hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
CT画像を用いた微小血管解析による肺高血圧の診断

慶応義塾大学のCOPDコホートの症例を使い、CT画像解析ソフトLexus(AZE,Tkyo,Japan)を用いて全肺野での気腫と微小血管分布を調べ、一人の個体の肺内でも%CSA<5と%LAAの逆相関があるのかを検討した。結果、肺内での微小血管と気腫のばらつきは、3つのパターンに分類された。1)肺気腫がなく、肺内の微小血管が一定の群。2)気腫が進行し分布は不均一で気腫と微小血管が逆相関する群。3)気腫が進行し分布は不均一だが微小血管と気腫が逆相関しない群。多くの症例では、2)のように肺の破壊と血管の消退は同じ部位で起きていると考えられた。しかし、3)の症例が存在し、これらには、気腫が進んでも微小血管が維持される症例や気腫ができる前に微小血管が消退する症例が含まれると考えられた。今後、解析を積み重ねて臨床データの比較を行う予定である。Lexus(AZE,Tokyo,Japan)を用いて各個体の全肺野での微小血管と気腫の分布を解析する方法を確立することができた。また、微小血管と気腫が不均一に分布すること、ばらつきが3つのパターンに分類されることを求められた。CT断面に直交する5mm2以下の微小血管の肺野に対する割合(%cross sectional area (CSA)<5)用いた、COPDのCT定量解析をおこなった。微小血管の割合(%CSA<5)と気腫の割合lowattenuation area (LAA):LAA%について、過去の論文ではそれぞれの平均値を用いて解析を行い、逆相関することが知られている。また、LAA%は個体の肺内で不均一分布をすることが知られている。個体の肺内での気腫と微小血管のばらつきの関係ついて検討した。49例の全肺野の平均%CSA<5は平均LAA%と逆相関した。COPD群では非COPD喫煙群に比べ平均%CSA<5が低値であった。COPD36例のうち、個体の肺内で%CSA<5とLAA%の分布が逆相関したのは17例のみであり、残りの19例は逆相関しなかった。逆相関しない症例は、肺の破壊と微小血管の消退が肺内の異なった部位で発生していると考えられた。COPDの新たなphenotypeの可能性として、さらなる検討を進めていく。COPD患者の個人の肺内での気腫(LAA%)と5mm2以下の微小血管(%CSA<5)のばらつきについて明らかにするために、CTの全スライスのLAA%と%CSA<5の連続ヒストグラムを作成して解析を行った。COPD患者では、微小血管のばらつきに一定の傾向はみられなかった。COPDの肺内で、%CSA<5がLAA%と逆相関する群と逆相関しない群が存在した。喫煙曝露マウスの肺気腫の評価と、micro CTでの継時的変化を検討した。喫煙曝露後3か月、5か月のマウスの肺では平均肺胞の拡大が認められた。micro CT画像上は気腫を同定できなかったが、肺容積の増加を認めた。COPD患者のCT画像解析の微小血管アルゴリズム作成の一つとして、多断面CT画像を用いた解析を行い微小血管解析を行った。予定されていた肺動静脈を分けての解析はできなかったが、肺内分布についても検討することができた。動物実験については、喫煙暴露マウスの気腫やCT画像の変化を継時的に比較できた。CTを用いた容積変化についても検討することができた。症例を増やし、CT定量解析と臨床所見や肺機能検査、肺高血圧の程度との比較を行い、CTを用いた肺内の微小血管と気腫のばらつきパターンと臨床特徴を検証していく。呼吸器内科COPD患者のCT画像の微小血管のうち、動脈と静脈を分けて解析できる方法を検討する。
歯肉撮像用超高分解能MRIコイルの試作

口腔領域での磁気共鳴画像(以下MRI)による診断精度の向上を図るのためには画像の分解能の向上が望まれる。歯髄疾患や歯周疾患の診断が可能な高分解能を実現するために、受信コイルを口腔内に挿入した歯肉撮像用MRIコイルの開発を試みた。開発に当たって、受信コイル設置方向による信号強度の減少と歯科用金属修復物のよる金属アーチファクトの問題があった。コイル設置方向では、通常の口腔の開放方向では受信コイルの設置方向は磁力線に対して垂直になり信号強度の減少する。本研究では受信コイルの設置角度を変え、信号強度の比較を行う実験を行った。口腔内挿入可能な平面コイルでは磁場方向と60°の角度を持って設置した場合に最大信号強度と最大有効信号深度を獲得できることが確認できた。これは頭部を傾斜して設置することによって実現可能な設置角度である。歯科用金属による金属アーチファクトについて歯冠修復物を用いた実験を実施した。その影響は、特異な形態を示し、広範囲に広がることが確認できた。撮像時には可能な限り歯科用金属を除去する必要がある。信号強度の向上と設置角度の影響を最小限にするために平面型のコイルを基にサドル型の口腔内コイルを開発した。このコイルを顔面部用の表面コイルと組み合わせ、フェーズド・アレイ・コイルとして用いることを発案した。このコイルでは現状使用コイルの16倍の信号強度を得た。健常ボランティアの口腔内のMR撮像で、平面コイルとサドル型コイルを表面コイルに組み合わせたフェーズド・アレイ・コイルとして用いた場合の信号強度の比較を行った。サドル型コイルでは、磁場方向の問題を解決し、歯肉構造の判定可能な高い信号強度を得ることが可能であった。また、歯周病患者の歯肉部の撮像にサドル型コイルをフェーズド・アレイ・コイル設定で行った。その結果、歯肉の詳細画像を得ることができ、病理所見と一致して炎症部位が確認できた。1.既製のプラスティック製歯科用印象用トレーの歯肉相当辺縁部分に既製のエンドレクタル・コイルより採取したコイル金属線を貼付し,歯科用シリコン印象材にて絶縁被覆・防湿することにより歯肉撮像用超高分解能MRIコイル(以下歯肉用コイルと略す)の試作を行った。本コイルの使用に際して,エンドレクタル・コイルのコントローラとの接続を前提とした。2.歯肉用コイルを口腔内に挿入し,撮像を行うと被験者の体位の都合上,歯肉用コイルは磁場方向に対して平衡を保つことは困難となる。以前より磁場方向に平行でない場合にはコイルの得る信号強度は大幅に減少するといわれてきた。今回この点について実験を行った。その結果,磁場方向に対して30度の角度でコイルを設置した場合でも平衡に設置した場合に比較して86%,45度では71%の信号強度を得ることが可能であることが判明した。近接した撮像対象で十分な信号強度が得られる場合には画像形成上の影響が少ないことが示唆された。3実験的に歯肉用コイルを口腔内に挿入した状況を再現し,脂肪および水の撮像を行った。得られた画像の歯肉用コイル直近の撮像対象物の信号強度を.ROI計測を行った。口腔内に挿入する歯肉用コイルと外周からの信号を収集するコイルを組み合わせて用いることによって,歯肉用コイル単体での使用時の1.7倍、外周コイル単体使用時の3.4倍の信号強度を得ることが可能であった。4実験的にボランティアの撮像を行い、歯肉部の炎症部と健全部分の判別が信号強度の差として可能であった。以上の結果から,歯肉撮像用コイルは外周コイルと組み合わせて用いることにより歯肉部について十分な空間分解能と組織分解能の向上を図ることのできることが確認できた。

サドル型コイルでは、磁場方向の問題を解決し、歯肉構造の判定可能な高い信号強度を得ることが可能であった。また、歯周病患者の歯肉部の撮像にサドル型コイルをフェーズド・アレイ・コイル設定で行った。その結果、歯肉の詳細画像を得ることができ、病理所見と一致して炎症部位が確認できた。口腔腫瘍や嚢胞の口腔領域での磁気共鳴画像(以下MRI)による診断精度の向上を図るのためには画像の分解能の向上が望まれる。歯髄疾患や歯周疾患の診断が可能な高分解能を実現するために、受信コイルを口腔内に挿入した歯肉撮像用MRIコイルの開発を試みた。開発に当たって、受信コイル設置方向による信号強度の減少と歯科用金属修復物のよる金属アーチファクトの問題があった。コイル設置方向では、通常の口腔の開放方向では受信コイルの設置方向は磁力線に対して垂直になり信号強度の減少する。本研究では受信コイルの設置角度を変え、信号強度の比較を行う実験を行った。口腔内挿入可能な平面コイルでは磁場方向と60°の角度を持って設置した場合に最大信号強度と最大有効信号深度を獲得できることが確認できた。これは頭部を傾斜して設置することによって実現可能な設置角度である。歯科用金属による金属アーチファクトについて歯冠修復物を用いた実験を実施した。その影響は、特異な形態を示し、広範囲に広がることが確認できた。撮像時には可能な限り歯科用金属を除去する必要がある。信号強度の向上と設置角度の影響を最小限にするために平面型のコイルを基にサドル型の口腔内コイルを開発した。このコイルを顔面部用の表面コイルと組み合わせ、フェーズドアレイコイルとして用いることを発案した。健常ボランティアの口腔内のMRI撮像で、平面コイルとサドル型コイルを表面コイルと組み合わせたフェーズドアレーコイルとして用いた場合の信号強度の比較を行った。また、歯周病患者の歯肉部の撮像をサドル型コイルを用いて行い、歯肉の炎症像が確認できた。
自然災害に対する観光地の「災害弾力性」に関する評価指標の開発

自然災害は地域の変容を余儀なくするが、速やかに復興・発展する地域と影響が長期化する地域とがある。観光地では観光自体の再生に差異が表れる。こうした差異が生じる条件を明らかにすることは、観光地の自然災害からの復興と持続的な発展において重要な視点である。本研究は、調査1:復興を遂げた国内外の観光地の事例分析、調査2:被災地・風評被災地の復興観光研究、調査3:被災観光地における復興への対応プロセスの分析を通して、観光地の「災害弾力性」(災害に対する抵抗力と回復力)を測定する指標を明らかにすることを目的としている。この目的を達成するために、本年度は、昨年度までに実施した調査1の成果をふまえ、調査2ならびに調査3に取り組んだ。調査2については、H28・29年度に引き続き宮古市(岩手)において芸能の活用を通じたエコツーリズムの活動を実践し、今年度は地元の若者の力によって地域の魅力を再発見しようとする活動を進めているNPO法人との連携を進めることで、今後、持続可能な形で活動を進める体制を構築することができた。猪苗代町・北塩原村(福島県)では1888年の磐梯山噴火後の地形や社会への影響を学ぶジオツアーを研究対象として、地元の研究パートナーとともに住民ならびに訪問者に対する防災意識の向上に取り組み、同地域の被災地の痕跡を案内する際に活用できる地図を作成することができた。調査3に関しては、18年11月に研究会を開催し、研究メンバーの研究成果が共有されるとともに成果のとりまとめに向けた方針が共有され、19年1月には、日本観光研究学会において「自然災害に強い観光地とは-「災害弾力性」の視点から」と題する研究ワークショップが開催され、研究メンバー5名によって研究成果が発表された。以上の調査を通して、文化財、伝統芸能、自然科学的知識、食と流通、文化的景観、風評等にかかわる指標が抽出された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、調査1:復興を遂げた国内外の観光地の事例分析、調査2:被災地・風評被災地の復興観光研究、調査3:東北地方の被災観光地における復興への対応プロセスの分析を通して、観光地の「災害弾力性」(災害に対する抵抗力と回復力)を測定する指標を明らかにすることを目的としている。この目的を達成するために、本年度は調査1ならびに調査2に取り組んだ。調査1では、かつて自然災害により大きな被害を受けた観光地を事例として取り上げ、その復興や再生、風評被害への対策等の視点から、指標の作成に多くの示唆が得られると考えられる代表的な観光地を選定し、被災から復興・再生に至るプロセスを分析した。海外では、津波からの復興を遂げたヒロ(米国ハワイ州)、地震からの復興が進められているラクイラ(イタリア)で現地調査が行われた。国内では、平成28年4月に発生した熊本地震後の復興過程の視察と現地の観光行政担当者ならびに観光関連の組織、事業者に対する聞き取り調査、普代村(岩手県)の堤防視察を実施した。調査2については、宮古市(岩手県)では、芸能の活用を通じたエコツーリズムを、北塩原村(福島県)では火山噴火後の地形を学ぶジオツアーをそれぞれ実施し、観光復興に取り組んだ。以上の調査を通して、「伝統文化の継承」「地域住民の地域への理解度の向上」「平時からの外部との交流・ネットワークの構築」「冗長性の視点の導入」等の指標が抽出された。調査1については、当初予定していた海外の事例に加え、研究プロジェクトがスタートした直後に発生した熊本地震への行政・民間の対応も把握することができた。調査2の宮古市については「伝統芸能・防災教育・文化財」の視点から、1自然災害から身を守る知恵を伝える手法の開発・実践、2自然災害に対応したまちづくり、3心の復興を促す芸能・文化資源の掘り起こし及び観光とのつながり、4自然災害の克服をめざす観光の普及をめざして計画され、当初の予定通りに進められている。北塩原村(福島県)については、当初計画では「食の域内循環と農村風景」に焦点をあてて調査を進める予定であった。しかし、当初想定していた村内の調査対象区域において調査協力が得られにくい状況にあったことと、当該調査地が大規模な火山噴火によって被災し、その後、噴火後の地形を活かしたわが国を代表する自然観光地となったことから、現地での研究協力者との協議のうえ、火山噴火後の復旧・観光地化のプロセスの分析から「災害に強い自然観光地」の要因を抽出するとともに、文化観光拠点を整備し地域の知恵や魅力を今に伝えてゆくことを通じて、住民の地域に対する意識を高め、風評被害に強い観光地づくりを実践する形で調査を進めることとし、新たな現地組織との協力体制も構築されつつある。宮古・北塩原ともに調査メンバーとして参加した学生のアイデアを活かす形で調査が進められ、現地の研究協力者との協力体制も円滑に進められている。またプロジェクトメンバー間でも、本年度は予定通り2度会議が開催され、メンバー間で今年度の研究成果の共有と次年度に向けた研究方針が共有されている。以上から、本プロジェクトは現在までおおむね順調に進展していると判断できる。

観光地では観光自体の再生に差異が表れる。こうした差異が生じる条件を明らかにすることは、観光地の自然災害からの復興と持続的な発展において重要な視点である。本研究は、調査1:復興を遂げた国内外の観光地の事例分析、調査2:被災地・風評被災地の復興観光研究、調査3:東北地方の被災観光地における復興への対応プロセスの分析を通して、観光地の「災害弾力性」(災害に対する抵抗力と回復力)を測定する指標を明らかにすることを目的としている。この目的を達成するために、平成29年度は調査1ならびに調査2に取り組んだ。調査1では、かつて自然災害に大きな被害を受けた観光地を事例とし、その復興・再生の視点から、指標の作成に示唆が得られると考えられる代表的な観光地の事例を選定し、被災から復興・再生に至るプロセスを分析した。海外では、1999年の地震から復興を遂げた桃米村(台湾)で現地調査を行った。国内では、1975年の大分県中部地震後の風評被害からの復興を遂げた由布院温泉(大分)、1925年の北但馬地震後の火災で多くが消失しながら、防災の観点を重視した都市計画に取り組んだ城崎温泉(兵庫)、2000年の三宅島噴火後の復興、2017年の九州北部豪雨後の東峰村(福岡)の文化的景観等を事例として分析対象とした。調査2については、H28年度に引き続き宮古市(岩手)において芸能の活用を通じたエコツーリズムを実践し、猪苗代町・北塩原村(福島県)では1888年の磐梯山噴火後の地形や社会への影響を学ぶジオツアーを研究対象として、観光復興に取り組んだ。以上の調査を通して、「首長のリーダーシップ」「観光地内の組織間の情報共有の重要性」「多様な担い手の受け入れと連携」「災害記念碑の活用」等の指標を抽出した。調査1については、当初予定していた国海外の地震後の復興事例に加え、三宅島噴火後の復興過程や平成29年7月に起きた九州北部豪雨後の現地調査を実施することで、指標抽出に向けてより多面的に事例分析を進めることができた。調査2については、宮古市、猪苗代町において現地で新たな組織との連携が進んでいる。宮古市では、伝統芸能・防災教育・文化財をキーワードとして、今年も地元住民や観光客を対象としたツアーの企画ならびに当日の運営を行った。参加者からは高い評価を得るものとなっている。今後は地元の若者の力によって地域の魅力を再発見しようとする活動を進めているNPO法人との連携を検討中である。猪苗代町・北塩原村では、猪苗代町の中学校が実施しているジオツアーのフィールド学習に同行し、効果の検証を試みた。磐梯山噴火記念館、磐梯山ジオパーク協議会と協力しながら進めることで、中学校の協力を得られる体制が構築されつつある。このように、宮古、猪苗代町・北塩原村ともに、協力メンバーとして参加した学生たちのアイデアを活かす形で調査が進められ、現地の研究協力者との協力体制も円滑に進められつつある。プロジェクトメンバーは東北から関東、北陸、関西と分散して研究を進めているが、通常はメイルにより情報が共有されており、年度末の会議により研究成果の共有と次年度に向けた研究方針が共有されている。以上から、本プロジェクトは現在までおおむね順調に進展していると判断できる。自然災害は地域の変容を余儀なくするが、速やかに復興・発展する地域と影響が長期化する地域とがある。
Pd触媒フリーバナジウム膜の水素透過機構の解明とアンモニアからの水素分離への展開

1酸化処理によって生成する表面V種の同定: Pd触媒フリーバナジウム膜を500°Cの大気中で酸化処理を行いながら、その場でX線回折測定を行った結果、V2O5の回折パターンが得られた。さらに、膜試料に大気圧の水素ガスを吹き付けて表面を還元処理し、その場でX線回折測定を行った結果、V2O3の回折パターンが得られた。この結果は、水素透過試験後に取り出された膜試料のX線回折測定結果と同じである。X線回折測定では、最表面の詳細なV種の変化を捉えられていないと考え、酸化・還元処理を行ったPd触媒フリーバナジウム膜表面のX線光電子分光分析(XPS)を行った。その結果、酸化・還元処理された膜試料表面のXPSスペクトルはV0+、V2+、V3+、V4+およびV5+に分離できることを明らかにした。各組成比に注目すると、V0+、V2+およびV5+の総量が20%以下であり、V3+およびV4+が約80%を占める酸化状態であった。すなわち、X線回折測定では酸化・還元処理されたPd触媒フリーバナジウム膜表面の結晶構造はV2O3しか検出されていないが、実際には多様なV種が存在することを明らかにした。2表面V種の機能の解明: Pd触媒フリーバナジウム膜の水素透過試験を行った結果、酸化・還元処理によって初期の水素透過速度が2倍程度高くなった。しかしながら、長時間水素透過試験を継続すると次第に水素透過速度が低下しはじめ、約50時間後には酸化・還元処理材の水素透過速度が無処理材と同程度にまで低下した。水素透過試験結果とXPS測定で得られた表面V種の変化を比較した結果、V0+が大変少なく、V3+>V4+の酸化状態で高い水素透過速度が得られ、水素透過速度が低い状態ではV3+<V4+に変化していることが明らかになった。1酸化処理によって生成する表面V種の同定: XRD測定ならびにXPS測定を行い、Pd触媒フリーバナジウム膜の酸化・還元反応による表面V種の変化を明らかにすることができ、当初の計画通りに研究を進められている。2表面V種の機能の解明: Pd触媒フリーバナジウム膜の水素透過速度と酸化・還元処理による表面V種の変化との間の関係を明らかにし、高い水素透過速度が得られる表面の酸化状態を明らかにすることができ、当初の計画通りに研究を進められている。1酸化処理によって生成する表面V種の同定:膜試料表面の透過電子顕微鏡観察を行い、表面V種と酸化被膜の構造との間の関係を明らかにする。2表面V種の機能の解明: Pd触媒フリーバナジウム膜への水素の吸着実験によって水素の吸着・吸蔵速度を測定する。また、水素中その場X線回折測定を行い、格子膨張量よりV膜中に溶解した水素量を定量する。これにより、表面酸化被膜が表面反応のどのプロセスに効果的に機能しているのかを明らかにする。3混合ガスによる水素透過能失活要因の解明と対策:アンモニア分解ガスを模擬した水素・窒素混合ガス(水素:窒素=3:1)を吸着させた試料を用いて昇温脱離試験を行い、膜表面に吸着しているガス成分の定量および吸着状態(物理吸着または化学吸着)を明らかにする。この実験により、窒素ガスが吸着しない条件を見出し、その条件下での水素分離試験を行うことにより、混合ガスからの水素分離を実現させる。

1酸化処理によって生成する表面V種の同定: XRD測定ならびにXPS測定を行い、Pd触媒フリーバナジウム膜の酸化・還元反応による表面V種の変化を明らかにすることができ、当初の計画通りに研究を進められている。2表面V種の機能の解明: Pd触媒フリーバナジウム膜の水素透過速度と酸化・還元処理による表面V種の変化との間の関係を明らかにし、高い水素透過速度が得られる表面の酸化状態を明らかにすることができ、当初の計画通りに研究を進められている。1酸化処理によって生成する表面V種の同定:膜試料表面の透過電子顕微鏡観察を行い、表面V種と酸化被膜の構造との間の関係を明らかにする。2表面V種の機能の解明: Pd触媒フリーバナジウム膜への水素の吸着実験によって水素の吸着・吸蔵速度を測定する。また、水素中その場X線回折測定を行い、格子膨張量よりV膜中に溶解した水素量を定量する。これにより、表面酸化被膜が表面反応のどのプロセスに効果的に機能しているのかを明らかにする。3混合ガスによる水素透過能失活要因の解明と対策:アンモニア分解ガスを模擬した水素・窒素混合ガス(水素:窒素=3:1)を吸着させた試料を用いて昇温脱離試験を行い、膜表面に吸着しているガス成分の定量および吸着状態(物理吸着または化学吸着)を明らかにする。この実験により、窒素ガスが吸着しない条件を見出し、その条件下での水素分離試験を行うことにより、混合ガスからの水素分離を実現させる。(理由)研究計画作成当初、混合ガスからの水素分離実験を実施するためにガス混合装置の購入を計画していた。しかしながら、他のガス混合装置を当該研究に利用できるようになったため、本年度でのガス混合装置の購入を見送った。(使用計画)酸化被膜の透過電子顕微鏡観察用試料の作製には既設のFIB加工装置では膜構造を破壊してしまい、良好な観察用試料を作製できないことが明らかとなった。そこで、ArミリングあるいはウルトラミクロトームによるTEM試料作製用部材ならびに加工費に次年度使用額を充てる。また、水素分離試験ならびにガス成分の分析に使用するヘリウムガスの価格が高騰しており、価格変動分に対応する。
姿勢制御における神経伝達物質の作用を考慮した超適応モデリング

以下の3点について研究を進める.1)マルチタスク遂行能力の評価法の確立.マルチタスクとして認知負荷下での姿勢制御を想定する.健常者と患者でのマルチタスク遂行能力の評価方法を確立する.マルチタスクの設計,および課題中の生理反応の計測プロトコルを樹立する.2)マルチレイヤ脳活動-身体統合モデルの開発.(a)脳活動ダイナミクスモデル,(b)感覚・運動制御系モデル,(c)身体筋骨格モデルの適切な接続によるモデル構築を目指す.3)モデルの検証1)のデータを2)のモデルに組み入れ,モデル検証を行う.これより「神経伝達物質を考慮した行動遂行則の変容メカニズムの数理モデル構築」を目指す.以下の3点について研究を進める.1)マルチタスク遂行能力の評価法の確立.マルチタスクとして認知負荷下での姿勢制御を想定する.健常者と患者でのマルチタスク遂行能力の評価方法を確立する.マルチタスクの設計,および課題中の生理反応の計測プロトコルを樹立する.2)マルチレイヤ脳活動-身体統合モデルの開発.(a)脳活動ダイナミクスモデル,(b)感覚・運動制御系モデル,(c)身体筋骨格モデルの適切な接続によるモデル構築を目指す.3)モデルの検証1)のデータを2)のモデルに組み入れ,モデル検証を行う.これより「神経伝達物質を考慮した行動遂行則の変容メカニズムの数理モデル構築」を目指す.
リター量とそれによる昆虫相の違いがブナの実生に及ぼす影響の解明

1960年代以降,ブナ林の効果的な更新を促進することを主な目的として,母樹の保存とササなどの林床植生の除去を組み合わせた,皆伐母樹保存法が展開されてきた.しかし,ブナの発芽率や実生定着率は,ササ類による被度以外によっても変化すると考えられる.たとえば,林床リターの多い場所ほど,そこに貯まっている種子の発芽率が低いかもしれない.そこで,放牧やカラマツ造林のために,大半のブナ林が伐採され,ごく一部の残されたブナ林が存在する長野県上田市菅平高原大洞地区において,林床リター量と種子量の関係を明らかにするために,リター・シードトラップを用いたリター量と種子量の調査に加えて, 10m×10mのコドラートを設置し,リター量と種子量の詳細な分布状況を調査した.また,調査地ではニホンジカの顕著な侵入は報告されていないが,近年のニホンジカの生息場所拡大状況から,自動撮影カメラによる野生動物相調査も行った.リター・シードトラップを用いたリター量と種子量の調査から,調査地での隔年でのブナの豊凶が明らかとなり,研究集会で発表した.コドラート内のリター量と種子量の詳細な分布状況を調査は, 7月と12月に行い,リター量と種子量の計測を行った.また,自動撮影カメラによる野生動物相調査では,調査地ではニホンジカは撮影されなかったが,付近では撮影され,これを研究集会と雑誌で発表した.さらに,ニホンツキノワグマやイノシシによるリター・シードトラップヘの危害が観察された.1960年代以降,ブナ林の効果的な更新を促進することを主な目的として,母樹の保存とササなどの林床植生の除去を組み合わせた,皆伐母樹保存法が展開されてきた.しかし,ブナの発芽率や実生定着率は,ササ類による被度以外によっても変化すると考えられる.たとえば,林床リターの多い場所ほど,そこに貯まっている種子の発芽率が低いかもしれない.そこで,放牧やカラマツ造林のために,大半のブナ林が伐採され,ごく一部の残されたブナ林が存在する長野県上田市菅平高原大洞地区において,林床リター量と種子量の関係を明らかにするために,リター・シードトラップを用いたリター量と種子量の調査に加えて, 10m×10mのコドラートを設置し,リター量と種子量の詳細な分布状況を調査した.また,調査地ではニホンジカの顕著な侵入は報告されていないが,近年のニホンジカの生息場所拡大状況から,自動撮影カメラによる野生動物相調査も行った.リター・シードトラップを用いたリター量と種子量の調査から,調査地での隔年でのブナの豊凶が明らかとなり,研究集会で発表した.コドラート内のリター量と種子量の詳細な分布状況を調査は, 7月と12月に行い,リター量と種子量の計測を行った.また,自動撮影カメラによる野生動物相調査では,調査地ではニホンジカは撮影されなかったが,付近では撮影され,これを研究集会と雑誌で発表した.さらに,ニホンツキノワグマやイノシシによるリター・シードトラップヘの危害が観察された.
心臓の低酸素適応におけるHypoxia-inducible factor 1の役割

実験動物を、生育可能な程度の低酸素に慢性暴露すると、重度の急性低酸素ストレスに対する心臓の抵抗性が高まる、といういくつかの報告がある。この現象に、生体の低酸素適応に重要な転写因子、Hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1)が関与するのではと考え、以下のように実験を行った。ラットを600hPa(海抜約4,200m相当)の低圧低酸素環境に、30日間暴露した。対照群は、常圧常酸素環境(9901,000hPa,海抜約120m)において飼育した。慢性低酸素暴露終了後、摘出灌流心標本を作成して、常酸素灌流で標本を安定させた後、60分間の重度低酸素(0%O_2)灌流,再度の60分間の常酸素灌流中の、左室収縮機能を観察した。また、HIF-1蛋白のサブユニットのうち、低酸素で誘導されるHIF-1αの、左室筋における発現を、低酸素暴露3日後,7日後,14日後,30日後の時点で、Western blot法により観察した。予想に反し、慢性低酸素暴露群の心臓では、急性低酸素灌流中,および再酸素化時の左室拘縮(拡張不全)の程度は、対照群の心臓より強かった。左室筋におけるHIF-1αの蛋白発現は、暴露3日後,7日後,14日後,30日後のいずれの時点においても、対照群に比し有意に増加してはいなかった。このように、過去のいくつかの報告とは異なり、本実験においては、慢性低酸素暴露により心臓の低酸素抵抗性はむしろ低下した。また、本実験における程度の低酸素暴露では、左室筋においてHIF-1が誘導されるという証拠は得られなかった。より強い低酸素暴露によって、左室筋でHIF-1が明白に誘導されるか否か、その際低酸素抵抗性は高まるか否か、検討する必要がある。また、本実験でみられた心臓の低酸素抵抗性低下の機序として、左室筋のHIF-1とは別の因子についても、検討する必要がある。Hypoxia-inducible factor 1(HIF-1)は、低酸素環境における細胞の生存に寄与する、種々の生理活性物質の転写因子である。心臓の低酸素耐性獲得機構におけるHIF-1の役割を解明するために、本年度は、ラットの心臓におけるHIF-1の蛋白発現を、Western blot法を用いて検出することから研究を実行した。HIF-1の2つのサブユニットのうち、HIF-1α蛋白は常酸素環境では検出不能に近いか、慢性低酸素環境暴露により著増して検出可能となるinducibleな要素であり、HIF-1の活性を一義的に決定するといわれている。このことは培養心筋細胞においても過去の報告で示されている。しかし、本研究では、常酸素環境で飼育したラットの心臓においても、HIF1-α蛋白は確実に検出され得た。静止している培養細胞と、実際に絶えず収縮しているintactな心臓との違いか、過去の多くの報告とは異なるこの結果に関係しているのかもしれない、と考えている。また、中等度(1/2気圧)の低圧低酸素環境に、ラットを24時間暴露したが、現時点までのところ、心臓におけるHIF1-α蛋白発現の、常酸素環境でのレベルからの統計学的に有意な変化は認められていない。ラットが順応可能な中等度までの低酸素環境での、心臓におけるHIF-1αの誘導様式について明確に結論するには、より短期間、あるいはより長期間の暴露による影響を観察する必要がある、と考えている。
UAVを用いた漂砂系スケールにおける海岸地形・底質粒径マッピング技術の革新

本研究では、低コストで機動性の高い迅速マッピング技術を開発し、効率的な海岸保全対策に資するとともに、沿岸域のMDAを飛躍的に革新することを目的としている。2018年度は、当初計画通り、UAVを用いた現地調査を実施し、波浪と海底地形のモニタリング、海浜陸上地形のモニタリング、海浜構成砂礫材料のマッピングのそれぞれについて研究を進めた。波浪・海底地形および海浜陸上地形の推定に関しては、静岡県福田海岸、駿河海岸、千葉県九十九里海岸、御宿海岸でUAVから沿岸域の直下撮影を実施した。ビデオ映像をコマごとの画像に分割し、レンズや画角のひずみを補正したうえで、各画像を同一の絶対座標にマッピングした。砕波を検出するフィルターを用いて砕波峰線を抽出し、砕波峰線の時空間変化を追跡した。その結果、砕波頻度の空間分布は、極めて不均質であることが判明し、海岸地形と強く関連していることが示唆された。海浜構成材料のマッピングに関しては、千葉県九十九里海岸、静岡県富士海岸、静岡清水海岸、宮崎県宮崎海岸で現地調査を実施した。調査では、地表からの高度を10mの一定としてUAVから直下撮影した連続画像を用いて、海浜地形と海浜砂礫粒径との関連を考察した。その結果、砂礫粒径は、漂砂源から徐々に細かくなる傾向があるのに加えて、構造物上手の堆積域では細粒化、下手の侵食域では粗粒化することが見いだされた。また、養浜が実施されている区間では、人工的に投入された土砂の影響が強く顕在化していることも確認された。これらの基礎的情報から海浜の土砂移動過程を分析する際には、これらの人為影響についても一定の時間・空間スケールにおいて配慮する必要があることが定量的に示された。当初計画においては、波浪と海底地形のモニタリング、海浜陸上地形のモニタリング、海浜構成砂礫材料のマッピングのそれぞれについて、UAVを活用したモニタリング技術を開発することとしている。これまでの2年間で、斜め撮影されたビデオ映像が海底地形の推定に有用であることが示されたが、俯角が小さくなる沖合い部分で経験的な係数を導入する必要があり、精度が低かった。2018年度の研究では、UAVを用いた直下海面の撮影を行い、これから砕波峰線を抽出する技術を開発した。これにより、砕波確率を介した海底地形推定の精度が向上することが期待できる。海浜の構成砂礫の粒径に関しては、細砂で覆われている九十九里海岸から、こぶし大の礫が散在する富士海岸まで、特性が大きく異なる海岸で貴重なデータを取得することができた。特に、九十九里海岸では、2年前に異なる季節に取得したデータと比較するデータが得られ、漂砂特性に大きな変化がないことが確認できた。一方、富士海岸や静岡清水海岸では、激しい海岸侵食を受けて、養浜による対策が20年以上の期間にわたっているため、海岸地形や海浜の粒径に、その影響が強く顕れていることが確認できた。これらに加えて、放水路、離岸堤、ヘッドランドなどの構造物による漂砂捕捉の影響は、海浜地形のみならず、海浜の粒径分布にも顕れていることが示唆された。UAVによる海浜情報マッピングにより、これらの各種時間スケール・空間スケールの影響を分離して議論できるようになることは、当初の予想を超える成果であり、最終年度にあたる次年度においては、計画されている実施項目を着実に実施するとともに、開発した技術を応用して海浜過程解釈の精緻化にも挑戦できる段階にあり、これらを総合的に勘案すると、研究はおおむね順調に進展していると判断できる。2019年度は、最終年度に当たるため、3つの項目に関して残された研究実施項目を着実に進めるとともに、研究のとりまとめを行う。UAVを用いた現地調査としては、これまで対象としてきた海岸よりも、さらに時空間スケールの大きな高知海岸を対象とした調査を行う。高知海岸では、仁淀川、物部川からの土砂供給の減少が数十年にわたって継続し、さらに漁港や構造物による漂砂遮断の影響もあり、10km以上の大スケールで海浜過程が変化していることが想定される。例えば、かつては下手海岸でも見られた五色石が、今では河口部のみにしか見られず、海浜粒径にも大きな変化があると推測されるが、定量的な分析は不足している。本年度の研究では、これまでの研究で開発された砕波峰線の抽出技術、海浜砂礫粒径の分析技術、海浜ゴミの分離技術などを組み合わせるとともに、広域海岸への適用を図り、実践的かつ汎用性の高い海浜情報マッピング技術として確立する予定である。数日単位で地形環境が激しく変動する沿岸域と海浜部の地形に焦点をあて、UAVを用いて低コストで広域(数キロ)の地形環境をマッピングする技術を開発する。現状の海岸地形マッピングでは、地形測量には音響測深技術、底質調査にはサンプリングによるふるい分け調査が用いられており、それぞれ多大な労力と特殊な装置が必要なため、限られた領域で一年に一度程度の頻度でしかデータが取得されない状況にある。本研究では、(1)海底地形の推定、(2)海浜陸上部地形の推定、(3)海浜構成砂礫材料のマッピングに関して、数キロの海岸のデータを一日程度で取得できる低コストで機動性の高いマッピング技術を開発することを目的とする。研究目的の3つの課題に対して、当初計画通り、本年度は、(1)海底地形の推定と(2)海浜陸上部地形の推定について、研究を進めた。

海底地形の推定では、新潟海岸、湘南海岸などで現地調査を実施し、海上に高度150mで静止させたUAVによる約20分間の連続画像から波峰線を抽出し、波峰線の移動・変形履歴をもとに、海底地形を逆推定する手法を確立した。地形の逆推定に有利となる長周期の波浪成分を選択的に抽出する技術として、二次元ウェーブレット変換が有効であることなどを示した。また、非線形干渉により、長周期波成分が増幅されるメカニズムを探究した。海浜陸上地形の推定においては、富士海岸、福田浅羽海岸などで調査を実施し、海浜部を高度30m以下の多視点からUAVで撮影した連続画像をもとに、参照点探索アルゴリズムであるSfM(Structure from Motion)技術を用いて、海浜陸上部の高解像度地形DEM(Digital Elevation Model)を作成した。精度を最適化するための標定点の配置とUAVの飛行高度・経路について検討した。本研究の特色は、漂砂系スケール(数キロ)の海岸地形環境を、高頻度・高解像度・高精度で監視できるシステムを開発することである。そのために、UAVを用いて、(1)海底地形の推定、(2)海浜陸上部地形の推定、(3)海浜構成砂礫材料の情報マッピングに関して、数キロの海岸のデータを一日程度で取得できる低コストで機動性の高いマッピング技術を開発することを目指している。3年間の当初研究計画では、初年度である平成29年度に、最も基礎的な情報である海岸地形に関して、陸上部はSfM、海底部は波峰追跡により、地形を推定する技術を開発し、平成30年度以降には海浜底質のマッピング手法を構築する計画としている。平成29年度の現地調査では、気象・海象条件のほか、海岸利用や漁業との調整などで、円滑な調査ができないことも想定されたが、天候に恵まれたうえ、海岸管理者との密接な連携を実施し、当初計画以上の短時間で効率的な調査を実施することができた。海底地形の推定では、短周期波浪成分が顕著となる撮影海面画像から、背景に潜在する長周期波浪成分を抽出することが重要であることがわかり、これに対して、二次元ウェーブレット解析の有効性を確認できた。さらに、波浪の非線形干渉により、長周期成分が増幅される機構を捉えることに成功し、UAV撮影画像から海面の輝度分布を抽出することにより、沿岸波浪の変形過程まで分析可能であることを示した。陸上部地形の推定では、漂砂系スケール規模の長大地形の推定では、計算機メモリの効率的利用が焦点となることが判明し、これを解決するためには、領域分割と標定点の共通利用が推定精度の維持に本質的となることを見出した。これらにより、計測精度を高める研究開発に重点が置かれてきた従来のモニタリング技術に対して、機動性と低コスト性に優れた実用に耐える堅牢なモニタリングシステムを構築することができた。本研究では、低コストで機動性の高い迅速マッピング技術を開発し、効率的な海岸保全対策に資するとともに、沿岸域のMDAを飛躍的に革新することを目的としている。2018年度は、当初計画通り、UAVを用いた現地調査を実施し、波浪と海底地形のモニタリング、海浜陸上地形のモニタリング、海浜構成砂礫材料のマッピングのそれぞれについて研究を進めた。波浪・海底地形および海浜陸上地形の推定に関しては、静岡県福田海岸、駿河海岸、千葉県九十九里海岸、御宿海岸でUAVから沿岸域の直下撮影を実施した。ビデオ映像をコマごとの画像に分割し、レンズや画角のひずみを補正したうえで、各画像を同一の絶対座標にマッピングした。
オステオポンチンは間質性肺炎の新規マーカーになりうるか?

特発性間質性肺炎、その中でも特発性肺線維症は肺間質および肺胞腔に線維化を中心とする組織リモデリングを来し、呼吸不全に至るきわめて予後不良の疾患である。その病態解明および臨床の揚における薪しいバイオマーカーの開発は我々呼吸器・臨床医にとって急務である。本研究において我々は間質性肺炎53症例の肺組織におけるオステオポンチン(OPN)の発現を検討し、その発現と病理組織型や各臨床因子との相関について検討;した。OPNはusua linterstitial pneumonia(UIP)やfibrosing nonspecific interstitial pneumenia(NSIP)などの肺胞マクロファージに強発現しており、その発現は%Vitalcapacityと負の相関を認めた。一方cellularNSIPやDesquamativeinterstitialpneumonia、Organizingpneumonia症例ではOPN発現は陰性であった。今年度、我々はさらにUIP・NSIP症例において性別、年齢、%VCや病理組織型などの各臨床因子を変数として含めた多変量解析を施行し、OPN発現はステロイド治療不応性と統計学的に有意な相関を認めた。これらの結果からOPNは肺間質および肺胞腔の線維化・リモデリングに関与している可能性があり、その発現はステロイド治療反応性を予測する新規バイオマーカーになりうる可能性が示唆された。現在、我々はブレオマイシン肺線維症マウスモデルでOPN中和抗体を用いた治療実験も施行中である。将来的にはOPNをバイオマーカーとして、また治療のターゲットとして臨床応用させることを目標とする特発性間質性肺炎は炎症性細胞、免疫担当細胞の集積や組織修復に伴う肺線維化を主微とする疾患群である。その中でも特発性肺線維症は肺間質および肺胞腔に線維化を中心とする組織再構築(リモデリング)を来し、低酸素血症、呼吸不全に至るきわめて予後不良の疾患であり、その病態解明および臨床の場における新しいバイオマーカーの開発は我々呼吸器・臨床医にとって急務である。現在、我々は同時にブレオマイシン肺線維症マウスモデルを用いて、OPNの肺線維症進展における生物学的関与についても検討中である。今後は間質性肺炎症例において性別、年齢、%VC、病理組織型などの各臨床因子を変数として含めた多変量解析でOPN発現はステロイド治療反応性と相関があるかなどを検討していく予定である。将来的にはOPNをバイオマーカーとして、また治療のターゲットとして臨床応用させることを目標とする
量子細線構造の作製と評価

微傾斜(110)GaAs面上に分子線成長法でGaAsーAlGaAs超格子を成長すると量子細線状の構造が得られる。この量子細線状の構造は分子線成長中に巨大ステップが形成され、この巨大ステップ端の(111)面上と(110)面上とでAlGaAsの組成が異なることに寄因すると考えられる。この巨大ステップの形成機構を調べるため、微傾斜(110)GaAs面上に、GaAs、AlGaAs、AlAsを成長させRHEEDを用いて、ステップ形成過程を観測した。その結果、AlGaAsの場合、約600°C以上の高温では2原子層ステップが、以下の低温では巨大ステップが形成されることが分かった。一方、GaAs、AlAsの場合は温度によらず、常に2原子層ステップが形成され、巨大ステップの形成が混晶の効果であるという新しい知見が得られた。また、(110)、(100)、(111)面をもつ人為的に作製されたメサ構造のある(110)GaAs面上にAlGaAsを成長し、電子線プロ-ブ微小分析法、走査型カソ-ドルミネセンス法で調べた結果、AlGaAsの組成に面方位依存性があることが判明した。これ等の結果から、この現象を用いて量子細線構造の作製が可能であると考えられる。ベルリン工科大学にある走査型カソ-ドルミネセンス法については量子細線構造を評価するために、空間分解能を向上する必要があり、そのため装置の改造を行い、画像処理のための新しいソフトの開発を行った。この装置を用いて予備的な試料で空間分解能の向上を確認した。さらに走査型トンネル顕微鏡については、超高真空チャンバ-を用意し、表面の原子が観察できるまでに準備を整え、量子細線構造の観察が可能となった。
多官能性求核的カルベンの創生と不斉反応への展開

エポキシシランのα位にイミニウム塩を導入した基質を用いて,求核的カルベンを低温下瞬時に発生させることを目的として研究を行った.まず,原料であるエポキシシランを有するイミニウム塩の合成法を確立した.反応に関しては,基質の脱プロトン化をおこしカルベンを発生させるためには,二重結合の導入などの工夫が必要であることが明らかになった.本反応の開発は1,n-双極子の創出という概念に結びついた.エポキシシランのα位にイミニウム塩を導入した基質を用いて,求核的カルベンを低温下瞬時に発生させることを目的として研究を行った.まず,原料であるエポキシシランを有するイミニウム塩の合成法を確立した.反応に関しては,基質の脱プロトン化をおこしカルベンを発生させるためには,二重結合の導入などの工夫が必要であることが明らかになった.本反応の開発は1,n-双極子の創出という概念に結びついた.本年度は,反応の原料となるエポキシシランを有するイミニウム塩の合成と,その脱プロトン化による求核的カルベンの発生の検討を行った.まず,既知化合物であるエポキシアルデヒドとトリメチルシリルピロリジンの反応によるイミニウム塩の合成を検討したが,目的の生成物は得られなかった.しかし,エポキシアルデヒドとピロリジンの過塩素酸塩の反応を検討した結果ジクロロメタン中,室温において30分間反応させることで目的のイミニウム塩が得られることが分かった.しかし本基質を種々の塩基(LDA,LTMP,t-BuLi)で処理したところ,エポキシアルデヒドが生成するのみであった.そこで,より嵩高い置換基を持つイミニウム塩の合成を行った.まずエポキシアルデヒドとt-ブチルアミンを反応させた後,メチルトリフレートで処理することにより,窒素上にt-ブチル基とメチル基を有するイミニウム塩を合成することができた.これと種々の塩基との反応を検討したが,同様にエポキシアルデヒドのみが生成した,これらの結果は,イミニウム塩の脱プロトン化によりカルベンを発生させることは困難であることを示唆している.そこで,脱プロトン化ではなく,スズ・リチウム交換によりアニオンを発生させようと考え,プロトンのかわりにスズ置換基を有する基質の合成を検討中である.また,エポキシドとイミニウム塩部分の間に二重結合を持つ基質の合成も合わせて検討中である.本年度は,昨年度までに合成に成功したエポキシシランを有するイミニウム塩の脱プロトン化反応を詳細に検討した.その結果,ジエチルエーテルとジクロロメタンの混合溶媒中・嵩高い強塩基であるLTMP(リチウムテトラメチルピペリジド)で処理した場合に,目的の脱プロトン化/エポキシシラン転位が進行した成績体であるエノールシリルエーテルを含む化合物が主成績体として得られた.この結果から,イミニウムイオンの脱プロトン化によりカルベンを発生させることが可能なことが示唆されたため,現在,発生したカルベンをアクリル酸エチルなどの反応剤で捕捉することを検討している.LTMPよりも立体的に混んでいないLDA(リチウムジイソプロピルアミド)などを用いるとアルデヒドが主成績体となるため,ある程度立体的に嵩高い塩基を用いなければ,塩基がイミニウムイオンに付加すると考えられる.次に,より脱プロトン化を容易にするため,エポキシドとイミニウム塩の間に二重結合を導入した基質の合成を検討した結果,アルデヒドとt-ブチルアミンを反応させた後,メチルトリフレートで処理することにより,窒素上にt-ブチル基とメチル基を有するイミニウム塩を合成することができた.これをTHF中,LTMPで処理すると目的のジエノールシリルエーテルを含む化合物が得られたが,主成績体はアルデヒドであった.現在さらに条件を検討中である.また,脱プロトン化ではなく,スズ・リチウム交換によりアニオンを発生させようと考え,プロトンのかわりにスズ置換基を有する基質の合成を検討したが,これは現在のところ成功していない.本年度は,種々の置換基を導入したエポキシドを有するイミニウム塩を合成し,その反応を検討した.エポキシシランとイミニウム塩の間に二重結合を導入した基質(イミニウムの窒素上の置換基はメチル基およびt-ブチル基,カウンターアニオンはトリフレート)と塩基との反応を検討したところ,目的の反応は一部進行するものの,同時にシリル基の脱離が進行して不飽和アルデヒドが生成した.種々の捕捉剤を検討したが,カルベンが捕捉された成績体を得ることは不可能であった.そこでまずは,イミニウムイオンのビニルプロトンの脱プロトン化の条件を詳細に検討するため,シリル基をアルキル基などに置換した化合物の反応を検討することにした.この基質の場合,エポキシドの開環によって生成するアルコキシドがケテンイミニウム部を攻撃するなど,新しい形式の反応が進行する可能性もあると考えた.フェニル基を有する基質は合成することができたが,非常に不安定であり,30分以内に分解した.次に,イミニウム側のエポキシド炭素にシアノ基やフェニル基などの電子求引基を導入することを考えた.シアノ基を有する基質としては,二重結合を導入したものと導入しないもの,双方の前駆体であるアルデヒドは合成できたものの,イミニウム塩への変換が不可能であった.フェニル基を有する基質は二重結合を導入したものについては合成可能であり,これを反応に付したところ,新規化合物が得られた.しかし,この化合物は非常に不安定であり構造決定に至らなかった.現在種々の捕捉剤を検討している.これまでにほとんど例のない,鎖状イミニウム塩の脱プロトン化によるカルベンの発生が可能であるとの結果が得られたので,一定の成果は上がっているといえる.収率の向上,合成反応への展開などが今後の課題である.

24年度が最終年度であるため、記入しない。現在までは,エポキシシランを有するイミニウム塩の脱プロトン化によりカルベンを発生させることのみを目的に研究を行ってきたが,反応系がやや複雑であるので,今後はそれと平行して,シリル基のかわりにアルキル基などを持つエポキシシランを用いた反応なども検討する予定である。これにより,反応の基礎的な情報が得られるとともに,エポキシドが開環することによって生成するアルコキシドが分子内でケテンイミニウム部を攻撃するなど,新たな形式の反応の開発にもつながると考えている.24年度が最終年度であるため、記入しない。
超高速鉄道整備が国土幹線コリドー構造に及ぼす影響に関する理論分析

当初計画においては、企業の内部組織の空間構造(本社・支店の配置パターン)を明示的に表現したモデルを構築し、超高速鉄道の整備が、人口・企業配置等の空間構造を再編する効果について分析することを目的としていた。しかし、構築したモデルを分析したところ、地域間交通費の削減が人口の分布パターンに与える影響に関して、既存の空間経済モデルと同様の結論が得られることがわかった。すなわち、土地資源の有限性のために生じる混雑を考慮しない限り、都市間交通費の削減は、片方の都市への人口の集積をもたらすことがわかった。しかし、超高速鉄道の整備は都市間の移動時間を劇的に短縮するため、一般的な地域間交通費の削減とは異なる影響を持ち得ると考えられる。リニア新幹線の整備によるスーパーメガリージョンの形成に関する政策的議論も、同様の考え方の基になされている。そこで、本研究は分析の方針を転換し、超高速鉄道の整備が人口の都市間への分散をもたらすための条件について理論的な検討を行った。その結果、各都市において生産される財に、その都市に固有の資源や文化が反映された財(都市固有財)が含まれていることが、重要な条件であることがわかった。都市固有財は、当該の都市内のみで生産可能であり、他の都市では生産することができない。都市固有財の存在下においては、都市間交通費を劇的に削減すると、小都市の都市固有財を求める大都市住民により。小地域において生産される都市固有財の需要が増え、小都市の雇用や人口が増加することになる。2018年度における本研究は、以上のような都市固有財という視点を導入し、超高速鉄道の整備が、人口の分布パターンを再編する効果について理論的な分析を行った。このままでは、理論的な新規性のある分析ができないため、分析の方針を転換し、新しい理論的モデルを構築する必要が生じた。最終的にモデルの構築には成功したものの、2018年度内に研究成果となる論文を発表するまでには至らなかった。2019年度は、2018年度に行った理論的研究の成果を論文として取りまとめて発表するとともに、理論的なモデルを拡張し、現実の経済を対象とした分析が可能な空間経済モデルを構築して分析を行う。本研究は2017年度において、本研究課題の分析の基盤となる基礎的なモデルを構築した。このモデルは、2都市から構成される空間を対象とした理論的な一般均衡モデルである。その特徴は、異質なコミュニケーション構造を有する独占競争企業が、企業活動の効率化を図るために本社・支店の配置パターンを決定することにある。モデルの要点を以下に述べる。空間内の家計は、2つの都市のどちらに居住するかを選択し、自らが居住する都市内の企業拠点に労働力を供給して賃金を得る。家計は同質的であり、両都市の賃金が等しくなるように都市間で人口が移動する。空間内には、コミュニケーション構造の異なる複数の独占競争企業が存在する。企業のコミュニケーション構造は、「従業員間の会議」と「顧客との交渉」の重要性として記述される。各企業の本社・支店配置パターンは、「どちらか一方の都市に拠点を集中させる」集中化戦略と、「両方の都市に拠点を分散させる」分散化戦略に分けられる。各企業は、都市圏内移動費用と都市圏間移動費用を与件とし、企業のコミュニケーション構造に応じて、利潤を最大化するように本社・支店配置パターンを内生的に決定する。このモデルにおいて、超高速鉄道の整備は、都市圏内移動費用と都市圏間移動費用の相対的関係に影響を及ぼし、結果として企業の本社・支店配置パターンにも影響を及ぼすことになる。このように、超高速鉄道の整備が企業の本社・支店配置に及ぼす影響を分析するモデルは空間経済学の分野においても独創的であり、超高速鉄道が国土幹線コリドーの再編に及ぼす効果に関する知見を得るうえで有用である。本研究課題の分析の基盤となる基礎的なモデルの定式化は完了しているが、その性質を明らかにするための解析的な比較静学分析が完了していない。モデルの複雑性が高いため、解析的な分析を試みると分析結果が煩雑な式となり、明確な結論を得ることが難しいことが原因である。比較静学分析が完了していないため、成果を論文として投稿する段階には至っていない。