hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
状態空間モデルのパラメータ推定法とその応用に関する研究

時系列解析の分野では状態空間モデルを用いた統一的なモデル構成法が積極的に利用されているが,最近はさまざま重要な問題と関連して非線形・非ガウス型の時系列モデルの必要性が認識されている.非線形・非ガウス型の状態空間モデルに対してはカルマンフィルタでは精確な状態の分布は得られないので,より一般のモデルにも適用可能なフィルタリングおよび平滑化のアルゴリズムの研究が盛んになってきた.これに関連し,研究代表者は1987年に非ガウス型平滑化の方法を開発したが,最近になって高次元のシステムにも適用できるモンテカルロ・フィルタを提案した.本研究ではこの方法を応用して,状態とパラメータを同時推定する自己組織型のモデリングの方法の研究を行った.研究成果報告書に採録した[1]Kitagawaは非線形・非ガウス型状態空間モデルの状態推定,パラメータ推定,自己組織型モデルによる同時推定の方法とその応用をまとめたものである.[2]Kawasaki et al.では観測値の次元が状態空間の次元よりも遥かに高い場合に生じる,パラメータ推定の困難を解決する方法を提案した。[3]Higuchiでは非ガウス型状態空間モデルに基づく少数計数データの季節調整法を提案した。[4]北川では,自己組織化の方法をさらに発展させ,ノイズの分布をパラメトリックに与えなくても,フィルタリングの結果得られるイノベーション系列から,ノイズの分布を自動的に構成する方法の開発を試みた。非線形・非ガウス型の状態空間のモデルの予測・フィルタ・平滑化のための新しい計算法であるモンテカルロ・フィルタの改良を行うとともに,これらのモデルに含まれるパラメータの推定・自動調整法に関する研究を行った.モンテカルロ・フィルタのアルゴリズムに関しては,より正確な事後分布の近似を得るための計算法,乱数の利用法や事後分布を表現する粒子の退化を防ぐ方法に関して研究を行った.また,これとは逆に,すべての粒子が事後平均に収束するような新しいアルゴリズムも開発した.状態空間モデルのパラメータに関しては,自己組織型のモデルの研究を行った.これは未知パラメータを本来の状態ベクトルに付加してモデルを拡大する方法で,一般には本来の状態空間モデルよりも複雑な高次元状態空間モデルとなる.しかし,モンテカルロ・フィルタの適用によりこのような状態空間モデルに対しても平滑化が実行できる.これを利用すると,複雑な状態空間モデルの状態推定とパラメータ推定を同時に行えるようになった.この方法の応用として,ノイズに埋もれた信号の分離・抽出,金融経済時系列の時変分散・確率的ボランティリティモデルの推定,季節調整モデルの分散パラメータの自動調整などの問題を研究した.非線形・非ガウス型状態空間モデルに含まれるパラメータの推定や自動調整に関する研究を行った.まず,昨年度に引き続きモンテカルロフィルターの改良をそのパラメータ推定への応用を行った.特に,金融時系列の確率的ボラティリティの推定のために利用される状態空間モデルについて,従来のガウス分布近似のほかに代表者たちが提案した方法との比較や非ガウス分布のまま厳密に計算する非ガウス型フィルタの方法を比較検討し新しい知見を得た.また,さらに自己組織化の方法を適用することによって,最尤法を用いずにパラメータ推定とボラティリティの推定を同時にかつ自動的に行う新しい方法を開発した.さらに,この方法をトレンドとボラティリティの変化を同時に笠定する方法を開発し,トレンドの変化がボラティリティの増減に及ぼす影響をモデル化することを試み,実際にAICの意味でよいモデルが得られることを見出した.自己組織型の状態空間モデルに関しては従来は分散や係数の大きさなどを自動的に調整できることがわかっていたが,分布の形をあらわす形状パラメータに対しても有効であることが判明した.さらにこの方法を拡張すると,ノイズの分布などをまったく仮定せずに残差の系列から自動的にモデルの分布を構成しながらフィルタリングや平滑化を行う新しい方式も考えられることに気がつき,試験的な研究も行った.分担者樋口はモンテカルロフィルタの方法を改良し,少数係数データの季節調整のための方法を開発した.また,川崎は観測値の次元が状態の次元よりもかたり大きな場合に生じる問題を検討し,その困難点を克服するための方法を提案した.
近世以降の中国における宗教世界の多元性とその相互受容

本研究がまず設定した研究対象は、明清時代における中国イスラームと儒学および仏教との交渉の問題であった。中国西北部のイスラームは、門宦と呼ばれる神秘主義教団の存在に代表されるように、沿海部をはじめとする他の地域と比較すると、際立った特色を有している。濱田と石川は中国西北部在住の研究者からブリーフィングを受けるとともに、各地の門宦で若干の現地調査を行った。その結果、西北の神秘主義教団は中央アジア、東トルキスタンの直接的影響の下に成立したことが明らかとなった。また、中国にもたらされていた古典的文献の複製から小錦児とよばれるアラビア文字で表記された漢語の文献、さらには現代の中国のイマームによるアラビア語の著作などを収集することに成功した。一方、伝統思想の変容と宗教との関わりに関心を有する森は、調査、資料収集において、マールブルグ大学での来華ドイツ宣教師に関する資料収集、泰州派ゆかりの安定書院訪問、シンガポール大学での孔教、三一教関係資料収集、マラッカ孔教会訪問等、幅広い関心を持続し、海外移民社会に現出する宗教の多元性と流動性の実態を明らかにした。本年度は、本研究の基礎作業として、刊行資料を中心に、関連資料、図書の収集につとめた。主に、濱田、森、石川が中心となり、近世以降の中国での宗教関連の資料を集め、系統的にそれらを分類し、その読解作業を開始している。その際、島田が中国思想史全般の見地から有益な見地、所見を提示し、中砂が、その助言を資料の類系化、分類整理に活している。本年度は研究の基礎作業段階にあるため、総合的な実績というべきものは、まだ出来あがっていないが、森が中国近代の思想的先駆者である梁啓超とその仏学の関連について、また石川がキリスト教的正解観の象徴である文明地理史観とその中国における受容について、初歩的な研究をまとめ、9月にアメリカのサンタ・バーバラで開催された国際学科「梁啓超と日本」において、それぞれその研究成果を発表し、好評を得た。また一月には石川が中国で、森がドイツで関連分野の学者を対象にレビューを実施し、我々が目下すすめているこの研究に対して高い評価を受けるとともに、多くの知見を与えられた。濱田は中国イスラームにおける神秘主義関する研究を、張中著『帰真総義』の読解を中心に継続し、特に中国固有の哲学思想との関係について一定の見通しを得たので、その成果の一部について1999年3月2日にフランス国立社会科学高等研究院で講演を行った。またこの講演を日本語に移すとともに補訂を加た論文「『帰真総義』初探」を執筆した。濱田と石川は、昨年10月、中国寧夏回族自治区の銀川と甘粛省の蘭州を訪れ、現地の研究者からブリーフィングを受け、研究状況に関する情報を交換し、かつ現地の回族が私的に刊行している(従ってわが国の取り次ぎ書店では入手不能な)多くの漢文及びアラビア語の文献を収集した。森は、中国の宗教問題に関する二編の論文、「中国近代化と宗教問題」、「梁啓超の仏学と日本」を執筆して近代中国における宗教という観念の発生と展開の経緯をあとづけた。また、本年1月にはシンガポールに出張し、この地における孔教運動の歴史と現状、並びに儒仏道の三教合一の宗教実践に関して調査し、三教にイスラームを加えた興味深いシンクレティズムについても知見を得、現地の専門家との意見交換を行った。石川は論文「梁啓超と文明の視座」を執筆して、東アジアにおいて文明という言説が共有された過程に注目し、キリスト教やマルクス主義などの外来思想の受容の背景となる思想状況を明らかにした。近年、特に台湾では儒仏道以外の民間宗教の典籍の類も多く刊行されており、これらの収集にも相当の進展を見た。これら典籍類の相互比較と検討は、新年度の課題である。

また、中国にもたらされていた古典的文献の複製から小錦児とよばれるアラビア文字で表記された漢語の文献、さらには現代の中国のイマームによるアラビア語の著作などを収集することに成功した。一方、伝統思想の変容と宗教との関わりに関心を有する森は、調査、資料収集において、マールブルグ大学での来華ドイツ宣教師に関する資料収集、泰州派ゆかりの安定書院訪問、シンガポール大学での孔教、三一教関係資料収集、マラッカ孔教会訪問等、幅広い関心を持続し、海外移民社会に現出する宗教の多元性と流動性の実態を明らかにした。
ガラニン様ペプチドの中枢神経系ー末梢臓器のクロストークの解明

摂食とエネルギー代謝調節に関与しているガラニン様ペプチド(GALP)は視床下部と血中に存在していることから、GALPによる中枢神経系と末梢臓器間の連関について検討した。GALP遺伝子は広く発現が認められた。GALP静脈内投与後の自律神経と除神経時の自律神経の活動を測定した結果、末梢臓器から分泌されたGALPは迷走神経求心路を介して脳に情報を送り、自律神経の出力調節に関与していることが示唆された。ガラニン様ペプチド(GALP)は視床下部弓状核で産生され、摂食調節やエネルギー消費に深くかかわっている神経ペプチドである。GALPは循環血液中にも存在していることから末梢臓器からの分泌も推測される。タモキシフェン誘導型Cre-loxPシステムによつてGALP発現細胞特異的に緑色蛍光タンパク質を発現する遺伝子改変マウスを用い、緑色蛍光を指標に末梢臓器のGALP産生細胞を機能形態学的に解明することを目的とした。最初に野生型C57BL/6マウスを用いて、各臓器でのGALP mRNAの発現を検討した。大脳、小脳、視床下部、消化管などの腹部臓器、精巣、骨格筋、白色および褐色脂肪組織から全RNAを調製し、TaqMan PCR法を用いて、GALP mRNAの発現を精確に調べた結果、発現量に違いがあったが、膵臓以外の臓器でGALP mRNAの発現が認められた。メタボリックシンドロームに関与する白色脂肪組織、エネルギー代謝に関与する褐色脂肪組織に注目し、タモキシフェン誘導型Cre-loxPシステムによってGALP産生細胞特異的に緑色蛍光タンパク質を発現する遺伝子改変動物を用い、それぞれの脂肪組織における変異緑色蛍光タンパク質の検出を試みた。タモキシフェン投与後、灌流固定した。褐色および白色脂肪組織から凍結切片を作製し、共焦点レーザー顕微鏡で観察した結果、褐色および白色脂肪組織で緑色蛍光タンパク質の発現を観察した。またウェスタンブロッティング法でも、GFPおよびCreの発現を検出した。しかしGALP特異的抗体がないために、GALPペプチドそのものは検出できなかった。今年度の実験より、脂肪細胞がGALP産生臓器のひとつである可能性が示された。次年度はGALPペプチドを検出する予定である。ガラニン様ペフチド(GALP)は視床下部弓状核で産生され、摂食調節やエネルギー消費に深くかかわっている神経ペプチドである。GALPは循環血液中にも存在していることから末梢臓器からの分泌が予測される。前年度はタモキシフェン誘導型Cre-loxPシステムによってGALP発現細胞特異的に緑色蛍光タンパク質を発現する遺伝子改変マウスの褐色脂肪組織および白色脂肪組織に緑色蛍光タンパク質を同定した。今年度は視床下部弓状核から緑色蛍光タンパク質を指標にしてGALPニューロンの単離を試みた。蛍光強度を増幅するために、軸索輸送を抑制し分泌物質を細胞体に貯留させる作用のあるコルヒチンをこの遺伝子改変マウスに投与した。タモキシフェンを5日間連続投与後、コルヒチンを投与し48時間後にPIPES-buffered saline中で視床下部を摘出し、プロテインキナーゼKおよびトリプシンで細胞体をひとつずつにした後、蛍光タンパク質の発光を指標に蛍光顕微鏡下でGALP産生ニューロンを単離している。しかしながら、電気生理学的な実験がおこなえるまでには至っていない。来年度は引き続きGALPニューロンの活性を電気生理学的に記録できるようにすることを目指す。またラットにおけるGALPの末梢神経に及ぼす作用を調べるために、下大静脈にカテーテルを留置し、GALPを静脈内投与した。交感神経副腎枝、交感神経腎臓肢、迷走神経胃枝を分離し、中枢側より遠心性神経活動を、末梢側より迷走神経の求心性神経活動を記録した。GALPの静脈内投与により、遠心性の交感神経腎臓枝と交感神経副腎枝の神経活動が促進した。一方、GALPは迷走神経胃枝の遠心性神経活動を抑制した。GALPは自律神経の出力調節に関与していることが示唆された。来年度は迷走神経を除神経し、末梢から中枢への自律神経系に対するGALPの影響を調べる予定である。ガラニン様ペプチド(GALP)は摂食調節とエネルギー代謝にかかわるペプチドである。視床下部弓状核のGALP含有ニューロンは他の摂食調節ペプチド含有ニューロンとニューロンネットワークを形成し、摂食調節およびエネルギー代謝調節を行っていると考えられている。しかしGALPは血中にも存在していることから、中枢神経系と末梢神経系で摂食・エネルギー代謝のクロストークをしている可能性がある。そこでGALPの末梢神経に及ぼす影響を検討した。麻酔下でラットの下大静脈からGALPを静脈内投与した。交感神経副腎枝、交感神経腎臓肢、迷走神経腹腔枝、迷走神経胃枝、迷走神経肝臓枝を分離し、中枢側より遠心性神経活動を、末梢側より迷走神経の求心性神経活動を記録した。さらに迷走神経胃枝および腹腔枝切断したときの交感神経副腎枝の遠心性神経活動も記録した。

GALPの静脈内投与により、遠心性の交感神経腎臓枝と交感神経副腎枝の神経活動が促進した。一方、GALPは迷走神経胃枝の遠心性神経活動を仰制した。両側の迷走神経胃枝かつ腹腔枝の除神経はGALPによる交感神経副腎枝の遠心性神経活動に影響を及ぼさなかった。GALPは迷走神経胃枝と迷走神経肝臓枝の求心性神経活動を抑制したが、迷走神経腹腔枝の神経活動には影響を及ぼさなかった。末梢血中のGALPは求心性の迷走神経を介して中枢神経系へ情報を送り、視床下部機能を修飾し自律神経の出力調節に関与していることが示唆された。
近接情報板の判読性向上に資するシンボルの考案と評価

平成28年度は,判読難易度の高い2事象情報板を対象に,先行研究で考案したシンボルを表示することで,可読性・理解度が向上することを把握した.同時に,半数近くの被験者が2事象情報板の内容を半分程度しか判読できていないという根本的な課題を明らかにした.そこで平成29年度は,この課題解決に取り組んだ.具体的には,平成28年度の結果を精査することで,2事象情報板の表示方法(シンボルおよび文字情報の表記方法や色,レイアウトなどを考慮した情報板表示)の問題点を明らかにした.そして,その問題点を改善する情報板表示を新たに考案し,判読性評価を通じて効果を検証した.平成30年度は,平成29年度に得られた知見を踏まえ,シンボルだけでなく,文字情報の表記方法や色,レイアウトなどを考慮した情報板表示方針について以下のように総括した・実験結果より,ドライバーは提示された情報を全て読もうとする人の割合が最も多いことが示唆された.これより,情報板は全て読まれることを前提に,提示情報が正しく理解される表示パターンが望ましい.・情報板全体の判読性向上には情報量の削減が必要であるが,注意喚起を示す指示事項を削除では,判読性向上は確認されなかった.一方,区間情報を現行の「事象上流ICー事象下流IC」から「事象上流IC名から先」という表記にすることで情報量を削減した表示パターンでは,事象上流IC名の理解度向上に有効であることが示唆された.・1事象情報板を左右に並べ,それぞれの情報板にシンボルを追加した表示パターンでは,現行の情報板で最も判読されにくい第2事象の理解度を高めることに有効であることが示唆された.・2つの事象の文字色を赤色に統一することで,総注視時間が長くなる傾向があるものの,情報板全体の理解度の向上,特に第1区間の理解度が向上することが確認できた.高速道路の可変式道路情報板のシンボルには、分かりにくいものが存在するという指摘があり、先行研究では、新たなシンボルデザインを考案し、1事象情報板を対象に、ドライビング・シミュレータによる室内走行実験を通じて、改善効果を確認した。本年度は研究実施計画に記載した通り、判読難易度の高い2事象情報板を対象に、新たなシンボルを表示することによる可読性や理解度の向上、シンボル表示の有無、デザインの違い、事象発生位置の表示形式、あるいは文字色の違いが、情報板表示の可読性・理解度に与える影響を検証した。その結果、2事象情報板では、半数近くの人が全ての内容を読んでいないという根本的課題が明らかになった。また、シンボルの表示による今後のさらなる改善検討に向けて、情報伝達機能の高いシンボルが効果を発揮することが確認できた。さらに,次年度の実施計画を前倒しし,近接して設置された2箇所のJCT情報板が近接することによる影響や、シンボルを表示することによる影響を視認性や可読性の観点から検証した。この結果,近接の影響については、情報板の視認距離が上流側に比べて、下流側が相当程度短く、上流側の情報板消失点を通過した直後から、下流側の視認を開始していることが確認された。また、考案したシンボルを2事象JCT情報板に表示することにより、上流側情報板では視認性や可読性が向上する効果を確認できた。しかし、下流側の情報板については、今回実験対象とした2箇所の2事象JCT情報板の離隔距離の中で、情報量が多すぎる場合は、情報板に表示された内容を認識するのに必要な視認距離や判読時間が十分確保されていない可能性が確認できた。申請時の研究実施計画では、平成28年度目的:2事象情報板にシンボルを表示することで、研究代表者の先行研究同様、可読性が向上するか、あるいは可読性が向上した上でさらに理解度が向上するかを評価する。平成29年度目的:平成28年度の結果を踏まえ、現存する状態を対象に、情報板の近接の問題が、シンボルの表示によって改善されるか否かを評価する。としていたが、平成28年度に平成29年度の内容を一部実施していることから、上記の通り判断した。平成28年度は,研究計画書通り,判読難易度の高い2事象情報板を対象に,先行研究で考案したシンボルを表示することで,可読性・理解度が向上することを把握した.しかし同時に,半数近くの被験者が2事象情報板の内容を半分程度しか判読できていないという,当初想定していなかった,根本的な課題が明らかとなった.そこで研究計画書では平成29年度実施を予定していた内容(情報提供施設が近接する場合,下流側の施設では上流側に比べて視認性および判読性が低下するという問題の把握)は,前倒しして平成28年度に実施し,平成29年度は,上記の「2事象情報板の根本的な課題」の解決に取り組んだ.具体的には,平成28年度の結果を精査することで,2事象情報板の表示方法(シンボルおよび文字情報の表記方法や色,レイアウトなどを考慮した情報板表示)の課題を明らかにした.そして,その課題に基づき情報板表示を新たに考案し,判読性評価を通じて効果を検証した.得られた知見を以下に示す.・道路情報提供において,事象上流IC名の情報がより重要になると考え,区間情報を「事象上流IC名から先」という表記にすることにより,情報量を削減した表示パターンを考案した.その結果,事象上流IC名の理解度向上に有効であることが示唆された.・1事象情報板を左右に並べた表示パターンにすることで,第2事象を示すシンボルを追加した表示パターンを考案した.

その結果,現状では1事象情報板を左右に並べるようなレイアウトの情報板に慣れていないため,可読性の評価点が低くなったが,第2事象の理解度を高めることに有効であることが示唆された.・2つの事象の文字色を赤色に統一することで,総注視時間が長くなる傾向があるものの,情報板全体の理解度の向上,特に第1区間の理解度が向上することが確認できた.上記「研究実績の概要」に示した通り,平成28年度は,研究計画書通り,判読難易度の高い2事象情報板を対象に,先行研究で考案したシンボルを表示することで,可読性・理解度が向上することを把握した.しかし同時に,半数近くの被験者が2事象情報板の内容を半分程度しか判読できていないという,当初想定していなかった,根本的な課題が明らかとなった.そこで研究計画書では平成29年度実施を予定していた内容を,前倒しして平成28年度に実施し,平成29年度は,上記の「2事象情報板の根本的な課題」の解決に取り組んだ.以上のことから,当初の計画以上に進展していると判断した.平成28年度は,判読難易度の高い2事象情報板を対象に,先行研究で考案したシンボルを表示することで,可読性・理解度が向上することを把握した.同時に,半数近くの被験者が2事象情報板の内容を半分程度しか判読できていないという根本的な課題を明らかにした.そこで平成29年度は,この課題解決に取り組んだ.具体的には,平成28年度の結果を精査することで,2事象情報板の表示方法(シンボルおよび文字情報の表記方法や色,レイアウトなどを考慮した情報板表示)の問題点を明らかにした.そして,その問題点を改善する情報板表示を新たに考案し,判読性評価を通じて効果を検証した.平成30年度は,平成29年度に得られた知見を踏まえ,シンボルだけでなく,文字情報の表記方法や色,レイアウトなどを考慮した情報板表示方針について以下のように総括した・実験結果より,ドライバーは提示された情報を全て読もうとする人の割合が最も多いことが示唆された.これより,情報板は全て読まれることを前提に,提示情報が正しく理解される表示パターンが望ましい.・情報板全体の判読性向上には情報量の削減が必要であるが,注意喚起を示す指示事項を削除では,判読性向上は確認されなかった.一方,区間情報を現行の「事象上流ICー事象下流IC」から「事象上流IC名から先」という表記にすることで情報量を削減した表示パターンでは,事象上流IC名の理解度向上に有効であることが示唆された.・1事象情報板を左右に並べ,それぞれの情報板にシンボルを追加した表示パターンでは,現行の情報板で最も判読されにくい第2事象の理解度を高めることに有効であることが示唆された.・2つの事象の文字色を赤色に統一することで,総注視時間が長くなる傾向があるものの,情報板全体の理解度の向上,特に第1区間の理解度が向上することが確認できた.平成28年度に、2事象情報板にシンボルを表示することで、可読性が向上するか、あるいは可読性が向上した上でさらに理解度が向上するかを評価したが、1事象情報板を対象とした先行研究のように明確な効果は確認されなかった。これは、2事象情報板の情報量と表示レイアウトが関係していると考えられるため、この原因を精査し、情報板の表示レイアウトを変更あるいは新規に考案し、平成28年度と同様の実験・評価を行う。
前立腺癌診療におけるMRIと経尿道的超音波内視鏡による画像統合ガイダンスの開発

前立腺癌局所治療では、画像診断における治療対象域の選定、生検時の対象域へのアクセスのほか、治療時に生検検出病巣へ再アクセスする技術などに関して、精度の向上が課題である。具体的には、MRIを含む多種画像統合技術の開発、前立腺の変形/偏位が少ない検査/治療法の開発が必要である。現在、生検を含めた前立腺癌診断、focal therapyにおいては、前立腺癌の局所画像診断として精度の優れるMRI、リアルタイムガイダンスとしての経直腸超音波法がおもに用いられるが、将来的な経尿道的超音波または内視鏡画像情報を加えた経尿道的診療支援技術の開発に向けて、各画像法における前立腺、尿道の位置や形態情報に関する以下の解析を行った。多種画像統合技術に関して、前立腺ファントム内に設定した標的への穿刺アクセスの精度解析を行った。検者の空間的認知能によるリアルタイム超音波画像単独での穿刺、マルチパラメトリックMRIーリアルタイム超音波融合画像ガイド下での穿刺について、部位別、検者別での再現性解析を行い、融合画像ガイダンスの再アクセス精度が良好であることを明らかとした。また、融合画像に関しては、超音波プローブによる前立腺の圧迫変形により、MRIー超音波画像統合の精度に影響があることが観察された。このほか、前立腺部尿道を標的に設定し、マルチパラメトリックMRIと超音波画像における前立腺部尿道の位置情報統合精度を解析し、経尿道的超音波内視鏡などの尿道内腔側からの探触子で得る画像情報との統合へ向けたデータ収集を進めた。本研究では、経尿道的超音波画像のマルチパラメトリックMRI画像との統合利用、多種画像情報ガイドによるアクセス技術の開発を目指すが、前立腺ファントムモデルへ経尿道的超音波内視鏡システムを用いた場合の画像アーチファクト発生が課題として生じた。また、ファントムのもつ弾性、変形性、可塑性は、臨床診療で経験する生体の前立腺とは異なる点を認めたため、前立腺部尿道の位置や形態情報をMRIと経直腸超音波画像から得る解析を加えることとした。本研究は臨床への関連性の高い内容であることから、新規医療機器が使用可能となった場合などにも対応しながら、研究目的を臨床に役立つかたちで達成するべく、柔軟に研究内容の追加や変更を行う必要がある。経尿道的超音波内視鏡などの尿道内腔側からの画像を生体模倣モデルを用いて解析する際の機材上の課題が生じたため、MRIと経直腸超音波画像から前立腺部尿道の位置や形態に関するデータ収集を進めることとした。また、前立腺のマルチパラメトリックMRIの読影報告法の改訂があり、同改訂にも対応して研究遂行を図りたいと考えている。(理由)前立腺模倣ファントム、経尿道的超音波システムを用いた解析で画像アーチファクトの課題が生じ、経直腸的超音波システムから前立腺部尿道情報を収集することとした。(使用計画)画像診断基準の改訂への対応、画像情報統合の新規技術の活用により、研究結果の速やかな学会報告を目指す予定である。
Bc1-2アンチセンスを用いた前立腺癌に対する新しい治療戦略

前立腺癌細胞株(DUl45,JCA-1,PC-3)におけるBcl-2蛋白の発現の有無をウエスタンブロッテイングにて検討した。いずれの前立腺癌細胞株においてもBcl-2蛋白の発現が確認された。次いでin vitroにおけるbcl-2 antisense治療による前立腺癌細胞株の殺細胞効果を検討した。96 wellのplateに細胞を均等にまき24時間培養したのち、bcl-2 antisense(625nM)とcationic lipid(1250nM)を混合した溶液を加え72時間後にクリスタルバイオレット染色を施行し、吸光度計にて殺細胞効果を定量した。bcl-2 sense(625nM)とcationic lipid(1250nM)、cationic lipid(1250nM)のみを混合した溶液をコントロールとした。DU145においてはbcl-2 antisense治療群、bcl-2 sense治療群、cationic lipidのみの治療群においてそれぞれ殺細胞効果は78.5%,9.0%,0%であった。JCA-1においてはそれぞれ殺細胞効果は45.0%,18.2%,0%であった。PC-3においてはそれぞれ殺細胞効果は93.0%,24.0%,0%であった。bcl-2 antisense治療前後における前立腺癌細胞株のBcl-2蛋白の発現の変化をウエスタンブロッテイングにて検討した。DU145においてはbcl-2 antisense治療群、bcl-2 sense治療群、cationic lipidのみの治療群においてそれぞれBcl-2蛋白/beta-actin比は0.328,0.74,0.72であった。他の前立腺癌細胞株においてもbcl-2 antisense治療群においてのみBcl-2蛋白の発現の低下が確認された。
長周期地震動に対する免震建物の杭基礎の耐震性

液状化地盤における免震構造物の応答および杭応力を、遠心載荷実験および数値解析で検討し、以下のことを示した。液状化地盤では杭剛性が高いと基礎部応答は基盤応答に近く、杭剛性が低いと基礎部応答は地表面応答に近くなる。そのため、免震周期が液状化地盤の卓越周期に近い場合、高剛性杭の上部構造物加速度および免震層変位は低剛性杭のそれより小さく、高剛性杭が免震建物に適していると考えられる。近年、液状化の可能性のある軟弱地盤上に、杭基礎を用いた高層建物や免震構造などの長周期構造物が建設されている。しかし、液状化地盤における長周期建物の杭応力は不明な点が多い。そこで本研究では、液状化地盤における長周期構造物の杭応力を検討するため、まず、固有周期が5秒(実大スケール)の上部構造物模型を設計・製作した。次に、上部構造物が短周期のモデルと長周期のモデルで液状化地盤-杭-構造物系の遠心実験を、長周期成分を多く含む八戸波(1968,NS)で京都大学防災研究所の遠心載荷装置を用いて40g場で行った。その結果、以下のことが分かった。(1)長周期モデルの上部構造物慣性力は小さく、かつ基礎部慣性力と逆位相である。短周期モデルのそれらは同位相である。このため、長周期モデルでは、上部構造物慣性力と基礎部慣性力の和が短周期モデルのそれより小さくなる。(2)長周期モデルでは、上部構造物加速度が地表面加速度と概ね逆位相となる。上部構造物慣性力は基礎部変位を小さくする方向に作用し、基礎部および杭の変位は短周期モデルのそれより小さくなる。そのため、長周期モデルの地表面と基礎部の相対変位と、地盤と杭の相対変位が短周期モデルのそれより大きくなり、基礎部に作用する土圧、杭に作用する地盤からの外力も大きくなる。したがって、長周期モデルでは、構造物慣性力が極めて小さいにもかかわらず、杭端せん断力は短周期モデルと同程度になった。以上から、液状化地盤における長周期建物の杭基礎は、構造物慣性力の影響は小さいものの、地盤からの外力の影響を短周期建物の杭基礎より強く受ける可能性のあることが分かった。このことは、液状化の発生が想定される地盤で長周期建物の杭基礎を設計する際、地盤からの外力に十分に留意することが必要であることを示唆している。動的遠心載荷実験を行い、杭剛性が液状化地盤における免震構造物の杭応力に及ぼす影響を検討した。さらに、実験で計測された基礎部加速度を用いて、免震構造物を模擬した1質点系の時刻歴応答解析を行い、杭剛性と免震周期が免震層変位に及ぼす影響を検討した。得られた知見を以下に示ず。(1)低剛性杭の杭頭および杭先端せん断力は、高剛性杭のそれらより小さくなった。これは、低剛性杭の地盤と基礎部の相対変位が高剛性杭のそれより小さくなり、低剛性杭の基礎部に作用する土圧摩擦合力が高剛性杭のそれより小さくなったためである。(2)高剛性杭における上部構造物加速度は、低剛性杭のそれより小さくなった。これは、杭剛性が高いほど基礎部の挙動は振動台の挙動に近づき、杭剛性が低いほど基礎部の挙動は地表面の挙動に近づくため、地表面加速度の振幅が大きい2秒から5秒付近の周期帯において、高剛性杭の基礎部加速度の振幅が低剛性杭のそれより小さくなったためと考えられる。(3)免震周期が地盤の卓越周期に近くなると、免震層変位は大きくなった。この傾向は低剛性杭で顕著であった。これから、低剛性杭を用いた免震構造物は、高剛性杭に比べ、免震層の変位が大きくなることが想定されるので、設計での配慮が必要と考えられる。さらに、乾燥砂地盤で動的遠心載荷実験を行って基礎根入れ部に作用する土圧と壁面摩擦係数(=壁面摩擦力/土圧)を検討し、以下の知見を得た。(4)繰り返し加振によって、受働側の土圧と壁面摩擦力が増加する。ただし、壁面摩擦係数は概ね一定である。(5)壁面摩擦力は、主働側で下向き、受働側で上向きに作用し、土圧係数が1のときに、壁面摩擦力はゼロになる。(6)主働側と受働側で壁面摩擦係数は概ね同じである.近年、液状化の可能性のある軟弱地盤上に、杭基礎を用いた高層建物や免震構造などの長周期構造物が建設されている。

そこで本研究では、液状化地盤における長周期構造物の杭基礎の設計法を確立するため、液状化地盤-杭-長周期構造物系の遠心実験を、長周期成分を多く含む八戸波で京都大学防災研究所の遠心載荷装置で行うとともに、1質点系の時刻歴応答解析、基礎根入れ部の主働・受働面に作用する地震時土圧と側面摩擦力を考慮した応答変位法で杭応力を検討し、以下のことを示した。(1)地震土圧理論、地盤と構造物の摩擦理論を応答変位法に組み込むことで、土圧・側面摩摩擦力の大きさのみならず、それと構造物慣性力の位相を推定する手法を提案した。提案手法で算定した土圧摩擦合力は、遠心載荷実験の結果と良く対応した。(2)地震時土圧と側面摩擦力を無視した場合、水平地盤反力係数の低減係数によらず、杭の曲げモーメントおよびせん断力の実測値を応答変位法で説明することは難しい。地震時土圧と側面摩擦力を考慮した場合、杭頭曲げモーメントの推定値は実測値と概ね対応し、水平地盤反力の低減係数の感度は比較的小さい。一方、杭先端のせん断力を評価するためには、地震時土圧と側面摩擦力のみならず、精度の高い低減係数の設定が必要である。(3)免震周期が地盤の卓越周期より十分長い場合、杭剛性による免震層変位の差は小さい。また、低剛性杭を用いることで、杭の曲げモーメントを低減できる。一方、免震周期が地盤の卓越周期に近い場合、低剛性杭の免震層変位は、高剛性杭のそれより極めて大きくなる。構造物慣性力が大きいと、低剛性杭の曲げモーメントは高剛性杭のそれと同程度となる。これから、免震周期が地盤の卓越周期に近いと想定される場合、高剛性杭が適していると考えられる。
看護系大学入学者への門戸拡大のための教育内容改善方策に関する研究

多様な看護教育制度下にあって,学士資格をもたない現任者の大学進学の動向をふまえ,看護系大学として成せる学士取得への方策を検討することを目的として実態調査を実施した。【調査方法】1.病院・学校調査:13政令市200床以上の病院481施設と,全国の看護婦等養成校570校の看護関係の長に郵送によるアンケート調査を実施した。回収数は,病院では177件(36.7%),養成校299件(52.5%)であった。2.個人調査:上記調査によって把握された既卒者,在学者に対してアンケート調査を実施した。回収数は病院勤務者555件(回収率48.6%),養成校勤務者737件(回収率71.5%)であった。【実態の概略】1.病院看護職のうち既卒者のいる施設は159件(89.8%),在学者109件(62.3%),養成校では既卒者219件(73.5%),在学者224件(75.7%)であった。両者ともに看護系以外の学士取得者が全体の約6割を占めた。2.病院,養成校の両職員のスタンダードな進学経路は,高校→看護婦養成校(3年)→看護系以外の大学(86%)であり,受講形態は通信教育が多い。3.進学率は1985年以降顕著に増加し,1995年以降は40歳台の増加が目立つ。大多数が退職せずに修学し,学士取得に要する年数は平均5.9年であった。4.約半数の者が条件さえ許せば看護系大学を選択したと回答し,その条件として多数が「地理的条件」「仕事をしながら学べる」を挙げた。【門戸開放の必要性と課題】大多数が地域生活も仕事も継続するというライフスタイルの中に就学を組み込んでいる。そのうちの半数が看護系大学への進学の希望がかなわなかったことをふまえ,看護系大学として多様な編入学教育を積極的に進める必要がある。今後の課題としては,当該学生の臨床能力を強化できる教科目の用意といった教育内容の工夫や,教育組織及び教員数の再検討,奨学資金の拡充に大学としての働きかけなどが挙げられる。多様な看護教育制度下にあって、学士資格をもたない現任者の大学進学の動向をふまえ、看護系大学として成せる方策を検討することを目的として実態調査を実施した。【調査方法】1.医療機関・看護婦等養成施設調査:先の調査をふまえ、1997年1011月に13政令都市200床以上の病院481件と全国の看護婦等養成校570校の看護関係の長に郵送によるアンケート調査を行った。回収数は,病院では177件(36.7%),養成校では299件(52.5%)であった。2.上記調査によって把握された既卒者、在学者に対してアンケート調査を実施した。回収数は病院勤務者555件(回収率48.6%)、養成校勤務者737件(回収率71.5%)であった。【結果の概要】

1.病院看護職のうち既卒者のいる施設は159件(89.8%)、在学者109件(61.6%)、進学希望者75件(50.7%)、学校別内訳では看護系以外の学士取得者が既卒・在学者ともに約6割を占め、看護系大学卒者は2割弱であった。養成校では、既卒者219件(73.5%)、在学者224件(75.7%)、進学希望者144件(51.6%)であり、学校別内訳では病院と同様の結果であった。2.進学理由による退職者は、病院では62件(36.7%)、養成校では更に少なく29件(9.8%)にとどまった。進学への支援体制がある施設は、病院では53件(30.1%)、養成校では63件(21.1%)、看護部裁量による支援がある施設は47.0%、教員管理職裁量では41.5%を占めた。3.既卒者・在学者の比率では前者が60.7%、後者が39.3%、年齢階層では30歳以下が20.5%、3140歳が42.8%、41歳以上が36.7%であり、37.5%が100万人以上都市に勤務する者で、その大部分は正職員の看護婦である。また、67.3%は非管理職、32.7%は管理職であった。4.学部では「文系・その他」が53.9%を占め、45.6%が通信教育によるものである。卒業までの在学年数は平均5.9年であった。専修学校卒業者の学士取得に関する動態調査の結果の分析をふまえ,看護系大学として可能な門戸開放を進めるために整備すべき条件について検討した。1.実態の概略:(1)病院,看護婦等養成機関の両職員のスタンダードな進学経路は,高校→看護婦養成校(3年)→看護系以外の大学(86%)で,なかでも通信教育によるものが多い。しかし,養成校教員では科目履修生を経て学位授与機構に基づく学士取得者が増える傾向にある。進学率は1985年以降顕著に増加したが,1995年以降は40歳台の増加が目立つ。進学から学士取得に要する年数は平均5.9年。大多数が業務を中断することなく,現職能を保持する者であった。(2)学生生活の満足度は高く8割を占める。(3)回答者の半数は,条件さえ許せば看護系大学を選択したと答え,その理由に「教育内容」を挙げた。しかし,進学条件として多数が「地理的条件」「仕事をしながら学べる」を挙げた。進学者は人口100万人以上の都市に多く,10万人未満の都市に少ない。2.門戸開放の必要性と問題点及び課題:(1)大多数が地域生活も仕事も継続するというライフスタイルの中に就学を組み込んでいるが,そのうちの半数が看護系大学への進学の希望がかなわなかったことをふまえ,看護系大学として多様な編入学教育を積極的に進める必要がある。(2)門戸拡大が看護基礎教育の水準低下に結びつくことだけはさけなければならないが,他方,編入生と一般学生の隔離教育は,相方の教育の質によい結果をもたらさないことも明らかである。(3)門戸拡大により受け入れる編入生に,看護基礎教育とは異なるプログラムを用意するとすれば,それに見合う教育内容と教育組織及び教員マンパワーを再検討する必要がある。(4)教育内容についても創意ある工夫が必要になる。例えば「看護継続教育講座」,あるいは大学内に「継続教育部」を設置し,当該学生の教育・臨床能力を強化できる教科目の用意やティーチングアシスタントとしての教育補助機能の役割についての検討も考えられる。(5)看護系大学編入生に対する奨学資金の拡充に大学としての働きかけも重要になる。
暗号通貨の大規模データに基づく決済ネットワークの構造とダイナミクスの数理的な解明

ビットコインを代表とする暗号通貨を対象として、それら決済および取引価格の大規模なデータを収集して、その詳細な情報に基づいて、ユーザー間の通貨流通の全体像、すなわち決済ネットワークの構造とその時間的な変化、ならびに取引価格のダイナミクスを解明する。これまでは通貨の流れを把握するということさえ、そのデータの入手困難さのため、ほぼ不可能であった。この萌芽的な研究は、暗号通貨の大規模データベース構築のための情報科学ならびに計算科学、決済の膨大な関係性を明らかにする複雑ネットワーク科学、特に通貨の流れの新しい数理的な解析手法などを用いて、決済ネットワークの構造とダイナミクスを解明する。
無限次元の代数群とリー代数の構造と表現、および準周期構造への応用の研究

無限次元代数群であるカッツ・ムーディ群の構造と表現を研究し、群としての単純性について研究を行った。特に階数2のある種のカッツ・ムーディ群の単純性に関して新しい結果を得た。また、局所拡大アフィン・リー代数の分類について研究した。特に、局所アフィン・リー代数の分類問題、極大問題、極小問題を解明した。さらに、準周期配列や非周期文字列に付随する代数構造の研究を行った。特に、その表現構造の応用として得られる不変量の計算アルゴリズムとプログラムの改良を行った。Bertrand Remy教授(当時リヨン大学)との共同研究の内容を国際学術雑誌(Canad. Math. Bull.)に論文としてより良い形で最終的に公開発表するため同氏と研究連絡を行い、群論における建物理論の応用として単純性の解明に貢献した。具体的には、正標数無限次代数拡大体上の階数2カッツ・ムーディ群の単純性に関する証明に、より一層の改良を加えるとともに、その発展を目指した研究を行った。これで非アフィン型の全ての一般型分割不能カルタン行列に対応して、必ず単純群を対応させることが可能となる。さらに、その応用として、とくに、正標数素体の代数的閉包上で対応する群を考えるとき、そのシュアー乗法因子群の構造に関して、統一的に議論することが可能となり、シュアー乗法因子群が自明となる条件の完全解明を与えることができた。局所拡大アフィン・リー代数は、有限次元単純リー代数、局所有限単純リー代数、アフィン・リー代数、拡大アフィン・リー代数、ハイゼンベルグ・リー代数などのクラスを含む理論上とても重要な概念であるが、その中でも最も興味深いものの一つが、局所アフィン・リー代数である。その局所アフィン・リー代数の分類理論を完成させ、国際学術雑誌に論文として発表するために、最終的な理論整備を行うとともに、論理展開および証明の点検を行い、論文の準備を完成させた。これは、現岩手大学の吉井洋二教授との共同研究として行われた。さらに、局所アフィン・リー代数の同型問題に関しても、今まで誰も考察してこなかった方面からアプローチを開始し、同型条件の解明を進めた。文字列や記号列と代数構造の研究に関しては、アルバータ大学名誉教授であるRobert Moody氏らとの共同研究により、不変量との新たな関係を模索し、研究の発展に向けた準備を十分に行った。無限体上のカッツ・ムーディ群の構造解明を行い、有限体の代数的閉包に含まれる無限体の場合に、シュアー乗法因子群が自明となる単純群の条件を解明した。その条件は、完全に体の条件で記述され、その体が具体的に与えられれば、代数的に簡単に判定できる条件として与えることができた。すなわち、チェックすべき無限体は、有限体の極限和として与えることになるが、そこに出てくる有限体の様子を調べることで容易に求める結果が導かれることになった。これにより、無限次元代数群で自明なシュアー乗法因子群を持つ単純群の夥しい例が構成されることになり、数学的に実用上の具体例を豊富に提供できることとなった。局所アフィン・リー代数の分類問題と極大問題に関しては完成の域に達していて、その応用を模索中である。また、極小問題も解決し、現在は同型問題に精力的に取り組んでいるところで、簡潔な判定条件により簡明な記述に統一しているところである。目標としては、無限対角行列の性質により同型問題の特徴づけるという形を目指している。これが完成すれば、非常に美しい必要十分条件が得られることになり、理論上極めて重要な結果となることが予想される。現在、その完成にむけて研究を進めているところである。また、対応する群に関しても、語の問題など、新しい問題が提起されてきているので、多方面から研究を推し進めている。準周期構造への代数的なアプローチは、世界的な権威であるムーディ教授をはじめ多くの研究者と意見交換をし、またレビューを受けながら予定通りに研究を進めている。特に、コクセター群を中心に、その作用を調べ、ユークリッド空間内の結晶構造と非ユークリッド空間内の結晶構造を比較しながら、我々の実社会における準周期構造の新たな性質を導くべく、ルート系の構造を利用したり、コンピュータによる大規模計算を行いながら、目標に向けて研究を進めている。第一のテーマに関しては、シュアー乗法因子群に関する条件を満足出来る形で与えることができた。目標は概ね達成され、順調に進展しているという判断である。第二のテーマに関しては、目標の分類問題が終わり、さらに同型問題にまで議論が移行している段階まで進んでいる。これも概ね目標は達成され、順調に進展しているという判断である。第三のテーマに関しては、群やリー代数といった代数構造と準周期構造の新たな関係構築の目処が立ち、目標に向けて研究を推進している段階であり、新たな関係の解明への大きな足がかりが得られている。こちらは、あと1年で目標まで到達できそうである。もしも、計画通りに進まなかった場合には、海外の研究者との意見交換を一層深め、レビューを受け、うまくいかない箇所を徹底的に洗い出し、問題の解決を急ぐ予定である。カッツ・ムーディ群の単純性に関して大きな成果を上げた。カプラス-レミ氏らによる先行研究で階数3以上の場合、および階数2の特別な場合において、対応するカッツ・ムーディ群が単純であることは知られていた。残された階数2の場合に関しては、なかなか解決が難しかったが、レミ氏との共同研究により、本研究課題の柱の一つとして、有限体の代数的閉包に含まれる無限体の場合に、最終的に解決された。

これにより、分解不能かつ非アフィンな一般カルタン行列に、必ず単純群が対応するという画期的な事実が成立していることが解明された。次に、局所アフィン・リー代数に関しては、分類問題および極大問題、極小問題を全て解決した。これによりカルタン部分代数が無限次元の場合にも、基本的な3つの問題が解決したことになる。分類問題とは、局所アフィン・リー代数はこういうものに限るということであり、極大極小問題とは、そのうち極大なものはこれこれ、極小なものはこれこれという結論である。極大なものは本質的には一意的に定まることが分かる。それに反して極小なものは予想に反し非常に多く得られるので、これらの間の同型問題という新たな問題の創出につながった。また、これら局所アフィン・リー代数に関する研究により、付随する群の基盤が構築された。準周期構造への応用研究では、新たな不変量を導出するため、アルゴリズムおよびプログラムの改良を行った。これにより、今まで得られていたものの精度を高めるべく、シミュレーション実験を行い、このアプローチの有効性が実証された。無限次元代数群であるカッツ・ムーディ群の構造と表現を研究し、群としての単純性について研究を行った。特に階数2のある種のカッツ・ムーディ群の単純性に関して新しい結果を得た。また、局所拡大アフィン・リー代数の分類について研究した。特に、局所アフィン・リー代数の分類問題、極大問題、極小問題を解明した。さらに、準周期配列や非周期文字列に付随する代数構造の研究を行った。特に、その表現構造の応用として得られる不変量の計算アルゴリズムとプログラムの改良を行った。単純群に関しては、非アフィン型すべてに対して、単純性に関しては最終的な論文発表が済み、シュアー乗法因子群に関しても統一的な解明が進んだ。局所アフィン・リー代数の構造の分類問題に関しては、論文発表目前まで進んでおり、また同型問題に関しては、予想以上に進んでいる。非周期・準周期構造に関しては、次年度への準備研究が滞りなく進まれており、こちらも概ね順調に推移している。シュアー乗法因子群(第一のテーマ)および局所アフィン・リー代数(第二のテーマ)に関しては、現在の研究をまとめて国際学会等で発表していく予定。準周期構造(第三のテーマ)に関しては、目標に向けて研究を急ぐが、万一にも大きな問題点が発覚したばあいには、国際的な権威である海外研究者(ビーレフェルト大学教授M.バーケ氏等)との共同研究により解決を目指す。群の単純性に関しては、Bertrand Remy教授との国際共同研究を一層深め、より高度な理論整備を行う必要があるので,相互訪問により研究を進展させたい。局所アフィン・リー代数に関しては、現在の研究を予定通りに進めて行けば、予想を超える成果が期待できそうであるので、継続して研究を遂行して行く。非周期構造に関しては、計算機によるサポート体制が若干遅れ気味であるので、それの整備を急ぐ必要がある。理論的な整備は十分に進んでいるので、早急に数値計算の準備を行う予定である。招聘予定の海外研究者の来日スケジュールが急に次年度に変更となり、平成27年度の支出相当分を平成28年度に回すのが妥当であると研究代表者が判断したため。
分子間相互作用ネットワークを駆使した革新的有機分子触媒による新反応開発

グリーンケミストリーの理念にかなう革新的触媒の開発を目指し、酵素の仕組みを取り入れた触媒設計を行い。以下の成果を得た。1チオ尿素触媒(ネーバー反応とアルドール反応)、2ベンゾチアジアジン触媒(エポキシ化、アレノエイト合成、オキサマイケル付加)、3TEMPO触媒、4NHC触媒(チオエステル化とインドリンチオン合成)、5キラルリン酸(ジアミノ酸合成)、6ハロゲン結合触媒(セミピナコール転位とアルコールカップリング反応)、7ボロン酸触媒(不飽和カルボン酸へのへテロマイケル反応)、8天然物全合成(ナカドマリン、カプラザマイシン、ベラプロスト)、9アミノチオ尿素触媒ー基質複合体の合成と反応機構解析。第一世代のチオ尿素触媒とは異なる水素結合形成能を有する新触媒として2-アミノベンゾイミダゾールAと2-アミノキナゾリノンB、3-アミノベンゾチアジアジン-1,1-ジオキシドCの合成を行った。それら触媒の水素結合能の指標として、塩素アニオンとの会合定数を分光学的手法により求めた結果、C >チオウレア> B >Aの順に低下することを明らかにした。次に、我々が既に報告している幾つかの不斉反応について新たに合成した触媒を用いてそれらの触媒効率を調べたところ、ニトロアルケンへのマロン酸エステルのマイケル付加では従来型のチオウレア触媒が、βーケトエステルのヒドラジノ化反応ではキナゾリノン型触媒Bが、それぞれ最も高いエナンチオ選択性を示した。これらの結果から、触媒の水素結合能と触媒活性あるいは立体選択性は直接的な相関性があるわけではなく、むしろ反応の種類や反応基質の構造に強く依存することが判明した。さらに、新たな不斉触媒反応の開発を目指して、まだ優れた触媒的不斉反応が少ない様々な不斉触媒反応を中心に我々独自で構築した触媒ライブラリーを活用して探索した結果、ケトオキシムスルホン体からの不斉Neber反応によるアジリン合成、αーアルキニルエステルの不斉水素異性化反応による二置換アレン合成に有効な不斉有機触媒を見出した。有機ホウ酸試薬を求核剤に利用できる有機触媒の開発を目指して、有機ホウ酸試薬と可逆的に反応しエステル結合を形成しうる水酸基を導入したヒドロキシチオ尿素触媒を活用した触媒的不斉合成反応を検討した。その結果、ヒドロキシチオ尿素触媒を用いることでαーイミノアミドとビニルホウ酸エステルのペタシス反応が高いエナンチオ選択性で進行することを見出し、医薬品化学上非常に興味深いN-アリールアミノ酸の触媒的合成に成功した。前年度に引き続き、水素結合供与型有機分子触媒を新たに20種類以上合成し、触媒ライブラリーの充実を図った。それと平行して、独自の触媒ライブラリーの有効性を明らかにするため、分子内オキサマイケル反応、アルドール反応、エポシキ化反応など様々な不斉触媒反応を精査した。さらに、光励起型触媒、NHC触媒、ボロン酸触媒など新たな触媒反応についても検討した。その結果、(1)分子内オキサマイケル反応には電子求引基が置換したベンゾチアジアジン型触媒が、2ーイソチオシアナートマロン酸エステルを求核剤に用いたアルドール反応にはチオウレア触媒が、不飽和アミドのエポシキ化反応には嵩高い置換基を有する第三級アミノ基を有するベンゾチアジアジン触媒が、それぞれ有効であることを見出し、世界に先駆けて発表した。(2)光励起を駆動力としてラジカル開始剤様作用を示す有機触媒のデザインとラジカル反応への応用研究に関しては、種々のハロゲン化アルキルを用いたマイケル付加反応を検討することで、触媒の構造活性相関を吟味し、有効な光有機触媒を見出した。(3)NHC触媒と酸化剤を組み合わせた新しい触媒反応の開発を目指して、ラセミ体の2-アリールプロパナールから光学活性な2-アリールプロピオン酸誘導体を合成するDKR反応を検討し、キラルなトリアゾール型NHC触媒と特定のフェノールを求核剤に用いると収率良くかつ高エナンチオ選択的にエステル化が進行することを明らかにした。(4)分子内にヘテロ求核種を有する不飽和カルボン酸を用いて、分子内マイケル付加反応に有効な触媒を精査し、2位に第3級アミノメチル基を有するフェニルボロン酸が反応を飛躍的に加速すること、また溶媒としてはアセトニトリルが最適であることを見出した。また求核種としては、フェノール、スルホンアミド基、ヒドロキシルアミン類などにも適用可能であった。アミノチオ尿素触媒が促進する不斉求核付加反応の詳細なメカニズムを実験化学的データに基づき解明することを目指し、反応中間体を模した基質の合成とスペクトル解析を行った。1H-NMR及びX線結晶構造解析の結果から、尿素部位の2つのN-Hプロトンがエノラート型のジケトン部位の酸素原子2つと水素結合していることを見出した。また、アミノ基はアンモニウムとなっており、予想していた中間体と似た構造となっていることを明らかにした。そこでBocイミンとのマンニッヒ反応を行ったところ速やかに反応は進行し、望みの付加体が単一のジアステレオマーとして得られた。これらの結果は、計算化学が提唱する反応機構を経てマンニッヒ反応及びヒドラジノ化反応が立体選択的に進行することを実験化学的に証明する結果である。3-ブチン酸エステル類の触媒的不斉異性化反応による光学活性アレン類の合成はアトムエコノミーの観点からも効率的な合成法である。今回、改良型水素結合供与触媒がα位置換3-ブチン酸エステル類の動的速度論的分割に応用できることを見出した。