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産学官連携の成果の普及プロセス：技術と社会システムの相互作用

平成30年度においては、産学連携の成果普及に影響するインターフェースの標準化と標準化に基づいたシステムの具現化における各プレーヤーの役割について研究を進めた。事例としては、次世代エネルギー社会システム実証事業を用いた。これまで市場に存在しなかったシステムを産学官がどのように分担して実証実験を行い、その中でどのように技術開発が進んだのかをインターフェースの標準化という内容をキーワードに分析を行っている。事例分析の結果、行政機関(経済産業省)は、システムのインターフェースの標準化に対し、事前に有識者と議論を交わし、その妥当性や方向性を示す役割を果たしていた。こうした情報は企業や大学に対し、今後の国内における技術投資の方向性を示す結果となった。企業はこうした情報を元に、社内で実証事業への参加、その後の技術開発、システム開発における正当性を確保させる場合もあることが明らかになった。さらに、大学は学内の施設で実験を行い、産学官連携の成果の実用化可能性と生じうる課題を示す役割を果たしていた。さらに、こうした成果を海外の学会や行政に伝え、日本の技術に関する広報活動も担っていた。目的が異なるプレーヤが共に産学官連携を実証実験を行い、その成果を事業化・実用化するプロセスにおいて、システムのインターフェース標準化のみならず、各プレーヤーの役割を事前に明確にしたことで、成果の普及がスムーズに進むと推測される。平成30年度は、産学官連携の成果普及に影響する社会システムの特性と技術との相互作用を明らかにすることを目的としていた。具体的には、産学官連携の成果普及プロセスにおいて、社会的要因に加え、社内のマネジメントがどのように進むのかを理解することが重要であるとした。研究の結果、行政機関の技術の方向性(インターフェースの標準化)の提示とそれに対する社内における技術イノベーションに対する正当性の確保が、社内におけるスムーズな技術開発を可能性にしたことが明らかとなった。また、社内だけではなく、有識者や行政機関、さらには、大学等の社外のプレーヤーが技術開発を後押しする状況も、産学官連携を通した技術開発を推進、普及させる一つの要因になっていた可能性が高い。技術の開発とそれらを後押しする社会システム(この場合は、行政機関、大学、企業の社内)が存在することが、次なる技術開発の原動力となることが明らかとなった。しかし、産学官連携の成果普及のスピードは遅く、且つ、関連技術の産業が幅広いために、どの程度の普及を『成果普及』と定義すべきか、その規定が難しい側面がある。こうした課題は今後より調査を進める必要がある。次世代エネルギー社会システム実証事業に参画した各プレーヤーが、実証事業の成果をどこから普及として捉えており、さらに、それらをさらに普及させるためにどのような努力を進めているのかを明らかにする。さらに、次世代エネルギー社会システム実証事業は、ネットワークシステムであるがゆえに、技術進歩に不均衡が生じている可能性が高い。そのため、このような課題をどのように解決しつつ、実証事業の成果の普及に努めているのかも明らかにする。こうした内容が重要となるのは、(実証事業の成果としてのシステム間の)技術進化の不均衡という課題は国内だけでなく海外での技術普及過程においても、課題となる可能性があるためである。どのようなタイミングで、どのようなマネジメントを行い、国内だけでなく、海外でも実証事業の成果を普及させるのか。また、それぞれにおいて、普及と関連し重要な役割を果たすファクターは何になるのかも示す。こうした内容を通して産学官連携という形態を用いた技術イノベーションの在り方を示し、その課題克服と普及プロセスを示すことを目的とする。産学官連携を通して技術革新を進めることやその成果を事業化につなげることは社会的価値を高め経済成長を押し進める上で重要である。しかし、複数企業間、大学、行政は技術革新に参加する目的は異なる。このようなことを考慮すると各プレーヤーが同じ目的に向かって協力するプロセスに何か工夫が必要となる。こうした背景から本研究は、複数の目的が異なるプレーヤーの産学官連携を可能にする要因は何かを明らかにすることを目的としている。具体的には、技術革新プロセスのどのような特徴が複数のプレーヤーを技術革新に向かわせるのかを明らかにする。そのために事例として扱うのは、次世代エネルギー・社会システム実証プロジェクトである。その中でも、実証事業後にも事業化を進めている横浜市の次世代エネルギー・社会システム実証プロジェクトとその後の事業化を分析対象とする。事例分析の結果、技術革新に際しシステムごとににWorking Groupを作り、それをいくつかのモジュールに分け開発を行うことが異なる目的を持つプレーヤー間の協力を引き出す一つの要因となっていることが明らかとなった。分けられたモジュールは、標準インタフェースでつなぐことで企業間の調整を最小限に抑える。このような技術開発の在り方は、調整にかかる時間、手数を減らすだけでなく、社内と他社の仕事の区分けを明らかにするため事業化も可能にする。また、採用されたインターフェースは国際標準に該当するものなので積極的な国際展開の可能性も広げる。つまり、システム間の調整、企業間の調整や大学との調整を削減させることが、目的が異なるプレーヤーが産学官連携を通して協力し、技術革新を推進する要因となると推測される。次世代エネルギー・社会システム実証プロジェクトのジェネラル・マネージャである東芝の担当者へのインタビュー及びWebでのデータ、報告書を通して実証プロジェクトの成果、その後の事業化について調査することが可能であった。インタビューやデータ収集を通して、計画書に記載した科学的基礎知識と応用知識の相互作用は、各企業に任せていることが分かった。それは、システムをモジュールに分け開発を行ったため、個別企業の科学的基礎知識の獲得と応用知識の活用に関してはブラックボックス化しているためである。

また、基礎知識と応用技術の相互作用というよりは、応用技術としてすでに活用できる技術を活用している状況であることも明らかになり、計画書に記載している内容がおおむねカバーできていると言える。平成30年度においては、産学連携の成果普及に影響するインターフェースの標準化と標準化に基づいたシステムの具現化における各プレーヤーの役割について研究を進めた。事例としては、次世代エネルギー社会システム実証事業を用いた。これまで市場に存在しなかったシステムを産学官がどのように分担して実証実験を行い、その中でどのように技術開発が進んだのかをインターフェースの標準化という内容をキーワードに分析を行っている。事例分析の結果、行政機関(経済産業省)は、システムのインターフェースの標準化に対し、事前に有識者と議論を交わし、その妥当性や方向性を示す役割を果たしていた。こうした情報は企業や大学に対し、今後の国内における技術投資の方向性を示す結果となった。企業はこうした情報を元に、社内で実証事業への参加、その後の技術開発、システム開発における正当性を確保させる場合もあることが明らかになった。さらに、大学は学内の施設で実験を行い、産学官連携の成果の実用化可能性と生じうる課題を示す役割を果たしていた。さらに、こうした成果を海外の学会や行政に伝え、日本の技術に関する広報活動も担っていた。目的が異なるプレーヤが共に産学官連携を実証実験を行い、その成果を事業化・実用化するプロセスにおいて、システムのインターフェース標準化のみならず、各プレーヤーの役割を事前に明確にしたことで、成果の普及がスムーズに進むと推測される。平成30年度は、産学官連携の成果普及に影響する社会システムの特性と技術との相互作用を明らかにすることを目的としていた。具体的には、産学官連携の成果普及プロセスにおいて、社会的要因に加え、社内のマネジメントがどのように進むのかを理解することが重要であるとした。研究の結果、行政機関の技術の方向性(インターフェースの標準化)の提示とそれに対する社内における技術イノベーションに対する正当性の確保が、社内におけるスムーズな技術開発を可能性にしたことが明らかとなった。また、社内だけではなく、有識者や行政機関、さらには、大学等の社外のプレーヤーが技術開発を後押しする状況も、産学官連携を通した技術開発を推進、普及させる一つの要因になっていた可能性が高い。技術の開発とそれらを後押しする社会システム(この場合は、行政機関、大学、企業の社内)が存在することが、次なる技術開発の原動力となることが明らかとなった。しかし、産学官連携の成果普及のスピードは遅く、且つ、関連技術の産業が幅広いために、どの程度の普及を『成果普及』と定義すべきか、その規定が難しい側面がある。こうした課題は今後より調査を進める必要がある。
新規光学技術を用いた細胞膜の力学計測

細胞運動における細胞形状の形成メカニズムの解明のため、細胞膜などの微細構造を高コントラストで実時間観察する新規顕微鏡法の開発を行ってきた。上記を達成するために、偏光板を回転させる事なく、偏光像を取得する為に、フォトニック結晶を用いた軸対象偏光を利用した。残念ながら、助成期間内に上記を達成することはできなかったが、助成終了後に、達成されている。上述したように幹となる技術開発が予想以上に困難であったため、上位目的である細胞形状の形さらに、細胞膜の運動を90nm/80msの時空間分解能で観察する事に成功した(Biophys.J.,99,L50-52)。本年度は、顕微鏡観察において、細胞膜などの微細構造を高コントラストで実時間観察することを目的として、請者は、偏光板を回転させる事なく、偏光像を取得する為に、フォトニック結晶を用いた軸対象偏光を利用した、全方位偏光顕微鏡の開発を行ってきた。顕微鏡には、レーザー光が設置された蛍光顕微鏡を用い、全反射照明が可能な光学系を構築し、上記顕微鏡に組み込んだ。入射側のフーリエ面にアジマス偏光、結像側のフーリエ面にラジアル偏光を作るフォトニック結晶を配置した。それぞれの偏光板は、入射側、結像側共に、瞳の位置に設置することが、コントラストを向上させる。対物レンズの瞳の位置に、上記偏光板を設置することは、物理的に不可能であるため、顕微鏡には、使用する対物レンズが作る像を、さらに、伝達するリレー光学系を付加した。観察試料の蛍光と反射光とを分けるために、上記リレー光学系はダイクロイックミラーを含み、同一のCCDカメラにて、反射光(偏光像)と蛍光(蛋白質の局在を示す像)を映し出せるように設計・構築した。上記光学系において、全方位の偏光を検出できるはずであったが、実際には出来なかった。透過照明を用いて同様の顕微鏡を構築した場合には、全方位の偏光を検出できたことから、全反射光を用いたことが、失敗の原因であると考えられる。全反射光は、それだけで偏光を生み出すことが、主な要因であると予想される。今後は、全反射照明を用いない反射型の全方位偏光顕微鏡を構築、あるいは、蛍光蛋白質は全反射顕微鏡で観察し、細胞膜は透過照明を用いて観察するなど、目的達成のための他の試みを行う必要がある。本研究課題では、細胞運動における細胞形状の形成メカニズムの解明のため、新規光学技術の開発する。特に、全方位偏光光学の開発に挑んできた。全方位偏光光学は原理検証できる程度には開発できたが、使用するフォトニック結晶の波長依存性などが問題となり、残念ながら実用レベルには到達せず、本助成終了後、引き続き問題解決に挑む。磁気ビーズによる力・蛍光同時観察顕微鏡に関しては、他事業により完成された。この顕微鏡装置に、全方位偏光光学系を組み込む予定であったが、全方位偏光光学系の完成が成されなかった為、行われなかった。しかし、磁気ビーズによる細胞膜の力と蛋白質の運動解析を行う生物実験系の構築は終了している。申請時には、ビーズ表面をグルタチオンなどでプラス荷電を加え、静電相互作用によって、ビーズと細胞膜を結合させるとしていたが、実際には、精製したカドヘリンを磁気ピースに架橋して、細胞膜と結合させ、モデル実験系ではあるが、細胞膜の堅さを測りながら、細胞内のカドヘリンの集合を観察できている。上述したように幹となる技術開発が予想以上に困難であった。そこで、上位目的である細胞形状の形成メカニズムの解明に関する研究開発を平行して行ない、助成が実になるように配慮した。具体的には、フィロボディア伸長に必須であるモーター蛋白質ミオシンXの一分子観察の為の実験系を確立し、フィロボディア形成初期、伸長時、短縮時におけるミオシンXの挙動を定量化し、ミオシンXにおけるフィロボディア伸長機構の作業モデルの構築を行った(J Biol Chem.,285,19605)。さらに、新規光学系の開発に関して、細胞膜をナノメートル精度、かつ、実時間観測することが目的であったことから、細胞膜を実時間観察するための超解像顕微鏡技術の開発を行なってきた。本研究課題により開発された超解像法により、細胞膜の運動を90nm/80msの時空間分解能で観察する事に成功した(Biophys.J.,99,L50-52)。
様々な大気安定度での都市境界層流の構造解明とモデル開発

様々な大気安定度での大気境界層発達に関する風洞実験と数値シミュレーション近年の大都市部における種々の大気環境問題の顕在化に対して、現状の把握・予測には時間的にもコスト的にもCFDが多用されている。しかしながら、標準k-εモデルでは大気安定度における感度が非常に鈍く、改良k-εモデルやLESであっても計算コストや計算不安定等の問題を抱えている。本年度は、提案したモデルに対する境界条件に関してはPIVを用いた風洞実験を、CFDに関しては提案モデル係数のチューニングを行った。さらに、CFDは標準k-εモデルと提案k-εモデルによって、実在市街地(バングラデシュ・ダッカ)での実地観測との比較を行った。風洞実験:4ケースの温度成層条件下で風洞実験を行い、流入条件としての検証用データ収集として各ケースの乱れ長さスケール、乱流強度の調査を目的とした。乱れの長さスケール、乱流強度ともに、それほど大きな差はなかったが、いくつか異なる点が得られた。それは浮力の影響と考えられる。CFD:提案モデルの係数に関してチューニングを行った。チューニングを行ったことによって、より風洞実験結果に近づいた。乱流モデルは一般的な標準k-εモデル、提案k-εモデルで実地観測結果と比較を行った。標準k-εモデルの解析結果は、拡散が弱いため、高濃度分布が頻繁にみられた。また、実地観測より局所的にNO2は高濃度を示し、標準k-εモデルはそれほど精度が良くないことがわかった。一方、提案モデルを用いた結果では、標準k-εモデルの結果より拡散が進み、より実地観測結果に近づいた。流入条件として風洞実験結果を用いるなど、引き続き今後の検討を行う。本研究では、大気の条件設定が系統的に可能な温度成層風洞を用い、様々な大気安定度下での段階的に変化する乱流統計量の特徴を熱線と冷線によって精緻に同時計測したデータを検証用としてCFDと比較し、様々な温度成層下で利用可能かつ簡便で汎用性のある新しい乱流モデルを提案した。風洞実験:4ケースの温度成層条件下で風洞実験を行い、検証用データの収集と空間的に発達していく大気(都市)境界層流の物理的構造を解明することを目的とした。速度境界層内部では下流で比較すると、風速が不安定条件では中立条件より速くなり、強安定条件では中立条件より遅くなった。それは浮力の影響による運動量の鉛直混合の結果である。CFD:乱流モデルは一般的な標準k-εモデル、提案モデルで風洞実験結果と比較を行った。標準k-εモデルの解析結果は、中立条件下であれば、風洞実験とCFDを比較してもそれほど差がない。CFDの精度は、中立条件では比較的良いが、安定条件・不安定条件では標準k-εモデルは非常に精度が悪い。なぜなら、渦粘性モデルは浮力の影響を加味していないためである。そこで、提案モデルとして、渦粘性のモデル係数に(1+Gk/Pk)を乗じることで、浮力の影響を考慮した。その結果、提案モデルは標準k-εモデルより全体的に風洞実験値に近づき、改善傾向がみられるが、フラックス値に比べて平均値が実験値に近づいていない点も残されており、引き続き今後の検討を行う。
Ｔｏｏｔｈ　Ｗｅａｒ（咬耗）の診断基準策定のための生理的磨耗と象牙質露出調査

初診時年齢1822才の天然歯列では、3年間のエナメル質の接触滑走面の磨耗量は59281μm、咬合力は197850Nで、個人差が大きく、両者の間に正の相関関係を認めた。天然エナメル質で咬合が保持されている22歳76歳の被験者(現在歯数2430)の象牙質露出の保有率は90%であった。20歳・30歳代ですでに象牙質露出がみられた。象牙質露出は前歯からはじまり、臼歯へと拡大する傾向があると推察された。象牙質露出率は年齢との間で弱い相関が認められ、咬合力および咬合接触面積との間にも弱い相関が認めらた。Tooth Wear Indexによる解析でも同様の傾向がみられた。超高齢社会を迎え、Tooth Wearは象牙質過敏症と並びう蝕・歯周病に次ぐ第3の歯科疾患としてとらえられている。Tooth Wearは咬耗、磨耗、酸蝕に分類されるが、そのうち咬耗は加齢に伴って生じると考えられている。初期の段階で来院する患者はまれで、多くは進行して症状が出現してから対応せざるを得ない。高齢化に伴い、このような従来はみられなかった病態が多くなっており、今後ますます増加することが懸念されている。しかし、Tooth Wear(咬耗)の疾病構造は明らかではなく、Tooth Wearの分類や診断方法について基礎的な資料にかけているのが現状である。すなわち、病的なTooth Wear(咬耗)と生理的なエナメル質の磨耗の境界が不明で、どこからを病的ととらえ判別するかについて基準がわかっていない。本研究の目的は、Tooth Wear(咬耗)の罹患状態を把握するために、生理的なエナメル質の磨耗とTooth Wearを関連づけて検索することである。罹患実態・罹患率の断面調査として、メインテナンス通院中の患者から同意の得られたボランティアの資料を収集中である(ボランティアを募るにあたって、本学歯学部倫理委員会の承認を得ている。承認番号20-R36-08-10)。現在までに収集された資料においては、咬合面および切縁の象牙質露出度Tooth Wear Index (J. Faresら,Caries Res43(2))は、咬合力や咬合接触面積よりも、年齢に相関を示す傾向があるようである。生理的なエナメル質の磨耗の経時的な調査については、20歳代の被験者が多く年齢層に偏りがあるが、資料収集し磨耗量を測定中である。超高齢化社会を迎え、Tooth Wearは象牙質知覚過敏症と並びう蝕・歯周病に次ぐ第三の歯科疾患として注目されている。Tooth Wearは咬耗、磨耗、酸蝕に分類されるが、そのうち咬耗は加齢に伴って起ると捉えられている。その場合、抜髄・根管処置が必要であったり、歯冠長が短いために修復処置が困難を伴う場合が少なくない。高齢化にともない、このような従来は見られなかった病態が多くなっており、今後益々増加することが懸念される。ところが、Tooth Wear(咬耗)の疾病構造はあきらかではなく、Tooth Wearの分類や診断方法について基礎的な資料に欠けているのが現状である。すなわち、病的なTooth Wear(咬耗)と生理的なエナメル室の磨耗の境界が不明で、どこからを病的なものと判断するか基準が判っていない。本研究の目的はTooth Wear(咬耗)の罹患状況を把握するために、生理的なエナメル質の磨耗とTooth Wearを関連づけて検索することである。罹患実態・罹患率の断面調査としてメインテナンス通院中の患者から同意の得られたボランティアの象牙質露出について調査し(本学倫理委員会承認:承認番号20-R36-08-10)現在までのデータを解析したところ、2276歳の被験者の象牙質露出保有率は90%で、象牙質露出率はいずれの年代でも前歯が臼歯より高く、咬合力や咬合接触面積ではほとんど相関が見られず、年齢との間で相関が認められた。Tooth Wearは咬耗、磨耗、酸蝕に分類されるが、そのうち咬耗は加齢に伴って起こると捉えられている。

高齢化に伴い、このような従来はみられなかった病態が多くなっており、今後益々増加することが考えられる。ところが、Tooth Wear(咬耗)の疾病構造は明らかではなく、Tooth Wearの分類や診断方法について基礎的な資料に欠けているのが現状である。すなわち、病的なTooth Wear(咬耗)と生理的なエナメル質の磨耗の境界は不明で、どこからを病的なものと判別するかについて基準がわかっていない。本研究の目的は、Tooth Wear(咬耗)の罹患状態を把握するために、生理的なエナメル質の磨耗とTooth Wearを関連づけて検索することである。罹患実態・罹患率の断面調査としてメインテナンス通院中の患者から同意の得られたボランティアの資料を収集中である(ボランティアを募るにあたって、本学倫理委員会の承認を得ている。承認番号20-R36-08-10)。生理的なエナメル質の磨耗の経時的な調査については、20才代の被験者が多いため年齢層に偏りがあり、引き続き各年齢層におけるボランティアを募集中である。超高齢社会を迎え、Tooth Wearは象牙質知覚過敏と並びう蝕・歯周病に次ぐ第三の歯科疾患として注目されている。Tooth Wearは咬耗、磨耗、酸蝕に分類されるが、そのうち咬耗は加齢に伴って起こると捉えられている。初期の段階で来院する患者はまれで、多くは進行して症状が出現してから対応せざるを得ない。社会の高齢化に伴い、このような従来はみられなかった病態が多くなっており、今後ますます増加することが考えられる。ところが、Tooth Wear(咬耗)の疾病構造(罹患状況や罹患率)は明らかではなく、そのためTooth Wearの分類や診断方法について、その基礎的な資料に欠けているのが現状である。本研究の目的は、Tooth Wear(咬耗)と生理的なエナメル質の磨耗を関連づけて検索することである。本研究から、初診時年齢1822才の3年間のエナメル質の接触滑走面の磨耗量は59281μm、咬合力は197850Nで、個人差が大きく、両者の間に正の相関関係を認めた。3年の期間においては磨耗量が経時的に直線的に増加する傾向を認めた。現在歯数2430歯の被験者の咬合面および切縁の象牙質露出の保有率は90%であった。20歳・30歳代ですでに象牙質露出がみられた。象牙質露出は前歯からはじまり、臼歯へと拡大する傾向があると推察された。年齢と象牙質露出率との間で相関が認められたが、咬合力および咬合接触面積は、いずれも象牙質露出率との間にほとんど相関は認められなかった。Tooth Wear Indexによる解析でも同様の傾向がみられた。被験者間で差が大きいことから、咬合力や咬合接触面積以外の要因も関連していることが推察された。医歯薬学経時的なエナメル質の磨耗量を検索するためのボランティア被験者について、研究目的のため条件を設けている。残存歯が20歯以上で口頭被覆の修復物のない歯(未修復または小さな充填物のみ)が18歯以上あり、天然資質で咬合高径が保たれており、重度のし終焉に罹患しておらず動揺歯がない条件を満たす対象者は多くなく、各年齢層で確保するのに時間を要している。生理的なエナメル質の磨耗の経時的な調査については、20歳代の被験者が多く年齢層に偏りがあり、一層のボランティアを募集する必要がある。経時的なエナメル質の磨耗量を検索するためのボランティア被験者について、研究目的のため条件を設けている。
BPSDの顕著な認知症高齢者に対する精神科看護師の行動特性の有効性

本研究の趣旨は、認知症高齢者に対する精神科看護師の関わり方、反応の捉え方など、行動特性と有効性を明らかにすることである。看護師は病棟の様々な場で、短い時間であるが、言語的・非言語的コミュニケーションを介して関わり、心情やBPSDの要因、安心のキーワード等を探索し、理解しようとしており、認知症高齢者の反応を受け、看護の喜びを実感していた。精神科病院では認知症の個別ケアが困難な場合がある。しかし今回の結果から、基本的な看護活動や関心を持って関わる看護師の姿勢が意味を持つことが示唆された。本研究の目的は、認知症高齢者に対し、精神科看護師がどのように関わり、認知症高齢者の反応をとらえているのか、その行動特性と有効性を明らかにし、精神科看護師の看護の実感を引き出せるようなグループ討議のあり方を模索することである。平成22年度はBPSDの顕著な認知症高齢者の看護に携わる精神科看護師の行動特性を明らかにするため、データの蓄積と分析を行った。データ収集は参加観察(2日間)と半構成的面接(2回)を併用して行った。参加観察した内容を記述したフィールドノートとインタビューの逐語録をデータとし、質的・帰納的方法を用いて分析した。研究協力者は、精神科領域での看護に3年以上携わっており、自らの看護について語ることができると看護管理者から推薦を得た2施設の看護師5名で、平均年齢は37歳、看護師としての経験年数は8年から28年であった。精神科看護師の行動特性として、対象(認知症高齢患者もしくは高齢の精神疾患患者)の「認知症症状(精神疾患症状)を理解する」、「身体に現れているものを理解する」、「体験世界を理解しようとする」、「思いをくみ取り、言動を解釈する」、「誠実な姿勢で関わる」、「反応を待つ」、「疎通性を実感し、看護の喜びを感じる」のカテゴリーが生成された。精神科病棟に勤務する精神科看護師の特徴としては「社会とのつながりを意識して関わる」行動が見られた。現在、精神科領域で行われる認知症のケアについての十分な蓄積はないため、今回明らかにできたことは意義のあることと考える。今後はそれらの行動特性に対する対象の反応も含めて研究協力者にフィードバックし、精神科看護師の看護の実感を引き出せるようなグループ討議のあり方を模索する予定である。なお、本研究は福岡県立大学研究倫理委員会の承認を得た上で、研究協力施設および研究協力者、参加観察の場にいる入院患者に対し、倫理的配慮を行った上で実施した。本研究の目的は、BPSDを有し、精神病床に入院している認知症高齢者に対し、精神科看護師がどのように関わり、認知症高齢者の反応をとらえているのか、その行動特性と有効性を明らかにすることである。そして、精神科看護師の看護の実感を引き出せるようなグループ討議のあり方を模索することである。研究協力者は、精神科領域での看護に3年以上携わっており、自らの看護について語ることができると看護管理者から推薦を得た、2施設3名の看護師で、年齢は30歳代40歳代、看護師としての経験年数は7年から22年であった。データ収集は精神科看護師と担当患者の関わりの場面の参加観察と、認知症の高齢患者もしくは精神疾患の高齢患者の看護に関して、半構成面接を併用して行った。分析は精神科看護師と高齢患者の看護を専門とするスーパーバイザーに助言を受けながら行った。精神科看護師の行動特性として、対象(認知症高齢患者もしくは高齢の精神疾患患者)の生活史を含めて高齢者を理解することや、身体に現れている症状を理解すること、BPSDの背景にある要因をアセスメントすること、認知症高齢患者(高齢の精神疾患患者)の体験世界を理解しようとすること、言動を解釈し、代弁することが行われていた。精神疾患患者に対してのみ現れていた特性としては、家族や社会とのつながりを意識することや自律を支援することが見られた。そして、それらの行動は、レクリエーション等の特別なプログラムの中ではなく、日々のあらゆる場で、言語的・非言語的コミュニケーションと共に行われており、認知症高齢者や高齢の精神疾患患者の笑顔や発言、自律的な言動を引き出すことができていた。本研究は福岡県立大学研究倫理委員会の承認を得た上で、研究協力施設、研究協力者、参加観察の場にいる入院患者とその家族(もしくは代諾者)に対し、倫理的配慮を行った上で実施した.
骨代謝における性ホルモンとその標的遺伝子の役割に関する分子生物学的研究

成熟雄ウズラの大腿骨および脛骨の骨髄細胞を採取し、エストロゲン添加あるいは無添加の培地で培養を行い、骨形成系細胞への分化および基質形成とその基質の石灰化に及ぼすエストロゲンの影響を検討し、以下の結果を得た。1.成熟雄ウズラから採取された細胞は、培養初期では単核で球形を呈していたが、培養が進むに連れて骨形成系細胞が示す紡錘形を呈した。さらに、増殖に伴い小結節を形成し、これらの細胞が骨芽細胞の指標酵素であるアルカリホスファターゼ活性を有することが示された。しかしながら、同時に多核の破骨細胞様細胞が多数認められ、それらの細胞がドミナントになることにより、骨形成系細胞の増殖が阻害され、基質形成および石灰化には至らなかった。さらに、エストロゲンの影響はこれらの過程の中で見い出されなかった。2.1.の結果から、骨髄中における間葉系幹細胞の骨形成系細胞への分化の誘導および破骨細胞様細胞の出現を抑制するために、成熟雄ウズラにエストロゲンを投与し、in vivoにおいて最も破骨細胞数の少ない時期に骨髄細胞を採取し培養を行い、また回収した浮遊細胞についても同様に培養を行った。しかしながら、1.と同様の結果を示した。3.1.と2.の結果から、骨髄中に骨形成系細胞に分化する間葉系幹細胞が存在することが示唆された。しかしながら、破骨細胞様細胞の出現により、骨形成系細胞の増殖が抑制されたため、骨基質形成および石灰化に至るまでの結果は得られなかった。これらの結果は、哺乳動物を用いた研究においては認められないことから、骨髄骨のように短期間でリモデリングが行われる骨に特異的なことであることが示唆された。今後、これらの問題点に焦点を当て、鳥類の骨髄骨におけるエストロゲンと骨形成系細胞との関係を解明し、さらに哺乳動物における性ホルモンと骨代謝の関係を検討する必要があると推察された。産卵鶏の骨髄骨から骨形成系細胞を分離し、エストロゲン存在下で培養を行い、細胞の分化過程に沿って酵素組織化学的にアルカリ性ホスファターゼ活性を、組織化学的に石灰化基質および酸性粘液多糖類の存在を検討した。また、同様に骨芽細胞の分化の指標となる遺伝子(アルカリ性ホスファターゼ、オステオポンチン、オステオカルシン、タイプIコラーゲン)の発現およびエストロゲンレセプターの遺伝子発現をRT-PCR法により検討を試み、以下の結果を得た。1.酵素組織化学において、培養が進むにつれ、アルカリ性ホスファターゼ活性が強く染色されることが認められた。また、組織化学的では、培養後期になるに従い、石灰化基質および酸性粘液多糖類の存在が検出された。さらに、エストロゲンを添加した結果、アルカリ性ホスファターゼ活性、石灰化基質および酸性粘液多糖類の存在がわずかに強く認められた。2.RT-PCR法を用いて上記の遺伝子発現を検討したところ、これらの遺伝子発現および分化に伴う発現パターンが確認された。さらに定量的RT-PCRにより、上記の遺伝子発現がエストロゲンにより促進されている可能性が示唆された。エストロゲンレセプターの遺伝子発現においては、エストロゲンの影響は顕著に認められなかった。3.1.と2.の結果から、骨髄骨から分離した骨形成系細胞は、基質形成、基質の石灰化および分化の指標となる遺伝子の発現がエストロゲンにより促進されることが推察された。しかしながら、これらの細胞はエストロゲンの感作をすでに受けている可能性があること、分化の異なる細胞が混在することなどから、エストロゲンの影響が著しく現れなかったと考えられる。それゆえ、骨髄骨の形成前の骨形成系細胞、すなわち間葉系幹細胞を分離・培養し、その基質形成および遺伝子発現におけるエストロゲンの影響を検討する必要があると示唆された。

これらの結果は、哺乳動物を用いた研究においては認められないことから、骨髄骨のように短期間でリモデリングが行われる骨に特異的なことであることが示唆された。今後、これらの問題点に焦点を当て、鳥類の骨髄骨におけるエストロゲンと骨形成系細胞との関係を解明し、さらに哺乳動物における性ホルモンと骨代謝の関係を検討する必要があると推察された。
メトトレキサート関連リンパ増殖性疾患の消退機序を関節リウマチ関連遺伝子から紐解く

メトトレキサート関連リンパ増殖性疾患(MTX-LPD)は、関節リウマチの治療薬として用いられているメトトレキサート(MTX)投与中の患者に発生するリンパ増殖性疾患である。病理組織像、遺伝的背景は、リンパ腫組織型と同じであるが、MTXの中止のみで約30%の症例が寛解するという特徴的な経過を示す。本研究では、なぜ、MTXの中止のみでMTX-LPDが消失するのか、化学療法が必要である例との違いは何かを解明する。
ＣＡＤ／ＣＡＭおよびワックスレジンを応用した生体親和性総義歯製作方法の開発

本研究は,CAD/CAM技術によりレジンブロックからデンチャーベースを作製することにより,床内面と顎粘膜との適合性の向上を図り,さらに易賦形性を持つワックスレジンを用いて人工歯配列,歯肉形成を行うことにより,自由度の高い人工歯配列,試適とそれに伴う修正を可能とする新たな総義歯作製方法を考案した.CAM加工機により誤差の少ないデンチャーベースの作製に成功した.また,削り出し状態にもかかわらず,従来の義歯粘膜面と比較して細菌の付着量が少なかった.これらの結果より,CAM/CAM技術により作製された義歯床が従来の義歯作製方法と比較し,適合が良く耐汚染性に優れた性能を付与できる可能性が示唆された.試料は,混和後,餅状期に50x10x2 mmの金属型にて填入,重合を行った加熱重合型アクリルレジン(アクロン, GC)の,研磨面を想定して填入時にナイロンシートを介したもの(アクリル研磨面)と粘膜面を想定して石膏板を介したもの(アクリル粘膜面)の2種と,CAM加工機により重合完了後のブロックから削りだされたアクリルレジン(アクリルCAM)を製作した.試料の前処理として,健常な成人男性1名より刺激時唾液を採集し,試料にシリコン枠を圧接してウェルを作り,各ウェルにフィルター滅菌後の唾液を注入した.4°Cにて12時間インキュベートした後,各ウェルを塩化カリウム(KCl)緩衝液にて2度洗浄した.コントロールとして,唾液処理なしの試料はKCl緩衝液を用いた.前処理後,細菌培養試験として,streptococcus mutans NCTC10449株を用い,嫌気グローブボックスにて培養後の菌懸濁液を37°Cで2時間付着させ,各ウェルに1%alamarBlue溶液を加え,30分後の蛍光強度からS. mutansの付着量を算定した.その結果,CAM加工機によりミリングされたアクリルCAMは研磨作業を行っていない削り出し状態にもかかわらず,従来の義歯粘膜面を想定したアクリル粘膜面と比較してS. mutansの付着量が少なかった.また,アクリル研磨面と同程度の付着量であった.よって,CAM加工機によりミリングされた義歯床が従来の義歯製作方法と比較し,細菌付着性の少ない粘膜面性状を付与できる可能性が示唆された.また,顎堤粘膜の印象のスキャニングデータからCAM加工機で工業的に成形されたレジンブロックをミリングすることにより安定したデンチャーベースで作製するため,重合完了後の残留モノマーのない吸水率の極めて低いレジンを緊密に使用できる.このことは,細菌の付着,増殖を抑える可能性が示唆される.本研究は,CAD/CAM技術によりレジンブロックからデンチャーベースを作製することにより,床内面と顎粘膜との適合性の向上を図り,さらに易賦形性を持つワックスレジンを用いて人工歯配列,歯肉形成を行うことにより,自由度の高い人工歯配列,試適とそれに伴う修正を可能とする新たな総義歯作製方法を考案した.CAM加工機により誤差の少ないデンチャーベースの作製に成功した.また,削り出し状態にもかかわらず,従来の義歯粘膜面と比較して細菌の付着量が少なかった.これらの結果より,CAM/CAM技術により作製された義歯床が従来の義歯作製方法と比較し,適合が良く耐汚染性に優れた性能を付与できる可能性が示唆された.本研究で提案するCAD/CAMを用いた製作方法で実際の上下無歯顎患者の概形印象より制作した咬合床付き個人トレーで顎堤粘膜のシリコン印象材により咬合採得と同時に印象採得を行った。そこから得られた咬合高径が決定された印象体を光学スキャナーを用いてスキャニングし、NC加工機で工業的に均一に成形された重合完了後の残留モノマーのない吸水率の極めて低い緊密なレジンブロックをミリングすることにより安定したデンチャーベースプレートを作製することに成功した。このデンチャーベースプレートは咬合高径が決定されているため、そのまま咬合採得を別途行わずにワックスレジンにより人工歯配列および歯肉部のレジン築盛を行った。その後、患者口腔内に試適し人工歯配列および歯肉部の微調整の後、ワックスレジン専用の重合器により重合完了し上下顎総義歯を完成させ患者の口腔内に装着を行った。デンチャーベースプレートのワックスレジンの重合収縮による変形は上顎ではベースプレートの厚みを均一に作製していたため口蓋部にわずかな変形が認められたが、下顎は厚みのあるベースプレート上にワックスレジンを築成し重合を行ったためほとんど重合収縮による変形が観察されなかった。このことによりデンチャーベースプレートのワックスレジン重合後の変形はベースプレートの厚みを工夫することにより回避されることが示唆された。これらの結果から従来の方法ではなしえない、石膏の使用による誤差は作業の煩雑化を回避し、また、CAD/CAMのみでは困難な患者口腔内への試適後の人工歯配列および歯肉形成の修正も可能にした、より簡便に精度の高い総義歯作成方法を確立することに成功した。CAD/CAMによるデンチャーベースプレートの削りだしに関しては成功したが、上部構造に関してはレジンの重合収縮によるデンチャーベースプレートの変形が認められたため。また、現在はスキャニング時に印象体にチタンパウダーを塗布しスキャニングを行っているが、より精度の高いスキャニングをめざすため印象材自体をスキャニングに対応した性能をもたせることを検討する。

次年度使用額は、当初計画していた咬合器の使用が遅れたため生じたものであり、次年度に行う咬合器を用いた実験に必要な経費として、平成25年度請求額と会わせて使用する予定である。
第2世代DEAに関する研究

研究目的1「生産経済学との境界領域」については(1)scale economiesとcongestionについて研究し両者の関係を完全に解明した。その結果はSahoo博士との共著でEJOR論文として出版された。この論文のなかではscale elasticityまたはdegree of scale economiesを定義しその値が負になる場合にcongestionが発生することを示した。さらにcongestionの度合いを計測する方法も確立した。この結果を日本のchain storesに適用して1990年以降この業界でcongestionが発生していること、その原因が1995年までは店舗数の過多にあったがそれ以降は売場面積の過剰によることであることを検証した。(2)Cost efficiencyについてJournal of the Operational Research Society(2002)の論文をもとにIndiaのLife insurance corporation(LIC)の19年間のcost efficiencyの変化について研究し、1994-95の非効率な運営の原因と2000-01の経営効率が改善された要因の解明に成功した。(3)DEAとAHPを用いて首都機能移転の候補地の選定を行い、2つの有力候補を決定した。この論文はSocio-Economic Planning Sciencesに掲載された。またこの論文は同誌のTop 25 Hottest Articlesの16位にあげられている。研究目的2「ゲーム理論との境界領域」については論文Egoists Dilemma : ADEAgameを完成しOmegaに採択された。この論文は提携型ゲーム理論に新展開をもたらすものとして評価されている。またゲーム理論とDEAを結合する新領域を開拓したものである。平成15年度の研究目的1(生産経済学との境界領域)に関しては次の研究成果が得られた。この論文はSocio Economic Planning Sciencesに採択された。新コスト効率性をもとにインドの生命保険会社の効率性を計測し、規模の収益性を判定した。工程の不可分性と範囲の経済性について考察するとともに、新コスト効率性を用いて多段階生産工程の範囲の経済性を計測するモデルを作成した。この研究のためにBiresh Sahooをインドから招聘した。研究成果は日本オペレーションズリサーチ学会2004年春季研究発表会(早稲田大学3月17日)において発表した。European Journal of Operational Researchに投稿中。環境問題への意識の高まりとともに、公害物資や有害排出物を社会悪とする見方が広まっている。それらを歓迎すべからざる産出として企業体の活動をとらえ、その効率性をDEAの枠内で評価するための新しい指標を提案した。研究目的2(ゲーム理論との境界領域)に関しては次の成果が得られた。Omegaに投稿中。多基準型の評価項目のもとでプレイヤーの合意形成を構築するための協力ゲーム理論を作成した。DEAの可変ウエイトをもとに、利己的なプレイヤーが陥るジレンマを指摘し、その解決策としてのShapley値が持つ特性について論じた。[2]DEAゲームの凸性(中林、刀根)京都大学数理解析研究所、数理解析研究所講究録1349,pp204-220.DEAゲームの特徴的な数学的性質の中からShapley値と凸性に関するものを取り上げて論じた。

(2)Cost efficiencyについてJournal of the Operational Research Society(2002)の論文をもとにIndiaのLife insurance corporation (LIC)の19年間のcost efficiencyの変化について研究し、1994-95の非効率な運営の原因と2000-01の経営効率が改善された要因の解明に成功した。(3)DEAとAHPを用いて首都機能移転の候補地の選定を行い、2つの有力候補を決定した。この論文はSocio-Economic Planning Sciencesに掲載された。研究目的2「ゲーム理論との境界領域」については論文Egoists Dilemma : ADEAgameを完成しOmegaに採択された。この論文は提携型ゲーム理論に新展開をもたらすものとして評価されている。またゲーム理論とDEAを結合する新領域を開拓したものである。
思春期集団における抑うつ症状と心理社会的要因の関連

本研究では思春期集団の抑うつ症状と心理社会的要因との関連性を明らかにすることを目的として、沖縄県全域の全日制県立高等学校12校の生徒3,202名、公立中学校13校の2,660名を対象に質問紙調査を実施した。抑うつ症状はCenter for Epidemiologic Studies Depression Scale(CSE-D)を用いて測定した。また、心理社会的要因として、生活ストレッサー、セルフエスティーム、ソーシャルサポート、統制感、健康習慣を用いた。階層的重回帰分析の結果、中学生、高校生とも抑うつ症状は生活ストレッサーと正の、セルフエスティーム、ソーシャルサポート、健康習慣、内的統制感と負の関連を示したことから、沖縄の思春期にとって,生活ストレッサーは抑うつ増強要因に、セルフエスティーム、ソーシャルサポート、健康習慣、内的統制感は抑うつ軽減要因になり得ることが示された。また、これらの関連性は一過性の抑うつ症状にも持続した抑うつ症状にも同様にみられることが示された。欧米やアジアの先行研究でも類似した知見がみられることから、これらの関連性は思春期にとって一般的な傾向であると考えられる。また、抑うつ増強要因の中では友達関係ストレッサーが、抑うつ軽減要因の中ではセルフエスティームが最も強く抑うつ症状に関連していたことや、これらの要因の性差によって抑うつ症状の性差が説明できることが示されたことから、思春期、特に女子の抑うつ症状の軽減を図る場合、友達関係ストレッサーの緩和とセルフエスティームの向上が必要不可欠な構成要素になることが示唆された。今後は、これらの構成要素を取り入れた学校における指導プログラムの確立と実践、および厳密な手続きを経た介入評価研究による十分な証拠の蓄積が課題となる。本研究では沖縄県全域の高校生の抑うつ症状の有症率を明らかにし、抑うつ症状と心理社会的要因との関連性を検討することを目的とした。まず、思春期における抑うつ症状の危険因子と考えられる生活ストレッサーを測定する尺度を開発した。沖縄県都市部の中・高校生939名を対象に生活ストレッサーに関する調査を行い、因子分析を用いて、部活動、学業、教師との関係、家族、友人関係の5下位尺度25項目の思春期用日常生活ストレッサー尺度(Adolescent Daily Events Scale:ADES)を構成した。ADESは適当な内的整合性が認められ抑うつ症状について予測力を示したことから、ある程度の信頼性、妥当性を有する尺度であることが示唆された。次いで、沖縄県全域の高校生について抑うつ症状と心理社会的要因に関する調査を実施した。沖縄県全6地域から、普通科および専門学科からそれぞれ1校計12校を選出し、それらの生徒3202名を対象に質問紙調査を行った。抑うつ症状はCenter for Epidemiologic Studies Depression Scale(CES-D)から測定し、心理社会的要因として上述の生活ストレッサー尺度(ADES)、社会的支援、社会的スキル、統制感、自尊心、健康習慣を用いた。抑うつ症状平均得点は男子15.9、女子16.7で、cutoff点を16とした場合の有症率は男子41.2%、女子50.4%で、いずれも有意な性差がみられた。重回帰分析を用いて、抑うつ症状に対する心理社会的要因の関連を検討したところ、男女とも生活ストレッサーが正の関連を、社会的支援、統制感、自尊心、健康習慣が負の関連を示したことから、高校生の抑うつ症状にとって生活ストレッサーは危険因子となり、社会的支援、統制感、自尊心、健康習慣は防御因子となることが示唆された。次年度は中学生を対象に同様の検討を行う。本研究では沖縄県全域の中学生の抑うつ症状の有症率を明らかにし、抑うつ症状と心理社会的要因との関連性を検討することを目的とした。

対象は、沖縄県全6校区から各校区の生徒数に応じて選出された13中学校の12学級に在籍する中学生2,660名であった。調査は抑うつ症状と心理社会的要因に関する項目を含む質問紙により1998年9月から11月にかけてクラス内で実施した。抑うつ症状はCenter for Epidemiologic Studies Depression Scale(CES-D)から測定し、心理社会的要因として、前年度に開発した思春期用日常生活ストレッサー尺度(Adolescent Daily Events Scale)、ソーシャルサポート、ソーシャルスキル、統制感、自尊心、健康習慣を測定する尺度、および学校嫌い、保健室利用、部活動参加などの学校関連項目を用いた。抑うつ症状平均得点は男子15.8、女子18.5で、成人用cutoff点(16)を基準とした場合の有症率は男子44.2%、女子60.4%で、いずれも有意な性差がみられた。学年では2年生がやや高い得点を示したが、地域差はみられなかった。また、学校嫌い、保健室利用者、部活動不参加者は有意に高い抑うつ症状得点を示した。重回帰分析を用いて、抑うつ症状に対する心理社会的要因の関連を検討したところ、男子では生活ストレッサーが正の関連を、ソーシャルスキル、統制感、自尊心、健康習慣が負の関連を示した。女子では生活ストレッサーが正の関連を、ソーシャルサポート、統制感、自尊心、健康習慣が負の関連を示した。以上のことから、高校生の抑うつ症状にとって生活ストレッサーは危険因子となり、ソーシャルサポート,ソーシャルスキル、統制感、自尊心、健康習慣は防御因子となることか示唆された。本研究では思春期集団の抑うつ症状と心理社会的要因との関連性を明らかにすることを目的として、沖縄県全域の全日制県立高等学校12校の生徒3,202名、公立中学校13校の生徒2,660名を対象に質問紙調査を実施した。抑うつ症状はCenter for Epidemiologic Studies Depression Scale(CES-D)を用いて測定した。また、心理社会的要因として、生活ストレッサー、セルフエスティーム、ソーシャルサポート、統制感、健康習慣を用いた。階層的重回帰分析の結果、中学生、高校生とも抑うつ症状は生活ストレッサーと正の、セルフエスティーム、ソーシャルサポート、健康習慣、内的統制感と負の関連を示したことから、沖縄の思春期にとって、生活ストレッサーは抑うつ増強要因に、セルフエスティーム、ソーシャルサポート、健康習慣、内的統制感は抑うつ軽減要因になり得ることが示唆された。また、これらの関連性は一過性の抑うつ症状にも持続した抑うつ症状にも同様にみられることが示された。欧米やアジアの先行研究でも類似した知見がみられることから、これらの関連性は思春期にとって一般的な傾向であると考えられる。また、抑うつ増強要因の中では友達関係ストレッサーが、抑うつ軽減要因の中ではセルフエスティームが最も強く抑うつ症状に関連していたことや、これらの要因の性差によって抑うつ症状の性差が説明できることが示されたことから、思春期、特に女子の抑うつ症状の軽減を図る場合、友達関係ストレッサーの緩和とセルフエスティームの向上が必要不可欠な構成要素になることが示唆された。
人口移動現象の数値的及び理論的研究

人口は行政の基本データであり、各自治体の人口の変動は政治経済の状況等に起因する人口移動や人口増加によって決定される。本研究では、国勢調査データ等の解析により、日本の市町村単位の人口分布の特徴的な時間変化を明らかにした。特に、都市の人口分布に普遍的に見られると言われるZipfの法則が、日本の場合市町村合併の影響で破れる事を示し、人口移動モデルによるシミュレーションでも定性的な再現ができることを示した。本年度の主な研究業績は、日本の市という行政分の人口分布の時間変化を調べ、モデル化したことである。市の人口分布は様々な国で調べられており、横軸に人口、縦軸に順位を取ったランクサイズ分布(ヒストグラムの累積分布に等しい)はベき指数-1のベき分布に従うという指摘がなされてきた。このことはジップ則と呼ばれ、市のランクサイズ分布のみならず固体の破壊や企業の収入等様々な自然・社会現象で観測される。戦後の国勢調査データの解析から市のランクサイズ分布のベき指数は時代と共に変化し、更にジップ則が成立する期間は30年程度だということが明らかになった。また戦後2回起こった市町村大合併が、市のランクサイズ分布におけるジップ則の破れに関与することがわかった。更にエージェントベースモデルに基づく人口移動モデルを構築し、市のランクサイズ分布に見られるジップ則の再現、更に市町村合併による市のべき指数の時間変化を定性的に説明する事に成功した。これらの結果は論文にまとめ、日本物理学会欧文誌に掲載された。また市町村合併の影響がない場合のベき指数の変化を調べた。これは日本統計協会発行の『市区町村人口の長期系列』に基づいたテータ解析であり、平成12年10月1目の市町村区分で、市の人口分布が戦後どのように変化するかを調べた物である。この解析により市町村合併がない場合はベき指数は単調に-1に近づき、ジップ則を回復することがわかった。以上の結果は国際会議Complex'2009にてポスター発表を行い、プロシーディングス(査読有)に掲載された。また最近25年の市町村全体の人口分布と、大正9年以降の人口密度分布の変化とその特徴を調べ、日本物理学会第64回年次大会にて発表を行った。この成果は来年度に論文にまとめる予定である。本年度の研究実績は以下の3項目にまとめられる。1日本の全市町村の人口分布の時間変化2人口密度の時間変化3埼玉県の人口分布と各市町村の人口成長の時間変化1.に関しては、1980年以降の全市町村人口の累積分布の時間変化を調べた。1980年から2000年の間の全市町村人口の累積分布はほとんど同じ形となり、二つのべき分布を接続した形の分布関数で近似できる事がわかったが、平成の市町村合併の影響で2005年には対数正規分布に移行することがわかった。今後人口が都市部に集中して流入したり、再び市町村の合併が促進されれば元の分布形に戻るかもしれないが、人口成長が全国的に頭打ちになっていることと、都市部への人口移動の沈静化を考慮すると、人口分布の形状は定常になるのかもしれない。2.に関しては、1920年から2000年までのデータ解析を行った。これは2000年10月1日の市町村区分における人口を年度を遡って追跡し、各市町村区分の面積でそれらを割る事で人口分布の密度変化を調べたものである。この解析の結果、人口密度も基本的には対数正規分布に従うが、1960年以降は裾の部分が対数正規分布からはずれてくることがわかった。これは人口の過密地域が増加した事で、人口密度の許容限界(日本の場合1km^2あたり1万2千人程度と考えられる)に達する地域が増えた事によると推測できる。3.に関しては、2005年に埼玉県に存在する全市町村人口の累積分布を調べたところ、日本の全市町村の人口分布と極めて近い形をしていることがわかった。そこで、各市町村の1960年から2000年までの人口成長率の分布を調べるとべき分布となっていることが判明し、この事が分布の概形の形成に関与している事が推測される。本年度の研究成果は以下の2点にまとめられる。(1)人口密度の空間および統計分布の時間変化(2)人口分布やその他の系における対数正規分布の出現に関する理論的考察(1)に関して:国勢調査のデータに基づき、日本の人口密度の空間分布と統計分布を調べた。日本全国を3228(1925年の自治体数)の自治体に区分し、それぞれにおける人口を面積で割ったものを人口密度としてその空間分布を調べた。1925年から2000年のデータを調べた結果、関東圏、中京圏、近畿圏の中心となる都市に人口が集中し、更に徐々に近隣の都市に人口が集まってくる様子がわかった。

更に人口統計分布を調べると、1940年頃に対数正規分布に近い人口密度分布が、高度経済成長期の都市への人口集中によってテール部分がずれてくること、更に12000[人/km^2]が上限値となり、中規模の都市への人口移動によって対数正規分布から大きくずれることがわかった。このことから、大都市への人口集中や人口密度の上限の影響で、人口密度の増え方が単純な乗算過程から変化してきていることが示唆される。(2)に関して:人口や人口密度の統計分布にしばしば見られる対数正規分布の出現について理論的な考察を行った。対数正規分布は人口統計分布だけでなく、様々な自然現象や経済現象にも観測される。確率的なノイズを含む微分方程式に基づき、そのノイズの強さによって、最終的な物理量の分布が対数正規分布になるか正規分布になるかが決まることを示した。その考察に基づき、人口統計分布以外にも、児童の身長分布、宇宙空間の物質の密度揺らぎの分布等の具体的な物理例に見られる対数正規分布の出現に関する考察を行った。このような統計分布の出現メカニズムと具体的な例の比較は人口問題を含む社会現象の解析においても有用だと思われる。