hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ウシ子宮内膜スフェロイドを用いた胚性分泌因子の解明

よって、ウシ特異的な因子は情報の付加が難しいことが予想され、機能情報のアノテーション化ができなかった残りの因子を解析することが重要となる。本研究では経済動物であるウシを対象として、1胚によって子宮内膜で発現が誘導される遺伝子(胚性シグナル応答遺伝子)の解析、2その遺伝子発現を誘導する胚性分泌因子の同定を目的とする。平成27年度に、妊娠18日目のウシ伸長期胚の胚性分泌因子についてLC-MS/MS法で解析した。その結果、分泌性因子の特徴であるシグナル配列を有する159個の因子を同定した。さらにこれらの因子についてIPAのデータベースを用いた解析を行い、6個のサイトカイン(IFNT, IFN-tau-c1, FAM3C, MYDGF, AIMP1, MIF)と2個の成長因子(GRN, HDGF)が特定された。これらの因子は、IFNT以外の全ての因子の遺伝子が子宮内膜でも発現していた。さらに、着床期子宮内膜で発現が上昇する遺伝子について、IPA解析により上流因子の検索を行ったところ、IFNTに加えてMIF(マクロファージ遊走阻止因子)が制御していると想定される遺伝子の発現が着床期子宮内膜で上昇していた(P<0.05)。MIFの受容体であるCD74の遺伝子は胚では発現しておらず、着床期子宮内膜で発現が上昇した(P<0.05)。IPA解析により、着床期子宮内膜で発現が上昇するMIF下流因子として、ARG1、CCL2、IL7、IL23Aが特定された。これらの因子の発現に対するリコンビナントMIF(rMIF)およびIFNTの影響について、培養ウシ子宮内膜上皮細胞を用いた解析を行った。その結果、rMIF添加区においてIIL23Aの遺伝子発現が有意に上昇した(P<0.05)。IIL23Aの遺伝子発現上昇はIFNT添加区では認められなかった。これらの結果から、IFNT以外の胚性分泌因子としてMIFが着床期子宮内膜機能を制御している可能性が示唆された。本研究はウシを対象として、胚によって子宮内膜で発現が誘導される遺伝子の解析、およびその遺伝子発現を誘導する胚性分泌因子の同定を目的とした。ウシ伸長期胚の胚性分泌因子についてLC/MS/MS法で解析した結果、6個のサイトカインと2個の成長因子が特定された。さらに、RNAseq解析で得られた結果から、着床期子宮内膜で発現が上昇する遺伝子について上流因子の検索を行ったところ、IFNTに加えてMIFが制御する想定される遺伝子が含まれていた。平成26年度は、次世代シーケンサー(RNAsequence解析)を用いて胚性シグナル応答遺伝子の網羅的検索を行うとともに、その候補遺伝子をウシ子宮で解析する計画であった。胚性シグナル応答遺伝子の網羅的検索では、必要な子宮のサンプリングと遺伝子の抽出、およびRNAsequence解析まで終了したが、そのデータが膨大であるためコンピューター上での解析に時間を要しており総合的な評価にまでは至っていない。一方で、胚性分泌因子として明らかにされているI型インターフェロンの解析では、ウシ子宮内膜スフェロイドを用いた解析により大きな成果が得られたと考えている。
多動症は遺伝子疾患か？ＣＩＮ８５異常による多動症の遺伝子診断法の確立

CIN85遺伝子はヒトX染色体短腕に存在しX染色体に連鎖した精神遅滞の原因遺伝子であるオリゴフレニン1や足場タンパク質であるPSD-95と神経細胞樹状突起棘で共存していることを発見した。さらにゲッチンゲン大学から提供された多動症及びX染色体連鎖性精神遅滞家系の患者のゲノムDNAからCIN85遺伝子領域約360.7 kbpの塩基配列を解読し正常者の配列と比較した。その結果、男性患者の13番エクソンに31塩基の欠損を発見した。この欠損は他のタンパク質との結合に必要なプロリン-リッチ領域のプロリン残基を消失させる。この機能消失が正常な細胞内情報伝達機構を撹乱し精神遅滞を発症させると考えられる。現在の臨床現場における多動症の診断の多くは、米国精神医学協会によるDiagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM)第4版(DMS-IV)によるもので、行動学的評価が中心である。MRIなどによる脳組織の器質的異常の検査や血中カテコールアミンの測定を行う場合があるが、多くは担当医師の主観的な診断に頼っている。今回我々が発見したCIN85という膜受容体の発現を制御する遺伝子の欠損や異常がドーパミン受容体の発現異常を誘起し多動症を引き起こすという新たな発症メカニズムは従来の報告とは異なり、受容体自体の遺伝子異常ではなく受容体の分解を制御する分子の異常によるもので、全く新しいメカニズムを提示している。この点が新しいアイディアである。我々の研究においてもヒトCIN85遺伝子はX染色体短腕(Xp22.1-p21.3)に存在することが確認された。ADHDは女児に比べて圧倒的に男児に多い(男児3:女児1)ことを考え合わせると、この遺伝子が多動症の主な原因遺伝子である可能性は極めて高い。我々はヒト多動症家系の患者のゲノムDNAからCIN85遺伝子領域を抽出、PCRで増幅後、シークエンサーにて塩基配列を同定した。同時に複数の健常人由来の遺伝子においても同様に塩基配列を同定し、両者を詳細に比較・検討した。本研究の目標は「多動症の家系における遺伝子の解析により、CIN85異常によるヒト多動症の遺伝子診断法の確立」にある。これまでに明らかになった、CIN85欠損マウスの多動性やヒトCIN85の染色体上の位置などを考え合わせると、多動症患者におけるCIN85遺伝子異常の可能性は高い。ドイツゲッチンゲン大学医学部附属病院のShoukier博士から提供されたヒト多動症家系3名分のゲノムDNAのCIN85遺伝子における塩基配列をIllumina HiSeqによる次世代シークエンス(オペロンバイオテクノロジー株式会社に外注)により解析した。その結果、男性患者の13番目のエクソンに31塩基の欠損(12,688,962-12,688,992)を発見した。この領域の後半13塩基は、CIN85のアミノ酸をコードする部位である。この欠損によってアミノ酸の翻訳のためのコドンが変化し、本来のCIN85とは異なったアミノ酸配列のタンパク質が生合成される。特に欠損部位はCIN85の構造上Proline-rich領域(Pro-rich)と呼ばれているドメインで、他のタンパク質と結合することによって情報伝達機能を担う部位である。多動症患者ではアミノ酸のフレームシフトによってProline残基(アミノ酸配列内でPで表示)がすべて消えてしまっている。このProline-rich領域の機能の消失が正常な脳機能における細胞内情報伝達機構を撹乱し多動症を発症させると考えられる。CIN85異常によるヒト多動症及びX染色体連鎖性精神遅滞の遺伝子解析と診断法の確立:CIN85遺伝子はヒトX染色体短腕(Xp22.1-21.3)に存在しX染色体に連鎖した精神遅滞の原因遺伝子であるOligophrenin1(オリゴフレニン1)や細胞内のScaffold protein(足場タンパク質)であるPost-synaptic density-95 (PSD-95)と神経細胞樹状突起棘で共存していることを発見した。これはCIN85がX染色体にリンクした精神疾患の発症メカニズムに深く関与していることを示唆している。さらに、ドイツゲッチンゲン大学のShoukier博士から提供された多動症及びX染色体連鎖性精神遅滞家系の患者のゲノムDNAからCIN85遺伝子領域約360.7 kbpの塩基配列を解読し、正常者の配列と比較・検討した。その結果、複数の男性患者の13番エクソンに31塩基の欠損を発見した。この欠損はアミノ酸翻訳のフレームを変化させ、他のタンパク質との結合に必要なProline-rich領域(Pro-rich)のProline(プロリン)残基を消失させる。

X染色体連鎖性精神遅滞(XLMR)の患者では、このProline-rich領域の機能消失が正常な脳機能、例えば他の分子との結合など、における細胞内情報伝達機構を撹乱し精神遅滞を発症させると考えられる。この結果は、本症の発症メカニズムを理解するうえで極めて重要な知見である。神経内分泌この領域の後半13塩基は、CIN85のアミノ酸をコードする部位である。この欠損によってアミノ酸の翻訳のためのコドンが変化し、本来のCIN85とは異なったアミノ酸配列のタンパク質が生合成される。特に欠損部位はCIN85の構造上Proline-rich領域(Pro-rich)と呼ばれているドメインで、他のタンパク質と結合することによって情報伝達機能を担う部位である。多動症患者ではアミノ酸のフレームシフトによってProline残基が消えてしまっている。このProline-rich領域の機能の消失が正常な脳機能における細胞内情報伝達機構を撹乱し多動症を発症させると考えられる。本研究課題の初年度において当初掲げた多動症患者におけるCIN85遺伝子異常の同定には成功した。この結果は多動症にCIN85が深く関わっていることを強く示唆する。多動症の発症メカニズムを理解するうえで極めて重要な知見である。しかし、解析した全ての患者DNAから異常が同定された訳ではない。今後、解析する患者のDNA数を増やし統計的な解析が必要である。また、最終目標である遺伝子診断法の確立には未だ至っていない。本研究開発では当初掲げた多動症患者におけるCIN85遺伝子異常の同定には成功した。また、最終目標であった遺伝子診断法の確立には未だ至っていない。今後の研究推進のための方策として、1.本研究開発課題の成果を基に、さらなる患者ゲノムDNAの解析を進め遺伝子欠損を確定し、目標である遺伝子診断法の確立を目指したい。2.多動症患者ゲノムDNAからCIN85遺伝子の部分欠損を世界で初めて同定できた。この結果は多動症の発症メカニズムを理解するうえで重要な知見である。この欠損が多動症発症に具体的にどのように関与しているかについて、分子生物学的/生化学的手法を用いて明らかにしたい。さらに、学術論文として著し、本症の病態解明や治療に対して貢献したい。1. CIN85の結合タンパク質の検索:平成24年度の研究においてCIN85のプロリンーリッチドメインにその変異を認めることができたので、免疫沈降法などで結合タンパク質を解析し多動症の発症機序を予測する。変異を同定できたプライマーセットと解析法を「CIN85異常によるヒト多動症の遺伝子診断法」として、そのプロトコールを作製する。2. CIN85と精神疾患との関連性の解析:CIN85遺伝子はヒトX染色体(Xp22.1-p21.3)に存在し、X連鎖精神遅滞の原因遺伝子オリゴフレニン1や脆弱X精神遅滞発症に関与しているPSD-95と神経細胞樹状突起棘で共存していることを突きとめた。
日本企業における倫理制度化と管理者の倫理観：1994年および2004年との比較

2014年に日本企業における倫理確立に向けた制度的取り組みと管理者の倫理観に関する実態を調査したところ、1994年、2004年の調査結果と比べると、倫理確立に向けた制度的取り組みに関しては一層の進展が認められた。一方、日本企業における管理者たちの倫理観に関しては、その特徴的な部分(倫理的ジレンマに関する認識、会社の方針の重要性、状況主義的倫理観など)に関しては、あまり大きな変化は見られなかった。このことは、単に米国等の先端的取り組みを模倣するだけでなく、日本の企業風土に特有な倫理確立方法を模索していく必要性があることを示唆するものと考えられる。平成26年度は、予定通りアンケート調査の実施と集計作業を行った上で、その成果をまとめて、平成27年6月に開催される日本経営倫理学会の研究発表大会での学会報告に応募した。その研究活動の経過は以下の通り。平成26年6月頃までに質問項目を確定し、7ページにわたる調査票を完成した。同年7月中に調査票の印刷その他発送の準備を済ませ、東京証券取引所の全上場企業約3,400社に調査表を発送、回答締切を9月1日とした。有効回答数は141社(有効回答率3.9%)のみにとどまった。回答数がきわめて低いであろうことは、事前に想定されたことであり、むしろ調査が成立したことに安堵した。その後、10月頃までに集計作業を行い、単純集計結果表を作成。研究代表者(中野)と研究分担者(山田)がそれぞれ集計結果を分析・考察を加えた上で、日本経営倫理学会の第23回研究発表大会(平成23年6月開催)での発表に応募するための原稿を執筆、平成27年3月に原稿および応募書類を提出した(ちなみに、平成27年4月に同学会より、研究発表大会での報告に「採択」の通知を得た)。学会発表のテーマは、「日本企業における倫理確立に向けての取り組みと管理者の倫理観1994年、2004年、2014年の調査結果の比較をふまえて」である。また、中国、韓国の研究者と連携して、日中韓の比較研究を行う計画であるが、中国と韓国においても、予定通り平成26年度内に調査が実施された旨の報告を受けている(調査結果の詳細については未だ不明)。平成27年5月中に、日本での調査(平成26年に実施)の結果を取りまとめ、調査報告論文を執筆し、日本経営倫理学会第23回研究発表大会(平成27年6月20日21日、於:拓殖大学文京キャンパス)で学会報告をした。報告タイトルは、「日本企業における倫理確立に向けての取り組みと管理者の倫理観1994年、2004年、2014年の調査結果の比較をふまえて」。この学会報告をふまえて、日本経営倫理学会誌に論文を投稿し、『日本経営倫理学会誌』第23号(平成28年1月31日発行)に、論文を掲載した。掲載論文のタイトルは、上記学会報告タイトルと同じ、「日本企業における倫理確立に向けての取り組みと管理者の倫理観1994年、2004年、2014年の調査結果の比較をふまえて」。また、同年に中国および韓国の研究者が実施した同内容の調査結果と付き合わせるため、平成27年11月頃までに、英文で日本の調査報告論文を作成し、中国および韓国の研究者と調査結果を共有した。その後、平成28年2月に、中国の周祖城教授(上海交通大学)および韓国の崔台煕教授(KDI School)を麗澤大学に招聘し、日中韓3か国の調査結果を比較・検討した。この3か国比較研究に関しては、平成28年度中に論文(英文)にまとめ、しかるべき国際的な学術雑誌に投稿する予定。当初の計画通り、平成26年度に調査を実施し、平成27年度は日本での調査結果をまとめた報告論文を作成・発表すると共に、論文を英訳し、国際比較(日中韓の3か国比較)を行なうための準備を行ない、具体的な検討の段階に入ることができた。さらに、2017年中には、中国で実施された調査結果も踏まえて、調査が実施された2014年時点での企業倫理の実態に関する日・中・韓3国比較研究論文をまとめる予定。2014年度(平成26年度)以降、調査そのものは、ほぼ当初の計画通り実施することができたが、その後、国内での学会発表、海外での学会発表を行なうための英文による発表原稿作成、韓国および中国の研究者との共同研究などを順次行なっていくのに、少し時間を要することとなり、もともとの補助事業期間であった平成28年度末までに、最終報告書をとりまとめることが出来なくなった。平成28年度末までに、研究成果のとりまとめをほぼ完了していたので、その原稿の最終推敲を進め、平成29年4月30日付けで、平成26-29年度科学研究費補助金交付研究・基盤研究(C)課題番号:26380474『日本企業における倫理制度化と管理者の倫理観:1994年および2004年との比較』と題する研究報告書の冊子を作成・発表した。前者の研究報告は、日本の状況を1994年、2004年、2014年と10年毎に20年間にわたる経年変化を分析したものであり、また後者の方は日韓の国際比較をしたものである。こうした成果を発表することができ、当初の研究目的は十分に達成することができたと自負するものである。

2014年に日本企業における倫理確立に向けた制度的取り組みと管理者の倫理観に関する実態を調査したところ、1994年、2004年の調査結果と比べると、倫理確立に向けた制度的取り組みに関しては一層の進展が認められた。一方、日本企業における管理者たちの倫理観に関しては、その特徴的な部分(倫理的ジレンマに関する認識、会社の方針の重要性、状況主義的倫理観など)に関しては、あまり大きな変化は見られなかった。このことは、単に米国等の先端的取り組みを模倣するだけでなく、日本の企業風土に特有な倫理確立方法を模索していく必要性があることを示唆するものと考えられる。アンケート調査は、当初計画していたよりも2ヶ月ほど前倒しで実施することができた。データの入力・集計作業も順調に進み、日本経営倫理学会の研究発表大会での発表応募原稿も、提出締切に2週間ほどの余裕をもって提出することができた。また、連携している研究者より、中国および韓国でも予定通り平成26年度内に調査が実施された旨の報告を受けている。ただし、調査結果および学会発表原稿の英訳にすこし手間取っている状況にある。平成28年2月に、中国の周祖城教授(上海交通大学)および韓国の崔台煕教授(KDI School)を麗澤大学に招聘し、日中韓3か国の調査結果を比較・検討した。平成28年度には、この3か国比較研究に関する論文(英文)を執筆し、しかるべき国際的な学術雑誌に投稿する予定。平成29年度末まで、補助事業期間の延長を認めていただいたが、日本語での最終報告書については、平成29年4月ないしは5月頃には完成させ、それをもって本研究プロジェクトを終了させる予定。ただし、「研究実績の概要」欄にも記したとおり、日・中・韓の3国比較研究論文の作成に向けて、できるだけ早く成果物にまとめることが出来るよう鋭意努力して行きたい。平成27年6月に日本の調査結果に関する学会発表を行い、78月に『日本経営倫理学会誌』への投稿論文を執筆する予定。当該テーマの日本調査に関する時系列比較(1994年、2004年、2014年比較)については、これを最終目標とする。平成27年度には、上記論文執筆と並行して、日・中・韓それぞれの調査結果を英訳し、3か国の比較研究を開始する。年度末には、中国、韓国から研究者を招聘し、3か国比較研究の論文執筆に向けての検討を行う予定。平成26年度に実施した調査で、対象企業(上場企業全社)に調査票を送付する際、郵便ではなく、メール便を使用することで、調査票送付費用をかなり軽減できたため、前年度未使用額(324,817円)を平成27年度に繰り越すことが出来た。平成26年度からの繰越金が発生し、予算に余裕が出たため、論文英訳に際して、下訳を100,000円で外注し、当初の予算外の費用が発生した。しかし、中国および韓国からの研究者招聘費用が旅費予算額の半分程度で済んだため、トータルで未使用額(274,167円)が発生し、次年度に繰り越すこととなった。科研プロジェクトの成果報告書を作成するのに、少し時間がかかり、次年度に持ち越したため。調査表の作成、印刷、発送、回収に、それに見込まれる郵便代金を当初予算で計上してあったが、良心的な業者が見つかり、調査票の送付に際して、郵送に代えてメール便を使うなど経費節減に協力してもらえた。また、回答率が低かったことも、経費が少なくすんだ一つの理由でもある。報告書の印刷・製本代(100,000円)は当初の計画通り使用の予定。
新しい転写因子Bachファミリーと小Maf による細胞増殖分化の調節機構の解析

本研究は小Maf因子群とBach因子群による遺伝子発現と細胞分化の制御機構、およびその失調と癌化の関連を解明することを目的とし、本年度は以下の成果を得た。1.Bach1は血液細胞分化のごく初期から発現する転写因子である。また、赤白血病(MEL)細胞において小Maf因子はBach1とのヘテロニ量体としてDNAに結合する。2.Bach2は神経細胞およびB細胞において細胞系列および分化段階特異的に発現する。いずれの細胞系列においても、小Maf因子はBach2とのヘテロニ量体として機能する。3.Bach1やBach2のBTB領域に特異的に結合するロイシンジッパー型新規蛋白質やBTBドメインを有する転写因子を発見した。本研究により、赤血球系細胞、B細胞、そして成熟神経細胞においてBach1あるいはBach2と小Mafとのヘテロニ量体が主要なAP-1様活性を形成することが明らかになった。Bach2が分裂停止した成熟神経細胞で特異的に発現することは、この因子が細胞周期の調節に関与することを示唆する。昨年度の研究からBachファミリーは転写抑制因子として機能することが明らかになっていることから、小MafとBachにより形成されるAP-1様活性は、AP-1系においてユニークな機能を担うことが予想される。今後は、このようなAP-1様活性の細胞分化における機能を明らかにすることが重要となる。
抗酸菌感染症の早期診断法ならびに予後診断法の開発

豚の抗酸菌症はMycobacterium avium subsp. hominissuis(Mah)によって内臓に結核類似病変を形成する感染性疾患である。公衆衛生上問題となるため、屠場で獣医師により摘発され、病変部は廃棄される。ただ、肉眼による診断のみに頼っているため新しい診断方法の開発が望まれる。我々はMah感染豚で産生される特異性の高いサイトカインを探索し、それらの定量により診断できないかと考えた。候補となったサイトカインは感染の時期や病変の程度により産生量に違いがみられた。感染豚におけるこれらサイトカインの誘導パターンの違いを利用した感染状態の診断法について我々は現在考案中である。マウスの感染モデルと豚の自然感染(野外)例を用いて、1抗酸菌症の予後診断に有用なサイトカインの探索を行うと同時に、2豚農場における抗酸菌症拡大の要因をしらべた。1についてはELISAによるタンパク定量法に加えてリアルタイムPCRによる定量法により、IFNγやTNFαなどのサイトカインに加え、MCP-1やIP-10などのケモカインについてその動態(マウス)と病気の重症度との関係(マウスと豚)について解析し、TNFαが肉芽腫の形成と維持に必須であること、マウスの抗酸菌感染症増悪モデルと豚抗酸菌症においてIFNγならびにIP-10の動態の類似性を確認した。2については病気が蔓延している農場の豚からM.aviumを分離し、それらの遺伝子型をMIRU-VNTR法により調べ、特定の遺伝子型をもつ有病原性株が豚から豚へと感染拡大を起こしているというよりも、病原性の異なる多様な遺伝子型が敷料や飲み水などから農場に侵入し、感染を広げていることを明らかにした。また豚抗酸菌症の菌種同定を含めた迅速診断法については、感染臓器から直接菌体DNAを抽出、hsp65を標的遺伝子としたnested PCRにより、分離菌数102cfu/g以下という少ない菌数でも検出が可能となるよう工夫を行い、実用化に向けての取り組みを行った。マウス感染モデル(C57BL/6)を用いて、防御機構の破綻から発病に至る機序と、防御機構の発動により発症を免れる機序の両方を肉芽腫性病変の変化と感染宿主が産生するサイトカインプロファイルを調べた。タンパクレベルにおけるサイトカイン測定はELISAによる免疫定量法によりおこない、また遺伝子レベルではRNA(mRNA)を抽出し、リアルタイムPCR(RT-PCR)による分子遺伝学的定量法の開発をおこなった。ELISAによる免疫定量法では抗原(菌体)刺激によって、TNF&#61537;、IFN-&#61543;、IL-12/IL-23 p40が培養上清中に多量に産生された。IL-10は、抗原刺激の有無に関らず産生され、刺激による産生量の増加は見られなかった。リアルタイムPCR法によるサイトカインmRNAの発現量の測定では抗原刺激によるINF-&#61543;、TNF-&#61537;、IP-10の増加とMCP-1の抑制がみられた。次に豚の脾細胞をin vitroで抗原刺激した場合に産生されるサイトカインについて検討した。健常例豚では、脾細胞中のマクロファージや抗原提示細胞によるIL-12/IL-23 p40の産生がみられた。NTM以外の細菌感染症豚では、IL-12/IL-23 p40に加えてTNF-α、IL-10の産生がみられた。抗酸菌症例豚ではさらに、IFN-g、IL-17Aが抗原特異的に産生された。また、IL-12/IL-23 p40とIL-10の産生量が健常豚やNTM以外の細菌感染症豚より多く、抗酸菌症の豚では細胞性免疫の活性化が強く起こっていると考えられる。豚の抗酸菌症はMycobacterium avium subsp. hominissuis(MAH)を主な原因とする慢性肉芽種性疾病で、全国で発生がみられる。最終年度は、豚の抗酸菌症における免疫とりわけサイトカインのプロファイルを抗酸菌症以外の症例や健常豚のそれらと比較し、病理組織像と併せてその特徴を調べ、診断への応用の可能性について検討した。宮崎県の食肉処理場に搬入された豚(交雑種)のうち、肉眼的に抗酸菌症と診断したものをMI群、抗酸菌症とその他の細菌感染症併発例をCI群、抗酸菌以外の細菌感染症例をOI群、健常豚をN群とし、各群の豚の脾臓を採取、RPMI1640培養液にて脾細胞浮遊液を作成、MAH Mino株による抗原刺激を行って、細胞培養上清中に産生されるサイトカイン量をELISA法により定量した。

MI群はIL-12/IL-23 p40のほかINF-γとTNF-αを、またCI群とOI群はTNF-αをそれぞれ有意に産生した。このことから、マウスでの実験結果と同じく、MI群では抗原(MAH)に特異的な免疫T細胞集団が誘導されていることを強く示唆している。一方、TNF-αはMAH非特異的刺激に細胞(多分活性化されたマクロファージ)から産生されていると推察された。MI群におけるINF-γとTNF-αの産生には高い正の相関がみられ、MCP-1とINF-γ、MCP-1とTNF-αの間には負の相関がみられた。IL-12/IL-23 p40産生量が多い個体には初期病変のものが多く、慢性化もしくは石灰化の著しい病変をもつ個体では産生量が低い傾向がみられた。こうしたサイトカインプロファイルの変化は、局所病変(肉芽腫形成とその慢性化)と関連しており、豚抗酸菌症における感染診断の一助となり得るのではないかと思われる。獣医微生物学感染臓器内のM.aviumは一般の病原細菌に比べDNAが抽出しにくく、検出感度を高めるための方策として、1病巣部からの細菌DNAの抽出法の改良、2標的遺伝子の工夫、3nested PCRなど検出感度の向上の3点を踏まえた研究を実施した。その結果、DNeasy Blood&Tissue Kitを用いた抽出法と16SrRNA遺伝子とhsp65遺伝子をPCRの標的遺伝子として用い、さらにnested PCRを行うことにより、豚抗酸菌症の検査対象となるリンパ節では、菌分離が困難な材料でも遺伝子の検出ができるよう工夫を行った。さらに感染動物の予後診断に向けての研究では、サイトカインプロファイリング抗酸菌に感染した豚(野外例)における複数のサイトカインを遺伝子レベルとタンパクレベルで調べ、それらの相関を調べるとともに実験的にマウスにM.aviumを感染させた際の病態解析を進め、TNFαが肉芽腫の形成と維持に必須であること、IFNγならびにいくつかのケモカインの動態を調べ、抗酸菌感染症増悪モデルにおけるサイトカインプロファイルを作成することができた。以上のことから当該年度の本研究の目的を概ね達成していると判断する。平成24年度は、1マウスの感染モデルを用いてサイトカインの定量法を確立すること、2産生されるサイトカインの種類について感染症診断に有用なサイトカインを選出すること、3感染臓器からの抗酸菌検出法の改良を行うことにより、迅速診断法の開発への手がかりを得ることを目的とした。1についてはELISAによるタンパク定量法に加えてリアルタイムPCRによる定量法の開発に取り組み、所期の目的とした18種のサイトカインのうち16種類はいずれかの方法で定量できる体制を整えた。2についてはモデルマウス(C57BL/6)と抗酸菌(M.avium subsp. hominissuis)に自然感染した豚を用いて、診断に有用なサイトカインが少なくとも5種類は存在することを見出した。2の研究を遂行する過程で我々は抗酸菌を迅速に同定するための遺伝子検査法の開発を進めた。その結果、臓器乳剤中に含まれる菌数が比較的多ければそれらを材料として菌種の特定が可能となるPCR法(改良法)を考案した。3についてはまだ改良の余地があるが、これら全体の成果からみて概ね順調に進展していると思われる本研究では、免疫誘導から防御機構の発動までのプロセスと破綻に至るプロセスにおける免疫担当細胞の量的あるいは質的差が、それに付随するサイトカインの量的ならびに質的差が宿主の予後を左右する重要な決め手となると考えられる。
膝関節のキネマティクスと接触メカニクスの統合評価システム

膝関節キネマティクスと接触メカニクスを評価するため,被曝がなく,MRIデータに対するセグメンテーションが不要な手法として,MRIから得られたボリュームデータをレンダリングしてX線画像とイメージマッチングし,骨の空間位置を測定する方法を確立した.また,単純X線撮影に比べ簡便,高速,低被曝かつ低ひずみで長尺撮像が可能であるという特長を有するスロットラジオグラフィ用いた立位下肢アライメント評価法を開発した.関節バイオメカニクス分野では2次元のX線画像に3次元骨形状モデルを重ね合わせることで骨の空間位置を生体内(in vivo)で測定し,関節アライメント,膝関節の動作解析および関節軟骨の接触動態評価を行う研究が数多く報告されている.これらの研究ではCTスキャンもしくはMRIスキャンデータから再構築した骨・軟骨形状モデルを必要とするが,CTスキャンに関しては骨組織の描出能に優れるものの放射線による被曝の問題がある.MRIスキャンについては,被爆がないものの骨組織の描出が出来ないので,骨形状モデルを作成するためにはスライス像ごとに周囲の軟部組織との境界を手動でセグメンテーションする必要があり,これに多大な労力を要している.また,モデルの精度もCTデータから構築した場合より劣るという問題がある.そこで本研究課題では,MRIスキャンから得られるボリュームデータをそのままレンダリングしてX線画像とイメージマッチングし,骨の空間位置を測定する方法について検討することを目的とした.これにより,MRIスライスデータごとのセグメンテーション作業を省くことができ,さらにMRIデータには関節軟骨や靱帯,腱の画像情報も含まれているので,これら組織を含めた膝関節のバイオメカニクスについて検討することが可能となる.平成25年度は,骨空間位置測定の精度について検証するため、ヒト切断膝を用いた生体外実験を行った.3次元測定器により求めた大腿骨と脛骨の相対位置を真値として,MRIボリュームデータのレンダリングと2方向X線画像との重ね合わせにより求めた値と比較した.運動器バイオメカニクス分野では2次元のX線画像に3次元骨形状モデルを重ね合わせることで生体内における骨の空間位置を再現し,関節アライメント,膝関節の動作解析および関節軟骨の接触動態評価を行う研究が数多く報告されている.これらの研究ではCTスキャンもしくはMRIスキャンデータから構築した骨・軟骨形状モデルを必要とするが,CTスキャンに関しては骨組織の描出能に優れるものの放射線による被曝の問題がある.MRIスキャンについては,被爆がないものの骨組織単独の描出が出来ないので,骨形状モデルを作成するためにはスライス像ごとに周囲の軟部組織との境界を手動でセグメンテーションする必要があり,これに多大な労力を要している.また,モデルの形状精度もCTデータから構築した場合より劣るという問題がある.そこで本研究課題では,MRIスキャンから得られるボリュームデータをそのままレンダリングしてX線画像とイメージマッチングし,骨の3次元位置を測定する方法について検討することを目的とした.当該年度では計算コストの高いボリュームデータのレンダリング(以下,ボリュームレンダリング)の高速化について検討した.従来,コンピュータの中央情報処理装置いわゆるCPUでボリュームレンダリングを行っていたが,1画像得るのに数十秒要していた.そこで画像処理ユニット(Graphic Processing Unit:GPU)を導入することで高速化を図った.関節の動的キネマティクスおよび静的アライメントを生体内で直接的に解析・評価する方法として,2次元のX線画像にCTスキャンもしくはMRIスキャンデータから構築した3次元骨・軟骨形状モデルをイメージマッチングすることで関節の空間位置を再現する手法が提示されてきた.これらの手法は高精度であるが,CTに関しては骨組織の描出能に優れるものの放射線による被曝の問題がある.MRIについては,被曝は無いものの骨組織単独の描出が不可能なので,骨形状モデルを再構築するためには周囲の軟部組織との境界を手動でセグメンテーションする必要があり,これに多大な労力を要している.また,モデルの形状精度もCTから再構築した場合に比べ低いという問題がある.そこで,本研究課題では,MRIから得られた関節のボリュームデータをそのままレンダリングしてX線画像とイメージマッチングし,骨の空間位置を測定する方法について検討することを目的とした.まず,レンダリング法として一般的なレイキャスティング法を用いてX線画像とのイメージマッチングを試み,X線画像と比較可能なMRIのレンダリング像を得た.つづいて,並列演算により画像処理する専用ユニット(GPU)を導入することで大幅な高速化を実現した.また,1方向のX線画像のみならず,2方向画像の同時レンダリングも実現した.これにより,2方向単純X線撮影に代わり近年普及しつつあるスロットラジオグラフィを用いた立位下肢アライメント評価法の実用性をさらに向上させる可能性が生まれた.スロットラジオグラフィは単純X線撮影に比べ簡便,高速,低被曝かつ低ひずみで長尺撮像が可能であるという特長がある.軟骨接触メカニクスについては,上述のGPUの並列演算処理機能を有限要素解析における大規模な行列演算にも用いることで効率的な解析を目指し,基礎段階として関節軟骨を線形弾性体とした静的解析を想定した場合について検討を行った.膝関節キネマティクスと接触メカニクスを評価するため,被曝がなく,MRIデータに対するセグメンテーションが不要な手法として,MRIから得られたボリュームデータをレンダリングしてX線画像とイメージマッチングし,骨の空間位置を測定する方法を確立した.また,単純X線撮影に比べ簡便,高速,低被曝かつ低ひずみで長尺撮像が可能であるという特長を有するスロットラジオグラフィ用いた立位下肢アライメント評価法を開発した.GPUおよびGPU用開発コードCUDAを用いてボリュームレンダリングソフトウエアの開発を行った.その結果,1画像に要する時間は1秒以下になり,大幅な高速化を実現した.また,1方向のボリュームレンダリングのみならず,2方向の同時レンダリングも可能となった.

これにより,ボリュームレンダリングとX線画像とのイメージマッチングが効率的に行えるようになった.工学ボリュームレンダリングの高速化を達成したので,最終年度は軟骨接触状態を評価するためのアルゴリズムを開発する.基本的アイデアは軟骨同士の干渉量を接触深さとし,これを境界条件として有限要素解析により弾性接触応力を求める.その際GPUを用いた並列計算により計算の高速化を図る.また,イメージマッチングの自動化についても並行して進める.MRIスキャンから得られた膝関節部のボリュームデータをレンダリングすることにより,X線画像と十分比較可能な骨画像を表示することが可能となった。これにより,従来法のようにMRIスライス画像において骨領域を手作業でセグメンテーションする必要がなくなり,大幅な労力低減に繋がることがわかった。MRIボリュームデータのレンダリング結果と実際のX線画像を手動で重ね合わせることで,大腿骨と脛骨の相対位置を求めたところ,CT骨形状モデルを用いた従来法と比べやや精度の低い結果となったものの,レンダリングアルゴリズムを改良することでより骨輪郭を明瞭に表示し,重ね合わせを自動化すれば精度向上につながることが分かり,次の課題が明確になった。この結果を受け,ボクセル値に重み付けしたレンダリングアルゴリズムの開発と,レンダリングレンダリング結果とX線画像を自動で重ね合わせるための手法として,従来用いられている画像相関法を試行し,その有効性を検討している。さらに,ボリュームデータのレンダリングを高速化するため,画像処理ユニット(Graphic Processing Unit : GPU)を導入し,専用開発コードCUDAを用いたプログラム構築を進めている。平成26年度から平成27年度にかけての国際会議(成果発表)の旅費の支出が平成27年度分に計上されることになった.まず,25年度で明らかになった課題を解決するため,骨輪郭明瞭化のためのレンダリングアルゴリズムの開発と重ね合わせの自動化を実施する。さらに,ボリュームレンダリングを高速化するため,画像処理ユニット(Graphic Processing Unit : GPU)を導入し,専用開発コードCUDAを用いたプログラムを構築する。次に,関節における軟骨の接触状態を評価するためのアルゴリズムを開発する。すなわち,重ね合わせ画像において大腿骨軟骨と脛骨軟骨の接触を定義する手法を確立し,軟骨同士の干渉量を定量的に求める。この干渉量を境界条件として,有限要素法により接触応力を算出する。H27年度の旅費として支出予定である.MRIスキャンデータの容量が当初予定より小さく,データ保管用メディアに余裕が生じたため。解析データ保管用メディアの購入に充てる予定である。
トンネル電子線を用いた大気圧・低真空環境下でのナノプロセシングの開発

熱フィラメントCVD部とSTM部とを分離し、両者間の基板移動を精密ステージにより行い、ナノメータオーダーでの同一範囲内での一連の堆積過程のsemi in-situ評価/プロセシングが可能な装置を設計・試作した。基板移動にはマイクロメータを利用したステージを使用すると同時に基板支持棒へのインバー合金の使用により熱膨張の影響を抑えることで、ミクロンオーダーでの基板移動制御を可能とした。それと同時に、STM-フィラメント間にシャッターを設置してSTM部への熱的影響を最小限に抑えることにより、装置の作動域を従来のin-situナノプロセシング装置では不可能であったダイヤモンド堆積条件付近まで拡大した。また、ガス雰囲気中・低真空中におけるナノプロセシング用基板としてのHOPG基板使用の可能性を検討した。ダイヤモンドの堆積が確認され、CVD過程初期のナノメーターレベルでの微細構造観察に使用可能なことを確認した。以上の結果を基に、本装置の、ダイヤモンド薄膜合成などへ向けたCH_4-H_2系CVD初期過程のSTMによるsemi in-situ観察への応用を図った。フィラメント温度15002000°C、圧力50Torr、水素希釈のメタン濃度1%、堆積時間10秒の条件による堆積前後のsemi in-situ観察を行った。現状では原子レベルの象はまだ得られていないものの、数nmを解像可能であり、CVD初期過程に適用可能な状態にある。これにより、ダイヤモンドナノグラフォエピタキシーへの応用が期待される。(1)大気圧・低真空環境下でのSTM/AFMプロ-ブ先端形状評価法の開発原子サイズで構造の確定した標準試料のSTM像より逆にプロ-ブ先端の構造を確定する大気圧・減圧環境下での新しいナノ構造評価法の提案・開発を試みた。計算より、ステップ構造に対しては、プロ-ブ先端の曲率半径(R)はステップのエッジに、先端の開き角(2θ)はステップ側面に反映されていることが示唆された。PrーIrプロ-ブを用い、実際のSTM観察を行ない本評価法の有効性を調べた。標準試料としてリソグラフィ-処理により表面に1μm角の溝をつけたSiウエファ-および自然ステップが存在するBi系酸化物高温超伝導体膜を用いた。前者では、θのSTM像への反映は確認されたが、Rの10nmの精度で推定はできなかった。これは、ステッフが10nmの精度で切れていないためと考えられる。後者ではRの反映が見出された。(2)AFMナノプロセシングの開発大気圧下AFMナノプロセシング(ナノ加工、ナノ物性評価、ナノ構造評価)への応用を進めている。ナノ加工については、大気中でマイカ上に数十nmの大きさのドットを作製することに成功した。一方、ナノ物性評価については、Au、ダイヤモンド薄膜、マイカなどを対象にして大気中での距離ー力特性(フォ-スカ-ブ)測定を行った。今回の実験では、試料の表面状態(平坦さ、水蒸気などの吸着分子など)の厳密な制御を行っていないため、物質間の差以上に、それらの効果による違いが現れた。さらに、CVD法により作製したダイヤモンド膜の堆積時間依存性のナノ構造評価を大気中で行った。100nm程度までの構造は比較的簡単に得られたものの、それ以上の高倍率(数十nmの構造)ではプロ-ブの曲率半径数十nmと試料の平坦さ(20nm程度)との相互関係から、像の解釈においては十二分に考慮すべきである。熱フィラメントCVD部とSTM部とを分離し、両者間の基板移動を精密ステージにより行い、ナノメーターオーダーでの同一範囲内での一連の堆積過程のsemi in-situ評価/プロセシングが可能な装置を設計・試作した。基板移動にはマイクロメータを利用したステージを使用すると同時に、基板支持棒へのインバー合金の使用により熱膨張の影響を抑え、ミクロンオーダーでの基板移動制御を可能とした。

それと同時に、STM-フィラメント間にシャッターを設置してSTM部への熱的影響を最小限に抑えることにより、装置の作動域を従来のin-situナノプロセシング装置では不可能であったダイヤモンド堆積条件付近まで拡大した。また、ガス雰囲気中・低真空中におけるナノプロセシング用基板としてのHDPG基板使用の可能性を検討した。ダイヤモンドの堆積が確認され、CVD過程初期のナノメーターレベルでの微細構造観察に使用可能なことを確認した。以上の結果を基に、本装置の、ダイヤモンド薄膜合成などへ向けたCH_4-H_2系CVD初期過程のSTMによるsemi in-situ観察への応用を図った。フィラメント温度15002000°C、圧力50Torr、水素希釈のメタン濃度1%、堆積時間10秒の条件による堆積前後のsemi in-situ観察を行った。現状では原子レベルの像はまだ得られていないものの、数nmを解像可能であり、CVD初期過程に適用可能な状態にある。これにより、ダイヤモンドナノグラフォエピタキシーへの応用が期待される。
認知的枠組みの変容過程における社会的比較対象の相対化効果

Festinger(1957)の認知的不協和の理論は、不協和が生じた場合に人はこれを低減すること、および不協和を引き起こすであろう事態や情報を回避することを予測した。一方、認知的不協和を経験した場合であっても,不協和な認知要素が対等な重みをもって両立するように統合的・能動的に処理することにより,知識や信念が質的に変化し,認知的枠組み自体が変容する過程については十分な検討が加えられるには至っていない。そこで本研究は認知的枠組みの変容をもたらす諸条件を明らかにすることを目的として,矛盾する情報あるいは対立する意見に関与する二者間を相対化させること,および対立する二者間の相互依存関係を強化することの効果に着目し,4つの実験を行った。その結果,矛盾する対人情報を処理する際に自己と刺激人物とを相対化させることだけでは矛盾情報を統合化させる効果は見られず(第1実験),これとあわせて相互依存関係が成立していることの重要性が示唆された(第2,3実験)。そして対立する意見をもつ二者間の意見を統合化させることに対して,互いを相対化させることおよび相互依存関係を強化することは交互作用効果を持ち,相互依存関係を強化することにより意見調整を経て両者の意見のずれは小さくなる一方,相互依存関係を強化しない条件において両者を相対化する視点を導入すると,導入しない場合と比べて意見のずれがかえって大きくなること等が明らかになった(第4実験)。これらの結果は,認知的枠組みを再構造化する過程における対人関係の意義を示す。対人情報に関わる認知的枠組みの変容過程において、刺激人物と自己とを相対化する視点の導入が認知的葛藤を統合的に解消する効果を規定するかどうか、実験的に検証した。実験対象者(有効回答者)は日本福祉大学学生69名(男56名、女13名)、平均年齢21.2歳(SD0.84)であった。印象形成課題の刺激語は吉原(1991,2000)で使用したものと同様に5対の両極形容語を含む11語とした。まず対人情報の刺激語群を実験対象者に提示し、両極形容語を相反する特徴をもつものとして認知することを確認するため刺激語群を2人分に分類させ、予定していた語を含む人物についてのみ1回目の印象形成記述を行った。次に実験対象者と同性で同大学に通うある人物が自分のことをあらわす特徴として選んだとする形容語群を提示した。この刺激語群は上記11語のうち一人物として典型的に選択されやすい語群から成り、ここに不斉合情報が含まれるように刺激語を設定した。次に刺激人物と自己とを相対化する視点を導入する実験群は、刺激人物と自己との比較を行ない、自己と刺激人物の評価をSD尺度(10項目7件法)で行い、その後2回目の印象形成の記述を行った。一方統制群は刺激人物との比較を行わずに印象形成の記述を行った。さらに刺激人物に対して感じた親密さの程度を測定し(5件法)デブリーフィングの後実験を終了した。実験の結果、実験群・統制群の不斉合情報処理様式(吉原,1991)の度数を比較したところ、有意な偏りは見られなかった。一方、印象形成後の自己評価のうち、「重い-軽い」、「深い-浅い」というパーソナリティの奥行きに関わるSD尺度において実験群のほうがより「重く」、より「深い」という評価差が見られる傾向があり、さらに刺激人物評価においては「不安定な-安定した」という項目において実験群の分散が有意に大きく、また、より「安定した」という評価が高くなる傾向が見られた。以上から、自他を相対化する視点の導入により、認知的葛藤の解消に関わる間接的な効果が示唆され、さらに印象形成の内容を詳細に比較検討することなど、今後の展開課題が明らかになった。ネットワーク通信(TCP/IP規格)を利用してパーソナル・コンピュータを介した二者間のコミュニケーション場面を設定し、パートナーと自己とを相対化させる操作を実験プログラム(HSP言語使用)により行い、統制群との比較において相対化操作が態度変容に及ぼす効果を検討する実験を行った。

実験対象者は男女大学生、大学院生、大学職員計30名であった。実験手続きは吉原(2003)に準じた。実験対象者を同性でペアとし、ネットワークでつないだパソコンに着席させ、両者匿名の状態で画面教示に従って実験を進行させた。まず一般的態度についての測定を行い、両者の意見の類似性認知を統制する操作を行った。次に相対化操作として半数の実験参加者にはパートナーと自己を比較すること、他の参加ペアと自らのペアを比較すること、そして第三者として両者の力量を比較することを通して、自己とパートナーとを相対的にとらえる視点を導入した。次に1つのテーマについて意見の測定を行い、意見内容に関する自由記述の情報交換を行った。これを3セット繰り返し、最後に自尊感情の測定および実験概要の説明を行った。パートナーとの意見のズレを、反対方向をマイナス換算して従属変数とし、相対化操作を被験者間要因、意見測定の回数を被験者内要因とする二元配置分散分析を行った。その結果いずれの主効果、交互作用も見られず、相対化の視点を導入することによる態度変容への効果は見られなかった。しかし、実験対象者数が少ないこと、相対化群が3回の意見測定を通して意見のズレがより小さい傾向にあることは、コミュニケーションの目標設定を必要条件として加える必要性を示唆している。さらにパートナーと同方向へ意見が変化する割合が高い一方、葛藤水準が高いほどパートナーの態度と逆方向への意見変化量が有意に大きいことも、同様にコミュニケーションの目標設定の重要性を示唆しているといえよう。社会的文脈における認知的枠組みの変容過程を明らかにするため、これまでの研究成果をもとに二者間のコミュニケーション過程に焦点を当て、1つのトピックに対して意見を交換する(あるいは合意形成を行う)実験を行った。本年度は、二者間の相対性の視点の導入(2水準:有無)と一般的態度の類似性の操作(2水準:高低)に加え、二者間の相互依存関係(2水準:合意強化・非強化)をも操作し、さらに葛藤水準(3水準:高低無)を含めた4要因被験者間計画により、不協和情報への処理過程上の差異を検討する実験を行った。実験は学内ネットワークを利用し、実験プログラム(データベースソフトAccess使用)によりコンピュ-タを介した匿名二者間(同性)のコミュニケーション場面を設定し、各回集団で一斉に実施した(有効回答N=96)。各測定値および逐次コミュニケーション内容はすべてファイル上に記録された。コミュニケーション終了後の最終的な各被験者の態度に対する確信度を従属変数とする4元配置分散分析を行った結果、類似性と相互依存関係との間に有意な交互作用が認められた。コミュニケーションを行う両者の一般的態度が類似している場合には、互いの意見を一致させることを強く求められることにより、最終的には自分の意見に対する確信度を低下させることが明らかになった。記録されたコミュニケーション内容からは、このような状況下において意見が分かれた場合には、両者の意見が平行線をたどる傾向が強いことが示された。相手の言い分に耳を傾ける一方で自説を曲げるにも至らず自己の意見に対する自信が弱まっていることが示唆された。
創造的思考の理論に基づく創発的計算手法に関する研究

本研究の目的は,工学的問題解決における人間の負担軽減のため,人間だけが有する特異な能力であるところの"創造性"を計算機上に実現することである.まず,これまでに哲学や認知科学の分野において行われてきた研究に基づき,創造性に関する理論の数理化を行った.それらによれば,人間の創造性は二つの異なる思考過程の相互作用の結果であり,概念空間という思考空間上の二種類の変換として表現できる.これを,代数的記号論を用いた数理化を行った.すなわち,概念空間を記号系として表現し,この上の二種類の変換を記号的射として記述した.問題解決における創造性の役割は,新規な解の創出によって特徴付けられる.この目的のため,創発的計算手法についてこれまでも研究をすすめてきた.創発現象は生物の様々なレベルにおいて観測することができるため,進化や学習といった生物の適応手法に倣った計算手法が基礎的計算法として利用されてきたが,その理論的背景は十分ではなかった.本研究による創造的思考の数学モデルにより,理論的な裏付けを与えるとともに,目的に合致するように創発的計算手法を構成するための方法論が示されたと言える.これに基づき,共進化型の遺伝的アルゴリズムを構成した.このアルゴリズムでは,従来は人間が試行錯誤で行ってきた解候補から遺伝子への符号化を,解の探索過程において同時に探索を行う.これを典型的な組み合わせ最適化問題である騙し問題に適用し,人間が符号化を行った場合の単純遺伝的アルゴリズムに比べても良好な結果を得た.また,同様にモジュール型の強化学習を構成し,これを従来は試行錯誤,すなわち人間の創造性に任されてきた4足ロボットの歩行軌道獲得問題に適用し,良好な結果を得た.本研究の目的は,工学的問題解決における人間の負担軽減のため,人間だけが有する特異な能力であるところの"創造性"を計算機上に実現することである.本年度は「発散的思考」と「収束的思考」という二つの相互に関連する思考による創造性の実現という近年の哲学分野における代表的な考え方に基づく数学モデルの構築と,これの計算機上での実装を行った.数学モデルでは,Goguenらが提案した代数的記号論を用いた.まず,思考の対象となる概念によって定義される空間を記号系により定義し,「発散的思考」と「収束的思考」をその上での異なる2種類の変換として定義した.これは,基本的計算手法によらず計算機上に創造性を実現するための重要な基礎となると考えられる.続いて,この数学モデルに基づき,基礎的計算手法として強化学習を用いた場合および遺伝的アルゴリズムを用いた場合について,創造性実現のための計算手法を実装した.この成果については研究発表の1件目及び2件目において発表している.現在,これらの実装の有効性検証のため,実際的な工学問題として4足歩行ロボットの歩行軌道の獲得問題への適用を行っている.歩行ロボットの機構や制御については数多くの研究がなされているが,制御目標となる歩行軌道は試行錯誤すなわち人間の創造性に依存して決定されており,提案手法の有効性を検証する適当な問題だと考えた.研究発表の3件目はこれの初期段階における成果を報告したものである.まだ検証は十分でないものの,これまで人間が行ってきた創造的作業を計算機に支援させることの有効性を示す結果が得られている.本研究の目的は,工学的問題解決における人間の負担軽減のため,人間だけが有する特異な能力であるところの"創造性"を計算機上に実現することである.まず,これまでに哲学や認知科学の分野において行われてきた研究に基づき,創造性に関する理論の数理化を行った.それらによれば,人間の創造性は二つの異なる思考過程の相互作用の結果であり,概念空間という思考空間上の二種類の変換として表現できる.これを,代数的記号論を用いた数理化を行った.すなわち,概念空間を記号系として表現し,この上の二種類の変換を記号的射として記述した.問題解決における創造性の役割は,新規な解の創出によって特徴付けられる.この目的のため,創発的計算手法についてこれまでも研究をすすめてきた.創発現象は生物の様々なレベルにおいて観測することができるため,進化や学習といった生物の適応手法に倣った計算手法が基礎的計算法として利用されてきたが,その理論的背景は十分ではなかった.本研究による創造的思考の数学モデルにより,理論的な裏付けを与えるとともに,目的に合致するように創発的計算手法を構成するための方法論が示されたと言える.これに基づき,共進化型の遺伝的アルゴリズムを構成した.このアルゴリズムでは,従来は人間が試行錯誤で行ってきた解候補から遺伝子への符号化を,解の探索過程において同時に探索を行う.これを典型的な組み合わせ最適化問題である騙し問題に適用し,人間が符号化を行った場合の単純遺伝的アルゴリズムに比べても良好な結果を得た.また,同様にモジュール型の強化学習を構成し,これを従来は試行錯誤,すなわち人間の創造性に任されてきた4足ロボットの歩行軌道獲得問題に適用し,良好な結果を得た.