hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腫瘍血管内皮細胞における特異的ｍｉＲＮＡの発現解析

近年、これらエピジェネティックな異常はmicro RNA(miRNA)とよばれる低分子RNAによって制御されることが明らかになりつつある。本研究はNECと比較し、TECに特異的なmiRNAの発現解析を行うとともに、その標的遺伝子の同定および機能解析を行い、腫瘍血管内皮におけるmiRNAを標的とした新規血管新生阻害剤開発と治療応用を展開するための研究基盤の確立が目的である。これまで、ヒト腎がん臨床検体から血管内皮細胞を分離、培養し、in vitro assayに必要量の血管内皮細胞を確保した。さらにヒトNECおよびヒトTECを用いてmiRNA Micro Array解析し、正常血管内皮細胞に比べ、腫瘍血管内皮細胞で発現が高いmiRNA(miRNA-X)をピックアップし、データベースを用いてターゲット遺伝子を同定した。H26年度は、腫瘍細胞をヌードマウスに皮下移植し、腫瘍塊から分離してきたマウスTECでもmiRNA-Xの発現が高いことを確認した。さらにこのmiRNA-Xは正常血管内皮細胞の血清飢餓抵抗性や接着能を亢進させ、TEC様の性質を示すことを明らかにした。血管新生ヒト臨床検体から分離培養できる血管内皮細胞は非常にわずかなポピュレーションであるため、分離後、順調に細胞が増殖するまで時間がかかった。また、アレイ解析の正確性を向上させるため提出サンプルを正常血管内皮細胞、腫瘍血管内皮細胞それぞれ3Lotづつ準備、提出した。さらにアレイで見出した腫瘍血管内皮細胞で発現の高かったmiRNAをマウス/ヒトの正常血管内皮細胞および腫瘍血管内皮細胞を用いてPCR法にて解析を行った。PCRに用いる細胞数を確保するため、マウス及びヒト血管内皮細胞を複数Lot準備するのに時間を要した。しかしながら、当初の計画通りおおむね順調に進展している。正常皮膚、及び腫瘍組織から分離できる血管内皮細胞は非常にわずかなポピュレーションである。また分離後、順調に細胞が増殖するまで時間がかかったため。以上の理由により、miRNA MicroArray解析をH24年度中に達成することができなかった。今後はマウス腫瘍血管内皮細胞における標的miRNAの機能解析をすすめ、血管新生阻害効果の有無を検討するとともに、目的miRNAを標的とした血管新生阻害剤のin vivo検討をおこなっていく予定である。今後は、MicroArray解析をすすめるとともに、当初の研究計画通りに正常血管内皮と腫瘍血管内皮におけるmiRNAの発現比較、その機能解析、そして目的miRNAを標的とした血管新生阻害剤の検討をin vivoで行っていく。当初H25年度に予定していた腫瘍血管内皮細胞特異的miRNAに対するアンチセンスオリゴを用いた機能解析に着手することができなかったため。またその機能解析の結果をもとにin vivo治療実験へH25年度内に移行する予定であったが、移行できなかったため。予定通り、腫瘍血管内皮細胞における標的miRNAに対するアンチセンスオリゴを用いて、in vitroで増殖能、血管新生能を解析し血管新生阻害療法上有用な腫瘍血管内皮
周氏兄弟と『新青年』グループ

2018年度は「第1回周作人国際学術シンポジウム」(会議言語:中国語)を早稲田大学で7月7日、8日に開催した。内外から参加した研究者26名が論文を発表し、成功裡に閉幕した。中国国内では、周作人に関する学術会議の開催が許されない状況下にあるため、周作人昔遊の地である東京で開催したことに対する社会的関心も強く、当日の会議の様子については、『読売新聞』(2018年7月14日夕刊)、『朝日新聞』(2018年8月25日朝刊)で報道された。今回のシンポジウムに対する学術的評価についても、顕著なものであったといえる。シンポジウムで発表された論文は、中国を代表する学術研究誌『現代中文学刊』(2018年6期)、『魯迅研究月刊』(2018年10期)、『新文学史料』(2019年1期)に掲載された。一つの会議で発表された論文が複数の学術誌に掲載されたのは極めて異例と言ってよいだろう。ここからも参加した研究者の学術水準の高さを裏づけるものといえる。この会議の主題は『新青年』メンバーや周氏兄弟に限定するものではなかったが、大部分の研究は周作人だけでなく、魯迅、陳独秀、銭玄同らに係わるもので、関係する研究者を一堂に集めて討論が出来たことは大きな収穫であった。上記のほか、韓国の現代中国文学研究者を招き、東京大学(駒場キャンパス)において、東京大学教授伊藤徳也氏が主催する「日韓現代中国文学ワークショップ」(2018年12月22日、23日)に共催者として参加した。ここでの韓国研究者との討議と交流も極めて有益なものであった。この成果を踏まえて、最終年度に研究の集大成を行いたい。申請時に目的とした陳独秀および周氏兄弟に関する研究で大きな成果が得られた。これまでの研究成果を世界に発信するため、五・四運動百周年を記念して、「周氏兄弟と『新青年』グループ」に関する国際学術シンポジウムを早稲田大学で開催する。開催にあたっては、事前に小川利康が中国、韓国に出張し、旧知の清華大学教授王中忱、魯迅博物館副館長黄喬生、韓国梨花女子大学教授洪昔杓らの協力を要請し、中国、韓国からも専門家の参加を得て、『新青年』が東アジア全域に及ぼした思想的影響力も含めて討議し、論文集を刊行する。本年は、予定通り日記書簡を中心とする文献調査を行った。長堀祐造は三巻本の『陳独秀文集』を無事にすべて翻訳を完了させて、完結できたこと、その完結を記念する形で「東アジア中文文学国際学術シンポジウム」でも陳独秀セッションを開催できた。このシンポジウムは隔年で香港、台湾、韓国、日本などで開催しているもので、各国を代表する中国語圏の文学研究者が集まる学会であり、近代文学の起点となった陳独秀の話題に大きな反響を呼んだ。長堀はこのほかにも研究業績一覧の通り、多数のシンポジウムに招かれて講演を行い、文学革命だけでなく、中国共産党創設者として、トロッキストとして、様々な角度からの議論を行い、注目を集めた。これまで陳独秀に関しては信頼できる翻訳が少なかったが、今回の翻訳を通じた研究によって、歴史、思想、文学などさまざまな分野からの学際的研究が可能になるだろう。小川利康は、周作人が「新しき村」運動に対する関心のあり方を再検討し、周作人日記や書簡を改めて読み直すことを通じて、日本留学時代からの白樺派への関心とは異なる要因が介在していることを証明し、それがロシア革命であったことを武漢大学で開催された国際シンポジウムで発表した。また、北京第二外国語大学では周作人の言語観念を分析するため、一九二〇年代の白話詩から一九三〇年代の文言による雑詩までの変遷を論じた論文を発表した。なお、資料調査方面に関しては、北京中国現代文学館に出張し、周吉宜氏所蔵の故安藤更生(美術史、早大教授)が周作人宛に送った書簡を閲覧および撮影を行った。二〇一七年は予定していた調査活動が出来たと考える。長堀祐造は『陳独秀文集』(平凡社、東洋文庫)の翻訳作業を通じて、陳独秀関連の資料の調査を行った。小川利康は『周作人日記』、『銭玄同日記』の整理校訂を進めたほか、北京に出張して、周吉宜氏所蔵の安藤更生(個人、早大教授)が周作人宛に送った書簡を閲覧および撮影を行った。以上、調査研究と並行して、第十二回東アジア中文文学国際学術シンポジウムの準備を進め、同シンポジウムでは文学革命百周年を記念して、陳独秀セッションを設け、清華大学教授王中忱氏(当日家族の病気で欠席)、京都大学教授江田憲治氏、長堀祐造が論文発表をを行った。

シンポジウムで発表された論文は、中国を代表する学術研究誌『現代中文学刊』(2018年6期)、『魯迅研究月刊』(2018年10期)、『新文学史料』(2019年1期)に掲載された。一つの会議で発表された論文が複数の学術誌に掲載されたのは極めて異例と言ってよいだろう。ここからも参加した研究者の学術水準の高さを裏づけるものといえる。この会議の主題は『新青年』メンバーや周氏兄弟に限定するものではなかったが、大部分の研究は周作人だけでなく、魯迅、陳独秀、銭玄同らに係わるもので、関係する研究者を一堂に集めて討論が出来たことは大きな収穫であった。上記のほか、韓国の現代中国文学研究者を招き、東京大学(駒場キャンパス)において、東京大学教授伊藤徳也氏が主催する「日韓現代中国文学ワークショップ」(2018年12月22日、23日)に共催者として参加した。ここでの韓国研究者との討議と交流も極めて有益なものであった。この成果を踏まえて、最終年度に研究の集大成を行いたい。申請時に目的とした陳独秀および周氏兄弟に関する研究で大きな成果が得られた。初年度の研究の進捗を踏まえ、一年前倒しして、二〇一八年度に周作人国際学術シンポジウムを日本で開催することに決定した。これは参加が予定される関係者のスケジュールと日本国内で宿泊費が高騰しつつある状況を踏まえたものである。シンポジウムに参加される研究者は中国が中心だが、日本、イギリスからも招聘しており、内外で初めての開催となるだけに、研究者からの期待も高く、質の高い議論が出来るであろう。今回のシンポジウム開催により、周作人研究の人的なネットワークは飛躍的拡大できると期待される。これまでの研究成果を世界に発信するため、五・四運動百周年を記念して、「周氏兄弟と『新青年』グループ」に関する国際学術シンポジウムを早稲田大学で開催する。開催にあたっては、事前に小川利康が中国、韓国に出張し、旧知の清華大学教授王中忱、魯迅博物館副館長黄喬生、韓国梨花女子大学教授洪昔杓らの協力を要請し、中国、韓国からも専門家の参加を得て、『新青年』が東アジア全域に及ぼした思想的影響力も含めて討議し、論文集を刊行する。年度末に予定していた海外出張が受け入れ側の都合により、中止となったため。
十七世紀西欧におけるガリレオの運動論の果した役割

1.ガリレオの弟子のトリチェリ-は,投射された物体の軌跡を扱い,初速度が任意の方向の場合に拡張し,そのため慣性の法則を用いはしたが,それが全力学のかなめの位置を占める原理だということには気づかなかった。バリア-ニは,ガリレオが『新科学対話』で提出した,すべて重いものが等しく落下するという命題を深め,重さと物質との関係としてとらえ,慣性質量の概念に近づいた。2.ガッサンディは,ガリレオの『天文対話』の中の船のマストの上から落下する運動をとり出し,ガリレオの「相対性の原理」を明確した。メルセンヌは,ガリレオの業績を広くフランスに紹介し,ガリレオの運動の科学を動力学的な述語で読もうとした。ケネルム・ディグビ-は,イングランドの生まれではあるが,長期間フランスに滞在し,パリで『二論文』(1644)を英文で出版し,ガリレオの『新科学対話』の内容や新しい運動論を紹介した。3.イングランドのウォルタ-・チャルトンは『エピクロスーガッサンディ-チャ-ルトンの自然学』(1654)で大陸の“新科学"を紹介し,ガリレオやガリレオ以降の業績を明らかにした。4.デカルトは直接,ガリレオの『天文対話』や『新科学対話』を読み,自己の読後感を述べている。その中で,複雑な自然現象の中から見事に特定の因果連関を見いだしているとガリレオを評価するとともに,デカトはガリレオが基礎なしに建築したと批判する。デカルトによれば“解析"により発見した第一原理から体系的に理論を展開すべきであるという。5.ニュ-トンはガリレオの『天文対話』は読んだが,『新科学対話』は読まなかった。しかし,『新科学対話』の内容はディグビ-やチャ-ルトンを通じて知っていた。
臍帯血由来細胞の関節軟骨細胞および靭帯細胞への分化に関する研究

本年度は臍帯血由来細胞の関節軟骨細胞および靭帯細胞への分化能をin vivoで解明するために、まず多分化能を有するとされるラット骨髄間葉系細胞をラット関節軟骨損傷モデル及び膝内側側副靱帯(MCL)損傷モデルに移植した.また、研究代表者らが開発したトランスジェニックラットを用いた自家移植モデル(Cell Tissue Res 1999)を用い、移植細胞の導入遺伝子をin situ hybridization法により識別することで移植細胞を修復組織中で経時的に追跡した.また、hanging drop culture法を間葉系細胞に初めて応用し、培養骨髄間葉系細胞移植を関節軟骨損傷モデルに応用した.その結果、MCL修復過程では、骨髄間葉系細胞は移植後4週は修復に関与し、線維芽細胞様の形態を呈した.この結果はMicroscopy Research Technique(MRT)(in press)に公表予定である。また、hangingdrop culture法により培養した骨髄間葉系細胞の関節軟骨損傷への移植では、12週で硝子軟骨様組織による修復、移植細胞の生存を認め、骨髄間葉系細胞の軟骨細胞への分化がin vivoで明らかとなった.この結果は、106回日本解剖学会総会、48th orthopaedic research societyで発表した.また、すでにトランスジェニックラットとワイルドタイプラットの骨軟骨片を相対する骨軟骨欠損部に移植し移植細胞と宿主細胞ともに追跡するモデルを完成しており、第77回日本解剖学会・近畿支部学術集会、第42回日本組織細胞化学総会で発表し、MRT(in press)に公表予定である.今後、これらを応用し、骨髄間葉系細胞、臍帯血由来細胞移植後のin vivoでの分化、および修復過程への関与を解明する予定である.本年度は臍帯血由来細胞の関節軟骨細胞および靭帯細胞への分化能をin vivoで解明するために、まず多分化能を有するとされるラット骨髄間葉系細胞をラット関節軟骨損傷モデル及び膝内側側副靱帯(MCL)損傷モデルに移植した.また、研究代表者らが開発したトランスジェニックラットを用いた自家移植モデル(Cell Tissue Res 1999)を用い、移植細胞の導入遺伝子をin situ hybridization法により識別することで移植細胞を修復組織中で経時的に追跡した.また、hanging drop culture法を間葉系細胞に初めて応用し、培養骨髄間葉系細胞移植を関節軟骨損傷モデルに応用した.その結果、MCL修復過程では、骨髄間葉系細胞は移植後4週は修復に関与し、線維芽細胞様の形態を呈した.この結果はMicroscopy Research Technique(MRT)(in press)に公表予定である。また、hangingdrop culture法により培養した骨髄間葉系細胞の関節軟骨損傷への移植では、12週で硝子軟骨様組織による修復、移植細胞の生存を認め、骨髄間葉系細胞の軟骨細胞への分化がin vivoで明らかとなった.この結果は、106回日本解剖学会総会、48th orthopaedic research societyで発表した.また、すでにトランスジェニックラットとワイルドタイプラットの骨軟骨片を相対する骨軟骨欠損部に移植し移植細胞と宿主細胞ともに追跡するモデルを完成しており、第77回日本解剖学会・近畿支部学術集会、第42回日本組織細胞化学総会で発表し、MRT(in press)に公表予定である.今後、これらを応用し、骨髄間葉系細胞、臍帯血由来細胞移植後のin vivoでの分化、および修復過程への関与を解明する予定である.本年度の研究は,まず臍帯血由来細胞の関節軟骨および靭帯の組織修復への関与を明らかにするための準備段階として,骨髄由来間葉系幹細胞の培養技術の確立と移植モデルの確立を行い以下のような実験を行った.骨髄由来間葉系幹細胞を関節骨軟骨欠損の修復に適用することを目的に以下の実験を行った。雌トランスジェニックラット(Fischer344系Big BlueRat,Stratagene社)の大腿骨および脛骨から採取した骨髄細胞を培養し、間葉系幹細胞を含むとされる接着性細胞を回収した後、Hanging Drop法を用いて細胞塊を作成した。この細胞塊をFischer344ラット大腿骨内顆に作成した直径2mmの骨軟骨欠損部に移植し、フィブリン糊をもちいて固定した。正常環境にて飼育後、移植を行った大腿骨を経時的に摘出し、組織学的手法を用いて修復過程を解析した。また,移植細胞を識別するためにトランスジェニックラットに組み込まれた構造遺伝子をin situ hybridaization法を用いて識別した.その結果、間葉系幹細胞移植群において、対照群に対して有意な欠損部の修復経過を観察した。本年度は臍帯血由来細胞の関節軟骨細胞および靱帯細胞への分化能をin vivoで解明するために、まず多分化能を有するとされるラット骨髄間葉系細胞をラット関節軟骨損傷モデル及び膝内側側副靱帯(MCL)損傷モデルに移植した。また、研究代表者らが開発したトランスジェニックラットを用いた自家移植モデル(Cell Tissue Res 1999)を用い、移植細胞の導入遺伝子をin situ hybridization法により識別することで移植細胞を修復組織中で経時的に追跡した。また、hanging drop culture法を間葉系細胞に初めて応用し、培養骨髄間葉系細胞移植を関節軟骨損傷モデルに応用した。その結果、MCL修復過程では、骨髄間葉系細胞は移植後4週は修復に関与し、線維芽細胞様の形態を呈した。`この結果はMicroscopy Research Technique(MRT)(in press)に公表予定である。

また、hanging drop culture法により培養した骨髄間葉系細胞の関節軟骨損傷への移植では、12週で硝子軟骨様組織による修復、移植細胞の生存を認め、骨髄間葉系細胞の軟骨細胞への分化がin vivoで明らかとなった。この結果は、106回日本解剖学会総会、48th orthopaedic research societyで発表した。また、すでにトランスジェニックラットとワイルドタイプラットの骨軟骨片を相対する骨軟骨欠損部に移植し移植細胞と宿主細胞ともに追跡するモデルを完成しており、第77回日本解剖学会・近畿支部学術集会、第42回日本組織細胞化学総会で発表し、MRT(in press)に公表予定である。今後、これらを応用し、骨髄間葉系細胞、臍帯血由来細胞移植後のin vivoでの分化、および修復過程への関与を解明する予定である。
データ圧縮・保護のための情報変換の数理的研究

多様な情報源から生成されるデータの効率のよい,しかも安全性が保証された蓄積技法,伝達技法は近年ますます重要性を増しているが,そのための情報変換の仕組みを研究することがこの研究課題の目的である。データ圧縮のための情報変換に関しては,語頭語尾符号の性質を探究し,興味あるいくつかの性質を明らかにした.データ圧縮やデータ蓄積のためには,順序木の効率的表現法が欠かせない.そこで,順序木の符号化の性能を解析し,最適な符号語長関数を厳密な形で与えた.さらに,トライと呼ばれるデータ構造を解析し,その分岐が不均等な確率で支配されているときの,トライの期待分岐数,期待深さの漸近的性能をメリン変換の特異解析を用いて厳密に導出した.このとき,関係する母関数の留数にはエントロピー関数が出現する.これは,一般調和級数における一般化振幅と振動数が,多項係数と確率積の関係にあるときに見られる.また,2分木のpre-order符号と数え上げ符号との組み合せから導出される新しい整数符号Catalan符号を提案し,従来の整数符号化の代表であるエライアス符号の性能をよく記述する対数スター関数と比較検討した.データが雑音で汚されたり,妨害者がデータの伝送に介在するなどの不確定な環境でも安全な通信を確保するための情報の変換技術に関しては,誤り訂正符号化とデータセキュリティーの立場からの研究が行われた.とくに,複合誤りからデータを保護するための理論的枠組を,信号の送信および受信空間に複合距離という関係を導入して,数理的な取り扱いを可能とし,複合誤り訂正符号のクラスとなる繰り返し符号に対する復号法を提案した.一方,データセキュリティーの研究は,電子透かしの不正な削除に耐生のある方式に焦点を絞り,誤り訂正符号の理論との関係、様々な攻撃方法について検証を行った.結託や繰り返しによる攻撃への強さと利用者の便宜性を兼ね備えた方式を実現した.1.データ圧縮において,圧縮されたデータ列を前と後の両方向から復号できる構造の符号化法は実用上の面からも有用である.そのような符号は語頭語尾符号と呼ばれるが,通常の語頭符号には見られない構造を保持している.(1)そのいくつかの性質を論文"A Note on the Fix-Free Code Property"で明らかにした.(2)論文"Coding of Ordered Trees"は離散的情報構造を備えた代表的例である順序木の符号化の性能を明らかにしている.(3)論文"Inductive Factorization on Words"は,文字列生成情報源からの正例の提示によって情報源を極限同定する学習法について研究を行っている.(4)著書[情報と符号化の数理]は,情報源圧縮の数理的構造を丁寧に解説し,最近の研究の先端的トピックスを大量に提示した教科書である.2.不正利用者を特定しやすい電子透かし方式の研究では、情報理論的な視点から、誤り訂正符号の理論との関係、様々な攻撃方法について検証を行った。この3点を融合させる新しい透かしモデルの構築とすでに提案しているアルゴリズムを公開しかつ、誤り訂正符号を利用した電子透かしにおける新しい方式の概念を検討している。3.実際の通信路ではランダム誤りバースト誤りが同時に発生する場合がある.このような誤りを復号誤りとよぶ.そこで,復号誤りからデータを保護するために,まずは復号誤りの数理的な取り扱いを可能とする理論的枠組を構築した.その結果,ある種の復号誤り制御符号を効率的に構成可能であることが明らかになり,さらにその性能評価を可能にした.今後は,復号誤り制御符号の具体的かつ効率的な構成法と復号法(代数的アルゴリズム)を明確にする方向に研究を進める予定.多様な情報源から生成されるデータの効率のよい,しかも安全性が保証された蓄積技法,伝達技法は近年ますます重要性を増しているが,そのための情報変換の仕組みを研究することがこの研究課題の目的である。データ圧縮のための情報変換に関しては,語頭語尾符号の性質を探究し,興味あるいくつかの性質を明らかにした.データ圧縮やデータ蓄積のためには,順序木の効率的表現法が欠かせない.そこで,順序木の符号化の性能を解析し,最適な符号語長関数を厳密な形で与えた.さらに,トライと呼ばれるデータ構造を解析し,その分岐が不均等な確率で支配されているときの,トライの期待分岐数,期待深さの漸近的性能をメリン変換の特異解析を用いて厳密に導出した.このとき,関係する母関数の留数にはエントロピー関数が出現する.これは,一般調和級数における一般化振幅と振動数が,多項係数と確率積の関係にあるときに見られる.また,2分木のpre-order符号と数え上げ符号との組み合せから導出される新しい整数符号Catalan符号を提案し,従来の整数符号化の代表であるエライアス符号の性能をよく記述する対数スター関数と比較検討した.データが雑音で汚されたり,妨害者がデータの伝送に介在するなどの不確定な環境でも安全な通信を確保するための情報の変換技術に関しては,誤り訂正符号化とデータセキュリティーの立場からの研究が行われた.とくに,複合誤りからデータを保護するための理論的枠組を,信号の送信および受信空間に複合距離という関係を導入して,数理的な取り扱いを可能とし,複合誤り訂正符号のクラスとなる繰り返し符号に対する復号法を提案した.一方,データセキュリティーの研究は,電子透かしの不正な削除に耐生のある方式に焦点を絞り,誤り訂正符号の理論との関係、様々な攻撃方法について検証を行った.結託や繰り返しによる攻撃への強さと利用者の便宜性を兼ね備えた方式を実現した.

1.論文"The Bernoulli Splitting Process with Biased Probabilities"は計算機科学に頻出してくるトライと呼ばれるデータ構造の特性値を研究したものである。トライの分岐過程で不均等な確率で支配されているときの、トライの期待分岐数、期待深さの漸近的性能をメリン変換の特異解析を用いて厳密に導出した。このとき、興味深いことに、関係する母関数の留数を計算すると、当該の確率パラメータを含んだエントロピー関数が自然に出現してくる。論文"Log-star Function and Catalan Code for Integers"はデータ圧縮、非有界データ検索などでよく用いられる整数の符号化の研究である。ここでは、離散的情報構造の代表である2分木の符号pre-order符号と数え上げ符号との組み合せから導出される新しい整数符号Catalan符号を提案し、従来の整数符号化の代表であるエライアス符号の性能をよく記述する対数スター関数と比較検討した。2.不正利用者を特定しやすい電子透かし方式の研究では、情報理論的な視点から、誤り訂正符号の理論との関係、様々な攻撃方法について検証を行った.この3点を融合させる新しい透かしモデルの構築とすでに提案しているアルゴリズムを公開しかつ,誤り訂正符号を利用した電子透かしにおける新しい方式の概念を検討し、それに基づく方式の開発を進めている.3.ランダム誤りとバースト誤りが同時に発生する通信路での誤りを複合誤りという。複合誤りからデータを保護する目的として、昨年度までの研究成果により,複合誤りを通信路の数学的モデル上でどのように扱うことが可能か,どのように扱えばよいのかを明らかにした。そこでは,信号の送信及び受信空間に複合距離という関係を導入することで数学的構造を構築した。そして、今年度は,信号の送信及び受信空間の部分集合(あるいは部分空間)となる符号のクラスを定義し,その構成方法を具体的に示した。また、そのような符号の一般論としての理論的な複合誤り訂正能力の解析方法を示し,その性能評価を可能にした。今後は,上記で示した符号のクラスの拡張を進める一方で精密化について議論を進める予定である.1.データ圧縮・保護のための情報変換においては,情報源を規定している分布を別の分布に置き換えるという符号化が必ず必要となってくる.また、そのように変換された分布がもとの分布に正確に戻すことのできる符号化であることが望ましい.論文"Reversible Distribution Converter with Finite Precision Arithmetic"は,このような符号化を有限の精度の算術演算だけを用いることで実現する技法を開発し,その性能を解析したものである.また,論文"An Input-Output Relation of the Trapdoor Channel"は記憶のある通信路として有名な「落し戸通信路」入出力関係に見られる特異な再帰関係を指摘したもので,記憶通信路を通して情報を信頼性高く伝送するための技法に示唆を与えている.
熱帯大湖沼トンレサップ湖における栄養塩の空間的分布と水域変遷帯における環境変化

本研究は,カンボジア王国におけるトンレサップ湖流域を対象として,経年的・季節的な物質収支の解明について,栄養塩・溶存酸素がどのように分布しているかを明らかにすることを目的とした。特に,同湖の湖岸域に形成されている浸水林の影響に着目し,重点的に調査を実施した。本成果では,水質の空間分布および季節変化について,雨季と乾季との違いについて考察をすすめた。その結果,水質成分はあまり変化が生じないが,溶存酸素について浸水林帯で差異が生じることを明らかにした。本結果は,すなわち湖の高水位期では,浸水林帯における湖底・河床部分で,より水の動きが少なく,酸素が消費される環境が形成されていることを示唆した。本研究は,『現在』の熱帯湖沼と『未来』の日本の湖沼の環境予測を念頭に,自然環境の急速な変化が進行していること,アンコール遺跡がカンボジア随一の観光資源であるとともに世界的な文化財の存在などの理由から,環境の変動の度合が大きいことが予測され,カンボジア・トンレサップ湖およびその支流となるシェムリアプ川を研究対象とし,特に,浸水林内の水の挙動をモニタリングを実施し,湖沼の水収支・水循環の経年的な季節変動を捉えることを第一の目的とした.平成24年度の調査結果は,『浸水林』において,人的影響度の指標となる栄養塩や懸濁物質の挙動に注目し,水の物理的・化学的特性それぞれの調査から無機的環境を描出するべく,調査を実施した.調査項目は,水温・水質・溶存酸素・濁度・クロロフィルで,各水域の栄養塩・懸濁物質と湖水位である.流域の人間活動に由来する栄養塩の湖への流入と湖内部での挙動について,各水域の変遷帯の全体像を把握するため,フィールドワークを中心に行なった.主たる調査地点は,都市の成長著しく開発が進行するシェムリアプ州を流れるシェムリアプ川,その下流域で湖の中間区域にあたる浸水林内およびトンレサップ湖北部の各水域の変遷帯とした.調査期間は,雨季と乾季で実施した.特に,シェムリアプ川下流域における濁りの度合いや溶存酸素量の河床での減少について,明らかにし,植物の光合成への影響と栄養塩の挙動について検証した.その結果について学会発表などを通じて,成果を討議の場とし提起をした.本研究は,世界有数の水位変動を有する熱帯湖沼トンレサップ湖およびその支流であるシェムリアプ川を研究対象とした。シェムリアプ川流域内では,アンコール遺跡がカンボジア随一の観光資源であるとともに世界的な文化財の存在の中に人と文化遺産が調和して生活を営んでいるのに対し,急激な観光産業の発展による自然環境の破壊に進行していることが予てより指摘されている。また,シェムリアプ川がトンレサップ湖に流入する河口接続域では,トンレサップ湖の特徴でもある大規模な浸水林が形成されている。同地域では,進行しつつある地球温暖化問題に伴う生態系を水域の変遷帯において評価する必要性がある。したがって,同地域における未来の環境予測を念頭に,現在の水環境を解明することを第一の目的とした。平成25年度の現地調査では,浸水林内の水の挙動のモニタリングを実施し,湖沼の水収支・水循環の経年的・短期的な変化を捉え,特に,溶存酸素の挙動について注目した。また,現地調査により得られる流量・湖水位・濁度等の観測データをあくまでも最重要の基礎資料と位置づけ,持ち帰る検水については,溶存成分(主要イオン・栄養塩類)の分析を実施した。本結果は,雨季・乾季の比較で,一部の特異点を除いて浸水林内の水質成分は,ほぼ一定であると結論づけられた。これは,メコン川の水が大量に流入するトンレサップ湖の水質変動は異なる変化を示した。しかし,溶存酸素の変動は異なり,浸水林の溶存酸素は,特に,雨季(すなわち湖の高水位期およびシェムリアプ川の大流量期)には,水の動きが微弱で河床で酸素が消費される環境であることを解明し,学会発表・論文投稿を通じて,成果を発表した。平成23年度には3年計画の1年目に当たる。本研究では,主たる調査地点を都市の成長著しく開発が進行するシェムリアプ州を流れるシェムリアプ川とその下流域で湖の中間区域にあたる浸水林内およびトンレサップ湖北部の各水域の変遷帯とした。調査期間は,毎年,雨季と乾季の2時期で実施した。調査項目は,水温・水質・溶存酸素・濁度・クロロフィルで,各水域の栄養塩・懸濁物質と湖水位変化との関係を定量的に把握すると共に,流域の人間活動に由来する栄養塩の湖への流入と湖内部での挙動について,水循環の視点からその特性を描出することが本研究の目的とした。

すなわち,各水域の変遷帯における雨季と乾季の流量変化の特徴や水質特性に関して全体像を把握することを目的として,フィールドワークを中心に行なった。トンレサップ湖に流入するシェムリアプ川流域全体やトンレサップ湖では,水質の季節変化を明らかにするために,試料の収集につとめ浸水林内の水域などの調査地点を加え,現地調査により得られる流量・湖水位等の観測データをあくまでも最重要の基礎資料と位置づけ,持ち帰る検水については,主要イオン・栄養塩類・微量金属元素にについて分析を行った。その結果,乾季と雨季の水質の違いについて明らかにし,その結果について学会発表などを通じて,成果を討議の場とし提起をした。また,本結果を用いることにより,カンボジア社会が発展するにつれて顕在化してきた自然環境の汚染などについて,その特性を定量的に評価し,その結果にもとづきこれらを軽減させるための基礎資料を作成することで,社会への還元へと試みている。3年計画の2年目に当たる本研究では,現地におけるフィールドワークを,雨季と乾季とで実施した.調査地点は,概ね計画通りに設定された.また,1年目に,浸水林内における調査は,現地の森林の生育や住民による移住,漁業権の問題などにより,数点実施できない場所については,他の地点を選定し,当該地域の水環境の解明について補完する調査を行った.現地調査により得られる流量・湖水位等の観測データをあくまでも最重要の基礎資料と位置づけ,持ち帰る検水については,主要イオン・栄養塩類・微量金属元素にについて分析を行った.一方で,研究計画の一つに挙げている,水素・酸素などの環境安定同位体分析については,実施されていない。これは,先の大震災における影響により,機器の破損および建物の工事などにより,分析ができない状況が続いているためである.早急に,分析環境を整え多項目の水質分析を実施し,所期の研究目的を達成させる計画である.社会への還元への第一歩として,学会発表やカンボジアにおいて調査研究を実施している,カンターパートとなる諸機関(APSARA(カンボジア王国アンコール遺跡整備機構)カンボジア王国政府閣僚評議会,日本国内の研究者との連携をし,シンポジウムなどに積極的に参加した.3年計画の1年目に当たる本研究では,現地におけるフィールドワークを,2回(2011年9月;雨季・2012年3月;乾季)に実施した。調査地点は,概ね計画通りに設定された。しかし,浸水林内における調査は,現地の森林の生育や住民による移住,漁業権の問題などにより,数点実施できない場所が生じた。これらの点については,他の地点を選定し,当該地域の水環境の解明について補完する計画である。現地調査により得られる流量・湖水位等の観測データをあくまでも最重要の基礎資料と位置づけ,持ち帰る検水については,主要イオン・栄養塩類・微量金属元素にについて分析を行った。一方で,研究計画の一つに挙げている,水素・酸素などの環境安定同位体分析については,実施されていない。これは,先の大震災における影響により,機器の破損および建物の工事などにより,分析ができない状況が続いているためである。早急に,分析環境を整え多項目の水質分析を実施し,所期の研究目的を達成させる計画である。社会への還元への第一歩として,学会発表やカンボジアにおいて調査研究を実施している,カンターパートとなる諸機関(APSARA(カンボジア王国アンコール遺跡整備機構)カンボジア王国政府閣僚評議会,日本国内の研究者との連携をし,シンポジウムなどに積極的に参加した。
グリシン作動性抑制系の術後慢性痛に及ぼす影響の解明

手術により原疾患が治癒しているにもかかわらず、手術部位の痛みが長期化してしまう術後慢性痛(chronic post-surgical pain:CPSP)は、重大な健康問題です。その疫学や発症メカニズム、危険因子について研究が行われていますが、残念ながらその治療は依然として困難な状況です。本研究ではこの治療抵抗性の痛みに対して、グリシンという物質の治療薬としての可能性を調べていきます。
マルチモダル・イメージングを用いた経頭蓋直流電気刺激効果の生体分子メカニズム

本研究では、複数のモダリティ(NIRS、f-MRI、PET)を駆使し経頭蓋直流刺激(以下tDCS)効果発現の分子メカニズムを明らかにすることが目的である。f-NIRS研究結果より、運動課題中の運動領域(C3;右運動野手指再現領域)の酸化ヘモグロビン濃度([oxy-Hb])がtDCS直後、増強したこと、しかしドーパミンD2受容体拮抗薬(スルピリド)服用後ではその増強効果は抑制されたことよりtDCS効果発現にドーパミンD2受容体を介した修飾があることが示唆された。この成果はtDCS適応条件の設定や効果増強、持続性向上に寄与できるものと期待される。本研究では、複数のモダリティ(NIRS、f-MRI、PET)を駆使しtDCS効果発現の分子メカニズムを明らかにすることでtDCS適応条件の設定や効果持続性向上に寄与できるだけでなく根本治療に向けて個人ごとに最適化されたテーラーメイド医療の実現にも貢献できるものと期待される。本年度は、まず1)tDCSによる脳血流変化を機能的近赤外線スペクトロスコピー(以下、f-NIRS)で計測可能か、2)tDCS後効果はどのくらい持続するのかf-NIRSによる酸化ヘモグロビン濃度変化で検討した。方法として、健常被験者3名(男性、37-46歳)を対象に座位にて右母指-示指間pinching20秒間維持期(最大筋力の50%出力)と40秒間の安静期を交互に5セット繰り返しながら、左半球運動皮質直上を中心に近赤外線プローブを設定、f-NIRSにて酸化ヘモグロビン濃度を測定した。測定条件としてtDCS(刺激強度1mA,持続時間13分間)前、刺激中(刺激開始10分後)、刺激終了後10分、30分,60'分,90分,120分の7条件で実施した。その結果、tDCS前の右pinching時のOxy-Hb濃度と比べ、刺激中のそれは減少、その変化は刺激終了後120分でも続いていた。その変化の程度は個人間で違いがあるものの全例において変化が認められかつ持続していた。以上の結果より、1)f-NIRSを用いてもtDCSの効果、後効果とも十分計測可能であること、2)その効果は少なくとも刺激終了後2時間持続している可能性があること、さらにその効果の程度に個人差があることが示唆された。この結果はtDCSの効果の個人差と関係がある可能性があり今後より効率よく効果を向上するために重要な情報である。本年度は、1)薬剤を健常人に負荷するため、医師による探索的臨床研究に相当、損害保険会社の損害補償保険に加入する手続きをすすめた。2)3TMRIを用いてf-MRI実験環境を整備しSPM解析による運動課題motor mapを作成準備が完結した。その解析結果を参照しこれまでのf-NIRSで汎用されている国際脳波基準10-20法による簡易な運動中枢手指再現領域とされるC3、C4の調整を試みる。3)共同研究施設でのPET実験に先駆け、ドーパミンのt-DCS効果への修飾作用の可能性について薬理学的検討をした。NIRSによるoxy-Hb濃度変化を指標にドーパミンD2受容体拮抗薬(スルピリド)を服用前後でのtDCS(transcranial direct current stimulation;仕様としてanodal mode,刺激強度1mA,刺激時間10min)効果への影響の有無を検討した。スルピリド25,50,100mg各用量でのtDCS効果への影響を検討した結果、服用前と比べ明らかにoxy-Hb濃度変化に違いがあることが示唆された。一方、tDCSによる直下皮質の脳血流に変化があることも確認できたことより次年度のPET実験プロトコールを考える上で、重要な情報を得ることができた。本研究では、複数のモダリティを駆使しtDCS効果発現の分子メカニズムを明らかにしtDCS適応条件の設定や効果持続性向上、さらにテーラーメイド医療の実現にも貢献できる。本年度は、1)3TMRIを用いてf-MRIによる運動課題motor mapを作成・参照、従来のf-NIRSで汎用されている国際脳波基準10-20法による簡易な運動中枢手指再現領域とされるC3、C4と比較した。その結果、C3領域を中心に設置された電極プローブで全例カバーされることを確認した。2)ドーパミンのt-DCS効果への修飾作用の可能性について薬理学的検討をした。NIRSによるoxy-

Hb濃度変化を指標にドーパミンD2受容体拮抗薬(スルピリド)を服用前後でのtDCS(transcranial direct current stimulation;仕様としてanodal mode,刺激強度1mA,刺激時間10 min)効果への影響の有無を10名の健常者(age:23-49;男:女=7:3)で検討した。t-DCS後では同じ運動課題時のoxy-Hb濃度増加度合がt-DCS前に比べ増大していた。一方、スルピリド100mg各用量でのtDCS効果への影響を検討した結果、服用前と比べt-DCS after -effectとしてのoxy-Hb濃度増加は干渉された。その結果は、t-DCSの効果発現に少なくともドーパミン、特にD2受容体の関与を示唆し、今後効果の増強や持続性向上を考える上で重要な知見を得ることができた。3)tDCS効果の個人差と生体内ドーパミン受容体密度との関係の検討:上記被験者を対象に、[11C]FLB457を用いたPET計測を行い、効果の個人差とD2受容体との関係性を検討。3例で検討した結果、残念ながら優位な相関は認められなかった。原因として、主にNIRS計測の再現性の問題が大きかった。ドーパミンの修飾作用をヒトで検証するため、損害賠償保険に加入する必要があったことと所属施設でのMRIが3テスラへアップグレードしたことによる関連設置工事に伴う使用制限期間などにより若干遅れたがなんとか実験環境を整え上記の成果を得ることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。2)無侵襲な近赤外線スペクトロスコピー(以下NRS)を用いてtDCSとドーパミン拮抗薬(D2アンタゴニスト;スルピリド)服用によりドーパミンのtDCS作用への修飾様式を検討する。3)tDCS効果の個人差と生体内ドーパミン受容体密度との関係の検討:上記被験者を対象に、[11C]FLB457を用いたPET計測を行い、効果の個人差とD2受容体との関係性を検討する。これらの実験を効率よく同時並行的に推進し期間内に目標とする実験を完結するよう最大限努力する。
不揮発メモリ及び小型原子時計等を前提とした分散システム技術

平成30年度は4つの研究項目があったが、一つめは設計・実装した分散トランザクションエンジンの拡張を行い、インメモリ向けの処理ための複数の整合性モデルを導入できるように拡張した。具体的には、Snapshot Isolationなどの分離モデルを選べるようにした。二つ目は当初はDIMM接続型フラッシュメモリを想定していたが、想定よりも早く、非フラッシュ(3D-NAND以外)の不揮発型DIMMメモリを利用することができたことから、一部を評価を不揮発型DIMMメモリで実施した。ただし、フラッシュメモリよりも高速ではあるものの、フラッシュメモリと同様に読み込みと書き出しの性能差は大きいことがわかり、一つ目の分散システムトランザクションエンジンの仕組みを、DRAMによる更新系領域と不揮発型DIMMメモリによる検索系領域に分けて、前者の領域を最小化するとともに、前者の更新情報を後者に転送するタイミングにより、前述の分離モデルを実装することとした。3つめの研究項目となる原子時計を想定したトランザクションアルゴリズムの設計実装を進めた。計画したGPS信号の時刻情報を使う方法については、アルゴリズムとしての設計と、GPS信号のシステムへの反映方法に関する設計の両方を独立に勧めた。4つめのPaxosアルゴリズムなどの分散同意アルゴリズムをを組み合わせた方法は設計及び実装をすすめた。具体的にはこれまでに実装したPaxosアルゴリズムを実現するライブラリを使った評価を行うとともに、ライブラリの改良を進めた。評価したDIMM型不揮発性メモリはプロトタイプということもあるが、当初予測よりも読み込み速度と書き込み速度に差が大きいことがわかったが、当初の予測ケースのひとつであり、概ね計画といえる。当初の計画通りに、残りの設計・実装・評価を進めるとともに、研究成果の積極的な発表を行っていく。当初計画通りに、1不揮発性メモリを前提として、永続化機構を大幅に簡素化したトランザクションの設計を行うとともに、プロトタイプの実装に着手した。これの特徴はメモリ自体の永続性を利用することで、従来処理コストが大きくなりがちな永続化機構そのものを最小化することができるようになり、結果としてパフォーマンスにも寄与することが期待できる方法であることがわかった不揮発性メモリ搭載コンピュータの購入は、当初計画に通りH29年度となることから、H28年度はSSDの利用を念頭に設計を行った。これは性能モデルガ異なるものの、提案方式の骨格は不揮発性メモリにも応用できるはずである。2高精度の時計を利用した分散同意アルゴリズムを設計するとともに、そのアルゴリズムを前提にした分散トランザクション手法を設計した。これはトランザクションのサーバ側とクライアント側が正確な時計に基づいて、各種メッセージにタイプスタンプを付与することで、サーバ側はそのタイムスタンプ通りに処理する方法となる。また、小型原子時計を搭載したハードウェアの設計を始めた。3データセンタ間分散トランザクションアルゴリズムの設計を開始した。データセンタ間通信はその遅延が大きいことから、通信回数を減らすことが求められるが、本研究では分散同意アルゴリズムのひとつであるPaxosをベースにした分散トランザクション機構を提案・設計した。また、実験環境として10台のコンピュータからなるクラスタ計算環境を構築して、提案するアルゴリズムの評価が可能な体制を整えた。平成28年度は基本アルゴリズムなどの基本設計が主要な研究となっていたが、それぞれの設計を行ったことから、概ね順調に進展していると判断する不揮発メモリを利用した分散トランザクション(担当:佐藤、中島)は、H28年度までの基本設計を発展させた、それのコアとなるトランザクションエンジン(担当:佐藤)は、H28年度に実装した多重バージョン並行制御(MVCC)機構のプロトタイプの特性を確認するとともに、その発展を行った。MVCCでは書込み処理中に読込み処理があったときは書込み直前の状態(いわゆるスナップショット)を返すことや、読取り処理中でも書込み処理などが実現できることを確認した。その発展としてはSnapshot分離などの分離(Isolation)レベルを複数実装した。また、分散システムにおけるコンセンサス問題の新しい解決法に関する提案と評価をおこなった(担当:中島)。本研究では数多くの計算主体が関与する時のコンセンサス問題を解決するための手法であるProof of Workを使用した際に発生するマイニングの集中化問題に関して注目し、その問題を回避するための集中化を避ける手法を提案し、実際にプロトタイプシステムを実装し評価実験をおこなうことでその有効性を示した。そして原子時計の利用、つまり高精度な時計(担当:佐藤、倉田)に関しては、原子時計の価格高騰などの問題があったが、当初、想定した通りに複数のトランザクションを同一コンピュータで実行することで時計を共有することで高精度時刻となる場合を検証した。本提案方式では分散システム上の読込み処理と書込み処理とともに要求側の時刻をベースに処理する手法となる。H29年度は実験環境の整備も始めた。サーバに関してはクラウドコンピューティング上のサービスの利用を前提とするが、フラッシュ搭載DIMMを利用したサーバ環境を利用できる体制を整えた。この他、当該研究の発信のための国際会議への発表などを数多く実施した。概ね順調に進んでいる。一点、当初予定になかったこととしては、原子時計の価格が高騰して2台以上の購入が難しくなったことがあげられるが、これは研究応募時に想定された状態といえて、そのときに検討した通りに複数のトランザクションを同一コンピュータで実行することで時計を共有することで高精度時刻となる状況を再現しており、研究の内容自体には影響がない。

二つ目は当初はDIMM接続型フラッシュメモリを想定していたが、想定よりも早く、非フラッシュ(3D-NAND以外)の不揮発型DIMMメモリを利用することができたことから、一部を評価を不揮発型DIMMメモリで実施した。ただし、フラッシュメモリよりも高速ではあるものの、フラッシュメモリと同様に読み込みと書き出しの性能差は大きいことがわかり、一つ目の分散システムトランザクションエンジンの仕組みを、DRAMによる更新系領域と不揮発型DIMMメモリによる検索系領域に分けて、前者の領域を最小化するとともに、前者の更新情報を後者に転送するタイミングにより、前述の分離モデルを実装することとした。3つめの研究項目となる原子時計を想定したトランザクションアルゴリズムの設計実装を進めた。計画したGPS信号の時刻情報を使う方法については、アルゴリズムとしての設計と、GPS信号のシステムへの反映方法に関する設計の両方を独立に勧めた。4つめのPaxosアルゴリズムなどの分散同意アルゴリズムをを組み合わせた方法は設計及び実装をすすめた。具体的にはこれまでに実装したPaxosアルゴリズムを実現するライブラリを使った評価を行うとともに、ライブラリの改良を進めた。評価したDIMM型不揮発性メモリはプロトタイプということもあるが、当初予測よりも読み込み速度と書き込み速度に差が大きいことがわかったが、当初の予測ケースのひとつであり、概ね計画といえる。当初計画通りに、H28年度に設計した3つの方法について、設計実装を進める。特に1に関しては、不揮発性メモリ搭載コンピュータが入手でき次第、基本設計の評価を行い、その結果に基づいてアルゴリズムの改良をはかる。H28年度は比較的単純なデータ構造に対するトランザクションを想定していたが、いくつかの具体的なデータ構造を想定した手法も検討する。このほか、不揮発化された主記憶と二次記憶装置を区別することなくアクセス可能にする方法として、不揮発な主記憶向けにシンブルレベルビュー、つまり主記憶と二次記憶装置せずに統一されたアドレス空間で管理する方法を設計する。2高精度の時計を利用した分散同意アルゴリズムを改良するとともに評価を行う。特に通信遅延に変動がある場合、遅延するメッセージに備えてなんらかの楽観的な手法の導入を検討する。3データセンタ間分散トランザクションアルゴリズムは商用クラウドコンピューティングの相違なデータセンターに提案アルゴリズムを実際に動かすことで、可用性や性能を評価していく。これは参照操作における同期待ちが少なく、さらに実質的には十分な直列化可能性を提供するが、複製データの保持管理と、スナップショット隔離に利用する手法となることを想定している。
離散可積分系の持つ組合せ論的構造の解明、およびその数え上げ組合せ論への応用

離散戸田方程式などの離散可積分系は,そのラックス表示を通して,直交多項式などの直交関数の時間発展(1パラメータ変形)を記述するものとして理解される.一方で,直交多項式などの直交関数は,その連分数との関連を通して,適当なグラフ上の径路の数え上げによって組合せ論的に解釈される.本研究では主に,直交関数として直交多項式,対称直交多項式,ローラン双直交多項式を,また離散可積分系として離散戸田方程式,離散ロトカ・ボルテラ方程式,離散相対論戸田方程式をとりあげ,それらの持つ組合せ論的な構造を明らかにしてきた.本年度は,本研究の手法をさらに広範囲の直交関数・離散可積分系に適用することを念頭において,枠組みの整理を行った.具体的には以下の通りである.直交関数と離散可積分系は,グラフ上の道の数え上げにより組合せ論的に解釈することができる.特に,直交関数に対応する線形汎関数のモーメントは,適当なグラフ上の指定された二節点間の道の重みの総和として計算することができる.また,離散可積分系の従属・パラメータ変数を枝のラベルとして持つグラフを導入することで,離散可積分系の時間発展方程式と等価な関係式を,グラフ上の道の重みの総和の言葉で記述することができる.結果として,離散可積分系はグラフ上の力学系として理解される.以上の事実は,径路の間の全単射などを用いて,組合せ論的に証明することができる.なお,直交多項式・離散戸田方程式および対称直交多項式に関する結果は,Viennot(1983,2000)の研究を可積分系の立場から補完・拡張するものである.以上の整理とは別に,ベクトル連分数についても考察し,それがあるグラフ上の道の重みの総和に関する母関数に一致することを示した.これは,直交多項式の解釈において用いた,Flajolet(1980)による連分数の組合せ論的解釈を一般化するものである.Laurent双直交多項式の持つ組合せ論的な構造を重み付きSchroder路を用いて明らかにした.具体的には以下の通りである.1.Laurent双直交多項式に対応する線形汎関数は重み付きSchroder路を用いて定めることができる.すなわち,汎関数のモーメント(不定元の整数冪の値)は定まった長さのSchroder路の重みの総和で表される.2.Laurent双直交多項式と不定元の整数冪の積の線形汎関数による値は,Schr6der路を数え上げることにより求められる.それは定まった長さ,始点の高さ,終点の高さを持つSchroder路の重みの総和であり,この結果は多項式の直交性の一般化とみなすことができる.3.Laurent双直交多項式の不定元の冪の係数は汎関数のモーメントを成分に持つToeplitz型の行列式(およびその小行列式)であり,それは複数の重み付きSchroder路の平面上への配置の仕方を数え上げることにより求められる.すなわちそれは非交差的でありかつ隙間のない配置の重みの総和である.4.Laurent双直交多項式の満たす三項間漸化式は,非交差的かつ隙間のないSchroder路の配置の構造から導かれる.すなわち,件の配置と定まった長さと終点の高さを持つSchroder路が一対一に対応し,多項式の満たす漸化式はそれらSchroder路の重みの総和の満たす漸化式に他ならない.ここに示した命題のいくつか(多項式の直交性,モーメントのなすToeplitz行列式の積表現,多項式の満たす漸化式など)は代数的な手法により示すことが一般的であるが,本研究ではそれらおよびそれらの一般化に対して純粋に組合せ論的な(bijectiveな)証明を与えることに重きをおいた.Laurent双直交多項式に付随する離散可積分系である離散時間相対論的戸田分子方程式に対して,ある平面グラフを用いた解釈を与えた.具体的には以下の通りである.Laurent双直交多項式を別のLaurent双直交多項式に写す変換としてChristoffel変換とGeronimus変換があり,この二つの変換の両立条件として離散時間相対論的戸田分子方程式が現れることが知られている.一方でLaurent双直交多項式の持つ様々な性質は組合せ論的な対象であるSchroder路の言葉で説明され,その根底にはLaurent双直交多項式に対応する線形汎関数のモーメントがあるグラフの上のSchroder路を全て数え上げることにより,すなわち「グラフの重み」により計算できるという事実がある.そこで(1)離散時間相対論的戸田分子方程式を組合せ論の立場から解釈するために,その従属変数を枝のラベルとして持つ平面グラフを導入した.特にその重みがLaurent双直交多項式に対応する線形汎関数のモーメントに一致することを示した.(2)離散時間相対論的戸田分子方程式の漸化式と等価なものとして,グラフの重みの満たすべき等式を導出した.またその事実に対してグラフ上の路の間の全単射などを用いた組合せ論的な(bijective)な証明を与えた.(3)同様の考察を,対称な直交多項式とそれに付随する離散時間半無限Lotka-Volterra方程式に対しても行った.特にそれに対応するものとして方程式の従属変数を枝のラベルに持つ平面グラフを導入した.また方程式の漸化式と等価なものとしてグラフの重みの満たすべき等式を導出し,それに対して組合せ論的な証明を与えた.