hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
平均化の手法による実及び複素フィンスラー幾何学の大域的研究

実Finsler幾何学は多様体の点でパラメータ付けされたHesse多様体の族の微分幾何学であり,複素Finsler幾何学は多様体の点でパラメータ付けされたKahler多様体の滑らかな族の微分幾何学であり,本研究では,特に各ファイバー上で計量と接続を積分して得られる底空間の計量と接続の役割が大きい.本研究では,実Finsler幾何学では共形的理論を研究し,特に,共形的平坦性の新しい特徴付けを得た.また,複素Finsler幾何学の場合,Rizza-negativityの概念を導入し,正則ベクトル束のnegaivityやamplenessをRizza計量の曲率を用いて議論した.平成25年度は,フィンスラー幾何学において重要な計量と接続の平均化の手法を用いて複素フィンスラー多様体の研究を主に行った.複素フィンスラー多様体の研究の歴史は新しく,目覚ましい成果は得られておらず,未だに手探りの状態と言ってもよい.本年度の研究では,これまで行われてきたフィンスラー・ケーラー多様体の研究を見直すことを第一の目的にした.その結果,得られた重要な成果は,これまでに多くの研究者が用いてきた非線形接続( Ehresmann接続)は条件が強すぎるものであって,これを用いれば直ちにリーマンの場合に帰着されることがわかった.そこで,今年度の研究では,複素フィンスラー幾何学をケーラー・ファイブレーションの幾何学の特殊な場合と見なし,各ファイバーでのファイバー積分(平均化)を用いて種々のテンソル等から底空間のテンソルを構成することを第一の目標に研究を遂行した.これにより,実及び複素フィンスラー計量に付随するリーマン計量及びエルミート計量を構成でき,付随するリーマン幾何学やエルミート幾何学との関係を考察できるようになった.平均化の手法で得られた結果の中で,特に意外な結果として,多様体の各接空間内の単位球の体積は定数であることを証明できた.このことはリーマン幾何学では当然のことではあるが,フィンスラー幾何学では,研究代表者の知る限りだれも証明していないことであり,このことからよく知られたSzaboの定理も初等的に証明される.ただし,この平均化の手法が長年の未解決問題である,非Berwald空間であるLandsberg空間が存在するかという問に有効な研究手法を与えるかは,今後の研究課題である.実Finsler幾何学は多様体の点でパラメータ付けされたHesse多様体の族の微分幾何学であり,複素Finsler幾何学は多様体の点でパラメータ付けされたKahler多様体の滑らかな族の微分幾何学であり,本研究では,特に各ファイバー上で計量と接続を積分して得られる底空間の計量と接続の役割が大きい.本研究では,実Finsler幾何学では共形的理論を研究し,特に,共形的平坦性の新しい特徴付けを得た.また,複素Finsler幾何学の場合,Rizza-negativityの概念を導入し,正則ベクトル束のnegaivityやamplenessをRizza計量の曲率を用いて議論した.平成24年度は,フィンスラー幾何学で最近になって注目されている平均化の手法を応用し,既によく知られている特殊なフィンスラー空間の研究を行った.Berwald空間の研究でよく知られたZ. Szabo氏の結果を,この平均化の手法で見直すことにより,Szabo氏の研究をより簡明な形で表現できた.この手法は,研究代表者が過去に研究した「局所共形的Berwald空間」へ応用することにより,フィンスラー幾何学における共形理論へと発展させることができた.特に共形幾何学で重要なWeyl接続をフィンスラー幾何学へも拡張したFinsler-Weyl接続を導入し,共形的に平坦なフィンスラー空間の特徴付けを行うことができた.また複素フィンスラー幾何学への応用については,Rizza-Kahler計量とよばれるフィンスラー計量を許容する複素多様体を研究した.その結果,Hartogsの定理を応用することにより,このフィンスラー計量はBerwald計量に帰着することがわかり,またこの計量をファイバー積分することにより得られるRiemann計量は底空間のKahler計量になることを示した.したがってRizza-Kahler計量という計量のクラスは条件が強すぎることがわかった.そこで,少し条件を緩めて,Hopf多様体が局所共形的Kahler計量という非Kahler計量を許容したように,局所共形的にRizza-Kahler計量になってるフィンスラー計量(L.C.Rizza-Kahler計量)を提案し,その解析を行った.その結果,平均化の手法の応用として,このフィンスラー計量をファイバー積分して得られる底空間の計量はL.C.Kahler計量になることを示すことができた.実Finsler幾何学におけるFinsler接続の標準的なものとしてBerwald接続がある.この接続はFinsler幾何学における,いわゆる双接続であって,その曲率の消滅はHesse計量の存在を保証する等,顕著な性質を持ち,古典的な研究では必ず現れる接続である.しかしこの接続は共形幾何学には適さないことが経験的に分かっている.研究代表者は共形幾何学の研究のためFinsler-Weyl接続の概念を導入し,その曲率の消滅でFinsler計量の共形的平坦性を特徴付けることができた.さらにFinsler計量が共形的に平坦なとき,この計量から平均化により得られるRiemann計量も共形的に平坦なことを証明した.この成果は論文"Finsler-Weyl connections and conformal flatness of Finsler manifolds (by Jenizon and T. Aikou)"にまとめ、投稿中である.

複素Finsler幾何学の研究は非線形接続(ベクトル場の水平リフト)をいかに定義するかが重要である,複素Finsler幾何学の場合,非線形接続はその平行移動が計量を保つように定義できることがわかる.これは実の場合との大きな違いである.また,この接続の曲率を用いて正則ベクトル束にRizza-negativityの概念を導入し,この仮定よりベクトル束のGriffithsの意味でのnegativityが得られることを証明し,論文“Rizza-negativity of holomorphic vector bundles (by Haripamyu and T. Aikou)"として投稿中である.実又は複素のいずれの研究においても計量や接続よりファイバー積分により得られる新しいRiemann計量(Hermite計量)やそれと適合する接続の存在を証明できたことが本研究の大きな成果である.幾何学本研究課題にある「平均化の手法」を用いて得られた結果をフィンスラー幾何学の共形理論に応用することができ,未だに満足のいく結果の少ないこの分野にある程度の結果を得ることができた.その結果を,ハンガリーで開催された国際会議" Colloquium on Differential Geometry and its Applications "で講演し,また論文" Some remarks on Rizza-Kahlermanifolds, Publ. Math. Debrecen, Vol. 84(2014). 105-122 "として発表した.また,共形的平坦性の特徴付けに,リーマン幾何学に現れるWeyl接続をフィンスラー幾何学に拡張したFinsler-Weyl接続を導入し,Wagner接続との違いを明確にすることができた.これらの接続から平均化により得られる接続は,いわゆるWeyl接続とLyra接続である.これらの接続の平坦性が与えられたフィンスラー計量や平均化して得られるリーマン計量の共形t期平坦性を特徴付ける.特に,この両者に共通な(曲率)テンソルを定義し,その消滅によりフィンスラー計量の共形的平坦性を特徴付けることができた.この2つの接続は,いわゆる片側射影変換の関係にあり,この共通な曲率テンソルの消滅が共形的平坦性を特徴付けることがわかる.この事実を証明するにあたり,Wely構造が閉であることと,そのWeyl接続のリッチテンソルが対称であることの同値性が重要な役割を果たしている.多様体の次元が3以上の場合,共形的平坦なリーマン計量の存在と多様体が共形的平坦な構造を許容することは同値であるが,フィンスラー幾何学の場合も,共形的平坦な構造を持つ3次元以上の多様体上に,共形的平坦なフィンスラー構造を構成できることを示した.本研究課題にある「平均化の手法」を用いて得られた成果を実フィンスラー幾何学へ応用し,特に局所共形的Berwald空間の特徴付けや,またその空間に付随しているRiemann計量のファイバー積分による表示を得ることができた.また,この付随するRiemann計量のLevi-Civita接続とフィンスラー接続との関係をファイバー積分,すなわち平均化を用いて表現することができた.
グローバル化時代の東南アジアにおける地方政治の新展開-首都、エネルギー、国境

冷戦崩壊後のアジア経済危機を克服した東南アジア諸国は今、グローバルなビジネス・ネットワークやイデオロギー・ネットワークの展開・拡大により急速な社会・政治・経済変容を遂げている。本研究で明らかになったのは、東南アジアの地方レベルで新しい政治経済アクター、或いは新しい政治スタイルを活用する政治アクターが台頭してきていることである。タイ、フィリピン、インドネシアでは、地方分権化が進展して地方首長の権限が拡大したことで、彼らはグローバル化、情報化の時代の中で獲得した新しい政治経済的リソース(情報も含む)を武器にして新しい、よりスマートな権力掌握・維持のスタイルを作り上げてきている。本研究は、こうしたネットワークの東南アジアの地方政治への影響を分析し、政治体制の違いを超えて地方政治が同質化しつつあるのかどうかを検証することを目的とする。そのために、本研究では若手、中堅研究者を中心メンバーとし、調査対象地域に造詣が深く、優れた研究成果を出し続けている海外共同研究者に積極的に参加してもらう体制を作り上げた。研究参加者を四つに分けた。一つ目は、東南アジア各国の首都圏の「地方」政治を分析する首都圏政治班、二つ目は、プランテーションが卓越する地域での地方政治を分析するエネルギー作物班、三つ目は、国境付近の地域の地方政治を分析する国境地帯班、最後にこうした三班の分析をまとめ上げる総括班である。各班が共同調査を行って、最終成果を仕上げることにしている。冷戦崩壊後のアジア経済危機を克服した東南アジア諸国は今、グローバルなビジネスやイデオロギーのネットワークの展開・拡大により急速な社会・政治・経済変容を遂げている。本研究は、こうしたネットワークの東南アジアの地方政治への影響を分析し、政治体制の違いを超えて地方政治が同質化しつつあるのかどうかを検証することを目的としている。研究チームは大きく四つに分けている。一つめは総括班で、東南アジアの地方政治についてグローバルなネットワークを視野において現状を分析し、その現状を歴史的な変動に位置付ける役割を担う。第二班は首都圏政治班であり、東南アジア各国の首都圏における「地方」政治を分析する。第三班はエネルギー作物地帯班で、東南アジアに展開するプランテーションが卓越する自治体の地方政治を分析する。第四班は国境地帯班で、中国の雲南地方、ミャンマー、タイ、ラオス国境地帯、マラッカ海峡に隣接するマレーシア、インドネシアの海域地帯、スールー海に面するフィリピン南部、インドネシア・スラウェシ北部、マレーシアのサバという海域世界を主に調査対象とする。本年度は、それぞれの班が、まずは主として個人で現地調査に行ってもらうと同時に、東南アジアの地方政治を比較の視点から考察するために、アフリカや旧ソビエト連邦の地方政治に関する文献解題を進めてもらった。また、本年度の初めに意見交換のための会議を行い、その後も首都圏班関係者などで意見交換を重ねた。第2班は、首都の「地方政治」を捉える視点の難しさが浮かび上がってきている。第3班は、インドネシアのリアウ州や南スマトラ州での調査が始まった。第四班は、次年度にフィリピン南部に調査に行ければ行きたいと考えている。本年度は、研究者・分担者・連携研究者など計六名でマニラを訪れ、MMDA副長官、市議会議員、NGO活動家らへのインタビューを行い、それぞれの研究者が異なった視点から地方政治の有り様を理解することができた。また、代表者はインドネシアの南スマトラ、西カリマンタン州、そしてフィリピン南部のミンダナオのアブラヤシ農園を訪れるとともに、NGO活動家らと意見交換をして、アブラヤシ農園に関わる政治について分析をした。また、アブラヤシ研究会を立ち上げ、総勢30名近くで文理融合型研究を推進する体制が整った。首都班の成果としては、昨年度の国際シンポを踏まえ、インドネシアの都市部で進展しているイスラーム化を大きな焦点に当てた英文編著本ができた。加えて、都市部のインフォーマル・セクターが一つの票田となっているポピュリスト政治家を取り上げた編著本も拠点事業の一環として出版され、分担者が編者、代表者が執筆者となった。平成22年度は研究面で大きな進展があった。昨年発足させたアブラヤシ研究会は継続的に実施していることに加え、7月にインドネシアの首都ジャカルタの地方政治研究を行った。

ジャカルタ州議会議員、住民支援NGOリーダーたち、社会組織のリーダーと意見交換を行った。また、12月には、アジア拠点事業ともあわせる形で、国際ワークショップを開催して、首都の「地方」政治に関するセッション、アブラヤシ農園地帯の政治経済学に関するセッション、辺境地帯の地方政治に関するセッションを行った。このワークショップでは、各自の研究状況の進展について発表した上で、最終的な方向性についても議論を深めることができた。着目する必要があるのは、グローバル化、地方分権化による大きな社会変動により、東南アジアの地方レベルで新しい政治経済アクター、或いは新しい政治スタイルを活用する政治アクターが台頭してきていることである。タイ、フィリピン、インドネシアでは、地方分権化が進展して地方首長の権限が拡大したことで、彼らはグローバル化、情報化の時代の中で獲得した新しい政治経済的リソース、情報を武器にして新しい権力掌握・維持のスタイルを作り上げてきている。冷戦崩壊後のアジア経済危機を克服した東南アジア諸国は今、グローバルなビジネス・ネットワークやイデオロギー・ネットワークの展開・拡大により急速な社会・政治・経済変容を遂げている。本研究は、こうしたネットワークの東南アジアの地方政治への影響を分析し、政治体制の違いを超えて地方政治が同質化しつつあるのかどうかを検証することを目的とした。今年度も研究面で大きな進展があった。エネルギー作物班では、平成21年度に林田科研(基盤B)などとの共催で立ち上げたアブラヤシ研究会を今年度も継続した。8回の研究会を行ない、合計15人の研究者、官僚、活動家が発表を行った。一回は英語による研究会、一回は通訳付きのインドネシア語による研究会であった。また、首都班では、6月にインドネシアの研究協力者2名も交えて、タイのバンコクで共同調査を行い、バンコクの政治家、官僚、首都警察幹部、NGO活動家、バンコク研究者らと意見交換を行った。本科研が着目した地方政治の同質性について、前年度は新たな政治アクターの台頭を指摘した。その手法という点に着目すると、とりわけ分権化の進むタイ、インドネシアにおいて、政治リソースとして拡大した自治体財源を使って、首長たちが再分配のポリティクスを積極的に展開し始めている点が注目に値する。その一方で、フィリピン以外の国でも自治体の家産制化が進んでおり、グッド・ガバナンスを実現する目的で始まった再分配のポリティクスが単なるパトロネージ・ポリティクスにとどまる可能性も高い。また、社会構造との関係に着目すると、とりわけアブラヤシ農園地帯では中産階級が台頭し始めており、その動向が農村部、辺境部の政治に大きな影響を及ぼそうとしていることが分かった。
近隣関係諸国に対する日本の海洋法政策とその戦略的意義

この3年間の研究により、課題に関する大幅な解明に向けて有意義な進展が見られたといえる。途中経過でもあるが、平均して毎年一本の学術論文及び学術報告・発表に加え、各種研究会での発表・報告と報告書作成など行い、所期の目標を達成することもできた。近時の進展が早い法現象のせいなどでさらに時間を必要とする個所もあるとはいえ、この研究成果を土台に、数年内により体系的かつ包括的な著作に仕上げることを目標に、これからの研究を進めることができそうである。出張・調査として、シンガポールのアジア海賊対策地域協力協定情報共有センター事務局等を訪問し関係者と意見交換を行い、アジア近海における昨今の海賊問題について検討した。また、中国・上海にて海洋法の研究者らとの意見交換などを通じて、日中間の排他的経済水域(EEZ)および大陸棚画定問題、海底資源の共同開発問題などを考察した。さらに、米国・ニューヨーク等における調査、文献収集などで、海洋法における最近の国連の動向や、日本近辺での起こりうる事案などを考察する機会が得られた。以上より、(1)予定していた日中の海洋問題における考察を行い、(2)海賊や、国連における海洋法関連の扱いについての基礎的検討を開始し、そして、(3)部分的ではあるが、早期釈放事件に関連した論点を、英誘論文にて発表することが可能となった。なお、外務省国際法局海洋室の海洋政策研究会の委員として、「生物資源管理に係わる沿岸国の法令の執行:ITLOSの即時釈放事件判例からの示唆」と題する報告書も執筆し、関連する口頭報告も行っている。出張・調査として、オーストラリア・シドニー大学ロースクール・同図書館と中国・香港大学法学部・同図書館等において、関係者との意見交換や資料収集などを行っており、これらの成果の一部は、上述した論文にも反映されている。以上より、(1)予定していた日中関係についての具体的な事例を扱うことができ、その考察と論文執筆を行うことができ、(2)国連海洋法条約(UNCLOS)の紛争解決手続についての具体的考察を行い、実体法規だけでなく、手続規定についての検討を行うことができたし、(3)今後は東アジアを中心にした隣国と我が国との海洋法戦略に関わる考察を深めていくことにつなげることが可能となろう。なお、外務省国際法局海洋室の海洋政策研究会の委員として、「国連海洋法条約下の紛争解決手続(沖ノ鳥島に関連したあり得べき事例に備えて)」と題する報告書も執筆し、関連する口頭報告も行っている。まず、世界の海洋で自国沿岸水域を超えて公海に及ぶ海洋保護区(Marine Protected Areas)設定の可否の問題等を検討し、環境保護重視の動向と、伝統的な公海自由との関係を考察した結果、必ずしもこれら二つの動きは矛盾せず、前者の傾向が後者に悪影響がある訳ではない旨の下欄の論文(英文単者)を執筆した。また、こうした沿岸国の管轄権の拡張傾向に対して、公海自由を重視し自国艦船の機動力の確保を意図する米国のような海軍国の立場に関し、英文書評('Mari time Power and the Law of the Sea:Expeditionary Operations in World Politics,by James Kraska. Oxford,New York:OUP,2011.')を執筆し、その関連からも多くの示唆を得た、ロンドン大学高等法律研究所図書館で文献調査・資料収集を行い、同大学研究者や弁護士らとも最近の海洋法事例につき懇談・意見交換をし、これらの成果の一部を上記の論文にも反映させた。昨年より外務省安全保障政策課における南シナ海研究会で、国際法学者以外に軍事専門家、海外外交官らと南シナ海における中国とASEAN諸国との間の島の領有権問題等について議論をし、新年度に別途、海外で学術報告する機会を得た。また、北極海における海洋法上の問題につき海外での学術報告を、また大陸棚の外縁に関する問題についても学術講演を行うことがそれぞれ決まっている。以上、公海の持つ意味について最近の動向を吟味しつつ、国連海洋法条約(UNCLOS)につきつけられた新たな動向を掘り下げ、海洋基本法を有する日本の今後の対応を再検討した。なお、外務省国際法局海洋室の海洋政策研究会の委員として「公海における海洋保護区の設定と海洋遺伝資源」と題する研究報告及び報告書の執筆を行った。
視線が持つ社会的機能の個体発生・系統発生的起源に関する実験的研究

本研究の主要な成果はふたつある。(1)30種の霊長類について、目の形態・大脳新皮質率・群れサイズの要因の相関関係を解析し、ヒトを含む霊長類の目の外部形態の進化に社会的な要因が関与していた可能性をあきらかにした。(2)そのような形態的特徴を持つヒトは、発達初期から、「他者に注目される」ことを強化子として新たな行動を学習可能であることを、生後6か月の乳児を対象とした行動実験から実証的に示した。視線を介した我々のコミュニケーションは、生物学的基盤に立ちつつ、ヒトがヒトたる所以のひとつである学習にも大きな影響を及ぼしていることが明らかになった。我々のコミュニケーションにおいては、言語以外にも多くのシグナルが重要な機能を果たしている。ジェスチャーや表情とともに、視線もそのひとつである。本研究では、視線が果たすコミュニケーション上の機能に、2つの側面からアプローチしている。ひとつめは個体発生的アプローチ、すなわち、コミュニケーションにおける私選しようが、発達過程においてどのように変化するのかという側面、ふたつめは系統発生的アプローチ、すなわち、視線利用やその基礎となる能力がヒトの進化の過程でどのようにして実装されてきたのかという側面に、並行して着目しながら実証的な研究を進めることを企図している。本年度は、ヒトの乳児の視線を指標とした実証研究の成果を上げるとともに、次年度の実験研究の基礎となる行動観察を重点的におこなった。具体的には、本研究費を基礎に研究代表者が運営する乳幼児実験協カボランティアを対象に、観察をおこなうとともに、比較研究として、北九州市到津の森動物園の協力を得て、チンパンジー乳幼児を複数含む放飼場および人工飼育個体の観察とデータ分析をおこなった。母子がほぼ分離している5歳の個体では、採食競合場面でオトナ個体をチラチラ見ながら様子をおこないながらの採食が頻発するが、母子の分離していない2歳個体ではそのようなことは見られない。母子分離の成立と、Scanningの発達とのクロノロジカルな関係については、今後の観察継続によってあきらかになるだろう。また、Scanningの際に、頭部運動と眼球運動がそれぞれどのように「使い分け」られるのかについても、今年度の観察を基礎に、新規機材を導入することによって分析を可能にし、あきらかにするつもりである。本研究では、視線が果たすコミュニケーション上の機能に2つの側面からアプローチしている。ひとつめは個体発生的アプローチ、すなわち、コミュニケーションにおける視線使用が発達過程においてどのように変化するのかという側面、ふたつめは系統発生的アプローチ、すなわち、視線利用やその基礎となる能力がヒトの進化の過程でどのようにして実装されてきたのかという側面に、並行して着目しながら実証的な研究を進めることを企図している。本年度は、「自分の方を向いた視線(Directed Gaze)」が、乳児において感覚性強化子として機能すること、すなわさ、生後5-6ケ月児において、ある行動(紐を引くという行動)のフイードバツクとして「自分の方をいた動の頻度に上昇傾向が見られないことを、独自に開発した実験装置のもと、オペラント条件付けの手続きによってはじめてあきらかにした。「自分の方を向いた視線」が発達早期から検出可能であり、コミュニケーション上で重要な機能を持つことはさまざまな視線研究の文脈上で指摘されていたが、実証的な手続きを元にその強化力を示した研究は皆無に近く、本研究の目標である視線の持つ社会的機能に迫る新たな知見といえる。今後は、すでに導入して稼動している新たな視線解析システムによって、より詳細な分析を継続したい。本年度は、昨年度から継続している「乳児期における他者の視線の強化力」に関する実験研究に新たな条件を加え、これまでの成果と合わせて、DD :「(実験者の)顔も視線も乳児に向けられている」DA :「顔は向けられているが視線は逸らしている」AD :「顔は逸らしているが視線は向けられている」の3条件では、DD条件のみが乳児にとって強化力を持つことをはじめて示した。また、視線コミュニケーションの基盤となる霊長類の眼窩形態の進化と、大脳新皮質の進化の相関に関して、系統的な距離を加味した相関分析をあらたにおこない、両者に高い相関を見出した。
エネルギーに関する重点領域の総括的研究

「総括班」は「エネルギー重点領域研究」を総括するとともに、「運営委員会」、「研究計画委員会」、「問題検討小委員会」及び「評価委員会」を置き、研究の企画・運営・評価を行ってきた。その成果は次のとおりである。a.「総括班」1.以下のように総括班会議を開催した。(1)第1回平成元年6月14日、霞山会館【○!1】平成元年度の「エネルギー重点領域研究」の活動方針の検討【○!2】総括班からの刊行物の検討【○!3】各研究班の元年度研究実施計画の審議(2)第2回平成元年10月4日、霞山会館【○!1】各研究班の研究進捗状況報告ならびに討論、【○!2】英文論文集刊行計画について審議【○!3】第4回「大学と科学」公開シンポジウム「エネルギーの未来」の計画について検討(3)第3回平成2年2月2日、霞山会館【○!1】平成元年度研究成果の検討【○!2】平成2年度研究計画の検討2.「平成元年度研究計画概要」、「平成元年度研究成果概要」及びNews Letter Vol.3,no.14を刊行した。3.総括班・連絡班代表会議では、次のような事項について主に審議・検討した。【○!1】各研究班の研究進捗状況ならびに平成元年度研究成果報告会開催について【○!2】後期3年間の研究計画についてb「研究計画委員会」16課題の研究計画について検討した。c「問題検討小委員会」【○!1】「エネルギーと環境」では、地球規模のCO_2問題に焦点を絞り3回にわたり研究・討論を行った。【○!2】「評価法」ではエネルギー研究のプロジェクト評価や成果評価の方法論に関する検討を進めており、7回の委員会を開催し、エネルギー重点領域研究の捉え方に関するアンケート調査案を作成した。d.「評価委員会」3名の評価委員が研究の進め方、研究目的の達成度などをチェックし、今後の研究の実施及び計画の立案に助言を与えた。
大脳皮質における回路網形成機構の解明

発生過程において個々のニューロンがどの様な分子メカニズムによって神経回路網を形成するのか?その形成過程の詳細は不明である。そこで局在化シグナルを付加したGFPトレーサーを子宮内電気穿孔法により胎児脳に導入し、発生期大脳皮質の神経細胞の可視化を行った。また子宮内電気穿孔法を用いて、神経分化や回路網形成に関わる事が予想された分化制御因子の強制発現及びノックダウン実験を行い、複数の機能的な制御因子を同定した。発生過程において個々のニューロンがどの様な分子メカニズムによって神経回路網を形成するのかその形成過程の詳細は不明である。本研究では局在化シグナルを付加したGFPトレーサーを用いて発生期大脳皮質の神経回路網の可視化を行い、その回路網形成に関わる分子機構の解明を目指す。本年度は以下の研究を行った。1.In vitroにおいてES細胞からの神経細胞への分化誘導実験を行った。10%または15% KSR(KnockOut Serum Replacement)を含む培養液中でES細胞から胚様体(Embryoid body)を形成させ、次にB27/N2/bFGFを含む無血清培地に胚様体を移して神経系の細胞を内包する細胞塊を作成した。ほぼ全ての細胞がNestin,Sox2陽性の神経前駆細胞を経てTuJ1陽性のニューロンへと分化しており、またBF1,Tbr2陽性の大脳皮質型ニューロンへと分化している事が観察された。現在トレーサーを導入したES細胞を神経前駆細胞へと分化誘導させ、個々のニューロン間で見られるシナプス形成の経時的な観察を行っている。また今後はGFPトレーサーを導入した細胞を胎児脳へ移植し、内在性の回路にどの様に組み込まれるか解析を行う予定である。2.In vivoにおいては、CAGプロモーター制御下でGFPトレーサーを発現するベクターを構築し、子宮内電気穿孔法(IUE : In Utero Electroporation法)を用いて胎生期大脳皮質(胎生期13.5日胚)の前駆細胞集団への遺伝子導入を行った。その結果、脳室に存在する前駆細胞に効率よくトレーサーが導入され、4日後(胎生期17.5日胚)の脳組織切片上で神経分化に伴う神経突起伸張及び投射経路が観察された。今後はSatb2やCITP2等の特異的な発現様式を示すPromoter制御下でトレーサーを発現させ、回路網の形成時期や投射経路の詳細な解析を進めていく予定である。神経発生過程において、異なる性質の神経細胞がどの様な遺伝子制御により産み出されるのか?また個々のニューロンがどの様な分子メカニズムによって神経回路網を形成するのか?その詳細は不明である。本研究では局在化シグナルを付加したGFPトレーサーを用いて発生期大脳皮質の神経回路網の可視化を行い、その回路網形成に関わる分子機構の解明を目的に研究を行った。(1)In vitroにおいて、ES細胞から胚様体(Embryoid body)を形成させ、その後BF1,Tbr2陽性の大脳皮質型ニューロンへと効率良く分化誘導する実験系を用いた。またRetrovirus vector (self-inactivating)やTransposon vectorを用いる事でES細胞から分化誘導した神経細胞まで持続的に外来遺伝子を発現する実験系を確立した。次に神経分化や回路網形成過程に関わる候補因子を共導入し、ES細胞からの神経分化誘導効率を指標に解析した。(2)生体を用いた解析には子宮内電気穿孔法(IUE:In Utero Electroporation法)を用い、胎生期大脳皮質(胎生期13.5日胚)の前駆細胞集団へGFPトレーサーの遺伝子導入を行った。(2)候補因子の一つとしてPTBのコンディショナルノックアウトマウス(cKOマウス)を作製し、その結果PTBが脳室周囲に存在する未分化細胞(神経幹細胞)の極性や移動に関わる轍見出した。(3)ピストン脱メチル化酵素Fbxl10のノックアウトマウスが外脳症を呈する事を明らかとじた。(4)その他の候補因子に関して、遺伝子背景(genetic background)が均一となるC57BL6由来ES細胞を用いた遺伝子改変マウスの作成を行っている。
非線形ダイナミクスに基づくソフトマター破壊の統一的理解

実験面では,組み換え網目系の典型例の一つであるCTAB溶液にポリスチレンビーズを添加分散させてものを試料とし,試料に一軸伸長を印加したときの切断挙動と定常および非定常レオロジーとの対応を調べた.とくに,添加するビーズの体積分率を系統的に変えた.主たる実験結果は以下である.(1)粒子を含まないCTAB溶液でみられるストレスプラトー領域が,体積分率の増大に伴い狭くなる;特に体積分率=0.3程度では,ストレスプラトーは完全に消失し,フローカーブには単調増加性を示す.また,(2)溶液の一軸伸長試験では,体積分率の増大により系が以下の意味で延性的になることが示された:ビーズを含まないCTABの一軸伸長挙動には,通常の液体のように伸長し最終的には毛管力による切断を生じる場合(低伸長速度)と,固体高分子のようにネッキングを生じてその箇所で切断が起こる場合(高伸長速度)があり,これらの入れ替わりの臨界伸長速度を定義することができる.ビーズの体積分率の増大によって,この臨界速度が上昇することが分かった.解析あるいは理論面では,まず上記挙動(1)を記述する統計モデルを構築した.また,(2)のような現象を記述するためにフェーズフィールド破壊モデルにソフトマター的な粘弾性効果を取り込むことをめざしている(本研究課題の主眼).そのための基礎として,マクスウェル型の粘弾性媒質におけるMode-III破壊を記述するモデルを構築し,低速では粘性的に伸び,拘束では疑脆性的に切れる,とい現象を再現することができた.まず,実験面において,レオロジーデータを十分に解析し統計モデルとの詳細な比較を行うこと(また,その成果を論文化することが)できなかった事が挙げられる.自研究室の院生のテーマとして微粒子分散粘弾性体の非線形レオロジーと破壊挙動の関係にかんする研究を推進する.フェーズフィールド粘弾性破壊モデルにかんしては,より現実の状況に近い設定(Mode-IおよびMode-II)での数値的実装を行う.実験面では,粘弾性液体であるCTAB溶液のレオロジー特性と伸長歪を与えたときの切断特性との関連を実験的に調べた。特に,溶液中に粗大微粒子を分散させて応力場を乱した場合の効果に注目した。まず,レオメーターを用いて定常せん断を与えた時のフローカープ(せん断応力とせん断歪速度の関係)を詳細に調べた。用いたCTAB溶液は,ストレスプラトーを示すが,添加する微粒子の体積分率を増加させるに伴い,プラトーの幅が減少し体積分率=0.3程度において,フローカーブは単調増加になった。また,自作の試験機をもちいてCTAB溶液の一軸伸長実験を実施し,試料である液柱型の試料溶液の切断挙動を高速カメラによって観察した。粗大粒子の添加に伴って,切断挙動が通常のニュートンン粘性液体のような毛管切断を示しやすくなることが明らかになった。理論面ではまず,上述のフローカーブの変化を理解するための統計モデルの構築を試みた。さらに粘弾性流体における亀裂進展を伴う破壊を議論する枠組みの構築に着手した。具体的には,研究分担者の高石と連携研究者の木村によって構築された勾配系型フェーズフィールド破壊モデルをマクスウェル流体に拡張した。H29年度は,変位場が1成分(スカラー)で与えられるmode-IIIタイプの荷重条件を扱った。系の粘弾性緩和時間と境界駆動を特徴づける歪速度の大小関係に依存して,粘弾性緩和時間が特徴的歪速度の逆数より大きい時は,初期き裂が脆性的に伸展するのに対して,逆の条件では,流体的な歪の増大(機械モデルでは``ダッシュポット"の変形)が亀裂先端付近で生じ弾性エネルギーを駆動力とするき裂伸展は起きない,という粘弾性流体の破壊に特徴的な振る舞いが定性的に再現された。実験面では,粘弾性体のき裂伸展挙動の新たな特徴づけになるような実験系の構築が不十分である。理論面では,実験との比較を行うために必要なフルモードの弾性や粘弾性に対するモデル方程式の構築と数値的調査が検討課題として残った。実験面では,組み換え網目系の典型例の一つであるCTAB溶液にポリスチレンビーズを添加分散させてものを試料とし,試料に一軸伸長を印加したときの切断挙動と定常および非定常レオロジーとの対応を調べた.とくに,添加するビーズの体積分率を系統的に変えた.主たる実験結果は以下である.(1)粒子を含まないCTAB溶液でみられるストレスプラトー領域が,体積分率の増大に伴い狭くなる;特に体積分率=0.3程度では,ストレスプラトーは完全に消失し,フローカーブには単調増加性を示す.また,(2)溶液の一軸伸長試験では,体積分率の増大により系が以下の意味で延性的になることが示された:ビーズを含まないCTABの一軸伸長挙動には,通常の液体のように伸長し最終的には毛管力による切断を生じる場合(低伸長速度)と,固体高分子のようにネッキングを生じてその箇所で切断が起こる場合(高伸長速度)があり,これらの入れ替わりの臨界伸長速度を定義することができる.ビーズの体積分率の増大によって,この臨界速度が上昇することが分かった.解析あるいは理論面では,まず上記挙動(1)を記述する統計モデルを構築した.また,(2)のような現象を記述するためにフェーズフィールド破壊モデルにソフトマター的な粘弾性効果を取り込むことをめざしている(本研究課題の主眼).

そのための基礎として,マクスウェル型の粘弾性媒質におけるMode-III破壊を記述するモデルを構築し,低速では粘性的に伸び,拘束では疑脆性的に切れる,とい現象を再現することができた.まず,実験面において,レオロジーデータを十分に解析し統計モデルとの詳細な比較を行うこと(また,その成果を論文化することが)できなかった事が挙げられる.粘弾性体破壊の実験研究を推進する。具体的には,荷重速度に応じて,伸長に対する切断挙動が,液体的な毛管破壊型(capillary breaking)から,明確な亀裂形成・伸展を伴う疑脆性破壊型に遷移することが知られているテレケリックポリマー溶液を試料として,その粘弾性挙動と破壊挙動の対応を詳細に調べる。また上述のCTAB溶液でみられた微粒子分散による``延性"の向上がテレケリック系でも生じるか否かをしらべる。理論的には,まず線形マクスウェル流体におけるMode-IおよびMode-II型き裂をとりあつかえるようにモデルを拡張する。さらに実験的検討をすすめる予定の微粒子分散効果なども弾性率の空間分布として表現し,延性向上が見られるかどうかを検討する。自研究室の院生のテーマとして微粒子分散粘弾性体の非線形レオロジーと破壊挙動の関係にかんする研究を推進する.フェーズフィールド粘弾性破壊モデルにかんしては,より現実の状況に近い設定(Mode-IおよびMode-II)での数値的実装を行う.H29年度に実施した実験検討の結果,当初予定していた高速ビデオカメラを用いた,粘弾性液体の裂先端付近の変形場の定量的可視化を,十分な精度を持って行うことが困難なことが判明した。そのため備品として導入予定であった高速カメラの購入を中止した。その代わり,応力場を乱す不純物である粗大ビーズ(直径数十ミクロン)を粘弾性液体に導入した場合のき裂伸展挙動をの変化の実験的に調べた。持ち越した予算は,この不純物導入系の実験を詳細に行うための装置作成費用に振り向ける。実験を担当する田中・山口が,互いが作成した試料を横浜国立大にの研究室に持ち込み,レオロジー実験および破壊実験を行う予定であったが,測定を試みるのにたる試料作製が出来なかった.今年度には実験測定を実行する.
人工環境に対する生理反応の多型性に関する生理人類学的研究

人工的な光環境,音環境などの物理的環境と,現代社会において重要な精神ストレスに対するヒトの生理反応を検討し,そこに内在する多型性を明らかにすることを目的として研究を行い,以下の成果を得た。1.光の照度,色温度が味覚閾値,唾液分泌量,胃電図などに及ぼす影響について40名の被験者で検討し,さらに遺伝的影響が強く表れる性格特性との関連を検討した。その結果,味覚関連の生理反応に対する光の影響が被験者の属性(性格特性など)によって異なることを初めて明らかにした。2.音に対する反応性が時刻により異なるのか,それが概日リズムの個体差(朝型,夜型)により変化するのかを検討し,朝型・夜型により音に対する反応が異なることを初めて明らかにした。つぎに,合成音声を検討し,合成音声の性差および声質が自律神経系と中枢神経系,心理的応答において聴取者の性差と複合的に作用しあうことを初めて明らかにした。3.低湿度環境の生理反応について検討した結果,高齢者の鼻腔粘膜輸送速度が増加し,若年者より低湿度の影響を受けやすいことを認めた。低酸素に対する耐性の違いが低酸素下加温時の体温調節反応に及ぼす影響を54名の被験者で検討し,低酸素耐性が強い被験者群の方が深部温維持に有利であることを明らかにした。4.暑熱・寒冷時に曝露された時の発汗量と酸素摂取量が亢進する閾値で規定されるzoneを検討し,皮下脂肪率などがzoneに影響を及ぼすだけでなく反応の多型性を決定する要因と考えられる非温熱性要因の影響を受けることを明らかにした。5.精神ストレスに対する循環器反応を59名の被験者で検討し,血圧の上昇に対して主に心拍出量の増大と主に総末梢血管抵抗の増大が寄与する2つのタイプに大別できること,さらに反応の安定性や大きさからサブタイプが存在する可能性を明らかにした。人類にとって新しい環境である人工環境は,自然環境とは異なる様々な影響を人類に与えている。本研究はこうした人工環境に対するヒトの生理反応を詳細に検討することにより,生理反応の多型性を明らかにすることを目的としている。本年度の研究実績の概要を以下に示す。1.デジタル脳波計,連続指血圧測定装置などの設備備品を購入し,研究体制を整備した。3.光環境に対する生理反応に関して,光の照度,色温度を変えた4条件下で味覚閾値,唾液量を日本人と中国人で測定した。その結果,日本人では照度が低いと甘味と苦味の閾値は高くなり,色温度が高いと閾値が低くなる傾向が見られた。中国人では,照度が低いと甘味と苦味の閾値は高くなり,色温度が低いと甘味の閾値は高くなることが示された。また,日本人,中国人共に2001xの照度環境で唾液量は増加した。色温度によって日本人の唾液量に変化はなかったが,中国人の唾液量は3000Kの色温度で7500Kより増加することが明かとなった。4.音環境に対する生理反応に関して,超音波のヒトに及ぼす影響を聴性脳幹反応(ABR)により検討した結果,クリック音刺激や5kHzのトーンバースト刺激で見られるABR波形が25kHzのトーンバースト刺激では見られないことが確認された。また,低周波数(標的:500Hz,標準:250Hz)と高周波数(標的:2000Hz,標準:1000Hz)の音刺激に対する事象

関連脳電位のP300を17:00と1:00の異なる時刻に測定した結果,低周波音は高周波音よりP300振幅は高く,また深夜1:00のP300振幅は17:00のものより有意に低いことが明らかとなった。本年度の研究実績の概要を以下に示す。1.光の照度,色温度を変えた光環境下で味刺激(甘,塩,酸,苦)に対する胃電図,脳波,心電図,主観評価などを日本人と中国人で比較検討した。日本人,中国人共に甘味刺激中は低色温度で胃電図の正常波比率は高くなり,日本人では甘味刺激中,低色温度の方が「快適感」「リラックス感」の向上と,「いらいら感」「疲労感」の軽減が認められた。2.超音波領域を含むトーンバースト刺激音を用いた聴性脳幹反応(ABR)測定システムを構築し,クリック音および5kHzから30kHzまでのトーンバーストを用いて,ABRを測定した。可聴域ではABRが得られたが,20kHz以上の超音波領域では反応は得られないことが明かとなった。3.精神作業に対する循環反応を検討した結果,主に心臓が反応するタイプ,心臓と血管両方が反応するタイプ,主に血管が反応するタイプに分けられることを明らかにした。4.エルゴメータ作業で発汗を誘因し,その後,直腸温と酸素摂取量を測定し,酸素摂取量が亢進するまで冷水循環型全身スーツを用いて体冷却を継続した。その結果,null-zoneに個人差が見られることと特徴をグループ分けできる,つまり多型性を立証できる可能性が示唆された。5.気温25°C、相対湿度10%、30%、50%の3条件で実験を行った。鼻腔粘膜輸送速度およびまばたき回数の結果から,10%以下の湿度環境が上部気道粘膜に,30%以下の低湿度環境が眼球粘膜の活動性に何らかの影響を与えていることが示された。6.常圧,常圧低酸素および低圧低酸素の3条件下で体温調節反応を比較した。直腸温は寒冷曝露により3条件ともに約0.3°C低下したが,条件間に有意差は認められなかった。低圧低酸素条件の平均皮膚温は常圧や常圧低酸素条件と比較して有意に高値であることが明かとなった。1.人工光環境に対する生理反応の多型性を検討するために,単波長光に対する生理反応を測定した。脳波α波帯域率の低下,α波減衰係数の増加は550,670nmの光に比べ,458nmで最も大きいことが認められた。また,瞳孔径変化に光波長要因と時間要因の交互作用が認められた。これらの生理反応の多型性について検討を行った。2.人工音環境の一つとして合成音声をとりあげ、被験者の性差を検討した。男性合成音声暴露時に,女性被験者の心拍数が相対的に高い結果が得られた。しかし心拍変動性や血圧などの他の循環系指標には有意な効果は認められず,音声暴露時間や生理指標の解析方法等について,さらに検討すべき点が明らかとなった。3.低湿度が若年者の生理・心理反応に及ぼす影響について,眼,皮膚の生理機能などを測定した。相対湿度30%以下の環境で眼や皮膚が乾燥し,相対湿度10%の環境で,眼や皮膚に加え鼻腔の乾燥,平均皮膚温の低下が明らかとなった。その反応の個人差について検討した。4.20歳代前半の成人男性15名を対象に,皮膚温を約28°Cに一定にして,エルゴメータ作業と冷水循環型スーツによる体冷却により発汗量と酸素摂取量が亢進する閾値を実測し,各被験者のNull Zoneを特定した.その結果,外胚葉が内胚葉に比べNull Zoneが広く,寒がり群の方が暑がり群よりNull Zoneが広い結果を確かめた.5.暗算タスクに対する循環反応を検討した結果,平均動脈血圧,心拍出量,総末梢血管抵抗の分散の,各々
多次元同時計測システムの開発

本研究は、多価イオンを標的としたビーム交差法実験への応用を目的とした多次元同時計測システムの開発を行ない、多価イオンと電子との衝突における励起微分断面積の測定、あるいは、多価イオンと原子衝突における多電子移行過程の研究などにその成果を提供することを目的としていた。今年度は、計画通り前述の実験的研究において使用が予定されている。2次元検出器及び2軸同時計測のためのデータ収集及び処理システムの開発を行った。ハードウエアの部分については今年度の補助金を用いて基板化し、必要なソフトウエアをインストールした上で、試作したシステムを実際の実験の現場(核融合科学研究所)に持ち込み、性能評価を行った。多価イオンと原子衝突における多電子移行過程の研究において、(1)反跳イオンの質量スペクトルと生成イオンのエネルギースペクトルとの2軸同時計測、(2)反跳イオンの質量スペクトルと生成イオンの質量スペクトルとの2軸同時計測、(3)生成イオンのエネルギーと散乱角についての2次元検出、を試み予想通りの成果を上げることが出来た。これらの研究成果の一部は1993年7月に開催された「原子・電子衝突の物理に関する国際会議」において発表した。また、「分子イオンの解離性再結合に関する研究」(電気通信大学)にも本システムを提供し、現在実験が進められていると聞いている。同時計測システムの開発とともに、2次元検出器における位置検出、及び演算など回路方式についての検討も行った。特に今回の実験課題に特徴的な超高真空環境で使用可能で、かつ高速読み出しが出来るような2次元検出器の候補として改良バックギャモン型に注目し、セラミクス製のものを試作して現在性能評価の準備を行っている。
ヒータ線の細線化による透明ヒータの製作

【研究目的】現在、加熱と光照射を同時に行うナノインプリントの研究開発を進めている。その研究の課程でヒータ越しに試料に光を照射して加熱と光照射を同時に行うための透明ヒータが必要となった。過去に透明導電材料であるITOを用いた透明ヒータを製作したが、透過率が0.20.4と低く、またヒータの加熱により透過率が変動する問題があった。そこで、透明導電材料を用いない透明ヒータの製作を本研究の目的とする。【研究方法】製作する透明ヒータはガラス基板上に導電性材料を配線し、そこに電圧をかけてジュール熱により加熱する抵抗加熱式ヒータとする。ガラス基板は透明であるためその上に配線した導電性材料が透明であることが求められる。本研究ではヒータ抵抗の低抵抗化のため導電性材料に金属を用いることとする。金属は遮光性でありそれ自体は透明ではないが、遮光を無視できるほどに十分細くして事実上の透明化を図る。それには数μm以下の線幅が必要となるため、製作には半導体製造等に利用される微細加工技術を用いる。また、ヒータとして適切なヒータ抵抗(5100Ω)が得られるようヒータ線の厚みと本数を計算と実験で求める。製作した透明ヒータで加熱試験、透過率測定、ヒータ線直下の光強度分布測定を行い、その性能を確認する。【研究成果】ヒータ線にNiを用い、フォトリソグラフィー及びスパッタ法により線幅2.8μmで作製した。ヒータ線の厚み0.5μm、本数を76本としたところヒータ抵抗は31.3Ωでありヒータとして適切な抵抗が得られた。製作した透明ヒータで250°Cの加熱試験を行い動作に問題ないことを確認した。ヒータ線直下の光強度分布を求め、ヒータ線の遮光のよる光強度の低下は6.0%以下と十分小さかった。また、透過率は0.93と十分高く、加熱による変動はなかった。以上より、抵抗加熱式ヒータとしての性能を維持しつつ従前にあった透過率の問題を解決できた点で十分な成果が得られた。
環境汚染物質の人体影響評価のための簡易模擬人体システムの開発に関する基礎研究

現在、環境水等の水質評価は個々の化学物質の濃度に基づいて行われているが、化学物質に対する生物の応答によって人体や生態系への影響を評価しようとするバイオアッセイと呼ばれる手法が注目されている。この手法は無数の環境汚染物質の総括的な人体影響を評価できる点で有利とされている。本研究は、体内への搾取、体内での代謝等をも再現することの可能な簡易模擬人体システムを構築し、より人体に近い動物細胞複合培養系による人体影響評価法を確立することを最終的な目標としている。平成8年度-9年度においては、人体の主たる摂取経路である小腸上皮細胞と毒性が発現する標的細胞からなる小腸-標的細胞複合培養系を確立し、化学物質の経口投与に対応した標的細胞の挙動を検討した。本研究では、小腸上皮細胞としてヒト由来の小腸上皮細胞株Caco-2を使用し、標的細胞としてヒト正常2倍体繊維芽細胞TIG-1を使用した。それぞれの細胞を2層細胞培養器で培養した。各種化学物質を負荷したときにおける、単一培養系および複合培養系の標的細胞(TIG-1細胞)の容量作用曲線よりED50値を求め、さらに各化学物質のヒトの経口投与に対するLD値(致死量)と、増殖阻害試験より求めたED50値を比較検討した。この結果、従来の動物細胞単一培養系による化学物質の毒性評価は、化学物質が実際に人体に与える影響よりも強く発現するのに対し、小腸上皮細胞株であるCaco-2細胞を付加した複合培養系においては、単一培養系による毒性評価に比べ、より人体に近い形で毒性を評価できることが確認された。このことは、複合培養系に於ける評価の重要性を示すとともに、肝臓組織による代謝過程、腎臓や肺による排泄過程等を考慮した毒性評価法への第一歩となるものである。本研究は,環境水に伴って体内に摂取された様々な化学物質が,人体にどの程度摂取され,どの臓器でどのような代謝を受け,最終的にどの臓器に蓄積され,どのような毒性発現がありうるかを簡便に評価するために,数種のヒト細胞からなる複合培養細胞系を利用した簡易模擬人体システムに関する基礎研究を行うことを目的としている.本年度は,人体の主たる摂取経路である小腸上皮と代謝系としての肝臓組織,そして毒性発現の標的細胞を,培養用の簡便な膜支持浮遊培養装置を用いて3つの細胞層からなる簡便な混合培養法の確立を行った.すなわち,ヒト由来の小腸上皮細胞株・ラット正常肝細胞・標的細胞の代表としてヒト正常2倍体線維芽細胞の3層培養システムである.これらをそれぞれ分化状態に保持したまま1-2週間同時に培養するための培養条件の確立を行った.また,モデル毒性物質として蛍光標識剤や農薬を用いて,小腸上皮での透過・肝細胞による代謝・標的細胞における毒性発現について,基礎的な検討を開始することができた.次年度においては,このような簡便なシステムとは別に,それぞれのコンパートメントを組み上げた後に,血流を模したポンプ駆動灌流経路で接続する複合システムも開発し,システムとしての種々の操作条件の検討を行う予定である.現在、環境水等の水質評価は個々の化学物質の濃度に基づいて行われているが、化学物質に対する生物の応答によって人体や生態系への影響を評価しようとするバイオアッセイと呼ばれる手法が注目されている。
コンパートメントモデルにおける薬物動態のラプラス空間上での代数方程式による解析

本研究では、コンパートメントモデルにおける薬物動態に対する解析手法の開発を行った。手法の特色として、通常のTime domain(時間tの空間)上ではなく、ラプラス空間上で反応定数を決定する事が挙げられる。これにより、従来のTime domain上では、複雑だった式が、ラプラス空間上では、簡潔かつ厳密に表された。本手法は、特に、観測できない、あるいは、したくない時系列データが存在し、そのデータの代替として目的部位以外の参照部位を観測した場合に、有効である。更に、コンパートメントモデルと非線形な酵素反応が絡む系においても、上記の手法を適用した。その結果、定常状態を仮定した上でミカエリス・メンテン型に変形して解析する従来の方法では扱えないような非平衡系における解析が可能となった。この系は、過少決定系であって、本質的に素イデアル分解が必要になった。このように、本手法は、コンパートメントモデルには収まらない薬理動態の解析を押し広げるものである。実応用として、マウスのDox動態において、Dox・TetR蛍光イメージング技術に適用した。本研究では、コンパァトメントモデルにおける薬物動態の解析を行った。手法の特色として、通常のTime domain(時間tの関数空間)上ではなく、ラプラス空間上で反応定数を決定する所がある。これにより、動脈血採取を回避する場合は、従来Time domain上では、非常に複雑だった式が、ラプラス空間上では、簡潔かっ厳密に表される。本年度においては、導出した厳密な式による解析手順を確立した。その手順にしたがって、既存の論文上に存在するグラフのデータを用いて、その有効性を確かめた。その成果は、国際誌Lecture Notes in Computer Sciencesシリズに掲載された。そこでは、PETの計測時間の短縮可能性についても検討し、20分前後の短縮を行っても得られる診断指標に大きな変化がないことを確かめた。さらに、データに人為的にノイズを付加することによって、上記で確立した手法のロバスト性も統計的に確かめることが出来た。加えて、コンパァトメントモデルと酵素反応ネットが絡む新しい系においても、上記の手法を適用した。その結果、従来から存在する定常状態を仮定した上でミカエリス・メンテン型に変形して解析する方法では扱えないような非平衡な系における解析が可能となった。この手法は、コンパァトメントモデルには収まらない薬物動態の解析を押し広げるものであった。現在、マウス中のDox動態において、Dox・TetR蛍光イメージング技術に応用しつつある。本研究では、まず、コンパァトメントモデルにおける薬理動態の解析を行った。これにより、動脈血採取を回避する場合は、従来Time domain上では、非常に複雑だった式が、ラプラス空間上では、簡潔かつ厳密に表された。次に、コンパァトメントモデルと酵素反応ネットが絡む新しい系においても、上記の手法を適用した。この手法は、コンパァトメントモデルには収まらない薬理動態の解析を押し広げるものであった。更に、マウス中のDox動態において、Dox・TetR蛍光イメージング技術に応用した。