hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
広汎性発達障害者の脳形態・脳機能異常と生物学的マーカー異常の関連

広汎性発達障害(自閉症スペクトラム障害)の病態解明のため、青年期の高機能広汎性発達障害を被験者とし、脳構造、脳機能、生物学的マーカーの異常を探求した。認められた複数の脳領域が広汎性発達障害の病因として考えられた。また、経鼻オキシトシン継続投与により、広汎性発達障害の社会性障害の症状が軽減した症例報告も行った。脳機能画像課題としてのfunctional MRIは被験者数を集めているところであり、途中経過については国際学会等で発表した。脳構造検査としての脳灰白質の体積比較するVoxel Based Morphometry (VBM)について、新しい知見を得、国際学会で発表したほか、国際学術論文に投稿し、受理された。以下、その詳細である。男性広汎性発達障害者(Pervasive Developmental Disorders ; PDD)32名(23.8+/-4.2歳、full IQ 101.8+/-16.8)と、男性定型発達者40名(22.5+/-4.3歳、full IQ 110.1+/-7.4)に、3T-MR装置にてT1強調画像の水平断撮像を行い、VBM5.1にて脳灰白質体積の群間比較を行った。広汎性発達障害群が定型発達群より有意に増大している部位は認められなかった。一方、広汎性発達障害群が定型発達群より脳灰白質体積が有意に減少している部位は、右側島、右側下頭頂葉などであった(FDR-correction, P<0.05)。これらの領域は、各被験者のfull IQには相関なかったが、AQ(自閉症尺度、Autism-Spectrum Quotient)には負の相関を認めた(P=0.001)。青年期男性広汎性発達障害における島、下前頭葉の脳灰白質体積の減少は、ミラーニューロンシステムと辺縁系のネットワーク異常に関与し、広汎性発達障害における症状の共感性欠如に関連すると推察された。今後は、広汎性発達障害者の脳機能を中心に解析し、脳構造検査結果との関連性を検討していく。昨年度の広汎性発達障害者(自閉症スペクトラム障害者)の脳構造(VBM)研究にひきつづき、脳機能画像(fMRI)研究を行ない国際学術論文に投稿し、受理された。表情認知課題の脳機能比較(fMRI):【対象と方法】男女広汎性発達障害者9名(23.2+/-6.9歳、flQ112.7+/-20.1)と、男女健常者24名(23.1+/-4.4歳、flQ 110.7+/-8.4)に、表情認知課題のfMRI撮像を行い、SPM5にての群間比較を行った。課題は、顔全体提示、顔上半分(目)提示、顔下半分(口)提示の3種類とし、顔の感情価判断を行わせた。【結果】健常者群では、顔全体提示の際に両側扁桃体の賦活を認め(uncorrected P<0.001)、低い統計閾値では(uncorrected P<0.001)顔上半分、下半分提示の際にも両側扁桃体の賦活を認めた。一方、広汎性発達障害者群では、両側扁桃体の賦活を認めたのは顔下半分提示のみであり、顔全体または顔上半分提示の際は低い統計閾値でも認めなかった。脳賦活とAQの相関を求めた解析では、顔下半分提示の際に後部帯状回の賦活が正の相関を認めた(corrected P<0.05)。【考察】広汎性発達障害者では扁桃体の機能が廃絶しているamygdala theoryの定説を覆し、条件によれば扁桃体機能が十分認められることを示唆した。また、青年期の高機能広汎性発達障害者は、相手の視線認知を回避し、口を中心とした表情にfamiliarityを持つことが推測された。昨年度までの広汎性発達障害(自閉症スペクトラム障害)者の脳構造(VBM)、脳機能画像(fMRI)研究にひきつづき、自己顔評価課題(fMRI)の脳機能研究に国際学術論文に投稿し、受理された。自閉症スペクトラム障害者は、幼少時から自己認知の発達の遅れがあり、自己と他者の区別があいまいであると言われる。fMRIを用いて、自己顔提示時に起こる自己意識情動の反応と脳賦活を、他者顔提示時と比較検討する。【対象と方法】男女自閉症スペクトラム障害者15名(23.7+/-4.3歳、full IQ 105.4+/-11.7)と男女定型発達者15名(23.3+/-3.6歳、full IQ 110.1+/-4.3)に、3T-MR装置にて、提示される自己顔と未知人物顔の写真写り評価(顔評価)を行った。【結果】

定型発達者群では、他者顔課題と比較して自己顔認知の際に、右側島、両側前部/後部帯状回などで広範囲に賦活を認めた(corrected P<0.05)が、自閉症スペクトラム障害群では賦活が全体的に小さかった。また、それらの領域の脳賦活は、AQ(自閉症尺度)下位項目と逆相関をしている(P<0.001)ほか、認知的評価と情動的評価に解離があることも認めた。【考察】これらの結果は、自閉症スペクトラム障害者は自己評価の認知プロセスは定型発達者群と変わらない一方で、自己顔評価に伴う感情反応が異なること、またそれらの感情状態への注意が向きにくいことなどが推測された。また、右側島の領域は、平成22年度に報告したわれわれの脳構造(VBM)研究で、自閉症スペクトラム障害者群で体積が有意に小さい領域である。よって、この右側島が構造でも機能でも障害されて、重症度逆相関しており、自閉症スペクトラム障害の病因である可能性が高いと推察された。広汎性発達障害(自閉症スペクトラム障害, ASD)者の脳機能画像研究のほか、オキトシン経鼻投与による治療的アプローチを試みた。2台のMRIを用いた2個人間のコミュニケーション(アイコンタクト・共同注視課題)中の神経活動を同時に測定するDual functional MRI研究を、青年期男女のASD者と定型発達(TD)者のペア21組にて施行した。ASD群は共同注視課題成績が低いほか、アイコンタクト・共同注視時に視覚野の賦活低下を認めた。ASD者とペアになったTD者においても課題成績はTDペアと比較して低かったが、視覚野と右下前頭回の代償的過剰賦活を認めた。全ての共同注視課題関連の脳活動をモデルにより取り除いた残差時系列をペアになった2個人のcoherenceをとったところ、TDペアに認められたような右下前頭回の共鳴はASD-TDペアには認められなかった。さらに、各個人内の機能的連結を探索したところ、ASD者ペアのTD者はTDペアと比較して、右下前頭回と右前方側頭溝の機能的連結が弱いことが認められた。ASD者はアイコンタクトや共同注視が十分にできず、ASD者ペアは注意力を上げ意図を共有しようと努力するも、結果的には右下前頭回の共鳴が起きにくく十分な意思疎通が起きないことは、臨床場面と一致する結果となった。オキトシンが社会性を向上させる神経ペプチドとして注目されており、ASDをもつ女児にオキシトシンの経鼻投与を継続して行い、経過を観察した。投与2ヶ月後より、他者に挨拶やおしゃべりをするようになり、他者に共感を示すようになり、イライラ感や自傷行為も減少した。aberrant behavior checklist (ABC) scoresでも改善が確認された。ASDの治療薬として、オキトシンの継続投与に期待がもてることを示した。研究報告として、脳構造、脳機能研究で、当初の予定通り報告できている。そのほかの脳機能研究で進行中のものがあるほか、オキシトシンの血液検査なども現在進行中である。順調であると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。広汎性発達障害の脳構造、脳機能研究の他、生物学的検査として、各被験者のオキシトシン血中濃度、唾液濃度の測定にも向けて行く。また、オキシトシン経鼻投与することが可能であり、血中濃度が低く、社会性の障害がある広汎性発達障害群に、オキシトシン経鼻投与により社会性が高まるかも確認していきたい。遺伝子検査も同時に進めていく計画である。
体育学習を支援するCALソフトの開発とコラボレーションシステムの構築に関する研究

本研究の目的は,先に作成した「マット運動学習支援ソフト」の効果を検証することと,これらの実施計画や新たなソフトの開発・改良作業をコンピュータネットワーク上で行うためのコラボレーションシステムを構築することであった。本研究の実施によって次のような成果が得られた。1.コンピュータネットワークによる体育学習教材開発コラボレーションシステムの構築WebページにBBSを利用したコラボレーションシステムを構築し,参加者間での情報交換を可能にした。2.体育授業におけるマット運動学習支援ソフト使用効果の検証標記ソフトの効果を検証するため,授業実践を実施した。その際,授業計画その他の情報交換は上記の体育学習教材開発コラボレーションシステムを利用した。その結果,参加者によってソフトの有用性が表明された。3.コラボレーションシステムを利用した学習支援ソフトの開発コラボレーションシステム参加者の協力を得ながら他の運動領域における学習支援ソフトを開発した。その結果,基本的技能のモデル提示型としての「バレーボール学習支援ソフト」「表現運動学習支援ソフト」,小学校3年生を対象とした「マットあそび」のバリエーションと技術ポイントを提示する「マットあそび学習支援ソフト」をWebページに公開した。以上の過程を通じて開発されたソフトは,いずれも児童生徒や教師から好意的な評価を受けた。また,ソフトを利用した教師からは,指導者を対象としたソフト開発の必要性が示唆された。1.コンピュータネットワークによる体育学習教材開発コラボレーションシステムの構築(1)学校教員を対象としたアンケート調査の実施徳島県内の教員を対象に、体育授業においてコンピュータを使用する場合に希望するソフトの種類と内容,体育学習教材開発コラボレーションに参画する意志の有無等に関するアンケート調査を実施した結果,個人レベルではかなりの普及が認められたが,学校レベルではまだまだ未整備のところが多いことが明らかとなった.(2)WWWを利用した体育学習教材開発コラボレーションシステムの構築Webページを利用して、今までに開発したソフトの紹介をするとともに、THML書類化したソフトウェアをコラボレーション参画者に利用可能とした.また,BBSを利用した簡易情報交換室を設置し,ソフトウェアの制作や修正に対する情報交換を行った.しかしながら,現段階においてはまだ職場におけるネット環境が不整備のため,どうしても個人の機材に頼らざるを得ない事が支障となっている.2.体育授業におけるマット運動学習支援ソフト使用効果の検証今までに開発した体育学習支援ソフトCD版を利用した体育授業実践をノートブック型パソコンi-Bookによって行い,その効果を検討した.その結果,学習者や授業担当教師にも好評であり,運動学習における技術的ポイントや練習方法をめぐって,学習者間の活発な「教え合い活動」が実現した.しかしながら,学習をより効果的にするためには,これらのソフトを使用した学習指導方法について,教師側でも十分な知識と技能を習得することが必要なことも示唆された.1.コラボレーションシステムを利用した学習支援ソフトの開発中学校体育授業におけるバレーボールの基本的技能を対象とし,その技術的ポイントを把握するための支援ソフトを開発した。このソフトは,平成12年度のマット運動学習支援ソフトとは違い,基本的技能のモデル提示ソフトである。しかしながら,使い方によってはこれだけでもかなりの効果が期待できることが示唆された。また,同じモデル提示型として作成された「表現運動学習支援ソフト」おいても,コラボレーションシステムによる共同作業が行われた。さらに,小学校3年生を対象とした「マットあそび」の様々なバリエーションと技術ポイントを提示する「マットあそび学習支援ソフト」も同様の方法で開発された。2.マット運動学習支援ソフト(教師用)の開発と評価上記の開発・案践過程において,児童用に作成したソフトが教師の教材研究用としても有効な事が使用した教師から報告された。そこで,このソフトを教師用HTML版として再構成し,Web上での使用が可能なものとした。また,その使用効果を技術的ポイントの理解という観点から検討するための実験を実施した。その結果,今回開発した各種ソフトは単に児童・生徒のみならず,指導者にとっても有用なことが示唆された。このことから,児童・生徒用ソフトとともに,今後,教師の体育実技指導能力養成に役立つソフトの開発にも取り組む必要があると思われる。3.研究成果の公開本研究課題の成果をまとめ,関連学会にて発表するとともに,報告書を作成した。また,本研究で開発された各種ソフトをWebページ上に公開した。
かわいいと感じることが心理生理状態と社会的関係に与える効果

本年度は,3年間の研究期間の2年目であり,これまでに実施した実験や調査を継続・発展させるとともに,新しいテーマに取り組んだ。主な研究成果は,以下の5つである。(1)接近-回避の潜在連合テストパラダイムを用いて,幼児顔と接近動機づけが連合していることを明らかにした。成人顔は接近動機づけとも回避動機づけとも連合していなかった。また,正立顔の方が倒立顔よりも効果が大きかったので,物理的形状(丸み)だけでなく,顔の全体処理が影響していることが示唆された。(2) 6か月齢の幼児顔を80枚収集し,それぞれに179点の標識点を入力した。200名の男女の評定に基づいて,かわいさの高い幼児の平均顔とかわいさの低い幼児の平均顔を作成した。さらに,それらをプロトタイプとして50枚の合成顔の変形を行い,かわいさを増強した顔と減弱した顔からなるデータセットを作成した。(3) 65歳以上のシニア層を対象とした「かわいい」に関するインタビュー結果(20名)について質的な整理を行った。キャラクター文化に対する関心は非常に低かったが,「かわいい」という感情そのものは肯定的に捉えていることが分かった。(4)「かわいい」概念のプライミングが社会価値志向性に及ぼす効果を調べた実験データをまとめた。統計的に有意な効果が得られず,パーソナリティ要因の影響が大きいことが示唆された。(5)多変量の探索手法であるベイズ最適法を用いてかわいい造形物(二次元の模様)を生成するプログラムを試作した。本年度新たに加わった研究分担者が急逝するといった予期せぬ事態が起こったため,予定した計画の一部は中断した。また,予定していたホルモン(オキシトシン)に関する研究は,最近の海外研究を調査したところ,見込みが低いことが分かったために中止した。その一方で,予想以上に発展したテーマもある。全体としてはほぼ順調に進展しているといえる。最終年度は,これまで実施した実験や調査の結果をまとめて発表する。成果が出そうなテーマを優先して進める。(1)昨年度収集したデータに基づき,「日本版かわいい幼児顔データセット(Japanese Cute Infant Faces: JCIF)」を整備して公開する。(2)かわいさの評価と表情との関係について,表情筋筋電図のデータを分析する。(3)高齢者にとっての「かわいい」に関するインタビュー結果を論文にまとめる。(4)海外において「cute」と「かわいい」に対する態度調査を行う。(5)「かわいい」を取り入れた瞑想の効果について,慈悲の瞑想などと比較する実験を行う。(6)「かわいい」の下位次元について追加の質問紙調査を行い,論文を執筆する。本年度は3年間の研究期間の準備段階と位置づけ,以下の5つのテーマに取り組んだ。第1に,「かわいい」感情と他のポジティブ感情との違いについて,向社会性に注目した検討を行った。同じポジティブ感情でも,かわいいについて考えるときと金銭について考えるときでは異なる状態になると予想し,かわいい概念と金銭概念によるプライミング操作を行った。社会的価値志向性と状態向社会性について質問紙を用いて検討したが,実験操作による主効果は得られなかった。第2に,かわいいと感じることの身体性について,表情を操作するダミー課題を用いて検討した。笑顔に近い表情を作ると(笑顔を抑制したときと比べて)かわいいと判断する程度が高まるという仮説を立てたが,表情操作の主効果は得られなかった。第3に,高齢者(シニア層)にとっての「かわいい」を検討するために,20名の高齢者を対象にインタビュー調査を行った。子どもや孫,ペットだけでなく,市場で流通しているかわいい商品についての態度や意識を尋ねた。第4に,かわいいと感じることと接近動機づけとの関係について詳細に検討する準備として,刺激が接近行動と回避行動のいずれに結びついているかを測定する潜在連合テストの改善に取り組んだ。その結果,より測定感度の高い実験パラダイムを特定することができた。第5に,かわいいと感じることと共感性との関係を調べるために,動物の身体部位に加えられる痛みについての共感を,事象関連電位を用いて検討する実験を開始した。29名の大学生が実験に参加した。その他,「かわいい」の心理と現代日本文化に関する講演をイスラエルで行い,現地の研究者と意見交換を行った。現在はその内容を投稿中である。本研究の目的は,かわいいと感じることが個人内過程と社会的行動に与える影響を検討することである。当初の仮説が支持されなかった課題(上記1,2)があり,難航している部分もある。これについては,パーソナリティ要因を組み込んだ研究計画と測定指標の再検討が必要である。他方,予定どおり進んでいる課題(上記3)や新しく取り組んだ課題(上記4,5)もあるので,全体としてはほぼ順調に進展していると評価できる。2018年3月に,研究分担者と連携研究者が一堂に集まり,これまでの問題点を整理するとともに,次年度以降の方針について確認した。

(2) 6か月齢の幼児顔を80枚収集し,それぞれに179点の標識点を入力した。200名の男女の評定に基づいて,かわいさの高い幼児の平均顔とかわいさの低い幼児の平均顔を作成した。さらに,それらをプロトタイプとして50枚の合成顔の変形を行い,かわいさを増強した顔と減弱した顔からなるデータセットを作成した。(3) 65歳以上のシニア層を対象とした「かわいい」に関するインタビュー結果(20名)について質的な整理を行った。キャラクター文化に対する関心は非常に低かったが,「かわいい」という感情そのものは肯定的に捉えていることが分かった。(4)「かわいい」概念のプライミングが社会価値志向性に及ぼす効果を調べた実験データをまとめた。統計的に有意な効果が得られず,パーソナリティ要因の影響が大きいことが示唆された。(5)多変量の探索手法であるベイズ最適法を用いてかわいい造形物(二次元の模様)を生成するプログラムを試作した。本年度新たに加わった研究分担者が急逝するといった予期せぬ事態が起こったため,予定した計画の一部は中断した。また,予定していたホルモン(オキシトシン)に関する研究は,最近の海外研究を調査したところ,見込みが低いことが分かったために中止した。その一方で,予想以上に発展したテーマもある。全体としてはほぼ順調に進展しているといえる。分担する研究課題について改めて見直しを行った。また,社会的行動に関する検討を強化するために,新しい研究分担者を加えることにする。当初計画していたが,新しい知見が得られたため,後回しにしていた多面的「かわいい」感情質問紙の作成を早急に行うようにする。最終年度は,これまで実施した実験や調査の結果をまとめて発表する。成果が出そうなテーマを優先して進める。(1)昨年度収集したデータに基づき,「日本版かわいい幼児顔データセット(Japanese Cute Infant Faces: JCIF)」を整備して公開する。(2)かわいさの評価と表情との関係について,表情筋筋電図のデータを分析する。(3)高齢者にとっての「かわいい」に関するインタビュー結果を論文にまとめる。(4)海外において「cute」と「かわいい」に対する態度調査を行う。(5)「かわいい」を取り入れた瞑想の効果について,慈悲の瞑想などと比較する実験を行う。(6)「かわいい」の下位次元について追加の質問紙調査を行い,論文を執筆する。
複数財オークションの研究

本研究課題は複数財が取引されるオークション環境において望ましいオークション制度の設計可能性を考察するものである.複数財オークションには,各個人が各々1財までしか財を得られない状況と,各個人が複数個の財を得られる状況が存在する.本年度は後者の状況を分析した.特に,財がどれも同質である状況に焦点を絞り分析を行った.統一価格オークションは国債のプライマリーマーケットなどで実施されているオークションである.このオークションはシンプルで,人々が正直に行動する場合,効率性や公平性などの望ましい性質を満たすことが知られている.しかし,人々のインセンティブを考えると,統一価格オークションのもとで人々は財に対する評価値を過小に申告するインセンティブを持つ事が知られている.統一価格オークションが用いられているいくつかの現実例では,オークションの参加者に比べ財の数が非常に大きくなっている.実際,国債のプライマリーマーケットでは巨額の国債が限られた数の銀行等に配分されている.本研究はこのような状況に焦点を絞り,統一価格オークションにおける人々のインセンティブを考察した.分析の結果,オークション参加者の数に比べ財の数が十分大きい時,統一価格オークションにおいて人々が評価値を偽って申告するインセンティブは小さい事を明らかにした.また同様の結果は,留保価格が存在する統一価格オークションにおいても成立する事を明らかにした.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,収入を最大にする複数財オークションの解明を行う.同じテーマの研究はこれまでに多く存在するがいくつかの問題を抱えている.特に過去の文献の根本的な問題として,分析の複雑で明確な結果が得られていないという点が挙げられる.実際,過去の結果は様々な仮定に依存している.さらに,過去の研究では,現実的ではない単純な状況のみを分析をしており,現実への応用は程遠い.これに対し本研究では,これまでの文献とは異なるアプローチを用いた.それにより,現実への応用にも耐える結果の導出を試みた.具体的に,インセンティブの条件として支配戦略誘引両立性と個人合理性に焦点を当てる.これらは人々の選好の分布に依存しない条件で,これまでの文献で考えられてきた条件より強いものである.さらに,本研究ではインセンティブの条件以外の条件を課す.現実のオークションにおいて,参加者を差別的に扱うことは社会的に許容されない.この観点から,本研究ではマイルドな公平性の条件を課す.本研究で課した条件は対称性と呼ばれ,同じ選好を持つ人々を同等に扱うことを要求する.以前より上述のアプローチで分析を行ってきたが,これまではオークション参加者が財の評価値が限りなくゼロに近い選好を持ち得ると想定してきた.しかし例えば主な応用先である周波数オークションでは,企業にとってどのような周波数帯も一定以上の価値があるはずである.この点を克服するため,本年度はオークション参加者がどの財に対しても一定以上の評価値を持つ場合を検討した.結果として,そのような場合に,留保価格が存在しないという仮定の下,支配戦略誘引両立性,個人合理性,対称性を満たすオークションの中で収入を最大にするのは最小価格ワルラスオークションである事を明らかにした.この結果を論文にまとめディスカッションペーパーを発表した.収入を最大にする複数財オークションの解明は極めて困難である事が知られている.実際に数十年前からこのテーマの研究が行われてきたが,明確な結果が得られていなかった.これまでの研究では多くの仮定がなされていたり,単純な状況しか扱えていなかった.一方で本研究では,これまでの文献のような仮定は存在せず,さらに一般的な状況で結果を得た.この点は大きな前進と考えられる.また,本年度の研究結果をまとめた論文はすでに国際雑誌に投稿中である.このような点から,本年度は重要な進捗があったと考えられる.本研究課題は複数財が取引されるオークション環境において望ましいオークション制度の設計可能性を考察するものである.複数財オークションには,各個人が各々1財までしか財を得られない状況と,各個人が複数個の財を得られる状況が存在する.本年度は後者の状況を分析した.特に,財がどれも同質である状況に焦点を絞り分析を行った.統一価格オークションは国債のプライマリーマーケットなどで実施されているオークションである.このオークションはシンプルで,人々が正直に行動する場合,効率性や公平性などの望ましい性質を満たすことが知られている.しかし,人々のインセンティブを考えると,統一価格オークションのもとで人々は財に対する評価値を過小に申告するインセンティブを持つ事が知られている.統一価格オークションが用いられているいくつかの現実例では,オークションの参加者に比べ財の数が非常に大きくなっている.実際,国債のプライマリーマーケットでは巨額の国債が限られた数の銀行等に配分されている.本研究はこのような状況に焦点を絞り,統一価格オークションにおける人々のインセンティブを考察した.分析の結果,オークション参加者の数に比べ財の数が十分大きい時,統一価格オークションにおいて人々が評価値を偽って申告するインセンティブは小さい事を明らかにした.また同様の結果は,留保価格が存在する統一価格オークションにおいても成立する事を明らかにした.本年度の研究では,各個人が1つまでしか財を受け取れないと仮定してきた.そのような仮定が妥当な状況は存在するものの,そうでない状況も存在する.今後の研究では,各個人が複数の財を受け取る事ができる環境の分析を行う.より具体的には,まずは財が全て同質のケースを扱う.また,可能であれば財が異質のケースの分析を行う.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
幼児の仲間関係におけるルール産出と共有過程の発達

本年度の目的は、魚つりゲーム遊び場面の幼児の仲間関係特に三者関係において、自己と他者の関係をいかに調整して仲間関係を形成していくのかその発達過程について検討することだった。被験者は保育園の4歳児42名、5歳児45名の計114名だった。被験者を同性同年齢の三人組にした。月齢で4月から7月生まれの幼児を上組、10月から3月生まれの幼児を下組とした。市販の魚つりゲームを使用し、3人に1本の竿で魚つりゲームをしてもらった。遊びの様子を12分間、ビデオ録画した。ビデオ分析により、竿の交代方法を分類した。魚を一匹ずつ釣って交代する「一匹交代」、魚を全部釣って交代する「一周交代」、基準が明確でない「ランダム交代」に分類できた。年齢・月齢別の違いを分析した結果、5歳児は全て一匹交代だったが、4歳児では一周交代やランダム交代が見られた。つまり、三者関係では4歳児は交代の基準が明確ではなく均等に竿の交代ができないことが示された。次に、交代方法とゲーム中の行動との関連を検討した。ルールの提案や順番の指示などの「リーダーシップ行動」と自分の順番を言語的または行動的に示す「主張行動」の出現を分析した。その結果、リーダーシップ行動は交代方法別に違いは無かったが、主張行動は一匹交代で一周交代よりも多かった。交代行動の発運に抑制能力だけでなく主張能力が重要であることが示唆された。最後に、竿の取り合いによる「いざこざ」や相手の行動に対して自分勝手に振る舞う「反抗・妨害」の年齢・性・月齢の違いを検討した。その結果、いざこざと反抗妨害は下組の方が上組より多かった。この月齢差から、保育者がクラス内で上組の幼児に責任ある役割を与えるというような役割期待の影響が、仲間との相互交渉過程に影響を与える可能性が示唆された。本年度の目的は、パズル遊ぴ場面の幼児の仲間関係特に三者関係において、自己と他者の関係をいかに調整して協力的な仲間関係を形成していくのかその発達過程について検討することだった。被験者は保育園の3歳児27名、4歳児42名、5歳児45名の計114名だった。課題は、対象年齢が3歳以上の市販のパズル(30ピース)を使用した。手続きは、まず保育園のクラス担任の協力を得て、被験者を同クラス同性同年齢の三人組にした。そして保育園の一室で三人組でパズル遊びをしてもらった。三人の遊びの様子を12分間ビデオテープに録画した。ビデオ録画された被験者の行動を詳細に分析した。その結果、協力形態に「単独型」「2対1(リーダー)型」「2対1(仲間はずれ)型」「三人協力型」「混合型」の5種類が見出された。各協力形態での発話の質と、相互交渉のエピソード分析を行った結果、3歳児では関わりが少ない「単独型」が多かった。4歳児では、指示・要求・提案などの言語的関わりが増加し「2対1(リーダー)型」が多かった。また、3人で1つの場を共有し、行動的関わりが増加して「3人協力型」が多かった。それが5歳児では、役割分担して個人の能力を生かす「混合型」が多く見られた。つまり、各自ができることを実行し、最終的に成果を合わせて課題を効率的な協力を重視するようになると考えられる。しかし、その一方で「2対1(仲間はずれ)型」が増加した。仲間はずれの子が働きかけても拒否される場面が観察された。2人で作ったものは2人だけのもので、他者を関わらせたくないという2者関係の閉鎖性が生じて、加齢とともに3人協力が困難になることが示唆された。この成果は、日本発達心理学会第14回大会において発表された。

その結果、いざこざと反抗妨害は下組の方が上組より多かった。この月齢差から、保育者がクラス内で上組の幼児に責任ある役割を与えるというような役割期待の影響が、仲間との相互交渉過程に影響を与える可能性が示唆された。
葉の発生ロジックの多元的開拓

教科書の知見を塗り替える、あるいは新たに付け加えることができる成果として、(1)核内倍加によるゲノムの量と細胞サイズとの関係性は、従来思われてきたような一義的なものではないことの発見(Tsukaya 2013; Katagiri et al. 2016:後者は、日本植物形態学会の平瀬賞を受賞)、(2)葉の細胞分裂領域の時空間的な制御は、AN3タンパク質のモルフォゲン的挙動(つまり細胞間の単純拡散)のみで説明できることの発見(Kawade et al. 2017)を得た。器官レベルでの細胞増殖と細胞伸長を統御する仕組みを反映する現象・補償作用についてはfas1, fugu5,またKRP2o/xにおける細胞異常肥大の分子背景がそれぞれ明らかになった。さらに、補償作用に伴うオルガネラ数制御について、従来の制御系の理解では説明の難しい新知見を得、論文にまとめた。さらに現時点での補償作用の知見を、総説を出版した。RTFLペプチドファミリーについては、陸上植物における著しい多様化をドメイン解析から明らかとし、またシロイヌナズナとイネとの間で、過剰発現効果の違いを報告した。また被子植物の葉の多様性に注目した観点からは、現時点でのエボデボ的知見を総説にまとめた。また食虫植物ムラサキヘイシソウの捕虫葉の袋状の形態形成の仕組みを解析し、この袋状の形態形成については、背腹性に関わる遺伝子群のin situ解析から、従来推測されていた仮説、すなわち背腹性パターンの部分的による杯状化・袋化ではないことが見いだされた。そしてむしろ局所的な細胞分裂面の変化によって袋状化していることを初めて明らかとした。またケシ科における葉原基の長軸への分化方向の多様性についても、従来推測されていたような単純な成長勾配では説明がつかないことを見いだし、種ごとに異なるメカニズムで制御されている可能性を摘出して論文にまとめた。さらに葉の形態、とくに葉の横幅の変化により渓流沿い環境に適応した生態型を見いだし、解析結果を報告した。また細胞増殖と細胞伸長の間のバランス制御の重要性について、前島班員(公募班)との共同解析から、花茎における表皮の役割について新たな知見を得、2つの論文にまとめた。葉を構成する細胞の体積と核内倍加の関係について、新たな透明化技法を用い、核内倍加に伴い細胞体積が比例して増大するのは、シロイヌナズナの葉の場合、表皮組織の特性であって、柵状組織ではその相関性が低いことを見いだした(Katagiri et al., 2016)。また細胞増殖の欠損が細胞伸長を促進する現象、補償作用に関しては、fugu5を用いたサプレッサースクリーニングから、enoyl-CoA hydratase 2 (ECH2)が、補償的細胞伸長に必須な因子として同定できた(Katano et al., 2016)。さらにdet3とclv3の二重変異体が示す花茎の裂開という特徴的な表現型から、器官として統一のとれた細胞分裂と伸長が、正常な器官発生に必須であることを議論した(Ferjani et al., 2015)。一方、理研・平井Gとの共同研究によるメタボロミクス解析では、シロイヌナズナのロゼット葉とセイヨウナシの果実について2倍体と4倍体の間の代謝産物の違いを探索した結果、その差異は種間、発生ステージ、栽培環境で大きく影響されることが判明した(Tsukaya et al., 2015)。またサラセニアの杯状葉形成が細胞分裂面の制御に依存するという成果(Fukushima et al., 2015)を受け、これまでに改良を重ねてきたEdU法(Nakayama et al., 2015)を元に、葉原基における細胞分裂面を容易に可視化する新手法を開発した(Yin et al., submitted.)。

また葉身基部に袋状の構造を作り、アリとの共生を果たすボルネオ産シソ科植物のCallicarpa saccataについて、その基礎的な解剖学的特性と葉原基の発達を記載した(Nakashima et al., in press)。予め予定していた成果以外にも、従来の知見を塗り替える報告をDevelopment誌に1本、Nature Communication誌に1本、出版することができた。また新しい研究観察手法の開発にも成功し、その応用を始めることができた。葉の外部環境としての光強度と、組織構造、そして核内倍加との関係について、新たなイメージング技法を用い、解析を進めた。また水陸両用の生活型を持つミズハコベについては、水環境に応答したRNA発現プロファイルの変化を、次世代シークエンサー解析により分析した結果、気孔形成関連因子などがスクリーニングにかかってきたことから、解析方法としてうまく機能していることが確認できた。一方、シロイヌナズナのリボソームタンパク質(r-protein)遺伝子の欠損変異株が示すさまざまな発生異常については、asymmetric leaves2 (as2)と、r-protein変異の一種rpl4dとの組み合わせを用いて解析した結果を、投稿論文として準備した。さらに理研・平井Gとの共同研究によるメタボロミクス解析では、発生ステージが完全に揃えられる完熟種子を対象に、シロイヌナズナの種子1粒からでも分析できる測定計を開発し、倍数性の変化に伴う変化について解析した論文を投稿した(Sawada et al., in revision)ほか、ピロリン酸と補償作用の関係について、スクロース産生の阻害という視点から解析した成果を論文化した(Tkahashi et al. 2017)。一方、葉の原基における分裂組織の動態について、鍵因子と考えられるAN3タンパク質の時空間的な挙動の解析を、シロイヌナズナ葉原基を用いて進め、その成果を論文化して投稿した(Kawade et al. in revision)。また葉の分裂組織が無限性を示すイワタバコ科Monophyllaea glabraを用い、どの因子がどう変化したことで、本来有限成長型の器官である葉がそうした無限性を獲得したのか、微小組織の採取系を活用してRNAサンプルを単離し、次世代シークエンサー解析に持ち込むところまでを実現した。当初計画した研究プロジェクトは、目標通り達成できているほか、それらからのスピンアウトとして生まれたプロジェクトもいくつか論文化の目処が立ってきたため、当初計画以上に、新知見が公刊できる見込みである。葉の補償作用現象に関連して、fugu5変異体のメタボロミクス解析により、理研・平井Gと望月博士(とに計画・総括班)との共同研究から、PPiが糖新生を阻害する主要な代謝ステップを明らかにし、これまで見逃されていた代謝経路の存在を予言することができた(Ferjani et al. submitted)。一方、光強度に応じた葉の厚さの制御に関して、核内倍加は細胞の等方向的肥大には関連性が認められるものの、葉の厚さ方向への極性伸長には関与していないことが明らかとなった。また糖の外部投与により前者の過程が促進することを見いだした(Hoshino et al. in prep)。リボソーム生合成関連変異体の解析からは、向背軸性の制御は、特定のリボソームに関連した接点を持つことが判明した(Kojima et al. 2018)。
脂肪性肝炎における肝臓迷走神経を介した代謝と炎症制御機構の探究

非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)は、脂肪肝を背景とした進行性の炎症を特徴とする慢性肝疾患である。NASHにおいて,肝臓マクロファージであるKupffer細胞の自然免疫応答が,その炎症の進展に中心的な役割を担う.一方,迷走神経の遠心性シグナルが,免疫細胞に対してα7ニコチン性アセチルコリン受容体(α7nAChR)を介した抗炎症作用を持つことが知られている.本研究は,マウスを用いたNASHの動物実験モデルの検証により,肝臓迷走神経の活動がα7nAChRを介してKuppfer細胞の活性化を制御し,NASHの進展に対して抑制的な効果を持つことを明らかにした。本研究は,肝臓迷走神経の活動が非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)の進展を抑制するという仮説に基づき,マウスに対してNASHを誘発する動物実験モデルを用いて検証を行った.今回,特に迷走神経による炎症制御の観点から,肝臓クッパー細胞におけるニコチン性アセチルコリン受容体α7(α7nAchR)を介した抗炎症作用に着目した.野生型マウス(C57BL/6)に対して,迷走神経肝枝を外科的に切離したうえで,メチオニン・コリン欠損食(MCD食)の給餌によりNASHを誘発した.肝臓迷走神経を切離したマウスは,疑似手術を行った対象に比較して,肝臓の組織学的評価において優位にNASHが増悪した.前者では,免疫染色にてクッパー細胞の活性化亢進が認められ,さらに肝臓でのTNFαに代表されるNASH病態に関連する炎症性サイトカインの発現が有意に上昇した.これらの結果は,肝臓迷走神経切離により,クッパー細胞に対する炎症制御が阻害された影響と考えられた.次に,in vitroの検証として,マウス肝臓からクッパー細胞を分離し,その初代培養細胞を用いて実験を行った.クッパー細胞に対して,lipopolysaccharideおよびpalmitic acidの刺激によりNASHにおける炎症誘発を再現し,α7nAchRアゴニストを投与すると,TNFαやMCP-1等の炎症性サイトカインの発現が有意に抑制された。ここまでの研究から,肝臓迷走神経がクッパー細胞に対してα7nAchRを介した抗炎症シグナルとして働きかけることにより,NASHの進展を抑制するメカニズムの存在が示唆された.本研究開始時の計画通り,in vivo,in vitroの実験にて,NASHにおける肝臓迷走神経の抗炎症作用について仮説を裏付ける結果が得られた.これまでNASHの病態における肝臓迷走神経遮断の影響について詳細な研究報告はなく,特にクッパー細胞におけるα7nAchRを介した特異的な抗炎症作用のメカニズムは新たな知見である.非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)において,肝臓の自然免疫細胞であるクッパー細胞の活性化による炎症性応答が,その病態の進展に中心的な役割を担う.一方,迷走神経の遠心性シグナルが,免疫細胞に対してα7ニコチン性アセチルコリン受容体(α7nAChR)を介した抗炎症作用を持つことが知られている.本研究では,肝臓迷走神経がα7nAChRを介してクッパー細胞の活性化を制御し,NASHの進展に対して抑制的に働くという仮説に基づき,動物実験による検証を行った.昨年度までの研究で,野生型マウスに対して肝臓迷走神経を選択的に切離することにより,NASHの組織像が増悪し,クッパー細胞の活性化がそれに影響することを確認した。また,in vitroの検証として,マウス肝臓から分離した初代クッパー細胞を用いて,α7nAChR作動薬が同細胞に対して抗炎症作用を持つことを実証した。本年度は,クッパー細胞におけるα7nAchRシグナル経路を選択的に遮断する手法として,骨髄移植によるキメラマウスを用いたモデルによる検証を行った.具体的には,クロドロン酸リポソームの投与によりクッパー細胞を除去した野生型レシピエントに,ドナーとしてα7nAChR欠損(α7KO)マウスの骨髄細胞を移植することで,クッパー細胞を特異的にα7KOに置換したキメラマウスを作成し,NASHへの影響を評価した.α7KOキメラマウスにおいて,クッパー細胞が高度な炎症性の活性化をきたし,その組織像においてNASHの増悪を認めた.これまでの結果から,肝臓迷走神経はクッパー細胞に対してα7nAChRを介した炎症制御を行い,その進展の抑制に関与する可能性が示唆された.非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)は、脂肪肝を背景とした進行性の炎症を特徴とする慢性肝疾患である。クッパー細胞に対するα7nAchR刺激を介した炎症制御メカニズムを,より特異的に検証することを目的に,クッパー細胞におけるα7nAchRシグナル経路を選択的に遮断する手法として,α7nAchRキメラマウスの作成を計画する.

具体的に,野生型マウスに対して,liposomal clodoronateの投与にて,肝臓クッパー細胞の除去を行う.その24時間後に10Gyのγ線全身照射を行い,ドナーとしてα7nAchR欠損マウスから採取した骨髄細胞の移植を行う.8週間後には,レシピエントのクッパー細胞がドナー由来の細胞に置換されたキメラマウス(α7受容体欠損→野生型)が完成する.クッパー細胞はα7受容体を欠損し,それを介した迷走神経伝達経路は選択的に遮断される.対象にはドナーに野生型マウスを用いる(野生型→野生型).両群のマウスに対してMCD食によるNASHを誘発し,組織学的評価,遺伝子発現,タンパク修飾においてNASH進展に対する影響を比較検証する.以上,当初の研究計画概要に変更はない.肝臓外科肝線維化肝移植
テロメア一本鎖突出末端G-tailの生物学的意義の解明と老化関連疾患への応用

テロメアG-tailが、細胞の様々な機能における重要性について研究を進めるために、種々の細胞の老化におけるテロメアG-tailの短縮におけるやその機能解析を行った。1.POT1ノックアウトマウスの解析:POT1をノックアウトした細胞では、染色体末端の融合など異常が見られた。そのときにテロメアG-tailの異常な延長がみられ、テロメア末端の維持機構においてPOT1がきわめて重要であることが明らかになった。2.種々の細胞における細胞老化におけるテロメアG-tailの測定:血管内皮細胞HUVEC、繊維芽細胞、肝細胞などの老化細胞においてG-tailが短縮していることが明らかになった。3.テロメラーゼによりテロメアを延長させ不死化させた細胞におけるテロメアG-tail長の測定:いずれのhTERT導入細胞で非導入の正常細胞に比べ顕著なG-tailの延長がみられた。テロメラーゼの活性化によりテロメアG-tailが延長される知見として重要である。4.テロメラーゼでテロメアG-tailが延長された細胞の機能解析:G-tailが延長していた血管内皮細胞では、管腔形成、分化マーカーとも正常細胞に比べて更新がみられ、G-tail長の維持が細胞の機能維持にも重要であることがわかった5.Tankyraseの各ドメインの重要性とG-tail長への影響:変異Tankyrase1によりTRF1のpoly ADPリボシル化なしにテロメア延長がおこることが明らかになった。6.テロメラーゼ導入した乳腺上皮細胞のプロテオーム解析:hTERT導入細胞と非導入細部においてICATをもちいたプロテオーム解析を行い、テロメア延長に伴い変化するタンパク質を同定した。染色体末端に存在するテロメア構造の中でも、最末端部分にあるテロメアの一本鎖DNA(G-tail)は、染色体の安定性に非常に重要である。G-tail短縮による染色体の不安定化は、細胞内の機能にも影響を及ぼし老化誘導が起こる。そこで、我々はヒト繊維芽細胞、ヒト血管内皮細胞およびテロメア一本鎖DNAに結合するタンパク質POT1のノックアウトマウスを用いて解析を行った。ヒト繊維芽細胞では、テロメラーゼ遺伝子hTERTをレトロウイルス法で導入しテロメアの延長とともにテロメアG-tailの延長が起きるかどうかを調べた。テロメアの延長とともに、老化マーカーp21の発現増加は阻止された。このときテロメアG-tailの延長も見られた。血管内皮細胞では、hTERTの導入によりテロメアの延長とテロメアG-tailの延長が見られた。血管内皮細胞の分化能マーカーであるvWF(von Willebrand factor)発現やtube formation能力などが維持されていた。つまり、hTERTによるテロメアG-tailの延長により細胞の分化能維持ができることが明らかになった。但し、血管内皮細胞で正常細胞の性質はほとんど維持されているものの、血管内皮細胞に特徴的な培養に伴う染色体異常(特に染色体13番の欠落)はhTERTにより防ぐことはできなかった。染色体異常があるhTERT導入血管内皮細胞を200代以上培養した場合でも正常細胞の性質が維持されていることから、この欠失自体ががん化などに進む可能性は低いものと考えられる(Anno, K.BBRC,2006)。POT1ノックアウトマウスを用いた解析では、POT1aをノックアウトした場合予想外にテロメアG-tailの延長が見られたが染色体異常、p53依存的な細胞老化が誘導された。一方、POT1bの変異体を用いた実験では、G-tailの短縮、細胞老化が誘導された。以上、本研究によりテロメアのG-tailが染色体異常や細胞老化の誘導に重要であることが明らかになった。本年度は、テロメアG-tailが、細胞の様々な機能における重要性について研究を進めるために、種々の細胞の老化のテロメアG-tailの短縮における機能解析を行った。1.種々の細胞における細胞老化におけるテロメアG-tailの測定

●血管内皮細胞HUVEC、繊維芽細胞、肝細胞などの老化細胞においてG-tailが短縮していることが明らかになった。2.テロメラーゼによりテロメアを延長させ不死化させた細胞におけるテロメアG-tail長の測定●いずれのhTERT導入細胞で非導入の正常細胞に比べ顕著なG-tail3.テロメラーゼでテロメアG-tailが延長された細胞の機能解析●G-tailが延長していた血管内皮細胞では、管腔形成、分化マーカーとも正常細胞に比べて更新がみられ、G-tail長の維持が細胞の機能維持にも重要であることがわかった4.Tankyraseの各ドメインの重要性とG-tail長への影響5.テロメラーゼ導入した乳腺上皮細胞のプロテオーム解析●hTERT導入細胞と非導入細部においてICATをもちいたプロテオーム解析を行い、テロメア延長に伴い変化するタンパク質を同定した。
映像コンテンツのロスレス再符号化に関する研究

旧世代の符号化方式で記録された映像コンテンツを、画質を保ったまま効率的に再符号化する技術の開発を行った。主に静止画像および動画像符号化の国際標準であるJPEGおよびMPEG-1方式を対象として再符号化アルゴリズムの実装と検証を行い、既存の映像データの符号量を1030%削減することに成功した。この結果は、過去に記録された膨大な量の映像資産を、最新の符号化方式に匹敵する効率で蓄積・保存する手法を確立したことを意味する。現在、映像コンテンツの記録にはロッシー(非可逆)符号化と呼ばれる圧縮技術が主に使用されている。ロッシー符号化は、符号化と復号の操作を繰り返すと画質劣化が加法的に蓄積するという性質があり、旧世代の符号化方式によって一旦圧縮された映像コンテンツを、最新技術を駆使したロッシー符号化方式で再度符号化しようとしても、本来の符号化効率を達成することは極めて困難である。この問題を解決するには、再符号化に際してデータの損失を一切許容しないロスレス(可逆)符号化の概念を導入することが必要である。本研究課題では、過去に蓄積された膨大な映像資産を、元の画質を完全に保持したまま効率良く再符号化するアルゴリズムの開発を目指す。平成20年度は、静止画像の圧縮方式として最も一般的なJPEG標準を対象としたロスレス再符号化方式の開発に注力し、その基本性能を明らかにした。主要な検討項目およびその成果を以下に示す。1.JPEGファイル解析器の作成JPEG標準規格を詳細に調査し、JPEG方式で符号化された画像データのファイルからロスレス再符号化の対象となる変換係数や量子化テーブルなどの情報を抽出するツールを開発した。この際、オープンソースソフトウェアとして公開されているJPEGライブラリを利用することで、開発期間を大幅に短縮している。2.基本アルゴリズムの策定上記の解析器を利用してJPEGファイルに含まれるDCT係数の統計的性質を調査し、得られた知見に基づいて効率的なエントロピー符号化手法の検討を行った。その結果、DCT係数の確率密度関数のモデル化には一般化ガウス関数が適当であるとの結論を得た。また、画像の局所的なアクティビティの変動に対処するため、DCTが適用されるブロックを複数のクラスに分類し、クラス単位で8×8の周波数成分毎に一般化ガウス関数の分散値を記述する分散マップを割り当てる手法を考案した。3.ロスレス再符号化器の試作と性能評価前項の検討結果に基づいて、JPEG画像の再符号化アルゴリズムをソフトウェア実装し、JPEGファイルと提案手法のビットストリームを相互に変換するトランスコーダを試作した。また、絵柄や圧縮率の異なるJPEG画像を多数収集し、符号化効率の評価を行った。提案方式の性能は、先行方式の中で最も高性能であるStuffItとほぼ同等であり、更なる効率改善のためにはブロック間相関の利用が有効であるとの見通しを得た。前年度に開発したJPEG静止画像用ロスレス再符号化アルゴリズムをベースとして、JPEG 2000やMPEG-1といった他の符号化規格への拡張を図り、その基本性能を明らかにした。1.JPEG 2000静止画像のロスレス再符号化JPEGの後継規格であるJPEG 2000は、ウェーブレット変換と算術符号を採用した新しい静止画像符号化標準であり、符号化効率の改善の余地は少ないと考えられてきた。しかし、筆者らはJPEG 2000が各種スケーラビリティ機能を提供するためにビットストリームの構造に制約を課していることに着目し、帯域間相関を利用したブロック適応予測とコンテクストモデリングの手法を新たに開発した。その結果、JPEG 2000の画質を一切犠牲にすることなく、符号量を36%程度削減することに成功し、当該研究課題の概念が比較的新しい符号化規格にも有効であるとの知見を得た。2.MPEG-1動画像のロスレス再符号化マルチメディアコンテンツの中核を成す動画像信号は静止画像に比べてはるかにデータ量が多く、ロスレス再符号化によって蓄積・伝送容量を削減するメリットは大きい。本年度は、実用的な動画像符号化方式の先駆的な存在である、MPEG-1規格で記録された映像信号のロスレス再符号化について本格的に検討を開始した。MPEG-1は離散コサイン変換(DCT)を採用するなどその基本構成はJPEG方式に類似しているが、時間方向の冗長度を削減するために動き補償予測の技術を導入しており、これに付随する動ベクトルの情報を効率的に記述することが符号化効率改善の鍵となる。筆者らは、動的な確率モデルに基づいた動ベクトルの算術符号化方式を新たに考案し、JPEG用に開発したDCT係数の算術符号化手法と組み合わせることで、MPEG-1動画像の符号量を1224%削減できることを明らかにした。本年度は、静止画および動画像に対する提案方式の性能向上に関する検討を各種実施した。また、動画像データの冗長度を削減するための新たな要素技術を開発すると共に、新たな展開として音声データのロスレス再符号化に関する基礎検討も開始した。

主要な検討項目とその成果は以下の通りである。1.動画像データのロスレス再符号化提案方式の適用範囲を拡大するため、一般的なカラー動画像記録形式であるYUV4:2:0フォーマットのMPEG-1映像コンテンツの再符号化方法に関して検討し、輝度及び色差信号のDCT係数に関する確率モデルを共有することで、付加情報量を削減できることを示した。また、動き補償に用いる動ベクトルを、MPEG-1規格の1/2画素精度から1/4画素精度(色差信号では1/8画素精度)に高めることで、再符号化性能の改善を図った。2.ブロック適応時空間予測これまで、動画像データの冗長度削減技術として、空間方向のイントラ予測と、時間方向の動き補償予測が用いられてきたが、それらはブロックごとに排他的に実行されるのが一般的であった。我々はこれらの手法を統合し、ブロック単位で時空間方向の相関を同時に利用する技術を開発した。この技術は、動画像データのロスレス再符号化方式はもちろん、従来のロッシー符号化方式の性能改善策としても有望であることが示された。3.音響データのロスレス再符号化本研究課題の基本概念は映像コンテンツ以外にも応用できることを実証するため、携帯型音楽プレーヤーなどに広く用いられているMPEG Audio Layer-3(通称MP3)形式の音響データのロスレス再符号化技術に関して検討を加えた。MP3固有の量子化特性を考慮した予測技術の開発により、一般的な音楽データを約7.7%程度圧縮可能であることをシミユレーション実験によって明らかにした。本研究課題の最終年度である平成24年度は、これまでに開発した技術の完成度を高めると共に、今後の展開を見据えて新たな応用分野の開拓にも注力した。1.イントラ予測技術の高度化前年度までの検討により、JPEGやMPEGなどの離散コサイン変換(DCT)を採用した符号化方式の冗長度削減には、ブロック間相関に基づいたイントラ予測技術が極めて効果的であることが判明している。この知見に基づき、画像ごとに予測係数を最適化可能な再帰型の予測手法や、平均値座標に基づいた新しいイントラ予測の原理を考案し、その性能評価を実施した。2.標準ビットストリームに対応した符号化方式の提案本研究課題で提唱するロスレス再符号化方式は、標準方式のビットストリームを中間ファイルとして生成する特殊な符号化方式とみなすことが可能である。この考えをさらに発展させ、標準符号器とロスレス再符号器とを組み合わせた新しい符号化技術の枠組みを提唱した。JPEGを対象とした検証実験により、旧来のJPEG復号器で再生可能であることを保証しつつ、JPEG2000を上回る高い符号化効率を達成可能であることを明らかにしている。3.フレーム内符号化された動画像データへの拡張本研究課題の応用分野の拡大を狙い、新たにJPEG規格を採用した動画像データの効率的なロスレス再符号化方式の開発に着手した。予備検討の結果、撮影時にフレーム毎に独立に符号化された画像データであっても、再符号化時に動き補償予測の技術を導入することで符号化効率を大幅に改善できることを実証した。
環境破壊ガスN2Oの発生抑止に向けたカビ脱窒阻害剤の開発

農耕地からの環境破壊ガスN2O産生の低減を目的としたカビ脱窒阻害剤の開発に向けて、まず脱窒関連酵素の酵素活性の阻害度を評価するin vitroのアッセイ系と脱窒活性の阻害度を評価する細胞ベースのアッセイ系を用いて、カビ脱窒に対して阻害効果の見られる化合物の網羅的探索を行なう。続いて、農耕地土壌や肥料を用いたポット試験を実施し、スクリーニングにより得られたカビ脱窒阻害化合物によるN2O削減効果を評価する。さらに、ヒット化合物の阻害作用機構を解明することにより、より有効なカビ脱窒阻害剤の設計に繋げる。