(57)【要約】      （修正有）【課題】時差症候群の状態をより簡単に予測することができるようにするシミュレーション手段と備える情報処理装置を提供する。【解決手段】入力部１６から時差の情報と体内時間の情報が情報取得部３１に入力される。シミュレーション部３２は、情報取得部３１から供給された情報と、モデル情報記憶部３３に記憶されているモデル情報に基づいて時差ボケのシミュレーションを行う。出力制御部３４は、シミュレーション部３２から供給された情報に基づいて、時差ボケが起きている時間、時差ボケが治るまでの時間などを出力部１７を構成するディスプレイに表示させる。VLSCNにおいては、変化後の日照パターンにすぐに同期して発現パターンが観測されるが、DMSCNにおいては観測されず、VLSCNとDMSCNの脱同期が生じている時間が、時差ボケが生じている時間としてユーザに提示される。本発明は、パーソナルコンピュータに適用することができる。【選択図】図５
2011234940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの体内時間の情報と、前記ユーザの移動元と移動先の時差の情報とを取得する取得手段と、
日照パターンと、視交叉上核の腹外側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンと、背内側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンとをモデル化した情報であるモデル情報を記憶する記憶手段と、
前記ユーザの移動先の日照パターンになるように移動元の日照パターンを前記時差に応じて変えたときの、前記腹外側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンと前記背内側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンとを、前記ユーザの体内時間によって特定される状態を開始状態として前記モデル情報に基づいてシミュレーションするシミュレーション手段と
を備える情報処理装置。
【請求項２】
前記ユーザに起きることが予測される時差症候群に関する情報を、前記シミュレーション手段によるシミュレーション結果に基づいて出力する出力手段をさらに備える
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記出力手段は、前記腹外側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンと前記背内側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンに脱同期が生じている時間を表示させる
請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記出力手段は、脱同期が生じてから再同期が確立されるまでの、前記腹外側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンと、前記背内側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンを表す画像を表示させる
請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項５】
ユーザの体内時間の情報と、前記ユーザの移動先の時差の情報とを取得し、
前記ユーザの移動先の日照パターンになるように移動元の日照パターンを前記時差に応じて変えたときの、視交叉上核の腹外側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンと背内側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンとを、前記ユーザの体内時間によって特定される状態を開始状態として、記憶手段に記憶されている、日照パターンと、視交叉上核の腹外側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンと、背内側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンとをモデル化した情報であるモデル情報に基づいてシミュレーションする
ステップを含む情報処理方法。
【請求項６】
ユーザの体内時間の情報と、前記ユーザの移動先の時差の情報とを取得し、
前記ユーザの移動先の日照パターンになるように移動元の日照パターンを前記時差に応じて変えたときの、視交叉上核の腹外側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンと背内側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンとを、前記ユーザの体内時間によって特定される状態を開始状態として、記憶手段に記憶されている、日照パターンと、視交叉上核の腹外側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンと、背内側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンとをモデル化した情報であるモデル情報に基づいてシミュレーションする
ステップを含む処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置、情報処理方法、およびプログラムに関し、特に、各ユーザの時差症候群の状態をより簡単に予測することができるようにした情報処理装置、情報処理方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人類が航空機という移動手段を手にして以来、時差症候群（以下、適宜、時差ボケという）という現象が大きな問題になってきた。外部環境としての光照射時間が突然変化するようなことは自然界には存在しないため、時差ボケは生物進化的にも未経験な現象といえる。
【０００３】
近年の報告では、光照射時間を突然変化させることによって高齢のラットに時差ボケを起こさせた場合、突然死するという現象も報告されている（非特許文献１）。人間においても同様のことが起きる可能性もあり、時差ボケのどの作用が個体の死に繋がるのかについての原因の究明が急がれている。
【０００４】
また、近年の研究により、時差ボケというのは、哺乳類の中枢時計である視交叉上核という脳内の神経核における時計遺伝子の発現同期が一時的に失われて（二つに分裂して同期して）、再び同期するまでの間の現象である事が解明された（非特許文献２）。
【０００５】
図１は、左右の視交叉上核を示す図である。
【０００６】
視交叉上核（suprachiasmatic nucleus(SCN)）は脳内の視床下部にある神経細胞の集まりである。視交叉上核には、解剖学的に大きく分類して視神経細胞からの光情報を受け取る光受容部がある部分と、光受容部がない部分がある。前者の光受容部がある部分を腹外側部（Ventrolateral SCN(VLSCN)）といい、後者の光受容部がない部分を背内側部（Dorsomedial SCN(DMSCN)）という。
【０００７】
VLSCNの神経細胞における時計遺伝子の発現周期と、DMSCNの神経細胞における時計遺伝子の発現周期は、いずれも、時差ボケが起きていない場合には、日照周期と同期して２４時間周期を保つようになっている。
【０００８】
この状態で光の照射時間を突然変化させた場合、VLSCNの時計遺伝子においては、即座に光の照射時間の変化に追従し、変化後の日照周期（光の照射の周期）に同期して発現するのが観測されるが、DMSCNにおいてはVLSCNのように早く同期して発現するのは観測されず、結果として、VLSCNの時計遺伝子が作る振動とDMSCNの時計遺伝子が作る振動の脱同期が生じる。
【０００９】
図２は、モデル動物であるラットの視交叉上核を構成する神経細胞の時計遺伝子の発現をin situ hybridizationという手法で代表的な時計遺伝子PER1を観測した結果を示す図である。
【００１０】
図２は、西へのフライトを想定し、日照時間を１０時間だけ遅らせた場合の観測結果を示している。横軸は時刻を表し、縦軸は日数を表す。それぞれの視交叉上核の状態は２時間毎の発現の状態を示している。視交叉上核内において色が付いている部分が、時計遺伝子が発現している神経細胞の部分である。
【００１１】
図２の最上段に示すように、０日目（Day０）においては、光の照射が行われている間に発現が観測され、VLSCNの神経細胞における時計遺伝子の発現周期と、DMSCNの神経細胞における時計遺伝子の発現周期は光の照射周期に同期している。０日目には、７時から１９時まで光の照射が行われている。
【００１２】
２段目に示すように、０日目の１９時から１日目（Day１）の１７時まで光の照射を行わないことによって、日照時間を１０時間だけ遅らせている。１日目の１７時から５時までは光を照射し、１日目の５時以降は、１２時間周期で光の照射ありの状態と照射なしの状態を繰り返している。
【００１３】
この場合、例えば１日目の２３時の観測結果に現れるように、VLSCNにおいては時計遺伝子の発現が観測されるが、DMSCNにおいては発現が観測されない。すなわち、VLSCNとDMSCNの脱同期が生じている。上述したように、光の照射時間を突然変化させた場合、光受容部があるVLSCNにおいては、光の照射時間の変化にすぐに追従する形で発現が観測されるが、光受容部がないDMSCNにおいては発現が観測されない。
【００１４】
脱同期が生じている状態が６日目まで続き、最下段に示すように７日目に、VLSCNの時計遺伝子の発現周期と、DMSCNの時計遺伝子の発現周期の再同期が生じている。７日目においては、光の照射時間にほぼ同期する形で、VLSCNとDMSCNの双方において時計遺伝子の発現が観測されている。
【００１５】
西へのフライトを想定して日照時間を１０時間だけ遅らせた場合、日照時間の変化に７日目に対応したことになる。すなわち、時差ボケが１日目から６日目まで起きていることになる。
【００１６】
図３は、東へのフライトを想定し、日照時間を６時間だけ進めた場合の視交叉上核における発現の観測結果を示す図である。
【００１７】
図３の２段目に示すように、１日目の１時から光の照射を開始することによって、光の照射時間を６時間だけ進めている。
【００１８】
この場合、例えば１日目の３時の観測結果に現れるように、VLSCNにおいては時計遺伝子の発現が観測されるがDMSCNにおいては発現が観測されず、VLSCNとDMSCNの脱同期が生じている。脱同期が生じている状態が１２日目まで続き、最下段に示すように１３日目に、VLSCNの時計遺伝子の発現周期と、DMSCNの時計遺伝子の発現周期の再同期が生じている。
【００１９】
図３に示すように、東へのフライトを想定して日照時間を６時間だけ進めた場合、日照時間の変化に１３日目に対応したことになる。すなわち、時差ボケが１日目から１２日目まで起きていることになる。
【００２０】
海外旅行でも経験があるように、西へのフライトの場合（時間を遅らせる場合）と、東へのフライトの場合（時間を進ませる場合）とでは、時差ボケからの回復時間が異なる。実際、この現象は、上述したような視交叉上核内の時計遺伝子が脱同期してから再同期するまでの時間とよく一致している。非特許文献２には、このような観測結果について記載されている。
【００２１】
時差ボケとは、視交叉上核で二種の異なった時計遺伝子の発現が脱同期してから再同期するまでの不安定時期の現象であるという事が判明したわけだが、時間を進めた場合と時間を遅らせた場合とで再同期までの時間がなぜ異なっているのかはまだ解明されていない。
【００２２】
非特許文献３においては、VLSCNの神経細胞とDMSCNの神経細胞のそれぞれを相互に連携を取る振動子として表現し、VLSCNとDMSCNの神経細胞群の時計遺伝子を散逸系として捉えることで、その系をモデル化することが検討されている。視交叉上核の１つの神経細胞がリミットサイクル振動を産み出す原因は、時計遺伝子のネットワークが自身でNegative feedback loopを構成していることにあるという事が知られている（非特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２３】
【非特許文献１】XI. Congress of the European biological Rhythms Society (EBRS2009)での講演資料 ”Symposium 19. Hot topics” S19-1 “Fatel Effects of an immune challenge following repeated phase shifts”Davidson AJ, Castanon-Cervantes O, Ehlen C, Menaker M, Paul K
【非特許文献２】”An Abrupt Shift in the Day/Night Cycle Causes Desynchrony in the Mammalian Circadian Center”, Mamoru Nagano, Akihito Adachi, Ken-ichi Nakahama, Toru Nakamura, Masako Tamada, Elizabeth Meyer-Bernstein, Amita Sehgal, and Yasufumi Shigeyoshi , The Journal of Neuroscience, July 9, 2003・23(14):6141− 6151・6141
【非特許文献３】「第２回定量生物学の会 2010」でのポスター発表“Jet lag 時のSCNを表現する数理モデル”浅川 剛、鯉沼 聡、長野 護、重吉 康史
【非特許文献４】“A model for circadian oscillation in the Drosophila period protein (PER)”,Goldbeter A., Proc. R. Soc. London Ser. B261, 391-324
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
時差ボケを効果的に治すことは健康的にも社会活動的にも重要である。時差ボケの原因である視交叉上核内の二種の振動子の脱同期から再同期までをコンピュータシミュレーションによって再現することができれば、体内時計がどのようにおかしくなって、元に戻るのかが分かるようになる。
【００２５】
非特許文献３で検討されている数理モデルは、VLSCNの１個の神経細胞とDMSCNの１個の神経細胞を表したものであるが非常に複雑なものになっている。１細胞の数学的記述でも十分複雑なので、現実的な用途として、VLSCNとDMSCNはそれぞれが神経細胞の集まりであるため多体の連結系のシミュレーションする必要があるが、そのようなケースには向いていない。
【００２６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、各ユーザの時差症候群の状態をより簡単に予測することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明の一側面の情報処理装置は、ユーザの体内時間の情報と、前記ユーザの移動元と移動先の時差の情報とを取得する取得手段と、日照パターンと、視交叉上核の腹外側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンと、背内側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンとをモデル化した情報であるモデル情報を記憶する記憶手段と、前記ユーザの移動先の日照パターンになるように移動元の日照パターンを前記時差に応じて変えたときの、前記腹外側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンと前記背内側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンとを、前記ユーザの体内時間によって特定される状態を開始状態として前記モデル情報に基づいてシミュレーションするシミュレーション手段とを備える。
【００２８】
前記ユーザに起きることが予測される時差症候群に関する情報を、前記シミュレーション手段によるシミュレーション結果に基づいて出力する出力手段をさらに設けることができる。
【００２９】
前記出力手段には、前記腹外側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンと前記背内側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンに脱同期が生じている時間を表示させることができる。
【００３０】
前記出力手段には、脱同期が生じてから再同期が確立されるまでの、前記腹外側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンと、前記背内側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンを表す画像を表示させることができる。
【００３１】
本発明の一側面の情報処理方法は、ユーザの体内時間の情報と、前記ユーザの移動先の時差の情報とを取得し、前記ユーザの移動先の日照パターンになるように移動元の日照パターンを前記時差に応じて変えたときの、視交叉上核の腹外側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンと背内側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンとを、前記ユーザの体内時間によって特定される状態を開始状態として、記憶手段に記憶されている、日照パターンと、視交叉上核の腹外側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンと、背内側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンとをモデル化した情報であるモデル情報に基づいてシミュレーションするステップを含む。
【００３２】
本発明の一側面のプログラムは、ユーザの体内時間の情報と、前記ユーザの移動先の時差の情報とを取得し、前記ユーザの移動先の日照パターンになるように移動元の日照パターンを前記時差に応じて変えたときの、視交叉上核の腹外側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンと背内側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンとを、前記ユーザの体内時間によって特定される状態を開始状態として、記憶手段に記憶されている、日照パターンと、視交叉上核の腹外側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンと、背内側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンとをモデル化した情報であるモデル情報に基づいてシミュレーションするステップを含む処理をコンピュータに実行させる。
【００３３】
本発明の一側面においては、ユーザの体内時間の情報と、前記ユーザの移動先の時差の情報とが取得され、前記ユーザの移動先の日照パターンになるように移動元の日照パターンを前記時差に応じて変えたときの、視交叉上核の腹外側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンと背内側部の神経細胞の時計遺伝子による発現パターンとが、前記ユーザの体内時間によって特定される状態を開始状態としてモデル情報に基づいてシミュレーションされる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、各ユーザの時差症候群の状態をより簡単に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】視交叉上核を示す図である。
【図２】視交叉上核を構成する神経細胞の時計遺伝子の発現の観測結果を示す図である。
【図３】視交叉上核を構成する神経細胞の時計遺伝子の発現の他の観測結果を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る情報処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】情報処理装置の機能構成例を示すブロック図である。
【図６】情報処理装置の処理について説明するフローチャートである。
【図７】シミュレーションの例を示す図である。
【図８】時間を進めた場合のシミュレーションの例を示す図である。
【図９】シミュレーションの例を示す図８に続く図である。
【図１０】シミュレーションの例を示す図９に続く図である。
【図１１】時間を遅らせた場合のシミュレーションの例を示す図である。
【図１２】シミュレーションの例を示す図１１に続く図である。
【図１３】シミュレーションの例を示す図１２に続く図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
［情報処理装置の構成］
図４は、本発明の一実施形態に係る情報処理装置の構成例を示すブロック図である。
【００３７】
情報処理装置１はパーソナルコンピュータなどの装置である。CPU(Central Processing Unit)１１、ROM(Read Only Memory)１２、RAM(Random Access Memory)１３は、バス１４により相互に接続されている。
【００３８】
バス１４には、さらに、入出力インタフェース１５が接続されている。入出力インタフェース１５には、キーボード、マウスなどよりなる入力部１６、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部１７が接続される。また、入出力インタフェース１５には、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる記憶部１８、ネットワークインタフェースなどよりなる通信部１９、リムーバブルメディア２１を駆動するドライブ２０が接続される。
【００３９】
以上のように構成される情報処理装置１においては、CPU１１が記憶部１８などに記憶されているプログラムを入出力インタフェース１５及びバス１４を介してRAM１３にロードして実行することにより所定の処理が行われる。
【００４０】
例えば、時差ボケのシミュレーションがユーザの入力に応じて行われ、シミュレーション対象のユーザに起こると予測される時差ボケに関する情報が提示される。時差ボケに関する情報として、時差ボケが起きている時間、時差ボケが治るまでの時間、時差ボケが治る日時などが提示される。
【００４１】
これにより、ユーザは、時差ボケのシミュレーションを例えばフライト前に行っておくことによって、自分にこれから起こると予測される時差ボケの状況を把握することができる。また、ユーザは、このくらい時差ボケが続くからその間は安静にしておこうなどといったように、時差ボケの状況に応じた行動をとることができる。
【００４２】
図５は、情報処理装置１の機能構成例を示すブロック図である。
【００４３】
図５に示す機能部のうちの少なくとも一部は、図４のCPU１１により所定のプログラムが実行されることによって実現される。図５に示すように、情報処理装置１においては、情報取得部３１、シミュレーション部３２、モデル情報記憶部３３、および出力制御部３４が実現される。情報取得部３１に対しては、時差ボケのシミュレーションの対象となるユーザにより入力部１６を用いて行われた操作の内容を表す信号が供給される。
【００４４】
情報取得部３１は、入力部１６から供給された信号に基づいて、移動元と移動先の時差の情報を取得する。時差には、時間を進めるのか遅らせるのかも含まれる。
【００４５】
例えば、ディスプレイに表示された世界地図から移動元と移動先がユーザにより選択されたとき、選択された移動先までの時差が情報取得部３１により求められ、取得される。情報処理装置１の現在位置が情報取得部３１に予め登録されていたり、GPS(Global Positioning System)によって検出されたりする場合、移動元の選択が行われないようにすることも可能である。
【００４６】
また、情報取得部３１はユーザの体内時間の情報を取得する。人間の体内時計の周期は約２５時間周期であることが知られている。情報取得部３１においては、人間の体内時計において、ユーザのいまの体内時間（時刻）が何時であるのかを表す情報が取得される。
【００４７】
体内時間の測定方法は既知の手法で行われ、その既知の手法によって測定された体内時間の情報が、入力部１６に対する操作によって情報処理装置１に入力される。体内時間の情報が記録されたリムーバブルメディア２１が情報処理装置１に装着され、リムーバブルメディア２１から読み出されることによって体内時間の情報が取得されるようにしてもよい。
【００４８】
体内時間の既知の測定方法には非侵襲の方法と侵襲の方法とがあり、前者の方法には、２４時間の深部体温の変化を測定する方法などがある。後者の方法には、毛根遺伝子を測定する方法、２４時間の血圧の変化を測定する方法、２４時間の血中のメラトニンの変化を測定する方法などがある。ユーザは、時差ボケのシミュレーションを情報処理装置１に行わせる前に、自分の体内時間を測定し、測定結果を情報処理装置１に入力する必要がある。
【００４９】
情報取得部３１は、時差の情報とユーザの体内時間の情報をシミュレーション部３２に出力する。
【００５０】
シミュレーション部３２は、情報取得部３１から供給された情報と、モデル情報記憶部３３に記憶されているモデル情報に基づいて時差ボケのシミュレーションを行う。モデル情報記憶部３３には、日照パターンと、視交叉上核のVLSCNの神経細胞の時計遺伝子による発現パターン（時計遺伝子の発現により生じる概日リズムのパターン）と、DMSCNの神経細胞の時計遺伝子による発現パターンとを数理モデルとしてモデル化した情報が記憶されている。
【００５１】
時差ボケのシミュレーションにおいては、移動元である現在位置の日照パターンを、移動先の日照パターンになるようにユーザにより入力された時差に応じて変えたときの、VLSCNの神経細胞の時計遺伝子による発現パターンとDMSCNの神経細胞の時計遺伝子による発現パターンが予測される。シミュレーションの開始時のVLSCNとDMSCNの神経細胞の時計遺伝子による発現の状態は、ユーザにより入力された体内時間によって特定される。
【００５２】
詳細については後述するが、シミュレーション部３２においては、視交叉上核のそれぞれの神経細胞の発現パターンを表す非特許文献３に記載されているような連立微分方程式を縮約して表現した位相方程式を用いて、時差ボケのシミュレーションが行われる。
【００５３】
これにより、シミュレーション速度を格段に向上させることができ、また、多細胞の連携を考慮したシミュレーションを容易に行うことができる。多細胞の連携を考慮したシミュレーションによって、シミュレーションの精度の向上を図ることも可能になる。
【００５４】
シミュレーション部３２は、時差ボケのシミュレーション結果を表す情報を出力制御部３４に出力する。
【００５５】
出力制御部３４は、時差ボケに関する情報をディスプレイの表示によって提示する場合、シミュレーション部３２から供給された情報に基づいて、時差ボケが起きている時間、時差ボケが治るまでの時間などを出力部１７を構成するディスプレイに表示させる。
【００５６】
また、出力制御部３４は、時差ボケに関する情報を音声によって提示する場合、シミュレーション部３２から供給された情報に基づいて、時差ボケが起きている時間、時差ボケが治るまでの時間などを通知する音声をスピーカから出力させる。
【００５７】
［情報処理装置の動作］
ここで、図６のフローチャートを参照して、情報処理装置１の処理について説明する。
【００５８】
ステップＳ１において、情報取得部３１は、時差ボケのシミュレーションの対象となるユーザの体内時間の情報を取得する。
【００５９】
ステップＳ２において、情報取得部３１は、ユーザの現在位置と移動先の時差の情報を取得する。
【００６０】
ステップＳ３において、シミュレーション部３２は、情報取得部３１により取得された情報と、モデル情報記憶部３３に記憶されているモデル情報に基づいて時差ボケのシミュレーションを行う。
【００６１】
ステップＳ４において、モデル情報記憶部３３は、シミュレーション部３２によるシミュレーション結果に基づいて、時差ボケに関する情報をディスプレイの表示によって、またはスピーカからの音声出力によってユーザに提示する。その後、処理は終了される。
【００６２】
［時差ボケシミュレーション］
ここで、シミュレーション部３２において行われる時差ボケのシミュレーションの詳細について説明する。
【００６３】
シミュレーションに用いられるモデル情報においては、外部の昼/夜のサイクル、視交叉上核のVLSCN、DMSCNがそれぞれ振動子として表現される。
【００６４】
例えば、外部の昼/夜のサイクルを表す振動子（LD振動子）の位相をφLD、VLSCNを表す振動子（群）（VL振動子（群））の位相をφVL、DMSCNを表す振動子（群）（DM振動子（群））の位相をφDMとする。φLD，φVL，φDMを微分した結果はそれぞれ下式（１）乃至（３）により表される。
【数１】
2011234940.tif 000003
【数２】
2011234940.tif 000004
【数３】
2011234940.tif 000005
【００６５】
式（１）乃至（３）において、ωh（h=LD,VL,DM）は、振動子の固有周期（Th）よって決まる角速度であり、ωh＝2π/Thにより表される。
【００６６】
また、κs（s=L→V,D→V,V→D）は、引き込み関数（位相の相互作用を表す関数）の強度を示すパラメータである。式（２）のκL→Vは、LD振動子によるVL振動子に対する作用の強度を表し、κD→Vは、DM振動子によるVL振動子に対する作用の強度を表す。式（３）のκV→Dは、VL振動子によるDM振動子に対する作用の強度を表す。
【００６７】
ｆi（i=1,2,3）は引き込み関数である。ξh(t)（h=VL,DM）は、VLSCN，DMSCNのそれぞれの神経細胞内の時計遺伝子の発現の揺らぎを表す。
【００６８】
外部の昼/夜のサイクルは厳密に24時間周期であるから、式（１）より、LD振動子の位相の厳密解を下式（４）のようにして導き出すことが可能である。
【数４】
2011234940.tif 000006
【００６９】
αは初期値（初期状態の位相）である。時差ボケのシミュレーションは、αをα＋βとして、LD振動子の位相を時差βの分だけ突然遷移させることで行われる。シミュレーション部３２においては、αは現在位置の時刻により特定され、βは、ユーザにより入力された時差により特定される。
【００７０】
例えば、下式（５）乃至（７）のように考えることで、モデルの性質を見ることが出来る。
【数５】
2011234940.tif 000007
【数６】
2011234940.tif 000008
【数７】
2011234940.tif 000009
【００７１】
式（５）は、平均化することでVL振動子の揺らぎを無視することを表す。式（６）は、DMSCNからVLSCNへの同期を促す情報伝搬因子の強度が、外部の光環境にVLSCNの発現周期が引き込まれる強度に比べると格段に弱いことを表す。上述したように、光の照射時間を突然変化させた場合、VLSCNの神経細胞の時計遺伝子の発現周期は変化後の照射時間に早い段階で同期する。式（７）は、外部の光環境からの引き込み関数を最も簡単なものにすることを表す。
【００７２】
このとき、式（２）は下式（８）のように簡単な形で表される。
【数８】
2011234940.tif 000010
【００７３】
式（８）より、VL振動子の位相φVL(t)は下式（９）のように表される。式（９）のα’は下式（１０）により表される。Ｃは所定の係数である。
【数９】
2011234940.tif 000011
【数１０】
2011234940.tif 000012
【００７４】
式（９）は、VL振動子が、位相差α’を持ってLD振動子に即座に同期することを表す。LD振動子によるVL振動子に対する作用の強度を表すκL→Vに応じて、引き込みまで（同期するまで）の時間が変わることになる。
【００７５】
これまでの説明により、時差ボケにおける、東へのフライトと西へのフライトの非対称性は、式（３）中の関数ｆ3(φVL-φDM)に原因を求めることが出来ることが分かる。
【００７６】
そこで、下式（１１）に示すように対称性を破るパラメータδを導入して関数ｆ3(φVL-φDM)を決め、時差ボケの非対称性を最もよく表すパラメータδがどの程度の値であるのかを特定することが出来る。
【数１１】
2011234940.tif 000013
【００７７】
下式（１２）のように、平均化することでDM振動子の揺らぎを無視することができる。
【数１２】
2011234940.tif 000014
【００７８】
この例では、DM振動子の位相の微分を表す式（３）は、下式（１３）のように表される。
【数１３】
2011234940.tif 000015
【００７９】
日本で時差ボケのシミュレーションを行うとして、一般に、日本に居ながらにして軽度の時差ボケ（Social Jet Lag）になっている人が多く、外部の日照周期にVLSCNとDMSCNの発現周期が完全に同期しているわけではない。従って、シミュレーションを行う場合には、日本時刻αと時差βに加えて、完全に同期したVL振動子とDM振動子の位相の初期値として、シミュレーション対象となるユーザの体内時間を測定して入力する必要がある。入力された体内時間に基づいて、φVLとφDMの初期状態が特定されることになる。
【００８０】
シミュレーションにおいては、以上のような性質を有する式（１４）乃至（１６）が用いられる。
【数１４】
2011234940.tif 000016
【数１５】
2011234940.tif 000017
【数１６】
2011234940.tif 000018
【００８１】
VLSCNの発現周期とDMSCNの発現周期（VLSCNの神経細胞の時計遺伝子の発現周期とDMSCNの神経細胞の時計遺伝子の発現周期）が脱同期を起こしている間に時差ボケが生じていると考えられる。式（１４）乃至（１６）に基づいてVL振動子とDM振動子の位相の変化のシミュレーションを行い、VL振動子とDM振動子の位相が同期していない時間を特定することによって、時差ボケが生じている時間や時差ボケが治るまでの時間などを特定することが可能になる。
【００８２】
なお、VL振動子群とDM振動子群の系でシミュレーションを試みる際には、式（１４）乃至（１６）を拡張させた下式（１７）乃至（１９）が用いられる。
【数１７】
2011234940.tif 000019
【数１８】
2011234940.tif 000020
【数１９】
2011234940.tif 000021
【００８３】
以上のような数理モデルの情報がモデル情報としてモデル情報記憶部３３に記憶され、時差ボケのシミュレーションに用いられる。
【００８４】
図７は、各振動子の位相の変化を模式的に示す図である。
【００８５】
図７に示す円は１周が２４時間の時計を表す。色を付けて外側の円上に示す丸印ＯLDはLD振動子を表す。また、斜線を付けて内側の円上に示す丸印ＯVLはVL振動子（群）を表し、丸印ＯDMはDM振動子（群）を表す。
【００８６】
LD振動子は外側の円上を、VL振動子とDM振動子は内側の円上を、それぞれ矢印の方向に反時計回りに角速度ωhに従って移動する。例えばLD振動子は、外側の円上をほぼ２４時間で１周することになる。時差ボケが起きていないとき、VL振動子とDM振動子は、LD振動子に追従する形で移動する。以下、反時計回りの方向を順方向とし、時計回りの方向を逆方向として説明する。
【００８７】
シミュレーション開始時のLD振動子の位置はユーザの現在位置と時刻によって特定される。また、シミュレーション開始時のVL振動子とDM振動子の位置はユーザの体内時間によって特定される。図７に示すVL振動子とDM振動子の位置は、ユーザの体内時間が何時であるのかを表す。
【００８８】
東へのフライトを想定したシミュレーション開始時、図８に示すように、ユーザにより入力された時差に相当する分だけ順方向に移動した位置になるようにLD振動子の位置が設定される。
【００８９】
図８の例においては、LD振動子の位置が位置Ｐ１から位置Ｐ２に順方向に移動している。位置Ｐ１から位置Ｐ２までの外側の円弧上の距離は１周のほぼ1/4であるから、図８は、時差として６時間だけ進めることが入力された場合のシミュレーションの開始時の様子を示している。双方向の矢印で示すように、このときのLD振動子とVL振動子の間で作用する引き込みの強度が、式（１５）のκL→Vｆ1(φLD-φVL)により表される。
【００９０】
図９は、図８に示すようにしてLD振動子の位置が設定されてから所定の時間だけ経過した後の各振動子の状態を示す図である。
【００９１】
図９に示すように、VL振動子はLD振動子にすぐに追従するが、DM振動子はLD振動子にすぐには追従しない。図９に示す状態が、VLSCNとDMSCNの脱同期が生じている状態となり、この状態のときに時差ボケが起きることになる。図９の双方向の矢印で示すように、このときのVL振動子とDM振動子の間で作用する引き込みの強度が、式（１６）のκV→Dｆ3(φVL-φDM)により表される。
【００９２】
図１０は、図９の状態からさらに所定の時間だけ経過した後の各振動子の状態を示す図である。
【００９３】
図１０に示すように、VL振動子とDM振動子は、脱同期が生じてから所定の時間経過後に再同期する。図１０の状態になるまでの間に時差ボケが起きていると考えられるから、図９の状態から図１０の状態になるまでの時間が、例えば時差ボケが起きている時間としてユーザに提示される。
【００９４】
図１１は、西へのフライトを想定したシミュレーションにおける各振動子の状態を示す図である。
【００９５】
西へのフライトを想定したシミュレーションも東へのフライトを想定したシミュレーションと基本的に同様にして行われる。すなわち、西へのフライトを想定したシミュレーションの開始時、図１１に示すように、ユーザにより入力された時差に相当する分だけ逆方向に移動した位置になるようにLD振動子の位置が設定される。
【００９６】
図１１の例においては、LD振動子の位置が位置Ｐ１から位置Ｐ３に逆方向に移動している。図１１の双方向の矢印で示すように、このときのLD振動子とVL振動子の間で作用する引き込みの強度が、式（１５）のκL→Vｆ1(φLD-φVL)により表される。
【００９７】
図１２は、図１１に示すようにしてLD振動子の位置が設定されてから所定の時間だけ経過した後の各振動子の状態を示す図である。
【００９８】
図１２に示すように、VL振動子はLD振動子にすぐに追従するが、DM振動子はLD振動子にすぐには追従しない。図１２に示す状態が、VLSCNとDMSCNの脱同期が生じている状態となり、この状態のときに時差ボケが起きることになる。図１２の矢印で示すように、このときのVL振動子とDM振動子の間で作用する引き込みの強度が、式（１６）のκV→Dｆ3(φVL-φDM)により表される。
【００９９】
図１３は、図１２の状態からさらに所定の時間だけ経過した後の各振動子の状態を示す図である。
【０１００】
図１３に示すように、VL振動子とDM振動子は、脱同期が生じてから所定の時間経過後に再同期する。図１３の状態になるまでの間に時差ボケが起きていると考えられるから、図１２の状態から図１３の状態になるまでの時間が、例えば時差ボケが起きている時間としてユーザに提示される。
【０１０１】
シミュレーション部３２による時差ボケのシミュレーションは以上のようにして行われる。図７乃至図１３に示すような各振動子の動きを表す画像がディスプレイに表示され、時差ボケのシミュレーション結果としてユーザに提示されるようにしてもよい。
【０１０２】
［プログラムの説明］
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行することもできるし、ソフトウェアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行する場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、汎用のパーソナルコンピュータなどにインストールされる。
【０１０３】
インストールされるプログラムは、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)，DVD(Digital Versatile Disc)等）や半導体メモリなどよりなる図４に示されるリムーバブルメディア２１に記録して提供される。また、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供されるようにしてもよい。プログラムは、ROM１２や記憶部１８に、あらかじめインストールしておくことができる。
【０１０４】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０１０５】
本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１  情報処理装置，  ３１  情報取得部，  ３２  シミュレーション部，  ３３  モデル情報記憶部，  ３４  出力制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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