hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微生物集積汚泥によるマンガン酸化物ナノ構造体の生産:新しい微量金属回収法の開発

本研究は、マンガン(Mn)酸化菌の集積培養によりMn酸化物ナノ構造体の微生物生産系を確立すること、並びに、Mn酸化物の金属イオンに対する高い吸着能力に着目して、新しい微量金属回収技術を開発することを最終目標としている。本年度は、集積培養系によるマンガン酸化物形成に関与する微生物群の役割を明らかにすることを目的として検討を行った。河川床生物膜および緩速ろ過池生物膜を植種として、2つのMn(II)酸化菌集積培養系(集積系Uと集積系K)を作製した。これらの集積系は、好気条件で酢酸ナトリウム、ペプトン、リン酸塩、Mn(II)を添加した水道水(TOC=15mg/L,T-N=3m9/L,T-P=3.5mg/L,Mn(II)=5.5mg/L)を用いて、回分培養により継代維持した。Mn(II)を添加した種々の培地を用いて従属栄養細菌のコロニーを形成させた結果、Mn(II)酸化活性をもつコロニーは全コロニー数の70%までの範囲で検出され、Mn(ll)酸化菌が高度に集積維持されているものと推察された。透過型電子顕微鏡観察の結果、集積系U、集積系Kともに、Mn酸化物と推測される沈積物に覆われた細菌細胞が認められた。集積系Uでは沈積物を保有した桿菌や有鞘糸状菌が、集積系KではこれらのほかPedoicrobium様の出芽細菌が観察され、各々の培養系において複数種のMn(H)酸化細菌が含まれることが示唆された。集積培養物について、16S rRNA遺伝子のPCR-DGGE解析を行ったところ、2つの培養物において泳動距離が一致する数本のDNAバンドが検出され、これらがMn酸化物の形成に関与している可能性が考えられた。今後、微生物群集構造の詳細を明らかにし、環境因子の及ぼす影響を検討することにより、集積培養系によるMn酸化物生産の最適化が図れるものと期待される。本研究は、マンガン(Mn)酸化菌の集積培養によりMn酸化物ナノ構造体の微生物生産系を確立すること、並びに、Mn酸化物の金属イオンに対する高い吸着能力に着目して、新しい微量金属回収技術を開発することを目的としている。本年度は、生産されるMn酸化物の性状と微量金属イオンに対する吸着能について検討した。Mn酸化菌集積汚泥は2L容の培養器にて、好気条件下、5mg/L Mn^<2+>と低濃度の栄養源(有機性炭素20mg/L、有機性窒素3mg/L)を添加した培地を約3日に一度交換する回分操作により、開放系で維持された。このとき、添加したMn^<2+>は速やかに汚泥に吸収・酸化され、13日以内に水相濃度は0.1mg/L以下に減少した。生産されたMn酸化物のMn酸化数をヨウ素滴定法とX線吸収スペクトル法(XANES)により求めたところ、培養期間を通して+3.6であることがわかり、4価Mnを主体とすることが明らかになった。またX線結晶回折パターンより、Mn酸化物はバーネサイト型(層状)であることが示唆された。BET比表面積は120m^2/gMnO_2と見積もられ、比較的高い値であった。これらの特徴は、Mn酸化菌の純粋培養で得られる酸化物のものとよく一致していた。生産されたMn酸化物を用いて鉛イオン(Pb^<2+>)の吸着試験を行ったところ、最大吸着容量はPb/Mn(モル比)=0.35と見積もられ、Pbを高濃度で吸着する能力が認められた。亜鉛(Zn^<2+>)、銅(Cu^<2+>)またはニッケル(Ni^<2+>)とMn^<2+>を同時に添加しながら回分培養を繰り返したところ、0.1mg/L以下のZn・Cu・Ni濃度であれば、Mn酸化物を形成させながら混在する金属イオンを効率よく吸着除去できた。このことから、Mn酸化菌集積培養系を活用して微量金属を回収可能であることが示された。

集積系Uでは沈積物を保有した桿菌や有鞘糸状菌が、集積系KではこれらのほかPedoicrobium様の出芽細菌が観察され、各々の培養系において複数種のMn(H)酸化細菌が含まれることが示唆された。集積培養物について、16S rRNA遺伝子のPCR-DGGE解析を行ったところ、2つの培養物において泳動距離が一致する数本のDNAバンドが検出され、これらがMn酸化物の形成に関与している可能性が考えられた。今後、微生物群集構造の詳細を明らかにし、環境因子の及ぼす影響を検討することにより、集積培養系によるMn酸化物生産の最適化が図れるものと期待される。
インフルエンザ桿菌感染後ギラン・バレー症候群の臨床像と病態機構の解明

カンピロバクター腸炎後ギラン・バレー症候群は、病原体と生体組織との間に存在する分子相同性を介する病態機序が示されている。本研究では、ギラン・バレー症候群の臨床亜型フィッシャー症候群(FS)においても、その主要な原因病原体インフルエンザ桿菌が同様の機序でFSを惹起している可能性があるか検証した。インフルエンザ桿菌感染後FSは血中自己抗体パターン(抗原特異性やIgGサブクラス)や脳脊髄液所見などカンピロバクター腸炎後FSと類似していた。さらに、血中のMAC濃度は両群間で差はなかった。以上の結果は、カンピロバクター腸炎後FSと同様の病態がインフルエンザ桿菌感染後FSでも存在することを強く示唆する。自己免疫性末梢神経障害であるギラン・バレー症候群(GBS)では、主要な先行感染病原体としてグラム陰性桿菌Campylobacter jejuniが同定されて以来、最も病態が明らかにされた自己免疫疾患と言えるまでになった。ヒト神経組織に豊富に存在するガングリオシドと類似するリポオリゴ糖(LOS)をC. jejuniが菌体表面に豊富に発現することで、本菌の感染に伴いガングリオシドと交差反応する自己抗体(抗ガングリオシド抗体)が血中に産生され、本抗体が末梢神経上に存在するガングリオシドと結合することで末梢神経障害をきたすとする分子相同性説が受け入れられるようになっている。本研究では、GBSの臨床亜型であるフィッシャー症候群(FS)でも同様の病態が存在するのかについて検証することが目的である。本年度は、FS各症例の先行感染を確定するために、血中抗H. influenzae抗体と抗C. jejuni抗体を測定した。FS 33例中H. influenzae感染の先行が9例(27%:Hi群)で、C. jejuni感染が5例(15%)で確認された。Hi群は、上気道感染症状(100% vs 48%; P=0.01)ののちに複視(100% vs 58%; P=0.03)で発症することが多く、初診時に顔面神経麻痺の見られることが他群と比べ稀である傾向を示した(0% vs 32%; P=0.15)。脳脊髄液や神経伝導検査の所見、ガングリオシド抗体の頻度・パターンは、各群で差はなかった。Hughes重症度を用いての転帰の評価では、各群のほぼ全例で良好な経過をとっていた。以上より、H. influenzae感染FSはC. jejuni感染後FSと臨床像にわずかな差はあるものの、病態は両者で極めて類似することが示唆された。当初予定していたH. influenzae菌体上のガングリオシド・エピトープの検索は、予想していた以上にエピトープ量が少量であり、その代償のため菌培養を大量にする必要がでてきたため、研究の進捗に若干の遅れが出た。自己免疫性末梢神経障害であるギラン・バレー症候群では、主要な先行感染病原体としてグラム陰性桿菌Campylobacter jejuniが同定されて以来、最も病態が明らかにされた自己免疫疾患と言えるまでになった。本研究では、ギラン・バレー症候群の臨床亜型であるフィッシャー症候群でも同様の病態が存在するのかについて検証することが目的である。今年度は、H. influenzae感染後フィッシャー症候群の病態機序を明らかにするために、血中抗ガングリオシド抗体のIgGサブクラス(IgG1-4)を検討した。その結果、H. influenzae感染後フィッシャー症候群はC. jejuni腸炎後フィッシャー症候群と同様にIgG1が主体であり、H. influenzae・C. jejuni以外が原因となったフィッシャー症候群ではIgG3が主体であった。つまり、H. influenzae感染後フィッシャー症候群はC. jejuni腸炎後フィッシャー症候群と同様に、先行感染病原体とヒト生体との間に存在する分子相同性によって自己抗体が産生され、発症することが示唆された。呼吸器感染後に発症するFSやGBSにおいて、H. influenzaeが主たる原因病原体であると予想していたが、他にも重要と考えられる病原体が存在することが判明し、その解析に時間を要したため。ギラン・バレー症候群(GBS)では、主要な先行感染病原体としてグラム陰性桿菌Campylobacter jejuniが同定されて以来、最も病態が明らかにされた自己免疫疾患と言えるまでになった。一方、GBSの臨床亜型であるフィッシャー症候群(FS)においては主要な原因病原体としてHaemophilus influenzaeが同定されている。本研究では、H. influenzae感染後FSでもC. jejuni腸炎後GBS/FSと同様の病態が存在するのかについて検証することが目的である。GBSやFSでは抗ガングリオシド抗体が自己抗体として検出され、本抗体がエフェクター分子として末梢神経障害を惹起すると考えられている。

抗ガングリオシド抗体が補体活性化能を有するIgGサブクラス(IgG1IgG3)に属するために、抗ガングリオシド抗体が末梢神経上に結合したことに引き続き補体系が活性化する結果、membrane-attack complex(MAC)を形成し末梢神経障害に至ると想定される。平成28年度は血中抗ガングリオシド抗体のIgGサブクラスを検討し、H. influenzae感染後FSはC. jejuni腸炎後FSと同様にIgG1が主体であり、H. influenzae・C. jejuni以外が原因となったFSではIgG3が主体であった。平成29年度はさらに血中MAC濃度を測定した。その結果、血中MAC濃度はH. influenzae感染後FSとC. jejuni腸炎後FSとの間で有意差はみられなかった。また、軸索障害の程度の指標として血中タウ濃度を測定し、H. influenzae感染後FSとC. jejuni腸炎後FSとの間で有意差はみられなかった。以上の結果は、C. jejuni腸炎後FSと同様の病態がH. influenzae感染後FSでも存在することを強く示唆する所見である。カンピロバクター腸炎後ギラン・バレー症候群は、病原体と生体組織との間に存在する分子相同性を介する病態機序が示されている。本研究では、ギラン・バレー症候群の臨床亜型フィッシャー症候群(FS)においても、その主要な原因病原体インフルエンザ桿菌が同様の機序でFSを惹起している可能性があるか検証した。インフルエンザ桿菌感染後FSは血中自己抗体パターン(抗原特異性やIgGサブクラス)や脳脊髄液所見などカンピロバクター腸炎後FSと類似していた。さらに、血中のMAC濃度は両群間で差はなかった。以上の結果は、カンピロバクター腸炎後FSと同様の病態がインフルエンザ桿菌感染後FSでも存在することを強く示唆する。本年度の研究により、先行感染の確定したFS症例を収集できた。さらに、それらの症例から分離された細菌株を用いた検討が可能である環境がそろった。今後は、FS症例の検体を用いた解析を進める予定である。本年度の研究により、FSの病態がC. jejuni腸炎後GBSと同様であることが強く示唆された。先行感染が同定されたFS症例が収集され、臨床データも蓄積されている。来年度は、FS症例から分離された細菌株や検体、臨床データの解析を進める予定である。神経免疫学購入した薬用保冷庫は、設置場所のスペースの関係で、当初予定していた大型のものから中型のものへ変更せざるをえなかったことから、差額として次年度使用額が生じた。研究の遂行が若干遅れたことから、本年度中に細菌を用いた実験に着手できず、結果として細菌実験に必要な消耗品(シャーレや培地、抗体)などの購入を見合わせたため。多くの検体を対象にする実験のため、当初の予定通りプラスチック製品や試薬などの多くの消耗品を要し、その購入に多くの研究費を費やす予定である。
公営バス事業に赤字構造をもたらした諸原因の歴史的・実証的研究

1.バス乗客の減少は、現在さまざまな言葉で表現されている。これは乗客減のメカニズムが明確になっていない点に起因する。"バス離れ"(長期的減少)は、現場でいう"逸走"(一時的減少)とは別の現象である。2.バス離れは、運賃水準が物価水準を越した時期(突破年度)から始まっている。突破年度は値上げの時期・テンポによって違ってくるため、バス離れへの突入時期にはおのずから団体差が存在することになる。3.この点は、定量的な回帰分析にとって基本的な知見となる。すなわち突入時期の違いを無視してしまうと、運賃値上げと輸送密度の間に明確な相関が出てこない。しかし、団体ごとに異なる突入時期をもって時系列の原点とすれば、はっきりした曲線相関が浮きでてくる。4.バス部門だけを専業する公営団体について、運賃上昇率Xと輸送密度減少率Yの回帰式を求めたところ、Y=1-exp〔-0.47X〕となった。運賃値上げは、この経験則を媒介として、輸送密度を衰退させてきている。5.バス運行頻度は、運転手数と無関係には決められない。バス配車のしくみを吟味したところ、「バス頻度=係数×(運転手数/路線長)」という制約式が得られた。この係数は、ハンドルタイム・バス速度・回送キロによって変化する。この制約関係を考慮することなしに、バス増車だけを進めることはできない。6.公営バスの経営史・年表については、とりあえず岐阜市営バスを対象に創業史の社会的要因などは整理できたが、その後の発展史がまだ分析の途中にあり、衰退史は資料を集めたにとどまる。7.実務面で重要な役割をはたす「営業係数」については、その概略の講造・特性を定式化できたが、まだ細部の吟味が課題として残っている。今年度の目的は,昨年度の巨視的分析をふまえ,(1)岐阜市営バスの月別輸送人員を事例に時系列分析をおこなうこと,(2)岐阜市営バスの創業史と歴史的背景を整理することであった.まず時系列分析によれば,岐阜市営バスのバス離れ原因について次の点が明らかになった.すなわち,モータリゼーションを素因とし運賃値上げを誘因とする複合作用によりバス離れは進行してきた.ただし値上げの影響度はかならずしも一律なものではなく,時期により差異がある.運賃が物価に比して割安であった前期(昭和48年以前)には,一時的な回復できる弱い範囲にとどまった.それが49年の石油ショックを過ぎて割高になると,慢性的な回復しない強い影響をもたらすようになった.最近10年間におけるバス離れの直接原因は値上げにある.ここから第一に,値上げとバス離れの間に悪循環が生じ,値上げに「自殺行為」の側面がつよまった.第二には自転車利用の突発的流行を派生させ,従来のバス圏のかなりを自転車圏に変化させ,そして第三にそれまでの固定客(学生・婦人層)をもバス離れの候補集団に変質させることになった.つぎに創業史の整理を通して次の点が明らかとなった.すなわち戦後は,財閥解体ムードが全国的に広がるなかで私企業への不信感が強まり,一方,地方議会からは戦争協力者が排斥されて「市民のため」が強調される世相にあった.こうした状況下,市議会の満場一致で市営バスは誕生した.当初から民営路線との競合が指摘されたが,赤字になるのは「覚悟の上」で出発した.当時のこうした経過は,その後40年間をへて現在の経営赤字問題にも波及してきている.1.バス乗客の減少は、現在さまざまな言葉で表現されている。この研究の目的は、公営バス事業を対象として、需要動向と赤字原因を時系列的に追跡することである。61年度は研究の初年度にあたるため、まず全国の公営バス39団体について巨視的分析をおこなった。

バス事業ではおおよそ[運送収益=運賃×輸送人員]であり、収益の減少は主に輸送人員の減少による。そこで輸送人員の推移を検討してみた。地下鉄などを兼業しているとバス輸送人員がその影響を受けるため、今回はそうした団体を除外した。また、単位を[人]のままにすると路線の伸縮が反映するため、1キロあたり人員[人/km]に換算して扱った。輸送人員がピークを示した時期には団体差があるものの、運賃の値上げが大幅・頻繁化しはじめた時点で衰退に転じている点では共通している。平均運賃(=年間運送収益/年間輸送人員)と輸送人員(人/年)との関係を吟味するに際し、ピーク時を基準年にとり、平均運賃Fの値上げ率X(倍)、輸送人員Dの減少率Y(%)をつぎのように定義した。添字Pはピーク年、60は昭和60年度を意味する。X=(【F_(60)】-Fp)/Fp Y=(Dp-【D_(60)】)/Dpピーク時を基準にした根拠は、ピーク年の値上げがいわゆるインパクトとして作用し、以後の推移を規定していると思われたためである。XとYの間には、つぎのようなかなり明瞭な直線相関が存在する。Y=2.14X+32.5 (相関係数0.76)この式からまず第一に、バス離れは運賃の値上げに左右されることがわかる。そして第二に、Y切片32.5という数字から、値上げが無かった場合でも輸送人員は約30%程度の減少をみたであろうと推定される。結局、収益を維持するための値上げは、反面では輸送人員を減らし、その効果を相殺することが実証的に確認された。昭和63年度に計画した研究内容は、おおきく分けて次の二つであった。それぞれについて研究実績の概要をまとめると、以下のとおりである。1.運賃値上げとバス離れは、どのような数量的関係をもつか?全国の公営バス39団体のうちバス部門だけを専業する団体について、運賃"上昇率"Xと輸送密度"減少率"Yとの量的関係を回帰分析し、次の結果を得た。バス離れは、運賃が物価を突破した年度から団体ごとに始まっている。したがってXやYを定義する際、それぞれの突破年度を基準にする必要がある。基準年を一律に決めると相関は現れない。Y=1-e×p〔-0.47X〕が回帰式である。運賃値上げは、この経験則を媒介として輸送密度を衰退させてきている。バス離れ過程の進行度団体差が見られるのは、値上げのテンポや程度に団体差があるためであろうと思われる。2.バス運行頻度と運転手数は、どのような制約関係をもつか?バス頻度は、運転手数と無関係には決められないと思われる。バス配車のしくみ、ハンドルタイム、"仕業数"など、基本的な諸要素間の関係を路線ごとに吟味して、「バス頻度=係数×路線1kmあたり運転手数」という制約式を得た。ただし、この"係数"は、ハンドルタイム・バス速度・回送キロという3要因によって変化する。経営対策としてのバス増発と人件費削減は、このように互いに制約しあっているので、一方だけを一面的に実施するわけにはいかないと思われる。
結晶基板の超量産を目指す遊離砥粒研磨加工の知的高度化

超量産仕上げ加工を実現するための遊離砥粒研磨技術について検討した.両面研磨加工技術については新規開発したスケルトン型加工装置により加工状況の把握,およびそれに基づく加工メカニズムの考察が可能となった.表面形状加工技術については,オスカー型と修正輪型それぞれについて現象観察に基づく考察,および試料保持方法などの各種技術開発により数100倍の高能率化が図れる接触型研磨技術が適用可能であることを示した.超量産仕上げ加工を実現するための遊離砥粒研磨技術について検討した.両面研磨加工技術については新規開発したスケルトン型加工装置により加工状況の把握,およびそれに基づく加工メカニズムの考察が可能となった.表面形状加工技術については,オスカー型と修正輪型それぞれについて現象観察に基づく考察,および試料保持方法などの各種技術開発により数100倍の高能率化が図れる接触型研磨技術が適用可能であることを示した.1.高度な両面研磨技術の開発研磨加工において加工物や工具に阻まれて加工箇所が観察できず,加工現象が把握できないという問題を克服するために,加工機械の一部をスケルトン化し,加工現象を観察できる両面研磨機を開発した。通常4軸の加工機械に観察のための1軸を付加し5軸の機械とした。また,各軸の速度の組み合わせを自由に選択できるようにして,加工条件も細かに変えられるような構造をとった。装置は概ね完成し両面研磨加工機として機能できるようになった。2.接触型の研磨技術によるベベル加工の実現加工能率が低く歩留まりも期待できないバレル研磨加工により実生産されている水晶振動子のベベル加工に対して,能率と歩留まりが飛躍的に向上することが期待できる接触型研磨技術の適用について,(1)オスカー型レンズ研磨技術の応用,(2)修正輪型研磨技術,の双方について検討するための実験装置をそれぞれ作成した。(1)オスカー型レンズ研磨技術試作した小型オスカー型研磨装置によりベベル形状が創成できることを実証した。工具形状の曲率と作成された工作物の曲率の相関について,および加工形状の安定性についてさらに検討する必要があることが明らかになった。(2)修正輪型研磨技術従来の修正輪型研磨技術の工具と工作物の関係を逆転させ,大きな冶具に多数の工作物を貼り付け,小径の工具で研磨加工する技術によりベベル形状を創成できることを示した。冶具の曲率半径,工具の曲率半径,工作物の曲率半径の相互関係につき今後検討していく必要があることが明らかとなった。1.高度な両面研磨技術の開発前年度に開発した加工機械の一部をスケルトン化し加工箇所が観察できる両面研磨機を用い各種実験を行った。加工液の供給状況については両面研磨機の上下面での供給状況について知見を得ることができた.工具に施す溝形状の砥粒供給に及ぼす影響についても検討した.また,加工条件としてキャリアの内側形状と試料形状の組み合わせを変えて加工中の試料の運動を観察し,加工試料が自転しながら加工されている状況,および形状の相違が運動に与える影響を確認することができた.2.接触型の研磨技術によるベベル加工の実現水晶振動子のベベル加工に対して、能率と歩留まりが飛躍的に向上することが期待できる接触型研磨技術の適用について,前年度の研究でオスカー型レンズ研磨技術の応用,修正輪型研磨技術、の双方について実用可能であることを明らかとしたため,今年度は形状精度,および歩留まりの向上について検討した.(1)形状精度に影響を与える因子冶具の曲率半径、工具の曲率半径、工作物の曲率半径の相互関係につき詳細に検討した結果,試料貼り付け時の弾性変形量が加工後の形状精度に大きな影響を与えることを明らかにした.(2)試料接着技術歩留まりに大きな影響を与える加工準備段階の加工物の治具への接着について検討した.接着厚さの評価法を確立し,接着手順が加工前試料の曲率半径に与える影響を調べた.接着用治具の開発,静水圧を利用した接着手川頁の開発により曲率半径のばらつきを大幅に低減する手法を確立することができた.
ｉＰＳ細胞のＢＭＰ２発現制御を利用した新規骨増生技術の開発

近年,iPS細胞は骨再生研究の細胞源として注目を集めている。これまでに我々は骨形成蛋白質であるBMP2の発現制御可能なiPS細胞を樹立し,BMP2発現を制御することにより試験管内で骨組織に類似したバイオエンジニア骨を作製することに成功した。しかしながら,iPS細胞を臨床応用するためには造腫瘍性の回避という最大の課題が残されている。本研究では,BMP2の発現を制御してiPS細胞から作製した骨様組織を凍結乾燥により不活化することで造腫瘍性を回避し,その人工の凍結乾燥骨(BMP2-iPS骨補填材)が十分な骨再生作用を有するという仮説を立て,実際にラット頭蓋骨欠損に埋植することでその仮説を検証する。
上皮間葉転換に着目した妊娠期ヒ素曝露による後発的肝腫瘍増加メカニズムの解析

今年度は、妊娠8日18日に85 ppmの亜ヒ酸ナトリウム(NaAsO2)(ヒ素群)及び水(対照群)を自由摂取させたC3Hマウスから、それぞれ仔世代(F1)、孫世代(F2)を得た。これらのマウスは、次年度以降の研究計画のために、現在飼育中である。また、肝細胞のdishへの接着能減少が、どのように妊娠期ヒ素曝露による後発的な肝腫瘍増加メカニズムに関与するのかを解析するために、コラゲナーゼ灌流により肝臓から肝細胞と肝星細胞を単離する条件を検討した。コラゲナーゼ灌流により肝細胞を単離したあと、OptiPrepを使用した密度勾配遠心法により、肝星細胞画分を分離した。分離した肝細胞及び肝星細胞画分からRNAを抽出し、肝星細胞マーカーであるDesminおよびActa2の遺伝子発現を検討したところ、肝細胞と比較して肝星細胞で有意に発現が増加することが明らかになった。以上の結果より、肝臓から肝細胞及び肝星細胞を単離する条件を確立することができた。妊娠8日18日に85 ppmの亜ヒ酸ナトリウム(NaAsO2)(ヒ素群)及び水(対照群)を自由摂取させたC3Hマウスから、それぞれ仔世代(F1)、孫世代(F2)を得、肝臓から星細胞を単離する条件を確立することができたため、おおむね順調に進展していると考えている。妊娠8日18日に85 ppmの亜ヒ酸ナトリウム(NaAsO2)を飲水投与したC3Hマウス(ヒ素群)及び対照群から得た、F1及びF2を74週まで飼育し、肝臓から肝細胞及び肝星細胞単離する。肝細胞のdishへの接着能減少メカニズムが、どのように妊娠期ヒ素曝露による後発的な肝腫瘍増加メカニズムに関与するのかを明らかにするために、上皮間葉転換などのメカニズムに着目して検討する。消耗品などの価格自体が変化したため。
保型表現の分岐理論の構築:分岐表現とLー関数の数論

フェルマ予想(FLT)の様な数論の問題は,非常に広範で深い理論を駆使して研究される。FLTの証明をも含み, 70年代より数論研究の支柱たり続けているLanglandsプログラムに沿って,比較的小さい群U(3), GSp(4)の場合に,その分岐表現と付随するL-関数を研究した。方針は, L-関数を上の群を対称性にもつ保型形式という"関数"の積分変換で表示し,その積分の分岐因子を(一般化)ホイタッカー関数を通じて明示的に研究する。表現の分岐が激しくない簡易な場合に, L-因子を計算した。分岐が激しい場合にも,部分群からのアプローチが有効で有ることが判った。1.本研究の目的は、保型形式のフーリエ成分の数論的性質を表現論的手法を使って調べることである。数論的に深い情報を取り出すには、局所理論が肝要となる。特に、調べるべき保型形式の生成する表現に付随する一般化/通常Whittaker模型の分岐理論が、重要な役割を担う。然るに、分岐したWhittaker関数の研究は、不分岐な場合に比して立ち遅れている。そこで、比較的小さい群U(3),GSp(4)の場合に、以下の(A)(B)が本年度の研究計画であった。(A)各分岐表現に付随するWhittaker関数の明示公式の研究(B)局所ゼータ積分による分岐L-因子の研究2.準分裂U(3)のSteinberg表現の場合には、明示公式及びそのゼータ積分による標準L-関数の分岐因子は、筆者により得られていた。(A)については、Steinberg表現の場合に通用した手法が、他の表現にも通用する条件が解った。(B)については、井草局所ゼータに関連付ける手法を、doubling積分から我々の局所ゼータ積分の場合へ拡張することを試みた。これらについて、9月北海道大学1月岡山大学に於いて、現行方法の問題点について近隣分野の研究者と討議した。3.森山は、GSp(4;R)の場合に一般化Whittaker関数が通常のものの積分変換で得られることを観察した。高野は、p-進簡約型対称空間の表現の分類について部分表現定理と相対的尖点表現の構成を行った。若槻は、Sp(4)上の正則カスプ形式に対しHecke作用素の跡公式を与えた。また安田は、GL(n)上のカスプ形式のtorus周期がn-1個の保型L-関数の積で書けることを示した。吉野は、Carabi-Yau三角圏に於るAuslander-Reiten理論の高次元化をほぼ完成させた。(A)各分岐表現に付随する一般化Whittaker関数の研究(B)表現の分岐度合と"解析的導手"の関係の解明2.(A)については、準分裂U(3)のSteinberg表現の場合に、Whittaker関数の明示公式及びそのゼータ積分による標準L-関数の分岐因子は得られたが、Fourier-Jacobi関数については研究が停滞している。1月のRIMS集会にTechnion大のBaruch氏を招聘し、Kirillov関数を用いる利点と見込まれる結果について示唆を受けた。(B)については、当初の方針を変更し、分岐度合を測るコンパクト群(の候補)からのアプローチを試みた.これに関して、安田の主催する1月の研究集会に於いて、知られている場合の分析と有り得る拡張を報告した。新しい方針に沿う"解析的導手"については、明示研究の方針がたち簡易な場合に試行している。来る8月には、これに関するWork Shopを開催し、本課題共同研究者を含む国内の専門家と研究討議を重ねる予定である。3.森山は、G3p(4;R)の場合に"new vector"の存在が期待できない積分の存在を観察した。高野は、p-進簡約型対称空間の表現の分類について、部分表現定理と相対的尖点表現の構成を行った。また安田は、Whittaker模型の一意性の拡張に取り組み、一定の結果を得ている。
無極性 高効率/高出力の緑色LEDに関する研究

様々な形、サイズのマスクを製作して研究を進めた結果、最適化されたマスクの形状とサイズで成長されたa-planeGaNの品質が2倍以上向上して光学特性も向上し、表面の粗さが大幅に向上することを確認しました。また、GaとNの成長速度の差で発生するa-planeGaNの異方性特性がSiO2マスクの最適化により解決しましたことを確認しました。Nano-scaleのマスク研究を介して高速薄膜成長に既存のELOGより薄膜の膜厚制御が容易で、薄膜に発生することができるGaNの割れ現象を調節することができました。本研究で達成された高品質のa-planeGaNは最終目的である無偏光の高効率のLEDを作製するための基盤を確保しました。昨年の研究成果に基づいて、最終的な実験目的に近づく結果が得られました。これまで進めてきた技術をもとに、さらに改良された高効率の無偏光LEDの研究を行う予定です。また、GaとNの成長速度の差で発生するa-planeGaNの異方性特性がSiO2マスクの最適化により解決することを確認しました。昨年の研究で基礎段階の実験は終了しており、今年の研究を介して最終的な研究目的に到達するための研究を進めていく予定です。昨年の研究結果をもとにその欠陥のa-planeGaN薄膜の上に、長波長(緑)のLEDを実装するためのInGaN/GaNMQWsの集中研究を行う予定です。また、LEDの効率を高めるために、高hole濃度を達成するため、p-typeGaNの研究とOhmiccontactの研究も進めていく予定です。
啓蒙主義からアメリカの知的独立にいたる宗教の変貌

アメリカ文学史の教科書として早瀬博範編著『21世紀から見るアメリカ文学史:アメリカニズムの変容』(英宝社)を出版し、植民地時代の時代思潮とピューリタン文学、リパブリカニズムの章を執筆した。日本ソロー学会の学術誌に、アメリカの学会における発表の手続きの仕方や研究動向を要約した解説を出版した。口頭発表は昨年に続き、アメリカの学会で発表した。Northeast Modern Language Associationにおいてセッションを開催し、司会と発表を担当した。2年前は初めての発表だったが、今回はセッション・プロポーザルからパネルの構成・発表までの責任を担った。アメリカ文学に関する日本人によるセッションは珍しいが、日本のアメリカ文学研究を周知するには必要だと思う。アメリカ人研究者からアブストラクトが提出され、小倉の研究の意図が有意義であることがわかる。日本における口頭発表は、本研究の集大成として初期アメリカ学会の例会で1時間にわたり、マサチューセッツとコネチカットの勅許状、独立革命時の北西部の土地領有権の争いについて発表した。要約は学会のニューズレターに掲載された。書評は日本アメリカ文学会からの依頼で、堀内正規著『エマソンー自己から世界へ』を『アメリカ文学研究』に出版した。日米のエマソン研究を振り返り、堀内氏によるエマソンの青年期の思想を1820年代から40年代まで要約した。研究分担者の中根一貴は東北大学で学会報告を行い、9月から3月までチェコ科学アカデミーで在外研究に従事し、資料を収集した。Northeast MLAにおいてセッションを最初から作ったが、アメリカ人研究者3名、韓国1名、日本人3名からアブストラクトの提出があった。学会では二つのパネルに重複して登場することを禁じているので、最終的に4名に絞った。小倉の発表は16ページの完全原稿を配布しているので、一つの論文として成立する。本研究の国際共同研究の目的は十分に達成されたと思う。著書は分担執筆で1件、書評や論文は5件、研究発表2件など研究成果を着実に公表した。今年度は2年前に発表した全米ヘンリー・ソロー学会において再び研究発表を行う。今回は生誕200年記念大会と異なり、通常の年次大会である。発表者が減るので、発表時間は長くなる。今年度は本研究の最終年度となるので、トマス・フッカーの伝記とコネチカットの歴史に関する単著を出版する。2016年度は本研究の初年度だが、研究成果を発表する機会が多かった。2016年5月に九州アメリカ文学会大会で発表し、11月に講演を行い、2017年3月にメアリランド州ボルチモア市で発表を行った。2017年3月のアメリカ出張においては、ニューヨークでオランダ植民地であった1630年から1664年までの遺跡を確認した。3月25日に本研究による研究成果を、Northeast Modern Language Associationの年次大会で発表した。研究発表セッションは“Human Rights discourse in Antebellum Culture (Panel)"で、ChairはGreg Garvey (SUNY Brockport)教授、パネリストは3名であった。小倉は二番目に“Ralph Waldo Emerson and the AntislaveryMovement"というタイトルで発表を行い、その後質疑応答が行われた。大会の期間中にジョンズ・ホプキンズ大学のラーザー・ジフ先生にお会いし、発表の原稿を読んでいただき、コメントをしていただいた。海外共同研究としては、2016年10月にハーバード大学のデヴィッド・ホール先生が来日されたので、講演会を開催した。講演タイトルは“Religion, the State, and Civil Society: A Contested Relationship in the United States"である。またボストン大学のアラン・ローソン先生が10月に来日されたので、アメリカ思想史の最近の研究動向を教えていただいた。小倉は2016年11月に東京の創価大学英文学会に招聘され、約2時間講演を行った。講演のタイトルは「アメリカの民主主義と自由の理念ー植民地時代からアメリカ独立革命まで」である。初年度だが、研究発表を中心に進めている。アメリカ植民地時代から独立革命の時代に、13の植民地が西部の土地をめぐって争った歴史を九州アメリカ文学会大会で発表し、11月に植民地時代からエマソンまでの思想を主題に講演を行い、2017年3月にメアリランド州ボルチモア市で発表を行った。発表の際に配布資料として25ページの英文論文を執筆した。これは今年度の重要な研究成果である。また3名の海外共同研究者と直接会合を持った。ホール先生とローソン先生は東京において、ジフ先生はボルチモア市でお会いし、研究を進めた。2017年度は本研究の2年目であるが、すでに研究成果をアメリカ合衆国で発表した。昨年度はNortheast Modern Language Associationで行ったが、今年もアメリカの学会で発表した。2017年はヘンリー・デヴィッド・ソローが誕生して200年になり、アメリカのソロー学会が盛大に記念大会を開催したため、出席と発表を依頼された。小倉は2014年から17年3月まで日本ソロー学会の会長であったので、7月にボストン近郊のコンコードに出張した。発表の際に海外共同研究者であるボストン大学のアラン・ローソン先生が出席し、コメントがあった。また制限時間を越えて活発に質疑応答がされた。論文については、日本ソロー学会がソロー生誕200周年を記念して英文論集を出版したので、これに寄稿した。字数制限があったため、論文は全米ソロー学会の発表における配布資料の短縮版である。アメリカ文学史の執筆依頼があり、ピューリタニズムとアメリカの祝祭について原稿を提出した。

ピューリタニズムから啓蒙主義の18世紀までは、研究者が少ないので、時代思潮を執筆してほしいという依頼が来る。2018年度にもアメリカ文学史の執筆依頼があり、ピューリタニズムから19世紀半ばのアメリカ・ルネサンス期の文学について書く予定である。書評は、日本英文学会からの依頼で『英文学研究』に掲載したものである。ソローに関して小野和人著『生きている道-ソローの非日常空間と宇宙』について、エマソンの弔辞を手がかりにソローの『一週間』と『メインの森』を中心に書いた。2017年度から大東文化大学政治学科准教授の中根一貴を研究分担者に加えた。中根は前回小倉が挑戦的萌芽研究を行った際にも研究分担者を務めた。今回もヨーロッパの啓蒙主義と政治に関して、研究を多様化することが目的である。中根は今年度初めての単著を出版し、3月にはチェコに出張して資料収集をした。アメリカでの研究発表は好評であった。まだ2年目だが、今年度も発表を行いたい。発表の際は20ページ程度の完全原稿を準備して配布しているので、英文の論文が増えている。研究分担者が加わり、ヨーロッパの政治についての知識が拡大すると思われる。アメリカ文学史の教科書として早瀬博範編著『21世紀から見るアメリカ文学史:アメリカニズムの変容』(英宝社)を出版し、植民地時代の時代思潮とピューリタン文学、リパブリカニズムの章を執筆した。日本ソロー学会の学術誌に、アメリカの学会における発表の手続きの仕方や研究動向を要約した解説を出版した。口頭発表は昨年に続き、アメリカの学会で発表した。Northeast Modern Language Associationにおいてセッションを開催し、司会と発表を担当した。2年前は初めての発表だったが、今回はセッション・プロポーザルからパネルの構成・発表までの責任を担った。アメリカ文学に関する日本人によるセッションは珍しいが、日本のアメリカ文学研究を周知するには必要だと思う。アメリカ人研究者からアブストラクトが提出され、小倉の研究の意図が有意義であることがわかる。日本における口頭発表は、本研究の集大成として初期アメリカ学会の例会で1時間にわたり、マサチューセッツとコネチカットの勅許状、独立革命時の北西部の土地領有権の争いについて発表した。要約は学会のニューズレターに掲載された。書評は日本アメリカ文学会からの依頼で、堀内正規著『エマソンー自己から世界へ』を『アメリカ文学研究』に出版した。日米のエマソン研究を振り返り、堀内氏によるエマソンの青年期の思想を1820年代から40年代まで要約した。研究分担者の中根一貴は東北大学で学会報告を行い、9月から3月までチェコ科学アカデミーで在外研究に従事し、資料を収集した。
超高速CTを用いた局所肺コンプライアンス測定法の開発に関する研究

本研究は当初、臨床研究と平行して動物実験を施行する予定であったが、動物用人工呼吸器の導入が大幅に遅れたために、平成4年度は主として臨床研究を行なった。正常ボランティア1例、間質性肺疾患14例、および閉塞性肺疾患7例において、食道バルーン法で食道内圧を測定するとともに、超高速CTを用いて吸気と呼気のCT像を撮像した。両者において、同一肺領域を同定し、CT値の変化を食道内圧変化で除することにより局所肺コンプライアンス値を定量的に求めた。正常例では、呼吸レベルによって、異なったコンプライアンス値を示したが、吸気レベルが高くなるにしたがってコンプライアンスは低下した。また、背側肺は腹側肺に比して低いコンプライアンスを示し、重力効果によるものと考えられた。間質性肺疾患では、蜂窩肺を示すような病変の強い肺領域ではコンプライアンスが低下していたが、軽度の病変を表すと考えられる淡い濃度上昇領域では、吸気から呼気に変化させるとCT値は著明に上昇し、コンプライアンス値としては高い値を示した。さらに、吸気像では正常のようにみえた肺領域の一部は、呼気像において著明な虚脱を示し、間質性肺疾患の早期変化をもつ肺領域は易虚脱性をもつことが示唆された。閉塞性肺疾患では、細気管支病変や肺気腫が吸気像で明瞭に認識できる部位ばかりでなく、吸気像では正常にみえる肺領域においても吸気から呼気へのCT値の変化は少なく、早期の閉塞性肺病変を捉えるには動的なCT評価が必要であることが示唆された。超高速CTを用いた動態解析は種々の肺病変の早期変化を臨床的に捉える手法として有用であると考えられた。
小中学生のための教材用発電システムの製作II

近年、小中学生の数学力低下や理科離れという話題が相変わらず盛んである。この対策の一環として、地域の子供たちを対象に、身近なエネルギー教育等を通じて、環境問題に関心を持たせ、環境保全活動の重要性を理解させるとともに、特に太陽エネルギーや燃料電池の有効利用について重点的に実践を行うことを目的とし、以下の実験装置を製作した。なお、製作した装置の一部は学園祭で展示し、実際に小中学生に体験してもらった。1.超高輝度LEDによる説明用装置太陽電池とLEDとはよく似た構造で、互いに逆の働きをする。そこで発光ダイオードで電気が起こせることを確かめるためのLEDを基板に並べ光を照射し、電卓などの負荷を動作させるものを製作した。2.太陽電池架台市販のコストパーフォーマンスの高い多結晶型ソーラーパネルを購入し角度の調整できる架台を製作。太陽電池の特性の測定が簡単にできるものを製作した。3.燃料電池大型電気分解セルおよび固体高分子型燃料電池(PEM)を用いて、構造が見て分かるような電気分解・発電の装置を製作した。電気分解セルより発生した水素および酸素は水上置換法にて透明なガス貯蔵タンクに集め、燃料電池セルのガス供給口には水蒸気の進入を防ぐため乾燥器を通し、さらにチェックバルブを設けた。4.太陽電池と燃料電池の自己完結型エネルギー説明装置太陽電池をスポットライトで照射し発電、この電気を用いて水を電気分解する。これで発生した水素ガスと酸素ガスをガス貯蔵タンクに貯める。さらに得られた水素ガスと酸素ガスを燃料電池に供給することで発電するシステムを製作した。今後は、これらの教材と、昨年度製作した磁気ブランコ・手回し発電機・自動車用オルタネータを使った発電システムを関連させ、地域の小中学生が実際に触れ、楽しいと感じてもらえるような講座を実施したい。
魚類の免疫応答における概日リズムの解明 ～免疫増強剤の効果向上を目指して～

前年度に引き続き、時計遺伝子群による免疫調節分子(サイトカイン)の発現制御についてレポーターアッセイを用い検討した。まず初めに、1:過剰発現プラスミドおよび2:レポータープラスミドの作成を行った。具体的には、1:時計遺伝子(Bmal1およびClock1)発現プラスミドおよび2: TNF-alpha遺伝子の転写調節領域[時計遺伝子応答配列(E-box)含む]を組み込んだ発現プラスミドとなる。これらのプラスミドを用い、常法に従いレポーターアッセイを実施したところ、時計遺伝子Bmal1およびClock1を共発現させた際に、TNF-alpha遺伝子の転写活性が増強されることを見出した。さらに、哺乳類において知られるE-box配列2種(CACGTG or CATTTG)が、魚類においても応答配列として働くことが確認された。これらのことから、魚類の時計遺伝子は哺乳類と同様に、免疫調節分子サイトカインのリズミックな発現調節に関与することが示唆された。明暗飼育条件を変更[明期12時間・暗期12時間(LD12:12) →恒明(LL) /恒暗(DD)]した際の時計遺伝子およびサイトカイン遺伝子の発現リズムを解析したところ、LLまたはDD条件での飼育は、LD12:12条件と比べ、各遺伝子の発現位相に変化(位相のずれ・乱れ)をもたらすことが確認された。特にLL条件での飼育において、この傾向は強く認められた。このことから、光条件は魚類の時計遺伝子ならびにサイトカイン遺伝子の発現に影響することが示唆された。時計遺伝子が直接または間接的にサイトカイン遺伝子の発現制御を行っていることを明らかにできたことは、大きな進展である。当該成果は、学術論文として受理されている(平成31年度2月)。また、光条件が時計遺伝子およびサイトカイン遺伝子の発現に影響を与えることを明らかにできた。これらの試験は当初の計画どおりに進んでおり、進捗状況に問題はないものと判断する。平成30年度の研究推進状況は順調である。このため、次年度も引き続き当初計画に基づいて研究を実施する予定である。平成29年度は、まず初めに明期12時間・暗期12時間(LD12:12)条件下でトラフグを飼育し、供試魚の脾臓における時計遺伝子(Bmal1・Per1)およびサイトカイン遺伝子の発現パターンを解析した。その結果、時計遺伝子Bmal1遺伝子の発現は、明期(ZT4;明期開始時=ZT0)で最大となり、暗期(ZT20)において最低となる発現パターンを示した。また、その発現パターンは周期性を持つことが分かった。このことから、魚類の一次リンパ組織における概日リズムの存在が確認された。さらに、同サンプルにおけるサイトカイン遺伝子の発現パターンを解析したところ、炎症性サイトカインTNF-alphaおよびリンパ球の増殖・分化を制御するIL-2ならびにIL-21遺伝子について、概日リズム様の発現パターンが認められた。このことから、魚類におけるサイトカイン遺伝子の発現も、哺乳類と同様に概日リズム性の振幅を示すことが明らかとなった。同時に、時計遺伝子によるサイトカイン遺伝子の発現制御機構を調べた。具体的には、TNF-alpha, IL-1betaおよびケモカイン(CCおよびCXC)遺伝子のプロモーター領域を解析し、時計遺伝子の転写調節領域(E-boxやRORエレメント)が存在するかを検討した。その結果、全てのサイトカイン遺伝子のプロモーター領域に、E-boxまたはRORエレメントの存在が確認された。現在、当該遺伝子領域をPCRによって増幅し、レポーターアッセイ用のコンストラクトを作製中である。次年度は、完成したコンストラクトを用い、レポーターアッセイを実施する予定である。免疫系組織における時計遺伝子ならびにサイトカイン遺伝子の発現に、概日リズムが存在することを明らかにできたことは、高く評価できる。レポーターアッセイ用のコンストラクト作製には時間を要しているが、この点については申請時から予想をしており(申請書に記載済)、進捗状況に問題はないものと判断する。

当該成果は、学術論文として受理されている(平成31年度2月)。また、光条件が時計遺伝子およびサイトカイン遺伝子の発現に影響を与えることを明らかにできた。これらの試験は当初の計画どおりに進んでおり、進捗状況に問題はないものと判断する。平成29年度の研究推進状況は順調である。このため、次年度も引き続き当初計画に基づいて研究を実施する予定である。平成30年度の研究推進状況は順調である。遺伝子の発現リズムの解析が順調に進展し、当初計画していた消耗品・キット類の購入が不要となったため。繰越予算は、次年度購入予定の試薬や消耗品費、また、成果の公開に必要な英文校閲費の一部として使用する予定である。
実空間での差分法による有限量子系の研究

本課題は、実空間での有限差分法による計算法を種々の有限系に適用する枠組みを整備し、それらの現実系への応用を図ることを目的とした。核子多体系としての原子核構造、及び電子系である分子・クラスター系の研究を有限差分法という共通した枠組みで行うことにより、双方の分野の研究の蓄積を有効に応用することを特徴とした。以下の3つの課題について進展があった。1.原子核構造のSkyrme-Hartree-Fock法による研究。パリティ射影前の変分法による変形構造及び負パリティ状態の解明を試みた。計算コードの作成は終わり、現在相互作用に関連する問題点を検討している。また、質量数80程度の領域でのN=Z核の8重極変形構造を調べた。2.3体核反応模型の時間依存波束法による解法の開発と、ハロ-核の低エネルギー核反応の分析をまとめ、論文に発表した。3.分子・クラスターなど、有限電子系の線形応答を調べる方法として、時間依存密度汎関数法の実時・空間解法の有効性をしめす論文を発表した。その方法を炭素クラスターの光吸収に適用し、鎖状炭素クラスターが1次元プラズモンと理解できる集団励起を持つことを明らかにした。さらに、同じ枠組みを多価イオン衝突に伴う多電子移行反応の記述に適用する可能性に関し、検討を始めた。
近代東アジアにおける中華秩序の変動過程-その現代的意義-

1.本研究は、19世紀末から20世紀初頭の東アジアにおける中華秩序の変動過程を歴史的に分析するものである。近代への移行期を振り返って、中華秩序の変動のプロセスを具体的に探ることは、国民国家の相対化が摸索されるなかで、中国ならひにアジアにおける「国民国家」の意味や「地域」の意味を再構成するものとしてその現代的意義は大きい。2.本研究は中華秩序の変動を、以下の4側面から具体的に検討した。経済史的アプローチによるモノの流れ:上海を中心として日本や朝鮮など東アジアの開港場に延びていた中国商人の交易ネットワークが、中華秩序の変動過程でどのように変容したのかを数量データを用いて検討した。また、その開かれた地域経済圏としての現代的意義を考察した。国際文化論的アプローチによるヒトの移動;近代中国におけるヒトの国際移動が、中華秩序の変容過程のなかでどのような役割を担ったのかを、現代中国におけるヒトの国際移動を視野にいれながら検討した。政治経済学的アプローチ:日本の財界に焦点を当てて、中華秩序の変動期における中国と日本財界との関係を日本の大陸政策を手がかりに検討した。思想史的アプローチ:近代東アジアにおける開明的知識人を取り上げて、その国際秩序観を考察し、それが現代の東アジア国際秩序構想に与える意味について考察した。3.中華秩序の変容という地域秩序の転換期に東アジアで機能していた「東アジア地域圏」の実態は、(1)開かれた地域経済圏の重要性、(2)東アジアを国家間関係と同時に地域間関係から構想する必要性、などの点で現代の東アジア城圏研究に示唆的であることを明らかにした。
聴知覚メカニズムに基づいた音声の非言語情報の知覚に関する研究

本研究の大きな目的は、人間はどのように音声から発話者の個人性と感情情報を知覚しているのかを解明することです。特に、音声生成の面ではなく、人間の聴知覚メカニズムに基づいた手法で聴覚の面から検討することが特色になります。これまでの検討では、音声の変調周波数上限が低くなるにつれ、話者及び感情の識別率が有意に低下することを明らかにしました。また、音声の変調スペクトログラムとその特徴量は心理データと高い相関を持ち、変調スペクトル特徴が音声の個人性と感情知覚に寄与していることが示唆されました。以上の検討では、非言語情報の知覚における振幅包絡線の変調成分の役割に着目したため、雑音や残響のない環境を想定して、心理実験を行っていました。しかし、実環境では雑音や残響などの外乱が混在しております。このような環境で音声の言語・非言語情報の知覚がどのような影響を受けているかを知ることは音声の変調知覚を知る上で重要なことです。上述の疑問点から、雑音環境、残響環境及び雑音残響環境における雑音駆動音声の個人性及び感情の知覚について検討しました。具体的には、雑音や残響を付加した音声をもとに雑音駆動音声の刺激音声を作成し、話者弁別と感情認識実験を実行しました。実験の結果により、極めて劣悪な状況を除く日常的な音環境では、雑音駆動音声の個人性と感情の知覚が残響や雑音の影響を受けにくいことがわかりました。また、雑音と残響の相互作用は認められませんでした。そのため、話者弁別率ならびに感情認識率を雑音と残響の効果でそれぞれ説明できることがわかりました。雑音と残響が雑音駆動音声の個人性と感情の知覚により影響していない条件が存在し、残響時間と雑音対信号比がある閾値を越えると、雑音と残響の影響が次第に大きくなることが示唆されました。今回の検討により、実環境における音声の変調成分と音声の非言語情報知覚の関係を明らかにしました。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、人間の聴覚系機能に基づいた手法で、音声の個人性及び感情知覚のメカニズムを解明することです。特に、本研究は音声の個人性及び感情知覚に寄与している時間的な特徴に着目しています。そのために、まず、デジタル信号処理により人間の聴覚末梢系機能を忠実に再現するシステムを構築しました。そして、前述のシステムにより音声信号を分析し、その結果から個人性と感情情報に関係する時間的な特徴を抽出しました。次に、人間の個人性と感情知覚に関係しているかを検証するために、人を対象にした話者弁別実験と感情認識実験を行いました。心理実験では、周波数情報が制限され、時間情報が相対的強調された音声データを利用しました。最後に、人間の聴覚系機能を模擬した手法で抽出した音声の物理的な時間特徴を人間の心理実験からもらった心理データと関連付けて検討しました。具体的には、物理特徴の話者間及び感情間の距離と心理データから心理的な話者間及び感情間の距離をそれぞれ算出して、それらの間の相関を分析しました。その結果、本研究で検討した物理特徴が心理データと高い相関性が確認できました。従って、聴覚系機能に基づいた手法で抽出した音声の時間特徴が音声の個人性及び感情知覚に寄与していることが示唆されました。本研究により振幅包絡線の変調成分と音声知覚の関係の理解をさらに深めて、その体系を補完することができたと考えられます。また、従来の音声の非言語情報知覚に関する研究は、音声生成面に基づいて周波数的な特徴だけを検討されて来たが、音声知覚におけるいろんな情報の知覚メカニズムに対して、聴覚に基づいて周波数特徴と時間特徴を統合的に検討する必要性が示されました。さらに、本研究で利用した手法は音声の話者認識、感情認識、声質変換などの音声工学の技術の開発にも貢献できると考えられます。今年度では、研究が順調に進んでおり査読付き雑誌論文は1編が採択され、1編が条件付採択されました。また、査読付き国際会議で2件の発表がありました。本研究は、まず、音声の変調成分が個人性と感情知覚に寄与しているかを確認しました。その手法としては、音声の周波数手がかりを制限され、音声の振幅包絡線の変調周波数成分だけ保存された雑音駆動音声を用いて、人を対象にした話者弁別と感情認識実験を行いました。実験結果から、変調周波数帯域が有意に話者弁別率と感情認識率に影響しており、振幅包絡線の変調成分は個人性と感情の知覚に寄与していることが示されました。感情知覚については、感情の種類により、周波数成分と変調周波数成分の役割が異なることがわかりました。以上の研究成果は論文にまとめ、2018年中にAcoustical Science and Technology誌に掲載する予定です。次に、変調周波数成分が音声の個人性と感情知覚に寄与していることがわかった上で、どのように寄与しているかを検討しました。その手法として、まず、聴覚系機能に基づいた特徴抽出の信号処理法を構築し、聴覚系の初期段階における、周波数分析、振幅包絡線抽出、変調周波数分析の機能を模擬します。そしての各周波数と変調周波数帯域における重心、拡散、尖度、歪度、傾斜などの高次統計量を計算し、これらの変調スペクトル特徴と個人性及び感情の認識実験の心理データを関連づけて検討しました。