hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大脳皮質局所回路の構造と機能の解明

大脳皮質の重要な入力は、他の皮質と視床からの興奮性投射である。この他に、大脳基底部からのアセチルコリン、青斑核からのノルアドレナリン、縫線核からのセロトニンなどの投射があるが、これらは皮質の活動状態を調節している。これらの伝達物質は錐体細胞に直接作用するだけでなく、GABA細胞を介して間接的に錐体細胞に影響すると考えられる。アセチルコリンのアナログであるカルバコールや、ムスカリンが、GABA作働性シナプス伝達やGABA細胞にどのような影響があるかを脳切片標本で調べた。カルバコールやムスカリンを作用させると、錐体細胞、GABA細胞両方のGABA作働性抑制性電流の頻度と振幅が増大した。この増大は、テトロドトキシンやアトロピンおよびピレンゼピンで抑えられたので、1型のムスカリン受容体を介して、GABA細胞が興奮して錐体細胞やGABA細胞に抑制性シナプス電流が引き起こされたと考えられる。カルバコールやムスカリンをある程度持続的に脳切片標本にかけると、抑制性シナプス電流の増大のパターンには、持続的に増えているのと、0.1から0.3ヘルツの周期でバースト状に上昇するものの二種類があることがわかった。このうち周期的に増大する抑制性電流については、同一切片上の2つの細胞から同時に記録された場合には、低周波のバーストリズムは同期していたが、個々の抑制性電流は、同期していないことが多かった。この抑制性シナプス電流の増大パターンに対応して発火するGABA細胞を検索した。その結果、パルブアルミン陽性のFS(fast-spiking)細胞は、カルバコールやムスカリンによって発火せず、持続的に発火したりや、低周波で周期的に発火頻度を増大するものは、non-FS細胞の中にあることがわかった。アセチルコリン投射系は、GABA介在細胞のサブタイプごとに違う作用をおよぼし、局所回路の興奮性や周期的活動を調節していると考えられる。この抑制性シナプス電流の増大パターンに対応して発火するGABA

細胞を検索した。その結果、パルブアルミン陽性のFS(fast-spiking)細胞は、カルバコールやムスカリンによって発火せず、持続的に発火したりや、低周波で周期的に発火頻度を増大するものは、non-FS細胞の中にあることがわかった。アセチルコリン投射系は、GABA介在細胞のサブタイプごとに違う作用をおよぼし、局所回路の興奮性や周期的活動を調節していると考えられる。
胃切除後大球性貧血出現に関するVitamin B12結合蛋白(Transcobalamin II)の変化に関する検討

胃切除後長期経過中に認められる貧血の出現にVit.B12や葉酸の欠乏が関与することは広く知られているが、大球性貧血を認めてもVit.B12、葉酸欠乏を認めない症例も少なくない。cobalamin I,II,IIIのうち組織細胞内への移送機能を有するTranscobalamin II(TcII)と貧血との関係が報告されている。今回、Vit.B12、葉酸欠乏だけでは説明しえない胃切の貧血の原因をB12結合蛋白の側面から検討した。対象及び方法:胃全摘または胃亜全摘術施行後の63例(男女比44:19、術後期間3206ケ月)及び健常者コントロール5例を対象とした。上記対象につき、末梢血液像から貧血の有無とその種類により正常群、小球性貧血群、正球性貧血群、大球性貧血群に分類し、血清Vit.B12、B12結合蛋白総量(TBBC=Vit.B12+Vit.B12不飽和結合能)及び葉酸を測定、比較した。またTismanらの方法に準じ、HCI、PBS処理microfine glass(325mesh)にて血清TcIIを吸着させTcl&IIIを測定、TcII量を求めた。統計学的有意差検定はDunnettの多重比較により行った。結果:63例中37例(58.7%)に貧血を認め、小球性低色素性貧血4例、正球性貧血19例、大球性貧血14例であった。大球性貧血症例14例中、血中Vit.B12の低下(<250pg/ml)を認めたのは5例(35.7%)のみであり、葉酸値は14例とも正常範囲内であった。Vit.B12は、コントロール(856.6±195.1pg/ml)に比し、大球性貧血群(441.7±347.5pg/ml)、正球性貧血群(416.6±242.3pg/ml)において低下を認めたが(p<0.05)、TBBCは、大球性貧血群(2193.3±463.6pg/ml)及び正常群(2121.0±482.6pg/ml)においてコントロール(1411.2±410.8pg/ml)より増加していた(p<0.01)。大球性貧血群のうち血中B12の低下していない症例だけをみてもTBBCは2330.1±529.3pg/mlと増加していた。TcIIは、現在まで43例について測定したがコントロールに比し、各群とも有意な変化を認めなかった。まとめ:今回の検討症例中、大球性貧血を呈した症例の過半数において、血中B12は正常範囲とされている値以下には低下していなかったが、Vit.B12結合蛋白の増加が認められ、胃切後貧血の出現に潜在的なB12欠乏が関与している可能性が考えられた。TranscobalaminIIの変化に関しては症例を増やし更に検討中である。

TcIIは、現在まで43例について測定したがコントロールに比し、各群とも有意な変化を認めなかった。まとめ:今回の検討症例中、大球性貧血を呈した症例の過半数において、血中B12は正常範囲とされている値以下には低下していなかったが、Vit.B12結合蛋白の増加が認められ、胃切後貧血の出現に潜在的なB12欠乏が関与している可能性が考えられた。TranscobalaminIIの変化に関しては症例を増やし更に検討中である。
デジタル地形解析に基づく地形変化の定量化と水環境との関係の研究

台湾の流域における長期の侵食プロセスと土砂生産の特徴を解明するために、山地の流域と、その下方で堆積物を貯めている扇状地の地形構造を詳しく検討した.昨年度抽出した完新世扇状地に加えて、更新世の扇状地を抽出し、データの解析を行い、流域の地質の影響を検証した.また、デジタル標高モデルを用いて統一した基準で扇状地と上流域の特徴を検討し、量的な統計解析を行った.結果は以下のようにまとめられる.1)従来の台湾の研究では、土石流卓越扇状地と河流卓越扇状地は明確には分けられないと指摘されていたが、今回の検討によると、明確な区分が可能である.2)上記の扇状地の区分は地質とは関係がない.3)河流卓越流域は大面積・大勾配(35度と40度の間)であり、扇状地は大面積、小勾配(1度前後)である.4)土石流卓越流域は小面積・小勾配であり、扇状地は小面積かつ勾配が河流卓越扇状地より大きい.5)大勾配の流域に発達する河流卓越扇状地は勾配が小さく、小勾配の流域に発達する土石流卓越扇状地の勾配が大きい.この結論は、従来の扇状地研究で指摘されてきた内容とは大きく異なる.さらに、流域の面積、起伏、傾斜及びsteepness indexなどの地形的特徴が、扇状地の地形の特徴に与える影響を分析し、台湾の急勾配な流域が持つ動的平衡状態に近い地形構造が、既存研究と異なる結果をもたらした可能性を指摘した.また、本年度の研究結果の報告を国際会議、学会などで行い、国際誌に投稿する論文の執筆を行った.本研究は、地表面の形状を表現するDEM (Digital Elevation Model)とGIS(地理情報システム)を用いて地形解析を行い、流域の地形と、その下方に位置する扇状地の地形との対応関係を求めることを目的とする。今年度の研究では、最初に研究対象を絞る作業を行った。扇状地の発達がよい日本の流域と台湾の流域に関する既存研究によると、台湾の流域の侵食速度は日本の流域のそれよりもかなり速い。しかし、流域の地形構造と、その下方にある扇状地の地形構造の対応関係については、日本と台湾に関する比較検討は行われていないため、両者の特徴はまだ分かっていない。そのため、日本と台湾に分布する、面積2km^2以上の扇状地およびその上流域を対象として、解析を行うことを決めた。時間の関係で、今年度は主に台湾の流域を対象とし、上記の研究を行った.研究に必要な情報とデータを収集するために、台湾に出向いた。台湾大学地質研究科の研究者と議論と交渉を行った結果、台湾の40-m DEMを共同研究のために使えるようになった。また、台湾の1:50,000と1:25,000デジタル地質データや、近年の降水データなどを入手した。さらに、台湾の扇状地に関する野外調査も行った。一方、日本においては、50-m DEMおよび研究対象とする扇状地のデータを入手・整理した。続いて、DEMを用いた地形解析のための準備作業を行った。まず、DEMを用いた扇状地の抽出基準と抽出方法を決めた。現在は、扇状地の抽出を具体的に行いつつ、予察的なデータ解析を行っている。台湾の流域の侵食速度は日本の流域のそれよりもかなり速い。流域における長期の侵食プロセスと土砂生産の特徴を解明する一つの方法は,山地の流域と,その下方で堆積物を貯めている扇状地の地形構造を検討することである。そこで今年度は,40-m DEMを用いて,台湾の面積2km^2以上の完新世扇状地およびその上流域を対象とする地形解析を行った。上流域の面積,起伏,平均傾斜,および扇状地の面積,起伏,平均傾斜,扇頂角度,縦長/横長比といった地形量を求めた。上流域と扇状地の平均勾配と面積との関係から,調査した流域および扇状地は二つのタイプに区分された。Type1は大面積・急勾配(3540度)の上流域と,大面積・緩勾配(1度前後)の扇状地で構成される。Type2は小面積・緩勾配の上流域と,小面積・急勾配の扇状地で構成される。Type1とType2では,上流域と扇状地に関する他の地形量の特徴も明確に異なっている。二つのタイプに属する扇状地は,Type1が河流卓越型の扇状地であり,Type2が土石流卓越型の扇状地と考えられる。台湾では,この二種類の扇状地が,地形の特徴によって非常に明白に二分されることが判明した。また,他地域の研究では強い相関が指摘されていた関係(たとえば,流域面積と扇状地勾配との負の相関)が,各タイプにおいて成立していないといった,従来とは異なる見解も得られた。平成19年度には,日本についても同様の解析を行い,結果の比較を行う予定である。台湾の流域における長期の侵食プロセスと土砂生産の特徴を解明するために、山地の流域と、その下方で堆積物を貯めている扇状地の地形構造を詳しく検討した.昨年度抽出した完新世扇状地に加えて、更新世の扇状地を抽出し、データの解析を行い、流域の地質の影響を検証した.また、デジタル標高モデルを用いて統一した基準で扇状地と上流域の特徴を検討し、量的な統計解析を行った.

結果は以下のようにまとめられる.1)従来の台湾の研究では、土石流卓越扇状地と河流卓越扇状地は明確には分けられないと指摘されていたが、今回の検討によると、明確な区分が可能である.2)上記の扇状地の区分は地質とは関係がない.3)河流卓越流域は大面積・大勾配(35度と40度の間)であり、扇状地は大面積、小勾配(1度前後)である.4)土石流卓越流域は小面積・小勾配であり、扇状地は小面積かつ勾配が河流卓越扇状地より大きい.5)大勾配の流域に発達する河流卓越扇状地は勾配が小さく、小勾配の流域に発達する土石流卓越扇状地の勾配が大きい.この結論は、従来の扇状地研究で指摘されてきた内容とは大きく異なる.さらに、流域の面積、起伏、傾斜及びsteepness indexなどの地形的特徴が、扇状地の地形の特徴に与える影響を分析し、台湾の急勾配な流域が持つ動的平衡状態に近い地形構造が、既存研究と異なる結果をもたらした可能性を指摘した.また、本年度の研究結果の報告を国際会議、学会などで行い、国際誌に投稿する論文の執筆を行った.
ファジィ連想記憶を技術要素としたマルチメディアデータベースの研究

(1)ファジィ連想記憶を技術要素としたマルチメディアデータべースの研究マルチメデアデータは,文字情報,音声情報,画像情報に分類されるが,本研究では画像情報に焦点を絞って研究を進めた.画像情報を記憶する時に画像に含まれている内容をクラスタリングすることによって画像中に描かれているシーンを記述することがデータべースの効率的検索の観点から必要であることが判明した.また,クラスタリングするときには,人間の主観に適合するようにクラスタリングする必要がある.このことによってより利用者にフレンドリーなデータベースの検索が可能となる.今年度の研究では,このクラスタリングの研究にウエイトをおいて研究を進めた.人間の主観に適合するクラスタリングを行うために,画素をその周囲の画素からファジィ集合で符号化することによって行った.また,クラスター間の距離はファジィ距離に基づいて計測し,最適化アルゴリズムによってクラスタリングを行った.このように,画像の内容をクラスタリングに分類し意味を付与することによってデータべースに記憶すべきプロトタイプのデータを生成した.(2)データべースを大規模化するための問題点の研究ファジィ集合を用いて記憶するデータを符号化するとデータ量が多くなるため画像データのような大規模なデータを記憶するときに問題が発生する.符号化したファジィ集合を効率的に記憶するアルゴリズムを開発した.本研究課題では,マルチメデアデータベースを作成するための基盤技術となるファジー連想記憶システムを研究した。ファジー連想記憶を実現するために,(1)連想記憶に記憶する情報を入力された情報からファジー集合で表現する方法を研究した。記憶するためのパターンは,複数の画素で表現される。本研究では,画素値が2値で表現される場合について表現法を研究した。その結果,画素の2値としての出現頻度にしたがってメンバーシップ関数を決定する方法を考案した。従って,入力された情報は,ファジー集合に変換されて,連想記憶に記憶される。次に連想記憶を実現するためには,(2)入力された情報から記憶されたファジー情報を読み出すルールを見いだす必要がある。本研究では,記憶されたファジーパターンに対応するファジー出力パターンを作成し,入力されたパターンとファジー出力パターンからマンダニの推論によって,記憶されたパターンを読み出すアルゴリズムを見いだした。さらに,本研究では,(3)記憶から想起されたパターンがファジー集合で表現されているため,クリスプ集合に変換する必要がある.重心法に基づいてファジーパターンをクリスプパターンに変換するアルゴリズムを提案した。提案したファジー連想記憶を評価するために従来の連想記憶と比較を行った。その結果,提棄した方法は,パターンの特徴をとらえてパターンを想起することができた。また,雑音の対する信頼性も高いことが示された。(1)ファジィ連想記憶を技術要素としたマルチメディアデータべースの研究マルチメデアデータは,文字情報,音声情報,画像情報に分類されるが,本研究では画像情報に焦点を絞って研究を進めた.画像情報を記憶する時に画像に含まれている内容をクラスタリングすることによって画像中に描かれているシーンを記述することがデータべースの効率的検索の観点から必要であることが判明した.また,クラスタリングするときには,人間の主観に適合するようにクラスタリングする必要がある.このことによってより利用者にフレンドリーなデータベースの検索が可能となる.今年度の研究では,このクラスタリングの研究にウエイトをおいて研究を進めた.人間の主観に適合するクラスタリングを行うために,画素をその周囲の画素からファジィ集合で符号化することによって行った.また,クラスター間の距離はファジィ距離に基づいて計測し,最適化アルゴリズムによってクラスタリングを行った.このように,画像の内容をクラスタリングに分類し意味を付与することによってデータべースに記憶すべきプロトタイプのデータを生成した.(2)データべースを大規模化するための問題点の研究ファジィ集合を用いて記憶するデータを符号化するとデータ量が多くなるため画像データのような大規模なデータを記憶するときに問題が発生する.符号化したファジィ集合を効率的に記憶するアルゴリズムを開発した.(1)ファジィ連想記憶を技術要素としたマルチメデアデータベースの研究マルチメデアデータは,文字情報,音声情報,画像情報に分類されるが,本研究では画像情報に焦点を絞って研究を進めた.画像情報を記憶する時に画像に含まれている内容をクラスタリングすることによって画像中に描かれているシーンを記述することがデータベースの効率的検索の観点から必要であることが判明した.また,クラスタリングするときには,人間の主観に適合するようにクラスタリングする必要かある.このことによってより利用者にフレンドリーなデータベースの検索か可能となる.今年度の研究では,このクラスタリングの研究にウエイトをおいて研究を進めた.人間の主観に適合するクラスタリングを行うために,画素をその周囲の画素からファジィ集合で符号化することによって行った.また,クラスター間の距離はファジィ距離に基づいて計測し,最適化アルゴリズムによってクラスタリングを行った.このように,画像の内容をクラスタリングに分類し意味を付与することによってデータベースに記憶すべきプロトタイプのデータを生成した.(2)データベースを大規模化するための問題点の研究ファジィ集合を用いて記憶するデータを符号化するとデータ量が多くなるため画像データのような大規模なデータを記憶するときに問題が発生する.符号化したファジィ集合を効率的に記憶するアルゴリズムを開発した.
糖尿病患者の自己管理におけるパターンマネージメントの支援方法について

1.パターンマネージメントのあり様について糖尿病専門外来通院中の糖尿病患者5名(男性3名、女性2名、年齢32歳78歳、平均54歳)に面接調査を行った。A氏は、1型糖尿病で糖尿病歴は約10年であった。自己管理について「あまり考えていない」と話し、自己血糖測定を月45回行っているにも関わらず「測定した値を見てどうこうすることはない」と自己管理に血糖測定の結果を活かすことはなく、インスリン量も医師の指示通りで自分で微調整することは全くなかった。生活状況を聞いて見ると2パターンの変則勤務をしていること、仕事の配置部署により運動量が変化すること、趣味のサーフィンによる運動量が季節によって違うことなどが把握できた。食事は10年に及ぶ療養生活の中で自分にあった量をつかんでおり、種類、内容にあまり変化のない一定の食事内容となっている状況があった。こうした状況とHbA1cの推移とを照らし合わせながら、A氏との会話を進めると「冬は多くの海まで行かないとサーフィンができないので海に入っている時間が短くなるからHbA1cが上昇するのかも」「最近仕事が忙しい時期で、あまり動かないところだから運動量が減っていることが(血糖の上昇に)関係しているかも、朝か夕にマラソンをしてみようかな」と自ら話された。このようにA氏では、【生活状況の変化に伴う運動量の変化】が血糖の変動に影響していた。A氏は自ら意図的に自己のパターンを把握した自己管理を行っている状況ではなかったが、援助者との生活の振り返りの中で、血糖の変動に関わる生活状況のパターンを見つけることができた。同様にその他の対象者では、【(他疾患の治療のための)ホルモン療法に伴う過食】【精神的な浮き沈みによる自己管理への意識の変化】【季節(気温)の変化による代謝量の変化】【(他疾患の治療のための)化学療法中の発熱】などの血糖の変動に関わるパターンがあった。これらは、すでに患者自身で意図的に自己管理に活用しているものもあれば、研究者との面接の中で意識化され自己管理への活用が可能となる場合もあった。2.パターンマネージメントの支援について面接を行った5名の対象者のうち1名に対し、約9ヶ月5回にわたるパターンマネージメントの支援を中心においた看護援助を行った。9ヵ月後、9.8%であったHbA1cは5.8%に低下した。糖尿病患者の自己管理におけるパターンマネージメントの実態とその支援方法をについて明らかにする研究を行うにあたって平成16年度は、下記を実施した。1.文献によるパターンマネージメントの支援方法の検討2.事例によるパターンマネージメントの支援方法の検討糖尿病看護の経験を持つ看護実践者より提供された事例をもとにパターンマネージメントの支援方法について事例検討を3回行った。その意見交換の中で、血糖値の変化や悪化の原因を探るとき、パターンマネージメントの考え方をもとに多角的な原因追及を行うことで、一面的、画一的な捉え方を避けることができる、患者が「なんとなく」行っているパターンマネージメントを明らかにすることでその方法を意識化できより有効に自己管理に活用していくことができるのではないか、その人にとってのパターンを明らかにするあるいは見つけるプロセスが重要な支援となるのではないかなど具体的な事例を通して考えることができた。1.2.の検討をもとに研究方法を具体化し、部局の倫理審査の承認を得て、現在データ収集を行っている段階である。

2.パターンマネージメントの支援について面接を行った5名の対象者のうち1名に対し、約9ヶ月5回にわたるパターンマネージメントの支援を中心においた看護援助を行った。9ヵ月後、9.8%であったHbA1cは5.8%に低下した。
エンタングルメントの視点に基づく相転移現象の解析

昨年度に引き続きフラクタル系について、テンソルネットワーク形式を用いたフラクタル系の数値解析を行い、得られた結果を報文に取りまとめる作業を行なった。代表的なフラクタルであるシェルピンスキー三角形の上に構築された横磁場イジング模型の基底状態解析を、高次テンソル繰り込み群手法(HOTRG)によって行なった所、横磁場の強さに応じて秩序・無秩序転移が起きることが確認できた。また、その際の臨界指数が、2次元以上3次元以下の古典イジング模型に相当する値となることが判明した。但し、この有効的な空間次元が、格子のフラクタル次元と一致しているようには見えなかった。これらの結果を論文に取りまとめ、出版した。特に計算上のテクニカルな問題として、初期テンソルの構成方法に注意が必要であることを、空間方向・虚時間方向のそれぞれについてのエンタングルメント・エントロピーの値から示し、効果的な対策について、提言を行なった。新たな取り組みとして、結合が密なフラクタルである、シェルピンスキー・カーペット上の古典イジングモデルの熱力学的性質についても、HOTRG法を用いた数値解析を行なった。このフラクタルは、一見すると8個の四角い部分系から構成されているように見えるが、その見かけに従って系を分割することは、系か持つ自然なエンタングルメント構造を破壊することに等しい。なるべく少ない結合を切ることによって、系を分解することが重要である。この見地に基づき、斜め方向に系を切り分け、再起的にフラクタルを構成して行く形で、HOTRG法に用いる局所テンソルを与えた。結果として、秩序・無秩序転移が起き、2次元以下の系に相当する臨界指数が観測された。また、局所的な物理量を観察すると、その振る舞いが格子状の場所によって大きく異なることが判明した。これらの結果を報文に取りまとめ、プレプリントとして公開した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。フラクタル格子上の古典統計力学的系の、テンソルネットワーク手法による熱力学解析を中心に、相転移現象の解析を進めた。まず準備として、立方格子状の3次元イジング模型の高次特異値分解を用いたテンソル繰り込み群(HOTRG)手法による内部エネルギー及び自発磁化の計算を行い、モンテカルロ法による計算結果とほぼ同一の結果が得られることを確認した。この試行計算プログラムを改変することにより、3次元的なフラクタル格子上のイジング模型について、その臨界現象を解析した。この格子は、大きさ4x4x4のブロックから32個の格子点を除いたもので、フラクタル次元は3以下である。内部エネルギーと磁化が示す臨界指数からは、熱力学的な有効空間次元が2以下であることがわかった。もう一つの研究対象として、空間的に非一様で、回転や空間反転の対称性も持たない、ランダムスピン系を考え、行列積状態を用いた熱力学的定常状態の解析を進めた。特に、ボンド相互作用が+J又は-Jである、ボンドランダムイジング模型の相転移を、系の表面状態を量子力学的波動関数に見立てることによる、エンタングルメント・エントロピーの温度依存性に着目して、臨界点付近の特異性を数値解析した。その結果、内部エネルギーに特異性が現れないことが知られている西森ポイント直上であっても、エンタングルメント・エントロピーには鋭いピーク形状の特異性が現れることが判明した。非一様系について、新たな方向への探索の一環として、多数のエージェントが互いに相互作用しつつ、状態発展して行く社会的模型についても検討を始め、ネーミング模型などが非一様な格子上で示す状態変化を追う計算シミュレーションを行った。エージェント同士が出会った際の局所的状態変化のルールが状態変化の速さに影響を与えることを確認し、スケールフリーネットワーク上では、一様格子とは様相が異なることが観察できた。非一様な統計物理系の平衡状態解析を、テンソルネットワーク形式を用いた大規模数値計算により進めるという、当初の目的は、いくつかの限られた構成を持つフラクタルに限ってではあるが、具体的に相転移解析を行うなど明示的に実現されたと言って良いだろう。フラクタルのバリエーションを増やし、ハイパースケーリングの成否を判定して行くため、システマティックなフラクタルの生成を検討を行っている。格子の階層生が臨界現象に与える影響を検討する目的で、系のあらゆる場所で、局所的なエネルギーや磁化を計算する手法も確立した。その結果として、結合するブロックの大きさにより、結合部分の特異性が異なって来ることが判明している。この、一様系にはない場所依存性については、まだ定性的な理解が得られていないので、簡単な実空間繰り込み群のモデルを通じて、試行的な考察を行っている所である。ランダムスピン系については、統計的なランダム平均を並列計算により高速に進める方法を確立し、統計誤差を1/3以下に抑えることが可能となった。高速な計算ライブラリを、パイソンなど最近のプログラミング言語から用いる方法に習熟したことも、計算の効率化に大きく寄与した。このような計算を通じて求められたエンタングルメント・エントロピーのスケーリング解析では、原田氏により開発された、ベイズ推定を用いた外挿により、先見的な知識を用いることなく臨界指数を決定することが可能となった。更に統計誤差を圧縮する目的で、スーパーコンピューターを用いた並列計算を導入することにし、京コンピューターの利用も、部分的にではあるが、導入している。これは、将来的により高性能の並列計算機器が利用可能になった時点で、直ちにより大規模な数値解析に取り掛かる準備でもある。

以上の経緯を通じて得られた成果について、報文に取りまとめる作業を順次進めている状況である。昨年度に引き続きフラクタル系について、テンソルネットワーク形式を用いたフラクタル系の数値解析を行い、得られた結果を報文に取りまとめる作業を行なった。代表的なフラクタルであるシェルピンスキー三角形の上に構築された横磁場イジング模型の基底状態解析を、高次テンソル繰り込み群手法(HOTRG)によって行なった所、横磁場の強さに応じて秩序・無秩序転移が起きることが確認できた。また、その際の臨界指数が、2次元以上3次元以下の古典イジング模型に相当する値となることが判明した。但し、この有効的な空間次元が、格子のフラクタル次元と一致しているようには見えなかった。これらの結果を論文に取りまとめ、出版した。特に計算上のテクニカルな問題として、初期テンソルの構成方法に注意が必要であることを、空間方向・虚時間方向のそれぞれについてのエンタングルメント・エントロピーの値から示し、効果的な対策について、提言を行なった。新たな取り組みとして、結合が密なフラクタルである、シェルピンスキー・カーペット上の古典イジングモデルの熱力学的性質についても、HOTRG法を用いた数値解析を行なった。このフラクタルは、一見すると8個の四角い部分系から構成されているように見えるが、その見かけに従って系を分割することは、系か持つ自然なエンタングルメント構造を破壊することに等しい。なるべく少ない結合を切ることによって、系を分解することが重要である。この見地に基づき、斜め方向に系を切り分け、再起的にフラクタルを構成して行く形で、HOTRG法に用いる局所テンソルを与えた。結果として、秩序・無秩序転移が起き、2次元以下の系に相当する臨界指数が観測された。また、局所的な物理量を観察すると、その振る舞いが格子状の場所によって大きく異なることが判明した。これらの結果を報文に取りまとめ、プレプリントとして公開した。引き続き、非一様系の統計力学解析を進めて行く。フラクタル系のバリエーションを増やす目的で、正方格子からサイトを間引いた形状を持つ、シェルピンスキー・カーペットにまず着目したい。このフラクタルは異なる形を持つ二つのブロックが再帰的に組み合わさることで生成され、これまで取り扱って来たフラクタルに比べて、複雑な構造を持っている。まず、この格子生成に合わせた繰り込み群手法を確立したい。また、空間次元を調整する目的で、負の曲率を持つ双極格子上で生成されるフラクタルについても、熱力学解析を検討して行く。拡張の一環として、フラクタル格子に乗った、量子スピン系の基底状態解析に、新たに取り組む。具体的には、三角格子からサイトを間引いた形状を持つ、シェルピンスキー・ガスケット上の横磁場イジング模型の基底状態相転移を解析対象とする。分配関数を表す、虚時間発展をトロッター・鈴木変換により古典格子上で表現することにより、高次特異値分解を用いたテンソルネットワーク繰り込み群を適用し、絶対零度での物理量を精密に定量評価して行く予定である。
電流熱磁気効果測定を利用した高ゼーベック係数発現の機構解明

これまでに実験的にナノ構造材料を利用してゼーベック係数の向上に伴った性能の向上が報告されているが、その物理的な背景までは解明されていない事が多い。本研究では、電流磁気効果や熱磁気効果を測定することにより、ゼーベック係数の決定要因である散乱機構や有効質量等の詳細な物性値を実験的に同定し、ゼーベック係数が向上した原因を解明する手法を確立する。この手法は熱電材料開発における設計指針を立てる上で重要な評価技術となる事が期待される。
NPOによるシングルマザーの就労支援に関する研究

1.シングルマザーを対象に行ったインタビュー調査(調査方法はP・ブルデューの「社会分析」を使用)とアンケート調査をもとに、リスク社会におけるシングルマザーの就労実態について明らかにし、「リスク社会とシングルマザーの就労-『家族の個人化』と『グローバリズム』-」として論文化した。この研究から明らかとなったことは以下の通りである。不安定な雇用に関わるリスクを回避するために、正社員になりたいというニーズや、専門的な仕事や事務職に就きたいというニーズは比較的高かった。また、「キャリアアップしてもっと豊かな生活がしたい」、人も比較的多かった。だが、一方で、「何とか今の生活水準が維持できれば十分である」と考える人も少なくなかった。安定した就労に就いているためにこうした考えをもつ人もいるが、多くの人は、「幼い子どもがいる女性の仕事は所詮このようなもの」と、安定した仕事に対して「諦め観」を抱いている。この諦め観め背後には労働市場における女性が不利な立場にあるという社会構造上の問題が存在するが、この社会構造上の問題と関わって、諦め観の背後には、(1)幼い子どもはできるだけ長く母親が面倒をみなければならないという女性労働に対する意識と(2)就労を困難にさせる家族のリスクを一人で受け止めなければならない状況が存在することが明らかとなった。2.シングルマザーの就労支援を行っている日本のNPO3ヶ所と韓国のNPO4ヶ所に対する就労支援に関するインタビュー調査をもとに、日韓のシングルマザーの状況、就労支援政策、NPOによる就労支援の現状と課題、そして今後の就労支援のあり方について、上記の調査結果も踏まえながら、論文化し、学会誌に投稿した。1、14名のシングルマザーを対象にした就労困難性に関する聞き取り調査の結果を分析した。U・ベックは、リスク社会のリスクのひとつとして、専業主婦が離婚によって新しい貧困に苛まれるという状況に着目しているが、本調査においても同じ様な状況が見られた。その他、本調査では、就労支援などに関する福祉情報がシングルマザーに十分に行き届いていないという問題が明らかになるとともに、幼い子どもはできるだけ親が面倒を見るべきだという「子育て観」がシングルマザーの就労形態に影響していることが明らかとなった。2、あるシングルマザー(Aさん)がなぜ11歳の実子を餓死させてしまったのかを、U・ベックのリスク社会論とP・ブルデューの社会的排除論にもとついて分析した。本研究では、子どもの餓死の理由は、不安定な就労の他に、福祉事務所や母子寮(現在の母子生活支援施設)といった福祉の「場」における否定的な経験、及び家族、風俗店、地域といった複数の「場」からの排除によるものであることが明らかとなった。その上で、複数の「場」からの社会的排除をリスクの輻輳と個人化として捉えることの重要性について明らかにした。3、シングルマザーになった時点において、シングルマザーの就労を困難にしている要因(学歴、資格、キャリア、子育てのサポート、子育て観など)を明らかにできるような調査票を作成し、岡山県と広島県のシングルマザー330人を対象にアンケート調査を実施した。4、フランスで、社会的排除に関する資料とフランスの母子福祉政策に関する資料を収集するとともに、フランス人の研究者と現在のフランスの母子福祉政策の状況について意見を交わした。1.岡山県と広島県のシングルマザーを対象に行った、就労を困難にしている要因に関するアンケート調査結果を、中国地方母子寡婦福祉連合会のシンポジュウムと日仏社会学会で発表した。この調査から、たとえば、製造業や建設業よりも、サービス業や医療・福祉の仕事を好んで選択していることが明らかとなった。また、母子家庭になったときに、資格を取得したいと思った人が多かったのに対し、実際に資格を取得した人は少ないことも明らかとなった。さらに、子どもが病気になるなどの緊急時の子育て支援のニーズが高いにもかかわらず、誰からも援助を受けることができなかった人が25.0%いることなども明らかとなった。2.シングルマザーの会員確保に比較的成功している広島市の母子寡婦福祉連合会を対象に、会の活動と就労支援の現状と課題に関するインタビュー調査を行った。この調査から、たとえば、広島市から委託され、母子家庭等職業・自立支援センターを開催して以降、手厚い就労支援ができるようになったことが明らかとなった。一方で、就労意欲のない人をいかに就労に結びつけていくかという課題があることも明らかとなった。3.韓国で、2つの母子福祉施設とシングルマザーを支援している女性団体に対して、韓国におけるシングルマザーの就労支援の現状についてインタビュー調査を行うとともに、韓国の母子福祉政策に関する資料収集を行った。母子福祉施設では、就労支援、子育て支援、心理的な支援、シングルマザーと家族との関係調整など、かなりきめ細やかな総合的な支援が行われていることが明らかとなった。4.中国地方の寡婦を対象に、「就労の満足度とQOLとの関係」に関するアンケート調査を行った。

安定した就労に就いているためにこうした考えをもつ人もいるが、多くの人は、「幼い子どもがいる女性の仕事は所詮このようなもの」と、安定した仕事に対して「諦め観」を抱いている。この諦め観め背後には労働市場における女性が不利な立場にあるという社会構造上の問題が存在するが、この社会構造上の問題と関わって、諦め観の背後には、(1)幼い子どもはできるだけ長く母親が面倒をみなければならないという女性労働に対する意識と(2)就労を困難にさせる家族のリスクを一人で受け止めなければならない状況が存在することが明らかとなった。2.シングルマザーの就労支援を行っている日本のNPO3ヶ所と韓国のNPO4ヶ所に対する就労支援に関するインタビュー調査をもとに、日韓のシングルマザーの状況、就労支援政策、NPOによる就労支援の現状と課題、そして今後の就労支援のあり方について、上記の調査結果も踏まえながら、論文化し、学会誌に投稿した。
3次元ベクトル型走査型非線形誘電率顕微鏡の開発と3次元ドメインエンジニアリング

本研究では、強誘電体材料の強誘電分極の向きが試料表面に対して傾斜しているような場合でも計測し、ベクトル表示することが可能な3次元ベクトル型走査型非線形誘電率顕微鏡システムを開発し、強誘電材料のドメインの評価と、人工的に形成したドメインを利用した3次元ドメインエンジニアリング技術へ応用するための基礎研究を目的とした。昨年度までの研究で、面内方向については、分極の向き(角度)を絶対値で求めることが可能となっており、仰角方向には、上向きの成分(或いは下向きの成分)の強弱と、材料がとりうるドメインとを併せて考えることで3次元的な分極方向を決定することが可能となったが、仰角の絶対値を求めるには至っていなかった。本年度は、座標回転後の非線形誘電率の値を元に、計測している容量変化から仰角方向の絶対値計測を行うことを試みた。実際に電圧印加により作製された周期分極反転LiNbO_3単結晶を、分極の向きが仰角方向に45度傾斜するように切り出し、その分極の向きの絶対値計測を行った。その結果、誤差1度の精度で角度が求まり本手法の有効性を確認した。本研究課題による3次元ベクトル型走査型非線形誘電率顕微鏡は、将来の強誘電デバイス材料の評価技術として極めて有効であり、強誘電材料やデバイスの開発へ大きく貢献するものである。また、3次元ベクトル型走査型非線形誘電率顕微鏡は、強誘電体記録の多値記録の読み取りデバイスへの応用も考えられ、将来へ発展する研究成果が得られたと言える。本研究では、強誘電体メモリ、弾性波フィルタ、圧電アクチュエータ、光デバイスなどに広く応用されている強誘電体材料の分極を、試料表面に対して傾斜しているような場合でも3次元ベクトルとして計測可能なシステムを開発し、強誘電材料のドメインの評価と、人工的に形成したドメインを利用した新デバイスの可能性を探求し、「3次元ドメインエンジニアリング技術」の基礎的な研究を行うことを目的として研究を行っている。本年度は、研究代表者が考案した探針直下に回転電界を印加したときの非線形誘電率の変化に着目した新しい計測手法を用いて、将来重要な役割を担うと考えられる強誘電体などの極性材料の分極分布を3次元ベクトルとして計測・評価できるシステムを作製し、それを用いた材料評価技術の研究を行った。具体的には、(1)非線形を生じさせるための電界の印加方法と電極構造の検討、(2)微小な信号計測を行うためのノイズ除去の方法についての検討、(3)試料の傾斜等による電界印加の不均一を補正するための、電位モニタの開発とそれによる補正電界印加のフィードバック機構の開発を行い、(4)強誘電分極を3次元的に計測する3次元ベクトル走査型非線形誘電率顕微鏡システムを開発した。また、(5)開発した装置を用いて、非線形光学デバイスに用いられる、周期分極反転LiNbO_3単結晶の断面を計測し、その分極分布の計測を行い、本システムの有効性を確認した。更に、(6)開発した装置を用いて、90°ドメインを有する代表的な強誘電体の一つであるBaTiO_3セラミックス、及び単結晶を計測し、分極の面内方向成分と垂直方向成分を同時に計測することで、3次元的に分極方向を計測することに成功した。
神経芽腫幹細胞の同定とBclー2阻害剤およびRA誘導体による新規治療法の開発

難治性小児固形腫瘍である神経芽腫に対する低毒性治療薬としてのレチノイン酸は、神経分化誘導・細胞増殖抑制・アポトーンス誘導といった作用を示す。この治療効果を増強する新規治療法を開発すべく各作用の分子機序を解析した。抗アポトーンス蛋白Bcl-2を阻害するとアポトーンスは増強し、分化誘導にはPI3K-Akt経路の活性化が重要である事が明らかとなった。またレチノイン酸によるPI3K-Aktの活性化には細胞膜上の神経栄養因子受容体Trk-Bの誘導が関与している事が示唆され、分子標的療法の重要な標的分子の一つと考えられた。人体に低毒性でありながら神経芽腫(NB)に対する抗腫瘍活性を有するレチノイン酸(RA)は、多くのNBに対して分化を誘導するが、一部ではアポトーシスを誘導して強い腫瘍抑制効果を示す。我々は2006年に以下の事を報告した:(1)RAによるアポトーシスは、抗アポトーシス蛋白Bcl-2が少ない一部のNBで誘導され、Bcl-2が高発現のNBは分化する。(2)Bcl-2阻害剤HA14-1を併用するとBcl-2高発現の場合でもアポトーシスが誘導される。つまりBcl-2は、多くのNBが持つ、アポトーシス反応に対するブレーキの役割を持つと言える。そこで、実験動物や人体に投与可能とされる新規Bcl-2阻害剤、ABT-737を用いる実験を計画したが、米国Abbott本社との本試薬提供契約の最終段階で、我々の実験系で用いるNB細胞株の使用許諾条件(非商業的利用に限る)がネックとなり入手できなかった。このため、アポトーシス反応のブレーキを壊す(Bcl-2阻害剤)実験だけでなく、RA投与後のアポトーシス反応のアクセルとなる可能性のある様々なシグナル伝達経路を解析する実験を行った。こうした経路の代表としてAkt経路および3種のMAPキナーゼ経路(ERK、JNK、p38MAPK)が挙げられる。RA処理した4つのNB細胞株(アポトーシスする2株と分化する2株)の蛋白を用い、上記4種のシグナル経路のリン酸化による活性化をウエスタン法で比較すると、Akt経路は分化する細胞株のみで強く活性化され、JNKはアポトーシスする株で活性化された。ERKは全ての株で活性化され、p38MAPKはいずれの株でも活性化されなかった。ここでAkt、ERK、JNK各経路のリン酸化阻害剤を用いてそれぞれのシグナルを止める実験を行った。いずれもRAによるアポトーシスには影響を与えなかったが、分化する株で活性化していたAkt経路の抑制によって、RAによる分化誘導作用が減弱した。今回の解析では、NBにおけるシグナル伝達経路のうち、RAによるアポトーシス誘導に重要な経路は発見されなかったが、分化誘導にはAkt経路の活性化が重要である事が見出された。我々は2006年に以下の事を報告した: (1) RAによるアポトーシスは、抗アポトーシス蛋白Bcl-2が少ない一部のNBで誘導され、Bcl-2が高発現のNBでは神経分化が誘導される。(2) Bcl-2阻害剤HA14-1を併用するとBcl-2高発現の場合でもアポトーシスが誘導される。昨年度よりNB細胞におけるRA投与後の細胞内シグナル伝達経路の分析を行い、RAによるアポトーシスや分化の誘導の機序を解析してきた。RA処理した4つのNB細胞株(アポトーシスする2株と分化する2株)の蛋白を用いたウエスタン法による解析では、PI3K-Akt経路が分化する細胞株のみで強く活性化されていた。ここでRAにより分化する細胞株内でPI3K-Akt経路のリン酸化阻害剤を用いてシグナルを抑制する実験を行ったところ、神経突起伸長反応の減少ならびに神経分化マーカーであるGAP43蛋白の発現低下が観察され、RAによる分化誘導作用が減弱している事が確認された。この事からNB細胞におけるRAの分化誘導作用には、PI3K-Akt経路の活性化が重要である事が見出された。またこの際、PI3K-Akt経路活性化が始まる始点の候補として様々なチロシンキナーゼ受容体(RTK)遺伝子の発現を半定量RT-PCR法で検討したところ、RAにより分化する細胞株において、分化に先行してTRK-B遺伝子の発現が誘導されている事が明らかとなった。TRK-Bは神経細胞特異的なRTKであり、その高発現はNBにおいて予後不良因子として確立している遺伝子である。本研究によってTRK-B遺伝子の発現誘導がRAによるNB細胞への様々な作用、特に分化誘導反応に関与する可能性が示された。
根系育種推進のための国際共同研究スキームの作成

先導的な研究の紹介を通じて研究の現状と今後の課題を明らかにするとともに、研究交流を通じた今後の国際共同研究の立ち上げを目指して「乾燥地における作物根系改良の現状と課題」と題するセミナーを企画した。海外の研究機関から3名の招聘研究者を迎え、国際農林水産業研究センター(JIRCAS)の協力のもと、2005年12月14日にJIRCAS国際会議室でセミナーを開催した。招聘者と講演内容は次のとおり。(1)Dr.Jill Cairns(国際稲研究所(IRRI)、フィリピン)「陸稲における根系改良の取り組みの現状と課題」、(2)Dr.Pooran M.Gaur(国際半乾燥地熱帯作物研究所(ICRISAT)、インド)「ヒヨコマメにおける根系改良の取り組みへの挑戦と現状」、(3)Dr.Richrd Richards(植物工学研究所、オーストラリア)「コムギにおける根系改良の取り組みの現状と課題」。セミナーには国内外から、約50名の参加があり、講演者の他、海外からはアフガニスタン研究局や国際乾燥地農業研究センター(ICARDA)およびICRISATの研究者が参加した。総合討論の時間には今後の根系育種推進案を説明し、これに対する質疑を通じて研究の方向と課題について整理した。そして、根の調査に関わる様々な困難な問題を再確認し、根系を改良するには単純な遺伝様式の形質が適当であること、環境によって求められる根の特性が異なること等を認めつつ、環境分野、生理分野、育種分野等の研究者が連携することが重要であることを確認した。本セミナーの内容については、その内容をPlant Production Science誌に掲載するための準備を進めている。この他、根の研究に関する先導的な研究を実施しているワーヘニンゲン大学との研究打ち合わせを行い、共同研究に向けた研究材料の交換等の手続きを開始した。
覚せい剤の精神依存性に及ぼす逆耐性形成の影響

メタンフェタミン(M)に逆耐性が形成されたとき、それ以前と比べMに対する欲求が強まるかどうかを検討する目的でアカゲザルの薬物自己投与実験を行なった。研究は現在進行中である。オスおよびメスのアカゲザル3頭(体重5.2ないし5.5Kg)の静脈内にカテーテルを植え込み、金属製のアームおよびハーネスで薬物自己投与実験ケージに係留した。ケージ内に設置したレバースイッチを動物が10回押す毎に0.1mg/Kgのコデイン(C)がカテーテルを介して静脈内に自動注入される条件でCの自己投与(摂取)訓練を行なった。毎日の摂取の開始時には実験者がレバーを押してCを2回強制注入し、そのあと動物に自由に摂取させた、動物がCを20回自発摂取するか、あるいは、訓練開始後2時間経過した時点でその日の訓練を終了した。Cでは高い摂取が、また、生理食塩液(S)では低い摂取がみられるまでCとSの摂取訓練を繰り返した。訓練を完了した2頭では、Cを3日間摂取させた翌日に、まずCを2回強制注入するがそのあとはレバーを押しても薬液が注入されない条件で動物のレバー押し回数を観察するテストを行なった。このようにしてCとSを交互に3回ずつテストしたのち、Sのテストの翌日に同様にしてM4mug/Kgをテストした。その結果、強制注入後の1日平均レバー押し回数は1頭(No.1353)ではCが67.3回、Sが3.7回、Mが20回であり、他の1頭(No1359)ではCが75.0回、Sが11.7回、Mが28回であった。CとSの成績に明らかな差がみられたことからこの方法により薬物の欲求を測定できることが確認され、M4mug/KgではC 0.1mg/Kgと比べ軽度な欲求が認められた。今後、Mの低用量をテストしたのちMの反復投与で逆耐性を形成し、次いで、再び同用量のMをテストしてレバー押し回数の増加、すなわち欲求の増加の有無を観察する予定である。
遺伝性メトヘモグロビン血症の発症機構の解明

遺伝性メトヘモグロビン血症は、患者組織中のNADH-シトクロムb_5還元酵素(b_5R)の欠損によって発症する常染色体劣性遺伝病であり、これまで3型に分類されてきた。すなわち、赤血球の可溶性b_5Rのみが欠損し軽いチアノーゼを呈する「赤血球型」、赤血球のb_5R以外に全身組織のミクロソーム膜に結合したb_5Rも欠損し、チアノーゼ以外に精神遅滞や神経障害を伴う「全身型」、および赤血球や白血球などの血液細胞のb_5Rは欠損するがその他の組織では欠損していないとされている「血液細胞型」である。本年度は横浜で発見された「全身型」について解析した。横浜の患者の白血球からDNAを抽出しb_5R遺伝子を解析したところPhe298をコードする3塩基が欠失していることが明らかとなった。本酵素と同じファミリーに属するフエレドキシン-NADP^+還元酵素では結晶構造の解析から、C末端のTyrが補酵素FADの結合を安定化する役割を果していることが示され、b_5RでもC末端領域の疎水性アミノ酸(-Phe298-Va1299-PheCooH 300)の重要性が示唆された。そこでPhe298を欠失、Ala,Leuなどに変異させた酵素を作りそれらの性質を調べることにより本症「全身型」(横浜)の発症機構を検討した。その結果、Phe298Ala,Phe298Leuではほとんど野性型と同じ活性を示したが、Phe298欠失酵素ではKm(NADH)が野性型の約50倍に上昇し、活性は約1/5に低下、Kcat/Km(NADH)は野性型の0.4%に低下していた。同様の結果はC末端のPhe300を欠失した変異酵素でも得られた。さらにPhe298欠失酵素の42°Cでの熱安定性を調べると野性型では1時間後でも失活しないのに対して、Phe298欠失酵素では10分後には約35%にまで低下した。これらの結果から「全身型」(横浜)の症例ではPhe298が欠失することにより、定常的なタンパク質合成では補い切れない程度にまで活性が低下し、さらに熱安定性も低下することにより発症するものと考えられた。
信頼度による階層化電力情報ネットワークによる自律分散型系統安定化システムの構築

電源の遠隔地化・偏在化,電力融通の広域連系化などにより,わが国の電力系統は大規模化する一方で,発電事業への独立系発電事業者の参入などにより増加する分散型電源や多様化する電力品質の要求などからますます複雑化する傾向にある.さらに,わが国における現在の電気事業を巡る状況は大きく変化し,電力市場の自由化・規制緩和に関わるコストダウンの一層の推進,電力託送に対応した電力流通網の信頼性確保など系統運用に課せられる課題はますます重大となっている.こうした背景の下で,本研究では,系統規模の拡大と電力市場開放にともなう系統の不確定要因に起因する複雑な系統状態変化に対して,広域での系統監視情報の信頼度を階層的に評価しながら有効に活用することができる自律分散型系統安定化システムを構築することを目的とした.本研究で構築された電力情報の信頼度により階層化されたフィードバック構造を有する制御系に基づくPSSにより,従来一機無限大系統に基づいて設計されていたPSS制御に比してより安定度を向上する系統安定化制御を構築できた.本研究で得られた成果は以下のとおりである.1.PMUなどを用いた広域電力系統情報を電力系統安定度の向上に有効に活用するごとを目的として,電力状態量,発電機および系統パラメータなどの諸情報の有する信頼度に応じた階層的な制御ループを構成する手法を提案した.2.連系点での電圧,電流,周波数情報により,連系点に繋がる大規模電力系統の動的なインピーダンス変動を,システム同定手法を用いて同定する手法を提案した.そして,動的なインピーダンスを大規模電力系統モデルとして設計モデルに組み込むことで,長周期動揺ならびにローカル動揺に対応可能な発電機励磁制御系の設計手法を提案した.3.上記の制御系の特性評価をMATLAB/SIMULINKを用いて模擬した電気学会WEST10機系統モデルにおけるシミュレーションを行うことで実施した.電源の遠隔地化・偏在化,電力融通の広域連系化などにより,わが国の電力系統は大規模化する一方で,発電事業への独立系発電事業者の参入などにより増加する分散型電源や多様化する電力品質の要求などからますます複雑化する傾向にある.さらに,わが国における現在の電気事業を巡る状況は大きく変化し,電力市場の自由化・規制緩和に関わるコストダウンの一層の推進,電力託送に対応した電力流通網の信頼性確保など系統運用に課せられる課題はますます重大となっている.こうした背景の下で,本研究では,系統規模の拡大と電力市場開放にともなう系統の不確定要因に起因する複雑な系統状態変化に対して,広域での系統監視情報の信頼度を階層的に評価しながら有効に活用することができる自律分散型系統安定化システムを構築することを目的とした.本研究で構築された電力情報の信頼度により階層化されたフィードバック構造を有する制御系に基づくPSSにより,従来一機無限大系統に基づいて設計されていたPSS制御に比してより安定度を向上する系統安定化制御を構築できた.本研究で得られた成果は以下のとおりである.1.PMUなどを用いた広域電力系統情報を電力系統安定度の向上に有効に活用するごとを目的として,電力状態量,発電機および系統パラメータなどの諸情報の有する信頼度に応じた階層的な制御ループを構成する手法を提案した.2.連系点での電圧,電流,周波数情報により,連系点に繋がる大規模電力系統の動的なインピーダンス変動を,システム同定手法を用いて同定する手法を提案した.そして,動的なインピーダンスを大規模電力系統モデルとして設計モデルに組み込むことで,長周期動揺ならびにローカル動揺に対応可能な発電機励磁制御系の設計手法を提案した.3.上記の制御系の特性評価をMATLAB/SIMULINKを用いて模擬した電気学会WEST10機系統モデルにおけるシミュレーションを行うことで実施した.本研究では,地域系統や遠隔地の変動を制御対象発電機に対する環境変化と捉えることで,内部システムとしての発電機の系統安定化装置の制御パラメータを自律的に変容する手段を確立することを目的としている.平成15年度の成果を以下に示す.1.制御系の構築に関して,まず電力情報ネットワークの考え方に基づいて,対象発電機および近隣の発電機群とそれらを繋ぐ送電線を含む地域系統の制御モデルを導出した.コントローラ設置対象発電機の情報は,伝送される情報,発電機パラメータともに信頼性が高いものが得られる.一方,近隣発電機から伝送される情報や,その地域の系統パラメータは自端に比べて信頼性が低くあいまいなものとなる.さらに地域系統での負荷変動や系統構成の変動などが不確実性の要因となる.そこで,制御モデルを構築する際,自端情報を用いる制御対象発電機は詳細なモデルにより表現し,近隣の発電機および地域系統は,伝送情報の暖昧さや系統の不確実性を考慮しながら縮約化した系統モデルを用いた.さらに,地域系統に繋がる他地域は無限大系統として捉え,その連系点における電力情報を初期潮流を求めるために利用した.このような考え方に基づいて構築した制御モデルから,H∞制御理論に基づいて系統安定化装置の制御系を設計し,その特性評価をMATLAB/SIMULINKを用いて構築した電気学会WEST10機系統モデルにおけるシミュレーションを行うことで検証した.2.実系統において従来型のPSSは既に実績を上げている.