hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
うつ病復職者の職場見守りシステム構築に向けた管理職用ツールと研修プログラムの開発

本研究は、職場上司等が復職者のメンタル不調の兆候を簡便に評価することが可能なツールを開発するとともに、それを活用した管理監督者への研修の在り方を検討することであった.研究の結果,9項目の尺度が開発された.また,復職者を受け入れる管理職は,多くの困難を感じており,「病状や体調の把握に関する困難」は経験によって漸減するが,「職務上の配慮に関する困難」,「組織マネジメントの困難」は相対的に高い状態が維持されていた.以上から,管理職研修においては,メンタル不調の兆候チェックリストを活用した状態把握を推進するとともに,人事労務管理部門のバックアップ機能を高めていくことが必要であることが示唆された.本研究は、復職をはたしたうつ病休職経験者の再発予防のための「職場における見守りシステム」を構築することをねらいとする。具体的には、職場上司等が復職者のメンタル不調の兆候を簡便にかつ的確に評価することが可能なチェックリストを開発するとともに、そのチェックリストを活用して、職場上司等が、復職者の再発予防のために適切な支援や関わりができるようになるための研修プログラムを開発することを目的としている.平成25年度は,復職をはたしたうつ病休職経験者(復職者)、復職者の上司、同僚、保健管理担当者を対象にヒアリング調査を実施した.具体的には,復職者が感じる不調や困難感に加え、周囲の者(上司、同僚、保健管理担当者など)が観察可能な業務関連行動レベルの兆候を広く収集するとともに、当事者をサポートする側の者が簡便に評価可能な「不調の兆候」としてはどのような特徴があるのかを検討し,メンタル不調の兆候チェックリストの項目原案を作成した.次に,復職者と上司、同僚をマッチングして横断的調査を行い,メンタル不調の兆候チェックリストの各項目の項目反応特性を検討するとともに、各項目とBDIその関連性を検討し、メンタル不調の兆候チェックリストの暫定版の作成を行った.具体的には,得られたデータをもとに,マッチングデータについて相関分析を行ったところ,有力なメンタル不調の兆候チェックリスト項目として,10項目が抽出された.今後,この項目について縦断的調査を行い,項目の信頼性と妥当性,および判別力の検討を行う予定である.本研究は,職場上司等が復職者のメンタル不調の兆候を簡便にかつ的確に評価することが可能なチェックリストを開発するとともに、そのチェックリストを活用して、職場上司等が、復職者の再発予防のために適切な支援や関わりができるようになるための研修プログラムを開発することを目的としている。平成26年度は,メンタル不調の兆候チェックリストの信頼性と妥当性の検討を行うとともに,他者評価によるうつ状態の判別力について検討を行った.まず,メンタル不調の兆候チェックリスト34項目について,同時点におけるうつ症状の重症度,職場適応,および精神疾患の可能性の予測が可能かどうか,また,1ヶ月後のうつ症状や職場適応の悪化,および精神疾患罹患の可能性の予測が可能かどうかについて検討を行った.相関係数を算出し,その結果から,有意確率が示された項目として10項目を抽出した.そして,抽出された項目について,ROC解析を行い,AUC(Area Under the Curve)の値を求め,抽出した項目の予測力とカットオフ値の検討を行った.その結果,メンタル不調の有無において,10項目セットでは,現状予測,1ヵ月後未来予測においても兆候尺度の得点が22点以上であればメンタル不調の可能性を考える必要があることが示された。また,うつ症状の重症度において,10項目セットでは,1ヵ月後の未来予測において,軽症・中等症は兆候尺度のカットオフ得点は22点以上,重症では26点以上であることが示された。このことから兆候尺度得点が,22点以上であればうつ状態である可能性を考慮する必要があり,また,26点以上の場合には,今後うつ症状の更なる悪化の可能性が考えられるため,被評価者をより注意深く見守る必要があると考えられる。今後,臨床的妥当性を高めるために,さらなる検討が必要である.平成27年度は,平成26年度に引き続き,うつ病復職者とそのメンタル管理を行う職場上司および保健管理担当者のマッチングデータについて、復職後と1か月の二時点において縦断的調査を行った。さらに本年度は,上司が復職者の見守りを行う際にどのような困難を感じているかについて実情を把握するために,復職者を受け入れた経験のある上司を対象に質的調査を実施し,困難感の概念化を行うとともに,その解決向けた上司支援のための研修プログラムの草案を検討した.まず,平成25年度と同様に,抽出した項目の予測力とカットオフ値の検討を行った.最終的に9項目に精選された.さらにこの尺度のカットオフ値の検討を行ったところ,9項目セットにおいて20点以上であれば職員のうつ症状が軽症以上かつ,メンタル不調である可能性が示された。さらに,22点以上であれば1か月後にうつ症状が軽症以上になる可能性と,27点以上であれば1か月後に重症である可能性が示された。次に,復職者を受け入れた経験のある上司を対象に質的調査を実施し,困難感の概念化を行った.その結果,復職者を受け入れる管理職は,「病状や体調の把握に関する困難」,「職務上の配慮に関する困難」,「組織マネジメントの困難」のいずれも高く示し,「病状や体調の把握に関する困難」は経験によって漸減するが,「職務上の配慮に関する困難」,「組織マネジメントの困難」は相対的に高い状態が維持され,復職者のへの対応も形式的かつ従属的になりやすいことが示唆された.

これらのことから,復職支援のための管理職研修においては,メンタル不調の兆候尺度を活用した簡便な状態把握を推進するとともに,復職者への職上の配慮や復職者をサポートするための組織マネジメントについては,管理職対応能力を向上することと同時に,人事労務管理部門のバックアップ機能を高めていくことが必要であることが示唆された.本研究は、職場上司等が復職者のメンタル不調の兆候を簡便に評価することが可能なツールを開発するとともに、それを活用した管理監督者への研修の在り方を検討することであった.研究の結果,9項目の尺度が開発された.また,復職者を受け入れる管理職は,多くの困難を感じており,「病状や体調の把握に関する困難」は経験によって漸減するが,「職務上の配慮に関する困難」,「組織マネジメントの困難」は相対的に高い状態が維持されていた.以上から,管理職研修においては,メンタル不調の兆候チェックリストを活用した状態把握を推進するとともに,人事労務管理部門のバックアップ機能を高めていくことが必要であることが示唆された.当初の予定通り進展しているが,臨床的妥当性を高めるためにさらなる検討が必要である.臨床心理学(認知行動療法)平成27年度は,これまでの研究成果を基に,チェックリストを用いた管理職向けの研修プログラムを検討する予定であるが,「管理職による見守り」の促進のために,管理職が復職者を支援するにあたっての困難感に関する調査を実施し,困難感の解決を考慮に入れたプログラム案を検討していくこととする.当初の計画通りに進展しているが,データ数が十分ではないので,平成26年度に追加の調査を行うことを予定している.平成25年度予定していた調査が,調査先の事情で平成26年度にずれ込んだため,平成26年度中に調査予定をすべて終了することができず,一部の調査を平成27年度も継続して行うことにしており,その費用が繰り越されている.平成26年度は,平成25年度の研究成果を基に縦断調査を実施し,メンタル不調の兆候チェックリストの信頼性と妥当性,および判別力の検討を行う予定である.平成27年度に予定されている研究を進めながら,同時進行で平成26年度に終えることができなかった一部の調査を実施し,すべての研究計画を予定通り完遂する.出張を伴う研究調査が,研究協力先の諸般の事情によって,予定していた回数が実施できなかったため,その分の旅費および調査に伴う消耗品費の計上分が繰り越しになっている.平成26年度は,平成25年度予定していた調査も含めて行う予定であるので,繰り越し分も含めて使用する予定である.
「地域婦人会」の現代的機能と新たなネットワーク形成

平成14-15年度の研究において、(1)諸資料による地域婦人会の構造や機能に関する歴史的変遷に関する検討、(2)都道府県レベルの地域婦人会をまとめる「全国地域婦人団体連絡協議会(全地婦連)」の活動状況の聞き取り、(3)石川県松任市において、地区の「地域婦人会」を解散し、自主的な女性ボランティア・グループを立ち上げた「えむの会」活動状況の聞き取り、の3点から「地域婦人会」のあゆみや現在的な状況、活動理念についてのデータを収集してきた。平成16年度は、これらの聞き取りによる事実把握と、収集した各種資料・文献との検討にもとづいて、歴史的観点も含めて「地域婦人会」を理論的に類型化した。そして、この類型にもとづいて、それぞれの「地域婦人会」を取り巻く集団間ネットワークに関する仮説の精緻化をはかり、都道府県レベルの単位婦人会会長へのアンケート調査を実施した。なお、このアンケート調査は「全地婦連」事務局との連携のもとにおこなった。この調査データを統計的に分析し、類型ごとの「地域婦人会」の特徴を把握するとともに、既存の婦人会組織の維持および活性化の方向性についての知見を得た。また、量的調査とともに「えむの会」への質的調査も引き続き行った。市町村合併という節目にあたり、「えむの会」自体もまた解散することから、量的調査では見えてこないコミュニティにおける地域集団の実態を把握することができた。これらアンケート調査および事例研究から、3年間にわたる「地域婦人会」研究の総括をおこなった。本研究では、地域社会学や都市社会学の領域において「地域婦人会」を研究する事の可能性を追求する。本年度は、「地域婦人会」に関する豊富な史資料を収集し、以下のようにこれを分析した。まず新聞記事の検索によって、明治期に成立した「地域婦人会」が、現在では会員数も減少し、その活動も衰退化傾向にあることを明らかにした。これにより、「地域婦人会」がはたしてきた機能は必要なくなりその役割を終えようとしているのか。それともNPOなどの新たなアソシエーションが、「地域婦人会」の機能を代替していくのか、という問いに答えるという問題設定が確認されたのである。さらに、「地域婦人会」の歴史をたどったうえで、「地域婦人会」の概念を三点から定義した。第一に「女性であること」、第二に「定められた一定の地域的範域に居住していること」、第三に「定められた一定の年齢層であること」、である。「組織原理」や「機能や目的」からの定義では、日本全国に多様なかたちで存在する「地域婦人会」を包括的にとらえきれない。最低限の「成委員資格」を提示することで、地域の事情によってさまざまな形態をとってあらわれる「地域婦人会」のすがたを総合的に分析する事が可能となる。そのうえで、従来の地域社会論の議論を精読することによって、「地域婦人会」に関する知見がどのように得られているかについて明らかにした。その結果、「地域婦人会」には、「町内会」をサポートしつつ他集団をネットワークすることで、地域コミュニティ全体の成員間の統合を促進し、共同性を醸成させていくような機能が期待されているという結論が得られた。すなわち、本来「地域婦人会」は、単一機能集団であると考えられるものの、町内会のもつ包括的な機能のように、「地域婦人会」もまた手段的ではなく具現的な次元での機能をコミュニティにおいてはたしていたのである。本年度は、「全国地域婦人団体連絡協議会(全地婦連)」事務局を訪問し、地域婦人会のおかれている状況などについてのインタビュー取材をおこなった。また、全地婦連の会員向けニュース・レターや調査報告書などの資料を収集した。さらに、「全地婦連」の年に一度の全国規模での研究会(参加者約1,750名)に参加し、「組織の充実」について討議する分科会や、全体会での取材を通じて、会員の生の声を聞き、地域婦人会の直面する課題等についての理解を深めた。とりわけ、全国で実施されつつある市町村合併に際して、これまでの婦人会組織の維持および活性化が、大きな焦点となっていることが明らかになった。また、「全地婦連」の会長(1名)、副会長(3名)へのインタビュー調査において、戦後のGHQの指導からはじまる、彼女たちの活動の変遷について、より理解を深めることができた。この聞き取りによる事実把握と、昨年度収集した各種資料・文献との検討にもとづいて、歴史的観点も含めて「地域婦人会」を理論的に類型化し、これを取り巻く集団間ネットワークに関する理論的な仮説を組み立てた。これをもとに、県婦連レベルの会長へのアンケート調査を実施予定である。これらの全国レベルでの婦人会を対象とした調査と同時に、石州県松任市において、地区の「地域婦人会」を解散し、自主的な女性ボランティア・グループを立ち上げた「M(エム)の会」リーダーへのインタビュー調査と地区祭りでの会員の活動を取材することで、地域婦人会の人間関係をもとに、新たなネットワークを地域に密着して展開しつつある事例についても検討した。

平成16年度は、これらの聞き取りによる事実把握と、収集した各種資料・文献との検討にもとづいて、歴史的観点も含めて「地域婦人会」を理論的に類型化した。そして、この類型にもとづいて、それぞれの「地域婦人会」を取り巻く集団間ネットワークに関する仮説の精緻化をはかり、都道府県レベルの単位婦人会会長へのアンケート調査を実施した。なお、このアンケート調査は「全地婦連」事務局との連携のもとにおこなった。この調査データを統計的に分析し、類型ごとの「地域婦人会」の特徴を把握するとともに、既存の婦人会組織の維持および活性化の方向性についての知見を得た。また、量的調査とともに「えむの会」への質的調査も引き続き行った。市町村合併という節目にあたり、「えむの会」自体もまた解散することから、量的調査では見えてこないコミュニティにおける地域集団の実態を把握することができた。これらアンケート調査および事例研究から、3年間にわたる「地域婦人会」研究の総括をおこなった。
免疫染色法による二次壁形成の周期性の確認と物性発現

研究代表者は,樹木の分化中仮道管の二次壁新生面が,夜間は堆積中のセルロースミクロフィブリルを覆う不定形物質が多く見られ,昼間はその不定形物質は少なくセルロースミクロフィブリルが明確に観察されることを明らかにし,本研究を通じて不定形物質の特定と二次壁形成の周期性について研究してきた.本研究によって得られた成果をまとめる.1.ヘミセルロース構成多糖のグルコマンナンを分離・精製し,ウサギを介してこれに対する一次抗体を作成した.この抗体は抗原であるグルコマンナンとのみ特異的に反応することを酵素免疫測定法で確認した.2.電界放出形走査電子顕微鏡を用いた免疫電顕法に最適な観察条件と試料調整法を確立した.これにより,透過電子顕微鏡では観察が難しかった二次壁新生面での免疫電顕法が行えるようになった.3.上記一次抗体と手法を用い,夜間二次壁新生面に多く観察される不定形物質の中にグルコマンナンが多量に含まれていることを明らかにした.4.人工気象室で昼夜を逆転させた苗木においても,照明が暗い時間は二次壁新生面に多くの不定形物質が見られ,明るい時間は不定形物質が少ないことが分かった.以上の結果から,夜間二次壁新生面に観察される不定形物質は,ヘミセルロースを主体とするマトリクスであり,二次壁の肥厚をもたらす壁成分の堆積は日的な周期性を有していることが推察された.また,その周期は概日リズムではなく,光周期に対応したものであることが明らかになった.光合成活動や物質転流と二次壁肥厚の周期は関係があることが予想され,今後の研究によって,二次壁肥厚過程の解明が期待できる.前年までに,樹木の分化中仮道管の二次壁新生面の観察と分析から,膨圧の高い夜は堆積中のセルロースミクロフィブリルを覆う不定形物質が多く見られること,膨圧の低い昼には不定形物質は少なくセルロースミクロフィブリルが明確に見られること,つまり二次壁の形成に日的な周期性があること,そして不定形物質はリグニンそのものではないこと,を明らかにしている.本研究課題は,夜間に二次壁新生面に多く観察されるセルロースミクロフィブリル上に存在する不定形の物質が何であるかを突き止めることである.今年度の研究成果をまとめる.1.ヘミセルロースを構成する多糖としてグルコマンナンを分離・精製し,ウサギを介してこの一次抗体を含む血清を採取した.この一次抗体は,抗原であるグルコマンナンとのみ特異的に反応するものであることが確認された.これにより,本研究課題遂行に適切であるグルコマンナンを検出する一次抗体が作成された.2.電界放出形走査型電子顕微鏡で二次抗体に標識した金粒子がどのように観察されるのか,また観察に最も適した条件や手法を検討し,従来,透過電子顕微鏡で行われていた免疫組織検査の手法を電界放出形走査型電子顕微鏡で行う方法を確立した.結果,観察思慮に副産物が少なく,ビームダメージが少ない観察が可能となった.3.上記の一次抗体と手法を用い,夜間二次壁新生面に多く観察される不定形物質の中にグルコマンナンが含まれていることを明らかにした.つまり,樹木の分化中仮道管の二次壁新生面には,膨圧の高い夜間はグルコマンナンを多く含む物質がセルロースミクロフィブリル上に堆積し,膨圧の低い昼間はその物質が少ないことが分かった.研究代表者は,樹木の分化中仮道管の二次壁新生面が,夜間は堆積中のセルロースミクロフィブリルを覆う不定形物質が多く見られ,昼間はその不定形物質は少なくセルロースミクロフィブリルが明確に観察されることを明らかにし,本研究を通じて不定形物質の特定と二次壁形成の周期性について研究してきた.本研究によって得られた成果をまとめる.1.ヘミセルロース構成多糖のグルコマンナンを分離・精製し,ウサギを介してこれに対する一次抗体を作成した.この抗体は抗原であるグルコマンナンとのみ特異的に反応することを酵素免疫測定法で確認した.2.電界放出形走査電子顕微鏡を用いた免疫電顕法に最適な観察条件と試料調整法を確立した.これにより,透過電子顕微鏡では観察が難しかった二次壁新生面での免疫電顕法が行えるようになった.3.上記一次抗体と手法を用い,夜間二次壁新生面に多く観察される不定形物質の中にグルコマンナンが多量に含まれていることを明らかにした.4.人工気象室で昼夜を逆転させた苗木においても,照明が暗い時間は二次壁新生面に多くの不定形物質が見られ,明るい時間は不定形物質が少ないことが分かった.以上の結果から,夜間二次壁新生面に観察される不定形物質は,ヘミセルロースを主体とするマトリクスであり,二次壁の肥厚をもたらす壁成分の堆積は日的な周期性を有していることが推察された.また,その周期は概日リズムではなく,光周期に対応したものであることが明らかになった.光合成活動や物質転流と二次壁肥厚の周期は関係があることが予想され,今後の研究によって,二次壁肥厚過程の解明が期待できる.
二次元ゲル電気泳動法によるヒト歯肉溝滲出液タンパク質・サイトカインの分析

矯正治療時のメカニカルストレスと歯の移動に伴い歯槽骨と歯根周囲組織の細胞活性が変化を生じ、骨代謝に関与する多くのサイトカインが周辺細胞より生成し、その変化が歯肉溝滲出液(GCF)中に反映されることが予想できる。本研究はヒトGCF中サイトカインを二次元ゲル電気泳動法、Western blot法およびELISA法により多面的分析を行ない、ヒトでの歯の移動に伴うサイトカインの関与について検討を行なった[方法]上下顎左右第一小臼歯抜歯例8名を研究対象とした。遠心移動を行なう上顎犬歯を実験歯、反対側の犬歯ならびに実験歯と同側の下顎犬歯を対照歯として、治療開始後(0,1,24,168hr)のGCFをペリオペ-パ-にて経時的に採取し、タンパク質を抽出した。マイクロニ次元ゲル電気泳動とWestern blotは既報にて行ない、GCFタンパク質の分析を行なった。サイトカインの定量は、Interleukin(IL)-1 β, IL-6, EGF, TNF-α, TGF-β_1ならびにβ_2microglobulin(β_2-MG)に関し、Sandwich ELISAにて定量を行なった。[結果と考察](1)GCF中のタンパク質の二次元展開像は24hrにて個々のタンパクスポットのdensityは増大したが、スポットパターンに経時的変化は見られなかった。(2)実験歯のGCF中のIL-1β, IL-6, EGF, TNF-α, TGF-β_1およびβ_2MG量は、移動開始後24hrで対照歯より約3倍まで統計的有意差をもって上昇を示した。一方タンパク質量は実験歯で徐々に上昇し168hrでピークを示したが対照歯と有意な差は認められなかった。測定したサイトカインはin vitroで骨吸収・骨形成に深く関与するmediatorであり、これらが、同様の一過性の上昇を示したことから、本実験はヒトの歯の移動に伴う骨のリモデリングに、測定したサイトカインが深く関与すると結論した。本研究の一部はJ. Dent. Res(1996)Uematsu et al. , in pressおよび2nd International Conference on the Biological mechanismof tooth movement and craniofacial adaptation, Boston, USA. 1995にて報告した。
衝撃固化現象を利用した酸化物全固体電池用活物質－固体電解質コンポジット電極の創製

本研究では,酸化物系全固体リチウム電池への応用を念頭に置き,セラミックス粒子の衝撃固化現象を利用したエアロゾルデポジション(AD)法により,リチウムイオン電池用電極活物質とリチウムイオン伝導性酸化物固体電解質から成るコンポジット電極を形成しその電気化学特性を精査した。最終年度の主な研究成果は下記の通りである。(1)活物質ー固体電解質コンポジット電極の作製及び特性評価正極活物質であるLiMn2O4(LMO), LiFePO4(LFPO)およびLiV3O8(LVO)と,成形性に優れるγ-Li3PO4型固体電解質とのコンポジット膜(310μm厚)をAD法で作製した。金属基板上に形成した各コンポジット膜の充放電特性を有機電解液中で評価した結果,LFPO以外は固体電解質とのコンポジット化により可逆容量が増加した。特に,LMOコンポジット膜は10μm程度に厚膜化しても比容量低下が殆どなく,検討範囲内で膜厚にほぼ比例した実容量が得られることを確認した。同コンポジット電極を成膜したガーネット型固体電解質にリチウム対極を接合して全固体セルを構成し,100°Cでの充放電特性を評価した結果,クーロン効率・比容量共に有機電解液中よりも低い結果となった。コンポジット電極層と固体電解質間の界面抵抗が依然として大きいためと考えられる。(2)高容量合金系負極活物質の膜電極化及び特性評価高容量合金系負極活物質の一つであるSn4P3に着目し,AD法による電極化検討を行った。本材料は高い電子伝導性を有すると共に,リチウムイオン吸蔵時にリチウムイオン伝導体であるLi3Pを生成する。このため,電気化学反応を通じてコンポジット電極がその場形成される特徴がある。Sn4P3膜(2μm厚)を成膜したガーネット型固体電解質にリチウム対極を接合して全固体セルを構成し,100°Cで充放電特性を評価した結果,初回サイクル時に800mAh/g,10サイクル後に600mAh/g程度の高い可逆容量を得ることができた。本研究では,酸化物系全固体リチウム電池への応用を念頭に置き,常温下にてセラミックス粒子を基板に高速衝突させた際に生じる衝撃固化現象を利用したエアロゾルデポジション(AD)法を用いて,リチウムイオン電池用電極活物質とリチウムイオン伝導性酸化物固体電解質から成るコンポジット電極を形成を目指す。平成28年度の主な研究成果は以下の通りである。(1)活物質ー固体電解質複合粒子の調整とAD法による金属基板上での電極化検討ボールミル処理と熱処理を組み合わせたプロセスにより,リチウムイオン電池用電極活物質LiMn2O4(LMO)へのリチウムイオン伝導性固体電解質Li3BO3(LBO)の複合化を試み,複合化に伴うLMO自身の電気化学特性への影響の有無を調査した。また,LMO/LBO複合粉末を用いて,AD法による金属基板上へのLMO/LBOコンポジット膜形成を試みた結果,LBO複合量23wt%のときに空孔が殆どない高密度なコンポジット膜を作製することができた。一方,LBO複合量510wt%とした複合粉末を用いた場合には,低密度で基板との結着性も低い結果となった。LBOを複合化していないLMO膜と比べて,複合量23wt%のLMO/LBO複合膜は電解液中で高い充放電容量を示すことを確認した。膜が高密度で電解液との接触面が膜面近傍に限定されることを考慮すると,膜内に分散したLBOがイオン伝導パスとして機能し,LMOの利用率が向上したためと考えられる。(2)酸化物固体電解質焼結体シートの合成とリチウムイオン伝導特性評価次年度の研究において,電極形成の基板として使用する酸化物固体電解質焼結体シートを合成した。ガーネット型酸化物固体電解質焼結体を固相反応法により合成し,室温下にて1 mS/cm程度のイオン伝導率を有する焼結体を再現性良く合成できる条件(組成・焼結条件)を概ね確立した。研究計画検討当初に予定していた,活物質粒子(LMO)への固体電解質材料(LBO)の複合化、および合成したLMO/LBO複合粉末を直接原料とした金属基板上へのコンポジット電極の形成・評価に関して,電解液中ではあるが固体電解質材料の複合化による膜電極の充放電特性の向上を確認することができた。また,次年度の研究でコンポジット電極を形成する基板として使用するガーネット型酸化物固体電解質焼結体シートについて,室温下にて10-4 S/cmオーダーのイオン伝導率を有する焼結体を安定して合成できる条件を概ね確立することができた。以上より,研究はおおむね順調に進展していると判断される。本研究では,酸化物系全固体リチウム電池への応用を念頭に置き,セラミックス粒子の衝撃固化現象を利用したエアロゾルデポジション(AD)法により,リチウムイオン電池用電極活物質とリチウムイオン伝導性酸化物固体電解質から成るコンポジット電極の形成を目指す。平成29年度の主な研究成果は下記の通りである。(1)ガーネット型酸化物固体電解質と金属リチウムとの接合条件の検討固体電解質上に形成した電極の電気化学特性を評価するために,対極となる金属リチウムを可能な限り低抵抗で固体電解質に接合し,全固体セルを構成する必要がある。別途合成したガーネット型固体電解質焼結体に金属リチウムを圧接した結果,1000Ωcm2程度の大きな界面抵抗が生じた。研磨処理による固体

電解質焼結体上の不純物相(Li2CO3等)の除去,圧接後の熱処理温度・時間を包括的に調整することにより,室温下でのリチウム/固体電解質界面の抵抗を2030Ωcm2程度まで低減した。界面抵抗低減化に伴い,リチウムの溶解・析出反応の安定性が向上することを確認した。(2)ガーネット型酸化物固体電解質上への活物質単体膜電極の形成・評価コンポジット電極の形成に先立ち,AD法によりガーネット型固体電解質上に活物質単体膜電極を形成した。金属基板上において膜化できた活物質粒子を用いて,固体電解質上にも高密度な膜が形成できることを確認した。成膜を行っていない固体電解質端面に,(1)で得られた知見を踏まえて金属リチウムを圧接して全固体電池を構成した。膜電極/固体電解質界面抵抗を室温下で評価した結果,1000Ωcm2程度であった。構成した全固体電池は、室温下では過電圧が大きくうまく動作しなかったが,50100°Cに加熱することで可逆的な充放電が可能となり,特にLiV3O8膜電極では,100°Cにおいて理論容量に近い290mAh/gの可逆容量が得られた。ガーネット型酸化物固体電解質上に形成した電極の電気化学特性評価に必要となる対極の金属リチウムの接合条件の適正化に想定よりも多くの時間を要した。これに伴い、活物質単体電極の全固体セルでの評価は行えたが、当初計画していた活物質ー固体電解質コンポジット電極を用いた全固体セルでの評価までには至らなかった。以上より,現在までの進捗状況は上記の通りと判断した。本研究では,酸化物系全固体リチウム電池への応用を念頭に置き,セラミックス粒子の衝撃固化現象を利用したエアロゾルデポジション(AD)法により,リチウムイオン電池用電極活物質とリチウムイオン伝導性酸化物固体電解質から成るコンポジット電極を形成しその電気化学特性を精査した。最終年度の主な研究成果は下記の通りである。(1)活物質ー固体電解質コンポジット電極の作製及び特性評価正極活物質であるLiMn2O4(LMO), LiFePO4(LFPO)およびLiV3O8(LVO)と,成形性に優れるγ-Li3PO4型固体電解質とのコンポジット膜(310μm厚)をAD法で作製した。金属基板上に形成した各コンポジット膜の充放電特性を有機電解液中で評価した結果,LFPO以外は固体電解質とのコンポジット化により可逆容量が増加した。特に,LMOコンポジット膜は10μm程度に厚膜化しても比容量低下が殆どなく,検討範囲内で膜厚にほぼ比例した実容量が得られることを確認した。同コンポジット電極を成膜したガーネット型固体電解質にリチウム対極を接合して全固体セルを構成し,100°Cでの充放電特性を評価した結果,クーロン効率・比容量共に有機電解液中よりも低い結果となった。コンポジット電極層と固体電解質間の界面抵抗が依然として大きいためと考えられる。(2)高容量合金系負極活物質の膜電極化及び特性評価高容量合金系負極活物質の一つであるSn4P3に着目し,AD法による電極化検討を行った。本材料は高い電子伝導性を有すると共に,リチウムイオン吸蔵時にリチウムイオン伝導体であるLi3Pを生成する。このため,電気化学反応を通じてコンポジット電極がその場形成される特徴がある。
人工知能と神経基盤の相互参照アプローチによる視覚－価値変換機構の解明

近年の研究から、画像認識を行う人工神経回路と生体脳の情報表現が類似していることが明らかにされており、VGG16をはじめとする深層学習モデルは腹側視覚路のよい近似となっていることが示唆されている(Yamins et al.,2014; Khaligh-Razavi & Kriegeskorte, 2014)。本研究においては、視覚情報を価値情報に変換する神経機構の構造を探るために、深層学習モデルを利用した。具体的には美術品オークションのデータベースから取得した4万件の取引結果(画像と価格の対データ)を用いて、人工神経回路に画像と価格の関係を学習させ(転移学習)、視覚ー価値変換の数理モデルを作成した。次に、経済活動を模したオークション課題において、被験者が入札価格を決める際の脳活動を機能的MRIによって計測した。さらに、作成した人工神経回路に機能的MRI実験で用いた視覚刺激(美術品画像)を入力し、各階層においてこれらの刺激がどのように表現されるかの推定を行った。さらに、これらの視覚刺激間の類似度を各階層で計算し、これと脳活動の空間的パターンの類似度との対応を調べた。脳活動の類似度は、脳内の各領域で個別に求めることができるので、リッジ回帰による表象類似度分解を適用することにより、人工神経回路の各階層と対応する脳領域を同定することができた。その結果、いずれの学習段階でも、後頭葉においては入力層(視覚情報)に近い階層との対応が見られ、脳の前方に行くにつれて、出力層(価格)に近い階層との対応が見られた。さらに、学習初期には島皮質を含む多くの領域が価値関連領域であるかのように見られていたが、十分学習を行った(学習後期)モデルを用いて対応を調べると、大部分は価値情報そのものではなく、視覚と価値の中間的情報を表現していることが明らかになった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題においては、未だ明らかにされていない、価値変換処理の神経機構の構造を探るために、ニューラルネットワークモデルを利用する。具体的には美術品オークションのデータベースから取得した大量の取引結果と画像の情報を用いて、多層ニューラルネットワークに画像と価格の関係を学習させ、視覚ー価値変換の数理モデルを作成した。今後、作成した人工神経回路に機能的MRI実験で用いた視覚刺激(美術品画像)を入力し、各階層においてこれらの刺激がどのように表現されるかを推定する。さらに、これらの視覚刺激間の類似度を各階層で計算し、これと脳活動の空間的パターンの類似度との対応を調べる。脳活動の類似度は、脳内の各領域で個別に求めることができるので、申請者が開発した表象類似度分解を適用することにより、多層ニューラルネットワークの各階層と対応する脳領域を同定することができる。さらに、実験的に計測した脳活動のデータと、被験者の回答した美術品の主観的価値の情報を用いて、視覚ー価値変換を行うニューラルネットワークの構造を修正し、被験者個人の神経機構の構造に近づける。特に、人工知能と人間の神経基盤の間での情報表現の乖離を最小化し、新規の刺激に関しても、個人の嗜好を模倣した反応(価値評価)を行う人工知能を作成する。さらに、被験者間で脳内情報mapの統合を行い、被験者間で共通する視覚ー価値変換の神経基盤を同定するとともに、個人に最適化された人工知能を結合させて、標準的個人の反応を出力する人工知能を作成することを計画している。

初年度は、画像認識における代表的モデルであるVGG16をベースにして、これに美術品と価格の関係を学習させる転移学習を行うことで、画像と価格の関係を推定する一般的人工神経回路(general artificial neural network)を作成した。学習に用いるデータは、美術品オークションを行うwebsiteにおいて実際に取引の成立したものの中から5000ドル以下のものに限定した(test datasetと含め計40000)。これにより、有名作家の作品はほぼ除外され、解析の対象となるデータの多くは、無名作家またはローカルな作家に限定された。さらに、30人の被験者を対象に機能的MRI実験を行い、美術品の画像の価値評価を行う際の脳活動のデータを取得し、この実験における行動データに基づいて、視覚ー価値変換回路の個人最適化を行った。これにより、半分の被験者で個人の嗜好を推定する人工神経回路の作成に成功した(r > 0.31, p < .05)。今後は、このパフォーマンスを、脳機能イメージングの情報を取り込むことによりどの程度改善できるかが重要なポイントとなる。脳機能イメージングデータの前処理は終了しているが、「主観的な価値基準に基づいて油絵を評価する」という課題自体が複雑なため、脳活動のパターンも複雑なものになっている。まずは標準的な解析手法(回帰分析)による脳活動推定を行い、その結果に基づいた解析を進めるが、これに加えて、脳活動推定においてより複雑なモデル(Singh et al., in preparation)を適用することも検討している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度は、機能的MRIデータを使って、人工神経回路の個人最適化を進める。具体的には、機能的MRI実験に用いた全ての視覚刺激の組み合わせにおいて、刺激間の情報表現の違いを、類似度行列の形でそれぞれの階層で計算し、これと脳活動の空間的パターンの類似度行列との対応を調べる。この手続きにより、視覚ー価値変換器の各階層の情報表現が脳内のどの領域の情報表現に対応するかを同定する。さらに、実験的に計測した個人の脳活動のデータと視覚ー価値変換器の間で情報表現が類似するように、視覚ー価値変換回路のパラメータを修正する。このようにして作成された視覚ー価値変換器は、個人の嗜好と脳活動を反映して、未知の刺激に対しても、その個人と類似した価値判断を行う機能を獲得することが予想される。以上の計画により、新規の刺激への反応(スキャナ外にて取得した美術品に対する主観的価値のデータ)をできるだけ正確に予想する、各被験者の嗜好と脳内情報表現を模した人工知能を作成する。最終段階では、個人にフィッティングした人工知能とその各階層に対応する脳内情報mapの被験者間での統合を行う。脳内情報mapの被験者間統合には、機能的MRI研究で通常行われる集団解析の手法を用いる。具体的には、各被験者の脳内情報mapを標準脳に投射後、脳内の各画素(voxel)において、各階層毎に計算した脳内情報量の値を集団解析にかけ、被験者間で共通する視覚ー価値変換の神経基盤を同定する。人工知能の統合においては、個人毎に作成した人工知能からの出力を相加平均また相乗平均して出力とする、アンサンブル分類器を作成する。
走査型イオン伝導顕微鏡を用いた細胞・組織の液中立体イメージング法の確立

走査型プローブ顕微鏡(SPM)は、鋭い探針(プローブ)を試料表面に走査させ、その際に生じる探針・試料間の物理化学的情報を指標に試料の表面情報を取得する。本研究は、この顕微鏡の仲間である走査型イオン伝導顕微鏡(SICM)に注目し、従来用いられてきた原子間力顕微鏡(AFM)では解析が困難だった細胞・組織構造イメージングを可能とすることを目指した。本年度は、前年度までの成果をもとに、以下の計画を実行した。1)SICM像と走査電子顕微鏡像をはじめとした他の顕微鏡技法との相補観察:昨年に引き続き、測定環境と測定パラメータの適正化をはかるとともに、SICM像と原子間力顕微鏡(AFM)像、走査電子顕微鏡(SEM)像との比較検討を行った。2)SICMによる細胞レイヤーの高分解能動的イメージング:昨年度に引き続き、生きた培養細胞のイメージングの諸条件を検討しながら空間分解能と時間分解能の向上を目指したが、培養細胞の表面立体構造の観察については、数十nmの空間分解能で、1フレーム2分程度が一般的な測定法で現実的であることが分かった。3)SICMによる組織の液中イメージング:SICMのホッピングモードは激しい凹凸をもっと標本にも対応できるという特徴がある。昨年までに開発したzレンジの大きいSICMを用いながら、ラットの気管上皮、腎糸球体、リンパ節などの凹凸の激しい組織のSICMイメージングに挑戦し、適切な試料作製法と測定環境により、SEM画像に近いイメージングが可能になった。また、組織切片の観察法を検討し、組織(肝臓や腎臓など)を構成する種々の細胞の細胞内微細構造の高分解能液中イメージング法を可能にした。さらに、組織の形状像とともに表面の電荷イメージングを同時取得することを可能にし、光学顕微鏡の組織染色に近い電荷像を得ることを可能にした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、走査型イオン伝導顕微鏡(SICM)を用いて液中での細胞・組織構造イメージングを可能とすることを目標とする。そのために次の研究を行った。1)SICMの生物試料イメージングに必要な測定環境の研究と装置の改善1SICMの測定モードの検討:培養細胞と動物組織切片についてホッピングモードを用いる際の諸条件を検討した。2ガラスピペットの形状が分解能に及ぼす問題の検討:SICMの探針として用いるガラスピペットの径は、一般に内径50-100nm、外径100-200nmであるが、このピペットで1050nmの分解能が十分得られることが再確認された。3SICMの最適なイオン環境の検討:ガラスピペット電極に加える電流の方向により、画像が取得できない現象について詳しく検討し、試料の荷電と関係することが示された。これに対しての改善策を検討した。4その他の測定パラメータの検討:従来の測定方法が電圧一定モードであったものに対し、電流一定モードでの測定ができるように装置を改良し、より安定した測定ができる条件を明らかにした。5SICM像と走査電子顕微鏡(SEM)像との比較検討:SICM像が試料の表面形状を正しく表現しているかを評価するために、同一部位の比較検討を行った。2)SICMによる細胞レイヤーの高分解能動的イメージングのための予備実験生きた細胞の解析には、固定細胞にはないいくつかの問題を克服する必要があることから、今年度は次の実験を行った。1固定した培養細胞のイメージング技法の確立:HeLa細胞を始めとした多様な培養細胞をSICMで観察し、SEM像と比較検討しながら、測定条件を適正化した。2生きた培養細胞のライブイメージングのセットアップ:上記の固定細胞のイメージングとともに生きた細胞のイメージングに必要なセットアップを行った。「SICMの生物試料イメージングに必要な測定環境の研究と装置の改善」については、その基礎的な検討をある程度明らかにできたが、引き続きガラスピペットの形状や最適なイオン環境等について精査が必要である。一方、「SICMによる細胞レイヤーの高分解能動的イメージングのための予備実験」については、生きた細胞をSICMで経時観察することが可能になったが、さらに最適な条件の詳細な検討が残されている。以上のことから、当初の計画に沿っておおむね順調に進展しているが、研究を推進するために必要な残された点もあると判断する。そのために昨年度は、1)SICMの生物試料イメージングに必要な測定環境の研究と装置の改善、2)SICMによる細胞レイヤーの高分解能動的イメージングのための予備実験、を行った。これももとに今年度は次の3点の研究を行った。1)SICMの細胞試料イメージングに必要な測定環境の改善:昨年度に引き続き、いくつかの資料でSICM測定のパラーメータとイメージング画質の関係を解析した。その結果、試料が負にチャージした染色体では、電極に加える電流の方向により画質に大きな差がでることを明らかにし、その現象の解析と、克服法を考案した。2)SICMによる細胞レイヤーの高分解能動的イメージングの検討:生きた培養細胞の動的変化を、液中で高分解能で解析するためのパラメータ解析を行った。

ホッピングモードの電流減衰率の閾値を1%以下にすることを含め、パラメータの最適化を図ることで細胞頂上部の微細な突起やヒダの分単位の動きを解析することが可能になった。3)SICMによる組織の液中高分解能イメージングの検討:生物の組織構造は凹凸が激しいことから、zレンジの大きなSICM試作機を用いて、ラット腎臓やリンパ節の観察を試みた。またSICMと走査電子顕微鏡(SEM)で同一部位の観察比較を行い、その画像の質を解析した。これにより、SEM像と対応可能なリンパ組織のSICM像の取得に成功した。交付申請書に記載した本年度の研究計画の内容については、それぞれ一定の成果が得られた。また、その成果を国際学会等で発表し、一部は論文として公表した。走査型プローブ顕微鏡(SPM)は、鋭い探針(プローブ)を試料表面に走査させ、その際に生じる探針・試料間の物理化学的情報を指標に試料の表面情報を取得する。本研究は、この顕微鏡の仲間である走査型イオン伝導顕微鏡(SICM)に注目し、従来用いられてきた原子間力顕微鏡(AFM)では解析が困難だった細胞・組織構造イメージングを可能とすることを目指した。本年度は、前年度までの成果をもとに、以下の計画を実行した。1)SICM像と走査電子顕微鏡像をはじめとした他の顕微鏡技法との相補観察:昨年に引き続き、測定環境と測定パラメータの適正化をはかるとともに、SICM像と原子間力顕微鏡(AFM)像、走査電子顕微鏡(SEM)像との比較検討を行った。2)SICMによる細胞レイヤーの高分解能動的イメージング:昨年度に引き続き、生きた培養細胞のイメージングの諸条件を検討しながら空間分解能と時間分解能の向上を目指したが、培養細胞の表面立体構造の観察については、数十nmの空間分解能で、1フレーム2分程度が一般的な測定法で現実的であることが分かった。3)SICMによる組織の液中イメージング:SICMのホッピングモードは激しい凹凸をもっと標本にも対応できるという特徴がある。昨年までに開発したzレンジの大きいSICMを用いながら、ラットの気管上皮、腎糸球体、リンパ節などの凹凸の激しい組織のSICMイメージングに挑戦し、適切な試料作製法と測定環境により、SEM画像に近いイメージングが可能になった。また、組織切片の観察法を検討し、組織(肝臓や腎臓など)を構成する種々の細胞の細胞内微細構造の高分解能液中イメージング法を可能にした。さらに、組織の形状像とともに表面の電荷イメージングを同時取得することを可能にし、光学顕微鏡の組織染色に近い電荷像を得ることを可能にした。平成28年度に積み残されたり、新たに生じた疑問点を解析しながら、ほぼ計画にそって次のような計画で進めたいと考えている。1)SICMの生物試料イメージングに必要な測定環境の更なる検討2)SICMによる細胞レイヤー(生きた培養細胞)の高分解能動的イメージングの検討:昨年に引き続く上記の研究に並行させながら、生きた培養細胞の高分解能動的イメージングにおける、SICMの時間分解能と空間分解能の向上について検討する。3)SICMによる組織の液中高分解能イメージングの検討:走査電子顕微鏡画像と比較検討しながら、SICM画像の質の向上と、条件の適正化を検討する。
記憶想起を担うサル大脳前頭葉－側頭葉間の多シナプス性機能結合の抽出と組織学的同定

大脳前頭葉と側頭葉はそれぞれ、記憶の想起において重要な役割を果たす事が明らかになっているが、この二つの異なる領野間における機能性結合の存在や、その機能性結合を構成する組織学的投射リレーの構成についてはほとんど明らかになっていない。今回我々は、サルに新近判断テスト(複数の画像リストを順番に見せて学習させ、その後任意の2枚の画像を提示して、より最近見た画像を選んでもらうテスト)を遂行させ、その間のサルの脳の機能的磁気共鳴画像を取得することで、前頭葉の9野と呼ばれる領野と下部側頭葉TE野と呼ばれる領野間に機能的結合が存在することを明らかにし、論文として発表した。ヒトやサルに複数の画像リストを順番に見せて学習させ、その後任意の2枚の画像を提示してより最近見た画像を選んでもらうテストを新近判断テスト(Recency judgement paradigm)という。申請者らは、新近判断テスト遂行中のマカクザルのfMRIによる解析から、、新近効果に対する前頭葉9野と下部側頭葉TE野間の機能結合の関与を明らかにし、昨年度末に原著論文として報告した(Osada et al., 2015, PLOS Biology)。また昨年度は、安静時機能的磁気共鳴画像法(rs-fMRI)による計測を1頭のサルに対して遂行し、下部側頭葉36野をシードとした解析を行った。その結果、36野と前頭葉11野あるいは13野間における機能結合の存在を示唆する結果が得られた。rs-fMRI解析においてシードとした領域をMRIの構造画像と電気生理学的解析から推定し、同一サルの36野内のシード領域に対して順行性のトレーサーであるBDA(biotin-dextran amine)を注入した。BDAの注入量やトラック数、注入スピード等実験の諸条件に関しては、先攻論文やラットを用いた条件検討により至適条件を決定した。3週間後に還流固定と脳の取り出しを行った後、薄切とBDAの染色を行い、投射先の同定を行った。このサル脳のBDAに対する解析から、36野から複数領野への投射が観察され、その中には今までに報告の無いthalamusへの投射も含まれていた。しかし、このサルを用いたBDA注入実験ではいくつかの技術的問題点が明らかになったため、それらの点を改善した上で、2頭目サルに対しても36野へのBDA注入と解析を行った。2頭目のサルにおいては、1頭目のサル脳では確認できなかった投射先(既に過去に論文にて報告されているもの)を確認できており、技術的問題点は解消されたと考えている。一方、前頭葉からの投射先も同定する必要があるため、27年度はマカクサルの9野へのBDAの注入と解析も行った。実施頭数が不足しており、解析も途中であるため、投射先の同定には至っておらず、下部側頭葉ー前頭葉間の多シナプス性機能結合を担う組織学的神経投射回路の同定も行えていないが、今後さらに頭数を増やしていくことで同定し学会での発表や論文への投稿を行う予定である。当初麻酔下のサルを用いたrs-fMRIによる解析については、昨年度中に2頭を用いた解析を終える予定であったが、現在までのところ、解析は1頭のみでしか終えていない。rs-fMRIによる画像解析を行ったサルを用いてトレーサーの注入実験を行い、同一のサル脳の解析を通して2領野間に存在する多シナプス性機能結合の投射回路を精度高く同定する予定である。しかしながら、36野内のシード領域へトレーサー注入の際に近傍sulcusへの漏れが起こりやすく、トレーサーが予定量注入されていない場合がある事が判明した。そのため、トレーサー注入時の技術的改良を試みると同時に、想定より多くのサルに対してトレーサー注入実験を行う必要が生じた。また、指導教官の退官に伴い、大学内で研究室の引っ越しを行う必要があり、実験が停滞する時期が多少あったため、多少の遅れが生じている。27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は新たな2頭のサルを用いたrs-fMRI画像撮像の解析を行い、36野や9野をseedとした機能結合の抽出を行う予定である。また、すでに3頭目のサルの36野にBDAを注入し、還流固定と脳の取り出を行ったため、このサル脳において先の2頭のサルと同様のBDA投射の結果が得られるか、再現性の確認を行う予定である。本実験においては、rs-fMRI画像解析においてseedとした場所に精度高くトレーサーを注入する必要があるが、トレーサー実験の精度や再現性をこの3頭目のサルにおいて確認し、新たにrs-fMRI画像解析を行う2頭のサルを用いてトレーサー実験を行う予定である。同一のサル脳のrs-fMRI画像解析の結果とトレーサー実験による組織学的解析の結果を比較する事で、2領野間において観察される機能結合の基盤をなす多シナプス投射回路を正確に同定できると考えている。

また、蛍光蛋白とOpsinを同時に発現するVirusを用いた2領野間の機能解析は、げっ歯類を用いた研究においては通常の研究手段として用いられているが、霊長類を用いた研究ではあまり報告例がない。これらVirusを用いる事により、Virusを注入した領野からそこに存在する神経細胞の投射先への機能的重要性が確認出来る。そこで、本年度はトレーサーのみならず、これらVirusを36野や9野に注入する事により、その投射先への機能的重要性も確認する予定でいる。また、必要に応じて36野の電気刺激を行い、その際のfMRI画像取得を行う予定でいる。これら実験により、複数存在する36野からの投射先の中で重要な投射先を明らかにする予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。
非定常非ガウス時空間統計に関する研究

初年度より研究してきた特異値縮小型事前分布について,これを漸近的に優越する事前分布を構成した.特異値縮小型事前分布はEfron and Morris (1972)で提案された縮小推定量から着想を得ているが,Efron and Morris (1976)はこの縮小推定量をさらに優越する縮小推定量を構成している.この結果をもとに,特異値縮小型事前分布を漸近的に改良する事前分布を構成することができた.同様の発想によって,block-wise Stein事前分布を漸近的に改良する事前分布も構成することができた.これらの結果をCMStatistics2016にて発表した.前年度に開発した時系列の周期成分分解と位相推定の手法を多変量時系列に拡張した.多変量時系列の背後に複数の振動子が存在し,これらが振幅の増・減衰と位相の進み・遅れを伴って各時系列に重ね合わさるという状態空間モデルを構築した.このモデルを用いることで,提案手法はデータの背後に潜む振動・リズム現象を詳細に捉えることができる.実際に南北半球の黒点時系列に適用した結果,天文学の分野で経験的に知られていた位相遅れに関する知見を定量的に評価することができた.この研究について,ims-APRM2016,統計関連学会連合大会,およびIBIS2016にて発表を行った.また,論文がNeural Computation誌に受理された.提案手法のMATLABプログラムを公開した.初年度より継続してきた脳波データの解析に関する研究を論文にまとめ,NeuroImage誌に受理された.これは理化学研究所の北城圭一博士・山口陽子教授との共同研究である.知覚交替現象を点過程でモデリングすることで,脳波と注意制御の関係に関して知見を得ることができた.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。行列変数の正規分布における平均パラメータの事前分布として特異値縮小型事前分布を提案した。これはStein事前分布の自然な拡張になっていて、優調和性をもつ。特異値縮小型事前分布によるベイズ推定量は最尤推定量を二乗損失のもとで優越し、また特異値縮小型事前分布によるベイズ予測分布は一様事前分布によるベイズ予測分布をKullback-Leibler損失のもとで優越することを示した。特異値縮小型事前分布は平均パラメータの真の値が小さな特異値をもつときにリスクの改善が大きくなる。多変量線形回帰において回帰係数行列が低ランクになることが多い(縮小ランク回帰)が、特異値縮小型事前分布はこのような状況で特に有効である。数値実験によって、特異値縮小型事前分布のもつ以上の性質を確認した。この研究について、2014年7月に台湾で行われたims-APRMと2014年9月に本郷で行われた統計関連学会連合大会にて口頭発表を行った。理化学研究所脳センターの北城圭一博士・山口陽子教授から提供いただいた実験データを解析した。ネッカーキューブという図形は2通りの解釈が可能であり、この図形をヒトが見ていると解釈が自発的に切り替わる。この現象を知覚交替とよぶ。本研究では知覚交替現象を点過程モデルによって記述し、その強度関数を脳波の特定の帯域(例:8-13Hzのα波)のパワーを用いてモデル化した。電極と帯域の組み合わせによって数百個のモデルが考えられるが、多重性を考慮したモデル選択によって知覚交替に関係をもつ脳部位と帯域を調べた。興味深い事実として、被験者に特定の解釈を意識するように指示した場合、意識していない方の解釈への知覚交替において脳波の有意性が増す(有意な電極が増加する)、という結果が得られた。この研究について、2015年1月に北海道で行われた「脳と心のメカニズム」ワークショップにてポスター発表を行った。Stein事前分布の自然な拡張として特異値縮小型事前分布を提案した。特異値縮小型事前分布の優調和性の厳密な証明が得られた。また、数値実験において、特異値縮小型事前分布を用いたベイズ推定量とベイズ予測分布の効率的な計算方法の開発に成功し、サイズの大きい行列変数に対する計算が可能となった。これにより、特異値縮小型事前分布が低ランクで特に有効であることを効果的に示す数値結果が得られた。よって、特異値縮小型事前分布は多変量回帰に有効であることが分かった。これらの成果をとりまとめ、国際学会と国内学会にて発表した。また論文を執筆し、投稿を完了した。また、理化学研究所脳センターの北城圭一博士・山口陽子教授との共同研究を行った。知覚交替を点過程モデルによって記述し、脳波と知覚交替の関係について調べた。解析プログラムはすべて自前でMATLABで実装した。解析にあたり脳波の有意性検定の多重性が問題となったが、これを適切に取り扱う統計手法を考案し、実験データに適用した。その結果、知覚交替における注意のメカニズムに関して新たな知見を示唆する結果が得られた。この成果を神経科学のワークショップにて発表した。以上の通り、当初の計画以上に進展しているといえる。昨年度より行ってきた特異値縮小型事前分布に関する研究をとりまとめ、論文がBiometrika誌に受理された。また、この成果について2015年6月にバレンシアで開かれたベイズ統計に関する研究集会O-Bayes15でポスター発表し、ポスター賞を受賞した。本研究で構成した事前分布は優調和性をもち、正規分布の平均ベクトルに対するSteinの事前分布の行列パラメータへの自然な拡張といえる。