hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アルギニンのタンパク質合成促進シグナル分子としての機能解析

本研究は、骨格筋をターゲット組織と定めてアルギニンのシグナル分子としてのタンパク質合成調節機能を明らかにすることが目的である。本年度は、「アルギニンの骨格筋タンパク質合成促進作用の確認とその作用機序の明確化」を目的として研究を行なった。マウス由来筋芽細胞(C2C12細胞)を筋管に分化させた後、アミノ酸不含培地で4時間培養して実験に供した。全ての実験において、細胞を回収した後、タンパク質合成活性の指標としてmTORの下流標的である翻訳開始調節因子(S6K1および4E-BP1)のリン酸化状態を、ウェスタンブロット法を用いて解析した。アルギニン、ロイシン、ヒスチジン、アラニン、あるいはリジンを添加して30分間の培養の後に翻訳開始調節因子のリン酸化状態を解析したところ、アルギニンおよびロイシン処理によって翻訳開始調節因子のリン酸化が顕著に増加した。次にアルギニン、またはロイシンの濃度を変えて30分間、あるいは時間を変えて処理し、用量反応性および経時変化を比較評価した。その結果、翻訳開始調節因子のリン酸化は、アルギニンおよびロイシン処理によって濃度依存的に増加した。また、1530分間の処理でリン酸化がピークに達した。さらに、「ロイシンのタンパク質合成促進作用との比較および相互作用の明確化」を目的として、アルギニン、ロイシン、ロイシン+アルギニン、ロイシン+ヒスチジンで30分間処理して、その作用を比較した結果、ロイシン+アルギニン処理で、ロイシン処理よりも翻訳開始調節因子のリン酸化が亢進した。以上の結果から、アルギニンがmTORシグナル伝達系を介して骨格筋のタンパク質合成を促進するシグナル分子として作用することが培養細胞系で示された。さらにアルギニンは、ロイシンと相加的、あるいは相乗的な作用を示す可能性が示唆された。本研究の目的を達成するために、3年間で3つの項目「1.アルギニンの骨格筋タンパク質合成促進作用の確認とその作用機序の明確化」、「2.ロイシンのタンパク質合成促進作用との比較および相互作用の明確化」、「3. in vivoの骨格筋におけるアルギニンのシグナル分子としての作用の明確化」に従って研究を進める計画である。本年度は上記の項目1を中心に研究を進め、アルギニンがロイシンと同様にタンパク質合成活性の指標である翻訳開始調節因子のリン酸化を促進する作用を有することを示し、さらにアルギニンの作用の用量反応性および経時変化を明らかにした。puromycinを使ったSUnSET法によるタンパク質合成速度の測定だけが実施できていないが、計画していたその他の実験は全て実施したことから、当初の予定の9割は達成されたと考える。また、2年度目に実施する計画であった項目2にも着手し、アルギニンがロイシンと相加的、あるいは相乗的にタンパク質合成を促進する作用を有する可能性が示された。この成果は2年度目の研究を進めていく上での有益な基礎情報となることから、2年度目の研究も計画通りに開始できると考えている。以上を総合的に考えて、現在のところ研究は順調に進展していると判断した。本研究では、目的を達成するために3つの項目「1.アルギニンの骨格筋タンパク質合成促進作用の確認とその作用機序の明確化」、「2.ロイシンのタンパク質合成促進作用との比較および相互作用の明確化」、「3. in vivoの骨格筋におけるアルギニンのシグナル分子としての作用の明確化」に従って研究を進める計画である。初年度は上記の項目1を中心に研究を進めたが、当初計画した実験のうちpuromycinを使ったSUnSET法によるタンパク質合成速度の測定が完了していないため、2年度目は先ずこの測定を行う。そして「2.ロイシンのタンパク質合成促進作用との比較および相互作用の明確化」を2年度目の主目的とする。アルギニンセンサーのCASTOR1は、ロイシンセンサーのひとつと考えられているSestrin2と同様な機構でmTORC1の活性制御を行っているとの報告から考えて、アルギニンはロイシンと細胞内シグナル伝達機構を共有している可能性が高い。初年度の研究で、アルギニンは翻訳開始調節因子のリン酸化に対してロイシンと相加的、あるいは相乗的な作用を有する可能性が示唆されたことから、アルギニンのタンパク質合成促進作用はロイシンの作用とは独立していると考えられる。そこで、ロイシンセンサー(Sestrin2等)やタンパク質合成調節に関わる主要な細胞内シグナル伝達経路(mTOR経路、ERK経路など)の主要因子を、siRNAを用いた遺伝子ノックダウン技術や特異的阻害剤で抑制した状態でアルギニン処理して、翻訳開始調節因子(4E-BP1およびS6K1)のリン酸化状態の変化を指標にアルギニンのシグナル伝達経路を探る。さらにアルギニンの作用のin vivo評価系の構築に着手する。

アルギニン、ロイシン、ヒスチジン、アラニン、あるいはリジンを添加して30分間の培養の後に翻訳開始調節因子のリン酸化状態を解析したところ、アルギニンおよびロイシン処理によって翻訳開始調節因子のリン酸化が顕著に増加した。次にアルギニン、またはロイシンの濃度を変えて30分間、あるいは時間を変えて処理し、用量反応性および経時変化を比較評価した。その結果、翻訳開始調節因子のリン酸化は、アルギニンおよびロイシン処理によって濃度依存的に増加した。また、1530分間の処理でリン酸化がピークに達した。さらに、「ロイシンのタンパク質合成促進作用との比較および相互作用の明確化」を目的として、アルギニン、ロイシン、ロイシン+アルギニン、ロイシン+ヒスチジンで30分間処理して、その作用を比較した結果、ロイシン+アルギニン処理で、ロイシン処理よりも翻訳開始調節因子のリン酸化が亢進した。以上の結果から、アルギニンがmTORシグナル伝達系を介して骨格筋のタンパク質合成を促進するシグナル分子として作用することが培養細胞系で示された。さらにアルギニンは、ロイシンと相加的、あるいは相乗的な作用を示す可能性が示唆された。本研究の目的を達成するために、3年間で3つの項目「1.アルギニンの骨格筋タンパク質合成促進作用の確認とその作用機序の明確化」、「2.ロイシンのタンパク質合成促進作用との比較および相互作用の明確化」、「3. in vivoの骨格筋におけるアルギニンのシグナル分子としての作用の明確化」に従って研究を進める計画である。本年度は上記の項目1を中心に研究を進め、アルギニンがロイシンと同様にタンパク質合成活性の指標である翻訳開始調節因子のリン酸化を促進する作用を有することを示し、さらにアルギニンの作用の用量反応性および経時変化を明らかにした。puromycinを使ったSUnSET法によるタンパク質合成速度の測定だけが実施できていないが、計画していたその他の実験は全て実施したことから、当初の予定の9割は達成されたと考える。また、2年度目に実施する計画であった項目2にも着手し、アルギニンがロイシンと相加的、あるいは相乗的にタンパク質合成を促進する作用を有する可能性が示された。この成果は2年度目の研究を進めていく上での有益な基礎情報となることから、2年度目の研究も計画通りに開始できると考えている。以上を総合的に考えて、現在のところ研究は順調に進展していると判断した。本研究では、目的を達成するために3つの項目「1.アルギニンの骨格筋タンパク質合成促進作用の確認とその作用機序の明確化」、「2.ロイシンのタンパク質合成促進作用との比較および相互作用の明確化」、「3. in vivoの骨格筋におけるアルギニンのシグナル分子としての作用の明確化」に従って研究を進める計画である。初年度は上記の項目1を中心に研究を進めたが、当初計画した実験のうちpuromycinを使ったSUnSET法によるタンパク質合成速度の測定が完了していないため、2年度目は先ずこの測定を行う。そして「2.ロイシンのタンパク質合成促進作用との比較および相互作用の明確化」を2年度目の主目的とする。アルギニンセンサーのCASTOR
高周波磁場中の磁性粒子周りの光学的温度分布測定

近赤外温度イメージング法とAbel逆変換法を組み合わせた温度測定法を開発し、高周波磁場によって発熱している水中の磁性粒子周りの温度画像を提示した。この方法は、試料に蛍光物質などを入れる必要がなく、水の吸収係数の温度依存性を利用した完全非接触法である。従来の非接触測定法では不可能であった球周りの断面(半径方向)温度分布を得ることができる。実際に、直径1, 2 mmの強磁性球を誘導加熱して温度分布を求めた結果、球径、加熱出力、コイル距離による温度分布の差異を定量的に明らかにした。温度分解能は0.5 K以下、空間分解能は50 μmである。さらに、温度分布から発熱量を推定した。磁気ハイパーサーミアのin vitro(生体外)実験での応用を目標として、近赤外温度イメージング法とAbel逆変換法と組み合わせた方法による、発熱粒子周りの温度測定に取り組んだ。具体的には以下の項目に関する成果を得た。(1)磁場加熱用の近赤外温度イメージングシステムの開発:高周波磁場発生装置(900 kHz)を用いて水中の直径1mmの磁性球を誘導加熱し、波長1150nmの吸光度画像を取得した。波長1150nmの水の吸光度は温度依存性を有しており、光路長10mmの透過測定に適している。(2)断面温度計算のためのAbel逆変換法の確立:すべての時刻の吸光度プロファイルに対してAbel逆変換を適用し、発熱球を中心とした半径方向の温度分布を求めた。(3)測定精度の調査:室温45°Cで0.5°C以下の温度分解能を有していることを確認した。得られた温度分布の時間変化から発熱量を推定できる可能性を示した。磁気ハイパーサーミアのin vitro(生体外)実験での応用を目標として、近赤外温度イメージング法とAbel逆変換法を組み合わせた温度測定法を開発し、誘導磁場加熱された微小磁性球周りの温度分布を求め、その発熱量を推定した。具体的には以下の成果を得た。(1)誘導加熱用の近赤外温度イメージングシステムの開発:交番磁場発生装置を用いて水中の微小磁性球をを誘導加熱し、その周りの温度分布を波長1150 nmもしくは1412 nmの吸光度画像から測定するシステムを開発した。吸光度分布に対してガウス関数の線形和近似による解析的Abel逆変換により半径方向温度分布を求める方法を提案した。(2)屈折率影響補正:温度分布に対応した屈折率分布を計算し光線追跡計算を行った。収束計算により平行光線に補正した場合の吸光度プロファイルを決定し、Abel逆変換を適用することが可能となった。(3)各種条件における温度画像および発熱量の分析:磁場条件(加熱出力,コイル間距離)および磁性粒子径(300 nm, 30μm, 0.5 mm, 1 mm)毎の温度分布を取得した。温度分布時間変化から発熱量を計算し、加熱出力,球径との明確な相関があることを示した。加えて、渦電流損とヒステリシス損を理論的に計算し、実験結果と極めてよい一致がみられることを確認した。伝熱工学,生体熱工学高周波磁場加熱装置と近赤外温度イメージング装置を組み合わせ、誘導加熱時の温度推定を期間中に実現した。実際、直径1mmの磁性微小球周りの温度分布を吸光度画像のAbel逆変換によって推定することができた。このとき室温45°Cの範囲で温度分解能が0.5°C以下の精度を得た。以上は、提案した原理と方法の有効性を証明した点と、磁場条件と温度分布および発熱量の関係を定量的に明らかにするという課題解決の点から、極めて有用な成果といえる。誘導加熱された微小な磁性体の発熱量の正確な予測は既存の測定法や計算法では不可能である。本方法ではそのような発熱量を得られた温度の時空間分布を用いて同定できるため、磁場条件と発熱量の関係を定量的に明らかにできる可能性がある。よって、今後は温度予測精度を向上させるとともに、誘導加熱実験条件(電流、コイル形状、磁性体サイズなど)と発熱量の関係を調査する予定である。当初の光学系の設計時に計画していたレーザー照射部とCCDカメラ部をこれらよりも安価なハロゲンランプと近赤外カメラ(既所有)にそれぞれ変更したため、物品費が大幅に削減された。一方で、それらの装置を用いることによって、精度向上のためさらに他の光学部品(狭帯域透過フィルタなど)が必要となったため、次年度購入する必要が生じた。波長選択性を高め精度向上を図るために必要な光学部品(狭帯域透過フィルタなど)に充当する。
乳用種去勢牛における屠肉形質とくに脂肪交雑の遺伝機構に関する研究

肉用牛の屠肉形質とくに脂肪交雑の遺伝機構を解明するために、ホルスタイン種の中で脂肪肪交雑形質に関して優れた遺伝子をもつことが判明している種雄牛Aおよびこれと父方および母方半兄弟の種雄牛BおよびCの産子を得た(試験1)。以下その去勢牛3頭ずつをA,B,C群と略称する。種雄牛Aの産子については、さらに4頭を供試し650kgと750kgで屠殺した(試験2)。以下その去勢牛2頭ずつを650kg群,750kg群と略称する。A,B,C,群いずれも約21カ月齢でそれぞれ635,648,644kg時に屠殺した。3群の枝肉重量はそれぞれ360,376,397,であり、これらの枝肉の分離脂肪の割合は、35.6,31.3,32.2%でホルスタイン去勢牛としてはいずれも多かった。ことにA群は他の群より多く、BとC群はほぼ同じであった。第5胸椎から第6腰椎までの15切断面で判定した脂肪交雑評点の平均値は3群でそれぞれ【2.5^+】,【2.0^+】,2.0であり、ホルスタイン去勢牛の平均的な評点水準よりいずれも高い値であった。ことにA群は他の群より高く、BとC群はほぼ同じであった。また、その脂肪交雑の程度は第9胸椎までは高いが、後部において低くなった。750kg群の屠殺時月齢は27カ月齢で650kg群と約8カ月の差を生じ、枝肉の分離脂肪の割合は38.5%で約5%多かったが、脂肪交雑の程度には差がなかった。以上の結果を総合すると、脂肪交雑形質に関する種雄牛Aの優れた遺伝子はその父母両方から由来して相加的な効果がAに現れたものと考えられた。第810胸椎部におけるロース断面のカラー画像についてRGBそれぞれのヒストグラムの谷間を閾値とし、これより下位の階調部分を筋肉として2値化し、三者の論理積により筋肉部分を抽出して面積を求めたところ、トレース法で実測した値とほぼ一致した。また、第8胸椎部の画像解析から求めた筋肉割合が、最も枝肉の筋肉割合に近い値であった。肉用牛の屠肉形質とくに脂肪交雑の遺伝機構を解明するために、ホルスタイン種の中で脂肪交雑形質に関して優れた遺伝子をもつことが判明している種雄牛Aおよびこれと父方半兄弟の種雄牛B、母方半兄弟の種雄牛Cを雌牛群に計画的に交配して産子を得た。(以下その去勢牛3頭ずつをA,B,C群と略称する。)これら去勢子牛を同一環境ならびに飼養条件下で哺育・育成し肥育試験を実施した。A,B,C群は7か月齢でそれぞれの平均体重が258,253,257kgから肥育開始し、636,648,644kgの体重時に屠殺した。

肥育期間の1日当たり増体量は0.98,0.94,0.89kgであり、全般的にホルスタイン種去勢牛としてはやや低い増体速度であった。3群の枝肉重量は、364,376,379kgであり、これらの枝肉の組織分離によって得られた枝肉中の分離脂肪の割合は、34.1,31.3,32.2%であった。また、第5胸椎から第6腰椎までの15切断面で判定した脂肪交雑評点の平均値は3群でそれぞれ【2.0^+】,【2.0^+】,2.0であり、ホルスタイン去勢牛の平均的な評点水準よりいずれも高い値であった。以上の結果から各種雄牛の産子は発育成績および屠肉成績の両方において極めて類似した値を示しており、脂肪交雑形質に関する種雄牛Aの優れた遺伝子はその父母両方から由来して相加的な効果がAに現れたものと考えられた。しかし、種雄牛Aの産子には脂肪交雑に関して対照的な2つのグループの存在が假定されるので、さらに昭和61年度にはA群の例数を追加すると同時に2つの発育段階で屠殺することにより、脂肪交雑発現の時期についても確かめる予定である。第6,8,11胸椎部および第3腰椎部の切断前面の写真を撮映し、この写真をもとに画像解析法により、枝肉構成の推定、脂肪交雑評点の客観的評価の可能性を検討中である。肉用牛の屠肉形質とくに脂肪交雑の遺伝機構を解明するために、ホルスタイン種の中で脂肪交雑形質に関して優れた遺伝子をもつことが判明している種雄牛Aの産子4頭を、同一環境ならびに飼養条件で哺育・育成した後、2群に分けて肥育試験を実施した。平均644kgで屠殺した群(650kg群)の肥育前期の1日当たり増体量は1.24kgであったが、後期には0.86kgと底下し全期間では1.02kgとなった。一方、平均743kgで屠殺した群(750kg群)の肥育前期と後期の1日当たり増体量はそれぞれ1.13および0.64kgとなり、全期間では0.78kgとなった。この結果、650kg群と750kg群の屠殺時月齢は19および27カ月齢と約8カ月の差を生じた。枝肉重量は650kg群と750kg群それぞれ361および421kgであり、枝肉と分離脂肪の割合は33.7および38.5%であった。また、第5胸椎から第6腰椎までの15切断面で判定した脂肪交雑評点は、1.5および【1.0^+】であった。第7胸椎部の脂肪交雑評点は2.03.0とホルスタインとしては高い値であったが、第9胸椎部より後部では低い値となった。肥育度が進むと枝肉中の脂肪割合が増加し、「リブロース」においては皮下脂肪が蓄積し、「サーロイン」では筋間脂肪が増加したが、脂肪交雑の程度は両者に差はなく「サーロイン」部の脂肪交雑も改善されなかった。このことは、ロース部における皮下および筋間脂肪の蓄積と脂肪交雑の発現は遺伝的には異った機構によって支配されていることを示唆するものと思われる。第810胸椎部におけるロース断面のカラー画像についてRGBそれぞれのヒストグラムの谷間を閾値とし、これより下位の階調部分を筋肉として2値化し、三者の論理積により筋肉部分を抽出して面積を求めたところ、トレース法で実測した値とほぼ一致した。ロース断面の各組織の面積比は胸椎の切断部位によって異なり、第8胸椎部の値が枝肉構成の筋肉割合に最も近かった。
埋立地盤の年代効果を考慮した液状化強度推定手法の開発

本研究では,室内試験機で長期間圧密した砂供試体に対して各種力学試験を行った.圧密期間による砂の液状化強度特性,微小変形特性,静的貫入特性の変化を調べ,長期圧密による液状化強度増加の要因を検証した.豊浦砂の長期圧密による液状化までの繰返し載荷回数は,14日圧密以降で上昇した.割線せん断剛性とせん断ひずみの関係は,14日圧密から変化し,弾性ひずみ域が増大するような傾向を示した.しかしながら,初期せん断剛性の値は,顕著な変化がみられなかった.豊浦砂の長期水中養生による貫入抵抗は,14日養生から上昇する傾向がみられた.液状化強度の年代効果を調べる試料として,豊浦砂,豊浦砂+5%DLクレー(非塑性細粒分),豊浦砂+5%MCクレー(塑性細粒分)の3種類を選定した.なお,圧密応力については,50kPaで,それなりの精度で実験可能であることを確認した.これにより,長期圧密時に停電が起こっても,実験を継続することが可能である.供試体作製は,乾燥試料を落下高さほぼゼロで堆積させて,モールドをたたいてやや沈下させて,相対密度を40%に調整した.この供試体に対して,それぞれの試料で液状化強度曲線を調べた(このときの圧密時間は,排水がほぼ無くなった時間で約5分である).次に,液状化試験時の繰返しせん断応力を,液状化に至る繰返し回数が1桁の軸差応力に設定して,1週間圧密を行った供試体に対して,液状化試験を行って,液状化課での繰返し回数を比較した.さらに1週間圧密時には,ベンダーエレメントによる,せん断波速度の測定も随時行っている.この結果,液状化強度に関しては,どの試料においても,1週間圧密することで,少し液状化強度が増加することがわかった.ただし,微妙な違いであるため,どの試料において最も液状化強度が増加するかを判定するまでには至っていない.さらに検討を続け,最も液状化強度が増加する試料において,長期圧密を実施していく予定である.せん断波速度においては,圧密時間1日までの間に,せん断波速度が若干増加する傾向がある.その後1週間まで,ほとんどせん断波速度は変化しない.これも違いが小さいため,さらに検討を続けて精度を上げる必要がある.昨年度,液状化強度の年代効果を調べる試料として,豊浦砂,豊浦砂+5%DLクレー(非塑性細粒分),豊浦砂+5%MCクレー(塑性細粒分)の3種類を選定した.実験の結果,年代効果が強く現れる試料としてみたときに,大きな差は現れなかったため,最も実験のやりやすい豊浦砂で行うこととした.供試体作製は,乾燥試料を落下高さほぼゼロで堆積させて,モールドをたたいてやや沈下させて,相対密度を40%に調整した.この供試体に対して,通常圧密時の液状化に至る繰返し回数が,0.5サイクルになる応力比で繰返し載荷を行った.この結果,液状化強度に関しては,7日圧密試料(0.5サイクルで液状化),14日圧密試料(1.5サイクルで液状化),28日圧密試料(3サイクルで液状化)と,液状化強度増加が見られた.3日圧密までは複数回の実験を行うことで,結果に差が出ないことを確かめているが,それ以上の圧密時間についても複数回の実験を行って信頼度を上げていく必要がある.ベンダーエレメント試験から得られたせん断は速度については,ほぼ一定値で,長期圧密の影響を受けない結果となった.そこで,モールド内に上載圧10kPaで長期圧密した試料に棒を貫入させて抵抗値を読み取る,静的貫入試験装置を開発した.こちらにおいても,貫入抵抗値が増加する傾向は見られていないが,実験値にばらつきが大きいため,実験精度の信頼度を上げる努力をしていく必要がある.長期圧密による液状化試験の試料(相対密度40%の豊浦砂)および試験方法(通常圧密で0.5サイクルで液状化)について確定した.液状化試験を行ったところ,7日圧密試料(0.5サイクルで液状化),14日圧密試料(1.5サイクルで液状化),28日圧密試料(3サイクルで液状化)と,液状化強度増加が見られた.実験結果の信頼度を上げるために,今後再現性について検討していく.同試料について,ベンダーエレメントによるせん断は速度の計測を行ったところ,圧密時間による変化は見られなかった.今後さらに長期圧密試料について検討していく.長期圧密した試料に対し,棒の貫入抵抗力を求められる試験装置を開発した.これを静的貫入試験と称す.静的貫入試験の試料は,高さH=123.5mm,直径D=104mmのモールド内に,三軸試験と同様の方法により作製した.供試体作製後,スペーサおよび錘を載せて上載圧10kPaを載荷した.通水用水槽内で,真空状態のもと,モールド底面に設置してあるポーラスストーンを介して下方から通水・飽和させた.その後,貫入面がフラットな直径10mmの貫入棒を0.25mm/minの一定速度で貫入し,貫入抵抗値を求めた.試験結果にばらつきがあるものの,圧密時間によって,貫入抵抗値が上がる傾向は見られなかった.

こちらに関しても,今後実験精度の上昇と,さらに長期の圧密を検討していく.本研究では,室内試験機で長期間圧密した砂供試体に対して各種力学試験を行った.本研究の特徴は,他で養生した砂供試体を用いるのではなく,直接三軸試験機内で長期圧密を行うことにある.この手法により,供試体セット時の乱れの影響をなくすことができ,小さな年代効果の影響も感知が可能になると考えられる.圧密期間による砂の液状化強度特性,微小変形特性,静的貫入特性の変化を調べ,長期圧密による液状化強度増加の要因を検証した.その結果,豊浦砂の液状化強度特性,微小変形特性,静的貫入特性の3特性について,以下のような知見が得られた.砂の液状化強度特性:豊浦砂の長期圧密による液状化までの繰返し載荷回数は,14日圧密以降で上昇した.5%カオリン含有豊浦砂においては,1日圧密から上昇傾向を示した.砂の微小変形特性:豊浦砂の長期圧密による割線せん断剛性とせん断ひずみの関係は,14日圧密から変化し,弾性ひずみ域が増大するような傾向を示した.しかしながら,初期せん断剛性の値は,圧密期間によらず顕著な変化がみられなかった.砂の静的貫入特性:豊浦砂の長期水中養生による貫入抵抗は,14日養生から上昇する傾向がみられた.上記の知見より,長期圧密による豊浦砂の液状化強度特性の変化は,長期圧密によって微小変形特性が変化し,繰返し載荷に対してより大きなひずみ領域まで高い抵抗性を発揮したことが主な要因と考えられる.今後は,原位置において,数年レベルでの年代効果について検証を実施する予定である.本研究では,室内試験機で長期間圧密した砂供試体に対して各種力学試験を行った.圧密期間による砂の液状化強度特性,微小変形特性,静的貫入特性の変化を調べ,長期圧密による液状化強度増加の要因を検証した.豊浦砂の長期圧密による液状化までの繰返し載荷回数は,14日圧密以降で上昇した.割線せん断剛性とせん断ひずみの関係は,14日圧密から変化し,弾性ひずみ域が増大するような傾向を示した.しかしながら,初期せん断剛性の値は,顕著な変化がみられなかった.豊浦砂の長期水中養生による貫入抵抗は,14日養生から上昇する傾向がみられた.長期圧密による液状化試験の試験方法についてはその手法を次のように決めた.液状化強度の年代効果を調べる試料として,豊浦砂,豊浦砂+5%DLクレー(非塑性細粒分),豊浦砂+5%MCクレー(塑性細粒分)の3種類を選定した.長期圧密時の圧密応力については,50kPaとした.供試体作製は,乾燥試料を落下高さほぼゼロで堆積させて,モールドをたたいてやや沈下させて,相対密度を40%に調整した.実施した実験としては,この供試体に対して,それぞれの試料で液状化強度曲線を調べた(このときの圧密時間は,排水がほぼ無くなった時間で約5分である).次に,液状化試験時の繰返しせん断応力を,液状化に至る繰返し回数が1桁の軸差応力に設定して,1週間圧密を行った供試体に対して,液状化試験を行って,液状化課での繰返し回数を比較した.さらに1週間圧密時には,ベンダーエレメントによる,せん断波速度の測定も随時行っている.これら結果から,年度内に年代効果を調べる試料を1種類選定したかったが,どの試料において最も液状化強度が増加するかを判定するまでには至っていない状況である.さらに検討を続けて,試料の選定後,長期圧密を実施していく必要がある.液状化三軸試験,ベンダーエレメント試験,静的貫入試験に関して,実験精度・信頼度の上昇とさらに長期の圧密試料について実験を継続していく.長期圧密により,液状化強度は増加するものの,せん断波速度や貫入抵抗値は増加しないという結果が得られた.そこで,液状化強度が増加する力学的メカニズムを探るため,精度良く三軸供試体の微小ひずみを測定できる装置を開発する.これも,長期圧密を行った供試体に対して,微小ひずみでの変形特性の変化を調べていく.
算数障がいを抱える聴覚障がい児の基礎算術運用力の向上を支援するAHSの構築

本研究では、算数障がいを抱える聴覚障がい児を主対象とし、日常文脈における基礎算術の運用力の向上を支援するeラーニング教材の開発と、その教材を搭載する学習者特性適応型システムの構築を行った。教材に関しては、買い物などの日常の場面設定のもと、基礎算術の適用を試みる複数の主教材と、それに付随する語彙補完用の副教材とから成る。一方、システムの方は、認知特性や視線特性などを特性因子に組み込み、それらと既有知識に基づき、対象児に適切な教材を提供する仕様として実装した。評価実験の結果、いくつかの課題が残ったものの、学習効果が有意に認められ、システムが対象児の学習支援に十分に資することが示唆された。本研究は、近年の調査でその存在が認識されるようになってきた、算数障がいを抱える聴覚障がい児童に対する学習支援であり、日常文脈における基礎算術運用力を向上するための学習者特性適応型のeラーニングシステムの構築を目指すものである。平成25年度に掲げた研究目的は大きく三つあった。第一は、対象児童の基礎的な算術力や語彙力、読解のレベル、さらには障がいの特性やその重度に関する実態調査である。これらについては、研究協力先の児童への事前調査と担任者へのインタビュー結果をもとに類型化を行った。また、数社の教科書の算数文章題を調査し、その傾向ならびに頻出語彙や表現について分析した。第二は、プロトタイプ教材の開発と、注視点やその軌跡を解析するアイトラッカー(視線追尾システム)などの指導援用機器の試験運用である。前者の教材については、「マスショナリー」という算数の文章題を扱う主教材と、それと連動して機能する「ピクショナリー」という語彙支援の副教材の開発を行い、東京都内のろう学校の授業にて実践使用した。小学部低学年の児童が対象であったため機器の操作に最初は戸惑う場面があったが、問題文中のわからない単語を自らピクショナリーを通じて確認し問題を解くという、本研究のねらい通りの学びが実践されていた。一方,後者のアイトラッカーに関しては、児童への実施には至らなかったが、プロトタイプ教材を用いての試用実験を教材開発メンバーで行い、視点の動きのみならず、どの箇所にどのくらいの時間注視しているかなどの解析シミュレーションを実施した。第三は、AHSを機能させるための学習者特性の因子の選定とそれに基づく学習者モデルの形成である。AHSに関しては仕様上の検討を行い、また学習者特性に関しては算術力や語彙力を加味した困難の類型パターンを一つの因子として組み入れることとした。平成26年度に掲げた研究目的は大きく三つあった。第一は、算数の文章問題における対象児の視線に関する特性分析である。具体的には、上下・左右を基軸とするモニタ上の視線推移ならびに要点箇所の注視時間などをアイトラッカーで記録し、その特徴や傾向を分析した。25の有効サンプルを得て、語彙力の差が大きな要因であることがわかったが、より根本的な問題として算数特有の横書きへの対応ができていないことが顕著に見て取れた。そして本実験では、担任には児童ごとに語彙力や視線特性を伝えた上で指導を行ってもらったところ、有意な学習効果を確認できた。第二は、より自律的な学習を促すための教材の再設計である。前年度(研究初年度)開発した教材は手取り足取りの仕組みであったが、教員や保護者からのニーズを受け、ヘルプ機能を全体的に一段階後方に配し、安易にヘルプを頼ることができない設計とした。この仕様変更により、語彙確認のピクショナリーの使用頻度は大幅に減り、また立式も独力で行う姿勢が醸成された。また、問題文の場景をタブレット端末に絵図で示す試みも行い、この手間が問題文をより深く理解する意識の高まりに有益であることを確認した。第三は、AHSを機能させるための学習者特性因子の改善である。先述のデータ分析に基づき、読解特性を因子に加えることとした。正答率とかなり相関のある上下の不要な動きの傾向や、今年度の教材で新たに取り入れたダミー変数の影響などを類型化し、学習者特性の一因子として組み込むこととした。本研究は、近年の調査でその存在が認識されるようになってきた、算数障がいを抱える聴覚障がい児童に対する、日常文脈における基礎算術運用力の向上を支援するための、学習者特性適応型eラーニングシステムの構築を目指すものである。最終の平成27年度に掲げた研究の主たる目的は、その前年に実践した児童への視線誘導支援の煩雑さの解消とAHSにおける適応精度の向上であった。今年度は、アイトラッカーを通じて個々の児童の視線の特徴や癖を“視線推移比率"と“文章内注視率"という2つの変数軸をもとに分析し、その結果を教材コンテンツの提示方法の多様性に活用した。研究協力先のろう学校の教師の助言をもとに、文字の大きさや色を変えて組み合わせることで、児童特性により馴染む教材設計を行った。そして実践の結果、本教材・システムが、前年度の教師の負担を軽減し、なおかつ児童の学力向上にも効果があったことが示唆された。この3年間の総括であるが、まずアイトラッカーの導入による視線データの分析は極めて有意義であった。

当初の研究の意図にあるように、聴覚障がい児の視覚による情報収集力とその方略はかなりばらつきがあり、健聴者以上に類型化した対応が必要であることが収集データおよび現場の教師との意見交換において明らかとなった。本研究は、対象児の基礎算術のスキル向上が主たるテーマであったが、1年目に教材コンテンツ制作とアイトラッカーの分析結果に基づく教師指導指針を策定した。2年目はそのアイトラッカー分析をもとにした教師主導の視線誘導教育を実践し、児童の学力向上への一定の効果を確認した。そして、3年目は教師の負担を減らすべく、よりAHSの本質に踏み込み、文字フォントや色分けなどの視覚効果を児童に応じて適応できる仕組みを構築し、その有用性を確認した。本研究では、算数障がいを抱える聴覚障がい児を主対象とし、日常文脈における基礎算術の運用力の向上を支援するeラーニング教材の開発と、その教材を搭載する学習者特性適応型システムの構築を行った。教材に関しては、買い物などの日常の場面設定のもと、基礎算術の適用を試みる複数の主教材と、それに付随する語彙補完用の副教材とから成る。一方、システムの方は、認知特性や視線特性などを特性因子に組み込み、それらと既有知識に基づき、対象児に適切な教材を提供する仕様として実装した。評価実験の結果、いくつかの課題が残ったものの、学習効果が有意に認められ、システムが対象児の学習支援に十分に資することが示唆された。平成26年度の研究計画は、「コース設計」「本教材の開発・実施」「AHSの運用」に大別される。最初の「コース設計」に関しては、研究協力先からニーズのあった割り算を前年度までの足し算・引き算・掛け算のコースに組み込み、四則演算全般へと拡充した。全体的な仕様は、前年度までとは変わらず、教材の核となるマスショナリー(文章題の主教材)とピクショナリー(語彙支援の副教材)とで構成されている。指導方略に関しては、収集データの解析に基づき、学習者特性に適応できる3種類のものを定め、当初目標は達成されたと考える。次の「本教材の開発・実施」に関しては、当初予定の教材に加え、割り算教材の開発を行った。また、ヘルプ機能を一段階後方に配置するという仕様変更を行い、安易にヒントが出ないように改善した。さらに、1問3文という基本構成は維持しつつ、問題を解く際に本来は必要のないダミーの数字を組み込んだ難度レベルの高い教材を追加し、学習者特性の自由度を増やした。このように現場のニーズを取り入れた上での仕様変更はあったものの、概ね目標は達成されたといえる。最後の「AHSの運用」に関しては、視線特性の因子を追加することになったため依然仮運用の段階ではあるが、分析結果を受けて複数の視線誘導ガイドラインを試験運用している。また、学校での本学習と自宅での復習を分ける仕様とすることを確定した。社会科学最終の平成27年度の研究のねらいは、AHSの本運用とその実用性を高めるための教材や学習者特性の拡充・整理である。AHSが機能するためには、教材コンテンツや特性因子のデータベースが充実している必要がある。前者の教材に関しては、分かち書きの有無や基本の3文構成の提示の仕方に複数のスタイルを用意し、その自由度を高める。また、後者の特性因子に関しては、事前のテスト問題を通じた読み癖などが反映される仕組みを実装する予定である。
アミノグアニジン投与による糖尿病性心血管機能障害の改善に関する検討

1.インスリン依存型糖尿病(IDDM)ラットの腸間膜動脈において、アセチルコリンによる内皮依存性過分極因子(EDHF)を介した内皮依存性過分極および拡張反応が低下していた。その機序として高血糖に由来するadvanced glycosylation endproductの蓄積の関与は否定的であった。2.IDDMラット心では冠毛細血管の走行異常が生じ、その原因としてインスリンの欠乏によるプラスミノーゲン・アクチベータ-1(PAI-1)活性の低下に由来する線溶亢進が示唆された。この毛細血管異常へのadvanced glycosylation endproductの蓄積の関与は否定的であった。3.ブラジキニンによる冠血管床の拡張は、内皮由来弛緩因子(EDRF)反応による部分はIDDM心で低下していた。このEDRF反応の低下は、イルソグラジンで線溶亢進を抑制して冠毛細血管の走行異常を正常化するということにより改善された。しかしEDHFによる反応には改善は認められず、EDHF反応はIDDMにおいて冠毛細血管の走行異常が生じても保持されると考えられた。以上より、IDDMラットの心筋組織では毛細血管走行異常、EDRF機能障害などの冠微小血管病変が存在することが明らかとなった。その機序として、われわれはラット冠微小血管培養内皮細胞において、インスリンがPAI-1蛋白産生を増加させることを確認しているので、インスリン欠乏がPAI-1活性低下を惹起し、その結果線溶系が亢進するためと考えている。今後この仮説を実証するために、インスリンとPAI-1、t-PAの関係をさらに詳細に検討するべきと考えられる。また本研究では、臨床的に抗潰瘍薬として用いられているイルソグラジンが、IDDMにおける冠微小血管病変形成を抑制した。もしこの抑制効果が心機能に良い影響を及ぼすならば、臨床的意義は非常に大きいと思われた。1.モデルの確立:本年度は、まず本研究の対象であるラット・インスリン依存性糖尿病モデルを確立し、高血糖状態の動物が安定して供給されるようになった。次いでインスリン治療群を確立し、インスリン投与により高血糖状態が正常レベルにまで是正され、インスリン依存性糖尿病ラットで通常認められる体重減少なども出現しないラットを安定して供給することが可能となった。現在、アミノグアニジン治療群の確立を、大動脈病組織においてadvanced glycosylation endproduct(AGE)濃度を測定し、そのAGE濃度の低下を指標として行っている。2.実験結果:(1)内皮依存性過分極反応-インスリン治療群においては、糖尿病モデル非治療群で認められる腸間膜動脈平滑筋のアセチルコリンに対する低下が有意に是正され、ほぼ正常対照群と同等にまで回復することを確認できた。今後アミノグアニジン治療群についての検討を予定している。(2)心臓内微細血管構造-心臓内微細血管構造を検索したところ、インスリン依存性糖尿病群ではその構造の乱れが認められた。インスリン治療群では、この心臓内微細血管構造の乱れが有意に是正されている所見が確認された。今後アミノグアニジン治療群についても検討予定である。心臓β交感神経刺激依存性心室筋陽性変力作用の低下、および心筋細胞膜のβ受容体数の減少が、アミノグアニジン治療により是正されるか否かについては、現在実験を進行中である。1.本研究の対象であるラットにおいて、インスリン依存性糖尿病動物,インスリン治療動物、アミノグアニジン治療動物を確立した。

2.上記の動物群において、(1)腸間膜動脈平滑筋の内皮依存性過分極反応を比較検討し、インスリン治療群においては、糖尿病モデル非治療群で認められる腸間膜動脈平滑筋のアセチルコリンに対する低下が有意に是正され、ほぼ正常対照群と同等にまで回復することを確認できた。アミノグアニジン治療群では反応低下は是正されなかった。(2)心臓内微細血管構造を検索したところ、インスリン依存性糖尿病群で認められた微細血管の乱れが、インスリン治療群では是正された。しかるにアミノグアニジン治療群では是正が認められなかった。また糖尿病における心臓内微細血管の変化は、心筋組織のplasminogen activator inhibitor(PAI-1)活性と逆相関し、さらにpalsminogen activator(PA)の発現を抑制するとされる薬剤の慢性投与により変化が抑えられた。(3)心臓β交感神経刺激依存性心室筋陽性変力作用の低下、および心筋細胞膜のβ受容体数の減少は、アミノグアニジン治療により是正されなかった。(4)糖尿病状態作製後8週間の糖尿病心において、ブラジキニンによる内皮依存性過分極依存性の抵抗血管拡張反応は傷害されていなかった。3.以上より、アミノグアニジンは糖尿病性心血管機能障害の改善を惹起しないことが確認され、advanced glycosylation endproductは本傷害に寄与していないことが推定された。しかし、本研究過程で、糖尿病における心臓内微細血管構造の変化とその機序、さらにその治療法についての解明が進んだ。
砕波混相乱流ダイナミクスに基づく高精度沿岸物質輸送モデルの開発

移動床を設置した二次元断面水路(勾配1/20)で水理実験を行い、砕波帯の流速、乱れエネルギー、浮遊砂濃度の時空間変動を計測した。波エネルギーフラックスの減衰率から浮遊砂巻き上げ係数を評価した場合、巻き上げ過程のスケール効果の影響により、現地観測・大規模実験の結果をから得られた値よりも100倍以上大きな値となる。また、時間平均値で評価した場合、底面近傍では乱れエネルギーの増加に伴い浮遊砂濃度も上昇する。平成22年度は光学的波長選択手法を2台の高速ビデオカメラに適用して砕波帯における流速と浮遊砂速度の同時計測を行い,砕波帯底面近傍で発達する乱れと砕波によって生成される大規模渦が底質の浮遊・拡散に与える影響を評価した.砕波形式が崩れ波砕波の場合,水面に近い領域で乱れが発達するため比較的水深が浅い領域において底面に到達した乱れが底質の浮遊・拡散に寄与する.一方,巻き波砕波の場合,生成される渦のスケールが極めて大きいため比較的水深が深い領域においても底面まで到達した渦が底質の浮遊・拡散に寄与する.大規模渦の生成・発達は時間的・空間的に間欠性が強いため,渦による底質の浮遊・拡散は短時間かつ局所的に行われる.本年度はさらに,光学式濁度計と超音波放射軸上の瞬時流速プロファイルを計測可能なUltrasonic Velocity Profiler (UVP)を適用し,砕波帯における底質の巻き上がり率(Pick-up rate)を計測した.砕波によって生成される渦の影響が小さい位相では,砕波形式に関わらず波峰通過直前の鉛直加速度が最大となる位相と戻り流れ発達時にPick-up rateの増加が顕著となる.今後開発を予定している漂砂を対象とした高精度広域物質輸送モデルのパラメータは本実験で得られた渦・乱れによる底質浮遊量およびPick-up rateに関する情報をベースに決定される.光学式波長選択手法を適用した流速・浮遊砂速度の同時計測手法および光学式濁度計とUVPを適用したPick-up rateの計測手法は,これまで計測が困難であるため不明な点が多かった砕波乱流下における底質浮遊メカニズムの解明に大きく寄与すると考えられる.平成23年度は移動床を設置した造波水路において砕波帯の流速場と浮遊砂濃度を計測し,乱れの強さと底質の浮遊量・輸送過程との関係を計測結果のアンサンブル平均値をベースに評価した.流速場と浮遊砂濃度の計測はそれぞれParticle Image Velocimetry(PIV)と光学式濁度計を使用して行った.得られた結果を以下に示す.砕波クレスト通過後,戻り流れによって計測領域よりも岸側で発達した比較的強い乱れエネルギーが次の波浪が来襲する直前まで沖方向へ輸送される.この戻り流れによって輸送される乱れエネルギーは底面近傍まで到達し底質の浮遊・拡散に大きく寄与する.砕波クレスト通過後,乱れが発達する時間スケールは砕波形式と水深によって大きく異なり,崩れ波砕波では水深の減少に伴い乱れが発達する時間スケールは増加し,巻き波砕波では減少する.本実験条件では,巻き波砕波の底面近傍における乱れエネルギーと浮遊砂濃度は崩れ波砕波よりも大きな値を示す一方,水平流速を比較した場合,両砕波形式で大きな違いは確認されなかった.この結果は乱れの生成には砕波形式が強く関与していること,さらに,砕波帯における浮遊砂濃度の推定には従来用いられてきた流速をベースとしたパラメータのみでは不十分であり,乱れを陽的に与えた浮遊砂濃度の鉛直フラックスが必要であることを意味する.固定床水路における砕波帯の流速場に関する情報は比較的多く報告されていたが,得られた情報から底質の浮遊量・輸送過程を評価することが困難であった.移動床水路における砕波帯の乱れと浮遊砂濃度の関係をアンサンブル平均値をベースとして評価することにより,これまで不明な点が多かった砕波により生じる乱れが底質の浮遊量や輸送過程に与える影響を特徴化することに成功した.底質粒径のスケール効果を把握するため,昨年度よりも粒径が小さい砂を使用して砕波帯における流速と浮遊砂濃度の時空間変動を計測した.同一の波浪条件で浮遊砂濃度の粒径依存性を評価した場合,粒径が小さい方が浮遊砂濃度は高く,特に流体の乱れが最も卓越する領域(遷移領域)においてその傾向は顕著となる.巻き波砕波の遷移領域では,瞬間値で見た場合,底面付近よりも水面付近において浮遊砂濃度が高くなる様子が確認された.このような現象は比較的粒径が大きい底質を使用したケースでは確認されていない.粒径が小さい場合,底質は乱れの影響によって水面付近まで容易に巻き上がり,さらに,水面から供給された乱れの影響によって比較的長時間浮遊する.次の波浪の来襲時には,さらに底面から水面付近に浮遊砂が供給されるため,この繰り返しによって水面付近では底面付近よりも浮遊砂濃度が高くなったと考えられる.

この結果は,砕波帯では粒径によって底質の輸送プロセスが大きく異なること,すなわち,砕波帯における浮遊砂濃度の推定には粒径に応じた乱れと浮遊砂フラックスの関係を評価することが重要であることを示している.遷移領域では砕波クレスト通過から波浪周期の0.4から0.6倍程度の時間が経過した後,戻り流れによって岸側から輸送された比較的強い乱れが底面に到達した直後に多くの底質が巻き上がることが確認された.この結果は,底質の巻き上げ率の推定には乱れの影響を考慮する必要性を改めて示しており,さらに,波高減衰率をパラメータとして波の通過点における底質の巻き上げ量を推定する従来の方法では,正確な値を評価することはできないことを明確に示している.本年度まで得られた成果によって,砕波帯の局所底質輸送モデルで必要なパラメータの抽出およびパラメータの決定に必要な砕波による乱れと浮遊砂濃度との関係をおおよそ推定することが可能となった.24年度が最終年度であるため、記入しない。研究はおおむね予定通り進んでおり研究計画の変更は必要ない.次年度はこれまで得られた情報をベースに浮遊砂輸送に関する局所モデルの各パラメータを確定し,広域モデルへの拡張を進める.24年度が最終年度であるため、記入しない。
STM画像の符号化に関する研究

近年,ディジタル画像は計測機器等の発展により,様々な計測データの解析に用いられつつある.本研究では,計測データの一種である半導体表面のSTM(Scanning Tunneling Microscopy)画像の符号化に関する検討を行う.静止画像符号化の国際標準JPEG(Joint Photographic experts Group)は自然画像を対象とし,画素値は緩やかに変化すると仮定している.しかし,STM画像は通常の画像と統計的性質が異なるため,JPEGでは圧縮効率の低下が予測される.昨年度,JPEGの非可逆モードに使用されているDCT(Discrete Cosine Transform)係数の分布を近似する関数として,STM画像の場合,正規分布が適切との結果を得た.しかし,一般の画像に用いられるラプラス分布との差は僅かであるため,DCT係数の分布はラプラス分布で近似されるとの仮定の下,JPEG非可逆モードにおける統計モデルの再構築を行った.提案したモデルはJPEGに比べ状態数が2/3程度にも関わらず,JPEGと同等以上の符号化効率を得ることが出来た.続いて,予測符号化における予測器の選定に関する検討を行った.JPEGの可逆モードでは,符号化すべき画素に隣接する3つの画素を用いた線形予測を行っている.最新の可逆符号化の国際標準JPEG-LSにおいても,予測関数を動的に変化する点が異なるものの,JPEGと同様の画素を用いた,より単純な線形予測を採用している.ここで使用される予測器は処理の簡素化を考慮し,加減算とシフト演算のみで実行可能なものである.報告者はこれら予測器の最適性に疑問を感じ,予測自乗誤差を最小化する観点から理論的考察の結果,JPEGと異なる予測器を提案した.提案した予測器をブロック適応予測に使用した場合,JPEG以上に自乗誤差を低減することが出来た.なお,提案した統計モデルおよび予測係数の優位性はSTM画像のみでなく,任意の画像においても見られた.近年,ディジタル画像は計測機器等の発展により,様々な計測データの解析に用いられつつある.本研究では計測データの一種である,半導体表面のSTM(走査型トンネル顕微鏡:Scanning Tunneling Microscopy)画像の符号化に関する検討を行う.静止画像符号化の国際標準JPEG(Joint Photographic experts Group)は自然画像を対象とし,画素値は緩やかに変化すると仮定している.しかし,STM画像は通常の画像と統計的性質が異なるため,JPEGでは圧縮効率の低下が予測される.本年度はSTM画像の可逆符号化に関する検討を行った.自然画像では,画素間距離が最も近い直上或いは直左に位置する画素との相関が高いと云われているため,JPEGの可逆モードでは,直上及び直左の画素を用いて符号化すべき画素を予測し,その予測誤差をエントロピー符号化している.しかし,STM画像は原子の配列に数種類の方向性がみられるため,最も相関の高い画素は直上,直左何れでもない可能性が高い.従って,STM画像の性質を考慮し,斜め方向の画素を用いた適応予測を提案した.数種類のSTM画像およびITE(The Institute of Television Engineering of Japan)標準画像に対して符号化シミュレーションを行った結果,直上,直左の画素を用いる適応予測に比べ,符号量はSTM画像で平均2%程度減少し,ITE標準画像ではほぼ同等の結果となった.更に,JPEGの非可逆モードで採用されているDCT(Discrete Cosine Transform)係数の分布に関して考察した.KS(Kolmogorov-Smirnov)統計量を測定した結果,近似に用いる関数として,自然画像および約4,000本もの走査線を有する超高精細画像ではラプラス分布が適切であるのに対し,STM画像では正規分布が適切との結果を得た.近年,ディジタル画像は計測機器等の発展により,様々な計測データの解析に用いられつつある.本研究では,計測データの一種である半導体表面のSTM(Scanning Tunneling Microscopy)画像の符号化に関する検討を行う.静止画像符号化の国際標準JPEG(Joint Photographic experts Group)は自然画像を対象とし,画素値は緩やかに変化すると仮定している.しかし,STM画像は通常の画像と統計的性質が異なるため,JPEGでは圧縮効率の低下が予測される.昨年度,JPEGの非可逆モードに使用されているDCT(Discrete Cosine Transform)係数の分布を近似する関数として,STM画像の場合,正規分布が適切との結果を得た.しかし,一般の画像に用いられるラプラス分布との差は僅かであるため,DCT係数の分布はラプラス分布で近似されるとの仮定の下,JPEG非可逆モードにおける統計モデルの再構築を行った.提案したモデルはJPEGに比べ状態数が2/3程度にも関わらず,JPEGと同等以上の符号化効率を得ることが出来た.続いて,予測符号化における予測器の選定に関する検討を行った.JPEGの可逆モードでは,符号化すべき画素に隣接する3つの画素を用いた線形予測を行っている.最新の可逆符号化の国際標準JPEG-LSにおいても,予測関数を動的に変化する点が異なるものの,JPEGと同様の画素を用いた,より単純な線形予測を採用している.ここで使用される予測器は処理の簡素化を考慮し,加減算とシフト演算のみで実行可能なものである.報告者はこれら予測器の最適性に疑問を感じ,予測自乗誤差を最小化する観点から理論的考察の結果,JPEGと異なる予測器を提案した.提案した予測器をブロック適応予測に使用した場合,JPEG以上に自乗誤差を低減することが出来た.なお,提案した統計モデルおよび予測係数の優位性はSTM画像のみでなく,任意の画像においても見られた.
日本と東アジアにおける神仏習合と漢文説話の研究

本研究では、日本・韓国・琉球の漢文テキストを通して、東アジアにおける神仏習合の分析を行った。具体的には『扶桑略記』(日本)・『三国遺事』(韓国)・『遺老説伝』(琉球)という三つのテキストを対象とした。研究の結果として、東アジアの固有神が仏教によって護国神へと変容するという共通点を持つこと等を明らかにした。その成果は、2013年度韓国日本言語文化学会(ソウル)の口頭発表や『「三国遺事」の新たな地平』(勉誠出版、2013年11月)の論文などによって広く発表されている。本年度は、『扶桑略記』(日本)、『三国遺事』(韓国)、『遺老説伝』(琉球)の三本の研究テーマのうち、最も成果の期待できる『三国遺事』の分野に重点を置いて研究を実施した。すでに前年度より、『三国遺事』本文の校異作業を進めてきたが、本年度は巻2の校合調査・本文校訂の作業を引き続き継続するとともに、巻1の校合作業にも着手した。しかし、巻1に関しては、校合に用いる古刊本の入手が遅れため、天理大学本(底本)、蓬左文庫本、ソウル大学本との校合にとどまった。また、これと並行して、韓国延世大学の許敬震先生を中心とする韓国の研究者と交流の場を持ち、『三国遺事』をテーマとした日韓共同の論文集の企画を推進した。韓国側から7名、日本側からは本課題研究の研究代表者、研究分担者を含む6名の執筆者が決定し、平成24年3月に入校の予定であったが、翻訳作業の遅れなどが生じ、5月に締め切りを延期する運びとなった。同論集は雑誌の形での出版を予定しており、これは、当初の研究計画において最終年度に計画していた「東アジア研究論集」に代わって、本課題の研究成果を一般社会に還元する役割を果たすものである。さらに、本年度は、「東アジア仏教用語集」の基礎データの完成をみた。この基礎データは、仏教関係の用語100語を、『扶桑略記』、『三国遺事』、『遺老説伝』の三つのテキストから抽出し、その用例をデータ・ベース化したものである。この基礎データをもとに「東アジア仏教用語集」の作成を進めており、平成25年度内にWEB上で公開することを目指している。本研究は、『扶桑略記』・『三国遺事』・『遺老説伝』という、日本・韓国・琉球の漢文説話を通して、それぞれの説話言説における仏教の受容の特徴と東アジア地域に共通する神仏習合の論理構造を探究することを目的としたものである。当初の研究計画では、研究分担者らを三つのグループに分け、『三国遺事』の本文研究・『扶桑略記』の比較研究・『遺老説伝』の出典調査などを進めていく方針であったが、研究期間の後半からは、韓国の『三国遺事』を中心に据えて日本や琉球の説話との比較を行う形に修正すると共に、特に韓国の学会等での研究発表を積極的に進めてきた。研究最終年度である2013年度は、韓国日本言語文化学会(11月9日、ソウル)において研究代表者と研究分担者2名が研究発表を行った。また、韓国の研究者らと共同で『「三国遺事』の新たな地平ー韓国古代文学の現在ー』(勉誠出版、2013年11月)を出版することができたことも大きな成果であった。同書には、研究代表者の論文をはじめ、研究分担者3名の論文も掲載されている。『三国遺事』研究の面では進展、成果が見られた一方、データ・ベース構築作業は大きく遅れ、「東アジア仏教用語集」は完成に至らず、その基となる「『三国遺事』仏教用語索引」がようやく出来上がったのみである。これについては、研究期間終了後も引き続き、増補・修正を加えていく予定である。最終年度にあたり、これまでの主な研究成果として論文12本と資料を研究成果報告書としてまとめ、製本したものを関係者および関係機関に配布した。本研究を通して韓国の研究者らと学術的交流を深めることができたことは、予想外の収穫であった。それは、あくまでも副次的な成果ではあるが、今後、更に「東アジア」という視点で研究を推進していく上では、共同研究の人的基盤として期待することができる。その意味でも本研究は有意義であったと言える。平成23年度の本研究は、主に『三国遺事』の研究グループの研究活動を核として、韓国の研究者との情報交換や共同研究の準備を進めてきた。