hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Gタンパク質シグナルネットワークの分子構築と機能の解明

Gタンパク質共役受容体はヒトの全遺伝子の3%以上を占める巨大な遺伝子ファミリーを形成する。Gタンパク質共役受容体は細胞内へシグナルを伝える際にいずれもαβγの3つのサブユニットからなる3量体Gタンパク質を活性化して細胞応答を引き起こす。しかし、細胞応答にいたるGタンパク質以降の細胞内シグナル伝達機構に関して不明の点が多く残されている。私共は、3量体Gタンパク質シグナルによりMAPキナーゼカスケードが活性化され細胞の増殖能と運動性を制御することを明らかにしてきた。本研究においては、神経幹細胞や癌細胞を用いてGタンパク質を介するシグナルとMAPキナーゼカスケードの関係を調べ、そのシグナルネットワークの分子機構と生理機能を明らかにすることを目的としている。まず癌化した細胞において、Gタンパク質の下流で働く新規のRhoファミリーグアニンヌクレオチド交換反応因子FRGを同定した。エンドセリン刺激によりFRGのCdc42に対するGEF活性が亢進され、その活性化がSrcによるチロシンリン酸化によって起こることを明らかにした。さらにFRGがエンドセリンによる細胞遊走の阻害に関与することを示した。またエンドセリン受容体の下流でCdc42の上流においてアダプタータンパク質Nck1が働いていることを見出した。FRGとNck1がどのような関係にあるかを明らかにすることが次の課題の一つと考えている。また、アデノウイルス遺伝子発現系や脳切片培養系を用いて癌化した細胞のみならず神経幹細胞の遊走もJNKを介したGタンパク質共役受容体シグナルにより調節されることを見出し、その研究を展開している。さらに新たなGタンパク質シグナルネットワークの一つとしてダイオキシンシグナルとGタンパク質シグナルがクロストークすることを明らかにした。7回膜貫通構造を特徴とするGタンパク質共役受容体はヒトの全遺伝子の数%以上を占める巨大な遺伝子ファミリーを形成するとともに、αβγの3つのサブユニットからなる3量体Gタンパク質を活性化して、様々な細胞応答を引き起こす。私共は、長年Gタンパク質シグナルの研究を続けてきたが、細胞増殖因子やストレスにより活性化されるMAPキナーゼカスケードがGタンパク質シグナルによっても活性化され細胞の増殖能と運動性を制御することを最近見出した。本研究においては、神経幹細胞や癌細胞を用いてGタンパク質を介するシグナルとMAPキナーゼカスケードの関係を分子レベルで調べ、そのシグナルネットワークの生理機能を明らかにすることを目的としている。本年度、まずGタンパク質の下流で働く新規のRhoファミリーグアニンヌクレオチド交換反応因子FRGを同定した。一方、Gタンパク質と直接相互作用する新たな細胞内分子を酵母Two-hybrid法を用いて検索し、RIC-8という新規のGタンパク質シグナル調節分子を見出し、その調節機構の解析を進めている。また、神経幹細胞の遊走をGタンパク質シグナル-JNK経路が調節することを見出し、アデノウイルス遺伝子発現系や脳切片培養系を用いて分子レベル、組織レベルの研究を展開している。Gタンパク質共役受容体はヒトゲノム上数百種類存在することが示唆されているのに対して、その受容体により活性化されるαβγの3つのサブユニットからなる3量体Gタンパク質は約20種類に分類される。受容体・Gタンパク質を介するシグナル伝達は様々な細胞応答を引き起こすことが知られているが、細胞応答にいたる細胞内シグナル伝達機構に関して不明の点が多く残されている。私共は最近、Gタンパク質シグナルによってMAPキナーゼカスケードが活性化され細胞の増殖能と運動性を制御することを見出した。

本研究は、神経幹細胞や癌化した細胞におけるGタンパク質を介するシグナルとMAPキナーゼカスケードの関係を分子レベルで調べ、そのシグナルネットワークを解明することを目的とした。本年度は、まずGタンパク質およびSrcチロシンキナーゼの下流で働く新規のアダプタータンパク質Nck1を同定した。エンドセリン刺激によるCdc42およびJNKの活性化にNck1が関係することをNck1のsiRNAや膜結合性変異体を用いて明らかにした。さらにNck1がエンドセリンによる細胞遊走の阻害に関与することも見出した。一方、Gタンパク質と直接相互作用するRIC-8という分子を見出し、RIC-8がGタンパク質シグナルを促進する効果を示すことを、in vitroおよびin vivooの系で明らかにした。また、神経細胞の遊走をアデノウイルス遺伝子発現系や脳切片培養系を用いて分子レベル、組織レベルで解析し、Gq-JNK経路が大脳皮質形成時の神経前駆細胞のradial migrationを調節することを明らかにした。
高等学校の体育における学習指導要領遂行の実態調査

体育実技の授業は、学習指導要領にはその目標や内容が明記されている。しかし、大学での授業において、体育の授業をレクリエーションと錯覚していたり、身体の動かし方がわかっていなかったりなど、真剣に取り組めない学生が年々増しているように感じる。実際、学生に聞いてみると、高等学校において体育実技の授業では技術指導や意義の説明を受けておらず、場合によっては生徒に丸投げの状態で授業を実施している学校もあるようであり、高等学校での授業方法が学生の態度や意識に影響している可能性が考えられる。そこで、本研究ではその実態を明らかにし、最終的には大学での教育システムの改善にもつなげたいと考えている。
培養系を用いた魚類の性転換機構の解析

本研究では、雌性先熟型の性転換を行うミツボシキュウセン(Halichoeres trimaculatus)の卵巣器官培養系を用いて、卵巣から精巣への転換を調節する分子機構について解析した。先ず、培養条件を再検討し、無血清条件下でも培養組織が良好に維持され、卵巣から精巣への転換も誘導できることを確認した。次に、様々な濃度のアンドロゲンの効果を調べるとともに、エストロゲンの影響についても検討した。その結果、ホルモン未添加の対照群でも性転換がみられたが、アンドロゲン処理により精子形成の進行が促進され、そのアンドロゲンの効果は濃度依存的に認められた。また、様々な濃度のエストロゲンをアンドロゲンとともに卵巣器官培養系に添加したところ、精子形成の進行はほとんどみられず、卵巣組織も維持されていた。この結果から、エストロゲンは卵巣機能を維持するとともに、アンドロゲンによる精子形成促進効果も抑制することが示唆された。また、培養下での卵巣から精巣への転換過程に伴う生殖細胞の増殖を観察した結果、先ず卵巣薄板の上皮において生殖細胞の増加が起こり、さらにそれらが生殖腺の内部に向かって増殖していく様子が認められた。さらに、卵巣から精巣への転換におけるアポトーシスの関わりについて調べたところ、卵母細胞の退行はアポトーシスによるものであることが示唆された。以上の結果から、魚類の性転換において性ステロイドホルモンが非常に重要な役割を担っていることがあらためて示された。雌性先熟型の性転換を行うミツボシキュウセン(Halichoeres trimaculatus)では、卵巣器官培養系において卵巣から精巣への転換を誘導できることが報告されている。しかし、これまでの培養系では培地にウシ胎児血清が添加されていたため、性転換に関わる因子の正確な解析は困難であった。そこで先ず、本種の卵巣器官培養系を再検討した。0.5%ウシ血清アルブミン(BSA)または10%ウシ胎児血清(FBS)を添加したL-15培地を基本とした培養液に、17α-メチルテストステロン(MT)または11-ケトテストステロン(11KT)を3nMの濃度で添加した群、ホルモン未添加の対照群を設け、ミツボシキュウセンから採取した卵巣片を26°Cで2-3週間培養した。その結果、BSA添加培地でも、FBS添加培地と遜色なく培養組織が良好に維持され、精子形成の進行も認められた。また、対照群とアンドロゲン添加群の全てにおいて卵母細胞が退行し精子形成が誘起されたが、アンドロゲン添加ではより活発な精子形成が認められた。この結果を受けて、以後の培養にはBSA添加培地を用いることとした。次に、様々な濃度(1nM-1μM)のMTまたは11KTの効果を調べるとともに、エストラジオール-17β(E2)の影響についても検討した。アンドロゲンの効果は濃度依存的に認められたが、100nMのMTで最も高い効果が見られた。また、E2添加により、卵母細胞の退行は比較的維持され、精子形成も認められなかった。さらに、卵巣から精巣への転換におけるアポトーシスの関わりについて調べたところ、卵母細胞の退行はアポトーシスによるものであることが示唆され、その退行もアンドロゲンにより促進されることが示された。今年度は先ず、卵巣から精巣への性転換に及ぼすエストロゲンとアンドロゲンの拮抗作用について、より詳細に調べた。様々な濃度(10^<-9>-10^<-6>M)のエストラジオール17β(E2)を10^<-7>Mの17α-メチルテストステロン(MT)とともに卵巣器官培養系に添加したところ、精子形成の進行はほとんどみられず、卵巣組織も維持されていた。この結果から、E2は卵巣機能を維持するとともに、アンドロゲンによる精子形成促進効果も抑制することが示唆された。

また、生殖細胞特異マーカーであるVasaタンパクに対する抗体を用いて、培養下での卵巣から精巣への転換過程に伴う生殖細胞の増殖を免疫組織化学的に解析した。その結果、先ず卵巣薄板の上皮において生殖細胞の増加が起こり、さらにそれらが生殖腺の内部に向かって増殖していく様子が観察され、これは他の雌性先熟魚において報告された精原細胞の増殖様式と類似していた。前年度と今年度において得られた本種の卵巣器官培養系を用いた研究結果は、これまでに様々な性転換魚で得られている生体内実験系の結果を強く支持するものであり、魚類の性転換において性ステロイドホルモンが非常に重要な役割を担っていることがあらためて示された。
アリ-アブラムシ共生関係の緊密レベルと遺伝的多様度減少のトレードオフの検証

生物の遺伝的変異の程度を測定するためのより適切な尺度は,「平均ヘテロ接合度」である。これは一つの集団から任意に抽出した二つの対立遺伝子が異なる確率を示しており,「遺伝子多様度」とも呼ばれる。この遺伝子多様度は繁殖個体集団のサイズに強く影響を受けており,そのサイズが小さいほど,どちらかの対立遺伝子が集団から消失しやすくなる。この結果,集団中のヘテロ接合度は徐々に低くなっていくと考えられる。何らかの理由によって,個体の移動が自由にできない場合,この集団は局所個体群となり,近隣の個体だけで配偶が行われるであろう。常にアリに随伴され,甘露を提供しているアブラムシは自由に移動・分散できないために,交配集団が小さくなっていると考えられる。その結果,いくつかの遺伝子座ではホモ接合体が多くなっていることが予想される。本研究は,同一の寄主植物上からサンプリングしたアリ共生型/非共生型Tuberculatus属アブラムシの12カ所におよぶマイクロサテライトDNA遺伝子座のホモ/ヘテロ接合度を測定し,アリ共生のレベルと遺伝子多様度の関係を考察した。用いたアブラムシは共生レベルが強い3種:T.quercicola, T.sp.A,そしてT.sp.B.,またアリと共生しないアブラムシ2種:T.paikiとT.japonicusも含め5種とした。データ解析として手始めに,ホモ=0,ヘテロ=1として各遺伝子座の平均値を算出した。結果は予想通り,アリ共生型3種の平均ヘテロ接合度はアリと共生しない2種のそれより低く,平均して多くの遺伝子座がホモとなっており,遺伝子多様度が低いと言えるだろう。Tuberculatus属のアブラムシは、アリと必須共生、任意共生そして共生しない種を含んでおり、共生関係の多様性と進化を理解するために適当な材料である。Tuberculatus属アブラムシ13種を対象に3つのミトコンドリア領域(COI, ND1, ND4,合計1242bp)と核のEF1α(438bp)から分子系統樹を作成し、共生関係のレベルのマッピングを行った。またアブラムシのコロニー形態や成虫時の体色についてもアリ随伴との関連性を調べた。その結果、必須共生の3種が単系統を形成し、強固な関係が1回だけ進化していることが示された。必須/任意共生ともにアブラムシのコロニー形態は集合性を示し、共生しない種はまばらなコロニーを形成していた。また必須/任意共生種のアブラムシ成虫は体色が濃くなる傾向を示したのに対し、共生しない種の大部分は薄い体色を呈していた。薄い体色は葉裏において隠蔽色となっている可能性も考えられるが、人と昆虫の色覚は異なるので実験的な検証が必要である。一方、コロニー形態に関しては2つの仮説が考えられる。一つは、アブラムシによる集団吸汁効果である。アブラムシがおよそ20匹前後になると単独で飼育するよりも1匹あたりの体サイズが大きくなることが知られている。体サイズが大きくなることは甘露生産の増大につながり、これがアリにとっても効率的な採餌をもたらすことになると考えられる。もう一つは、アリ随伴のコストの軽減である。アリ随伴型アブラムシの甘露生産にはコストがかかっていることが先の研究で明らかになっているが、集団を形成することにより1匹あたりのアリ随伴のコろトが軽減されると考えられる。これらのことがアリ随伴型アブラムシのコロニー形態は密集する傾向にあると示唆される。
層状ケイ酸塩を利用したゼオライト合成における課題解決

層状ケイ酸塩HUSを用いて、ゼオライトのような分子ふるい能と分布制御可能な有機官能基を細孔に有する規則的ミクロ多孔体を調製した。その各種物性が選択的吸着特性に及ぼす影響を液相および気相での単成分または混合成分の吸着測定により評価した。層状ケイ酸塩HUSへ様々な配位子を有する遷移金属錯体の固定化(グラフティング)を検討し、高効率なメタロシリケート触媒の開発を試みた。層状ケイ酸塩表面に高密度で存在する水酸基との縮合反応により固定化された触媒活性種の特性を、酸素、過酸化水素水および水等を酸化剤もしくは還元剤として用いた、バッチ式または流通式の選択的酸化還元反応により評価した。ゼオライトは、そのナノレベルの結晶性規則構造に基づいた「吸着能」や「触媒能」の寄与により、我々の生活を身近で支える工業材料である。しかし、その調製および実験へのアプローチは場当たり的なトライアンドエラーおよび経験則に基づいており、合成メカニズムが大変不明瞭であるため、興味深く有益なゼオライトの機能を自在に設計することはまだ困難である。本研究では、現状のゼオライトの機能構築における具体的な問題点を課題として掲げ、申請者が合成に成功した新規層状ケイ酸塩の構造を有効利用し、規則的多孔質材料中の吸着能および触媒能の設計を試みることで、問題解決型の多孔体材料設計手法を提案する。具体的には、申請者が合成に成功した新規層状ケイ酸塩Hiroshima University Silicate(HUS)を用いゼオライトと類似構造を有する規則的ミクロ多孔体および触媒の設計を試みた。(1)一般的なゼオライトが無機の四面体ユニット(SiO4やAlO4)のみから成ることに着目し、通常のゼオライトにはない吸着特性の発現を期待して、有機官能基の分布が制御された規則的ミクロ細孔構造の構築を試みた。(2)ゼオライト骨格内に特異的に存在する、優れた触媒活性種である四配位状態の遷移金属種をの構築を試みた。既存のゼオライト合成における、四配位金属種の含有量(触媒活性に直結する)の限界値(Tiの場合は2 wt%)を突破させることで(目標8 wt%)、より高効率な触媒開発に取り組んだ。(1)層状ケイ酸塩HUS-2の構造に着目し、有機シラン(ジクロロメチルシラン、トリクロロメチルシラン等)によるシリル化および焼成を含む多段階的な処理によって細孔の構築に成功した。XRD、MAS NMR、ガス吸着などの基礎物性測定に加え、TEMによる結晶性の直接観察、DFT計算による層間分子位置の最適化を行うことで、結晶構造を推定し、HUS-2を前駆体として想定通りに構造転換が進行し、規則的な細孔構造を持つ材料が得られたことが明らかとなった。得られた規則的細孔材料(HUS-10)は高比表面積(400 m2g-1)と均一なミクロ細孔(平均細孔径0.5 nm)を持ちゼオライトに類似した分子ふるい能を発現した。さらに、細孔内の有機置換基の分布を制御することも可能であり、それによって細孔内部の親水性、有機物親和性を調節することが可能となり、結果として優れたCO2吸着材としての性能を発揮できた。(2)層状ケイ酸塩表面への金属種のグラフティングにより高遷移金属含有量を有する触媒の合成を試みた。層状ケイ酸塩HUS-2の層表面に高い表面密度で存在するSiOH基へチタニウム(IV)アセチルアセトナート(Ti(acac)4)を反応(グラフティング)させることで、高チタン含有量(8 wt%)を有するチタノシリケートの合成に成功した。固定化された活性点がゼオライトに特異的に存在する四配位遷移金属種と酷似しており、高いチタン含有量の寄与により、高効率な触媒反応が進行することも確認済した。さらに、本手法を異なる層状ケイ酸塩へと応用し、触媒の調製条件、用いるチタン錯体の種類を検討した結果、その高い酸化力から安価な点から最も用いられている光触媒であるチタニア(P25)を凌駕する触媒性能を達成できた。本研究では、新規層状ケイ酸塩Hiroshima University Silicate (HUS)を用い、ゼオライトと類似構造を有する規則的ミクロ多孔体および触媒の設計を試みた。具体的には、現状のゼオライトの機能構築における具体的な問題点を課題として掲げ、以下の研究課題に着手した。(1)一般的なゼオライトが無機の四面体ユニット(SiO4やAlO4)のみから成ることに着目し、通常のゼオライトにはない吸着特性の発現を期待して、有機官能基の分布が制御された規則的ミクロ細孔構造の構築を試み、新たな細孔材料の設計に成功した。

(2)ゼオライト骨格内に特異的に存在する、優れた触媒活性種である四配位状態の遷移金属種を層状ケイ酸塩表面で構築する。既存のゼオライト合成における、四配位金属種の含有量(触媒活性に直結する)の限界値(Tiの場合は2 wt%)を突破させることで(目標8 wt%)、より高効率な触媒開発に取り組んだ結果、既存の触媒材料を凌駕する、触媒活性を持つ材料の開発に成功した。層状ケイ酸塩HUSを用いて、ゼオライトのような分子ふるい能と分布制御可能な有機官能基を細孔に有する規則的ミクロ多孔体を調製した。その各種物性が選択的吸着特性に及ぼす影響を液相および気相での単成分または混合成分の吸着測定により評価した。層状ケイ酸塩HUSへ様々な配位子を有する遷移金属錯体の固定化(グラフティング)を検討し、高効率なメタロシリケート触媒の開発を試みた。層状ケイ酸塩表面に高密度で存在する水酸基との縮合反応により固定化された触媒活性種の特性を、酸素、過酸化水素水および水等を酸化剤もしくは還元剤として用いた、バッチ式または流通式の選択的酸化還元反応により評価した。(1)層状ケイ酸塩へのシリル化による規則的構造の構築を目指して、様々な表面構造を持った層状ケイ酸塩を前駆体とし、それらに適切な分子構造を持つシリル化剤を作用させることで多彩な結晶性表面構造の構築を目指す。具体的には当研究室で合成に成功している層状ケイ酸塩のうちテトラメチルアンモニウムおよびベンジルトリメチルアンモニウムを層間に有するHUS-5およびHUS-7に着目し、高次構造の構築を目指す。またシリル化剤中の有機置換基に塩基または酸触媒能力を持つものを選択することで、高活性な固体酸/塩基触媒の開発も試みる。(2)さらなる触媒活性の向上を目的として、金属種を固定したシリケートシートの剥離によるナノシートの形成を試みる。手法としては、層状ケイ酸塩の層間の拡張、有機溶媒中でのシートの剥離、剥離したシート表面への金属種の固定という多段階的な手法により触媒調製を行う。さらに、メタロシリケート触媒の金属種のスクリーニングを行う。金属を固定した層状ケイ酸塩にさらなる層間修飾が行えることを利用し、層間への有機シリル化、ピラー化または更なる金属修飾を施すことによって、触媒の比表面積、吸着特性および触媒活性点の性質を反応系に対して最適化し、更なる高効率化を目指す。一方で、より効率的な触媒設計への知見備蓄を目的として、X線吸光分光法(XANESおよびXAFS)とDFT計算を組み合わせた、触媒活性種および環境の解明にも努める。28年度が最終年度であるため、記入しない。無機工業材料28年度が最終年度であるため、記入しない。
無限分解可能過程からの離散観測に基づく未知母数の推定および関連した高次理論

様々な実データ時系列の背後にある確率過程の構造に関する漸近推測,その中でも特に,確率過程の二次変動の局所的性質を加味した推測方式を研究した.また,漸近推測に際して必要となる,確率過程の漸近挙動も興味の対象である.今年度は特に下記の結果を得た.1. Realizedmultipowervariation(MPV)の長期高頻度観測版を定義し,その漸近挙動を導出した.統計への応用として,確率過程の飛躍部分が適当な条件をみたす下では,飛躍の具体的な構造に関係なく(それを局外母数として)拡散部分およびドリフト部分を同時に漸近正規性をもって推測可能であることが分かった。推定量は計算容易であり,より精度の高い推定量の構成に役立つことが期待される.種のウィーナーポアソン確率積分に関する条件付期待値の公式を導出した.これはウィーナー積分に関する既存の結果を拡張するものであり,飛躍付確率過程モデルへ"small-sigma"理論を適用する際に,その実装における基本的な道具となる.3.合ボアソン型飛躍付拡散過程の$\beta$-ミキシング性を,(ランダムな)初期条件に関係なく成立する条件を導出した.条件は全て当該確率微分方程式の係数およびレヴィ測度で表現されており,検証容易である.4.期間で高頻度データが得られない場合での日次ボラティリティの推定方法を,ウェイト付実現ボラティリティを介して定式化し,実証分析を行った.このような推定手法は,昼休みと夜間において取引が停止する日本市場などにおいて,特に夜間の収益率変動が累積ボラティリティに及ぼす影響が大きいことが経験的に知られているため,重要である.本結果は,経済で重要なボラティリティ予測を安定して行うための道具となる.[1]確率微分方程式からの離散観測に基づいた標本路同期型推定量の一致性およびその収束率を明確化した上での確率緊密性と漸近正規性の為の十分条件を,ある意味で再帰的な場合において導出した.本結果の重要な適用例として,飛躍を持つ拡散過程の場合を調べた.この場合の再帰性(混合性)の検証については,現在投稿中の筆者による結果がある.さらに本研究を通じ,非再帰的な場合でも異なる条件のもとで同じ推定量が一致性をみたすことが分かった.上記結果については,最尤推定が困難であるという事実を踏まえ,推定値の計算が容易であるという実用性を有していてしかもより効率の高い推定量の構成の為の初期推定量としての役割を担うことから,その意義は十分高いと考えている.[2}近年数理ファイナンスで注目を集めていた一種の確率変動ボラティリティモデルにおける対数収益率の分布の高次近似の理論的正当性を証明した.ここでも,筆者による「飛躍のある拡散過程の指数的混合性」に関する結果が本質的になった.これにより,市場で実際に観測される長期期間での近似的正規性および短期間での非正規性を同時に説明する統計モデルとして機能する為の理論的根拠を与えることができた.未知母数の推定に関しては,別の論文において,実用的な積率推定の枠組みを定式化してある.そこでは抽象的な枠組みでモデルを既述し,汎用性を持たせたが,特に上記の確率変動ボラティリティモデルを一数値例として考察した.また,上記モデルの提案者との議論を通じ,ボラティリティを既述する確率過程が長期記憶型の場合の方がより需要が高いということを認識できた.[3]安定レヴイ駆動型モデルを対象とし,漸近的高頻度サンプリングに基づいた局所漸近正規性を得た.その結果,フィッシャー情報量行列(の一部)が常に退化するという,典型的な正規(ウイーナー)型とは著しく異なる現象を呈することが分かった.近年様々な応用分野でその需要を増している飛躍付拡散過程に対して漸近統計推測を厳密に定式化する際には,不変分布の存在,遷移半群の不変分布への一種の収束およびその収束速度(全変動ノルムの意味でのミキシング速度)が頻繁に要求される.これらの性質の為の十分条件を,マルコフ型確率微分方程式の一般形である「拡散項-無限微小飛躍」の状況をも包含できる枠組みにおいて整備した.この結果は純粋飛躍型でも適用可能であり,筆者の先行結果である,レヴィ駆動型オルンシュタイン-ウーレンベック型過程に関する結果を等しく一般化する.また「拡散過程+複号ポアソン型飛躍」の場合には,上記論文の証明の一部を本質的に変えることで,より検証し易い十分条件を定式化可能であることが分かった(この結果は現在投稿中).時間について連続的に変動する自然現象のモデリングにおいて,レヴィ過程は最も基本的なノイズとしての役割を演じるが,観測可能なデータは離散的であることが典型的である.このような状況において統計推測を定式化する場合,応用上重要な点は,「データの高頻度性」により,未知母数の推定量の最適な収束速度が変化する事である.すなわち,データが高頻度であればあるほどある種の未知母数に対して多くの情報が与えられる状況が存在する.この点は通常の時系列と大きく異なる点である.本年度の研究においては,特にガンマレヴィ過程と逆ガウスレヴィ過程に対して,最尤推定量の収束速度の母数毎の違いを明確化し,更に収束率および漸近効率の意味で最適な推定量を構成し,その漸近挙動を厳密に導出した.本結果は,古典的な独立動分布観測の設定とは大きく異なる様相を呈する.本結果は今後の研究課題である,一般のレヴィ過程および飛躍型確率微分方程式における同様の考察への大きな足掛かりとなった.

様々な実データ時系列の背後にある確率過程の構造に関する漸近推測,その中でも特に,確率過程の二次変動の局所的性質を加味した推測方式を研究した.また,漸近推測に際して必要となる,確率過程の漸近挙動も興味の対象である.今年度は特に下記の結果を得た.1. Realizedmultipowervariation(MPV)の長期高頻度観測版を定義し,その漸近挙動を導出した.統計への応用として,確率過程の飛躍部分が適当な条件をみたす下では,飛躍の具体的な構造に関係なく(それを局外母数として)拡散部分およびドリフト部分を同時に漸近正規性をもって推測可能であることが分かった。推定量は計算容易であり,より精度の高い推定量の構成に役立つことが期待される.種のウィーナーポアソン確率積分に関する条件付期待値の公式を導出した.これはウィーナー積分に関する既存の結果を拡張するものであり,飛躍付確率過程モデルへ"small-sigma"理論を適用する際に,その実装における基本的な道具となる.3.合ボアソン型飛躍付拡散過程の$\beta$-ミキシング性を,(ランダムな)初期条件に関係なく成立する条件を導出した.条件は全て当該確率微分方程式の係数およびレヴィ測度で表現されており,検証容易である.4.期間で高頻度データが得られない場合での日次ボラティリティの推定方法を,ウェイト付実現ボラティリティを介して定式化し,実証分析を行った.このような推定手法は,昼休みと夜間において取引が停止する日本市場などにおいて,特に夜間の収益率変動が累積ボラティリティに及ぼす影響が大きいことが経験的に知られているため,重要である.本結果は,経済で重要なボラティリティ予測を安定して行うための道具となる.
身体活動増加型の豊かな環境が不安/抑うつ行動と関連する脳機能に及ぼす影響

本研究では、ラットの集団飼育環境における自発運動量が健康増進をもたらす脳神経機能、特に神経内分泌系機能に及ぼす影響を解明することを目的とした。そして、マイクロチップや装着型加速度計を用いた個体識別技術による自発運動量の管理とその効果の定量化を実現し、既往研究の方法論的制約を解消することを目指した。その目標達成に向けて、本年度は以下の計画で実験的検討を実施し、いくつかの顕著な研究成果を得ることができた。【マイクロチップを用いた複数個体の運動量の統制と管理方法の検討】1マイクロチップを用いた個体識別システムの精確性の評価2適切な飼育匹数やケージ内における様々な行動の評価(赤外線による動画解析)(今年度の進捗)1ケージあたり3匹の個体を同時に飼育しても精巧に運動量を計測することができるオリジナルRFIDシステムの構築に成功した。特に、集団飼育条件において、個体ごとの自発運動量のバラつきが個別飼育に比べ、非常に小さくなることを発見し、運動量の増加を示さないラットも本研究の実験条件を利用することで、その運動量が平均化されることが示唆された。【マイクロチップ装着が行動生理学的反応に及ぼす影響の検討(バイアスの確認)】1チップ装着による行動学的変化の評価(網羅的行動テストを用いた行動観察)2末梢組織におけるストレス反応の評価(ELISA法による生化学的分析)(今年度の進捗)チップを装着し、オープンフィールドテストなどの行動学的試験を行った結果、非装着ラットと比べ、有意な差は認められず、ストレスホルモンや糖代謝など末梢ストレス反応においても顕著な影響がみられないことから、本研究のシステムは極めて生理的なストレスフリーな実験環境であったと言える。前述のような研究成果から、今年度は動物モデルによる行動実験を行う上で極めて重要な実験環境のセットアップに成功したと言える。これは世界をリードする先駆的なシステムであり、次年度以降の生理学的な検討の基盤を充分に整えることができたと考えられる。今年度に確立した、オリジナルの動物実験システムを用いて、2018年度は身体活動量の増加と、心身の健康増進の連関およびそのメカニズムを解明する実験的な検討を行う。具体的には次に示すような課題に対して、解答を求めることが可能となる。これらのことから当初の研究計画通りに順調に進展していると考えられる。我々は、自発運動量を増加させる方法として、運動(エクササイズ)に依存しない身体活動量の増加法を考案することを目指している。研究推進の具体的な方策としては、多層階の飼育ケージを作成し、さらにさまざまな身体活動ツールを配置することで日常生活における自発的な身体活動量の増加を目指すものである。このオリジナル飼育ケージを用いる際に、極めて重要な問題は身体活動量の定量化である。そこで我々は、これまでにラットの身体に装着する小型活動量計を用いて、常に身体活動量を測定する方法を考案した。しかし、この方法には電源供給の問題や装着する重量が大きいため身体的な負荷がかかるなどの深刻な問題があった。この問題を解消するために、本研究では電気工学の研究者の協力をいただきながら、小型身体活動量計に対する無線給電法の確立およびそれによる軽量化に取り組んでいく。このシステムを用いて、複数のラットを同時に飼育しながら、それぞれの身体活動量について、長期間の測定をすることが可能となる。これにより、個々の身体活動量と脳機能や身体機能の関係性を検討する基礎を固めることが可能となる。これを基に、我々は、この多層階性豊かな環境(身体活動量増加型豊かな環境)で飼育したラットの脳内神経伝達物質量および筋機能を解析し、身体活動量の増加と健康の関係を解明していく予定である。

これは世界をリードする先駆的なシステムであり、次年度以降の生理学的な検討の基盤を充分に整えることができたと考えられる。今年度に確立した、オリジナルの動物実験システムを用いて、2018年度は身体活動量の増加と、心身の健康増進の連関およびそのメカニズムを解明する実験的な検討を行う。具体的には次に示すような課題に対して、解答を求めることが可能となる。これらのことから当初の研究計画通りに順調に進展していると考えられる。我々は、自発運動量を増加させる方法として、運動(エクササイズ)に依存しない身体活動量の増加法を考案することを目指している。研究推進の具体的な方策としては、多層階の飼育ケージを作成し、さらにさまざまな身体活動ツールを配置することで日常生活における自発的な身体活動量の増加を目指すものである。このオリジナル飼育ケージを用いる際に、極めて重要な問題は身体活動量の定量化である。そこで我々は、これまでにラットの身体に装着する小型活動量計を用いて、常に身体活動量を測定する方法を考案した。しかし、この方法には電源供給の問題や装着する重量が大きいため身体的な負荷がかかるなどの深刻な問題があった。この問題を解消するために、本研究では電気工学の研究者の協力をいただきながら、小型身体活動量計に対する無線給電法の確立およびそれによる軽量化に取り組んでいく。このシステムを用いて、複数のラットを同時に飼育しながら、それぞれの身体活動量について、長期間の測定をすることが可能となる。これにより、個々の身体活動量と脳機能や身体機能の関係性を検討する基礎を固めることが可能となる。これを基に、我々は、この多層階性豊かな環境(身体活動量増加型豊かな環境)で飼育したラットの脳内神経伝達物質量および筋機能を解析し、身体活動量の増加と健康の関係を解明していく予定である。
メタボリックシンドローム該当者に対する健康運動教室の効果の継続性に関する研究

メタボリックシンドロームに該当する地域住民に対して運動教室を実施し,体脂肪率および内臓脂肪面積をもとに,改善効果を明らかにした。3ヶ月間の自転車エルゴメータ運動を実施することにより,体重の変化,腹囲の変化は減少傾向が見られたものの,有意ではなかった。しかし,体脂肪率は男性で有意な減少が認められた。また,腹部脂肪面積については,皮下脂肪面積は有意な変化ではないものの,内臓脂肪面積では男性で有意な変化が認められた。希望者に対して,さらに継続して運動教室を実施したが,体脂肪率および内臓脂肪面積の変化量はかなり大きく,運動を継続することによる効果は顕著であった。茨城県阿見町で特定健診を受診し,メタボリックシンドロームあるいはその予備群と判定され,保健指導を受けた者を対象に,運動教室への参加案内を送付した。その結果,20名の参加希望があり,そのうちの18名が運動教室に参加した。参加者は,平成25年10月に開講式を行い,参加同意書を作成した後,付属病院において問診,血液検査,尿検査,腹囲測定,および血圧測定等を実施した。また,磁気共鳴画像装置(MRI)を用いて腹部(臍位)の画像を撮影し,腹部脂肪面積(内臓脂肪面積+皮下脂肪面積)を測定した。さらに,体脂肪測定装置(BodPod)を用いて,体脂肪率の測定を行った。翌週からは,毎週日曜日に2時間の運動教室を実施し,約4ヶ月間継続した。運動の内容は,ウォーミングアップ後,自転車エルゴメータを用いた持久性の運動と各種の筋力トレーニングマシンを用いた運動を行い,クーリングダウンを行った。自転車エルゴメータを用いた運動では,あらかじめ体力測定を行い,各個人の体力レベルに合った運動負荷を設定し,30分のペダリング運動を実施した。そして,平成26年1月末に再び,開始時に行ったものと同じ測定を行い,様々な測定データの変化を評価した。その結果,体重の減少,腹囲の減少,血糖値の低下,内臓脂肪面積の減少,体脂肪率の減少など,様々な効果が認められた。茨城県阿見町で特定検診を受診し,メタボリックシンドロームあるいはその予備群と判定され,保健指導を受けた者を対象に,運動教室への参加案内を送付した。参加者は,本学付属病院において問診,血液検査,尿検査,腹囲測定,および血圧測定等を実施した。翌週からは,毎週日曜日に2時間の運動教室を実施し,平成26年1月末に再び開始時と同様の測定を実施し,様々な測定データの変化を評価した。平成26年度は,同じ参加者に対し引き続き運動教室を継続したが,結果的には運動を継続した群と中断した群とに分かれた。運動を継続してきた群では,さらなる顕著な効果が見られ,ほぼ全員がメタボリックシンドロームの状況を脱した。茨城県阿見町で特定健診を受診し,メタボリックシンドロームあるいはその予備群と判定され,特定保健指導を受けた者を対象に,運動教室への参加案内を送付した。参加者は,本学付属病院において,問診,血液検査,尿検査,腹囲測定,および血圧測定を実施した。また,磁気共鳴画像装置(MRI)を用いて腹部(臍位)の画像を撮影し,腹部脂肪面積(内臓脂肪面積,皮下脂肪面積)を測定した。さらに,体脂肪測定装置(BodPod)を用いて,空気置換法により体脂肪率の測定を行った。その後毎週2時間の運動教室を実施し,定期的に同様の測定を継続し,様々な測定結果の変化状況を評価した。平成27年度については,引き続き運動教室を継続しており,今後最終的な研究成果をまとめていくことが期待される。初年度は順調に進展し,多くの成果が得られた。しかし,その後,学校教育法の改正に伴う学内規程の改正,研究不正に関する学内規程の整備,大学認証評価への対応など,副学長として限られた時間で責任のある対応が求められ,極めて多忙な状況となったことにより,研究に割ける時間がほとんどなかった。そのため,当初の計画が遅れていたが,昨年度は学長の体調不良など想定外の出来事が続き,最終年度ではあったが研究を終了することができず,研究期間を今年度まで延長した。現在,研究成果をまとめるべく,データの整理を進めている。茨城県阿見町で特定健診を受診し,メタボリックシンドロームあるいはその予備群と判定され,保健指導を受けた者を対象に参加案内を送付し,その後の運動教室への参加を希望する者のうち毎年20名を対象に運動教室を実施した。運動教室では,まず自転車エルゴメータを用いて各個人の体力を測定し,最大酸素摂取量の50%の負荷に相当する運動強度を目安とし,60回転/分の速度で30分間のペダリング運動を実施した。また,トレーニングマシンを用いた筋力トレーニングを実施した。これらの参加者は,運動教室の開始時と終了時に,本学付属病院において様々な検査を実施した。

特に,磁気共鳴画像装置(MRI)を用いて腹部の画像を撮影し,腹部脂肪面積(内臓脂肪面積,皮下脂肪面積)を測定し,特に内臓脂肪面積が運動を継続することによってどのように変化するかを評価した。また,体脂肪測定装置(BodPod)を用いて,空気置換法により正確な体脂肪率の測定を行い,その変化についても評価を行った。さらに,運動教室への継続参加を希望した一部の参加者については,その後も運動を継続し,長期的な運動実施による体脂肪率の変化を縦断的に評価した。その結果,運動教室の参加者には,体重の減少,腹囲の減少,血糖値の低下,内臓脂肪面積の減少,腹部の皮下脂肪面積の減少,体脂肪率の減少などがみられ,非常に多くの効果を確認することができた。そして,参加者のほとんどで内臓脂肪面積が100平方センチメートルを下回り,メタボリックシンドロームの状況を脱した。また,長期間の運動教室を継続した者においては,さらに顕著な効果が示された。このように,メタボリックシンドロームの該当者に対する運動教室の実施は,大きな成果を示したといえる。メタボリックシンドロームに該当する地域住民に対して運動教室を実施し,体脂肪率および内臓脂肪面積をもとに,改善効果を明らかにした。3ヶ月間の自転車エルゴメータ運動を実施することにより,体重の変化,腹囲の変化は減少傾向が見られたものの,有意ではなかった。しかし,体脂肪率は男性で有意な減少が認められた。また,腹部脂肪面積については,皮下脂肪面積は有意な変化ではないものの,内臓脂肪面積では男性で有意な変化が認められた。希望者に対して,さらに継続して運動教室を実施したが,体脂肪率および内臓脂肪面積の変化量はかなり大きく,運動を継続することによる効果は顕著であった。初年度は順調に進展し,多くの成果が示された。しかし,昨年度は,学校教育法の改正に伴う学内規程の改正,研究不正に関する学内規程の整備,認証評価の対応など,副学長として限られた時間で責任ある対応が求められ,極めて多忙な状況となったことにより,研究に割ける時間がほとんどなかった。そのため,当初の計画がほとんど実施できなかった。今年が最終年度であり,何とか遅れを取り戻し,大きな研究成果をあげるための努力をしていく。運動教室参加者はその後も継続して運動を実施しており,運動の継続実施による効果が期待できる。そこで,継続期間と効果との関係をもとに,より充実した内容の研究データを収集し,研究成果をまとめ,学術雑誌に投稿していく。健康スポーツ科学今年度は,継続して実施してきた参加者を引き続き測定するのと同時に,新たな参加者を募集し,継続期間と効果の関係を明らかにしていく。これまで収集してきたデータを活用し,研究成果をまとめるとともに,学術雑誌に投稿していく。初年度の成果としては順調であり,運動教室の実施によって多くの効果が示された。ただし,成果を論文にまとめるまでに至っておらず,今後の努力が必要である。昨年度は研究をほとんど進展させることができなかったため,予算使用実績はほとんどなかった。最終年度ではあったが,研究成果の取りまとめができなかったため,多くの予算が残ってしまった。継続希望者の運動教室は継続して実施したが,新たな参加者の追加ができなかった。また,研究成果の取りまとめができなかった。そのため,多くの費用が残ってしまった。現在,データ整理を行い,研究成果の取りまとめを開始し,論文執筆を行っている。
随意最大筋収縮中の運動単位発射様式の解明

本研究の目的は、大腿伸筋群における等尺性随意最大筋収縮中の筋内電気活動を記録・解析することによって、運動単位発射様式を解明することであった。延べ20名の成人男性が被験者として本研究に参加した。被験者は、実験用椅子に座り、右膝を90度に固定された状態で、等尺性条件下における膝伸展力発揮をおこなうよう指示された。被験者は、2分以上の時間間隔で3回の随意最大努力による力発揮をおこなった。このうちの最大値を被験者の随意最大収縮(MVC)における力と定義した。被験者の約1m前方にCROを設置し、力の目標ラインと被験者が発揮した力を示すラインを2本表示し、トラッキング課題を課した。力の目標ラインを、20%MVC/秒の率で、100%MVCまで5秒間かけて力を漸増させた。被験者へは、この力の目標ラインをできる限り忠実にトラッキングするように指示した。このとき、力信号とともに、右内側広筋から筋内電気活動を3チャンネル同時に記録した。電極は四極針電極および四極ワイヤー電極を用いた。1回の実験につき、510回の力発揮を行った。筋内電気活動の解析には、precision decomposition法を用いた。その結果、本実験から得られたおもな所見は、1)内側広筋では、針電極よりもワイヤー電極の方が、筋内電気活動の記録に適していた、2)動員閾値の低い運動単位は、動員閾値の低い運動単位よりも、終始高い頻度で発射していた(onion skin現象を示した)。3)解析できた運動単位の動員閾値の最高値は57%MVCであった、などであった。以上のことから、内側広筋の運動単位発射様式は、1)低レベルから高レベルの力にわたり運動単位が動員されていること、2)運動単位の神経制御はcommon driveに従っていること、などが明らかとなった。今後、更に詳細な検討が望まれる。最近リハビリテーション医学の分野では、神経・筋疾患患者の運動単位発射様式を調べるため、"Precision Decomposition technique"(De Luca 1983)という手法が用いられている。この手法では、四極針電極と呼ばれる特殊な針電極を筋内に刺入した状態で3組の筋内電気信号をそれぞれ双極導出することによって、個々の運動単位活動電位発射列を正確に同定するものである。この手法が、他の運動単位解析システムより優れている点は、「等尺性随意最大収縮時の力レベルまで正確に運動単位発射様式を解析できる」ことにある。そこで本研究は、ヒト随意運動中における神経制御メカニズムの一端を明らかにするため、precision decomposition techniqueを用いて"すばやくかつ高レベルな力発揮"時における運動単位の動員閾値および発火頻度を正確に解析することを目的としている。本年度は、すばやい力発揮中においてprecision decomposition techniqueを適用するための工夫を中心に研究を遂行した。その結果の概要を以下に報告する。等尺性の力発揮であっても、筋は実際には短縮する。これはinternal shorteningと呼ばれる現象である。これは大筋においてより顕著であることも知られている。四極針電極を用いた予備実験では、急激な筋の内的短縮をともなう等尺性のすばやい力発揮では、筋収縮中に針電極と筋との位置関係が急激に変化してしまい、正確な解析ができなかった。そこで、申請者は、ワイヤー状の四極電極を特注し、更なる実験をおこなった。その結果、ワイヤーケーブルよりも直径の大きな電極先端が筋収縮の際にアンカーの役割を果たすようになったことから、急激な筋の内的収縮をともなうすばやい力発揮時にも、運動単位の発射動態を解析できることが確かめられた。

3)解析できた運動単位の動員閾値の最高値は57%MVCであった、などであった。以上のことから、内側広筋の運動単位発射様式は、1)低レベルから高レベルの力にわたり運動単位が動員されていること、2)運動単位の神経制御はcommon driveに従っていること、などが明らかとなった。今後、更に詳細な検討が望まれる。
超新星背景ニュートリノにおけるスターバースト銀河とブラックホール形成の寄与

また、スターバースト銀河、またブラックホールなどの様々な天体からのニュートリノ放射とその検出可能性を探った業績として"Angular power spectrum analysis on current and future high-energy neutrino data", Ariane Dekker,安藤真一郎, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics誌1902巻、002、(2019年)を投稿、出版した。ここではIceCube検出器などの大型ニュートリノ望遠鏡において、スターバースト銀河に代表されるような天体から期待されるニュートリノイベントを予言、またデータの解釈を行い、パワースペクトルというあらたな解析手法を提案し、候補天体の同定に極めて有用であることを示した。最後に、10月に富山で行われた領域ワークショップ「重力波とニュートリノで読み解く超新星の多次元的性質」において、本研究計画の進捗状況の報告を口頭講演のかたちで行なった。研究計画初年度である2018年度は、まずスターバースト銀河とその星形成率と恒星の初期質量関数に関する文献の調査を行なった。そしてそれら先行研究でなされた成果、より具体的には恒星初期質量関数の星形成率への依存性を、もっとも現実的に取り入れる形で、従来用いられていた定式化に大幅なアップデートを施した。さらに超新星爆発ニュートリノのスペクトルの初期恒星質量における依存性に関しても、数値シミュレーション結果などを通じて調査を開始している。同時に超新星背景ニュートリノの検出の際に正確に評価が必要となる、太陽ニュートリノ、原子炉ニュートリノ、大気ニュートリノなどのバックグラウンドの見積もりを行なった。そしてこれらのバックグラウンド成分のフラックスからニュートリノ検出器における検出率を求める計算コードを開発した。最近EDGESという宇宙再電離に関する研究を遂行する計画により、21センチ吸収線の検出が報告された。しかし検出された吸収線の量が通常の天体モデルから期待されるのよりも多かったため、暗黒物質などの素粒子の標準模型を超えた物理による説明が世界的に報告されていた。その有力な素粒子モデルのひとつとして、暗黒物質が対消滅を起こし、ニュートリノと反ニュートリノのみを生成する可能性があることに着目し、さらにそれに必要なエネルギー領域が、本計画でターゲットとしていた数10MeV程度であったことから、超新星背景ニュートリノの研究に適用する予定であったバックグラウンドモデルや計算コードを用い、その暗黒物質モデルに対して重要な制限を与えることに成功した。上記の理由により、次年度における実際の計算における前準備が十分に整うとともに、予期せぬ21センチ線検出報告に関連した暗黒物質モデルに関する重要な制限を発表することに成功したことから、初年度の研究計画は概ね順調に進展したということができる。最新の理論モデルによる超新星背景ニュートリノのフラックスに対する検出可能性の議論を行う。まずは、近年に稼働開始することが期待されるガドリニウムを溶解したSK(SK-Gd)を考察する。特に高エネルギー側においては、用いるモデルによって大気ニュートリノによるバックグラウンドの扱いが非常に重量になってくる。したがって、超新星背景ニュートリノの理論予言とも合わせて、慎重に議論を行っていくことを計画している。同様の議論をHK、あるいはガドリニウムを溶解した際に期待されるHK程度の体積を持つ検出器、また液体アルゴンやシンチレーターなど、水チェレンコフ型検出器以外の可能性についても行う。従来の中性子星が最終状態として中心部に残されるような超新星爆発から期待される、超新星背景ニュートリノのスペクトルとの比較を行う。低エネルギー側ではフラックスが落ち、逆に高エネルギー側では大きくなる(スペクトルが硬くなる)ことが期待されるが、その効果を不定性まで含めて定量的に評価し、上述の検出可能性にどのようなインパクトがあるか、また近未来の検出プロジェクトが数年分のデータを蓄積した際に、ブラックホール形成に関する超新星爆発や中性子星物質の物理にどの程度まで迫れるかの議論を行う。近い将来銀河内で超新星爆発が起こった場合、現在稼働中のSKやIceCubeでニュートリノの確実な検出が期待される。この場合、特定の超新星の物理に関する強力な制限が得られると期待できるが、超新星背景ニュートリノでなければできない物理も数多く残される。その多くは、スターバースト銀河における星形成率や、ブラックホール形成に関する物理などである。このあたりの議論を詳細にわたって定量的に展開し、論文としてまとめることを計画している。

最近EDGESという宇宙再電離に関する研究を遂行する計画により、21センチ吸収線の検出が報告された。しかし検出された吸収線の量が通常の天体モデルから期待されるのよりも多かったため、暗黒物質などの素粒子の標準模型を超えた物理による説明が世界的に報告されていた。その有力な素粒子モデルのひとつとして、暗黒物質が対消滅を起こし、ニュートリノと反ニュートリノのみを生成する可能性があることに着目し、さらにそれに必要なエネルギー領域が、本計画でターゲットとしていた数10MeV程度であったことから、超新星背景ニュートリノの研究に適用する予定であったバックグラウンドモデルや計算コードを用い、その暗黒物質モデルに対して重要な制限を与えることに成功した。上記の理由により、次年度における実際の計算における前準備が十分に整うとともに、予期せぬ21センチ線検出報告に関連した暗黒物質モデルに関する重要な制限を発表することに成功したことから、初年度の研究計画は概ね順調に進展したということができる。最新の理論モデルによる超新星背景ニュートリノのフラックスに対する検出可能性の議論を行う。まずは、近年に稼働開始することが期待されるガドリニウムを溶解したSK(SK-Gd)を考察する。特に高エネルギー側においては、用いるモデルによって大気ニュートリノによるバックグラウンドの扱いが非常に重量になってくる。したがって、超新星背景ニュートリノの理論予言とも合わせて、慎重に議論を行っていくことを計画している。同様の議論をHK、あるいはガドリニウムを溶解した際に期待されるHK程度の体積を持つ検出器、また液体アルゴンやシンチレーターなど、水チェレンコフ型検出器以外の可能性についても行う。従来の中性子星が最終状態として中心部に残されるような超新星爆発から期待される、超新星背景ニュートリノのスペクトルとの比較を行う。低エネルギー側ではフラックスが落ち、逆に高エネルギー側では大きくなる(スペクトルが硬くなる)ことが期待されるが、その効果を不定性まで含めて定量的に評価し、上述の検出可能性にどのようなインパクトがあるか、また近未来の検出プロジェクトが数年分のデータを蓄積した際に、ブラックホール形成に関する超新星爆発や中性子星物質の物理にどの程度まで迫れるかの議論を行う。