hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
銃器犯罪とその対策

最近、わが国において、一時減少傾向を見せていた銃器使用事件が、再び多発する傾向が認められるため、そのような傾向について、情報収集を開始した。なお、来年度初めには、警察庁銃器対策課等との座談会も予定されており、準備を進めている。「本年度の研究実施計画」、第一点の、「警察官による銃器使用の許否・限界」については、警察官によるけん銃の発砲を初めて違法とした最近の最決裁決定につき、田中が研究報告を行い、公刊物に掲載予定であるほか、アメリカ法につき資料収集を実施するなどした。銃器犯罪の増加等の治安悪化を受けて平成13年に「警察官けん銃使用規範」が改正されるなど、追跡調査が必要と考えられる。第二点の、「少年と銃器」の問題についても、田中が論文を執筆済みで、公刊物掲載予定である。なお、川出が、この問題と関連して、わが国の少年法改正につき研究を進め、その成果の一端を公表している。第三点の、イギリス、カナダ、オーストラリアにおける状況については、とくに、平成13年秋、訪英の機会に恵まれた際に資料収集を行ったほか調査を進めたが、いくつか新しい改正等の動きもあり、追跡調査の必要を感じている。第四点の、ドイツに関する調査・研究については、寺崎が研究成果のとりまとめ作業に入っている。第五点の、「国民の理解と協力の確保」については、田中が警察庁銃器対策課長等と行った座談会の内容が公刊された。また、田中が、平成14年2月、警察庁等の主催により行われた「銃器犯罪根絶の集い・広島大会」に出席し、被害者、防犯関係団体、防犯関係の専門家、捜査当局者等と意見交換を行うなど、貴重な情報を入手できた。今後、より広い防犯活動との連携推進の必要性が感じられた。第六点については、アメリカの中でも、わが国の暴力団が進出し、観光客も多く、邦人居住者も多いHAWAII州における、銃器情勢、とりわけ、邦人の被害状況、銃器の密輸・持帰り・銃器ツアー等の実情などについての事情聴取等を、現地領事館、HAWAII大学の協力のもと実施した。このほか、研究会、研究打合せを行うなどしたが、佐藤がおとり捜査につき論文を準備中であるなど、各自、成果の公表に向けた作業を進めている。
政治的影響力の階層構造-政治的影響力と政治意識の階層間格差に関する実証的研究-

民主主義は平等を原則とするが、現実の民主主義社会における政治的影響力は、全員が等しくはなく、階層的地位の高いものほど強い。本研究は、政治的影響力の指標として、政治的有力者とのつきあい(関係的資源)をとりあげ、関係的資源と政治意識の階層間格差の実態、およびその規定因について、解明することを目的とする。本年度は、前年度に引き続き、まず、最近の研究動向や問題点をまとめるとともに、SSM調査や、独自の統計的社会調査データの分析を行った。複数の政策志向について分析した結果、環境保護の重視など脱物質志向に対して、関係的資源保有量が規定力を持つことが明らかになった。また、再分配政策志向には、経済的資源が強い規定力を持つことが分かった。次に、東京都にて独自の統計的社会調査を実施した。前年度は、宮城県の農村部で調査を行ったが、今年度は、農村部と都市部の比較可能なデータを得ることを目的に、東京都の北部4区(北区、板橋区、豊島区、文京区の、都立高校の第4学区に対応する地域)にて、10月より1500人を対象として郵送法により統計的調査を実施した。調査項目として、関係的資源、階層構造の評価、数種類の政策への志向、その他の社会意識等を設定した。調査票の回収には郵便留め置き法(調査票を郵送し、回収は学生調査員が訪問)を用いた。1月には回収を終え、有効回収率は約55%となった。3月時点でデータファイルの作成が終わり、今後、分析の予定である。これで、本科研費の研究期間以前の調査も含め、地方都市(仙台市)、農村部、東京の3地点のデータが、ほぼ完成した。これまでの研究成果は、学会発表や雑誌論文として、別紙の通り発表した。また、研究成果の一部をまとめて博士論文として完成させ、1999年9月に博士号を取得した。本年度は、まず、最近の研究動向や問題点をまとめるとともに、SSM調査や、独自の統計的社会調査データの分析を行った。分析の結果、関係的資源の保有には、階層間、地域間格差が明確に存在するが、とくに小規模な市での保有の多さが目立つこと、社会的地位と、地域社会との関わりの双方が、資源保有の規定因となっていることなどが明らかになった。研究成果の一部は日本行動計量学会や日本社会学会において発表を行った。次に、独自の調査を実施した。予定では、今年度、次年度とも、東京周辺で調査を行う予定だったが、できれば農村部と都市部など、異なる性質の地域で調査を実施したいと考え、可能性を検討した。今年度については、幸い、宮城県の農村部での調査実施が可能となったので、11月より、1500人を対象として郵送法により統計的調査を実施した。母集団は、仙北地域の選挙人名簿に記載されている70歳未満の者とした。調査項目として、有力者との人間関係保有や、階層構造の評価、再分配への志向、その他の社会意識等を設定した。予算の制約などのため郵送法を用いたが、繰り返しお願い状を送付するなど回収率の向上につとめた。2月にはほぼ回収を終え、有効回収率は6割以上となった。3月時点でデータファイルの作成中であり、今後、分析の予定である。本年度は、既存のデータの分析と調査実施を主に行い、分析結果をもとに学術雑誌に論文を投稿するとともに、博士論文を執筆中である。
味と香りの複合刺激が食べ物の美味しさに及ぼす効果の分子機構

食べ物の美味しさは5感を総動員して楽しむものであるが、中でも味と香りは化学的な美味しさ形成において重要である。本研究では、味と香りが食べ物の美味しさにどのように関わるかを分子レベルで明らかにするために、香気物質が味覚受容体の味応答に及ぼす影響を中心に、複数の味物質の混合による単一味覚受容体への作用や単一味物質による複数味覚受容体への作用を調べることを目的とした。昨年度までの研究では、カルダモンの香気成分存在下では緑茶の苦味成分エピガロカテキンガレートに対する苦味受容体T2R14発現細胞の応答が抑制されることがセルベースアッセイによって示された。また、清酒の甘味成分であるα-エチルグルコシドが甘味受容体T1R2-T1R3発現細胞だけでなく各種苦味受容体発現細胞も刺激することが見いだされた。しかしいずれも細胞応答が微弱なため応答の定量性が不明確であることが問題点とされたため、本年度は受容体発現系の再検討を行い新たな甘味受容体及び苦味受容体発現細胞の作製を行った。検討項目として、遺伝子発現のためのプロモーターの変更、T1R発現・局在化のためのリーダー配列および発現検出のためのタグ配列の改良、受容体と共役させるGタンパク質の発現の検証、宿主細胞の変更、遺伝子発現誘導の制御、宿主細胞のトランスフェクション法の改良または変更を行った。また、細胞応答測定のための細胞へのカルシウムdyeの導入条件、マイクロプレートリーダーのプログラム設定条件検討を行った。大部分の受容体遺伝子については新たな発現ベクターへの組込みを終了し、Gタンパク質については応答性のよい安定発現細胞の取得も成し遂げた。Gタンパク質安定発現の受容体によるトランスフェクションに関しては、エレクトロポレーション法の条件検討を行い高い効率で遺伝子導入が確認されたが受容体の応答性のよい安定発現細胞の取得には至っていない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。甘味受容体機能解析のためにHEK293細胞へヒトT1R2及びT1R3遺伝子を導入し甘味受容体強制発現細胞を作製した。また、苦味受容体機能解析のためHEK293細胞へ各種のヒトT2R遺伝子を導入し苦味受容体強制発現細胞を作製した。これらの味覚受容体発現細胞の味物質への応答特性を調べることで、官能評価によって得られた現象を分子の挙動として捉えることを目指した。一つ目は、清酒に含まれる特徴的な甘味物質として知られるαーエチルグルコシドの呈味を調べた。官能評価では苦味を伴う甘味を示すことが報告されており、本実験においては甘味受容体強制発現細胞に対してグルコースやスクロース等の甘味物質と同様に応答を示すことが確認された。また、各種苦味受容体に対する応答挙動を調べた結果、いくつかの苦味受容体が応答を示したことから、α-EGが苦味物質であることも確認された。すなわち、α-EGは甘味受容体と苦味受容体の両方を刺激することにより苦味を伴う甘味という特徴的な呈味を示すと考えられた。二つ目は、緑茶の苦渋味成分エピガロカテキンガレート(EGCg)の苦味に及ぼす香辛料の香気画分の影響を官能評価で調査し、カルダモン香気画分に抑制効果を認めた。そしてその効果の客観的評価法として苦味受容体発現細胞を用いた苦味応答解析を行った結果、カルダモン香気画分が苦味受容体のEGCgに対する応答を抑制したことから、カルダモン香気物質の苦味受容体への作用が示唆された。今年度は、実験サイクルがスムーズに回る実験系および評価系の構築に取り組んだ。官能評価パネルの選定として、研究室内の学生に事前説明を行い理解と意欲のあるものかつ味覚・嗅覚能力試験で正常な嗅覚味覚が確認された20名を選抜し、味の段階的強度の区別や官能評価法になれるようトレーニングを行った。評価法は、全口腔法で1対2比較法、2点識別法、カテゴリー尺度法とした。市販のカルダモン、レモングラス等の各種香辛料を常圧水蒸気蒸留し、この蒸留物を香気画分として官能評価および味覚受容体供試試料とした。市販のスパイス類の香気画分の緑茶苦渋味に対する軽減効果についてスクリーニングを行った結果、カルダモンに有意な苦味軽減効果が認められたほか、レモンバームやユーカリにも軽減傾向が認められた。茶エピガロカテキンガレート(EGCg)に応答する苦味受容体T2R14安定発現細胞を用いて、カルダモン香気画分を処置した際の苦味受容体応答を調べた。その結果、カルダモン香気画分を添加することにより苦味受容体のEGCg応答が抑制された。香気画分による苦味軽減効果は、香気成分の苦味受容体への直接的な作用による可能性が示唆された。味の客観的評価法として味覚受容体の味物質への応答解析をするために、各種苦味受容体安定発現細胞および甘味受容体安定発現細胞の取得を行った。次に培養細胞アッセイ系を用いて清酒特有の甘苦味成分として知られているα-EGの甘味受容体及び苦味受容体への作用を調べた。α-EGはグルコースやマルトース等の糖類と同様に甘味受容体を刺激することが確認された。さらに、α-EGがT2R45やT2R43等複数の苦味受容体にも作用することを見出した。

従って、α-EGに特徴的な味質は甘味受容体と苦味受容体の両方を刺激することによって生じる複合味覚であると推定された。味覚受容体発現細胞の味物質への応答特性を調べることで、官能評価によって得られた現象を分子の挙動として捉えることを目指し、昨年度作製した甘味受容体hT1R2/hT1R3安定発現細胞、うま味受容体hT1R1/hT1R3安定発現細胞および各種苦味受容体T2R安定発現細胞を用いてそれぞれ甘味、うま味、および苦味応答を定量的に測定するための試験を行った。甘味受容体安定発現細胞について、RT-PCRによってGタンパク質、T1R2、およびT1R3遺伝子の発現が確認された。この細胞の甘味応答を調べたところ、スクロースに対する応答が見られたため、甘味受容体が発現していることが示唆されたが定量的な応答とは言えず、甘味受容体依存的な応答としては明瞭とは言えなかった。うま味受容体安定発現細胞はグルタミン酸ナトリウムに対して濃度依存的に応答を示したが、イノシン酸ナトリウムによる応答の増幅が見られなかった。T2R14およびT2R39の茶カテキンへの応答がカルダモン香気成分によって抑制されるか調べるためにこれらの受容体の定量的応答の検討を行ったが、いずれの安定発現細胞もカテキンに対する応答が不安定であり信頼できる濃度-応答曲線を得るのが困難であった。尚、カルダモンの香気成分については同定されたいくつかの香気物質が標品として得られている。T2R45を含む2つの苦味受容体において、清酒の特徴的甘味成分であるα-エチルグルコシドに対する濃度依存的な応答が見られた。T2R45が応答したことは以前の結果と一致しているがもう一方の応答は今回初めて見られた結果である。これらはオーファンレセプターと呼ばれているものであるため、再現性についてさらに精査する必要がある。各種苦味受容体安定発現細胞、甘味受容体安定発現細胞、およびうま味受容体安定発現細胞を取得することができたが、いずれも既知リガンドに対して定量性のある明瞭な応答が得られず再現性の点で疑問が持たれた。これはトランスフェクションの方法が目的遺伝子をゲノムの部位で組み込ませるため、細胞ごとの発現量を均一にできる利点の反面、発現量が小さい欠点があると考えられた。これらの細胞でも顕微鏡でシングルセルの応答を観察する方法でカルシウムアッセイは可能であるが、ハイスループットで多検体を効率よくカルシウムアッセイするには装置の感度から困難であると考えられた。食べ物の美味しさは5感を総動員して楽しむものであるが、中でも味と香りは化学的な美味しさ形成において重要である。本研究では、味と香りが食べ物の美味しさにどのように関わるかを分子レベルで明らかにするために、香気物質が味覚受容体の味応答に及ぼす影響を中心に、複数の味物質の混合による単一味覚受容体への作用や単一味物質による複数味覚受容体への作用を調べることを目的とした。昨年度までの研究では、カルダモンの香気成分存在下では緑茶の苦味成分エピガロカテキンガレートに対する苦味受容体T2R14発現細胞の応答が抑制されることがセルベースアッセイによって示された。また、清酒の甘味成分であるα-エチルグルコシドが甘味受容体T1R2-T1R3発現細胞だけでなく各種苦味受容体発現細胞も刺激することが見いだされた。しかしいずれも細胞応答が微弱なため応答の定量性が不明確であることが問題点とされたため、本年度は受容体発現系の再検討を行い新たな甘味受容体及び苦味受容体発現細胞の作製を行った。検討項目として、遺伝子発現のためのプロモーターの変更、T1
光ファイバからの回折球面波を絶対計測基準とした非球面形状のサブナノ計測

本年度は,これまで懸案となっていた,位相シフト干渉計測における大きな誤差要因である不要な干渉縞の発生を防ぐ対策を中心に行なった.すなわち,被計測ミラーから戻ってくる球面波と参照球面波とで生成される干渉縞を,FOP(Fiber Optic Plate)上に発生させた.FOPは,光ファイバをバンドルして整形されたイメージ伝送板であり,発生させた干渉縞を裏面に転送する.FOP裏面の干渉縞は,干渉性が非常に落ちるので,カメラレンズ+CCDカメラにより撮影する際に,各部の端面反射などにより発生していた不要な干渉縞群が観測されなくなった.また,CCDカメラを電子シャッタ式に交換したことや,ピエゾステージの移動方法の改良により,PS/PDI装置を構成するコンポーネントから振動発生源をほぼ完全に除去することができた.この結果,φ200mm,曲率半径1500mmの凹面鏡の連続計測における再現性は0.38nm rmsに達した.下線部の結果を受けて,計測に用いている2つのファイバ光源同士の干渉縞を位相シフト計測することで,PS/PDI装置の現状での計測精度評価を行なった.この計測結果から,(1)FOPに起因した特有のパターン誤差,(2)建物の定常的な揺れに起因する誤差を除去した結果,装置としての計測精度は,ミラー計測の場合0.35nm rmsと見積もられた.これは,有限な計測時間において侵入してくると思われる,建物振動の突発的な成分の影響が消えないためと考えている.本装置は,非球面度の高い面の計測に用いる際には,その計測結果が表面形状を直接には表わさない.そこで,計測結果から被計測面の形状を精度良く再現する手法として,Helmholz-Kirchhoff積分に基づく,位相解析プログラムを開発した.通常のPS/PDI計測で得られる初期位相分布データに加えて,干渉縞を発生させている被計測面からの診断光の強度分布をも計測し,同プログラムで解析することで,非球面度の高い被計測面の形状も計測(再現)できる手法を開発できた.今後,実用面(放物面など)を使って同手法の有効性を確認してゆく.本年度は,これまで懸案となっていた,位相シフト干渉計測における大きな誤差要因である不要な干渉縞の発生を防ぐ対策を中心に行なった.すなわち,被計測ミラーから戻ってくる球面波と参照球面波とで生成される干渉縞を,FOP(Fiber Optic Plate)上に発生させた.FOPは,光ファイバをバンドルして整形されたイメージ伝送板であり,発生させた干渉縞を裏面に転送する.FOP裏面の干渉縞は,干渉性が非常に落ちるので,カメラレンズ+CCDカメラにより撮影する際に,各部の端面反射などにより発生していた不要な干渉縞群が観測されなくなった.また,CCDカメラを電子シャッタ式に交換したことや,ピエゾステージの移動方法の改良により,PS/PDI装置を構成するコンポーネントから振動発生源をほぼ完全に除去することができた.この結果,φ200mm,曲率半径1500mmの凹面鏡の連続計測における再現性は0.38nm rmsに達した.下線部の結果を受けて,計測に用いている2つのファイバ光源同士の干渉縞を位相シフト計測することで,PS/PDI装置の現状での計測精度評価を行なった.この計測結果から,(1)FOPに起因した特有のパターン誤差,(2)建物の定常的な揺れに起因する誤差を除去した結果,装置としての計測精度は,ミラー計測の場合0.35nm rmsと見積もられた.これは,有限な計測時間において侵入してくると思われる,建物振動の突発的な成分の影響が消えないためと考えている.本装置は,非球面度の高い面の計測に用いる際には,その計測結果が表面形状を直接には表わさない.そこで,計測結果から被計測面の形状を精度良く再現する手法として,Helmholz-Kirchhoff積分に基づく,位相解析プログラムを開発した.通常のPS/PDI計測で得られる初期位相分布データに加えて,干渉縞を発生させている被計測面からの診断光の強度分布をも計測し,同プログラムで解析することで,非球面度の高い被計測面の形状も計測(再現)できる手法を開発できた.今後,実用面(放物面など)を使って同手法の有効性を確認してゆく.今年度は,光ファイバを点光源とした位相シフト型の点回折干渉計測装置を製作し,非球面計測に欠かせない大型凹面形状の計測を行なって,その繰り返し計測精度の向上に努めた.この干渉計は,レーザー光を2つのシングルモード光ファイバへ導入して,2つの点光源を用いる点に特長がある.一方の点光源から発生した球面波を計測対象面に照射し,計測面形状の影響を受けた球面波の波面を,もう一方の点光源から発生する球面波を基準として絶対計測する.この際,光源側で位相シフトを実施して,7枚の干渉縞を撮影,解析することで1nm以下の高い分解能での計測が可能となる.今年度は,製作した干渉計を用いて,直径200mm,曲率半径1500mmの凹面鏡の形状計測を行なった.繰り返し計測精度の向上のために,(1)安定なレーザー光源としてHeNe-レーザーを用い,(2)レーザー光とファイバとのカップリング部の剛性向上に配慮し,(3)ファイバクラッド部の伝搬光による迷光をカットし,(4)計測対象ミラーの計測中の振動抑制や保持応力による変形防止に努めた.また,断熱箱を製作して,干渉計周辺の空気の揺らぎの抑制に努めた.

この結果,保持状態を変えない場合の繰り返し計測の再現性を,+/-1nm程度まで向上させることが出来た.しかし,保持状態を変えた場合は,+/-50nm程度の誤差があり,ミラー保持方法が完全でない点が問題として残った.次年度以降,保持具,保持法について検討し,計測精度の向上と平面計測実施に向けて研究を進めてゆく.本年度は,PDI計測装置における計測精度の再現性や精度向上を目指して装置の問題点の解明と対策に取り組み,以下の結果を得た.(1)計測するミラーは,保持方法によって自重,保持具による応力が影響して原形をとどめないことが分かってきたので,指示方法の改良を行なっている.現状では,被検面を縦置きする場合に,下部を鋼球3個による3点で支持し,被検面の裏面から細い針で上端を支える方法がよいと思われる.少なくとも,保持具への接着などによる保持の際にはっきり見えていた,被検面材質(ガラス)と保持具材質の熱膨張係数の違いによる大きな歪みを回避できるようになった.しかし,この方法であっても,針で支えていない側へ被検面が倒れる危険性があり,改良が望まれる.(2)PDI計測において干渉縞のCCDカメラでの撮影結果に,幾つかのノイズ(ゴースト)が現われて形状値算出時の計測精度の低下,再現性の低下の要因となっていたので,この点について重点的に対処した.CCD撮影光学系の調査の結果,同心円状に見られたゴーストの発生要因は,カメラレンズを通過してCCD素子へ集光しながらやってくる光が,CCD素子前面に取り付けられたガラス板で干渉するためと分かった.これを回避するために,カメラレンズを外し,CCD素子への干渉縞の結像を平凸レンズとして,CCD素子への干渉縞結像を無限遠系にした.その結果,同心円状のゴーストは消えたが,平凸レンズの収差の影響が残り,完全には解決できなかった.これらは全て,レーザー光を用いている事による干渉性の強さが問題なので,干渉縞を一度,ファイバをバンドルして製作された板(Fiber Optics Window)に結像することで干渉性を無くして撮影するようにした.この結果,干渉縞に現われるノイズは大きく低減した.そして直径200mm,曲率半径1500mmの凹面鏡の計測再現性がrms値で1.23nmまで改善された.本年度は,これまで懸案となっていた,位相シフト干渉計測における大きな誤差要因である不要な干渉縞の発生を防ぐ対策を中心に行なった.すなわち,被計測ミラーから戻ってくる球面波と参照球面波とで生成される干渉縞を,FOP (Fiber Optic Plate)上に発生させた.FOPは,光ファイバをバンドルして整形されたイメージ伝送板であり,発生させた干渉縞を裏面に転送する.FOP裏面の干渉縞は,干渉性が非常に落ちるので,カメラレンズ+CCDカメラにより撮影する際に,各部の端面反射などにより発生していた不要な干渉縞群が観測されなくなった.また,CCDカメラを電子シャッタ式に交換したことや,ピエゾステージの移動方法の改良により,PS/PDI装置を構成するコンポーネントから振動発生源をほぼ完全に除去することができた.この結果,φ200mm,曲率半径1500mmの凹面鏡の連続計測における再現性は0.38nm rmsに達した.下線部の結果を受けて,計測に用いている2つのファイバ光源同士の干渉縞を位相シフト計測することで,PS/PDI装置の現状での計測精度評価を行なった.この計測結果から,(1)FOPに起因した特有のパターン誤差,
高齢者の運転適性を評価および訓練する方法の開発

1年目はVFIT-Cの妥当性検証および有用性を確認するために20代の健常者25名に対して、VFITおよびVFIT-Cを実施した。実施課題はgo/no-go課題、二重課題のStageI(視野角4°)、StageII(視野角7°)、StageIII(視野角11°)を行った。検査の実施時間はVFIT-Cが従来版VFITの半分程度の時間で実施できることや、検査前の教示や練習時間が短縮できた。また、一定の条件下であれば集団実施も可能と考えられる。VFIT-Cの二重課題全体の平均正解率は975%を超え、Stageの課題難易度による成績の差も殆ど確認できないなど天井効果が認められた。これに対してVFITの平均正解率は、StageI(88.4%)、StageII(87.9%)、StageIII(85.4%)であり、相応の課題難易度があった。また、二重課題の平均反応時間ではVFITは1120ms前後であるのに対して、VFIT-Cが800msであり、準備課題であるgo/no-go課題の平均反応時間と殆ど差がなかった。抑制機能の指標であるFalseAlarmはVFITが全試行数の平均で12.48±±8.02回(平均±SD)であり、VFIT-Cが2.68±2.71回であった。このことにより、2つの検査課題はかなり課題難易度に違いがあることが判った。VFITとVFIT-Cの相関係数は正解率が0.62(P <0.001)、FalseAlarm(おてつき)数0.60(P <0.005)、反応時間は0.56(P <0.005)でありかなりの相関が認められ、並存妥当性が確認できた。本研究は所属先の倫理審査機関の承認を経て実施された。1年目は、脳血管障害者の運転適性評価法として実績があるVisual Field with Inhibitory Tasks(以下VFIT:ブイフィット)の高齢者向け改良版VFIT-Colored(以下VFIT-C)の妥当性検証を実車評価により行うことを計画していた。しかし、近年高齢者が引き起こす事故の報道が多いせいか、予定していたシルバー人材センターで研究対象者を集めることが困難になった。そこで従来版VFITとVFIT-C両方を若年健常者に実施し、並存妥当性を検証する方法に変更した。研究は適切に実行され妥当性が検証された。終了年度でも、高齢研究対象者を実車評価でリクルートすることが難しいことを考慮し、高齢者では、第2研究でも机上課題のみで実施する方向とする。また、VFIT-Cが若年かつ軽度の高次脳機能障害者の有効視野が適切に測定できるかどうかを検証する必要があるため、臨床現場で研究協力者を募る。

また、VFIT-Cが若年かつ軽度の高次脳機能障害者の有効視野が適切に測定できるかどうかを検証する必要があるため、臨床現場で研究協力者を募る。実車評価を行うことが困難となり、シルバー人材センター及び教習所への謝金として予定していた分を残すこととなった。最終年度は再度実車評価で出来るよう周囲に依頼した上で、どうしても困難な場合は臨床現場での研究協力者を増やすや、第2研究でさらに検査項目や練習時間を増やすなどで活用する。
複雑系放射線治療効果シミュレーションシステムの開発

当研究は、2つの要素からなる。そのひとつは、放射線治療を受ける腫瘍細胞ひとつひとつが相互作用しながら、癌全体を複雑系としてとらえ、これが放射線によりどう変化するか、ということを2次元セルオートマトンシミュレーションである。研究分担者大内がまず腫瘍細胞の細胞免疫に関して解析し、腫瘍細胞と細胞毒性Tリンパ球(CTL)の接触は腫瘍細胞を免疫的に排除するために重要であることが示された。研究代表者は放射線治療効果の系として、同腫瘍免疫系モデルを利用した発展を考え、免疫系の細胞間反応と放射線治療後の反応系の違いに対するロジックとパラメーターの検討が必要であると結論した。もうひとつは、実際の患者の放射線治療前後の腫瘍部位の3次元CTとMRI画像上の計時的変化を追い、そのデータベースを作成し、これに基づき、有限要素法を用いて腫瘍の縮小率を3次元的に予想し、グラフィックに可視化した。放射線生物学で確立しているLinear-quadratic modelや細胞turnoverに必要な時間を加えたモデルを構築し、単に腫瘍体積の縮小率を予測するだけでなく、対応する各点の3次元座標を持たせることで、実際の放射線治療において縮小中の腫瘍の形態に合わせた放射線治療を可能とした。子宮頚癌では、放射線治療途中のMRIの腫瘍体積からその後の腫瘍体積の減少を、3名の実際の患者データをもとに予測し、理論値と実測値のかなりの一致を見た。これらの方法は、特許申請中で、最終結果を論文投稿中である。それらのデータを実際の治療に利用するには、腫瘍の呼吸性の動きなど"速い"動きに対する検討が必要であるため、動体追跡装置を用いた多くの研究を行い、新たな知見を発表した。今後、複雑系としての腫瘍細胞の振る舞いと、腫瘍全体の振る舞いの間にあるギャップを如何に埋めるか、という問題が残されているが、分子イメージング法の発展により、その融合が期待される。1.研究代表者(白土)と研究分担者(大内)により、2次元オートマトンモデルによる腫瘍の増殖のコンピューターシミュレーションを行った。腫瘍細胞間の相互作用のモデルにンパ球と腫瘍細胞との免疫反応を取り入れることで、腫瘍が放射線治療後に縮小していくことを複雑系生体反応モデル化できることが示唆された。2.研究代表者(白土)により、腫瘍の縮小を測定するために、組織内マーカーが前立腺癌と子宮頸部癌で有用であることが臨床データで示された。肺腫瘍の解析には、呼吸性移動を加味して体積の変化を調べる必要があり、そのためには複雑系あるいはニューラルネットによる呼吸移動の予測が有効であることが示された。3.研究代表者(白土)と研究分担者(但野)により、医療用CTにて撮影した腫瘍モデルが縮小していく様子を、有限要素法を用いた3次元解析装置により解析した。腫瘍モデルは、内部を水500ccを満たし、これを100ccづつ減量して100ccになるまでのCT検査を行った。このモデルの形状はその間、不規則に変化したが、コンピューターは、これから予測関数にて腫瘍消失の確率を割り出せた。これにより、腫瘍に放射線が照射された後に、3次元的に縮小していく様子を加味した複雑系治療効果シミュレーションに道が開けた。4.複雑系治療効果シミュレーションのために体内腫瘍細胞の動体、形状変化を画像的に捉える方法として、微量放射線元素位置検出を可能とするFDG-PETを用いた方法の追加研究を始めた。PETによる腫瘍範囲の同定は、腫瘍サイズよりも腫瘍の活性を反映しており、腫瘍の放射線に対する反応をより適格に示す可能性があるため、将来性が高い。CT、MRI画像とPETとの重ね合わせを自動的に可能とするソフトを他研究で開発し、これを当該研究にも役立たせることを予定している。

1.研究代表者(白土)と研究協力者(但野)は、昨年度の研究において有限要素法による解析で得られた放射線治療によるがんの縮小過程と正常組織の3次元的な形態変化の線量効果関係を説明可能な生体反応モデルのパラメーター設定を行った。2.研究代表者(白土)と研究協力者(但野)は、昨年度の研究において、研究協力者(大内)によって示された2次元モデルを拡張した3次元モデルを取り入れるために、上記のパラメーターの臨床的な意義を把握し、その誤差に関する検討を加えた。3.3次元治療計画装置から、10症例における放射線治療中の腫瘍の3次元的縮小を示すCT画像から得られた腫瘍輪郭を生体反応モデルのPCに送り、シミュレーションモデルに当てはめた。モデルの初期条件と諸係数を、各病理学的な腫瘍の差に基づいて検討した。4.実際のガンの放射線治療において、治療による形態の回復、腫瘍の消失過程を毎日把握できるようにするための、ポジトロン・エミッターを用いた腫瘍部位計測システムの構築を始めた。5.今年は、その第一段階として、1方向からの2次元計測を可能とした。腫瘍の取り込みの度合いを40名の頭頚部腫瘍と肺腫瘍に関して検討した。治療中の取り込みの減退は、症例間の違いが激しいが、治療中も形態を把握することが可能であることが示された。当研究は、当初2つの要素からなる予定であった。そのひとつは、放射線治療を受ける腫瘍細胞ひとつひとつが相互作用しながら、癌全体を複雑系としてとらえ、これが放射線によりどう変化するか、ということを2次元セルオートマトンシミュレーションである。研究分担者がまず腫瘍細胞の細胞免疫に関して解析し、腫瘍細胞と細胞毒性Tリンパ球(CTL)の接触は腫瘍細胞を免疫的に排除するために重要であることが示された。研究代表者は放射線治療効果の系として、同腫瘍免疫系モデルを利用した発展を考え、免疫系の細胞間反応と放射線治療後の反応系の違いに対するロジックとパラメーターの検討が必要であると結論した。もうひとつは、実際の患者の放射線治療前後の腫瘍部位の3次元CTとMRI画像上の計時的変化を追い、そのデータベースを作成し、これに基づき、有限要素法を用いて腫瘍の縮小率を3次元的に予想し、グラフィックに可視化した。放射線生物学で確立しているLinear-quadratic modelや細胞turnoverに必要な時間を加えたモデルを構築し、単に腫瘍体積の縮小率を予測するだけでなく、対応する各点の3次元座標を持たせることで、実際の放射線治療において縮小中の腫瘍の形態に合わせた放射線治療を可能とした。子宮頚癌では、放射線治療途中のMRIの腫瘍体積からその後の腫瘍体積の減少を、3名の実際の患者データをもとに予測し、理論値と実測値のかなりの一致を見た。これらの方法は、特許化を目指して、申請中である。今後、複雑系としての腫瘍細胞の振る舞いと、腫瘍全体の振る舞いの間にあるギャップを如何に埋めるか、という問題が残されているが、分子イメージング法の発展により、その融合が期待される。
がんおよび神経変性疾患治療のための医薬品候補化合物の合成

ピストン脱アセチル化酵素(HDAC)はピストンのアセチル化されたリシン残基を脱アセチル化する反応を触媒し多くの遺伝子発現を制御している。最近、Class Iに属するHDAC8がT細胞性腫瘍や神経芽細胞腫に関与することが明らかにされた。本年度はClick Chemistry(Cu(I)-catalyzed Azide-Alkyne Cycloaddition(CuAAC)を用いてHDAC8選択的阻害化合物の創製研究を行った。CuAACによりアジド化合物とアルキン化合物を連結させ、簡便に多数のトリアゾール体を合成した。合成した化合物のHDAC8阻害活性を調べた結果、既知のHDAC阻害化合物Vorinostatや、選択的HDAC8阻害化合物PCI-34051に優る高選択的高活性HDAC8阻害化合物を見出すことができた。本化合物は、制がん剤候補化合物として期待できる。一方、Sirtuinは、HDACファミリーのClass IIIに属するNAD^+を補酵素とする酵素である。Sirtuinは、細胞機能を制御し、老化、がん化、DNA損傷修復など、多くの生命機能に関与することが知られている。ヒトSirtuinの1つであるSIRT2は、主にα-tubulinの脱アセチル化を担い、細胞周期の制御を行っている。近年、SIRT2を阻害することで神経細胞死を抑制することが報告された。そこで、本研究では、SIRT2選択的阻害化合物の創製研究を行った。CuAACを用いたクリックケミストリーで多数の阻害候補化合物を合成した。これらの化合物のSIRT2選択的阻害活性については、研究期間中には完結しなかった。今後、活性解析実験をすすめる。クリックケミストリーの手法を用いて、ピストン脱アセチル化酵素(HDAC-8およびSIRT2)の創製研究を行い、高活性かつ高選択的なHDAC8阻害化合物を見出すことが出来た。合成したSIRT2阻害剤の候補化合物について、SIRT2選択的阻害活性の確認実験を行い、HDAC類の選択的阻害剤の創製にCuAAC反応を用いる化合物ライブラリーの創製手法が有用であることを実証する。クリックケミストリーとは、簡単かつ短時間に複数の化合物を結合させる反応を利用して、新たな機能性分子を作り出す手法である。中でも銅触媒を利用したアジド-アルキン付加環化反応(CuAAC)によるanti-(1,4)-トリアゾール形成反応がクリックケミストリーの代表である。本研究では、クリックケミストリーを用いて、がんおよび神経変性疾患の治療を目指したSIRT1選択的阻害薬およびSIRT2選択的阻害薬を創製し、それらの治療薬としての可能性を確かめる。これまでに当研究室で見出された2-アニリドベンズアミドの構造を基に、2つのアルキン体を設計した。設計したアルキン化合物の合成ルートを考案し、目的の2化合物を合成した。また、2-アニリドベンズアミドとSIRTのドッキングモデルを化学計算ソフトウェアGlide 3.5およびMacroModel 8.1を用いて作成し、その構造を基に、アジド体を20化合物設計した。設計したアジド化合物の合成ルートを考案し、目的の20化合物全てを合成した。合成したアルキン体とアジド体は、平成23年度に行う予定の銅触媒アルキン-アジド環化付加反応を用いたトリアゾールライブラリーの作製に用いる予定である。トリアゾールライブラリーが作成できたら、Biomol社のSIRTアッセイキットを用いてスクリーニングを行うことにより、SIRT1選択的阻害薬あるいはSIRT2選択的阻害薬の探索を試みる。本研究では、クリックケミストリーを用いて、がん及び神経変性疾患の治療を目指したSIRT阻害薬を創製し、それらの治療薬としての可能性を確かめる。これまでに当研究室で見出されたSIRT阻害薬2-アニリドベンズアミドをリード化合物として、アジド-アルキン付加環化反応を用いて多様な構造類似体を合成する。現在までに、SIRTとの相互作用を考慮し、57種のアジド化合物を合成した。これらを用いて、2-アニリドベンズアミドのアルキン誘導体とのCuAAC反応を行い、トリアゾールケミカルライブラリーを構築した。生成したトリアゾール誘導体につて、Biomol社のSIRTアッセイキットを用いてスクリーニングを行った結果、いくつかの化合物にSIRT阻害薬が見られた。高活性化合物について、現在、標品の別途合成を行い、阻害活性を評価中である。

一方、Sirtuinは、HDACファミリーのClass IIIに属するNAD^+を補酵素とする酵素である。Sirtuinは、細胞機能を制御し、老化、がん化、DNA損傷修復など、多くの生命機能に関与することが知られている。ヒトSirtuinの1つであるSIRT2は、主にα-tubulinの脱アセチル化を担い、細胞周期の制御を行っている。近年、SIRT2を阻害することで神経細胞死を抑制することが報告された。そこで、本研究では、SIRT2選択的阻害化合物の創製研究を行った。CuAACを用いたクリックケミストリーで多数の阻害候補化合物を合成した。これらの化合物のSIRT2選択的阻害活性については、研究期間中には完結しなかった。今後、活性解析実験をすすめる。「がんおよび神経変性疾患治療のための医薬品候補化合物の合成」を目的として研究を実施中である。我々の研究室で見出したSIRT阻害薬2-デニリドベンズアミドをリード化合物とし、クリックケミストリーを用いてSIRTを阻害する化合物を探索中である。すでに57種のアジド化合物の合成を達成しているが、2-アニリドベンズアミドのアルキン誘導体の合成が予定通り進まず、トリアゾールケミカルライブラリーの構築が遅れている。クリックケミストリーの手法を用いて、ピストン脱アセチル化酵素(HDAC-8およびSIRT2)の創製研究を行い、高活性かつ高選択的なHDAC8阻害化合物を見出すことが出来た。2-アニリドベンズアミドのアルキン誘導体の合成法を見直し、別ルートで合成することを検討する。合成でき次第、速やかにCuAAC反応を行い、高活性なSIRT阻害薬を見出す。本研究は今年度が最終年度であり、酵素阻害活性試験および細胞を用いた活性試験を急ぐ必要がある。合成したSIRT2阻害剤の候補化合物について、SIRT2選択的阻害活性の確認実験を行い、HDAC類の選択的阻害剤の創製にCuAAC反応を用いる化合物ライブラリーの創製手法が有用であることを実証する。
身体運動の学習プロセスの制御に基づいた最適な運動学習方略の解明

本研究の目標は、運動課題の効率的な上達をうながす学習方略を明らかにすることであった。そこで私は,スポーツ科学や心理学領域では広く知られる「多様性練習:ある課題を多様な文脈で練習すると、単一の文脈で練習した時と比べて課題の定着が促進される現象」に着目し、最適な学習方略を「少ない練習回数で長期的に運動スキルの記憶が保持される学習法」と定義して研究を行った。H29年度には、力場環境下での腕到達運動課題で多様性練習の効果を再現した。その運動記憶は、到達目標に若干のバラつきをもたせて練習することで最もよく定着し、そのバラツキが小さすぎても大きすぎても定着を悪くすることが示された。この結果を運動学習の数理モデルで再現したところ、目標のバラツキは多様な神経細胞の発火をうながして、運動記憶を多様な神経細胞群に紐づけることを可能にすること、すなわち記憶表現を冗長にする効果があることが示された。これらの結果に基づいて、私は多様性練習の神経基盤が、学習中に発火する神経細胞の多様性にあると考えた。そこでH29年7月からは、経頭蓋直流電気脳刺激を用いて、皮質運動野の状態を操作的に変調し、運動学習中の皮質運動野の活動パターンの多様性が運動記憶に与える影響を調べてきた。特別研究員の採用を辞退した今年度9月末までに90名の被験者で実験を行い、その結果、脳活動の状態が一定になる刺激を受けた被験者と比べて、脳状態が多様に変動する刺激操作を受けた被験者では、有意に運動記憶の定着が優れるという結果が得られた。採用期間を通して得られた成果は、今年度査読付き英文原著論文として2報(うち筆頭1報)発表した。また国内学会で口頭発表を2回、ポスター発表を4回(うち筆頭1回)、国際学会では口頭発表を1回(うち筆頭0回)、ポスター発表5回(うち筆頭3回)おこなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目標は、複数の運動課題を効率的に学習するための課題順序を理論的に構成する方法を、数理モデルと行動実験によって明らかにすることである。H28年度の主たる目標は、1運動学習プロセスの予備的な数理モデルを構築することと、2運動学習の痕跡を脳活動レベルで評価するための実験手技を修得することであった。1運動学習プロセスの予備的な数理モデルの構築に関しては、あまり進展が得られなかったが、その一方で2運動学習の痕跡を脳活動レベルで評価するための実験手技の修得は、コペンハーゲン大学への1年間の海外留学を経て、期待以上の進展を得られることができた。海外渡航先研究機関では、定位脳刺激装置と経頭蓋局所磁気刺激法を用いて、ヒト皮質運動野の可塑性をミリメートル単位で評価できる最新の実験手技が開発されていたので、この手技を一通り学んだ。この手法はH29年度以降、私の研究課題の最終目標の1つである、運動学習の痕跡を脳活動レベルで精緻に評価することに資すると考えられる。加えて、当初予定をしていなかった、経頭蓋微弱電流刺激による実験を並行して行った。経頭蓋微弱電流刺激は、刺激された脳領域の活動を変調することができる。したがって、ある脳領域(例えば一次運動野)への刺激が学習様態(例えば学習記憶の定着)に影響が及ぼした場合、これは脳神経活動と行動パターンの間に因果関係が存在する証拠となる。従来の神経科学研究の多くが、計測された脳活動と行動データから両者の相関関係の説明に留まってきたことを思えば、脳刺激による活動変調はヒト神経科学研究にパラダイムシフトをもたらす可能性がある。なお留学先での研究成果は、現在査読付き国際誌に共著者として投稿中である他、H29年度中には筆頭著者として査読付き国際誌に投稿する予定である。運動課題を効率的に学習するための神経メカニズムを、数理モデル・行動実験・脳活動様態の3つの側面から明らかにすることを目指す本研究課題において不可欠な、精緻な脳機能評価法の修得に関しては期待通りの進展が見られた。また神経活動と行動パターンの因果関係を明らかにできる、経頭蓋微弱電流刺激を今後研究課題に適用する目処がたったことは、望外の進展であった。加えて特筆すべき成果として、被験者20人で微弱電流刺激に関する実験が完了し、現在その内容を投稿準備中である点があげられる。一方で肝心の数理モデルの構築に関しては遅れが見られるが、その遅れを取り戻すために受け入れ研究者と十分なディスカッションを行い、行動実験の計画を変更することとした。経頭蓋微弱電流刺激を組み合わせた新たな実験計画は、学習プロセスと脳機能解剖学との因果律を明らかにすることを目指した、世界でも類を見ない極めて独創的な研究となることが予想される。全体として、現在までの研究進捗状況はおおむね順調であると考えられる。本研究課題の目標は、運動課題の効率的な上達をうながす学習方略を明らかにすることである。昨年度私は、当初計画していた複数の運動タスクの上達効率を最大化する課題順序を数理モデルによって理論的に構成することが、複雑であることを明らかにした。そこで本年度は学習課題を単一の運動タスクとしてモデルを単純化した。加えて学習プロセスの修飾に成功した先行研究を改めて調査し、少ない試行数での上達や長期的な運動記憶の保持を促進しうる課題の構成方法の再定義を試みた。

上述の計画変更を経て私は、スポーツ科学や心理学領域で知られるVariable practiceという、あるタスクを多様な文脈で練習すると単一の文脈で練習した時と比べて課題の定着が促進される現象に着目し、同様の効果が計算論神経科学研究で広く用いられている力場学習課題でも生じることを確認した。なぜ適度なバラツキが運動学習効果を最大化するのかを数理モデルで説明したところ、目標のバラツキが多様な神経細胞の発火をうながすこと、運動記憶は学習中に発火した神経細胞群に紐づけられるため、目標のバラツキには記憶表現を冗長にする効果があることが示唆された。これらの結果私は、variable practiceの神経基盤が学習中に発火する神経細胞の多様性にあると考えた。そこで現在は経頭蓋直流電気刺激を用いて、皮質運動野の状態を操作的に変調し、運動学習中の脳活動パターンの多様性が運動記憶に与える影響を調べている。現在までに脳状態が一定になる刺激を受けた被験者と比べて、脳状態が多様に変動する刺激操作を受けた被験者では、有意に運動記憶の定着が優れるという結果が得られた。運動記憶の長期的な保持には、その課題学習中の脳活動状態の多様性が鍵であることが、行動実験・数理モデル・脳活動様態の3つの側面から明らかになりつつある。本年度の特筆すべき研究成果として、運動学習中の脳活動状態の多様性によって運動記憶の定着が促進されることが、行動実験・数理モデル・脳刺激による状態操作という異なる3つのアプローチで多角的に示されたことがあげられる。とりわけ経頭蓋微弱電流脳刺激を用いた実験により、脳状態が一定になる刺激を受けた被験者と比べて、脳状態が多様に変動する刺激操作を受けた被験者で有意に運動記憶の定着が優れるという、世界でも数少ない学習プロセスと脳機能・脳領域との因果律がヒトで操作的に実証された。「運動課題を効率的に学習するための神経メカニズムを明らかにする」という本研究課題の目標に対して、極めて強固な証拠が揃いつつあり、現在までの研究進捗状況は十分に評価することができる。加えて採用第2年度目は、査読付英文原著論文を4報(うち筆頭2報)、学会発表を9回(うち筆頭7回)行っており、研究成果の発表状況に関しても十分に評価することができる。本研究の目標は、運動課題の効率的な上達をうながす学習方略を明らかにすることであった。そこで私は,スポーツ科学や心理学領域では広く知られる「多様性練習:ある課題を多様な文脈で練習すると、単一の文脈で練習した時と比べて課題の定着が促進される現象」に着目し、最適な学習方略を「少ない練習回数で長期的に運動スキルの記憶が保持される学習法」と定義して研究を行った。H29年度には、力場環境下での腕到達運動課題で多様性練習の効果を再現した。その運動記憶は、到達目標に若干のバラつきをもたせて練習することで最もよく定着し、そのバラツキが小さすぎても大きすぎても定着を悪くすることが示された。この結果を運動学習の数理モデルで再現したところ、目標のバラツキは多様な神経細胞の発火をうながして、運動記憶を多様な神経細胞群に紐づけることを可能にすること、すなわち記憶表現を冗長にする効果があることが示された。これらの結果に基づいて、私は多様性練習の神経基盤が、学習中に発火する神経細胞の多様性にあると考えた。そこでH29年7月からは、経頭蓋直流電気脳刺激を用いて、皮質運動野の状態を操作的に変調し、運動学習中の皮質運動野の活動パターンの多様性が運動記憶に与える影響を調べてきた。
代数曲線のセコビ多様体に関するアルゴリズムとその公開鍵暗号への応用についての研究

今年度は、有限体上定義された種数2の超楕円曲線のヤコビ多様体の群位数計算アルゴリズムの具体的構成に取り掛かった。有限体上の楕円曲線上の離散対数問題の計算量的困難性に安全性の根拠を置く「楕円曲線暗号」は安全性・効率ともに優れた公開鍵暗号であるが、暗号に適した曲線を探索するには、楕円曲線の位数計算(元の個数を数える)アルゴリズムを用いる。楕円曲線の代わりに種数2以上の曲線を利用した「代数曲線暗号」を設計しようとするならば、曲線のヤコビ多様体の群位数計算を実行するアルゴリズムが必要である。このアルゴリズムを構成するには、ヤコビ多様体の定義方程式、加法公式そして倍算公式が必要である。定義方程式と加法公式は1990年にGrantによって与えられ、倍算公式は2003年に研究代表者によって与えられた。今年度は、それらを道具として群位数計算アルゴリズムの構成に着手した。理論的には、楕円曲線のときのアルゴリズムの手順と同様であるが、種数2以上の場合は加法X+Yを計算するためにはXとYの性質の違いによる場合わけをせねばならず、そのため楕円曲線の場合と比べ極めて煩雑なアルゴリズムとなり計算機に実装するには大変不便なものとなる。しかし、数値実験により、上のような場合分けは実際は殆ど必要ないことがわかり、(確率的アルゴリズムとなるが)かなり簡単になることが分かった。現在は、簡略化されたアルゴリズムを書き下し実装作業を行いつつ発表準備をしている段階である。1.P^rQ型合成数に対する素因数分解法についての研究・・・Coppersmithは1997年に、格子を利用して一変数合同式と二変数整数係数方程式を解く方法を提案した。彼は、二変数方程式の解法を利用して、PQ型合成数を(素因子Pの半分が既知であるという仮定の下で)多項式時間で素因数分解できることを示した。本研究ではCoppersmithの二変数方程式の解法をP^rQ型合成数(ただしrは既知とする)に対して適用し、素因子Pの何割が分かれば素因数分解されるかを評価した。(早稲田大学・小宮山雄木氏・新藤貴士氏、宮永望氏との共同研究)2.P^2Q型合成数に対する楕円曲線法についての研究・・・岡崎・境・笠原は2002年に、「P^2Q型合成数に適した楕円曲線」を提案した。楕円曲線法と呼ばれる素因数分解法では素因数分解に成功するまでランダムに楕円曲線を生成するのだが、入力合成数がP^2Q型の場合はその特質を利用して、素因数分解に成功する確率が高くなると期待できる曲線を生成できるという結果である。しかし彼らの報告では実際に楕円曲線法がどのくらい高速化できるかについては言及されていなかったので。そこで我々は岡崎らの方法を用いた楕円曲線法を実装し数値実験して、その効率を調べて見た。(早稲田大学・綱友之氏、宮永望氏との共同研究)3.探索区間を変化させたBaby-Step-Giant-Step法に関する研究・・・有限群の群位数を計算するアルゴリズムBaby-Step-Giant-Step法において探索区間を変化させて高速化する方法をTeskeらが提案した。われわれはそれを精密化し、さらにその高速化が適用できる判定条件も導き出した。(関東学院大学・長尾孝一氏,NTT・内山成憲氏、中央大学・松尾和人氏との共同研究)1.テータ関数の特殊値にあらわれる素因子について代数的整数論において重要な役割を果たす単数に、円単数と楕円単数があるが、(1)円単数・・・有理数体のAbel拡大体において指数関数の特殊値として構成される(2)楕円単数・・有理数体の虚二次体のAbel拡大体において楕円関数の特殊値として構成されることが古くより知られている。本研究では、ある種の性質を持つ新しい単数の構成を目標として、有理数体の四次巡回拡大体のAbel拡大体で「mod 2^nのRay Class Field」という体において二変数テータ関数の特殊値として代数的整数を構成して、その素因子の挙動を調べた。(日本大学・福田隆氏,早稲田大学・小松啓一氏との共同研究、「代数的整数論とその周辺」研究集会にて口頭発表)2.Coppersmithの方法によるP^rQ型合成数の素因数分解法についてCoppersmithは1996年に、PQ型合成数を(素因子Pの半分が既知であるという仮定の下で)多項式時間で素因数分解できることを示した。我々は昨年、Coppersmithの結果をP^rQ型合成数(rは既知とする)に対して適用し、素因子Pの何割が分かれば素因数分解されるかを評価したが、今年度はその結果の改良に成功した。(早稲田大学・小宮山雄木氏、宮永望氏、NTT・内山成憲氏との共同研究、「2005年暗号と情報セキュリティシンポジウム」、「平成17年春の日本応用数理学会研究部会・同準備会連合発表会"数論アルゴリズムとその応用"研究部会(JANT)セッション」にて口頭発表)今年度は、有限体上定義された種数2の超楕円曲線のヤコビ多様体の群位数計算アルゴリズムの具体的構成に取り掛かった。

楕円曲線の代わりに種数2以上の曲線を利用した「代数曲線暗号」を設計しようとするならば、曲線のヤコビ多様体の群位数計算を実行するアルゴリズムが必要である。このアルゴリズムを構成するには、ヤコビ多様体の定義方程式、加法公式そして倍算公式が必要である。定義方程式と加法公式は1990年にGrantによって与えられ、倍算公式は2003年に研究代表者によって与えられた。今年度は、それらを道具として群位数計算アルゴリズムの構成に着手した。理論的には、楕円曲線のときのアルゴリズムの手順と同様であるが、種数2以上の場合は加法X+Yを計算するためにはXとYの性質の違いによる場合わけをせねばならず、そのため楕円曲線の場合と比べ極めて煩雑なアルゴリズムとなり計算機に実装するには大変不便なものとなる。しかし、数値実験により、上のような場合分けは実際は殆ど必要ないことがわかり、(確率的アルゴリズムとなるが)かなり簡単になることが分かった。現在は、簡略化されたアルゴリズムを書き下し実装作業を行いつつ発表準備をしている段階である。