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資産の運用と価格付けに関する工学的研究

合理的な投資基準に基づく金融投資のための数理工学的な手法・技術の確立を目指して、それぞれの分担課題につき検討を進め,以下のような成果を得た.リスクの構造解析と資産負債管理に関する研究(担当:枇々木,福川,古川)では証券市場での株式時価総額による企業活動の総合評価を行い,結果として成長,非成長または倒産企業の類別が、財務政策並びに経営政策とどのように関係しているのかを統計的に明らかにした.資産収益率の時系列解析とその生成構造の解析に関する研究(担当:岸本(一),矢島)では,金融時系列データのモデルとして広く利用されているARCH,GARCHモデルにおいて,最尤法を適用する場合に問題となっている初期分布の確定法について検討した.その結果,有限マルコフ過程による近似解析の導入によって、極限分布を求めることにより従来のシミュレーション法では排除できなかった初期値依存性を克服できることを示した.派生証券の価格づけに関する研究(担当:大西,木島,楠岡)では,原資産の価格過程の経路に依存した利得を得る権利である経路依存型のオプションの評価法について検討した.結果としてあるクラスの経路依存型オプションに対する上下限価格を,離散時間モデルを用いて統一的に評価できるアルゴリズムを提案した.金利の期間構造の分析に関する研究(担当:岸本(直),白川,森平)では,いくつかの通貨及び金利が存在する下での通貨・オプションの評価法について検討した.結果として無裁定条件が成立する場合のオプション価格の,価値尺度材に対する普遍性並びにオプションプレミアムとモデルパラメータの関係を明らかにした.大規模ポートフォリオ最適化に関する研究(担当:今野,鈴木,竹原,中里)では,東京証券取引所第1部に上場されている企業の株式収益率のファクター構造を分析し,結果としてマルチベータモデルによる期待収益率評価の有効性を示した.合理的な投資基準に基づく金融投資のための数理工学的な手法・技術の確立を目指して、それぞれの分担課題につき検討を進め,以下のような成果を得た.リスクの構造解析と資産負債管理に関する研究(担当:枇々木,福川,古川)では証券市場での株式時価総額による企業活動の総合評価を行い,結果として成長,非成長または倒産企業の類別が、財務政策並びに経営政策とどのように関係しているのかを統計的に明らかにした.資産収益率の時系列解析とその生成構造の解析に関する研究(担当:岸本(一),矢島)では,金融時系列データのモデルとして広く利用されているARCH,GARCHモデルにおいて,最尤法を適用する場合に問題となっている初期分布の確定法について検討した.その結果,有限マルコフ過程による近似解析の導入によって、極限分布を求めることにより従来のシミュレーション法では排除できなかった初期値依存性を克服できることを示した.派生証券の価格づけに関する研究(担当:大西,木島,楠岡)では,原資産の価格過程の経路に依存した利得を得る権利である経路依存型のオプションの評価法について検討した.結果としてあるクラスの経路依存型オプションに対する上下限価格を,離散時間モデルを用いて統一的に評価できるアルゴリズムを提案した.金利の期間構造の分析に関する研究(担当:岸本(直),白川,森平)では,いくつかの通貨及び金利が存在する下での通貨・オプションの評価法について検討した.結果として無裁定条件が成立する場合のオプション価格の,価値尺度材に対する普遍性並びにオプションプレミアムとモデルパラメータの関係を明らかにした.大規模ポートフォリオ最適化に関する研究(担当:今野,鈴木,竹原,中里)では,東京証券取引所第1部に上場されている企業の株式収益率のファクター構造を分析し,結果としてマルチベータモデルによる期待収益率評価の有効性を示した.合理的な投資基準に基づく金融投資のための数理工学的な手法・技術の確立を目指して、それぞれの分担課題につき検討を進め、現在までに以下のような成果を得た.リスクの構造解析と資産負債管理に関する研究(担当:枇々木、福川、古川)では、証券市場での株式時価総額による企業活動の総合評価を行い、結果として成長、非成長または倒産企業の類別が、財務政策並びに経営政策とどのように関係しているかを統計的に明らかにした.資産収益率の時系列解析とその生成構造の解析に関する研究(担当:岸本(一)、矢島)では、金融時系列データのモデルとして広く利用されているARCH、GARCHモデルにおいて、最尤法を適用する場合に問題となっている初期分布の確定法について検討した.その結果、有限マルコフ過程による近似解析の導入によって、極限分布を求めることにより従来のシミュレーション法では排除できなかった初期値依存性を克服できることを示した.派生証券の価格づけに関する研究(担当:大西、木島、楠岡)では、原資産の価格過程の経路に依存した利得を得る権利である経路依存型のオプションの評価法について検討した.結果としてあるクラスの経路依存型オプションに対する上下限価格を、離散時間モデルを用いて統一的に評価できるアルゴリズムを提案した.金利の期間構造の分析に関する研究(担当:岸本(直)、白川、森平)では、いくつかの通貨及び金利が存在する下での通貨・オプションの評価法について検討した.結果として無裁定条件が成立する場合のオプション価格の、価値尺度材に対する普遍性並びにオプションプレミアムとモデルパラメータの関係を明らかにした.大規模ポートフォリオ最適化に関する研究(担当:今野、鈴木、竹原、中里)では、東京証券取引所第1部に上場されている企業の株式収益率のファクター構造を分析し、結果としてマルチベータモデルによる期待収益率評価の有効性を示した.

合理的な投資基準に基づく金融投資のための数理工学的な手法・技術の確立を目指して,それぞれの分担課題につき検討を進め,以下のような成果を得た.リスクの構造解析と資産負債管理に関する研究(担当;枇々木,福川,古川)では,証券市場での株式時価総額による企業活動の総合評価を行い,結果として成長,非成長または倒産企業の類別が,財務政策並びに経営政策とどのように関係しているのかを統計的に明らかにした.資産収益率の時系列解析とその生成構造の解析に関する研究(担当:岸本(-),矢島)では,金融時系列データのモデルとして広く利用されているARCH、GARCHモデルにおいて,最尤法を適用する場合に問題となっている初期分布の確定法について検討した.その結果,有限マルコフ過程による近似解析の導入によって,極限分布を求めることにより従来のシミュレーション法では排除できなかった初期値依存性を克服できることを示した.派生証券の価格づけに関する研究(担当:大西,木島,楠岡)では,原資産の価格過程の経路に依存した利得を得る権利である経路依存型のオプションの評価法について検討した.結果としてあるクラスの経路依存型オプションに対する上下限価格を,離散時間モデルを用いて統一的に評価できるアルゴリズムを提察した.金利の期間構造の分析に関する研究(担当:岸本(直),白川,森平)では,いくつかの通貨及び金利が存在する下での通貨・オプションの評価法について検討した.結果として無裁定条件が成立する場合のオプション価格の,価値尺度材に対する普遍性並びにオプションプレミアムとモデルパラメータの関係を明らかにした.大規模ボ-トフォリオ最適化に関する研究(担当:今野,鈴木,竹原,中里)では,東京証券取引所第1部に上場されている企業の株式収益率のファクター構造を分析し,結果としてマルチベ-ダモデルによる期待収益率評価の有効性を示した.
固気流動層による廃棄物乾式素材分離の高効率化

粉体を下部からの送風で流動化させた固気流動層は比重や粘度など液体に類似した性質を持つ。従って、層内に比重の異なる物体を投入すると、固気流動層の見掛け比重よりも小さな比重の物体は浮揚し、大きな比重の物体は沈降するために、比重の異なる物体の分離が可能となる。本研究の最終年度である平成18年度は、本技術の実用化に向けて低コスト化を計るために、安価な砂を流動化粉体として用い、分離効率の検討を行った。用いた砂の粒径範囲は100600マイクロメートルと広く、平均粒径は260マイクロメートルである。一般的に、粒径の異なる粒子を混合して流動化させると、粒径の大きな粒子が下方に、粒径の小さな粒子が上方に偏析する現象が起こる。用いた砂の粒径範囲は広く偏析が起こると予想されたため、この偏析と分離効率の関係を求めることを主目的として実験を行った。その結果、砂を流動化させる送風の速度が比較的大きい場合は偏析が起こらず、流動層の高さ方向で見掛け比重がほぼ均一になり、安定した物体浮沈が起こり高い分離効率が得られた。一方、送風の速度を減少させるにつれて粒径の大きな粒子の下方での偏析が見られ始め、下方の見掛け比重が上方とは異なる様相を呈し、最少流動化速度近傍の低風速では、流動層全体が偏析状態となり、幅広い比重の物体が浮き沈みせず流動層内を漂った。以上の結果、安定した物体浮沈を得るためには比較的粒径の揃った粉体を用いるべきであることが示唆されるが、コスト面では粒径範囲の広い砂の使用が適しているため、偏析が起こらず安定した物体浮沈が生じる最適な送風速度の採用が本技術の実用化に向けた必須条件と言える。1.固気流動層を用いた乾式比重分離法によるコンクリート廃材からの有価物回収技術の構築を目的としてモルタルと砂利の分離を試みた。小型流動層を用いた基礎試験において、流動化粉体として用いる2成分粒子系の体積混合割合と空塔速度を変化させることで、流動層の見掛け比重を2.12.7に調整でき、比重差が0.2程度の物体を分離可能な流動層を実現した。最適条件下では、モルタルと砂利を完全に上下層に浮沈させることが可能となった。従来の問題点を克服した浮沈物の取り出し機構を備えた半バッチ式比重分離装置を新規に作製し、モルタルと砂利の分離回収実験を行った結果、モルタル【approximately equal】100%、砂利【approximately equal】95%の高い回収率が得られた。2.固気流動層を用いた乾式比重分離法の高効率化を図るために、比重差が小さく任意比重の物体を分離可能な流動層条件を示す「見掛け比重マップ」の作成を試みた。様々な2成分粒子を用いて、空塔速度比および流動化粒子の体積混合割合が流動層の見掛け比重とそのばらつきに及ぼす影響を検討した。見掛け比重は層内に充填した2成分粒子の総質量と層膨張に依存するため、流動化粒子の体積混合割合および空塔速度比によって制御可能であることが明らかとなった。見掛け比重のばらつきは粒子偏析と流動化の激しさの両者と密接な関係があり、偏析が小さく、流動化が穏やかであるほどそのばらつきを小さく抑えられることが明らかとなった。これらの知見に基づいて見掛け比重が0.53.8の範囲で連続的な変化を持ち、そのばらつきがほぼ0.1以下である固気流動層を実現し、所望の「見掛け比重マップ」を得た。本マップにより、任意の分離物体に適した流動層条件を一目で知ることが可能となり、乾式比重分離法の2つの欠点であった流動層条件の決定に長時間を要すること、ならびに、比重差の小さい物体の分離が困難であるという問題点が回避可能となった。

以上の結果、安定した物体浮沈を得るためには比較的粒径の揃った粉体を用いるべきであることが示唆されるが、コスト面では粒径範囲の広い砂の使用が適しているため、偏析が起こらず安定した物体浮沈が生じる最適な送風速度の採用が本技術の実用化に向けた必須条件と言える。
自己と他者の知識の獲得と言語発達との関連性:1歳から3歳までの縦断的研究

本研究は、a)乳幼児の自己および他者に関する理解がどのような発達過程を経るのか、またb)それは子どもの言語(特に心的状態や関係性に関する語彙)獲得とどのような関連性を有しているのか、さらにc)自他理解の個人差はどのような母子の関係性の影響を受けて生起してくるのか、といった問題の解明を目的とし、母子34組を対象に、1歳から3歳までの(主に家庭訪問による)縦断的観察・調査を実施している(現在2歳までのデータを収集済み)。現在までに以下のような結果が得られた。(1)自他の客体的特徴(身体的特徴、所有物、名前などの理解)に比して、動作主性(agency)(自分および他者が行動を起こす主体であるということへの気づき)に関する理解の方が相対的に早く発達する傾向が認められた。後者は生後12カ月で大半の子どもにその原初的形態が認められたのに対し、前者に関しては生後18カ月になってようやく40%程度の子どもにその萌芽が認められた(鏡に映った自他の認知にクリアし得た)。(2)自己と他者(母親)の動作主性の理解を比較すると、生後12カ月では自己理解の方が高いレベルにあったのに対し、生後18カ月になると自己と他者理解の間に差異は認められなくなった(動作主性に関しては自己理解が先行し生後18カ月頃に漸次的に他者理解が追いつくといった発達過程が想定できる)。(3)生後12、18カ月両時点の動作主性の理解が高い子ほど、生後18カ月の各種の(知覚、感情、欲求、身体部位などに関する)発話語彙数が多いという結果が得られた。また、生後18カ月の客体的特徴に関しても類似の結果が得られた。自他理解の発達は心的状態等に関わる語彙の獲得を何らかの形で支えるものなのかも知れない。(4)生後12カ月時にQソ-ト法をもって測定した母子の愛着の安定性と生後12、18カ月の自他理解の間には明確な関連性は見出されなった(ただし愛着と語彙獲得の間には微弱ながら関連性が認められた)。
骨髄異形成症候群(MDS)の発症・進展に関わる遺伝子変異

骨髄異形成症候群(MDS)は造血幹細胞レベルの複数の遺伝子異常により発症する前白血病状態の一つである。MDSの発症機構を解明するため、白血病関連遺伝子であるAML1に注目し点突然変異について解析した。MDSの中で進行期の病型とMDS由来の急性骨髄性白血病(これらをMDS/AMLと定義)においては、AML1点突然変異は、被爆者を含む二次性MDSでは高頻度にラントドメインに集中するのに対して、一次性MDSでは低頻度でラントドメインとC末側に存在した。次にMDSの発症には複数の遺伝子異常が関与していると考えられている。そこでAML1遺伝子変異を認めた34例のMDS/AMLについて、既に白血病・MDS関連遺伝子として報告されている遺伝子の解析を行ったところ、レセプター・チロシンキナーゼ(RTK)-RASシグナル伝達経路にあたるN-RAS, SHP-2,NF1,FLT3のいずれかの変異を13例(38%)と高率に見出した。AML1変異を有するMDS/AMLでは-7/7q-や+8が高率で、変異のないMDS/AMLでは-5/5q-や複雑異常が多く見られることから、-7/7q-経路はAML1変異により造血幹細胞の分化が抑制され、RTK-RAS系の遺伝子の変異による細胞増殖能を獲得して発症すると考えられる。現在データをさらに集積中であり、MDS/AMLの遺伝子変異(染色体異常も含む)に基づく発症・進展の全貌が明らかにされることが、期待される。
高トルク密度と高出力化を両立する受動的可変界磁モータの開発

本研究は,これまでに未導入の「界磁磁束の受動的な可変」という新しい技術概念を確立し,これによる高出力化や可変速特性拡大,高効率化などを通じて電動回転機の更なる性能向上を企図するものである。この一連の研究を通じて,本技術の技術的枠組みを構築するとともに,次世代モータへの応用に対する技術的基盤を提供する。本研究により達成する次世代モータへの応用に対する技術的基盤により,重希土類を用いた永久磁石使用量の削減を可能にしながら高トルク密度,小型高出力化を実現するだけではなく,可変界磁モータのハードポテンシャルを最大限に引出すことができる新しいモータ制御モデル構築に波及効果をもたらすことが期待できる。
心筋収縮構造の再構築によるスターリングの心臓法則の分子メカニズムの解明

スターリングの心臓法則は、心筋サルコメアの発生張力が伸展によって増大するという「筋長効果」に基づいている。本研究において申請者らは、筋長効果の程度が細いフィラメントの協同性と逆相関していることを見出した。また、実験的に得られた結果を、Ca^<2+>依存性の細いフィラメントのON-OFFスイッチ機構と格子間隔を組み入れたモデルによって、定量的にシミュレートすることに成功した。これらの結果は、Frank-Starling機構が細いフィラメントの協同性によって制御されていることを示している。心臓の拍出量は、心室拡張終期の容積とともに増大する。この性質は、スターリングの心臓法則と呼ばれている。スターリングの心臓法則は、心筋の発生張力が筋長とともに増大するという「筋長効果」に基づいている。筋長効果は、心筋の収縮構造(サルコメア)に備わっている、非常に重要な内因性の調節機構であるが、その分子メカニズムは未だに解明されていない。一方、心不全患者では、スターリング機構の減弱にともない運動耐容能が低下しており、筋長効果の分子メカニズムを解明することは臨床的見地からも急務である。我々は既に、巨大弾性タンパク質タイチン(コネクチン)の伸展に依存した静止張力が格子間隔を縮小させ、クロスブリッジの形成確率を上昇させることを報告している。今回、細いフィラメントが筋長効果をどのように調節しているのか、除膜筋を用いて、その仕組みを探った。外因性にMgADPを加えると、細いフィラメントの協同性が増大し、クロスブリッジの形成が促進される。逆に、無機リン酸(Pi)を加えると、細いフィラメントの協同性が低下し、クロスブリッジの形成が抑制される。我々ば、ブタの心室筋を用い、MgADPによって筋長効果が減弱すること、逆に、Piによって筋長効果が増強することを見出した。この結果は、ウサギ骨格筋速筋でも同様に認められ、いずれの筋においても、細いフィラメントの協同性と筋長効果の間には正の相関があった。したがって、筋長効果は、静止張力に依存した格子間隔の縮小によって惹起されるが、その程度は細いフィラメントの協同性によって決定されていると考えられる。心臓の拍出量は、心室拡張終期の容積とともに増大する(スターリングの心臓法則)。筋長効果は、心筋の収縮構造(サルコメア)に備わっている重要な内因性の調節機構であるが、その分子メカニズムは未だに解明されていない。我々は、巨大弾性タンパク質タイチン(コネクチン)の伸展に依存した静止張力が格子間隔を縮小させ、クロスブリッジの形成確率を上昇させることを報告している。昨年度、細いフィラメントの協同性が筋長効果の調節に関与している可能性を指摘した。ところで、心筋・骨格筋いずれも、外因性にMgADPを加えると、細いフィラメントの協同性が増大してクロスブリッジの形成が促進するが、無機リン酸(Pi)を加えると、細いフィラメントの協同性が低下してクロスブリッジの形成が抑制される。今回、申請者らが独自に開発した細いフィラメント再構成手法にMgADPやPiを組み合わせ、細いフィラメントの協同性が筋長効果を調節している分子メカニズムを詳細に検討した(標本は、昨年度と同様、除膜処理したブタ心室筋を用いた)。筋生理学においては、協同性を正確に表現する力学パラメータは未だに確立されていないが、申請者らは協同性を「情報伝達の速度」と解釈し、収縮速度をその指標とした。結果、申請者らは、筋長効果と収縮速度との問に負の相関があることを見出した。すなわち、協同性が上昇すると、潜在的に力を発揮し得るクロスブリッジ(recruitable cross-bridges)の数が減少し、筋長効果が減弱するものと解釈された。この実験結果を基に、筋長効果を定量的にシミュレートできる数理モデルの開発に着手した。心筋生理学において重要なFrank-Starlingの心臓法則は、心筋細胞レベルでは、サルコメアが伸展されればされるほど大きな力を発揮するという「筋長効果」に置き換えて考えることができる。「筋長効果」は筋肉が発揮する代表的な非線形高次機能であり、当該研究分野において一世紀の謎とされていた。本年度、申請者らは、生理学研究に分子論的アプローチを積極的に導入し、筋長効果の分子メカニズムを解明することを試みた。すなわち、心筋サルコメアを一度解体した後にタンパク質分子を組み合わせて人工的に再構築、高次機能を検出するin vitroシステムを作り上げ、サルコメア構造のナノレベルの変化が筋長効果の発現に寄与している仕組みを明らかにした(Terui et al. ,2010)。また、筋長効果を定量的にシミュレートできる数理理論体系を構築した(Terui et al., 2010 ; Ishiwata et al., 2011)。

ここで用いた数理解析法は、生体分子の"熱的ゆらぎ"に基づくものであり、他の生命科学研究分野にも広く応用され、ナノとマクロの間に存在する階層構造を橋渡しする、普遍的な情報を提供するものと期待される。このモデルは、筋収縮においても、自励振動(SPOC)の定量的なシミュレートを可能にする。さらに、心筋細胞に量子ドットや蛍光タンパク質発現系を応用し、収縮にともなうサルコメア長変化を10nmの精度で計測する実験系を構築することに成功している(論文投稿中)。
後期白亜紀を通じた北太平洋海洋構造の変革とアンモナイト類の古生物地理ダイナミクス

本年度の研究では,まず,昨年度までに行っていた後期白亜紀の北西太平洋陸棚海における海洋温度構造の時代変遷の結果をより高精度化し,大西洋やインド洋などの他の地域で得られている結果との比較を試みた.その結果,北西太平洋以外の全地域ではおよそ9000万年前8000万年前にかけて海水温が約4°C減少するにもかかわらず,北西太平洋地域では海水温の減少は認められず,海水温が一定に保たれていたことが明らかになった.さらに,これらの海洋での結果と比較するために,大気の平均気温の指標となるデータの解析を行った結果,大気の平均気温もこの1000万年間の間に減少傾向にあることが明らかになった.つまり,9000万年前8000万年前にかけて,全球的に寒冷化傾向にあるにもかかわらず,北西太平洋のみは温度の減少が認められないことが明らかになった.そこで,これらの全球的な温度変化の傾向が生物の分布に与えた影響を明らかにするために,ヨーロッパ地域と日本におけるアンモナイト類化石の化石帯区分,および浮遊性有孔虫化石の全球的層序分布と日本での層序分布を統合し編纂することにより,これらの生物の分布の時代変遷の解明を試みた.その結果,浮遊性有孔虫ではおよそ9000万年より古い時代では日本でも全球的な有孔虫類と共通の種の分布が認められるにも関わらず,それより新しい時代では有孔虫化石群が世界的なものとは異なる日本独自のものに分化していくことが明らかになった.さらに,アンモナイト類においても,9000万年前以降,ヨーロッパ地域ではそれ以前までに繁栄していたグループを新たなグループが徐々に置き換えていき,次々と新たなグループへと変化していくにも関わらず,北太平洋地域では9000万年前以前に繁栄していたグループがそれ以降も存続していたことが明らかになり,これらの海洋生物の分布のダイナミクスと全球的な海水温変遷との関連が明らかになった.北海道北西部羽幌地域・中二股川,逆川および豊沢流域,ならびに幌加内地域・朱鞠内川流域において,のべ約15000mに及ぶ野外踏査を行った.その結果,当地域に分布する白亜系蝦夷層群は,下位より日陰ノ沢層,佐久層および羽幌川層の3累層に区分され,セノマニアン期カンパニアン期の堆積物であることが明らかとなった.日陰ノ沢層の層厚は約880m以上で,主に生物擾乱を弱く受けた泥岩からなる.本地域に分布する佐久層は極めて粗粒な堆積物を主とし,層厚約2050mに達する.佐久層の下位の層準ではチャネルを埋積したと考えられる礫岩層を,上位の層準ではタービダイトの砂岩層を多く挟み,大局的に上方細粒化相が繰り返す.羽幌川層は主に泥岩,砂質泥岩および泥質砂岩からなり,佐久層とは対照的に上方粗粒化を繰り返す層序からなる.これらの各地点からは石灰質団塊サンプル,および総計159個の堆積物サンプルを採取した.石灰質団塊からは大型化石を採取し,堆積物サンプルは硫酸ナトリウム,ナフサ,テトラフェニルホウ酸ナトリウムを用いて分解して洗浄の後,その残さから浮遊性および底生有孔虫を採取した.アンモナイトのMariella sp.やDesmoceras sp.などが産出したことから,日陰ノ沢層はセノマニアン階に対比される.佐久層下部からは年代決定に有効な化石が産出しなかったが,上部からは浮遊性有孔虫のHelvetoglobotruncana helveticaやWhiteinella apricaなどが産出したことからチューロニンに対比される.また,羽幌川層下部からも年代決定に有効な化石を得ることができなかったが,上部からは浮遊性有孔虫Contusotruncana patelliformisが産出したことから,羽幌川層下部がコニアシアンサントニアン階に,上部がカンパニアン階に対比されると考えられる.北海道北西部,羽幌地域に分布する蝦夷層群の上部チューロニアン階下部カンパニアン階より採取された泥岩サンプルから採取された浮遊性および底生有孔虫化石の酸素・炭素安定同位体比分析を行った。まず,同位体比分析に用いる化石試料の保存度を確認するために,有孔虫化石の実体顕微鏡および走査型電子顕微鏡観察を行った.その結果,上部チューロニアン階中部コニアシン階,サントニアン階下部および上部,カンパニアン階下部からは続成による二次的方解石の沈着や,殻体の溶解など認められない初生的な殻体を保持した有孔虫の産出が確認された.一方,コニアシアン階/サントニアン階境界,およびサントニアン階中部から産出する化石の保存状態は比較的悪く,同位体分析には適さないサンプルであることが明らかになった.

そこで,上記により初生的な殻体を保持していると確認された化石試料の酸素・炭素同位体比分析を行った.分析には,それぞれ底生9属(Cibicites spp.,Gyroidinoides spp.,Hoeglundina spp.,Lenticulina spp.,Nodogenerin sp.,Nuttallinella sp.,Psilocitharella sp.,Ramulina sp.,およびand Saracenaria spp.),浮遊性5属(Archaeoglobigerina spp.,Dicarinella spp.,Globotuncana spp.,Marginotruncana spp.,およびWhiteinella spp.)の有孔虫化石を用いた.これらの試料の分析から得られた酸素同位体比から,約9千万年前8千万年前を通じた白亜紀後期の北海道周辺における海水の表層水温はおよそ26°C,水深300m地点における水温はおよそ17°Cと算出された.これは現在の北西太平洋では北緯約25°の亜熱帯地域に相当する台湾沖での海水温度構造と比較され,白亜紀後期には北緯約40°程度であったと考えられる北海道周辺地域と比較して極めて温暖であったことが明らかになった.本年度の研究では,まず,昨年度までに行っていた後期白亜紀の北西太平洋陸棚海における海洋温度構造の時代変遷の結果をより高精度化し,大西洋やインド洋などの他の地域で得られている結果との比較を試みた.その結果,北西太平洋以外の全地域ではおよそ9000万年前8000万年前にかけて海水温が約4°C減少するにもかかわらず,北西太平洋地域では海水温の減少は認められず,海水温が一定に保たれていたことが明らかになった.さらに,これらの海洋での結果と比較するために,大気の平均気温の指標となるデータの解析を行った結果,大気の平均気温もこの1000万年間の間に減少傾向にあることが明らかになった.つまり,9000万年前8000万年前にかけて,全球的に寒冷化傾向にあるにもかかわらず,北西太平洋のみは温度の減少が認められないことが明らかになった.そこで,これらの全球的な温度変化の傾向が生物の分布に与えた影響を明らかにするために,ヨーロッパ地域と日本におけるアンモナイト類化石の化石帯区分,および浮遊性有孔虫化石の全球的層序分布と日本での層序分布を統合し編纂することにより,これらの生物の分布の時代変遷の解明を試みた.その結果,浮遊性有孔虫ではおよそ9000万年より古い時代では日本でも全球的な有孔虫類と共通の種の分布が認められるにも関わらず,それより新しい時代では有孔虫化石群が世界的なものとは異なる日本独自のものに分化していくことが明らかになった.さらに,アンモナイト類においても,9000万年前以降,ヨーロッパ地域ではそれ以前までに繁栄していたグループを新たなグループが徐々に置き換えていき,次々と新たなグループへと変化していくにも関わらず,北太平洋地域では9000万年前以前に繁栄していたグループがそれ以降も存続していたことが明らかになり,これらの海洋生物の分布のダイナミクスと全球的な海水温変遷との関連が明らかになった.
分子認識性低分子ゲル

ゲル相においてゲル化剤に含まれるアントラセン部位の光二量化が、溶液反応とは異なるhead-to-head生成物を選択的に与えることを発見し、ゲル相で分子が精密に配列していることが示唆された。一方、ナフタレンジイミドを基体とする低分子ゲル化剤は、極低濃度でチクソトロピー性を示すことから、透過型電子顕微鏡により、力学的な刺激によるゲル化剤分子の解離とその会合過程を直接観察することに成功し、低分子ゲルのチクソトロピー過程を明らかにした。申請者はこれまでに、豊富な電子的・光学的性質を有するπ系化合物に着目して、種々の機能性低分子ゲルを開発した。とりわけ、ナフタレンジイミドを基体とした低分子ゲル化剤による精密比色認識現象を見出した(N. Fujita et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 1592)。すなわち、一次元ゲル繊維は位置異性体を精密に認識可能な、結晶に類似した静的な環境であると言える。従って、低分子ゲル繊維を一次元状の擬結晶と見なすと、この一次元マトリクス内は、適切な分子設計により、様々な分子を精密に認識するホストとなりうる。本申請課題は、上記の成果に端緒を得た"低分子ゲル内における分子認識系"を開拓し、溶液・結晶中での現象を凌駕する分子認識化学を展開することを目的とした。研究初年度となる今年度は、ゲル内における分子認識挙動の解明を進める途上、ゲル内での分子認識現象に基づくアントラセンの選択的な光2量化反応を発見した。長鎖アルキル基とアミノ基を含む没食子酸誘導体(ゲル化駆動部位)と2-アントラセンカルボン酸を相互作用させると、カルボン酸とアミンの相互作用により2元系ゲル化剤が生成する。ゲル内において紫外光を照射すると、ゲル繊維内における9-アントラセンの配向を反映した光2量化体が生成した。溶液中における参照実験からは、9-アントラセンがhead-headもしくはhead-tail型で2量化した混合物が得られたが、ゲル中で行った反応からはhead-head型の2量化体のみが選択的に生成した。低分子ゲル内における精密分子認識系が発現した結果、選択的な光2量化反応が進行したと考えられる。申請者はこれまでに、多彩な電子的・光学的性質を有するπ系化合物に着目して、種々の機能性低分子ゲルを開発した。とりわけ、ナフタレンジイミドを基体とした低分子ゲル化剤による精密比色認識現象を見出した(N.Fujita et al.Angew.Chem.Int.Ed.2006,45,1592)。研究初年度には、ゲル内における分子認識挙動の解明を進める途上、ゲル内での分子認識現象に基づくアントラセンの選択的な光2量化反応を発見した。溶液中における参照実験からは、9-アントラセンがhead-headもしくはhead-tail型で2量化した混合物が得られたが、ゲル中で行った反応からはhead-bead型の2量化体のみが選択的に生成した。その途上、本系のさらなる展開の一端として、アミノ酸ゲル化剤を用いた不斉光二量化反応と、配位結合性ゲル合成した配位結合性ゲル化剤を用いて有機-無機複合体の合成を進めていたところ、有機系(二相系)での複合体生成、即ち、目的の複合体生成を強く示唆する興味深い知見を発見した。とりわけ、ナフタレンジイミドを基体とした低分子ゲル化剤による精密比色認識現象を見出した(N.Fujita et al.Angew.Chem.Int.Ed.2006, 45, 1592)。

従って、低分子ゲル繊維を一次元状の擬結晶と見なすと、この一次元マトリクス内は、適切な分子設計により、様々な分子を精密に認識するホストとなりうる。本申請課題は、上記の成果に端緒を得た"低分子ゲル内における分子認識系"を開拓し、溶液・結晶中での現象を凌駕する分子認識化学を展開することを目的とした。これまでに、ゲル内での分子認識現象に基づくアントラセンの選択的な光2量化反応を発見した。長鎖アルキル基とアミノ基を含む没食子酸誘導体(ゲル化駆動部位)と2-アントラセンカルボン酸を相互作用させ、ゲル状態で紫外線照射を行うと、head-head型の2量化体のみが選択的に生成した。低分子ゲル内における精密分子認識系が発現した結果、選択的な光2量化反応が進行したと考えられる。この現象は低分子ゲルの結晶に類似した性質を反映したものと言える。本年度はもう一方の性質である、ゲルの動的な側面に着目した。本これまでに低分子ゲルのチキソトロピー現象はほとんど報告されておらず、そのメカニズムについてはまだ解明されていなかった。その大きな理由の一つは、ゲル崩壊後の溶液状態からゲル状態へのリカバリー時間が数秒と、非常に速い為であった。本研究の端緒となったナフタレンジイミドを基体とした低分子ゲル化剤は、非常に低濃度でもチキソトロピー現象を現す。そのため、ゲル崩壊後のゲル状態へのリカバリー時間が数時間数日に及ぶ。この点に着目し、ゲル崩壊後の溶液状態からゲルが再生するまでの経時変化を、透過型電子顕微鏡を用いて観察した。その結果、ゲル崩壊は、ゲル繊維が力学的刺激による分子解離に基づくものであり、その後分子が集積してゲル繊維が再生することにより、ゲル状態が再度現れることを見出した。分子集合体としてのゲル繊維の動的な性質の一端を見出した。
岩石の破壊による流体の浸入と弾性波速度の変化

地球内部の変形と流体の関係を調べることを目的に,岩石の地震波速度を実験室で測定した。室内実験では三軸圧縮変形中の地震波をモニタリングし,岩石に発達するクラックの形成と速度変化の関係を検証した。その結果,破壊過程におけるサンプル内のクラックの閉鎖・成長・生成による系統的な変化が見られ,変形初期には既存のクラックの閉鎖のため地震波速度は若干早くなるのに対し,変形後期にはクラックの生成・成長により地震波速度は著しく低下した。沈み込み帯でみられる地震波の低速度層やVp/Vsの異常は,マントルが含水化した蛇紋岩の存在だけでは説明がつかず,そのような地域には局所的に流体が存在している可能性が高い。本研究では,岩石の破壊実験中に弾性波速度をリアルタイムで測定するシステムを立ち上げ,岩石中にクラックが生成し水が浸入する際に弾性波速度がどのように変化するかを調べている。本年度は、試験機の改良を行い、岩石の変形(破壊)中に弾性波速度を測定するシステムを立ち上げた。その結果、変形初期では試料が弾性的に圧縮しクラックが閉鎖するため速度が若干増加し、その後の微小なクラックが生成する体積膨張(ダイラタンシー)時には,P波・S波速度が低下した。なお,P波速度に比べS波速度の低下率がやや小さいため,Vp/Vsは若干低下した。そして,岩石の破壊強度に達し脆性的な破壊をする際には,空隙率は急上昇しマクロは割れ目が生成することにより速度は急激に減少した。これらの変形時の速度変化は歪み解析や浸透率などのその場測定と調和的であり、クラックの閉鎖と生成が弾性波速度に影響を及ぼしていることがこれら一連の実験からもわかった。今後は上記のドライな環境での実験に加え、間隙水圧を制御したウェットな環境での弾性波速度の測定を行い、クラックが水で充填される場合の解析を行う予定である。なお、理論モデルによると、水の存在下では、S波速度の低下率が大きくなるため、変形によりVp/Vsは上昇すると予想されている。また、これらの実験結果を沈み込み帯で観測される地震波速度構造に適用し,地下深部での水の存在(含水率)と地震の発生プロセスとの関連性を議論する。プレート境界で発生する地震は水の存在と密接に関わっており,歪みや応力などの物理条件に加え,水が浸透するもしくは蓄積することにより地震が引き起こされる可能性が指摘されている。そのため,地下での水の存在を捉えることが地震の発生プロセスの理解につながると期待され,地震波速度や比抵抗などの物理観測によりプレート境界付近での水の分布が精力的に調べられている。本研究課題では,三軸圧縮変形により岩石を実験室で破壊し,その際に弾性波速度がどのように変化するかをリアルタイムで計測するシステムを立ち上げ,実験室での弾性波速度と破壊によるクラックとの関係を検証した。実験では、破壊過程におけるサンプル内のクラックの閉鎖・成長・生成による系統的な変化が見られ,変形初期には既存のクラックの閉鎖のため弾性波速度は若干早くなるのに対し,変形後期にはクラックの生成・成長により弾性波速度は著しく低下した。また、DryではVp/Vsは変形の進行とともに低下するのに対し,Wetな実験ではVp/Vsは上昇した。これは,O'Connell and Budiansky(1974)のクラックモデルと調和的であり,含水条件では新たに生成したクラックを水が充填するためVsの低下が著しく,相対的にVp/Vsは増加する傾向が確認された。弾性波の振幅と周期においては,Vp,Vsともに破壊に近づくにつれ、振幅が減衰するとともに波長が長くなる傾向がみられた。シリンジポンプによる流体の体積変化から求めた空隙率と弾性波速度には相関関係がみられ、弾性波速度の変化率からおおよその空隙率を見積もることが可能であり,地下での水の量を知る上で有益な情報となると期待される。これまでは、試験機の改良とドライな環境での予察的な実験を行い、岩石の破壊実験中に弾性波速度をリアルタイムで測定するシステムを立ち上げた。今後はこのシステムを間隙水圧を制御した環境に拡張し、ウェットな環境での変形によるクラックの生成と弾性波速度の関係を検証する。岩石変形学実験では封圧や間隙水圧を変化させることにより,岩石の空隙率(クラック生成率)と弾性波速度の関係を詳しく調べる。先行研究では,様々な岩石種の空隙率と弾性波速度の変化率の相関係数から,地下深部での水の存在量を推定している例もあるが(Peacock et al. 2011),これらの測定では岩石種と間隙流体の影響を分離できていない。そこで,本研究では同一試料内(花崗岩や蛇紋岩)において,変形により発生するクラックへの流体の浸透と弾性波速度のレスポンスを調べ,岩石種に依存しない水の効果のみを抽出する。

そして,それらの結果を沈み込み帯で観測される地震波速度構造に適用し,地下深部での水の存在(含水率)と地震の発生プロセスとの関連性を議論したい。圧電素子などの消耗品が予定額より少なかったため、若干の繰越金が生じた。繰越金は、平成27年度の消耗品にあてる予定である。
ケラチノサイト増殖因子受容体系を用いた新たな膵臓癌治療戦略の検討

ケラチノサイト増殖因子受容体(KGFR)は、上皮細胞の増殖、分化に重要な役割を果たしている。膵臓癌培養細胞に対しrecombinant KGFを投与すると、VEGF-AとMMP-9の発現増加が認められ、一方、KGFに対するshort hairpin RNA(shRNA)を遺伝子導入すると、VEGF-AとMMP-9の発現が減少した。膵臓癌ではKGF/KGFR系がVEGF-A、MMP-9を介して癌の浸潤転移に関与している可能性が考えられたケラチノサイト増殖因子受容体(KGFR)は、上皮細胞の増殖、分化に重要な役割を果たしている。膵臓癌ではKGF/KGFR系がVEGF-A、MMP-9を介して癌の浸潤転移に関与している可能性が考えられたケラチノサイト増殖因子受容体(KGFR/FGFR2IIIb)は、上皮細胞に特異的に発現する線維芽細胞増殖因子受容体の1つで、間質細胞で産生されたKGF/FGF-7が結合することで上皮細胞の増殖や分化に重要な役割を果たしている。子宮内膜癌において、recombinant KGF(rKGF)による癌細胞増殖促進作用はみられなかったが、癌細胞の細胞外基質との接着性亢進が認められた。rKGFの投与により大部分の膵臓癌細胞においてもin vitroでの増殖促進作用はみられなかった。今回、検討した8種類の膵臓癌培養細胞の全てにKGFRが発現しており、KGFもMIA PaCa-2細胞以外の細胞で発現していた。一方、53例の膵臓癌症例中22例(41.5%)で膵臓癌細胞にKGFRが発現しており、18例(34%)でKGFが発現していた。膵臓癌症例におけるKGFまたはKGFRの発現は、静脈侵襲と有意に関連していた。さらにKGFとKGFRが共発現している膵臓癌症例は、有意に静脈侵襲、血管内皮細胞増殖因子(VEGF-A)発現が多く、予後不良であった。さらに膵臓癌培養細胞に対してrKGFを投与すると、VEGF-Aの発現増加が認められ、膵臓癌にKGF遺伝子を導入したKGF安定発現株では、VEGF-Aの発現も増加していた。一方、KGFを産生している膵臓癌細胞に、KGFに対するshort hairpin RNA(shRNA)を遺伝子導入しKGF産生を抑制したところ、VEGF-Aの発現も減少した。これらより、膵臓癌ではKGF/KGFR系がVEGF-Aを介して癌周囲の血管新生に関与し、癌の増殖と転移に関与している可能性が考えられた。現在はKGF/KGFR系とMMPの関連について検討中である。ケラチノサイト増殖因子受容体(KGFR/FGFR2IIIb)は、正常組織においては上皮細胞に特異的に発現する、線維芽細胞増殖因子受容体の1つで、間質細胞で産生されたKGF/FGF-7などのligandが結合することで上皮細胞の増殖や分化に重要な役割を果たしている。我々は膵臓癌、子宮内膜癌、大腸癌などにおいてその発現を確認し役割を検討した。子宮内膜癌ではrecombinant KGF(rKGF)による癌細胞増殖促進作用はみられなかったが、癌細胞の細胞外基質との接着性亢進が認められた。膵臓癌培養細胞8種類でKGFRが発現しており、KGFもMIA:PaCa-2細胞以外の細胞で発現していた。またmatrix metalloproteinase-9(MMP-9)も全ての膵臓癌培養細胞において発現していた。一方、膵臓癌症例の41.5%で膵臓癌細胞にKGFRが発現しており、34%でKGFが発現していた。KGFまたはKGFRの発現は、静脈侵襲と有意に関連していた。さらにKGFとKGFRが共発現している膵臓癌症例は、有意に静脈侵襲、血管内皮細胞増殖因子(VEGF-A)発現とMMP-9の発現が多く、予後不良であった。さらに膵臓癌培養細胞に対してrKGFを投与すると、VEGF-AとMMP-9の発現増加が認められ、膵臓癌にKGF遺伝子を導入したKGF安定発現株では、VEGF-Aの発現も増加していた。一方、KGFを産生している膵臓癌細胞に、KGFに対するshort hairpin RNA(shRNA)を遺伝子導入しKGF産生を抑制したところ、VEGF-AとMMP-9の発現も減少した。大腸癌培養細胞のHCT-15においてもrKGF投与によりVEGF-Aの発現亢進がみられた。これらより、膵臓癌などではKGF/KGFR系がVEGF-A、MMP-9を介して癌の浸潤転移に関与している可能性が考えられた。
地域における循環器病患者の再発予防に向けた脚温サウナ看護プログラムの開発

本研究は地域社会において循環器病を持つ対象への再発予防を目的として温熱療法を活用した看護プログラムの開発を目指している。本研究は温熱刺激による血管拡張作用、血管内皮機能の向上を看護へ応用し、脚サウナを3ヶ月間継続使用したサウナ群とコントロール群の睡眠と血管内皮反応について研究結果を得た。対象は健常な高齢女性20名(67±3才)であった。1ヶ月後、サウナ群は対象群より、血管内皮機能を反映する、コンプライアンス、ディスティンシビリティ、上腕脈派伝播速度(bPWV)が改善する傾向を認め、看護プログラムによる結果を得ることができた。本申請においては、循環器病患者が遠赤外線脚温サウナを継続使用することによって血管内皮機能及び末梢循環を改善させ、疾患の再発予防と良好なQOLの維持・向上に貢献する地域連携型の治療的看護プログラムを開発することを目的とする。本年度は、1)若年者(10名)、高齢者(10名)への脚温サウナの実施と比較、2)高齢者への継続した脚温サウナを実施した結果検討(サウナ11名、コントロール8名)を行った。1)深部体温は、高齢者では約1.1°C、若年者では約0.6°C、安静時平均体温より上昇した。血圧、心拍数は変動がなく循環動態への影響はなく、高齢者への脚温サウナ使用の安全性を確認できた。FMD(Flow Mediated Dilation:動脈硬化が引き起こす様々な疾患に対する早期発見・早期治療に有用)測定では、高齢者の最大拡張血管径にのみ実施後に有意な拡張を認めた。2)被験者を高齢女性として、脚温サウナを使用して約3ヶ月間実施した際の、睡眠(セントマザー病院睡眠調査票)、暑がり、寒がり自覚、および血管内皮機能を評価した。サウナ実施群のほぼ全対象において、主観的な睡眠の改善傾向が認められ、冬季の脚温サウナと睡眠との関係が期待できると考える。血管内皮機能および属性との関係性のデータは解析中である。被験者は、ほとんどに高脂血症があり、循環器病のリスクを持っていたため、疾患との関連性を主に分析したのち、来年度は、これまでのデータを基に、循環器病の再発予防に向けたプログラム作りに取り組む。本研究は、温熱刺激による生理心理反応と看護への応用として、前年度まで実施していた基盤研究Cに引き続き、対象を地域社会における循環器病者に拡大して実施するものである。サウナは、末梢血管の拡張や末梢血管抵抗の低下に影響しており、温熱療法(和温療法)として活用されている。サウナの活用法における基礎的エビデンスを看護の視点で模索し、更なる看護への可能性を検討するものである。これまで得てきた基礎的なデータとしては、全身サウナにおいて、40°Cの温湯に10分間入浴するのと同等の体温上昇が期待され、循環動態においては、若年者では収縮期血圧および拡張期血圧がやや上昇するのに対し、高齢者では拡張期血圧の低下傾向が認められた。本研究では、初年度入院中の循環器疾患患者を対象としたフットサウナの実施結果を、睡眠を中心に評価した。また、同サウナを使用して、健常高齢者への実験も実施し、結果を分析中である。今後は、アクチグラフによる睡眠評価、質問紙による主観的評価、血管への影響を含む評価をしながら、循環器病を中心とした地域高齢者への動脈硬化予防や再発予防につながる看護援助を開拓していく。本研究は、地域社会における循環器病者を対象に、脚温サウナを継続的に使用した際の血管状態をはじめとする心身の状態を把握することを目的とした実験研究である。本研究は、温熱刺激による生理心理反応を看護へ応用したものであり、今年度は、研究対象を前年度までの循環器疾患入院患者から地域へ拡大して実施した。初年度は、若年者(10名)vs高齢者(10名)において脚温サウナの実施と比較を行い、高齢者への脚温サウナの安全性を確認した。また、血管内皮反応としてFMD(Flow Mediated Dilation:血流依存性血管拡張反応)においては、若年者より高齢者の方が最大拡張血管径がサウナ後有意に拡大したことを確認した。次年度は、循環器病を有する高齢女性を、サウナ実施群(11名)とコントロール(8名)に分け、サウナ実施群は、毎日就寝前に脚部サウナを使用し3ヶ月継続した。両群とも、1ヶ月毎にFMD検査、寒冷感調査、ピッツバーグ睡眠調査を実施した。3ヶ月通して、FMDの有意な改善は見られなかったが、1ヶ月後、サウナ群は対象群より、コンプライアンス(伸展性)が有意に改善した。温かく良く眠れるという答えは、11名中6名に聞かれたが、寒冷感および睡眠指標に有意な変化は認められなかった。循環器病を有する対象とそうでない対象との血管機能の違いは認められなかったが、断言するためには人数が少なかった。平成26年度は、これらの結果をまとめ、発表した。本研究は冬季に実施され、季節の変化によっても結果に違いが認められるため、循環器病再発予防に向けたプログラム作成に向けたプロコールは完成したものの、実施時期や対象の特定などは今後の課題である。本研究は地域社会における循環器病者を対象に、脚部サウナを継続使用した際の、血管内皮反応及び心身の状態変化を把握し、循環器病再発予防に向けたプログラムを作成するものである。初年度は、若年者、高齢者を比較して脚部サウナを使っての生理心理反応を調査し、高齢者への使用の安全性を確認した。

その結果を受けて、最終年度は高齢女性を11名:サウナ群、8名コントロール群に分け、サウナ群は、冬季就寝前に脚部サウナを毎日使用してもらい、FMD(Flow Mediated Dilation:血流依存性血管拡張反応検査)、睡眠調査、温冷感、について、1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月調査した。FMDそのものの改善は認めなかったが、FMD測定時に示されるコンプライアンス(伸展性)には1ヵ月後に差が見られた。この他にもスティフネスなどの数値な的な有意差が認められたが、臨床的に有意義であるか、などについてはより詳しい分析を続けたい。また、この研究では循環器病を有する対象をランダムに振り分けているが、今後は、循環器病を有する対象ではどうであったか、FMD値の高値な群と低値な群の差はどうであるかなどの追加分析をして最終の報告としたい。本研究は地域社会において循環器病を持つ対象への再発予防を目的として温熱療法を活用した看護プログラムの開発を目指している。本研究は温熱刺激による血管拡張作用、血管内皮機能の向上を看護へ応用し、脚サウナを3ヶ月間継続使用したサウナ群とコントロール群の睡眠と血管内皮反応について研究結果を得た。対象は健常な高齢女性20名(67±3才)であった。1ヶ月後、サウナ群は対象群より、血管内皮機能を反映する、コンプライアンス、ディスティンシビリティ、上腕脈派伝播速度(bPWV)が改善する傾向を認め、看護プログラムによる結果を得ることができた。最終的な再発予防プログラム完成のためには、これまでの蓄積データをより総合的に分析し今後も研究を継続する必要があるが、当初計画していた実験を実施し、ほぼ目標達成をしたと考える。看護学今回作成したプロトコールを再発予防プログラムとして確立するには、循環器病を有する対象を特定して継続した研究を行うことが課題である。そのための安全な研究計画立案と実施が今後必要となる。当初計画中であった実験を実施することができ、目標達成に向けたデータが蓄積されているため。既に年度初めに実験を計画しており、パイロットスタディが進行中である。計画に沿って実施出来ていると考える。平成26年度に本研究に関する海外指導者への最終的な研究報告と今後の研究打ち合わせを実施する予定であったが、先方の都合により研究報告が平成27年4月に変更となった。平成27年4月に渡米する際の交通経費に未使用額を充てるため次年度使用が必要となった。現在、実験段階として脚温サウナを長期間実施および評価している。今後は、実際に地域生活者(デイサービス施設など)への活用を考えて計画中である。パイロットスタディの分析を行った上で、循環器病を持ちながら生活する高齢者をリクルートし、フットサウナを長期的に実施した際の評価を行う。フットサウナ連続使用看護ケアプログラムを作成し、実施及び評価を行う計画である。今年度の目標は、1)地域生活をする心疾患、脳血管疾患患者が手軽にフットサウナを実施できるプログラムが完成する。2)長期間実施と疾患の再発予防や良好なQOLに関して検討する。3)次年度以降の治療的看護プログラムの開発に向けて基礎的なデータを収集する。海外指導者との最終的な研究報告と今後の計画検討を行うため、平成27年4月22日29日の渡米チケット代金として使用する。実験に関する器材購入や物品、人件費が必要である。1)設備備品:脚温サウナ(レッグホット)は、約10台は必要となる。
大規模な言語リソースを用いた自然言語処理による学習支援システムの開発

本研究の目的は、大規模な言語リソース用いた誤り訂正およびそれを用いた日本語学習支援システムの開発である。本研究で用いる手法で捉えられる学習者の誤りを明らかにし、また実際に日本語学習支援システムを学習者に使用してもらうことで、提案する手法を用いたシステムの学習効果を明らかにすることである。本研究で行うことは大きく分けて以下の3つであった。(1)係り受け、構文情報を用いた統計的機械翻訳による誤り訂正と誤り訂正ルールの獲得、(2)母語による誤り傾向の獲得、(3)日本語学習支援システムの開発本年度の実施した範囲では、実際に日本語学習支援システムの開発を行ない、学習効果を明らかにするまでは至らなかった。昨年度の研究で係り受け、構文情報を考慮した統計的機械翻訳を使った文法誤り訂正の手法で訂正結果が良くならないことが判明した。本年度は、機械翻訳を使った文法誤り訂正システムが複数の訂正結果を出力できることに着眼した。複数の訂正結果の中を見ると、1つだけ訂正を出力した場合よりも良い訂正が含まれていた。そこで、この複数の訂正結果から一番良い訂正結果を選ぶ、リランキングと呼ばれる手法の構築を行なった。このリランキングの手法では先にあげた係り受け、構文情報も考慮することが可能である。昨年度同様、日本語では、学習者の書いた文に対する単語分割に失敗するという問題があるため、英語を対象として実験を行なった。その結果、係り受け、構文情報を考慮することで訂正性能が改善した。また、大規模学習者コーパスからの母語訳付き学習者コーパスの作成も行なった。本研究で用いているコーパスの中には、学習言語による作文に対して母語訳が併記されているものがある。そこで母語が併記された学習者の文を自動で抽出する手法を提案した。母語訳が付いているもの以外も抽出しているところがあるため、今後さらなる改善が必要である。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究で用いる手法で捉えられる学習者の誤りを明らかにし、また実際に日本語学習支援システムを学習者に使用してもらうことで、提案する手法を用いたシステムの学習効果を明らかにする。(1)係り受け、構文情報を用いた統計的機械翻訳による誤り訂正と誤り訂正ルールの獲得(2)母語による誤り傾向の獲得(3)日本語学習支援システムの開発25年度は主に(1)について研究を進め、(2)に関しても一部実施した。(1)構文情報といった自然言語処理の応用タスクで広く用いられている情報が、作文誤り訂正のためのルール獲得においてどこまで頑健に働き、またそのルールでどのような誤りを訂正できるかを調べた。本研究では、日本語の誤り訂正を対象としているが、まず英語を対象とした誤り訂正を行ない、どれだけ訂正が可能かを確かめた。日本語の作文は、誤り訂正をする際に単語単位に分割する必要があるが、学習者の書いたひらがなを多く含む分だと単語分割に失敗し構文解析に失敗してしまう可能性がある。誤り訂正に構文情報が効くのかどうかを確かめるため、単語分割の必要がない英語作文を対象に実験を行ない、構文情報が誤り訂正に有用であるかを確かめた。(2)母語による誤り傾向を獲得する前に、母語を推定するタスクに取り組んだ。これは、ユーザが自分の母語が何であるかを明示する必要をなくすために用いることができる。また、このタスクは学習者の母語特有の書き方の特徴を用いて母語を当てるため、母語による誤り傾向を抽出する際にも役立てることができる。なお、このタスクも日本語特有の単語分割の問題を考慮しないため英語で行った。