hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
葉層付き空間上の数論的位相幾何学の解析的精密化

数論的位相幾何学は数論と3次元位相幾何学、両分野を相互啓発的に研究する分野である。基本的なアイデアは代数体の素イデアルと3次元閉多様体の結び目の間のトポロジカル類似性に基づいている。しかし、素イデアルは最初から与えられて数体の中で離散的に決まっている一方、結び目は多様体の中で連続に存在しているため、全体集合の間には類似性が上手く成り立たない。本研究は多様体上に付加構造(葉層構造、力学系)を構築して既存の結び目との類似を発展させ、数論的位相幾何学を解析的に精密化することを追求する。この場合、付加構造から定まる閉軌道全体の集合を素イデアル全体集合の対応物としてみなす。(1)FDSの分類既存のFDSは曲面を3次元にサスペンションしたMapping torusを主な研究対象としていた。しかし、数論的位相幾何学の類似をモチベーションにするためには任意の閉多様体上にFDSを構築する必要がある。この研究課題について3次元多様体のFDSが不動点を持たない場合、大きく三つのタイプ(全ての葉っぱがコンパクトか、稠密な葉っぱを持つか、Open book decomposition)に分類できることを証明した。この研究は森下昌紀,野田健夫,寺嶋郁二との共同研究である。この研究成果について共同論文1篇を投稿した。(2)力学系のゼータ関数のコホモロジー表現先日、Deninger, Soule, Schroterらはリーマンゼータ関数を非自明な零点のゼータ関数正規化を用いて表現した。本研究は力学系ゼータ関数においての類似である。力学系ゼータ関数を付加構造より定まる作用素とコホモロジー群を用いて表すことを目標としている。成果としては定理がある仮定の上で成り立つことを証明した。現在、もっと一般的な状況でも定理が成り立つことに気づき研究を進めている。研究実績の項に書いたことから明らかなように、本研究計画はたいへん順調かつ着実に進展している。今までの研究を発展させる方向へ研究を遂行する。(1)FDSの分類不動点を持つFDSを分類し、既存の研究成果を拡張する。(2)力学系のゼータ関数のコホモロジー表現FDSの上で力学系ゼータ関数が常に付加構造より定まる作用素とコホモロジー群を用いて表すことができることを証明する。素数と結び目のトポロジカル類似性を基本的なアイデアとして数論と3次元トポロジーを相互啓発的に研究する数論的位相幾何学を葉層構造と力学系の付加構造を用いてもっと解析的に精密化する研究を追求している。付加構造を構築するモチベーションは既存の素数と結び目の類似をもっと発展させ、付加構造から定まる閉軌道全体の集合を素数全体の集合の対応物としてみなすためである。さらに、解析に精密化とは解析数論の幾何学的な類似の構成やゼータ関数の特殊値と結び目不変量との関係についた研究を含んでいる。以下、葉層構造と力学系が定まった多様体の事をFDS(Foliated dynamical system)と表記する。1. FDSの分類既存のFDSは曲面を3次元にサスペンションしたMapping torusを主な研究対象としていた。この研究課題について、3次元多様体のFDSは大きく三つのタイプ(全ての葉っぱがコンパクトか、稠密な葉っぱを持つか、Open book decomposition)に分類できることに気づき、研究を進めている。森下昌紀氏、野田健夫氏、寺嶋郁二氏との共同研究において、FDSのlocal symbolや相互法則の構築に寄与した。この研究課題は最初にStelzigがリーマン面のサスペンションに対して葉層構造の葉っぱごとに通常のリーマン面の議論を行うことより示したことがあった。我々は上記の分類と共に一般的な状況においてのlocal symbolをDelgine cohomologyとHigher holonomyを用いてエクスプリシットに表現した。当初計画していた研究課題において進展があったが、予想よりFDSの一般的な例の構成に時間がかかった。特にDynamical Lefschetz trace formulaを任意のFDS上のゼータ関数に応用するまでに研究に進んでいない。Alvarez-ropez氏が関連研究を進めているが、彼の研究を本研究にどう適用するかはまた今後の課題である。様々な分野の専門知識が要求されるので、今後の研究には他分野の専門家との協業をもっと活かしていく予定。

この研究課題について3次元多様体のFDSが不動点を持たない場合、大きく三つのタイプ(全ての葉っぱがコンパクトか、稠密な葉っぱを持つか、Open book decomposition)に分類できることを証明した。この研究は森下昌紀,野田健夫,寺嶋郁二との共同研究である。この研究成果について共同論文1篇を投稿した。(2)力学系のゼータ関数のコホモロジー表現先日、Deninger, Soule, Schroterらはリーマンゼータ関数を非自明な零点のゼータ関数正規化を用いて表現した。本研究は力学系ゼータ関数においての類似である。力学系ゼータ関数を付加構造より定まる作用素とコホモロジー群を用いて表すことを目標としている。成果としては定理がある仮定の上で成り立つことを証明した。現在、もっと一般的な状況でも定理が成り立つことに気づき研究を進めている。研究実績の項に書いたことから明らかなように、本研究計画はたいへん順調かつ着実に進展している。この研究により、代数的数体の幾何学的な類似を極めるには多様体より一般的な対象を挙げる必要性が生じる。今までの研究を発展させる方向へ研究を遂行する。(1)FDSの分類不動点を持つFDSを分類し、既存の研究成果を拡張する。(2)力学系のゼータ関数のコホモロジー表現FDSの上で力学系ゼータ関数が常に付加構造より定まる作用素とコホモロジー群を用いて表すことができることを証明する。
報酬に基づく意思決定に対する依存性薬物の影響

本研究課題で開発した小動物用ギャンブルテストはげっ歯類の意思決定を解析することができる行動試験法として有用であり、正常ラットの場合、ヒトと同様にリスクや損失を回避し、報酬を効率良く獲得するための行動を選択することが示唆された。一方、覚せい剤依存ラットでは予期せぬ報酬や罰を過大評価することで、ハイリスク-ハイリターンを好み、結果的に獲得報酬量が少なくなることが分かった。さらに、覚せい剤依存ラットにおける意思決定の異常に関連する脳領域として、島皮質-線条体神経回路の活性化が関与する可能性が示唆された。現在、日本は第3次薬物乱用期と云われ、薬物乱用者の増加・低年齢化、依存性薬物に関連した薬物事犯の増加などが大きな社会問題になっている。薬物依存患者の意思決定パターンは健常者と異なることが示唆されているが、薬物依存者の意思決定の障害が薬物乱用の原因であるか、あるいは薬物依存の結果として意思決定に障害が生じたのかは不明である。平成23年度は、意思決定に対する依存性薬物の効果を評価することのできるラットを用いた行動試験法(小動物用ギャンブルテスト)を考案し、メタンフェタミン依存動物の意思決定について検討した。本年度は、メタンフェタミン依存動物の意思決定パターンについて詳細に解析するとともに、c-Fosマッピングを用いて意思決定に関わる神経回路の同定を試み、以下の成果を得た。1アーム選択に及ぼす正の報酬予測誤差positive reward prediction error (RPE)および負の報酬予測誤差negative RPEの影響を解析した。その結果、メタンフェタミン依存ラットは、positive RPEおよびnegative RPEの何れの報酬予測誤差があっても、次の試行ではコントロール群と比較して有意にハイリスク・ハイリターンアームを選択する確率が高くなることが明らかになった。2意思決定障害を示した覚せい剤依存ラットの島皮質、線条体、側坐核において、c-Fos陽性細胞数が有意に増加した。現在、日本は第3次薬物乱用期と云われ、薬物乱用者の増加・低年齢化、薬物依存に関連した薬物事犯の増加などが大きな社会問題になっている。薬物依存患者の意思決定パターンは正常者と異なることが示唆されているが、薬物依存者の意思決定の障害が薬物乱用の原因であるか、あるいは薬物依存の結果として意思決定に障害が生じたのかは不明である。本研究では、(1)意思決定に対する依存性薬物の効果を評価することのできるラットを用いた行動試験法(小動物用ギャンブルテスト)を考案する。(2)覚せい剤、麻薬、ニコチンなどの依存性薬物の意思決定に対する影響を明らかにする。(3)c-Fosマッピングと逆行性色素などを用いて、意思決定に関わる神経回路を同定する。(4)同神経回路の神経活性に対する依存性薬物の効果を調べる。本年度は、上記のうち、主に(1)および(2)を実施し、以下の研究成果を得た。(1)意思決定に対する依存性薬物の効果を評価することのできるラットを用いた行動試験法の開発:ヒトの意思決定の検査に用いられているIowa gamblingtask課題を参考にして、8方向放射状迷路を用いた小動物用ギャンブルテストを開発に成功した。正常なWistar系雄ラットの場合、リスクの程度に依存してハイリスク・ハイリターン(H-H)アームを選択する割合が減少し、ローリスク・ローリターン(L-L)アームを選択する割合が増加した。(2)依存性薬物が意思決定に及ぼす影響:覚せい剤(メタンフェタミン)を連続投与したラットではコントール群に比較してH-Hアームを選択する割合が統計上有意に増加し、覚せい剤が意思決定を障害することが示唆された。これらの研究成果をまとめ、平成23年度アルコール・薬物依存関連学会合同学術総会のシンポジウムで発表した。当初計画通りに研究は順調に進んでいる。特に、新しい意思決定の障害を評価することが可能な行動試験が開発できたことから、当初の研究計画に従って、平成24年度には意思決定の神経回路を解析するための研究を実施することが可能である。平成24年度は、前述した研究計画のうち、主に(2)、(3)、(4)の実験を行う。(2)意思決定に及ぼすニコチンの効果:正常動物および覚せい剤処置したラットの意思決定に及ぼすニコチンの影響について、前年度に確立した小動物用ギャンブルテストを用いて解析する。(3)意思決定に関わる神経回路の同定:c-Fosマッピングなどの手法を応用して正常動物の意思決定にかかわる脳神経核・神経回路を調べる。(4)意思決定回路の神経活動に対する依存性薬物の影響:覚せい剤処置により意思決定に障害が生じたラットを用いて、小動物用ギャンブルテストの実施に伴うc-Fos発現の変化を調べる。さらに、得られた結果を取りまとめ学会発表するとともに、国際専門学術雑誌への論文投稿を行う。研究経費として、行動試験に用いる動物代、免疫染色に必要な抗体、その他の実験用試薬などの消耗品費、実験補助者に対する謝金および学会発表のために旅費に使用する。
台湾・フィリピンの少数民族の言語・文化に関する調査研究

本計画は、言語学的・文化的に密接な関係をもつ台湾およびフィリピンの少数民族のうち、とくに消滅寸前と考えられる言語・文化を、現地調査することによって記録しておこうとするものである。平成5年度・6年度の二年間にわたり調査を行い、次の内容の成果を得た。1.土田は台湾北部(苗栗県)のサイシヤット語と中部(南投県)の日月潭周囲に行われるサオ語の調査を行い、それぞれ約2千語の語彙項目を収集し得た。いずれも消滅寸前の言語であるが、サオ語は文法も簡単化し、語彙も思い出せない項目が多く、民話などのテキストの収集はほぼ絶望的な状態である。サイシヤット語はサオ語に比べればまだ話し手の人口も多いが、やはり古くからの民話を覚えている年寄りはすでにすべて死亡しており、言語も早晩消えてしまう運命にあることは明かである。2.山田はフィリピン最北端のイトバヤット語の統語論(焦点化、他動性など)、環境認識の仕方を知る手がかりとして動植物の民族分類、魚名と学名との突き合わせ、民話の分析などを行った。3.森口は台湾中部(南投県仁愛郷)でブヌン語のテキストの収集を行い、20以上のテキストを録音した。また東部(台東県延平郷)でブヌン語の語彙、文法調査を行った。フィリピンではルソン島北部でKarao語の語彙、文法の調査とテキストの収集を行った。基礎語彙は収集できたが、文法調査ではまだその構造をつかむことができず、またテキスト聞き書きも未完である。カガヤン州バブヤン島でIbatan語の語彙、文法の調査と約30のテキストの収集。平成6年度にはバタネス島とバブヤン島で新しいテキストの採集を行ったのち、ルソン島北部のサン・マリアノ近くのカリンガ族(よく調査されているルソン島中部のカリンガ族とは別物)とミンダナオ島北部のスリガオ語の予備的調査を行った。4.笠原は台湾南部山地(高雄県)のルカイ族とそれに隣接するサアロア族、プユマ族、パイワン族などの民族間関係に関する口頭伝承を収集し、山地社会の過疎化、伝承者の消失という状況の中で、現在若い世代が、外部からさまざまな媒体で流入する定型的・二次的な知識を自文化の伝承として受け入れつつある傾向を、資料面から明かにするとともに、先住民運動リーダーと彼等の自文化・歴史認識に関する意見交換を行うことができた。5.清水は台湾東部(宜蘭県、花蓮県)のカヴァラン族の言語使用および民族意識の側面から調査した。民族意識の高まりを背景としてカヴァラン語の教育をしようとする興味深い動きがあり、無文字社会において文字化することの困難と、テキストの文章と実際のカヴァラン語の違いをどうするかなど、多くの問題をかかえることを観察した。また台南県・台東県、花蓮県のシラヤ族およびタガブラン族の阿立祖祭祀および漢化程度の調査を行った。タガブラン族に関しては日本統治時代の戸籍簿の残存状況について調査を行った。また森口と共同して廃棄寸前にあった平埔族の須知簿のコピーを行うことができたのは幸いであったが、その文字化には多大の時間と労力が必要と思われる。

4.笠原は台湾南部山地(高雄県)のルカイ族とそれに隣接するサアロア族、プユマ族、パイワン族などの民族間関係に関する口頭伝承を収集し、山地社会の過疎化、伝承者の消失という状況の中で、現在若い世代が、外部からさまざまな媒体で流入する定型的・二次的な知識を自文化の伝承として受け入れつつある傾向を、資料面から明かにするとともに、先住民運動リーダーと彼等の自文化・歴史認識に関する意見交換を行うことができた。5.清水は台湾東部(宜蘭県、花蓮県)のカヴァラン族の言語使用および民族意識の側面から調査した。民族意識の高まりを背景としてカヴァラン語の教育をしようとする興味深い動きがあり、無文字社会において文字化することの困難と、テキストの文章と実際のカヴァラン語の違いをどうするかなど、多くの問題をかかえることを観察した。また台南県・台東県、花蓮県のシラヤ族およびタガブラン族の阿立祖祭祀および漢化程度の調査を行った。タガブラン族に関しては日本統治時代の戸籍簿の残存状況について調査を行った。また森口と共同して廃棄寸前にあった平埔族の須知簿のコピーを行うことができたのは幸いであったが、その文字化には多大の時間と労力が必要と思われる。(1)土田は台湾中部(南投県)の日月潭周囲に行われるサオ語と北部(苗栗県)のサイシヤット語の調査を行った。いずれも消滅寸前の言語であるが、サオ語は文法も簡単化し、語彙も思い出せない項目が多く、民話などのテキストの収集はほぼ絶望的な状態である。サイシヤット語はサオ語に比べればまだ話し手の人口も多いが、やはり早晩消えてしまう運命にあることは明かである。(2)山田はフィリピン最北端のイトバヤット語の統語論(焦点化、他動性など)、動植物の民俗分類、イトバヤット語の魚名と学名との突き合わせを行った。(3)森口は台湾中部(南投県仁愛郷)でブヌン語のテキストの収集を行い、20以上のテキストを録音した。また東部(台東県延平郷)でブヌン語の語彙、文法調査を行った。フィリピンではルソン島北部マウンテン・プロヴィンス州Karaoでの語彙、文法の調査とテキストの収集を行った。基礎語彙は収集できたが、文法調査ではまだ明確にその構造をつかむことができず、またテキストの聞き書きも未完である。カガヤン州バブヤン島でIbatan語の語彙、文法の調査とテキストの収集。30以上のテキストを録音した。(4)笠原は台湾南部山地(高雄県)のルカイ族とそれに隣接するパイワン、サアロア族の主に口頭伝承に関する調査を行い、山地社会の過疎化、伝承者の消失という状況の中で、現在とくに若い世代が、外部からさまざまな媒体で流入する定型的・二次的な知識を自文化の伝承として受け入れつつある傾向を、資料面から明らかにすることができた。(5)清水は台湾東部(宜蘭県、花蓮県)のカヴァラン族の言語使用およびエスニックアイデンティティの側面から調査した。また台南県・台東県・花蓮県のシラヤ族およびタガブラン族の阿立祖祭祀および漢化程度の調査を行った。(6)1994年3月には森口・清水により廃棄寸前の平埔族に関する戸籍簿・須知簿のコピーを行うことができた。
リン・炭素二重結合系二座配位子を含む高分子の合成

まず3,4-ジホスフィニデンシクロブテンの1,2-位に4-(4-ビニルフェニル)ブチル基を有するジホスフィニデンシクロブテンモノマーを合成し、アニオン重合あるいはラジカル重合によりポリマーへと変換した。また、かさ高いα,ω-ジホスフィノジインを用いて、3,4-ジホスフィニデンシクロブテン骨格をメチレン鎖で連結した型の高分子量型誘導体も合成した。この反応では、分子内でのジホスフィニデンシクロブテン骨格形成に基づく縮環型,誘導体も得られた。これら化合物については、パラジウム錯体等へと誘導し、その性質について知見を得た。続いて、1,2-ジ(2-チエニル)-3,4ジホスフィニデンシクロブテン誘導体および1,2-ジ(3-チエニル)-3,4ジホスフィニデンシクロブテン誘導体を合成し、チエニル部分へのアルキル基の導入を経由してオリゴマー型のジホスフィニデンシクロブテン誘導体を合成することができた。また、最初の段階でチオフェン環同士をメチレン鎖で連結したα,ω-ジチエニルアルカンからも高分子量型ジホスフィニデンシクロブテン誘導体を合成した。また、連結型立体保護基の開発について検討し、o-位連結型の立体保護基から、高分子量型ジホスフェン誘導体を合成することができた。さらに、p-位連結型立体保護基も開発した他、o-フェノキシメチル型やメタシクロファン型立体保護基を開発し、ホスファアルケン、ジホスフェン、ジホスファアレン類、および初めての非対称ジホスファブタトリエンを合成し、X線結晶構造解析を含め、それら化合物の性質に関する知見を得た。さらにp位に電子供与基や電子求引基を有する立体保護基を開発して、種々の低配位リン化合物を合成した。本年度は主としてリン、炭素間のπ二重結合を有する二座配位子である、3,4-ジホスフィニデンシクロブテンの高分子量誘導体の合成について検討を行ったが、併せて、リン原子間に、二重結合を有する化学種であるジホスフェン類の高分子量誘導体の合成についても検討した。また、その目的を達成するために新規な立体保護基の開発も行った、即ち、まず3,4-ジホスフィニヂンシクロブテンの1,2-位に4-(4-ビニルフェニル)ブチル基を有するジホスフィニデンシクロブテンモノマーを合成し、アニオン重合あるいはラジカル重合によりポリマーへと変換した、次いで、かさ高いα、ω-ジホスフィノジインを用いて、3,4-ジホスフィニデンシクロブテン骨格を直接メチレン鎖で連結した型の高分子量型誘導体も合成した。先に述べた合成法ではまず3,4-ジホスフィニデンシクロブテン骨格を構築しているが、後者の合成法では高分子量化とジホスフィニデンシクロブテン骨格形成に繋がる転位反応が同時進行的に起きていると考えられる。なお、この反応においては、分子内でのジホスフィニデンシクロブテン骨格形成に基づく縮環型誘導体も得られた。これら化合物については、パラジウム錯体等へと誘導し、その性質について知見を得た、さらに1,2-位にチェニル基を置換した3,4-ジホスフィニデンシクロブテン誘導体を合成した、現在この誘導体のチオフェン環上に置換基を導入すること、およびその高分子量誘導体化について検討中である、また、2箇所のリン原子結合部位を有する立体酸基の開発について検討し、リン原子導入のための前駆体である、ビス(2-ブロモ-3,5-ジ-t-ブチルフェニル)アルカン誘導体を合成することができた。さらにこの前駆勘為高分子量型ジホスフェン誘導体を合成することができた。リン原子間に、π二重結合を有する化学種であるジホスフェン類の高分糧誘導体の合成はこれが初めてであり、その性質に興味が持たれる。

リン・炭素間のπ二重結合を有する二座配位子である、3,4-ジホスフィニデンシクロブテンの高分子量誘導体については平成13年度において既に合成しているが、続いて、より高度な課題である、幾つかのジホスフィニデンシクロブテンユニットの配列を制御しながら連結する手法の開発について検討した。この目的のためには、リン・炭素π二重結合を保ったままジホスフィニデンシクロブテンユニットを連結する方法の開発が必要になる。本研究では、チオフェン環の硫黄のα位へは比較的穏やかな条件で種々の置換基の導入が可能であることに注目し、まず1,2(2-チエニル)-3,4-ジホスフィニデンシクロブテン誘導体および1,2-ジ(3-チエニル)-3,4-ジホスフィーニデンシクロブテン誘導体を合成し、チエニル部分へのアルキル基の導入を経由してオリゴマー型のジホスフィニデンシクロブテン誘導体を合成することができた。分子量測定結果からもオリゴマーであることが支持された。また、最初の段階でチオフェン環同士をメチレン鎖で連結したα,ω-ジチエニルアルカンからも高分子量型ジホスフィニデンシクロブテン誘導体を合成した。得られた高分子量誘導体の錯体形成反応について検討し、さらに2-チエニル体と3-チエニル体の間で金属錯体形成における選択性があるかどうかについて検討したが良好な選択性は発現しなかった。これと並行して複数の安定化部位を有する連結型立体保護基として、o-位連結型に加えて新たにp-位連結型立体保護基も開発し、これら置換基を有する低配位リン化合物合成について検討した。また、o-フェノキシメチル型立体保護基やメタシクロファン型立体保護基を開発し、ホスファアルケン、ジホスフェン、ジホスファアレン類および初めての非対称ジホスファブタトリエンを合成し、X線結晶構造解析を含めそれら化合物の性質に関する知見を得た。
数学の学力・能力の識別性が高いテスト項目開発支援のための研究

3.上記問題項目について、汎用的なItem Poolとしての活用の検討を行った。4.今後、数学問題項目を増やし、また、日本の数学教育の内容に合わせた指標、各国の調査結果(統計量)による指標付け等を行うとともに、項目識別力の指標化についての分析を行うことが考えられる。
マルテンサイト変態におけるミクロ機構とメゾ組織

マルテンサイト変態におけるミクロ機構を計算機シミュレーションにより明らかにし、メゾ組織への発展を明らかにするために、変態過程中の個々の原子運動を追跡する分子動力学法を用いて研究を行った。しかし、現在入手可能な如何なる計算機を用いても、巨視的尺度を持つ試料中にある10^<23>個もあるすべての原子の原子を同時に扱う事は出来ない。この分子動力学法における困難を避ける方法として、周期境界条件およぷそのParrinelloandRahmanによる拡張が、殆どすべての分子動力学を用いる研究において採用されて来た。我々は、これらの方法をマルテンサイト変態に適用すると如何なる問題が起こるかを詳細に検討した。その結果、現在までに考えられたすべて周期境界条件およびその拡張は、マルテンサイト変態過程を分子動力学法を用いて研究するのに適切な条件を与えない事が明らかになった。このように、現存する周期境界条件はマルテンサイト変態を研究するには用いる事が出来ないとすると、現在入手可能な計算機を用いて直接行える分子動力学法による研究は原子数が10^4個程度如何のクラスターあるいはナノ粒子と呼ばれる金属結晶に限定される事になる。しかし、幸運にも、最近はクラスターあるいはナノ粒子の実験的研究が急速に進展するに従い、それらが示すマルテンサイト変態をふくめて巨視的結晶とは非常に異なる振る舞いが注目される状況になり、我々が周期境界条件を用いずに行うクラスターあるいはナノ粒子に対する計算機シミュレーションの結果が直接最近の実験結果の理解を深めるのに役立つ事になってきた。
免疫カセットセオリーに基づくハンタウイルス核蛋白高度保存領域での感染防御免疫誘導

ハンタウイルスは腎症候性出血熱の原因ウイルスで、ブニヤウイルス科に属するRNAウイルスである。この研究ではハンタウイルス内部蛋白の特定のエピトープを標的抗原とする新しいタイプのペプチドワクチンの開発を目的として、マウス実験感染モデルを用いて単クローン抗体E5/G6エピトープペプチドの誘導する免疫応答とその感染防御活性について検討している。平成10年度は、カセット配列(主要組織適合抗原結合領域)を付加した,E5/G6エピトープのペプチド抗原による免疫応答の解析を明らかにするために、ペプチドを合成しマウスに免疫し免疫応答を測定することを試みた。1.ペプチドデザインをMAP及び通常のペプチドとして合成した。これはH-2bのカセット配列に、E5G6エピトープ配列EDVNGIRKPKを挿入したものである。2.免疫3. T細胞応答の測定系の確立牌臓細胞をX線照射によって不活化し、抗原提示細胞として用いることを試みた。昨年度の研究結果から非RI測定系を確立するため代替法として、市販のテトラゾリウム塩類、酵素を比較した結果、WST-1が他の試薬と比べて比較的安定した結果が得られることがわかっている。今年度はWST-1法でT細胞応答測定するための条件設定として、照射線量、細胞数を検討し、ほぼ決定することができた。4.ペプチドに対する抗体応答MAPpeptideを免疫したマウスから経時的に採血し、ハンタウイルス感染細胞を抗原とする間接蛍光抗体法で血中抗体を測定した。免疫後2カ月たっても明らかな抗体価の上昇は認められなかった。免疫カセットセオリーに基づいて免疫した場合、誘導される免疫は直接にはヘルパーT細胞である。この免疫法において抗体が上昇する例が報告されているものの、そのメカニズムは明らかではない。今回の2種の免疫ではおそらくT細胞は誘導できたと予想されるが、抗体を誘導することはできなかった。以上の経過から古典的な抗体を誘導するペプチドワクチンとしての応用は難しいことが示された。平成10年度は、カセット配列(主要組織適合抗原結合領域)を付加した、E5/G6エピトープのペプチド抗原による免疫応答の解析を明らかにするために、ペプチドを合成しマウスに免疫し免疫応答を測定することを試みた。1.初めに、マウスにおけるT細胞応答の測定系を確立するために、感染免疫・組換え抗原を免疫したマウスのリンパ節,脾臓のリンパ球あるいはT細胞分画を調整し、ハンタウイルス感染マクロファージ系培養細胞を標的細胞としてT細胞のProliferation試験を行った。その際、設備の問題から放射性同位元素を用いた通常の試験が行えない。非Rl測定系を確立するため代替法として報告のある、市販のテトラゾリウム塩類、酵素を比較した結果、WST-1が他の試薬と比べて比較的安定した結果が得られることが明らかになった。2.カセット配列2種(それぞれH2d,H2b)と10個のE5/G6エピトープペプチドのうち7個を選んだ組み合わせ合計6種類のペプチドの合成および免疫を試みた。配列の関係からか収量が安定しないため、すべての組み合わせでの合成・免疫が終了していないため現在のところ比較を行うことができない。しかしながら、次年度の初めには結果を得ることができる。このため11年度の計画である、「ペプチドによって誘導された免疫の感染防御活性の解析」につなげることができると考えられる。

今回の2種の免疫ではおそらくT細胞は誘導できたと予想されるが、抗体を誘導することはできなかった。以上の経過から古典的な抗体を誘導するペプチドワクチンとしての応用は難しいことが示された。
「学習材」としての教科書の機能に関する基礎的研究

本研究は、平成4年度から平成6年度まで3か年計画で進めたものであり、本年度は本研究の第3年次(最終年次)にあたり、「学習材」としての教科書の機能について総合的な分析・研究を行った。得られた研究成果は多岐に亘るが、ここでは1.国内調査2.国際比較研究3.理論的研究のそれぞれについてその一端を示す。1.国内調査では、質問紙調査の集計結果に基づき各教科別(国語、算数・数学、理科、社会)に分析を行った。教科書の機能に関しては各教科に共通するものと、各教科固有のものとが見出せることが明らかになった。2.米・英・独・仏・スウェーデン・韓国の6か国を対象とした現地調査等の結果を踏まえ、「学習材」としての教科書の視点から、教科書理論、教科書の実態等について国際比較研究を行った。諸外国では教科書の機能に関して研究が進められ様々な分類がなされていること。教科書観は各国によって異なるが、概ね「学習材」としての性格を基調とし、または基調としようとしていることが明らかになった。3.国内・外国調査の分析等を踏まえ、理論的研究を行った。教科書の「学習材」機能として特に求められるものとしてイ.学習意欲喚起機能ロ.学習課題提示機能ハ.学習方法提示機能ニ.学習の個性化・個別化機能ホ.学習定着機能が挙げられることを明らかにした。さらに教授中心から学習中心の授業を成立せしめる「学習材」型教科書への転換を示唆し、そのための要素として、「(1)学習者の学習意欲を高める教科書」「(2)学習者の自己学習力を伸ばす教科書」「(3)児童・生徒の学習を支援するという視点から教授活動を行う教員が活用できる教材としての教科書」の3点が挙げられることを明らかにした。本研究は、平成4年度から平成6年度まで3か年計画で行うものであり、平成4年度は本研究の初年度にあたり研究の第一段階として各グループで次の調査研究を行った。1.教科書機能に関する理論的研究(Aグループ)「学習材」としての教科書の機能に関する理論的研究を行うため、研究文献、資料等のリスト作成、収集及び整理等を行った。特に、アメリカ等の文献については、ERIC及びUMIデータベースから検索を行った。また、国内の文献についても国立国会図書館NOREN、NDLデータベース(雑誌記事索引、和図書目録)などから文献検索を行った。2.人文社会系及び理数系教科の教授学習過程における教科書の機能の妥当性に関する研究(Bグループ)「学習材としての教科書」の視点から、教科書の機能を実証的に分析・検討するために、児童・生徒及び教師に対する質問紙調査を行った。教科は、国語、社会、算数・数学、理科の4教科、学校段階は、小、中、高校。調査票は、教師用は教科別に4種類、児童・生徒用は、教科別、学校段階別に12種類作成し、全国の小、中、高校148校に調査を依頼した。回収率は学校数で破82%、合計約1万票の調査票を回収した。調査票回収後、分析方法の検討、教科間の調整、自由記述部分の整理など、平成5年度のコンピュータ集計に向けて準備・調整を行った。3.国際比較研究(Cグループ)アメリカ、イギリス、フランス、ドイツ、スウェーデン、韓国について、「学習材としての教科書」という視点から国際比較研究を行うため、教科書及びその関係資料等の文献を収集するとともに、一部資料については翻訳を行った。また、平成5年度予定の海外学術調査(別途予算措置)に向けて調査内容の検討等を行った。本研究は、平成4年度から平成6年度まで3か年計画で行うものであり、平成5年度は本研究の2年次にあたり研究の第二段階として次の調査研究を行った。1.人文社会系及び理数系教科の教授学習過程における教科書の機能の妥当性に関する研究(国内調査)第1年次に実施した質問紙調査(教師対象調査、児童・生徒対象調査、学校段階は小、中、高、教科は、国語、社会、算数・数学、理科の4教科、回収数約1万票)について、対象者・項目別にコンピュータによる単純集計及び詳細なクロス集計を行った。本調査は、【.encircled1.】教師の授業観、【.encircled2.】教師の教材観、【.encircled3.】教師の教科書に対する機能観、【.encircled4.】教科書の利用の仕方、【.encircled5.】教科書の記述の仕方等を主な内容としたもので、本調査の集計結果に基づき各教科の教授学習過程における教科書機能について分析を行った。2.国際比較研究(外国調査)アメリカ、イギリス、フランス、ドイツ、スウェーデン、韓国について、「学習材としての教科書」という視点から関係理論、教科書の実態等について調査し、あわせて関係資料の収集を行うために現地調査を行った。(別途予算措置)また、現地調査等で収集した教科書及び関係資料についてその内容を分析するとともに、一部資料については翻訳を行った。3.理論的研究「学習材」としての教科書の機能に関する理論的研究を行うため研究文献・資料等の収集・分析を行った。なお、平成6年度において、国内調査及び外国調査の調査結果を踏まえ教科書理論の究明と教科書学の体系化を探究する。

1.国内調査では、質問紙調査の集計結果に基づき各教科別(国語、算数・数学、理科、社会)に分析を行った。教科書の機能に関しては各教科に共通するものと、各教科固有のものとが見出せることが明らかになった。2.米・英・独・仏・スウェーデン・韓国の6か国を対象とした現地調査等の結果を踏まえ、「学習材」としての教科書の視点から、教科書理論、教科書の実態等について国際比較研究を行った。諸外国では教科書の機能に関して研究が進められ様々な分類がなされていること。教科書観は各国によって異なるが、概ね「学習材」としての性格を基調とし、または基調としようとしていることが明らかになった。3.国内・外国調査の分析等を踏まえ、理論的研究を行った。教科書の「学習材」機能として特に求められるものとしてイ.学習意欲喚起機能ロ.学習課題提示機能ハ.学習方法提示機能ニ.学習の個性化・個別化機能ホ.学習定着機能が挙げられることを明らかにした。さらに教授中心から学習中心の授業を成立せしめる「学習材」型教科書への転換を示唆し、そのための要素として、「(1)学習者の学習意欲を高める教科書」「(2)学習者の自己学習力を伸ばす教科書」「(3)児童・生徒の学習を支援するという視点から教授活動を行う教員が活用できる教材としての教科書」の3点が挙げられることを明らかにした。本研究は、平成4年度から平成6年度まで3か年計画で進めたものであり、本年度は本研究の第3年次(最終年次)にあたり、「学習材」としての教科書の機能について総合的な分析・研究を行った。得られた研究成果は多岐に亘るが、ここでは1.国内調査2.国際比較研究3.理論的研究のそれぞれについてその一端を示す。
エフェクター選別性の樹状細胞活性化機構

抗RNAウイルス応答においてtype I IFNが急性感染、細胞性免疫が持続感染の主要な防御因子であり、その誘導には複数のRNAセンサーが関与する。マウス感染実験ではTLR3を強発現するCD8a+樹状細胞が抗原の提示とNK細胞の活性化を誘起した。RNAは主に外因的に取り込まれendosomal TLR3がCTL誘導を助長した。複数のRNAセンサーは様々なウイルス種の振る舞いに対応するバリエーションであり、ウイルス種ごとに異なったRNAセンサーが関与して抗ウイルスの免疫応答を形成した。抗ウイルスの宿主制御応答は急性期のインターフェロン(IFN)シグナルとその後の細胞性免疫の起動が特に重要である。近年核酸パターン認識レセプター(PRR)と複数のシグナル系がIRFの活性化に連動することが示され、ウイルスによるtype I IFNの誘導機構が解明の途についた。しかし、ウイルスRNAの初期認識機構、ウイルス感染が樹状細胞(mDC)を介してNK細胞・CTLを起動する機構は明らかでない。本研究では種々のマウスモデル(HCV, HBV, PV, MV)を使って各種RNAウイルス抑制に有効なIFN応答、NK, T細胞免疫の起動に必要な樹状細胞活性化経路を同定し、抗ウイルス応答を分子機構として解明することを目指す。抗ウイルスの宿主制御応答は急性期のインターフェロン(IFN)シグナルを中心に自然免疫系として解明されて来た。しかし、ウイルス感染が細胞性免疫の起動に関与するメカニズムは解明されていない。本研究はウイルスRNAの初期認識とtype I IFNの誘導が樹状細胞(mDC)を介してNK細胞・CTLを起動すること、及びその分子メカニズムを解明した。我々は樹状細胞のIRF3活性化経路からNK細胞をドライブする派生経路を同定し、樹状細胞にINAMと名付けた分子が発現してNK細胞をcell-cell contactで活性化(IFN-γ,細胞障害)することを証明した。本研究ではさらに種々のRNAウイルス抑制に有効なIFN応答、NK, T細胞免疫の起動に必要な樹状細胞活性化経路を同定した。Genechip, siRNAなどを用いて、エフェクター誘導の鍵となる(樹状細胞の)候補分子を20余り同定し、これらを樹状細胞(TICAM-1 orIRF-3欠損)に発現させ、CTL誘導を査定した。TICAM-1で誘導され、IPS-1で誘導され難いエフェクター誘導の原因遺伝子2種類を抽出した。これらは樹状細胞TLR3経路に依存するCTL誘導の鍵分子と想定された。外因性RNAのウイルス感染における意義を検討している。一方、IPS-1依存性でIRF-3/7非依存性の抗ウイルス発動分子をgenechip、databaseから抽出した。これらを使ってloss-of-function, gain-of-functionの実験を樹状細胞で行い、抗ウイルスNK細胞誘導に関与する分子群としてtetraspaninを含む分子ファミリー、CTL誘導に関して膜型のGTPaseが同定できた。自然免疫の抗ウイルス感染防御機構の一端が分子レベルで解明できた。抗ウイルスの宿主制御応答は急性期のインターフェロン(IFN)とその後の細胞性免疫の起動が特に重要である。しかし、ウイルスRNAの初期認識機構、ウイルス感染が樹状細胞(DC)を介してNK細胞・CTLを起動する機構は明らかでない。本研究では種々のマウスモデル(HCV, HBV, PV, MV)を使って各種RNAウイルス抑制に有効なIFN応答、NK, T細胞免疫の起動に必要な樹状細胞活性化経路を同定し、抗ウイルス応答を分子機構として解明する。本年度はウイルス感染とRNAによるエフェクター誘導機構を主に解析した。Genechip, siRNAなどを用いて、エフェクター誘導の鍵となる(樹状細胞の)候補分子を20余り同定した。これらをLentivectorに組み込んで樹状細胞(TICAM-1 orIRF-3欠損)に発現させ、CTL誘導、NK活性化、IFN-β誘導を査定した。TICAM-1で誘導され、IPS-1で誘導され難いエフェクター誘導の原因遺伝子をいくつか抽出した。これらをsiRNAでWT樹状細胞から落して重要性を確認している。HCV感染のモデルマウスの作成が遅れたため、感染ウイルス応答と免疫エフェクター解析の遅れにつながった。それ以外は予定通りに進めることができた。HCV感染性のマウス培養肝細胞は2011年末に樹立できたので、4か月遅れで抗ウイルスの応答の分子機構の解明に入った。一部現在も進行中であるが、樹立株の報告は行った(PLoS ONE 2011)。同様にpositive strandのRNAウイルスであるポリオウイルス(PV)はMAVS経路よりTICAM-1経路がcriticalにウイルス感染抑制に関与することがPVRtg/TICAM-1-/-マウスとPVRtg/MAVS-/-マウスの感染比較実験から判明した(J Immunol 2012)。

麻疹ウイルス(MV)は初期感染が樹状細胞に依存することをCD150tgマウスで報告したが(J Immunol 2005)、今回の研究でMyD88-IRF7経路であることが判明した。CD4+ DCとplasmacytoid DCが主たるMVのリザバーとなる(PLoS Pathog. submitted)。HBVはまだ系ができていない。一方、MAVS依存性経路が初期ウイルス感染の鎮圧のために必須である、とされてきた(Kato et al., Nature 2006)。各種RNAウイルスを深く検討すると、ウイルスごとの宿主応答は一元的に決まるものではなく、IFN誘導経路の多様性に応じてウイルスの免疫応答も多彩であると結論される。25年度が最終年度であるため、記入しない。IFNAR KOマウスとMAVS KOマウスからCD8+ DCを精製してIFN誘導性遺伝子からNK活性化とCTL誘導に関与するDC内分子を再抽出したため、半年の遅れを生じた。HBVのモデル系構築もむずかしいのでhydrodynamics系に変更して推進を諮る。抗ウイルスNK細胞誘導に関与する分子群としてtetraspaninを含む分子ファミリー、CTL誘導に関して膜型のGTPaseを注目している。急性期のみでなく、記憶免疫を含めたウイルス感染の鎮圧の機構解明に重点を置く。NK memoryやCTL誘導の分子機構(cross-priming)の引き金分子の同定に特に意を注ぐ。これらのいくつかを残された1年余りで公表まで漕ぎ着ける予定である。MAVS依存性経路の重要性はウイルスごとに異なると推測される。MAVS経路の意義は急性感染のIFN応答にあるので、以下の実験を組む。多彩な抗ウイルス免疫応答の分子機構解明のためにIFNAR KOマウス背景でMAVSによって誘導される諸分子をgenechip、databaseから抽出する。これらからIRF-3/7依存性とIRF-3/7非依存性(無関係)に誘導される分子を拾ってloss-of-function, gain-of-functionの実験を樹状細胞で行う。従来の提案、TICAM-1で誘導され、MAVSで誘導され難いエフェクター誘導の原因遺伝子の抽出も並行して行う。ウイルスによってエフェクターの種類別誘導にIRF-1, -3, -7などの使い分けがあるとの傍証があり、この点も検討して行く。各種ウイルス感染マウスモデルを用いて樹状細胞、免疫系の感染による変調を解析する。RNAウイルスは種類によって異なる転機を取る。これにウイルスRNAゲノムの差異が影響するかを分子論的に解明する。NK, CTL誘導への影響のウイルスごとの違いや持続感染の起動などもRNA構造の相違で説明できるかも検討したい。
熱変形における低周波振動と高分子材料の動的なミクロ構造変化との相関について

振動が分子鎖セグメントのオーダーでどのような影響を与えるかについて、ポリ(エチレンテレフタレート)繊維を用いて検討した。ここでは、振動下における試料の赤外吸収スペクトルの温度依存性を連続的に測定し、リアルタイムに分子鎖セグメントのコンフォメーション変化を追跡し、分子鎖セグメントオーダーでの変化と振動との関係を明らかにした。まず、既設の顕微FT-IR装置を用いてポリ(エチレンテレフタレート)(PET)フィルムの延伸過程および振動下での延伸過程における赤外吸収スペクトルを測定した。この測定は、自作した延伸器を顕微FT-IR装置のステージに装着して行なった。用いた延伸器は、昇温過程におけるフィルムのコンフォメーション変化を測定するために、一定昇温速度で温度コントロール可能な試料室を備え、測定用の窓にはKBrの板を用いた。非晶質・無配向未延伸PETフィルムの一端を振動器に取り付けたチャックに付け、試料室を通した後、他端に荷重を印加する。その結果、分子鎖の伸び切り構造を表すトランスコンフォメーションは2.2MPaの張力下では100°C付近まで大きな変化は見られないが、試料が伸び始める100°C付近で急激に増加し、一方、分子鎖の折畳み構造を表すゴーシュコンフォメーションは減少する。印加する張力が増加すると、より低い温度からトランス量および延伸倍率の増加がはじめる。また、延伸過程における振動の有無による相違は、複屈折、結晶化度、トランスおよびゴーシュコンフォメーションに影響を与えた。例えば、複屈折とトランス量は振動下で延伸したフィルムの値が、振動を加えないで延伸したフィルムより大きく、一方、振動下で延伸したフィルムの結晶化度は低い。以上の結果から、振動が繊維の結晶化を妨げ、非晶の配向を選択的に高めることを確認した。平成10年度は、既設の顕微FT-IR装置を用いてポリ(エチレンテレフタレート)(PET)フィルムの延伸過程および振動下での延伸過程における赤外吸収スペクトルを測定した。まず、昇温速度3.3°C/minで室温から150°Cまでの温度範囲で、分解能4cm^<-1>、積算回数16回でIRスペクトルを5°Cおきに測定した。試料に加える印加張力は0.7から7.3MPaまでの範囲で設定した。つぎに、振動周波数および振幅を種々かえて縦振動をフィルムに加えなからIRスペクトルを同様に測定した。ここでは、特にメチレン残基のトランスおよびゴーシュコンフォメーションに注目した。それぞれに帰属する波数は、トランスコンフォメーションが973cm^<-1>(CH_2の伸縮振動)、ゴーシュコンフォメーションが988cm^<-1>(CH_2の横揺れ振動)である。印加する張力が増加すると、より低い温度からトランス量および延伸倍率の増加がはじまる。

以上の結果から、振動は、配向を促進させ、結晶化を阻害するものと考えられる。今後、繊維の延伸軸方向および断面におけるスキン・コア構造を観察するために、繊維のスキンとコア部の赤外吸収スペクトルを顕微FT-IR装置を用いて測定する予定である。振動が分子鎖セグメントのオーダーでどのような影響を与えるかについて、ポリ(エチレンテレフタレート)繊維を用いて検討した。ここでは、振動下における試料の赤外吸収スペクトルの温度依存性を連続的に測定し、リアルタイムに分子鎖セグメントのコンフォメーション変化を追跡し、分子鎖セグメントオーダーでの変化と振動との関係を明らかにした。まず、既設の顕微FT-IR装置を用いてポリ(エチレンテレフタレート)(PET)フィルムの延伸過程および振動下での延伸過程における赤外吸収スペクトルを測定した。この測定は、自作した延伸器を顕微FT-IR装置のステージに装着して行なった。用いた延伸器は、昇温過程におけるフィルムのコンフォメーション変化を測定するために、一定昇温速度で温度コントロール可能な試料室を備え、測定用の窓にはKBrの板を用いた。非晶質・無配向未延伸PETフィルムの一端を振動器に取り付けたチャックに付け、試料室を通した後、他端に荷重を印加する。その結果、分子鎖の伸び切り構造を表すトランスコンフォメーションは2.2MPaの張力下では100°C付近まで大きな変化は見られないが、試料が伸び始める100°C付近で急激に増加し、一方、分子鎖の折畳み構造を表すゴーシュコンフォメーションは減少する。印加する張力が増加すると、より低い温度からトランス量および延伸倍率の増加がはじまる。また、延伸過程における振動の有無による相違は、複屈折、結晶化度、トランスおよびゴーシュコンフォメーションに影響を与えた。例えば、複屈折とトランス量は振動下で延伸したフィルムの値が、振動を加えないで延伸したフィルムより大きく、一方、振動下で延伸したフィルムの結晶化度は低い。以上の結果から、振動が繊維の結晶化を妨げ、非晶の配向を選択的に高めることを確認した。
都市形成過程を表す複雑系数理経済地理モデルとその計算機シミュレーション

数値計算プログラムを人口密度と地域別実質賃金の計算に利用し,正確に人口密度と実質賃金の時間的空間的変化を追跡して,人口移動モデルに内生的経済成長モデルを様々な形で連立させても,モデルの挙動を追跡することができた.また,プロトタイプモデルのvon Thunen modelやDixit-Stiglitz model等との整合性を数値実験で検証し,クルーグマンが指摘した,自己組織化過程により大都市が中核に位置し,周辺に複数の衛星都市が生まれるEdge Cityの形成過程が正しく説明できた.数値計算プログラムを人口密度と地域別実質賃金の計算に利用し,正確に人口密度と実質賃金の時間的空間的変化を追跡して,人口移動モデルに内生的経済成長モデルを様々な形で連立させても,モデルの挙動を追跡することができた.また,プロトタイプモデルのvon Thunen modelやDixit-Stiglitz model等との整合性を数値実験で検証し,クルーグマンが指摘した,自己組織化過程により大都市が中核に位置し,周辺に複数の衛星都市が生まれるEdge Cityの形成過程が正しく説明できた.(1)人口密度関数が増加する様子の数理統計学的汎関数での評価.経済活動には人口密度関数が大きな影響を与える.社会力学のmaster方程式には,旧来の非線形偏微分積分方程式の手法が全く使えず,長らくその研究は停滞していた.これに対して情報通信システムに関する数理統計学的情報理論が進展し,伝達情報の数理統計学的汎関数(伝達情報のcapacity,同情報のentropy,確率密度関数の地理的bias指数)を用いて確率密度関数の挙動を評価する手法が開発された.本年度は,この手法を社会力学のmaster方程式の人口移動情報と人口密度関数に応用することを試みた.また,人口移動の数理統計学的汎関数(人口移動情報のcapacity,同情報のentropy,人口密度関数の地理的bias指数)を用いて社会力学のmaster方程式の解が増加する様子を評価した.(2)数理統計学的汎関数の漸近挙動評価社会力学のmaster方程式の積分核は,距離特異性と時間遅れの汎関数を含むため,人口密度関数を直接評価するのは困難である.しかし,社会力学のmaster方程式の両辺に,時間遅れを持つ人口密度関数を含む適当な関数をかけて,空間変数について局所的に積分すれば,数理統計学的汎関数が満足する時間遅れを持つ非線形関数方程式系が得られる.そこで,人口密度関数の増加の様子を直接評価する代わりに,人口移動の数理統計学的汎関数の漸近挙動を評価して,研究プロセス(1)の結果を利用し,解の爆発の十分条件を求めた.平成23年度の研究成果としては,数理統計学的汎関数の漸近挙動を評価できたことである.社会力学のMaster方程式の積分核は,距離特異性と時間遅れの汎関数を含めるために,人口密度関数を直接評価するのは困難である.しかしながら,社会力学のMaster方程式の両辺に,時間遅れを持つ人口密度関数を含む適当な関数をかけて,空間変数について局所的に積分すれば,数理統計学的汎関数が満足する時間遅れを持つ非線形方程式系が得られる.この方程式系では,積分核が有している人口密度関数を複雑に変化させる効果が和らげられ,Master方程式より取り扱いやすくなる.すなわち,人口密度関数そのものより数理統計学的汎関数のほうが評価しやすいという結果が得られた.また,上記のプロセスで得られたプロトタイプモデルを,旧来の数理モデルと矛盾する点が無いかどうかを比較検証した.まず,構築したプロトタイプモデルがvonThunen model,Dixit-Stiglitz model,Simon model等と整合性があるかどうかを数値実験により検証し,その整合性を確認した.続いてKrugmanにより指摘されている,自己組織化過程により大都市が中核に位置し,周辺に複数の衛星都市が生まれるEdge Cityの形成過程が,構築したプロトタイプモデルで正しく説明できるかどうかを検討した.その結果を必要に応じてフィードバックして,プロトタイプモデルを修正した.このような修正されたプロトタイプモデルに対して,研究グループが開発した数値計算法を用いて,モデルの挙動を詳細に調べた.人口移動の数理モデルは,距離特異性と時間遅れの効果を含むため,人口密度関数を直接計算するのは困難である.そのため人口移動の数理モデルには,旧来の数値解析的手法が全く使えず,長らくその研究は停滞していた.これに対して数理統計学的計算理論が進展し,人口密度関数の数理統計学的汎関数(人口密度関数のcapacityとentropy)を用いて数理医学エージェント・ベースド・モデルを評価するアルゴリズムが開発された.本研究ではこの最先端の計算技法を組み込んだ数値計算プログラムパッケージを数理経済地理モデルの人口密度と地域別実質賃金の計算に利用した.これによって,簡便かつ正確に人口密度と実質賃金の時間的空間的変化を追跡することができ,人口移動モデルに内生的経済成長モデルを様々な形で連立させても,迅速にそのモデルの挙動を追跡することができるようになった.また,構築したプロトタイプモデルがvon Thünen model,Dixit-Stiglitz model,Simon model等と整合性があるかどうかを数値実験により検証し,P. Krugmanにより指摘されている,自己組織化過程により大都市が中核に位置し,周辺に複数の衛星都市が生まれるEdge Cityの形成過程が,構築したプロトタイプモデルで正しく説明できるかどうかを検討した.さらに,構築したプロトタイプモデルの修正を繰り返し,最終的な数理モデルを決定した.完成した数理モデルにより,都市の誕生と都市の多階層構造の自己組織化,さらに中心都市の周辺に衛星都市が誕生するEdge Cityの形成過程を説明できた.本年度は,当初の計画通り,人口密度関数の増加の様子を直接評価する代わりに,人口移動の数理統計学的汎関数の漸近挙動を評価して,平成22年度に実施した研究結果を利用して予想命題を証明することができた.

また,昨年度の研究結果でMaster方程式の解が増加する様子を数理統計学的汎関数を用いて評価し,本年度は,数理統計学的汎関数の漸近挙動を評価し,この二つの評価を組み合わせて解の爆発を証明した.さらに,構築したプロトタイプモデルがvon Thunen model,Dixit-Stiglitz model,Simon model等と整合性があるかどうかを数値実験により検証し,その整合性を確認した.24年度が最終年度であるため、記入しない。次年度は,本年度の研究で構築したプロトタイプモデルの修正を繰り返し,最終的な複雑系数理経済モデルを構築する予定である.その完成したモデルにより,都市の誕生と都市の多階層構造の自己組織化,さらに中心都市の周辺に衛星都市が誕生するEdge Cityの形成過程を説明する予定である.研究で得られる複数の評価は,お互いに調整する必要もあるだろうし,またモデル構築が上手くいかない可能性もある.その場合は昨年度の研究で得られた知見をもとにして,数理社会学的に許容出来る条件を付加することにより,現実の経済地理学的知見を説明出来るように,複雑系数理経済モデルを修正することにする.また,当該モデルをvon Thunen型の球対称モデルにチューンダウンすることも視野に入れ研究を遂行する予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。