hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
接着分子の発現様式に基づいた口腔癌頚部リンパ節転移の診断と治療に関する研究

E-カドヘリン、α-カテニンの発現が非減弱型-非減弱型10例ではpN+は認められず、非減弱型-減弱型4例中pN+1例、減弱型-非減弱型16例中pN+6例、減弱型-非減弱型20例中pN+11例といずれかが減弱を呈する症例ではリンパ節転移を有する症例が増加することから、カドヘリン-カテニン複合体の形成異常が口腔扁平上皮癌の浸潤増殖とリンパ節転移に関与することが示唆される結果が得られた。一方、臨床病期I,II28例について、潜在性頸部リンパ節転移(ONM)とカドヘリン-カテニン複合体の発現の関係では、E-カドヘリンの減弱がONMの発現と推計学的に有意の関連性を示した。また、癌細胞増殖活性の指標として、PCNAの標識率と癌細胞核DNA量のヒストグラムはほぼ相関し、核DNA量が4Cを超える細胞群の比率を超4C率として評価すると、pN+症例の超4C率は20%以上の高値を示し、頸部リンパ節転移を有さない症例と比較すると高値を示した。一方、癌抑制遺伝子P53の標識率が30%以上の症例をP53陽性症例と判定すると、現時点では、p53陽性症例はE-カドヘリン、α-カテニンの非減弱型が多数を占める傾向が得られている。また、最新型冷却遠心機の発売が平成8年11月となったため、本機の購入が遅れていたが、試料の収集は順調に進んでおり、本研究の進行に支障はないと考えている。口腔扁平上皮癌患者の治療前における頸部リンパ節転移の診断精度の向上を目的にCT,USの各画像所見ならびに悪性度評価の頸部リンパ節転移に関する関連性をretrospectiveに検索し、口腔扁平上皮癌頸部リンパ節転移の複合診断法の確立を試みた。対象は治療前に触診ならびにCT,US画像撮影を行い、頸部郭清術による摘出リンパ節との比較同定が可能であったCT画像上の117リンパ節、US画像上の56リンパ節である。CT画像上に描出されたリンパ節の転移診断基準を短径10mm以上、内部heterogenityなCT像のまたはrim enhancement(+)とすると、正診率は81.2%であった。また、US画像上に描出されたリンパ節の転移診断基準を短径10mm以上、内部均一な低エコーないし不均一なエコー像とすると、正診率は87.5%であった。因みに、触診による正診率は70.8%であった。CT画像の転移診断基準と悪性度評価との関係では、悪性度評点12点以上と11点以下の間に有意差が認められた(p<0.0001)。すなわち、短径10mm以上、内部heterogenityなCT像の所見を呈するリンパ節を有し、かつ悪性度評点が12点以上の症例は11点以下の症例と比較すると明らかに転移頻度が高い結果であった。この相関関係はUS画像でも認められた(p<0.0001)。以上の結果を基に、CT,US画像で得られた所見の転移診断基準を上述のように設定し、さらに、臨床病理学的悪性度評点12点以上とする診断基準を加味すると、sennsitivityは90.3%、specificityは100.0%、正診率は93.9%と向上することが明らかとなった。以上のことから、口腔扁平上皮癌の頸部リンパ節転移の診断において、触診、画像診断と臨床病理学的悪性度の組み合わせによる診断精度の向上と早期診断の可能性が示唆された。
相転移と秩序相に対する界面的方法の開発と応用

ひねりの方法(一般性があるので界面の方法を改称)をモンテカルロシミューレーションや厳密な数値計算によって以下の問題に適用し、所期の成果を挙げた。()内は分担者及び協力者。1)ひねりの方法自体の性質の検討(塩田、上野、加園):2次元Isingモデル等で調べた結果、剛性指数は有限サイズスケーリングを示し、転移点は上限を与え、普遍振幅は理論値とよく一到すると判明。また、我々の計算方法はMon & Jasnowのより非常に優れていると判断された。2)3次元一般化6状態クロック(GCL)モデルにおける不完全秩序相(10P)の相転移(上野、加園):前年度に続き10Pを研究した結果、柔らかい剛性(剛性指数が約1.2)を示す10Pと通常の固い秩序相の間の相転移には、驚くべきことに対称性の変化がないことが初めて見いだされた。スピン配列等からもこの転移がトポロジカルと推測された.3)GCLモデルの幾何学的記述wall percolationの数値解析(上野、里村):理論的定式化により、10Pは隣接した状態にあるクラスター間のwallがpercolationしていることによって特徴づけられることが判明。クラスター解析の結果、10Pがwall percolation状態であると確認される。4)1次相転移に対するひねりの方法の適用(小野、加園、上野):ひねりの方法を使って1次転移に適用した結果、エネルギー増分の有限サイズスケーリングを開発し、それが非常に有効であることが判明。5)1次元量子スピン系の相転移(岡本、野村、西野、上野):ひねりの方法が初めて量子系のs=1/2競合Heisenbergモデルに適用されたが、fluid相とdimer相間の相転移点が良し精度で決まることが判明。理論で予測された有限サイズスケーリングのlog補正項の存在も明らかになる。更に、励起伏態の性質を利用によって、この転移点から非常に高い精度によって決定された。
硫化水素および硫黄酸化物産生不全モデル・硫黄転移酵素ノックアウトマウスの病態代謝

メルカプトピルビン酸硫黄転移酵素(MST)が下垂体の中葉、副甲状腺、副腎皮質の束状層、膵臓のランゲルハンス島などの内分泌細胞に局在することを、免疫組織化学等で明らかにした。また、MSTの反応中間体であるポリ(ペル)スルフィドから硫化水素やポリスルフィドを産生することを見出した。海外の研究施設との共同研究でMST-ノックアウト(KO)マウで再灌流障害が軽減されることが判明した。さらに、行動実験で再現性が得られない理由としてMST-KOマウスにおいて某酵素が過剰発現していたため、ダブルKOマウスを作成している。1)ノックアウトマウスの繁殖・飼育・系統維持:本学の動物管理室・秋元および薬理学分野・永野ならびに三ヶ原と協力して実施した。また現在、国立精神神経医療センター研究所、明治薬科大学、アテネ大学(ギリシャ)、マックスプランク研究所(ドイツ)、LSH健康科学センター(アメリカ)にノックアウトマウスを供与して共同研究を進めている。MSTの未知の生理的作用が解明しつつある(未発表)。2)生理および病理形態的ならびに分子病理学的研究:熊本大学・医学部・病理学講座・伊藤と協力して実施した。ノックアウトマウスおよびコントロールの胎児期、周産期、成体における3-mercatopyruvate sulfurtransferase (MST)の発現の推移を、免疫組織化学的分析を行い、新たなMSTの局在と発現パターンを見出した。現在、学会および論文発表の準備を行っている。3)行動学的および分子薬理学的研究:本学の薬理学分野・永野ならびに三ヶ原と協力して実施した。薬理分野の動物施設でヘテロ・ノックアウトマウスの繁殖、飼育および系統維持を行い、さらに交配によりホモ・マウスを作成している。同腹コントロールマウスを用いて、以前に行った行動学実験(Nagahara et al., Sci Rep, 2013)の再現性を確認する準備は完了した。4)医化学的および物理化学的研究:永原が実施した。「MSTがポリスルフィドを産生する」ことを共同研究者(本科研費外研究)が証明した(Kimura et al., Sci Rep, 2015)。ノックアウトマウスの繁殖・飼育・系統維持は目標を超えて実施されている。国内外で複数の共同研究をもk的にマウスを提供し、各研究施設において繁殖・系統維持を行っている。また、MSTの発現を免疫組織化学的分析で新たなMSTの局在を見出した。MSTの生理作用を示唆する予想外の結果であったが、今後はこの事実に対して詳細な研究を展開する。過去の研究で不安様行動異常が認められたが、この症状を同腹のコントロールマウスを用いて再現性を確かめる必要があった。当初、ヘテロのノックアウトマウスの繁殖に問題があった(Nagahara et al., Sci Rep, 2013)が、克服したため、同腹のコントロールマウスを得られるようになった。従って再現実験を行う準備が整った。また、MSTがポリスルフィドを産生することが証明されたため、MSTの生理作用が更に複雑になった。MSTに関する研究の必要性が増つにつれ、本ノックアウトマウスを用いる研究が重要になってきた。1.生理および病理形態的ならびに分子病理学的研究:熊本大学・医学部・病理学講座・伊藤と協力して実施した。メカプトピルビン酸硫黄硫黄転移酵素(MST)が内分泌分泌組織(細胞)に局在することを新たに発見した。以前に発表(Nagahara et al., Histochem Cell Biol 1998, 110)した免疫組織化学は凍結切片を用いたが、今回はホルマリン固定の組織に対して検索を行った。若干結果は異なるが、特に下垂体の中葉、副甲状腺、副腎の皮質においては束状層、膵臓のランゲルハンス島などに分布することが明らかになった。学会発表(日本生化学会)並びに論文発表(Tomita et al., Molecule, 2016, pii: E1707)を行った。2.行動学的および分子薬理学的研究:本学の薬理学分野・永野ならびに三ヶ原と協力して実施した。同腹仔の野生型を用いた行動実験を行ったが、再現性が良くなかったため、今後も再試を行う予定である。3.医化学的および物理化学的研究:永原が実施した。「MSTの中間体からポリスルフィドを産生する」ことを発見し、再現性を調べている。4.国外(ギリシャ)との共同研究でMSTノックアウトマウスに虚血性心疾患である梗塞病変が少ないことが分かった。すなわちMSTを欠落している方が、虚血性心疾患が起こりにくいことが分かった。この事実は国際学会(4th International Conference on the Biology of Hydrogen Sulfide, Naples - June 3-5, 2016)で発表し、論文を作成しているところである。5.その他、国立精神神経医療センター研究所、明治薬科大学、島根医大、アテネ大学(ギリシャ)、マックスプランク研究所(ドイツ)、LSH健康科学センター(アメリカ)にノックアウトマウスを供与して共同研究を進めている。行動学実験は再現性を示すことはできなかったが、他の計画はほぼ予定通り進んでいる。結果は3報の論文、4回の国内学会、1回の国際学会、1回の招待講演(国際学会)で発表した。また、予想外な事柄として、内分泌組織におけるMSTの発現を発見した。さらに、MSTから硫化水素やポリスルフィドが産生されることが最近判明されているが、その機構として受容基質にペルスルフィドが形成し、還元されて生成される。

一方、本研究では反応中間体で形成されるポリ(ペル)スルフィドから硫化水素やポリスルフィドが産生されることを証明した(学術雑誌発表:Nagahara etal. Biochem Biophys Res Commun, 2018)また、不安様行動について複数回再現性を調べたが、時にコントロールと統計的に差が得られないことがあった。検索の結果KOマウスにおいて、類似する酵素(硫化水素やポリスルフィドを産生する酵素)の過剰発現がみられた。本機序の解明は次年度の研究課題とする。この事実を元にMSTとのダブルノックアウトマウスの作成している。メルカプトピルビン酸硫黄転移酵素(MST)が下垂体の中葉、副甲状腺、副腎皮質の束状層、膵臓のランゲルハンス島などの内分泌細胞に局在することを、免疫組織化学等で明らかにした。また、MSTの反応中間体であるポリ(ペル)スルフィドから硫化水素やポリスルフィドを産生することを見出した。海外の研究施設との共同研究でMST-ノックアウト(KO)マウで再灌流障害が軽減されることが判明した。さらに、行動実験で再現性が得られない理由としてMST-KOマウスにおいて某酵素が過剰発現していたため、ダブルKOマウスを作成している。1)ノックアウトマウスの繁殖・飼育・系統維持(秋元と協力):27年度に引き続き、業者と学内で必要な匹数を揃え、加齢と寿命に関する研究等を行う。また、行動学的研究で使用する同マウスは本学・薬理分野で、また、MSTの生理作用に関する共同研究を行っている国内外の研究施設においてマウスの繁殖・飼育・系統維持を行う。2)ノックアウトマウスの生理および病理形態的ならびに分子病理学的研究(伊藤と協力):基本的には27年度の研究を継続する。新たなMSTの局在と発現パターンおよびある系統に腫瘍のバイオマーカーになることを見出した。ノックアウトマウスをコントロールとして、免疫組織化学的分析およびメタボロミクス解析を行い確認する。また、細胞内のポリスルフィドの蛍光分析を試みる。3)ノックアウトマウスの(精神)行動学的および分子薬理学的研究(永野と三ヶ原と協力):基本的には27年度の研究を継続し、確認する。また、『不安様異常行動とセロトニンA2レセプター数の増加』の分子機構を明らかにする。マウス脳のレセプターのマスイメージングを行い、セロトニンレセプターの発現異常を視覚化する。4)ノックアウトマウスの医化学的および物理化学的研究(永原およびポスドク):MALDI-TOF/MS用いてポリスルフィドの産生過程を明らかにする。また、マスイメージングを行い、コントロールマウスとノックアウトマウスにおける視覚化して比較する。組織内における微量硫黄酸化物、特に一酸化硫黄を直接定量する電極法を開発する。さらに、mercaptolactate cysteine disulfiduria (MCDU)モデルである本マウスにおいてメタボローム解析を行い、代謝産物を網羅的に精査する。
高齢者支援・介護福祉機器用バリアフリー給電システムの開発に関する研究

今回は介護機器の代表例である電動車椅子を用い、メンテナンスの必要がなく、その稼動にも手間が要らない電力供給の自動化を目指したバリアフリー型のシステム構築を行った。耐環境性に優れ、感電等の心配がないコイル間の電磁結合を用いた非接触給電システムを床面に構成し、電動車椅子への安定な電力供給を目的とした装置の製作、検証,そして昨年度に続き、非接触給電システムの改良、評価を行った。受電側コイルの改良としては、走行面(床)に多少の凹凸があっても走行に支障がでないように構成を考慮した。送受電コイル間ギャップ最適化としては、データ取得を目的とした評価を行い、最適なギャップを取得した。一方ある閾値を超えると急激な磁気結合の減少が見受けられたため、送受電コイル間ギャップを2mm4mmに設定した。電力変換回路の改良では、キャパシタ電圧に関係なく一定の効率で充電できるように回路を改良し,キャパシタの電圧が27V付近まで一定の電流で充電できるようになった。励磁コイルの改良は、車椅子の進行に合わせて送電コイルを切り替えるようなシステムを作成し,車椅子の進行に合わせて送電コイルを切り替える事により、車椅子を稼働させながら給電可能となった。将来を見据え、位置情報を利用した給電方式の検討として、車椅子電力が充電必要電圧になった場合、最も近接な給電ポイントを確定し、自立的に給電ポイントヘ移動して充電するシステムも検討した。前述の結果を応用することにより、本システムに必要である各送電側コイルの任意励磁・車椅子の位置情報取得・車椅子の自動走行・誘導が実現可能である事がわかった。リアルタイム制御(フィードバック制御)の検討としては、受電側の計測データにより給電側マッチングが可能かどうかを検討し,その結果計測データに対応した給電側マッチング操作をリアルタイムに制御可能であることがわかった。今年度としては、車椅子の走行中充電を目的とした基礎的なシステムの構築、製作を可能とする事ができた.また,車椅子走行用のステージを作成し、車椅子の位置情報を送電側センサ入力から取得し、車椅子の進行に合わせて個々の送電側コイルを励磁することにより、車椅子の走行中でも充電を可能とした。さらに,充電回路の改良により充電電圧に影響されずに効率よい充電が可能となった。電動介護車両の走行中に対する非接触電力伝送システムの送電側ステーションについて、移動体における給電が可能な各コイル形状や配置について検討を行った.背面にセンダストシートを装着した薄型スパイラル型コイルを励磁タイルとして構成し、約200W程度の電力伝送を可能とした.また各コイル配置における合成磁界を検討し、車椅子の移動速度と給電可能範囲の相対的な関係における適切な磁界分布についての知見を得た.更に移動体受電側に配置される非接触カップリングコイルの構造についても検討を行い,薄型磁性体の併用で必然的に開磁路となる構造を補正し、送受電コイルの相対的サイズを適宜変更する事で伝送特性を改善,約80%程度の伝送効率を確保する事ができた.一方,周囲への磁場環境の影響も考慮する必要がある事から,近接センサを用いて送電側と受電側の相対的位置検出法を構成し,それに併せて受電側直下に送電側が位置した場合のみ励磁を行う部分的な励磁制御回路の基礎的な動作についても確認を行った.このシステムの動作が確認できた事から、電気二重層コンデンサを車椅子に搭載し、コイル間電力供給との併用駆動を目的としたシステムの実現も可能な事から,その検討として、送電コイル配置間距離とコンデンサ容量の関係についてもデータを得る事ができた.電源の構成としては,送電側は高周波電力増幅器,受電側はコンバータとの接続をそれぞれ基本とし,最小ユニットでの励磁回路の基本的な動作確認を行い,全体的なシステム構成についての検討を可能とした.起動時、終了時などにおける機器オペレーションシステムの開発と,給電状況等の種々の状況を常時適切に知らせるインターフェースの開発は必要不可欠であるため,その検討として、コイルの電圧、電流等の電気的パラメータをモニタリングするシステムについても基礎的な回路による試作を行った.今回は介護機器の代表例である電動車椅子を用い、メンテナンスの必要がなく、その稼動にも手間が要らない電力供給の自動化を目指したバリアフリー型のシステム構築を行った。

前述の結果を応用することにより、本システムに必要である各送電側コイルの任意励磁・車椅子の位置情報取得・車椅子の自動走行・誘導が実現可能である事がわかった。リアルタイム制御(フィードバック制御)の検討としては、受電側の計測データにより給電側マッチングが可能かどうかを検討し,その結果計測データに対応した給電側マッチング操作をリアルタイムに制御可能であることがわかった。今年度としては、車椅子の走行中充電を目的とした基礎的なシステムの構築、製作を可能とする事ができた.また,車椅子走行用のステージを作成し、車椅子の位置情報を送電側センサ入力から取得し、車椅子の進行に合わせて個々の送電側コイルを励磁することにより、車椅子の走行中でも充電を可能とした。さらに,充電回路の改良により充電電圧に影響されずに効率よい充電が可能となった。
分布により与えられる多変量データの分析法に関する研究

心理学の研究においては、反応の変動性にもかかわらず、その平均のみを分析することが多い。本研究では、平均データではなく、反応の分布データを直接に取り扱う多変量解析法について検討した。とくに、区間値データに対する主成分分析、多次元尺度法における距離の計算、分割表における列変数の区間値による尺度化および列変数が複数である場合の尺度化について、混合分布モデルの考え方を利用する新たな方法を与えた。多変量分布データ、とくに変数の観測結果が区間値により与えられる区間値データを分析するための方法の開発を目的として、主成分分析法、対応分析法、多重対応分析法について検討した。区間値データに対する主成分分析については多くの研究がなされているが、主成分得点の変動範囲が過大に推定されることが知られている。このことから、最終年度においてはこの過大推定の問題について検討し、凸包により得点の範囲を推定する方法を開発し、前年度までの研究により得られた混合分布モデルによる方法との比較を行った。その結果、両方の方法を組み合わせて利用する方法が妥当であることを明らかにした。対応分析に関する研究は、多段階評定尺度のように反応カテゴリーの背景に連続的な尺度があると考えられる場合についてとくに研究を進め、その結果、カテゴリーを区間値により表現する新たな対応分析法が与えられた。この方法は、反応カテゴリーにおける頻度データからカテゴリーの尺度化を行うためのひとつの方法であるが、区間値によりカテゴリーを表すことにより、尺度値のあいまいさを把握できることに特徴がある。最終年度においては、この方法をさらに多重対応分析に拡張し、既存の多重対応分析法との関係について考察した。多重対応分析は、複数のカテゴリー変数に対する観測結果をまとめたデータである多重分割表に適用される方法であるが、この研究ではとくにカテゴリー変数に多段階評定尺度が含まれる場合について検討し、新しい尺度化の方法を与えた。本研究は、区間値あるいはより一般的に分布として与えられるデータに対する統計的多変量解析について計量心理学の観点から考察することを目的とする。本年度の研究実績は、次の2点にまとめられる。1)ヒストグラムにより与えられるデータの基本統計量について検討し、とくに多変量データの分析において問題となる共分散、相関係数について混合モデルに基づく新たな算出方法を導き、これまでの方法との関係について検討した。また、この応用として、主成分分析法について検討し、Vertices methodなどの既存の方法とは異なり、主成分得点の変動範囲および方向を把握可能な方法を与えた。さらに、データが単純なヒストグラムではなく、より一般的にKernel密度関数の形で分布データが与えられる場合の基本統計量について検討し、上記の考え方が適用できることを確認した。2)分布データの分析法を考えるために、系列カテゴリー値をとる変数に関する分割表および多重分割表の分析を取り上げ、カテゴリーが連続する区間(1次元解)あるいは領域(多次元解)により表されるとして系列カテゴリーおよび各行(対象)の数量化を行う方法について検討し、新たな方法を与えた。また、通常の多重対応分析法によりテストデータ(正誤データ)を解析する意味についても上記の方法の検討過程において考察し、カイ2乗距離に基づく従来の方法とは異なる正誤のオッズを反映した方法を与えた。ヒストグラムなどの分布として与えられたデータの基本統計量に関する研究および多重対応分析に関わる研究は、計画通りおおむね順調に遂行されたものと思われるが、成果の発表を学術誌、学会などで行うことについては当初予定したようには行えなかった。成果の公表を積極的に行うと共に、予定している多次元尺度構成に関する研究を進める。また、2カ年計画の最終年度でもあることから、本研究課題と成果について国内外の関連研究者の意見を求め、分布データを扱う上での一般的な指針をまとめたい。23年度から繰り越した研究費は、成果の公表および関連研究者との意見交換のために予定していたものであるが、その目的にはやや不足していたため今年度の旅費と併せて使用する。したがって、今年度の研究費は主に成果の公表および関連研究者への訪問に使用する。
離散構造間の類似度設計と機械学習への応用

本研究の目的は、文字列や木構造などの非数値データ間の距離や類似度を測るための一般的な手法を開発することにある。なかでも、類以度がカーネル関数と呼ばれるクラスである場合には、従来、数値データを対象としていた統計手法や機械学習手法を、カーネル法を用いて非数値データにも適用することができるようになる。本研究では、離散データ構造の類似度設計フレームワークとして広く使われている畳込みカーネルを、より実際的かつ一般的な形に拡張し、構造間の対応関係の数え上げによってカーネル関数を設計するマッピングカーネルを提案した。また、木構造間の共通部分構造を数え上げる手法を用いて木構造を対象とした様々な類以度(カーネル関数)を提案した。文字列、木構造、グラフ構造などの離散データ構造を対象とした分類学習のための要素技術として、二つの構造間の類似度関数(カーネル関数)を系統的に設計するための手法について、重点的に研究を行った。まず、ノードにラベルのついた根付き木について、子供のノード間に順序のない、いわゆる無順序木の間のカーネル関数を設計した。無順序間の一般的な木カーネルについては、2007年に鹿島・坂本・小柳によって、その計算困難性が指摘されていたが、本研究では、二つの木構造間に共通に含まれる二分木構造を効率よく数え上げることによって、この問題に対処し、カーネル関数を計算する高速なアルゴリズムを提案した。また、従来研究で申吉浩と木構造に対して開発した新しいカーネル関数の設計手法であるマッピングカーネルのフレームワークを、木構造に限定しない一般的な形に拡張した。これにより、離散データ構造のカーネル設計として現在もっとも一般的なHausslerの畳み込みヌーネルの設計条件を緩和し、より一般的なフレームワークを構築した。順序木については、二つの木構造間の標準的な編集距離アルゴリズムとして、木構造の大きさの3乗オーダーの計算量をもつアルゴリズムが知られている。本研究では、木構造を文字列にコーディングすることにより、木構造間の編集距離を文字列間の編集距離で近似するアルゴリズムを提案した。文字列、木構造、グラフ構造などの離散データ構造を対象としたカーネル関数としては、Hausslerの畳み込みカーネルが広く知られているが、この設計条件を緩和し、より一般的なカーネル設計のフレームワークとして、本研究の共同研究者の申吉浩(兵庫県立大学)とともにマッピングカーネルを提案した。前年度に引き続き、これらの理論的なフレームワークを具体的なカーネル関数や類似度の設計に応用した研究を行った。特に、今年度は離散構造間の類似度設計を、糖鎖データの頻出共通構造の抽出、およびインフルエンザウイルスの遺伝子解析に用いた。インフルエンザウイルスの遺伝子間の類似度設計においては、インフルエンザウイルスの抗原となる遺伝子を遺伝子間の距離計算を元に高次元距離空間にマッピングし、次元削減によって経年変化にかかわる部分のみを取り出すことにより翌年の変異を予測するための解析を行った。本研究では、木構造の近似パターン照合におけるこれまでの申請者らの研究を発展させ、離散データ構造について、近似パターン照合や類似度・非類似度・距離の計算に関する要素技術に基づき実効性の高いアルゴリズムの開発をおこなった。さらに、サポートベクターマシンを用いた離散構造の分類学習で広く用いられている畳み込みカーネルや多項式カーネルといったカーネル関数設計のためのフレームワークを一般化したマッピングカーネルを用いて離散データ構造を対象にしたカーネル関数を開発した。個々の離散データ構造に対応したカーネル関数の設計のために重要な要素技術として、部分構造数え上げを効率的に行うアルゴリズムや、離散データ構造間の類似度・距離関数の開発を行った。具体的には、共同研究者の平田耕一准教授(九工大)らとともに、一般的には編集距離の効率的なアルゴリズムが存在しないことがわかっている無順序木について、表現力の高い部分構造の数え上げを行うアルゴリズムを開発し、この部分構造に基づき、距離計算を行うBroom distanceの開発を行った。また、既存の木構造間の距離であるBottom-up distanceを拡張し、ラベル書き換えの編集操作を加えたBottom-up edit distanceを開発した。また、共同研究者の伊藤公人准教授(北大)らとともに、類似度計算の応用としてインフルエンザウイルスの遺伝子構造の比較と変異予測を行い、生物学的な知見を用いずに既存手法に匹敵する結果を得た。
シェイクスピア・フォリオの書き込みにみられる読者像

シェイクスピア・フォリオという「もの」に残された読者の痕跡から、当時の読者がどのようにシェイクスピアを受容していたのかを探る研究である。本課題で最も詳細に読者の書き込み行動の分析ができたのは、オックスフォード大学ボドレー図書館所蔵のセカンド・フォリオの場合である。そこでは、18世紀初頭の読者がシェイクスピア(フォリオテクスト)を「新版シェイクスピア」に準じて改良すべきものととらえ、はじめは王政復古期の改作版に準じて改訂作業をおこなったものの、ロウ編纂の全集(1709)が出ると「改作」と「原作」の区別に気付いたかのように、ロウ本準拠でフォリオを「現代化」したことが分析の結果判明した。本研究は、17世紀に4版まで出版されたシェイクスピア・フォリオの現存するコピーに残された読者の書き込みの蒐集、転写、分析をすることで得られるデータと、上演や出版、ジャーナリズムなどの資料をつきあわせることで、主として18世紀の読者によるシェイクスピア受容の実態について、より具体的な解析を試みる読者論である。2年目となった平成24年度では、1.5月に開催された日本英文学会全国大会においてボドレー図書館所蔵のGc.9の書き込みについて口頭発表し、9月に刊行された同学会Proceedingsに発表報告が掲載された。本発表では、ロウ本出版以前より翻案を含む新刊四つ折り本という新ヴァージョンからの「アップデート」に着手していた書き込み者の行動を実証することができた。3.25年度開催予定である国際シンポジウムのプログラムをほぼ完成させた。シンポジウムでは、残存するファースト・フォリオ中最も高密度の書き込みを有するとされるWest 201の研究を重要テーマと位置づけ、このコピーの書き込みの研究に、指導院生との共同研究としても取り組み、秋のシェイクスピア学会で口頭発表したのち、論文におこして年度末に刊行された学科の紀要に掲載された。本研究は、シェイクスピア・フォリオの現存するコピーに残された読者の書き込みの蒐集、転写、分析をすることで得られるデータと、上演や出版、ジャーナリズムなどの資料をつきあわせることで、主として18世紀の読者によるシェイクスピア受容の実態について、より具体的な解析を試みる読者論である。平成25年度では、(3)書き込みのあるフォリオの画像データ蒐集として、3月にロンドンのNational Art Libraryに出張し全ページの写真撮影をおこなった。(4)ボドレー図書館Gc.9のケースで18世紀読者のシェイクスピア受容に関連づける考察の骨格をほぼ完成させた。本研究は、17世紀に4版まで出版されたシェイクスピア・フォリオの現存するコピーに残された読者の書き込みの蒐集、転写、分析をすることで得られるデータと、上演や出版、ジャーナリズムなどの資料とをつきあわせることで、主として18世紀の読者によるシェイクスピア受容の実態について、より具体的な解析を試みる読者論である。初年度である平成23年度では、計画に沿って、夏に、オックスフォード大学ボドレー図書館での調査(計画1)を、春にフォルジャー図書館での調査(計画2)を実施した。今回はじめて両図書館とも、閲覧室で、一定の条件のもとではあるが、閲覧者自身による写真撮影が許可された。これにより、膨大な量の画像資料を得ることができた。この結果、マイクロフィルムのスキャニングという当初計画していた作業(計画3)が不要となり、直接研究者がPC画面上で記録のための調査を可能とした。今年度の成果発表の目標を平成24年5月の日本英文学会での研究発表におき、計画7にそって、ボドレー図書館所蔵のGc.9の書き込みに現れるShadwellという名の持つ意味を追求する論を「ステージからページへ?ーあるシェイクスピア・フォリオ本の書き込み」にまとめた。最終年度の26年度では、(1)グラスゴー大学図書館でファースト・フォリオほか全4冊のフォリオ本を閲覧調査し、書き込みページを中心に撮影、画像データを得た。ファースト・フォリオの書き込みは同図書館のウェブサイトでその一部が公開されてはいるが、今回の調査で全体像がつかめたので、分析対象とすることが可能となった。この書き込みは17世紀前半のものと考えられ、1630年代頃と推定されている明星大学のMR774の書き込みを同時代の文脈からの相対化に役立つと思われるが、方法論として相対化の理論的枠組みが見つからず、分析は今後の課題とすることにした。(2)ボドレー図書館所蔵のフォリオ本(Arch.Gc.9)のケース・スタディをパイロット的小論としてまとめ、日本ジョンソン協会『年報』(38号)で出版した。このケースでは18世紀初頭のシェイクスピア読者のテクストに対するニーズやシェイクスピア観についての先行研究(Robert D.Hume, "Before the Bard: 'Shakespeare' in Early Eighteenth-Century London."(1997))が提示する文化モデルを援用すると、書き込み行動のかなりの部分が説明解明されることがわかった。一方で、同じ文化モデルが資料を充分には見つけていない点を、読者の書き込みを資料とすることで実証可能であることもわかった。このことは、書き込み研究の重要な意義のひとつと見てよいだろう。(3)MR774をトピックの中心に据えたアメリカ・シェイクスピア学会(2015年4月)におけるワークショップの運営(2014年5月から年度末にかけて)にJean-Christophe Mayer CNRS教授と共同で携わった。ワークショップ当日の参加者および聴衆からのフィードバックは、延長した次年度にフォリオの読者像という本課題のまとめに活かしたい。

本研究は、17世紀に4版まで出版されたシェイクスピア・フォリオの現存するコピーに残された読者の書き込みを資料として、主として18世紀の読者によるシェイクスピア受容の実態について、より具体的な解析を試みる読者論である。6月には昨年発見されたファースト・フォリオを巡る国際学会が発見の地であるフランスのサントメールで開かれたが、一冊のフォリオコピーに特化した学会の開催というアプローチを学び、本研究の最終的な成果の出版につなげたいという目的で参加した。近接領域の英、米、仏の研究者と交流し情報交換をすることができたことも本課題にとって意義深いことであった。詳細は学会誌(日本シェイクスピア協会)に投稿、掲載された。これまで、手つかずであった日本国内に所蔵されているフォリオを、京都外国語大学と甲南女子大学にて閲覧調査をすることができた。いずれも4つのフォリオをセットとして所蔵しており、貴重な情報を得ることができた。最終年度として、本課題の全期間の成果を、冊子体81頁の『成果報告書』にまとめた。2013年度に行った国際シンポジウムの記録として、当事者の同意の上、当日の発話者全員の発表原稿も掲載することができたのは、幸いであった。本課題での最大の成果は、ボドリアン図書館所蔵のセカンド・フォリオの事例で、18世紀初頭におけるシェイクスピア受容の実態を明らかにしたことであろう。シェイクスピア・フォリオという「もの」に残された読者の痕跡から、当時の読者がどのようにシェイクスピアを受容していたのかを探る研究である。本課題で最も詳細に読者の書き込み行動の分析ができたのは、オックスフォード大学ボドレー図書館所蔵のセカンド・フォリオの場合である。そこでは、18世紀初頭の読者がシェイクスピア(フォリオテクスト)を「新版シェイクスピア」に準じて改良すべきものととらえ、はじめは王政復古期の改作版に準じて改訂作業をおこなったものの、ロウ編纂の全集(1709)が出ると「改作」と「原作」の区別に気付いたかのように、ロウ本準拠でフォリオを「現代化」したことが分析の結果判明した。(1)書き込み転写結果を後続研究者が参照できるかたちに出版するためのフォーマットの完成に至らなかったこと(2)具体的な書き込みをめぐる意見交換の場をもつことができたがその学会開催日程が次年度はじめに設定されていたこと以上(1)、(2)の理由で最終報告書の出版に至らなかったため、「遅れている」と評価する次第である。英文学・書誌学一年延長が承認されたことを受け、報告書の出版を次年度末に行いたい。海外の図書館が所蔵するフォリオに書き込みがあるかどうかの問い合わせをどのようにすすめるか、The Shakespeare First Folios: A Descriptive Catalogueがファースト・フォリオの所蔵館が他のフォリオを何冊所蔵しているかを調査記載したのを受けて、問い合わせ先についてはある程度その目処がついたが、具体的にどのようなアンケートを作成し、どのように送付・回収するかを含む作業の完全な立案には到らなかったため、達成度は「(3)やや遅れている」に該当すると判断する。
磁気浮上状態での反磁性物質の特異な挙動の解明

反磁性物質が磁場から受ける斥力が重力とバランスするほど大きくなると物質は浮上する.これは反磁性物質の磁気浮上と呼ばれ,地上で実現できる擬似無重力状態である.本研究では磁気浮上状態における物質の挙動を調べ, (1)水の熱対流を磁気力により制御できること, (2)浮上物質の熱的挙動から高精度磁化率測定が可能なことを明らかにすることができた.反磁性物質が磁場から受ける斥力が重力とバランスするほど大きくなると物質は浮上する.これは反磁性物質の磁気浮上と呼ばれ,地上で実現できる擬似無重力状態である.本研究では磁気浮上状態における物質の挙動を調べ, (1)水の熱対流を磁気力により制御できること, (2)浮上物質の熱的挙動から高精度磁化率測定が可能なことを明らかにすることができた.反磁性物質が磁場から受ける斥力が重力とバランスするほど大きくなると,物質は浮上する.これが反磁性物質の磁気浮上である.磁気浮上は地上で実現できる擬似無重力状態であり,これを材料プロセスに応用することが望まれている.磁気浮上の特徴を活用した材料プロセスを考案するためには,磁気浮上状態における物質の挙動を十分に理解していなければならない.磁気浮上状態における物質合成でもっとも重要と考えられる物質の挙動のひとつが,熱対流である.そこで,本年度は水の熱対流が磁気浮上状態またはそれ以上の強い勾配磁場の下で,どのような挙動を示すかを調べた.実験は東北大金研の強磁場センターにあるハイブリッドマグネットを用い,水を入れたセルの中にヒーターと共に液晶シートを入れて熱輸送の様子を可視化して行った.ゼロ磁場においてヒーター上方へと立ち上る熱対流は,磁気浮上相当の勾配磁場(1360T^2m^<-1>)下ではほとんどなくなってしまい、マイクログラビティ状態での熱輸送に近い振る舞いが観察された。しかし、対流が完全には抑制されていないことも確認された。水の質量磁化率が温度変化するために,磁気力,重力,浮力のバランスが崩れ,暖まった水に働く力がゼロにならないからである.さらに磁場を強くして,2880T^2m^<-1>になったとき,より完全に対流のない熱伝導の様子が観察された.また同じ勾配磁場下で温度を40-45°Cまで上昇させると,水の磁気対流が発生することが確認された.このように,磁気浮上状態およびさらに強い勾配磁場下での,水の熱対流の挙動を明らかにすることができた.反磁性物質が磁場から受ける斥力が重力とバランスするほど大きくなると,物質は浮上する.これが反磁性物質の磁気浮上である.磁気浮上は地上で実現できる擬似無重力状態であり,これを材料プロセスに応用することが望まれている.磁気浮上の特徴を活用した材料プロセスを考案するためには,磁気浮上状態における物質の挙動を十分に理解していなければならない.本年度はまず,炭酸ガスレーザー加熱の磁気浮上炉を用いて,数種類の有機ポリマーや分子性結晶の加熱溶融を試みた.多くの物質で加熱により上下動や回転運動が観察された.これは加熱による反磁性磁化率の増加と,不均一加熱による試料内の温度分布に起因しており,磁化率変化によるポテンシャルエネルギーの増大が運動エネルギーに変換された結果生じたものである.従来,反磁性磁化率の温度依存性はほとんど無視されてきたが,わずかな磁化率の違いが磁気浮上状態では大きな浮上位置の変化をもたらすことが分かった.次に,この結果を利用して,磁気浮上を利用した反磁性磁化率の精密測定法の開発を試みた.分子性有機単結晶のベンゾフェノンを磁気浮上させ,温度を上昇させながら浮上位置と印加磁場の計測を行った.この方法で磁化率の温度依存性を測定したところ,0.035%の変化量まで検出することが可能であった.これは従来の磁気天秤などの測に比べ二桁程度も高精度な結果であり,様々な反磁性物質を測定することにより,新たな反磁性の物理と化学が展開するのではないかと期待される.反磁性物質が磁場から受ける斥力が重力とバランスするほど大きくなると,物質は浮上する.これが反磁性物質の磁気浮上である.磁気浮上は地上で実現できる擬似無重力状態であり,これを材料プロセスに応用することが望まれている.磁気浮上の特徴を活用した材料プロセスを考案するためには,磁気浮上状態における物質の挙動を十分に理解していなければならない.本年度は,磁気浮上を利用した反磁性磁化率の精密測定法の開発とその相転移挙動観察への応用を試みた.分子性有機単結晶のベンゾフェノンを磁気浮上させ,温度を上昇させながら浮上位置と印加磁場の計測を行った.この方法で磁化率の温度依存性を測定したところ, 0.035%の変化量まで検出することが可能であった.これは従来の磁気天秤などの測に比べ二桁程度も高精度な結果である.この測定法の応用として,パラフィンの固液相転移での磁化率測定を試みた.昇温過程において融点(50°C)近傍において,磁化率は0.2%ほど増加し,溶融後は1%以上減少した.固体状態から液体状態になったときの磁化率の減少は配向状態の差として考えることができ,融点近傍で見られた磁化率の増加は,固液共存状態で残った固体の磁場配向によるものと結論された.このように反磁性磁化率を精密に測定することにより,反磁性物質の相転移近傍での挙動を詳細に観察することに成功した.
活性水素発生能および捕捉能を有する二重修飾膜電極によるCO_2電気化学的還元

本研究の目的は無機導電体と導電性高分子膜を積層化した電極を用いて水溶液中でCO_2を低過電圧でC_3などの高付加価値物質に変換することである。無機導電体としてはプルッシアンブルー(PB)やモリブデンブルー(MB)を、導電性高分子膜としてはポリアニリン(PAn)やポリピロール(PPy)を用いた。さらに、導電性高分子膜には種々の金属錯体を電気化学的方法あるいはself-assembling法によって固定した。CO_2の電解還元はKC1水溶液中で定電位法で行った。生成物の定量はガスクロ、液クロ、スチームクロマト、有機酸分析システム装置を用いて行った。修飾膜に吸着した生成物あるいは反応中間体はFT-IR反射吸収スペクトル法で同定した。また、電解前後の電極形態をSTMによって観察した。種々の修飾電極を用いて、CO_2を長時間電解したところ、二重修飾膜電極においてC_1(ギ酸、メタノール)、C_2(エタノール、アセトアルデヒド)、C_2(乳酸、アセトン、1-プロパノール)が得られた。さらに、高分子膜を金属錯体(Bis(1,8-dihydroxynaphthalene-3,6-disulphonato)iron(II)など)で修飾すると、乳酸とギ酸の生成量が飛躍的に増大し、CO_2還元の電流効率は10.1%に達した。生成物の収量を電解における通過電気量に対してプロットしたところ、ギ酸は電解開始と同時に生成したが、他の化学種の生成にはある誘導期(電気量)が必要であった。誘導期後、乳酸生成が最大となり、電気量に比例して増加した。電解後の電極のFT-IR表面反射スペクトルの測定によれば、-OH、-COOH、-CO、-CHOH、-CHOの存在が確認された。これらの結果より、CO_2還元の前駆体はギ酸であり、アルコール、アルデヒドを経て最終的に乳酸となるプロセスが示唆された。
固体二次元テンソル相関NMR法の開発と応用

1.二次元広幅スペクトルの測定のために、現有のNMRシステムを改造した。また解析のための二次元広幅スペクトルのシミュレーションプログラムを開発した。2.異なる位置にある二つの^<13>Cの化学シフトテンソルとそれらの間の双極子相互作用による二次元広幅スペクトルの測定法を開発した。メチン炭素及びカルボキシル炭素を選択的に10%ダブルエンリッチしたDL-マンデル酸を試料とし、実験とシミュレーションにより、カルボニルおよびメチルの^<13>Cの化学シフトテンソルの主値および主軸方向、さらに炭素核の結合距離および結合核を求めた。3.スペクトルのシミュレーションには、ハミルトニアンH(t)を対角化してプロパゲーターU(t)を求め、それを用いて計算したFIDをフーリエ変換することにより、様々なパルス(有限パルス幅効果を含む)の系列のもとでの、一次元あるいは二次元NMR/同種核あるいは異種核スピン系/静止(粉末or単結晶)試料あるいは回転試料のスペクトルおよび磁化の振る舞いを近似理論を用いずに計算するプログラムを開発した。4. γ-バレロラクトンのメチル炭素を^<13>Cエンリッチし、コール酸に包接させた化合物で^<13>C2次元交換NMRを行い、S体の信号とR体^<13>CH_3信号の間でクロスピークを観測した。この原因はスピン拡散によることを温度変化測定と1Hデカップリングによりつきとめた。このことはS体とR体がミクロに混在していることを意味し、S体のみが包接されているというX線構造解析の結果を否定する。5. indole-4炭素を99%エンリッチしたL-tryptophanを用いてオフマジック角度回転下で2次元化学シフト/双極子相互作用powder patternを測定し、indole-4炭素の化学シフトテンソルの主値・主軸方向、ならびにC-H結合距離を求めた。二次元広幅スペクトルの測定のために、現有のNMRシステムに変更を加えた。この実験を行うには、高周波電力が不足であるため、高周波電力増幅器は今回申請のものを用いた。プローブは自作し、回転軸はスイッチング可能とした。異なる位置にある二つの^<13>Cの化学シフトテンソルとそれらの間の双極子相互作用による二次元広幅スペクトルの測定法を開発した。オフマジック角度の試料回転の下で、発展区間と観測区間の間に設けた混合区間において、スピン拡散により両スピンのスペクトルを関連づけた。メチン炭素およびカルボキシル炭素を選択的に10%ダブルエンリッチしたDL-マンデル酸を試料とし、実験とシミュレーションにより、カルボニルおよびメチルの^<13>Cの化学シフトテンソルの主値および主軸方向、さらに炭素核の結合距離および結合核を次のように求めた。カルボキシル炭素の化学シフトテンソルの主値は(262.0,162.7,106.9ppm)であり主軸方向は3軸がCOOH面に対して垂直、2軸はほぼC=O結合方向に一致する。また、メチン炭素に対しては主値が(87.0,75.9,58.8ppm)であり、主軸方向は1軸がC-C結合方向である。またC-C核間距離は1.53±0.01Aと求められた。

スペクトルのシミュレーションには、ハミルトニアンH(t)を対角化してプロパゲーターU(t)を求め、それを用いて計算したFIDをフーリ工変換することにより、様なパルス(有限パルス幅効果を含む)の系列のもとでの、1次元あるいは2次元NMR/同種核あるいは異種核スピン系/静止(粉末or単結晶)試料あるいは回転試料のスペクトルおよび磁化の振る舞いを近似理論を用いずに計算するプログラムを開発した。1.γ-バレロラクトンのメチル炭素を^<13>Cエンリッチし、コール酸に包接させた化合物で^<13>C2次元交換NMRを行い、S体の信号とR体^<13>CH_3信号の間でクロスピークを観測した。この原因はスピン拡散によることを温度変化測定と1Hデカップリングによりつきとめた。このことはS体とR体がミクロに混在していることを意味し、S体のみが包接されているというX線構造解析の結果を否定する。2.indole-4炭素を99%エンリッチしたL-tryptophanを用いてオフマジック角度回転下で2次元化学シフト/双極子相互作用powder patternを測定し、indole-4炭素の化学シフトテンソルの主値・主軸方向、ならびにC-H結合距離を求めた。t_1次元で同種核間双極子相互作用を消去するパルス系列として、今回の実験ではFlequency-Switched Lee-Goldberg(FSLG)パルス系列を用いた。このパルス系列はそれほど強いラジオ波磁場を必要としないという利点がある。試料を詰めたローターは回転軸を静磁場となす角度を61.6゚(magic angle+6.9゚)、回転周波数は4860Hzに設定した。FSLGパルスでは±40kHz、共鳴周波数からずらした周波数で14.7μsのパルス巾で交互に照射した。シミュレーションによる解析の結果、indole-4炭素の化学シフトテンソルの主値は(208,137,15)ppm、テンソルの主軸の方向はσ_<33>軸がベンゼン環に対して垂直、σ_<11>軸とC-H結合軸がなす角度は5゚、σ_<22>軸とC-H結合軸がなす角は85゚と決定した。また、C-H結合距離は1.05A決定したが、これはX線回折から得られている結合距離1.01Aよく一致している。
ベイズ的数値解析によるシミュレーション誤差の定量化：新展開とデータ同化への応用

国外の研究機関への異動により科研費応募資格を喪失するため,この科研費の支援による研究は開始から4ヶ月ほどで終了することになった.本研究自体は今後も継続する予定であるが,今まで得られた成果についてここで報告する.本研究の目的は,粒子フィルタで生じるシミュレーション誤差を定量化し,それによりデータ同化における信頼性を保証するアルゴリズムを提案することであった.今年度はこの基礎となる粒子フィルタの研究を推進した.粒子フィルタは状態空間モデルを主な対象とする(がこれには限られない)事後確率分布の近似計算手法である.粒子とよばれるサンプル集合を,状態の遷移確率モデルにしたがってシミュレーションし,与えられた観測値についての各粒子の尤度を計算することで重みを更新する.これを時系列の観測値が与えられるごとに繰り返す.したがって各時刻の状態の事後分布は,重み付きの粒子の形で近似される.粒子の数が少なければ事後分布の近似誤差は大きくなるため,粒子数は十分大きくする必要がある.しかしこの「十分大きく」をどのように定量化するのかは自明ではない.それは近似誤差の大きさを見積もる必要があるからである.今年度はこれを可能にするアルゴリズムの開発を進めた.提案手法はベイズ的数値解析のアイディアにもとづいており,ベイズ的求積法の時系列拡張とみなせる.現在,開発したアルゴリズムを計算機実験によって検証している段階である.成果がまとまりしだい,論文として発表する予定である.国外の研究機関への異動により科研費応募資格を喪失するため,この科研費の支援による研究は開始から4ヶ月ほどで終了することになった.本研究自体は今後も継続する予定であるが,今まで得られた成果についてここで報告する.本研究の目的は,粒子フィルタで生じるシミュレーション誤差を定量化し,それによりデータ同化における信頼性を保証するアルゴリズムを提案することであった.今年度はこの基礎となる粒子フィルタの研究を推進した.粒子フィルタは状態空間モデルを主な対象とする(がこれには限られない)事後確率分布の近似計算手法である.粒子とよばれるサンプル集合を,状態の遷移確率モデルにしたがってシミュレーションし,与えられた観測値についての各粒子の尤度を計算することで重みを更新する.これを時系列の観測値が与えられるごとに繰り返す.したがって各時刻の状態の事後分布は,重み付きの粒子の形で近似される.粒子の数が少なければ事後分布の近似誤差は大きくなるため,粒子数は十分大きくする必要がある.しかしこの「十分大きく」をどのように定量化するのかは自明ではない.それは近似誤差の大きさを見積もる必要があるからである.今年度はこれを可能にするアルゴリズムの開発を進めた.提案手法はベイズ的数値解析のアイディアにもとづいており,ベイズ的求積法の時系列拡張とみなせる.現在,開発したアルゴリズムを計算機実験によって検証している段階である.成果がまとまりしだい,論文として発表する予定である.