hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
和音の新しいマッピングとその音響心理学的・生理学的基盤の研究

本研究の基本的な考えは極めて簡単で,和音を構築する音の周波数比のみでなく,周期比も考慮するということである.ピッチ知覚が,周波数知覚のみでなく,周期知覚にも基づいていることは現在では論を待たないにもかかわらず,周期比が論ぜられないのはいかにも不自然な感を否めない.2音の場合周期比と周波数比は当然等しいが,3音以上になると異なる.たとえば長三和音の周波数比は4:5:6であるが,その周期比は1/4 : 1/5: 1/6 = 15:12 10となる.長三和音とならんで重要な短三和音の周波数比は10:12:15であるので,その周期比は6:5:4となる.つまりこれら二つの和音はある意味対称である.これは知られている事実であるが,十分に検討されてきていない.比はそのままでは数字の列なので多少扱いずらいので,比の簡単さを表す値として規約な比を表す数字の最大のものの逆数を比の簡単さと定義し,周波数比に対するそれをSf,周期比に対するそれをSpと定義した.すると(Sf, Sp)という平面が定義されるので,この上に和音をその展開形も含めてプロットする.当然長三和音と短三和音は対称な位置にある.この方法ですべての三和音(長三,短三,減三,増三)をプロッとすると,対称な関係にあるのは長三と短三だけである.この方法を4つの音からなる7度和音に適用してみると,対称関係にあるのはhalf-diminished-seventhとmajor-minor-seventhと呼ばれる2和音のペアのみである.これは大変興味深い.というのは,これら二つの和音は19世紀後半R.WagnerがTristan und Isodeでこの組み合わせを頻繁に用い,それが新しい和声の時代を導いたと考えられているからである.これは16-17世紀に長三,短三和音を中心に調性が確立したことと考え合わせても興味深い.研究実績の概要で述べた内容で論文を執筆して投稿したが,なかなか理解が得られず,現在のところまだ未受理である.そのたびに改良を重ね,反応が少し得られた段階であるので,さらに改良してどうにか出版にもって行きたいと考えている.そのための努力に時間がかかったことが第一の理由である.さらに,前の研究課題の多義的旋律についての補充実験などをくり返し,そのデータ処理にまだ時間がかかっていることもある.データ処理法の研究そのものも行なっている.この研究は本研究とも多くの点で関連があるので,平行して行なっている.これが第二の理由である.まず過去1年以上にわたって投稿し直し続けてきた論文をどうにか出版にもってゆく.それが認められないと本研究自体の基盤が確固としないからである.しかしその成否に関わらず本研究,すなわち和声の2次元プロットと対応する神経生理学的基盤の探求を,MEGを用いて続けて行く.特に和声の開始語0.3 sあたりから1 sにかけて磁界がゆっくり大きく変動する人がかなり多いので,ここでの変動の信号源を調べることに時間をかけたい.刺激としては,2次元平面内の特に対称の位置にある組みを用いて,その変動を調べたい.最近,ピッチ感覚についての研究がまた盛んになってきている.特にfMRIを用いた研究や,高磁場MRIを用いた研究が盛んで,従来なかった知見,特にトノトピーや,絶対音感に関連する脳部位に関連する研究が多い.ただし,ピッチと言ったときに,周波数をもとにしたピッチ感覚なのか,周期をもとにしたものなのかを明確にした研究は少ない.ピッチ知覚はまた和音知覚とも密接な関連があるので,これらの新しい知見と本研究の関連が見通せるように考察を進めたい.また同様の刺激を用いて行動学的実験を行い,協和・不協和,明暗,寒暖など対称な感覚を表す言葉に関して,和音の分類を試み,2次元表示に類似の対称性,直交性などがないか調べたい.和音の認知,特にその協和度の認知の研究において,周波数比と比較して周期比は等閑視されてきたと言わざるを得ない.ピッチの知覚に対して周期の認知は重要であることが認識されているのだから,和音においても周期比は重要なはずである.我々は,両方の比を同等に扱って,簡単に図示する方法を考案した.既約な周波数比を構成する自然数がf1<f2<f3であるとき,Sf=1/f3を周波数比の単純度と定義する.周期比Spも同様に定義する.和音の構成音は高調波(harmonic)音列,および分数高調波(sub-harmonic)音列より選ぶ.前者は基音の周波数のk(自然数)倍の音列,後者は基音の周期のk倍の音列である.ただし1オクターブ以内に収めるため,適当な自然数nを用いて周波数および周期を1/2^n倍する.これによりmaj (長三), min (短三), dim (減三), aug (増三)和音をそれぞれの音列で作ってSf, Spを求めてプロットする.

たとえばmaj_H, maj_SHはそれぞれ高調波系列,分数高調波系列による長三和音を表す.Sf-Sp平面内にこれらの和音をプロットすると,maj_Hとmin_SHの組み合わせが,異なる2和音で(直線Sf=Spに関して)線対称な唯一の組み合わせであることが分かった.他の対称な組み合わせは,dim_SHとdim_Hやaug_Hとaug_SHなどのように同じ種類の和音の,違う音列による表現を用いた組み合わせであった.七の和音についても同様な解析を行ったところ,異なった2種の和音で対称な位置にある対は,Mm7(属7)_Hとhdim7(半減7)_SHの組み合わせのみであった.この結論が和音の認知の行動学的および神経生理学的側面とどのような関係があるのか,重要で興味深い問題であるので,今年度より取り掛かりたい.大体の検討をつけて開始した和音プロットに対する研究であるが,その詳細な点までの確認をすることができた.神経生理学的な研究が進んでいないように見えるが,実は前回の科研費での研究である旋律認識の研究の続きを,和声に重点を置いて進めているので,上には成果としてまだ書いていないが,その方向にも進捗している.これはA, B二通りに錯聴可能な多義的旋律の研究で,聴者がA, Bを聞いたときの脳活動の差を検出しようとするものである.このとき元になる旋律が長三和音,短三和音であるときの違い(差の差)を調べた.これは和音の2次元プロットに結びつくかもしれないと考えている.そういう意味で,紆余曲折ではあるが道を見つけつつある.本研究の基本的な考えは極めて簡単で,和音を構築する音の周波数比のみでなく,周期比も考慮するということである.ピッチ知覚が,周波数知覚のみでなく,周期知覚にも基づいていることは現在では論を待たないにもかかわらず,周期比が論ぜられないのはいかにも不自然な感を否めない.2音の場合周期比と周波数比は当然等しいが,3音以上になると異なる.たとえば長三和音の周波数比は4:5:6であるが,その周期比は1/4 : 1/5: 1/6 = 15:12 10となる.長三和音とならんで重要な短三和音の周波数比は10:12:15であるので,その周期比は6:5:4となる.つまりこれら二つの和音はある意味対称である.これは知られている事実であるが,十分に検討されてきていない.比はそのままでは数字の列なので多少扱いずらいので,比の簡単さを表す値として規約な比を表す数字の最大のものの逆数を比の簡単さと定義し,周波数比に対するそれをSf,周期比に対するそれをSpと定義した.すると(Sf, Sp)という平面が定義されるので,この上に和音をその展開形も含めてプロットする.当然長三和音と短三和音は対称な位置にある.この方法ですべての三和音(長三,短三,減三,増三)をプロッとすると,対称な関係にあるのは長三と短三だけである.この方法を4つの音からなる7度和音に適用してみると,対称関係にあるのはhalf-diminished-seventhとmajor-minor-seventhと呼ばれる2和音のペアのみである.これは大変興味深い.というのは,これら二つの和音は19世紀後半R.WagnerがTristan und Isodeでこの組み合わせを頻繁に用い,それが新しい和声の時代を導いたと考えられているからである.これは16-17世紀に長三,短三和音を中心に調性が確立したことと考え合わせても興味深い.研究実績の概要で述べた内容で論文を執筆して投稿したが,なかなか理解が得られず,現在のところまだ未受理である.そのたびに改良を重ね,反応が少し得られた段階であるので,さらに改良してどうにか出版にもって行きたいと考えている.そのための努力に時間がかかったことが第一の理由である.さらに,前の研究課題の多義的旋律についての補充実験などをくり返し,そのデータ処理にまだ時間がかかっていることもある.データ処理法の研究そのものも行なっている.この研究は本研究とも多くの点で関連があるので,平行して行なっている.これが第二の理由である.方向として二つある.上述のように和音のプロット研究の投稿にまだ成功していないので,その努力をすることである.
変革期における看護職ミドルのキャリア開発に関する研究

看護者の経験の積み重ねの意味を捉えるためには、本人にとっての経験の意味を解釈し、個人が自分自身の経験を意味づけの様相を捉えることが必要であることが分かった。この結果をもとに、平成18年度は、S県内の200床以上の総合病院に勤務する中年期(4055歳)のハイフライヤー看護者279名を対象として、彼らが臨床の看護体験を積み重ねる中で、どの様な「一皮むけた体験」を経験し、それらから何を学んだのか、それらが彼らのキャリア発達にどの様な意味をもっているのかを明らかにするために質問紙調査を実施した。また全国の300床以上の総合病院の看護管理者261名を対象として、中年期の看護者への期待と中年期の看護者のキャリア発達上の問題点と課題を明らかにするために質問紙調査を行った。その結果、中年期の看護者の成長に影響を及ぼした経験として、患者や家族から得られた学び、職場の役割の変更、職場内の人間関係に関するもの、看護師個人の経験などが見られ、いずれも看護者が、体験をどの様に受け止め、学びにしていくかは個人の解釈により異なっていた。管理者への調査の結果、中年期のキャリア発達では施設による差異が大きいこと、個人差が大きく意欲的な層とそうでない層の二極分化の傾向があることが分かった。またキャリア開発上の課題は、中年期に対する教育支援プログラムの未整備、意欲をもってもらうための動機付けの難しさなどがあげられ、今後の課題が多いことが明らかになった。これらの結果を元に、看護者の経験の積み重ね方と語りの意味づけの重要性と学びをもたらす経験の特徴を生かした看護職のキャリア開発のあり方と、中年期の看護者のキャリア支援のあり方について提案した。初年度の平成16年度は、中年期の看護者に半構成的なインタビューを行い、自己のキャリアの歩みの過程を回顧してもらい、その中に潜んでいるキャリアの軌跡を検討し、特徴的なキャリア発達のパターンとキャリア発達面での問題点と課題を見いだすことにより、キャリア発達に影響を及ぼしているであろう影響要因を明らかにすることを目的に活動を行った。また看護職の大部分を占める女性のキャリア発達とそれへの影響要因についても探った。対象者は、中年期にありかつ現時点でも看護実践現場で独自の専門性を生かしながら活動を続けている女性の看護者5名に対して半構成的なインタビューを行い、看護職に就く前後から現在に至るまでの自己のキャリアの歩みの過程を回顧してもらった。インタビューを通して語られたそれらの体験やエピソードの中に潜んでいる自己のキャリアの軌跡を語ってもらい、それらを対象者の了解を得た上でメモや録音をして記録し、その後、逐語録に整理し内容の分析を行った。その結果、個々の看護者は独自の人生上の出来事に遭遇しながら、それらをきっかけにキャリアトランジションを迎え、移行期を経ながら、次の新たな段階へのキャリア発達を重ね看護職としてのキャリアを重ねている姿が明らかになった。キャリアトランジションを迎えるきかっけは個々様々であるが、それらの経験を通して、自己の看護職としてのあり方を模索し、また置かれた状況への対応能力の不足などに気づき、それらに対処するための模索を経て、自己の看護者としての姿勢やあるべき姿(看護師像)に気づき、更に新たな段階を迎えている点においては共通した特徴が見いだされた。模索期を支える存在として、役割モデルとなるような先輩や上司あるいはメンターがあげられ、また組織からの役割付与や期待が推進力となっていた。今回の対象者は、比較するとハイフライヤーに属し、自己の専門領域と専門性をキャリアの中で築いてきており、自己の職業生活への自信と将来展望を自律的に追究していた。また女性看護者の職業発達にとっては、個人が置かれた心理社会的な条件が、職業生活や職業観にかなりの影響力を持っていることが明らかになった。

平成16年度は5名のハイフライヤーに属する中年期の看護者に半構成的なインタビューを行い、自己のキャリアの歩みの過程を回顧してもらい、その中に潜んでいる個人のキャリアの軌跡を検討し、特徴的なキャリア発達のパターンと状況やきっかけを見いだすことにより、キャリア発達に影響を及ぼしているであろう影響要因を明らかにした。平成17年度は、当初予定していた"普通の"臨床実践看護者を対象にした半構成的なインタビューの予定を変更し、前年度行ったハイフライヤーのインタビュー結果を、より個人的な経験の解釈の視点で分析を行うことになった。平成16年度の分析では、各個人のキャリアの軌跡の分析は、ある既存のキャリア発達理論に影響された分析になっているとの反省からである。これらの看護者の経験を再度見直し、その人が自分のキャリアをどの様に重ね、その個々の経験をどう捉え、意味づけし、その時々を過ごしてきたのかをその人が自分なりにどう知覚し、それらの経験を意味づけしているのかを探り、その語られたストーリーの中からの経験の積み重ね方を読み取っていった。その結果、個人は、語りながら自分自身でその時々の出来事に意味構成しながら個人のキャリアを振り返っている。また個人のキャリアを形作っているのは、経験そのものではなく、経験を意味づけし、形あるストーリーに築き上げ、そこに意味を持たせることにより、経験が積み重ねられ、個人のキャリアの軌跡が描かれることが見出されてきた。この結果より、看護者としての経験の積み重ねには、経験を解釈し、意味づけし、個人が自分自身の経験について意味を持たせることが重要な意味をもっていることが明らかになった。これらの結果をもとに、次年度は、看護者が臨床の看護体験を積み重ねる中で、どのような「印象に残っている経験」、「一皮むけた体験」を経験し、彼らがそれらの経験から何を学んだのか、それらが彼らのキャリア発達にどの様な意味を持っていたのかを、量的調査手法により捉え、看護職のキャリア開発を促進するための手がかりと方策を見出す予定である。平成16年17年の結果より、看護者の経験の積み重ねの意味を捉えるためには、本人にとっての経験の意味を解釈し、個人が自分自身の経験を意味づけの様相を捉えることが必要であることが分かった。この結果をもとに、本年度は、S県内の200床以上の総合病院に勤務する中年期(4055歳)のハイフライヤー看護者279名を対象として、彼らが臨床の看護体験を積み重ねる中で、どの様な「一皮むけた体験」を経験し、それらから何を学んだのか、それらが彼らのキャリア発達にどの様な意味をもっているのか、また自己の看護実践能力の評価と職業意識について明らかにするためにアンケート調査を実施した。また全国の300床以上の総合病院の看護管理者261名を対象として、中年期の看護者への期待と看護実践能力の評価、そして中年期の看護者のキャリア発達上の問題点と課題を明らかにするために質問紙調査を行った。その結果、中年期の看護者の成長に影響を及ぼした経験として、「患者・家族との関わり」、「患者・家族からの学び」、「患者・家族からの承認」、「患者・家族からの苦情や拒否」、「患者の急変と死」、「ターミナル患者との関わり」など、患者や家族から得られた学びが最も多かった。
4コマ漫画シーン理解のための文脈情報に関する研究

4コマ漫画はその基本構造として「起承転結」の展開を有しているとされているが、実際にコマ間の関係を解釈するとき、より詳しいストーリ展開の情報が必要となる。このような4コマ漫画のそれぞれのコマ間依存関係に関する情報を文脈情報と捉える。すなわち、4コマがそのストーリ展開に果たす役割を分析し、物語理解のためのシナリオとなるのがストーリ展開情報であり、そのようなコマ関係の物語理解のための枠組みを与えるのがストーリ展開構造である。ストーリ展開構造は4コマ漫画の文脈を意味付け、物語理解の手掛かりとなる。この文脈情報をどのように抽出し、どのように利用可能とするかが本研究課題の目標である。そのために3つの視点からコマ相互の描写内容を分析し、その特徴を抽出することを想定した。1)台詞や説明語・句がコマ内にあるか否かという観点でコマ特性を定め、このコマ特性の変化・系列としてパターン種別を定義する。2)前後のコマ描写内容に注目して、「(1)前コマが後コマの一部として縮退している、(2)反対に前コマが後コマを含んでいる、(3)前コマと後コマは全く同じ場面、状況となっている、(4)前コマと後コマは全く関係していない」という関係、及びコマ系列における依存関係によって特徴を定め、このコマ間の依存関係としてパターン種別を定義する。などを想定した。1)については5つのストーリ展開パターンによってほぼ83%の4コマ漫画の展開を解釈できることが確かめられた。その5つとはreasoning, concluding, opposing, asserting, correspondingである。今回は台詞が吹出し内に表記され、画像処理も比較的簡単であり、1)の視点は有用な方法である。一方、2)については実装するまでには至っていないが、コマ間の関係をその画素の空間的分布状況に基づいて判別し、また分布形状の相対的な解釈・識別法について実験した。もし、形状照合がかなりの精度で実現できれば、1)の視点よりも描写内容を表現していて、ストーリ展開構造を理解するために有効な情報となることが、思考的分析で確かめた。4コマ漫画シーン理解の直接的な研究目的は4つの連続したコマ漫画を通して、主題の展開(または物語)を理解することである。4コマ漫画は手書きで描かれ、絵情報と言語情報を直接的な表現メディアとして、作者の描写法によって主題が展開されている。もちろん、「落ち」は主題から直接導出できるとは限らないという複雑な対象である。このような4コマ漫画に対して、我々は今年度二つの視点で対処した。一つは直接4コマ漫画を分析し、特徴を抽出することであり、もう一つは4コマ漫画ではないが、ビデオ・ストリームに表れる会話文の系列における文脈(話の展開構造)を抽出・表現することである。4コマ漫画の分析、特徴抽出では人物域の同定、台詞域の抽出、台詞を中心としたストーリ展開について実施した。人物域の同定では「文字域には縦線分が多い」という経験的知識を用いて文字域を分離することにより実験した。一見、根拠が乏しい仮説ではあるが、かなり良好な結果を得た。一方、台詞域の抽出では文字域を最初に分離し、それを取り囲む閉曲線があることを線分追跡して抽出した。しかし、台詞域の境界が閉曲線となっていないこと、他の漫画成分と重なりあったり、省略されていることなど、閉曲線の抽出は困難な作業となっている。次に、この台詞情報(コマに台詞が付帯しているか否か)を用いてコマ間の展開構造を分析し、ストーリ展開を分類した。もちろん、このような単純な発想では十分に抽出できないが、ストーリ展開の大分類として、処理が簡単な割には強力に活用可能であった。一方、4コマ漫画ではないが、ビデオ・ストリームの会話系列を分析することにより話題の展開表現としてどのようなことが設定できるか、話題の展開における文脈情報の役割は何かなどについて検討した。展開表現法の一つとして、IBISモデルを用いて会話文の属性とその間の関係を表現し、コミュニケーション構造木を構成した。また、それに基づいて文脈を定義し、文脈(話題展開)に則した会話木の抽出について検討した。などを想定した。

1)については5つのストーリ展開パターンによってほぼ83%の4コマ漫画の展開を解釈できることが確かめられた。その5つとはreasoning, concluding, opposing, asserting, correspondingである。今回は台詞が吹出し内に表記され、画像処理も比較的簡単であり、1)の視点は有用な方法である。一方、2)については実装するまでには至っていないが、コマ間の関係をその画素の空間的分布状況に基づいて判別し、また分布形状の相対的な解釈・識別法について実験した。もし、形状照合がかなりの精度で実現できれば、1)の視点よりも描写内容を表現していて、ストーリ展開構造を理解するために有効な情報となることが、思考的分析で確かめた。
大規模遺伝子ネットワークの相互作用推定

一般に、観測されるシステム要素のタイムコースからシステム要素間の相互作用を推定することは、一種の逆問題である。これまで逆問題解決のための革新的な突破口として、微分方程式の立式に、べき乗則に基づいたS-systemモデルを、観測データを再現する多数の内部パラメータの自動推定法に進化アルゴリズムを適用する方法を提案してきた。本研究では、数10の構成要素から成る遺伝子ネットワークをS-system表記に基づいてモデル化し、次に、観測可能な物質の量のタイムコースデータを再現しうるようにS-systemパラメータの最適化を行い、遺伝子間相互作用を推定するシステムを構築した。さらに、並列クラスターシステムを用いた進化アルゴリズムを基にした高速かつ高精度な多変数非線形数値最適手法の開発を行った。1.高速かつ高精度な多変数非線形数値最適化手法の開発:実数値遺伝的アルゴリズム(GA)を用いて、新しい世代交代モデルとしてMGGを採用し、交叉法としてUNDXを採用したGA手法を設計・開発した。2.小規模な遺伝子ネットワークシステムでの詳細な相互作用推定:1で開発した遺伝子相互作用推定システムの有用性を検証するために5遺伝子から構成されるネットワークの推定問題に適用した。野生型および1遺伝子破壊株を想定した6種の発現タイムコースデータを準備し、これらのタイムコースデータを開発した遺伝子相互作用推定システムに入力として与えた。システムは、それらのタイムコースデータを再現しうる60個のS-Systemパラメータの値を推定し、その結果からネットワーク構造を同定することができた。3.離散モデルと連続モデルの統合法の確立:大規模系を解する場合、離散モデルと連続モデルの組み合わせ手法によって遺伝子ネットワークの推定を行うことを提案してきた。推定のための戦略は、次のようにまとめられる。(Dまず、用意した解析対象遺伝子数+1セットのタイムコースデータの定常状態の値(発現量)に着目して、閾値検定モデルの解析手順に従って、二項関係を導出する。(2)次に、閾値検定モデルで導出した二項関係を用いて、多階層有向グラフモデルによりグループ化を行う。(3)次に、S-Systemを用いた推定を行う。まず、同値類でない遺伝子間の相互作用について、正か負かは定常状態の発現量データより確定できる。同値類の遺伝子間相互作用については、同値類に属する遺伝子群と同値類に影響を与えている遺伝子の自然状態の発現量のタイムコースデータと関係する遺伝子を一つずつ破壊した場合の発現量のタイムコースデータを与えて、S-Systemモデルのパラメータの最適化を行う。4.推定した相互作用ネットワーク構造からの知識抽出:開発した推定システムを用いて、推定試行を繰り返し、実験データを再現する多数のネットワーク候補を見出すことに成功した。これらの解候補から相互作用に関する重要な知識抽出ができるか検討した。各ネットワーク候補において、状態変数同士の相互作用の符号(+なら活性化、-なら抑制、ゼロなら無関係)に着目し、全構造ですべてに共通に現れる共通構造とその他の構造(非共通構造)に分類し、共通構造のもつシステム解析的解釈を検討した。共通構造は、感度の高い相互作用であり、実験タイムコースデータを再現する上で、重要不可欠なものであることが示唆された。遺伝的アルゴリズムを基本とする従来の最適化手法では、各世代の個体を1つの集団と捉えていたが、この方法では世代を重ねるごとに局所解に陥ってしまい評価値の上昇が抑えられる傾向にあった。そこで本研究では、1)島モデル遺伝的アルゴリズムを導入する、2)各サンプリングポイントの実験データの値にあわせようとする値評価に、タイムコースの形をあわせようとする形評価を加えた評価関数を導入する、の2点を検討した。その結果、島モデルGAを導入することで、目標精度の個体を得る確率(ヒット率)を上昇させることができた。島数が多い場合は、個体の多様性が保たれていて、最適化の大域探索が行われ、島数が少ない場合は、収束が速いが局所探索になるため、局所解に陥りやすいことが明らかになった。適切な島数を設定することで、単一集団よりも確実に目標精度の個体を見つけることができる。上記の2)については、サンプリング点での値評価と形評価を重み付き評価関数で表し、その値で評価した。その結果、目標精度を高くするほど、形評価の重みをあげることで、速く確実に目標精度の解を得ることができた。現在、並列クラスターマシーンを用いて、"Heterogeneous Parallel GA"を設計中である。あるcpuは探索範囲内を常に動き回って大域探索を行い、評価値の高い可能性のある範囲を次々に見つけ、その各々の絞られた範囲内では、島モデルGAを適用して、局所探索が行われるようにするものである。その際、これらの情報をコントロールする監視cpuも導入する。

1.高速かつ高精度な多変数非線形数値最適化手法の開発:実数値遺伝的アルゴリズム(GA)を用いて、新しい世代交代モデルとしてMGGを採用し、交叉法としてUNDXを採用したGA手法を設計・開発した。2.小規模な遺伝子ネットワークシステムでの詳細な相互作用推定:1で開発した遺伝子相互作用推定システムの有用性を検証するために5遺伝子から構成されるネットワークの推定問題に適用した。野生型および1遺伝子破壊株を想定した6種の発現タイムコースデータを準備し、これらのタイムコースデータを開発した遺伝子相互作用推定システムに入力として与えた。システムは、それらのタイムコースデータを再現しうる60個のS-Systemパラメータの値を推定し、その結果からネットワーク構造を同定することができた。3.離散モデルと連続モデルの統合法の確立:大規模系を解する場合、離散モデルと連続モデルの組み合わせ手法によって遺伝子ネットワークの推定を行うことを提案してきた。推定のための戦略は、次のようにまとめられる。(Dまず、用意した解析対象遺伝子数+1セットのタイムコースデータの定常状態の値(発現量)に着目して、閾値検定モデルの解析手順に従って、二項関係を導出する。(2)次に、閾値検定モデルで導出した二項関係を用いて、多階層有向グラフモデルによりグループ化を行う。(3)次に、S-Systemを用いた推定を行う。まず、同値類でない遺伝子間の相互作用について、正か負かは定常状態の発現量データより確定できる。同値類の遺伝子間相互作用については、同値類に属する遺伝子群と同値類に影響を与えている遺伝子の自然状態の発現量のタイムコースデータと関係する遺伝子を一つずつ破壊した場合の発現量のタイムコースデータを与えて、S-Systemモデルのパラメータの最適化を行う。4.推定した相互作用ネットワーク構造からの知識抽出:開発した推定システムを用いて、推定試行を繰り返し、実験データを再現する多数のネットワーク候補を見出すことに成功した。これらの解候補から相互作用に関する重要な知識抽出ができるか検討した。各ネットワーク候補において、状態変数同士の相互作用の符号(+なら活性化、-なら抑制、ゼロなら無関係)に着目し、全構造ですべてに共通に現れる共通構造とその他の構造(非共通構造)に分類し、共通構造のもつシステム解析的解釈を検討した。共通構造は、感度の高い相互作用であり、実験タイムコースデータを再現する上で、重要不可欠なものであることが示唆された。遺伝的アルゴリズムを基本とする従来の最適化手法(Simple GA)では、各世代の個体を1つの集団と捉えていたが、この方法では世代を重ねるごとに局所解に陥ってしまい評価値の上昇が抑えられる傾向にあった。
食物線維と大腸機能に関する研究

食物繊維は、腸に対して良い面に関してもまた悪い面に関しても様々な影響を及ぼすと考えられている。本研究においては、大腸の主要な機能である吸収分泌及び運動機能と、食物繊維の腸内細菌による代謝産物である短鎖脂肪酸との関係に関して、以下のような3種類の実験を行った。1.ラット大腸に、透析膜で作った疑似糞を挿入し、透析膜内を短鎖脂肪酸を含む液で潅流すると、大腸運動の亢進と管腔内負電位の増大がみられた。このことより、管腔内の短鎖脂肪酸が、大腸運動の亢進とCI分泌の亢進を引き起こす効果があることが明らかになった。2.腸管一部切除ラット(コントロ-ル:回腸切除:盲腸切除:回腸盲腸切除)の各群につき術後1週目に以下の点につき検討した。下部結腸の糞便の水分含量は、この順に増えており、後者ほど下痢の傾向がひどかった。糞便のpHは下痢との相関はなかったが、糞便の有機酸の組成が、前二者では短鎖脂肪酸が主体であるのに対し、後二者では乳酸主体になっていた。さらに、in vitroの系で結腸水分吸収速度を測定したところ、管腔内液中に乳酸があると、短鎖脂肪酸の場合に比べ、水分吸収が落ちることも明らかになった。以上より、腸管一部切除によりなんらかの理由で腸内細菌叢が変わり、短鎖脂肪酸発酵から乳酸発酵に変化し、それが下痢を来す主要な原因であると結論された。3.ヒトのボランチアにおいて、難消化性ガラクトオリゴ糖TOSを摂取した後の直腸運動の変化を内圧法で測定した。同時にTOSが大腸に到達した発酵が始まる時間を呼気中の水素ガス濃度測定により求めた。その結果発酵が始まるにともない直腸運動が亢進する傾向がみられる事が明らかになった。
異種無線マルチホップネットワークにおける協調型動的周波数割当

これまでの人間を中心とした通信ではなく,モノ同士が通信するM2M(Machine to Machine)やIoT(Internet of Things)あるいはIoE(Internet of Everything)に関する研究が盛んに行われ,徐々に実用化もされつつある.現時点で実用化されているM2Mサービスは,スマートメータなどの同種のモノが通信する形態であるが,今後は各種センサや家電製品などが加わり,多種多様な機器が混在する環境になるものと考えられる.一方で,電波資源は有限であるため,今後はその逼迫が問題となる.本研究では,ノード性能の異なる異種無線マルチホップネットワークにおいて,トラフィック量に応じた最適な周波数を動的に割り当てる手法について検討し,昨年度得られた自律分散アルゴリズムをより大規模かつ多様な環境でシミュレーション評価して,その有効性を確認した.新たにアンライセンスバンドを利用したLAA(Licence-Assisted Access using LTE)の適用も考慮している.また、ZigBeeアプリケーションをトラヒックの即時性・耐パケットロス性の観点から複数のクラスに分類し、それぞれのQoS(Quality of Service)要求を満足するスロットスケジューリング手法について、Wi-Fiへの影響を最小限に抑える改良を行い,その性能をシミュレーションによって評価した.更に,これらの手法を有機的に連携させる統合プラットフォームの検討を開始し,実機実験と合わせて最終年度に向けたまとめの段階に入っている.年次計画で予定していたGNU Radioに代表されるソフトウェア無線による実機実験は環境的に難しいことが判明したが,既存のWi-Fi,ZigBee機器を用いて十分フィージビリティを評価できる予定である.応募時の研究計画に沿って着実に推進する予定である.ただし,前述のように実機実験環境は環境に合わせて変更するが,必要なデータは取得できる見込みである.これまでのセンサネットワークやメッシュネットワークに加えて,M2M/IoTサービスやビッグデータの収集など,無線マルチホップネットワーク(WMHN:Wireless Multi-Hop Network)の適用領域が広がりつつある.それに伴って,同じ場所で複数のWMHNが構築されることが予想されるが,電波資源は有限であるため,その逼迫が問題となる.そこで本研究では,多種多様な機器・サービスが同時に稼働する空間において,複数のWMHNが相互に協調して動的に周波数を共用することで,それぞれのサービスに必要な品質の通信を提供するプラットフォームを確立する.初年度である平成28年度においては,サービス毎に異なる要求品質を満足させる周波数割り当てパターンを導出するアルゴリズムについて検討し,周囲の通信状況を観測して自律的に送信チャネルを選択する基本方式を確立した.計算機シミュレーションによる基礎性能評価を行い,小規模な環境での有効性を示している.また,遅延要求が厳しいがパケットロスには寛容なマルチメディアトラヒックや,数分単位での遅延を許容する代わりに確実な送達を必要とするデータ収集トラヒックなどの多様なアプリケーションの混在を想定し,複数の通信品質を満足するバッファ制御方式を確立した.こちらも計算機シミュレーションによる基礎性能評価を行い,2種類の通信品質を要求に応じて向上させていることを確認した.当初の計画通り,方式の基礎理論を確立した.特に大きな問題は発生しておらず,順調に進捗している.これまでの人間を中心とした通信ではなく,モノ同士が通信するM2M(Machine to Machine)やIoT(Internet of Things)に関する研究が盛んに行われ,徐々に実用化もされつつある.現時点で実用化されているM2Mサービスは,スマートメータなどの同種のモノが通信する形態であるが,今後は各種センサや家電製品などが加わり,多種多様な機器が混在する環境になるものと考えられる.一方で,電波資源は有限であるため,今後はその逼迫が問題となる.本研究では,ノード性能の異なる異種無線マルチホップネットワークにおいて,トラフィック量に応じた最適な周波数を動的に割り当てる手法について検討し,各ノードが自身が転送するパケット数と自身宛てではないが受信可能なパケット数を観測して分散的にチャネルを決定するアルゴリズムの基礎検討を行った.研究2年度目である平成29年度においては,小規模なシミュレーション評価によってその効果を検証した.また,複数種類のアプリケーションが同時稼動する環境を想定し,異なる通信品質(QoS: Quality of Service)を満足するバッファ制御方式についても合わせて検討した.具体的には,遅延を重視するアプリケーションとロス率を重視するアプリケーションを想定し,前者を優先するスケジューリング制御と後者を優先する廃棄制御を提案した.シミュレーションによって,両方のQoSを同時に向上させ得ることを確認している。年次計画で予定していた制御オーバヘッドの改善に関する検討が遅れているが,一方でサービスごとの要求品質を考慮したアルゴリズムについては予定以上に進んでおり,総合するとおおむね計画通りに進捗していると言える.これまでの人間を中心とした通信ではなく,モノ同士が通信するM2M(Machine to Machine)やIoT(Internet of Things)あるいはIoE(Internet of Everything)に関する研究が盛んに行われ,徐々に実用化もされつつある.現時点で実用化されているM2Mサービスは,スマートメータなどの同種のモノが通信する形態であるが,今後は各種センサや家電製品などが加わり,多種多様な機器が混在する環境になるものと考えられる.一方で,電波資源は有限であるため,今後はその逼迫が問題となる.本研究では,ノード性能の異なる異種無線マルチホップネットワークにおいて,トラフィック量に応じた最適な周波数を動的に割り当てる手法について検討し,昨年度得られた自律分散アルゴリズムをより大規模かつ多様な環境でシミュレーション評価して,その有効性を確認した.新たにアンライセンスバンドを利用したLAA(Licence-Assisted Access using LTE)の適用も考慮している.

また、ZigBeeアプリケーションをトラヒックの即時性・耐パケットロス性の観点から複数のクラスに分類し、それぞれのQoS(Quality of Service)要求を満足するスロットスケジューリング手法について、Wi-Fiへの影響を最小限に抑える改良を行い,その性能をシミュレーションによって評価した.更に,これらの手法を有機的に連携させる統合プラットフォームの検討を開始し,実機実験と合わせて最終年度に向けたまとめの段階に入っている.年次計画で予定していたGNU Radioに代表されるソフトウェア無線による実機実験は環境的に難しいことが判明したが,既存のWi-Fi,ZigBee機器を用いて十分フィージビリティを評価できる予定である.当初の計画通り,初年度に確立した基本方式を拡張しながら,高性能な計算サーバと市販パッケージを用いたシミュレーションによって大規模な性能評価を行い,最終的には実機実験環境を構築して提案方式のフィージビリティを検証する.また,得られた成果を国内外の学会及び学術論文誌に順次発表して対外的にアピールすると共に,他の研究者からの意見を提案方式にフィードバックさせる.応募時の研究計画に沿って着実に推進する予定である.具体的には,前年度までに得られた複数のQoS指標を考慮した周波数割当方式について,制御オーバヘッドを考慮した総合的な性能評価を行い,自律分散制御による実現可能性の検証を行う.また,最終年度に予定している実機実験に向けた準備を始める.応募時の研究計画に沿って着実に推進する予定である.ただし,前述のように実機実験環境は環境に合わせて変更するが,必要なデータは取得できる見込みである.別用途で使用していた既存機器を使用できたため,計上していた開発用サーバの購入が不要となった.今年度の性能評価においては,購入予定だった拡張CPU・メモリなしで実行可能だったため.この先の大規模シミュレーションには必要なため,次年度に購入する.また,公務の都合上予定していた国際会議に参加できなかった.これも,次年度の成果発表旅費として使用予定である.予定していた国際会議に参加できなかったため,出張費が大幅に減額となった.しかし,既に次年度の国際会議への投稿論文が採択されており,これへの参加に充当する.平成29年度は上記の機器を使用できないため,改めてサーバを購入する.
電解放電複合研削加工法によるセラミックス加工に関する基礎研究

アルミナ焼結体(以下アルミナ)あるいは炭化珪素焼結体(以下SiC)を電解放電複合研削加工法で表面加工する際の、放電と電解の効果について調べた。試片を0.011mol/lNaOH、HCl、H_3PO_4、NaH_2PO_4、Na_2HPO_4あるいは、Na_3PO_4水溶液中に浸漬し、これに加工電極であるW線あるいはPt-33%Ir線を100gfの力で押付けた。加工電極と対極(Pt)との間に加工電圧0300Vを30min負荷した。いずれの加工条件でも、加工電極の極性が負の場合に最大侵食深さが大きくなった。加工電極を正にした場合の最大侵食深さは負の場合のそれの1/10程度であった。以下では加工電極を負として実験を行った。加工痕の形状には2ケのタイプが観察された。最大侵食深さが大きい、すなわち加工量が多い場合には、最大侵食部は加工痕の中央であり、その断面はU型をしている(Type I)。一方、加工量が少ない場合には、加工痕の中央部はむしろ浅く、最大侵食部は加工痕のふちの部分であって、その断面はW型となる(Type II)。アルミナを加工する際には、いずれの電解質溶液においても濃度が高いほど、あるいは加工電圧が高いほど最大侵食深さは大きくなった。電解質およびその濃度ごとに臨界電圧が存在し、これより低い電圧ではType IIの加工痕に、高い電圧ではType Iの加工痕となった。この臨界電圧は最大侵食深さが急激に深くなる電圧および常時放電を開始する電圧とも一致する。アルミナの加工においては、まず粒界にたまった焼結助剤が侵食され、続いてアルミナ粒の脱離、さらにはアルミナ粒自体の侵食がおこるものと考えられる。アルミナの加工液としてはNa_3PO_4あるいはNa_2HPO_4水溶液が適していることがわかった。SiCの加工では、0.01および0.1mol/lNaOH水溶液中で大きな加工量が得られた。この場合にはSiC粒自体が侵食を受けていた。HCl水溶液中では反応生成物が堆積するため、加工電圧を高くしているとむしろ浅くなる傾向がみられた。電解質水溶液中の破加工対象であるセラミックと白金製対極をおき,加工電極を上部から液中にたて100gの荷重を加えてセラミック試片に押しつけると共に,加工電極と対極間に直流電圧を加える.(加工電極を負とする).加工電極として当初直径5mmのニッケル丸棒で先端を円堆形に尖らせたものを使用したが,損耗するば尖らしている意味がなくなること,放電部分をなるべく局減したいこと,酸中での耐食性を考慮したいこと,加工電極の発熱温度上昇に耐える耐熱性の要求されること,を考慮した0.8mmφの33%Ir(イリジウム)ー白金合金線を使用することにした.電解質溶液について各濃度のHCl溶液ではアルミナ,SiCとも実用的加工速度はえられなかったので,各種濃度のNaoH溶液において調査した結果をのべる.アルミナについて,100μm/30分以上の加工速度に必要な下限電圧は1N(4%)

NaoH中で80V,0.1NNaoH中で230Vである.SiCの同様下限電圧は1NNaoH中で120V,0.01NNaoH中で230vであり,アルミナが高濃度で加工し易いのに対し,SiCは低濃度側で加工し易いと逆の傾向をもち, 0.1NNaoH中で最も加工速度が大きい.溶液中イオン種をICP発光分析にて分析した結果, Al_2O_3(アルミナ)ではAlの溶出が認められず,バインダー成分(Ca,Si,Mg,Fe)のみを検出した.またSiCの場合はSiを検出した.これら結果と応査電顕による観察とを総合すると,アルミナでは主として粒界,SiCではSiC粒自体の侵食により加工が進行したと推定できる.当初困難であったSiCの加工条件を見い出しえたことにより,同様共有結合性のSi.ナ_<3.ニ>N.ナ_<4.ニ>等への適用可能性が高くなり,セラミック一般への応用が視野に入ってきた.本法はこのままでも透過電顕観察用薄膜試件の作製に使って現法の所要時間短縮に寄与できる.アルミナ焼結体(以下アルミナ)を電解放電複合研削加工法によって表面加工をする際の放電と電解の効果について調べた。アルミナ試片を0.011mal/l NaOH、HCl、H_3PO_4、NaH_2PO_4、Na_2HPO_4あるいはNa_3PO_4水溶液中に浸漬し、これに加工電極である8mmΦのW線を100gfの力で押しつけた。加工電極と対局(Pt)との間の直流の加工電圧0300Vを30min負荷した。いずれの加工条件でも、加工電極の極性が負の場合に最大侵食深さが大きくなった。加工電極が正の場合の最大浸食深さは負の場合のそれの1/10程度であった。以下では加工電極の極性を負として実験を行なっている。加工痕の形状には2ヶのタイプが観察された。最大浸食深さが大きい、すなわち加工量が多い場合には、最大侵食部は加工痕の中央であり、その断面はU型をしている(TyPeI)。一方、加工量が少ない場合には加工痕の中央部はむしろ浅く、最大浸食部は加工痕のふちの部分であって、その断面はW型をしている(TyPeII)。アルミナを加工する際にはいずれの電解質水溶液中においても、濃度が高いほど、加工電圧が高いほど最大侵食深さは大きくなった。加工電圧が高くなるにつれ、加工痕の形状はTyPeIIからTyPeIへ移行した。加工痕の形状がTyPeIIからTyPeIへ移行する電圧は、最大侵食深さが急激に深くなる電圧であり、常時放電を開始する電圧とも一致する。SEMによる観察、あるいは加工液中に含まれる元祖の分析結果から、アルミナの加工では、まず粒界にたまった焼結助剤が侵食を受け、続いてアルミナ粒の脱離、さらにはアルミナ粒自体の侵食がおこるものと考えられる。また、アルミナの加工液としてはNa_2HPO_4あるいはNa_3PO_4水溶液が適していることがわかった。これらの加工液では、従来加工液に適しているとされた同モル濃度のNaOH水溶液中での加工量より58倍大きい加工量が得られた。これらの液はPH(911)の面からもNaOHより優れる。
解説するコンピュータ将棋：データ分析と未来予測の言語化

与えられた盤面およびそこから先読みを行った結果得られる盤面に対して解説を生成方法を提案し自動解説を実現した。この過程で得られる用語と局面の自動対応(シンボルグラウンディング)モジュールを用いて言語のキーワードによる局面検索が実現できることを示し、情報検索のトップ会議(ACM SIGIR 2017)に採択された。また、本研究テーマを通して作成した将棋の固有表現コーパスをLREC 2016にて発表し、これを用いて、局面を参照する固有表現認識器を提案し、言語処理のトップ会議であるACL 2016にて発表を行った。将棋の解説文の生成には、将棋の解説文に対していくつかの言語処理がある程度の精度で行えることが前提となる。まず、必ず必要となる単語分割について正解データを作成して精度を測定した。結果、91%程度と低かったので、辞書の充実や学習データの追加を行い、97%程度まで高めることに成功した。これは、形態素解析器KyTeaの配布モデルとして公開している。また、23種類の将棋用語を定義し、これらを自動認識するシステムを作成した。次に、これらの言語処理を用いて単語に分割された解説文の単語と、局面のとの対応を自動的に取ることで、新たな局面に対してそれを表す特徴語を出力するモジュールを作成した。最後に、自動で単語に分割された大量の解説文から単語単位の確率的言語モデルを構築し、特徴語を入力として文を生成するモジュールを構築した。この結果、与えられた局面に対する文を生成することができるようになった。生成された文を精査した結果、精度は不十分であることがわかり、問題となる個所の改善について考案した。以上の成果は以下のサイトで公開している。将棋の局面とそれに対応するコメントを収集し、コーパスを作成した。また、将棋に対して分野特有の固有表現を定義し、コーパスの一部、単語分割を行った2,508文に対して人手で固有表現をアノテーションした。さらに、そのデータとBCCWJを使って学習したKyTeaとPWNERによって固有表現タグをコーパスの残り、742,286文に付与した。これらのコーパスを用いてニューラルネットワークによる局面と特徴語の自動対応、および言語モデルによる自動解説システムを構築した。局面に対する感想を述べられるようになった。また、盤面を参照することで固有表現の認識精度を向上させる方法を提案し、実験的に効果を確認した。データの収集と整備が概ね終了し、あとは量が十分かを確かめることである。作成したデータを用いて自動解説システムのプロトタイプを構築し、局面に対する感想を述べられるようになった。本来の課題に加えて、将棋の局面を参照すること(シンボルグラウンディング)による自動単語分割の精度向上や固有表現認識の精度向上の手法を考案し、トップの国際学会での発表に採択された(固有表現認識の発表は2016年度)。以上から主たる目標はおおむね順調に進捗しており、また付帯的な研究成果も上がっているといえる。最終年度では、与えられた盤面から先読みを行った結果得られる盤面に対して、すでに可能となっていた盤面状態からの解説文生成を応用し、解説を生成することを行った。このとき、最善手や次善手に加えて、解説されやすい手順も解説対象とすることを提案した。具体的には、解説されやすさをモデル化し、実際の解説からモデルのパラメータを学習して、手順を選択し。自動解説に加えて、言語のキーワードによる局面検索の手法を提案し、情報検索のトップ会議であるACM SIGIR 2017に採択された。この研究では、解説文生成において構築した、シンボルグラウンディングモジュールを用いている。また、本研究テーマを通して作成した将棋の固有表現コーパスを用いて、局面を参照する固有表現認識器を提案し、局面を参照しない従来の固有表現認識に対する優位性を示した。実世界を参照する自然言語処理の先駆的研究として評価され、言語処理のトップ会議であるACL 2016に採択され、発表を行った。基本的な言語処理ツールを適応・構築し、将棋の解説文に対していくつかの言語処理がある程度の精度で行えるようになった。新たな局面に対してそれを表す特徴語を出力するモジュールが作成できた。特徴語を入力として文を生成するモジュールが構築できた。この結果、予定通り、一通りの動作を行うシステムが完成し、誤りの分析とその結果に基づく各部分の精度向上に取り組むことが可能となった。自動解説においては、先読み(未来予測)を含めた解説生成に取り組む必要がある。また、展開予想とその理由など2文以上を生成し、それらを適切な接続詞などで論理的に結合するようにしたい。国際会議に採択された自動単語分割の精度向上や固有表現認識の精度向上については、説明やデータを豊富にした上で、論文誌への投稿を行う。最後に、成果を用いてデモシステムを作成する。これは、今年度購入した置駒に機能を埋め込むことで実現される。

自然言語処理完成したシステムの出力の誤りの分析を行い、その結果に基づいて各部分の精度向上に取り組む。また、深層学習などのより複雑なモデルで局面の認識や文生成を試みる残額が大きくなかったので調整しなかった。用語の自動認識を使うか否かの方針が未確定のため、そのアノテーションを保留したため。少し多めに執行する。早い段階で方針を確定し、係り受けか用語のアノテーションかのいずれかを行う。
膵ベータ細胞の老化速度は環境要因で遅延させることができる

我々は、常染色体優生遺伝で糖尿病を発症するモデルマウスを確立した。遺伝子マカ-を用いた検索により責任遺伝子は7番染色体70cMに存在することが明らかになった。病理学的検討によりこのマウスでは膵ベータ細胞の増殖低下から相対的ベータ細胞の不足をきたし糖尿病を発症することが判明した。本研究においては、(1)摂取エネルギーの抑制による膵ベータ細胞増殖能への影響、(2)エネルギー抑制の作用点と遺伝子異常との関連、の2点について検討した。(1)摂取エネルギーの抑制による膵ベータ細胞の細胞増殖能への影響:生後10週よりエネルギー制限を行い25週齢まで経過を観察した。その結果、エネルギー制限により血糖は、対照群糖尿病マウスに比較し低下した。23週齢からベータ細胞の細胞回転を見る目的でBrdUを投与しS期ベータ細胞の頻度を計測した。その結果、正常Wildマウスでは、生理的血糖の範囲で細胞増殖が厳重なコントロールのもとに制御されているのに対し、糖尿病マウスでは血糖には反応せずS期細胞の頻度は低値を示した。これらのことから、ベータ細胞の増殖の抑制が有るものと考えられた。(2)エネルギー抑制の作用点と遺伝子異常との関連:初期糖尿病期にあたる10週齢でマウスを屠殺し、膵ベータ細胞の微細構造を観察した。その結果、膵アルファ細胞では著変は認められなかった一方、ベータ細胞のEndoplasmic reticulumおよびミトコンドリアに著明な変化が見られた。Endoplasmic reticulumは、拡張と増殖が認められ、細胞質の大部分を占有していた。ミトコンドリアは膨化しているものや、クリステ構造が破壊されていた。細胞質のinsulin顆粒の密度はひくく、インスリン不足を示唆する所見であった。以上から、Mody4による異常はベータ細胞のERおよびエネルギー産生をも巻き込む異常で有ることが判明した。
根寄生雑草の宿主認識メカニズムの解明

根寄生植物(雑草)の種子発芽刺激物質は主にLC/MS/MSを用いた微量分析法により定性・定量分析を行った。その結果、ダイズ、シロイヌナズナなど数種の植物の生産する発芽刺激物質を確定し、特にアカクローバーの生産するオロバンコールについて、発芽後4週目までの週当たりの生産量を世界で初めて定量した。また、エンドウ、トマト、ソルガムについては新規発芽刺激物質を生産していることを明らかにし、LC/MS/MSおよびGC/MS分析に基づいて推定構造を提出した。一方、吸器誘導物質は、宿主の根と発芽した寄生雑草種子との相互作用により生成することを確認したが、構造解析には至らなかった。宿主への侵入時における微細構造変化については、インビトロ感染系を確立し、解析を進めている。その過程で、宿主への侵入時には、宿主の細胞間の接着が剥がされ、吸器は宿主の細胞を押し分けながら維管束系まで到達することが明らかとなった。宿主との相互作用に関与する寄生雑草側の遺伝子発現では、特に発芽への関与が未だに不明であるエチレン生合成に注目して研究を行った。その結果、同じ根寄生雑草のストライガでは、種子発芽の際に、エチレン生合成の鍵酵素であるACC synthase遺伝子の発現量が経時的に上昇するのに対して、オロバンキ(ヤセウツボ)では、ACC synthaseのN末側に複数のストップコドンが存在し、機能していない可能性が示唆された。このことはヤセウツボの発芽がエチレンで誘導されないという事実と良く対応している。細胞壁分解酵素の内、オロバンキではβ-グルコシダーゼが最も強い活性を示すが、細胞壁分解に直接関わるだけではなく、宿主の抵抗性反応を低下させている可能性も示唆された。以上のように、本研究推進により、根寄生雑草の宿主認識メカニズムの解明に不可欠な、発芽、吸器形成、宿主への侵入における化学物質、酵素、遺伝子の関与がかなり明確になった。その結果として一方では多くの未解決の研究課題が残っており、今後、更に研究を深化・発展させる予定である。本年度の研究計画に基づいて研究を行った結果、次のような成果が得られた。まず、寄生雑草ヤセウツボ種子の発芽刺激物質の探索では、数種類の作物が発芽刺激物質を分泌していること、特に、エンドウとトマトは新規の発芽刺激物質を分泌していることが分かった。このうちエンドウの発芽刺激物質についてはほぼ純粋なサンプルが得られ、現在機器分析により構造解析中である。LC/MS/MSによるストリゴール類縁体の簡易分析法については、これらの化合物が共通部分構造(D環部分)を含み、その部分構造がイオン化に伴って容易に脱離することから、ニュートラルロスによる分析法を検討している。吸器誘導物質の活性検定法は確立できたので、吸器誘導活性が報告されている化合物および宿主植物の水耕液について活性検定を進めている。寄生雑草の発芽種子(幼根)が分泌する細胞壁分解酵素については、寄生雑草と宿主植物の分解酵素を区別する必要がある。今後、宿主および寄生雑草由来の分解酵素をそれぞれ精製し、抗体を作成してその分布、量的変動などを解析する予定である。宿主への進入過程観察のためのインビトロ系の確立については、シロイヌナズナにヤセウツボが寄生することが明らかになったので、アカクローバーとは別に、シロイヌナズナを用いた実験も継続中である。