hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
道路トンネルの合理的な耐凍害設計法の開発に関する研究

寒冷地に位置する道路トンネルは,しばしば凍害を受け,交通確保や維持のために多大な労力を要求される。本研究は耐凍害設計法の確立を目指し,断熱材施工を行う場合を対象にして,その最適な材料の選択および厚さの算定法について検討を行ったもので,以下のように要約される。1)断熱材厚さの算出のための実用的な温度算定法の提示;(1)外部断熱材施工において,材質の選択や厚さの決定が比較的簡単に行える温度算定式を準定常(周期的)熱伝導解析に基づいて導出した。なお算定式は,トンネル・地山系の断熱特性を支配するパラメータのみで表されたもので,設計を簡単に行え,また断熱特性を理解するのに役立つ。(2)温度算定法は,非定常熱伝導解析の結果との比較によれば,実用上は十分な精度を有している。2)地山の熱定数の同定法の開発;(1)有限要素法と拡張カルマンフィルタの組合せによる,地山の熱定数(熱伝導率・熱容量)の同定解法を開発した。提示した解法は,地山の熱定数の安定した同定が行え,さらに覆工コンクリート・地山系の熱伝導状態の把握が可能である。(2)熱定数の同定解析を行うときは,観測値の得られた時期(季節)やトンネル建設地点の環境により熱伝達率や覆工コンクリートの熱伝導率の設定に考慮が必要となる。(3)地山方向の観測点が多い場合には,多層地山モデルを採用すれば各層の熱定数の同定が可能であり,地山の力学特性も間接的に推測出来る。3)トンネル建設地点の温度推定法の開発;(1)トンネル建設地点の温度の推定を,その近傍の観測値の特性を利用する確率・統計論に基づくSemi-Variogramrを用いて試みた。(2)この方法による推定値と実際に得られている観測値の比較は良く一致し,本手法の妥当性が確認された。従って,十分な精度で設計への適用が可能である。1)寒冷地トンネルの耐凍害設計の基本データである最低気温の合理的な推定を目的に,アメダスの観測気温を用いた未観測点の気温推定をVariogramの手法により行い,その結果以下のことが明らかになった。・限定した地域においては定常性を仮定することにより,観測地点の気温変動の関係はその距離のVariogramで定義できる。・北海道を太平洋側,オホーツク側,日本海側の三つに大きく地域分けをし,さらにそれらの地域を日気温平均差により山岳,内陸,海洋エリアに分割することにより最低気温変動の推定精度を高められる。2)寒冷地トンネルの断熱材設計の基礎資料を得る目的で,非定常熱伝導解析および地山・覆工コンクリートの熱伝導率・熱容量等の同定を行い,以下のことが明らかになった。・トンネル・地山系の温度解析は,一次元熱伝導解析でも十分の精度で行える。・拡張カルマンフィルタと有限要素法の併用により,地山・覆工コンクリートの熱伝導率熱容量等の同定を精度よく行える。・精度よく同定を行うには,覆工コンクリート表面の熱伝導率の設定に注意が必要である。・多層地山モデルによる複数の熱伝導率,熱容量の推定が可能である。寒冷地に位置する道路トンネルの耐凍害設計法の確立を目指して,以下について研究を行った。1)地山の熱定数の同定法の開発;(1)有限要素法と拡張カルマンフィルタの組合せによる,地山の熱定数(熱伝導率・熱容量)の同定解法を開発した。

提示した解法は,地山の熱定数の安定した同定が行え,さらに覆エコンクリート・地山系の熱伝導状態の把握が可能である。(2)熱定数の同定解析を行うときは,観測値の得られた時期(季節)やトンネル建設地点の環境により熱伝達率や覆エコンクリートの熱伝導率の設定に考慮が必要となる。(3)地山方向の観測点が多い場合には,多層地山モデルを採用すれば各層の熱定数の同定が可能であり,地山の力学特性も間接的に推測出来る。2)断熱材厚さの算出のための実用的な温度算定法の提示;(1)外部断熱材施工において,材質の選択や厚さの決定が比較的簡単に行える温度算定式を準定常(周期的)熱伝導解析に基づいて導出した。なお算定式は,トンネル・地山系の断熱特性を支配するパラメータのみで表されたもので,設計を簡単に行え,また断熱特性を理解するのに役立つ。(2)温度算定法は,非定常熱伝導解析の結果との比較によれば,実用上は十分な精度を有している。(3)トンネル・地山系の断熱効果は,地山の熱定数(熱伝導率・熱容量)が大きい程,断熱材の熱伝導率が小さい程,断熱材の厚さおよび覆工の厚さが大きい程,良好となる。
炎症の組織修復に関する研究-線溶系と組織修復機構-

ウイスタ-系雄ラットを用い、カラゲニン炎症モデルを作製し炎症組織を組織学的ならびに生化学的に分析した。炎症巣における浸潤細胞は初期においては好中球が7日目以降ではマクロファ-ジが主体となる。線維芽細胞の増殖はカラゲニン注入翌日から炎症巣の周辺部においてみられるが、炎症の強い初期では肉芽組織の形成は少なく、著明な肉芽形成は7日目以降において認められる。肉芽組織の器質化は周辺部から炎症巣中心部に向って進行し、14日目以降では肉芽組織の線維成分が増加し、21日目では肉芽嚢の大部分が線維性組織で線維芽細胞は肉芽嚢内腔側に数層認めるだけとなる。また、14日目以降では肉芽組織内にカラゲニンを貪食したマクロファ-ジが増加する。炎症初期では浮腫が著しい組織隙あるいは炎症巣中心部にフィブリン様物質がみられるが、これは肉芽組織の形成に伴い消失する。肉芽組織におけるブラスミノ-ゲン・アクチベ-タ-活性は7日目から14日目にかけて増加し、14日目から21日目にかけては減少傾向を示す。このアクチベ-タ-の上昇に伴い炎症巣における滲出液中の免疫学的に測定したプラスミノ-ゲンおよびフィブリン分解産物は7日目より14日目、21日目において明らかな高値を示し、7日目から14日目にかけて明らかな増加を示す。また、7日目から14日目にかけてコラゲナ-ゼ活性は上昇するが、この活性化因子はプラスミンであることが明らかになった。以上のように線溶系はフィブリン分解、コラゲナ-ゼ活性化調節機構に関与し、組織修復過程で肉芽組織の形成およびその器質化に重要な役割をはたしていることが明らかになった。
モデル実験系を用いた生体高次機能解析

特にショウジョウバエ・線虫・ゼブラフィッシュおよびアラビドプシスの3つの実験系を選び、諸外国の研究動向とわが国の現状について調査を行った。各班員の研究結果を持ちよって班会議を計3回行い、討論を行った。また、日本分子生物学会においてシンポジウムを開催し、それぞれの実験生物系の長短を比較検討した。またこの研究分野の育成にこれまでどの様な研究組織づくりの努力が行われたかを調査し、今後の領域推進方法について検討した。その結果、次の結論を得た。(1)ショウジョウバエ重点領域の成功によって、当初は2-3の研究室しかなかったショウジョウバエの分子生物学を用いた研究が爆発的に増加し、現在ではショウジョウバエ班会議に250名が集まって、しかもその多くの研究が世界的なレベルに達するまでになった。(2)ショウジョウバエ班会議には線虫・ゼブラフィッシュなどの研究者も集まり、共通の「言語」で討論しあえるようになった。(3)今後は一人の研究者が複数の実験系を扱うか、異なった実験系の研究者が密接に協力していくことが生体高次機能の研究に必須である。(4)そのための人材をわが国の中で具体的に20-30人あげることができる。(5)さらに現在外国在住の日本人研究者で潜在的にこの分野を将来担い得る人材が多数いる。このような研究結果を踏まえて、新たな構想で『モデル実験生物固体を用いた生体高次機能の遺伝子解析』という重点領域を早急に実現することが望ましいという結論を得た。そこで、堀田が領域研究代表者となって、(1)ボディープランの確立,(2)細胞アイデンティティーの獲得,(3)遺伝子ネットワークの構築の3計画班と公募研究からなる案を作成するべくその準備を行った。
ヒト記憶型T細胞のレパートリーが免疫監視機能に及ぼす影響の解明

末梢のT細胞レパートリーは大きくナイーブ型とメモリー型が担っている。メモリーT細胞の働きは同一の病原体への迅速な免疫応答というだけでなく、そのレパートリーは別の新しい抗原に対する免疫応答にも多大な影響を及ぼすと推定されるが、その実態は明らかではない。本研究では、変異性の高い病原体であるヒト免疫不全ウイルス(HIV)に対するヒトCD8T細胞の応答をモデルとして、ヒト免疫監視機能を解析した。数多くの遺伝子クローニングを行なうため、パーソナルタイプのゲル撮影装置を購入して、DNA組換え実験の効率を向上させた。その結果、慢性HIV感染患者からHLA-B35拘束性のHIV pol由来ペプチド(IPLTEEAEL)に特異的な2種類の異なるCD8T細胞集団を同定した。HLAテトラマーを用いてT細胞レセプター(TCR)と抗原ペプチドとの相互作用を解析したところ、両集団では3倍以上の親和性変化が認められた。機能解析を行ったところ、適度な結合性を示したCD8T細胞ではHIV感染細胞に対して顕著な細胞傷害活性、サイトカイン産生、増殖活性を示したにもかかわらず、高い結合性を示したCD8T細胞ではいずれの活性も認めなかった。さらに両T細胞からTCR遺伝子をクローニングし、健常人から分離したCD8T細胞に導入する方法を確立させた。高い結合性を示したTCR遺伝子の導入により、CD8T細胞はテトラマーに対する高結合活性を得たが、HIV感染細胞に対する細胞傷害活性は示さなかった。この結果は慢性HIV感染患者のCD8T細胞で観察された結果をよく再現していたことから、HIV感染細胞に対するT細胞の機能障害はTCRの抗原認識レベルで起こることが明らかとなった。このことはHIVに対するヒト免疫監視機能とHIVによる免疫逃避に新たな示唆を与えるものである。
乱流における組織渦の役割

乱流における組織構造に関する歴史は未だ浅く,水工学分野への適用も一部に限られてきた.水工学分野における共通の理解を深め,また本質を理解するために,最初に乱流における組織構造とは何かについて論議を深め,定義を定めた.研究の範囲としては,乱流の二大分枝である壁面乱流と自由乱流とを共に含むものとした.開水路内層,外層,段落ち剥離流,河道内組織渦,混合層乱流における組織渦を取り上げ,水工学に関する広い範囲を網羅した.可視化と流速計測の同時併用により,内層の組織構造のさまざまな特徴を得た.壁縦渦の流れ方向平均維持時間T+は92である.VITA法による最適パラメータは,組織構造の可視化形象と流速波形の相互関係より, T+=13, K=0.8が得られた.また,壁縦渦の概念モデルが得られた.外層およびその境界付近では,ロータリースペクトルから流速変化が逆推定された.粒子の軌跡からフラクタル特性,速度の時系列資料からフラクタル次元が算出され,壁面からの距離による組織構造の特性が得られた.段落ち下流部での壁面圧力の流下方向分布は,風洞での前縁剥離流と同じに,再付着点付近で最大となる.圧力スペクトルには組織渦の存在を示すピーク部が現われる.再付着点付近の組織構造の周期は,河川で観測されるポイルの発生周期とほぼ一致している.半球背後の剥離渦については,アーチ状の渦の発生周期,剥離泡から放出される渦の周期とレイノルズ数との関係が得られた.河道の下り斜面を流下する渦については,速度分布と渦動粘性係数の最適モデルが得られた.混合せん断流においては,時・空間測定により回転渦形が同定された.下層水が連行される角度は29°であることが判明し,レイノルズ応力の分布特性に与える回転渦の役割も明らかとなった.乱流における組織構造に関する歴史は未だ浅く,水工学分野への適用も一部に限られてきた.水工学分野における共通の理解を深め,また本質を理解するために,最初に乱流における組織構造とは何かについて論議を深め,定義を定めた.研究の範囲としては,乱流の二大分枝である壁面乱流と自由乱流とを共に含むものとした.開水路内層,外層,段落ち剥離流,河道内組織渦,混合層乱流における組織渦を取り上げ,水工学に関する広い範囲を網羅した.可視化と流速計測の同時併用により,内層の組織構造のさまざまな特徴を得た.壁縦渦の流れ方向平均維持時間T+は92である.VITA法による最適パラメータは,組織構造の可視化形象と流速波形の相互関係より, T+=13, K=0.8が得られた.また,壁縦渦の概念モデルが得られた.外層およびその境界付近では,ロータリースペクトルから流速変化が逆推定された.粒子の軌跡からフラクタル特性,速度の時系列資料からフラクタル次元が算出され,壁面からの距離による組織構造の特性が得られた.段落ち下流部での壁面圧力の流下方向分布は,風洞での前縁剥離流と同じに,再付着点付近で最大となる.圧力スペクトルには組織渦の存在を示すピーク部が現われる.再付着点付近の組織構造の周期は,河川で観測されるポイルの発生周期とほぼ一致している.半球背後の剥離渦については,アーチ状の渦の発生周期,剥離泡から放出される渦の周期とレイノルズ数との関係が得られた.河道の下り斜面を流下する渦については,速度分布と渦動粘性係数の最適モデルが得られた.混合せん断流においては,時・空間測定により回転渦形が同定された.下層水が連行される角度は29°であることが判明し,レイノルズ応力の分布特性に与える回転渦の役割も明らかとなった.組織構造に関する研究の歴史は未だ浅いので、水工学分野の共通の理解を深めるため、乱流における組織構造の定義を定めた。また、乱流の二大分枝である壁面乱流と自由乱流とを共に研究視野に収めることとした。壁面乱流としては、水工学に最も重要である開水路乱流を取り上げ、自由乱流としては混合層における組織渦を取り上げることとした。さらに、この両者を結びつけるものとして剥離渦を考えることとし、水工学に関する広い範囲を網羅することを目的とした。開水路流れの内層においては、可視化と流速計測の同時併用などを通して、ヘアピン型の渦構造が多数形成され、それらが乱れエネルギーの発生に重要な役割を果たしていることが分かった。この渦は固有の規模と傾斜角を持ち、互いに複合して大規模な秩序構造へと発達する。外層においてはマイクロコンピュータの内部クロックを利用して熱膜流速計の温度管理・補正を行いながら乱流計測が行われた。また、35mmモータードライブカメラによる可視化実験により、縦渦の時空間構造を明らかにした。段落ち流れに形成される組織渦は、段落ち頂部に発生する剥離渦と、再付着点から浮上するコルク・ボイル渦の2つがある。本研究ではレーザー流速計と圧力変動の同時計測を行い、再付着点付近の組織渦の動特性を明らかにした。半球背後の剥離渦については、アーチ状の渦の発生周期とレイノルズ数との関係が得られた。さらに、剥離域内での渦の合体とRe数との関係も明らかにされた。せん断混合層における多変量の同時測定や可視化実験を行い、組織渦の空間的・時間的広がりが明らかにされ、組織渦と連行とは密接な関係があることが分かった。
向精神薬でBPSDの薬物療法を行う認知症高齢者への訪問看護アセスメント指標の開発

向精神薬によってBPSD(行動・心理症状)の薬物療法を行っている認知症高齢者に対し,訪問看護師が在宅療養生活継続に向けて行っている判断を明らかにすることを目的に,半構成的面接によるインタビュー調査を行った.12名の訪問看護師を対象とし,分析したところ,【向精神薬やBPSDの影響を考慮したBPSD悪化の予測】,【向精神薬やBPSDに伴う機能低下の見極め】,【介護負担を念頭に置いた家族のBPSDへの対応力の評価】,【BPSD安定・改善に向けた服薬支援および非薬物療法の評価】の4カテゴリが生成された.BPSDを有する認知症高齢者に対し,向精神薬の影響を考慮する重要性が示された.本研究の目的は、「BPSDにより向精神薬で薬物療法を行っている認知症高齢者に対する訪問看護アセスメント指標の開発」を行うことである。本指標の開発により、BPSDを抱えて地域で暮らしている認知症高齢者に対する訪問看護師の看護の質向上を狙う。平成28年度は、指標の開発に向けた基礎データの収集として、BPSDを抱え、向精神薬で薬物療法を行っている認知症高齢者に対して訪問看護経験がある訪問看護師を対象に半構成的面接調査を行った。対象施設は3施設であり、そのうち2施設は認知症疾患医療センターとして登録されている医療施設内に設置されている、訪問看護施設であった。また、対象者には、認知症認定看護師を含んでいた。インタビューは、認知症高齢者への今行っている看護、過去に行っていた看護の経験を想起してもらい、「今行っている(行っていた)看護は、どのようなアセスメントにもとづくものか」といった観点から自由に語ってもらった。音声データとして得られたインタビューデータの逐語録を作成し、「BPSDを向精神薬で治療している認知症高齢者に対して行っているアセスメント」の観点から質的帰納的に分析を行いながら適宜質問内容の見直しを行った。指標の開発に向け、質的帰納的に分析を繰り返しており、認知症在宅看護の専門家や対象者のスーパーバイズを受ける予定としている。そして、全国調査に向けた調査用紙作成に向け、項目の抽出および作成を合わせて行っている。本研究の対象者は、BPSDを抱え、向精神薬で薬物療法を行っている認知症高齢者に対して訪問看護の経験がある訪問看護師を対象とした。このような専門的知識をもとに看護を提供していると考える訪問看護師の選定、および対象施設の研究協力承諾に時間を要したため。行動・心理症状(BPSD)が認知症高齢者の在宅療養生活を妨げると指摘されている.認知症高齢者の急増が予測されている2025年に向けて,認知症高齢者のBPSDへの対応は在宅医療推進の重要な課題である.本研究において,向精神薬によってBPSDの薬物療法を行っている認知症高齢者に対して,在宅療養生活継続に向けて訪問看護師が行っている判断を明らかにした.向精神薬によりBPSDの薬物療法を行っている認知症高齢者に対し,サービスを提供している訪問看護事業所で勤務する看護師を対象とし,半構成的面接によるインタビュー調査を行った.インタビューはボイスレコーダーに録音し,逐語録を作成した.分析は,質的帰納的に行い,訪問看護師の判断に関する内容を1つの文脈として,意味の類似性からコード化を行った.意味の共通性からサブカテゴリ,カテゴリを生成した.研究協力施設は3か所であり,男性1名,女性11名の訪問看護師に対してインタビュー調査を実施した.参加者の年齢は,30歳代が6名,40歳代が2名,50歳代が3名,60歳代が1名であった.看護師経験年数の平均±SDは20.8±9.1年で訪問看護師経験年数の平均は6.1±6.2年であった.分析の結果,31コードが抽出され,9サブカテゴリ,3カテゴリが生成された.以下,カテゴリを《》で示す.明らかになったカテゴリは,《向精神薬やBPSDの影響を考慮したBPSD悪化の予測》,《向精神薬やBPSDに伴う心身機能低下の見極め》,《家族のBPSDの対応に伴う介護負担および対応力の見極め》であった.参加者は,向精神薬によりBPSDの薬物療法を行う認知症高齢者の在宅療養生活継続に向けてBPSD悪化の予測,心身機能低下の見極め,家族の介護負担とBPSD対応力を見極めていた.これらの判断には,向精神薬が認知症高齢者に与える影響を考慮していることが示された.向精神薬によってBPSD(行動・心理症状)の薬物療法を行っている認知症高齢者に対し,訪問看護師が在宅療養生活継続に向けて行っている判断を明らかにすることを目的に,半構成的面接によるインタビュー調査を行った.12名の訪問看護師を対象とし,分析したところ,【向精神薬やBPSDの影響を考慮したBPSD悪化の予測】,【向精神薬やBPSDに伴う機能低下の見極め】,【介護負担を念頭に置いた家族のBPSDへの対応力の評価】,【BPSD安定・改善に向けた服薬支援および非薬物療法の評価】の4カテゴリが生成された.BPSDを有する認知症高齢者に対し,向精神薬の影響を考慮する重要性が示された.アセスメント指標の開発の基礎的調査であるインタビュー調査を概ね終えることができた。その結果をもとに全国調査に向けた項目の抽出を行っている。質的帰納的分析および質問項目の作成を終えた後、インタビュー調査の対象者に語った内容と相違がなかったかを確認し、妥当性を確保する。そして、プレテストを行い、質問紙調査による全国調査を行う。その後、統計学的な処理を行い、指標の開発を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。
基底細胞癌に対する新規の非侵襲的治療の検討；forskolin外用療法の開発

該当研究に必要な基底細胞癌のモデルマウスを購入し、繁殖を開始し始めていたが、研究者代表者が病のため長期療養に入り、実験遂行が不可能になった。
癌の転移・浸潤に関わる膜結合型マトリックスメタロプロティナーゼの構造と機能解析

高転移性癌組織においてMMPによる組織破壊活性が高いことが知られている。我々は癌組織における特異的なゼラチナーゼA活性化に注目し、ゼラチナーゼA活性化に関わる遺伝子としてMT-MMPをクローニングした。本研究ではMT-MMPの構造と機能を解析すると共にMT-MMPを標的とした抗癌、抗転移剤開発のためのスクリーニング系を開発する事を目的とした。癌組織においてはゼラチナーゼA活性化と共に活性化型ゼラチナーゼAの癌細胞への特異的な結合が認められることからMT-MMPのゼラチナーゼAレセプターとしての機能を検討した。I-125-標識ゼラチナーゼAとMT-MMP発現プラスミド導入細胞をインキュベイトし、細胞への結合、活性化をSDS-PAGEにより分析した結果、ゼラチナーゼAはMT-MMP発現細胞に特異的に結合し、引き続き中間体まで変換される事が明らかとなった。中間体から活性化型まではゼラチナーゼA自身の酵素活性を必要とすることから自己触媒的に変換されることが示唆された。一方で、リコンビナントMT-MMPタンパクによるゼラチナーゼA活性化反応の再構成実験を試みた。MT-MMPのキャタリティックドメインをグルタチオンSトランスフェラーゼとの融合タンパクとして大腸菌で発現させグルタチオンビーズゲルにより精製した。精製MT-MMP融合タンパクをゼラチナーゼAとインキュベイトしその後ゼラチンザイモグラフィーにより分析した。その結果MT-MMP融合タンパクによってゼラチナーゼAの特異的なプロセッシングが認められた。ゼラチナーゼAのAsn66-LeuをIle-Valに変換した変異体ではプロセッシングが起こらず、この部位で切断が起こることが示唆された。融合タンパクによるプロセッシングはMMPの特異的な阻害剤であるTIMP-2,BB-94により顕著に抑制されたことから、この系が阻害剤スクリーニングに有用であることが示された。
極低温共鳴電子メスバウアー分光装置の開発(350mk〜4.2K)

1)液体ヘリウム計数管の製作:既製の極低温用(4.22K)のクライオスタットを改良しそのヘリウムタンク内に新しく設計製作した液体ヘリウム計数管を取り付けた。計数管の形状には2種類ある。1つは計数管の動作特性を調べるためのもので、20mmφ×長さ600mmの円筒型ニッケル陰極および10μmφの陽極線を持つものである。他の1つはメスバウアー分光測定用で30mmφ×高さ10mmのタイコ型アルミニウム陰極および30μmφ陽極線を持つものである。2)動作特性の調査:^<109>Cdの電子線を上記計数管陰極を取り付け、2次元多重波高分析器を用いて液体ヘリウム計数管としての時性を調べた。その結果どちらの計数管によっても^<109>Cdからの88keV内部転換電子による信号を取り出せることが分かった。それ以下のエネルギーが電子線に関しては、まだS/N比が悪く取り出せていない。面白いことに、印加電圧を増加するとそれに伴い信号の波高値も増加すること確かめることが出来た。3)今後の予定:この波高値の増加現象が本当に我々が気体している液体ヘリウム中での増加作用によるものであるかどうかをさらに詳しく調査する予定である。
ガバナンス時代における政策実施の実証的研究

自治体による屋外広告物規制の実施過程、市民意識、屋外広告業者の意識と行動に関するアンケート調査結果を分析した。量的・質的分析の結果、政策実施機関への権限移譲のあり方や市民の関わり方が、政策実施過程に違いを生み、ひいては政策アウトカムを変化させることが明らかになった。本年度は、政策実施研究、ガバナンス論に関する先行研究の文献調査を中心に研究を実施した。政策実施研究に関しては、文献収集を集中的に行い、先行研究を網羅的に検討した。その成果は、『公共政策学の基礎』の第11章「公共政策の実施」にまとめて公表した。ガバナンス論及び政策分野の各論(屋外広告物規制、景観保全、建築確認、食品安全等の分野)については、現在、資料収集を続けているところである。景観保全については、これまでの蓄積と併せて、日本法社会学会の年報に「『コモンズの悲劇』の解決策としての法」という論文を発表した。屋外広告物規制については、先行研究の検討を行うとともに、つくば市、水戸市、名古屋市等への聞き取り調査も実施した。その成果はまだ公刊していないが、まとまり次第発表したいと考えている。文献調査については概ね計画どおり進捗している。聞き取り調査は、震災の関係もあって若干遅れ気味である。研究計画では来年度中に質問紙調査を行うこととしており、対象自治体のリストアップも行ってきた(研究対象分野によって実施機関が異なる)。しかし、東日本全域にわたって、地方自治体が被災したため、計画どおり調査を実施してよいものか、悩んでいる。おそらく、社会的にみて、被災自治体はもちろん、支援に当たっている他の自治体に調査票を送付することは許されないであろう。来年度の早い段階で、研究方法を変更して、目的を達成できないものか検討するつもりである。屋外広告物規制及び政策実施研究についての文献調査を継続し、研究枠組みの作成に努めた。研究補助者の協力も得ながら、10件の自治体に聞き取り調査を行い、事例収集を行い、屋外広告物規制や政策実施一般に関する実態把握に努めた。この結果を踏まえて、屋外広告規制の実施窓口機関に対する質問紙調査及び屋外広告事業者に対する質問紙調査(いずれも郵送法)を実施し、集計結果の分析を行った。政策実施に関する研究において、規制機関に対して行われる調査は珍しくないが、事業者に対しても実施し、調査結果を規制者と被規制者の両面から確認したところに本研究の意義があると考える。これによって、両調査で得られたデータの信頼度も高まった。また、屋外広告物に関する研究については、建築・都市計画分野では、相当の蓄積があるが、もっぱら広告又は景観の中身をどうデザインするかに焦点が当てられる。本研究では政治学・行政学の枠組みを用いて規制者と被規制者の相互作用を記述・分析できたところに意義がある。特に、2011年度に行った分析では、権限移譲のあり方や市民の関わり方が、政策実施過程(組織のあり方、実施手段、職員意識など)に違いを生み、ひいては政策アウトカム(自治体のパフォーマンス)を変化させることが明らかになった。このことは、政策提言にも結び付く発見であると考える。日本公共政策学会において、政策実施研究に取り組む研究者に呼びかけてパネルを組織し、ここまでの研究成果を報告することとした(発表は2012年6月)。政策実施の実態を屋外広告物規制政策に関する事例研究と質問紙調査によって明らかにした。政策を実施する自治体及び規制を受ける屋外広告業者に対する調査(2011年度実施)だけでなく、ステイクホルダーとしての市民に対する調査も2012年度の補助金で実施し、多面的に政策実施の実態を解明した。2012年度は文献調査、聞き取り調査、質問紙調査の結果の分析に注力した。それによる発見の概要は以下のとおり。1)自治体に関する分析においては、都道府県の政策実施を単に市区町村に委任するのでは、実施方法もアウトカムも都道府県が実施するのと比べて改善しないことが明らかになった。条例制定権を含めて権限移譲して初めて、組織のあり方、実施方法、職員意識が改善し、アウトカムもよくなることが解明された。2)屋外広告業者を対象とした分析では、条例制定権まで移譲された自治体できめ細かい厳しい政策実施を行っていることが明らかになり、1)の発見が屋外広告業者の観点からも確認された。屋外広告業者の現状認識は、条例違反がはなはだしいととらえている点など、自治体担当者の認識と概ね合致している一方で、自治体による政策実施の現状については、自治体担当者自身の認識より厳しく評価する傾向にあり、違反者に対しては厳しい対応を求めるなど、緩やかな対応に終始しがちな自治体の姿勢との間でかい離がある。3)市民意識の分析からは、市民にとって屋外広告規制の優先順位は高くないことが確認された一方で、景観保全と対比して、土地建物の利用権、自由な経済活動、利便性などの優先度を尋ねたところ、6-8割の回答者が景観保全を優先するという傾向が示された。財政資源が限られていても、約5割の回答者が取締強化を求めるという予想外の結果も得られた。以上の成果を3本の論文として発表した。

補助金申請では食品や建築の偽装に対する行政の不作為を研究対象に含めていたが、東日本大震災及び原発事故への対応で、自治体の食品安全・建築確認部局から調査協力を得ることが困難になったため、震災復旧と比較的関連が薄い屋外広告物規制に絞ることとした。質問紙調査においても、被災3県及び被災市町村は対象から除外した。また、2011年度補助金の一部は2012年度に繰り越したため、聞き取り調査の一部及び屋外広告事業者に対する質問紙調査は2012年中に実施した。このため、当初の研究計画に比べると、研究対象の広がりが限定されたが、他方、絞り込んだ研究対象(屋外広告物規制)を深く掘り下げることができ、結果として研究目的は概ね達成できる目途がたった。24年度が最終年度であるため、記入しない。屋外広告物規制について、2011年度分として実施機関(自治体)、被規制者(屋外広告物事業者)に対する質問紙調査を実施したが、更にステイクホルダー(市民)の意識に関する調査を実施し、ガバナンスの観点から理解を深めることとした。収集した質的・量的データの分析を進め、成果を論文等で発表する。
プロトンやx-線などで誘発される突然変異の生成機構

平成6年度からの研究で、プロトンやα-線による突然変異は、放射線の関節作用に起因する割合が高いことがわかった。次に、大腸菌染色体上のtonB遺伝子を用いた場合、旧来の報告とは異なり、欠失変異の増加はあまり見られなかった。自然変異での欠失と比べると、数塩基から数百塩基の比較的短い欠失が多く見られることが特徴である。塩基置換については、解析件数が少ないので、結論はまだ出せないが、自然変異のスペクトルとよく似ていた。生理的条件でのx-線の変異誘発作用についての情報は少ない。更に解析を続けることが必要である。トランスジェニックスは、最近やっと一般的に利用の始まった実験系である。多くの困難が伴っており、充分に評価は定まっていないが、幾つかの点で成果が見られた。ひとつは、変異遺伝子の回収や、変異遺伝子のsequenceについてのknow howが得られたことである。次に、トランスジーンの変異がマウスの年齢に依存して上昇することが明らかになったことである。どのような変異が遺伝子のどこにおきたかを明らかに出来るなら、老化と突然変異との関係より明確に示すことが出来るかもしれない。今後はこれ等の結果を手がかりに、放射線による変異の精密な解析を行いたい。従来から活性酸素は、細胞内の2価金属イオンと反応し、水酸ラジカルを生じ、その結果DNAのグアニン塩基に損傷を作り、DNA複製を経て、G:C->T:Aのトランスバ-ジョン型変異を誘発することが知られている。そこで、活性酸素を生成する過酸化水素、2価鉄イオン、脂質過酸化でpZ189プラスミドを処理し、生じた変異体について塩基変化を調べた。全ての処理で、G:C対の変異がT:A対の変異より4倍多く観察された。G:C->C:G及びG:C->T:Aトランスバ-ジョン変異が共に3040%を占めていた。次にプロトン照射、α-線照射による変異体を解析したところ、この結果は活性酸素による変異のスペクトルと基本的に一致しており、電離放射線による間接作用の占める割合の重大さが示唆された。次に、x-線照射大腸菌染色体上のtonB遺伝子変異について調べた。tonB-trp遺伝子を標的とした変異では、約10倍の変異上昇が認められたが、欠失変異の上昇は観察されなかった。tonB-trpは、約4kbの距離があり、欠失変異を測定するには不適当であるという可能性と、x-線は、大腸菌染色体には欠失を誘発しないという可能性とがある。x-線誘発tonB遺伝子変異をシーケンスしているところである。トランスジェニックマウスのlacZ遺伝子変異体の解析は、正常lacZ遺伝子を持つ多数のファージから変異lacZを持つ小数のファージをいかにして選び出すかが重大な問題であり、その解決がやっと可能になった。シーケンスの完了した5つの変異体の場合、G:C->A:Tが2個、A:T->T:A、G:C->T:Aがそれぞれ1個、フレームシフトが1個であった。今後は、より多くの変異体の解析を行ないたい。平成6年度からの研究で、プロトンやα-線による突然変異は、放射線の間接作用に起因する割合が高いことがわかった。次に、大腸菌染色体上のtonB-trp遺伝子領域を対象にx-線誘発突然変異を解析した。tonB遺伝子を用いた場合、旧来の報告とは異なり、欠失変異の増加はあまり見られなかった。更に解析を続けることが必要であると思われる。トランスジェニックマウスは、最近やっと一般的に利用の始まった実験系である。多くの困難が伴っており、まだ充分に評価は定まっていないが、幾つかの点で成果が見られた。そのひとつは、変異遺伝子の回収や、変異遺伝子のsequenceについてのknow howが得られたことである。

ふたつ目には、トランスジーンの変異がマウスの年齢に依存して上昇することが明らかになったことである。どのような変異が遺伝子のどこにおきたかを明らかに出来るなら、老化と突然変異との関係をより明確に示すことが出来るかもしれない。今後はこれ等の結果を手がかりに、放射線による変異の更に精密な解析を行いたいと考えている。
極小部分多様体の幾何学の研究

球面に埋め込まれた2次元極小部分多様体Mについて,そのガウス曲率Kが2/n(n+1)より大きく,2/n(n-1)より小さいものは定曲率曲面であろうというSimon予想を研究した。nが4以上の整数である場合が未解決である。科研費一般研究(C)の援助のもと,n=4の場合に対する部分的解答を得た。以下の3つがその成果である。1.1/10≦K≦1/6であるような定曲率でないMが存在するとすれば,次の場合を考えればよいことを示した。(1)線形的にfullに6次元球面に埋め込まれている場合を考えればよい。(2)Calabiにより導入された関数Ψのゼロ点の指数の和の半分は2,4,6のいづれかの場合を考えればよい。(3)ゼロ点は少なくとも2個以上はある。2.ガウス曲率がみたす積分公式を作り,1/10≦K≦1/6でしかもKのラプラシアンがあるKの多項式によりピンチされている場合,Simon予想がn=4の場合正しいことを示した。3.1/10≦K≦1/6をみたす極小曲面の最初のdirectric curveについて,Barbosaにより導入された関数をKを用いて表現した。さらに,この関数の適当な定数によるピンチングのもとではSimon予想が正しいことを証明した。この結果は2におけるものとは異なる積分公式を用いて示されるが,この積分公式は1.において述べたΨのゼロ点の様子を考慮に入れたものであり,今後も応用され得るものと考えられる。以上の結果は,現在論文に執筆中であり,まもなく雑誌に投稿する予定である。
新規担持型Pd触媒を利用した立体的に多様な低分子化合物ライブラリーの構築

本研究の目的は「新規担持型Pd触媒(SAPd)を利用した立体的に多様な低分子化合物ライブラリーの構築」である。本年は、本研究のカギとなる担持型パラジウム触媒(SAPd)を用いるcis-ビニルヨードシクロプロパンと含窒素複素芳香環を有するボロン酸との鈴木-宮浦カップリング反応における基質適応範囲を検討し、マイクロウェーブ照射条件下において、設定した5種類の含窒素複素毒を有するすべての基質において、88%7%の収率で目的物のカップリング体が得られることが分かった。この条件は、tarans・ビニルヨードシクロプロパンにおいても有効であり、cis体、trans-体それぞれについて5つの異なる複素芳香環を有する10個の化合物を得ることが出来た。さらに、これら10個の化合物を2段階の酸化によりカルボン酸へと変換した。さらに、これらのカルボン酸と9つのアミンとを縮合することによりアミドへと変換、続く分子内に存在する保護基の脱保護を液相コンビナトリアル合成を用いて一挙に行い、総計90種類の化合物を合成することで、化合物ライブラリーの構築を連成した。これらの化合物から、アミン部位にNHCH_2Bocを有するcis体を5種、その立体異性体であるtrans体を5種を選択し、合計10化合物について20種類のキナーゼに対する阻害活性の評価を行った。その結果、複素芳香環に6-クロロギノリン部位を有する化合物において、立体異性体間(cis-体-trans-体間)で阻害活性に相違が観測された。すなわち、キナーゼJAK3において、cis-体はtrans-体よりも3倍近く強い活性を示した。一方で、キナーゼKDRついては、逆に、trans-体がcis-体よりも4倍近く高い阻害活性を示した。この結果は、本研究で構築した化合物ライブラリーが、シクロプロパン周りに三次元的に官能基を配置させたことにより、活性を示す官能基等の配置に関する情報を与えていることを示している。このような官能基の立体配置と活性との相互作用の相関を与えてくれる化合物ライブラリーは、創薬研究上、非常に有効である。(抄録なし)【研究目的】立体的に多様な創薬用低分子化合物ライブラリーの多検体迅速構築本研究では、Pd触媒を用いる鈴木-宮浦カップリング反応および炭素-窒素カップリング反応が鍵となる。そこで、平成23年度は、本研究目的を達成するために、炭素-窒素カップリング反応の開発者であるBuchwald教授の研究室に留学し、Pdカップリング反応に関する必須基本研究の遂行を計画した。Buchwald教授のもとで最先端のPd触媒カップリング反応に関する研究に従事することは、多様性のある化合物ライブラリーを作る本研究を展開するために、重要である。以下、Buchwald研究室での研究成果について記載する。【背景】Buckwald教授らが創出したビフェニルフォスフィンリガンド(Buchwaldリガンド)は、Pd触媒を用いるカップリングにおいて今日広く用いられている重要なリガンドである。1.安価なフォスフィンリガンドの創出解決すべき問題点:既存のBuchwaldリガンドは、高価な試薬(>$40/g)を使用している。そのため、より安価なリガンドを創出する必要がある。得られた結果より安価な試薬(>$2/g)を用いて新規リガンドを合成し、クロスカップリング反応に対し良好な活性を示すことを明らかとした。2.プレキャタリストへの展開解決すべき点:新規リガンドは、1回の反応で用いる使用量が比較的多かった。得られた結果、プレキャタリスト(Pd触媒とリガンドがすでに結合した化合物)を用いることで、1回の使用量を半分にすることに成功した。3.新規プレキャタリストの機能評価はっきりさせる点:新規プレキャタリストの基質適応範囲得られた結果、既存のBuchwaldリガンドに比べ使用量が若千多いものの、既存のリガンドと同様に窒素、酸素および硫黄などの原子を含む広い化合物の反応にも使用することが可能であった。本研究では、パラジウム(Pd)触媒を用いる鈴木-宮浦カップリング反応および炭素一窒素カップリング反応が、カギとなる。そこで、本研究目的を達成するために、平成24年度前半は昨年に続き、炭素一窒素カップリング反応の開発であるBuchwald教授の研究室に留学し、Pd触媒を用いるカップリング反応に関する研究の遂行を計画した。Buchwald教授のもとで研究し、最先端のPd触媒カップリング反応に関する研究に従事することは、本研究においてより多様性のある化合物ライブラリーを作るために、重要である。そして、24年度後半は、北海道大学で本研究テーマを進めた。【Bculwad研での研究成果】研究テーマ:嵩高いジアルキル置換ビアリルリガンドの新規合成法開発背景:市販されているt-BuBrett Phosの合成法は大きな3つの問題を抱えていた。(1)引火性の高いt-BuLiを2当量使用、(2)生成物から除去が困難なCuClを量論量使用、(3)反応時間が60時間と長く、収率53%と低収率。成果:+BuLiの代わりにGrignar試薬の利用することで、t-BuLiを用いずに、触媒量のCuClを用いて、反応時間20時間、収率89%でt-BuBrett Phosを合成可能な反応条件を見出すことが出来た。研究テーマ:新規ビアリル型キラルリガンドの創成研究背景:ビアリル型フォスフィンリガンドは、有機合成上有用であるにもかかわらず、キラルなタイプのリガンドはほとんど報告がない。そこで、新たなキラルリガンドの創出をめざし、ビフェニル型フォスフィンリガンドの創出を目指した。

成果:6種の新規キラルリガンドを合成し、評価することで、より高収率およびより高不斉収率を与え得るキラルリガンドをさらに3種設計し、合成した。現在は、このリガンドを用いて不斉反応の開発が行われている。【北海道大学での研究成果】前回までの課題:鍵反応となる新規担持型パラジウム触媒SAPdを用いる鈴木一宮浦カップリングにおいて、反応時間が24時間と長かった。本研究の目的は「新規担持型Pd触媒(SAPd)を利用した立体的に多様な低分子化合物ライブラリーの構築」である。本年は、本研究のカギとなる担持型パラジウム触媒(SAPd)を用いるcis-ビニルヨードシクロプロパンと含窒素複素芳香環を有するボロン酸との鈴木-宮浦カップリング反応における基質適応範囲を検討し、マイクロウェーブ照射条件下において、設定した5種類の含窒素複素毒を有するすべての基質において、88%7%の収率で目的物のカップリング体が得られることが分かった。この条件は、tarans・ビニルヨードシクロプロパンにおいても有効であり、cis体、trans-体それぞれについて5つの異なる複素芳香環を有する10個の化合物を得ることが出来た。さらに、これら10個の化合物を2段階の酸化によりカルボン酸へと変換した。さらに、これらのカルボン酸と9つのアミンとを縮合することによりアミドへと変換、続く分子内に存在する保護基の脱保護を液相コンビナトリアル合成を用いて一挙に行い、総計90種類の化合物を合成することで、化合物ライブラリーの構築を連成した。これらの化合物から、アミン部位にNHCH_2Bocを有するcis体を5種、その立体異性体であるtrans体を5種を選択し、合計10化合物について20種類のキナーゼに対する阻害活性の評価を行った。その結果、複素芳香環に6-クロロギノリン部位を有する化合物において、立体異性体間(cis-体-trans-体間)で阻害活性に相違が観測された。すなわち、キナーゼJAK3において、cis-体はtrans-体よりも3倍近く強い活性を示した。一方で、キナーゼKDRついては、逆に、trans-体がcis-体よりも4倍近く高い阻害活性を示した。この結果は、本研究で構築した化合物ライブラリーが、シクロプロパン周りに三次元的に官能基を配置させたことにより、活性を示す官能基等の配置に関する情報を与えていることを示している。このような官能基の立体配置と活性との相互作用の相関を与えてくれる化合物ライブラリーは、創薬研究上、非常に有効である。米国へ留学したことにより本研究の進捗がわずかであるが遅れている。しかしながら、留学先において本研究の重要な反応となる鈴木-宮浦カップリングおよび炭素-窒素カップリングの新しい経験を得ている。この経験が今後の研究の進捗をスムーズにするものと確信しており、概ね順調と考える。留学していたことで、本研究の進捗に若干の遅れがある。しかしながら、帰国後にか、鍵反応となる鈴木一宮浦カップリングのより良い反応条件を見出し、反応時間を短縮できたことから、残りの1年で本研究が大きく進展すると考えられる。帰国前より難しい化合物を用いたカップリング反応における反応条件の開拓
自己骨髄移植を利用した神経幹細胞による神経再生

神経幹細胞のマーカーとして知られる細胞骨格蛋白nestinは、神経幹細胞のほかにも血管内皮細胞などで発現がみられることから、神経幹細胞マーカーとしての特異性は低い。一方、nestin-EGFPトランスジェニックマウスは、神経幹細胞に選択的に発現を誘導するnestin遺伝子のセカンドイントロンエンハンサーの制御下で、蛍光物質のGFPを発現させるレポーター遺伝子が導入されている。したがって、この動物由来のnestin-EGFP陽性細胞は、神経幹細胞に選択性の高いnestin遺伝子が発現していることを示している。成体マウスから得た培養骨髄間質細胞(MSC)中に、nestin蛋白陽性細胞は約30%認めたが、神経幹細胞に選択的なnestin遺伝子の発現を示すnestin-EGFP陽性細胞は、セルソーターを用いた分離の結果、nestin-EGFPトランスジェニックマウス由来MSCの約0.5%であった。MSCはin vitroで活発な増殖能を持つことが知られているが、MSCを継代培養してもnestin-EGFP陽性のMSCは増殖能に乏しく、GFP陽性細胞を自己複製することはなかった。Nestin-EGFP陽性細胞をin vitroで増幅させるため、GFP陽性細胞数を指標として培養条件を検討した結果、Noggin、bFGF、およびIGF-1を培養液中に添加することにより、コントロールの330倍にGFP陽性細胞数を増幅させることが可能であった。この培養条件にて増幅させたnestin-EGFP陽性MSCを、セルソーターにより生きた状態のまま分離・濃縮して、神経幹細胞の選択的培養法であるneurosphere法により培養した。Nestin-EGFP陽性MSCは、neurosphere類似の細胞凝集塊を形成したが、活発な増殖能は認められなかった。
てんかん性興奮・制御に伴う運動異常症の発現機序および随意運動の中枢制御機構の解明

2年間の研究により、てんかん焦点および正常皮質における抑制機構に関して以下の知見を得た。1)大脳皮質が直接関与する脱力発作の病態機序臨床的に難治の全身の脱力発作をきたす症例において、長時間ビデオ脳波モニタリング、フルオロデオキシブドウ糖によるポジトロン断層撮影法、MRI等を施行した。その結果、前頭葉あるいは頭頂葉由来の発作時脳波変化に伴い、全身性の脱力発作をきたすことが示された。特に前頭葉についてはFDG-PETの代謝低下領域の所見を考慮すると、前補足運動野がてんかん焦点であることが示され、突発的運動抑制機序に同領域が強く関与することが示唆された。2)皮質電気刺激によるてんかん性活動の抑制難治部分てんかん患者4名において、てんかん外科の術前検査のために脳表面に留置された硬膜下電極を通して、てんかん焦点および非焦点を50Hzあるいは0.9Hzの頻度で皮質電気刺激を行い、てんかん焦点における発作間欠期のてんかん性放電の頻度の変化および皮質脳波の背景活動のパワーの変化を検討した。50Hzの焦点刺激により、有意にてんかん性放電の頻度が刺激終了後20分間は減少し、また皮質背景活動は2040Hzの周波数帯域において刺激電極に限局したパワーの減少を認めた。一方非焦点の刺激では、皮質背景活動は2040Hzの周波数帯域において刺激電極に限局したパワーの減少を認めたが、焦点のてんかん性放電の頻度には影響はなかった。同様の結果は0.9Hzの刺激によってももたらされた。以上より、大脳皮質の電気刺激は、てんかん焦点皮質および正常皮質のいずれにおいても、抑制系の活動の活性化をもたらすことが示唆された。低頻度経頭蓋的磁気刺激によるてんかん性活動の抑制内科的治療に対して難治てんかん発作をほぼ毎日起こす側頭葉外てんかん患者6名において、てんかん焦点に対して低頻度磁気刺激(0.9Hz 15分間、4回/週)を施行することにより、てんかん発作の減少の有無を検討した。発作頻度は施行後2週間は平均44%に減少した。しかし夜間にのみ発作をきたす前頭葉てんかん患者では発作の減少は認めなかった。本年度は研究計画の初年度として、以下の解析と結果を得た。(1)臨床的に難治の、全身の脱力発作をきたす症例において、長時間ビデオ脳波モニタリング、フルオロデオキシブドウ糖によるポジトロン断層撮影法、MRI等を施行した。(2)てんかん手術の目的で脳表面に留置した電極から補足運動野を電気刺激して、運動誘発電位を上肢近位筋から記録検討した結果、一次運動野の刺激と異なり、誘発閾値が高く、ISI=20ミリ秒からなる2連発刺激により初めて、18ミリ秒および40ミリ秒と2峰性の反応として出現した。これは補足運動野から下位運動ニューロンにいたる複数の経路を反映していると考えられる。(3)上述した(2)の結果をふまえて、経頭蓋的磁気刺激刺激法(TMS)により、補足運動野を非侵襲的に刺激して補足運動野由来の運動下行路の評価法を確立する目的で、健常者において現在検討中である。

(4)てんかん性興奮と抑制は常に相まって発現することが示唆されているが、てんかん焦点に対してある条件で電気的・磁気的刺激を中枢性に直接あるいは末梢神経から間接的に与えると、てんかん性活動の抑制が示唆されている。そこで本年はさらに、てんかん手術の目的で脳表面に留置した電極からてんかん焦点を直接的に低頻度電気刺激を行い、抑制系の賦活の機序について検討し、弱刺激を0.9Hzで行うと、少なくともてんかん性放電の抑制が明らかに認められた。次年度は、本年度に得られた結果をさらに発展させ、特にその機序についてより検討をする予定である。2年次(最終年度)として、てんかん焦点に対して皮質電気刺激あるいは磁気刺激を行い、その生理学的影響を検討するとともに(1、2)、皮質間連関における興奮・抑制の機序を経頭蓋的磁気刺激を用いて検討し(3)、生理的な皮質の興奮・抑制過程を同時に明らかにできた。1)皮質電気刺激難治部分てんかん患者4名において、てんかん外科の術前検査のために脳表面に留置された硬膜下電極を通して、てんかん焦点および非焦点を50Hzあるいは0.9Hzの頻度で皮質電気刺激を行い、てんかん焦点における発作間欠期のてんかん性放電の頻度の変化および皮質脳波の背景活動のパワーの変化を検討した。50Hzの焦点刺激により、有意にてんかん性放電の頻度が刺激終了後20分間は減少し、また皮質背景活動は2040Hzの周波数帯域において刺激電極に限局したパワーの減少を認めた。一方非焦点の刺激では、皮質背景活動は2040Hzの周波数帯域において刺激電極に限局したパワーの減少を認めたが、焦点のてんかん性放電の頻度には影響はなかった。同様の結果は0.9Hzの刺激によってももたらされた。以上より、大脳皮質の電気刺激は、てんかん焦点皮質および正常皮質のいずれにおいても、抑制系の活動の活性化をもたらすことが示唆された。1)低頻度磁気刺激内科的治療に対して難治てんかん発作をほぼ毎日起こす側頭葉外てんかん患者6名において、てんかん焦点に対して低頻度磁気刺激(0.9Hz 15分間、4回/週)を施行することにより、てんかん発作の減少の有無を検討した。発作頻度は施行後2週間は平均44%に減少した。しかし夜間にのみ発作をきたす前頭葉てんかん患者では発作の減少は認めなかった。1)補足野運動野と一次運動野の皮質間連関脳腫瘍あるいはてんかん手術のために、補足運動野を切除し、術後一過性に補足運動野症候群をきたした症例において、経頭蓋的磁気刺激を施行した。その結果、一次運動野の単発刺激による閾値の上昇と同時に、2連発刺激の刺激間間隔が5ミリ秒以下で正常者で見られるintracortical inhibitionが消失していたが、後者は補足運動野症候群の症状の改善に伴い正常化した。以上より、補足運動野の障害により、一次運動野の興奮性の低下と脱抑制が生じたことが示唆された。
ネットワーク構造の推定を基盤とした複雑システムの理解とその応用

多変量システムを効果的に予測するために,まず観測データのみを用いて要素間の相互作用およびダイナミクスを同定し,次にその知見を活かして最適な予測モデルを構築した.その適用例として経済市場に注目し,為替取引価格の変動を予測した.さらに実システムは構造が動的に変化する可能性があるため,時間経過に伴い予測モデルの再構築を繰返す効果も検証した.特にこの効果を確認することで,システムが動的に構造変化するか否かを判定できる可能性を示した.多変量システムを効果的に予測するために,まず観測データのみを用いて要素間の相互作用およびダイナミクスを同定し,次にその知見を活かして最適な予測モデルを構築した.その適用例として経済市場に注目し,為替取引価格の変動を予測した.さらに実システムは構造が動的に変化する可能性があるため,時間経過に伴い予測モデルの再構築を繰返す効果も検証した.特にこの効果を確認することで,システムが動的に構造変化するか否かを判定できる可能性を示した.自然界の多くのシステムは,複数の要素が複雑に相互作用する多変量システムである.システム全体の振舞いは複雑になり,その結果,予測や制御が困難になる.本研究では,この多変量システムを効果的に予測する手法を議論した.もしシステムを構成する1つの要素を予測対象とする場合,観測できる全要素の振舞いを予測のための情報として利用することができる.しかし,どの要素が要素iに影響を及ぼしているのか同定することは難しい.もし要素iと関連しない要素までも予測に利用してしまうと,予測モデルは複雑になり,情報量基準の観点や予測精度の観点から適切であるとは言えない.つまり,要素iと直接的に相互作用する要素ijの振舞いのみを予測の手がかりにする必要があり,そのためには,全変数から要素ijを同定する方法が必要となる.このようにシステム全体の因果構造を同定できれば,予測に限らず,システム全体の理解に役立つ.そこで本研究では,遺伝的アルゴリズムを用いて,要素iを最適に予測できるように使用する情報を厳選した.さらに,この予測精度の最適化によって,要素iと相互作用する変数ijを特定した.この手法の有用性を検証すべく,複雑系を模擬する数理モデルを用いてシミュレーションを行い,因果構造の同定精度を評価した.さらに,同定された因果構造を踏まえて予測をする場合と単純に観測しうる全変数を用いて予測をする場合の予測精度を比較し,予測に用いる情報を厳選する効果を検証した.次に,実際の多変量システムに対する応用として,実際の為替取引市場を予測対象とした.その際には,実際のシステムは,相互作用の構造が動的に変化する可能性を考慮する必要があるため,予測モデルを動的に最適化することで本手法の有用性の検証を行った.このような検証を通じて,以下の知見が得られている.●最適化された予測モデルを参照することで,システムの因果構造を同定できる.●最適化された予測モデルを用いれば,新規データに対しても精度良く予測できる.●実システムのように構造が動的に変化する場合,予測モデルを毎回最適化することで予測精度を向上できる.経済市場の取引価格など不等時間間隔で変動しているシステムは,実世界において数多く存在する.しかし従来の経済分析においては,分次や日次データといった等時間間隔で観測されたデータを解析対象とする場合が多い.これは物理時間を基準にして解析するためであり,また観測データ数を削減し少数データでも長期の性質を分析できるという利点もある.しかし,システム本来の特徴が破壊される危険性が生じる.サンプリングの時間間隔を大きくすれば観測漏れが生じ,小さくすれば重複して観測してしまう.本研究では,カオス的な数理モデルや実際の為替取引価格データに対して,非線形性を分析するサロゲートデータ法を適用し,サンプリングの時間間隔の変化によって,どのように非線形性が欠落するのかを分析した.なお,サンプリング後に欠落したデータを補うのは容易ではないが,重複データは単に削除することで改善できる可能性がある.そこでこの有用性を調査すべく,リカレンスプロットを用いた定性的分析を行った.このような検証を通じて,以下の知見を得ている.・データ期間を長くするためにサンプリング間隔を大きくしても効果は無い.・重複データの削除は非常に効果的である.・データ長を増やせば,欠損に対する頑健性を増強できる.・等時間間隔サンプリングはデータの特徴を破壊するので,ティックデータを解析するのが最適である.