hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
口腔乾燥症の診断・治療のガイドライン構築に向けて

我々は、これまでに開発してきたDynamic MR sialographyを口腔乾燥症患者、シェーグレン症候群患者、健常者ボランティアに対して施行し、味覚刺激後の唾液の流出パターンや反応時間などから、患者と健常者では異なる様相を呈することを示した。それに加えて、口腔乾燥症患者に対しての治療を行った患者から得られたDynamic MR sialographyの画像所見や唾液の流出パターンの差違を検討することで、その治療効果に相違があることを報告した。これによりDynamic MR sialographyのデータによる口腔乾燥症患者の治療の予後予測の可能性につて示した。我々は、これまでに唾液腺のMRI検査を動的な状態での検出を可能とするようなDynamic MR sialographyの開発を行ってきた。今年度までに、この撮像法を口腔乾燥症患者、シェーグレン症候群患者、健常者ボランティアに対して行い、味覚刺激後の流出パターン、反応時間などが患者と健常者とでは異なる様相を呈することを示した。これらの手法は、唾液腺の機能状態を従来の手法とは全く異なったMRIにより検出し、診断を行うことを可能にするもので、唾液腺機能低下を来す疾患の診断に際しての新たな指標となり得る要素を示したものと考える。唾液腺やその周囲組織に異常を訴える患者に対して形態と機能を同時に検査出来るこの手法は患者の負担軽減という点において臨床的にも意義あるものと考える。加えて、現在は口腔乾燥症患者に対し、唾液腺洗浄療法を行った患者から得られたDynamic MR sialographyのデータを基に画像所見や唾液の流出パターンの違いにより治療効果に相違があることを報告した。今後は、口腔乾燥症患者に対する、他の治療法とDynamic MR sialographyの所見についての関連性や生化学的な検査結果との関連性についても検討を行い、口腔乾燥症の病態解明、治療法の確立を更に押し進めていく予定である。これまでに、この撮像法を口腔乾燥症患者、シェーグレン症候群患者、健常者ボランティアに対して行い、味覚刺激後の流出パターン、反応時間などが患者と健常者とでは異なる様相を呈することを示した。今後は対象症例数を更に増し、これまでの報告してきた知見をより正確なものとしたいと考えている。我々は、これまでにDynamic MR sialographyの開発を行ってきた。これにより、唾液腺に対しての形態と機能の異常を同時に検出するようなMRI検査を可能としてきた。この撮像法を口腔乾燥症患者、シェーグーレン症候群患者、健常者ボランティアに対して施行し、味覚刺激後の流出パターン、反応時間などが患者と健常者とでは異なる様相を呈することを示した。これらの手法は、唾液腺の機能状態を従来の手法とは全く異なった観点より、診断を行うことを可能にするもので、唾液腺機能低下を来す疾患の診断に際しての新たな指標となり得る要素を示したものと考える。今後は対象症例数を更に増し、これまで報告してきた知見をより正確なものとしたいと考えている。これにより、唾液腺に対しての動的な状態を検出するようなMRI検査を可能としてきた。この撮像法を口腔乾燥症患者、シェーグレン症候群患者、健常者ボランティアに対して施行し、味覚刺激後の流出パターン、反応時間などが患者と健常者とでは異なる様相を呈することを示した。

今後は対象症例数を更に増し、これまでの報告してきた知見をより正確でなものとしたいと考えている。我々は、これまでにDynamic MR sialographyという、唾液腺に対しての動的な状態を検出するようなMRIによる検査法を開発してきた。このMRIの撮像法を口腔乾燥症患者、シェーグレン症候群患者、健常者ボランティアに対して施行し、味覚刺激後の唾液の流出パターンや反応時間などから、患者と健常者では異なる様相を呈することを示した。それに加えて、口腔乾燥症患者に対しての治療を行った患者から得られたDynamic MR sialographyの画像所見や唾液の流出パターンの差違を検討することで、その治療効果に相違があることを報告した。これによりDynamic MR sialographyのデータより口腔乾燥症患者の治療の予後予測を可能にしてきた。これらの手法は、唾液腺の機能状態を従来の手法とは全く異なったMRIにより検出し、診断を行うことを可能にするもので、唾液腺の機能低下を来す疾患の診断に際しての新たな指標になり得る要素を示したものと考える。唾液腺やその周囲組織に異常を訴える患者に対して形態と機能を同時に検査出来るこの手法は患者の負担軽減という点において臨床的にも意義あるものと考える。26年度が最終年度であるため、記入しない。歯科放射線学26年度が最終年度であるため、記入しない。臨床的な研究であり、対象となる症例も限定しているため、症例数を増やすには一定期間は必要と考える。概ね順調に進行しているが、最終的な結果を得るには至っていない。理由としては本研究は臨床研究で、対象となる症例も限定しているため、症例数を増やすには一定期間は必要と考える。今後は、更に症例数を増やしていくことで、これまで蓄積してきたデータをより正確なものにしていく予定である。それに加え口腔乾燥症患者に対する、様々なの治療法とDynamic MR sialographyの所見についての関連性、生化学的な検査結果との関連性についても検討を行い、口腔乾燥症の病態解明、治療法の確立を更に押し進めていく予定である。今後は、更に症例数を増やし、これまで蓄積してきたデータをより正確なものにしていく予定である。それに加え口腔乾燥症患者に対する、様々なの治療法とDynamic MR sialographyの所見についての関連性、生化学的な検査結果との関連性についても検討を行い、口腔乾燥症の病態解明、治療法の確立を行う予定である。
肺胞上皮細胞の分化のメカニズムに関する研究

肺胞II型上皮細胞は,肺の虚脱防止や気道クリアランスの効率化に重要な肺表面活性物質の産生・分泌細胞であるばかりでなく,II型細胞自身が増殖し,I型細胞へと分化することが示唆されている。しかし,この肺胞上皮細胞の分化についての研究には,その状態を測る的確な指標がないことが最大問題であった。私の肺表面活性物質の分泌機序に関するこれまでの検討により,II型細胞にbeta-アドレナリン受容体としてbeta_1-およびbeta_2-の両サブタイプが存在し,いずれも分泌を調節していることが判明した。同様の化学的刺激を受容し,同様の情報伝達系を担う,同一の機能に関わる受容体が単一の細胞に存在することの意義については不明であり,本来別々の機能を担うべきサブタイプが一時的に共通の働きに関与していた可能性も考えられる。そこで,これらの受容体をコードするmRNAの発現量を指標に肺胞上皮細胞の分化に関する基礎的検討を行った。まず,微量の受容体mRNAの高感度定量法としてribonuclease protection assay法を応用した定量法を確立した。本法は細胞に発現するmRNAを0-60amol/mug total RNAの範囲において相関係数0.99以上の高い相関をもって特異的に定量可能な方法であった。II型細胞の初代培養を用い,beta_1-およびbeta_2-受容体のmRNA発現レベルを経時的に測定すると,beta_2-のmRNAレベルに著明な変化は無かったのに対し,beta_1-は培養2日目以降徐々に減少した。このbeta_1-受容体mRNAの減少は培養時間の経過に伴うII型細胞の肺表面活性リン脂質産生,分泌能の消失の推移とよく類似していた。これらの結果は,両受容体がそれぞれ異なる機序により発現が調節されていることを示唆するものであり,また,両サブタイプの発現量がII型細胞の分化について研究する際の全く新しい指標となる可能性も考えられる。今後,今回確立した高感度mRNA定量法を用いて,II型細胞に発現する様々な機能蛋白をコードするmRNAレベルの変化について検討するとともに,両受容体の発現レベルと細胞機能の相関についてさらに詳細な検討を行う予定である。
不均衡データ分類器の開発と応用

がんの診断,交通事故の予測など多岐に渡る分野で,少数の危機的事例(少数クラス)と多数の通常的事例(多数クラス)の分類が望まれる.しかし,2クラス間の不均衡性は少数クラスの見落しを引き起こす.また,従来の解決策は対象に特化し,クラス間の性能バランスを制御し難い問題があった.そこで我々は,汎用的で,性能のバランス制御と向上を達成する不均衡データ分類器の開発を試みた.提案手法はカーネルロジスティック回帰,最小分類誤り学習・一般化確率的勾配法,混同行列の融合により実現した.実験の結果,提案手法は従来手法よりも高い有効性を持つと示された.そして,研究成果をまとめた学術論文の出版に至った.少数の危機的事例(少数クラス)と多数の通常的事例(多数クラス)で構成される不均衡データの分類は,がんの診断,交通事故の予測等の様々な分野に求められる.しかし,通常の分類器では多数クラスの強い影響を受け,少数クラスの分類性能が極端に低下してしまう.従来,様々な不均衡データ分類器が提案されたが,経験則的・タスク依存的,クラス間の性能バランスの制御が困難等の問題があった.本課題では,これらの問題解決と高性能な分類を目指し,カーネルロジスティック回帰(KLOGR),最小分類誤り学習・一般化確率的勾配法(MCE/GPD),混同行列(CM)から成る分類器(CM-KLOGR)を提案し,その有効性を明らかにする.今年度の前半は,CM-KLOGRの理論的な枠組みの確立に注力した.この枠組みのうち,モデル構造はKLOGR(カーネル関数線形和とソフトマックス関数によるクラスの事後確率の推定)を基盤とした.目的関数と最適化には下記の2段階学習を導入した.KLOGRの利点を生かし,交差エントロピーを用いて初期設定を行う事前学習.MCE/GPDの利点を生かし,多様な評価基準の調和平均を用いて初期設定を改善する再学習.今年度の後半は,CM-KLOGRのソフトウェアを開発した.まず,基盤となるKLOGRと,MCE/GPD学習,混同行列と評価基準の計算を実装した.次に,交差エントロピーと偏微分計算をKLOGRに組み込んだ事前学習,および,MCE/GPD・混同行列・評価基準を経て導出した評価基準の調和平均と,その偏微分計算をKLOGRに組み込んだ再学習を実装した.そして,事前学習と再学習を連結してCM-KLOGRを実現した.ベンチマークデータを用いた試行により,開発したソフトウェアの正しい動作も確認できた.今年度は予定通りに,新しい不均衡データ分類器CM-KLOGRを提案し,その理論的な枠組みの定式化とソフトウェア開発を実施できた.本課題は自身の過去の科研費研究課題から着想を得ており,以前からアイディアを具現化してきたことが功を奏したと考えられる.また,今年度前半の予定を前倒しして,人的・時間的コストが大きいソフトウェア開発を早めに開始した点も貢献したと考えられる.がんの診断やネットワーク不正侵入の検知等,多岐に渡る分野に共通して,少数の危機的事例(少数クラス)と多数の通常的事例(多数クラス)を分類することが求められる.しかし,一般的な分類器はデータの不均衡性に強い影響を受け,少数クラスの見落としを生じる.過去に不均衡データ分類器が提案されたが,多くは経験則やタスク依存の知識に基づき,各クラスの性能とクラス間の性能バランスにも問題があった.本課題ではこれらの問題を克服できる,すなわち,汎用性と高性能を兼ね備えた不均衡データ分類器の開発を目指す.我々は昨年度に,カーネルロジスティック回帰(KLOGR),最小分類誤り学習・一般化確率的勾配法(MCE/GPD),混同行列(CM)を融合した新しい不均衡データ分類器であるCM-KLOGRを提案した.まずは最も重要な理論構築・定式化を行い,次にソフトウェア開発に着手した.今年度の前半は,昨年度実装したソフトウェアの詳細なデバッグと動作確認を行った.CM-KLOGRでは学習更新量を求める際に複雑な微分演算を要するため,複数名により注意深くデバッグした.そして,性質を制御できる人工データ等を用いて動作の正しさを確認した.さらに比較対象として,KLOGR,サポートベクターマシン(SVM),および,不均衡データ分類用の前処理手法であるサンプリング法のソフトウェアを実装した.今年度の後半は,様々なベンチマークデータを用いてCM-KLOGRの有効性を検証する実験を行った.実験設計では過去の関連文献を詳細に調査し,一般的で妥当と考えらえるデータセットと実験条件を決定した.そして,CM-KLOGRと比較対象の手法(KLOGR,SVM,これらとサンプリング法の組合せ)をデータセットに適用し,各手法の性能を調べた.その結果,多くの条件でCM-KLOGRは他手法よりも高い性能を示し,その有効性が明らかになった.昨年度,CM-KLOGRのソフトウェア開発に早期着手したことが功を奏し,今年度も予定通りのペースで研究を推進できた.研究の信頼性のためには,ソフトウェアのデバッグと動作確認に万全を期す必要がある.そこで,本課題代表者と大学院生により,半年以上かけて綿密なデバッグと動作確認に尽力した.また,これと並行して実験設計を行ったので,ソフトウェアの完成後,すぐに実験を開始できた.CM-KLOGRや比較対象の手法には大規模な数値計算を伴うハイパーパラメータ設定が必要であったこと,および,実験で得たデータが大量で集計に時間がかかったことから,一時的に研究の遅れが危惧された.

しかし,実験用計算機の追加と集計プログラムの開発によって遅れを回避できた.がんの診断やネットワーク不正侵入の検知等,多岐に渡る分野に共通して,少数の危機的事例(少数クラス)と多数の通常的事例(多数クラス)の分類が求められる.しかし,通常の分類器はデータの不均衡性に強い影響を受け,少数クラスの見落としを生じる.過去に不均衡データ分類器が提案されたが,多くは経験則やタスク依存の知識に基づき,各クラスの性能とクラス間の性能バランスにも問題があった.本課題ではこれらの問題を解決すべく,汎用性と高性能を兼ね備えた不均衡データ分類器の開発に取り組んだ.我々は昨年度までに,カーネルロジスティック回帰(KLOGR),最小分類誤り学習・一般化確率的勾配法(MCE/GPD),混同行列(CM)を融合した新しい不均衡データ分類器であるCM-KLOGRを提案した.そして,その理論構築・定式化,ソフトウェア開発・動作確認を行った.また,CM-KLOGRの有効性を検証する実験の試行,および,学術論文の執筆も開始した.最終年度である今年度は,昨年度後半に試行した検証実験の条件(評価の枠組み,比較対象,用いるデータセット等)を検討・改善し,KLOGR,サポートベクターマシン(SVM),不均衡データ分類用の前処理手法であるサンプリング法を組み込んだKLOGR,同じくサンプリング法を組み込んだSVMを比較対象として,不均衡データの分類性能を詳細に調べた.その結果,CM-KLOGRは比較対象よりも高い分類性能を達成し,昨年度後半の試行で示唆された有効性をより明確に確認できた.さらに,本課題の全ての研究成果をとりまとめて公表すべく,学術論文を執筆投稿した.その結果,IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineeringに採択されて出版に至った.がんの診断,交通事故の予測など多岐に渡る分野で,少数の危機的事例(少数クラス)と多数の通常的事例(多数クラス)の分類が望まれる.しかし,2クラス間の不均衡性は少数クラスの見落しを引き起こす.また,従来の解決策は対象に特化し,クラス間の性能バランスを制御し難い問題があった.そこで我々は,汎用的で,性能のバランス制御と向上を達成する不均衡データ分類器の開発を試みた.提案手法はカーネルロジスティック回帰,最小分類誤り学習・一般化確率的勾配法,混同行列の融合により実現した.実験の結果,提案手法は従来手法よりも高い有効性を持つと示された.そして,研究成果をまとめた学術論文の出版に至った.次年度の前半には,開発したソフトウェアの詳細なデバッグと動作確認を行う.また,CM-KLOGRの比較対象となる従来の不均衡データ分類器も開発する.複数の開発者で並行してこれらの工程を行い,二重確認することで,ソフトウェアの信頼性を確実にする.後半には,複数のベンチマークデータを用いてCM-KLOGRの有効性を実験検証する.実験の設計では,過去の関連文献を詳しく調査し,どのような性質のベンチマークデータを選定すべきか,および,どのような条件設定にすべきかを検討・決定する.すでに今年度,実験にかかる計算コストを見越して計算機を購入したが,不足の場合は追加購入により対応する.実験結果を学会発表にて公表することも着手する.本課題の最終年度である次年度は,追加実験を行ってCM-KLOGRの有効性をより明確にするとともに,研究成果の集大成として学術論文を執筆投稿する.これまでに数回,研究の進捗を報告する学会発表を行った.
不良債権処理のマクロ的インパクト

日本経済の「失われた10年」はバブル崩壊後の不良債権とその処理によってもたらされた。不良債権処理の負担をもたらしたルートは、3つあり、銀行・全要素生産性・家計所得である。本研究では家計所得の影響を強調すると共に、この特徴が日本経済の景気循環の推移に大きく影響していることを論じた。なかでも当該期は好況期が持続せず、後退期には投資が大きく減少するなど、一定以上に経済は拡大しない傾向が見られるが、本研究はその動きを説明する。本研究ではバブル崩壊と失われた10年を、家計の所得不足、といった側面から考察しており、そのなかでも不良債権処理のしわ寄せが家計に生じたことを中心に考察している。まず2冊の著書において大体の見通しを述べた。なかでもトレンドとサイクルの区別から、トレンドの中期的な屈折を重視する必要性を述べた。80年代と90年代以降では大きく成長率が屈折しているが、それはサイクルの様相にも現れている。・80年代以前の安定成長期はいわゆるGrowth Recession、つまり成長が足踏みする時期が不況だが、・90年代はちょうど成長の頭を押さえられ、成長率が低下した形となっている。言い換えると、景気上昇の初速はそれほど変わらないが、後退期には失速しマイナス成長の程度が大きく速い。この点からよりトレンドに依存する割合の大きい家計消費の役割が大きいことが予想される。本研究は日本経済について網羅的に考察するものだが、そのなかで「失われた10年」のさまざまな仮説の比較検討を行っている。本研究ではバブル崩壊と失われた10年を、投資の所得増大効果、といった側面から考察している。今年度の実施計画は、まずVARを行い、だいたいのマクロ変数の変動を以下のように検証した。[a]不良債権のデータを銀行業株価指数や財産所得・受取利子等で代替。[b]VARにより、不良債権が投資には影響が小さいが、消費には大きく影響があることを示した。なお近年、Hayashi and Prescott(2002)以来、全要素生産性(TFP)を巡る議論が盛んである。TFPについては先述の第2段階の投資の生産性効果に関連する問題であるといえる。本研究では[c]TFPには不良債権が含まれうることを理論的、実証的に示し、TFPを重視した研究と必ずしも非整合ではないことを示した。本研究では失われた10年の「原因」は不良債権であり、その「症状」は財産所得を通じて消費に表れたことを主張するものだが、すでに病状は慢性化し悪循環に陥っていた以上、今後の処方箋が単純なものとはならない。本研究ではバブル崩壊と失われた10年を、家計の所得不足、といった側面から考察している。今年度は、大きくけて2つのことを行った。第1に著書『日本経済のパースぺクティブ』でまず大体の見通しを述べた。同書は日本経済について網羅的に記述したものだが、そのなかで「失われた10年」のさまざまな仮説の比較検討を行った。第2に金融政策の無効性である。「失われた10年」では金融政策の失敗が指摘されることが多い。しかしながらレジームスイッチングVARで検証すると、以下のようなレジームに分かれ[1]バブル以前の85年頃までの安定成長レジーム[2]90年代の好況レジーム(バブル期と90年代央までの一応の好況期)と[3]90年代の不況レジーム(バブルピークアウト後の崩壊期・金融危機期)に[4]ゼロ金利政策(1999年)以降の2000年代の量的緩和レジーム最終レジームにおいて量的緩和等いわゆる新しい金融政策は実物経済に影響を与えていないことが分かった。今年度は、大きく分けて2つのことを行った。第1に著書『日本経済のパースペクティブ』でまず大体の見通しを述べた。

この点からよりトレンドに依存する割合の大きい家計消費の役割が大きいことが予想される。同書は日本経済について網羅的に記述したもの,だが、そのなかで「失われた10年」のさまざまな仮説の比較検討を行った。第2に非正規雇用と賃金の関係である。非正規雇用増加は家計所得減少をもたらすが、この問題は[A]高齢化に伴う嘱託等の増加や、[B]女性の社会進出による就業率の増大が量的には大きい。しかし派遣村の96%が男性であったように、報道では[C]壮年から中年の男性の急増、が大きく注目を浴びている状況になる。また[D]若者については就職氷河期の問題があり[E]女性の若年層も大きな問題である。家計補助的なパートタイマーばかりでなく、未婚の団塊ジュニア層が増加しているからである。以上の5つのグループにはそれぞれ重要な根深い問題が存在している。これをひとまとめにして、解決することは、元から無理な話であり、なかでも「切羽詰まったグループ」と主婦パートなど税金等の関係で「労働時間調整グループ」との混在はやっかいな問題なのであることが理解された。本研究ではバブル崩壊と失われた10年を、不良債権処理といった側面から考察している。今年度は、大きく分けて2つのことを行った。第1にさて日本経済の景気循環における調整プロセスの変容である。サイクルの進行プロセスから考えるともともと労働力の調整が遅い日本企業は、・好況初期には保蔵された労働力を使って生産が早く立ち上がる一方、・賃金など費用の上昇は企業利潤が確定してから、おもむろにゆっくりと進むという言う特性を持つ。企業利潤を売上(=生産)マイナス費用と分類すると、売上の調整は早いが、費用の調整は遅く利潤をみてからおもむろに進む。輸出が伸びて売上が伸びるのが好況の第一段階とすれば、費用である賃金が伸びる第二段階は設備投資や消費がもたらす内需中心となる。第2に企業の内部留保増大により、企業の財務面には注目すべき変化がある。内部留保増大は自己資本比率上昇をもたらした。特に98年以降に急上昇しており、これは株式市場ではPBRの低下をもたらしていることである。この自己資本比率の上昇は、規模別に見て大企業のみならず1000万以上の企業に見られる広範囲な現象であり、その理由は金融危機に関連して自己防衛にせまられた企業は自己資本を積みますからである。ただしこの行動は、個別企業の最適化にはつながるが、マクロ経済全体では「合成の誤謬」をすすめてしまう。またこの自己資本積み増しは上記景気循環の第二段階に対応するため、当該時期の日本の景気循環は一進一退を繰り返したのである。
寄主をめぐる寄生蜂の種内及び種間競争の機構解析

本研究では寄生蜂幼虫間に見られる種内・種間両競争の機構を解明しようとした。まず、研究材料であるアズキゾウムシの幼虫・蛹に寄生する3種の寄生蜂、Anisopteromalus calandrae,Dinarmus basalis,Heterospilus prosopidis,が、1匹の寄主に対して重複寄生することを確認した。次に、豆内の寄主幼虫を特殊容器に移し、別に採取した寄生蜂卵をら寄主幼虫上に移植することによって、寄生蜂幼虫間の競争を実体顕微鏡下で観察する方法を開発した。この方法を用いて以下の実験を行なった。1.1寄主に同時に同種の複数個の寄生蜂卵を移植し、羽化寄生蜂数を調べた。いづれの種においても、1寄生から1匹の寄生蜂が羽化した。2.同様の実験を、2匹の寄生蜂卵の寄主への移植時期を違えて行なった。移植間隔が72時間以上の場合、先着者が寄主をほぼ利用しつくし、後着者は羽化できなかった。しかし、48時間の移植間隔では、後着者が先着者を攻撃し、最終的には後着者が羽化した。干渉型、消費型両競争形式がいづれの種の種内競争にも存在することが証明された。3.これら3種の寄生蜂の幼虫間の種間競争の機構を調べる実験を行なった。3種を、2種ずつの3つの組み合わせに分け、それぞれの組み合わせにおいて、2種の寄生蜂の卵1個づつを1匹の寄主上に移植した。先の種内競争の場合と同じく、1匹の寄主から必ず1匹の寄生蜂が羽化した。2種が同時に孵化するように用意した実験では、ある特定の種が優位に立つことはなく、それぞれの種がほぼ50%の確立で羽化した。一方の種の卵が他方の種の卵より一定時間早く孵化するように用意した実験では、いづれの組み合わせにおいても、先着種が後着者を圧倒し、その度合いは孵化の時間間隔が長い程顕著であった。本年度は特に寄生蜂幼虫の寄主をめぐる種内競争の機構の解明に焦点を合わせた.まず研究の第一段階として,本研究で用いる材料であるアズキゾウムシの幼虫・蛹に寄生する3種の寄生蜂, Anisopteromalus calandrae,Dinarmus basalis,Heterospilus prosopidis,が本研究の意図する目的に合致する性質を持っていることを確認した.即ち, 1匹の寄主に対して短期間に重複寄生すること(同時重複寄生),及び,先に寄生された寄主に対して一定時間後に重複寄生すること(時間差重複寄生)を確認した.これによって, 1匹の寄主をめぐって寄生蜂幼虫間に種内競争の存在することが証明された.次に,豆内でおこる寄生蜂幼虫の競争を直接観察する方法を確立した.即ち,豆内の寄主幼虫を取り出し,特殊容器に写し,別に採取した寄生蜂卵・幼虫を寄主幼虫上に移植することによって,寄生蜂幼虫間の競争の機構を直接実体顕微鏡下で観察可能であることを確認した.上記の方法を用いて,寄生蜂幼虫の種内競争を調べた. 1匹の寄主に同時に複数個の寄生蜂卵を移植し,最終的に羽化する寄生蜂成虫の数を調べた.いづれの種においても, 1匹の寄主からは1匹の寄生蜂が羽化した.即ち,これらの寄生蜂は典型的なコンテスト型の種内競争をすることが判った.次に同様の実験を, 2匹の寄生蜂幼虫の寄主への移植時期を違えて,どちら(先着者,後着者)が羽化するかを調べた.移植の間隔が72時間以上の場合は先着者が資源(寄主)をほぼ利用しつくし,後着者は羽化出来なかった.しかし, 48時間の移植間隔では後着者が先着者を攻撃し,最終的には後着者が羽化した.即ち,干渉型,消費型の両競争形式がいづれの種にも存在することが証明された.来年度には同様の実験を,種間競争について行ない,種内競争での機構が種間競争にも当てはまるかを見たい.本研究では寄生蜂幼虫間に見られる種内・種間両競争の機構を解明しようとした。

先の種内競争の場合と同じく、1匹の寄主から必ず1匹の寄生蜂が羽化した。2種が同時に孵化するように用意した実験では、ある特定の種が優位に立つことはなく、それぞれの種がほぼ50%の確立で羽化した。一方の種の卵が他方の種の卵より一定時間早く孵化するように用意した実験では、いづれの組み合わせにおいても、先着種が後着者を圧倒し、その度合いは孵化の時間間隔が長い程顕著であった。これらの結果に基づき、本年度はこれら3種の寄生蜂の幼虫間に見られる種間競争の機構の解明に研究の主力を注いだ。これらの3種の寄生蜂はその卵期間が異なっているので、幼虫期の種間競争を調べる実験ではすべての種の孵化時期を競争の出発時になるよう操作した。まず3種を、2種ずつの3つの組み合わせに分け、それぞれの組み合わせにおいて、2種の寄生蜂の卵1個ずつを1匹の寄主上に移植し、どちらの種が羽化するかを見た。その結果、これらの3種の寄生蜂では、先の種内競争の場合と同じくコンテスト型の種間競争が見られ、1匹の寄主からは必ず1匹の寄生蜂が羽化した。2種が同時に孵化するように用意した実験では、どの組み合わせにおいても、ある特定の種が優位に立つことはなく、それぞれの種がほぼ50%の確立で羽化した。次にそれぞれの組み合わせにおいて、一方の種の卵(先着種)がもう一方の種の卵(後着種)より一定時間早く孵化するように、2種の卵の孵化時期に差をつけて寄主上に寄生蜂卵を移植する実験を行なった。その結果、いづれの組み合わせにおいても先着種が後着種を圧倒し、その度合いは孵化の時間間隔が長い程顕著であった。種内競争においては、48時間のいずれでは後着種が優位に立ったが、この種内競争の機構は種間競争においては、どの種も他種に対して発揮できなかった。
中高校生が関心を寄せる外傷予防教育プログラムの開発

中高生が、ケガをしない力、ケガをさせない力、自らを傷つけない力、傷ついた人を助ける力を獲得してもらうことを目的に、外傷予防教室を開催した。受講生の合計は118名で、女子が74%を占めていた。参加者の関心は、ケガをすることやケガをさせることよりも、救命処置の訓練が高かった。外傷への対応は、交通事故による外傷が最も多かったが、事故などの身体的外傷といじめなどの精神的外傷へ学習ニーズも高かった。交通外傷の予防をテーマに、A高校にて外傷予防教室を開催した。交通事故による心身への影響と共に、Haddon Matrixを用いた予防と対応についての講義を行い、高次脳機能障害を抱える患者と家族の講話、鏡文字の記述や片麻痺体験、一次救命処置と止血、固定法の演習、通学路の危険な場所のグループ学習を実施した。教室終了後に、授業評価と参加者の学習ニーズ調査を実施した。カナダにおけるP.A.R.T.Y.(Prevent Alcohol and Risk-Related Trauma in Youth;若者のアルコールとその他の危険に関連した外傷予防教育)活動の実際と運営を知るために、ビクトリア市ビクトリア総合病院とトロント市サニーブルック健康科学センター、ならびにハミルトン市マックマスター大学を訪問して、プログラムの視察を行った。また、担当者よりプログラムの特徴と運用形態、参加者の反応について、我々が実施している活動への示唆を得るための討議を行った。ハミルトン市はCommunity & Hospital Against Trauma(CHAT)と呼ぶ若者を対象とする外傷予防教育を実施していた。これは、P.A.R.T.Y.がボランティアを中心として民間からの寄付資金によって運営されていることと異なり、行政が主導的に実施していた。高校生は在学中に必ず、この課外授業を履修しなければならず、救命救急センターや事故後のビデオを見て、一時的に体調を崩す生徒もいたが、全員が積極的に参加していた。今後の我々の活動に広く応用できる情報が得られた。サニーブルック健康科学センターP.A.R.T.Y.Programのコーディネータよりアドバイスを受けて外傷予防教室のホームページを更新した。さらに、今後の活動として、伊勢原キャンパスでの外傷予防教室の開催に向けての準備と共に、2010年9月にロンドンで開催されるSafety 2010World Conferenceにて、ポスターで活動を紹介する予定である。交通外傷の予防をテーマに、神奈川県下の高校生を対象とした外傷予防教室を大学キャンパスで開催した。交通事故による外傷が受傷者の心身にどのような影響を与えるかの講義を行い、シートベルトコンピテンシーやドライブシュミレーターなどのシミュレーション学習や高次脳機能障害を抱える患者と家族の講話、鏡文字の記述や片麻痺体験、一次救命処置と止血、固定法の演習を実施した。また、外傷予防教室への開催に協力を得ている団体、個人に参加を頂いて、第一回外傷予防教室協議会を開催した。研究成果を国内外の学会で発表し、関連領域の研究者と意見交換することで、高校生を対象とした外傷予防教育技法の特徴や交通外傷以外の外傷予防についての示唆を得ることができた。外傷予防教室に参加した高校生の多くは、自らが外傷を負うことを想定して外傷予防教室に参加したのではなく、傷ついた人を助けることに高い関心を持っていた。さらに、医療系の高等教育を受ける希望を持っている高校生の参加が多いことが明らかとなった。2011年度以降は、高校生を対象とした外傷予防教室の開催日を増やすと共に、神奈川県下の高校養護教諭の先生方に本活動を知ってもらう目的で、外傷予防教室を開催する準備を進めている。高校生が外傷を予防する能力を向上させるための教室を開催し、外傷予防能力を高めるための方略と講義評価を行うとともに、受講生を増やすための方略を検討した。神奈川県下の養護教諭に「外傷予防教室」について知っていただき、「模擬外傷予防教室」を開催し、授業評価と改善への示唆を得た。保健委員をしている高校生が文化祭で、一次救命処置の指導を一般の高校生や地域の人たちに実施するための指導を行い、外傷予防への取り組みへの関心と支援方法について、検討した。外傷の原因を、交通外傷と災害外傷の2コースにして、それぞれの予防法についてのカリキュラムを開発した。講師と高校生が相互にやり取りを行う「クリッカーを用いたQ&A」の講義形式を導入し、関心を高める方略を検討した。災害外傷予防については、阪神大震災と東日本大震災での死者および外傷者の人数や特徴について、講義するととともに、一次予防から三次予防までの流れに関連させて、リスクマネージメントとクライシスマネージメントの違いについて理解を深められるカリキュラムを開発した。2011年度の外傷予防教室に参加した経験を持つ高校生に、家族を対象とした外傷予防教室を自宅で開催するための「家族への外傷予防教室」開催の計画を立案し、応募者を募ったが、参加者はなかった。

2011年度の外傷予防教室は、面識のない人とお互いに知り合い、コミュニケーションがとれるようになることや暗闇で協力してサバイバルする方法、車内からの緊急脱出法などのシミュレーション学習を取り入れた。今後も、シミュレーション型学習法と演繹的教育法を用いた効果的外傷予防教室の検討を続ける。
多ニューロン画像法を用いて海馬回路の演算様式を解明する

1.昨年度に引き続き、多ニューロンカルシウム画像法の改良に取り組んだ。今期は、海馬のみならず、多数の脳領域において画像法の効率を検討した(Namiki et al.2009)。大脳皮質や嗅球では、カルシウム蛍光指示薬の導入効率が高いことを見出した。2.さらに、画像法を応用し、神経回路内の多数のシナプス結合を検出するための新規光学実験技法を開発した(ROTing法)。これにより、脳スライス標本内の数百個のシナプス結合の同定が可能となり、神経回路の作動原理を追究する上で、有用な技法になると期待される(Sasaki et al.2009)。3.蛍光イメージング下でパッチクランプ記録を効率的に実現するため、蛍光パッチクランプ電極の開発を試みた(Ishikawa et al.2010)。この電極の開発に成功し、神経細胞の樹状突起や軸索など、細かい構造体からのパッチクランプ記録が容易に実現可能となった。この発明は、現在特許申請中である。4.軸索周辺に存在するアストロサイトが、活動電位の軸索伝播、およびその下流のシナプス伝達をどのように調節するか検討している(現在進行中)。これまでに、軸索近傍のアストロサイトの活動が、軸索を伝播する活動電位の幅を増大させ、その下流で生じるシナプス伝達を増強させることが明らかになった。この結果は、アストロサイトが軸索を伝播する活動電位の幅を調節することで、従来考えられていたより広範な影響を及ぼすことが示唆された。これは、グリア-ニューロン相互作用を介した神経回路の調節メカニズムに関する新たな知見であると考えられる。1、多ニューロン画像法における解析技術の向上これまでに確立した多ニューロン画像法について、より詳細な条件検討を行った。その結果、本実験条件下では、特に標本の活動に変化はないことを確認した。また、神経活動とカルシウム蛍光変化の関係を解析し、自動検出アルゴリズムを作製することで、多ニューロン画像法の欠点であった解析効率を大幅に上昇させることに成功した。2、嗅内皮質-海馬CA1野ニューロンペアからのパッチクランプ記録本画像法の利点を生かした研究として、嗅内野皮質-海馬CA1野間の神経投射に着目した。これまでの研究においては、同部位においてシナプス結合している細胞ペアから同時にパッチクランプ記録を行うのはきわめて困難であったが(結合確率が低いため)、本画像法を用いることで実現が可能になると考えた。具体的には、初めにCA1錐体細胞からパッチクランプ記録を行い、同細胞に直接投射している嗅内野皮質3層周辺の細胞群にグルタミン酸を局所適用し、細胞活動を計測する。同時にCA1細胞への入力パターンを記録することにより、オンラインでシナプス結合している細胞ペアを同定することが可能である。今後は、本技術を利用してシナプス結合ペアから同時記録を行い、同シナプスの特性、可塑性、抑制性回路の機能等を網羅的に検討していく予定である。3、オセルタミビルの神経回路に対する作用オセルタミビルが海馬神経回路の同期活動を亢進させる作用を有することを見出した。(1)多ニューロン画像法における解析技術の向上多ニューロン画像法(fMCI)は、数百もの神経細胞から同時に発火活動を計測できる有用な方法である。しかし、カルシウム蛍光変化からスパイク活動を検出する作業は、ほとんどが実験者の手作業によって行われており、解析作業に多大な時間を要するだけでなく、実験者の主観的なミスの混入も避けられない。本研究では、主成分分析(PCA)とサポートベクターマシーン(SVM)を組み合わせた新規のスパイク自動検出アルゴリズムを考案した。この比較的単純なアルゴリズムによって、従来よりも高速かつ正確にカルシウム変動からスパイク活動を検出することができるようになった。(2)海馬回路における単シナプス結合の記録本研究では、多ニューロン画像法と電気生理学的手法を融合させることにより、シナプス結合を効率よく探索できる新規の実験技法(Reverse Optical Trawling:ROTing)を開発した(研究成果をJournal of Phyeiology誌に投稿中)。さらに、本技法を海馬培養スライス標本のCA3-CA1シナプスに適用し、多数のシナプス結合ペア細胞からシナプス伝達を記録した。その結果、個々のシナプスにおいて、シナプス伝達確率は伝達量と相関すること、シナプス前細胞の膜電位変動はシナプス電流に変化を及ぼさないこと、などの特徴的な性質が見出された。

4.軸索周辺に存在するアストロサイトが、活動電位の軸索伝播、およびその下流のシナプス伝達をどのように調節するか検討している(現在進行中)。これまでに、軸索近傍のアストロサイトの活動が、軸索を伝播する活動電位の幅を増大させ、その下流で生じるシナプス伝達を増強させることが明らかになった。この結果は、アストロサイトが軸索を伝播する活動電位の幅を調節することで、従来考えられていたより広範な影響を及ぼすことが示唆された。これは、グリア-ニューロン相互作用を介した神経回路の調節メカニズムに関する新たな知見であると考えられる。
魚類における新規性決定遺伝子の同定

性決定遺伝子は性統御や性判別に役立つことから、生物生産において典型的な有用遺伝子として活用されている。しかし魚類の性決定遺伝子は、しばしば種間で保存されておらず、ほとんどの魚種で性決定遺伝子は不明のままである。本研究では、多くの魚類に適用可能な「性決定遺伝子を迅速に同定するストラテジー」の確立を目指した。その結果、次世代シーケンサーを活用した連鎖および低解像度連鎖不平衡マッピング法を用いれば、新規性決定遺伝子候補をこれまでより容易に短時間で決定できることが明らかとなった。多くの魚類において、その性は遺伝子により決定されている。しかしそれらの性決定遺伝子は、しばしば種間で保存されておらず、トラフグやメダカなどを除いたほとんどの魚種で性を決定する遺伝子は不明のままである。本研究では、多くの魚類に適用可能な「性決定遺伝子を迅速に同定するストラテジー」の確立を目指す。そのため、まずトラフグの近縁種をモデルとして新規性決定遺伝子を同定する。さらに、その手法を主要養殖魚であるブリに適用して、水産応用に直結する新規性決定遺伝子を同定する。同定された新規性決定遺伝子たちは、動物の性決定機構に関する基礎的知見をもたらすと同時に、他の魚類の性決定遺伝子の候補となり、さらなる魚種の性決定遺伝子同定を促すこととなる。(1)新規性決定遺伝子をごく最近獲得したショウサイフグの解析家系を作出して、連鎖解析をおこなったところ、性決定遺伝子が存在するゲノム領域を限局することに成功した。(2)迅速な連鎖マッピングをおこなうため、RAD-seq法をフグに適用した。その結果、結果が容易に得られるという利点とデータ欠損値がでるという欠点を確認した。欠損値の出現を抑える手法を検討中である。(3)フグのF0世代ゲノム編集:F0世代における非モザイク性欠失体出現率を上昇させる条件の検討を行った。ターゲット領域におけるマイクロホモロジーの有無が出現率に関与する傾向がみられた。(4)ブリ性決定遺伝子座の解析:性決定遺伝子座を被覆するBACクローンを次世代シーケンサーに付した。得られたリードをiMetAMOSを用いてマルチプルアセンブリと精度評価を行った。その結果、単純繰り返し配列によるギャップを除き、ブリ性決定遺伝子座を内部に含む連続DNA配列を得ることに成功した。研究を計画通りに進めることができた。さらに、その手法を他の魚に適用して、水産応用に直結する新規性決定遺伝子を同定する。1迅速な性決定遺伝子候補の同定と2連鎖不平衡マッピング:昨年度、近縁フグ1種について新規性決定遺伝子有力候補が得られた。今年度は、別の近縁フグを材料として、より簡便に新規性決定遺伝子を同定することを試みた。具体的には、多数の野生個体からゲノムDNAを抽出し、これを雌雄別々にプールしたのち次世代シーケンサーに付した。得られたデータを情報解析にふしたところ、本種においても性決定遺伝子の候補が得られた。3RNA-seqによる網羅的発現解析:昨年度得た性決定遺伝子候補の発現変動動態を明らかとするため、RNA-seq解析(雌雄それぞれ3プール。約5Gbデータ/1プール)をおこなった。その結果、性決定遺伝子候補は、期待通り、精巣特異的な発現上昇をしめした。以上、本研究で用いたストラテジーを用いれば、多くの魚類で迅速に性決定遺伝子・性決定ゲノム領域を同定できることが示唆された。1迅速な性決定遺伝子候補の同定および2連鎖不平衡マッピング:新規性決定

遺伝子座を迅速に同定法することを目的として、昨年度までRAD-seq法をフグに適用してきた。しかし欠損データ値が頻出するという欠点があり、解像度も期待より低かった。より迅速で高解像度な同定法を試すべく、全ゲノムリシーケンシングをベースとする解析をおこなった。その結果、新規性決定遺伝子の有望な候補遺伝子を得ることができた。2フグのRNA-seqによる網羅的発現解析:性決定遺伝子は、卵巣と精巣の形態的雌雄分化が起きていない時期に性特異的に発現している可能性が高い。このような遺伝子をリストアップするため、経時的にサンプリングした生殖腺をRNA-seq解析に付しデータを得た。トランスクリプトームの解析は次年度おこなう。3F0世代ゲノム編集:アリルの二重欠損によるF0世代機能欠失体出現率を上昇させる条件の検討を行った。同一個体に卵巣と精巣が出現する個体が得られるなど、高効率で機能欠失表現型が出現することを確認できた。4ブリ連鎖不平衡マッピング:ブリ性決定遺伝子の有望な候補遺伝子を得ることができた。新規性決定遺伝子の有望な候補遺伝子を複数発見できたため。(1)フグの連鎖不平衡マッピング:前年度で絞りこまれた性決定遺伝子座を解析対象とする。前年度、非血縁のショウサイフグを被覆度の低い全ゲノムシーケンシングに付しているので、解析対象領域における全SNP座を同定する。5kb毎に1つの密度でSNP座を抽出し、高解像度融解曲線分析またはTaqMan法によるSNP判定のためのプライマーセットを作成する。非血縁の野生個体100尾(雌雄50尾ずつ)を用いた連鎖不平衡マッピングをおこない、性と関連を示す領域を検出する。徐々に解析領域を絞り込むとともにSNP密度を増していき、性決定遺伝子を同定する。(2)フグのRNA-seqによる網羅的発現解析:網羅的発現解析単独では、性決定遺伝子を同定することは通常できない。この解析は、遺伝解析のデータと照らし合わせることではじめて性決定遺伝子の同定に大きく貢献する。性決定遺伝子は、卵巣と精巣の形態的雌雄分化が起きていない時期(雌雄未分化期)に、雄特異的あるいは雌特異的に発現している可能性が高い。このような遺伝子をリストアップするため、経時的にサンプリングした生殖腺をRNA-seq解析に付す。1サンプルあたり約5Gbのデータを得て、分化前後および雌雄間でトランスクリプトームを比較し、上記で解析したゲノム領域と照らし合わせる。(3)F0世代ゲノム編集による迅速な機能証明:連鎖マッピングの中で得られた候補遺伝子群の中で可能性が高いと思われるいくつかの遺伝子に関しは、本年度に機能欠失体の作出をおこなう。その表現型を調べて、性決定機能を確認する。(4)ブリ連鎖不平衡マッピング:前年度得たSNP座をもとにフグと同様の連鎖不平衡マッピングをおこなう。ブリ野生個体100尾を用いて候補遺伝子を絞り込む。魚類遺伝学29年度が最終年度であるため、記入しない。1迅速な性決定遺伝子候補の同定:新規性決定
関数空間のノルムの間に成り立つ不等式の研究と、その偏微分方程式の解の評価への応用

16-17年度と、Sobolevの埋ゆ込みの臨界ケースに発生する不等式(Trudinger-Moserの不等式、Gagliardo-Nirenbergの不等式、Brezis-gallouet-Waingerの不等式)を研究してきたが、近年非線形偏微分方程式はSobolev空間より一般的なBesov空間で考察されることが多くなっているので、Gogliordo-Nirenbereの不等式におけるL^PノルムやSobolevノルムをBesovノルムにしても成り立つことについて今年度は考察した。しかしその証明の中で、p≧1でしか成立しないYoungの不等式を用いているため、結果の数箇所で指数に本質的とは思われない制約がついてしまっている。一方この研究と並行して、16年度の報告書にも記載したmodulation空間について、埋め込みはどのようになり臨界ケースには何が起こるのか、普通modulation空間の指数は2つだけだが、第3指数として微分可能階数を表す指数を入れたとしたら、modulation空間のいろいろな性質はその指数の影響をどのように受けるのかについて調べていた。その中で、0<p<1の場合にmodulation空間のいろいろな性質を示すには、Fourier変換したときの台の直径に依存するある不等式(小林の不等式と呼ぶことにする)をYoungの不等式の代わりに用い、畳み込みf*9のL^pノルムをfのL^pノルムでおさえるというテクニックが鍵になることが最近わかった。ここでGagliardo-Nirenbergの不等式の研究とmodulation空間の研究が偶然に繋がった。すなわちGagliardo-Nirenbergの不等式のBesovノルム版の証明において、Youngの不等式の代わりに小林の不等式を用いたら、指数に対する本質的でない制約が外せるということである。ここに至ったのが今年度の終わりであったため、研究期間中に論文として発表することは残念ながらできなかった。今年度の前半は、研究課題の中でも「Hormander条件のもとでCalderon-Zygmund予想が成り立つかどうか」に問題を絞って考察し、谷垣がオーガナイザーを務めた研究集会「数値調和解析や画像解析と計算数理」(7月、東京都立大)に、この問題について研究している武漢大学のQ.X.Yang氏を招待し、ディスカッションを行った。その結果、問題を完全に解決することはできなかったものの、条件を強めれば予想が成り立つことと、条件を弱めれば予想が成り立たない例を作れることがわかった。後半は、研究実施計画にも書いたTrudinger-Moserの不等式とBrezis-Gallouoet-Waingerの不等式の同値性に問題を絞って考えた。この考察には、fractional integralを詳しく調べる必要があるが、「実解析学シンポジウム」(11月、大阪府立大)にてfractional integralに関する講演を複数聴いた際、fractional integralを調べるにはmodulation spaceを考えるのが自然であるという考えに至り、現在も研究中である。またTrudinger-Moserの不等式やBrezis-Gallouoet-Waingerの不等式は、Navier-Stokes方程式の解の評価をしようとすると自然に現れるものなので、「調和解析セミナー」(12月、東北大)に出席した際には、セミナー参加者とNavier-Stokes方程式のmild solutionの一意性について議論し、より精密な情報を得ることができた。谷垣は、偏微分方程式の解の評価へ応用するのにどのような関数空間が最適であるか16年度から考察してきたが、本年度7月に国際研究集会「漸近解析と特異性」に参加した際に得た情報にもとづいて調査を行った結果、最適な関数空間は「シュレディンガー作用素に付随するBMO空間やHardy空間である」との結論を得るに至った。8月に国際研究集会「Harmonic Analysis and its Applications」に参加した際には、この観点から情報交換を行い、その結果、「偏微分方程式に応用するにはシュレディンガー作用素に付随したTriebel-Lizorkin空間という特徴づけが不可欠であり、そういった特徴づけはシュレディンガー作用素に自己共役性という条件を付加すれば可能であるが、応用上この条件を満たさないシュレディンガー作用素を対象としなければならない事例もあるので、この条件を弱めることに成功すれば大きな意味を持つ」ということが判明した。谷垣は、応用に支障を来たさない他の条件を強めるならば、自己共役性条件を弱めることができるという見通しを立てて計算中である。また、「ラプラス作用素に付随する関数空間の場合にフーリエ変換を用いた定義が有用であるのと同様に、シュレディンガー作用素に付随する関数空間の場合も一般化されたフーリエ変換を用いて定義できれば大変有用である」ということがわかった。谷垣は、これが可能であると推測して精査中である。さらに「シュレディンガー作用素のポテンシャルに逆ヘルダー条件を付けた場合に、シュレディンガー作用素の積分核についてある評価ができれば素晴らしい」ということが明らかになった。谷垣は、この評価が成り立つと予想して研究を進めている。

しかしその証明の中で、p≧1でしか成立しないYoungの不等式を用いているため、結果の数箇所で指数に本質的とは思われない制約がついてしまっている。一方この研究と並行して、16年度の報告書にも記載したmodulation空間について、埋め込みはどのようになり臨界ケースには何が起こるのか、普通modulation空間の指数は2つだけだが、第3指数として微分可能階数を表す指数を入れたとしたら、modulation空間のいろいろな性質はその指数の影響をどのように受けるのかについて調べていた。その中で、0<p<1の場合にmodulation空間のいろいろな性質を示すには、Fourier変換したときの台の直径に依存するある不等式(小林の不等式と呼ぶことにする)をYoungの不等式の代わりに用い、畳み込みf*9のL^pノルムをfのL^pノルムでおさえるというテクニックが鍵になることが最近わかった。ここでGagliardo-Nirenbergの不等式の研究とmodulation空間の研究が偶然に繋がった。すなわちGagliardo-Nirenbergの不等式のBesovノルム版の証明において、Youngの不等式の代わりに小林の不等式を用いたら、指数に対する本質的でない制約が外せるということである。ここに至ったのが今年度の終わりであったため、研究期間中に論文として発表することは残念ながらできなかった。
磁気による物体の非接触遠隔操作の研究

非接触による駆動、動力伝達、操作によって、機会の簡素化、高精度化、高速化が可能になる。本研究は主にマイクロマシンへの応用を目的として磁気を用いた微小物体の非接触操作技術の基礎研究を実施した。とくに物体の寸法に比べ広い空間での移動が可能な機構と制御、測定手段について研究を行った。まず、微小永久磁石を対象として、垂直2次元平面内で浮上移動を可能にする移動操作の原理およびそれを実現するために複数の磁極を共通の磁極片で接続することを特徴とする磁気機構を提案した。また磁気機構を試作し、実験により検証した。つぎに同原理を3次元により拡張して、3次元での浮上移動が可能な実験装置を試作し、実験により最適な磁極片形状を検討した。これらの手法はそのまま永久磁石以外の強磁性体にも適用できる。つぎに、物体が常磁性または反磁性の金属物体の磁気浮上移動の検討を行った。この場合、うず電流を利用するが、磁気試験装置を試作しリニア方式と交番磁界方式にいて実験的に検討した。これらの研究では、位置測定用センサにレーザセンサ、うず電流センサを使用した。しかし実際の応用を考えると人体内など障害物の存在する場合にはこれらのセンサを利用できない。そこで超音波センサの磁気浮上への利用を検討した。しかし超音波センサは測定精度に世代があるので、物体の運動予測を併用したカルマンフィルタを構成した。実験を行い、超音波センサを用いた磁気浮上が可能であることを示した。微小物体の磁気浮上移動および超音波センサを用いた磁気浮上は従来にない技術であり、画期的な成果が得られた。今後は、以上の成果を基に、物体の非接触操作から、いくつかの部品からなる微小機械システムの非接触操作に関する研究へと発展させる予定である。マイクロマシンの非接触遠隔駆動・操作および金属物体の非接触支持・操作に必要な、磁気による物体の非接触遠隔操作に関する基礎技術の確立を目的とする。本年度は、下記のように、微小永久磁石を有する微小物体の3次元空間内多自由度操作のための基礎解析、3次元磁気駆動装置の試作、物体の間接測定法の考察を行った。1.磁気駆動機構の3次元磁場解析:本研究における磁気駆動機構は基本的に鉄心からの磁束もれを利用するため従来の磁場解析法の適用が困難である。そこで新たに積分方程式による定式化を行い数値計算により解を求めて3次元磁場解析を行った。また2次元についての解析結果と測定結果との対比により有効性を確認し、3次元機構の設計に利用した。2.磁気駆動装置の試作および実験的検証:前記解析結果を利用して機構を設計し、磁石メーカーの協力を得て磁気駆動装置を試作した。またそれを用いて実験による検証を行っている。微小物体の3次元位置はレーザ光を組み合わせて測定した。しかし3次元の場合には測定用のレーザ光の位置合わせがきわめて困難であり、新たな位置測定法の開発が必要である。3.物体の間接測定法の構築:新たな位置測定法について思考を繰り返し、間接測定法について研究方針の具体化を可能にした。この方法は一種のフィルタリング手法であり、当該研究者の研究実績のある方法である。本年度は、昨年研究開発した3次元非接触操作技術を利用して対象物体を永久磁石から強磁性物体、金属物体に拡張するための技術の開発および物体位置の測定法の改善のため下記の研究を行った。