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キラル分子の不斉合成

光学活性キラル分子を触媒的に合成することは生体だけができることと考えられてきたが、近年急速に進歩しつつある触媒的不斉合成研究は、酵素反応に迫り、それを越える一般性の高い光学活性キラル分子生成反応の化学的創成として現代精密有機合成化学の中でも最もチャレンジングな研究領域となっている。本研究は、炭素ー炭素結合反応を中心に不斉発現原理の有機化学的追求を通じて、新しい触媒的不斉合成反応の創造と光学活性キラル分子の選択的合成を行ない、この研究領域における我国の優位性を不動のものとすると共に、21世紀の新医薬、新機能材料開発につながりうる基礎研究に貢献し、さらに重点領域研究として飛躍的発展をはかるものである。本研究では、重点領域研究により「キラル分子の不斉合成」研究が円滑に推進され期待される成果を上げるための研究組織をいかに作るかを中心に議論、検討を重ね、以上の結論をうるに至った。「不斉合成」研究は次の4つの主要項目を設けて行う。1)不斉空間の構築。有機合成反応の中にどのような不斉空間を導入、構築するか。2)典型金属系触媒的不斉合成。ルイス酸、ルイス塩基として機能しうる特性を利用した多くの触媒反応の不斉化をはかる。3)遷移金属系触媒的不斉合成。遷移金属元素上の電子の授受などを基盤とした新しい不斉反応を開発する。4)キラル分子の不斉全合成。以上の成果をふまえて、複雑な構造を有する天然物等のキラル分子の不斉合成を行ない、21世紀の新医薬開発のための有機合成的基盤を作り上げる。これらの研究成果は、互に開陳、検討、討議を重ね、新しい研究へと展開すると共に、内外の学会、シンポジウム等に発表する。1)不斉空間の構築。
高次元の力学系に伴うペロンフロベニクス作用素と疑似乱数に関する研究

1次元では力学系に対応するPerron-Frobenius作用素のessential spectrum radiusはその最小値をとり,その値を簡単に得ることができるが,高次元の場合,力学系に対応するPerron-Frobenius作用素のessential spectrum radiusが最小値をとる場合は重要であると同時にそのような力学系を構築するのは容易ではない.その条件をみたし,さらに1以外にunessentialな固有値をもたない力学系の構成に既約多項式を用いて成功し,それを用いて一般的な次元のlow discrepancy列を構成することに成功した.これにより,シミュレーションなどのコンピュータサイエンスへの応用および確率積分の数値計算などへの応用が開かれたと思う。同時に,unessential spectrumが最小値をとる力学系の構築の複雑さ,および,高次元の良好な疑似乱数の構築の困難さをも示したと言える.高次元の力学系に対応するペロンフロベニウス作用素のスペクトルの研究とそれを用いた疑似乱数の構成を行い,疑似乱数のdiscrepancyをペロンフロベニウス作用素のスペクトルにより評価する.1次元では力学系に対応するPerron-Frobenius作用素のessential spectrum radiusはその最小値をとり,その値を簡単に得ることができるが,高次元の場合,力学系に対応するPerron-Frobenius作用素のessential spectrum radiusが最小値をとる場合は重要であると同時にそのような力学系を構築するのは容易ではない.その条件をみたし,さらに1以外にunessentialな固有値をもたない力学系の構成に既約多項式を用いて成功し,それを用いて一般的な次元のlow discrepancy列を構成することに成功した.これにより,シミュレーションなどのコンピュータサイエンスへの応用および確率積分の数値計算などへの応用が開かれたと思う。同時に,unessential spectrumが最小値をとる力学系の構築の複雑さ,および,高次元の良好な疑似乱数の構築の困難さをも示したと言える.力学系のエルゴード性を検証するのに,対応するペロン=フロベニウス作用素のスペクトルを研究することで確かめることが多く行われている.とくに,力学系のdecay rate of correlationは,ペロン=フロベニウス作用素の2番目に絶対値で大きいスペクトルによって決定される.しかし,そのためには作用素の定義域を有界変動関数に制限しなければならない.その場合でも, essential spectrum半径は0ではなく, Lyapunov exponentをξとするとき,e^(-ξ)に等しい.もし,ペロン=フロベニウス作用素が1以外にunessential spectrumをもたないときには,力学系によりlow discrepancy sequenceを構成することができる.このことを,高次元でも実現したいのでが,一般的に, essential spectrum半径は, e^(-ξ)より,大きくなってしまう.その仕組みを探る研究を行ってきたが,2次元の場合には, low discrepancy sequenceを構築できる力学系の構成に成功した.これをすすめることで,2次元以上の場合にもよい疑似乱数を構成できることが期待される.さらに,研究をすすめて, esential spectrum radiusがどのような場合にe^(-ξ)に等しくなるのかを研究していきたいと考えている.力学系から逆像を用いることで,n進展開のvan der Corput列を一般化することによって,多様な疑似乱数を力学系から構成すること,および,そのDiscrepancyは力学系に対応するPerron-Frobenius作用素のスペクトルにより決定される.とくに,1次元の場合には,私によって完全な形の解を得ている.とくに,もっともdiscrepancyが小さい疑似乱数は数値積分において,最適なものとなる.これが,力学系に対応するPerron-Frobenius作用素のessential spectrum radiusが力学系の傾きの逆数に等しいMarikov型であることを証明した.一方で,高次元の場合には,数論的にもlow discrepancy列は多くは知られていない.そこで,essential spectrum radiusが最小値をとるような力学系の構成を行うことを中心に研究を進めて来ている.これまでに,何種類かの2次元,および3次元の例を与えて来たが,これらは残念ながらさらに高次元への拡張を行うことができていない.また,どのような力学系が最小のessential spectrum radiusをとるのかの見通しはこれまでにたっていない.そうはいうものの,最近発見した例は代数的な起源をもち,高次元への一般化が可能であるように思われる.この研究をさらに進めている.力学糸のエルゴード性は,対応するペロンフロベニウス作用素のスペクトルにより決定されることはよく知られている.1次元の力学系では,そのスペクトルは再生方程式を用いて一般的に決定することができる.このことを用いて,拡張的な力学系から,ファンデルコープト列と名付けた疑似乱数を構成するとともに,そのディスクレパンシーを決定すること方法を開発してきた.さらに.与えられた力学系が最善の疑似乱数を構成することが可能な力学系はマルコフ型の力学系であり,さらにエッセンシャルスペクトル半径とスペクトル半径の間に1以外のスペクトルが存在しないことが最善の疑似乱数を構築する条件であることを見いだした.高次元の場合には,対応するペロンフロベニウス作用素のスペクトルにおいてはエッセンシャルスペクトル半径が通常の力学系では望ましい値よりも大きくなり,一般論を用いて,ファンデルコープト列のディスクレパンシーの決定が行えないばかりでなく,良好な疑似乱数を作ることも困難になることがわかってきた.今回の研究では高次元の力学系に伴うペロンフロベニウス作用素のスペクトルを求める理論を構築するとともに,対応するペロンフロベニウス作用素のエッセンシャルスペクトルが最小値をとるような高次元の力学系がどのようなものであるかを研究するとともに,そのような力学系を用いて,ディスクレパンシーの小さな良好な疑似乱数を構成することが目標である.

そこでまず2次元および3次元については,既約多項式を用いることで新しい力学系を構成し,それを用いることで非常によい疑似乱数を構成することに成功した.この方法は一般の次元へと拡張が可能と思われる.力学系のエルゴード性は,対応するペロンフロベニウス作用素のスペクトルにより決定されることはよく知られている.1次元の力学系では,そのスペクトルは再生方程式を用いて一般的に決定することができる.このことを用いて,拡張的な力学系から,ファンデルコープト列と名付けた疑似乱数を構成するとともに,そのディスクレパンシーを決定すること方法を開発してきた.高次元の場合には,対応するペロンフロベニウス作用素のスペクトルにおいてはエッセンシャルスペクトル半径が通常の力学系では望ましい値よりも大きくなり,一般論を用いて,ファンデルコープト列のディスクレパンシーの決定が行えないばかりでなく,良好な疑似乱数を作ることも困難になることがわかってきた.今回の研究ではエッセンシャルスペクトルが最小となる具体的な高次元の力学系を代数的な方法で構築し,それを用いて,一般の次元での最小のディスクレパンシーをもつファンデルコープト列を構成することに成功した.これは数値積分など応用数学にも広く有効なものであると思われる力学系のエルゴード性は対応するペロン・フロベニウス作用素のスペクトルによって決定される.1次元の場合には,そのスペクトルは再生方程式を用いた私の方法でほぼ完全に解決され,さらに,それを用いることで,良好な疑似乱数の生成も行うことができた.しかし,高次元の場合には,形式的には1次元と同様の議論ができるものの,その基本的スペクトル半径すら求めることは容易ではない.実際,基本的スペクトル半径のある意味での最小値は知られているが,これまでに知られている高次元の力学系の基本的スペクトル半径ではいくつかの例外を除いては,具体的に求めることも困難であり,さらにそれらの基本的スペクトル半径はその最小値よりは大きいと思われる.力学系としてはできるだけ小さな基本的スペクトル半径をもつものは,エルゴード的に良好な性質を持つことが知られており,どのような力学系がその性質をもつかは重要な問題である.そこで,代数的な方法を用いてその最小のスペクトル半径をもつ力学系の構築を行った.さらに,2番目に絶対値で大きなスペクトルにより,力学系の減少割合が特徴づけられること,さらに,力学系の減少割合が力学系から生成される疑似乱数の性質を特徴づけることがわかっている.このことをもちいて,この力学系から,良好な性質をもつ疑似乱数の生成を行った.
低侵襲で頭蓋内に留置可能な自動展開型硬膜下電極アレイと専用集積回路の開発

形状記憶合金細線をガイドとした低侵襲な手術で頭蓋内に留置可能な自動展開型硬膜下電極アレイを開発した。ガイドならびにセンサの電気的特性の評価を行い、当該電極アレイが皮質脳波計測に適していることを確認した。開発した電極アレイを用いてアカゲザルの体性感覚誘発電位を計測し、皮質脳波計測能と低侵襲性を確認した。電極アレイによって得られた皮質脳波を増幅する昨日をもった専用集積回路を設計・試作し、所望の機能を実現できることを確認した。ガイドとなるSMAとして最適な材料および線径を明らかにする目的で、異なる材料、線径のSMA線について異なる条件下で熱処理を行った。その結果、線径は0.1mmもしくは0.3mm、材料はTi-Ni合金(Ti:Bal、Ni:56%)が最適であることがわかった。また、様々な熱処理条件でこの材料を処理し、変態温度を測定した結果、480°Cで40分間熱処理を行い、その後室温まで急冷した後、350°Cで4時聞再度熱処理し、その後室温まで徐冷することによって、所望の記憶形状に記憶処理できることがわかった。その際のガイドの形状回復温度は65°Cでやや高温であり、生体に損傷をきたす可能性があるが、ガイドを被覆するPTFE(テフロン)の被覆膜厚を1mm程度にすることで熱伝導を抑制できることがわかった。また、実態顕微鏡下において白金線を電極としてガイドに実装する手法を確立し、ガイドの六角形の記憶形状の各頂点に電極を実装した微細白金電極アレイを作製した。その微細白金電極アレイを用いて生理食塩水中で皮質脳波を模擬した振幅数十マイクロボルトの微小信号を計測することができた。電極インピーダンスを測定した結果、皮質脳波計測に利用可能であることを確認した。提案する電極アレイで測定した信号を増幅する機能をもった、多チャンネルCMOSアナログ計装増幅器回路を設計した。0.18um CMOSプロセスでの試作を想定とした回路シミュレーションにおいて、脳波を模擬した微小信号を所望の増幅率、S/N比で増幅可能であることを確認した。前年度までの動物実験の結果ならびに医療従事者からの助言をもとにSMAガイド形状と電極配置位置の再検討を行った。具体的には、より脳組織への損傷が少ないと考えられる円形がガイド形状として最適であると予想し、専用の形状記憶処理用金型を作成し、直径がそれぞれ1、2、3cmの円形ガイドを作成した。さらに、柔軟な状態での挿入時にもっとも力学的負荷がかかると推測される先端部ならびに支持部(付け根)には電極を配置しないこととし、円形ガイド上に等間隔に6つの微細白金電極を実装した。この電極アレイを用いて、サルの頭蓋骨に穿孔した直径5mmの穴から皮質脳波(体性感覚誘発電位)を計測することに成功した。計測範囲は従来の硬膜下グリッド電極に及ばないものの、サルの一次体性感覚野の位置特定が可能であったことから、てんかんの焦点特定に十分な空間分解能をもつことを確認した。電極アレイで得られた信号を差動増幅する機能をもった32チャンネルCMOS計装増幅回路を設計し、東京大学VDECを通じて試作を行った。計算機シミュレーションにおいて、十分な増幅率、同相モードノイズ除去比、製造偏差に対するロバスト性を得られることを確認した。チップレイアウト設計の結果、この回路は2.5mm角のCMOS集積回路内に配置可能であることがわかった。東大VDECを通じ0.18um CMOSプロセスで試作を行った結果、提案する回路が±1.5Vの電源下において数百uVの微小電圧信号を1000倍に差動増幅する機能を持っていることを確認した。
キハダマグロのフードシステム-缶詰用途と刺身用途の分岐点と持続的利用-

本研究は、缶詰用にも刺身用にも持続的に利用できる海洋資源の一つとしてキハダマグロを挙げ、そのフードシステムの解明を試みたものである。キハダマグロは、まだ資源が危機的状況には至っておらず、管理方法によっては十分に持続的利用が可能なものである。そのためには、稚魚と成魚の漁獲量を相対的に管理し、稚魚の段階で獲り控える漁業に対して何らかのメリットを与えるような資源管理の仕組みが必要である。初年である本年は、研究実施計画に沿って次の研究を行った。1.マグロ研究会の開催:5/21、12/17、12/18、2/22、2/23の5回、研究会を行った。講師は順に近畿大学の鳥居亨司博士研究員、フィリピン大学のエブリン・ベレッサ準教授、自然資源保全協会米澤邦男理事長、スリランカの大学講師で広島大学へ留学中のアチニ・デシルバ氏、WWF研究員の伊澤あらた博士である。会議費、講師謝金、旅費などを支出)2.各国輸出入統計とFAO統計との間の不突合の検証:これまでに各国で収集してきた水産統計の整理を行った。(研究補助費を支出)。3.文献研究:年度を通じて文献研究を行った。特に本年は年初からマグロ資源やマグロの地域管理機関をめぐる議論がメディアで多く取り上げられたため、業界紙のみならず一般紙や放送などの資料も収集した。(図書費を支出)4.国内調査:近畿大学(5月)、沖縄県庁(9月)のセミナーに参加した。(旅費を支出)。都内ではOPRT(責任あるマグロ漁業推進機構)原田専務理事(12月)、ニチレイ経営企画室福井氏(2月)、イオン(株)南谷水産部長(2月)を訪問してマグロ資源、加工、MSCの取り組みなどについてヒヤリング調査した。5.海外調査:マレーシア(1/38)とタイ(3/715)において調査を行った(旅費を支出)。旅程・訪問先については出張報告(記録)書に記載のとおりである。6.研究成果発表:7月、英国ポーツマス大学で開催されたIIFET2006(International Institute of Fisheries Economics and Trade 2006年度大会)、および同月、2006年度国際漁業研究会・東京海洋大学シンポジウムにおいて英語による報告をした。論文については11.研究発表欄に記載する。(旅費は明海大学補助金より支弁したが、原稿作成のためパソコンを購入)。2年目である本年は研究実施計画に沿って次の研究を行った。1.マグロ研究会の開催:5/27、10/12、11/8、11/17の4回、研究会を行った。初回は打合せ、2、3回は水産庁広山氏、4回は東京経済大学除本氏よりヒヤリングを行った(会議費、謝金等は支出せず)。2.各国輸出入統計とFAO統計との間の不突合の検証:FAO2005年統計のデータベースへの取り込み。特に本年度は、昨年マレーシア調査で入手した漁業統計の電子化、魚種名の照合とツナ缶詰の国際統計の整備を行った(研究補助費を支出)。特に本年は資源評価、トレーサビリティ、リスクマネジメントなどに関する学術文献およびマグロに関する一般書を収集し、講読した(図書費を支出)。4.国内調査:宮城県気仙沼でマグロ混獲調査を行った(6月、旅費を支出)ほか、都内では中国水産関連のシンポジウム(8月、東京海洋大)、海洋法関係のシンポジウム(8月、海洋産業研)、漁業資源のシンポジウム(2月、GEIC)を聴講したほか、築地市場視察(10月、大都魚類)を行った。5.海外調査:フィリピン(9/11-17)とインドネシア(3/2-9)において調査を行った(旅費を支出)。インドネシア旅費がかさんだため、旅費予算額を上回った。最終年である本年は研究実施計画に沿って次の研究を行った。1.マグロ研究会の開催:12/2(末永海洋大教授)1/23(多田近大教授、大島RPI研究員、山下)1/31(小野近大教授ほか)2/23(宮澤北大准教授)2/27(水産研究センター)、3/24(婁海洋大教授)の6回、研究会を開催した(括弧内は報告者。第2回研究会費用(講師謝金、会議費)を本研究費から支出)。2.各国輸出入統計とFAO統計との間の不突合の検証(通年、随時):FAO統計のデータベースへの取り込み。各国国内統計の電子化、魚種名の照合等(研究補助費を支出)3.文献研究(通年、随時):マグロ漁業、フードシステム、食品の安全性に関する文献を収集し、講読(図書費を支出)4.国内調査:6/7勝浦かつおまつりを視察(新勝浦漁協、旅費を支出)

したほか、都内にて5/21海洋フォーラム(山尾広大教授)、8/28カネサン水産見学、9/11,25食品表示セミナー(垣田氏)、9/17海洋フォーラム(婁海洋大教授)、9/30水研成果発表会に参加した。5.研究成果発表(含む海外調査):4回の報告と2回の海外調査を行った。1)20年7月22日:ベトナム・ニャチャンでの国際会議IIFET2008にて報した(英語: Evelyn Bellezaフィリピン大学准教授と共同報告。旅費、大会参加費を支出。報告論文名は11.に記載。以下同じ)2)20年9月3-5日:フィリピン・ゼネラルサントスで第9回マグロ会議に出席した。前後に流通調査を実施(旅費を支出)4)20年11月8日:広島での地域漁業学会で報告(旅費、大会参加費を支出)5)21年1月25-30日:韓国でマグロ流通調査を実施(本研究費は支出せず)6)21年3月26日:鹿児島大学大学院連合農学研究科特別講演会にて報告(本研究費は支出せず)6.研究成果発表(論文、報告書):11.に記載した5本の論文に加えて、執筆準備中のものがある(資料整理謝金、その他文具費を支出)
排除可能公共財の価格による取引についてのゲーム理論分析

一部の情報財など民間企業によって供給されるような排除可能公共財の市場における取引についてゲーム理論を用いて分析をおこなった。特に、市場からの逸脱を防ぐような安定な価格について考察した。安定な価格の基本的な性質を確認したうえで、その存在のための条件について考察した。非常に厳しい条件ではあるが、一定の条件のもとで安定な価格は存在し市場需要関数から導出できることを示した。また、排除可能公共財の重要な例である特許ライセンスの交渉による料金決定についても考察した。2014年度は、研究計画の一年目ということもあり、排除可能公共財を扱った文献について特定のアプローチに限定せずサーベイをおこない、今後の研究の進め方についての再検討をおこなった。また、今後の分析で必要になるであろうゲーム理論・マッチング理論・メカニズムデザイン・社会状況の理論などの基礎的な研究についてのサーベイもおこなった。同時に、いくつかの学会・ワークショップに出席することでこれらのテーマの最新の研究成果についての情報収集もおこなった。以上のサーベイ・情報収集を経ながら、2014年度は特に契約付きマッチング理論を応用した、売り手と買い手に分かれている排除可能公共財の市場についての分析を進めた。このような市場における安定な価格が存在するための十分条件や、その十分条件が満たされた場合に安定な価格を見つけるアルゴリズムなどについて一定の結果を得た。また、本研究計画の予備的な分析として位置付けることができる研究成果である"The menu-induced core of an economy withan excludablepublicgood"がTheoretical EconomicsLetters誌に掲載された。さらに、本研究計画でも分析ツールとして用いる予定である提携形ゲーム理論および社会状況の理論を用いた基礎的な研究結果について国内外の学会および国内のセミナーで報告し、そこで得たコメントなどを参考にしながら随時改訂をおこなった。(1)契約付きマッチング理論を応用した売り手と買い手に分かれている不可分な排除可能公共財の市場における安定な取引価格について、前年度に引き続き分析をおこなった。安定な取引価格が存在するためには市場需要関数がある種の循環を起こさないようになっていることが1つの十分条件であることを明らかにした。さらに、排除可能公共財が2つのみの場合には必ず安定な価格が存在することも明らかにした。また、安定な価格が存在する場合に、それを見つけるアルゴリズムを提案した。これらの結果を論文としてまとめ、2つの国際学会で報告し、そこで得られたコメント等をもとに改訂をおこなった。(2)排除可能公共財の特殊ケースとしてとらえることができる特許の取引についての共同研究を進めた。国内大学のセミナーで報告し、そこで得られたコメント等をもとに改訂をおこなった。本研究課題の中心的なテーマの1つである不可分な排除可能公共財の市場取引についてまだ多少の課題は残るものの完成に近づいている。同様に排除可能公共財の特殊ケースである特許の取引についての分析も完成に近づいている。さらに今後の分析に用いる予定の社会状況の理論の基礎研究については想定していたよりも適用範囲が広い結果が得られた。(1)排除可能公共財が不可分でかつ同一価格でのみ取引可能な場合安定な価格付けの存在について一定の限界がわかったので、取引の条件を緩めた場合を表現できるようなモデルである多主体間マッチングについて分析をおこなった。(共同研究)多主体間マッチングモデルおよび分析の内容は、排除可能公共財取引の文脈では次のように表現できる。多主体間マッチングモデルは排除可能公共財の消費については不可分(消費するかしないか)だが、例えば質や量のようなものを連続変数で表現でき、主体間での金銭移転も可能であるような場合を表現できる。主体の選好について特に条件を課さない場合、安定な取引の存在およびその効率性に対して、各主体がアクセス可能な排除可能公共財の構造のある種の非循環性が重要な条件となっていることがわかった。(2)前年度までに明らかにしたように不可分な排除可能公共財の同一価格による取引を考えた場合、市場需要関数のある種の非循環性が重要になっているが、各消費者がどのような選好を持っていればその非循環性が満たされるかについて考察した。排除可能公共財を一次元に並べることができ各消費者が単峰性を満たすような選好を持っていたとしても非循環性は保証されないことがわかった。(3)排除可能公共財の特殊ケースとしてとらえることができる特許の取引についての共同研究を進め、論文を完成させた。(4)前年度に引き続き社会状況の理論についての基礎研究を進めた。一般的なクラスの戦略形ゲームにおける先見的安定集合の特徴づけについての研究の学会報告をおこない、そこで得られたコメントなどをもとに論文を改訂した。不可分な排除可能公共財の市場における安定な取引価格の存在については昨年に引き続き未解決な部分を残してしまったが他の問題については一定の進展があった。具体的には、(i)排除可能公共財の取引方法の制約を緩めた場合を表現できるモデルとして、多主体間マッチングについて基礎的な分析をおこなった。(共同研究)(ii)排除可能公共財の特殊ケースの一つである特許の取引についての共同研究を進め、論文を一旦完成させた。(iii)本研究課題の基礎研究として、広いクラスの戦略形ゲームにおける先見的安定集合の分析について学会発表を通じて改訂し、論文を完成させた。研究期間を通じて排除可能公共財の安定的な価格付けおよびそれに関連するテーマについて研究した。情報財など近年重要さを増している排除可能公共財を取引する市場についての基礎づけをおこなうことが目的である。(1)マッチング理論を用いた排除可能公共財の価格付けについての研究をおこなった。

市場需要関数を用いて安定な価格を導出する方法を考察した。排除可能公共財の数が2つだけのときか、もしくは非常に厳しい条件ではあるものの一定の条件のもとでは安定な価格が存在し市場需要関数を用いて導出できることを示した。また最終年度には、排除可能公共財の取引を含むより一般的なモデルである多者間マッチングの枠組を用いて分析をおこなった。弱安定な帰結と呼ばれる解の存在が保証される条件を見つけ、非交差性と名付けた。このモデルを排除可能公共財の取引と見なした場合一般的には個別価格を許しているが、分析の途上で単一の価格で取引される場合についても同様の条件のもとで弱安定な帰結が存在することがわかった。(2)排除可能公共財の重要な例の1つである特許ライセンスについて、交渉における特許権者の利潤とライセンス料金について安定集合を用いて分析した。一定の条件のもとで特許権者が獲得できる利潤の下限は、特許による(ライセンスされない企業も含む)産業全体の余剰の増分であることを示した。最終年度には査読報告などを踏まえつつこの論文の改訂をおこなった。(3)(2)で用いている安定集合に関する基礎研究をおこなった。戦略形公共財供給ゲームにおける安定集合および、公共財供給ゲームに加えてある方法で戦略形ゲームとして定式化したマッチング問題を含むような戦略形ゲームのクラスにおける先見的安定集合について分析した。最終年度には査読報告などを踏まえつつ後者の論文の改訂をおこなった。一部の情報財など民間企業によって供給されるような排除可能公共財の市場における取引についてゲーム理論を用いて分析をおこなった。特に、市場からの逸脱を防ぐような安定な価格について考察した。安定な価格の基本的な性質を確認したうえで、その存在のための条件について考察した。非常に厳しい条件ではあるが、一定の条件のもとで安定な価格は存在し市場需要関数から導出できることを示した。また、排除可能公共財の重要な例である特許ライセンスの交渉による料金決定についても考察した。研究の目的にあるような、様々な排除可能公共財取引制度のもとでの帰結の比較をおこなうために分析すべき問題について文献サーベイや情報収集を通じてより具体的な問題設定をおこなった。また、研究実績にあるように売り手と買い手に分かれている排除可能公共財の市場について分析し、一部残された課題があるものの、そこでの中心的な結果を得た。このような市場についての分析は本研究計画の柱のひとつとなっている。(1) 2015度までの研究で完全に不可分な排除可能公共財の市場における安定な取引価格の存在について、多少の課題はまだ残るもののある程度限界が明らかになった。
終末期の鎮静の生命倫理学的・医学的位置づけに関するアジア・ヨーロッパ国際共同研究

死亡前に行われる鎮静、特に持続的深い鎮静(continuous deep sedation)の倫理的妥当性が国際的に大きな問題とされている。本研究では、終末期がん患者4500名の国際多施設コホート研究・遺族調査・全国医師調査を行い、倫理的妥当性を検証する。1.鎮静の倫理的妥当性を治療の意図、相応性、患者の自律性の点から検証する。2.鎮静が生命予後を短縮するかについて統計学的な推定を行う。3.鎮静の実践の日本・韓国・台湾・U.K.・オランダ・イタリアでの差を明らかにする。4.鎮静の有無により、遺族の抑うつに差があるかを検証する。
光合成水分解反応におけるエネルギー論：分光電気化学計測による実験的解明

本研究課題は、光合成反応のうちで最大の謎とされている水分解・酸素発生反応におけるエネルギー論の解明を目的に、水分解の反応部位であるマンガンクラスターの酸化還元電位Emの実測に挑むものである。果たして光化学系IIではどれくらいのエネルギーで水を酸化しているのだろうか?という学術的「問い」に答えるべく、フーリエ変換赤外(FTIR)差スペクトル法を分光電気化学法に適用した計測系を駆使してEmの実測に取り組むことにより、天然の水分解反応部位の作動電位を物理化学的に解析する。実測したマンガンクラスターのEm値を基に、水分解反応におけるエネルギー論を明らかにすることが本研究の最終的な目的である。
心筋細胞間コミュニケーションにおけるＧＰＣＲの機能解析が可能な光制御技術の開発

脳や心臓で重要な役割を担う細胞膜受容体の機能を制御するべく、アドレナリン受容体と足場タンパク質「アレスチン」のそれぞれに光を受容して二量体化するタンパク質を結合させた、新規機能性タンパク質プローブを作製した。プローブを培養細胞HEK293へと導入し、青色光の照射によって二量体形成を誘導した結果、二量体化したアドレナリン受容体はエンドサイトーシスされた後、相互作用の時間の長さに応じてリソソームで分解されることが判明した。また、光照射をやめると、二量体は解消されて細胞膜上へと戻ることが明らかとなった。上記の結果は、アドレナリン受容体の細胞内輸送がアレスチンによって直接的に制御されることを示すとともに、光を用いることで細胞内輸送経路を人為的に制御可能であることが明らかとなった。また、異なる5種の細胞膜受容体の制御も可能であったことから、細胞膜受容体の人為的制御において、「光を用いたアレスチンとの会合」が重要性であることが明らかとなった。近年の研究結果から、一部の細胞膜受容体はアレスチンと会合することで特定のシグナル経路を誘導することが知られている。そこで、光による二量体形成時のシグナル挙動を検証した結果、細胞膜受容体の種類ごとに異なるシグナル挙動(活性化および不活性化)が得られた。アレスチンを介するシグナル経路の制御メカニズムは細胞膜受容体ごとに異なる可能性が示唆された。本研究で開発されたツールは、標的となる細胞膜受容体を細胞膜から人為的に減少させることが可能であることから、将来的に脳や心臓において細胞膜受容体の活性を自在に制御することが可能であると考えられる。今後、心筋細胞へと本ツールを応用し、心臓において重要とされる心筋の拍動制御や抗酸化シグナル経路の光制御を行う予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。我々は心筋細胞の拍動を制御するべく、拍動抑制型プローブの機能評価を中心に研究を推進した。心筋細胞では、アドレナリン受容体(ADR)によってシグナルが活性化され、拍動が促進される。シグナルの活性化後、ADRはArrestinによって細胞内へ誘導されるが、細胞膜へとリサイクリングされ、再度シグナルを活性化する。したがって、心筋細胞の拍動を抑制するためには、ADRの細胞内での輸送経路を制御する必要がある。β2アドレナリン受容体(ADRB2)とArrestinのそれぞれにCIBおよびCRYを結合した融合タンパク質を作製した。上記の融合タンパク質を安定して発現するHEK293細胞株(HEK293opt)を作製した。顕微鏡下においてHEK293optに440nmレーザーを用いて光照射すると、時間経過とともにADRB2が細胞内へ移行することを確認した。次に、HEK293optをリソソーム染色色素で染色し、共焦点顕微鏡下で120分間光照射した結果、エンドサイトーシスしたADRB2がリソソームと共局在することが判明した。この結果は、Arrestinとの相互作用のみでADRB2がリソソーム輸送まで輸送されることを示している。次に、照射終了後、暗闇条件下においてADRB2が細胞膜へリサイクリングされるか検証した。細胞表面上のADRB2CIBをELISA assayによって定量した結果、光照射終了後、ADRB2が細胞膜上にリサイクリングされることが判明した。本検討において、ADRB2とArrestinの相互作用を光で制御することで、細胞内輸送が自在に制御できることが判明した。光による生命現象の人工的な制御は、本来の生命現象を可能な限り模倣することが求められる。平成28年度の成果は、拍動抑制型のプローブの機能評価を行っており、アドレナリン受容体の細胞内輸送をリガンド刺激の場合と同様のメカニズムで誘導できることを証明した。研究は順調に進展しており、今後は今まで以上に研究を推進する。

本研究で開発されたツールは、標的となる細胞膜受容体を細胞膜から人為的に減少させることが可能であることから、将来的に脳や心臓において細胞膜受容体の活性を自在に制御することが可能であると考えられる。今後、心筋細胞へと本ツールを応用し、心臓において重要とされる心筋の拍動制御や抗酸化シグナル経路の光制御を行う予定である。今後、拍動促進型プローブの開発及び機能評価を迅速に行う。培養細胞を用いて、cAMP産生やカルシウム流入など下流シグナルが光で制御できることを確認する。また、拍動促進型および抑制型プローブを心筋細胞iCellに発現させ、拍動の促進と抑制が制御可能か検討する。開発したプローブを用いて、心筋細胞上で不整脈状態を人工的に生み出し、細胞内の毒性がどのように蓄積されていくか検証する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
HSD10病の病態解析

本研究ではHSD10タンパクの発現実験系を確立し、すでに同定している変異を導入したHSD10タンパクの酵素活性やタンパクの安定性をみることで、臨床像との比較を行う。また、RNasePを構成する残りの2つのタンパク(MRPP1、MRPP3)も発現・精製し、HSD10タンパクとの相互作用を明らかにすることでHSD10病の病態を明らかにする。以下の仮説をたて、これらのwild-typeと病的変異(重症例と軽症例)での差異をみることで病態に迫ることができると考えている。1)イソロイシン代謝系の2M3HBDとしての活性低下が問題となっているのか。2)ミトコンドリア内コレステロール代謝系の17β-hydroxy steroid dehydrogenase type10としての活性低下が問題となっているのか。3) RNasePの機能低下が問題となっているのか。(特に、RNasePのなかでHSD10タンパクに変異があると、他のコンポーネントとcomplexがつくりにくくなり、そのためRNasePの機能低下が問題となる可能性がないか。)昨年度は、HSD10病の病態解析のため、まずHSD10タンパクの発現実験系を確立することを試み、pET28aを用いた大腸菌によるタンパク発現系を構築することに成功した。大腸菌による精製タンパクを用いて、イソロイシン代謝系における酵素活性測定を実施し、wild-typeと病的変異(重症例と軽症例)との差異を解析することができた。その結果、変異タンパクにおける活性低下と臨床的重症度のある程度の相関関係を見出した。本年度はアロプレグナノロンを基質としてコレステロール代謝系の活性測定系の樹立を試みている。また、pcDNA3.1+を用いた、ほ乳類細胞用の発現ベクターも完成しており、HEK細胞等を用いた解析も進めている。引き続き、タンパク解析を進めていくことでHSD10病の病態を明らかとし、論文発表していきたいと考えている。昨年度は、HSD10病の病態解析のため、まずHSD10タンパクの発現実験系を確立することを試みた。)昨年度はHSD10病のタンパク発現実験系の確立を試み、pET28aを用いた大腸菌によるタンパク発現系に関して構築することに成功した。今後は、大腸菌によるHSD10の精製タンパクを用いて、ミトコンドリア内コレステロール代謝系の

17β-hydroxy steroid dehydrogenase type10としての活性測定やRNasePの機能測定を試み、wild-typeと病的変異(重症例と軽症例)との差異を解析していくことを予定している。また、RNasePを構成する残りの2つのタンパク(MRPP1、MRPP3)も発現・精製までは完了しており、HSD10タンパクとの相互作用を明らかにすることでHSD10病の病態を明らかにする。平成30年度に消耗品費として使用する。
地域特産物の精油抽出と成分分析の学生実験への教材化

○研究目的バンペイユ(Citrus grandis)はザボンの一種で、マレー半島を原産とするカンキツであり、八代市特産品である。これまで果皮の有効利用を目指して精油の抽出を行ってきたが、今回、学生実験への応用を目指し、果皮の精油抽出の最適条件を探索した。加えて、実験室にある器具での実施や校内の植物を用いた精油抽出についても検討した。○研究方法今回用いた試料は校内で栽培されているものと一般で売られているものを使用し、水蒸気蒸留装置の圧力鍋に対して、体積比や蒸留時間を変えて精油を抽出した。GC-MSも用いて成分の簡易同定を行なった。校内の植物として、蓬からの精油の抽出を試みた。また、一般の化学実験室にある枝付フラスコとリービッヒ冷却管等の器具で精油を抽出してみた。○研究成果校内で採取したバンペイユは市販のものより小さく、そのことが精油の収率に顕著に現れ、平均して約5倍も後者が高かった。これはバンペイユの大きさと成熟度が精油を蓄える器官である油胞の生育と相関性があると考えられる。バンペイユの水蒸気蒸留時の鍋に対する体積比は2/3の時、最適蒸留時間は1時間半の時が最も収率が高かった。GC-MSで成分の簡易同定を行った結果、モノテルペン炭化水素類のリモネンとβ-ミルセンで約97%以上占め、その他モノテルペン炭化水素類4成分とセスキテルペン類2成分の有用成分を同定した。実験室にある実験器具で水蒸気蒸留をした結果、微量の精油を確認できた。また、校内の植物として蓬の若葉を水蒸気蒸留してみたところ、爽やかな香りの芳香水が取れたが、精油は取れなかった。
動学モデルを考慮したマーケットデザイン:農産品市場を中心として

本プロジェクトでは、動学モデルにおけるインセンティブ設計がどのようになされるべきかを、ゲーム理論・情報の経済学に基づいて分析した。特に、組織内の昇進競争などに代表されるように、複数の個人が長期間にわたって競争をする場合に、組織のトップがインセンティブ設計に際して考慮すべき要因について、従来にはない新しいアプローチを考案した。また、日本の花卉市場における動学的な競りの理論的構造の解明や、歴史依存性がある契約理論モデルにおけるインセンティブの新たな効果などが明らかになった。花卉の卸売市場の競りルールについて、動学モデルを用いて日欧のルールの違いがもたらす影響を分析する理論研究を進め、当初は現実の競りルールをやや簡単化した理論モデルを分析していたが、現実そのもののルールのもとでも日本式花卉競りのもたらす効果はほぼ同様に成立するとの結果が得られた。これにつき当該研究の論文を改訂した。次に、土地改良区が圃場整備等の農地の区画形質の変更を伴う土地改良事業において行う「換地」について、ミクロ経済学の理論を応用することにより従来の制度とは異なるアプローチで換地メカニズムを設計するとの問題意識に基づき研究を進めた。これについては新潟県の土地改良区で実際の換地作業を見学し、現場における問題意識を理論分析に取り入れる試みを行った。この研究の継続に必要なものとして、本年度はシミュレーション、アンケート調査などの準備を行った。また研究課題である動学モデルに関運する理論研究として、既に分析されている入札制度について動学的な観点から理論的拡張の研究を行った。これについては当初の予想を上回一般的な成果が得られ、今後の応用研究に利用できることが期待される。この成果は年度内に論文としてまとめられる。その他の関連研究として、動学的な設定のもとでモラルハザードの問題を分析する研究を行った。これについてはきわめて長期間に拡張した場合に、短期間の場合の結論がそのまま妥当するかどうか不明瞭な点があったが、一般的な枠組みのもとでこれを示すことに成功し論文に盛り込まれた。今年度は、大まかに分けて5つの成果が挙げられた。まず、前年度より引き続き行っている花卉市場のルールの日欧比較を、最先端のオークション理論と整合的に分析する理論研究において、理論的な仮定を緩めた場合に関していくつか追加的な結果が得られた。これの成果をまとめて、現在国際査読誌において査読中である。次に、ゲーム理論を用いた動学モデル分析の新しい研究として、多数の参加者が長期的に競争する動的コンテストの問題を、静的(一回限り)コンテストに関する先行研究と整合的な形で定義し、その最適設計問題に関する新しい成果を得た。これは最適オークション設計、コンテスト、不完備情報動学モデル等の分野をまたぐ重要度の高い研究であり、各種学会において報告可能な形式に成果をまとめることができた。これから派生する研究として第3に、全支払い入札と呼ばれるオークション理論の研究分野において新しい成果を得た。全支払い入札はコンテスト等、参加者の競争を統一的な枠組みで分析するものでマーケットデザインと深い関連性があるが、ハンデと呼ばれる非対称な枠組みを導入したモデルで均衡の様子が非常に単純な形で記述できることを示すことができた。従来、非対称なオークションの分析は複雑であると考えられてきたことと対照的な重要度の高い成果であり、この成果は本年度に学会等で報告の上、現在査読中である。第4に、前年度より継続して行っている動学モラルハザードの最適契約に関する論文の査読過程が進み、新しい成果をふまえて大幅な改訂を行った。また、農地の交換についてマーケットデザインの見地から新しい研究を行った。
社会性による意思決定と感情の調節メカニズムに関する研究

人間は日常生活の様々な場面において他者とやり取りを行い、決断を強いられる。その意思決定の際、人間は他者から影響を受けたり、別の多くの他者に影響を与えたりする。社会・経済システムの動きは、個々人各々の意思から帰結した行動によって構成される。そのような複雑な社会・経済システムを理解するには、ますます人間の行動や意思決定メカニズムを理解する必要がある。本研究では、「他者の存在」が人間の意思決定過程(行動レベルと脳活動レベルで)とそこから創出される感情にどのような影響を与えるのかを検討した。本研究のこれまでの成果からは、他者との関係が厳密に協調的・競争的ではない場合も、自分が得た報酬を評価するときに「他者」が得た報酬は一つの重要な基準となることが分かった。特に、意思決定者が見落とした選択肢が他者の存在によって顕著な評価基準となり、「後悔」が増加すると明らかになった。この成果を踏まえて、今回は新たな実験課題を設計し、社会的意思決定(social decision-making)と非社会的意思決定(non-social decision-making)を行う際に機能的磁気共鳴画像法を用いて人間の脳活動を分析した。実験結果は次の2つにまとめられる。ア)社会的な意思決定時に、amygdala、medial prefrontal cortex、anterior cingulateの領域がより高い活動を示すことが明らかになった。イ)一方、非社会的な意思決定時に、ventral striatum (nucleus accumbens)の活動が比較的高いと明確になった。今後の課題は社会的な場面において他者の存在による報酬系の調節を明らかにすることである。本研究では、「他者の存在」が人間の意思決定過程とそこから創出される感情にどのような影響を与えるのかを検討した。従来の経済学理論では、人間は常に合理的に行動を選択するとしているため、人間の最も特徴的な要素と言える「こころ」の影響を除外してきた。しかし、多くの場合に意思決定過程に重大な影響を与えると思われる感情の一つは「後悔」である。後悔は、決断が実際に導いた状況より価値の高い二者択一の状況と比較することによって生じる感情である。本研究では、意思決定者が見落とした選択肢が他者の存在によって顕著な評価基準になる状況に焦点をあてた。「他者との比較により意思決定者が感じる感情の強度,特に後悔,はどのように変動するか」を実験的に検証した。自己回答による実験結果は、自分が得た報酬を評価するときに「他者」が得た報酬は一つの重要な基準となることを示した。(ア)選択しなかったルーレットの値が意思決定者が得た正の報酬より大きい報酬をもたらした場合の「後悔」の強度は他者が存在するときの方が大きい。(イ)選ばなかったルーレットがもたらした報酬が意思決定者が得た正・負の報酬より大きい場合の「嫉妬」と「羨望」の強度は他者が存在するときの方が大きい。(ウ)「満足度」の強度は他者の存在によって有意差はなかった。今後の課題は他者の存在による感情変化の神経科学的基盤の特定と感情変化が意思決定に与える影響を明確にすることである。
20世紀初頭アメリカ合衆国における社会保障思想の形成

本研究の目的は、20世紀初頭のアメリカ合衆国における社会保障思想の形成過程とその社会的含意を、ニューヨーク市を事例として考察することである。この目的のために、平成23年度は10月3日16日にかけて合衆国ワシントンD.C.の国立公文書館で、また2月19日3月17日の間ニューヨーク市にて市公文書館及びコロンビア大学・ニューヨーク大学の文書館で史料調査を実施した。これらの調査から、合衆国医療政策の形成過程において陸軍看護部隊の海外経験が果たした役割、その経験がニューヨーク市をはじめとする合衆国内主要都市の社会福祉行政に転用されていった過程について明らかにするとともに、ニューヨーク市の失業対策の政策形成過程の詳細を明らかにした。さらに、9月13日23日にかけて福岡市の市立図書館をはじめとする関連文書館にて、社会保障制度の形成過程における日米関係の重要性を確認する史料を収集し、国際的連関から合衆国の社会政策を分析する視点を得た。平成23年度は、当初7月にブラジル・リオデジャネイロで開催された国際アメリカ学会年次大会にて学会報告を行う予定であったが、科学研究費補助金額の最終決定の遅れに伴い、史料収集を優先するため同年次大会への出席・報告を見送った。その後予算の最終決定に伴い、代替の研究報告として1月3日、カンボジア・シェムリアップで開催されたWorld History Association Symposiumにて発表を実施した。同発表は20世紀転換期の合衆国陸軍看護部隊によるフィリピンを中心とする太平洋地域での医療看護活動に焦点を当て、アメリカ人女性看護師たちの従軍活動がのちにニューヨーク市をはじめとする合衆国内の主要都市における福祉プログラムの策定に及ぼした影響を分析し、社会政策の環太平洋思想連関の一側面を明らかにした。本研究は、20世紀初頭のアメリカ合衆国における社会保障思想の形成過程とその社会的含意を、ニューヨーク市を事例として考察することを目的とする。20世紀初頭にアメリカ合衆国の多くの州・都市自治体の社会福祉プログラムは、従来の慈善思想に基づく貧困者の救済・矯正のための公的扶助(public assistance)と、元来は有用な労働者であった者たちに対する保障(security)としての社会保険(social insurance)とに分割・再編されていった。本研究はニューヨーク市の事例研究を通じて、身体的健常性(able-bodiedness)に基づく産業労働者としての適格性が社会保障の対象となるための条件としてこの時期に制度化されていったことを論証する。そして、この産業的適格性の原理によって保障の対象から除外された女性、児童、老齢者、障害者に注目し、行政による貧困者の分類・分配の試みの実態と、同時代の人種・ジェンダー観と結びついたその社会的含意を考察する。平成21年度は、研に合衆国の社会保障制度の形成期に際して国際的な社会政策上の思想交流が与えた影響に注目した研究を進めた。これは当時ニューヨーク市を中心に活動した社会改良家・制度策定者の多くが、アジア及びヨーロッパで活動ないし調査を行った前歴をもっていたという単純ではあるが研究者の言語的な制約からこれまで見落とされてきた点である。こうした観点から、アメリカ合衆国内での史料調査に加えて、ヨーロッパ・アジア各地で多くの国際会議報告を行い、各国の専門研究者と積極的な交流をもつとともに、研究成果の国際的発信に努めた。本研究は、20世紀初頭のアメリカ合衆国における社会保障思想の形成過程とその社会的含意を考察することを目的とする。平成22年度はまず第一に、ニューヨーク市の障害者福祉政策について平成21年度からの分析を継続し、20世紀初頭の同市の知的障害者福祉政策が、他州、特にマサチューセッツ州の同様の行政施策の直接的影響の下で再編されていった過程を明らかにした。次いで第二に、合衆国の社会保障制度の形成期に対して国際的な社会政策上の思想連関が与えた影響に注目した研究を進めた。当時ニューヨーク市を中心に活動した社会改良家・制度策定者の多くが、アジア及びヨーロッパで活動ないし調査を行った前歴をもっていた。このうち、平成22年度は日本を中心としたアジア諸国との障害者福祉政策上の思想連関について分析した。20世紀初頭の合衆国の社会政策には、日本を含むアジア諸国における医療伝道や社会事業への参加の経験から得られた知見が反映されていた。さらに第三に、平成22年度は職業紹介制度と社会保険をめぐるイギリス・アメリカの思想上の相互影響関係についても分析を進めた。20世紀初頭合衆国の社会政策はつねに国際的な思想連関の中で形成された。こうした観点から、アメリカ合衆国内での史料調査に加えて、ヨーロッパで国際会議報告を行い、各国の専門研究者と積極的な交流をもつとともに、研究成果の国際的発信に努めた。この成果を平成23年度以降、現在投稿中及び出版準備中のものを含めて専門誌での発表等のかたちでまとめることが課題となる。

さらに、9月13日23日にかけて福岡市の市立図書館をはじめとする関連文書館にて、社会保障制度の形成過程における日米関係の重要性を確認する史料を収集し、国際的連関から合衆国の社会政策を分析する視点を得た。平成23年度は、当初7月にブラジル・リオデジャネイロで開催された国際アメリカ学会年次大会にて学会報告を行う予定であったが、科学研究費補助金額の最終決定の遅れに伴い、史料収集を優先するため同年次大会への出席・報告を見送った。その後予算の最終決定に伴い、代替の研究報告として1月3日、カンボジア・シェムリアップで開催されたWorld History Association Symposiumにて発表を実施した。同発表は20世紀転換期の合衆国陸軍看護部隊によるフィリピンを中心とする太平洋地域での医療看護活動に焦点を当て、アメリカ人女性看護師たちの従軍活動がのちにニューヨーク市をはじめとする合衆国内の主要都市における福祉プログラムの策定に及ぼした影響を分析し、社会政策の環太平洋思想連関の一側面を明らかにした。
集団の複合化と戦争

20202021年度は、集成したデータ群を配列し、事象の出現の順番と因果関係を見据えつつ戦争の出現・発展・低減・消滅のプロセスを地域ごとに提示し、「戦争プロセスモデル」を作成する。2022年度は、このモデルにモニュメント築造(A01班)や技術革新・芸術表現(A02班)などの事象を織り込み、戦争プロセスの認知的側面を明示する。2022年度後半2023年度前半には、B03身体班と協業し戦争プロセスの身体的側面を解明する。2023年度後半は、C01モデル班との共同作業によって、集団の複合化と戦争という事象が、ヒトの認知と身体を媒介として文明創出に寄与するメカニズムを提示する。