役割を担っていることが明らかになった。糖質加水分解酵素ファミリー11、26、30、44、45、および74は本菌に特徴的な遺伝子発現であったことから、これらが高い繊維分解能力を支える鍵酵素である可能性が示唆された。また、繊維分解菌群で高い遺伝子発現が確認されたサイクリックーdi-GMPの定量および粗飼料多給時に増加する微生物代謝産物の特定を目的として、粗飼料または濃厚飼料多給の条件で動物実験を実施し、採取したルーメン内不揮発性成分についてメタボロミクス解析を行った。その結果、70-80%のルーメン液成分は飼料区間で大差がないものの、濃厚飼料多給区で高い濃度を示す成分が20%、粗飼料多給区で高い濃度を示す成分が5%存在していた。粗飼料多給区において高濃度で検出される成分の一つはドデカン二酸と同定され、繊維分解菌群に特徴的な代謝産物の一つである可能性が示唆された。サイクリック-di-GMPの検出・定量は技術的に困難であったものの、粗飼料多給時のルーメン発酵産物の一部特徴付けができるなど一定の成果を得た。

今年度は、メタトランスクリプトーム解析ならびにメタボローム解析の両側面から繊維分解菌群の代謝活動解明にアプローチした。すなわち、F. succinogenesを中心とする繊維分解の特徴解明だけでなく、サイクリック-di-GMPなど、粗飼料多給餌に増加することが推定される発酵産物の解明にもチャレンジし、繊維分解菌群の繊維分解メカニズムと代謝活動の一端を明らかにできた。一方で、上記取り組みの実験および公表に時間を要したため、純粋培養系におけるサイクリック-di-GMPの添加効果については試験評価が遅れており、次年度以降に取り組む必要がある。本研究では、反芻動物の第一胃内で繊維分解能力の高いFibrobacter succinogenesを中心とする細菌群集の繊維分解機能を明らかにするとともに、これらが産生している機能性物質の菌群機能への影響を評価した。網羅的遺伝子発現解析によりF. succinogenesを中心とする細菌群集の繊維分解機能、および菌群間情報伝達に関連している可能性のある物質を探索した。その結果、F. succinogenesでは12種類のエンド型繊維分解酵素の遺伝子発現が顕著であり、繊維分解において酵素分解の中心的役割を担っていることが明らかになった。一方、F. succinogenesの共生菌群は主に可溶性成分の分解酵素が検出されることから、これらは繊維分解を補助的に貢献していることが明らかになった。また、これら繊維分解菌群からは、β-ラクタム系抗菌物質の分解酵素、インドール系物質の産生または応答に関与する遺伝子、および共通の情報伝達物質に合成遺伝子が多く発現していたことから、これらの役割を純菌培養系で評価した。その結果、β-ラクタム環分解酵素を強化するとF. succinogenesの代謝活性が高まること、逆β-ラクタム環分解酵素の阻害物を添加すると、F. succinogenesの代謝活性が顕著に低下し、繊維分解率も低下することが明らかになり、繊維分解菌群がルーメン生態系におけるF. succinogenesの生態的地位の確保に貢献している可能性を示唆した。加えて、インドール系シグナルは繊維分解菌群における発酵産物の生成経路の選択に影響していること、サイクリック-di-GMPは繊維分解機能を刺激する細菌種間情報伝達物質としての働きが限定的であることが明らかになるなど、本研究を通して、F. succinogenesを中心とする繊維分解菌群の生成物質を介した関係の一端を明らかにできた。反芻動物の第一胃内において細菌群集の繊維分解機能を明らかにするとともに、これらが産生している機能性物質の菌群機能への影響を評価した。エンド型繊維分解酵素の遺伝子発現が顕著であり、繊維分解の中心的役割を担っている細菌種を特定した。また、繊維分解菌群からは、β-ラクタム系抗菌物質の分解酵素、インドール系物質応答遺伝子などが多く遺伝子発現しており、繊維分解菌群のルーメン内での生態学的地位の確立および発酵産物の生成経路の選択に影響している可能性を示唆した。
分娩後の便矢禁の実態と関連要因およびQOLに関する研究

近年高齢化が急速に加速進展していく中で、看護者は人々の生活の質(QOL)の向上に焦点をあて支援することが求められている。その中で精神的、社会的問題として注目されているものに「女性の尿失禁」がある。しかし最近、「尿失禁」と並んで分娩後の「便失禁」の頻度が予想以上に多いことが諸外国において報告されている。これらの状況を背景として、平成15年度には我が国における便失禁の実態と関連要因について検討し、報告してきた。平成16年度にはそれらの結果に引き続き、便失禁を有する女性のQOLの実態について、アンケート調査から明らかにした。平成17年度には、便失禁を有する女性のQOLと尿失禁を有するQOLの程度を比較すると共に、便失禁を有する女性の便失禁に対する思いやコーピング(対処)について追跡調査を行った。我が国において便失禁はおよそ3%の頻度で発症していた。便失禁の発症に関するリスク要因としては器械分娩、圧出分娩および分娩時の肛門括約筋の裂傷が上げられた。便失禁を有する女性の心理・社会的ストレス度は、尿失禁を有する女性よりも有意に低下しており、自尊感情は顕著に低下していた。また、便失禁に対する思いやコーピング(対処)について追跡調査を行った。その結果、いずれの女性も漏れたときはショックであった、こんな事が起こるとは考えてもいなかったと思いを述べた。コーピングをみると、漏れたらすぐ下着を換える、パットやナプキンを使用する、下痢をしないようにする、トイレを我慢しない、早めにトイレに行くなどの回答があったが、受療行動には至らなかった。以上、便失禁は予想以上に多く発症し、女性のQOLの低下を引き起こすことが明らかとなり、今後便失禁に対する啓発運動をより積極的に行っていくとともに、便失禁に対する治療やケアなど支援方法を確立する必要があることが示唆された。近年高齢化が急速に加速進展していく中で、看護者は人々の生活の質(QOL)の向上に焦点をあて支援することが強く求められている。そこで今回、我が国における便失禁の実態と関連要因について明らかにすべく、自記式質問紙法に基づくアンケート調査を実施した。対象は1070歳の合計3356人の女性であり、2026人から回答を得た。回収率は60.4%であり、その内の有効回答数1982人を分析対象とした。調査内容は、便やガスの漏れの有無についてであり、関連要因として年齢、出産回数、BMI(体格指数)、閉経との関係に加えて、産科学的諸要因として分娩形態、分娩所要時間、児体重、器械分娩の有無、会陰切開の有無などを取り上げ、関連性を検討した。便失禁を認める者は2.9%(56人)、ガス失禁を認める者は22.3%(427人)であり、全体でみると便やガスが漏れると回答した者は23%に達していた。便およびガス失禁の発症を年代別にみると、年齢と共に若干の上昇傾向を認め、特に50歳代以上ではその発症が有意に多かった。出産回数別にみると、出産回数の増加に伴い若干の増加傾向を認め、未産婦、1回経産婦に比較して2回、3回経産婦では有意に多く発症していた。BMIおよび月経との関連性も認められた。

また産科学的諸要因との関連性をみると、器械分娩、圧出分娩の経験において関連性が認められた。今後尿失禁との関連性など、更に詳細な検討を行うと共に、便・ガス失禁を有する女性のQOLについて検討を進めていく予定である。近年高齢化が急速に加速進展していく中で、看護者は人々の生活の質(QOL)の向上に焦点をあて支援することが強く求められている。その中で精神的、社会的問題として注目されているものに「女性の尿失禁」がある。しかし最近、「尿失禁」と並んで分娩後の「便失禁」の頻度が予想以上に多いことが諸外国において報告されている。これらのことを背景として、昨年は我が国における便失禁の実態と関連要因について分析した。今年度は便失禁を有する女性のQOLの実態について、アンケート調査結果から明らかにした。対象は、1070歳の1982人(回収率59.1%)の中で、便失禁を認めた56人(2.9%)、およびガス失禁を認めた427人(22.3%)である。便およびガス失禁を有する女性のQOLは、Yu(1989)の開発したISQ-Pを参考に作成した心理・社会的ストレス尺度を用いて検討するとともに、Wyman(1987)の開発した尺度を用いて生活への影響について検討した。またQOLに関連する要因についても分析を加えた。便失禁の心理・社会的影響についてみると、漏れなくなって欲しい、恥ずかしい、人に知られたくない、きまりが悪いの項目においてストレスが強かった。生活への影響をみると、仕事や会合、旅行など、他の人との交流が必要な場面においてその影響を強く感じていた。これらの心理社会的ストレスは、尿失禁の有無、便失禁の程度、残便感、肛門痛及び実母の尿失禁と関係していた。また生活への影響は、出産経験のある者、尿失禁の有無、及び便失禁程度と関係していた。近年高齢化が急速に加速進展していく中で、看護者は人々の生活の質(QOL)の向上に焦点をあて支援することが求められている。これらの状況を背景として、平成15年度には我が国における便失禁の実態と関連要因について検討し、報告してきた。また平成16年度にはそれらの結果に引き続き、便失禁を有する女性のQOLの実態について、アンケート調査から明らかにした。今年度は、便失禁を有する女性のQOLと尿失禁を有するQOLの程度を比較すると共に、便失禁を有する女性の中で、さらなる調査に同意が得られた4名を対象として便失禁に対する思いやコーピング(対処)について追跡調査を行った。便失禁あるいは尿失禁を有する女性の心理・社会的ストレス度を比較したところ、便失禁を有する女性の心理・社会的ストレスは、尿失禁を有する女性のそれと比較してより強いものであった。特に差の大きかった項目は、きまりが悪い、恥ずかしい、みっともないなどであり、自己を否定するような項目において特にストレスが強かった。また、便失禁に対する思いやコーピング(対処)について追跡調査を行った。その結果、いずれの女性も漏れたときはショックであった、こんな事が起こるとは考えてもいなかったと思いを述べた。コーピングをみると、漏れたらすぐ下着を換える、パットやナプキンを使用する、下痢をしないようにする、トイレを我慢しない、早めにトイレに行くなどの回答があった。
高圧低温ヘリウムガス比例計数管による太陽ニュートリノ測定の検討

(1)ヘリウム比例計数管による1電子検出の可能性。高エ研にて過去に開発した紫外光検出用ガス比例計数管を使用して実験を行った。この比例計数管は分割化された陰極読みだしMWPCであり陽極は20マイクロンのワイヤーであり陽極-陰極間の距離は4mmである。また片方の陰極はCaF2結晶の紫外窓になっておりこれにベータ線源を当てることによりチェレンコフ光を発生させトリエチルアミンをヘリウムガスに混入させることにより1電子を作る(光電効果による)。この方法によって得られた1電子によるMWPCの波高分布はピークを持たないエクスポネンシャルな形(あるいはべき型)をしていることがわかった。現在これがノイズ等による外的原因によるものか、原理的なものなのかを検討中である。原理的解釈としては以下のようなものが考えられる。ガス中の電子増幅はなだれ現象であり移動中の電子の増幅は確立により支配されている。この場合一般になだれはフラクタルとなりどのスケール(距離)においても現象は同一の形をしている。この結果出力波形はべき型になる。この類推は簡単な計算機シミュレーションによっても再現できる。今後の目標としては実験のノイズの削減、完全な計算機シミュレーションの開発が考えられる。(2)自然放射能によるバックグラウンドの研究。カミオカンデ実験場などに於ける自然放射能等の資料を整理し、それに対する処置法を検討した。結果は液体窒素及びドライアイス等によりほとんど完全に岩盤からのガンマ線を遮断することができることが計算機シミュレーション等によりわかった。(3)読みだし電子回路の検討。実時間にて読みだし可能な電子回路の設計を行った。MWPCからの電荷信号を論理時間信号に変換するLSIを回路シミュレーション等を使って設計し、十分な特性、又安価にそれを作成できることが証明された。
食品成分による染色体分配機構を標的とした制がん効果に関する研究

本研究は、染色体分配機構を標的にして制がん効果を発揮する食品成分の同定とその作用機序の解明を目的としている。これまでに、食品成分ベンジルイソチオシアネート(BITC)が染色体分配に必須の動原体構成因子Mis12の減少を介して制がん効果を発揮することを既に見出している。そこで、BITCが染色体分配異常を介して制がん効果を発揮しているか、逆にがんの発生および悪性化を誘導し得るか検証する。また、BITCによるMis12レベル減少の上流メカニズムの解明を試みる。さらに、染色体分配機構を標的として制がん効果を発揮する食品成分をスクリーニングし、その詳細な作用機序の解明を試みる。
韓国における日本文化開放と韓日相互理解教育についての調査研究

95年度から実施してきた調査を踏まえ、平成14年度から3年計画で次の3種の調査研究を実施した。1.日本文化開放政策進行に伴う韓国青少年の意識と行動の変化把握のためのソウル市、大田市、釜山市での継続・発展調査。2.日本理解・批判に関係する学習機会の青少年への影響と社会的文化的基盤解明のための新調査。3.日韓相互理解教育のためのプログラム開発とモデル授業実施。これらの調査結果の分析から、現代韓国青少年が日本と同様に個人化が進行する豊かな社会に育ち、社会的自立への課題を日本青少年と共有することを明らかにした。さらに、日本文化への接触状況と日本・日本人への評価の継続調査の総合分析から、漫画を中心に日本文化開放以前に浸透した日本文化が韓流文化の源流を形成し、文化開放の進行に伴いアニメや歌謡も類似の傾向が見られることを把握した。また日本・日本人観の変化の5類型を析出し、相互理解を阻む新たな意識構造を解明した。特に韓国中高生の「日本・日本人評価」と「推測する韓国・韓国人評価」の比較から、日本と同水準の生活を享受する青少年による既存世代と異なる韓国上位の意識形成を確認。これらとモデルプログラム実施結果との総合分析から相互理解教育促進への次の課題を解明した。1.インターネットを代表にIT化の進行が自国文化・言語内に閉じた意識と行動を強化するため、従来と異なる相互の理解(誤解・不信)に関わる多様な情報サイトの影響の実証研究と相互理解促進のための情報サイトの増設が必要である。2.両国の現代文化共有化は相互理解の基盤形成に寄与する反面、両国社会の問題点を認識させる側面もある。その克服は規制ではなく、より積極的かつ多面的な現代文化共有化の機会拡大が必要である。3.世代間格差を伴う新たな相互理解の障壁形成を克服するために、差異の相互認知に止まらず相互に修正をも要求しあうことで二国間を超えて共有すべきアジア的シチズンシップの構築とその教育システムが必要である。本調査研究に先立って実施してきた日本文化開放とその背後の社会構造変動による青少年の意識と行動への影響に関する調査をふまえた新たな3年計画の初年度として、次の3種の調査を実施した(1)日本文化開放政策の進行に伴う韓国青少年の意識と行動の変化把握のためのソウル市、大田市、釜山市、光州市での継続・発展調査。(2)日本理解・批判に関係する多様な学習機会等の青少年への影響とその社会的文化的基盤解明のための学校外教育・学習機関等への調査研究。(3)日韓の相互理解教育のプログラム開発のための予備調査。その過程で、ワールドカップ開催や大統領選挙を代表に、韓国社会で再び大きな変化が生じるとともに、それらが教科書問題で距離ができた日本との関係を見直す機会となったことを確認した。同時に、IT(情報技術)化の更なる進行に象徴される社会の情報化の拡大と重なることにより、伝統的な儒教倫理に支えられた長幼の序を重視する社会意識や行動様式の構造に大きな変化が生じていることも把握した。更に、韓國東アジア日本學協会「2002年度秋季國際學術大會」において、「グローバル時代韓日共同文化構築方策」をテーマとするシンポジュウムでの提案者として招聘され、「青少年における大衆文化の役割-韓日共同文化構築の視点から-」と題し、共同研究者を代表して馬居が発表した。そこでは、これまでの調査結果と相互理解教育推進という新たな課題意識を重ねる観点から、日韓双方の青少年がリアルタイムで共有する若者文化を介した日本文化への意識の変化の特徴について提示した。

特に、工業化から情報化への移行の速さは、韓国と日本双方において、世代間の差異を生じさせることにより、相互理解を阻む問題の淵源が、韓国と日本の歴史的文化的差異ではなく、自国内の世代間の差異にあることを実証的に解明し、韓国研究者の評価を得た。本調査研究に先立って実施してきた日本文化開放とその背後の社会構造変動による青少年の意識と行動への影響に関する調査をふまえた新たな3年計画の2年度として、次の3種の調査を実施した。(1)日本文化開放政策の進行に伴う韓国青少年の意識と行動の変化把握のためのソウル市、大田市、釜山市での継続・発展調査。(2)日本理解・批判に関係する多様な学習機会等の青少年への影響とその社会的文化的基盤解明のための学校外教育・学習機関等への調査研究。(3)日韓の相互理解教育のプログラム開発のための調査研究。その結果、昨年度調査で確認したワールドカップを契機に好転した日本評価がより一層高まり、日本文化開放プログラムの再開・進行に伴い、日本との距離はかなり縮小していることを実証的に明らかにした。特に青少年の日本理解において質的な変化が生じていることを見出した。たとえば、小・中・高校生対象の継続調査と新たな教育課程・学習機会等の調査結果の分析から、漫画、アニメ、ゲームに加えてJポップと称される日本歌謡がインターネットを通じ日常的に摂取されることを典型に、日本文化を特別視せずに韓国文化と区別なく選択する意識が形成されていることを確認した。さらに、20歳代以下の青少年の間に伝統的な儒教倫理や歴史認識から自由な価値意識や行動様式が共有される一方で、年長者との世代間格差が世論を二分する対立点にまで拡大していることも把握した。また、このような変化を踏まえて、日韓相互理解教育プログラム開発において、旧来の両国の歴史認識の相違や文化的差異の理解に加えて、高度情報社会における自己形成と他者認識という両国青少年に共通する問題を加味する必要性があることを明らかにした。また、上記調査過程で行った韓国第7次教育課程の実施状況の調査結果に基づき、初等学校低学年統合教科と初・中・高校の社会科ならびにITC(情報コミュニケーション技術)教育の特徴と課題を日本の教育雑誌等に発表し、関係者の評価を得た。本調査研究に先立って実施してきた日本文化開放と社会構造の変動が青少年の意識と行動に及ぼす影響に関する継続調査をふまえた新3年計画の最終年度として、次の四種の調査研究を実施した。(1)日本文化開放政策進行に伴う韓国青少年の意識と行動の変化把握のためのソウル市、大田市、釜山市での継続・発展調査(2)日本理解・批判に関係する学習機会の青少年への影響と社会的文化的基盤解明のための調査結果の分析。(3)日韓相互理解教育のためのプログラム開発とモデルプログラムの実施(4)最終年度としての全調査結果の総合分析。その結果、現代韓国青少年が日本と同様に個人化が進行する豊かな社会に育ち、社会的自立への課題を日本青少年と共有することを明らかにした。他方、日本文化への接触状況と日本・日本人への評価の継続調査の総合分析から、漫画を中心に日本文化開放以前に浸透した日本文化が韓流文化の源流を形成し、文化開放の進行に伴いアニメや歌謡も類似の傾向が見られることを把握。また日本・日本人観の変化の5類型を析出し、相互理解を阻む新たな意識構造を解明した。
日本民間薬を中心とした含窒素、含硫黄成分を基盤とする抗　ＨＳＶ　薬の開発研究

本研究の目的は、日本民間薬を中心とした天然物を素材として成分探索およびその誘導体合成を行い、得られた化合物の活性を評価して新たな作用機序を持つ抗単純ヘルペスウイルス(HSV)薬候補物質を探索することである。HSVは日本人の約6割が感染しているといわれており、脳炎、口唇ヘルペス等の多様な疾患を引き起こす。しかしながら、現在用いられている抗HSV薬のほとんどはウイルスDNAの複製を阻害するものである。一方、天然物は多種多様な構造を有しており、従来と異なった作用機序での抗HSV活性を持つことが期待される。今回、含窒素、含硫黄化合物を豊富に含むことが知られているアブラナ科植物に着目した。素材として、古くから板藍根(バンランコン)として熱病に対する効果を期待して用いられ、近年ではインフルエンザやSARS (重症急性呼吸器症候群)などウイルス性疾患に対して使用されているアブラナ科植物ホソバタイセイを用いた。ホソバタイセイ乾燥根部の成分探索を行った結果、数種の含窒素、含硫黄化合物を単離することができた。また、アブラナ科植物カラシナおよびモクセイ科植物キンモクセイの含有成分の探索を進め、数十種の含硫黄化合物を含めた成分を単離した。また、それらの成分の誘導体合成を進め、数十種の化合物を得た。得られた単離化合物およびその誘導体、約100化合物について抗HSV-1活性の測定を実施したところ、キンモクセイ含有成分の誘導体に活性を見出した。含窒素、含硫黄化合物を豊富に含むことが知られているアブラナ科植物の中でも、古くから板藍根(バンランコン)として熱病に対する効果を期待して用いられてきたホソバタイセイ(Isatis tinctoria)に着目し、成分探索を行った。すなわち、ホソバタイセイ乾燥根部のメタノール抽出エキスを作成し、合成多孔性吸着剤HP20に付し、得られたメタノール50%溶出部について各種クロマトグラフィーを用いて繰り返し分離精製を行った。その結果、ホソバタイセイ乾燥根部より、neoglucobrassicin (1)やgoitrin (2)などの含窒素、含硫黄化合物を単離することができた(単離収率: 1 0.033%, 2 0.013%)。また、アブラナ科植物オオアラセイトウ(Orychophragmus violaceus)、カラシナ(Brassica juncea)およびモクセイ科植物キンモクセイ(Osmanthus fragrans var. aurantiacus)の含有成分の探索を進め、数十種の含硫黄化合物を含めた成分を単離した。また、それらの成分の誘導体合成を進め、桂皮酸、クマル酸およびカフェ酸とテルペン類との縮合反応を進め12種の誘導体を得た。さらに、単離した化合物1を用いて誘導体合成を行い、5種の新規含窒素化合物を得た。得られた単離化合物およびその誘導体、約100化合物についてin vitroにおけるVero細胞を用いたplaque reduction assayを実施した。その結果、クマル酸誘導体に弱いながらも活性を見出した(Inhibition 18.1% at 25μM)。その他、トリテルペン誘導体や関連トリテルペン化合物に活性を見出した。1年目に引き続き、日本民間薬を中心とした含窒素、含硫黄化合物をもつ植物、特にアブラナ科植物に着目して成分探索を行う。すなわち、植物の抽出エキスを作成し、各種クロマトグラフィーを用いて繰り返し分離精製を行い、構造を決定する。さらに、単離した成分を用いて誘導体を合成する。得られた単離化合物および誘導体について、in vitroにおける抗HSV-1活性試験、すなわちVero細胞を用いたplaque reduction assayを行う。1年目に得られた活性成分に関しては、関連化合物を合成し、Vero細胞を用いたplaque reduction assayを実施し構造と活性の相関について検討を行う。一方、細胞毒性についても検討を行うことで、化合物の有効性および副作用の両面から化合物の実用性について評価する。さらに、特に活性の強い化合物についてはマウスを用いたin vivo試験を実施する。加えて、アブラナ科植物以外にも、伝承薬効として抗ウイルス様作用があるとされるタバコウロコタケ科カバノアナタケ(Inonotus obliquous)やタデ科植物アイ(Persicaria tinctoria)について成分探索を行い、含有成分および関連化合物についてVero細胞を用いたplaque reduction assayを実施し、抗HSV-1活性成分として有用な素材の確保に努める。

また、アブラナ科植物カラシナおよびモクセイ科植物キンモクセイの含有成分の探索を進め、数十種の含硫黄化合物を含めた成分を単離した。また、それらの成分の誘導体合成を進め、数十種の化合物を得た。得られた単離化合物およびその誘導体、約100化合物について抗HSV-1活性の測定を実施したところ、キンモクセイ含有成分の誘導体に活性を見出した。含窒素、含硫黄化合物を豊富に含むことが知られているアブラナ科植物の中でも、古くから板藍根(バンランコン)として熱病に対する効果を期待して用いられてきたホソバタイセイ(Isatis tinctoria)に着目し、成分探索を行った。すなわち、ホソバタイセイ乾燥根部のメタノール抽出エキスを作成し、合成多孔性吸着剤HP20に付し、得られたメタノール50%溶出部について各種クロマトグラフィーを用いて繰り返し分離精製を行った。その結果、ホソバタイセイ乾燥根部より、neoglucobrassicin (1)やgoitrin (2)などの含窒素、含硫黄化合物を単離することができた(単離収率: 1 0.033%, 2 0.013%)。また、アブラナ科植物オオアラセイトウ(Orychophragmus violaceus)、カラシナ(Brassica juncea)およびモクセイ科植物キンモクセイ(Osmanthus fragrans var. aurantiacus)の含有成分の探索を進め、数十種の含硫黄化合物を含めた成分を単離した。また、それらの成分の誘導体合成を進め、桂皮酸、クマル酸およびカフェ酸とテルペン類との縮合反応を進め12種の誘導体を得た。さらに、単離した化合物1を用いて誘導体合成を行い、5種の新規含窒素化合物を得た。得られた単離化合物およびその誘導体、約100化合物についてin vitroにおけるVero細胞を用いたplaque reduction assayを実施した。その結果、クマル酸誘導体に弱いながらも活性を見出した(Inhibition 18.1% at 25μM)。その他、トリテルペン誘導体や関連トリテルペン化合物に活性を見出した。1年目に引き続き、日本民間薬を中心とした含窒素、含硫黄化合物をもつ植物、特にアブラナ科植物に着目して成分探索を行う。すなわち、植物の抽出エキスを作成し、各種クロマトグラフィーを用いて繰り返し分離精製を行い、構造を決定する。さらに、単離した成分を用いて誘導体を合成する。得られた単離化合物および誘導体について、in vitroにおける抗HSV-1活性試験、すなわちVero細胞を用いたplaque reduction assayを行う。1年目に得られた活性成分に関しては、関連化合物を合成し、Vero細胞を用いたplaque reduction assayを実施し構造と活性の相関について検討を行う。一方、細胞毒性についても検討を行うことで、化合物の有効性および副作用の両面から化合物の実用性について評価する。さらに、特に活性の強い化合物についてはマウスを用いたin vivo試験を実施する。
マイクロマシンを用いた微小共振器波長可変光フィルタ

今回、GaAs/GaAlAsマイクロマシン光フィルタの波長可変化を高める研究を報告している。フィルタの片持ち梁を100μm長くすることによって、熱動作による波長可変化が0.14nm/Kに高まった。熱膨張層を半分の多層膜の厚さに厚くすることにより、最大波長可変化0.84nm/Kが可能であることを示した。マイクロマシン構造を用いた長波長面発光レーザ及び共振型光検出器を提案し、片持ち梁構造の熱膨張層を導入することにより、波長温度無依存動作の可能性を示した。通常の半導体材料では、温度変化に伴い屈折率が変化ため、半導体レーザ及び共振型光検出器の波長安定化が課題となる。一方,片持ち梁構造においては、温度上昇によるバイモルフ効果によって、共振器長を制御することが可能となり、適切な片持ち梁構造を設計することで共振波長の温度係数を抑制し、発振波長の安定化が期待される。温度無依存動作を達成するため、FIBで上のInP層をエッチングした片持ち梁長95μmのマイクロマシン面発光レーザ構造を用いることで、温度変化に対する波長シフト量が面発光レーザの発振特性において、0.0016nm/Kであることを観測した。典型的な半導体レーザの波長シフト量が0.1nm/K程度(60倍以上大きい)であるため、バイモルフ効果を持つ片持ち梁構造によって,単モード半導体レーザの温度無依存動作の可能性が確認された。測定した発振特性において、出力光の偏光安定化が示された。なお、共振型光検出器のため、上のInP層をエッチングしなかった片持ち梁85μmの共振波長シフト量が0.03nm/Kであることを観測した。その結果、温度依存の少ない半導体デバイスを実現できる可能性が確認された。波長可変光フィルタは、波長分割多重方式の光ネットワークにおけるクロス・コネクトを実現するために、重要な光デバイスである。マイクロマシン技術を用いた波長可変光フィルタは、広い波長可変範囲が可能、垂直共振器構造のため2次元アレイ化、偏光無依存化が可能など、優れた特性が期待できる。今までに様々なマイクロマシン波長可変光フィルタが報告されている。しかしながら、マイクロマシンフィルタの帯域幅が十分狭くないなど、マイクロマシン光フィルタのパフォーマンスはWDMネットワークに応用されるためには不十分であるという問題がある。そこで、本研究では、ダブルキャビティ構造を用いたマイクロマシン波長可変フィルタを提案・実現する。シングルキャビティフィルタに比べ、ダブルキャビティフィルタの透過スペクトルは狭くフラットであり、クロス・トークを低減することができる。製作したダブルキャビティフィルタは、上部ミラー18.5ペア、真ん中のミラー45.5ペアと下部ミラー16.5ペアのGaAs/Ga_<0.2>Al_<0.8>As多層膜からなる。エア・ギャップの幅は775nm(λ/2)である。片持ち梁構造は選択ウエット・エッチングで製作される。Ga_<0.02>Al_<0.98>Asスペーサー層は、片持ち梁構造を作るため、各半導体多層膜の間に導入されている。ドライ・エッチングでメサ構造を製作した後、電極蒸着を行い、AlGaAsスペーサー層をエッチングする。製作したマイクロマシンフィルタの片持ち梁の長さと幅はそれぞれ50μmと10μm、ミラーの直径は16μmである。測定した反射スペクトルにより、マイクロマシンフィルタは3dBバンド幅0.7nm、消光比14dBを持つ。また、温度変化146°C程度で波長9.5nmのレッド・シフトが観測された。熱膨張係数の大きい層を上下の片持ち梁に導入することで波長可変範囲を広くすることが可能である。提案した2重共振器構造を持つ波長可変光フィルタの製作・評価を行っている。半導体多層膜の層数を増やすことで共振器内のQ値を高め、フィルタの狭帯域化を図った。製作した波長可変光フィルタは、上部ミラー18.5ペア、真ん中のミラー45.5ペアと下部ミラー16.5ペアのGaAs/Ga_<0.2>Al_<0.8>As多層膜からなる。理論検討により、本構造を用いて、フィルタ帯域幅0.6nm、100GHzチャンネル間隔、データ速度40Gbpsでの動作が可能であることが判った。製作したマイクロマシンフィルタの片持ち梁の長さと幅はそれぞれr80μmと10μm、ミラーの直径は18μmである。p-nジャンクションの特性を利用した静電気駆動と熱応力駆動を組み合わせることで、共振波長のブルーとレッド・シフトが可能になり、広帯域波長可変動作を達成することが可能となる。実験により、印加電力17Vで波長可変幅8nm、フィルタ波長の温度依存性0.12nm/K、スイッチング時間115μsを確認した。p-nジャンクションの降伏電圧が8Vであるため、電圧8V以上で熱駆動、電圧8V以下で静電気駆動動作をする。フィルタ波長の可変動作として静電気と熱応力の両方を利用することで、2重共振器構造を持つフィルタの広帯域波長可変動作、高速スイッチングが可能であることを実験的に実証した。また、2重共振器構造を持つフィルタの透過スペクトルの形状を検討した。スペクトル形状は矩形に近いほど良いため、透過スペクトルの1dBバンド幅と10dBバンド幅の比として定義される性能指数で評価した。測定されて性能指数は0.31(計算結果:0.36)であった。