hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
デュアルドップラーレーダを用いた降雪予測システムの開発

降雪粒子が降雪雲から地上付近に落下してくるまでの降雪過程を詳細に捕らえ、局所的な降雪の予測を行うことを目的として、以下のような成果が得られた。1.画像処理手法による降雪粒子の雪質測定地上付近を落下する降雪粒子の粒径、落下速度より個々の粒子の平均密度および質量を求めた。更に、空間数密度から降雪強度を算出した。これにより、雪質と形状、落下速度および降雪強度等の物理量の同時測定が可能となった。2.デュアルドップラーレーダを用いた3次元降雪プロファイルの測定降雪粒子観測システム付近に2台のドップラーレーダを設置し、地上付近から高度千数百mまでの下層大気圏下における電磁波反射エコーの連続測定を行った。高度ごとの電磁波スペクトルをガンマ分布関数で近似し、2つのパラメータで分類した。3.同期計測システムの構築とデータベースの作成1.および2.の同期計測システムを作成して冬季期間連続測定を行い、種々の降雪現象のデータベース化を行った。これにより、高度ごとの電磁波反射スペクトルと地上付近の降雪粒子情報との対応が可能となった。その結果、電磁波スペクトル分布の2つのパラメータから地上付近での降雪粒子を分類することが可能となった。4.高度ごとのレーダ反射因子の相関解析高度間のレーダ反射因子の相関解析により、降雪粒子の単位下降時間が高度により直線的に変化することがわかった。これにより、高度1000m以上でのレーダ反射因子から地上に到達するまでの時間を推定することが可能となった。今後、本研究を進めることにより、高度ごとの電磁波反射エコーから地上付近での降雪粒子を推定し、レーダ反射因子の相関解析から地上での降雪強度を予測することが期待される。今年度は主に以下の項目について研究を行った。(1)デュアルドップラーレーダを用いた3次元降雪プロファイルの測定2台のドップラーレーダを用いて、降雪雲、降雪粒子からの電磁波反射エコーを解析した。現有設備の小型垂直レーダに新たに同機種1台(設備備品)を追加、設置して、デュアルドップラーレーダとして使用した。これらは降雪粒子観測塔の付近に設置し、地上付近から高度数kmまでの下層大気圏下の電磁波反射エコーを測定し、高度ごとの電磁波スペクトル解析を行った。(2)画像処理手法による降雪粒子雪質測定システムの開発地上付近を落下する降雪粒子の雪質と形状、落下速度、密度および降雪強度等の物理量の両方の測定を行うシステムについて検討した。・自然落下する降雪粒子を撮影するため、屋外に防風ネットで囲まれた現有の観測塔を利用し、降雪粒子の形状を解析を行った。・降雪粒子映像をコンピュータ(現有備品)に取り込み、画像データから降雪粒子の形状および落下運動を解析して、降雪粒子の粒径、落下速度、空間数密度および密度等の物理量測定を行った。また、個々の粒子の画像から雪質の検討を行った。(3)(1),(2)の同期計測システムの構築と運用(1)および(2)の同期計測システムを作成して冬季期間連続測定を行い、種々の降雪現象をデータベース化するプログラムの作成を行った。今後、地上付近のレーダ反射因子と降雪粒子の画像情報を相関解析し、降雪粒子の粒径分布、落下速度分布、雪質および降雪強度を算出することにより、下層大気圏下の高度ごとの降雪現象を求める予定である。(1)デュアルドップラーレーダを用いた3次元降雪プロファイルの測定降雪粒子観測塔の付近に設置した2台のドップラーレーダを用いて、降雪雲、降雪粒子からの電磁波反射エコーを解析した。地上付近から高度千数百mまでの下層大気圏下の電磁波反射エコーを測定し、高度ごとの電磁波スペクトル解析を行った。(2)画像処理手法による降雪粒子の雪質測定地上付近を落下する降雪粒子の雪質と形状、落下速度、密度および降雪強度等の物理量の両方の測定を行った。

降雪粒子映像をコンピュータに取り込み、画像データから降雪粒子の形状および落下運動を解析して、降雪粒子の粒径、落下速度、空間数密度および密度等の物理量測定を行った。(3)(1),(2)の同期計測システムの構築と運用(1)および(2)の同期計測システムを作成して冬季期間連続測定を行い、種々の降雪現象のデータベース化を行った。(4)高度ごとのレーダ反射因子の相関解析高度間のレーダ反射因子の相関解析により、単位落下時間が高度により直線的に変化することがわかった。これにより高度1000m以上での上空のレーダ反射因子から、地上に到達するまでの時間を推定することが可能となった。今後、本研究を進めることにより、高度ごとのレーダ反射因子から地上付近での雪質および降雪強度を推定することが期待できる。
fMRIを用いた犬と猫におけるオピオイドの鎮痛作用の種差の解明

犬と猫でオピオイドの鎮痛作用に種差が生じる機構を解明するために、侵害刺激により活性化する脳の領域を調べ、さらにオピオイドの影響を比較した。犬と猫で侵害刺激により体性感覚野、頭頂連合野、帯状皮質、小脳領域が活性化した。さらに犬では扁桃体、視床、中脳、猫では海馬領域が活性化した。オピオイドにより犬と猫で侵害刺激による体性感覚野の活性化が抑制された。さらに犬では扁桃体、猫では帯状皮質、海馬、視床、中脳、小脳の活性化が抑制された。オピオイドは犬と猫で痛みの認識に対する抑制作用は同程度であることが示唆されたが、痛みに対する自律神経反応に対する抑制作用に種差が生じる機構は明らかとならなかった。犬猫においてアルファキサロンの持続静脈内投与およびロクロニウムによる全身麻酔下で、鉗子により機械刺激を加えたときに生じる賦活化される脳の領域を調べた。その際、脳形態画像分析法であるvoxel-based morphometrywosiyousiteを使用して犬猫の標準脳を作成することが困難であったため、被験個体のなかで最も脳の形態が整っている個体の脳を標準脳の代替として採用した。全身麻酔下にて鉗子による機械的な刺激を加えると、犬では視床、扁桃体、体性感覚野および帯状皮質の領域が賦活化されることが明らかとなった。一方、猫では体性感覚野、頭頂連合野、小脳、帯状皮質、海馬の領域が賦活化した。人では体性感覚野、扁桃体、帯状皮質は疼痛によって賦活化される疼痛関連脳領域に含まれることが知られており、犬と猫でも同様の領域が機械的な刺激により賦活化することが示された。また、猫では人の痛み関連脳領域とは異なる小脳の賦活化も観察された。本研究により、全身麻酔下の犬猫において機械刺激が引きおこす脳の活動をfMRIにて評価することが可能となった。犬と猫では全身麻酔下であっても、機械的な刺激により人の疼痛関連領域と共通する部位が賦活化することが明らかとなる一方、犬と猫では賦活化される領域の一部に違いがあることも明らかとなった。これらの知見は、犬猫における痛みの伝達、認識、その抑制を理解するために有用であると考えられた。全身麻酔下の犬猫において、機械的な刺激を加えたときに生じる脳の活動をfMRIで観察する方法が確立されたため、初年度の目標はおおむね達成できたと考えられる。鉗子以外の刺激方法を試していないため、鉗子による機械刺激が痛覚を刺激して痛みに特異的な反応を生じさせていることの確認はされていないが、人の疼痛関連脳領域と同様の領域が刺激時に賦活化されているが確認された。したがって、鉗子による刺激は疼痛反応を生じさせ、その際の脳の活動の変化をfMRIにより観察することができている可能性は高いと考えられる。犬と猫におけるオピオイドの鎮痛作用(侵害刺激の伝達抑制作用)に種差が生じる要因を解明するために、侵害刺激の伝達および疼痛の認知が行われる脳における機能評価を行った。機能的磁気共鳴画像法(functional magnetic resonance imaging :fMRI)を用いることにより、前年度は侵害刺激により賦活化する脳の領域を評価し、今年度はレミフェンタニル投与による影響を比較した。全身麻酔下の犬猫に対して、生理食塩水あるいはレミフェンタニルの投与下でtail-clamp法による侵害刺激を加えたところ、生理食塩水投与下では犬猫ともに体性感覚野、頭頂連合野、帯状皮質、小脳の領域が有意に賦活化した。さらに犬では扁桃体、視床および中脳、猫では海馬の領域において有意な賦活化が認められた。レミフェンタニル投与下では、前述の各領域において賦活化の指標となる信号強度の減弱が認められた。犬では体性感覚野および扁桃体において有意に信号強度が減少し、猫では体性感覚野、帯状皮質、海馬、視床、中脳、および小脳において有意に信号強度が減少し、レミフェンタニルにより侵害刺激の伝達抑制作用が発現したことが示唆された。本研究により、犬猫において侵害刺激により有意に賦活化した脳領域は人の痛み関連脳領域と多くが共通する部位であることが明らかとなり、犬猫でも脳において人と同様の侵害刺激の伝達および痛みの認知を行う機構が存在することが示唆された。また、犬猫において脳領域でオピオイドが侵害刺激伝達抑制作用を有することが示唆されたことは、痛みの伝達、認識および抑制を理解し、犬猫におけるオピオイドの鎮痛作用の種差を解明するうえで有用な情報であると考えられる。

今後は、全身麻酔下の犬猫にオピオイドであるレミフェンタニルを投与し、鉗子による機械刺激を加えた際の脳の活動の変化を評価する。主に機械刺激で活性化される領域の活動の変化を観察し、レミフェンタニルの投与自体が引きおこす脳の活動の変化も評価することで、機械刺激が引きおこす脳の活動に対するオピオイドの役割を調べる。機械刺激で賦活化する領域の活動の変化をより詳細に観察するための撮影条件を犬猫用に特別に作成する必要があるため、条件を検討中である。また、レミフェンタニル投与による脳の賦活化の評価において、現在使用している機材では撮像時間及び枚数の用量が過多となり実施が困難となる可能性が高く、レミフェンタニルの投与方法や撮影条件を検討中である。小動物麻酔学当該年度に実施する予定であった実験内容の変更や一部が実施できなかったため。具体的には、犬猫の標準脳を作成することが困難であるため被験個体の脳を標準脳として代用し、機械刺激以外の刺激を加えた際のfMRI撮像を行っていないため予定額と使用額に差額が生じた。当該年度に実施できなかった実験を次年度に実施する。
マトリックスプロテアーゼＨｔｒＡ１によるケロイド組織の浸潤メカニズム

正常皮膚に比較し、ケロイド組織では、HtrA1とその基質であるフィブロネクチンが高発現することを示した。またケロイド組織では、正常皮膚と比較しフィブロネクチンの断片化がより認められる傾向にあった。HtrA1のノックダウンにより細胞増殖は抑制され、その作用はHtrA1が基質とするマトリックスの有無に影響を受けることから、HtrA1はマトリックスのリモデリングを介してケロイド病態の進行に関与する可能性が示唆された。本年度では、前年度に行った実験の、N数を増やすことを第一の目標とした。1)ケロイド組織3例より、正常皮膚2例よりNP40含有蛋白抽出バッファー(1%NP40Tris-Cl buffer)を用いて、蛋白を抽出し、抗HtrA1,抗フィブロネクチン抗体、抗コラーゲンα2(I)抗体、抗コラーゲンα(III)抗体を用いて、western blotを行った。ケロイド組織のうち、正常皮膚に比較し、2例は、フィブロネクチン、コラーゲンI型、コラーゲンIII型のfragmentationが観察された。HtrA1のは発現は、正常皮膚に比較し、ケロイド3例とも発現が更新していた。2)ケロイド組織1例と正常皮膚1例より、エクスプラント法にて線維芽細胞を採取し、得られた細胞に対して、1)と同様の実験を行った。その結果、ケロイド由来細胞では、正常皮膚由来細胞に比較して、HtrA1の発現が高かったが、前年度に同様の実験を行った細胞ほどは、正常皮膚との差が認められたなかった。ケロイド由来細胞では、フィブロネクチン、コラーゲンのfragmentationが観察されたが、正常皮膚由来の細胞でも若干のfragmentationが観察された。3)ケロイド由来細胞において、前年度に構築した系を用いて、HtrA1の発現をRNAi(Stealth RNAi, Invitrogen)にてノックダウンした。ノックダウン後、84時間、96時間でサンプリングを行い、フィブロネクチン、コラーゲンI型、III型のfragmentationが減少するかについて観察したが、確認できなかった。前年度よりN数を増やし、ケロイド組織6例、正常皮膚4例よりRIPA bufferを用いて蛋白抽出を行い、HtrA1とFibronectinに対するWestern blotを実施した。ケロイド組織6例はいずれの組織でも、正常皮膚4例と比較して、HtrA1の発現量が高かった。また、Fibronectinの発現も、ケロイド組織6例では、正常皮膚4例と比較して非常に高く発現し、またfragmentationを確認した。ケロイド組織由来線維芽細胞に対して、Stealth RNAiを用いてHtrA1のノックダウンを行った。HtrA1ノックダウン細胞と、コントロール細胞(HtrA1のノックダウンを行っていない細胞)とで、WSTアッセイを用いて増殖を比較したところ、HtrA1ノックダウン細胞では、コントロール細胞と比較して増殖が抑制されることを発見した。この現象について、異なる2症例由来の細胞でも同様の結果を確認した。次に、この増殖に対するHtrA1の作用が、HtrA1の基質としても知られるマトリックスであるFibronectin, type I collagenの存在によって増強されるかどうかを検討した。Fibronectin, type I collagen,がコートされた96穴プレートと、マトリックスコートのない培養用96穴プレート、コントロールとしてLaminin (HtrA1の基質ではない)がコートされた96穴プレート、それぞれにHtrA1ノックダウン細胞と、コントロール細胞を播種し、増殖をWSTアッセイにて比較した。その結果、Fibronectin, type I collagenがコートされた場合のほうが、ノンコートやLamininコートと比較して、細胞増殖におけるHtrA1の作用が増強されることがわかった。以上の結果より、HtrA1は、ケロイドにおける細胞増殖を助長し、その作用は細胞外マトリックスを介して生じる可能性が示唆された。1)ケロイド組織2例と正常皮膚1例より、NP40含有蛋白抽出Buffer(1%NP40Tris-Cl buffer)を用いて、蛋白を抽出し、抗HtrA1、抗フィブロネクチン抗体、抗コラーゲンα2(I)抗体、抗コラーゲンα1(III)抗体を用いて、Western blotを行った。ケロイド組織のうち、正常皮膚と比較して、1例は、フィブロネクチン、コラーゲンI型、III型のfragmentationが高度に観察されたが、もう1例では、その差が顕著でなかった。症例数が少ないため、今後、症例数をもっと増やして、検討を行う必要があることと、蛋白抽出バッファーの検討を行う予定である。HtrA1の発現量は、2例とも、正常皮膚に比較して高度に発現していた。2)ケロイド組織1例と正常皮膚組織1例より、Explant法にて線維芽細胞を採取し、得られた細胞に対して、1)と同様の実験を行った。その結果、ケロイド由来線維芽細胞では、正常皮膚由来線維芽細胞と比較し、HtrA1の発現量が高く、フィブロネクチン、コラーゲンI型、III型のfragmentationが高度に観察された。3)ケロイド

由来細胞において、HtrA1の発現をRNAi(Steath RNAi, Invitrogen)を用いてノックダウンする系の構築を行った。3種のStealth RNAiと1種のコントロールStealth RNAiを用いて、ケロイド細胞の他の遺伝子発現に損傷を与えることなく、HtrA1のノックダウンに成功した。ノックダウンの成否については、細胞よりRNAを抽出し、リアルタイムPCRにより、発現量を比較することにより確認した。ノックダウン後、72時間でサンプリングを行った結果、フィブロネクチン、コラーゲンI型、III型のfragmentationの減少についてははっきりと確認できなかった。今年度は、前年度より、N数を増やして前年度の実験結果の検証を行うことが第一の目標であったが、この点においてはおおむね達成でき、前年度の結果がconfirmされた。ノックダウンの系は、予想した結果が得られなかったが、細胞培養期間とRNAiによるノックダウン後からサンプリング時期までの時間にも調整が必要かと考えられた。この点は、次年度にて検証する。Muanieyらの方法(Muaney J et al,Matrix Biol. 29;657-63, 2010)に修正を加え、ケロイド細胞の移動性を確認する実験は、検体数の不足により実施できなかった。H23年度の実験予定としては、HtrA1の発現量と、フィブロネクチン、コラーゲンI型、III型のfragmentationの程度の比較を、ケロイド組織と正常皮膚組織間で、さらにはケロイド由来線維芽細胞と正常皮膚由来線維芽細胞間で実施することが大きな目標であったが、それについては実施し、ケロイド組織および、ケロイド由来線維芽細胞のいずれにおいても、HtrA1の高発現と、フィブロネクチン、コラーゲンI型、III型のfragmentationが高度に観察された。また、ケロイド由来細胞においてHtrA1の発現をノックダウンする系を構築し、それにおいて、フィブロネクチン、コラーゲンI型、III型のfragmentationの程度が変化するかを観察できた。以上の点は、本年度の計画をほぼ遂行したといえる。引き続き、患者のリクルートと、検体数の確保に力を入れる。当教室ホームページにおいて、ケロイドに関する情報提供ページを設け、患者リクルートに努める。1例でも多くの検体を確保し、前年度からの結果が一貫性のあるものかを検証する。HtraAのノックダウンにより、コラーゲン、フィブロネクチンのfragmentationが抑制されるかどうかの実験系については、培養条件の見直しにより再度検討する。また、Muanieyらの方法(Muaney J et al,Matrix Biol. 29;657-63, 2010)にならいケロイド細胞の移動性を確認する実験は、本年度では検体数の不足により実施できなかった。来年度は、検体数を確保し、HtrA1のfragmentationによりケロイド由来細胞の移動性が増強する点について、実験を行いたい。
多変量セミパラメトリック生存時間分析のパネルデータへの応用

セミパラパラメトリックな生存時間分析の統計的解析方法の理論的考察を行い、経済パネルデータへの適用可能性を探った。本年度考察の対象としたのは経済活動において様々な形で観測されるDuration過程に対する統計的逐次解析の手法とセミパラメトリック検定の融合的適用の問題である。想定した経済現象は債券先物取引および債券オプション取引の取引時間間隔で、それをDurationとみなし価格プロセスとの関連での同時推測するモデリングが考察の対象になった。特に考慮の対象になったのは利子率の期間構造またはイールドカーブの変化に対して、Duration過程のパラメータの変更が行われるかどうかの検定であったが、通常の債券価格過程で用いられる拡散過程もしくはそれらの弱極限としてのGARCHモデルとの同時推定の問題がきわめて困難な問題であることを認識するに至った。第一の問題は強度関数などの無限次元パラメータを無裁定条件などの経済学的な根拠をあたえて拡散過程またはGARCHモデルと結びつけることが統計的推測の範疇を越えているという点にあった。ひとつの解決の方法としては価格過程の値を所与としてマルコフタイプの強度関数を想定し、そのパラメータ関数を推定するというやり方が考えられる。これについては試論的結論を得たが、考慮の余地が多いことを認識した。また第二の問題は流動性の問題で、季節的な要因、本源証券の発行時期の資金需給および発行量の関係、指標銘柄の問題など、利子率の期間構造モデルを越えた流動性プレミアムの問題をどのように取り扱うかという問題であった。この問題はDurationのプロセスに直接的に影響を与えるため、マイクロデータのDurationを取り扱う問題では経済学的考察を経たモデリングを構築する必要がある。また、Durationに対するセミパラメトリックモデルの統計的解析の基本的手法となるU統計量の漸近的性質を調べるためのDecouplingの方法について論文を公表した。セミパラメトリックな生存時間モデルの統計的逐次解析方法について理論的考察を行い、経済パネルデータへの実証分析への試みとして、債券先物の取引時間に関するDuration Modelを考察した。本年度はまず、基本的なモデルである比例ハザードモデルおよびコックス回帰モデルの逐次検定問題について理論的考察を行うことから研究を着手した。研究の基盤はNagai "Nonparametric Change-point Detection" Sequantial Analysis, Vol.17, III-IV (1998) 279-296,にもとめその拡張からスタートした。理論的内容としては、オンラインモデルにおける比例ハザードモデルのパラメータの変化を知るための停止時の動作特性値をいかに精密に近似するか改良することを目指した。応用研究として、債券先物の取引時間のDuration(存続時間)をモデル化し、パラメータ変化の問題を考察した。その研究成果は、2001年12月17日(月),18日(火)において金沢大学工学部(小立野キャンパス)で開催された科学研究費シンポジウム「対称統計量の漸近理論と応用」(世話人:金川秀也(金沢大学)、平成13年度科学研究費補助金基盤研究(A)「確率論の総合的研究」[研究代表者:舟木直久])において公表した。そこではU統計量のDecouplingについてサーベイをし、比例ハザードモデルでのパラメータの逐次検定問題に関する動作特性値の精密近似について報告した。また、2002年1月7日(月)1月8日(火)の慶應義塾大学経済学部において開催された科学研究費研究集会「計量経済・計量ファイナンスの諸問題」(世話人:高橋一(一橋大学経済学部)・国友直人(東京大学経済学部)、科学研究費・統計科学「統計学における理論と応用の総合的研究」[基盤研究(A)][研究代表者:杉山高一]および科学研究費・経済統計学「セミパラメトリック計量分析」[基盤研究(C)][研究代表者:国友直人])においても比例ハザードモデルのパラメータの変化点問題について非線形更新定理により動作特性の精密近似を求め、報告を行った。
戦略的環境におけるポテンシャルアプローチとその応用

人々は多かれ少なかれ,自分の行動は他の人の利害へ影響を与え,また他の人の行動は自分の利害へ影響を与える,いわゆる戦略的環境にある.本研究は次の3つの戦略的環境について考察した.第一に,1人対多人数が敵対し合う戦略的環境,第二に,正の外部性と敵対関係が人々の間に交錯する戦略的環境,第三に,階層構造をもつ戦略的環境である.これら3つの戦略的環境に対して,どのような理論予測を用いればよいか,それをどのように導出すればよいかについて考察し,解答を与えた.世の中の多くの状況は,自分が何をしたかだけでなく他の人が何をしたかも自分にとって重要な要素となる,いわゆる「戦略的状況」である.(非協力)ゲーム理論は,戦略的状況において人々がどのように行動するかという問いに理論予測を与える学問である.ゲーム理論では理論予測として「ナッシュ均衡」や「相関均衡」をよく用いる.ナッシュ均衡が複数存在したとき,どのナッシュ均衡を理論予測として用いればよいかという均衡選択問題に直面する.本年度は次の研究を進めた.(1)人々の活動が他へ正の影響を及ぼす関係を捉えたネットワーク構造下で,どのような対立関係が安定的かという問いについて考察した.その結果,まず,対立関係が生まれないことは不安定になりうる.また,対立関係を生むことで,その両者が得をし,対立関係にない周りが損をすることがあることを示した.これらのことを示す過程において,代表者らが前年度に提案した「鞍関数」を一般化し,ネットワーク構造をもつ戦略的環境に適用できるようにした.そして,鞍関数を用いて,分析している状況においてナッシュ均衡が一意に存在するための十分条件を与えた.このことはゲーム理論のポテンシャルアプローチの基礎的貢献をもつ成果である.以上を"When Conflict Pays: Networks of Neighbours and Enemies"としてまとめた.なお,本研究は,Vladyslav Nora氏(Nazarbayev University, Assistant Professor)との共同研究である.(2)航空産業におけるネットワーク価格競争の理論モデルを構築し,解の特徴づけを行った.現在,構造推定をするために,理論モデルの微調整を行っているところである.なお,本研究は西田充邦氏,Ruxian Wang氏(両氏Johns Hopkins University, Assistant Professor)との共同研究である.当該年度の研究成果は,階層構造をもつ戦略的環境において人々が長期的に関わりあう状況を分析したい時,どのような理論予測を用いればよいか.またその理論予測はどのような場合に与えられるかについて考察した論文"Hierarchal Adaptations"をOsaka Prefecture University Discussion Paper Seriesとして発表したことである.人々は多かれ少なかれ,自分の行動は他の人の利害へ影響を与え,逆に他の人の行動は自分の理解へ影響を与える,いわゆる戦略的環境にある.その中で互いに影響を与え合う早さは,すべての人が一律というわけでなく,人間関係,組織,社会,国の違いなど時間差がある場合が多い.たとえば,日本に住む,ある人の行動の影響が日本に住む他の人の選択へ影響を与えるまでの時間の方,アメリカに住む人の選択へ影響を与える時間よりも早く,逆は逆という場合である.本研究は,そのような影響を与える時間差「距離」を階層構造として表現し,階層構造をもつ戦略的環境における人々の行動調整プロセスを最適反応経路として定式化した.そして,このような状況における人々の行動に対する理論予測として最適反応経路の収束先を考察することとした.さらに,戦略的環境において特性ポテンシャルが存在するという条件下ならば,ある階層構造下でどのような最適経路も収束することを示し,理論予測を与えられる場合を明らかにした.様々な学会報告において受けたフィードバックを反映させて論文としてまとめ,ディスカッションペーパーとして発表できたから.人々の活動には,教育や研究開発のように,他者へ正の外部性を及ぼし合うような活動(バターの生産)もあれば,武器保有や広告のように,相手がいなければ不要だが,相手がいるために他者と競い合うことに必要となる活動(武器の生産)がある.また,その活動の他者への影響の強さは他者へ一様に与える場合ばかりでない.正の外部性のある活動の場合,地理的近さやコミュニケーションの頻度などによって異なりうる.また,競い合うための活動は敵対することを意識してはじめて影響を与えうる.本年度は,正の外部性を及ぼし合う関係にある状況を正のネットワークとして,また敵対関係にある状況を表現する負のネットワークとして表現し,それら正と負の二種類のネットワークが人々の間で交錯する戦略的環境下において,人々が直面する武器とバターの生産に関するトレードオフを考察した.そして,その状況下で理論予測を与えるために不可欠な一意な均衡が存在するための十分条件を代表者とVladyslav Nora氏(Nazarbayev University)で開発した鞍関数を応用することで与えた.人々は多かれ少なかれ,自分の行動は他の人の利害へ影響を与え,また他の人の行動は自分の利害へ影響を与える,いわゆる戦略的環境にある.本研究は次の3つの戦略的環境について考察した.

第一に,1人対多人数が敵対し合う戦略的環境,第二に,正の外部性と敵対関係が人々の間に交錯する戦略的環境,第三に,階層構造をもつ戦略的環境である.これら3つの戦略的環境に対して,どのような理論予測を用いればよいか,それをどのように導出すればよいかについて考察し,解答を与えた.研究を行うための必要条件である航空産業におけるネットワーク価格競争の理論モデルの構築と解の特徴づけを行えたから.1.友好的ネットワークを持つ人々の間で発生する敵対的ネットワークの生成についてのVladyslav Nora氏(ナザルバエフ大)との共同研究をディスカッションペーパーとして発表する.2.米航空産業の価格競争に関する西田充邦氏,Ruxian Wang氏(両氏,ジョン・ホプキンス大)との共同研究について,構造推定可能な理論モデルを構築する.ゲーム理論(2)の研究において構造推定を効率的に行えるために,共同研究者と意見交換を行いながら,理論モデルの微調整を行う.当初,ゲーム理論の応用上重要で,本研究プロジェクトにおいて基礎となる均衡選択問題に解答を与え論文として完成させることを目標としていた.本年度は,その結果をまとめた論文を完成させただけでなく,時間がかかると思われていた国際ジャーナルでの受理、刊行へ予想以上に早く到達したから.ベルギーでのテロを受けて渡航予定をキャンセルしたため.共同研究者との研究打ち合わせのために渡航予定であったが,共同研究者が研究会参加のために来日し打ち合わせができたので,渡航の必要がなくなった.パソコンを購入する.今年度は,米航空産業におけるネットワーク価格づけについて構造推定を行う.本研究は,代表者が理論研究を主に行い,西田充邦氏(Johns Hopkins University)が実証研究を行う共同研究である.代表者は米航空産業におけるネットワーク価格づけの状況をゲームとして定式化し,解の特徴づけを行う.共同研究者との研究打ち合わせのために渡航する予定である.当初,物品購入としてパソコンの購入を考えていたが,最新版の発売が予想より遅れたため,前年度での購入を見送ったため.今年度に最新版が発売された時にパソコンの購入に充てる予定である.
行動科学における実験・調査データ記述の電子化と自動処理

社会科学分野の諸研究において、データ及びその周辺情報(メタデータ)の記述は重要な意味を持つ。本研究では、データとメタデータの関連性を保持しつつ処理するための"標準的な手法"の確立に寄与するためのコンピュータ・ソフトウェアを開発した。具体的には"標準電子コードブック"を企図して開発が進められるData Documentation Initiative(DDI)プロジェクトのサーベイデータ記述フォーマットの検討及び補足。加えて、その普及の一助となるアプリケーションの開発である。15年度においては、電子コードブック用入力支援システムの作成過程において必要となる、スキーマ型文書定義のセットを作成した。このスキーマ型文書定義を使用することにより、従来的にはソフトウェア自体への埋め込み式に定義されていた処理が、ソフトウェア外部のデータファイル形式で定義され、より汎用性の高い運用及び柔軟な設計が可能となった。16年度においては、このスキーマ型文書定義を利用した、電子コードブックの作成プログラムを段階的に作成した。他の研究者が提案する記述スキーマとの連携も視野に入れ、XML名前空間を使用した文書定義の拡張を行なった。具体的には、複数のスキーマ型定義を併用することによるSASやSPSSといった統計パッケージ形式のデータファイルの抽出、および、利用者の環境に依存しない形態の入力支援システムの実装を試みた。これらのシステムはJava Server Pagesの技術を使用して作成中であり、ウェブベースのユーザーインターフェースによる電子コードブックの取り扱いを企図するものである。本年度は、実験・調査データ記述の基礎となる、DDI文書型定義のRelaxスキーマへの移植を行なった。Relaxは従来的なXML文書型定義(DTD)を代替可能な、タグセットのスキーマ型定義言語であり、JISのテクニカルレポートとして公表されている。Relaxを採用する利点として1)XML文書として記述可能。2)データ型の指定を定義に盛り込むことが可能。3)ネームスペースを用い、複数の文書定義を組み合わせることが可能。以上3点である。すなわち、Relaxによって電子コードブックのタグセットを定義すれば、従来的には不可能であった要素型の指定、及び複数のタグ定義の共存が実現する。また、電子コードブック処理に関する制御情報を、文書定義の内に含めて記述できる。DTDからRelaxへの変換規則には、以下の規則を適用した。●DDIのDTDに記載される要素は、全てRelaxスキーマに含める●必要な属性情報に関して、文字要素型であるstringを設定する●タグセットの各階層の親ノードに、識別名としてのrole名を与える●子ノードにlabel名を与える●ネームスペースは使用せず、単独でDTDの代替とする作成したRelax型DDI定義スキーマは、平行して作成中である電子コードブック処理のための支援ソフトウェア開発にとって強力な手助けとなる。従来的にはソフトウェア自体への埋め込み式に定義されていた処理が、スキーマ定義の導入によりソフトウェア外部のデータファイル形式で定義され、より汎用性の高い運用が可能となる。また、XMLネームスペース機能の併用により、複数の系統の解釈をひとつの処理系でまかなうことも可能である。この点は、多様な情報が記述される電子コードブックの意義を考慮して、DDI形式の電子コードブックに有益な拡張性を付与したと述べることが可能である。
感情表現における非言語チャンネルの利用に関する比較文化論的研究

非言語チャネル使用の観点から,身体接触度合いに関する日韓比較研究を行い,親しい相手との身体接触度合い,および過去の身体接触経験に対する認知度のいずれにおいても,韓国の方が日本より有意に高いことを確認した。この結果は,文化内在化の表れといえる。また,感情伝達に用いられる複数の非言語チャネルには優先性があり,感情ごとに主チャネルが異なることを検討した。実験結果から,感情ごとに異なる主チャネルが存在することや,タッチ・チャネルの使用度合いに日韓差があることが示された。有効な異文化コミュニケーションのためには,感情伝達における主チャネルの存在,およびタッチ・チャネル使用行動への理解が求められる。本年の研究目標は,既存データの再解釈による研究成果の執筆であり,その要旨は下記のとおりである。本研究は,身体接触に関する古典的研究であるJourard(1966)の研究と,それを応用したBarnlund(1973)の研究,米国における身体接触度合いの経時的変化を考察したRosenfeld, Kartus, & Ray (1976)とHutchinson & Davidson (1990)の研究を踏まえた上で,同じアジア文化圏である日本と韓国における身体接触の度合いの異同を分析し,異文化コミュニケーションとの関連で新たな知見を見出すことを目的としている。そこで,両国の大学生を対象とした質問紙調査を行い,その結果をもとに身体接触の範囲ならびに強度について日韓比較研究の観点から分析した。分析結果からは,身体接触の範囲や強度が,日本男子<日本女子<韓国男子<韓国女子の順に高まり,韓国の大学生の身体接触度合いは日本の大学生よりも格段に高いことが明らかとなった。また,身体接触の対象でみると,父親<母親≒同性親友<異性親友の順に身体接触の度合いが高まっており,両親は息子より娘とより多くのタッチを授受するという結果が示された。このような調査結果の異文化コミュニケーションへのインプリケーションは明白である。身体接触が非常に制限された非接触文化を持つ日本人には,身体接触は不快や嫌悪をもたらすものと認識されやすい反面,身体接触が親密感の表れと見なされる接触文化を持つ韓国人には,逆に不十分な身体接触が不信感や距離感を生じさせる要因となりうる。このような相違に対する理解が不十分なままに異文化コミュニケーションが図れると,誤解が生じ互いが傷つく結果を招きかねないため,文化による身体接触行動の相違を理解することは異文化理解の促進,ならびに有効な異文化コミュニケーションのために必要不可欠といえる。本年の研究目標は,非言語チャネルの一つであるタッチング行動について分析を行うことである。以下の研究成果が得られた。本研究は、日本と韓国の大学生を対象に、文化、性別、パーソナリティの3要因がタッチ性向に及ぼす影響を検証することを目的とする。日本の大学生202名と韓国の大学生212名を対象とした質問紙調査を行った。階層的重回帰分析の結果から、文化と性別のみならず、パーソナリティ特性のうちの外向性と開放性が父親、母親、同性親友、異性親友といった4つの対象者へのタッチ性向と正の有意な関連があることを明らかにした。また、身体接触の対象者によって、3要因の相対的な影響力が異なることに注目し、両親へのタッチ性向に対しては文化の影響がもっとも大きく、同性親友と異性親友へのタッチ性向に対しては外向性の影響がもっとも大きいことを示した。親友との対人関係の構築において、外向性の高い人ほど身体接触をより積極的に用いている可能性が高いといえる。身体接触とパーソナリティの関連を取り上げた実証研究が少ない中で、両者を直接結び付けた日韓比較研究を行った点、パーソナリティ特性のうち、とりわけ外向性と開放性が全対象者へのタッチ性向と有意に関連していることを明らかにした点、タッチ性向に及ぼす文化、性別、パーソナリティの相対的な影響力が身体接触の対象者によって異なることを明らかにした点などは本研究の意義といえる。異文化コミュニケーションの場面においては、コミュニケーション相手の文化や性別は勿論、相手のパーソナリティにも配慮した身体接触行動が求められるといえよう。関連学会に研究報告3つと論文執筆2つを行った。研究成果のさらなる開示を念頭において,現在,非言語チャネルとしてのタッチング行動とパーソナリティ特性に関する投稿論文を執筆中である。本研究では,感情表現における非言語行動の日韓比較研究を行った。感情伝達に用いられる複数の非言語コミュニケーション・チャネルには優先性があり,感情を伝える際に,感情ごとに優先的な主チャネルが異なることを検証することを研究目的としている。各感情伝達において認知的に選好されるチャネルの調査と実験室での感情伝達の実験調査の結果から,日本と韓国のいずれにおいても,感情ごとに異なる主チャネルが存在することが明らかとなった。認知的な選好チャネルは,「愛,同情」の感情伝達においては日韓ともにタッチ・チャネルを選好される割合が高く,「恥,誇り」の感情伝達においては身体チャネルが選好され,「怒り,悲しみ,嫌悪,恐怖,罪悪,当惑」の感情伝達においては顔チャネルを選好する割合が高かった。「感謝」の感情伝達においては,日本では身体チャネルが,韓国ではタッチ・チャネルが選好され,日韓の間に認知的な選好チャネルの類似性と相違点が明らかとなった。実験室における感情の伝達実験においては,日本の場合,「罪悪,恥,悲しみ」では身体チャネルが,「嫌悪,怒り,喜び」では顔チャネルが,「愛,同情」ではタッチ・チャネルが主チャネルとして優先的に使用されていた。

一方,韓国の場合は,「悲しみ,恐怖,嫌悪,怒り,喜び」では顔チャネルが,「同情」ではタッチ・チャネルが主チャネルとして用いられ,「罪悪,恥,誇り,当惑」においては,身体チャネルと顔チャネルの二つが,「感謝,愛」においては顔チャネルとタッチ・チャネルの二つのチャネルが優先的な主チャネルとして使用されていることが明らかとなった。このような結果は,感情伝達における非言語チャネルの使用様態には,文化的普遍性と文化特異性の両側面が存在することを示唆するものである。最終年度において,査読論文の執筆と関連学会で発表を行い,研究成果の開示に努めた。非言語チャネル使用の観点から,身体接触度合いに関する日韓比較研究を行い,親しい相手との身体接触度合い,および過去の身体接触経験に対する認知度のいずれにおいても,韓国の方が日本より有意に高いことを確認した。この結果は,文化内在化の表れといえる。また,感情伝達に用いられる複数の非言語チャネルには優先性があり,感情ごとに主チャネルが異なることを検討した。実験結果から,感情ごとに異なる主チャネルが存在することや,タッチ・チャネルの使用度合いに日韓差があることが示された。有効な異文化コミュニケーションのためには,感情伝達における主チャネルの存在,およびタッチ・チャネル使用行動への理解が求められる。タッチに関する既存の手持ちの定量的データを再解釈し,関連学会2か所で報告を行った。さらに,現在,身体接触に関する文化の影響の側面で投稿論文を執筆中である。実験については,関連する海外資料の調査や予備実験などに進展があまりないが,感情表現に関する文献研究を続けており,本来の計画がおおむね順調に進展していると言える。現在執筆中である「文化・性別・パーソナリティ特性とタッチ性向」に引き続き,「非言語チャネルと感情表現」に関わる論文執筆に取り掛かる。感情表現における非言語チャネルの利用としてタッチの利用について考察する。心理学現在執筆している「身体接触における文化の影響:日本と韓国の大学生を中心に」に引き続き,「パーソナリティ特性とタッチ性向」と題する論文の執筆に取り掛かる。なお,実験調査の準備の一環として,「感情表現における非言語チャネル」の予備実験など実験準備に取り掛かる。感情コミュニケーションに関する研究は主として顔の表情や声を中心に行われ,怒り・軽蔑・嫌悪・恐れ・喜び・悲しみ・驚き・当惑などのさまざまな感情がそれらによって識別されてきた(Ekman & Friesen, 1971; Ekman, 1993)。しかしながら,日常生活においては,人々は顔の表情や声以外にも他の多くの非言語チャネルを併用しながら感情をコミュニケートしている。例えば,ジェスチャーやタッチによって感情がコミュニケートされることも少なくない。ただ,一つの感情をコミュニケートするためにすべてのチャネルを同時に,かつ同等な重みで使用しているわけではなく,各感情によってより重点的に使われるチャネルが存在する(App et al., 2011)。Appらは,米国の大学生を対象とした実験で,異なる感情は特定のチャネルでもっとも効果的に伝わると報告している。
光合成における翻訳のレドックス制御と環境応答の分子機構

ラン藻Synechocystissp. PCC 6803において、翻訳系の構成要素である翻訳因子EF-Gが酸化ストレス傷害の標的となり、システイン残基のジスルフィド結合の形成を介して失活することが明らかになった。また、このジスルフィド結合がチオレドキシンによって還元され、EF-Gが再活性化することがわかり、翻訳系が光合成電子伝達に由来する還元力によってレドックス制御を受けることが示唆された。さらに、EF-Gの標的システイン残基を改変することにより光化学系IIの強光ストレス耐性が増大した。本年度の研究では、ラン藻Synechocystis sp.PCC6803を用いて、翻訳因子EF-Gを介した翻訳系のレドックス制御のメカニズムの解明、および光合成との関連性を明らかにすることを目的とした。まず、EF-Gの酸化と失活のメカニズムを生化学的手法によって解析した。その結果、EF-Gの失活は、特定の2つのシステイン残基の酸化とそれに伴うジスルフィド結合の形成によるにとが明らかになった。さらに、このジスルフィド結合が、酸化還元酵素のチオレドキシンによって還元され、EF-Gが再活性化されることもわかった。これらの結果から、活性酸素による酸化と失活、およびチオレドキシンによる還元と活性化が、EF-Gのシステイン残基のレドックス状態に依存していることが明らかになった。したがって、EF-Gがチオレドキシンを介したレドックス調節を受け、タンパク質合成を制御していることが考えられる。さらに、チオレドキシンの還元力は主に光合成の電子伝達に由来しているため、光合成電子伝達と翻訳系がチオレドキシンとEF-Gを介してリンクしていることが示唆された。これまでの研究によって、光合成系の修復・再生が翻訳系によって制御されていることが明らかになっている。したがって、本年度の研究成果と組み合わせると、光合成と翻訳系がレドックス調節によって互いに制御し合っていることが示唆される。光化学系II反応中心の再生には、D1タンパク質など反応中心を構成するタンパク質の新規合成が必要である。申請者らは近年、強光ストレス下で発生する活性酸素によって、これらのタンパク質の合成が翻訳伸長過程で阻害されることを明らかにした。さらに、タンパク質合成阻害のメカニズムとして、翻訳伸長反応を担う翻訳因子EF-Gが酸化され、特定のCys残基間にジスルフィド結合を形成して失活することを明らかにした。本年度の研究では、シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803の葉緑体型EF-G(Slr1463)に着目して、酸化の標的Cys105をSerに改変したEF-Gを発現する変異株を作製し、強光ストレス下でのタンパク質合成および光化学系IIに対する影響を調べた。改変型EF-Gを野生型EF-Gとともに共発現させた株では、全般的なタンパク質合成は影響を受けず、D1タンパク質の新規合成のみが著しく促進した。さらに、この変異株では光化学系IIの光阻害が緩和した。光化学系IIの光損傷の過程が影響を受けなかったことから、修復が促進していることが考えられる。すなわち、EF-Gの改変によってタンパク質合成系の酸化ストレス耐性が増大し、その結果、修復の酸化ストレス阻害が抑制され、光阻害が緩和したことが示唆される。本年度の研究では、シアノバクテリアのEF-Gで明らかになった翻訳傷害のメカニズムをもとにして、大腸菌のEF-Gに関して、酸化条件下および還元条件下におけるEF-GのCys残基のレドックス状態と翻訳機能との関係を、Cys残基の修飾や改変、大腸菌の加再あo翻訳系Puresystemを用いた翻訳活性測定により調べた。その結果、大腸菌EF-Gも、酸化条件下では特定のCys残基間で分子内ジスルフィド結合が形成され失活することが明らかになった。また、EF-Gの酸化に伴いGTPase活性が低下することが観察され、ジスルフィド結合の形成がGTPase活性を阻害していることが示唆された。さらに、このジスルフィド結合がチオレドキシンによって還元され、EF-Gが再活性化することを明らかにした。これらの結果から、光合成生物のみならず、大腸菌においてもタンパク質合成がEF-Gのレドックス状態によって制御されていることが示唆された。
摂取セレンの化学形の違いが脂質代謝に及ぼす影響について

食品中セレンの化学形態については、一般に、動物性食品中ではセレノシステイン、植物性食品ではセレノメチオニンが主要な化学形態であるとされている。昨年度の食事調査の結果、1日セレン摂取量に対して寄与率の高い食品は、魚介類、卵類、穀類(特に小麦製品)次いで肉類であった。個々人が長期的にどの食品群からのセレンに多く依存しているかを把握するため、簡易食品摂取頻度調査票を作成し、岩手県農村部において94名の高年男女に対し実施した。なお、この94名に対しては、24時間思い出し法による食事調査および血清脂質値の測定も同時に行った。昨年度実施した陰膳調査で測定した食品中セレン含有量および24時間思い出し法データから算出した平均的な1回摂取量と、今回得られた簡易調査票からの食費摂取頻度とを掛け合わせることによって、個人ごとのセレン摂取量を算出した。比較可能な女性で比べると、陰膳による1日セレン摂取量平均値が121.9μg/day、簡易調査票により推定値では1日摂取量が85.8μg/dayであり、簡易調査票により1日摂取量の70%が把握できることが示された。現在、この簡易調査票によって得られた個人ごとの食品群別セレン摂取の傾向と、血清中総コレステロール、中性脂肪、HDLコレステロール、アポA-IおよびアポA-II値との関連、および、昨年度開発した高速液体クロマトグラフィー(HPLC)法による血漿成分の分離および誘導結合プラズマ質量分析(ICP-MS)法によるセレン濃度のモニターを直結させて行うシステム(HPLC-ICP-MS)を用いて血漿中セレンの分別分析を行い、各血漿成分ごとのセレン濃度と食品群別摂取セレンとの関連、および、血清脂質との関連について統計分析を行っている。岩手県農村部において約300名の中高年男女から24時間思い出し法による食事調査を行い、食品ごとの摂取重量に既報文献のセレン含有量をあてはめ、1日セレン摂取量および各食品ごとの寄与度を算出した。1日セレン摂取量の中での魚介類、卵類、穀類(米飯)の寄与度が大きく、これらの摂取頻度を中心とした簡便な食事調査票を作成中である。また、同フィールドにおいてボランティア20名に対し陰膳調査を行い、食品ごとに分別後、重量測定を行い、その一部をサンプリングした。各食品中のセレン含有量を測定するとともに、ホモジネート上清中のセレンの形態についても検討を加える予定である。生体内セレンの存在形態につき、ヒト血漿および尿、マウス肝および小腸ホモジネート上清につき、サイズ排除カラムを用いた高速液体クロマトグラフィー(HPLC)法による分子量ごとの成分の分離および遊動結合プラズマ質量分析(ICP-MS)法によるセレン濃度のモニターを直結させて行うシステム(HPLC-ICP-MS)を開発し、血漿では、セレンは4つのピークに分離され、高分子分画、分子量10万程度の分画、アルブミンとretention timeが一致する分画、および、低分子分画にそれぞれピークが認められた。マウスへの各種化学形セレンの投与実験では、絶食マウス(ICR系8週令)に対し、亜セレン酸(10μg/kg)を経口投与し、投与後20分で門脈血、小腸内容物、および小腸上皮組織を採取し、吸収直後のセレンの存在形態につき検討を行っている。また、ヒトにおいても、ボランティア8名に対し、12時間の絶食ののち規定食を摂取させ、食前および食後30分で採血を行い、HPLC-ICP-MS法による血漿中かセレンのクロマトパターンにどのような変化があるか検討中である。

昨年度の食事調査の結果、1日セレン摂取量に対して寄与率の高い食品は、魚介類、卵類、穀類(特に小麦製品)次いで肉類であった。個々人が長期的にどの食品群からのセレンに多く依存しているかを把握するため、簡易食品摂取頻度調査票を作成し、岩手県農村部において94名の中高年男女に対し実施した。なお、この94名に対しては、24時間思い出し法による食事調査および血清脂質値の測定も同時に行った。昨年度実施した陰膳調査で測定した食品中セレン含有量および24時間思い出し法データから算出した平均的な1回摂取量と、今回得られた簡易調査票からの食品摂取頻度とを掛け合わせることによって、個人ごとのセレン摂取量を算出した。比較可能な女性で比べると、陰膳による1日セレン摂取量平均値が121.9μg/day、簡易調査票による推定値では1日摂取量が85.8μg/dayであり、簡易調査票により1日摂取量の70%が把握できることが示された。現在、この簡易調査票によって得られた個人ごとの食品群別セレン摂取の傾向と、血清中総コレステロール、中性脂肪、HDLコレステロール、アポA-IおよびアポA-II値との関連、および、昨年度開発した高速液体クロマトグラフィー(HPLC)法による血漿成分の分離および誘導結合プラズマ質量分析(ICP-MS)法によるセレン濃度のモニターを直結させて行うシステム(HPLC-ICP-MS)を用いて血漿中セレンの分別分析を行い、各血漿成分ごとのセレン濃度と食品群別摂取セレンとの関連、および、血清脂質との関連について統計分析を行っている。