hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
英語リスニングでの閾値仮説とボトムアップ処理:高周波音域弁別と子音聞き取り能力

音声学の文献からは英語子音の弁別において、周波数域の違いが手がかりになるもの、遷移が手がかりになるもの、包絡が手がかりになるもの、と弁別される子音によって手がかりが異なることがわかり、高周波音域のみを手がかりとする子音弁別としては、/1/一/r/の知覚の測定が最も妥当であるという結論に達した。そのような結果を受け、測定すべき下位の聴解能力として、(1)日本人が英語を聞くとき苦手とされる2000Hz前後の純音の弁別、(2)高周波音域のF3がカデゴリー知覚を左右する/1/-/r/弁別について「周波数帯」と「時間分解能」の物理的特性による語彙の同定、の2つに絞り、プログラムの作成に着手した。この2つのプログラムと習熟度の関係を明らかにすることにより、英語リスニングに対する高周波音域の聞き取りの寄与を、より科学的に検証できると考える。現在プログラムは修正および作成の途中であるが、次年度はデータ収集と分析に入る予定である。最終年度である本年は、研究課題である(1)リスニング習熟度の高い英語学習者は、高周波音域の弁別能力が高い。(2)リスニング習熟度め高い英語学習者は、子音聞き取り能力が高い。(3)高周波音域の弁別能力と子音聞き取り能力は正の相関関係にある。(4)リスニング習熟度に対する高周波音域の弁別および子音聞き取り能力の寄与には閾値が存在する。という仮説を検証するために、純音テスト(2000Hz,3000Hz)、L-R音同定テストを作成し、135名のデータを収集した。参加者には同時にGTEC College Editionを受験、またはデータ提供を行なってもらった。またL-R音同定テストには[light-right][play-pray]ペアを用い、話速条件(0.75倍、1.0倍、1.5倍、2倍)及び高周波音/低周波音除去条件を組み入れた。分析の結果、1)リスニング習熟度の高い英語学習者は、2000Hzと3000Hzの両音域の弁別能力が高かった(F(2,116)=4.692,p<0.02)。また、2)いずれの話速条件でもリスニング習熟度の高い英語学習者は、有意に子音の聞き取り能力が高かった(F(2,116)=13.189,p<0.001)。3)2000Hzの純音の弁別能力は、リスニング習熟度と有意な相関が見られた(r=-.204,p<.05)。3000Hzでは両者の相関は有意ではなかった。4)リスニング習熟度の高い英語学習者のみが、高域の手がかりのみを残した音声の弁別が可能であった。これは、仮説(4)を支持する結果である。
ダイズの開花期関連遺伝子型構成に着目した多収化戦略

E1、E2、E3、FT-B1、FT-Hの5座の開花期関連遺伝子型構成をそれぞれ異にする32系統の「エンレイ」NILのうち、昨年度、栽培可能と判断したのは15系統の中で、ほぼ同じ作期を示す遺伝子型構成が複数存在したことから、一定の作期において開花期関連遺伝子型構成を改変できることがわかった。その中でも、FT-B1遺伝子型が異なる遺伝子型構成は、作期における開花まで日数と開花後成熟まで日数との比率が大きく異なるため、生育に大きな変化をもたらし収量にも影響する可能性があると考えられた。そこで、ほぼ同じ作期を示した異なる遺伝子型構成の系統間で草型や収量性を比較した。早生、中早生、中生とも、FT-B1早生型を利用した遺伝子型構成では、主茎節数が増加し、それに伴い莢数も17.8%、13.4%、10.8%増加しており、早生になるほど増加していた。一方、開花後成熟まで日数が短くなるためか、百粒重が12.6%、7.8%、8.6%減少しており、収量は早生で3.4%、中早生で25.2%、多収化しており、中生で9.2%減収化していた。百粒重は、同じFT-B1対立遺伝子型間でも大きく異なっていたことから、環境的な要因も大きく影響し、栽培技術の改良で減少を緩和できる可能性が高いと推察された。以上から、FT-B1早生型を利用して現行品種とほぼ同じ作期になるように開花期関連遺伝子型構成を改変することにより、莢数を増加させて多収化できることが明らかになった。一方、小粒化の程度が大きくなる栽培環境では減収する場合があることを考慮する必要があることが示唆された。また、long juvenile遺伝子の収量への効果は他の遺伝子よりも低かった。「Harosoy」のNILsについては、6座の開花期関連遺伝子座の遺伝子型構成が異なる系統を育成した。有限伸育(dt1)の国内品種「エンレイ」、無限伸育(Dt1)の海外品種「Harosoy」は国内外において、様々な開花期関連遺伝子型の準同質遺伝子系統(NIL)が育成されている。そこで、「エンレイ」(E1、e2、e3、E4、FT-B1、ft-h、dt1、dt2 )に、e1as、E2、E3、ft-b1、FT-H、の遺伝子型を示すNILから交配によりそれらの遺伝子型を交配により集積し、その後代において、様々な遺伝子型構成を示すように遺伝子型を分離させたNILを育成した。本年度、これらの種子を増殖することにより、「研究活動スタート支援(25892031)」よりも遺伝背景が「エンレイ」に近い条件において、開花期関連遺伝子構成と収量性との関係を高精度に調査することが可能になると考えられる。さらに、「Harosoy」(e1as、e2、E3、E4、ft-b1、ft-h、Dt1、dt2 )と、E1、E2、e3、e4、dt1、Dt2、の遺伝子型を示すNILから交配によりそれらの遺伝子型を交配により集積した。本年度は、後代において、様々な遺伝子型構成を示すように遺伝子型を分離させたNILを育成する。この材料を用いることにより、Dt1座とDt2座の効果による草型の変化も含めた開花期関連遺伝子型構成と収量性との関係について、高精度な調査が可能になると考えられる。「エンレイ」のNILについては、計画書に記載の通り、おおむね順調に進展していると考えられた。「Harosoy」のNILについては、交配時に立ち枯れの影響があったため研究計画の一部に遅れが出ているが、全体への影響は小さいため、おおむね順調に進呈していると考える。E1、E2、E3、FT-B1、FT-Hの5座の開花期関連遺伝子型構成をそれぞれ異にする32系統の「エンレイ」NILのうち、エンレイと西日本地域における晩生の標準品種「フクユタカ」の作期を参考にして、栽培可能と判断したのは15系統であった。各々の開花期関連遺伝子型と播種-開花、開花-成熟の各期間との関係を重回帰分析により調査したところ、重相関係数はそれぞれ、0.986、0.951、と非常に高い値を示した。各遺伝子の効果を調査したところ、E2およびFT-B1は開花-成熟に大きく作用し、対して、E1、E3、FT-Hは播種-開花に大きく作用し、作期における播種-開花期間の割合を高めるのに有効な遺伝子型であることがわかった。ブラジルなど低緯度帯で利用されているlong juvenile性を示すエンレイ-lj NILとエンレイ-E2/E3/ft-b1/FT-H NILとの間で交配を行い、5座がヘテロ遺伝子型を示す個体を作出した。また、エンレイ-ljを栽培し、エンレイとの比較によりljの効果を予備的に調査したところ、播種-開花、開花-成熟の各期間に、8日の遅延と、2日の短縮がみられた。以上から、ljは作期における播種-開花期間の割合を高めるのに有効な遺伝子型であると推察された。「Harosoy」遺伝背景において6座の開花期関連遺伝子座(E1、E2、E3、E4、Dt1、Dt2)がヘテロ遺伝子型となる個体の後代を展開したが、茎疫病による枯死、収穫時の長雨の影響に伴い、多くの個体が損失した。

研究の実施場所が、次世代作物開発研究センター(茨城県)から西日本農業研究センター(香川県)に移ったことにより、当初利用するはずだった実験機器を利用できなくなったことに加え、気候区分が異なる環境になったために病害の多発などが発生し、実験材料の育成に支障をきたした。E1、E2、E3、FT-B1、FT-Hの5座の開花期関連遺伝子型構成をそれぞれ異にする32系統の「エンレイ」NILのうち、昨年度、栽培可能と判断したのは15系統の中で、ほぼ同じ作期を示す遺伝子型構成が複数存在したことから、一定の作期において開花期関連遺伝子型構成を改変できることがわかった。その中でも、FT-B1遺伝子型が異なる遺伝子型構成は、作期における開花まで日数と開花後成熟まで日数との比率が大きく異なるため、生育に大きな変化をもたらし収量にも影響する可能性があると考えられた。そこで、ほぼ同じ作期を示した異なる遺伝子型構成の系統間で草型や収量性を比較した。早生、中早生、中生とも、FT-B1早生型を利用した遺伝子型構成では、主茎節数が増加し、それに伴い莢数も17.8%、13.4%、10.8%増加しており、早生になるほど増加していた。一方、開花後成熟まで日数が短くなるためか、百粒重が12.6%、7.8%、8.6%減少しており、収量は早生で3.4%、中早生で25.2%、多収化しており、中生で9.2%減収化していた。百粒重は、同じFT-B1対立遺伝子型間でも大きく異なっていたことから、環境的な要因も大きく影響し、栽培技術の改良で減少を緩和できる可能性が高いと推察された。以上から、FT-B1早生型を利用して現行品種とほぼ同じ作期になるように開花期関連遺伝子型構成を改変することにより、莢数を増加させて多収化できることが明らかになった。一方、小粒化の程度が大きくなる栽培環境では減収する場合があることを考慮する必要があることが示唆された。また、long juvenile遺伝子の収量への効果は他の遺伝子よりも低かった。「Harosoy」のNILsについては、6座の開花期関連遺伝子座の遺伝子型構成が異なる系統を育成した。研究の実施場所がつくばの次世代作物開発研究センターから、西日本農業研究センターに移ったため、それにともない、今後の研究の方策についても変更を行う予定である。次世代作物開発研究センターはより基盤的研究を目指した研究所であるため、当初、開花期関連遺伝子の突然変異体のスクリーニングと変異の集積を計画していた。しかし、現在、変異体プールの作成が芳しくない、また、変異体に関するプロジェクトから外れてしまったことにより、この計画を中断する。一方、西日本農業研究センターはより実践的な育種を行っている研究所であり、つくばより晩生の品種の育成を行っている。現在の材料では、晩生の遺伝子型構成パターンが少なくなってしまうため、日本で使われていない晩生の遺伝要因を有するNILを用いて、本年度の研究、すなわち、開花期関連遺伝子型の構成数を拡張していく予定である。エンレイのNILsについては、作期が同程度となる系統群の開花期関連遺伝子型構成と収量性との関係を調査し、現行品種の収量向上の可能性を検討する。日本で用いられてこなかったlj遺伝子型については、エンレイNILの拡充に用い、更なる収量向上の可能性を検討する。HarosoyのNILsについては、6座の開花期関連遺伝子座の遺伝子型構成が異なる系統を育成する予定であるが、本年度の収穫期の長雨による種子の品質低下、および茎疫病の影響により64パターンの遺伝子型構成が揃わない可能性がある。研究計画が遅れたことにより、使用できなかった経費が発生したため。実験の途中で年度が変わったため。研究計画の遅れを取り戻すために、使用する予定である。
イネHSFA1の機能解析とゲノム編集技術を利用した高温耐性イネ作出への応用

本研究ではイネを実験材料として用い、シロイヌナズナにおいて高温ストレス応答のマスターレギュレーターであることが示された転写因子HsfA1が、単子葉類においても同様の機能を持つのか、またその活性制御機構が共通しているのかを明らかにする。同時に、得られた知見を基にして高温ストレス耐性イネの作出も目指す。これまでの研究により、HsfA1が機能を発揮するためには温度依存的活性制御領域(Temperature-dependentrepression domain; TDRドメイン)からのHSP70の乖離が必要であることが示されていた。イネHsfA1でもTDRドメインが同様の機能を持つか明らかにするため、イネHsfA1のデリーションシリーズの転写活性化能を評価した。TDRドメインの高いアミノ酸配列保存性にも関わらず、TDRドメインの欠失はイネHsfA1の活性を向上させなかった。イネHsfA1とHSP70の相互作用解析から、HsfA1-HSP70間の相互作用様式がシロイヌナズナとイネでは異なることを示唆する結果が得られており、HsfA1の活性制御における分子メカニズムは植物ごとに異なる可能性が考えられた。植物体内でのイネHsfA1の機能解析、及び高温ストレス耐性イネの作出のために複数の形質転換イネを作出した。ゲノム編集技術を用いることで、イネHsfA1の破壊株を作出することに成功した。現在は変異のキメラ性を解消するため、世代回しを進めている。同時に、シロイヌナズナ及びイネのHsfA1を過剰発現させた形質転換イネの作出と高発現ラインの選抜も行った。GFPタグ付きイネHsfA1過剰発現体を用いた細胞内局在解析から、イネHsfA1は恒常的に核に局在することが示唆された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
脂肪性肝疾患の進展促進因子に関する前向きコホート研究

原爆被爆者の長期追跡コホートにおいて、脂肪性肝疾患の有病率および進展に関連する因子を調べるために、横断的調査を行った。非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の有病率の増加に独立して関連する因子は、肥満、糖尿病、ALT値の上昇、アディポネクチン値の低下、放射線被曝であった。また、加齢、肥満、喫煙歴、糖尿病、アディポネクチンやAST値の上昇などの因子が、NAFLDの進展に関連する指標として有用である可能性が示唆された。本研究の目的は、放射線影響研究所(放影研)が1958年から2年に1回の健診で長期追跡を行っている原爆被爆者の成人健康調査(AHS)コホートに依拠した前向きコホート研究を行い、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の進展に寄与する因子を放射線影響も含め明らかにすることである。本研究において、NAFLDにおける肝線維化程度とインスリン抵抗性および酸化ストレスとの関連について、飲酒量、喫煙習慣、肥満度指数(BMI)などの生活習慣関連因子、被曝線量を考慮に入れて検討し、NAFLDの進展促進因子を同定することにより、NASH(非アルコール性脂肪性肝炎)が原因の1つとされる非B非C型肝細胞がんの発症予防および高リスク群のサーベイランスに有用な指標を明らかにする。本研究の対象者は、平成20年11月から平成24年12月末までに広島の放影研の成人健康調査(AHS)を受診され、各種臨床検査と質問票調査に同意が見込まれる原爆被爆者である。平成24年12月末までに約2900名の腹部超音波検査、肝弾性度測定検査、生活習慣関連因子に関する質問票調査、血液・生化学検査(線維化マーカーを含む)、肝炎ウイルス検査、インスリン抵抗性および酸化ストレスに関するバイオマーカーの測定はほぼ終了した。また、対象者の肝硬度測定値を確定するために、平成23年度の研究経費で購入した肝硬度解析ソフトを用いて、データベースに保存されている肝弾性度測定検査の画像ファイルのレビューを実施中である。本研究において、NAFLDにおける肝線維化程度と炎症およびインスリン抵抗性、酸化ストレスとの関連について、喫煙習慣、肥満度指数(BMI)などの生活習慣関連因子、放射線量を考慮に入れて検討し、NAFLDの進展促進因子を同定することにより、NASH(非アルコール性脂肪性肝炎)が原因の1つとされる非B非C型肝細胞がんの発症予防および高リスク群のサーベイランスに有用な指標を明らかにする。本研究の対象者は、平成20年11月から平成24年12月末までに広島放影研のAHSを受診され、各種臨床検査と質問票調査に同意された原爆被爆者である。平成24年12月末までに約2900名の腹部超音波検査、肝弾性度測定検査、生活習慣関連因子に関する質問票調査、血液・生化学検査(線維化マーカーを含む)、肝炎ウイルス検査、炎症およびインスリン抵抗性、酸化ストレスに関するバイオマーカーの測定を終了し、データクリーニングを行った。また、対象者の肝硬度測定値を確定するために、平成23年度の研究経費で購入した肝硬度解析ソフトを用いて、データベースに保存されている肝弾性度測定検査の画像ファイルのレビューを実施した。各種情報の連結およびデータセット構築を行い、NAFLDの有病率および進展と、性、年齢、生活習慣関連因子、肝機能、血中アディポネクチン値、放射線量との関連について解析した。本研究の目的は、放射線影響研究所(放影研)が1958年から2年に1回の健診で長期追跡を行っている原爆被爆者の成人健康調査(AHS)コホートに依拠した前向きコホート研究を行い、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の進展に寄与する因子を明らかにすることである。NAFLDにおける肝線維化程度とインスリン抵抗性および酸化ストレスとの関連について、飲酒量、喫煙習慣、肥満度指数(BMI)などの生活習慣関連因子、放射線量を考慮に入れて検討し、NAFLDの進展促進因子を同定することにより、NASH(非アルコール性脂肪性肝炎)が原因の1つとされる非B非C型肝細胞がんの発症予防および高リスク群のサーベイランスに有用な指標を明らかにする。本研究の対象者は、平成20年11月から平成24年12月までに広島放影研のAHSに参加され、各種臨床検査と質問票調査に同意が見込まれる原爆被爆者である。平成24年3月までに約2700名の腹部超音波検査、肝弾性度測定検査、生活習慣関連因子に関する質問票調査、血液・生化学検査(線維化マーカーを含む)、肝炎ウイルス検査、インスリン抵抗性および酸化ストレスに関するバイオマーカーの測定がほぼ終了した。また、対象者の肝硬度測定値を確定するために、平成23年度の研究経費で購入した肝硬度解析ソフトを用いてデータベースに保存されている肝弾性度測定検査の画像ファイルのレビューを開始した。

平成24年12月末までに受診された原爆被爆者において、腹部超音波検査、肝弾性度測定検査、生活習慣関連因子に関する質問票調査、血液・生化学検査(線維化マーカーを含む)、肝炎ウイルス検査などの測定は終了し、インスリン抵抗性および酸化ストレスに関するバイオマーカーの測定についても平成25年3月末までにほぼ終了した。また、インスリン抵抗性に関するマーカー(PAI-1、レジスチン、レプチン、MCP-1)の試薬は従来ポリスチレンビーズを用いたものであったが、平成24年4月より磁気ビーズを用いた新試薬に変更になったため、新試薬における各種マーカーの再現性を評価し、新旧試薬の測定値の相関を調べた。また、平成20年11月から平成22年12月末までに受診された若年被爆者(被爆時年齢が10歳未満)において、各種検査データと飲酒量、喫煙習慣、BMI、放射線量などの疫学情報との連結を行い、データセットを構築した。また、データの品質管理、統計的検出力を概観するために記述統計を行った。肝弾性度測定検査の画像ファイルのレビューも進行中である。平成23年度に予定していた肝弾性度測定検査の画像ファイルのレビューについて、肝硬度解析ソフトの発売が予定より遅く、購入が平成24年1月であったため、肝硬度測定値の確定作業がやや遅れ気味である。その他の調査内容については、おおむね順調に進んでいる。全ての対象者について肝弾性度測定検査の画像ファイルのレビューを平成25年11月までに終了する。一部の調査対象者において、新試薬への変更などに伴い必要になったインスリン抵抗性に関するバイオマーカーの再検を行う。また、平成23年1月から平成24年12月末までに受診された被爆者(被爆時年齢が10歳以上)において、各種検査データと飲酒量、喫煙習慣、BMI、放射線量などの疫学情報との連結を行いデータの品質管理を行って、全ての対象者におけるデータセット構築を終了する。NAFLDにおける肝線維化程度とインスリン抵抗性および酸化ストレスとの関連について、統計解析を行う。平成24年度は、AHS受診者に腹部超音波検査、肝弾性度測定検査、血液・生化学検査(線維化マーカーを含む)、肝炎ウイルス検査、インスリン抵抗性および酸化ストレスに関するバイオマーカーの測定および質問票調査を継続し、すべての対象者の調査をほぼ終了する。平成20年11月から平成22年12月までに受診された若年被爆者(被曝時年齢が10歳未満)の肝弾性度測定検査の画像ファイルのレビューを平成24年度中に終了し、飲酒量、喫煙習慣、BMI、放射線量などの疫学情報との連結を行い、データセットを構築する。また、データの品質管理、統計的検出力を概観するために記述統計を行う。インスリン抵抗性に関するマーカー(PAI-1、レジスチン、レプチン、MCP-1)の試薬は従来ポリスチレンビーズを用いたものであったが、平成24年4月より磁気ビーズを用いた新試薬に変更になるため、新試薬における各種マーカーの再現性を評価し、新旧試薬の測定値の相関を調べる。研究成果を国内学会で発表する費用として使用する。また、一部の調査対象者でインスリン抵抗性に関するバイオマーカーの再検が必要であるため、試薬の費用として使用する。
体形と筋負担を考慮したパーソナルファッションのための基礎的研究

日常生活動作によって生ずる人体形状の変化が,衣服の着心地と身体負荷にどのように影響を及ぼすのか,人体各部位の拘束感と筋電図測定実験から検証した。被験者は大学生男女とし,ジャケットを着用し,つり革を持つ,自転車に乗るなど日常生活動作を行った。また女子はタイトスカート着用時の検証も行った。その結果,体形の違いは拘束感と筋負担に影響がみられ,生活動作の中でもそれらに関連性がみられる動作とみられない動作があることがわかった。誰もが快適に利用できる衣服を着用できる衣生活の営みのためには,年齢,体形,姿勢,身体能力といったパーソナルな情報に配慮した衣服が個々に設計されることが望ましい。そこで,様々な体形の人が日常生活におけるいろいろな動作により変化した姿勢において,どのような衣服が快適かを検証するため,着心地を客観的に測定できる方法の一つである生体信号を収録し解析を行うこととした。生体信号は着衣の拘束性に着目し,筋電位を測定した。筋電位の値から衣服の拘束性を把握し,筋肉への負担にどのような影響を及ぼすかについて分析を行った。また今年度は衣服着用による衣服の拘束についての意識とそれに伴う疲労感について,様々な体形の人に衣服の着脱動作を行ってもらいながら,着心地,着易さについて意見を収集し,日常生活における衣服選択行動ならびに動作時の衣服の拘束感,それによって生じる疲労感と体形の関係が把握できる質問紙調査を行った。これらの調査,実験については,衣服の形状ができるだけシンプルで,装飾やデザインによる拘束性の緩和をもたらす「ゆとり」がない形状の条件で行うため,男性のジャケット着用時に条件を設定し,実験を行った。この実験結果の考察から,素材の比較条件を含め,平成25年度において違う条件での実験衣を着用した評価実験の実験条件について検討することができた。平成25年度の実験を円滑に行うためには,これらの検証は意義があると考えられる。既製服による衣生活が定着した現在,年齢,体形,姿勢,身体能力などのパーソナルな情報に配慮した衣服が個々に設計されることが望ましく,そのような環境が整備されることにより,衣生活の質が向上すると考えられる。本研究では,まず,日常生活のさまざまな動作で姿勢が変化することにより,衣服の着心地がどのように変化するのかを検証した。そのために,衣服着用時の主観的な着心地評価に加え,衣服着用による生体負担である筋電図を測定し,その値を筋負担による客観的な着心地評価としてとらえることとした。まず,男子大学生を対象として,就職活動や教育実習で着用する機会の多いジャケットを用い,筋肉の発達部位の有無による体形の違いと筋負担との関係性から考察を行った。今年度は女子大学生を対象に,ジャケットとタイトスカートの着用による衣服の着用感について,男子のときと同様に,官能評価ならびに日常生活動作を行ったときの筋負担を調べた。また,インターネットショッピングなどによる試着ができない状態での既製服購入を想定し,異なるサイズの衣服を着装したときの着装感についても,着装前後に調査を行い,そのときの筋負担を調べた。その結果,ジャケットの着装実験においては,つり革を握る,頭の後で手を組むなどの,上肢を大きく動かす時に腕付け根回りがきついと感じ,三角筋と広背筋の筋負担が増大していることがわかった。また自分に適合しているサイズのときに比べ,小さいサイズを着装したときは,広背筋の筋負担も増大していた。タイトスカートの着装実験では,自転車に乗るときと段差を上がるときに,拘束感を感じており,大腿部前面の筋負担が増大していた。階段や段差を降りる動作では,拘束感は感じられないものの,筋負担の増大が見られた。ジャケット,タイトスカートの着装実験より,拘束感と筋負担に関連がみられる動作と,みられない動作があることが明らかとなった。衣服は個々の人間に最も身近な環境であり,年齢,体形,姿勢といったパーソナルな情報に配慮して設計する必要がある。そこで様々な体形や動作により変化した姿勢について,静止時と動作時の形状変化の特徴をとらえるため,まず日常生活における様々な動作の形状を整理し,基本動作姿勢として静止時との違いを分析するための動作姿勢を選定することを行っている。選定については,性別,年齢,職業などのカテゴリー別に様々な場面を想定し検討を行っているが,四肢部や躯幹部,頭部の動きを画像で記録しながら,平成24年度以降の筋負担計測実験との関連性を考慮し,実験協力者の選定を検討している。また平成24年度からは人体計測と並行してよる生体信号を計測し,体形の違い,動作の変化による人体形状の違いによって,筋負担がどのように変化するのかに関するデータを収集し,体形と筋負担の対応関係を明らかにする予定である。そのことをふまえ,平成23年度は平成24年度購入を予定している生体信号記録装置のデモ機を用いて,3次元人体計測器内で人体計測と同時に筋負担測定が行えるかどうか検討を行い,24年度の実験計画の遂行の確認をし,実験計画を立てた。

衣服着用による衣服の拘束についての意識とそれに伴う疲労感について,アンケート調査を行うため,様々な体形の人に衣服の着脱動作を行ってもらいながら着心地,着易さについて意見を収集している。日常生活における衣服選択行動ならびに動作時の衣服の拘束感,それによって生じる疲労感と体形の関係が把握できる質問項目をあげ調査用紙を作成している。平成24年度初めに予定通り,生体信号収録装置を購入した。それを用いて,体形の違いや日常生活における動作の変化による人体形状の違いによって,衣服の着用に伴い,筋負担がどのように変化するのかの実験を行った。また着衣イメージから身体のどの部位に,どれくらいの筋負担がかかるのかを想定してもらった評価と,実際の筋電位の値との相関関係から,衣服の拘束イメージと筋負担との間にはずれが生じることを明らかにした。被験者の体形分類を行い,各タイプの体形の特徴を抽出し,それぞれの体形の人体モデルを作成する作業については,今後の実験計画の流れの中で,再検討を行っている。そのため,当初の予定とは若干違いが生じている。再検討を行っている理由としては,様々な動作姿勢を行いながら筋電位を計測する実験には,時間的な拘束を必要とするため,まず協力を得やすい学生をモデルに行うことを考えているためである。しかし,現在では生体信号記録装置も手配でき,今年度実験計画が円滑に遂行をできる状況が整ったため,おおむね順調に進展していると考えている.平成24年度に行った実験の被験者の性別ならびに着衣する実験衣の種類を変更し,体形と衣服の拘束性について,筋電位を用いた生体信号を計測し,衣服と体形と筋負担の対応関係を明らかにするための実験を進める予定である。また体形に適したサイズと異なるサイズの衣服を着用したときの,日常動作時の筋電位についても計測実験を行い,衣服形態の違いによる衣服の着用疲労感に関する質問紙調査も継続して行う。その結果を基に体形の違いによる筋負担を考慮したパーソナルな衣服設計に必要な事項を整理し,パーソナルファッション設計のシステムの構築に必要な見解をまとめる予定である。今後は人体モデル被験者の,立位静止時ならびに日常生活における動作時姿勢の筋負担の計測を行う。また既製服サイズが同一である被験者を選定して,協力を依頼し,衣服を着用したときの筋負担の計測を行う。その結果と3次元の人体形状の変化との対応関係を整理し,どの部位の筋負担が大きいのか,体形との関係について特徴を抽出する。すなわち,同じMサイズの服を着用している異なる体形の人たちが,規格化されたサイズの着用によって,着衣時にどのような拘束感を感じているのかを筋負担計測によって,明らかにする。衣服着用と疲労感についてのアンケート調査を行う。アンケートの調査内容として,日常生活における衣服選択行動ならびに動作時の衣服の拘束感,それによって生じる疲労感と体形の関係が把握できる質問項目をあげる。それらのデータを分析することによって,体形と衣服着用による疲労の関連性を明らかにする。形態の異なる実験衣を購入するとともに,体形を計測するために,3次元計測器の設置されている三重大学への旅費に使用する予定である。また共同研究者との研究打ち合わせ旅費にも使用する予定である。
病態食の長期保管貯蔵を目的とした調理システムの開発と安全管理手法の研究

効率を重要視する社会・経済的傾向、都市・郊外・農漁村に拘わらず朝食準備のための早出の人手確保が困難とされる病院や老人福祉施設、また患者や入所者の食事を通したQOL改善等を背景として、ヘルスケア施設で提供される病態食(治療食)の安全な長期保管貯蔵を可能とする調理システム開発を目指して本研究を進めて来た。平成11年度以来の研究により、病態食(治療食)を加熱調理後に袋詰、空気を低減させて密封、直後に冷却して温度を十分に低下させる方式(低酸素包装チルシステム)を適切に実施した場合、その後の低温保管により、4週間以上微生物学的に問題のない状態を維持することが可能であると証明された。4週問以上の保管を可能とするためには、上記各工程における温度と時間の基準設定が危機的に重要な役割を果たすが、わが国の中小規模の病院や老人ホームの厨房の現状、必要なハードウエアの購入・設置のための投資やスペース、作業を管理する人員の知識・教育、さらに病態食の種類と日本食の特徴を考慮すると、欧米のヘルスケア施設と同一の基準を設定することが必ずしも適切ではないと判断された。最大の問題の1つは、導入コスト及びランニングコストが高い冷却工程であると推測されたため、安価で安全かつ省スペースで行うことのできる冷却装置を電力会社総合研究所および厨房機器メーカーの協力を得て開発した。さらに加熱調理から低温保管までの各工程で厨房の諸要素による制限を踏まえて順守できる温度と時間を設定し、病態食の保管期間に幅を持たせたハサップ(HACCP)管理方式を構築したことに本研究の特徴がある。この調理システムの開発により、ヘルスケア施設での安全な作りおき(クックチル保存)が普及し、食事に多彩な選択性が導入されると共に、勤労者の早朝出勤時間が現行の4時半または5時から少なくとも1時間程度は緩和されるようになるものと思われる。1.病院、老人福祉施設で提供される治療食の中から、栄養上の制限を受ける低塩食、低塩低蛋白食、低脂肪食、また形態上の制限を受ける軟食、流動食に属する合計22種類のメニューアイテムを選択し、低酸素包装(Reduced Oxygen Packaging)を組み込んだクックチル調理方式に対応させてレシピを修正した.2.修正レシピに基づき、以下の実験を行った.実験1新鮮な材料を用いて、85°C以上1分間を基準に食品の加熱調理を行った後、ポリプロピレン製の袋に詰め、データロガーに連結したサーミスター温度計2本を差し込み、封をした。ただちに恒温槽を改造した氷水冷却装置に投入し、冷却温度変化をモニターした.食品中心温度が3°C以下に達した時、食品を氷水より引き上げ、赤外線温度計を用いて表面温度を測定し、速やかに恒温槽内の氷残量を計量して実際に消費された氷量を算出した.また、冷却所要時間の確定を行った.実験2実験1と同条件で加熱調理を行い、真空包装機を用いて60%の脱気度で食品を密封包装し、ただちに氷水冷却装置に投入して、確定された冷却所要時間数に対応して冷却を行った.この後、1°Cと5°Cにそれぞれ設定した冷蔵庫において5日間、15日間、22日間、29日間保存を行った.保存期間中の冷蔵庫の温度は、冷蔵庫本体に購入時に組み込まれているデジタル温度計、及び新たに設置した温度データロガーの両方によりモニターした.実験3冷蔵保存された食品を、それぞれの保存期間満了後に取出し、微生物検査を実施した.検査対象は、一般生菌、大腸菌群、及び低温細菌であった.検査方法は、古典的な巻き込み式、すなわち10倍10,000倍希釈と滅菌ピペットによる接種を採用した.これまでの実験を通して、治療食の三大栄養成分(炭水化物、蛋白質、脂質)により冷却速度に差異が認められたこと、3時間以内に3°C以下に温度を低減させる氷水冷却方式は、微生物学的に安全であることが確認された.平成11年度の研究成果に基づき、次の2点について実験・開発を行った.1.平成11年度の実験では、治療食22種類について、加熱調理後真空包装機を使用し脱気度60%の低酸素状態で密封包装を行ない、その後氷水中で3°C以下まで冷却した後、温度管理した冷蔵庫で4週間までの安全な長期保存に成功した.これら一連の工程中、真空包装機による密封包装では、食品が通常の沸点より低い温度で沸騰するため、包装中にスープの袋が破裂し、食品を破棄しなければならないなどの不都合が発生したため、本研究が対象とする病院、老人福祉施設の給食における実用化が困難と判断された.このため平成12年度では、真空包装機に替わる包装機械として足踏式シーラーを導入し、手動で疑似的な低酸素状態を作り出して密封包装を行ったところ、食品が高温の状態であっても袋が破裂することなく、完全に密封できた.さらにこの方法による低酸素包装が、4週間の安全な長期保存を可能とするかどうかを調査するため、平成11年度に実験した治療食22種類の中から6種類を抽出し、包装工程以外はすべて前回と同様の条件で実験したところ、安全であることが確認された.これにより、病院、老人福祉施設における治療食の長期保存に展望が得られた.2.本研究の第二の着目点は、既存のクックチル調理方式においては、冷却工程に使用する機械の導入コストおよびランニングコストが高額であるという問題を解決することであった.

平成11年度から外部の研究協力者との連携により推進されて来た簡易氷水冷却機の開発は、冷凍機の中に密閉できる水槽を組み込むことによって過冷却状態を作り出し、さらに撹拌子をつけて水流を発生させ、高温の食品の冷却を促進するという解決方法を生み出した.これは既存のブラストチラーの1/3程度の価格で導入でき、ランニングコストは月間5000円程度と推定される.なお、本冷却機は、過冷却状態より晶氷を作り出すことができるため、晶氷冷却機としてその構造を特許申請した.効率を重要視する社会・経済的傾向、都市・郊外・農漁村に拘わらず朝食準備のための早出の人手確保が困難とされる病院や老人福祉施設、また患者や入所者の食事を通したQOL改善等を背景として、ヘルスケア施設で提供される病態食(治療食)の安全な長期保管貯蔵を可能とする調理システム開発を目指して本研究を進めて来た。平成11年度以来の研究により、病態食(治療食)を加熱調理後に袋詰、空気を低減させて密封、直後に冷却して温度を十分に低下させる方式(低酸素包装チルシステム)を適切に実施した場合、その後の低温保管により、4週間以上微生物学的に問題のない状態を維持することが可能であると証明された。4週問以上の保管を可能とするためには、上記各工程における温度と時間の基準設定が危機的に重要な役割を果たすが、わが国の中小規模の病院や老人ホームの厨房の現状、必要なハードウエアの購入・設置のための投資やスペース、作業を管理する人員の知識・教育、さらに病態食の種類と日本食の特徴を考慮すると、欧米のヘルスケア施設と同一の基準を設定することが必ずしも適切ではないと判断された。最大の問題の1つは、導入コスト及びランニングコストが高い冷却工程であると推測されたため、安価で安全かつ省スペースで行うことのできる冷却装置を電力会社総合研究所および厨房機器メーカーの協力を得て開発した。さらに加熱調理から低温保管までの各工程で厨房の諸要素による制限を踏まえて順守できる温度と時間を設定し、病態食の保管期間に幅を持たせたハサップ(HACCP)管理方式を構築したことに本研究の特徴がある。この調理システムの開発により、ヘルスケア施設での安全な作りおき(クックチル保存)が普及し、食事に多彩な選択性が導入されると共に、勤労者の早朝出勤時間が現行の4時半または5時から少なくとも1時間程度は緩和されるようになるものと思われる。
霊長類の大脳皮質間回路操作技術の開発とその応用

ヒトを含む霊長類の高次脳機能は、高度に発達した大脳皮質の領野間の相互作用によって制御されると考えられています。しかし、検証技術である神経回路操作技術が未開発なため、研究は国際的に停滞しています。本研究では、霊長類で発達した高次脳機能である「注意」に着目し、その制御メカニズム解明を目指しました。現在、申請者は、サル背外側前頭前野と図形情報の記憶保持に特化した側頭葉下側間の神経回路において、回路選択的に遺伝子発現を操作する技術の開発に成功しており、今後は、この技術を注意評価課題を訓練したサルへ導入し、電気生理学的、行動学的解析を駆使することで、作業記憶制御の神経回路と神経活動の同定を行います。霊長類の高度な「思考」や「注意」といった高次脳機能は、PFCニューロンが下位の側頭葉や頭頂葉を含む脳全体のニューロン群を制御することで実現されると考えられており、メカニズムとして、「トップダウン制御」が提唱されている。しかし、その詳細なメカニズムは未だ不明であり、前頭前野(PFC)ニューロンの操作技術開発が世界的に待たれている。この操作技術開発を行う実験動物としては、ヒトと同じ霊長目に属し、ヒト脳との機能的かつ組織的相同性が高く、更に侵襲実験が容易であるマカク属サル(アカゲザルとニホンザル)が最善であると考え、(1)PFCニューロンからの情報出力阻害を(2)投射特異的に行うことを計画した。しかし、マカク属サルでは、げっ歯類のように遺伝的背景が同一の個体が存在せず、しかも物理的、倫理的側面から使用頭数が限られるため、1個体内で実験を完結する必要がある。申請者は、これらを克服するためPFCニューロン阻害のon/offが繰り返し可能となるよう(3)可逆的、かつ(4)長期的に行う系の開発を以下の通り行った。因みに、発現の評価は、免疫組織化学的手法である抗体を用いた脳切片の染色解析によって行っている。成果としては、(1)神経結合の阻害は、シナプス情報伝達に必須なシナプス小胞膜タンパク質VAMP-2を切断不活性化するタンパク質eTeNT-GFPの作製、(2)投射特異性は、逆行性輸送能力のある融合タンパク質CTB-TeT3Gの開発、(3)可逆的に関しては、Tet-OnとTet-offのハイブリッド型制御システムの開発、(4)長期的に関しては、様々なウイルスベクターの試行錯誤よりAAV-5または-6によって実現することに決定し、上記の4要素を有機的に組み合わせた発現系を確立した。ヒトを含む霊長類は、高度な「思考」や「注意」といった高次脳機能を有することで、複雑な環境や社会への対応や生存が可能となる。高次脳機能は、広範な脳領域の中でも特に前頭前野によって制御されるが、最近の研究から前頭前野単独では無く、むしろ他の脳部位との神経回路の重要性が指摘されている。そのメカニズムとしては、前頭前野が他の脳領域の神経活動を制御するトップダウン制御が提唱されている。例えば、ヒトがある特定の脳記憶情報を想起する「注意」を行う場合、前頭前野が視覚情報を記憶保持する側頭葉TE野を活性化する必要があると考えられている。しかし、前頭前野は複数の下流脳領域へ複雑な神経投射を伸ばしているため、どの神経回路によってトップダウン制御が実行されているかを検証することが極めて困難である。この問題の解決には、特定の神経回路の遮断法の確立が有効であるが、霊長類では遺伝的背景が同一の近交系が存在せず、遺伝子組換え技術が未成熟なため、再現性良い遺伝子発現操作が困難であること、サル使用数の制限やヒトでは侵襲実験が不可など倫理的制約もあり、国際的にその技術開発は停滞している。申請者は、この問題を解決するため、ヒトと近縁であるマカク属サルを用い研究を行った。具体的には、比較的長期の遺伝子発現を可能とするアデノ随伴ウイルスベクターを標的神経回路の両端である背外側前頭前野と側頭葉TE野に注入することで、シナプス情報伝達を阻害するテタヌストキシンを神経回路特異的に発現させることに成功した。さらに、この発現系は、今後の電気生理学実験、行動学実験に有効活用できるよう1個体内でon/offが操作可能になるよう設計されている。申請者は、霊長類の神経回路操作技術を開発するため、ヒトと近縁であるマカク属サルを用い研究を行った。計画全体は大きく、発現系の開発と電気生理学、行動学解析に2分されるが、前半部の発現系の開発が終了しており、進捗状況は順調と判断した。ヒトを含む霊長類は、「意思決定」や「注意」といった高次脳機能を有することで、複雑な環境に対応するための適切な思考や行動を生み出している。これら高次脳機能の制御において、広範な大脳皮質の中でも特に前頭前野が重要な役割を果たすことが多くのヒト脳損傷患者の心理学的研究、ヒト機能的磁気共鳴画像法、そしてサル脳の破壊実験によって示されている。

その制御メカニズムとしては、前頭前野が投射を介して他領野の神経活動を制御するトップダウン制御が提唱されている。しかし、神経回路を直接操作する技術が霊長類で未開発なため、この仮説の検証は国際的に停滞している。この開発の阻害要因として、霊長類では遺伝的背景が同一の個体が存在せず、遺伝子組換え技術が未成熟なため、再現性良い遺伝子発現操作が困難な点が挙げられる。また、サル使用数の制限やヒトでは侵襲実験が不可など倫理的制約も一因である。霊長類研究のブレークスルーのためにも、これらの問題を克服した新規技術の開発が国際的に待たれている。申請者は、この問題を解決するため、ヒトと近縁であり、ヒト脳との構造的、機能的相同性が高く、ストレスに強いため困難な認知課題の訓練に耐えられ、侵襲実験が容易なマカク属サルを用い研究を行った。具体的には、比較的長期の遺伝子発現を可能とするアデノ随伴ウイルスベクターを用い、大脳皮質内で最長投射の1つであるサル前頭前野と下側頭葉皮質TE野間において、遺伝子発現誘導を1個体内で繰り返しon/offする試みを行った。結果、シナプス情報伝達阻害分子であるテタヌストキシンの誘導に成功している。この遺伝子発現誘導はドキシサイクリン投与によって可逆的に制御されるよう設計されている。ヒトを含む霊長類の高次脳機能は、高度に発達した大脳皮質の領野間の相互作用によって制御されると考えられています。しかし、検証技術である神経回路操作技術が未開発なため、研究は国際的に停滞しています。本研究では、霊長類で発達した高次脳機能である「注意」に着目し、その制御メカニズム解明を目指しました。現在、申請者は、サル背外側前頭前野と図形情報の記憶保持に特化した側頭葉下側間の神経回路において、回路選択的に遺伝子発現を操作する技術の開発に成功しており、今後は、この技術を注意評価課題を訓練したサルへ導入し、電気生理学的、行動学的解析を駆使することで、作業記憶制御の神経回路と神経活動の同定を行います。成果として、(1)神経結合の阻害は、シナプス情報伝達に必須なシナプス小胞膜タンパク質VAMP-2を切断不活性化するタンパク質eTeNT-GFPの作製、(2)投射特異性は、逆行性輸送能力のある融合タンパク質CTB-TeT3Gの開発、(3)可逆的に関しては、Tet-OnとTet-offのハイブリッド型制御システムの開発、(4)長期的に関しては、様々なウイルスベクターの試行錯誤よりAAV-5または-6によって実現することが決定し、上記の4要素を有機的に組み合わせた発現系が確立したため、当初の予定である(1)PFCニューロンからの神経阻害を(2)投射特異的(3)可逆的、かつ(4)長期的に行う系の開発のための各条件の絞り込みがおおむね順調に進展したと言える。霊長類前頭前野による注意の制御メカニズム解明のため、シナプス情報伝達を阻害タンパク質(テタヌストキシン)を長期的、回路選択的、可逆的に発現するアデノ随伴ウイルスベクターを用いたマカク属サルTet-Onシステムを申請者は開発している。今後は、先ず、この発現系が情報伝達を遮断することを電気生理学的に確認する。次に、作業記憶課題を訓練したサルへこの発現系を導入し、その影響を電気生理学的、行動学的に解析することで、注意を制御する回路と神経活動の同定を行う。認知神経科学、分子生物学上述の成果であるPFCニューロンでの投射特異的eTeNT-GFP発現によって、実際にPFCからの情報伝達が操作されるかを電気生理学的に確認する。
豆類の貯蔵・加工に関する基礎的研究

「豆類の貯蔵・加工に関する基礎的研究」という課題で、豆類の乾燥特性、乾燥計算や貯蔵に際し最も重要な物性である平衡含水率、乾燥やその他の加工における熱操作を行う上で必須の熱物性、加工する際の基礎的性質である吸水特性について測定を行った。これらの測定において、薄層豆の乾燥特性については、小豆に関してはTrans.of the ASAE39(2)に掲載予定である。その他大豆、黒大豆、菜豆(大正金時、福白金時、大手亡、姫手亡、虎豆)について測定済みあるいは継続中である。豆類の平衡含水率の測定では、従来までの静的方法と異なる、全く新しい方法で小豆について測定して極めて再現性の高いデータが得られ、かつまた、測定期間を大幅に短縮できた。今後、さらに他の豆についてもこの方法により測定し、検討する予定である。豆類の熱物性の測定については、非定常プローブ法により測定し、熱伝導方程式の近似解析解に非線形最小二乗法を利用して当てはめ、豆(小豆、大豆、手亡)の有効熱伝導率、有効温度伝導率を同時に算出した。この結果を利用して比熱も算出することができた。豆類の吸水特性および体積変化については、まず、拡散理論を利用して各浸漬温度における吸水時の豆の含水率の変化の予測を行う。ついで、その予測される含水率における密度の測定結果を利用して、吸水時の豆の体積変化を調べた。平成6年度は、豆類の熱物性および乾燥特性の測定を行い、以下のような知見を得た。1.豆類の熱物性の測定:非定常線熱源法を拡張した棒状熱源(プローブ)を用いた方法により、豆類の熱物性の測定を行った。試料として用いた豆類は小豆、大正金時、大豆、黒大豆の4種類であり、試料豆の含水率、温度を変え、豆類の含水率に関しては5,10,15,20,25%(w.b.)の5段階、温度に関して10,20,30,40,50°Cの5段階を設定した。測定の際、微小直流電圧計で増幅したプローブの温度変化(熱起電力の変化)をデーターロガー(横河PD-30で読み取り、RS232Cインターフェイスを介してパーソナルコンピュータ(NEC PC-9801BX)に取り込み、B lackwellの式をまとめたθ_1=Alnt+B+1/t(Clnt+D)...(1)に非線形最小二乗法を適用して測定データをあてはめ、A,B,C,Dの4つのパラメータを得た。このパラメータの値を利用し、Aから熱伝導率λが計算され、さらに、温度伝導率κの逆数と、プローブの単位長さ当たりの熱容量MCを未知数とし、C,Dを構成している2つの式からなる連立非線形方程式をNewton-Raphson法で解くことにより、温度伝導率kが得られる。さらに、あらかじめ測定していた各含水率ごとのかさ密度を考慮して、C=λ/κρにあてはめることにより、比熱を算出することができた。測定結果と(1)式により得られた計算結果との適合性は極めて良く、この方法による熱物性の算出は、非定常プローブ法による豆類の熱物性値測定の解析に有用である。平成7年度は4種類のみならず、他の豆についても、上記のすべての設定条件における熱物性の測定と結果の取りまとめを行う。2.豆類の乾燥特性の測定平成6年度は小豆、大正金時の薄層における乾燥特性の測定を行った。このこの結果、これらの豆類の乾燥期間は減率乾燥第二段にあり、小豆は拡散方程式の解の無限円筒モデル、大正金時に関しては無限平板モデルにより説明できることが分かった。平成7年度は低温および常温除湿乾燥について実験を行う予定である。本年度は、豆類の乾燥特性、乾燥計算や貯蔵に際し最も重要な物性である平衡含水率、熱物性の測定とまとめを昨年に引き続き行い、さらに今年度は豆加工の際重要となる吸水特性について測定を行った。

乾燥特性の測定では、昨年度は小豆、菜豆(大正金時)について測定し、今年度は大豆、菜豆(虎豆)の2種類の豆を2545°Cの温度範囲で5°Cごとに測定した。この測定結果については今回の報告書を基にまとめて投稿する予定である。その他の豆(黒大豆、手亡、菜豆(大正金時))について現在も継続中である。豆類の平衡含水率の測定については、試料に小豆を用いて新しい方法により測定を行ったが、この方法によると測定期間を大幅に短縮でき、極めて再現性の高いデータを得た。そのため従来までの静的方法だと測定が困難であった90%以上の高湿度雰囲気における測定も可能となった。同じ条件における測定を繰り返し行って極めて再現性の高いデータを得、新しい平衡含水率測定法を確立への道標とすることができた。豆類の熱物性の測定については、測定データを熱伝導方程式の近似解に非線形最小二乗法を適用して当てはめ、得られたそのパラメータの値とパラメータを構成する非線形連立方程式を解くことにより、熱伝導率と温度伝導率を同時に得、また試料と熱源との接触熱抵抗も同時に算出した。豆類の吸水特性と体積変化についての測定を大豆、小豆について行い、その吸水過程を拡散理論によって解析した。これより浸漬温度と時間が分かれば、豆の含水率が予測でき、その含水率における密度の測定結果を利用してさらに体積の膨張状態も推定した。
安価な高感度・大フォーマット近赤外線検出器の基礎開発

高感度・大フォーマットの近赤外線検出器の基礎開発として、浜松ホトニクス社と協力して、同社の64×64画素、および、128×128画素のInGaAs近赤外検出器の冷却環境下での性能試験を行い、検出器特性を明らかにした。試験に当たっては、近赤外検出器試験のための専用の真空冷却デュワーおよび、検出器の読み出し回路を製作した。64×64画素検出器の試験結果をもとに改良した128×128画素InGaAs検出器では、110Kの冷却下で量子効率80%、有感波長0.9μm1.6μm、読み出し雑音160電子などの性能を達成した。これらの基礎特性をメーカーにフィードバックし今後のセンサ開発の方向性を定めた。メーカー(浜松ホトニクス)より64×64画素のInGaAs赤外線検出器を借り受け、その冷却性能試験を行った。試験には国立天文台から借り受けた冷却デュワーを用いて行い、常温から90Kまで冷却したときの検出器の雑音、波長感度特性、暗電流などを測定した。検出器の読み出し回路は、アナログ部分を自作し、デジタル部分は国立天文台で開発されたMessiaVシステムを使用した。その結果、90Kでは常温時よりもわずかに低い読み出し雑音が得られた。ただし、改善比は数%程度であり、読み出し回路部に起因する雑音成分が主要であることが分かった。暗電流値は冷却によって有意に低下し、90Kでは常温の1/200にまで低下した。検出器感度およびその線形性は冷却を行っても変化がないことを確認した。波長感度特性は、冷却による素子の格子定数の変化によって、長波長側の感度が低下し、90Kでは最大有効波長が約1.6μmとなることが分かった。これは机上計算値と一致しており、冷却による異常な感度変動がないことを示している。以上の結果から、この素子は冷却化で十分使用可能であり、暗電流値の有意な低下が見られたことから長時間の露出に耐えるものであることが分かった。さらに、より進んだ冷却実験を行うため、独自仕様の赤外線実験デュワーを設計・製作した。メーカー側の都合により実際の製作は年度をまたぐことになり、経費の一部を繰り越した。平成25年度は、赤外線センサ冷却試験用真空デュワーの改造、128×128画素のInGaAs近赤外線センサの冷却性能評価を行った。真空デュワーの改造では、広島大学かなた望遠鏡へのアタッチメント、シャッター、フィルター交換システムを設計・製作して組み込んだ。これにより検出器の冷却試験が容易かつ精度高く行えるようになっただけでなく、かなた望遠鏡に装着して天体観測を行う準備ができた。InGaAsセンサの試験では、昨年度までの試験結果に基づき、浜松ホトニクス社が開発した画素サイズ20μmで128×128画素のInGaAsセンサの貸与を受け、上記の実験システムに組み込んで冷却性能評価を行った。新しいセンサは読み出しに関わるアナログ回路部分は新規に製作した。293K(常温)および110K(冷却下)における読み出し雑音、暗電流、量子効率、感度直線性、波長感度特性を計測した。読み出し雑音は、常温・冷却ともに800電子程度とまだ天体観測に応用するには高すぎる結果となったが、暗電流は冷却下で常温時の1万分の1以下となった。量子効率は約83%と高い値を示し、冷却しても効率に変化はなかった。さらに、同じフォーマットでセンサ部の読み出し回路を改良したInGaAsセンサの貸与を受けて、国立天文台で冷却試験を行った。読み出し雑音は上記のセンサと比較して5分の1となっており、天体観測に使用できるレベルまで下がっていることを確認した。これらの結果を浜松ホトニクス社に伝え、今後の開発方針について打ち合わせを行い、次の開発項目として、より低雑音な読み出し回路を備えた320×256画素のInGaAsセンサの開発を目指すことにした。平成24年度は、平成23年度に製作した実験デュワ-を用いて、浜松ホトニクス社より貸与を受けた64×64画素のInGaAs近赤外検出器の冷却性能評価を前年度に引き続き行った。読み出し回路の改良を行い、低雑音化をはかった。その結果、冷却時の暗電流量が大幅に改善し、90Kでは常温に比べて20分の1まで抑えることに成功した。また、冷却による感度低下が見られないことも確認した。これらの実験結果により、本検出器は冷却することによって常温よりも低照度での性能が向上することが確認できた。これをもって64×64素子の冷却性能評価は終了した。実験デュワーを望遠鏡に取り付けるための治具設計、およびフィルター交換機構の設計を行った。