hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スピン変換総括班

特に平成28年度は中間評価の年であることから、webを利用した研究成果に関する情報収集方法について議論し、報告書作成が円滑にできるように準備を開始した。現在のところ、総括班として計画していた項目はほぼ全部達成できていると考えている。具体的には、国際シンポジウムの開催、成果報告会の開催、スピン物性科学未踏開拓支援制度の構築などを行った。その他、計画通り和文ニュースレターと英文ハイライトを発行し、情報発信を行った。この他、海外活動支援班に採択されたことを受けて国際インターンシップ制度も上述の支援制度に組み込み運用を開始した。昨年度の前半は、本研究領域の中間評価の年であったため、領域全体の研究成果にかかわる情報収集および報告書の作成を行い、提出後10月の中間評価ヒアリングに備えた。また、通常年通り計画研究と公募研究の間の連絡・調整を図り、物理学会学術講演会などの時期に合わせて研究成果報告会を開催した。また、若手育成のために若手スクールやインターンシップを企画・運営した他、計画班研究者と公募班研究者間の共同研究や連携研究の芽を育むために、個別あるいは合同計画班会議を開催した。さらに、昨年度採択された国際活動支援班の資金を有効に利用し、異分野融合・発展を目的とした国際ワークショップ" "International Workshop on Spin Conversion Science and Quantum Spin Dynamics"を理化学研究所創発物性科学研究センターと共催で開催したところ、開催期間中の合計で200名を超える参加者を得て大変好評であった。これにより世界的な研究動向の情報収集をすることが出来ただけでなく、研究に関する議論を通じて国際的な共同研究に発展させることが出来た研究課題もあった。さらに、この会議では実験から理論までを含む様々なバックグラウンドを持つ国内外の一流の研究者が一堂に会するため、スピン変換科学に創発物性科学の観点を取り込むことによる更なる研究展開の可能性を模索する最良の機会となった。年度末の3月2,3日に年次報告会を東京(東工大)で開催した。この報告会を利用して領域全体の領域全体の連絡調整を行うとともに研究戦略に基づいて領域内の連携体制を強化した。また、総括班会議を開催し、中間評価の結果・所見の内容を精査し次年度以降に向けての研究計画の見直しを行なった。昨年度の前半は、2期目の公募班の採択課題について研究計画発表会を4月に本新学術領域と公益財団法人新世代研究所のスピントロニクス研究会と共催で開催し、各計画研究班との連携の芽を育てる場を提供した。また、若手育成のために若手スクールやインターンシップを企画・運営した他、計画班研究者と公募班研究者間の共同研究や連携研究の芽を育むために、個別あるいは合同計画班会議を2度開催した。さらに、領域内の情報交換と研究成果を共有するために計画通り、9月11日と12日の二日間大阪大学基礎工学部にて領域主催のスピン変換研究会を開催した。この研究会では、未発表データを中心に発表し、真の意味での情報開示を行い、幅広く研究を発展させる機会とした。
階層的多次元尺度構成法による文献検索

言葉の関連の強さに関する情報を保持した知識ベースを構築し、ユーザの検索時の観点を考慮した単語間の距離情報を知識ベースから抽出する方法、及びその単語間の距離情報を利用した文献の分類(クラスタリング)方法を提案した。これらの方法論の根幹にあるのは、既存の文書に含まれる単語の出現頻度データに基づいて、多次元尺度構成法により構築した知識ベースにある。そして単語が布置された多次元空間内の特定の軸(観点ベクトル)への射影によって、ユーザの観点に応じて単語間の距離を評価するのが特徴である。観点ベクトルはユーザから入力されたキーワードから推測する。方法論の有効性を検証するため、サンプル文書群を用いて実際に知識ベースを構築し、いくつかのキーワード集合を与えて文書クラスタリングを行った。ほとんどの実験において、キーワード集合と関係の強い文書クラスタを得ることができた。文書内にキーワードが含まれていない場合でも、関連が強いクラスタに属する傾向が強いことがわかった。これは、提案する方法論で求めた観点ベクトルを用いて射影した空間における単語間の距離が、ユーザの観点における単語間の関連の強さをよく反映しているということである。さらに絞込検索に応用するため、最初に投入されたキーワードを元に射影された空間に対し、絞り込みキーワードによる新たな射影を行って空間を構成した。絞込みキーワードによる射影の構成として様々なものを試みたが、いずれも満足の行く結果を得られなかった。最初のキーワード投入で選ばれた文献だけを用いて再度空間構成を行えば、その空間に対して絞込みを行うことは可能であった。これは、最初に構成した空間は、類似した文献は局所化して布置するが、それら類似した文書の相違が反映されていないことを強く示唆する。今後は各段階での文書群の提示方法を工夫し、ユーザが特定の文書クラスタ内の検索を容易にできるような方法の開発が必要である。様々な話題に関する文書群から、比較的専門的な単語だけを抽出し、それらの各文書における出現頻度をべースとして多次元尺度構成を行うことにより、単語や文書間の距離を計算できる多次元空間を構成することができる。この空間は、広い話題の中から特定の話題に関する文書を検索する際には有効な距離尺度を与えてくれる。しかしながら、ある程度限定された話題の中から、言い換えると、既にある程度の検索が完了した段階で、さらに特定の話題に関する文書を検索しようと意図すると、必ずしも良好な結果が得られない。そこで本年度は、特定のキーワードによって検索された複数の文書から、再度多次元尺度構成を行うことによって、絞込検索に有用な空間の構成を試みた。尺度構成の出発行列として、初期検索により入力キーワードから一定の距離範囲内にある文書に関する列だけを抜き出した行列、それらの文書に含まれるキーワード群に一定の重みを付けた行列、などについて試行した。再検索の対象となる文書に関する列だけからなる行列を出発行列としたときに、比較的良好な結果が得られている。しかしながら、絞込検索の良否は出発行列の構成に敏感であり、文書群の選択によって多次元尺度構成法による空間が大きく変化してしまうことが分かった。この空間構成のための文書群選択の指針はまだ得られていないのが現状であり、今後の課題として残っている。従来の研究経過主に非定型テキストデータを対象とする検索システムに関して研究を進めてきた。広範囲の話題を含む多数の文書群から、所望の内容が記述されている文書群を抜き出してくるシステムのプロトタイプを作成し、一定の検索性能を示すことを明らかにした。

しかしながら、いったん検索されて抽出された文書群から、さらに追加キーワードを投入して絞込検索を行なう段階では、作成したプロトタイプシステムでは的確な検索ができないことが明らかになった。研究の成果及び今後の課題上記の研究経過から、広範囲の話題を含む多数の文書群からある程度目的の内容に近い文書群を選び出す「スクリーニング」の段階と、さらに追加キーワードを投入することによる「絞込み」の2段階で、それぞれ概念空間を構成し、文書検索や文書の分類を行なうシステムのプロトタイプを作成した。分類方法としては、自己組織化マップを応用したものと、クラスター分析を応用したデンドログラムを提案し、どちらも満足のいく分類を得ることができた。しかしながら、いくつかのケース・スタディで、まったく分類が構成できない場合や、「不自然な」分類になってしまう場合が散見された。まだ理由ははっきりとは判明していないが、一般的な名詞をデータに含めたり外したりすることによって大きく分類が変わってしまうことから、今回のシステムにおいては、投入された文書以外の情報を使っていない、言い換えると「知識」を持たないことが背景にあるように思われる。今後は基本的な単語の意味なども知っている「知識」処理を検討する必要があると思われる。
脳内生理活性物質による摂食行動パターン制御機構の解明

視床下部において産生される神経ペプチドをラット側脳室内に投与した際の摂食行動特性変化について検討したところ、α-MSHは摂食行動開始までの潜時を延長し、総摂食量、bout持続時間を減少、短縮した。また、AgRPは摂食行動よりも飲水行動を有意に促進した。一方、パッチクランプ法を用いて三叉神経中脳路核ニューロンに摂食促進作用を有するorexin, NPYを作用させると、内向き電流の形成、AHP再分極過程の短縮と持続的発火活動におけるスパイク周波数上昇による膜興奮性の増大変化が観察され、PKA,PKCに関連した細胞内シグナル伝達機構が修飾作用発現に関与している可能性が示唆された。1.視床下部生理活性物質脳室内投与による摂食行動・咀嚼筋活動特性への影響についてラット(Wister系雄性BW250-300g)の左側側脳室にガイドカニューレ(C315G Plastics One)を留置し、アンギオテンシンII投与後に誘発される口渇に対する行動反応を確認の上で行動特性実験を施行した。側脳室内のNPYやAgRPなど弓状核において摂食亢進に働く脳内生理活性物質に拮抗すると考えられているαーMSHを投与するとNPYによる先行実験とは異なり、control条件下と比較して、摂食行動開始までの潜時は明らかに延長する傾向を認めた。さらに、単一時間における摂食量は減少し、boutを指標に評価した場合、boutの持続時間は短縮、bout数についてもそれぞれ減少する傾向を認め、摂餌行動が抑制されることが示された。摂食に関わる咀嚼運動様式についても単一時間に観察される開閉口運動の回数が明らかに減少しており、咀嚼準備期、粉砕期における咀嚼筋筋放電の周波数減少が示唆された。2.視床下部生理活性物質による三叉神経系ニューロンの膜興奮特性変化について上記行動生理実験と並行して、咀嚼運動発現に関わる三叉神経系ニューロンに対する脳内生理活性物質の直接作用について検討する目的で、脳幹thin slice冠状標本を用いて、赤外線透視条件下で、三叉神経中脳路核ニューロンを同定しwhole cell patch clamp recording techniqueを用いてホールセル記録を取得後、NPYを単独Bath内投与すると静止膜電位の上昇と内向き電流の形成、AHPの短縮、連続発火時のスパイク周波数上昇とニューロンの興奮性が増大する傾向が観察されたが、αーMSHをBath内投与すると膜電位や活動電位のピーク電位には有意な変化はみられず、行動生理実験の結果を支持するものと考えられた。行動生理実験、脳幹スライス標本からの単一細胞活動記録について基礎的データを得るための諸条件は概ねそろってきたことから、他の薬剤の効果判定ならびに筋電図記録について安定した記録を得るための条件設定について次年度以降進めていく予定である。視床下部生理活性物質による三叉神経系ニューロンの膜興奮特性変化について生後10-18日齢SD系ラットより作製した脳幹冠状スライス標本を用いて、赤外線透視条件下で同定した三叉神経中脳路核ニューロン(MTN)からwhole-cell recordingを行った。NPY, αーMSH, orexin (Ox)をbath内還流した際に観察されるsingle spike AP, AHP特性変化あるいはspike train誘発時のスパイク周波数特性変化についてPKA拮抗薬(H89)、PKC拮抗薬(Cherelythrine)をそれぞれ前投与後にOxをMTNに作用させると、スパイク周波数上昇変化はH89投与条件下で一部抑制される傾向がみられたが、活動電位後過分極(AHP)の振幅増大、持続時間短縮変化はいずれも影響を認めなかった。これに対してNPYでは、H89, Cherelythrine前投与にてスパイク周波数、AHP特性変化はいずれも抑制されることが明らかとなった。以上の結果よりNPYによるMTN修飾作用発現にはPKA, PKCによるシグナル伝達経路が関与している可能性が示唆された。視床下部生理活性物質脳室内投与による摂食行動・咀嚼筋活動特性への影響について行動生理実験において脳室内薬剤投与後の摂食行動パターン変化を詳細に評価する目的で開閉口筋からの筋電図記録を行う予定にしていたが、記録電極を刺入後一定期間安定した状態で記録をとる条件が整わない結果、筋活動パターン解析に関する研究成果が十分に得られていない。1.視床下部脳内生理活性物質脳室内投与による飲水行動特性への影響についてラット(Wistar系雄性BW250-300gr)の左側側脳室にガイドカニューレ(C315G Plastics One)を留置して飲水行動を指標に行動生理実験を施行した。側脳室内にAgRp(1nmol/2&micro;l)を投与すると投与後15-20分頃より、飲水行動が誘発され、control群(生理食塩水)と比較して有意に飲水開始までの時間(latency),総飲水量(4hr)が増大することが明らかとなった。また、NPY同様にAgRp投与後多動性が観察されたが、高濃度NPY投与時には摂食行動、飲水行動ともに抑制される傾向を示したことから、AgRpは同じ弓状核から分泌されるNPYとは異なる機序で飲水行動を制御している可能性が示唆された。2.視床下部脳内生理活性物質による三叉神経系ニューロンの膜興奮特性変化について視床下部において産生される神経ペプチドをラット側脳室内に投与した際の摂食行動特性変化について検討したところ、α-MSHは摂食行動開始までの潜時を延長し、総摂食量、bout持続時間を減少、短縮した。

また、AgRPは摂食行動よりも飲水行動を有意に促進した。一方、パッチクランプ法を用いて三叉神経中脳路核ニューロンに摂食促進作用を有するorexin, NPYを作用させると、内向き電流の形成、AHP再分極過程の短縮と持続的発火活動におけるスパイク周波数上昇による膜興奮性の増大変化が観察され、PKA,PKCに関連した細胞内シグナル伝達機構が修飾作用発現に関与している可能性が示唆された。視床下部生理活性物質脳室内投与による摂食行動・咀嚼筋活動特性への影響について平成27年度に引き続きMCH, AgRPの側脳室内投与による摂食行動特性への影響について検討を行う。至適濃度についてはin vivoにおける他の実験系を参考に低濃度から高濃度にかけて検証して他の交感神経系への影響の有無も含めて検討する。さらに全ての生理活性物質について開閉口筋の活動特性変化を咀嚼準備期、粉砕器に分けて筋電図記録を用いて検討する。視床下部生理活性物質による三叉神経系ニューロンの膜興奮特性変化についてMCH, AgRPによる新生仔ラット三叉神経系ニューロンの膜興奮特性変化について濃度依存変化、生後変化を含めて検討する。細胞内通電の条件を変化させた際のスパイク発射特性、周波数依存応答特性についても合わせて検討を進める予定である。平成27,28年度に引き続き脳内生理活性物質のうち、MCH脳室内投与後の摂食行動特性変化について検討を行う。またこれまでに試行したαーMSH, AgRPを含めて脳室内投与後の自由摂食行動条件下における開閉口筋筋活動特性変化について合わせて検討を行う。三叉神経系ニューロン膜興奮特性に対する脳内生理活性物質の作用についてMCH, AgRPを対象に検討を進める。口腔外科学,神経生理学本年度当初予定していた脳内生理活性ペプチドの内、一部について検証が行えなかったこともあり、使用予定の薬剤を次年度以降で購入することになったため行動生理実験に使用予定であった薬剤の一部が未使用であったため行動生理実験、細胞内記録実験ともに今年度未使用の薬剤購入のために使用する予定である。次年度実験計画中で改めて未使用分の薬剤を追加発注、使用予定である
酵母による環境調和型化学物質生産を目的とした代謝経路のインシリコデザイン

本研究においては、有用化学物質の微生物生産を目的として、ゲノムスケールの代謝反応情報を化学量論式によりモデル化し、微生物の代謝をインシリコデザインすることを目的とした。出芽酵母のゲノム情報を基盤として遺伝子発現量の変化が標的生産物質の生産フラックスに与える影響についてコンピュータで予測する手法を開発した。ゲノムスケールで代謝情報を化学量論式の形で集積し、代謝反応モデルを開発するための検討を行った。このモデル開発では、パラメータ推定が困難な動力学的情報を一切含まず、モデル化の労力を最小限にすることを念頭に行った。解糖経路、TCAサイクル、アミノ酸の合成経路など中枢代謝経路周辺を中心とした化学物質を標的化合物に設定し、遺伝子改変の代謝ネットワークに与える変動の効果を予測するためのモデル構築の検討を行った。一遺伝子破壊の条件を与え、遺伝子破壊による代謝フラックス変化を予測する方法を開発した。一方、代謝変動が実際に有効に起こるかどうかを実験的に検証するための手法開発も行った。ここでは、高精度中枢代謝経路評価システムの開発に分けて研究を進めた。酵母に13C同位体標識化合物を細胞内に取り込ませる実を行うとともに、中枢代謝経路の変換過程で、代謝物質の炭素原子が変換前後でどの炭素に移動するかということを考慮した精密な原子マッピングモデルと構築した。代謝反応において取り込まれた標識炭素が、どのように変換されていくかを解析するモデルを構築し実際の細胞を使って評価を行った。本研究により目的物質の効率的生産に向けた代謝のインシリコ予測、評価を行えるシステム開発の基礎が確立した。本研究においては、有用化学物質の微生物生産を目的として、ゲノムスケールの代謝反応情報を化学量論式によりモデル化し、微生物の代謝をインシリコデザインすることを目的としている。出芽酵母のゲノム情報を基盤として遺伝子発現量の変化が標的生産物質の生産フラックスに与える影響についてコンピュータで予測できる手法を開発する。微生物が自己を維持したり、人為的な遺伝子発現変動に適応する特性を定式化し有効な代謝改変をゲノムスケールで予測するシステムを開発する。本年度は、ゲノムスケールで代謝情報を化学量論式の形で集積し、代謝反応モデルを開発するための基礎的検討を行った。大腸菌を例にして、一遺伝子破壊の条件を与え、遺伝子破壊による代謝フラックス変化を予測する方法を開発した。次年度は、この方法を酵母へ応用展開する予定である。一方、代謝変動が実際に有効に起こるかどうかを実験的に検証するための手法開発も行っている。ここでは、高精度中枢代謝経路評価システムの開発に分けて研究を進める。微生物に^<13>C同位体標識化合物を細胞内に取り込ませる実験を行うとともに、中枢代謝経路の変換過程で、代謝物質の炭素原子が変換前後でどの炭素に移動するかということを考慮した精密な原子マッピングモデルと構築した。代謝反応において取り込まれた標識炭素が、どのように変換されていくかを解析するモデルを開発中である。

解糖経路、TCAサイクル、アミノ酸の合成経路など中枢代謝経路周辺を中心とした化学物質を標的化合物に設定し、遺伝子改変の代謝ネットワークに与える変動の効果を予測するためのモデル構築の検討を行った。一遺伝子破壊の条件を与え、遺伝子破壊による代謝フラックス変化を予測する方法を開発した。一方、代謝変動が実際に有効に起こるかどうかを実験的に検証するための手法開発も行った。ここでは、高精度中枢代謝経路評価システムの開発に分けて研究を進めた。酵母に13C同位体標識化合物を細胞内に取り込ませる実験を行うとともに、中枢代謝経路の変換過程で、代謝物質の炭素原子が変換前後でどの炭素に移動するかということを考慮した精密な原子マッピングモデルと構築した。代謝反応において取り込まれた標識炭素が、どのように変換されていくかを解析するモデルを構築し実際の細胞を使って評価を行った。本研究により目的物質の効率的生産に向けた代謝のインシリコ予測、評価を行えるシステム開発の基礎が確立した。
逆フィルタを用いた音聲制御における残響の影響の効果的な除去

本研究課題では,室内の設備や残響の状況になるべく依存することなく音響伝達特性をコントロールする手法を構築し,誰もが等しく音場制御技術を享受できるための基盤技術の確立を目指した.まず,複数のスピーカから複数の制御点間の音響伝達特性を快適に同時測定する手法を構築した.次に,インパルス応答のモデル化に関する基礎検討を行い,伝達関数行列に内包される残響構造や位相補正に関する知見が得られた.さらに,音場制御手法の耐残響性の向上を図り,波面合成法を拡張した新しい音場の個人化手法を開発した.また,定位情報を伴うマスカの再生手法についても一定の成果が得られた.本研究課題では,室内の設備や残響の状況に依存せずに音響伝達特性をコントロールする手法を構築し,どんな残響を有する部屋であっても,誰もが等しく音場制御技術を享受できるための基盤技術の確立を目指している.平成27年度においては,次年度以降の研究を効果的に進捗させることを踏まえ,逆フィルタ設計の材料となる室内音響伝達特性のインパルス応答の測定について,複数のスピーカから複数の制御点間の各インパルス応答を快適に同時測定する方法について検討を行った.これまでにリファレンス信号として複数の楽音を用いたセミブラインド音源分離に基づく同時測定法を提案してきたが,今年度はこれを拡張し,入力信号として任意の楽曲のパート音を用いることができるように発展させた.また,パート間の信号の相関性を考慮し,パート音に微量のノイズを混入させることで,楽曲選択の幅を拡げることを試みた.実環境データを用いた数値計算の結果,30秒程度の観測時間を確保させることによって,従来の個別測定手法と同等の測定精度が得られることが分かった.また,リファレンス信号に適切な量の白色雑音を加える事によって,聴感上似たようなパート音であっても十分な精度で測定できた.次に,インパルス応答の初期反射成分や後部残響成分が音場の制御精度にどのような影響を与えるかについて基礎的な検討を行った.ここでは,スピーカと受音点の配置位置関係は変化させず,同一室内の異なる測定場所で収録されたインパルス応答による音場制御のシミュレーションを行い,再現音にどのような変化が生じるのかを試聴した.その結果,逆フィルタ時の特異値分解においてユニタリ行列を適切に操作することにより,残響感は変わらないものの再生音の明瞭性を向上できることが分かった.インパルス応答の同時測定においては,当初の予定通りに十分な精度になりうるまでの手法としてアルゴリズムが構築できた.一般市民が参加主体のオープンキャンパスにおいて,この測定手法を組み込んだデモシステムを構築したところ,統計的な主観評価は行ってはいないが,参加者からは概ね好評であった.パート間の類似性についても,その対策に関する基本的な知見が得られており,十分に進展していると判断できる.また,インパルス応答に含まれる初期反射や後部残響の影響について基礎調査を行ったところ,逆フィルタ設計においてその成分を適切に操作することによって,再生音の明瞭性が大きく変わることが分かるなど,当初予期していなかった知見を得ることができた.得られた成果については,国際会議(2件)や国内学会(4件)にて発表が行われた.また,インパルス応答の同時測定に関しては学会論文誌への投稿準備を進めているところである.本研究課題では,室内の設備や残響の状況に依存することなく音響伝達特性をコントロールする手法を構築し,どんな残響を有する部屋であっても,誰もが等しく音場制御技術を享受できるための基盤技術の確立を目指している.平成28年度においては,前年度において確立した室内音響伝達特性の同時的測定手法の改良と,残響環境下におけるNBSFC型音場制御による広領域制御,および波面合成手法に基づく焦点音源の形成による局所領域の制御などを試みた.まず,室内音響伝達特性の同時的測定については,測定に用いた音源分離ガルゴリズムの刷新を行い,これまでの高次統計量独立成分分析(ICA)から2次統計量ICAへの変換を行った.実環境データに基づく数値計算の結果,改良前と改良後で測定精度は同等である一方,実計算時間を削減できることが明らかとなり,高速化に伴う実用性が高まった.次に,残響環境下において,NBSFC型音場制御で従来の逆フィルタ型音場制御よりも広い空間を制御するため,制御点数を拡張可能なアルゴリズムを導入した.これにより,スピーカ数よりも少し多い制御点を制御する場合は,従来のスピーカ数よりも少ない制御点を制御する場合とほぼ同等とすることができた.また,NBSFCアルゴリズムに別の調整を加えた結果,性能の向上と演算時間の高速化を達成できる可能性を見出した.さらに,波面合成法に基づく焦点音源を形成することにより,受聴者周辺にのみ高い音圧の領域を形成することを試みた.このようなオーディオスポットを一般的なスピーカで実現するため,焦点音源を複数形成して密に配置する手法を構築した.数値計算の結果,適切に焦点音源を配置することで,領域の内外で音圧差が大きく,再生される周波数特性もフラットなオーディオスポットが形成可能であることが示された.室内伝達特性の同時的測定について,音源分離アルゴリズムが入力信号に関する情報が既知であるならば2次統計量を利用した独立成分分析でも適用可能であることをデータとして得られたことは,当初の予測を上回る成果である.

また,異なる2つの音場制御アルゴリズムを残響環境下で展開し,課題点が明確に洗い出されるとともに,その一部を克服する可能性が見出されたことは,概ね計画通りである.これらの成果は国際会議3件,国内学会6件で発表が行われており,期待以上に進捗していると判断できる.この成果の一部については,学会論文誌への投稿準備を進めているところである.一方で,室内音響インパルス応答の残響成分に関する調査については,種々の現象が解明されつつも,その挙動を数理的なモデル化に落とし込むには至っていない.したがって次年度では,インパルス応答のモデル化に集中して取り組んでいきたい.これらをまとめると,平成28年度までの進捗状況は概ね順調であると評価できる.本研究課題では,室内の設備や残響の状況に依存することなく音響伝達特性をコントロールする手法を構築し,どんな残響を有する部屋であっても,誰もが等しく音場制御技術を享受できるための基盤技術の確立を目指している.第2年度までに,室内音響伝達特性の同時的測定におけるアルゴリズムの高速化,NBSFC型音場制御における狭領域音場制御,波面合成法に基づく焦点音源の形成などにより,音場制御を実環境下で実現するための実践的提案と評価が行われた.最終年度においては,室内における音響系の微小な変動が音場制御にどのような影響が与えられるのか,実環境データに基づいた検討を行った.ここでは,受音点が当初の位置よりも数センチずれた場合について,その位相補正を行うことで変動の影響を吸収するとともに,実質的な制御精度がどの程度変わるのかを残響時間約0.5秒の室内において逆フィルタ型音場制御に基づいて調査した.その結果,制御点がスピーカアレイから見てどのように移動(手前方向,奥行き方向,横方向など)するかによって制御精度の改善量が変化することがわかった.次に,不要な音をなるべくマスキングするという発想のもと,逆フィルタ型音場制御において各ユーザに異なる音を再生しつつ,逆フィルタ処理と波面合成処理とを統合することによって特定のユーザのみに方向情報を付与した音を再生する手法を構築した.実環境データを用いた簡易主観評価実験の結果,提案手法を用いることで特定ユーザ以外への音の漏れを相当に抑圧することができた.また,方向定位精度については,提案手法での全体の正解率は約60%であるが,ユーザの側方以外の定位感は概ね良好であった.本研究課題では,室内の設備や残響の状況になるべく依存することなく音響伝達特性をコントロールする手法を構築し,誰もが等しく音場制御技術を享受できるための基盤技術の確立を目指した.まず,複数のスピーカから複数の制御点間の音響伝達特性を快適に同時測定する手法を構築した.次に,インパルス応答のモデル化に関する基礎検討を行い,伝達関数行列に内包される残響構造や位相補正に関する知見が得られた.さらに,音場制御手法の耐残響性の向上を図り,波面合成法を拡張した新しい音場の個人化手法を開発した.また,定位情報を伴うマスカの再生手法についても一定の成果が得られた.まず,インパルス応答の残響成分に関する調査を精緻化するとともに,そのモデル化についても検討を行う.特に第1年度に得られた明瞭性向上に関する知見について,これを逆フィルタ設計において適切に活用できる方法について重点的に取り組む予定である.
長野県における地域開発と地域社会の変動ー「リゾ-ト」開発と自然保全の視点からー

本研究では、地域開発としての「リゾ-ト」開発の実態を解明するために、スキ-場を中心とした観光開発の事例として野沢温泉村・白馬村ゴルフ場開発の事例として大町市・八千穂村の事例研究を実施した。その主要な論点は、次のようなものである。(1).開発と水資源・森林・景観保全との調和をいかに図るかが、各事例に共通する地域的なイッシュ-となっており、特に水資源の実態に改めて関心をもち始める住民の動きが顕著である。しかし、森林の維持・管理のあり方とその担い手の現状の問題が、このイッシュ-をめぐる政策的課題として充分に位置づけられてはいない。(2).開発方式の差異に基づく開発の地域社会への影響は、明暸に現われている。内発的展型の開発では開発効果の地域循環メカニズムが形成されているのに対して、外来型開発では開発業者への規制が課題となっている。(3)開発それ自体が地域的イッシュ-となっている事例では、開発攻策決定過程とその主体の問題、および、開発が地域社会に及ぼす影響の総合的評価の検討が課題となっている。1998年の冬季オリンピック開催の決定によって、長野県の地域開発は大きな転機を迎えることになる、開発と自然保全のテ-マとともに大都市地域の住民に対する自然環境の提供のあり方を視点として、今後の動向をフォロ-していくことが課題となる。
アフリカにおける民主化プロセスと市民教育

本研究は、高等学校レベルの学校現場において、市民教育がどのように行われているか、そのなかで、「市民」というものが教師と生徒によってどのように認識、伝達され、生徒によって内部化されているかを理解することを目的とする。市民教育は、独立の科目として教えられる場合、社会科や道徳などの中で扱われる場合、課外活動や社会教育の中で扱われる場合があり、国によって多様である。そこで、本研究では、事例調査を重視し、エチオピア、ガーナ、ケニアで学校ベースの調査を行ってきた。最終年度である平成19年度は、最終段階として、3カ国で個別に行ってきた研究を比較し、「アフリカの市民教育」として共通の経験や特色を抽出することを試みた。また、アフリカの価値観形成における教育の役割が、日本を含む諸外国の教育援助にどのような意味を持つかについても検討した。市民性教育の実施状況や、市民性教育自体の社会的意味合い、カリキュラム内容などが国によって大きく異なるため、比較が非常に難しかったが、特に各国の政治変動、選挙などの動向と教育の関わりが大きいことが分析から把握されたため、教育社会学の視点からだけでなく、アフリカ地域を専門とする政治学者、人類学者との学際的協同が必要であるとの認識を得た。本調査の第二フェーズに生かしたい。各国の調査結果に基づき、現地研究協力者とともにワークショップを行い、報告書執筆打ち合わせも行なった。現在、各国の報告書を1冊の報告書として取りまとめ中である。本研究では、民主化プロセスの只中にあるアフリカ諸国において、教育が市民意識の醸成、エスニシティや文化的背景の違う人々との共生、間接民主制への投票を通じた参加の方法、などに対してどのような役割を果たしているかを調査している。初年度である平成17年度は、準備段階に時間をかけ、4月から7月は、主に国内で関連文献のレビューを行った。夏以降は、文献分析によって得た基礎的認識に基づいて、エチオピア、タンザニア、ケニアの研究者とEメールや電話で意見交換を行った結果、初年度のケーススタディは、選挙監視に市民が活発に参加するなど、東アフリカで最も民主化が進んでいる国の一つであるケニアにて行うことと決めた。海外共同研究者として、ケニアッタ大学教育学部・教育政策学科長のファトゥマ・チェゲ教授の参加を得、フィールド調査を行った。調査は大きくインタビューと学校調査に分かれており、9月から12月は、主に教育省、援助機関、大学、NGOなどで、市民教育に関わりの深い人々にインタビューを行った。1月以降、実際に市民教育が行われている学校や社会教育の場を訪問しての参与観察に着手したが、ケニアでの市民教育は、はっきりしたカリキュラムで定期的に行われるものはあまりなく、NGOなどが主体となって青少年活動などの一環として行う場合が多いため、参加のタイミングが難しく、当初見込んだよりも調査に時間がかかっている。平成18年度は、他国での比較調査の可能性も模索しつつ、ケニアでの調査を継続する予定である。市民教育の考え方は、欧米で発展したため、確立した国民国家の枠組みの中での市民の人権としての多文化共生や民主主義を基礎としているが、アフリカでは、市民教育の発想自体を考え直さなければならないと思われる場面が多々あり、今後研究を深める中で、理論的検証も行っていきたいと思っている。2年目である平成18年度は、前の準備段階でレビューした政策文書や文献により構築した枠組みを基礎とし、実際に教育現場で市民教育がどのように行われているかを調査した。調査対象国(ケニア、エチオピア、ガーナ)に在住する共同研究者の協力のもと、前年度に試験し、修正を加えた調査ツールを用いて、高等学校レベルの学校現場において、市民教育がどのように行われているか、その中で「市民」というものが教師と生徒によってどのように認識、伝達され、生徒によって内部化されているかにつき、実際の調査を行った。この調査に基づき、中間的な報告書を作成するとともに、共同研究者が一堂に集まり、比較研究のための枠組み、事例国相互の共通点、相違点などについて討議した。来年度に向けて、それぞれの国における「市民意識」の内容、形成プロセスを多面的に解析し、報告書の執筆準備を行った。市民教育の考え方は、欧米で発展したため、確立した国民国家の枠組みの中での市民の人権としての多文化共生や民主主義を基礎としているが、アフリカでは、市民教育の発想自体を考え直さなければならないと思われる場面が多々あり、今後分析を深める中で、理論的検証も行っていきたい。

市民性教育の実施状況や、市民性教育自体の社会的意味合い、カリキュラム内容などが国によって大きく異なるため、比較が非常に難しかったが、特に各国の政治変動、選挙などの動向と教育の関わりが大きいことが分析から把握されたため、教育社会学の視点からだけでなく、アフリカ地域を専門とする政治学者、人類学者との学際的協同が必要であるとの認識を得た。本調査の第二フェーズに生かしたい。各国の調査結果に基づき、現地研究協力者とともにワークショップを行い、報告書執筆打ち合わせも行なった。現在、各国の報告書を1冊の報告書として取りまとめ中である。
マイクロアクチュエータによるターボ機械内部流れの制御に関する基礎的研究

本研究は,ターボ機械に発生する流動異常現象を局所的な流動状態から予見して自動的に回避し,つねに最適条件で作動する機械要素の開発,すなわちターボ機械の人工知能化のための基礎研究であり,局所流れのセンシング技術とマイクロアクチュエータを駆使した流れの制御技術の開発に焦点を置いた。本研究で得られた結果を要約すると,次のとおりである。1.センシング技術に関しては,ターボ機械で最も重大な異常現象である旋回失速の予兆の検知に焦点を絞って実験的研究を行い,次の結論を得た。(1)旋回失速の予兆の検知には,動翼前縁付近のケーシングに高周波数応答小形圧力センサーを設置し,動翼回転に同期した信号により,圧力変動の相関値および分散値を予知パラメータとして監視すればよい。(2)予知パラメータは統計量であるので,実時間で監視するために時間遅れによる誤差を補正する方法を提案し,旋回失速予知システムを構築し,軸流動翼および斜流動翼に適用して,本システムの有用性を確認した。2.マイクロアクチュエータによる局所流れの制御技術については,柱状物体の壁面に圧電素子を貼付し,境界層を微小励起することによる剥離の遅延の可能性について検討した結果,次の結論を得た。(1)従来,柱状物体のカルマン渦放出周波数の引き込みは,微小振動では行えないといわれていたが,物体前縁の剥離泡再付着点を励起すれば10数ミクロンの振動で周波数の引込みが行えることを発見した。(2)カルマン渦放出周波数を高い周波数に引込むことにより物体後縁側の剥離点を下流側へ移動させることができ,抗力の低減に有効である。(3)柱状物体が迎え角を有する場合,背面側の前縁剥離泡再付着点を励起するとよい。(4)境界層の微小励起により後流の乱れスペクトル分布は狭い周波数領域に集まる。従って,乱流騒音にも卓越周波数が現れ,騒音のアクティブコントロールが行い易くなる可能性がある。本研究は,動力プラント,化学プラントなど各種プラントで主機または補機として広く使用されるターボ機械に関して,内部流動状態の局所的センシングに基づき局所的に流れの制御を行う方法を探求することによりターボ機械のAI化を企図する基礎的研究であり,局所流れのセンシングとマイクロアクチュエータを駆使した流れの制御に焦点を紋る。センシングに関しては,回転翼列試験装置を用いて,軸流形ターボ機械の動翼直前の圧力変動を詳細に調べ,動翼回転に対して位相固定した圧力データを統計的に処理することにより,動翼に旋回失速が生じる直前に失速を予兆できることが分かり,失速予知法開発の見通しを得た。さらに,この手法を一般化するために,斜流形ターボ機械の羽根車直前の圧力変動に関しても同様の統計的処理を行い,ターボ機械運転中に実時間で監視できる失速予知パラメータを見い出すことに成功した。マイクロアクチュエータによる流れの制御に関しては,実際の機械内における慣性の大きい流れの剥離をマイクロアクチュエータで制御する可能性を追求するために,アクチュエータとしてバイモルフ型の圧電振動素子を用い,角柱体後方の剥離せん断層より生成されるカルマン渦を制御する試みを行った。この結果,次のことが明らかになった。レイノルズ数が比較的大きい乱流においてはカルマン渦の振動スペクトル分布は特定の周波数を中心としてある程度の幅を有しており,微小振動アクチュエータによる振動制御は困難であるが,ある条件では制御が可能である。

すなわち,角柱体の縦横比が小さく前縁から剥離せん断層が生じる場合には,側壁を数十ミクロン程度振動させることにより渦の振動スペクトル分布を鋭いピークにすることができ,また150Hz程度の振動に対して24Hzの引き込みを行うことができる。本研究は,ターボ機械に発生する流動異常現象を局所的な流動状態から予見して自動的に回避し,つねに最適条件で作動する機械要素の開発,すなわちターボ機械の知能化のための基礎研究であり,局所流れのセンシング技術とマイクロアクチュエータを駆使した流れの制御技術の開発に焦点を絞っている。センシング技術に関して,初年度に高感度微小圧力センサの出力信号を統計的に処理して軸流および斜流形ターボ圧縮機の旋回失速を予知するパラメータを見い出すことに成功したが,本年度は,圧縮機の運転条件が時間的に変化する場合について予知パラメータの計算誤差補正法を考案し,圧縮機運転中に旋回失速を予知する監視システムを開発した。マイクロアクチュエータによる流れの制御に関しては,アクチュエータとしてバイモルフ型圧電素子を用い,柱体後方の剥離せん断層を制御する試みを行っている。初年度は,レイノズル数が大きい流れでは柱体表面の境界層に微小振動を与えても柱体後流におけるカルマン渦を引き込むことができないという従来の定説を覆し,特定の条件では引き込み現象が生じることを発見したが,本年度は,その条件について考察し,引き込み周波数の増大を図った。その結果,レイノズル数が比較的大きい場合にも,わずか十数ミクロンの振動を与えるだけで自然状態における放出渦卓越周波数の10%強の引き込みが可能な条件が存在することが分かり,その条件下で柱体後部の剥離点が下流側に移動し,抗力が低減することを明らかにした。本研究は、ターボ機械に発生する流動異常現象を局所的な流動状態により予見して自動的に回避し、つねに最適条件で作動する機械要素の開発、すなわち、ターボ機械の知能化のための基礎的研究であり、局所流れのセンシング技術とマイクロアクチュエータを駆使した流れの制御技術の開発に焦点を絞っている。センシング技術に関しては、初年度および次年度に開発したターボ圧縮機の旋回失速予知システムについてとりまとめを行った。すなわち、旋回失速の予知を行うためには高感度圧力センサーを動翼前縁付近のケーシングに設ければよいこと、ターボ機械の内部流動は乱れが大きいので、信号を統計的に処理しつつ実時間で監視する必要があることを明きらかにし、統計的処理を行うために生じる実時間監視の時間遅れ補正法を提案して、異常現象監視システムを構築した。マイクロアクチュエータによる流れの制御に関しては、アクチュエータとしてバイモルフ型圧電素子を用い、柱状物体後方の剥離せん断層を制御する試みを行っている。初年度および次年度には、レイノルズ数の大きい流れにおいても、特定の条件で境界層を微小励起することにより、柱状物体の後方の剥離点を変化させることが可能で、カルマン渦の放出周波数を上げるように励起すれば、剥離域が減少することを明らかにしたが、本年度は、ターボ機械への応用を考慮して流れに対する柱状物体の迎え角を変化させ、物体境界層の上流をマイクロアクチュエータで励起する実験を行った。その結果、迎え角がある場合には、背面側上流の励起が有効であること、柱状物体前縁はく離泡の再付着点を励起すると最も効果的であることを明らかにした。また、特定周波数で励起することにより、後流における乱れスペクトルは狭い周波数に引き寄せられ、それに従って騒音スペクトルも特定周波数が卓越するので、騒音のアクティブコントロールも行い易いことが明らかになった。
教員評価制度の比較研究

日本の勤務評定は、結果が非公開扱いとされているためもあって、教員の資質能力の改善のためにどのように活用されているかは不明である。勤務評定は、多くの外国でも実施されており、しかも教員の教授能力や職務遂行能力の改善を図る資料としても活用されている。形骸化されているといわれる現行の勤務評定とは別の業績評価制度を開発して、その評価の結果を給与に反映させる新しい教員評価制度は、財政が極度に悪化しつつある自治体に限らず、将来的には、すべての都道府県市の公立学校にも導入されることになるであろうとの観測もなされている。すでに私立学校の場合には、採用後6年目を境にして、前の年度より基本給の金額を低減し、以後、年功による昇給分を少額に押さえる仕組みの基本給と、点数による独自の評定制度にもとづく職能給を併用している学校が出現している。評価の結果によって賃金に差をもうける教員評価をめぐって紛争が起きている私立学校もあれば、教育機能と経営体質の強化をねらいとする能力主義人事制度の開発と導入を計画している私立学校も少なくないという状況にある。
哺乳動物の卵/初期胚特異的な細胞周期の体細胞への導入を目指した制御要因の解析研究

本研究では卵が行う特殊な細胞周期を体細胞に導入することを最終的な目標とし、卵の発生制御機構を探ることを目的とした。まず、減数分裂のS期を介さずにM期を2回繰り返す現象に、卵が持つ巨大な核が必要であり、これが無い場合は1回のM期の後S期が起こり、通常の体細胞分裂と同様になることを明らかにした。また、この原因は本来2回目のM期に抑制されるcyclin B1の分解が抑制されないためであることが分かった。そこで一般にcyclin B1の分解を抑制するとされるMAPKの関与を調べるためMAPK経路の上流因子のantisense RNAまたは構成的不活性変異体のmRNAを卵に注入しMAPK活性を抑制したところ、驚くべきことにcyclin B1の蓄積が誘導されることが明らかになった。すなわち、哺乳動物ではcyclin B1の分解抑制を解する減数分裂制御機構が複雑であることが予想され、新たな制御機構解明の必要性が示唆された。一方、これに続く初期胚の卵割では、1回の細胞周期時間が短い、増殖因子の添加が不必要といった特徴を持つ。この要因を探った結果、体細胞でS期への進行を抑制しているRbという因子を初期胚が持たないため、M期の後直ちに次のS期が開始するためである可能性が示唆された。これを確認するためにマウス初期胚にRbを強制発現させたところ、M期終了後にG1期が出現し、この正当性が示唆された。また生理的にRbを不活性化するCyclin D群を発現させると停止が解除することから、この現象は本来のRbの作用に起因することが確認された。また、Rb上流のMAPK経路の活性を人為的に変化させても卵割には全く影響ないことが確認され、卵割特異的な発生制御はMAPK経路の特異性ではないことが確認された。以上、本研究では哺乳動物の初期胚特異的な発生制御の一旦を明らかにした。哺乳動物の卵が行う細胞周期は特殊であり、減数分裂ではDNA合成期(S期)と細胞分裂期(M期)の繰り返しによって起こる通常の体細胞分裂から、1回だけS期が除かれM期が2回連続して起こる。また、これに続く初期胚の細胞分裂では、1回の細胞周期に要する時間が短いこと、分裂によって生じた娘細胞の大きさが回復することなく分裂が繰り返し、胚全体の大きさは変わらずに個々の細胞の体積が小さくなること、さらに体細胞分裂の進行に不可欠な増殖因子の添加なしに細胞分裂が進行すること、といった体細胞には見られない特徴を持つ。本研究はこのような卵/初期胚特異的な細胞周期を起させる要因を明らかにすることを目的とし、減数分裂についてはブタ卵を、また初期発生についてはマウス卵を用いて検討した。その結果、減数分裂特異的な2回のM期を起こさせるためには卵が持つ巨大な核である卵核胞が必要であり、これが無い場合は1回のM期の後S期が起こること、この卵核胞の作用はMAPキナーゼ系を介さない経路により作用することが明らかとなった。現在、この作用経路を明らかにすべく研究を行っている。また、初期胚の早い細胞周期は、M期の後直ちにS期が開始するためであり、これは一般に体細胞でS期への進行を抑制しているRbというタンパク質を初期胚が持たないためである可能性が示唆された。

これを確認するためにマウス初期胚にRbを強制発現させたところ、M期終了後にG1期が出現し、この正当性が示唆された。この場合初期胚はG1期で発生を停止するが、これがRbを不活性化するCyclin D群の発現が無いためとの予想のもとに、現在、Cyclin DをRbと同時に発現することでこの停止が解除されるか否かを検討中である。本研究では卵が行う特殊な細胞周期を体細胞に導入することを最終的な目標とし、卵の発生制御機構を探ることを目的としている。昨年度のブタ卵を用いた研究では、減数分裂のS期を介さずにM期を2回繰り返す現象に、卵が持つ巨大な核である卵核胞が必要であり、これが無い場合は本来抑制されるべきcyclin B1の分解が抑制せず、1回のM期の後S期が起こることを明らかにした。本年度は、このcyclin B1分解抑制に関与していると考えられるMAPK経路について検討した。一般にMAPK活性を抑制すると、同様の現象が起こることが知られ、この原因はMAPKがcyclin B1の分解を抑制するためと考えられている。そこでMAPK経路の上流因子であるMosのantisense RNA注入およびMosの下流であるMEKの構成的不活性変異体のmRNA注入によりMAK活性の抑制を試みた。その結果、驚くべきことにMAPK活性を抑制するとcyclin B1はむしろ蓄積することが明らかになった。すなわち、哺乳動物ではcyclin B1の分解抑制を解する減数分裂制御機構が従来考えられていたより複雑であることが予想され、新たな制御機構解明の必要性が示唆された。一方、これに続く初期胚の卵割では、1回の細胞周期に要する時間が短い、体細胞分裂の進行に不可欠な増殖因子の添加なしに細胞分裂が進行する、といった特徴を持つ。昨年度のマウス胚を用いた研究から、この要因はM期の後直ちにS期が開始するためであり、これは体細胞でS期への進行を抑制しているRbという因子を初期胚が持たないためである可能性を示唆した。本年度は、Rbの重要性を確認するために、Rb上流のMAPK経路の関与を、MAPK上流のMEKの構成的活性型変異体と不活性型変異体の発現ベクターを核内に注入し、人為的にマウス初期胚のMAPK活性を変化させて卵割に対する影響を検討した。その結果、MAPKは活性化させても、あるいは抑制しても卵割には全く影響を及ぼさないことが確認された。この結果は、卵割特異的な発生制御がRbの欠損によるものであることを強く支持するものとなった。
漂白力測定用ヘマトポルフィリン変色モデルの開発

平成13年度研究実績0.1%濃度のヘマトポルフィリンエタノール水溶液を作成して濾紙に染み込ませ,恒温槽で乾燥させ変色モデルとした。この変色モデル上に漂自剤を置き以下の実験条件で漂自処置を行った。変色モデルを水洗し,恒温槽で乾燥した後,変色モデルを測色し,色差を算出した。実験1.松風ハイライトの粉液比が漂自効果に及ぼす影響松風ハイライトの漂自効果は,粉液比の影響を受け液量が多くなるほどその漂自力が強くなり,光強度の影響も高くなることが明らかとなった。実験2.過酸化水素含有漂自剤のpHが漂自効果に及ぼす影響過酸化水素含有漂自剤をアルカリ環境下で使用すると,その漂自力が強くなることが明らかとなった。案験3.ハロゲンおよびキセノン光源を用いた光照射器の照射条件が,過酸化水素含有漂自剤の漂白効果に及ぼす影響過酸化水素含有漂自剤の光照射による漂白力の増強には材料特異性があり,漂自に際しては漂自剤に適切な光照射条件を選択する必要性が示された。総括本研究で開発された変色モデルは,過酸化水素が分解して生じるフリーラジカルが変色物質である有色性分子を分解して漂自が生じることに立脚したモデルであり,その有用性が確認された。また,本変色モデルを用いて実験を行うことで,これまで明らかにされていなかった過酸化水素含有漂白剤の諸特性が明らかとなり,臨床に有益な情報をもたらした.0.1%濃度のへマトポルフィリンエタノール水溶液を作成して濾紙に染み込ませ,恒温槽で乾燥させ変色モデルとした。この変色モデル上に漂白剤を置き温度と光強度を変えた条件で漂白治療を行った後,変色モデルを水洗し,恒温槽で乾燥した。その後変色モデルを測色し,色差を算出した。この後,変色モデルをエタノールに浸漬しへマトポルフィリンを溶解させ,溶液の吸光度を分光光度計で測定し色素残存率を算出した。1.松風ハイライト漂白剤により変色モデルのへマトポルフィリンの分解が促進され色素残存率が低下して色差の増加(色調改善)が生じることが明らかとなった。2.松風ハイライトの漂白効果は漂白剤の温度の影響をほとんど受けず,光強度に強く影響されることが明らかとなった。次年度は,松風ハイライトの粉液比が漂白効果に及ぼす効果を検討し,現在唯一厚生省に認可されている生活歯の漂白剤,松風ハイライトの適切な使用条件を確立する。また,パワーブリーチとして導入されつつある,Quasar BriteとPowergelを用いそれぞれの漂白効果のメカニズムを検討するとともに,適正な使用条件を確立する。また,本変色モデルを用いて実験を行うことで,これまで明らかにされていなかった過酸化水素含有漂白剤の諸特性が明らかとなり,臨床に有益な情報をもたらした.