hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
感覚受容系の機能分化に関する比較研究

ニュ-ロンが湿度感覚情報と匂い情報を同時に処理することを発見した。また、甲殻類の脳内のノンスパイキング巨大ニュ-ロンが、複眼および平衡器からの感覚入力ばかりか、歩脚の自己受容器からの入力も統合処理することを見出した。5.班会議と研究集会:今年度の成果を検討する班会議を開き、同時に研究分担者以外にも多数の参加を得てセミナ-『昆虫の脳を探る』を催したが、これらの会合は本総合研究を進める上で非常に有益であった。昨年度(平成3年度)に引き続き、主に4つの問題点から研究を進めており、各領域で次のような成果を得た。1.受容器の動的構造複眼視細胞の光受容膜の再生が細胞内膜系のSRCを経由し、その調節にホスファチジルイノシトール輸送蛋白質と相同な膜蛋白が関与することを、ショウジョウバエの視覚突然変異体で証明した。2.高次情報伝達の素過程鱗翅目昆虫の視覚系で、菫色受容器の複眼内の配置を同定し、連絡相手が視葉板ニューロンであることを確かめた。一方、その嗅覚系では、フェロモン受容による性行動を発現駆動する前大脳ニューロンに3群があることを確認し、それらの活動と行動の関連性を明らかにした。また、甲殻類で尾扇肢の自己受容器ニューロンの応答特性と中枢投射回路を確かめた。3.感覚情報伝達路の可塑化数10種類の生理活性ペプチドを同定しており、そのうちミツバチ、ユムシ、ドブガイで発見した種類は感覚情報伝達系への関与が見込まれる。双翅目昆虫では羽化直後の臨界期の視覚経験が成虫の視覚機能の形成を決めるが、臨界期に視髄で神経伝達物質などの量的変動が起こることを明らかにした。また、鱗翅目昆虫では、幼虫単眼の視細胞が連絡するニューロンが蛹化後も退化せず、成虫の視髄に組み込まれて、複眼の中枢系介在ニューロンとして働くことを発見した。4.異種感覚間の相互作用甲殻類の脳内のノンスパイキング・巨大ニューロンが、視覚情報や重力感覚情報のみならず、歩行脚の自己受容器からの情報をも統合し、体平衡系への運動出力を形成することを確認した。5.班会議とシンポジウム今年度の研究成果を検討する班会議を開き、別に『神経回路の発生・編成・再生』および『無脊椎動物の感覚受容系と中枢』の標題で公開シンポジウムを2度にわたり開催したが、本研究を推進する上で著しい効果があった。昨年度から引き続き、主に4つの問題点について研究を進めて、次の成果を得た。1.受容器の動的構造複眼視細胞で、光情報変換の初期過程に関わる2種類の蛋白質分子が受容膜に局在し、その変換過程の調節に関与する別の2種類の蛋白質分子がSRCに存在することを証明した。2.高次情報伝達の素過程鱗翅目昆虫で、完全変態時に幼虫の視髄から成虫のそれへ再編入されるニューロンのうち、4種類は視野内対象の運動を検知する機能をもち、3種類は非運動検知性であることを確認した。また、フェロモンによる行動解発の神経機構では、匂い情報伝達性の異なる2種類のニューロン群が嗅覚中枢から胸部神経節へ下降することを発見した。3.感覚情報伝達路の可塑化ハエで、脳から検出した12種類の蛋白質・ペプチドが羽化後の数日間に起こる視覚機能の形成に関与し、この時期には視葉の2種類の神経伝達物質が著しく増加することを確認した。別に、無脊椎動物の殆どの門を網羅した14種以上について調べ、百数十種以上の生理活性ペプチドを抽出・同定した。これらと感覚受容系や神経回路の可塑化との関連は今後の緊要課題である。4.異種感覚間の相互作用甲殻類の体平衡反射に関与する前脳のスパイク非発火型巨大介在ニューロンでは、視覚、重力感覚、自己受容感覚の入力のうち重力感覚入力が優先するという機能的演算処理が行われることを見出した。5.班会議とシンポジウム班会議を2回開いて研究の進捗状況と成果を検討した。
ソリトンの制御に関する実験

境界面におけるソリトン反射の制御:媒質が不連続に変化する境界面によってソリトンは散乱され,反射波と透過波に分裂する.我々は第2のソリトンを送り出すことにより反射波の制御が可能であることを見い出し,数値計算により反射波をほゞ消去できることを示した.2.電圧の反転に対し対称な回路におけるソリトン伝播の制御:電圧の反転に対し対称な電気回路を作製し,正負両極性のソリトンが安定に伝播することを実験的に示した.この回路に,制御回路を取り付け,ソリトンの伝播をON-OFF制御できることを確かめた.3.不均一系の包絡ソリトンとその振幅制御:不均一系の包絡ソリトンを記述する非線形Schr〓dinger方程式とその解から,不均一の利用によりソリトンの振幅の制御,ソリトンの短パルス化の可能性を示した.境界面におけるソリトン反射の制御:媒質が不連続に変化する境界面によってソリトンは散乱され,反射波と透過波に分裂する.我々は第2のソリトンを送り出すことにより反射波の制御が可能であることを見い出し,数値計算により反射波をほゞ消去できることを示した.2.電圧の反転に対し対称な回路におけるソリトン伝播の制御:電圧の反転に対し対称な電気回路を作製し,正負両極性のソリトンが安定に伝播することを実験的に示した.この回路に,制御回路を取り付け,ソリトンの伝播をON-OFF制御できることを確かめた.3.不均一系の包絡ソリトンとその振幅制御:不均一系の包絡ソリトンを記述する非線形Schr〓dinger方程式とその解から,不均一の利用によりソリトンの振幅の制御,ソリトンの短パルス化の可能性を示した.1.不連続のある回路における反射の制御線形インダクタの値がある点を境にして、不連続に変化する非線形LC回路の一端からゾリトンを入射すると、一般に反射波が生ずる。しかし回路の他端から第2のソリトンを送り境界面で衝突させると、2つのソリトンによる相互干渉の結果、第1のソリトンによる反射波を制御することができると考えられる。我々は、数値計算により反射波の制御を詳細に調べた。両側の回路のインダクタンスの比(格子では質量比の値)、第1のソリトンの振幅等を広い範囲で変えた場合でも、第2のソリトンの振幅と位相を適当に調整すると、第1ソリトンの反射をほぼ完全に消すことができることがわかった。2.電圧の反転に対し対称な非線形回路におけるソリトン非線形キャパシタとして、逆方向に直列につないだ可変容量ダイオードを用いる回路では、電圧の反転に対し対称であるから、正負両極性の電圧を持つソリトンが同時に存在できると予想される。そのような回路を実際作製し次の結果を得た。(1)正および負の電圧を持つソリトンが回路を安定に伝播する。(2)ソリトンの振幅の絶対値を増すと速度は増加し、幅は減少する。(3)2個のソリトンの正面衝突では、電圧の極性が同一であるか否かにより、衝突時の波形や前後の位相差に大きな違いが現われる。なお、(2)の結果については、理論的な予測と大きな差が見られる。これについては次年度の検討事項とする。さらに、本回路によるソリトンの伝播制御は、次年度の研究計画に取り入れられている。
硝子体中に存在する細胞増殖阻止因子のクローニング

ブタ眼硝子体には増殖因子または増殖阻止因子が存在するかを明らかにするため以下の予備実験を行った。ブタ眼硝子体を18G needle付き注射筒によりホモジナイズした後、フィルター濾過により分子量3kD以下、10kD以下、30kD以下と50kD以下に分画した。10%FBS添加MEM培地下で32well培養皿に培養した豚眼網膜色素上皮細胞(RPE)にこの分画をそれぞれ100μl加え、3日間培養後MMT assayによりRPEの増殖効率を測定した。3kD以下の分画にRPEの増殖阻止活性のあることが判明した。また、30kD-10kD、50kD-30kDの分画にはRPEの増殖活性があることが判明した。ブタ眼硝子体にはRPEに対する増殖因子と増殖阻止因子の両者が混在することが明らかになった。上記予備実験に基づきHPLCにより50kD-30kDの分画をさらに細かく分画して上記同様のassayを行ったところ、35kD付近に最高の増殖活性があることを突き止めた。3kD以下の分画を更にHPLCにより分画しこちらも上記同様のassayを行ったが、現在までに増殖阻止因子の分離はできていない。35kD付近の増殖因子に関しては、既知の増殖因子と比較検討し、抗体での吸収実験を進める予定である。
基礎数学における三表現の相互関係に注目した、学習者理解度深化法の研究

文字式処理を伴う基礎数学の修得においては、学習者が式計算の過程に注目し、自らの計算課程と計算ミスを自覚しながら学ぶことが有益であり、演習ページと計算法解説ページ、誤解解消ページを有する分数式計算演習システムの利用が有益である。ところが、線形代数の学習においては、この手法が教育効果を上げることができなかった。その理由は、この分野の学習で特に顕著となる、学習の表面化に帰される。特に低進度学生は、公式の暗記と適用のみを記憶して試験に合格することに専念しており、三表現(数式と図形、記述文)の相互関係を説明できないだけでなく、相互関係を学ぼうともしていないようなのである。そこで、本研究では、分数式計算演習システムの、特に長期的な教育効果を確認後に、これとは全く異なる線形代数学習の状況を分析し、これを克服するために実施した応用例からの導入教育、3次元グラフィックスの活用、三表現の関連付けについて研究した。式計算課程に注目した学習を促進する分数式計算演習システムを用いた補習経験は、数年後の学習においても、答案記述力が向上する長期的教育効果を期待できる。しかしながら、線形代数(特に空間ベクトル)の学習では、計算課程に注目した学習活動の効果は低いことが分った。線形代数の学習では、勢力を増しつつある学習の表面化を避け、理解の深化を図ることが不可欠である。そのために、本研究では、具体的応用例からの導入、3次元グラフィックスの積極活用、三表現(数式、図形、文章表現)の相互関係の説明活動の導入を提案した。今後は、多くの学生が持つ現実感の欠如を補い、「応用例の数学モデル化」を進めるために、木工材料を用いた実態模型の製作、3次元グラフィックス作画ソフトの活用、3次元グラフィックスのインタラクティブ性向上等により、三表現の相互関係を学習者が説明できる学習活動の実現を目指したい。1.数学的表現法と学習内容定着との関係調査平成14年度の豊田高専電気・電子システム工学科1年生の基礎数学演習の答案用紙を調べ、その数学的表現法の違いにより学生を分類、同学生が4年次(平成17年度)の「過渡現象論」の基本的かつ定性的な問題解決に用いた表現法を、同科目の答案用紙から分析したところ、1年次の表現法の影響が4年次の答案にも残っていると判断できた。詳しく記述すると、1)数学演習(分数式の計算演習)で低得点だった学生群A(6名)には、報告者等が開発したWebベースの数学学習システムを使った計算ルールの学習をさせて実験群とし、その次に低得点だった学生群B(4名)を統制群として2種類のポストテストを行なった。2)ポストテスト1(分数式計算演習)では、A群の得点がB群並となった。3)ポストテスト2(分数式の採点演習:9問の分数式計算の計算課程を学生が採点し、誤った計算課程については、誤りの生じた箇所と、誤りの理由を書かせる問題では、A群の得点がB群より高くなった。4)3年後に実施した「過渡現象論」の演習では、A群の得点がB群より高くなった。であり、基礎数学の(分数式計算における)数学的表現法に敏感な学生は、専門基礎科目学習でも優位性を持つ可能性があることを、確認できた。本内容を、ATCM2005で発表した。2.三表現法の相互関係に注力した教育手法のプランニング数式表現、図形表現、文章表現の三表現の相互関連を積極的に利用する学習を検討した結果、2次関数他の変換(平行移動、伸縮、軸を中心とする回転)を対象とすることが、有益であるとの結論に至った。3.数式表現と図形表現の相互変換演習の実装

そこで、2次関数を始めとする典型的な関数と、同関数のグラフの関係を、2段階のプロセスで学ぶ、学習支援システムの設計に着手した(H18年度中に実装の予定)。1.三表現法の相互関係に注力した学習システムの設計と実装2次関数のグラフと数式表現の関係を学ぶ学習システム上では、画面上に表示されたグラフに対応する数式を学習者が入力し、グラフ上で正誤を確認するインタラクティブな演習に加え、学習者に基本グラフの変形方法を文章で表現させ(文章のパーツをリストから選ぶ)これに対応したグラフの変形を示す学習が有効であると考え、これらを組み合わせた学習システムを実装した。実装内容について、IMS06で発表した。高等専門学校低学年学生においては、線形代数、とくに3次元図形(空間中の平面、直線)と数式(ベクトル方程式)との関係に対する理解が表面的で、ほとんど定着していないことが分った。これは、出題範囲の狭く限られた試験用に公式・解法を丸暗記し、これら数式表現と図形との関係を体験する機会を持たないためである。そこで、身近な事例を出発点に、2、3次元のベクトルを用いた図形表現と、ベクトルを用いる数式との関係を、3Dグラフィックスの助けを借りて、具体例から徐々に抽象化するアプローチを提案した(ATCM06)。2.学習システムの数式入力インターフェイスの改良特に分数式計算演習で煩雑となる数式入力を、改良すべく、2種類の数式エディタを、学習システムに実装し、使い勝手を比較調査した。JavaScriptを用いた数式エディタとJava Appletを用いた数式エディタである。試用した結果、どのインターフェイスも一長一短あることが分った。そこで、入力フォームに直接タイプインする従来のインターフェースも含め、3つの入力方式を学習者が適宜選んで使えるようにすることにした。今年度は、線形代数、とくに3次元ベクトルに対する学生の理解を深めるための教育手法に特化して研究を進めた。理工系学生に身近な事例としてロボカップを取り上げ、親近感を持たせた後、プレイヤーロボット、ボール等を単純化した図形に置き換える。これら図形の挙動をベクトルで表現し、ボールの軌跡と各ロボットとの距離を計算する等、競技で必要とされる特性値決定の手段としてベクトルを導入すると、学生の理解が深まることが分かった。図形間の関係を表現することを通してベクトル演算の仕組みを説明すると、納得をしやすくなる。この教育実践について、ATCM07で報告した。そこで、空間中の平面を表すベクトル方程式の媒介変数を学習者が入力すると、対応する点が3次元空間中に表示され、数点を表示後に3次元空間を回転させると、点群が平面を構成していることを確認できるWebシステムを試作した。また、同システムを低進度学生の補習に利用し、彼らの理解に役立つことを確認できた。知識の定着には、紙と鉛筆を用いた紙上演習が不可欠であるが、演習に先立ち3次元グラフィックスを用いた仮想実験を行っていると、演習での数式操作に図形的な意味づけを持つことができ、より有意味な学習になるようである。この試作システムと、システム上における空間ベクトルのインタラクティブな表現方法について考察し、WBE08で報告した。本研究における3次元ベクトルに対する理解度深化の試みの有効性については、学習終了から約1年後に実施される平成21年1月の実力試験で、定量的に検証する予定である。
インドネシア国ジャワ島における牛の無機物栄養についての調査研究

現在この地球上には11億3千万頭の牛が存在するが、その70%近くは熱帯、亜熱帯地域に位置する発展途上国で飼育されている。これらの地域で飼育されている牛は耕作のための貴重な労力源、肥料源、人々のための蛋白食料源、農民の現金収入源、またある地域では燃料源としても重要である。しかし発展途上国で飼育されている牛に比較すると、増体や子牛の生産率、1頭当たりの牛乳生産量は1/3にも満たないのが現状である。この原因として遺伝的に改良されていないことや暑熱環境、疾病などもあるが、家畜の低栄養、とくに、ミネラルの過不足は大きな要因であると考えられる。本研究は熱帯アジアの1つの例として、インドネシア国ジャワ島を選び、ボゴール農科大学の研究者とともに飼料中のミネラル含量と牛のミネラル栄養状態について調査研究を行った。方法(1)ジャワ島東部の2地点として、丘陵部のマラン(malang)と平野部のモジョクルト(mojokerto)を選び、西部の一地点はボゴール農科大学の附属牧場のあるジョンゴル(jonggol)とした。飼料サンプルと牛の血液、肝臓サンプルは12月の雨の多い時期と78月の雨の比較的少ない時期の2回採取した。これらのサンプルは京都大学農学部畜産学科の研究室で分析した。分析した元素はカルシウム(Ca)、リン(P)、マグネシウム(Mg)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、マンガン(Mn)、セレン(Se)ならびにCuおよびSeの関連酵素であった。結果と考察:(1)西ジャワのジョンゴルで採取した草は乾物当たり0.2%以下であり、すべての草は牛の要求量以下のP含量であった。また半数以上の血液サンプルにおいて、血液中P濃度の欠乏症状を示す値を示していた。飼料中Naは多くが0.1%以下であり、牛の要求量以下の含量であった。飼料中のP、Na含量が牛の養分要求量に対して不足しているということは中南米、アフリカ等の熱帯地域でも観察されているところであり、アジアのインドネシア、ジャワ島においても同様のことが確認された。飼料中のMgは不足値ではなかったが雨期の東ジャワにおいて限界値以下の血液中Mg濃度の牛が816%存在していた。血液中Mg濃度の変化の理由ははっきりしないが有意に雨期に高くなっていた。逆に飼料中ならびに血液中Ca含量は有意に乾期に低く、雨期に高くなる傾向であった。日本の草のFe含量は100ppm前後であるが、ジャワ島における3地域の飼料中の平均Fe含量は雨期と乾期でジョンゴル、2960、1020、マラン5640、2000、モジョクルト10760、3120ppmと非常に高い含量を有していた。飼料中のFe含量が1000ppm以上であれば家畜に有害とされているので、大部分の飼料はFe中毒の危険性があると考えられる。肝臓中のFe含量も400ppm以上であり、明らかにFeの過剰沈着像を示していた。飼料中のFe含量が雨期と乾期によって違いのあることは興味深い所であるが、その原因についてはさらなる研究が必要である。一方、飼料中のCuは牛の要求量以下の含量ではなかったが、血液中のCu濃度、Cu関連酵素の血液中セルロプラスミン濃度および肝臓中Cu含量からみると、ジョンゴルのすべての牛はCu欠乏であり、東ジャワの2地点でも1020%の割合でCu欠乏であると判定された。Cu欠乏の主要な原因として、過剰のFe摂取が考えられた。飼料中のZn含量は3地域とも欠乏値前後だったが、血液中Zn濃度からみると、1040%の割合で、これらの地域の牛はZn欠乏であると考えられた。したがって、Cuと同様にZnについても調査地域の牛の栄養状態は危険域にあると推察された。飼料中のMn含量は牛の要求量よりはるかに多い値を示しており、肝臓中に蓄積されたMn濃度は危検域以上の値であった。MnはFe程ではないにしても過剰の害が考えられた。飼料中のSe含量は我が国の飼料中の値と大差はなかったが、血液中Se濃度とその関連酵素であるGSH-Pxはかなり高い含量であった。血液中Se濃度およびGSH-Pxが高いということは熱帯地域の牛特有のものであるか、暑熱環境を含めた飼育環境によるものかは今のところ明瞭ではない。ミネラルおよびその関連酵素以外の血液成分では、尿素態の窒素(N)濃度が正常範囲の半分以下であり、これはジャワ島の牛のN摂取量の低さを意味しているものと考えられた。Nとは逆にジャワ島の牛の血糖と血液中コレステロール濃度は正常範囲より高い値であった。暑熱環境下で動物を飼育すると甲状腺ホルモン分泌は低下することが知られているが、ジャワ島の牛の血液中サイロキシン濃度は正常範囲になっていた。この現象から長年熱帯地域で生存してきた牛は暑熱の影響をそれ程強く受けていない可能性が推察された。

インドネシア国ジャワ島で飼育されている牛の無機物栄養状態,給与飼料中の無機物含量を調査する.これらの研究,調査から無機物給与の過不足により障害となっている牛の成長,繁殖,病気の予防,治療の改善,向上を計る.本研究はまたジャワ島だけでなく稲作を主とする熱帯アジアの牛の無機物栄養研究のモデルデータになるとともにインドネシアと日本の畜産研究者の研究交流促進を計ることも目的の1つとしている.1987年7月26日から8月4日インドネシア国ボゴール農科大学において学長(Dr.Sctonala Arsjad)以下副学長,大学院長に本調査,研究の目的,意義について説明をし了承を得た.また同大学畜産学部長(Dr.Lily Amalia)以下畜産学科の主要なスタッフに本調査,研究の具体的な方法について説明し協力を依頼した.インドネシアの畜産についての資料をボゴール農科大学とFAOのバンコクオフィスで収集した.1988年1月12日から2月10日ジャワ島東部地域の丘陵部の町マラン(malang)と平野部の町モジョクルト(majokerto)のと殺場において,牛50頭より血液,肝臓,骨のサンプルを採取した.またと殺前に牛の品種,年齢,飼育地域を調査するとともに,マランとモジョクルト近郊の農村部より飼料サンプルを採取し,牛の飼育方法について聞き取り調査を行った.ジャワ島西部地域に位置するボゴール農科大学附属牧場において牛20頭から血液を採取し飼料サンプルも得た.これらのサンプル採取にはボゴール農科大学のスタッフが2名以上同行した.得られた血液臓器サンプルはドライアイスで凍結して,京都大学農学部まで搬入した.2月10日に分析用サンプルを持ち帰り,分析は始まったばかりであるが, Cu栄養の指標になる血液中セルロプラスミン濃度はボゴール農科大学附属牧場で飼育されている牛では極めて低く銅(Cu)欠乏の可能性のあることが示唆された.またセレン(Se)栄養の指標となるグルタチオンパーオキシダーゼは, 3ヶ所の調査地点で差がみられた.しかし3地点において得られたグルタチオンパーオキシダーゼ活性は日本の牛と比較すると,すベて4倍以上の高値を示した.今後は半年間で全採取サンプルの分析を行うとともに,昭和63年8月からは乾期における牛の血液,臓器サンプルと飼料を採取する予定である.現在この地球上には11億3千万頭の牛が存在するが、その70%近くは熱帯、亜熱帯地域に位置する発展途上国で飼育されている。これらの地域で飼育されている牛は耕作のための貴重な労力源、肥料源、人々のための蛋白食料源、農民の現金収入源、またある地域では燃料源としても重要である。しかし発展途上国で飼育されている牛に比較すると、増体や子牛の生産率、1頭当たりの牛乳生産量は1/3にも満たないのが現状である。この原因として遺伝的に改良されていないことや暑熱環境、疾病などもあるが、家畜の低栄養、とくに、ミネラルの過不足は大きな要因であると考えられる。本研究は熱帯アジアの1つの例として、インドネシア国ジャワ島を選び、ボゴール農科大学の研究者とともに飼料中のミネラル含量と牛のミネラル栄養状態について調査研究を行った。方法(1)ジャワ島東部の2地点として、丘陵部のマラン(malang)と平野部のモジョクルト(mojokerto)を選び、西部の一地点はボゴール農科大学の附属牧場のあるジョンゴル(jonggol)とした。飼料サンプルと牛の血液、肝臓サンプルは12月の雨の多い時期と78月の雨の比較的少ない時期の2回採取した。これらのサンプルは京都大学農学部畜産学科の研究室で分析した。分析した元素はカルシウム(Ca)、リン(P)、マグネシウム(Mg)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、マンガン(Mn)、セレン(Se)ならびにCuおよびSeの関連酵素であった。結果と考察:(1)西ジャワのジョンゴルで採取した草は乾物当たり0.2%以下であり、すべての草は牛の要求量以下のP含量であった。
発がんプロモ-タ-の核内レセプタ-

発がんプロモ-タ-の作用機能解明のために、PKC以外の発癌プロモ-タ-レセプタ-の存在を仮定した研究を進めた。発癌プロモ-タ-としてTPAを用いて検索した結果、PKC以外のAPA特異的結合タンパクとして、TPAーspecific brnding protein(TBP)と名付けたタンパク5種の存在を確認した(TBPー15)。本年度は特にTBPー2およびTBPー4を中心に解析を進めた。なお、TBPー15はいずれもPKC協性を持たず、抗PCK抗体にも認識されないことを確認してある。TBPー2は、これまで本研究者らがCNーTPBPと名付けて解析を進めていたタンパク質であって、(1)分子量約7万(ゲル濾過による推定値)、(2)TPAとの結合定数が10^<10>M^<-7>のオ-ダ-,(3)初めは細胞質中にhsp90とコンプレックスを形成して存在しているが,(4)TPAとの結合により速やかに核内に移行し,(5)TPA以外のテレオシジン,タプシガルギン,アプリシアトキシン等の発癌プロモ-タ-とも互いに競合的に強く結合するタンパクであることを確認した。CNーTPBP(TPBー2)のこれらの諸性質は、グルコルチコイドやダイオキシンの核内レセプタ-のそれと酷似しており、本タンパクが発がんプロモ-タ-の核内レセプタ-である可能性を指敵した。本タンパクの大量精製,クロ-ニングなどが進行中である。一方、TBPー4は本年度に新たに見い出したタンパクであり、(1)分子量約7万(ゲル濾過による推定値),(2)TPAとの結合定数が10^8M^<-1>のオ-ダ-,(3)細胞質に存在し、(4)TPA以外の発癌プロモ-タ-であるテレオシジンやタプシガルギン,アプリシアトキシン等とも互いに競合的に結合するものとして特微付けられる。TBPー2およびTBPー4とも,nonーTPAタイプの発癌プロモ-タ-であるタプシガルギンに結合するという点で、PKCを優越した発癌プロモ-ションとの並行関係を示す。
天道信仰の発展的研究ー琉球から大陸への展開を中心に

本研究の目的は、東アジアおよび日本各地で重要な信仰として広まっている「天道(天)」の意味を探るために、フィールド調査および史資料の調査を行い、陰陽思想・道教を含む「宗教複合」思想を浮き彫りにすること、とりわけ「大陸とのつながり」を視野に入れて精査することにより、従来の研究では抜け落ちていた「天道」思想の現代につながる意義を見出すことを目的とするものである。平成30年度は当該研究の初年度であり、天道信仰に関する国内外の資料収集を行い、フィールド調査を行う計画であった。よって当初の計画に従い、国内で、天道信仰の普及地域として知られる北関東で、神道・仏教・道教・陰陽道を視野に入れて、資料収集および調査に従事した。また、国外調査については、韓国の思想および、現地情報に明るい、ネイティブの研究協力者の助力を乞い、韓国の土着信仰・道教・仏教・陰陽道に関する基本資料の収集を実施するとともに、天・天道概念に関する基本資料をソウル大学・高麗大学等大学図書館で可能な限り収集を進めた。国内調査では、天道念仏および天道祭祀の伝承の残る、千葉県・茨城県・群馬県・栃木県・東京都において資料収集に努めたが、当該地域の祭祀における「天道」が、東アジア諸宗教の複合信仰概念であることが、祭祀研究の実際によって裏付けられることが解明されつつある。また韓国調査であつめた資料を順次読み解いている。当年度は資料収集に終始したが、当該資料の読解により、道教・陰陽道に関連する思惟および祭祀として「天」および「天道」概念が登場している部分を確認していることは順調な成果と考える。とくに今回の研究では、道教系天道信仰に関する大陸から琉球経由でのルートを解明するという目的があるが、韓国調査で道教関係の資料を多く収集したので、今後重点的に読解を進める予定である。国内調査では、天道念仏および天道祭祀の伝承の残る、千葉県・茨城県・群馬県・栃木県・東京都において資料収集に努めた。当該地域の祭祀における「天道」が、東アジア諸宗教の複合信仰概念であることが、祭祀研究の実際によって裏付けられることが解明されつつある。初年度は、昨年度収集した資料の読解作業を早急ににすすめていくとともに、本年度は、当初の研究計画に従って琉球調査に着手し、琉球から大陸へと天道信仰の系譜がどのように跡付けられるか、研究を続ける予定である。以上を踏まえてその成果の一部を学会で発表し、識者の意見を踏まえてさらに調査を進めていく計画である。
甲午農民戦争における討滅日本軍の地域社会史的研究

日清戦争時、朝鮮ほぼ全域で、東学農民軍が抗日蜂起し、日本軍が殲滅した。歴史から消されてきた抗日と殲滅の史実を明らかにした。日本軍部隊が編成された四国と東海地方を中心に、地方紙掲載の作戦記事、兵士の書簡、陣中日誌、戦死兵士の碑文、兵士の子孫家などを見いだした。また防衛研究所図書館にて、日清戦争直前、参謀本部で作製された巨大な「朝鮮全図」南北2枚を見いだした。韓国の戦場跡を踏査し、朝鮮全域に広がった抗日と殲滅の具体像を再現した。殲滅作戦の現場が苛酷なジェノサイドそのものであったことを実証した。昨年度は、大きく二つの成果をあげた。1)東学農民戦争の戦闘状況は、これまで朝鮮半島中・南部、全羅道などが注目され、朝鮮北部地域の戦闘状況が分かっていなかった。参謀本部編纂の史料などから、北部地域の東学農民軍を討伐した日本軍部隊は、東海・北陸地方で編制された部隊であることが判明した。愛知県図書館と東京大学明治新聞雑誌文庫所蔵の地方新聞を閲覧し、日清戦争当時、二つの県(愛知県と岐阜県)で地域新聞が良好に残存していることが分かったので、二地域の地方新聞を閲覧し、討伐日本軍部隊の兵士関係記事が散見されるのを見いだした。市町村史などの調査をあわせて、収集・調査を継続中である。これまで不明だった朝鮮半島北部地域・黄海道などの第二次東学農民戦争の戦闘状況、兵士と東学農民軍の社会史的状況などを具体的に明らかにする手がかりとなる史料、従軍兵士の手紙記事、戦死者記事などを見いだした。2)1995年以来、継続してきた調査と研究成果の中心部分を2冊の研究書にまとめ、公刊した。『明治日本の植民地支配』と共著『東学農民戦争と日本』の2冊である。東学農民軍討伐日本軍について収集した史料を整理・再検証した。見いだした重要な新史料、討伐日本軍部隊大隊長史料、また徳島県で見いだした討伐日本軍部隊・兵士の陣中日誌などを中心史料として、1討伐戦闘の朝鮮全域での展開と戦闘状況、2討伐日本軍を公使館・大本営・政府が直轄指揮した事実、3討伐日本軍が朝鮮現地で朝鮮地方官を使って強制動員などを行い、これに地方官(東学農民と対抗関係にあったが)ら多くが抵抗した事実、4討伐戦争が参謀本部編纂の戦史から全部削除された事実、その要因などを明らかにした。今日まで、日清戦争史から消されてきた、日本軍による朝鮮東学農民軍討伐戦争の位置が大きいことを明らかにした。史料調査によって、以下のような成果をあげることができた。1)松山市(会場、愛媛大学)で、日本の地域史研究者と韓国の東学農民戦争研究者たちと市民も参加した国際フォーラムに招待講演者として参加、日本と韓国で史料と史跡を探索・調査してきた成果を講演「東学農民軍を包囲・殲滅した日本軍の史料を探索して」で報告し、日韓の研究者や関係者と討論することができた。愛媛県現地フィールドワークにも参加した。東学農民軍殲滅作戦に参加した兵士の家の子孫を、愛媛県ではじめて三軒、具体的に見出し、お宅を訪問し、兵士の事跡を聞き取り調査し、部隊名や戦死地などを記した墓を見出すなど、社会史的な研究として、画期的な成果をあげた。2)東学農民軍殲滅作戦を指揮したのは、大本営と仁川兵站監部であるが、防衛省防衛研究所図書館、千代田史料(旧宮内庁史料)をカードファイルで調査して、日清戦争直前に印刷され、60数枚を貼り合わせた巨大な「朝鮮全図」を見出した。大本営で作戦指揮に使われた地図の一つと推測され、当時の作戦を復元する基礎資料である。また、同じ千代田史料で、殲滅後備兵部隊の名簿史料を見出すことができた。これも基礎資料である。3)この研究テーマの研究書を執筆する仕事を進めることができた。今の段階で史料を分析、整理し、一冊は共著で6月に、一冊は、単著で8月に刊行予定である。本テーマの研究を整理し、深める作業を進めることができた。研究書で、啓蒙書も兼ねているので、社会の関心を得ることもでき、史料探索なども、いっそう進むと予想される。4)東学農民軍に兵士が動員された四国四県のうち、香川県と高知県について、市町村史などの日清戦争史に当たる部分の悉皆調査を進めた。高知県は、途中であり、香川県は市町村史については終了し、さらに得られたデータからの調査をすすめている。日清戦争時、朝鮮東学(甲午)農民軍がほぼ全土で抗日蜂起し、これを日本軍討伐部隊(3大隊と1聯隊ほか)が殲滅。朝鮮は日清戦争で最大の犠牲者を出した。

当時の参謀本部編纂公式戦史でも、現在の日清戦争史でも、この抗日蜂起と殲滅の戦史は記されなかった。殲滅作戦を、兵卒の視点に重点を置きながら社会史的に再現することに研究目標があった。今年度は、徳島県、愛媛県、岐阜県、東京都などで成果を上げることができた。(1)愛媛県にて、伊方町で、討伐部隊(後備第19大隊)兵卒の墓と石碑などが見出された。伊方町で地元の協力を得て現地調査を行った。また徳島県で見出していた兵卒従軍日誌は、凄惨な討伐状況を記したものであり、松山市(部隊編成地)にて、日誌記述を裏付ける調査を、詳しく行うことができた。また、別の討伐部隊(後備第10聯隊第1大隊)大隊長の資料をはじめて見出した。大隊長の出身地や年譜を知ることができた。大隊長が、つづいて台湾占領・抗日軍討伐、日露戦争に転戦したことなどが分かった。(2)岐阜県にて、朝鮮北部で抗日蜂起した農民軍を討伐した部隊の調査を行い、資料を見出した。朝鮮北部の討伐部隊は、後備第6聯隊で、東海・北陸の部隊であり、岐阜県で徴兵された兵卒が多い。岐阜県にて、部隊司令官に関する資料1件と、兵卒の資料を10余件、見出した。岐阜県立図書館で、戦死した兵士の石碑拓本資料を見出し、当該集落で現地調査をおこなった。部隊司令官の記録、軍歴と官歴などを見いだすことができた。(3)東京都、松山市、札幌市にて報告を行い、韓国ソウル市の国際シンポジウムに、二度参加し、成果を報告した。昨2014年は、東学農民戦争120周年であり、韓国では、主な研究者が集まる大きな研究会と、東学関係市民団体が主催するシンポジウムに参加し、いずれも基調講演をすることができた。日本史1)2冊の研究書を公刊し、日本軍による東学農民軍討伐作戦の実態の核心を明らかにした。成果を順次あげると、1農民軍討伐専門部隊の編制地域、大本営が部隊へ直に朝鮮出軍命令を出した事実を明らかにした。また、山口県で見いだした大隊長文書と徳島県で見いだした最前線従軍兵士の詳細で具体的な陣中日誌によって、全域で日本軍によって実行された銃殺、村落焼き払いはもとより、焼殺、拷問、銃剣による一斉殺害など、凄惨な最前線の状況がはじめて具体的に明らかになった。2討伐日本軍を指揮していたのは広島大本営であり、政府も討伐作戦立案・指揮の根幹にかかわっていたこと、日本公使館も部隊を指揮したことが明らかになった。3日本軍は、進撃すると、まず現地朝鮮地方官を使って作戦を展開した。ところが朝鮮地方官の多くは、農民軍と本来対立してきた勢力であったが、この状況で、農民軍に協力し、参加し、日本軍に抵抗し、多数の地方官が日本軍によって捕縛・押送されていたことをあきらかにできた。朝鮮ほぼ全域で、民族的規模の抗日蜂起が起きていことを明らかにした。4日本軍の討伐戦は、約四千人の兵士、約半年間におよんだ大作戦だったが、それが正史となる戦史から削除されたこと、削除された要因も解明した。2)これまで朝鮮北部地域での東学農民軍の蜂起、それにたいする日本軍の討伐戦の実態が知られていなかった。討伐した日本軍の史料を、兵士たちが出軍した東海地方について調査し、愛知県や岐阜県の地方史などの兵士関係記事から日本軍の具体的な動静の一端を見いだすことができた。主に兵士の手紙、農民軍との戦闘による戦死者の記事(たとえば岐阜県、濃尾平野輪中の一村における盛大な葬儀記事)などであり、東海地方で現地調査に入るための手がかりをはじめて得ることができた。1)松山市での国際シンポジウムに招待講演者として参加した。松山市は、東学農民軍討伐日本軍後備部隊、二つの大隊が編成された市である。日本コリア協会
乳歯歯根における非生理的吸収の機構の解明

乳歯の生理的歯根吸収は、破骨細胞が選択的に乳歯歯根を吸収することで進行する。しかし、乳歯では進行性の非生理的な異常歯根吸収を起こす場合があり、どの様なメカニズムが働いているのかは未だ不明である。そこで本研究は、非生理的な歯根吸収の原因ついて検索した。分化中の破骨細胞前駆細胞に対する免疫担当細胞の作用を調べた結果、免疫担当細胞は破骨細胞前駆細胞に直接作用し、破骨細胞への分化成熟過程を抑制していることが判明した。乳歯と永久歯のもっとも特徴的な違いは、歯根吸収の有無があげられる。乳歯の歯根吸収は、後継永久歯の萌出過程と関連して厳密に制御されていが、しかし、カリエスあるいは外傷などの原因によって非生理的な吸収を生じていることは、臨床上よく知られていることである。通常、歯根吸収は破骨細胞が選択的に歯根を吸収することで進行するが、乳歯の非生理的歯根吸収において急速に歯根吸収が引き起こされる機序については、いまだに不明である。そこで本研究は乳歯における非生理的歯根吸収機序を解明するために、免疫担当細胞に焦点を絞り、破骨細胞と免疫担当細胞との相互作用が乳歯の非生理的歯根吸収にどのように影響しているか検討した。マウスの上顎第一臼歯を可及的に無菌的に抜歯、歯根部の領域の歯根膜を剥離・細切し、酵素処理によって歯根膜細胞を分離し、歯根膜細胞の継代培養を行った。また、マウスの脾臓から特異的にTreg細胞を分離した。マウスマクロファージ様単核細胞磁RAW264.7をRANKL刺激下によって破骨細胞に誘導分化させた。各種因子によって刺激し破骨細胞前駆細胞に分化誘導させた。誘導した破骨細胞前駆細胞、マウス歯根膜細胞およびTreg細胞の共存培養を行い、それぞれの細胞群の組み合わせにおける成熟破骨細胞数を定量した。成熟破骨細胞の数は、RAW細胞単体培養では、50±7.1cells/wellであったのに対しTreg細胞との共存培養では、6.7±1.8cells/wellと有意に減少していた。このTreg細胞による破骨細胞数の誘導抑制は、歯根膜細胞の添加によっては影響を受けなかった。また、透過性のメンブレンを仲介し破骨細胞前駆細胞とRaw細胞との直接接触を遮った場合、誘導された成熟破骨細胞の数は、3.7±2.2cells/wellであった。このことから、Treg細胞による破骨細胞誘導抑制は、細胞接触を必要ない事が判明した。以上結果から、乳歯の非生理的歯根吸収は、Treg細胞の活性が低下することで引き起こされている可能性が示唆された。正常な乳歯の生理的歯根吸収は、後継永久歯の萌出時期と密接に関連して破骨細胞が選択的に乳歯歯根を吸収することで進行し、その歯根吸収の進行程度は厳密に制御されている。しかし、乳歯では重篤なカリエスや不適充填物が原因によって起こされた根尖病巣あるいは外傷による脱臼など様々な理由によって、進行性の非生理的な歯根吸収を引き起こすことがしばしば認められる。このような非生理的な歯根吸収においてはどの様なメカニズムが働いて、破骨細胞が活性化し歯根吸収を起こしているのか、未だ明らかになっていない。そこで本研究は、非生理的な乳歯歯根吸収を念頭において、T細胞の挙動に焦点を絞り、骨免疫担学の観点から破骨細胞の活性と乳歯歯根吸収の関係について解析を行った。破骨細胞の分化にT細胞が関与していることを確認するために、マウスマクロファージ様細胞RAW264.7細胞をsRANKL刺激により破骨細胞に誘導し、誘導中のRAW264.7細胞とC3H/HeJマウスの胸腺から分離したTreg細胞との共存培養を行った。培養6日後にTRAP染色を行い、誘導された破骨細胞数を定量した。Treg細胞を作用させた共存培養群における誘導された破骨細胞数は、RAW264.7細胞単独培養群と比較し有意に減少していた。次に、共存培養条件下において、RAW264.7細胞とTreg細胞とをインサートメンブレンで隔離し細胞同士の接触を防いだところ、誘導された破骨細胞の数はRAW264.7細胞単独培養群と比較し有意差はなかった。また、培養後に回収したコンディションメディウム中のオステオプテグリン量を測定したところ、RAW264.7細胞単独培養群および共存培養群ともに検出されなかった。以上の結果から、Treg細胞は分化中のRAW264.7細胞に直接作用し、破骨細胞への分化を抑制していることが示唆された。
我が国の建設労働死亡災害を半減させるシステム開発

本年度は、日本の建設労働災害の構造分析、ダミ-人形による研究、及びCGによる建設現場の視覚化に関する研究を行った。建設労働災害の構造分析では、安全と生産性について研究を行った。建設業者の多様性と施工の生産性を考慮しながら、現場の安全管理と事故・災害との関連を表現できる概念モデルを構築し、ガス管の埋設工事を例に取り、施工の生産性に影響を与える要因を明らかにし、それらの影響要因と生産性との関係を定量的に表現することのできる統計モデルを構築した。ダミ-人形による研究では、墜落現象の特徴を捉えるべく、墜落前の姿勢と高さを変化させダミ-人形を枠組み足場から墜落させ解析を行った。その結果、立ちと踞りの姿勢では高さに関わらず頭部からの衝突が多いことが分かり、剛体に近似した力学的シミュレーションにより立ちの姿勢からの墜落の、衝突時の姿勢が説明できることが分かった。また、ヘルメットの有効性を検討するため、形状の違う4種類のヘルメットをダミ-人形に被せ、前・後・横の三方向に倒し、挙動を解析した。その結果得られた主な特徴は、ヘルメットの顎ひもが外れたこと、後ろの部分のつばが破壊したことである。CGによる建設現場の視覚化に関する研究では、労働者に災害の起こりうる非定常状態を認識させ危険回避能力を高めるべく、CGによって仮想空間を構築し、墜落災害を体験しつつ災害防止教育が可能となるプロトタイプシミュレーションソフトの開発を行った。現段階である程度の現実感を得られるようになったが、今後はヘッドマウンティドディスプレイ等を使用し、ソフトの有効性を高める課題がある。本年度は日本の建設労働災害の構造分析とコンピューターグラフィクス(CG)により建設現場を可視化することを試みた。建設労働災害の構造分析では、事故の被災者に対する1対1の聞き取り調査を重点とする事故の追跡調査および建設現場における安全管理体制に関する調査を行った。従来の事故報告書には報告されていない事故の背景的要因などの事故発生のメカニズムを正確に調査・分析した。その際、背景的要因を、個々の工事に特有な要因、中小規模工事に特有な要因、建設業界共通の要因の3種類に分類した。また、建設現場の重層下請構造、元請と下請相互間の請負契約における安全対策を実施する場合の費用・役割・責任の取り決め状況、元請業者・下請業者の安全管理能力、安全に関する指示・情報の流れを明らかにし、現場の安全管理体制と労働災害との関連を考察した。以上の考察結果にリスクマネジメントの考え方を適用し、建設労働災害問題を、a)危険要因に相当する「流入水」、b)現場のリスクレベルに相当する「水位」、c)安全対策に相当する「排出口」の3つから成る「タンクモデル」によって記述することが可能であることを示した。来年度は、タンクモデルの具体化を試みる予定である。また、現場のリスクレベルを的確に把握するために、CGによる建設現場の視覚化も試み、本年度は作業員の現場疑似体験ソフトを試作した。キーボード操作によって、仮想の足場内を自由に歩行し、衝突などの状況を疑似体験することが可能となった。衝突した場合には、体の部分に対応した色の霧を画面に表示する手法としている。さらに実際の現場の状況を詳細に調査研究し、本視覚化ソフトの有効性を高めるとともに、実際の労働災害のデータを用いて災害の動態状況を視覚再現できる研究を進めている。

ダミ-人形による研究では、墜落現象の特徴を捉えるべく、墜落前の姿勢と高さを変化させダミ-人形を枠組み足場から墜落させ解析を行った。その結果、立ちと踞りの姿勢では高さに関わらず頭部からの衝突が多いことが分かり、剛体に近似した力学的シミュレーションにより立ちの姿勢からの墜落の、衝突時の姿勢が説明できることが分かった。また、ヘルメットの有効性を検討するため、形状の違う4種類のヘルメットをダミ-人形に被せ、前・後・横の三方向に倒し、挙動を解析した。その結果得られた主な特徴は、ヘルメットの顎ひもが外れたこと、後ろの部分のつばが破壊したことである。CGによる建設現場の視覚化に関する研究では、労働者に災害の起こりうる非定常状態を認識させ危険回避能力を高めるべく、CGによって仮想空間を構築し、墜落災害を体験しつつ災害防止教育が可能となるプロトタイプシミュレーションソフトの開発を行った。現段階である程度の現実感を得られるようになったが、今後はヘッドマウンティドディスプレイ等を使用し、ソフトの有効性を高める課題がある。
網膜における視覚情報の階層的情報処理機構

網膜は光受容器であるとともに、視覚情報を階層的に処理している神経組織である。神経節細胞(視神経)が活動電位を発生して、網膜で処理したさまざまな視覚情報を視神経の活動電位の発射パターンに符号化して中枢へ送り出す。各網膜ニューロンの受容野や光応答の性質を解決するのはそれぞれの細胞へ入力するシナプス入力や細胞が持つイオンチャネルのキネティックスである。以前われわれはマウス網膜双極細胞は低い膜電位で活性化され、速い時間経過を持つ不活性化を示すT型のカルシウム電流を持つことを報告した。T型のカルシウム電流は一過性の伝達物質放出をもたらし、双極細胞の持続性の光応答が神経節細胞では一過性の光応答に変換される機構に関与しているものと考えられた。しかし、それでは持続性の光応答を説明できなかった。そこで本研究ではマウス網膜のスライス標本を用いて双極細胞のカルシウム電流を記録したところ、T型電流の他に持続性L型電流が観察できた。興味深いことは軸索が途中で切断された細胞では一過性の電流が記録され、軸索のついた完全な形を保っている細胞では一過性成分と持続性成分の両方が記録されたことである。この結果は、持続性のL型成分は軸索終末部に存在し、一過性のT型成分は細胞体部に存在することを示唆している。L型成分はおそらく軸索終末の非常に限局した部分だけに存在するのであろう。以前、単離した双極細胞からT型電流だけが記録されたのは、細胞を単離する際に軸索終末部が無くなってしまったためではないかと考えられる。
材料インフォマティクスのスモールデータ問題に対する階層的機械学習モデリング

物性を予測する機械学習モデルの構築においてデータ数が少ない「スモールデータ問題」に対応するために、材料データや物性の関係に関する事前知識を活用できる多重信頼度モデルを用いた階層的な機械学習モデルの構築を検討した。第一段階として、第一原理計算で求めたバンドギャップを化合物記述子から推定するという問題を設定し、多重信頼度モデルにおいて一般的に用いられているコクリギング法を適用した。下位モデルは、計算コストが低いGGAレベルで求めたバンドギャップを化合物記述子から推定するものとした。一方、上位のモデルでは、計算コストがより高いハイブリッド法で求めたバンドギャップを、化合物記述子と下位モデルの結果から推定した。このような階層モデルであるコクリギング法を用いることで、上位モデルの推定が有効に機能することを確認できた。このように階層的な機械学習モデルがスモールデータ問題に有効であることが示唆された一方で、モデリング手法の課題が明らかになってきた。コクリギング法では、上位モデルのデータ推定において、下位モデルのデータが欠測していた場合は推定を重ねることができ、これがスモールデータ問題に対して有力な手段となる。しかし、欠測したデータの上位モデルが観測されるということは想定されていない。当初、計算データを下位レベル、実験データを上位レベルとすることを計画していたが、実験で観測されている全てのデータに対して第一原理計算を行なうことが必ずしも可能ではないことから、モデルの再検討を行なった。予備検討段階であるが、多重代入法を用いた推定がコクリギング法と同様に有効であり、かつ、問題となったデータパターンに対応可能であることが確認できた。本研究計画でケース1としている、本質的に同等の物性だが、評価精度が異なるデータを用いたモデリングに取り組んだ。最初に、化合物記述子から第一原理計算で求めたバンドギャップを推定するという問題を設定し、下位のモデルはGGAレベルで求めたバンドギャップ、上位のモデルはハイブリッド法で求めたバンドギャップとした。多重信頼度モデルにおいて一般的に用いられているコクリギング法を用いて、上位モデルのバンドギャップを推定する機械学習モデルを構築した。既報で報告されていることだが、このような階層モデルにおいてコクリギング法が有効であることが確認できた。一方、コクリギング法では、上位モデルのデータに対し、下位モデルのデータが観測されていることが前提であることが判明した。このようなデータ構造を「単調なパターン」という。今回取り組んだ計算データの場合は、単調性を満たすことは容易である。しかし、実験観測データを上位モデルとする場合、その物質に対して計算が必ずしも可能とは限らないため、大きな制約となる。例えば、固溶体の実験観測データは多数あるが、その第一原理計算は容易ではない。固溶体の物性を推定し、その観測値を得たとしても、対応する計算データを取得できないために観測値をモデルにフィードバックすることができない。このことは、特に実験と並行して進める材料開発では本質的な問題であると考え、モデルを根幹から変更することにした。調査した結果、欠測データに対する多重代入法が本研究のような問題に適用可能であるとの見込みを得た。予備検討の結果では、計算時間などの負荷を別にすれば、コクリギング法と同等の推定が可能であることを確認している。このようにモデルの根幹的な変更を行なったため、当初想定していた非線形なモデルの適用や、ケース2としている物理モデルや経験則などの関係性の活用に本格的に踏み込むことができなかった。多重信頼度モデルで一般的に用いられるコクリギング法の前提である単調な欠測パターンは、現実の材料開発においては大きな制約となると考えられる。そのため、機械学習モデルを根幹的に変更することにした。そこで注目した欠測データに対するデータ補完手法では、非単調な欠測パターンに適用可能なものが提案されている。このデータ補完手法では、データに質的な上位・下位の概念はなく、データ間に相関があれば適用可能とされている。このことは、単に実験観測が上位モデルとして使用可能であるだけでなく、本研究計画でケース2としていた物理モデルや経験則などの関係性を活用したモデリングと相性がよいことを期待させるものである。そこで、ケース1の主課題として想定していた実験値を上位モデル、計算値を下位モデルとする多重信頼度モデルの検討はこれ以上進めずに、ケース2である物理モデルや経験則などの関係性を活用したモデリングに注力することにする。この物理モデルや経験則で使用する基礎物性に計算値を含める予定であり、実質的にケース1を包含することができる。また、対象とする物性を絞り込んでモデリング手法の確立に注力することで、進捗の遅れを取り戻す予定である。

コクリギング法では、上位モデルのデータ推定において、下位モデルのデータが欠測していた場合は推定を重ねることができ、これがスモールデータ問題に対して有力な手段となる。しかし、欠測したデータの上位モデルが観測されるということは想定されていない。当初、計算データを下位レベル、実験データを上位レベルとすることを計画していたが、実験で観測されている全てのデータに対して第一原理計算を行なうことが必ずしも可能ではないことから、モデルの再検討を行なった。予備検討段階であるが、多重代入法を用いた推定がコクリギング法と同様に有効であり、かつ、問題となったデータパターンに対応可能であることが確認できた。本研究計画でケース1としている、本質的に同等の物性だが、評価精度が異なるデータを用いたモデリングに取り組んだ。最初に、化合物記述子から第一原理計算で求めたバンドギャップを推定するという問題を設定し、下位のモデルはGGAレベルで求めたバンドギャップ、上位のモデルはハイブリッド法で求めたバンドギャップとした。多重信頼度モデルにおいて一般的に用いられているコクリギング法を用いて、上位モデルのバンドギャップを推定する機械学習モデルを構築した。既報で報告されていることだが、このような階層モデルにおいてコクリギング法が有効であることが確認できた。一方、コクリギング法では、上位モデルのデータに対し、下位モデルのデータが観測されていることが前提であることが判明した。このようなデータ構造を「単調なパターン」という。今回取り組んだ計算データの場合は、単調性を満たすことは容易である。しかし、実験観測データを上位モデルとする場合、その物質に対して計算が必ずしも可能とは限らないため、大きな制約となる。例えば、固溶体の実験観測データは多数あるが、その第一原理計算は容易ではない。固溶体の物性を推定し、その観測値を得たとしても、対応する計算データを取得できないために観測値をモデルにフィードバックすることができない。このことは、特に実験と並行して進める材料開発では本質的な問題であると考え、モデルを根幹から変更することにした。調査した結果、欠測データに対する多重代入法が本研究のような問題に適用可能であるとの見込みを得た。予備検討の結果では、計算時間などの負荷を別にすれば、コクリギング法と同等の推定が可能であることを確認している。このようにモデルの根幹的な変更を行なったため、当初想定していた非線形なモデルの適用や、ケース2としている物理モデルや経験則などの関係性の活用に本格的に踏み込むことができなかった。多重信頼度モデルで一般的に用いられるコクリギング法の前提である単調な欠測パターンは、現実の材料開発においては大きな制約となると考えられる。そのため、機械学習モデルを根幹的に変更することにした。そこで注目した欠測データに対するデータ補完手法では、非単調な欠測パターンに適用可能なものが提案されている。