hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
感覚過敏に対する新しい治療法の開発

感覚過敏は中枢神経感作とも重なる概念であるが、その評価は主観的なものに限られ、他覚的に定量化する試みは成功していない。治療法として弁別能力を向上させることが有効であると推測されるが、その前段階としての生理学的評価を中心に研究を継続している。これまでは聴覚刺激による皮質反応を検討してきたが、触覚による評価も追加した。一連の研究から、触覚でも聴覚と同様の抑制が見られること、その抑制は情報の階層処理が進むほど強くなること、個体内で聴覚、触覚の抑制率に一定の傾向があることなどが分かっている。新しい生理指標として期待できるものであった。また異なる方法として、音圧変化の程度に応じて反応する聴覚誘発反応変化率(loudness dependence of auditory evoked potentials:LDAEP)についても検討し、それらが不安や特定の性格傾向と関連があるかどうかについて調べている。また、更に感覚過敏を社会関係性の視点から検討するために動物実験を追加している。このために高社会性げっ歯類であるハタネズミを用いた。これまで既に、絆が形成されたペアーを短期間離して飼育すると、機械刺激、熱刺激に対する反応性が増強すること、この過敏性は不安と関連していることを報告している。現在はペアーの片方に慢性疼痛モデルを施すとどのような行動学的変化が認められるかどうかについて検討を行っている。これらの結果が得られれば、慢性疼痛の治療やそのケアに重要な情報が与えられることになると考えている。感覚過敏の治療に応用するには、どうしても正確な生理学的評価が必要不可欠である。このためのパラダイム開発を継続してきた。聴覚、触覚刺激による脳内抑制機構を定量化する試みについては一定の成果が得られている。しかし、直接的に治療に結びつける段階には到達していない点が問題である。今後は触覚、痛覚刺激による脳内抑制系を示すような指標を重点的に開発していく。このための生理学的な解析を更に行うことを予定している。また、感覚過敏を是正する対象となる患者についても選定を含めて今後行っていく。研究を進める中で、感覚過敏性の背景にある機能障害やその幅広い影響を多方面から詳細に検討する必要が出てきている。このためにはヒトを対象とした生理学的実験では不十分になりつつあり、動物実験が必要であると考えている。研究代表者は高社会性げっ歯類であるハタネズミを用いた研究をすでに行っているが、感覚過敏性と社会関係を調べるために極めて魅力的なテーマである。これにより臨床的にも有用な情報を得られる可能性が極めて高い。今後はその研究も加えて行いたい。比較的簡便に測定可能である聴覚刺激を中心にして、これまでのパラダイムの有用性を確認し、最終的なまとめを行っていく。また、痛覚刺激による抑制メカニズムについても再検討する予定である。本年度から開始した、動物実験についてはハタネズミを用いて感覚過敏の代表的疾患モデルである神経障害性疼痛を作成する。
キャビテーションを伴う翼形の水槽実験における側壁境界層による三次元効果の評価

2次元翼(翼形)の特性を求めるための既存の水槽実験においては、試験翼(3次元翼)が設置されている水槽の両側壁の境界層の影響(3次元効果)が考慮されていない。申請者は過去数年の間に「平行壁間における3次元キャビテーション翼のせん断流理論」についていくつかの論文を発表してきた。本課題研究の目的は、これらの理論を拡張・融合することによって、水槽の両側壁の境界層の影響の評価を可能にする理論的な方法を開発することである。このような目的の下に、前述の中のキャビテーション発生の無い理論について、その主流の速度分布を任意の分布に適用できる簡便解析法を提案し、乱流境界層の速度分布である7分の1乗べき法則に従うせん断流について特性解析をした(平成7年度)。次に、キャビテーションを伴う二次元翼(翼形)の特性を理論解析によって求めるために、代表的な翼形として欠円翼形、平板翼形、円弧翼形を選定し、既存の特異点解法によってこれらの翼形の特性解析を行った(平成8年度)。平成9年度においては、平成7年度に提示したキャビテーション発生の無い簡便解析法の理論をキャビテーションを伴う場合に拡張した(速報的に秋田高専研究紀要に発表)。すなわち拡張された理論式を解析的な手法と数値的な手法を融合した独自の方法(高専教育論文集に発表)で解析し、この解析法のコンピュータ・プログラムを作成した。これによる解析結果と、平成8年度に求めた2次元翼の解析結果とを比較し、最終的に、キャビテーション(超空洞)を伴う2次元翼の特性を求めるための水槽実験において従来考慮されていなかった両側壁の境界層による3次元効果を明らかにした(学内にて発表、また学会にて講演予定)。既存の「せん断流中の翼に関する3次元理論」における主流の速度分布を、解法の提案のためのモデルである断片的直線せん断流から、実用的な一例としての乱流境界層の速度分布である7分の1乗べき法則に従うせん断流に拡張した。すなわち、翼幅方向の流れ問題に対するスツルム・リュウヴィル型の固有値問題を設定し、その常微分方程式を離散化によって差分方程式に帰着させ、これを翼幅方向に分割した各小区間に適用しかつ離散化した境界条件を考慮することにより固有値方程式を誘導した。固有値方程式はQR法によって解かれ、さらに漸化式として使用することにより固有関数の値を算出し、これを正規化し、その数値積分によりスペクトラムを求めた。これらと既存の翼断面の準2次元理論の解との線形結合によって空洞のない平板翼と円弧翼について、揚力に関する3次元効果が明らかにされた。当初予想されていた困難さにも関わらず予定通りに進行している。解法の提案のためのモデルである断片的直線せん断流の速度分布を対象とした「せん断流中の翼に関する3次元理論」における主流の速度分布を、実用的な一例としての乱流境界層の速度分布である7分の1乗べき法則に従う速度分布に拡張した理論の構成に成功し、これは「平行壁間に置かれた3次元翼の簡便解析法」というテーマでターボ機械協会誌にオリジナルな論文として掲載された。その後、キャビテーションを伴う翼形の既存の実験的成果を収集し、これらを解析、整理し、計算の対象にする代表的な翼形として欠円翼形を選定した。選定された翼形に対して、申請者により既に提案されている2種類の特異点解法によってキャビテーション現象を伴う2次元翼の特性解析を行った。これらの解析結果は3次元せん断流効果を知るための比較対照としてこのままの形で利用されるが、これらの2種類の特異点解法は、3次元せん断流効果を考慮する形に理論的に拡張されなければならない。このために理論式の展開からプログラムの作成までの作業が残されている。

これらの結果が得られると前述の理論により既に得らた解との結合によって、最終的な3次元効果が求められる。申請者による既存の「せん断流中の翼に関する3次元理論」における主流の速度分布を、任意の分布に適用できる簡便解析法を提案し、乱流境界層の速度分布である7分の1乗べき法則に従うせん断流について特性解析をした(平成7年度)。次に、キャビテーションを伴う翼形の既存の実験データを収集して、代表的な翼形として欠円翼形を選定し、既存の2種類の特異点解法によってキャビテーション現象を伴う欠円翼形の特性解析を行った(平成8年度)。平成9年度においては、平成7年度に提示したキャビテーション発生の無い簡便解析法の理論をキャビテーションを伴う場合に拡張した(速報的に秋田高専研究紀要に発表)。すなわち拡張された理論式を解析的な手法と数値的な手法を融合した独自の方法(高専教育論文集に発表)で解析し、この解析法のコンピュータ・プログラムを作成した。これによる計算結果と、平成8年度に求めた2次元翼の解析結果とを比較し、従来考慮されていなかったキャビテーション(超空洞)を伴う3次元翼の水槽実験における両側壁の境界層による3次元効果を明らかにした(学内にて発表)。
生殖補助医療を受けた妊産婦の周産期メンタルヘルスケアー不安を中心とした量的解析

不妊治療後の出産ではメンタルヘルス問題が生じやすいことが海外より報告されているが、不妊治療経験者に特化した包括的なサポート体制は現在の日本では取られていない。本研究では、日本における不妊治療と周産期メンタルヘルスの関係について明らかにする。これにより不妊治療経験者に提供すべきケアやサポート体制を考察し、安定した母子関係の構築を支援することでより健全な次世代の育成に寄与することを目的とする。
スパースモデリングと情報統計力学の共進化による柔軟な大規模逆問題解法の開発と応用

本研究は、スパースモデリング(SpM)と情報統計力学の技術を拡張することで,変数選択・パラメータ推定問題の、より深い数理的理解と実用的数値解法を得ること,および,開発手法を生命・経済などの実データ解析へ応用し,それが使える枠組みであることを実証することが目標である.本年度はまず,スパース線形回帰に対するモンテカルロ法を用いた変数選択アルゴリズムの考案・改良・開発と,その性能を評価するための理論解析を完了した.性能評価の理論解析についてはすでに論文が出版されており,アルゴリズム開発・数値実験の論文も現在執筆中である.SpMのアルゴリズムは多くが緩和もしくはアドホックな近似に頼っているが,本手法はそれらによらない方法である.計算量をどのくらいかけるかで,荒いが早い近似計算から数値的厳密な計算までをカバーする方法論であり,スパース線形回帰をきちんと解くための標準的方法として位置づけられると考えている.次に,二値変数間の関係性(ネットワーク)を抽出する手法を開発した.利用した枠組みはボルツマンマシンと呼ばれる機械学習の標準的モデルである.我々の寄与は,データをボルツマンマシンの形式に載せるためのデータの「前処理法」と,抽出された関係のうち信頼のおけるものとそうでないものを峻別する「後処理法」の開発にある.これらは情報理論・計算統計学に基づいた系統的かつ客観的手法である.正解ネットワークが存在する状況下での数値実験を行うことで,これらの手法が正解ネットワークを復元することに強力に寄与することを示し,さらに実際の生物のデータにおいても合理的なネットワークを抽出することを示した.上で述べた1つ目の成果であるスパース線形回帰のモンテカルロ法に基づくアルゴリズムは,申請書類に記載した「課題1」に対応しており,これについてはすでに完了したと考えている.また2つ目のネットワークの推定については,残りの課題である「課題2・3」の一部に対応し,それらについても一定の成果が得られていると考える.ここから当初計画のうち3割以上をすでに達成したと考えており,研究期間がまだ3/4残っていることを考えると,おおむね順調、もしくはそれ以上に進展していると考えるのが妥当である.上で述べたネットワークの推定に関する研究を進めるうちに,この課題に関する需要が極めて高いことに気がついた.そこでもともとの申請ではガウス型のモデルを主に取り扱う,と課題2で述べていたが,ガウス型に限らずより一般の非線形性を持ったモデルを積極的に取り扱うよう研究方向性を拡張修正する.課題3については,経済でよく使われる動的モデリングのモデルであるベクトル自己回帰モデルに関する技術調査・論点整理を昨年度行った.本年度ではその結果を元に,動的モデリングによる関係性の抽出に本格的に取り組んでいく.ベクトル自己回帰モデルはあくまで線形のモデルだが,非線形性の高いモデルにおいても平均場近似を用いることでアクセス可能である.この点を追求する予定である.本研究は、スパースモデリング(SpM)と情報統計力学の技術を拡張することで,変数選択・パラメータ推定問題の、より深い数理的理解と実用的数値解法を得ること,および,開発手法を生命・経済などの実データ解析へ応用し,それが使える枠組みであることを実証することが目標である.本年度はまず,スパース線形回帰に対するモンテカルロ法を用いた変数選択アルゴリズムの考案・改良・開発と,その性能を評価するための理論解析を完了した.性能評価の理論解析についてはすでに論文が出版されており,アルゴリズム開発・数値実験の論文も現在執筆中である.SpMのアルゴリズムは多くが緩和もしくはアドホックな近似に頼っているが,本手法はそれらによらない方法である.計算量をどのくらいかけるかで,荒いが早い近似計算から数値的厳密な計算までをカバーする方法論であり,スパース線形回帰をきちんと解くための標準的方法として位置づけられると考えている.次に,二値変数間の関係性(ネットワーク)を抽出する手法を開発した.利用した枠組みはボルツマンマシンと呼ばれる機械学習の標準的モデルである.我々の寄与は,データをボルツマンマシンの形式に載せるためのデータの「前処理法」と,抽出された関係のうち信頼のおけるものとそうでないものを峻別する「後処理法」の開発にある.これらは情報理論・計算統計学に基づいた系統的かつ客観的手法である.正解ネットワークが存在する状況下での数値実験を行うことで,これらの手法が正解ネットワークを復元することに強力に寄与することを示し,さらに実際の生物のデータにおいても合理的なネットワークを抽出することを示した.上で述べた1つ目の成果であるスパース線形回帰のモンテカルロ法に基づくアルゴリズムは,申請書類に記載した「課題1」に対応しており,これについてはすでに完了したと考えている.また2つ目のネットワークの推定については,残りの課題である「課題2・3」の一部に対応し,それらについても一定の成果が得られていると考える.ここから当初計画のうち3割以上をすでに達成したと考えており,研究期間がまだ3/4残っていることを考えると,おおむね順調、もしくはそれ以上に進展していると考えるのが妥当である.上で述べたネットワークの推定に関する研究を進めるうちに,この課題に関する需要が極めて高いことに気がついた.そこでもともとの申請ではガウス型のモデルを主に取り扱う,と課題2で述べていたが,ガウス型に限らずより一般の非線形性を持ったモデルを積極的に取り扱うよう研究方向性を拡張修正する.課題3については,経済でよく使われる動的モデリングのモデルであるベクトル自己回帰モデルに関する技術調査・論点整理を昨年度行った.本年度ではその結果を元に,動的モデリングによる関係性の抽出に本格的に取り組んでいく.ベクトル自己回帰モデルはあくまで線形のモデルだが,非線形性の高いモデルにおいても平均場近似を用いることでアクセス可能である.この点を追求する予定である.
疑似成熟社会における健康関連微生物のリスク評価とその制御

現在社会は,高齢化によって生ずる病原微生物への抵抗力の低下や,国際化による病原微生物の安易な移入等により,健康関連微生物によるリスクの増大が懸念される疑似成熟社会である。真の成熟社会実現のためには,人の健康を保証することが重要であり,病原微生物のリスクを評価し,そのリスクを制御していくことは必須の課題である。本研究では,真の成熟社会形成のための病原微生物のリスク評価とその制御の確立に向けた研究の発展を目的とし,今後の研究計画と研究方針について議論を行った。以下にその成果を示す。1.健康関連微生物のリスク評価とその制御に関する研究:課題28の成果を統括し,今後の研究計画や研究方針を明確にした。2.病原微生物の種類の同定:現在社会や未来社会において問題となりうる病原微生物の種類について,文献や研究機関・行政機関が所有するデータから整理した。3.病原微生物の検出・定量技術:水や食品からの病原微生物の検出・定量技術について,現存の技術情報や適用事例を収集・整理し,問題点を明らかにした。4.病原微生物のリスク評価手法:現在,水質基準や食品衛生基準の策定のために一般に用いられている病原微生物のリスク評価手法について,問題点を明らかにした。5.国内外の感染症発生事例調査:国内外での病原微生物による感染症の発生事例を調査した。6.病原微生物リスク低減技術:水や食品中の病原微生物の除去・不活化技術について,現存の技術情報や適用事例を収集・整理し,問題点を明らかにした。7.HACCP等による水・食品の管理技術:現在,水質管理や食品衛生管理に利用されているHACCP等の技術について,技術情報や適用事例を収集・整理し,問題点を明らかにした。8.遺伝情報を利用した感染ルートの解明:遺伝情報を利用した感染ルートの解明手法について,現在の技術情報や適用事例を収集・整理し,問題点を明らかにした。
吸収過程を考慮した生理学的薬物動態モデルを基盤とする化学物質肝毒性評価法の確立

本研究では、医薬領域において小腸吸収性評価に汎用されている培養ヒト腸由来細胞を活用し、多様な化合物の消化管吸収性を評価することで、吸収性に及ぼす化合物側の変動要因について解析し、得られた情報を生理学的薬物動態モデルに還元することで、吸収過程を精緻化した生理学的薬物動態モデルを開発すること、さらに、それを用いた化学物質経口投与後の肝毒性発現リスクの新規評価法の確立を目指す。
X線TVを用いた短縮歯列弓患者の咀嚼・嚥下運動と舌運動に関する研究

咀嚼・嚥下機能においては咬合や下顎運動ばかりでなく、舌や頬粘膜などの軟組織が重要な役割を果たしている。本研究はX線TV(videofluorography)により短縮歯列弓(SDA)患者の咀嚼・嚥下時の動画像データをまとめるとともに舌運動を観察して大臼歯の欠損が舌運動に与える影響と短縮歯列弓患者の有床義歯による補綴治療が口腔機能の改善に貢献しているかを明らかにすることを目的とした。さて、北欧を中心として短縮歯列弓患者の有床義歯治療は口腔機能の改善に貢献していないという研究をEBMとしてSDAを治療の最終到達目標の一つとするという考え方があるが、補綴治療ではSDAであっても義歯必要とする症例を経験することがある。そこで、これらの研究内容を検討すると、有床義歯補綴治療の咀嚼機能を評価するパラメータとして主に食物の粉砕機能を評価したものが多く、粉砕後の食塊形成、移送機能などの食物動態に関するものは少なく、SDA患者に装着した有床義歯の機能を必要とする症例ではSDAを肯定する根拠は弱いと考えられた。本研究の動画像データの解析結果によると片側遊離端義歯の非装着、装着の比較では、非装着の場合に粉砕した食物片が歯列欠損部から頬側口腔前庭に溢れ出るという食塊形成障害を観察できた。また、咀嚼時に粉砕、食塊形成、移送の全ての過程を必要とするピーナッツの様な食品の場合は、義歯の非装着時と装着時を比較したとき非装着時の方が嚥下までの咀嚼回数が有意に増加することが明らかになった。すなわち、短縮歯列弓症例では嚥下できるまでの咀嚼回数を増加させなければならないという非効率的な歯列状態であることを示していた。咀嚼機能は食物の粉砕機能だけでなく、食塊形成、食塊移送の間の食物動態から総合的に評価する必要性が明らかになった。「短縮歯列弓患者のVF装置による咀嚼・嚥下、舌運動に関する動画像データの採取、解析」平成14年度は短縮歯列弓患者を12名確保した.被験者は片側遊離端欠損者のみに限定し,片側処理による部分床義歯の製作し、装着するところまで行って、咀嚼・嚥下のVF撮影、咀嚼効率試験を行った。片側処理の理由は、治療による侵襲を少なくすることおよび健全側と義歯による補綴側で咀嚼したときの咀嚼効率の変化と咀嚼・嚥下運動、及び舌運動の変化を解析するためである。咀嚼効率に関してはピーナッツ3g咀嚼時の嚥下までの咀嚼回数と粉砕度を10メッシュ通過率によって検討した。咀嚼効率のデータおよびVFデータは一括してDVDメディアに蓄積し,保存した。「臨床評価および口腔生理学的検討」短縮歯列弓患者の義歯の装着の有無により咀嚼効率の変化および咀嚼・嚥下運動、舌運動から臨床的評価を行った。臨床評価には、患者にとって義歯の装着が有効であるかに関してのアンケート調査もVAS法によって行った。また、義歯の有無によるピーナッツ咀嚼効率の変化を篩分法によって解析し,短縮歯列弓の被験者に義歯を装着した場合のデータの比較検討を行っている。

本研究の症例かぎり、従来、部分床義歯の片側処理による補綴はあまり勧められていなかったにもかかわらず現在のところ全ての症例で患者の満足が得られ、問題になる点も生じていない。また、人間の口腔咽頭の感覚や舌運動を司る神経系の口腔生理学的検討を行い、研究データの解析を深めている。「VF動画像解析法の検討」得られたVF元データの定量的なデータ解析を行うため画像処理用パソコンに取り込み、加工データの咀嚼開始嚥下終了の舌運動の動画像データの画質を最高に保ち、画質を落とさず利用できるように最低限のデータの質を確保する条件決めを行った。1.本研究に関する内容の倫理委員会の承認本研究で用いるVF装置はX線の被曝は非常に少ないが、撮影時に医療目的として使うことの必要性をよく説明した結果、自発的な協力により撮影は行われ、採取したデータの扱い方にも事前に承諾していただいた。これらは、学内の倫理診査委員会に申請していたが、正式に許可を得た。2.短縮歯列弓患者のVF装置による舌運動に関する動画像データの採取、解析の継続採取したデータは特に舌運動の解析を中心にまとめた。短縮歯列弓患者の咀嚼・嚥下時の舌運動VF動画像を採取した全てのデータは極力画質を落とさない状態でパソコンレベルで保存できるように処理し、DVDディスクに保存しているが、特に重要なデータに限って元データを専用光磁気ディスクに保存した。3.臨床評価短縮歯列弓患者の義歯の装着により咀嚼効率の変化の臨床的評価を行っているが、装着前と装着後との咀嚼回数を比較したところ装着後に概して咀嚼回数の減少が観察された。これは義歯によって咀嚼機能が効率的になっていることが示唆されていると考えられた。患者に義歯の装着が有効であるかに関してのアンケート調査もVAS法によって行い、良好な結果を得ている。4.研究成果の発表研究成果は、平成16年度の日本補綴歯科学会において発表し、発表した内容は日本補綴歯科学会誌に投稿する予定である。また、典型的なデータはパーソナルコンピュータにデータベースとして保存し、教育用に用いたい。5.VF動画像解析法の検討得られたVFデータの定量的なデータ解析を行うために画像処理用パソコンに取り込んだ咀嚼開始嚥下終了の舌運動動画像データの画質を最高に保って利用できる最低限のデータの質を確保する条件決めができた。平成16年度は本研究の最終年度にあたるためにX線TV(videofluorography)による短縮歯列弓患者の咀嚼・嚥下時の動画像データをまとめると共に短縮歯列弓患者の有床義歯による補綴治療が口腔機能の改善に貢献しているかを明らかにすることが求められた。さて、北欧を中心として短縮歯列弓患者の有床義歯治療は口腔機能の改善に貢献していないことから短縮歯列弓(SDA)を治療の最終到達目標の一つと考えるという考え方があるが、補綴治療ではSDAであっても義歯必要とする症例を経験することがある。そこで、これらの研究内容を検討すると、有床義歯補綴治療の咀嚼機能を評価するパラメータとして主に食物の粉砕機能を評価したものが多く、粉砕後の食塊形成、移送機能などの食物動態に関するものは少なく、SDA患者に装着した有床義歯の機能を必要とする症例ではSDAを肯定する根拠は弱いと考えられた。本研究の動画像データの解析結果によると片側遊離端義歯の非装着、装着の比較では、非装着の場合に粉砕した食物片が歯列欠損部から頬側口腔前庭に溢れ出るという食塊形成障害を観察できた。また、咀嚼時に粉砕、食塊形成、移送の全ての過程を必要とするピーナッツの様な食品の場合は、義歯の非装着時と装着時を比較したとき非装着時の方が嚥下までの咀嚼回数が有意に増加することが明らかになった。すなわち、短縮歯列弓症例では嚥下できるまでの咀嚼回数を増加させなければならないという非効率的な歯列状態であることを示していた。咀嚼機能は食物の粉砕機能だけでなく、食塊形成、食塊移送の間の食物動態から総合的に評価する必要性が明らかになった。
カワトンボ類の交尾器の左右非対称性:その機能と進化パターン

カワトンボ科のトンボ類において,ある種のオスは非対称な交尾器を持っていたが,他の種の交尾器は左右対称であった.左右非対称な交尾器をもつ種では,左側の側突起がよく突出し,右側のものは折りたたまれる傾向があった.この側突起は,メスの体内にある精子貯蔵器官からオスが精子を掻き出すために用いる器官である.カワトンボ科全体の分子系統樹上で,オスの交尾器の左右非対称性は, 1回だけ生じ,そのグループ内で,メスの精子貯蔵様式に対応して、さらに非対称性の著しい種が出現したことが明らかとなった.カワトンボ科のトンボ類において,ある種のオスは非対称な交尾器を持っていたが,他の種の交尾器は左右対称であった.左右非対称な交尾器をもつ種では,左側の側突起がよく突出し,右側のものは折りたたまれる傾向があった.この側突起は,メスの体内にある精子貯蔵器官からオスが精子を掻き出すために用いる器官である.カワトンボ科全体の分子系統樹上で,オスの交尾器の左右非対称性は, 1回だけ生じ,そのグループ内で,メスの精子貯蔵様式に対応して、さらに非対称性の著しい種が出現したことが明らかとなった.カワトンボ,オオカワトンボ,クロイワカワトンボ,アオハダトンボ,ミヤマカワトンボ,バグロトンボ,リュウキュウハグロトンボの7種に関して,未熟個体と成熟個体のオス交尾器の形態を詳細に比較した.カワトンボ,オオカワトンボ,クロイワカワトンボでは交尾器の形態は左右対称であったが,アオハダトンボではやや左右非対称,ミヤマカワトンボ,バグロトンボ,リュウキュウハグロトンボでは著しく左右非対称であった.非対称性は成熟個体で顕著になる傾向が認められた.ミヤマカワトンボとバグロトンボでは,実際に交尾器の側突起の切除を行うと,左側を切除したとぎにメスの受精嚢内の精子をまったく掻き出せなくなった.つまり,左側がよく発達して機能的であることがわかる.メスの受精嚢は上記の順でよく発達していた.メスの受精嚢の発達具合(より奥に精子を貯える)とオス交尾器の左右非対称性の程度には強い相関があった.より奥の精子を掻き出すためには,左右非対称な交尾器が必要であると考えられる.外国産の種について,中国のMnais属の1種,メキシコのHetaerina属の1種についてオス交尾器とメス受精嚢の形態を観察することができた.前者はメスの受精嚢が複雑な構造となっていたが,オスの交尾器は左右対称,後者はメスの受精嚢が単純でかつオスの交尾器も左右対称であった.その他のカワトンボ類の多くの種のDNA解析も行い系統樹を描いた結果,左右対称なものから左右非対称なものが少なくとも2回出現している可能性があった.しかし,それを確かめるためには,今後さらに多くの(とくにアメリカ産の)種に基づく比較が必要である.日本に生息するカワトンボ類全種(アサヒナカワトンボ,ニホンカワトンボ,クロイワカワトンボ,アオハダトンボ,ミヤマカワトンボ,バグロトンボ,リュウキュウハグロトンボ),中国に生息するMnais属の1種,メキシコに生息するHetaerina属の1種に関して,オスの交尾器の左右非対称性と,メスの交尾嚢と受精嚢への精子の貯蔵比のデータを初年度に得たが,今年度はさらにリュウキュウハグロトンボの奄美大島,徳之島,沖縄本島の各個体群について同様の調査を行い,また,北アメリカに生息するCalopteryx maculataの野外調査を行った.これらの結果をDNAの塩基配列に基づく系統樹上に示すと,左右対称な交尾器が祖先形であり,左右非対称性は1回だけの起源に基づいていた.しかし,非対称性には種ごとに程度の差があり(やや非対称な種から顕著に非対称な種まで),メスの精子の貯蔵様式との相関が認められた.それをさらに確かめるためには,今後,東南アジアおよびヨーロッパの種の観察が必要であるカワトンボ科のオスの交尾器の左右非対称性の進化パターンを明らかにするために、本年度は、ベトナム産Neurobasis chinensisおよび中国産Caliphaea sp.について、オスの交尾器の左右非対称性の程度とメスの精子貯蔵特性を調査した。その結果、昨年度までに得られた日本産および中国、北アメリカ、メキシコ産のカワトンボ類と同じように、メスがより奥に存在する受精嚢に多くの精子を貯えるほど、オスの交尾器の左右非対称性が増大する傾向が認められた。カワトンボ科全体の系統樹をDNAの塩基配列から描き、その上で左右非対称性のパターンを見ると、左右対称な交尾器が祖先形であり、左右非対称性は1回だけの起源に基づくことが明らかになった。そのグループの中で、非対称性の種ごとの程度の差は(やや非対称な種から顕著に非対称な種まで)、メスの精子の貯蔵様式と関連することになる。メスは、Y字状の受精嚢内に精子を貯えるが(メスは全種で左右対称)、オスにとっては、右側の受精嚢内の精子は掻き出せないが,左側の受精嚢を掻き出せるように左右非対称になっていた。この場合、もし、左右対称であれば、どちらの受精嚢内の精子もオスは掻き出すことができないため、片方でも掻き出せる方の繁殖成功度が高くなると予想される。オスの交尾器の変化は,雌雄の拮抗的共進化としてとらえることができる。つまり、メスは精子を掻き出されないようにより奥へ精子を貯蔵し、オスはできる限り多くの精子を掻き出せるように非対称性を獲得したという考え方である。これについては、今後の実験的証明が必要である。
膝蓋内側滑膜ヒダ(いわゆるタナ)遺残に関する実験的研究

膝関節腔および半月板の形成過程において認められるアポトーシスを検討する第一歩として、発生段階にある膝関節組織中でアポトーシスをおこしている細胞の同定を行った。実験に使用した動物種はアポトーシス関連の抗体が豊富なことからマウスを用いた。マウスでは胎生15日前後で膝関節腔が形成されるので、15日胎齢前後の胎児の膝関節を対象とした。アポトーシスを検出する方法としてGavriele,Y.が報告したTUNEL法を用いた。現在までの研究結果から、膝関節腔および半月板の形成にアポトーシスが先行していることが確認された。しかしながら固体発生のどの段階に初発するのか、また解剖学的にどの部位から開始するのか、さらに半月板の形成、膝蓋内側滑膜ヒダの遺残にどのような関連を持つのかに関しては明らかとなっていない。マウスでは対象が非常に小さな組織であり、解剖学的なオリエンテーションを維持した切片を作成することが非常に困難であったため、平成10年度では動物種を家兎に変更してこれらの項目を検討した。その結果、膝関節腔および半月板の形成過程における間葉系細胞のアポトーシス現象は、固体発生の過程のごく短い期間、数時間以内に発現している現象のようであり、今回の実験では、解剖学的にどの部位から開始するのかその瞬間をとらえることはできなかった。またアポトーシスを認める細胞の分布に明らかな秩序を見いだすまでにいたらなかった。今後、受精からの経過時間をより厳密に管理して膝関節を採取し、検討する必要がある。膝関節腔および半月板の形成過程において認められるアポトーシスを検討する第一歩として、発生段階にある膝関節組織中でアポトーシスをおこしている細胞の同定をおこなった。動物種はアポトーシス関連の抗体が豊富なことからマウスを用いた。マウスでは胎生15日前後で膝関節腔が形成されるので、この前後の胎齢の胎児の膝関節を対象とした。アポトーシスを検出する方法としてGavrieli,Y.が報告したTUNEL法を用いた。胎生13日では膝関節腔はまだ形成されておらず、間葉系細胞が充填されていた。しかしながら大腿骨、脛骨、半月板の表層は細胞密度がやや高い状態となっていた。このようなstageの組織をTUNEL法で観察すると将来関節腔になるであろう部分に存在する間葉系細胞にTUNEL陽性細胞が認められた。明らかな局在は認められなかった。胎生14日でも膝関節腔はまだ形成されていなかったが将来関節腔が形成される部分に存在する間葉系細胞の細胞密度はさらに低くなっていた。同部のTUNEL陽性細胞の比率は高くなっていた。胎生15日では膝関節腔はその形成を終了していた。膝関節腔の形成にアポトーシスが先行していることが確認されたのであるが、発生のどの段階に初発するのか、また解剖学的にどの部位から開始するのか、さらに半月板の形成にどのような関連を持つのかに関しては今後の課題であると考えている。またマウスでは対象が非常に小さな組織であり解剖学的なオリエンテーションを維持した切片を作成することが困難であったため、動物種を家兎などに変更する必要があると考えている。
Li負イオンの体積生成に関する基礎過程の研究

D-T反応により生成されるα粒子計測を行う上で必要となる大電流のLi^-ビ-ム源の開発のためには、Li^-の生成機構を解明することが重要である。現在までのところ、Li^-はLi_2分子の形成を通じて生成されると考えられている。そこで小型イオン源内に発生するLiプラズマより引き出されるLi^-量の各プラズマパラメ-タに対する依存性を測定することによりLi^-の生成/破壊機構を研究した。今年度実施した研究内容と成果を下記にまとめる。1.イオン源より引き出されるLi^-量は引出し領域に与える磁場(フィルタ-磁場)が小さいとき、放電電力には比例せず飽和することが分かった。また、Li^-生成量はイオン源の壁温度を増加することにより増大できる。更に、Li^-の生成量はプラズマ側の引出し電極の電位を調整することにより増大できることが分かった。2.上記の壁温度の影響がLiの中性粒子の増大と相関するものと考え、容器壁温を変化させてLi粒子束を測定した。その結果、測定されたLi粒子束とLi^-との間に良い相関が見られることが分かった。なお、研究を更に前進させるためLi原子の測度分布を測定するため、現在も作業中である。また、これまでの研究では当初予定されていたLi_2^+とLi^-の間の比例関係は観測されていない。この点についても作業を継続する予定である。3.関連する素過程デ-タをもとに、Li^-量を計算するモデルを構築することを試みた。荒いモデル計算は可能であるが、H^-に対して提案されているモデルと同レベルの理論を構築するには、低エネルギ-領域での電子やLi原子、Li^+による破壊過程に対する断面積、及び生成過程全般に関する断面積の正確な値が必要となる。4.絶対値を直接比較することはできなかったが、上記1の実測と上記3による予測値との比較を試みた。その結果、現有のデ-タでは引出し領域付近の電子温度の影響が正しく評価されないことが分かった。
薄型超音波スピンドルモータの実用化に向けた高性能化と耐久性向上の研究

1.高速回転超音波スピンドルモータの回転軸の耐摩耗性の向上を検討した.多孔性炭素系セラミックス製の回転軸に数種類のグリスを真空含浸し,摩耗の低減効果を確認した.動作初期に比較的大きな摩耗が存在したが,回転軸の接触面が振動子により研磨され,粗さが低減されたためである.その後の摩耗量は非常に少なく,回転軸の直径が摩耗により細くなり,横方向予圧により折れるまでを寿命とすると,約7,000時間の寿命予測が得られた.今後,更に長時間の耐久試験を行い,摩耗データの収集を行い正確な耐久性を把握する必要がある.また,回転軸や振動片の材質を引き続き検討する.2.非鉛である圧電単結晶・ニオブ酸リチウム(LiNbO3)を用いた薄型超音波モータの駆動特性を検討した.この振動子は負荷の影響を受けやすく,駆動周波数に対して回転特性に大きな非線形象があった.また,結晶の異方性を利用して矩形状で縦振動と曲げ振動を結合させる構成を考案し,振動特性を明らかにした.超音波モータのステータスとして使用した際に良好な回転特性が得られた.更に,電極パターンの工夫により, 2つの結合振動モードの振動特性を近接できることを見出した.3.積層圧電斜対称振動子を用いて,支持方法,回転軸の接触位置,回転軸直径の影響を実験的に検討し,回転特性の改善を試みた.その結果,少ない電力で高速回転が実象できた.また, 30%を超える高効率が得られた.4.予圧用バネを内蔵したL字形超音波アクチュエータを予圧制御することで,速い立ち上がりで高速回転が得られることを新しく考案した等価回路によって解析した.立ち上がり時は予圧を大きくし,高速回転時は予圧を減少させることで,摩擦すべりが低減できる解析結果が得られた.1.高速回転超音波スピンドルモータの耐久性の向上を図るため,摩耗の低減をいくつかの方法で検討した.多孔性炭素系セラミックス製回転軸に潤滑処理を施すことによって摩耗の低減効果が得られたが,目標時間には達しなかった.また,摩耗に個体差が生じ,この原因の特定が課題である.PTFE系樹脂製の回転軸は剛性が弱く,ステータ振動子から受ける横予圧によって変形が生じ,回転が妨げられた.しかし,摩耗が非常に少ないことから,変形を防ぐことによって特性を改善できると思われる.2.非鉛であるニオブ酸リチウムを用いた薄型超音波モータの特性を検討した.結晶の異方性を利用して矩形状で縦振動と曲げ振動を結合させる構成を考案し,その特性を明らかにした.また,斜対称形と比較して支持および予圧方法が容易になった.更に縦振動と曲げ振動の多重モード振動子が破壊に至る条件を明らかにした.3.二つの円環状ステータを用いてテーパー付きの回転軸を長手方向に挟む,ベアリングレス構成を実現した.回転が不安定であったが,5,000rpm程度の回転が得られた.ベアリングを省くことでより薄型構成が可能である.4.予圧用バネを内蔵したL字形超音波アクチュエータを積層圧電アクチュエータによっての予圧制御することで,速い立ち上がりで高速回転が得られることを実証した.立ち上がり時は予圧を大きくし,高速回転時は予圧を減少させることで,摩擦滑りを減らすことで摩耗の低減が期待できる.5.円盤型ジャイロモーメントを検討した.位相差をもつ2つの駆動信号によって回転方向を決定することができた.1.高速回転超音波スピンドルモータの回転軸の耐摩耗性の向上を検討した.多孔性炭素系セラミックス製の回転軸に数種類のグリスを真空含浸し,摩耗の低減効果を確認した.動作初期に比較的大きな摩耗が存在したが,回転軸の接触面が振動子により研磨され,粗さが低減されたためである.その後の摩耗量は非常に少なく,回転軸の直径が摩耗により細くなり,横方向予圧により折れるまでを寿命とすると,約7,000時間の寿命予測が得られた.今後,更に長時間の耐久試験を行い,摩耗データの収集を行い正確な耐久性を把握する必要がある.また,回転軸や振動片の材質を引き続き検討する.2.非鉛である圧電単結晶・ニオブ酸リチウム(LiNbO3)を用いた薄型超音波モータの駆動特性を検討した.この振動子は負荷の影響を受けやすく,駆動周波数に対して回転特性に大きな非線形象があった.また,結晶の異方性を利用して矩形状で縦振動と曲げ振動を結合させる構成を考案し,振動特性を明らかにした.超音波モータのステータスとして使用した際に良好な回転特性が得られた.更に,電極パターンの工夫により, 2つの結合振動モードの振動特性を近接できることを見出した.3.積層圧電斜対称振動子を用いて,支持方法,回転軸の接触位置,回転軸直径の影響を実験的に検討し,回転特性の改善を試みた.その結果,少ない電力で高速回転が実象できた.また, 30%を超える高効率が得られた.4.予圧用バネを内蔵したL字形超音波アクチュエータを予圧制御することで,速い立ち上がりで高速回転が得られることを新しく考案した等価回路によって解析した.立ち上がり時は予圧を大きくし,高速回転時は予圧を減少させることで,摩擦すべりが低減できる解析結果が得られた.
真空(減圧)流動層を利用した農産物の乾燥,冷却および殺菌システム

本研究は真空(減圧)流動層乾燥冷却装置を設計試作して,穀物とカット青果物を高品質かつ高能率的に乾燥または冷却する場合の基礎データを取得したものである。得られた研究の結果は次のように要約される。1)実験装置はΦ200,1550(H)またはΦ80,1100(H)の2種類の真空流動塔,2520l/minの油回転真空ポンプ,伝熱面積2.5m^2のコールドトラップと400Wの冷凍機,700mmHg,8m^3/minのターボブロワ,300Wの電熱ヒータおよび,これらをつなぐ配管から構成した。2)コムギの真空流動層における圧力降下が一定になるのは,たとえば圧力34kPa下では約1730Paのときであり,このときの最小流動化速度は1.6m/sであった。モミの場合,34kPaでは圧力降下は約1022Paのときに一定になり,このときの最小流動化速度は1.2m/sであった。コムギとモミのいずれも,流動塔内の圧力が低くなるほど空気密度が小さくなって,最小流動化速度は速くなった。3)コムギの含水率の変化に及ぼす減圧の効果が顕著にみられ,乾燥初期の含水率は常圧下(101.3kPa)に比べて急速に減少した。4)コムギを真空流動層乾燥すれば,60°Cの加熱乾燥を行うのと同程度の乾燥速度が35°Cで得られることになり,本法は品質低下を抑制するとともに,速やかな乾燥を可能にする方式であることが判明した。5)モミの場合は,乾燥速度に減圧の効果はほとんど認められなかった。6)キャベツの呼吸速度は,縮小した原形のキャベツ,1/2カット,1/4カット,1/8カットの順に遅くて千切りキャベツが最も速く,この傾向は周囲温度が高いほど顕著であった。7)カットキャベツの呼吸による品質低下を抑制する観点からは,真空予冷は効果的である。実用化に際しては千切りキャベツを連続的に真空予冷した後,引続いて直ちに保冷する真空振動流動層などの技術開発が必要であると考えられた。<研究の背景と目的>穀物の低温下における除湿・乾燥等の操作は,製品の高品質の要求には応えられるが,乾燥速度は比較的遅く能率が悪い。また,カット野菜の冷水冷却はビタミン類の流失等が避けられず,水きり法と殺菌法にも課題を残している。本研究は,真空(減圧)流動層を利用して,穀物とカット野菜を高品質かつ高能率的に乾燥または冷却するとともに,殺菌システムの構築を試みようとするものである。<研究結果>1)真空乾燥および真空冷却機能を有する真空流動層装置を設計開発した。装置はジャケット式真空流動槽(φ200,1550(H)),油回転真空ポンプ(950l/min),コールドトラップ(伝熱面積2.5m^2)と冷凍機(400W),温水ボイラー(3.0W),およびこれらをつなぐ配管から構成された。2)流動槽の拡散板から少し上部の500mmの部分は,ヴォータージャケット構造で,真空乾燥の場合の蒸発潜熱源になるようにした。

3)無負荷運転の結果,コールドトラップの表面温度が-20°Cのとき,真空流動槽内の全圧は760Torrから約6分で6Torrまで下がった。この結果は葉菜類の真空冷却を行うのに十分な性能であることが示された。4)電熱ヒータによる温水ボイラーの水温は48°Cまで上昇可能で,穀物の乾燥を行うのに十分な性能であることが示された。5)非粒形材料として,キャベツを縮少した原形,1/2カット,1/4カットおよび千切り状態で,約5°Cまで真空冷却するのに,それぞれ3分,3分,1分40秒,1分15秒要し,カットキャベツの冷却時間は,更に短時間になる見込みである。6)冷却後の貯蔵中の品質については,現在,実験続行中である。7)乾燥については,基準材料のシリカゲルによる実験を続行中である。穀物については,収穫時期を待って実験を行う予定である。<研究の背景と目的>穀物の低温下における除湿・乾燥などの操作は,製品の高品質の要求には応えられるが,乾燥速度は比較的遅く能率が悪い。また,カット野菜の冷水冷却はビタミン類の流失等が避けられず,水きり法と殺菌法にも課題を残している。本研究は,真空(減圧)流動層を利用して,穀物とカット野菜を高品質かつ高能率的に乾燥または冷却するとともに,殺菌システムの構築を試みようとするものである。<研究結果>1)設計製作した真空乾燥および真空冷却機能を有する真空流動層装置に,さらに実験材料の流動化機能を付加するため,高さ1m,内径Φ60,Φ80,Φ100mmの3種類を製作した。2)このうち,材料の流動状態が良好で,風速範囲も比較的広い流動塔の内径はΦ80mmであった。3)これを用いた実験によって,モミとコムギの最小流動化開始速度は,それぞれ2,2.5m/sであり,流動塔内真空度が4mmHgのとき,それ以上の風速範囲では,圧力損失は45mmHgでほぼ一定であった。4)千切りキャベツの真空冷却処分によって,アスコルビン酸含量の減少および褐変抑制効果が認められた。今後は千切りキャベツの真空流動層冷却が品質に及ぼす効果を検討する必要がある。<研究の背景と目的>穀物の低温下における除湿・乾燥などの換作は,製品の高品質の要求には応えられるが,乾燥速度は比較的遅く能率が悪い。本研究は,真空(減圧)流動層を利用して,穀物とカット野菜を高品質かつ高能率的に乾燥または冷却するとともに,殺菌システムの可能性を探ろうとするものである。<研究結果>1)設計製作した真空流動層装置に,さらに常圧流動層実験が可能になるように,ターボブロワおよび電熱ヒータを組み込んだ。以下,塔内径は80mmである。真空下での風速は熱線風速計の指示値に圧力補正を加えて求めた。2)基準物質としてのシリカゲルの最小流動化速度は圧力0.4kPa下で2m/sであった。3)空気温度35°C,風速3m/s,圧力21kPa61kPaでは,シリカゲルの乾燥速度は,圧力およびレイノルズ数に反比例して速くなった。4)コムギおよびモミの常圧下における最小流動化速度は,それぞれ4.8m/s,4.4m/sであった。5)コムギおよびモミの30kPa60kPaにおける最小流動化速度は,それぞれ1.6m/s,1.2m/sであり,圧力が低くなるほど空気密度が小さくなって流動化速度は速くなるものと考えられた。6)モミの乾燥速度には真空の効果はほとんど認められなかった。これに対し,コムギには乾燥初期に真空の効果が大きくみられた。
グラフカーネルを用いた分布推定アルゴリズムの拡張と高性能化

グラフを個体としたグラフカーネルを用いた分布推定アルゴリズムEDA-GKの拡張を行う.従来,グラフを個体とした進化アルゴリズムでは,遺伝子型から表現型への写像が凸凹してしまうために,良い性能を出すことが難しかった.本研究課題で;は,アルゴリズムの適用範囲を広げることを目標として研究に取り組む.従来提案されてきたEDA-GKでは分布推定に用いるグラフカーネルとして,グラフから最短パス距離の頻度を抽出するShortest-path Graph Kernelを利用してきた.しかし,このグラフカーネルを利用すると特定の条件の下で探索精度が落ちるという懸念があった.そこで本研究では新たに,EDA-GKの分布推定に従来とは異なるグラフカーネルを導入した.具体的には,グラフからサブツリーの頻度を抽出するWeisfeiler-Lehman Kernelを導入し,さらにShortest-path Graph KernelとWeisfeiler-Lehman Kernelを組み合わせたMixture Kernelを提案した.実験では,EDA-GKによって多様な構造のグラフを導出できることを示すため同型グラフ探索問題に手法を適用し,分布推定に用いるグラフカーネルごとに性能を比較・評価した.さらに,適応度関数の設定次第で様々な探索問題に適用可能であることを示すため,情報の伝搬拡散に優れたネットワーク構造を導出する固有値最大化問題に手法を適用し,同じくグラフカーネルの違いが探索精度に与える影響を評価した.伝搬拡散に優れたネットワーク構造を導く固有値最大化問題に手法を適用し,同様に新しく導入したグラフカーネルの方がより良好な解を導出できることを示した.また,既知の構造のネットワークよりもさらに伝搬拡散に優れたネットワーク構造の導出が可能であることも示した.新しいカーネルを提案し,バランスの良い解を見出すことができており,良好な進展を見せていると考える.有機化合物の進化について,道筋がつきつつある.これを進めて有用な化合物の生成に取り組みたい.また,グラフカーネルとしてDeep Graphの利用を検討して行きたい.グラフを個体としたグラフカーネルを用いた分布推定アルゴリズムEDA-GKの拡張を行う.従来,グラフを個体とした進化アルゴリズムでは,遺伝子型から表現型への写像がでこぼこしてしまうために,良い性能を出すことが難しかった.本研究課題では,アルゴリズムの適用範囲を広げることを目標として研究に取り組む.グラフカーネルを用いた個体のサンプリングや,密度推定の方法を丁寧に調べ上げ,その性能評価を行う.並行してOrder/Degree問題への適用を引き続き行い,提案手法の有用性を調べ上げる,また,アルゴリズムの性能を評価する.具体的には,混合的なカーネルの構成や,良好個体にバイアスをかけたサンプリング方法,エリートを積極的に残すための選択方法について,調査し,これらの関連性を調べた.カーネルの種類において,これまでに用いてきた最小距離カーネルは全結合に近い解を探索するときに,機能しなくなることがあることが判明した.そのため,ノードの次数と近隣ノードの次数も考慮したWFカーネルを新たに導入した.さらに,これらの混合カーネルも導入し,その有用性を検討している.ノーフリーランチ定理が示唆しているように,混合したとしても万能なものにはなり得ないが,混合カーネルの混合比を動的に調整できれば,幅広い問題クラスに対して,有用なカーネルができるのではないかと考えている.これは,今後の課題となりうると考えている.LBAであるがOrder/Degree問題にEDA-GKに適用した結果をGECCO2017にて発表し,その後,実験データを拡充し,論文としてまとめ上げた.アルゴリズムの性能評価では,カーネルの種類や,サンプリング方法,選択方法について,調べ,その関連性を論じた.グラフを個体としたグラフカーネルを用いた分布推定アルゴリズムEDA-GKの拡張を行う.従来,グラフを個体とした進化アルゴリズムでは,遺伝子型から表現型への写像が凸凹してしまうために,良い性能を出すことが難しかった.本研究課題で;は,アルゴリズムの適用範囲を広げることを目標として研究に取り組む.従来提案されてきたEDA-GKでは分布推定に用いるグラフカーネルとして,グラフから最短パス距離の頻度を抽出するShortest-path Graph Kernelを利用してきた.しかし,このグラフカーネルを利用すると特定の条件の下で探索精度が落ちるという懸念があった.そこで本研究では新たに,EDA-GKの分布推定に従来とは異なるグラフカーネルを導入した.具体的には,グラフからサブツリーの頻度を抽出するWeisfeiler-Lehman Kernelを導入し,さらにShortest-path Graph KernelとWeisfeiler-Lehman Kernelを組み合わせたMixture Kernelを提案した.実験では,EDA-GKによって多様な構造のグラフを導出できることを示すため同型グラフ探索問題に手法を適用し,分布推定に用いるグラフカーネルごとに性能を比較・評価した.さらに,適応度関数の設定次第で様々な探索問題に適用可能であることを示すため,情報の伝搬拡散に優れたネットワーク構造を導出する固有値最大化問題に手法を適用し,同じくグラフカーネルの違いが探索精度に与える影響を評価した.伝搬拡散に優れたネットワーク構造を導く固有値最大化問題に手法を適用し,同様に新しく導入したグラフカーネルの方がより良好な解を導出できることを示した.また,既知の構造のネットワークよりもさらに伝搬拡散に優れたネットワーク構造の導出が可能であることも示した.新しいカーネルを提案し,バランスの良い解を見出すことができており,良好な進展を見せていると考える.エッジの「重み」では,数値で各エッジを特性付けることができる.しかしながら,エッジに幾つかの種類が存在するような場合には,平成29年度の研究計画で述べたようなアプローチを採ることはできない.最小パス距離カーネルの考え方を拡張して,エッジのタイプを考慮したカーネルを案出する:

まず,すべてのノードの組合せについて,エッジのタイプを無視して,最小パス距離となるパスを見い出す.各パスについて,パスを構成するエッジのタイプを列挙したタイプの列を作成する.このタイプの列のヒストグラムを作成することにより,グラフカーネルを構成する.さらに,スレッド数の多いGPUを無駄なく効率的に動作させるには,粒度の細かい計算を数多く,できるだけ条件分岐のない計算方法で定式化していく必要がある.最小パス距離だけなく,行列演算として定式化しやすいカーネル関数を導入する.さらに,混合カーネルの混合比の動的な調整も今後の一つの指針である.有機化合物の進化について,道筋がつきつつある.これを進めて有用な化合物の生成に取り組みたい.また,グラフカーネルとしてDeep Graphの利用を検討して行きたい.論文誌JACIIIの支払いが年度を結果として跨いでしまったので,執行できなかったことによる.1万円以下の端数が残っており,次年度に使用する予定である.
咀嚼運動の発現に関与する中脳網様体の役割

(緒言)巨大細胞網様核吻側部(GCo)へのHRP注入によって逆行性に標識されたニューロンは傍巨大細胞網様核背側部(dPGC)、外側小細胞性網様体背側部および中脳網様体(MRF)に見出された。このことは、これらの領域のニューロンがそれぞれGCoに直接投射している可能性を示している。そこで今回、中脳網様体ニューロンへの入出力様式を解析した。(方法)実験にはクプロマジンよびケタラールで麻酔した400gから500gのモルモットを用いた。巨大細胞網様核吻側部、中脳網様体および視床下部の刺激と記録にはタングステン微小電極を用い、終了後、陰極電流により標識し、ニッスル染色によりその部位を確認した。HRPは刺激によって同定した部位に電気泳動的に注入し、逆行性に標識されたニューロンの局在を検索した。これには、内芯がタングステン電極、外筒が10%HRPを充填したガラス電極からなる同芯電極を用い、刺激時には内芯電極を外筒電極の先端から約200mm突出させ、注入時には内芯電極を外筒電極の先端から充分に引き込め、1Hz、200ms、100?A、30分間の陽極電流を通電した。(結果および考察)1)連続微小電流刺激(100ms,100mA,30Hz)によって左右の前顎二腹筋前腹にリズミカルな電場電位(FP)の振幅の変動が誘発される部位が赤核背側部のMRFに存在した(中脳咀嚼野:MMA)。2)MMAおよび大脳皮質咀嚼野(CMA)のしげきはそれぞれの刺激によって誘発される顎二腹筋のEMGに相互に促通効果を及ぼした。3)MMAに注入されたHRPによって逆行性に標識されたニューロンが不確帯(Zi)および視床下部外側野(LHA)に見出された。4)MMA刺激によってHMAおよびGCoにそれぞれ、逆行性および順行性のFPが誘発された。5)LHAの連続微小電流刺激によって顎二腹筋にリズミカルなEMGの変化を引き起こした。以上の結果から、MMAに存在するニューロンは、LHAからの直接投射を受けGCoに直接投射し、この経路が摂食調節に関与している可能性を示唆している。