hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
モデルマイニング：超高次元大規模データからの局所モデル探索列挙手法の探求

超高次元大規模データから各サブプロセスを表すモデルを高速探索するモデルマイニング原理を探求し、医療等への実験適用を通じたアルゴリズム検討を目的とした。その結果、大規模データから高速、高精度なモデルマイングが可能なランダムサブサンプリングとアンサンブルモデリングの原理を確立し、それを実装する半空間データ質量や類似性尺度の手法を得た。またそれらを医療分野に適用し、臨床患者データから新しい心疾患生起メカニズムモデルを発掘することに成功した。以上の成果を、機械学習の世界トップ論文誌であるMachine Learningやデータマイニングの世界トップ国際会議であるICDM及び医学主要論文誌に発表した。本研究では、数千次元を超える超高次元大規模データから各サブプロセスを表す変数と事例、モデルの候補組を高速探索列挙するモデルマイニング原理を探求、さらに生化学・医療、経済への実験適用を通じアルゴリズムを検討することを目的としている。平成26年度は、(1)データから蓋然性の高い3項組(変数部分集合,事例部分集合,モデル)を見出す統計的・情報論的基準の構築、(2)データからの基準を満たす3項組候補の高速探索列挙原理の構築に加え、一部(3)実ビッグデータに基づく効率的アルゴリズムの検討に取り組んだ。(1)では、膨大な次元を有しかつ膨大な事例から成る大規模データについて、そのデータのすべてにアクセスすることなく、データの複雑な分布を効率的に推定する原理に関する追及を行った。(2)については、(1)と並行して特にデータから関連する事例と変数を選択してモデル関係を探索する原理について探求を行った。(3)については、これら(1)及び(2)の原理を計算機に実装するアルゴリズムの予備的検討を行い、これらの考え方を一部取り入れた大規模データからのモデリング手法を検討し、プロセスプラントのモデリング、及びテキストデータのクラスタリングで応用適用し、その潜在的有効性を確認した。本研究では、数千次元を超える超高次元大規模データから各サブプロセスを表す変数と事例、モデルの候補組を高速探索列挙するモデルマイニング原理を探求すること、さらに医療等への実験適用を通じアルゴリズムを検討することを目的とした。筆者等は、自らの部分空間クラスタリング、最適化変数・事例選択、探索列挙等の研究成果と医療・経済等の実践的研究経験からこの着想を得た。本探究により、世界を先導する次世代データマイニング・機械学習の重要分野を拓くことを目指した。より具体的には、(1)データから蓋然性の高い候補を見出す統計的・情報論的原理の構築、(2)超高次元大規模データから統計的・情報論的原理により候補を高速探索する手法の確立、(3)医療などの実ビッグデータに基づく効率的アルゴリズムの検討、(4)原理・手法・アルゴリズムの実例題検証の4項目を実施した。その結果、大規模データから非常に高速、高精度なモデルマイングを可能とする基礎原理であるランダムサブサンプリングとアンサンブルモデリングの原理を確立し、それを実装する半空間データ質量やデータ質量ベース類似性尺度の手法を得た。またそれらを医療分野に適用し、心疾患臨床患者データから従来知られていなかった心疾患生起メカニズムモデルを発掘することに成功した。以上の成果を、機械学習の世界トップ論文誌であるMachine Learningやデータマイニングの世界トップ国際会議であるICDM、及び医学主要論文誌に発表した。研究実績の概要で述べたように、平成26年度は(1)データから蓋然性の高い3項組(変数部分集合,事例部分集合,モデル)を見出す統計的・情報論的基準の構築、(2)データからの基準を満たす3項組候補の高速探索列挙原理の構築に加え、一部(3)実ビッグデータに基づく効率的アルゴリズムの検討に取り組んだ。(1)について、膨大な次元を有しかつ膨大な事例から成る大規模データについて、そのデータのすべてにアクセスすることなく、データの複雑な分布を効率的に推定する基礎原理の見通しを得ることができ、所定の目標に沿う研究進捗を達成した。(2)についても、データから関連する事例と変数を選択してモデル関係を探索する基礎原理の見通しを得ることができ、所定の目標に沿う研究進捗を達成した。(3)についても、以上の原理を計算機に実装するアルゴリズムの予備的検討を行い、これらの一部取り入れた大規模データからのモデリング手法を検討し、プロセスプラントのモデリング、及びテキストデータのクラスタリングで応用適用し、その潜在的有効性を確認した。以上の状況から、概ね予定通りの研究進捗を達成していると言える。平成26年度の(1)データから蓋然性の高い3項組(変数部分集合,事例部分集合,モデル)を見出す統計的・情報論的基準の構築、(2)データからの基準を満たす3項組候補の高速探索列挙原理の構築の成果を受け、(3)実ビッグデータに基づく効率的アルゴリズムの検討と(4)原理・アルゴリズムの実例題検証に本格的に取り組む。また、(3)、(4)の検証結果を受け(1)、(2)に戻り基準や原理に反映修正を行う予定である。実施項目3)、(4)では、実データの性質を踏まえた各種アルゴリズムを検討する。

特に観測対象系におけるサブシステム間の結合の疎密度合いが探索列挙の高速性に大きな影響を与えると予想される。そこで、結合が疎および密な場合に分けたアルゴリズム検討を行う予定である。また、データの観測対象系に含まれるサブシステムに無関係な変数や外れ事例の多少も結果に影響を与えるので、それぞれに対応可能なアルゴリズムの検討と検証を行い、必要に応じて(1)、(2)にフィードバックする。これを繰り返して、潜在的実用性の高いモデルマイニング手法を確立する。本研究では、当初から研究代表者の研究室に具備されている共用計算機サーバ、その上の統計計算用ソフト及び一般のプログラム言語によるプログラムを生かす予定であった。用ただし、他用途と共用であるため、他研究の進捗によって計算機資源が不足する可能性があった。また、生化学・医療や経済・マーケティング実データについては、セキュリティ管理上他とは切り離した保管、計算が望ましく、専用の計算サーバを準備する予定であった。しかし、他研究の進捗により、今年度については既存の計算機及びソフトウエアを十分に使用できたこと、さらに生化学・医療や経済・マーケティング実データの入手が次年度に持越しになったことで、専用のデータ保管及び計算用のサーバの準備も次年度に繰り越すこととした。次年度は、他に大型の研究プロジェクトを実施するため、既存の研究室の計算機及びソフトウエア資源を利用できない。また、生化学・医療や経済・マーケティング実データが入手され、それらのデータ保管及び計算のための専用のサーバ計算機が必要になる。そのため、今年度繰り越した予算によって、これらの物品を購入し研究を推進する予定である。
霊長類および哺乳類の距骨サイズの変異:化石研究への応用に向けて

哺乳類の距骨(足首の骨)は化石の研究に有用であるが、距骨サイズと体重との関係や変異については詳しくわかっていなかった。そこで、哺乳類・霊長類の距骨の化石を使って絶滅動物の体重を推定する式を作成した。それに基づいていくつかの化石哺乳類の体重を推定し、分類学的再検討もおこなった。また、ニホンザルの距骨の種内変異を明らかにした。種内での距骨サイズと歯サイズとの間の相関は弱かった。距骨サイズには雌雄差が認められた。現生霊長類・哺乳類の距骨および歯の計測をおこない,さらに動物標本の基礎データ(体重など)を標本所蔵機関のデータベースより取得した.その後,距骨の計測部位の検討と体重推定のための予備解析をおこなった.計測は,ネズミほどの小さいものからサイのような大きいものまでの約50種80個体を対象とし,合計約4,000個のデータを取得した.体重データはその種の平均体重ではなく,その標本の体重そのものを使用した.計測標本は,基本的に大人の個体(親知らずが生えている個体,あるいは骨端が完全あるいはほぼ癒合している個体)を対象とした.距骨の計測部位は9箇所を設定し,それぞれの計測部位と動物の体重との相関関係を検討した.その結果,距骨の「滑車の幅」と体重との相関関係が最も良く,次に,距骨の「外側の滑車の長さ」と体重との相関関係が良いことがわかった.また,「滑車の幅」および「外側の滑車の長さ」は,実際の計測においても動物の種類の違いによる測定位置の変異が最も少なく,最も安定して計測できることがわかった,したがって,距骨による化石哺乳動物の体重推定のためには,「滑車の幅」,あるいは「滑車の幅」と「外側の滑車の長さ」とをかけ合わせた「滑車の断面積」が最も適していることがわかった.一番単純な,「滑車の幅」と体重との回帰式は予備的ではあるが次のようになった:「体重(グラム)の対数」=2.83×「滑車の幅(ミリメートル)の対数」+1.94この式を使うことで,距骨化石からその動物の体重を定量的に推定することが可能になった.これは,化石動物の古環境解析や古動物相解析などに応用できる.前年度に引き続き、現生霊長類・哺乳類の距骨および歯の計測をおこない、さらに動物標本の基礎データ(体重など)を標本所蔵機関のデータベースより取得した。前年度の予備解析の結果をふまえて、距骨による体重推定のための解析をおこなった。データは、モグラからゾウまでの大きさの48種80個体(大人)を対象とした。また解析に際して「adjusted CF」という新しい係数を導入して検討した。そして、その結果を化石動物の体重推定に応用した。全陸上哺乳類に対する「距骨サイズと体重との回帰式」を作成したところ、予備解析の結果と同様に、「距骨の滑車の幅および断面積」と体重との相関が一番良いことがわかった。つまり、距骨の滑車大きさは化石種の体重推定に非常に適している。また、距骨の形状は動物の種類によって様々であるが、その滑車の大きさは動物の種類にはよらず、体重をそろえて考えればほぼ一定していることが明らかになった。この結果を応用して、史上最大の陸上化石哺乳類インドリコテリウムの体重を推定した。インドリコテリウムの距骨の計測データは文献に掲載されている図を計測することによって得た。その結果、インドリコテリウムの推定体重は約1015トンになった。この結果は最新の研究によるインドリコテリウムの推定体重とほぼ一致しており、距骨化石が体重推定に非常に有用であることを示している。また、文献からのデータによっても体重推定が可能であることから、この回帰式は、化石哺乳類の研究において非常に応用範囲が広いこともわかった。現生霊長類・哺乳類の距骨および歯の計測をおこない、さらに標本の基礎データ(体重・性別など)を標本所蔵機関のデータベースより取得した。また、前年度の研究で進めていた、全陸上哺乳類に対する「距骨サイズと体重との回帰式」の結果を論文としてまとめて、英文の専門学術雑誌に投稿した。さらに、霊長類のみを対象として、「距骨サイズと体重との回帰式」を解析し、同一種内の距骨サイズの変異についても検討した。距骨化石からその化石霊長類の体重を推定するために、現生霊長類・ツパイ類の距骨サイズの計測値をこれまでに作成したデータベースから抜き出して、これらのデータの距骨サイズと体重との関係を検討した。その結果、全陸上哺乳類を対象とした場合とは違って、「距骨の全長」を使うのが体重推定に最も適していることがわかった。「距骨の全長」と体重との回帰式は次のようになった(単位:体重は[g]、計測値は[mm]):log[体重]=3.12log[距骨長]-0.81。

この結果を応用して、ミャンマーの始新統ポンダウン層産のアンフィピテクス科霊長類の距骨化石、およびモンゴルとミャンマーの絶滅哺乳類アントラコテリウム類・デペレテラ類などの距骨化石の体重を推定した。種内変異を調べるために、例としてニホンザルの成獣個体の距骨サイズと体重との関係を調べた。距骨サイズの変動係数は6.78.4だった。t検定の結果、距骨サイズに雌雄差が認められたが、bimodalにはならなかった。主成分分析をしたところ、PC1の寄与率が約80%であり、雌雄差はほぼ大きさの違いで、形態の違いはほとんどないことがわかった。距骨サイズと体重との相関は弱かった。この結果は、ある一種の霊長類の大人の距骨標本が複数個体分ある場合に、そのサイズの違いからその個体間の体重の違いや性差を推定することは難しい、ということを示唆する。
ヒトシアル酸転移酵素遺伝子群の発現の多様性

本研究ではヒトシアル酸転移酵素遺伝子群のうちα2,3-シアル酸転移酵素遺伝子ファミリーについてその発現調節機構を明らかにすることを試みた。α2,3-シアル酸転移酵素遺伝子ファミリーにはhST3Gal IからhST3Gal VIまでの6種類がある。本研究ではこれらの組織特異性や組織固有の調節機構を明らかにすることを試みた。これらの遺伝子を発現している細胞からmRNAを抽出し5'-RACE法などで転写開始点を決定した。次に、転写開始点より上流のゲノム構造を明らかにし、複数のプロモーターを有するかを明らかにした。精巣由来の細胞株NEC-8や卵巣由来の細胞株TNK-nutなどを用いてpAプロモーターの組織特異性、特に精巣特異的転写調節機構について主にルシフェラーゼアッセイを用いて検討した。そして、精巣固有の発現調節にpAプロモーターがどのように関与していることを明らかにした。3.α2,6-シアル酸転移酵素遺伝子Iの大腸癌での発現調節機構α2,6-シアル酸転移酵素遺伝子I(hST6Gal I)は多くの大腸癌の症例でその発現が上昇することが明らかになっている。しかし、どのようなメカニズムでこの遺伝子の発現が上昇するのかは明らかではない。そこで、本研究ではhST6Gal I遺伝子の大腸癌での発現メカニズムについて検討した。pIプロモーターの大腸癌での転写調節機構について主にルシフェラーゼアッセイを用いて検討した。その結果、大腸癌でのpIプロモーターの発現にはHNF-1結合部位が重要であることが明らかになった。このうち、申請者はすでにhST3Gal I、hST3Gal VI、hST3Gal IVについては転写開始点と遺伝子構造を明らかにしている。その結果、hST3Gal VIとhST3Gal IVは複数のプロモーターを有してた。そこで、本研究ではこれらの組織特異性や組織固有の調節機構を明らかにすることを試みた。さらに、その他の遺伝子についてその転写開始点とプロモーター構造を明らかにし、発現調節機構の解明を試みた。これらの遺伝子を発現している細胞からmRNAを抽出し5'-RACE法などで転写開始点を決定する。hST3Gal IVには5'非翻訳領域だけが異なる6種類(A1,A2,B1,B2,B3,BX)の転写産物が存在する。これらの転写産物はそれぞれ異なったプロモーター、pA, pB1,pB2,pB3,pBXから転写される。A typeの発現は精巣と卵巣、胎盤に限られている。したがって、pAプロモーターはこれらの細胞に特異的と考えられる。また、このプロモーターはこれら組織固有の発現調節に関与していると予想される。そこで、本研究では精巣由来の細胞株NEC-8や卵巣由来の細胞株TNK-nutなどを用いてpAプロモーターの組織特異性、特に精巣特異的転写調節機構について主にルシフェラーゼアッセイを用いて検討した。平成15年度の研究ではヒトシアル酸転移酵素遺伝子群のうちα2,6-シアル酸転移酵素遺伝子Iについて大腸癌でのその発現調節機構を明らかにすることを試みた。α2,6-シアル酸転移酵素遺伝子I(hST6Gal I)は多くの大腸癌の症例でその発現が上昇することが明らかになっている。hST6Gal I

転写産物は5'非翻訳領域だけが異なる3種類(type1-3)の転写産物が存在する。これらの転写産物はそれぞれ異なったプロモーター、pI,pX,pY,から転写される。type1の発現は肝臓に、また、type2の発現はB細胞に限られている。しかし、Type3の発現は様々な組織でみられることが明らかになっている。そこで、大腸癌で発現しているhST6Gal I mRNAのtypeを調べるために、それぞれのタイプのmRNAに特異的なプライマーを用いたRT-PCRを行った。その結果、大腸癌ではType1と3のmRNAが発現していた。さらにtype1 mRNAの発現量は肝臓での発現量に匹敵するものであった。したがって、大腸癌ではtype1の発現が上昇していることが考えられた。したがって、pIプロモーターの発現異常が大腸癌では起きている可能性が考えられた。そこで、pIプロモーターの大腸癌での転写調節機構について主にルシフェラーゼアッセイを用いて検討した。その結果、大腸癌でのpIプロモーターの発現にはHNF-1結合部位が重要であることが明らかになった。HNF-1は肝臓に特に多い転写因子として知られているが、大腸にも量は少ないものの存在することが知られている。しかし、HNF-1が大腸癌により増加するという報告はない。しかし、HNF-1とヘテロ2量体を作ることが知られているDimerrization cofactor of HNF-1(DCoH/PCD)が大腸癌で増加することが知られている。したがって、この因子がhST6GalI遺伝子の大腸癌での発現異常に関与していることが示唆された。
経気管支マイクロサンプリング法を用いた移植肺モニタリングに関する実験的研究

この研究の目標は、経気管支マイクロサンプリング法を用いて、豚の肺移植時における肺障害マーカーの動態を明らかにすることであった。しかし肺移植後レシピエントが急性期に死亡してしまうことが多かった。その原因は移植後の気管支縫合部の阻血であり左肺全摘後の気管支断端血流の動態を知ることが必要と考えた。気管分岐部から断端までの頭側と尾側の8点の組織内酸素分圧を測定した。外側遠位内側近位への酸素分圧の上昇傾向がみられた。しかし気管支酸素分圧の測定困難であり大きく変動した。今後より正確に気管支酸素分圧を測定するためには、モニター電極の改良や手技の熟練が必要と考えられた。ラット肺移植虚血再灌流モデルの直接的な虚血の評価として、気管支断端の血流の低下が問題であると考え、EP354 dO2 iso Podを使用し酸素分圧の評価をおこなった。しかしラットで測定は気管支径が小さく測定が困難であった。また次年度は豚の肺移植を施行するためRecipient豚に移植しやすいDoner豚の肺の血管、気管支の切離方法の検討をした。ラット、豚の肺移植手術の技術不足があり、肺移植虚血再灌流モデルと拒絶反応モデルを確立することが困難であった。今年度の目標は、豚の左肺を摘出し、レシピエントに移植し移植後再灌流行い、移植前、移植後、再灌流後に経気管支マイクロサンプリング法を用い、経時的に気道上皮被覆液ELFを採取すし、種々のサイトカイン(IL-1beta、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12p40、IFN alpha、IFNgamma、TNF-alpha)を測定し、VEGF、KL-6などの肺障害マーカーも測定しその動態を明らかにすることであった。しかし肺移植後に豚レシピエントが急性期に死亡してしまうことが多い。そこで移植技術の向上を図る事や移植後の気管血流の動態を知る事が必要と考えた。移植後の血行動態は豚の左全摘後の気管支断端の術中酸素分圧をEP354 dO2 iso Podを使用し酸素分圧の評価を行った。計2頭の豚の気管分岐部から断端までの頭側と尾側の8点を測定した。その結果として、断端<中枢、頭側>尾側と酸素分圧差がある傾向がみられた。この結果により術後に気管支漏になりにくい気管支断端吻合の方法を考察する事ができるかもしれない。しかしながら、実験数が不足していること。また全身麻酔下で計測するため、術中の血中酸素濃度の変動にも影響を受けることが予想される。今後気管支断端の酸素分圧測定の結果を定量値として扱い移植時に活用するためには、より多くの実験データの集積が望まれる。平成29年度に実験数を増やすことを予定している。豚の肺移植後に検体採取を行うことが目的だが、移植後死亡してしまうケースが多い。その理由としてラット、豚の肺移植術の技術不足が考えられる。また移植術をより確実にするために気管支断端の術中酸素分圧の測定数の集積が必要と思われる。この研究の目標は、豚の肺を摘出し、レシピエントに移植し移植後再灌流行い、移植前、移植後、再灌流後に経気管支マイクロサンプリング法を用い、経時的に気道上皮被覆液を採取し、種々のサイトカインを測定し、肺障害マーカーの動態を明らかにすることであった。しかし豚の肺移植実験をした後に豚レシピエントが急性期に死亡してしまい、測定ができなかった。その原因として移植後の気管支縫合部の阻血があると考え。気管支断端の血流の動態を知ることが必要と考えた。手術用ステープルで豚の左肺全摘を行い、気管支断端の術中酸素分圧を酸素分圧/溶存酸素モニターを使用し評価をおこなった。気管分岐部から断端までの頭側と尾側の8点を測定した。測定点は左肺上葉断端外側ステープルライン遠位を1、左肺上葉断端外側ステープルライン近位を2、気管分岐部を4とし、2と4の中央点を3とした。内側も同様に、断端内側ステープルライン遠位を5、断端外側ステープルライン近位を6、左主気管支分岐内側を8とし、6と8の中央点を7とした。1の酸素分圧を1として相対的な酸素分圧を求めた。2: 3.2、3: 8.0、4: 22.0、5: 10.0、6: 12.0、7: 9.0、8: 26.0であった。しかし気管支酸素分圧の測定手技は困難であり測定電極を気管支に当てる位置や角度や豚の呼吸状態で大きく変動した。今後、より正確に気管支酸素分圧を測定するにはモニター電極の改良が必要と考えられた。

今後より正確に気管支酸素分圧を測定するためには、モニター電極の改良や手技の熟練が必要と考えられた。当初の目的である、豚肺移植モデルにおける、ELF検体の適切な採取法、採取時期を確立したい。肺移植の技術的問題を早期に解決するために、手術時間、麻酔法、血管、気管支の処理法の検討を重ねる。当初の目的である豚肺移植モデルのマイクロサンプリング法における検体の集積をおこなうために、移植術をより確実に迅速に完遂する事が重要と考えられる。肺移植ラット、豚の実験回数が計画数より少なかったため。また、マイクロサンプリング法での検体採取まで到達できなく、検査代が発生しなかったため。豚実験回数が予定より少なかったため。また移植術を行う前に死亡するケースがあり、飼育費がかからなかったため。今年度はラットと豚の実験回数も増え、それに伴いマイクロサンプリング法での検体採取を行う予定である。それに対し次年度使用額を使用する予定である。より多くの実験データが必要であり、実験回数を増やすことで使用額は満たす予定である。
領野間ネットワークにもとづいたブレイン・マシン・インターフェースによる機能再建

ブレイン・マシン・インターフェース(BMI)による運動制御をさらに精緻なものにするために、一次運動野だけでなく高次領野までを含んだ脳内ネットワークにもとずいた解読手法の開発を目指して、研究を行った。imaginary coherenceを用いた解析により、運動前野、頭頂連合野、対側一次運動野と一次運動野とのα帯域の機能的接続性の強さをデコーディングのパラメータとして用いるとBMIの性能を向上できる可能性が示された。本研究では、ブレイン・マシン・インターフェース(BMI)を用いて、意図通りに微細な手指の運動や自由な意思疎通を可能にすることを目的とする。そのために、fronto-parietal network、mirror neuron system (MNS)等に関わる生理学的特徴量を調べるとともに、ヒトの筋骨格機構を有するロボットアームを用いて、運動制御に有用な機械的パラメータを探索し、BMIに応用する。平成23年度の主な成果を以下に示す。(1)脳磁計測によるMNSの脳内処理メカニズムの解明本研究の基盤となるMNSの脳内処理過程を明らかにするため、健常被験者12名を対象にして、指タッピング模倣時の脳磁計測を行い、beamforming法を用いて脳律動変化のグループ解析を行った。その結果、腹側前頭前野、側頭葉、頭頂葉にわたってαlow γ帯域の脱同期反応が描出され、その時間的推移を調べることによりMNSの脳内処理過程のモデルを提案した。現在論文投稿準備中である。(2)単回脳磁計測による運動内容推定運動内容推定に大脳皮質の領域や生理学的特徴量が時間的にどう関与するかを調べるため、健常被験者9名を対象として、三種類の上肢動作時の脳磁計測を行い、運動関連脳磁界強度や運動関連脱同期反応を特徴量としてサポートベクターマシンを用いて、運動もしくは運動想起一回毎の脳磁データを神経解読した。その結果、頭頂部で計測される運動開始直後の運動誘発磁界強度が有意に高い運動内容推定精度を示した。成果の一部を英文誌Neuroreportに発表した。(3)大脳領野間ネットワークの解析(4)ヒトと同じ上肢筋骨格機構を有するロボットアームの開発ヒトの上肢筋骨格機構を有するロボットアームの導入を工学系研究科との連携により進めている。Brain machine interface(BMI)技術において、運動時あるいは運動イメージ時の一次運動野(M1)脳活動が重要な役割を果たすことは多くの研究により報告されている。そこで、健常右利き被験者9名を用いて、運動および運動イメージ時の運動内容推定精度と神経生理学的特徴との関連性を脳磁図計測により調べた。その結果、両課題時のM1活動を比較すると運動開始0msから400msまでM1活動強度に有意差が認められた。さらに、両課題の運動内容推定精度の比較では実運動開始前の100msと50mの推定精度と運動イメージの開始直後の推定精度との間に有意な正の相関が認められた。このことから、運動開始直前に生じるM1から末梢への運動出力を反映する脳信号が実運動および運動イメージで共通の神経基盤を有している可能性が示された。一方、運動および運動イメージの開始後に関しては、実運動時の関節運動に伴う筋紡錘からの感覚フィードバックや運動-感覚統合情報処理が実運動では行われるのに対し、運動イメージではそのような処理が行われないために、M1活動強度に有意差が出現したと考えられた。さらに、運動および運動イメージについて、α帯域のimaginary coherenceを用いてconnectivityを調べ、運動内容推定精度と比較した。その結果、運動前野、頭頂連合野、右一次運動野で両者の相関が有意に高かった。これらのことから、こららの運動関連領野と一次運動野とのα帯域のconnectivityの強さを用いるとBMIの性能を向上できる可能性があると考えられた。ブレイン・マシン・インターフェース(BMI)を用いて、意図通りに微細な手指の運動や自由な意思疎通を可能にすることを目的とする。そのために、mirror neuron system(MNS)等に関わる生理学的特徴量を調べるとともに、ヒトの筋骨格機構を有するロボットアームを用いて、運動制御に有用な機械的パラメータを探索し、BMIに応用する。H24年度の成果を以下に示す。1皮質脳波、3次元モーション同時計測データを用いた3次元運動軌跡の解析:上肢運動施行時の皮質脳波と3次元モーション同時計測データをdecodingして上肢の3次元運動軌跡を皮質脳波から推定することに成功した。結果英文誌に投稿中である。2単回脳磁計測による運動内容推定:運動内容推定に大脳皮質の領域や生理学的特徴量が時間的にどう関与するかを調べるため、健常被験者9名を対象として三種類の上肢動作時の脳磁計測を行い、運動関連脳磁界強度や運動関連脱同期反応を特徴量としてサポートベクターマシンを用いて、運動もしくは運動想起一回毎の脳磁データを神経解読した。

成果の一部を英文誌Brain researchに発表した。4ヒトと同じ上肢筋骨格機構を有するロボットアームの開発:ヒトの上肢筋骨格機構を有するロボットアームの導入を工学系研究科との連携により進めている。5脳磁計測によるMNSの脳内処理メカニズムの解明:指タッピング模倣時の脳磁計測により、MNS領野にαlow γ帯域の脱同期反応が描出され、その時間的推移を調べることによりMNSの脳内処理過程のモデルを提案した。現在論文投稿準備中である。mirror neuron systemの脳内処理過程をヒトで明らかにすることができた。また単回の運動関連脳磁界から運動内容推定に有用なパラメータを明らかにし論文発表できた。これらは当初の計画以上に進展している。高密度電極を用いた皮質脳波計測は当該年度に適切な症例がなかったことから、進捗がやや遅れているが、全体としてはおおむね順調に進展していると考える。25年度が最終年度であるため、記入しない。また単回の運動関連脳磁界から運動内容推定に有用なパラメータを明らかにして英語論文2本発表できた。上肢運動施行時の皮質脳波と3次元モーション同時計測データをdecodingして上肢の3次元運動軌跡を皮質脳波から推定することに成功した。ALS患者1例に高密度電極を用いた皮質脳波計測を施行した。これらから当初の計画どおり進展していると判断する。今後も当初の計画に沿って研究を推進する。高密度電極を用いた皮質脳波計測についても来年度以降で実施していく。来年度はmirror neuron systemの脳内処理過程、上肢の3次元運動軌跡を皮質脳波から推定の論文化を目指す。高密度電極を用いた皮質脳波計測も引き続き実施していく。
リボヌクレオーム解析によるRNA修飾酵素遺伝子の網羅的探索

初年度から継続して行った大腸菌のRNA修飾遺伝子の網羅的な探索により,合計11の遺伝子を同定することに成功した(リスト).今年度は特にTmcAについて詳細な解析を行った.バクテリアにおいてAUAコドンを翻訳するイソロイシンtRNA(tRNAI^<Ile2>)のアンチコドン1字目のシチジンはlysidineという修飾を受けるが,lysidineはtRNA^<Ile2>のコドン認識をAUGからAUAに変え,アミノ酸受容能をメチオニンからイソロイシンに変化させる翻訳に必須な修飾である.昨年度までにlysidine修飾遺伝子tilSを同定し機能解析を行った.一方で,AUGコドンを翻訳するメチオニンtRNA(tRNA^<Met>)のアンチコドン1字目のシチジンはアセチル化され,ac^4Cとなる.tRNA^<Ile2>とtRNA^<Met>の塩基配列は良く似ており,lysidineおよびac^4C修飾酵素がこれらのtRNAをどのように識別するのかを知ることは翻訳システムの成り立ちを理解する上で重要である.すでにlysidine修飾酵素TilSは主にtRNA^<Ile2>のアクセプターステムを認識していることを明らかにしていたが,今年度はac^4C修飾酵素TmcAが主にtRNA^<Met>のアンチコドンステムを認識していることを明らかにした.これらの結果から,lysidine修飾酵素TilSとac^4C修飾酵素TmcAという二つのRNA修飾酵素が二つのtRNAを正確に識別する機構が明らかになり,未だ明らかになっていなかった翻訳システムの基礎的なメカニズムの一部を解明したといえる.現在までに逆遺伝学的な網羅的遺伝子同定法(リボヌクレオーム解析)によって大腸菌の新規RNA修飾酵素遺伝子を5つ同定することに成功している。この方法は、網羅的な遺伝子破壊株シリーズのそれぞれの株が含むRNA修飾を液体クロマトグラフィー/質量分析法(LC/MS)で解析し、RNA修飾の欠落を遺伝子の欠損と対応付けることによってRNA修飾遺伝子を同定するものである。すでに1日19サンプルの自動分析を行うことができるシステムを構築し、これを用いて大腸菌ゲノムの約半分にあたる約2000遺伝子に相当する領域を解析した。新規に同定した遺伝子は、mnm^5s^2U(5-methylaminomethy1-2-thiouridine)の2-thio化を行う遺伝子tusABCDおよびac^4C(4-acetylcitidine)のacetyl化を行う遺伝子tmcAである。これらのRNA修飾はともにtRNAのアンチコドン1字目に存在し、タンパク質合成の調節をおこなうことが知られている。新規遺伝子の探索と平行し、これらの新規遺伝子とすでに同定を報告した必須RNA修飾遺伝子(tilS;イソロイシンtRNAライシジン合成酵素)[Mol. Cell,12,689-698.(2003)]に関する詳細な解析も行った。2thio化については、すでに関与が報告されている遺伝子iscSおよびmnmAに加え、同定したTusABCDを併せて作用させることにより、既存のin vitro反応系の約10倍の効率でtRNAを2チオ化することに成功した。また、ac^4CをTmcA単独で形成できることにも成功している。また、tilSの基質認識機構や活性残基、反応機構などを解析し、明らかにした。現在、これらの詳細な解析とともに、さらなる遺伝子の探索を行っている。また、新規遺伝子の探索と平行し、同定した遺伝子の機能解析も行っている。lysidine合成遺伝子tilSの基質認識機構や活性残基、反応機構などを解析し、反応メカニズム全体を詳細に明らかにした。また、mnm^5s^2U(5-methylaminomethyl-2-thiouridine)の2-thio化遺伝子tusABCDEに関する詳細な解析により、IscSから供給された硫黄はTusAによって特異的に下流のTusBCD複合体、TusE、MnmAという順番で行われる硫黄リレーシステムに受け渡され、最後にMnmAがtRNAのアンチコドン1字目のウリジンを2チオ化することが判明した。初年度から継続して行った大腸菌のRNA修飾遺伝子の網羅的な探索により,合計11の遺伝子を同定することに成功した(リスト).今年度は特にTmcAについて詳細な解析を行った.バクテリアにおいてAUAコドンを翻訳するイソロイシンtRNA(tRNAI^<Ile2>)のアンチコドン1字目のシチジンはlysidineという修飾を受けるが,lysidineはtRNA^<Ile2>のコドン認識をAUGからAUAに変え,アミノ酸受容能をメチオニンからイソロイシンに変化させる翻訳に必須な修飾である.昨年度までにlysidine修飾遺伝子tilSを同定し機能解析を行った.一方で,AUGコドンを翻訳するメチオニンtRNA(tRNA^<Met>)のアンチコドン1字目のシチジンはアセチル化され,ac^4Cとなる.tRNA^<Ile2>とtRNA^<Met>の塩基配列は良く似ており,lysidineおよびac^4C修飾酵素がこれらのtRNAをどのように識別するのかを知ることは翻訳システムの成り立ちを理解する上で重要である.すでにlysidine修飾酵素TilSは主にtRNA^<Ile2>のアクセプターステムを認識していることを明らかにしていたが,今年度はac^4C修飾酵素TmcAが主にtRNA^<Met>のアンチコドンステムを認識していることを明らかにした.これらの結果から,lysidine修飾酵素TilSとac^4C修飾

酵素TmcAという二つのRNA修飾酵素が二つのtRNAを正確に識別する機構が明らかになり,未だ明らかになっていなかった翻訳システムの基礎的なメカニズムの一部を解明したといえる.
人類進化における遺伝子の動的進化

1.ヒト上科ならびに旧世界ザルにおける免疫グロブリン多重遺伝子族の構成ならびに各遺伝子の構造分析により、狭鼻類下目分岐前にCεプロセスト遺伝子が形成されたこと、オランウ-タン分岐後ヒト・チンパンジ-・ゴリラの共通祖先でCγ-Cγ-Cε-Cα遺伝子をセットとした重複が生じたこと、テナガザルの系統で独立にCα遺伝子の重複が生じたこと、ヒト・チンパンジ-・ゴリラのそれぞれの系統で独立にCε2遺伝子の完全あるいは部分欠失が生じたこと、ヒト上科において直列型反復配列構造をとるCα遺伝子のヒンジ領域は重複・欠失を繰り返してきた一方で旧世界ザルではヒト上科とは全く異なるヒンジ構造をとることなどが明らかとなった。これにより、点突然変異とは異なりよりダイナミックに遺伝子構造を変化させうる変異が人類進化の過程において頻繁に生じてきたことが示された。2.Genome Subtraction法により、ヒトに最も近縁な種であるチンパンジ-のゲノムDNAをもちいてヒト・ゲノムDNAからヒトとチンパンジ-に共通なDNA領域を除き、チンパンジ-には存在しないがヒトには存在するDNA領域をもとめた。これらのDNA領域をプロ-プとしたZoo Blottingより、最終的にヒトにのみ特有なDNA領域を選び出し、その詳細な構造を分析した。ヒトとチンパンジ-の分岐後に、あるDNA領域を起源としてヒトに特有なDNAが生じてきたと考えた場合、両者には通常の点突然変異率の下での変化を受けながらも少なくとも90%以上の相同性が存在するはずである。にもかかわらず、HS5と命名したヒト特異的DNA領域にはそのような祖先DNAが存在せず、未知の現象による種(ヒト)特異的DNA領域の獲得の可能性が考えられる結果が得られた。
リニア誘導モータのユニスタ等価回路とその算定法に関する研究

仮想素子ユニスタを原理とするリニア誘導モータの三相等価回路に関する基礎的問題に関して検討を行い、概要に示す諸点を明らかにした。1.「無負荷運転時における誘導電動機の三相不平衡パラメータ値算定の一考案」、電気学会論文誌D分冊、Vol.115-D、No.5、p.656-657、1995概要:リニア誘導モータのパラメータ値算定手法を誘導機に適用し、無負荷時の三相パラメータ値が、電源および構造上のアンバランスにより不平衡になることを明らかにした。2.「線形RLC回路の破壊故障診断の基礎理論」、東海大学紀要工学部、Vol.34、1994概要:一般線形回路網の内部における開放と短絡、すなわち破壊故障点を入力端子の電圧電流から算定する手法の基礎理論を明らかにした。概要:三相等価回路で表したリニア誘導モータのパラメータ値から、二次抵抗を分離する手法を求め、その二次抵抗上の二次電力を算出した。その結果、各相の二次電力が不平衡であり、その総和が脈流することを明らかにした。4.「LIMの等価回路とパラメータ値算定」、電気学会リニアドライブ研究会、LD-94-81、1994概要:リニア誘導モータ、入力端子から見た三相パラメータ値算定手法を確立した。算定例として、円筒状リニア誘導モータのパラメータ値を算定し、各相のパラメータ値が不平衡であることを実証した。5.「円筒状リニア誘導モータの複素電力分布」、電気学会リニアドライブ研究会、LD-95-27、1995概要:円筒状リニア誘導モータ(CLIM)内部の複素電力分布と電源が供給する電力との関係を求めた。特に、出力に対応する各相二次抵抗における二次電力の有効値の算出手法を明らかにした。6.「三相等価回路法によるLIMの瞬時二次電力算定」、電気学会リニアドライブ研究会、LD-95-75、19957.「三相等価回路法によるLIMの瞬時二次電力算定その2.漏れリアクタンスを考慮した場合」、電気学会リニアドライブ研究会、LD-96-38、1996概要:LIMの瞬時二次電力を、三相等価回路により算定した。その結果、各相パラメータ値の不平衡のために二次電力の総和が脈流し、推力も脈動することを理論的に明らかにすると共に、供試機による実験によっても確認した。また、CLIM内部の瞬時電力を時系列で求めることにより、各相と相互リアクタンス間の電力の授受を明らかにした。平成6年度の研究実績は、以下の通りである。リニア誘導モータのユニスタ等価回路を構成する基礎的な問題に関して検討を行い、概要に示す諸点を明らかにした。1.「リニア誘導モータの3相等価回路における回路パラメータ値算定条件」、電気学会産業応用部門全国大会、No.202、1994.8概要:三相リニア誘導モータのパラメータ値は,従来の単相等価回路ではその特性を表すことはできず,三相駆動状態の入力電流電圧値から求めなければならないことを明らかにした。

特に,鉄損が特性に大きな影響を与えることが判明した。2.「LIMの等価回路とパラメータ値算定」、電気学会リニアドライブ研究会、LD-94-81、1994.11概要:リニア誘導モータの,入力端子から見た三相パラメータ値算定方法を確立した。算定例として,円筒状リニア誘導モータのパラメータ値を算定し,各相のパラメータ値が不平衡であることを実証した。3.「無負荷運転時における誘導電動機の三相不平衡パラメータ値算定の一考察」、電気学会誌レター、平成7年5月号掲載予定概要:リニア誘導モータのパラメータ値算定手法を誘導機に適用し,無負荷時の三相パラメータ値が,電源および構造上のアンバランスにより不平衡になることを明らかにした。さらに,誘導機内部の電力分布を求め,各相が消費する電力および電源が分担する電力がそれぞれ不平衡であることも明らかにした。4.「線形RLC回路の破壊故障診断の基礎理論」、東海大学紀要工学部、Vol.34、1994概要:一般線形回路網の内部における開放と短絡、すなわち破壊故障点を入力端子の電圧電流から算定する手法の基礎理論を明らかにした。平成7年度の研究成績は、以下の通りである。リニア誘導モータ(LIM)のユニスタ等価回路を構成する基礎的な問題である三相等価回路法に関して検討を行い、概要に示す諸点を明らかにした。1.「円筒状リニア誘導モータの複素電力分布」、電気学会リニアドライブ研究会、LD-95-27、'95. 5概要:円筒状リニア誘導モータ(CLIM)内部の複素電力分布と電源が供給する電力との関係を求めた。特に,出力に対応する各相二次抵抗における二次電力の有効値の算出手法を明らかにした。また,CLIMと高層ビル用エレベータへの応用が考えられているC形CLIMの推力特性を比較した。その結果,C形CLIMでは各相二次電力の不平衡率が小さいことが明らかになった。概要:三相等価回路で表したリニア誘導モータのパラメータ値から,二次抵抗を分離する手法を求め,その二次抵抗上の二次電力を算出した。その結果,各相の二次電力が不平衡であり,その総和が脈流することが明らかになった。二次電力は推力に比例するので,各相の推力が不平衡であることを理論的に始めて明らかにした。3.「三相等価回路法によるLIMの瞬時二次電力算定」、電気学会リニアドライブ研究会、LD-95-75、'95. 11概要:LIMの瞬時二次電力を,三相等価回路により算定した。その結果,各相パラメータ値の不平衡のために二次電力の総和が脈流し,推力も脈動することを理論的に明らかにすると共に,供試機による実験によっても確認した。さらに,推力脈動の条件式を求めた。4.「三相等価回路法によるLIMの瞬時二次電力算定その2。漏れリアクタンスを考慮した場合」,電気学会リニアドライブ研究会、LD-96-38、'96. 2概要:三相等価回路の励磁パラメータ値を分離する際,構造から決定される一次漏れリアクタンスを考慮することにより,推力脈動をさらに精密に算定することができた。また,CLIM内部の瞬時電力を時系列で求めることにより,各相と相互リアクタンス間の電力の授受を明らかにした。
伊豆諸島-小笠原諸島間における沿岸性海産魚類の生物地理学的研究

日本における浅海性魚類相の多様性を明らかにする上で最も興味深い海域の一つである伊豆諸島.小笠原諸島間について、アカハタを用いた生物地理学的研究により、黒潮の大蛇行と伊豆.小笠原弧に起因して同海域で南北両方向の分散が起こり、遺伝的な集団構造が形成されることを明らかにした。また、伊豆諸島と小笠原諸島の間に位置する無人島群・豆南諸島における浅海性魚類相を初めて明らかにした。世界的に見ても特筆するほどの多様性に冨む日本沿岸の魚類相、その成り立ちを明らかにするには、生息する魚類の時空間分布に対し統合的なアプローチをする生物地理学的研究が有効である。しかし、閉鎖的環境にあるため研究例の豊富な淡水魚に対し、物理的障害がなく開放的環境にある沿岸性海産魚については報告がほとんどない。本研究では、日本の魚類相を考える上で最も興味深い海域の一つである伊豆-小笠原諸島について、ハタ科アカパタおよびチョウチョウウオ科ユウゼンを用いだ分子系統学的および集団遺伝学的解析、さらに沿岸性魚類全般の採集とリスト化による魚類相の比較解析といったアプローチにより、同海域の自然史を明らかにしようと試みた。22年度は、伊豆諸島と小笠原諸島の間に位置する4つの無人島群,豆南諸島における採集調査を行った。豆南諸島は、過去に鳥類や深海魚についての調査などは行われたことがあるものの、浅海性魚類については手つかずの状態であり、本研究による採集調査が史上初めてのものである。本調査では推定で約400kgを超える膨大な量の魚類を採集し、すべて国立科学博物館・魚類学術標本ナショナルコレクションに標本として登録した。同定の結果、採集し登録した標本ほ9目35科89種365個体であった。八丈島と小笠原諸島から報告されている魚類相リストから推定するに、豆南諸局に生息する魚類の種数はおよそ900種程度と思われ、本調査ではその1割を採集したことになる。採集した魚類の標本処理が22年度内に終了し、現在は魚種リストの論文化と、ターゲット種としたアカハタおよびユウゼンの遺伝学的解析を進めているところである。世界的に見ても特筆するほどの多様性に富む日本沿岸の魚類相、その成り立ちを明らかにするには、生息する魚類の時空間分布に対し統合的なアプローチをする生物地理学的研究が有効である。しかし、山脈や水系などにより閉鎖的環境にあるため研究例の豊富な淡水魚に対し、物理的障害がなく開放的環境にある沿岸性海産魚については報告がほとんどない。本研究では、日本の魚類相を考える上で最も興味深い海域の一つである伊豆-小笠原諸島について、ハタ科アカハタを用いた分子系統学的および集団遺伝学的解析、さらに沿岸性魚類全般の採集とリスト化による魚類相の比較解析といったアプローチにより、同海域の自然史を明らかにしようと試みた。23年度は、小笠原諸島における採集調査を行った。小笠原諸島(群島)は三つの島峨群に分けられる。すべて無人島の聟島列島、二つの有人島の一つ父島を含む父島列島、もう一つの有人島である母島を含む母島列島である。採集調査はこれら三つの島嶼群全域にわたる64地点で行った。採集した魚類はすべて国立科学博物館・魚類学術標本ナショナルコレクションに標本として登録する予定だが、当館の新宿分館から筑波分館への移転があったため作業が遅れ、現在も標本処理を行っているところである。小笠原諸島は申請者の採集調査中に世界遺産に登録され、今後は調査の許可がおりにくいことも予想されるため、本研究で集めた標本は非常に貴重なものとなる。これまで解析した分のデータをまとめ、東海大出版会より学術書(黒潮の魚たち・共著)を出版した。また、同様に国際誌への論文の投稿があと一歩のところまで来ている。現在は残りの標本処理を進めるとともに、すべての採集個体を含めたデータ解析、それらをまとめた論文の執筆、初年度に行った豆南諸島採集調査をまとめたモノグラフを作成中である。伊豆諸島と小笠原間に位置する無人島群・豆南諸島において、初年度2010年に行った調査に続き、2回目の調査を行った。前回調査時に採集をうまく行えなかった須美寿島を中心に、べヨネース列岩と合わせて2島で調査を行った。生物地理学的研究の中心的対象種であるアカハタは十分な個体数を採集でき、また前回採集できなった種を中心に多数の浅海性魚種を採集した。さらに、未記載種と思われる浅海性魚類数種を水中写真に収めることに成功し、研究者の手の入っていなかったこの海域にはまだまだ未知の魚種が生息していることを明らかにした。本調査で採集した魚体はすべて国立科学博物館の魚類学術標本ナショナルコレクションに登録、同様に採集した魚体から採取した筋組織は同館のDNA解析用組織資料コレクションに登録、撮影した標本写真および調査時の水中写真はすべて神奈川県立生命の星・地球博物館の魚類写真資料データベースに登録し、自身の今後の研究のためだけでなく、世界中の研究者が利用できる形にした。採集したアカハタを用いた伊豆諸島ー小笠原諸島間の浅海性魚類における生物地理学的研究の成果を、「黒潮の魚たち・松浦啓一編・東海大学出版会」中の1章として出版した。

また、同研究の成果をまとめた学術論文を国際誌に投稿中である。さらに、豆南諸島の魚類相をまとめた学術論文も国際誌に投稿準備中である。当館の移転があったため、標本処理作業に割く時間がなかなか取れず、全体的にその分遅れてしまった。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度も調査が予定されているので、そこで採集する予定の標本処理作業、これまで得られたデータの解析、論文執筆を着々と進める。研究を遂行する上で障害になる問題は特にないため、ひたすら己の研究に没頭するのみである。
フォトリアルなCGキャラクタの動作への1/fゆらぎ適用による不気味の谷現象の緩和

まず歩行に関して、1/fゆらぎの適用先となる動的変数と、1/fゆらぎの適切な大きさについての検討結果に基づき、1/fゆらぎを用いた場合と用いない場合を比較し、1/fゆらぎの効果を感性工学に基づく感性評価実験により学術的に検討する。次に多様な動作に関して、商業映画に比較的近い多様な動作を含む短編CGアニメーションを制作し、前述した歩行と同様に検討する。以上の検討結果に基づき、CGキャラクタの動作データへ適用し不気味の谷現象を緩和するソフトウェアツールを製作する。
所得課税における人的控除と所得概念

本研究の成果として、「扶養にかかる人的控除と社会保険料負担-2005年1月11日連邦憲法裁判所判決の検討-」(島大法学49巻4号)を公表した。その内容は次のとおりである。現行所得税法は、応能負担原則・生存権保障の要請から、納税義務者がその家族を扶養する場合に、その最低生活費分を納税義務者の所得算定において考慮するための制度として、配偶者の扶養にかかる配偶者控除、親族扶養にかかる扶養控除を規定している。しかしながら、これらの制度には次のような問題がある。(1)担税力という観点から、税額確定のどの段階で考慮するべきかという問題、(2)家族が自身で所得を得ている場合に、その所得が一定金額以下であれば、自らの基礎控除と納税者における扶養にかかる控除との双方の適用(二重の控除)を受けられ不平等が生じるという問題、(3)家族が得ている所得が社会保険料負担を生じさせる場合、その負担は担税力を減少させるものとして考慮するべきかという問題、(4)配偶者控除は、所得が適用限度額を超えた場合に、手取りの逆転現象を生じさせないようにするため消失控除方式の配偶者特別控除があるが、扶養控除にはそのような措置がないという問題、である。(4)の問題について、これらの制度が同じ趣旨のものであることから、統一的な制度にすべきことを指摘した。(1)については、これまでのドイツにおける基礎控除の議論を参考に所得控除にすべきであると指摘した。(2)と(3)について、ドイツでの納税者の個人的事情を課税段階で考慮するための原則、主観的純額主義議論を参考に、そして、ドイツ連邦憲法裁判所での最新の違憲判決をもとに検討し、社会保険料負担を考慮すること及び厳格な消失控除方式の必要性を指摘した。これらの結論のもとになっているのは主観的純額主義を中心とする応能負担原則であり、担税力の指標である所得概念と密接な関係を有する。そこで、本研究の対象である市場所得概念と、この主観的純額主義、応能負担原則との関係をより明確にするために、引き続き研究を進めている。本研究の成果の一部の公表に向け現在作業を進めている(校正段階)。現在の所得税法は、応能負担原則に基づき、納税者の生存権を保障している。その具体的な現れが基礎控除である。この基礎控除は納税者の最低限度の生活を保障するためのものであり、それには担税力がないと考えられ課税されていない。これと同様の趣旨のもので、納税義務者がその家族を扶養する場合に、その最低生活費分を納税義務者の所得算定においてどのように考慮するか、ということが問題となる。このうち、配偶者の扶養にかかるものを配偶者控除、その他の親族にかかるものを扶養控除という。これらの扶養にかかる控除を担税力という観点から、基礎控除を税額確定のどの段階で考慮すべきかという点が問題となる。また、配偶者が自身で所得を得ている場合もある。そのような場合には、その所得が一定金額以下であれば、配偶者は自らの基礎控除と納税者における配偶者控除との双方の適用を受けることになる。いわば、二重の控除を受けることになるのである。そのため、これらの制度はどのようなあり方が望ましいのか、これまでの基礎控除をめぐる研究でドイツの議論を参考に、納税者の個人的事情を課税段階で考慮するための原則、主観的純額主義に基づいて検討した。とりわけ今年度の研究については、ドイツ連邦憲法裁判所での最新の違憲判決をもとに、この点を検討した。またこの主観的純額主義は所得税における担税力の指標である所得概念と密接な関係を有する。とりわけ、本研究の対象である市場所得概念は、この主観的純額主義を明確に採用している。さらに最低生活費に加え、子どもには教育費用などの費用も保障されなければならないという考え方を採用し、従来よりも手厚く生存権を保障していると考えられる。このようなことから、市場所得概念が日本において担税力に基づき課税対象をとらえた所得概念のあり方について重要な示唆を与えるものであると考えられるため、この点について引き続き研究を進めている。

(1)については、これまでのドイツにおける基礎控除の議論を参考に所得控除にすべきであると指摘した。(2)と(3)について、ドイツでの納税者の個人的事情を課税段階で考慮するための原則、主観的純額主義議論を参考に、そして、ドイツ連邦憲法裁判所での最新の違憲判決をもとに検討し、社会保険料負担を考慮すること及び厳格な消失控除方式の必要性を指摘した。これらの結論のもとになっているのは主観的純額主義を中心とする応能負担原則であり、担税力の指標である所得概念と密接な関係を有する。そこで、本研究の対象である市場所得概念と、この主観的純額主義、応能負担原則との関係をより明確にするために、引き続き研究を進めている。
Cu-NQRによるYBCO系超伝導体の電場こう配のホール濃度依存性の研究

(Y_<1-X>Ca_X)Be_2Cu_3O_Y(y7;x=0.05,0.1,0.2,0.3,0.4)の試料を作成し、X線回折、電気抵抗の測定を行い、超伝導特性を調べた所、x=0.3と0.4については均一な試料でないことがわかった。そこで、Cu-NQRの測定はこの二つの試料を除いて行った。^<63>Cuの4重極共鳴周波数^<63>ν_Qの温度依存生の結果、Cu(1)サイトではCa濃度の増加とともに高周波側へ系統的にシフトするが、温度変化に対する振る舞いはCa濃度に依存せず同じである。一方、Cu(2)サイトでは、T=300Kから150KまではCa濃度による違いはなく、150Kより低温で違いが現れはじめ、Ca濃度の増加につれて高周波側へシフトする。これらの測定結果を、クラスターモデルによって解釈すると、Caの導入によってCu(1)サイトにホールがドープされ、150K付近まではCu(1)サイトに留まるが、これより低温になると動きはじめ、Cu(2)サイトへもホールが配分される。その結果、この系はオーバードープ領域にはいる。Cu(2)サイトの^<63>Cuの核スピン-格子緩和時間T_1の温度依存生の測定結果、x=0.05および0.1のいずれにおいても、常伝導状態での(T_1T)^<-1>の温度依存性はTc直上までキュリーワイス則にしたがい、スピンギャプの振る舞いは見られない。この結果は、オーバードープ系では本質的にスピンギャプが現れないという最近の議論と一致する。