hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゲーム感覚で身につく学生向け交通安全教材の開発

目的:本研究では交通安全教育について、受動的に聞き流されてしまいがちな視聴型教材に対し、利用者が主体的に学ぶことによって知識と意識を身に付けることを目指してICTを活用したゲーム感覚で学べる交通安全教材の開発を行った。方法:高校生・学生を対象とした自転車に関する交通安全クイズを作成し、eラーニングシステムによって回答毎にフィードバック情報が表示されるWEB教材とした。なお、クイズの作成に当たっては、持続可能な地域交通を考える会(SLTc)様のご協力を得て行った。学生(31名)に教材の試用アンケートを実施した結果、操作性・学習効果(自己評価)及び現状(映画教材視聴)との比較等について77%以上から肯定的回答が得られた。しかし、啓蒙効果(交通安全に対する意識の高まり)については肯定的回答は62%に留まった。また、面白さ(続きや別の問題をやってみたいと思いますか? )について積極的回答が83%に上ったが、メールアドレス登録を必要とすると積極的回答は減少した。これらについて第7回高専技術教育研究発表会in木更津にてポスター発表を行ったのち、教材を公開した。成果: eラーニングシステムにより利用者が主体的に学べる交通安全教材を開発した。今後の課題として、教材の公開・配布についてはeラーニングシステム費用の確保が挙げられる。また、啓蒙効果については単に交通ルールの知識を問う問題だけなく、事故の実例や判例を取り入れた問題の追加によって改善を図る予定である。
脳の性分化決定機構の解析-性中枢領域の神経細胞におけるアロマターゼ遺伝子発現制御機構の解明-

脳内の限られた細胞内でわずかにしか発現していない遺伝子の機能を調べるため、蛍光化プライマーを用いたRT-PCR法によるmRNA微量定量法と、神経細胞の初代培養を組み合わせた実験系を開発した。これを用いてアロマターゼ遺伝子の発現を解析し、以下の成果を得た。1)胎生期の発育に伴うアロマターゼmRNAの増加のin vitroでの再現スライス培養ならびに分散細胞培養の手法を用いて発育の各段階におけるマウス胎児間脳部をin vitroで維持し、アロマターゼmRNAの発現量の経時的な変化を調べた。どちらの培養方法でも、胎生10日(E10)、E11の胎児由来の神経細胞ではアロマターゼmRNA量はほとんど変化しなかった。しかしE12、E13のマウスを用いた場合には、in vivoで見られるのと同様のパターンでアロマターゼmRNAの増加が認められた。これらより胎生期の間脳神経細胞にはin vitroにおいても時間経過に伴うアロマターゼ発現の増加が認められ、これはE12以降の神経細胞自身にプログラムされている可能性の高いことが明らかにされた。2)神経伝達物質によるアロマターゼmRNAの発現調節機構の解析出生前の発育に伴う脳アロマターゼmRNAの増加をもたらす分子機構を解析するため、E13マウス間脳神経細胞を用いて各種薬剤の効果を検討し、多くの神経伝達物質やsecond messengerが発現調節に関わっていることを明らかにした。
パーシャルデンチャーにおける義歯の動揺と床に関する研究

本研究は義歯床の設定範囲を義歯の運動エネルギー(磁場の変動)から捉えようとするもので、義歯床の大きさを段階的に小さくしていった場合、義歯の動きがどの様に変化するかを把握し、義歯の動揺を容認出来る範囲で義歯床を小さくしようとすることを目的としている。義歯の動きについてはMIセンサを応用した磁場測定装置(D-MI)を使用した。ターゲットとして高さ4ミリ×幅4ミリ×厚さ2ミリのネオジム磁石(マーカー磁石)を用いたものと、磁性アタッチメントの磁石構造体を用いたもの、両者について実験を行った。先ず、マーカー磁石を用いた場合、磁石とセンサとの距離によって出力電圧が異なり、0<X<5ミリで距離の増加と共に出力が減少し、X=25ミリで信号はピークを示し、その後緩やかに減少した.マーキング磁石とセンサとの距離Xを実際の臨床の値に近い15ミリに固定した場合には水平方向のずれZ変位に対する出力はZ≧0ミリにおいてほぼ直線的に増加し、ΔZ=0.01ミリの変位に対してΔV=0.2ミリボルトの出力が得られた.したがって、0.01ミリ程度の義歯の動きが口腔外から検出できることが確認できた。次に、磁性アタッチメントキーパーと磁石構造体との間のずれによる微小漏洩磁場を測定することで義歯の動揺量に換算出来るか否かを検討した。市販の磁性アタッチメントを応用したのは、口腔内は通常の義歯を装着している状況と全く変わらず、咀嚼、嚥下、発音等の運動がスムースに行えるからである。測定はX=15ミリに固定し、Z=0ミリのずれお全く生じていない状態からZ=0.5ミリまで0.05ミリおきに変化させて行った。結果はZ=0.5ミリまでのずれであれば漏れ磁束はずれの量と比例関係にあり、0.1ミリの変位量に対してΔV=20ミリボルトとマーカー磁石よりもかなり大きかった。したがって、磁性アタッチメントの漏れ磁束を義歯の動揺量の指標として用いることは十分可能であることが判明した。そこで、磁性アタッチメント義歯を使用している患者を被験者として義歯の動きを測定した。条件としては、義歯床を段階的に変化させた場合のタッピング時の義歯の動きの変化率を求めた。結果は義歯床を小さくした方が義歯の動きの変化率が小さくなる症例もあることが示された。本研究は義歯床の設定範囲を義歯の運動エネルギーから捉えようとするもので、義歯床の大きさを段階的に小さくしていった場合、義歯の沈下、浮き上がり、横揺れ等の動きはどの様に変化するかを把握し、義歯の動揺を容認出来る範囲で義歯床を可及的に小さくしようとすることを目的としている。義歯の動きについては磁性アタッチメントのキ-パ-と磁石構造体との間の漏洩磁場を微小磁場測定装置を使用して測定することで義歯の動きのエネルギーに換算した。歯科臨床領域で使用されている磁性アタッチメントを応用したのは、口腔内は通常の義歯を装着している状況と変わらず、咀嚼、嚥下、発音等の運動がスムースに行えるからである。しかし、磁性アタッチメントは閉磁路構造のため、義歯の動きにともなう漏洩磁場は非常に小さく、最初に計画した磁気センサMC-10では磁場の測定が満足にできなかった。そこで感度を上げた磁気センサMC-10Sに変更して、義歯の動きを測定しようとしている。感度を上げると、微小磁場は測定できるがノイズも広いやすくなるのでシールドルーム内での実験となるのやむを得ないところである。また、義歯内に取り付けられたマグネットをそのままターゲットとしているわけであるが、これが汚れるため再現性に乏しく、経時的な研究には不向きである。そこで、当初の計画を変更して、ターゲットとして磁性アタッチメントを使用せず、小型で高性能な磁石を義歯に取り付け、センサもMIセンサというこれまでのものと違ったものを使用しての磁場測定、義歯の動揺測定も平行して行う予定である。当初の計画よりも若干遅れてはいるが、ターゲットとセンサさえ決定すればあとは測定するだけであり、計画遂行上支障はない。

市販の磁性アタッチメントを応用したのは、口腔内は通常の義歯を装着している状況と全く変わらず、咀嚼、嚥下、発音等の運動がスムースに行えるからである。測定はX=15ミリに固定し、Z=0ミリのずれお全く生じていない状態からZ=0.5ミリまで0.05ミリおきに変化させて行った。結果はZ=0.5ミリまでのずれであれば漏れ磁束はずれの量と比例関係にあり、0.1ミリの変位量に対してΔV=20ミリボルトとマーカー磁石よりもかなり大きかった。したがって、磁性アタッチメントの漏れ磁束を義歯の動揺量の指標として用いることは十分可能であることが判明した。そこで、磁性アタッチメント義歯を使用している患者を被験者として義歯の動きを測定した。条件としては、義歯床を段階的に変化させた場合のタッピング時の義歯の動きの変化率を求めた。結果は義歯床を小さくした方が義歯の動きの変化率が小さくなる症例もあることが示された。本研究は義歯床の設定範囲を義歯の運動エネルギー(磁場の変動)から捉えようとするもので、義歯床の大きさを段階的に小さくしていった場合、義歯の動きがどの様に変化するかを把握し、義歯の動揺を容認出来る範囲で義歯床を小さくしようとすることを目的としている。義歯の動きについてはMIセンサを応用した磁場測定装置(D-MI)を使用した。ターゲットとして高さ4ミリ×幅4ミリ×厚さ2ミリのネオジム磁石(マーカー磁石)を用いたものと、磁性アタッチメントの磁石構造体を用いたもの、両者について実験を行った。先ず、マーカー磁石を用いた場合,磁石とセンサとの距離によって出力電圧が異なり,0<X<5ミリで距離の増加と共に出力が減少し,X=25ミリで信号はピークを示し,その後緩やかに減少した.マーキング磁石とセンサとの距離Xを実際の臨床の値に近い15ミリに固定した場合には水平方向のずれZ変位に対する出力はZ≧0ミリにおいてほぼ直線的に(増加し,ΔZ=0.01ミリの変化に対してΔV=0.2ミリボルトの出力が得られた.したがって,0.01ミリ程度の義歯の動きが口腔外から検出できることが確認できた.次に,磁性アタッチメントキーパーと磁石構造体との間のずれによる微小漏洩磁場を測定することで義歯の動揺量に換算出来るか否かを検討した。測定はX=1.5ミリに固定し,Z=0ミリのずれお全く生じていない状態からZ=0.5ミリまで0.05ミリおきに変化させて行った.結果はZ=0.5ミリまでのずれであれば漏れ磁束はずれの量と比例関係にあり,0.1ミリの変位量に対してΔV=20ミリボルトとマーカー磁石よりもかなり大きかった.したがって,磁性アタッチメントの漏れ磁束を義歯の動揺量の指標として用いることは十分可能であることが判明した.そこで,磁性アタッチメント義歯を使用している患者の義歯床を段階的に変化させて義歯の動きを測定した.結果は義歯床を小さくした方が義歯の動きが小さくなる症例もあることが示された.
ユビキチンリガーゼBRCAIの機能解析と標的基質の解明

本研究の結果、われわれは家族性乳癌の原因遺伝子BRCA1のRING finger domainが、BARD1のRING finger domainとともにヘテロダイマーとして高いユビキチンリガーゼ活性を持つこと、さらに従来報告されている家族性乳癌におけるBRCA1のミスセンス変異がユビキチンリガーゼ活性を死活させることを発見した(J.Biol.Chem.,276:14537-14540,2001)。BRCA1およびBARD1はともに単独では低いユビキチンリガーゼ活性しか持たないが、ヘテロダイマーになると、極めて高い活性を示した。大腸菌より精製したRING finger domain、BRCA1のN末端l-304アミノ酸およびBARD1のN末端25-189アミノ酸が活性に十分であった。家族性乳癌にみられるBRCA1のミスセンス変異C61Gはこの活性を完全に死活させた.また、293T細胞に遺伝子移入により一過性発現させたBRCA1タンパク質はBARD1によって安定化され、逆にBARDlタンパク質はBRCA1によって安定化された。これまでにBRCA1がユビキチンリガーゼであることは報告されておらず、今回、この活性が乳癌の癌抑制に重要な役割を果たしていることが判明した。さらにわれわれはBRCA1のRING finger domainのなかで、活性を阻害する変異と活性に影響を与えない変異のMappingを行った。この結果とNMR結晶解析の結果を対比させ、BRCA1,BARD1,UbcH5cの3量体の構造を解析した。現在Wasbington大学Klevit博士との共同研究として投稿準備中である。標的基質に関してはBRCA1(C61G)と共沈するタンパク質よりプロテインマイクロシークエンスでの同定を試みたが同定し得なかった。今後プロテオーム解析にて同定を試みる予定である。今回、われわれは家族性乳癌の原因遺伝子BRCA1のRING finger domainが、同様に家族性乳癌の原因遺伝子と考えられているBARD1のRING finger domainとともにヘテロダイマーとして高いユビキチンリガーゼ活性を持つこと、さらに従来報告されている家族性乳癌におけるBRCA1のミスセンス変異がユビキチンリガーゼ活性を死活させることを発見した(J.Biol.Chem,in press,on line publish onMarch6,2001)。この際、E2酵素としてはUbcH5cに特異的であった。大腸菌より精製したRING finger domain、すなわちBRCA1のN末端1-304アミノ酸、およびBARD1のN末端25-189アミノ酸により、活性が得られたことからこの活性にはリン酸化などの翻訳後の修飾が必要でないことが示唆された。家族性乳癌にみられるBRCA1のミスセンス変異C61Gはこの活性を完全に死活させた。また、293T細胞に遺伝子移入により一過性発現させたBRCA1タンパク質はBARD1によって安定化され、逆にBARD1タンパク質はBRCA1によって安定化された。これまでにBRCA1がユビキチンリガーゼであることは報告されておらず、またRING fingerがヘテロダイマーとして機能していることも本研究で初めて証明された。現在はBRCA1-BARD1ヘテロダイマーユビキチンリガーゼの標的基質を解析中である。

平成12年度の研究より、家族性乳癌の原因遺伝子BRCA1のRING finger domainが、BARD1のRING finger domainとともにヘテロダイマーとして高いユビキチンリガーゼ活性を持つこと、さらに従来報告されている家族性乳癌におけるBRCA1のミスセンス変異、C61Gがユビキチンリガーゼ活性を死活させるという結果が得られていた。平成13年度はまず、BRCA1のRING finger domainのなかで、活性を阻害する変異と活性に影響を与えない変異のMappingを行った。その結果、RING fingerを構成する全てのCysおよびHis残基以外にもM18T, I26A, L28A, K38A, K45A, G57Aにて活性が完全に抑制されることが判明した。このうちM18T, I26A, L28AおよびH41AはBARD1との結合が維持されたまま活性が無くなることから、UbcH5cとの結合に関与していることが示唆された。これらの結果をWashington大学Klevit博士との共同研究としてNMR結晶解析の結果と対比させ、BRCA1, BARD1, UbcH5cの3量体の構造を解析した。現在投稿準備中である。次に標的基質の同定を目的とした研究としては、ユビキチンリガーゼ活性を持たない変異型BRCA1が基質に対する結合能を維持したまま分解することが不能になるという想定の元にBRCA1(C61G)と共沈するタンパク質よりプロテインマイクロシークエンスでの同定を試みたが同定し得なかった。現在、野生型のBRCA1およびBARD1にUbcH5cの死活型変異、C85Sを強発現した系にて同様な解析を試みている。今後はさらにプロテオーム解析にて同定を試みる予定である。
薬剤耐性菌の広域拡散を可視化する方法の研究開発

感受性パターンによる菌株のグループ分け、連関する耐性の検索に必要な総当たりで関連するメンバーを検索する、「完全グラフ」(グラフ理論の用語)の検索をJANIS全国データ1年分以上のデータで実現するための新規アルゴリズムの開発を行った。完全グラフの検索は、要素が増えると組み合わせが指数的に増加することが問題だったが、要素が増えた場合にも、使用するメモリー空間を最小で済ませるアルゴリズムの開発に成功した。1)全ての組み合わせを論理的に網羅的に検索するステップ、2)1)の結果をもとに実際のグループを作成するステップ、3)包含されるグループを取り除くステップからなるコアプログラムに、実際にJANISのデータを解析するためのプログラムを加えて開発、検証した。JANIS検査部門のデータの集計を試みた。JANISには、全国で行われている全検査結果の50%以上が収集されている。MRSA(メチシリン耐性黄色ブドウ球菌)については、2017年度19,516,142件のデータから得た430,536株、VRE(バンコマイシン耐性E. faecium)については2008年2017年の約1億件のデータから得た7,400株のグループ分けを試みた。何れも35要素の組み合わせの段階でグループ数が5億を超えた。原因は検査されていない抗菌薬のデータが大量に含まれ(それぞれ、194、216の抗菌薬が含まれた)曖昧さが増加するためであった。グループ分けの判断基準にならない抗菌薬を省き、多くの検体で検査されている抗菌薬を自動的に選択してグループ分けの判定に利用する仕組みを加え、効率的なグループ分けが可能になった。最終的に、全国データの1年分のMRSA、10年分のVREのグループ分けが数時間以内に完了するようになった。2DCMへの実装、あらたな可視化手法の探索、AIの利用による解析を計画している。1応募者の施設(東海大学医学部)において、疫学研究倫理審査を受審し承認された(臨審委(受)第15R-038号)。2研究用データの保管、保全、安全確保の措置を講じるサーバー(ワークステーション)の設置、セキュリティールーターによる隔離、セキュリティーソフトウェアの導入、隔離されたネットワーク内のネットワーク接続ハードディスク装置の設置を行った。3厚生労働大臣に対してJANIS検査部門データ(調査票情報)の研究目的での提供申請を行い、提供行う通知を受けた(厚生労働省発医政1110第1号:平成27年度分)。年度ごとのため、平成28年度度について申請を行い、提供を行う通知を受けた(厚生労働省発医政0308第8号:平成28年度分)4受け入れたデータを解析対象部分だけ取り出し、一旦、CSVファイルに変換し蓄積した。5データ処理について、学外の研究者と討議した。完全グラフの高速検索については、研究者がすでに開発した方法の改良に止まったが、統計的に有意義な集積のあった菌株だけを対象として2次元キャリアマップを作成する方法を検討し、Super-2DCMとして開発することにした。完全グラフの検索法については引き続き検討を行う。当初の計画に沿って、ほぼ順調に進捗している。当初考えていなかった方法(Super-2DCM)について実現可能性が確認できた一方、完全グラフの検索法については、改良に止まった。1応募者の施設において倫理審査を受審し継続を承認された。厚生労働大臣に申請を行い平成29年度分のJANIS検査部門データ(調査票情報)の提供を受けた。2全データ(164GB: 57,719,592検体)からなる提供データをDB化した。3耐性菌の院内拡散を可視化するために必要な、検体情報、感受性検査結果を含む細菌検査結果を最小化したDBを作成した。4薬剤感受性検査結果にもとづいて耐性菌を分類し、グループ化するために必要な「完全グラフ」(多数の要素を総当たりで関係を調べ同じ関係を持つものだけを選び出す、総当たりの方法)の検索を大量データに対して行うための方法について引き続き検討した。54において十分な結果が得られていないため、要素数を減らして、本研究者が開発した高速に検索する方法の検索も継続した。64に対して、本研究者が以前開発した、ノートパソコン程度の能力のマシンを用い1000個程度のデータに対する解を1分程度で得る方法では、これまでの総当たりの方法に対して、漸化的に要素数の少ないグループ(グラフ)からそれ以上要素の多いグループが作れなくなるまでグループを作る方法をとった。これにより指数的にステップが増えることは避けられたが、要素数が多くなると、検索開始直後は指数的増加に近いステップ数の増加が避けられない。この問題を解決するために、小グループの上に大グループを積み上げる方法の検討を始めた。7耐性菌に絞り、広域にわたる耐性菌の拡散を可視化する方法を構築し検証した。実用化(実装)のための仕様を決定した。代替の方法は見いだしているが、当初計画していた、大量データに対する完全グラフの効率的な検索方法の探索は進んでいない。一旦実用化すれば、ゲノムデータの解析など幅広く応用できる技術であるため、時間をかけても探索を完了したいと考えている。1多施設の大量データを耐性菌等に絞り込み可視化す多施設2DCMをweb-application化したものを実用化し、web applicationとして公開できるようにした。(最終的な確認を行っている。確認終了後、平成30年度初に公開予定)

当該のアプリケーションは、全国2000施設が参加する厚生労働省院内感染対策サーベイランス(JANIS)の還元情報として参加施設がデータ提出後利用可能になるCSVファイルを、解析を希望する施設に集め、当該アプリケーションをWebから起動するだけで、数年分、数十万件のデータから、解析目的とする薬剤耐性菌等を検索し、該当する菌株の感受性パターンを自動分類し、施設ごとに区切った2次元マップにカラーコードの付された四角として経時的にマップするもので、地域における耐性菌の広がりを俯瞰することができる。臨床現場、疫学現場において有用なツールであり、今後、広く利用されることが期待できる。2年度当初に研究用のサーバーの1台に障害が発生し、交換を行った。処理用のサーバーが持っていたデータは損なわれなかったが、一部のデータの再構成が必要になり作業を継続している。JANISデータの継続利用について厚生労働大臣に利用申請を行った。3耐性パターンの分類に必要で、ゲノムデータの解析にも利用できる、完全グラフの効率的探索法についての研究を継続した。AIによる分類も検討したが、正しい解の例を与えることが難しいことから、論理的に探索する方法の高速化を引き続き検討することにした。【今年度は、年度初めに発生したシステムの障害、カリキュラム改訂による学務(例年の2倍の講義、実習、成績評価)、やむを得ない個人的事情によって十分な研究時間が取れず、研究が遅滞した。申し出を行い、1年度延長して当初の目標を達成することになり申請し認めて頂いた。】研究用サーバーの障害、学内の事情(カリキュラム改訂による学務増大:例年の2倍の講義・実習・成績評価)、個人的事情などで、十分な研究時間が取れなかった。申し出を行い、研究期間を1年間延長してただいた。感受性パターンによる菌株のグループ分け、連関する耐性の検索に必要な総当たりで関連するメンバーを検索する、「完全グラフ」(グラフ理論の用語)の検索をJANIS全国データ1年分以上のデータで実現するための新規アルゴリズムの開発を行った。完全グラフの検索は、要素が増えると組み合わせが指数的に増加することが問題だったが、要素が増えた場合にも、使用するメモリー空間を最小で済ませるアルゴリズムの開発に成功した。1)全ての組み合わせを論理的に網羅的に検索するステップ、2)1)の結果をもとに実際のグループを作成するステップ、3)包含されるグループを取り除くステップからなるコアプログラムに、実際にJANISのデータを解析するためのプログラムを加えて開発、検証した。JANIS検査部門のデータの集計を試みた。JANISには、全国で行われている全検査結果の50%以上が収集されている。MRSA(メチシリン耐性黄色ブドウ球菌)については、2017年度19,516,142件のデータから得た430,536株、VRE(バンコマイシン耐性E. faecium)については2008年2017年の約1億件のデータから得た7,400株のグループ分けを試みた。何れも35要素の組み合わせの段階でグループ数が5億を超えた。原因は検査されていない抗菌薬のデータが大量に含まれ(それぞれ、194、216の抗菌薬が含まれた)曖昧さが増加するためであった。
胎児期低栄養による骨形成不良と2型糖尿病発症の関連性の解明

胎児期低栄養によるII型糖尿病発症の研究領域において、これまでに多くのグループにより動物モデルが開発されてきたが、動物種や制限給餌量、その実施期間等が異なる事で表現型が大きく変化することが明らかにされていた。劇的な変化を生じる発生期において、様々な環境要因は大きく影響すると考えられ、動物モデルを使用した実験のみではその分子メカニズムの解明は困難であると判断した。そこでまずモデルの簡素化を目的にin vitroでの間葉系幹細胞の骨分化誘導系において、栄養環境を変化させることで、低・高栄養モデルの樹立を試みた。そして、胎児期低栄養による骨形成不良の分子メカニズム、膵臓β細胞の発生・機能への影響を検証した。in vitro低・高栄養モデルの樹立を目的に、2種類(骨髄および脂肪)の由来の異なる間葉系幹細胞を樹立した。骨髄由来間葉系幹細胞は骨分化誘導すると、骨分化マーカーであるアリザリンレッド陽性細胞、ALP活性、Gla型オステオカルシンの分泌量の増加が観察でき、脂肪由来間葉系幹細胞においては、アリザリンレッド陽性細胞の増加が観察でき、各種間葉系幹細胞の骨分化誘導系の確立に成功した。そこで骨分化誘導過程における低グルコース環境の影響を解析したところ、ALP活性やGla型オステオカルシンの分泌量、細胞増殖能が低下することが明らかとなった。さらにGla型と同様に膵臓β細胞の増殖やインスリン合成に関わるGlu型オステオカルシンの分泌量も分化度に伴い変化することが明らかになった。以上より骨分化誘導過程における栄養環境の変化は細胞の分化や増殖、機能に影響を与える可能性が示唆され、本研究のコンセプトである骨形成不良による膵臓β細胞の発生・機能への影響について支持するデータを得ることができた。当該研究領域においてこれまでに多くのグループにより動物モデルが開発されてきたが、動物種や制限給餌量、その実施期間等が異なる事で表現型が大きく変化することが明らかにされていた。劇的な変化を生じる発生期において、様々な環境要因は大きく影響すると考えられ、動物モデルを使用した実験のみではその分子メカニズムの解明は困難であると考えた。そこでモデルの簡素化を目的にin vitroでの胎児期低栄養モデルの樹立を試みることにした。使用した細胞はラット骨髄由来間葉系幹細胞(MSC)で、骨芽細胞へ分化誘導する期間の培地組成を変えることで、骨形成における胎児期低栄養モデルの作出を試みることとした。まずラット骨髄よりMSCを単離し、1週間培養した後、接着した細胞を用いて、骨芽細胞への分化誘導を行った。そしてMSCの骨芽細胞への分化能を評価するため、分化誘導3週間後に細胞およびその培養上清を回収し、骨芽細胞の分化マーカーであるアルカリフォスファターゼ(ALP)活性およびオステオカルシン量の定量を行った。その結果、分化誘導しなかったコントロールと比較して、細胞内において約5.4倍のALP活性の増加が観察された。また培養上清中に分泌されたオステオカルシンは、骨基質への結合能を有するγ-カルボキシグルタミン酸(Gla)化されたものとされていないGlu型とを区別し定量した。その結果、Gla型は34倍、Glu型は10.9倍の増加が観察できた。以上より、単離したMSCは骨芽細胞へ分化誘導可能であることが明らかにされ、MSCの骨芽細胞への分化誘導系およびその評価方法の確立に成功した。当該年度は動物モデルだけでは分子メカニズムの解明に至らないと判断し、新たにin vitroでの胎児期低栄養モデルの樹立を追加した。そのため、やや遅れることになったが、ラット骨髄由来間葉系幹細胞を用いた骨芽細胞分化誘導系の確立に成功し、今後、確率した系をもとに培地組成を変えることによって、低栄養モデルの作出が可能であると考えられ、メカニズム解明に向け円滑に実験が遂行できると考えられる。

まず樹立したMSCの骨芽細胞への分化誘導系をもとに培地組成を変えることによって、骨形成における低栄養モデルの作出を試みる。その後、既知の骨形成遺伝子、特にオステオカルシンなど膵臓との臓器間相互作用に関わる遺伝子群を優先し、発現変化を解析する。さらにその発現変化のあった遺伝子について、エピジェネティックな発現制御との関連性について検証する予定である。これにより胎児期低栄養による骨形成不良の分子メカニズムの一端を明らかにする。次年度は動物モデルだけでなくin vitroモデルを加えて検証を行うため。大型備品購入の予定はなく、実験動物、in vitroでの骨芽細胞への分化誘導等に必要な消耗品を中心に使用することを予定している。また論文作成のための英文校正費や学会発表時の旅費に充てる予定である。
画像・距離情報融合による身体装着型視覚障害者行動支援システムの開発

ユーザ身体装着型(ウェアラブル型)の視覚障害者支援システムの開発に取り組んだ.具体的には以下2点の実現を目指した.A.手に持った物を手探りで撫でる要領で触ることで表面の文字を抽出・認識し,読み上げる. / B.環境中の段差・障害物(物体・移動人物)を検出,ユーザに音声等で案内を行う.各項目に関して研究を進め,派生研究を含めて複数の学会発表を行った.ハードウェアシステムは複数のプロトタイプを経て一つのシステムへの統合作業中である.ユーザ身体装着型(ウェアラブル型)の視覚障害者支援システムの開発を目指し,具体的には以下2点を実現しようとしている.平成27年度は要素技術の開発・基礎検討を行った.A.手に持った物を手探りで撫でる要領で触ることで表面の文字を抽出・認識し,読み上げる.B.環境中の段差・障害物(物体・移動人物)を検出,ユーザに音声等で案内を行う.Aに関して,まずこれまで行っていた,指先で物体表面の文字列を指定して読み上げを行うシステムの改善を進めた.指先検出手法,指差し文字抽出手法(文字色推定,文字傾き補正,文字候補抽出およびノイズ除去,文字合成)のアルゴリズムに改良を加え,一般照明環境下での多色背景における文字読み取りの精度向上を目指した.この成果は学術雑誌への投稿予定である.また,指先指定文字だけではなく,手で保持した物体から特定の文字列をキーとして必要情報を抽出する手法についても研究を行っている.たとえば,カメラの前にパッケージをかざすだけで「賞味期限」の文字列およびその数字を認識する手法の基礎検討を行い,学会発表予定である.また,手ブレなどの微振動へ対応するために背景差分の改良手法の提案にも取り組んでいる.Bに関しては,前方段差検出プロトタイプシステムを元に,RGBDセンサを併用して3次元情報獲得を目指した手法提案を行った.さらに,屋内誘導のための分岐路検出やトイレや名札といったピクトグラム認識に基づく自己位置簡易同定手法についても検討を行っている.これらの成果の一部は学会発表を行っている.さらに,行動認識・行動予測に関しては,他プロジェクトの知見も活かし,特徴量や手法に関する検討を行っている.平成27年度は要素技術の開発・基礎検討を行ったといえる.原則として申請書に記載した項目に取り組んだ.平成27年度予定の一部に未実施(指先領域の抽出精度の改善)のものがあったり,逆に平成28年度予定の一部を先取り実施(微振動への対応,行動認識・予測など)したりしているが,おおむね予定通りであると考える.ユーザ身体装着型(ウェアラブル型)の視覚障害者支援システムの開発を目指し,具体的には以下2点を実現する.A.手に持った物を手探りで撫でる要領で触ることで表面の文字を抽出・認識し,読み上げる. / B.環境中の段差・障害物(物体・移動人物)を検出,ユーザに音声等で案内を行う.研究実施計画項目を以下に列挙する.A-1)指先領域の抽出精度の改善/ A-2)複雑背景からの文字領域の抽出/ A-3)曲面・歪曲平面上の文字領域の抽出/A-4)微振動への対応及び手で保持した物体表面文字抽出/ B-1)段差検出手法の改良,3次元化/ B-2)環境中の移動人物検出・行動予測/ C)基礎的システムを統合,ハードウェアシステム構築A-1),A-2)に関しては,平成27年度までの成果をまとめて学術雑誌へ投稿し,掲載された.A-3)に関しては,既存手法の実装を通して手法検討・精度向上を図っている.A-4)に関しては,手ブレなどの微振動への対応は引き続き検討中である.また,手で保持した物体から特定文字列・必要情報を抽出する手法について検討を加えている.具体的には「賞味期限」という文字列をキーとして,日付を抽出する.深層学習を利用して照明条件や回転・傾きに頑健な手法を目指す.B-1)に関しては,RGB-Dセンサを利用した3次元情報獲得手法の提案・改良を行っている.さらに,屋内誘導のための分岐路検出やトイレや名札といったピクトグラム認識に基づく自己位置簡易同定手法についても検討を加えている.B-2)に関しては,複数の異なるカメラに写る同一人物を外見に基づいて照合する人物再同定問題と関連させて,特徴量検討などを行っている.さらに,A-1),A-2)の派生として複雑背景下での点字認識手法,B-1)の派生としてエスカレータの位置および昇降方向検出手法の提案を行っている.全体的には「おおむね順調に進展」である.以下,項目毎に評価する.A-1)おおむね順調に進展. /A-2)おおむね順調に進展. /A-3)やや遅れている.既存手法の実装を通して手法検討・精度向上を図っている段階である. /A-4)おおむね順調に進展.手ブレなどの微振動への対応は背景差分の改良を通して引き続き検討中である. /B-1)やや遅れている.上り階段はよいが,下り階段だと精度が低下するため,対策が必要である. /B-2)おおむね順調に進展.ユーザ身体装着型(ウェアラブル型)の視覚障害者支援システムの開発に取り組んだ.具体的には以下2点の実現を目指した.A.手に持った物を手探りで撫でる要領で触ることで表面の文字を抽出・認識し,読み上げる. / B.環境中の段差・障害物(物体・移動人物)を検出,ユーザに音声等で案内を行う.研究項目を以下に列挙する.A-1)指先領域の抽出精度の改善/ A-2)複雑背景からの文字領域の抽出/ A-

3)曲面・歪曲平面上の文字領域の抽出/A-4)微振動への対応及び手で保持した物体表面文字抽出/ B-1)段差検出手法の改良,3次元化/ B-2)環境中の移動人物検出・行動予測/ C)基礎的システムを統合,ハードウェアシステム構築A-1)A-2)に関しては,担当学生の学位論文として結実した.A-3)に関しては.表面の反射・陰影の影響が大きく,芳しい成果は得られていない.A-4)に関しては,手ブレなどの微振動への対応手法の検討を行った.また,手で保持した物体から特定文字列・必要情報を抽出する手法について検討を加えた.特定単語認識のための学習に利用するデータセット生成のために,フォントデータを用いたデータセット生成手法を提案した.B-1)に関しては,危険領域および階段領域検出手法を提案した.さらに,屋内誘導のための分岐路検出やトイレや名札といったピクトグラム認識に基づく自己位置簡易同定手法を提案した.B-2)に関しては,複数の異なるカメラに写る同一人物を外見に基づいて照合する人物再同定問題と関連させて,特徴量検討などを行った.C)については2018年5月現在引き続き作業中である.さらに,A-1),A-2)の派生として複雑背景下での点字認識手法,B-1)の派生としてエスカレータの位置および昇降方向検出手法の提案を行った.ユーザ身体装着型(ウェアラブル型)の視覚障害者支援システムの開発に取り組んだ.具体的には以下2点の実現を目指した.A.手に持った物を手探りで撫でる要領で触ることで表面の文字を抽出・認識し,読み上げる. / B.環境中の段差・障害物(物体・移動人物)を検出,ユーザに音声等で案内を行う.各項目に関して研究を進め,派生研究を含めて複数の学会発表を行った.ハードウェアシステムは複数のプロトタイプを経て一つのシステムへの統合作業中である.原則として申請書に記載した項目を大学院生複数人体制により実施する予定である.原則として申請書に記載した項目を大学院生複数人体制で実施する予定である.コンピュータビジョン画像・データ処理用PCなどの購入により,物品費は予定を上回ったが,成果発表他のための旅費が予定より圧縮できたためである(国内は首都圏での発表が多く,国外はアジアかつ時期的に旅費が安かった).そのため,年度末残額を次年度使用とした.主として成果発表他のための旅費が予定より圧縮できたため,必要な物品購入を行い,余剰分を次年度に繰り越すこととした.前年度繰越分は電子機械部品等の物品費や成果発表のための旅費等に充当する予定である.前年度繰越分は電子機械部品等の物品費や成果発表のための旅費等に充当する予定である.
居宅サービスを効率的に用いた高齢者世帯における居住継続条件に関する調査研究

本研究ではシルバーハウジング居住者に対するインタビューから独居高齢者の生活ニーズとして「日常生活」「医療・健康」「1人暮らしの不安」「交流」の4領域を抽出し、それらに対応するサービス・資源の具体的内容と、LSAによる情報提供の重要性を示した。さらにケアマネージャーを対象とした調査を行って高齢者世帯の要介護高齢者が在宅生活を継続させるために必要な条件を整理し、効果的な支援のあり方を検討するための事例を収集した。平成21年度にはシルバーハウジングの居住者およびケアマネージャーを対象とした聞き取り調査を行った。前者の調査では東北地方のA市に所在する2ヶ所のシルバーハウジングの居住者12名(女性7名,男性5名)に対する個別インタビューを行い、シルバーハウジングでの生活において良かったことや不自由なこと、介護保険サービスの利用法、家族との関係、LSAに対する要望などを尋ねた。全般に身体機能の低下に伴い日常生活での外出・家事等において1人で行うことが難しい状況が増すことが示されたが,A市内に居住する別居子等から随時のインフォーマルサポートが受けられる場合には,生活上の困難と見なされてはいなかった。そうしたサポートが不十分な場合には、困難ながらも自分で行ったり、関連サービスの購入といった対応がなされていたが、経済的状況や関連サービスについての情報量には差が見られ、ニーズの充足状況に影響していた。LSAに対する評価としては,安否確認に対しては肯定的な意見が多かった一方でその他の具体的要望はあまりだされなかった。この調査からは、インフォーマルサポートが得られない居住者に対する生活に関連する社会資源についての情報提供や、介護保険サービスの範囲外での日常生活支援が今後の課題として示された。ケアマネージャーに対する調査では、H21年度は異なる地域に勤務する2グループ13名を対象としたグループインタビューを実施し、独居および夫婦世帯の高齢者が在宅生活を継続できた事例および継続できなかった事例とその要因、キーパーソンへの要望、護保険サービスを有効に活用するために役立つと思われるコミュニティケア等についての意見を収集した。この調査はH22年度も継続しており、現行制度下でのケアマネジメント事例に基づき高齢者世帯での居住継続条件を抽出した上で、次年度のアンケート調査の基礎資料として用いる。高齢者世帯における要介護者の居住継続に影響を与える要因を明らかにし、多様な高齢者の生活実態に対応した効率的な居宅サービスのためのケアマネジメントモデルを提示することを目的としたケアマネージャーを対象としたアンケートを行った.調査対象は宮城県内に住所をおく居宅介護支援事業所572ヶ所に勤務するケアマネージャーで,各事業所に3通ずつの質問紙を送り回答を依頼した.調査内容は,独居または夫婦世帯の高齢者を対象として在宅生活が継続できた事例および継続困難だった事例,高齢者の在宅生活を継続させるための条件に対する必要度,個人属性,独居または高齢者世帯のケアマネジメントについての自由記述であった.アンケート用紙は3月9日に発送し,3月25日までの投函を求めたが,3月11日に発生した東日本大震災の影響で回収率は著しく低下し,4月25日現在で回収数は51通(回収率:2.97%)に留まっている.従って,残念ながら量的調査の結果を統計的に分析することで高齢者世帯での居住継続に影響を与える要因を明らかにすることは困難な状況であるが,本人・家族の在宅生活継続への意欲,サービス利用のための経済力,緊急時の保証人等の確保,通院手段の確保,必要時のショートステイの利用の必要度を高いとする傾向が見られた.事例については,居住継続事例77件,居住困難事例35件の回答が寄せられており,今後内容を整理してケアマネージャーに現任者研修の資料等として活用することが可能である.
骨・骨膜微小血管の解剖学的3次元解析と遊離骨膜弁の開発

具体的内容:未固定造影屍体を用いて、骨弁(主に腓骨弁)を栄養血管付きで挙上し、肉眼的分析、レントゲン撮影、ステレオ撮影での走行血管、骨・骨膜への栄養血管の走行を分析した。平成27年度より行った8屍体14肢に加えて、平成30年度はこれに加えてさらに3屍体4肢の解剖を行い、この全解剖のうち12肢には、共通して、皮質骨から骨膜を剥離せずに、骨を前後縦方向に半切して皮質骨を薄くした状態での骨・骨膜撮影を行った。これをもとに骨膜上の血管走行の分析を行った。それぞれの骨長、骨への穿通枝の数、枝分かれの有無につき記録した。現在のところ、腓骨への栄養血管は末梢1/3あたりで枝分かれをしているものが多く、骨の前後で分けて分析すると後方への枝分かれが多いようだった。平成30年度はさらにこの中の1肢で新たな血管分析法として、既に慶應義塾大学で研究の開始されている、「人体(献体)の血管(リンパ管を含む)を対象とする光超音波による3次元構造可視化並びに光音響特性測定に関する研究」に使用中の光超音波トモグラフィー装置を用いた血管解剖評価を付け加えた。これにおける血管走行の分析結果は血管造影のものと大きく著変はないものの、骨を半切するなど骨骨膜を損傷することなく表在の血管の走行を分析することが可能で非常に有用であると考えられた。意義・重要性:皮膚・軟組織への詳細な血管解剖や血液供給システムは既に同様の手法により解明がされているが、未だに詳細に解明されていない硬組織である骨への血液供給システムの詳細を明らかにできる。これにより、移植骨の相反する課題である血流維持と形状加工においてより高次元での両立ができる。また、偽関節治療や骨髄炎治療時に有効と考えられる、未だ報告のない血管柄付き骨膜弁や血管柄付き小骨弁移殖法の開発を行うことができると考える。本研究の意義、成果は直ちに臨床応用が可能である点で重要である。最初に、有効な骨膜への栄養血管を分析するための解剖・撮影方法を検討した。平成27年度より、8屍体14肢を解剖した。最初の2肢は骨膜のみの剥離・撮影を試みたが骨皮質への栄養血管を損なうことなく骨膜のみを剥離挙上することが非常に困難であったため、次の4肢では筋肉を同時に採取した。こちらもやはり最初の2肢ほどではないものの、皮質骨から骨膜の分離が煩雑であった。このため、残りの8肢では皮質骨から骨膜を剥離せずに、骨を前後縦方向に半切して皮質骨を薄くした状態での骨・骨膜撮影を行った。この上で骨膜上の血管走行の分析を行った。未固定造影屍体を用いた解剖研究であるため、研究可能な屍体数に限度があること、また、解剖手技がやや煩雑で、短時間での解剖、評価が困難である点において検体数に限度があるものの、目標に近い検体数をこなせている点において順調であると考える。ただし、現在最も有効と考えられる解剖法が確立しつつある段階で同一の解剖法での検体数を増やす必要がある。また、分析ポイントについてもある一定の傾向を見出しつつあるものの、より一層絞り込み、確実なものとするためには検体数の増加が必須である。また、現在最も汎用性が高いと思われる腓骨の評価に集中しているため、他頭蓋骨、腸骨、肩甲骨など他の骨弁に対する解剖・評価は各々一回ずつのみに留まっている。これについては、先に腓骨での評価に集中することで、将来的には、これを他の骨弁に応用しやすいのではないかと考えている。

現在のところ、腓骨への栄養血管は末梢1/3あたりで枝分かれをしているものが多く、骨の前後で分けて分析すると後方への枝分かれが多いようだった。平成30年度はさらにこの中の1肢で新たな血管分析法として、既に慶應義塾大学で研究の開始されている、「人体(献体)の血管(リンパ管を含む)を対象とする光超音波による3次元構造可視化並びに光音響特性測定に関する研究」に使用中の光超音波トモグラフィー装置を用いた血管解剖評価を付け加えた。これにおける血管走行の分析結果は血管造影のものと大きく著変はないものの、骨を半切するなど骨骨膜を損傷することなく表在の血管の走行を分析することが可能で非常に有用であると考えられた。意義・重要性:皮膚・軟組織への詳細な血管解剖や血液供給システムは既に同様の手法により解明がされているが、未だに詳細に解明されていない硬組織である骨への血液供給システムの詳細を明らかにできる。これにより、移植骨の相反する課題である血流維持と形状加工においてより高次元での両立ができる。また、偽関節治療や骨髄炎治療時に有効と考えられる、未だ報告のない血管柄付き骨膜弁や血管柄付き小骨弁移殖法の開発を行うことができると考える。本研究の意義、成果は直ちに臨床応用が可能である点で重要である。まず、腓骨弁で、同一解剖法での検体数の増加が必要と考える。これにより、評価・分析を行い、計画通りの有効な骨切り位置の開発や遊離骨膜弁の開発を模索したい。変更点:腓骨での検体数を増加し、腓骨での評価、開発を行う。他骨弁への応用については本研究成果を踏まえて将来的に検討していく。課題:骨膜単独及び、骨・骨膜のみの検体解剖が煩雑で、安定かつ効率的に検体数を増加、評価することが困難である点対応策:検体数を増やす。と同時に新たな血管分析法として、既に慶應義塾大学で研究の開始されている、「人体(献体)の血管(リンパ管を含む)を対象とする光超音波による3次元構造可視化並びに光音響特性測定に関する研究」に使用中の光超音波トモグラフィー装置を用いた血管解剖評価を付け加える。装置の測定原理は、被検体にナノ秒幅の近赤外パルスレーザー光を照射し、被検体中で光が組織に吸収されることで熱弾性波である超音波を発生する光音響現象に基づいており、これによる解像度は0.15mmである。光の波長を選択することで、微細血管等の3次元形状を画像化できる可能性があると考えられ、将来的には献体のみならず、生体での評価も可能となる装置である。
格子量子色力学を用いた三体力の研究

バリオン間相互作用を量子色力学(QCD)から直接決定することは、原子核物理学における最重要課題の一つである。特に三体力やハイペロン力は、実験による決定が難しい一方、高密度核物質の状態方程式の決定や中性子星の構造の解明に必要不可欠であり、格子QCDによる第一原理計算が喫緊の課題となっている。本年度は、物理点におけるバリオン間力、特にハイペロン力の決定を推進した。また格子QCDでの計算手法の信頼性問題について、積年の課題に最終的解決を与えた。さらに、格子データにおける部分波の混合に起因する系統誤差について、新しい解析手法を用いることでその抑制を可能とした。1.物理点クォーク質量におけるバリオン間力について、核力からハイペロン力まで系統的な計算・解析を行った。特に、NΩ相互作用について全相対距離において引力となっていることを明らかにし、系がユニタリー極限近傍の(準)束縛状態を作ることを見出した。2.格子QCDによるバリオン間力計算には、直接法、HAL QCD法という二手法があるが、互いに矛盾する計算結果が報告されていた。昨年度までの研究により、直接法は信頼できない一方、HAL QCD法は信頼できることを示したが、本年度は、直接法の問題の根幹が励起状態の混合にあることを理論的・数値的に明らかにした。さらに正しい計算では二手法の結果が一致することを示し、問題の最終的解決を達成した。3.格子計算では回転対称性が破れているため、部分波混合による系統誤差を持つ。これについて、固定した相対距離でも立方体対称性で移らない点があることに注目し、近似的な部分波展開を行うことで系統誤差を抑制する手法を開発した。この研究はその後、宇宙分野で開発されていた、より一般化された部分波展開法の適用へと繋がっている。三体力の解明は、現代の原子核物理における積年の重要課題である。特に近年は、少数系原子核での役割に加え、中性子星の構造や、超新星爆発、連星中性子星合体現象など、高密度系での役割に注目が集まっている。本研究の特徴は、格子QCDを用いてNambu-Bethe-Salpeter (NBS)相関関数を計算する(HAL QCD法)ことで、三体力の第一原理計算を行うことである。本年度の成果として、主に次のものが挙げられる。1.三体力計算コードについて、京コンピュータで高レベルの最適化を行い、カーネル部分については約50%という非常に高い実効効率を達成することに成功した。2.最適化コードを用い、パイオン質量510 MeVという、これまでにない軽い質量領域で三核子力を計算した。現時点での予備的解析の結果として短距離三体斥力効果が見られているが、2016年度にかけて統計増大の計算を継続しており、最終的な結果に繋げる。3.三体力計算においては二体力も同時に計算可能である。格子QCDにおける二体相互作用の計算については、HAL QCD法、ルッシャー有限体積法という、二つの異なる手法間で結果が食い違うという大問題があったが、系統誤差の由来を同定するための新たな解析手法の開発に成功し、問題点はルッシャー法における励起状態の混合にあったことを明らかにした。4.三体力計算と非常に密接に関連する研究として、物理点クォーク質量におけるバリオン間力計算を主導した。核力からハイペロン力まで系統的に計算し、特に、これまで非常に不定性が大きかったハイペロン力について、相互作用の性質や束縛状態の有無などについて、第一原理計算からの予言を与えることに成功した。京コンピュータにおける三体力計算コード最適化は、当初予定よりも大幅に進展した。これにより、現在進行中の三核子力計算でも、既に予定と比べて一桁大きな統計数の計算に成功している。ルッシャー法・HAL QCD法の比較においても、独創的な解析手法の開発に成功すると共に、系統誤差の由来について定量的に明らかにすることができ、これも当初期待を大幅に上回る成果である。一方で、ハイペロンが関与する三バリオン力の計算については来年度に持ち越しとなり、当初予定よりも遅れている。物理点クォーク質量におけるバリオン力計算は、おおむね順調に進展した。以上のトータルとして、当初の計画以上と評価している。バリオン間の相互作用をQCDに直接基づき決定することは、現代の原子核物理における積年の重要課題である。特に三体力は、少数系原子核での役割に加え、中性子星の構造や、超新星爆発、連星中性子星合体現象など、高密度系での役割に注目が集まっている一方、不定性が大きいため、その第一原理的な決定は大きなインパクトを与える。本研究の特徴は、HAL QCD法を用いることで、三体力を格子QCDにより決定することにある。1.昨年度に引き続き、パイオン質量0.5 GeVという、これまでにない軽い質量領域で三核子力を計算した。本課題で開発した、京コンピュータ向けに最適化されたコード(カーネル部分で約50%の実効効率)を用い、約2倍の統計数を達成した。これにより、短距離三体斥力効果があることを見出した。また、よりクォーク質量が重い領域の結果と比べ、斥力のレンジが長くなる傾向が得られた。2.格子QCDにおける二体相互作用の計算については、直接法、HAL QCD法という、二つの異なる手法間で結果が食い違うという問題があった。今年度は、直接法で得られた結果の信頼性を検証する手法(sanity check)を新たに確立した。

この手法を適応することにより、従来直接法で得られた二核子間相互作用の結果は、全て信頼性に問題があることを明らかにした。3.物理点クォーク質量におけるバリオン間力計算を主導した。核力からハイペロン力まで系統的に計算を行った。統計数を増大させることで、特にストレンジネス|S|が大きいチャネルについて、系統誤差をコントロールした結果を得ることに成功した。パイオン質量0.5GeVにおける三核子力計算を行い、昨年度と比べて約2倍の統計数を達成した。これは、ほぼ年度当初の目標通りである。これにより、短距離領域において三体斥力成分があり、また、よりクォーク質量が重い領域での結果と比べ斥力レンジが長くなる傾向を見出した。これは、三体力のクォーク質量依存性を初めて確認した成果である。一方で、超短距離領域の振る舞いは、離散化誤差の影響との関係の研究が今後必要であることが明らかとなった。直接法・HAL QCD法の比較に関連して、直接法で得られた結果の信頼性を検証する新たな手法(sanity check)の開発に成功したが、これは当初の計画には無かった成果である。この手法により、従来の直接法の結果は全て信頼性に問題があることが明らかとなったが、これは、三体力をHAL QCD法で計算することの重要性をも意味するものである。物理点クォーク質量におけるバリオン力計算は、おおむね年度当初の目標通りに進展した。QCDに直接基づいたバリオン間相互作用の決定は、原子核物理学における最重要課題の一つである。中でも、三体力やハイペロン力の計算は、高密度核物質の状態方程式、ひいては中性子星の構造を決定する上で非常に重要である。2017年に連星中性子星の合体現象が重力波・電磁波で同時観測されるにおよび、バリオン間力決定の重要性は宇宙天文物理学でもより一層強く認識されている。本年度は、主にハイペロン力の物理点での決定を行うと共に、将来の二体力・三体力の物理点での高精度決定に向けて、計算手法が持つ系統誤差についての研究を行うと共に、その抑制を目指した研究開発を行った。1.バリオン間力について物理点クォーク質量における計算を行った。核力からハイペロン力まで系統的に計算を行い、実験的不定性が大きい、ストレンジネス|S|が大きいチャネルについて定量的予言を行った。特に、ΩΩ相互作用が強い引力となっていることを明らかにし、系がユニタリー極限近傍にあることを予言した。2.格子QCDにおける二体力計算に関して、直接法、HAL QCD法という、二つの異なる手法間で結果が食い違うという問題があった。昨年度は、直接法の結果の信頼性を検証する手法を開発し、直接法の結果が信頼できないことを示したが、今年度は、我々が用いるHAL QCD法の系統誤差、特にポテンシャルの微分展開の収束性や非弾性状態の混合について研究し、これらの誤差がコントロールされていることを明らかにした。また、非弾性状態の混合を抑制する新手法として、LapH法の用いた研究をスタートさせた。パイオン質量0.5GeVにおける三核子力計算については一段落し、今年度は二体力の物理点計算、およびHAL QCD法における系統誤差の検証の研究に重点を置いた。