hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
双生児を用いた腸内細菌叢と生活習慣病の関係

その為、本年度も引き続き協力を募り、研究対象者を拡大していく。また、本研究の目的を達成させる為、協力者が登録する大阪大学ツインリサーチセンターの他の研究調査と協力し、収集するデータを拡大していく。分析については、引き続き腸内細菌叢のふたごの分析方法の検討を継続する。また、肥満やメタボロームに関連する遺伝情報や、これに関連する疫学データとの関連についても分析を行う。本研究の目的を達成させるために、より効果的だと考える国際比較の実現性の可能性が高まった。そこで、それも踏まえ、期間を延長し分析と比較検討を行うこととする。1.検討していた本調査時期が平成29年度に後ろ倒しとなったため。2.予定していた検体処理方法が外注から研究協力者へ変更できたため。100人に1の割合であるふたごだが、成人のふたごのお二人に協力いただくという点で、ハードルが高く、調査方法を協力者に合わせてカスタマイズしながらデータ収集を行う必要がある。その為、データ収集そのものに時間がかかっている。これを改善させる為に、研究に協力いただくために謝金を使用している。平成30年度は研究体制を強化し、繰り越し分は謝金と分析薬品、郵送費に使用することとする。本研究の目的をより明らかにできる、海外との比較研究の可能性が高くなった。そのため、期間を継続し、分析のための研究者の旅費、または追加サンプリングの可能性を考慮し次年度使用を計画した。1.本調査に伴い、調査票、郵送費、連絡費用、一連の人件費にあてる。2.予定していた検体処理費用の一部を上記データ収集にあてる。
咬合再構築に対する生体機能制御能観察法による診断評価

歯牙欠損による咬合欠陥と、同症例に対する咬合再建処置について臨床的に客観的な評価を行うことを目的として、残存歯列、同歯列の補綴的処置により再構成された再建歯列の咬合接触の歯列内咬合力分布、同力学的重心の位置的の推移、総咬合力の変化、ならびに同状態の機能筋活動状態の変化等を経時的、かつ臨床的に同時点での所見と対比し、従来主観的評価に依存していた問題をきわめて客観的に評価することを行った。今回は特に咬合支持域を構成する歯列内最後方大臼歯より欠損して行く、短縮歯列(両側性、および片側性)、対称性短縮歯列、非対称性短縮歯列を重点的に検索した。両側性については上、下顎それぞれ5症例について、現段階では装着当初より6カ月まで、片側性に関しては約10症例について装着当初より1.2年の経時的結果を統計学的にまとめ、その結果は1998年EPA(ヨーロッパ補綴歯科学会)において報告した。また口腔病学会雑誌に発表した。特に短縮歯列については健常歯列に比較し、咬合接触とその咬合力配分、その重心の推移に顕著な変化が見られ欠損歯列で放置された状態と補綴的に咬合再構成された場合と偏差が生体に及ぼす影響が極めて大きいことが明白になった。さらに我々の開発した咬合接触記録法は口腔内歯列模型上で経時的に観察、比較が可能であり、かつ測定時における咬合力が表示できることから補綴処置による効果の客観的評価として有効なばかりでなく、その後の処置経過を客観的に比較観察し得る評価方法として価値が確認された。現在これらのデーターと機能筋群の活動性、強調性、咀嚼効率等の相関関係等について検索中である。残存歯列咬合状態と咀嚼筋群の活動状態の関係を明確にすべく、健常歯列における歯列全体の発揮する咬合力と個々の歯牙の咬合接触面積と各歯牙の咬合力の歯列弓内配分状態との相互の関連性を明確にするとともに、同状態の最大噛み締め時の機能筋の筋活動状態の相関関係を、比較参照の基盤とし、咬合欠陥を有する歯列、部分的歯牙欠損を有する歯列等の咬合力の分布状態と筋活動状態の変移、さらに咬合治療効果判定、評価の一助とすることを試行している。本年度は従来より当教室で開発した補綴処置効果判定装置(EMG,MKGを併用したパーソナルコンピューター解析装置)に近年開発されたデンタルプレスケール(咬合圧検出用感圧シート)による咬合接触面積、同咬合力の検出を加え、健常歯列、および大臼歯部(咬合支持域)を喪失した歯列、および同歯列の補綴処置後について検索を行いこれら歯列間に咬合力の重心の位置に顕著な有為差が存在することが明確になった。現段階ではこれらの位置変化と機能筋群との相関関係を検出する作業を行っている。さらに有床義歯による人工歯列での咬合接触の回復ではこの咬合力重心の位置的な回復は不可能であることも判明した。これら歯列内での重心の移動と筋群の活動性の変化、さらにその制御能がどこにどのようなメカニズムで作用しているのかを検出している。さらに、これらの症例の臨床的所見、恒常性、特にその経時的変化を客観的に把握し処置に際してのパラメーターのフィールドバックとして使用可能にするシステムの構築を目ざしている。歯科的な処置に伴う咬合状態の変化を臨床的に咬合評価することを確立するため、まづ歯列内各個々の歯牙咬合力、さらに前歯列、臼歯列支持域の咬合力、その重心位置に関して健全歯列の正常咬合について採取、検索した。これらの結果は1997年EPA(ヨーロッパ補綴学会)において発表した。

さらに両側性遊離端欠損症例の残存歯列の咬合力とその重心位置の健全歯列に対する変化、加えて、同症例に有床義歯補綴を行った際の変化改善の程度について検索し1997年ICP(国際補綴家会議)において発表した。現在これら咬合力の重心の位置的移動と咀嚼筋活動時の筋間相関を検索中である。特に片側性遊離端欠損における重心位置は健常者のそれと著しく変移すること、さらに臨床的に明確な習慣性咀嚼側を形成することから、これらの患者の機能筋群の活動性、特に筋間相関について現在検索中である。一方これらのデーターを基に、歯列模型、口腔内所見のCCDカメラによるコンピューターカルテの入力を可能にし、咬合再構成の症例について術前、術後経過を入力、上記客観的な評価を加えたプロトコールを製作中で、来たる第99回日本補綴歯科学会において発表する予定である。これらが完成するとインターネットを介して公開が可能になり客観的な処置に対する評価が得られ、かつハードコピーを製作すれば症例報告が完成する書式にして行く予定である。これらは臨床研修中の学生、および一般開業医にきわめて有効な情報教育となり、歯学のみならず、患者にとっても大きな利益といえる。歯牙欠損による咬合欠陥と、同症例に対する咬合再建処置について臨床的に客観的な評価を行うことを目的として、残存歯列、補歯列の同綴的処置により再構成された再建歯列の咬合接触の歯列内咬合力分布、同力学的重心の位置的の推移、総咬合力の変化、ならびに同状態の機能筋活動状態の変化等を経時的、かつ臨床的に同時点での所見と対比し、従来主観的評価に依存していた問題をきわめて客観的に評価することを行った。今回は特に咬合支持域を構成する歯列内最後方大臼歯より欠損して行く、短縮歯列(両側性、および片側性)対称性短縮歯列、非対称性短縮歯列を重点的に検索した。両側性については上、下顎それぞれ5症例について、現段階では装着当初より6ヵ月まで、片側性に関しては約10症例について装着当初より〓2年の〓結果を統計学的にまとめ、その結果は1998年EPA(ヨーロッパ〓において報告した。また口腔病学会雑誌に発表した。特に短縮歯列について〓歯列に比較し、咬合接触とその咬合力配分、その重心の推移に顕著な変化が見られ欠損歯列で放置された状態と補綴的に咬合再構成された場合と偏差が生体におよぼす影響が極めて大きいことが明白になった。さらに我々の開発した咬合接触記録法は口腔内歯列模型上で経時的に観察、比較が可能であり、かつ測定時における咬合力が〓できることから補綴処置による効果の客観的評価として友好なばかりでなく、その後の処置経過を客観的に比較観察し得る評価法として価値が確認された。現在これらのデーターと機能筋群の活動性、強調性、咀嚼効率等の相関関係等について検索中である。
ＤＮＡ修復タンパク質ＲＡＤ５２が引き起こすゲノム不安定性の分子機構

ヒトの正常細胞においてDNA修復ではたらくRAD52を欠損させても表現型は現れない。しかし、がん抑制遺伝子(BRCA1、BRCA2、PALB2)に変異が入った細胞においてRAD52を欠損させると合成致死と呼ばれる細胞死が起こる。このことから、RAD52の機能阻害はがんの選択的排除に有効であると考えられている。がん細胞においてRAD52は、BIR(Break-induced replication)と呼ばれるDNA修復経路に関与することが報告されているが、その詳細な分子機構は未だ不明である。本研究では、RAD52が行うDNA修復の分子機構を明らかにすることで、合成致死を利用した抗がん剤の開発基盤を構築することを目的とした。RAD52はBIRにおいて相同染色体間でのD-loop形成を触媒することが考えられるため、まずRAD52がミスマッチ塩基対の形成を許容する可能性に着目した。そこで、ミスマッチ塩基対が生じるオリゴDNA同士のアニーリング反応の効率を、RAD52存在下で調べた。その結果、RAD52はミスマッチ塩基対が形成されるアニーリング反応を触媒することがわかった。今後は、プラスミドDNAと単鎖オリゴDNAを基質とした試験管内D-loop形成アッセイ系を構築し、RAD52がD-loop形成反応においてもアニーリング反応と同様に、ミスマッチ塩基対の形成を許容するかを調べる。そして、RAD52が触媒するBIR修復経路の分子機構の解明を行う予定である。RAD52が引き起こすゲノム不安定性の分子機構を解明するために、RAD52が触媒するDNA修復反応の構造生物学的・生化学的解析を遂行している。本年度は、RAD52に単鎖DNAが結合した複合体のX線結晶構造解析に成功した。RAD52と単鎖DNAとの相互作用には2種類の結合様式があることを明らかにし、それぞれDNA修復において機能的に重要であることを学術論文にて発表した。この成果は、BIRにおけるRAD52の分子機構を解明する上で重要な知見となっている。がん細胞では、RAD52依存的なBIRがはたらくとされているが、その理由については不明である。本研究では、RAD52が触媒するアニーリング反応においてミスマッチ塩基対の形成が許容されるのかをin vitroの実験系で調べた。その結果、RAD52が触媒するアニーリング反応においてミスマッチ塩基対の形成が許容され、許容されるミスマッチ塩基対には法則性があることを明らかにした。これらの結果から、RAD52が触媒するDNA修復反応において生じたミスマッチ塩基対が変異として蓄積されることで、がん細胞がゲノム不安定性を獲得している可能性が考えられた。RAD52によって触媒されるBIRにおいてミスマッチ塩基対の形成が許容されるかどうかをin vitroのD-loop形成反応の実験系を用いて調べる。そのためにRAD52が触媒するD-loop形成反応を解析するための実験系を確立する。確立した実験系を用い、RAD52がミスマッチ塩基対を含むD-loopの形成を触媒するのかについて調べる。さらに、共同研究者である量子科学研究所・放射線医学総合研究所安田武嗣博士のもとで、これまでのin vitroの実験から明らかになったRAD52の機能を細胞内において検証する。

これらの結果から、RAD52が触媒するDNA修復反応において生じたミスマッチ塩基対が変異として蓄積されることで、がん細胞がゲノム不安定性を獲得している可能性が考えられた。RAD52によって触媒されるBIRにおいてミスマッチ塩基対の形成が許容されるかどうかをin vitroのD-loop形成反応の実験系を用いて調べる。そのためにRAD52が触媒するD-loop形成反応を解析するための実験系を確立する。確立した実験系を用い、RAD52がミスマッチ塩基対を含むD-loopの形成を触媒するのかについて調べる。さらに、共同研究者である量子科学研究所・放射線医学総合研究所安田武嗣博士のもとで、これまでのin vitroの実験から明らかになったRAD52の機能を細胞内において検証する。
近赤外線分光法を用いた新生児の哺乳時における前頭葉酸素代謝と成長発達に関する解析

信州大学医学部附属病院産科婦人科病棟において正期産で出生し、低出生体重児ではなく、妊娠・分娩時に合併症のなかった新生児に対して、母親の同意を得たうえで、日齢34日目に母乳哺乳開始前、母乳哺乳時にパルスオキシメーター、近赤外線分光装置を装着し、新生児の前頭葉の酸素化ヘモグロビン組織濃度、脱酸素化ヘモグロビン組織濃度、総ヘモグロビン組織濃度の測定を行った。本年度も昨年度に引き続き、症例数の蓄積を行った。このうち1か月健診時に産科婦人科外来を受診した児については1か月時の身長・体重・胸囲・頭囲のデータを蓄積した。また過去に新生児期の母乳哺乳時の前頭葉の酸素化ヘモグロビン組織濃度を測定できた児の4か月健診、10か月健診、1歳6か月健診時のデータの追跡を試みたが、データの取得は困難であった。新生児期に母親の同意を得て、郵送で児の成長・発達を追跡することを試みているが、データの回収率が悪く統計学的な有意差を求めるためのデータ量を集めることが難しい可能性がある。新生児科医が早産・低出生体重児の成長・発達を追跡しているような方法を参考にデータ収集を考える必要がある。乳児期・幼児期の成長・発達の追跡についての方法を考え、その方法を計画しつつ、新生児期の母乳哺乳時の前頭葉の酸素化ヘモグロビン組織濃度、脱酸素化ヘモグロビン組織濃度、総ヘモグロビン組織濃度のデータと1か月健診時のデータをさらに収集していくことにした。乳児期・幼児期の成長・発達の追跡についての方法を新たに考える必要がある。乳児期・幼児期の成長・発達の追跡についての方法を考え、可能な限りデータの収集を行うが、もし統計学的有意差を求めることができるデータが収集できなかった場合は新生児期のデータで結果を出す予定である。信州大学医学部附属病院で出生した新生児に対し、母乳哺乳開始前および哺乳時にパルスオキシメーター(コヴィディエンジャパン製ネルコアN-560)を装着し,児の心拍数およびSpO2値を哺乳終了まで測定を行い、さらに前頭葉の脳酸素代謝測定(酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビン、総ヘモグロビンの組織濃度)について近赤外線分光装置(浜松ホトニクス製NIRO200-NX)を使用して測定するため,1822歳の健常成人ボランティアに対して予備実験を行った。パルスオキシメーターのプローブを左手人差し指の指先に装着し、近赤外線分光装置のセンサーを前額部に装着した。NIRO200-NXは1秒毎にモニタリングが可能であり,実験で得られたデータはパソコン上でパルスオキシメーターによるデータと継時的に一致させ,解析した。センサーの装着部位での両面テープでの皮膚損傷の有無の確認、データを適切に素早く測定するための手技の確立、哺乳瓶を使用した健常成人でのデータの測定、測定時の体位の影響等の基礎データを集めた。両面テープは粘着力を弱めた上で使用する必要があること、近赤外線分光装置での測定時は体位の影響をある程度受けるため、哺乳時の姿勢を一定にさせる必要があること等が明らかになった。これらの予備実験に加えて新生児でのデータ収集に必要なご家族への協力依頼文書の作成や実際の信州大学医学部附属病院の病棟でのシミュレーション等を行った。来年度以降本格的にデータ収集行う予定である。NIRO200-NX、パルスオキシメーター、ベッドサイドモニター等の機器の扱いとその装着方法等についての手技についての確認も済み、研究が計画通り進んでいる。信州大学医学部附属病院産科婦人科病棟において正期産で出生し、低出生体重児ではなく、妊娠・分娩時に合併症のなかった2名の新生児の母親に対して研究について書面を用いて説明を行い、同意を得た。同意が得られた母親の新生児で日齢3日目以降において母乳哺乳開始前・母乳哺乳時にパルスオキシメーター(コヴィエルジャパン製ネルコアN-560)を左足底部に、近赤外線分光装置(浜松ホトニクス製NIRO200-NX)のモニタープローベを前額部に装着して、新生児の心拍数、SpO2値、前頭部の酸素化ヘモグロビン組織濃度、脱酸素化ヘモグロビン組織濃度、総ヘモグロビン組織濃度の測定を行った。新生児の皮膚は脆弱であり、近赤外線分光装置のモニタープローベの装着により発赤やテープかぶれが生じる恐れがあったため、前もって児の皮膚に保湿クリームを塗ることと、粘着テープの粘着性を弱める必要があった。また母乳哺乳開始前は赤ちゃんが泣きだすことが多く、モニタープローベの装着に手間取ると、データ収集が難しくなることも判明し、モニタープローベの装着について習熟を図る必要があった。前額部のモニタープローベは左右2箇所に装着することが一般的ではあるが、新生児の場合NIRO200-NXのモニタープローベを前額部で左右2箇所に装着することは困難であり、前額部中央の1箇所に装着することにした。新生児の母乳哺乳前後の計測データを収集することができ、来年度以降、収集したデータの解析、新生児のデータの蓄積を行う予定である。新生児にパルスオキシメーター、近赤外線分光装置のモニタープローベを装着し、母乳哺乳前後の計測データを収集することができ、研究が計画通り進んでいる。

信州大学医学部附属病院産科婦人科病棟において正期産で出生し、低出生体重児ではなく、妊娠・分娩時に合併症のなかった4名の新生児に対して、母親に研究についての同意を得た上で、日齢3日目以降において母乳哺乳開始前・母乳哺乳時にパルスオキシメーター(コヴィエルジャパン製ネルコアN-560)を左足底部に、近赤外線分光装置(浜松ホトニクス製NIRO200-NX)のモニタープローベを前額部に装着して、新生児の心拍数、SpO2値、前頭部の酸素化ヘモグロビン組織濃度、脱酸素化ヘモグロビン組織濃度、総ヘモグロビン組織濃度の測定を行った。データは個人が特定できないよう番号をつけ、個人とデータ番号を一致させるデータを研究に関係しない第3者に管理してもらった。データの取り扱いは他には利用せず、インターネット等に接続しないコンピュータを用いて管理し、解析を行った。平成29年度は信州大学医学部附属病院産科婦人科病棟で出生した合併症等のない正期産新生児の日齢3日目以降の母乳哺乳時の心拍数、SpO2値、前頭部の酸素化ヘモグロビン組織濃度、脱酸素化ヘモグロビン組織濃度、総ヘモグロビン組織濃度のデータの蓄積を行った。データ収集が可能であった乳児では生後1カ月の産婦人科外来への来院時の乳児の体重のデータを収集した。母乳哺乳時のデータは順調に採れる場合もあったが、モニタープローベの装着の問題等もあり、当初考えていたよりも収集データの数は少なかった。平成30年度以降にはさらにデータの蓄積を図っていく予定である。生後3日目以降の新生児の母乳哺乳時における脳酸素代謝のデータ収集がモニタープローベの装着時のトラブルやデータ収集に適した新生児がやや少なかったため、データの蓄積がやや遅れている。信州大学医学部附属病院産科婦人科病棟において正期産で出生し、低出生体重児ではなく、妊娠・分娩時に合併症のなかった新生児に対して、母親の同意を得たうえで、日齢34日目に母乳哺乳開始前、母乳哺乳時にパルスオキシメーター、近赤外線分光装置を装着し、新生児の前頭葉の酸素化ヘモグロビン組織濃度、脱酸素化ヘモグロビン組織濃度、総ヘモグロビン組織濃度の測定を行った。本年度も昨年度に引き続き、症例数の蓄積を行った。このうち1か月健診時に産科婦人科外来を受診した児については1か月時の身長・体重・胸囲・頭囲のデータを蓄積した。また過去に新生児期の母乳哺乳時の前頭葉の酸素化ヘモグロビン組織濃度を測定できた児の4か月健診、10か月健診、1歳6か月健診時のデータの追跡を試みたが、データの取得は困難であった。新生児期に母親の同意を得て、郵送で児の成長・発達を追跡することを試みているが、データの回収率が悪く統計学的な有意差を求めるためのデータ量を集めることが難しい可能性がある。新生児科医が早産・低出生体重児の成長・発達を追跡しているような方法を参考にデータ収集を考える必要がある。乳児期・幼児期の成長・発達の追跡についての方法を考え、その方法を計画しつつ、新生児期の母乳哺乳時の前頭葉の酸素化ヘモグロビン組織濃度、脱酸素化ヘモグロビン組織濃度、総ヘモグロビン組織濃度のデータと1か月健診時のデータをさらに収集していくことにした。乳児期・幼児期の成長・発達の追跡についての方法を新たに考える必要がある。信州大学医学部附属病院で出生した妊娠週数3741週,出生時体重2,500 g以上,日齢36の新生児に対し、母乳哺乳開始前および哺乳時にパルスオキシメーターを左の足底に装着し,児の心拍数およびSpO2値を哺乳終了まで測定する。また近赤外線分光装置(NIRO200-NX)を使用し,哺乳時の前頭葉の脳酸素代謝測定(酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビン、総ヘモグロビンの組織濃度)を測定しデータを収集する。
Epstein-Borrウイルス関連リンパ腫の病理学的・分子病理学的検討

鼻腔リンパ腫におけるEpstein-Barr virus(EBV)との関与についての検討を行った.大阪,沖縄,韓国の症例についてEBV潜伏感染の有無を検討したところ,いわゆる鼻腔T細胞リンパ腫のほぼ全例にEBV潜伏感染を認めた.その亜型は全例A型であった.スイスからの亜型の報告では半数がB型であり,このことはEBVの亜型においても地域差のある可能性を示唆している.いわゆる鼻腔T細胞性リンパ腫は近年,natural Killer(NK)cellマーカーであるCD56を発現していることが報告されNKcell由来の腫瘍である可能性が示唆されている.そこでCD56の発現の有無とEBV潜伏感染の関連について検討した.CD56陽性腫瘍の85%にEBV潜伏感染を認めたのに対しCD56陰性腫瘍ではB細胞性リンパ腫25%,T細胞性リンパ腫50%であり,T細胞性リンパ腫のなかでEBV潜伏感染が見られたものは組織学的には従来よりいわれているpolymorphic reticulosis(PR)のみであった.このことはPR,CD56陽性腫瘍発症にEBVが関与する可能性を強く示唆するものと考えられた.鼻腔リンパ腫におけるEpstein-Barr virus(EBV)との関与についての検討を行った.大阪,沖縄,韓国の症例についてEBV潜伏感染の有無を検討したところ,いわゆる鼻腔T細胞リンパ腫のほぼ全例にEBV潜伏感染を認めた.その亜型は全例A型であった.スイスからの亜型の報告では半数がB型であり,このことはEBVの亜型においても地域差のある可能性を示唆している.いわゆる鼻腔T細胞性リンパ腫は近年,natural Killer(NK)cellマーカーであるCD56を発現していることが報告されNKcell由来の腫瘍である可能性が示唆されている.そこでCD56の発現の有無とEBV潜伏感染の関連について検討した.CD56陽性腫瘍の85%にEBV潜伏感染を認めたのに対しCD56陰性腫瘍ではB細胞性リンパ腫25%,T細胞性リンパ腫50%であり,T細胞性リンパ腫のなかでEBV潜伏感染が見られたものは組織学的には従来よりいわれているpolymorphic reticulosis(PR)のみであった.このことはPR,CD56陽性腫瘍発症にEBVが関与する可能性を強く示唆するものと考えられた.
視細胞の発生過程におけるcGMP依存性カチオンチャンネルの発現と分布変化

視興奮は視物質のみで成立するのではなく、G蛋白はじめ脱燐酸化酵素(PDE)などの情報伝達系蛋白およびチャンネル蛋白の存在なしにはありえない。視細胞の発育過程において視物質、情報伝達系蛋白、チャンネル蛋白ちがどのような順序で発現され、それぞれの持ち場に輸送されるかを知ることは視細胞への分化や視覚の成立過程を明らかにするうえで極めて重要である。とりわけ、視興奮は形質膜に視細胞特有のcGMP依存性のカチオンチャンネルが存在することで成立するので、視細胞の発生に伴うチャンネル蛋白の動態は大変興味深くまた重要である。本研究はこのチャンネル蛋白が錐体視細胞の発生のいかなる時期に発現され、またどのように形質膜に組み込まれていくのかを微細構造レベルで明らかにするために計画された。特にチャンネル蛋白が視細胞外節形質膜だけに存在するのか、あるいは内膜系である円板膜にも含まれるのかは形態形成と機能分化との関連から重要である。ニワトリ錐体視細胞のカチオンチャンネルのC末に対する抗体を用いた免疫細胞化学法による実験では、標識は15日胚より出現し、主に外節形質膜と円板膜にあらわれた。発育とともに標識の密度は上昇するが孵化以降は変化は少ない。チャンネルが形質膜だけではなく円板膜にも存在するという事実は興味深い。即ち円板膜に存在するチャンネルは機能しないのか、あるいは円板腔にもNaやCaイオンが存在し、それらがチャンネルの開閉により出入するのかという問題が生じる。明順応が速やかに行われるためには後者の考えが支持されるかもしれない。
薄膜の熱物性評価のための携帯型光音響センサーの開発

光音響顕微鏡システムによる薄膜製品の熱拡散率推定のための携帯型光音響センサーの開発を行った。得られた結果を以下に示す。1.信号検出センサーの改良についてセンサーをマイクロホンから、軽量で加工性に富むPVDF膜に変更した。PVDFの膜厚が厚い方が検出信号が大きくなることを理論的にも実験的にも明らかにし、膜厚は110μmを使用することにした。また、PVDF膜は柔軟なために膜の歪みによる信号の変化が生ずる問題点があり、これを解決するためにアクリル基板にPVDF膜をエポキシ系接着剤で張り付ける方法を考案した。さらに、PVDF膜で観測される信号を解析するためのモデルを確立することができた。提案したモデルでは、実験に使用する周波数が低いためPVDF膜の圧電効果を無視し焦電効果だけを考慮した。また、センサー部は試料-空気-電極-PVDF膜-電極-エポキシ-アクリルの7層構造であるが、実験条件から試料-空気-PVDF膜の3層構造に近似できることを示した。また、微弱な信号を検出するためのPVDF膜との電気的なマッチングを考慮した増幅器を作成した。2.レーザダイオード光源への改良について光源をガスレーザからレーザダイオードに変更し、光音響信号を測定できることを実験的に明らかにした。3.光源一体型センサーの開発についてレーザダイオードとPVDF膜を一体化した新しいセンサーを考案し、黒鉛試料の光音響信号が測定できること明らかにした。しかし、薄膜製品への適応までには至らず、今後検討が必要である。1)信号検出センサーの改良●センサーをマイクロホンから、軽量で加工性に富むPVDF膜に変更した。●PVDFの膜厚が厚い方が検出信号が大きくなることを理論的にも実験的にも明らかにし、膜厚は110μmを使用することにした。●PVDF膜は柔軟なために膜の歪みによる信号の変化が生ずる問題点があり、これを解決するためにアクリル基板にPVDF膜をエポキシ系接着剤で張り付ける方法を考案した。●PVDF膜で観測される信号を解析するためのモデルを確立することができた。2)レーザダイオード光源への改良●光源をガスレーザからレーザダイオードに変更した。しかし、レーザダイオードの光をガスレーザのように絞ることが難しく、今後検討が必要である。
社会思想史学の革新のための萌芽的研究━疑似コスモポリタニズムの再検討を中心に━

イギリスを素材とする社会思想に関する新しい通史的記述は、既存の多くの思想史叙述が前提とするような普遍的・鳥瞰的な装いを持った視点(疑似コスモポリタニズム)からの記述ではなく、イギリス複合国家性を前提にしつつ、それを構成する各ネーションが分解・分離しようとする遠心力と、その瓦解を食い止めるための求心力を確保する努力との均衡を基軸に叙述されるべきことを、16世紀半ばから18世紀までの具体例に即して確認することができた。またイングランド、スコットランド、アイルランドに着目する従来の三王国アプローチに代えて、それらにウェールズを加えた四ネーション・アプローチが採られるべきことも確認することができた。本年度は、次の二つの課題を扱った。第一に、17世紀の内乱に至る一連の思想的論争が、それ以前のテューダ朝以来の論点の継承の側面が強いことを意識して、ステュアート朝成立期の諸論点とそれをめぐる思想家の議論の様相を明らかにした。この点は、従来に思想史学の通史的記述においては十分に意識されていない観点である。例外的には、カトリックとプロテスタントの宗派対立の観点からテューダ朝以来の歴史的過程を記述する一群の研究成果が存在するが、この叙述の妥当性がかなりの程度、限定的なものであることを示した。すなわち、宗派対立が存在したことは事実であるものの、これを争点化しない努力もかなりの程度なされていたことがわかる。例えば、エドモンド・スペンサーやジョン・ハリントンの著作を分析すると、宗派対立の真の理由は、異なる宗派を奉ずることにではなく、統治の混乱として把握すべきという彼らの主張を看取することができた。また18世紀後半の思想家デヴィッド・ヒュームの『イングランド史』においても、エリザベス期からの言説の断絶だけでなく連続性をも注目されていることが把握された。第二の課題は、内乱期の思想的課題を、複合国家の観点から分析することであった。17世紀初頭の同君連合の成立が複合国家に関する同時代の言説に与えた影響は大別して二通り存在した。第一の類型は、スコットランド王ジェームズのイングランド王位継承を前提として、スコットランド・イングランド関係の改善を目指すものであった。そしてこの類型の隠された課題として、アイルランド統治をどのように行うかという問題が伏在していることが明瞭に把握された。第二の類型は、スコットランド・イングランドの関係性そのものをその関係の存在の妥当性にまでさかのぼって検討するものであった。以上の研究活動のため、シンポジウムなどでの成果発表や内外の研究者との意見交換を行った。複合国家性の問題を考察するために、のちの時代の啓蒙共和国のさきがけのような国境を超える知的交流、なかでもオルデンバークなどの自然科学的な思想家による交流を通史的な記述にいかに取り込むかについてはやや検討が遅れているが、それ以外は順調に進展していると考える。当初の研究実施計画では、第一に、名誉革命期における複合国家イギリスに関する議論の分析、第二に、18世紀初頭のそれの分析から、思想史の通史的記述にかかわる課題を析出することを目標としていた。第一の課題については、名誉革命期の英蘭関係をめぐっては、17世紀中庸の英蘭関係からの継続する問題群が密接に関係していること、そしてイギリスとオランダがひとつの公共空間を形成していたことが明瞭に把握された。また先行研究を渉猟する過程で判明した研究上の問題点は、英蘭戦争をはさむ時期に、英蘭プロテスタント連合、あるいは両国の共和国体制の協同関係の樹立という形での、新しい複合国家の在り方を模索する動きは、狭義の西洋史研究では比較的分析されてきたものの、それを十分に取り込む形で従来の思想史研究が展開されてこなかったことである。この点は、さらに次年度以降にも検討を続けるべき課題として認識された。第二の課題については、オランダ人マンデヴィルが英国において展開した議論の同時代的な議論の含意を、マンデヴィル研究の展開のためだけでなく、複合国家イギリスの在り方に関する思想史的記述の観点からも、さらに掘り下げるべきことが重要であることが再確認された。この点は、従来のマンデヴィル研究においては、Dekkerや田中敏弘などによって指摘されてきたことであったが、イギリスとオランダの議論の相関性とズレという、より大きな文脈において検討するべきとの結論に至った。この手掛かりとして、英語圏における近年のマンデヴィル研究の進展を参照する必要がある。海外研究者との意見交換が予定通り進まなかったこと、そして出版を予告されていた重要文献の出版が遅れており、予定通り参照することができなかった。第三年度では、研究全体のまとめを意識しつつ、次の二つの分析課題を扱った。第一に、スコットランド啓蒙期における複合国家論の様相を、合邦300周年を記念してC. Whatleyなどの個別研究、当該時期の標準的歴史叙述と見なされうるヒュームの『イングランド史』における複合国家性に関する最新の議論やAdam Andersonなどのスコットランド啓蒙思想に属する群小の思想家の複合国家論的な議論の検討を通じて行った。この作業の一環として、(実施が次年度に入ってしまったが)これらの研究課題を考究する海外研究者2名を招聘したセミナーを開催し、18世紀後半における複合国家研究の在り方と、そこから導き出される思想史の通史的記述の在り方につき、集中的に議論を行った。第二の課題は、研究活動全体のまとめとして、これから必要とされる、イギリスの複合国家性に配慮した社会思想史学の通史案を作成するための議論を行い、社会思想史学の今後の課題の共有を図るとともに、展開的研究の可能性を議論した。

その結果、イギリスを素材とする社会思想史に関する新しい通史的記述は、イギリス複合国家性を前提にしつつ、それを構成する各ネーションが分解・分離しようとする遠心力と、その瓦解を食い止めるための求心力を確保する努力との均衡を基軸に叙述されるべきことを具体例に即して確認することができた。またイングランド、スコットランド、アイルランドに着目する従来の三王国アプローチに代えて、それらにウェールズを加えた四ネーション・アプローチが採られるべきことも確認することができた。イギリスを素材とする社会思想に関する新しい通史的記述は、既存の多くの思想史叙述が前提とするような普遍的・鳥瞰的な装いを持った視点(疑似コスモポリタニズム)からの記述ではなく、イギリス複合国家性を前提にしつつ、それを構成する各ネーションが分解・分離しようとする遠心力と、その瓦解を食い止めるための求心力を確保する努力との均衡を基軸に叙述されるべきことを、16世紀半ばから18世紀までの具体例に即して確認することができた。第二年度は、17世紀後半の名誉革命期や18世紀初頭の合邦体制の成立期の諸問題を再検討する作業の取り掛かる予定である。最終年度にあたり、研究成果のとりまとめに向けて、さらに細部の議論を進めたい。思想史物件費において、期限内に購入予定書籍が出版されなかったので、次年度での購入に先送りするため。研究課題に密接に関係する書籍の一部の出版が遅れたため、次年度に購入するため。次年度での書籍購入費として合算して使用する。研究課題に密接に関係する書籍で、出版が遅れたものを次年度に購入する。
脳機能ネットワーク解析による思春期特性の研究

自閉スペクトラム症(ASD)の脳病態を定型発達(CTL)と比較して検討するため、安静時fMRIを用いた脳領域間結合性に関する解析が行われてきた。しかし従来の研究結果は脳領域間結合性がASD群で亢進しているとする報告と、逆に低下しているという報告が混在していた。このような相反する結果が得られた原因として、各研究における被験者数が少なく、また年齢幅が小さいことが考えられる。そこで本研究では米国の多施設共同研究(ABIDE II)におけるデータセットを用いて、529歳の男性被験者(ASDが311名とCTLが315名)の安静時fMRIを解析した。データ解析はSPM12とDPARSFを用いて行った。重回帰分析により各施設を変量とすることで、多施設研究の問題である施設間差を低減した。診断、年齢、診断×年齢相互作用、頭部の動きなどを変量とした重回帰分析を行い、多重検定の補正(FDR)を行った後にp<0.05水準を有意とした。皮質下構造物(海馬、扁桃体、尾状核、被殻、淡蒼球、視床)と、それ以外の88領域を結ぶ機能的結合性を調べた。FDR補正後に有意であったのは、視床と側頭ー頭頂領域、後部帯状回などを結ぶ19個の結合性であった。これらはいずれもASDでCTLより亢進していた。扁桃体と後頭ー側頭葉領域などを結ぶ6個の結合性は、逆にASDでCTLより低下していた。効果量では、前者(視床)が後者(扁桃体)よりも大きかった。本結果は従来の少人数の解析結果と異なり、大規模データベースを用いた頑健性の高い結果と言える。視床は感覚のフィルター機能があり、その機能障害が感覚過敏性などASDに特異な臨床症状に関連している可能性もある。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。大規模脳画像データベース( Autism Brain Image Data Exchange:ABIDE)における多数例の安静時fMRIデータ(5-29歳、男性)を用いて、自閉スペクトラム症(ASD、311名)群と健常群(CTL、315名)で脳機能ネットワークを比較検討した。17施設において収集されたデータを用いたため、施設間差をカテゴリ変数として重回帰分析により除去した。皮質下構造物(海馬、扁桃体、被殻、淡蒼球、尾状核、視床)と大脳皮質を結ぶ結合性を解析した結果、視床-皮質間の結合性がASD群でCTL群よりも有意(FDR補正、q<0.05)に亢進していることが分かった。結合性が亢進している皮質領域は側頭頭頂領域と後部帯状回に分布しており、主にデフォルト・モード・ネットワーク(DMN)に関連する領域であった。年齢との関係を見ると、ASD群では年齢とともに結合性が低下し、CTL群では逆に上昇していた。ASD群で視床との結合性が亢進していた皮質領域に限定し、領域間結合性を群間で比較した。42個の皮質領域のうちで18個の結合性が、ASD群においてCTL群よりも有意(FDR補正、q<0.05)に亢進していた。さらに18個のうちで13個の皮質間結合性が、後部帯状回を起始としていた。これらの結果から発達初期のASD群では、視床とDMNの機能的結合性が亢進しており、年齢とともに低下することが特徴と考えられた。従来のような特定の年齢層の被験者のみを用いた解析では、検査時の年齢に合わせた結合性の亢進もしくは低下の混在した結果が得られていたと推測される。本研究結果は広い年齢幅の大規模サンプルによるものであり、その特徴を生かした独自性の高い結果が得られたと考えられる。大規模脳画像データの解析がほぼ終了し、有意な結果が得られている。来年度の国際学会(ヒト脳機能マッピング学会)での発表要旨も受理されており、進捗状況としてはおおむね順調である。

FDR補正後に有意であったのは、視床と側頭ー頭頂領域、後部帯状回などを結ぶ19個の結合性であった。これらはいずれもASDでCTLより亢進していた。扁桃体と後頭ー側頭葉領域などを結ぶ6個の結合性は、逆にASDでCTLより低下していた。効果量では、前者(視床)が後者(扁桃体)よりも大きかった。本結果は従来の少人数の解析結果と異なり、大規模データベースを用いた頑健性の高い結果と言える。視床は感覚のフィルター機能があり、その機能障害が感覚過敏性などASDに特異な臨床症状に関連している可能性もある。今後は国際学会での成果発表を行い、同時に英文論文の執筆を早急に開始する予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
「注意」における視床線条体入力の生理的役割

感覚情報を伝える視床から行動選択を担う線条体への入力は、目立った刺激に注意を向けて進行中の行動を修正すると考えられている。線条体のコリン作動性介在ニューロンは、視床線条体入力を受けて興奮し、アセチルコリンを放出する。線条体はストリオソームとマトリックスの機能領域に分かれる。ストリオソームではμオピオイド受容体刺激がGABA伝達を抑制し、アセチルコリンはその抑制作用に拮抗した。このアセチルコリンによる拮抗作用はM1ムスカリニック受容体とPKCを介していた。こうしたコリン作動性介在ニューロンによる作用は、注意のシフトによって行動を修飾するメカニズムの一つであろう。大脳基底核の主な生理機能は運動と姿勢制御、行動の計画、遂行や習慣形成であるが、行動の修正をもたらす「注意」にも関わるとされる。視床線条体入力は感覚情報、特に注意を向けるような新奇な感覚情報を運んでいる。線条体では投射ニューロンとともに内在性コリン作動性介在ニューロンが視床入力を受けている。コリン作動性ニューロンは、線条体の数%に過ぎないことを考えると、視床からかなりの入力を受けると考えられる。また線条体にはストリオソームとマトリックスと呼ばれるコンパートメント構造が存在し、コリン作動性ニューロンはストリオソームの周囲に多く分布する。視床入力を受けるコリン作動性ニューロンとアセチルコリンの重要性を考えると、視床入力の生理機能を理解するためには、コリン作動性ニューロンと線条体のコンパートメント構造の関係に着目した研究が有効と考える。アセチルコリンはニコチン受容体とムスカリン受容体に作用する。線条体では一様と考えられてきたムスカリン受容体の作用が、ストリオソームで異なることを報告した。ストリオソームの投射ニューロンはGABA作動性であり、μオピオイド受容体刺激はGABA性抑制性伝達が抑えるのだが、ムスカリン受容体刺激はこれと拮抗した。逆にマトリックスでは、ニコチン受容体依存性にGABA性入力が増加した。アセチルコリンのGABA性抑制性入力に対する作用がストリオソームとマトリックスで異なることを示した。このオピオイドによる抑制性入力の減少(脱抑制)はコリン作動性ニューロンでもみられ、かつストリオソームに限局していた。視床入力によりコリン作動性ニューロンが興奮すれば、アセチルコリンの放出も増減する。そしてコンパートメント特異的に、GABA作動性である線条体の局所回路に影響を与えるであろうことが、興奮性の視床入力の機能の一つと考えられる。大脳基底核の入力核である線条体では、ドーパミンとともに、内在性コリン作動性介在ニューロンから放出されるアセチルコリンが重要な機能調節因子である。また、線条体にはストリオソームとマトリックスと呼ばれるコンパートメント構造が存在し、コリン作動性ニューロンはストリオソームの周囲に多く分布する。興味深いことに、視床から線条体への入力は、ストリオソーム/マトリックスでシナプスの形態が異なる(Fujiyama 2006)。さらに、コリン作動性ニューロンも視床入力を受けることが知られている。このため、視床入力の機能を理解するためには、コリン作動性ニューロンと線条体のコンパートメント構造の関係に着目した研究が有効と考える。これまでの研究で、ストリオソームではμオピオイド受容体刺激によってGABA性IPSCが抑制されることを示した。これはストリオソームの投射ニューロンがGABA作動性であり、同時にμオピオイド受容体を持つためと考えられる。オピオイドによるIPSCの抑制はcAMP依存性のシグナル伝達経路を使っている。ところが、ムスカリニック受容体阻害薬アトロピンによりμオピオイド受容体の作用が増強することから、アセチルコリンとの相互作用が示唆された。このことをさらに詳しく調べると、内在性のアセチルコリンが、M1ムスカリニック受容体サブタイプからPKCのシグナル経路を介してオピオイドと拮抗的にGABA性IPSCを調節していることを示した。コリン作動性ニューロンは視床入力を受けるので、その結果、アセチルコリンも増減すると考えられる。そうしたアセチルコリンの作用の一つがコンパートメント特異的であり、オピオイドと拮抗的に線条体局所神経回路の興奮性を調節することは、視床入力の機能を考える上でも興味深い結果といえる。大脳基底核は運動制御と行動遂行に加え、行動の修正をもたらす「注意」にも関わるとされる。感覚情報を運ぶ視床線条体入力が「注意」を促し、状況に合わせた行動修正に働くと考えられる。コリン作動性ニューロンは、線条体の2-3%の数に過ぎないことを考えると、視床からかなりの入力を受けているといえる。

我々は視床線条体スライスを作製してwhole-cell patch-clamp記録を行い、コリン作動性ニューロンが興奮性の視床線条体入力を受けて興奮することを確認した。興味深いことに、コリン作動性ニューロンの興奮は、自分自身に再帰性のGABA性入力をもたらし、それによって発火が抑制された。この再帰性GABA性入力にはニコチン性受容体の活性化が必要であり、さらに線条体のコンパートメント構造(ストリオソーム/マトリックス)によって異なることを見いだした。すなわち、ニコチン受容体依存性の再帰性GABA性入力はマトリックスに有意に多くみられた。これとは逆に、μオピオイド受容体によるGAB性入力の阻害はストリオソームに特異的にみられ、M1ムスカリニック受容体の活性化によって拮抗された。こうした局所神経回路は、コリン作動性ニューロンに特徴的な一過性の興奮-抑制という活動パターンを発生する機構の一つである。ドーパミンと共にアセチルコリンは大脳基底核の機能に必須であり、それらが感覚情報に合わせて増減することが強化学習や行動修正に重要と考えられる。本研究では、これまで線条体では一様と考えられてきたアセチルコリンの作用が、GABA性入力に対して、コンパートメント間で異なることを明らかにした。行動の修正をもたらす「注意」においても、線条体のコンパートメントによって異なる機構を持つことが示唆された。神経生理昨年度までに、線条体コンパートメント(ストリオソームとマトリックス)から選択的に、ホールセル記録をとることを可能とした。また、線条体の投射ニューロンは、直接路ニューロンと間接路ニューロンから構成され、両者のバランスが生理機能的に重要である。そこで投射ニューロンに蛍光タンパクを発現させた動物を導入して、コンパートメントに加えて投射ニューロンとインターニューロンを区別して電気記録を行っている。これまでに、興奮性入力によってコリン作動性ニューロンが興奮すると、GABA性IPSC(抑制性電流)がニコチン受容体依存的に発生することを確かめている。マトリックスのほぼ全ての投射ニューロンにニコチン受容体依存性IPSCが見られるのに対し、ストリオソームでは半数以下であった。このIPSCは、コリン作動性ニューロン自身にも入力するので、コリン作動性ニューロンへの再帰性抑制入力となっている。このメカニズムを詳しく調べるために、コリン作動性ニューロンでは通常、複数のピークを持つ多峰性のIPSCを解析した。各ピークの潜時の長さと分散の大きさを分析すると、潜時の短く分散の小さなピークは投射ニューロンからの直接入力であり、潜時の長く分散の大きなピークはGABA性介在性ニューロンからであった。発火を止める「ポーズ」反応は、コリン作動性ニューロンに特徴的であり、線条体の学習に関わるとされる。再帰性抑制は「ポーズの」一因となる。このことは、マトリックスではコリン作動性ニューロンが大脳皮質や視床から入力を受けると興奮の後に再帰性抑制によるポーズを生じるが、ストリオソームではそれが起こりにくいことを示唆する。内在性アセチルコリンと局所神経回路の相互作用がコンパートメントで異なることが明らかになったので、現在は直接路、間接路投射ニューロンへの作用を調べている。
卵巣癌腹膜播種形成において糖鎖が果たす役割の解明と分子標的治療への応用

シアリダーゼは細胞表面の糖鎖構造を修飾し、癌細胞の浸潤・転移能と関連することが知られている。本研究では、シアリダーゼが卵巣癌腹膜播種形成に与える影響につき検討を行った。各種ヒト卵巣癌細胞株において高率にシアリダーゼを発現していることが確認され、シアリダーゼをノックダウンまたは阻害剤にて機能を抑制することにより、腹膜播種形成の抑制が可能であった。本研究により、シアリダーゼが卵巣癌腹膜播種の新しい治療的ターゲットとなりうる可能性が示された。癌細胞に発現する糖鎖構造は各種の癌腫においてその生物学的特徴に影響を及ぼすことが知られており、糖鎖の1つであるシアル酸は癌の浸潤・転移能に関与しうる可能性が示唆されている。卵巣癌は、進行症例において腹膜播種という特徴的な腫瘍進展形式をとり極めて予後不良な疾患であるが、多様な糖鎖を発現しておりこれを腫瘍マーカーとして用いることができる。そこで、本研究においては、卵巣癌腹膜播種形成においてシアル酸およびシアル酸脱離酵素であるシアリダーゼの役割の解明し、それをべースに分子標的治療への応用を試みることを目的とした。当該年度においては、各種卵巣癌培養細胞株のシアリダーゼ発現状況をもとに、シアリダーセ発現株と非発現株を作成し、腹膜播種モデルへの応用ができる準備とした。各種卵巣癌培養細胞株のシアリダーゼ遺伝子発現状況を解析するため、4種類のヒトシアリダーゼ(NEU1、NEU2、NEU3、NEU4)遺伝子発現をRT-PCR法にて解析をした。組織型によりシアリダーゼ発現パターンに差があることが確認された。次に以上の結果をもとに、シアリダーゼ発現細胞株を選定し、siRNAを用いて各種ヒトシアリダーゼ発現をノックダウンした細胞株を作成した。一方で、卵巣癌腹膜播種形成の評価のため、細胞接着の評価を可能とするin vivo、in vitroの両者における腹膜播種実験モデルを作成した。卵巣癌の多くは進行症例で発見され、集学的治療を行っても予後不良なうえ、腹膜播種という特徴的な病態が患者のQOLを著しく低下させる。癌細胞に発現する糖鎖構造はその生物学的特徴に影響を及ぼし、糖鎖をターゲットとした治療は癌治療の中でも新しい分野として注目されている。我々は以前の研究において、糖鎖構造の1つであるシアル酸を脱離させる酵素であるシアリダーゼが卵巣癌腹膜播種抑制の新しい治療的ターゲットとなりうる可能性を示した。そこで、卵巣癌の腹膜播種におけるシアリダーゼの役割を解明し、それをベースに分子標的治療への応用を試みることを目的として本研究を計画した。1.卵巣癌細胞における内因性シアリダーゼ発現を検討するため、ヒト卵巣癌由来細胞株を用い、各種シアリダーゼ(NEU1、NEU2、NEU3、NEU4)のmRNA発現をRT-PCR法にて解析した。NEU1、NEU3は多くの細胞株で発現を認めたが、NEU2とNEU4はほとんどの細胞株で発現を認めなかった。2.以上の結果をもとに、卵巣癌の代表的な組織型である漿液性腺癌細胞株、明細胞腺癌細胞株から数種を選定し、siRNAを用いて各種ヒトシアリダーゼ発現をノックダウンした細胞株を作成した。ノックダウン効率については、real time RT-PCRにて確認を行った。3.シアリダーゼ発現株およびノックダウンした低発現株と腹膜中皮細胞を用い、in vitro腹膜播種モデルとしてすでに確立している細胞接着実験系にて、シアリダーゼ発現による接着能の差を検討した。検討したすべての細胞株において、シアリダーゼ低発現株で有意に細胞接着能が低下した。
逐次マルチタスク学習とパターン認識への応用に関する研究

複数の学習タスクが逐次的に与えられる問題は,マルチタスク学習と呼ばれる.この学習問題で重要となる能力は,特定タスクで獲得した知識の一部を,それに類似したタスクの学習に利用することで,より少ない学習サンプルで新しいタスクの学習を達成する能力である.これは「知識移転」と呼ばれ,学習タスクおよび学習サンプルが逐次的に与えられる環境では,有効なモデルはまだ提案されていない.本研究では,パターン認識問題への適用を試みるため,新しい学習モデルの構築を行った.2年の研究期間で得られた成果を以下にまとめる.(1)識別器の追加学習,タスク変動の検知,既知・未知タスクの識別,タスク分類,知識転送の機能を有する逐次マルチタスク・パターン認識モデルを開発した.このモデルでは,未知タスクを検知するたびに新しい識別機が自動的に生成される.(2)単一識別器で逐次的に複数タスクを学習できるモデルを開発し,過去に学習したタスクのうち,最も類似度の高いタスクを特定し,その知識を選択的に転送する機能を付加した.(3)機械学習のベンチマークデータを用い,未知タスクに対する上記(1)(2)のモデルの性能を評価した.結果,知識移転機能を導入することにより,高速に提案モデルの汎化能力が向上し,少ない訓練データで高い汎化能力をもつことを示した.(4)パターン認識への適用を行う上で必要となるオンライン特徴抽出アルゴリズムの開発を行った.複数のデータが同時に与えられたとき,それらに対して,一回の計算で固有軸の更新を行える新しい追加学習型主成分分析アルゴリズムを開発した.また,訓練データの中から一次独立となるものを選択し,それを用いて固有空間モデルを更新できる追加学習型カーネル主成分分析アルゴリズムを開発した.複数の学習タスクが逐次的に与えられる問題は,マルチタスク学習と呼ばれる.この学習問題で重要となる能力は,特定タスクで獲得した知識の一部を,それに類似したタスクの学習に利用することで,より少ない学習サンプルで新しいタスクの学習を達成する能力である.これは「知識移転」と呼ばれ,学習タスクおよび学習サンプルが逐次的に与えられる環境では,有効なモデルはまだ提案されていない.本研究では,パターン認識問題への適用を試みるため,新しい学習モデルの構築を行った.2年の研究期間で得られた成果を以下にまとめる.(1)識別器の追加学習,タスク変動の検知,既知・未知タスクの識別,タスク分類,知識転送の機能を有する逐次マルチタスク・パターン認識モデルを開発した.このモデルでは,未知タスクを検知するたびに新しい識別機が自動的に生成される.(2)単一識別器で逐次的に複数タスクを学習できるモデルを開発し,過去に学習したタスクのうち,最も類似度の高いタスクを特定し,その知識を選択的に転送する機能を付加した.(3)機械学習のベンチマークデータを用い,未知タスクに対する上記(1)(2)のモデルの性能を評価した.結果,知識移転機能を導入することにより,高速に提案モデルの汎化能力が向上し,少ない訓練データで高い汎化能力をもつことを示した.(4)パターン認識への適用を行う上で必要となるオンライン特徴抽出アルゴリズムの開発を行った.複数のデータが同時に与えられたとき,それらに対して,一回の計算で固有軸の更新を行える新しい追加学習型主成分分析アルゴリズムを開発した.また,訓練データの中から一次独立となるものを選択し,それを用いて固有空間モデルを更新できる追加学習型カーネル主成分分析アルゴリズムを開発した.複数の学習タスクが逐次的に与えられる問題は,マルチタスク学習と呼ばれる.この学習問題で重要となる能力は,特定タスクで獲得した知識の一部を,それに類似したタスクの学習に利用することで,より少ない学習サンプルで新しいタスクの学習を達成する能力である.これは「知識移転」と呼ばれ,学習タスクおよび学習サンプルが逐次的に与えられる環境では,有効なモデルはまだ提案されていない.本研究では,パターン認識問題への適用を試みるため,新しい学習モデルの構築を行った.具体的には,逐次的に与えられる学習サンプルから自動的にタスク変動を行い,新しいタスクが検知されると追加学習可能なラジアル基底関数ネットを生成し,以前に学習したタスクに対しては,該当するラジアル基底関数ネットを想起して追加学習を行うマルチモジュール・ニューラルネット・モデルを構築した.知識移転は,「同一クラスのデータは局所的に連続して存在する」というパターン認識問題の特性を活かした方式を考案した.人工データおよび機械学習分野で標準的に使われているベンチマークデータ(UCI Machine Learning Repository)をマルチタスク問題に改変し,タスク変動検知精度,クラス識別精度,タスク分類精度を調べた.その結果,知識移転を導入しないモデルに比べて,少ない学習サンプルで一定の性能が得られることを確認し,提案した知識移転方式が有効であることを示した.また,適切なパラメータを設定することで,タスク変動検知がほぼ100%となり,タスク分類も正確に行われることを示した.本研究は,米国アリゾナ州立大学のAsim Roy教授,Dmitri Roussinov助教授との共同研究であり,本年度は,計3回アリゾナ州立大学を訪問し,上記のモデル構築および評価結果について議論を行った.また,この研究成果を外国雑誌に投稿するため,現在,論文原稿を共同で執筆中である.オンライン特徴抽出アルゴリズムおよび逐次マルチタスク学習モデルの研究を進め,以下の成果を得た.(1)複数のデータが同時に与えられたとき,それらに対して,一回の計算で固有軸の更新を行える新しい追加学習型主成分分析アルゴリズムを開発した.訓練データの中から特徴空間(または標本特徴空間)において一次独立となるものを選択し,固有軸がそれらの線形和で表わされることを利用して,オンラインで固有空間モデルを更新できる追加学習型カーネル主成分分析アルゴリズムを開発した.