hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小腸・大腸運動への外来神経切除の影響について

C610mg/Kgはコントロール69.9±16.3分、神経叢切除後40.5±10.4分と有意に抑制時間が短縮していた(p<0.05)。特に小腸の後半部は61.8±10.2分から27.9±4.8分と有意に抑制時間が短縮していたが(p<0.05)、小腸前半部では差を認めなかった。Pr1mg/Kgはコントロール86.3±17.0分、神経叢切除後103.4±9.8分と小腸全体でコントロールと同等のphaseII抑制効果が認められた。よって、At、C6は神経叢切除後、特に小腸後半部に対するphaseII抑制効果が弱いが、持続型抗コリン剤であるPrは神経叢切除後もphaseII抑制効果が十分に認められ、神経叢切除後の下痢に対し有効である可能性が示唆された。現在は同様に下痢を起こす下腸間膜動脈周囲神経叢切除術の大腸運動に及ぼす影響について併せて検討中である。膵癌に対する外科手術において、根治性向上のため腹腔動脈および上腸間膜動脈神経節を含めた広範囲なリンパ節郭清が行われる。その結果、術後に食事摂取を契機に激烈な下痢が起こり治療に難渋する。本研究ではこの病態の解明のため、腹腔神経叢及び上腸間膜神経叢切除前・後の消化管運動の変化について検討した。雑種成犬を用い、全麻下に開腹し、strain gauge transducerを胃から大腸まで装着し約2週間の回復期間後、control studyとして空腹期、食後期の消化管運動を記録した。その後、再開腹し、腹腔神経叢及び上腸間膜神経叢切除を行ない、同様に空腹期および食後期の消化管運動を記録し、比較検討を行った。空腹期小腸運動の特徴として、周期的に強収縮が出現し、十二指腸から回腸末端部まで伝播する現象(MMC)が認められる。神経切除後の空腹期小腸において、このMMC発現には影響はなかったが、その活動性は亢進した。空腹期大腸においては、神経節切除前後において、大腸運動に特に変化は認めず、小腸から大腸への収縮伝播にも障害なく、この結果より空腹期の大腸運動および小腸から大腸への収縮伝播に関しては外来神経の影響が少ないことが示唆された。一方神経節切除後の食後期小腸では、高い振幅を持った収縮群が反復して出現し、十二指腸から回・結腸接合部まで急速に伝播する現象を認めた。この現象により小腸内容物の移送は著明に促進され、小腸における消化吸収が障害されるものと推察された。結腸でも、神経節切除後の食後期において著明な運動活動の亢進が認められ、この病態下では小腸から流入してきた腸内容物は短時間しか結腸にとどまらず、十分な水分・電解質の吸収は行えないものと思われた。以上をまとめると、腹腔動脈及び上腸間膜動脈神経切除後には抑制系神経路の遮断のため、腸管の被刺激性が亢進し、食物の流入がおこると腸管運動は著明に亢進し、腸内容の急速な移送がおこり、二次的な消化吸収障害を伴ない、その結果激烈な下痢が起こると推察された。
出力合流型隠れマルコフモデルの提案とその音楽情報処理への応用の開拓

複数の楽器や声部が合わさった音楽の構造「多声部音楽構造」を適切に記述する統計モデル「出力合流HMM」を構築し、複数の音楽情報処理へ応用して声部を捉えた情報処理手法の有効性を確認した。各楽器・声部を一つのHMM(隠れマルコフモデル)で記述し、複数の楽器に対応するHMMからの出力を合流することにより、多声部音楽の統計モデルを構成した。またこのモデルの学習・推論アルゴリズムを導出した。これを自動伴奏・自動採譜・ピアノ運指決定・声部分離・自動ピアノ編曲などの情報処理課題に適用して、従来よりも高精度・高性能な情報処理手法を開発した。本研究課題の初年度である平成25年度は、まず提案する出力合流型HMMの定式化および理論的な解析を行った。研究代表者は、既に複数のHMMの合流モデルについて予備検討を行っていたが、これをさらに進めてこのモデルの効率的な推定・学習アルゴリズムの確立やより記述力の大きなモデルとの関係を明らかにすることなど、理論的な解析を行うことによりモデルの性質を調べるとともにその記述の有効性を確認した。また、具体的な音楽情報処理における応用の開発に順次取り組んできた。それらは、ピアノの両手運指決定や自動採譜、楽譜追跡、自動伴奏など多岐に渡るが、個々の応用に対してのモデルの詳細な定式化を行ってきた。また、それぞれのモデルに対して、推定・学習アルゴリズムに高速化やモデルのパラメータフィッティングなどが必要となるが、前者に関しては、上に挙げた一般的なモデルの解析とともに個々の状況に適応したアルゴリズムの構築を進め、後者に関しては、パラメータフィッティングに必要なデータの収集を同時に進めてきた。また、個々の応用例に対して具体的なアルゴリズムを構築し、これの評価試験および他のアルゴリズムとの比較を行っている。これらの研究の一部は、既に学会において研究発表を行っている。また、既に投稿済みの雑誌論文や学会発表もあり、これらは平成26年度に行っていく。本研究課題の最終年度である平成26年度は、主に提案する出力合流型HMMの複数の音楽情報処理技術への応用の開発、および今までの研究成果の発表と研究の取りまとめを行った。またその中でモデルの推定アルゴリズムに関する理論的な進展もあった。自動伴奏と楽譜追跡技術においては、従来の方法で誤りの原因となっていた声部非同期性による音符の順序替えが含まれる演奏に対して有効なアルゴリズム構築を行った。その結果、ポリリズム楽節や時間的に広がった装飾音が含まれる複雑な多声音楽の演奏における楽譜追跡の精度向上を達成した。この成果は、関連研究と同時に国際会議2件(内1件は招待講演)で発表した。ピアノ運指においては、従来計算量の問題などにより扱えなかった両手同時の運指決定を可能とするアルゴリズム構築に成功した。自動採譜では、多声部音楽の演奏でポリリズム楽節など従来手法では精度が著しく低い演奏に対して、高精度のリズム採譜が行える手法とアルゴリズムを開発した。これらも国際・国内会議で発表した。さらに、両手のピアノ運指モデルと編曲のモデルを統合することにより、合奏曲からのピアノ編曲手法を開発した。運指モデルを用いることによりテンポや音の密度などに応じて編集の量を自動調節することが可能な技術であり、チャレンジングな自動編曲分野の先駆的成果と認められ、平成26年度の情報処理学会山下記念研究賞を受賞した。この他、研究期間には完了できなかったが、投稿中の論文もあり、開発した技術のシステム化、公開も準備中である。引き続き本研究成果の社会への発信に努めたい。26年度が最終年度であるため、記入しない。音楽情報処理26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は、申請時に既に多くの予備的検討を行っていたため、これまで大きな問題なく研究計画に乗っ取りおおむね順調に進展している。研究課題の要である出力合流型隠れマルコフモデルの構築に関しては、多くの考察を行い様々な角度から検討をしており、既に研究発表を通して他の研究者からの批判および理解を得ている。よって基礎となるモデルの構築に関しては、ほぼ完了している。また、基礎モデルの個々の問題に関する応用も着実に進められている。平成25年度は研究期間が半年であることもあり、まだ実際の研究発表の件数は少ないが、既に他の研究発表、また論文誌の投稿を行っており、これから活発に研究成果の発表を行っていく予定である。研究計画の通り、本研究課題の2年目である平成26年度は、提案する出力合流型HMMの具体的な音楽情報処理における応用の開発に取り組むことを計画している。また、これら成果をまとめ、様々な方法で研究発表していくことを予定している。既に、楽譜追跡及びピアノの両手運指決定、合奏曲からのピアノ用自動編曲への応用に関しては、国内の研究会において発表を行っているが、今後国際会議での発表および論文投稿による研究発表を予定している。また、これらの他、自動採譜や自動作曲における応用も考えられるため、こちらも定式化を行い、研究成果としてまとめ、発表をしていきたい。
公共空間における警告信号音の認知に関する国際比較研究

公共空間において,突発的な危険を知らせる警告信号音が具備すべき条件として,(1)種々の騒音下において検知されやすいこと,(2)高齢者など広い年齢層を対象にしても検知されやすいこと,(3)音が検知された場合,それが何らかの警報であることが容易に認知されること,(4)この音の認知は文化の相違を超えた普遍性があること,すなわち警報としての機能がある特定の文化圏に限定されないこと,などが挙げられる。これらの諸条件を考え,SD法による危機感を与える音の検討,連続判断実験による種々の背景条件下で特に判断時点を定めない場合の検知実験,さらにSD法に関してはドイツ(オルデンブルグとミュンヘン),アメリカ(ボストン)で実験を行った。また,日本における実験には海外からの研究者の参加を得て相互比較の信頼性を高めるべく努めた。これらの実験の結果,早い速度で周波数変化を反復する音が検知の面でも危機感の面でも警告信号音として適当であるとの結論が得られた。またこの結論は海外の実験でも確認された。この反復する周波数変化音は広い周波数範囲を含む音なので,高齢者のように高音部の聴力が低下している場合でも,低音部の成分が検知の手掛かりを与える。今後,国際会議などでもこの結果を紹介し,ISO(国際標準化機構)における警告信号音の標準化の資料としても貢献できるように努めたい。国際的に共通して,警告音として理解され易い性質を持った音の条件について検討する目的で,日本・ドイツ・アメリカの3か国で国際比較研究をするための準備を行った。各国で実際に警告信号に用いられている音源に関する情報を収集するとともに,今までに行ってきた実験の結果を参考にして,また,文献的にも検討した上,各国の研究分担者の協力を得て,周波数成分,時間構造を系統的に変化させた刺激を日本側研究分担者が作成した。難波・桑野は国際音響学会議がアメリカ・シアトルで開催された折を利用して,資料の収集を行うとともに,アメリカの研究分担者であるノースイースタン大学Florentineらと研究について,および研究のすすめ方について討論を行った。また,ドイツ・オルデンブルグ大学のSchickは大阪大学に滞在し,本研究について討論を行うとともに,日本側研究分担者と協力して実験準備を行った。その後,桑野はドイツ・ミュンヘン工科大学,オルデンブルグ大学を訪問し,準備した音源を用いて,それぞれの大学で予備実験を実施した。この予備実験の結果の分析,および被験者の内観などに基づいてに,来年度に予定している実験に用いる音源として適当かどうか,また,判断に用いる用語が適当かどうか,などについて検討した。上記のように,来年度に実施する実験の準備,および実験の実施体制がほぼ整った。公共空間において,突発的な危険を知らせる警告信号音が具備すべき条件として,(1)種々の騒音下において検知されやすいこと,(2)高齢者など広い年齢層を対象にしても検知されやすいこと,(3)音が検知された場合,それが何らかの警報であることが容易に認知されること,(4)この音の認知は文化の相違を越えた普遍性があること,すなわち警報としての機能がある特定の文化圏に限定されないこと,などが挙げられる。これらの諸条件を考え,SD法による危機感を与える音の検討,連続判断実験による種々の背景条件下で特に判断時点を定めない場合の検知実験,さらにSD法に関してはドイツ(オルデンブルクとミュンヘン),アメリカ(ボストン)で実験を行った。これらには海外これらの実験の結果,早い速度で周波数変化を反復する音が検知の面でも危機感の面でも警告信号音として適当であるとの結論が得られた。
単純ヘルペスウイルス1型初感染症例の抗ウイルス剤の投与は妥当か

近年,抗ヘルペスウイルス剤の普及により症状の軽減及び期間の短縮がはかられてきた.しかし、抗ヘルペスウイルス剤の投与は抗体の産生にとって不利になると予想される.そこで,久留米大学医学部口腔外科を受診した(1987年1月から1995年4月)初感染と考えられるHSV-1感染症患者のうち,ペア血清の得られた43名の血清(抗ウイルス剤投与群37名,非投与群6名.)でIgG・IgM抗体並びに中和抗体価を測定した.すなわち,エンザイグノスト単純ヘルペスIgGおよびIgMはELISAでまた,中和抗体価の測定はマイクロ法によった.回復期の中和抗体で有為な上昇が認められなかったものは11症例であった。このうち,抗ウイルス剤を投与したものが11例中9例で、投与群全体に占める割合は、38例中9例の23.6%であった。また、未投与であったものは2例で未投与群での割合は、5例中2例の40%で抗ウイルス剤の投与が抗体産生を阻害しているという結論は得られなかった。そこで、15才未満の小児(7例)と成人(36例)に分けてみると、成人での抗体上昇の見られなかったものは、36例中10例の27.7%、逆に小児は、7例中1例の14.2%で,成人例で抗体価が上がりにくい傾向が伺えた。また抗ウイルス剤の投与を行なった初感染2症例の潜伏ウイルスの再活性と抗体価の変動についての長期経過観察によると,小児例は約2カ月後,成人例では約6カ月後に中和抗体価の有意な上昇を示しており,従来の2週後には上昇を示しておらず,これも抗ウイルス剤投与の影響と考えている.近年,抗ヘルペスウイルス剤の普及により症状の軽減及び期間の短縮がはかられてきた.しかし、抗ヘルペスウイルス剤の投与は抗体の産生にとって不利になると予想される.そこで,久留米大学医学部口腔外科を受診した(1987年1月から1995年4月)初感染と考えられるHSV-1感染症患者のうち,ペア血清の得られた43名の血清(抗ウイルス剤投与群37名,非投与群6名.)でIgG・IgM抗体並びに中和抗体価を測定した.すなわち,エンザイグノスト単純ヘルペスIgGおよびIgMはELISAでまた,中和抗体価の測定はマイクロ法によった.回復期の中和抗体で有為な上昇が認められなかったものは11症例であった。また抗ウイルス剤の投与を行なった初感染2症例の潜伏ウイルスの再活性と抗体価の変動についての長期経過観察によると,小児例は約2カ月後,成人例では約6カ月後に中和抗体価の有意な上昇を示しており,従来の2週後には上昇を示しておらず,これも抗ウイルス剤投与の影響と考えている.
キレート剤による出土金属製品の徐錆処理法の研究

1.キレート剤の選定一般に市販され、水溶液がほぼ中性のEDTA・3NaとNAT・3Naを検討した。実用上差はないが、NTA・2Naの水溶液はやや皮膚を刺激することからEDTA・3Naにより研究を継続した。2.徐錆処理後試料に残留したキレート剤の除去純水中への浸漬と流水での洗浄を数回繰り返すことで洗浄液中の薬剤は紫外分光光度測定では検出限界以下となるが、処理を行った後試料表面に新たな錆が生じることがあり、試料表面が鋭敏な状態に変化していると考え、安定化させる処理を検討することにした。3.処理に必要なキレート剤の量限定された範囲ではあるが処理液をUV測定することにより反応の程度を知ることができた。試料の処理実験からはEDTA1モルに対して0.30.5モルの銅イオンが反応するように処理液を調製することが迅速かつ経済的な処理法のようである。4.処理後の遺物表面の安定化キレート処理をした青銅製品の大部分は、現在広く行われているベンゾトリアゾールによる処理で新たな錆の発生を防ぐことができる。それでも不十分な場合のために含浸・コーティング処理に用いる樹脂を酸素及び水蒸気遮断性能の高い溶剤可溶型のフッ素-アクリル系共重合樹脂を用いて高湿環境試験を行い良好な結果を得た。5.出土金属製品の徐錆処理各種の鉄錆についてキレート剤への浸漬処理実験を行った。ある程度まで脆弱になった錆層は物理的手段で取り除きやすくなるが、実用上はキレート剤と物理的手段を併用した徐錆処理は物理的手段のみで行う処理と比較して明らかな長所はなかった。1.青銅製品の除錆に用いるキレート剤の選定一般に市販されているもののうちほぼ中性域で作用するエチレンジアミン四酢酸三ナトリウム塩(EDTA・3Na)とニトリロ二酢酸(NTA・2Na)について検討した。各種青銅錆を溶解する能力、処理後の洗浄による排出されやすさに大きな差はなかった。しかし試料の錆の塩基性が強い場合、急激に処理溶液のpHを上昇させるのでEDTA・2Naを併用する。2.除錆処理後後試料に残留したキレート剤の除去純水中への浸漬と流水での洗浄を数回繰り返すことで試料の薬剤は光路長1cmのセルで紫外線分光光度(UV)測定した場合検出限界以下となる。しかし試料に通常の処理を行った後表面の経時変化を観察すると新たな錆が生じることがあった。さらに精度を上げ10cmセルでUV測定したい。また試料表面が湿度に対し敏感な状態に変化しているので安定化させる処理を検討する。3.紫外分光光度(UV)の測定限定された範囲ではあるが処理液をUV測定することにより反応の程度を知ることができた。試料の処理実験からEDTA1モルに対して0.30.5モルの銅イオンが反応するように処理液を調製することが迅速かつ経済的な処理法のようである。1.キレート剤による出土青銅製品除錆処理後の遺物内薬剤残留前年度より精度を上げ(約10倍)紫外分光光度計による測定をした。遺物を純水中に浸漬し流水で洗浄することを数回繰り返すと検出限界以下になるが、なおも処理後の遺物表面を観察すると新たな錆が生じることがある。これは処理により遺物表面が鋭敏な状態になったためであると考えた。2.処理後の遺物表面の安定化現在青銅製品の保存処理で広汎に行われているベンゾトリアゾールや有機チタネートによる青銅表面の安定化処理は効果的である。それでも不充分な遺物に対しては含浸・コーティングに用いる樹脂を酸素および水蒸気遮断性能の高いものに変更することで新たな錆の発生を抑制することとした。

研究代表者らは最近開発された溶剤可溶型のフッ素-アクリル系共重合樹脂に注目し、Vフロン-液マイルドクリヤー(大日本塗料株式会社)を用いたところパラロイドNAD-10、B-44、B-72、プライマルMV-1(ローム&ハ-ス社)などの現在よく用いられている出土金属製品含浸用アクリル樹脂に較べて前記の性能が高く、代替試料での高湿加速試験でも良好な結果を得た。3.出土鉄製品の除錆処理各種の鉄錆について実験を行った。キレート剤単独で除錆を行うことは難しいがある程度までは錆層が脆弱になる。しかし総合的に考えて、物理的手段を併用した除錆処理は物理的手段のみで行う処理と比較して明らかな長所を見いだすことはできなかった。
磁気デバイスの磁気緩和に関する理論と第一原理計算手法の確立

本年度は以下の内容について成果を挙げることができた.“遷移金属合金の異常ホール効果に関する理論研究“近年磁気工学分野で注目を浴びているスピンオービトロニクスは,電子の運動がスピン軌道相互作用(SOI)を介してスピン自由度と相関を持つことに着目し,電場によりスピン自由度の制御を目指す分野である.異常ホール効果(AHE)は,SOIに起因したスピン依存の伝導現象として,最も古くから知られている現象である.その理解は物理的観点と共に,近年ではスピンオービトロニクスとの関連から応用的観点においても重要である.今年度は第一原理計算を用い,異常ホール伝導度σxyに関する理論的評価を,様々な遷移金属合金に関して実行した.特にAHEは,電子の散乱に起因する外因性機構と散乱に依らない内因性機構の物理的起源が異なる二つのメカニズムの和として生じる特徴を持つ.そのため,本研究では各物質のσxyがどちらに起因するかに着目して評価を行った.まず(a)に関しては,電子数が等しい場合,内因性機構は3つの合金でほぼ等しいのに対し,外因性機構は3つの合金で寄与が異なり,全体のσxyも外因性機構の差から3つの合金で異なることが判明した.これは,散乱に依存する外因性機構は内因性機構に比べ,各合金中の電子の緩和時間等,より微視的な性質に依存するためと考えられる.また,(b)については,FePtは内因性機構が主要であるが,FePdは外因性機構が主要であり,2合金でσxyの物理的起源が異なることが判明した.(a)同様に,この起源の差を各合金の微視的性質から考察した.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は以下の内容について成果を挙げることができた.「異常ホール効果」と「磁気異方性」は,本研究課題の「磁気緩和現象」と同様に磁性体を用いたデバイス応用に関して重要なパラメータである.これら3つの物理現象は共通して物質中の「スピン軌道相互作用」が主要な起源とされており,互いに相関があることが予想される.しかし,現実の物質を想定して実際に評価を行った例はほとんどないのが現状である.本研究は「第一原理計算」を用いてこれらの物理量の関連性について定量的評価を行い,複数の物理量の観点から将来の磁気デバイス材料の提案に際し,大局的知見を与えることを狙いとしている.今年度はbct-Fe_<50>Co_<50>合金について,結晶の格子をbcc構造から歪ませた際の異常ホール電導度σ_xyと磁気異方性定数K_uの変化の関連性について研究を行った.本材料はc軸とa軸の格子定数比を1.25近傍にすることで,フェルミ面付近でのスピン軌道相互作用による状態の混成が増強され,巨大なK_uを示すことが指摘されている.本研究では同材料についてσ_xyとK_uのc/a依存性を計算し, σ_xyの挙動をK_uと比較することで二つの物理量の定量的関連性を調べた.結果として, 2つの物理量はc/a=1.25近傍で共に極値を示し,現実の系においてバンド構造の変化によるスピン軌道相互作用の混成の増強が両者に同様の影響をもたらすことが判明した.また, 2つの物理量を起源であるスピン軌道相互作用で混成する状態の軌道毎に分類したところ, c/a=1.25での双方の物理量の極値はダウンスピン・d軌道・磁気量子数m=±2の状態間混成から主に発生しており,混成する状態の観点からも強い相関がみられることが確認された.本研究により現実の系において,バンド構造の変化によるスピン軌道相互作用の変化がσ_xyとK_uに共通の影響をもたらすことが初めて示された.本年度は以下の内容について成果を挙げることができた.“Rh下地層上に積層されたbct-Fe50Co50合金の磁気異方性に関する理論的評価"結晶磁気異方性は磁性体の磁化方向の安定性を司る性質である.磁気デバイスにおいては,本課題で取り扱う磁化緩和現象が動作時の消費電力に関連すると共に,結晶磁気異方性が磁化情報の安定性に大きく寄与するため,両者の最適化が求められている.今年度はこの磁気異方性定数Kuに関する評価を,Rh上に積層されたbct-Fe50Co50合金に関して実行した.本材料は,Rhとの格子ミスマッチによりFeCo合金がbcc構造から歪むことで大きなKuが得られることが指摘されており,その理論的評価が求められている.しかしながら,既存の理論研究の大半は下地層を考慮しておらず,Rh層がbct-FeCoのKuに与える理論的評価はほとんどなされていない.本研究では,Rh層上にFeCo層を積層した系を想定し,系のKuを第一原理計算によって評価した.結果として, Rh層が存在する場合,系のKuはFeCoが独立に存在する場合と比較して低下し,Rh下地層がFeCoの磁気異方性を低減する方向に働くことが分かった.考察として,FeCo層別のKuへの寄与を評価したところ,Rh層自体はKuにはほとんど寄与しないが,Rhに近接するFeCo層のKuがRh層から離れた層と比較して大きく低下していることが明らかとなった.

さらにバンド構造の観点からRhに近接したFeCo層とRhから離れたFeCo層を比較した.すると,Rh近接層ではKuに寄与する電子状態がRh層との電子状態の混成によって失われており,電子状態の観点からもRh層下地層がKuを下げる働きを持つことを確かめた.本年度は以下の内容について成果を挙げることができた.“遷移金属合金の異常ホール効果に関する理論研究“近年磁気工学分野で注目を浴びているスピンオービトロニクスは,電子の運動がスピン軌道相互作用(SOI)を介してスピン自由度と相関を持つことに着目し,電場によりスピン自由度の制御を目指す分野である.異常ホール効果(AHE)は,SOIに起因したスピン依存の伝導現象として,最も古くから知られている現象である.その理解は物理的観点と共に,近年ではスピンオービトロニクスとの関連から応用的観点においても重要である.今年度は第一原理計算を用い,異常ホール伝導度σxyに関する理論的評価を,様々な遷移金属合金に関して実行した.特にAHEは,電子の散乱に起因する外因性機構と散乱に依らない内因性機構の物理的起源が異なる二つのメカニズムの和として生じる特徴を持つ.そのため,本研究では各物質のσxyがどちらに起因するかに着目して評価を行った.まず(a)に関しては,電子数が等しい場合,内因性機構は3つの合金でほぼ等しいのに対し,外因性機構は3つの合金で寄与が異なり,全体のσxyも外因性機構の差から3つの合金で異なることが判明した.これは,散乱に依存する外因性機構は内因性機構に比べ,各合金中の電子の緩和時間等,より微視的な性質に依存するためと考えられる.また,(b)については,FePtは内因性機構が主要であるが,FePdは外因性機構が主要であり,2合金でσxyの物理的起源が異なることが判明した.(a)同様に,この起源の差を各合金の微視的性質から考察した.本年度は昨年度に加えて新たな計算手法の習得に努めた.その結果,新たに積層構造の磁性体における物理量の理論的評価が可能となり,より現実の磁気デバイス中の材料に近い形での計算を行うことができた.このような研究の取り組みの結果,本年度は論文出版を1本,学会発表を3件という成果を残すことができた.27年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度,本年度では,磁化緩和現象と同じくスピン軌道相互作用を起源とする異常ホール効果,磁気異方性に関する研究を行ってきた.このうち異常ホール効果については,類似した異常ネルンスト効果を用いた熱電発電デバイスが近年提案され,物理面だけでなく応用面からも異常ホール効果の更なる理解が求められている.このような状況を踏まえ,来年度は異常ホール効果の物質依存性に関して,第一原理計算を用いて取り組みたいと考えている.本分野に関する現状の課題として,第一原理計算を用いた各材料の異常ホール伝導度の理論的評価はある程度なされているものの,物質の個別性に関する理解が不足していることが挙げられる.本研究においては,理論的評価と共に結果を電子状態から理解することを重視した研究を行い,物質の電子状態の観点から異常ホール効果の向上に関する指針を得ることを目標としたい.本年度は研究テーマの初年度にも関わらず国際学会,国内学会での発表一回ずつ,また論文を一報掲載することができた.この成果は早期に第一原理計算手法の習得に取り組み,研究に打ち込むことができたためであると考えている.次年度以降も新たな計算手法の開発・習得を積極的に行っていきたい.27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は"bct-Fe_<50>Co_<50>
RC造外壁仕上げ材の剥離に関する研究

1.【温度応力による外壁仕上げ材の剥離に関する力学的検討】仕上げ材のモルタル(板と仮定)が躯体コンクリトから一部剥離している場合、外壁表面が日射を受けることにより生じる板厚方向の温度勾配や、板と躯体コンクリート間の温度差によって生じる温度応力を想定し、その応力によるモルタル板の座屈並びに両部材間の剥離の伸展の可能性を弾性板理論に基ずき検討した結果、以下のことが明かとなった。(1)モルタル板の一部が剥離している場合、温度応力により板が座屈する可能性がある。(2)剥離部分が長方形の場合、躯体コンクリートとモルタル板の温度差tとL/h(L:剥離部分の短辺長、h:板厚)の関係は次式で表わされる。ただし、K:周辺の支持条件に依存する座屈係数,ν:ポアソン比,α:線膨張係数,b:剥離部分の長辺長さ(3)座屈が生じる温度差以上の温度差が躯体コンクリートとモルタル板間にあると両部材間の隙間が増大する。(4)モルタル板の一部に剥離が存在すると周辺の付着健全部の接着面に垂直な応力によって剥離が伸展する。2.【赤外線カメラよる剥離診断の検討】60×70cm角の壁面中央部に30cm角の1,2mmの浮きを有する仕上げモルタル塗り厚40,50,60mmの6試験壁体を用いて、季節(秋・冬・夏)と壁面方位(東・西・南)について太陽光を熱源とした赤外線カメラによる画像、壁面温度と気温分布のデータを収集し、それを基に剥離判別が可能なモルタル塗り厚の限界とその時間帯を検討した結果、以下のことが明かとなった。(1)モルタル塗り厚の限界は60mm、(2)測定に最も適した季節は太陽高度並びに壁面日射量の関係から秋季が最適である。(3)夏季診断の場合、壁面が日照を受けてからの気温変動が5°C以上でなければ剥離診断は不可能である。【温度応力による外壁仕上げ材の剥離に関する力学的検討】1)モルタルが既に一部剥離している壁面で、剥離箇所の面積、その形状、モルタル厚及び剥離周辺部(健全部分)のせん断付着強度の関係から、壁体温度とモルタル板の座屈及び剥離周辺部に生じる応力を算定し、周辺の付着健全な壁面に剥離が伸展する条件を示した。2)付着が健全な場合の温度応力による接着面応力の算定式をエネルギー法と飛越荷重法を用いて求め、剥離が接着面の付着力(引張力)ではなく、せん断で起こることを明らかにした。【赤外線カメラによる剥離診断法の検討】壁面(60×70cm角)中央部に30cm角の1mmと2mmの浮き(周辺は付着健全)を有するモルタル塗り厚40.50.60mmの6壁体について、季節と方位別(秋期の実験は10月中旬から11月初旬に掛けて東面、西面及び南面で行い、冬季は1月中旬に南面と東面)に剥離診断の可能な時間帯並びにモルタル厚の限界について調べた結果、下記のことが明かとなった。1)剥離診断が可能な時間帯は季節によって異なり、冬季は秋季に比べ壁面が日照を受け始める時刻が遅く、かつ日照時間も短いため、剥離診断が可能な時間帯も短くなる。その傾向は南壁面ではあまり差はないが、壁面日照時間の短い東壁面に於ては特に著しい。2)モルタル塗り厚と浮き厚の剥離診断可能な時間帯の長さは大凡塗り厚に反比例し、浮き厚は比例する。

結果的には、秋季及び冬季の各方位とも、条件の悪いモルタル塗り厚60mm・浮き1mmの壁体でも剥離診断は可能である。しかし、その時間帯は極めて短く、特に西面では午後3時から40分前後に限られる。従って、秋季並びに冬季に剥離診断を行なう場合、診断可能なモルタル塗り厚の限界は60mmと思われる。【赤外線カメラによる剥離診断法の検討】躯体コンクリート壁体(60×70cm角・7cm厚)の壁面中央部に30cm角の1mmと2mmの浮き(剥離部)を有する仕上げモルタル塗り厚40,50,60mmの6壁体について、夏季における剥離診断が可能なモルタル塗り厚の限界並びに剥離診断が可能な時間帯を東・西・南壁面を対象に検討した結果、下記のことが明らかとなった。1)東・西・南壁面とも壁面日照開始後の剥離診断が可能になる時間は、モルタル塗り厚が厚く、且つ浮きが大きくなるに従って遅くなる。[東壁面](40-1):1時間30分後、(40-2):2時間30分後(50-1):3時間後、(50-2):2時間30分後(60-1):3時間後、(60-2):3時間30分後[西壁面](40-1):45分後、(40-2):45分後(50-1):1時間45分後、(50-2):2時間45分後(60-1):3時間45分後、(60-2):5時間後[南壁面](40-1):1時間後、(40-2):(50-1):気温変動が5°C未満の場合は3時間後、同5°C以上の場合は1時間45分後(60-1):気温変動が5°C未満の場合は剥離判断不可能、同5°C以上の場合は4時間後2)各方位の壁面における最適診断時間と仕上げモルタル塗り厚の限界[東壁面]:10時11時60mm[西壁面]:16時17時60mm[南壁面]:12時14時60mm(ただし、気温変動が5°C以上の場合)
昆虫の生産する抗菌性タンパク質

1.家蚕幼虫にバクテリアを接種することにより、その体液中に4種以上の杭バクテリアタンパク質が誘導される。これらのうちの2種を単離し、BombytoxinA及びBと名付けた。これらは共に分子量約6000の塩基性タンパク質で、熱、酸及びアルカリに対して安定で、グラム陰性及び陽性の多種のバクテリアに非特異的に作用し、E,coliに対するその最低有効濃度は0,2ug/mlであったが、酵母に対しては全く作用を示さなかった。さらに、Bombytoxinよりも分子量の大きい抗バクテリアタンパク質2種が、バクテリアの感染後Bombytoxinよりも遅れて家蚕体液中に誘導されることを見い出した。これについては現在その精製を進めている。2.この抗バクテリアタンパク質の誘導因となるバクテリアに種特異性は見られず、接種したグラム陰性及び陽性の12種のバクテリアのすべてが有効であった。また、沸とう水中で加熱殺菌したバクテリアでも有効であったが試験した5種の酵母、4種の糸状菌胞子及びガラスビーズはすべて無効であった。このことから誘導因となるものは、細菌細胞壁構成成分ではないかと考えられる。この誘導因物質を特定するため、細胞壁成分の分画を進めている。3.Bombytoxinの作用を受けたE,coliの電子顕微鏡による観察の結果、細胞壁に損傷が認められ、この抗バクテリアタンパク質の第一次作用点は細胞壁であると考えられる。
骨髄由来免疫抑制細胞におけるp16/p21の機能解明

本研究では、がん免疫を抑制することでがんの進展を促進すmyeloid-derived suppressior cell (MDSC)が、CDKインヒビターであるp16及びp21を発現していることを見出した。がん抑制因子として知られるp16及びp21が、生体内では以下のような機構でがんの進展を促進する。MDSCのサブタイプの1つであるMo-MDSCにおいてp16、p21がケモカインレセプターCX3CR1の発現を亢進し、腫瘍部にMo-MDSCが集積する事でがん免疫を抑制する。また、抗がん剤として開発が進められているCDK阻害薬の中には、がんの進展を促進してしまう可能性がある事を示した。本研究課題は、担がんマウスにおいて、myeloid-derived suppressor cell (MDSC)が、Cyclin-dependent kinase inhibitor (CDKI)であるp16Ink4a及びp21Cip1/Waf1を発現していることの意義についての解析である。これまでに、p16/p21 double knockout (DKO)マウスでは、MDSCの機能低下により移植したがん細胞の増殖が遅く、腫瘍部でのmonocytic (Mo)-MDSCがp16/p21 DKOマウスで少ないことが判明している。MDSCの主な機能である免疫抑制能は、p16Ink4a及びp21Cip1/Waf1の有無によって変化はなかった。しかし、Mo-MDSCのintravenousとintratumorの二種類の方法でのadoptive transferによって、in vivoでのMo-MDSCの遊走能の変化は腫瘍の進展に直接的に関わることが示された。RNA-seqの結果からケモカインレセプターのCX3CR1がp16/p21 DKOマウス由来のMo-MDSCで発現が低いことが判明し、その後CX3CR1のリガンドであるCX3CL1に対する中和抗体を使った実験や、CX3CL1ノックダウンした細胞株の移植実験などから、CX3CR1の発現を介してp16Ink4a及びp21Cip1/Waf1はMo-MDSCの腫瘍への遊走を促進していることが判明した。また、p16Ink4a及びp21Cip1/Waf1によるCX3CR1の発現制御は、CDK2/4によるSmad3のリンカー部位のリン酸化が関与していることを示した。本研究課題は、担がんマウスにおいて、myeloid-derived suppressor cell (MDSC)が、Cyclin-dependent kinase inhibitor (CDKI)であるp16Ink4a及びp21Cip1/Waf1を発現している意義についての解析である。研究計画として平成28年度実施予定だった「MDSCの免疫抑制能の測定」、「MDSCの遊走能の変化が腫瘍の進展に影響及ぼすのかをin vivoで評価」、「RNA-seqによる遺伝子発現変化の網羅的解析」だけでなく、次年度計画していた「候補因子・候補経路の評価」も完了した。これらの結果から、p16Ink4a及びp21Cip1/Waf1のMDSCにおける機能とその分子メカニズムの全容が示された。よって当初の計画以上に進行している。また、これまでの成果をまとめ論文投稿中である。本研究では、イメージングマウスを用いたin vivoでの解析から、担がんマウスにおいて、がんに対する免疫応答を抑制することでがんの進展・転移を促進するmyeloid-derived suppressiorcell (MDSC)が、Cyclin-dependent kinase inhibitor (CDKI)であるp16Ink4a及びp21Cip1/Waf1を発現していることを見出した。さらにはp16/p21 double knockout (DKO)マウスは、MDSCの機能低下によりがんの進展が遅いことが判明した。MDSCのサブタイプの1つであるMo-MDSCにおいてp16Ink4a、p21Cip1/Waf1が細胞老化とは関係なくケモカインレセプターCX3CR1の発現を亢進し、腫瘍部にMo-MDSCが集積する事でがん免疫を抑制する事が、がんの進展を促進する事を示した。さらには、遺伝子発現プロファイルの解析や生化学的なアッセイを組み合わせ、p16/p21-CDK2/4-Smad3-CX3CR1のシグナル経路を同定した。また、抗がん剤として開発が進められているCDK阻害薬の中には、p16/p21 DKOマウスで観察された同様の機構により、がんの進展を促進してしまう可能性がある事を示した。細胞老化を誘導する事で細胞のがん化を抑制するp16Ink4a及びp21Cip1/Waf1は、生体内ではがんの進展を促進することが、その分子機構も含めて起きらかにされたことがこの研究の主な意義である。今後の方策は、当初の計画通り「CDK阻害薬の副作用の可能性の明示」に取り組む。

CDKの阻害を目的とした低分子化合物は抗がん剤として注目を集めているが、今回のデータからは、p16Ink4a及びp21Cip1/Waf1の思いもよらぬMDSCにおける機能が示唆されており、CDK阻害薬がMDSCに作用することでがんの進展が促進されるケースがあるのではないのかと懸念される。そこで、RBを失活させるSV40 Large T抗原を過剰発現させ、CDK阻害剤の作用を受けないようにRB以下の経路が失活しているがん細胞株を樹立し、マウスに移植、様々な種類のCDK阻害薬を投与することで、腫瘍の進展が促進されるケースがあるのか調査する。このとき、腫瘍内のMDSCやcytotoxic T lymphocyte (CTL)の数の変化やその活性に注目して、CDK阻害薬とがん免疫の新たな繋がりを考察する。免疫学実験に係るマウスの使用数が当初の予定よりも少なくて済んだことと、RNA-sequenceの外注費用が想定よりも大幅に安く済んだため。平成29年度より、大阪大学微生物病研究所に所属が変わったことで、新しい施設で動物実験の立ち上げ費用が加算される。本年度の主な実験計画は、CDK阻害薬のがんに対する影響の評価をin vivoで行うことであるため、多数のマウスとCDK阻害薬各種を相当量必要とする。また、本研究をまとめた投稿中の論文の投稿料に対しても、この次年度使用額を有効利用する。
バイオベース有機酸生産のための代謝工学的機能改変による糸状菌セルファクトリの創製

クエン酸生産糸状菌を宿主として活用し、バイオベース有用有機酸生産のためのセルファクトリ構築を目的とした研究を行った。高効率遺伝子相同組換え株の作製、新規III型ポリケタイド合成酵素遺伝子の解析と高発現株の作製、代謝工学的改変によるシュウ酸高効率生産株の作製、クエン酸関連代謝経路の探索とセルファクトリ構築への応用、について成果があった。さらに、クエン酸生産糸状菌Aspergillusnigerの潜在能力と特異的な酵素の組合せによるセルファクトリ作製の可能性について検討した。本年度は、下記の3項目について検討し、記載の成果を得ることに成功した。これらの成果を有効に利用して、代謝工学的改変によりクエン酸生産糸状菌の能力を活用した糸状菌セルファクトリの創製を進めている。(1)新規なサリチル酸脱炭酸酵素を利用した有用有機酸の生産Trichosporon属酵母に新規なサリチル酸脱炭酸酵素を発見し、当該酵素が酵素的Kolbe-Schmitt反応に利用可能なことを明らかにした。とくに、水系反応によるp-アミノサリチル酸の酵素的生産に世界で初めて成功し、モル変換効率70%を達成した。(2)ポリケタイド合成酵素(PKS)のクローニングと高発現株の作製クエン酸生産糸状菌Aspergillusnigerに見出されたPKS遺伝子群について解析した。とくに、真核微生物には稀少なIII型PKS遺伝子1個を発見したため、当該cDNAを大腸菌を宿主として高発現させ機能の解析に利用した。大腸菌で生産させた組換えIII型PKSの反応について検討し、LC-MSやNMRにより各化合物を同定した。とくに、アセチル-CoAやマロニル-CoAを基質とした場合には、種々の構造のトリケタイドあるいはテトラケタイド型のピロンが合成されることを明らかにした。(3)オキサロ酢酸加水分解酵素(OAH)遺伝子に関する遺伝子破壊株と高発現株の作製クエン酸生産糸状菌の染色体上に存在するOAH遺伝子について破壊株を作製し、シュウ酸生産能力の欠失を確認した。また、OAH遺伝子高発現株を作製したところ、原株と比較して著量の生産量の増大が認められた。なお、これらの研究を実施するため、ku80遺伝子破壊等による高効率相同組換え系を作製し、目的とする遺伝子の選択的破壊を可能にした。本年度は、下記の項目について検討し、表記の成果を得ることに成功した。これらの成果を有効活用して、代謝工学的機能改変によりクエン酸生産糸状菌の能力を活用した糸状菌セルファクトリの創製を進めている。(1)クロコウジカビ由来III型ポリケタイド合成合成酵素(PKS)の機能解析ポリケタイドは多様な生理活性を示す有用化合物群である。その炭素骨格は、III型PKSにより触媒される開始基質脂肪酸アシルCoAへの伸長基質マロニルCoAの縮合反応により形成される。そこで新たに見出したクエン酸生産糸状菌等のクロコウジカビ由来III型PKSの遺伝子クローニングと機能解析を実施した。取得したcDNAを大腸菌を宿主として高発現させ当該III型PKSの機能を解析した。とくに、当該PKSが炭素数212の脂肪酸アシルCoAを開始基質として受容し、25回の縮合反応によりピロン化合物を選択的に生成することを明らかにした。(2)細菌由来の新規アコニット酸イソメラーゼの機能解析と遺伝子クローニングアコニット酸イソメラーゼは、cis-アコニット酸とtrans-アコニット酸の異性化反応を触媒する酵素である。本研究では土壌より単離したPseudomonas sp.WU-0701にアコニット酸イソメラーゼ活性を検出し、当該酵素の精製および酵素的諸性質の検討、および遺伝子クローニングを行った。さらに、当該遺伝子の大腸菌を宿主とした異種発現に成功した。(3)オキサロ酢酸加水分解酵素(OAH)遺伝子の高発現によるシュウ酸高生産株の作製クエン生産糸状菌を宿主としてシュウ酸の生産に関与するOAH遺伝子の高発現により、シュウ酸高生産株を作製した。クエン酸生産糸状菌由来のOAH遺伝子高発現株を作製し、シュウ酸生産量を検討し、特定の培養条件においてシュウ酸の生産量が親株のそれと比較して顕著に増大することを明らかにした。平成2223年度の期間に糸状菌セルファクトリの創製に必要な各種酵素遺伝子群の取得および当該酵素群の諸性質解析や、各種酵素遺伝子のクロコウジカビや大腸菌での発現に成功している。そこで、本年度は下記の項目について検討し、表記の成果を得た。(1)植物系バイオマス資源を原料とした有用有機酸の新規生産法の開発平成2223年度に開発した糸状菌セルファクトリに関して、各種糖質やデンプン粕、バガス加水分解物等の植物系バイオマス資源を原料とした有用有機酸(シュウ酸やトランスアコニット酸等)の生産試験を行った。とくに、シュウ酸については、オキサロ酢酸加水分解酵素

遺伝子を高発現させた糸状菌を用いることで、最適な培養条件下において、30g/lのグルコースを炭素源として28.9g/l(対消費糖収率96.3%)のシュウ酸生産に成功した。すなわち、従来の対消費糖収率の最高値48%(発行ハンドブック,共立出版(2001))を上回る、発酵法によるシュウ酸生産法を確立した。(2)希少な有用有機酸の生産を目的としたセルファクトリの創製ジヒドロキシ芳香族カルボン酸やムコン酸誘導体等の、医薬品原料等として有望視されながら、従来では生産が困難であった希少な有機酸の糸状菌セルファクトリを利用した生産の実現へ向けた検討を行った。既往の研究により取得した芳香族カルボン酸への水酸基導入や開裂させジカルボン酸を生成する特異的酵素遺伝子を大腸菌で発現させ、有用有機酸の生産試験を開始した。とくに、カテコール1,2-ジオキシゲナーゼ遺伝子を発現させた大腸菌を用いた最適な条件下での反応では、消費カテコール当りのモル変換効率100%で、cis,cis-ムコン酸を生産することに成功した。また、部位特異的変異の導入により、サリチル酸デカルボキシラーゼの大幅な比活性向上に成功した。現在、糸状菌セルファクトリによる生産試験を実施中である。本研究では、多様な有機酸の生産を目的として、クエン酸生産糸状菌の代謝工学的機能改変による糸状菌セルファクトリの創製を進めている。クエン酸からの代謝経路の改変によりシュウ酸やトランスアコニット酸、芳香族カルボン酸などの有用な有機酸の生産を実現すべく研究を進めている。現在、これらの目的を達成するために新たに導入する必要のある遺伝子の取得や機能解析が完了しており、おおむね順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに、クエン酸生産糸状菌の代謝工学的機能改変による糸状菌セルファクトリの創製に向けて、とくにクエン酸からの代謝経路の改変に必要となる各種遺伝子の取得や機能解析を進めてきた。一方で、これらの遺伝子を実際にクエン酸生産糸状菌へ導入する際に必要不可欠な高効率相同組換え系の構築についても検討を進めてきた。今後はこれらの成果を基盤として、これまでに取得した遺伝子群をクエン酸生産糸状菌に導入することで代謝工学的機能改変を実施する。以上を通して、種々の糖質から高収率のクエン酸生産を可能とするクエン酸生産糸状菌の能力を活用し、多様なバイオベース有機酸の生産を可能とする糸状薦セルファクトリを創製する。
大腸癌腫瘍内多様性の分子生物学的検討による悪性度の評価

進行大腸癌手術例7例の正常大腸粘膜、腫瘍組織(腫瘍表層部および浸潤深部)からDNAを抽出し染色体5q(APC遺伝子領域)、17p(p53遺伝子領域)、18q(DCC遺伝子領域)、22q(NF2遺伝子領域)のLOH(loss of heterozygosity)を検索した。表層部、深部での組織型変化とLOHの結果は下記の通りであった。検索した7例中6例には表層部分と浸潤深部でLOHに変化は認められなかったが、症例1のごとく浸潤深部で低分化に組織型が変化する症例で癌抑制遺伝子の変化の蓄積が生じていることが示唆された。
力学系に伴うPerron-Frobenius作用素の固有値と疑似乱数に関する研究

2004年4月より2008年3月の4年間にわたり,エルゴード理論とくに力学系に対応するPerron-Frobenius作用素のスペクトルの研究を行なった.その方法は力学系に対応する生成関数を定義し,その再生方程式を構築することである.この再生方程式は行列で表現され,行列の成分の収束半径の逆数がPerron-Frobenius作用素のessential spectrum radiusになり,この行列式の0点がPerron-Frobenius作用素のスペクトルになることを示せる.これにより,力学系のエルゴード性や混合性,decay rateを判定できる.このPerron-Frobenius作用素のスペクトルに関する研究を発展させて,力学系の作るフラクタルの次元の研究やrotation numberに関する研究についても応用することができた.とくに力学系を用いて構成する疑似乱数の性質を研究した.low discrepancyである高次元の疑似乱数は,確率積分やそのの応用である数理ファイナンスの発展とともに近年,重要性が増してきている.1次元の疑似乱数を力学系により構成し,そのdeiscrapancyをPerron-Frobenius作用素のスペクトルを用いて記述することができた.しかし,本研究では高次元の力学系に対応するPerron-Frobenius作用素のスペクトルについては,形成的な形での表現が得られていない.そのことから,1次元の疑似乱数の構成は,理論的に完成され形を得ることができているが,高次元の場合には,限られたモデルにについて,応用ができたにすぎない.実際,low discrepancy sequenceは未だに3次元までの構成しかできていない.これを一般の次元についても構築し,さらにdiscrepancyに関する一般論を構成することが今後の重要な課題の1つである.2004年4月より2008年3月の4年間にわたり,エルゴード理論とくに力学系に対応するPerron-Frobenius作用素のスペクトルの研究を行なった.その方法は力学系に対応する生成関数を定義し,その再生方程式を構築することである.この再生方程式は行列で表現され,行列の成分の収束半径の逆数がPerron-Frobenius作用素のessential spectrum radiusになり,この行列式の0点がPerron-Frobenius作用素のスペクトルになることを示せる.これにより,力学系のエルゴード性や混合性,decay rateを判定できる.このPerron-Frobenius作用素のスペクトルに関する研究を発展させて,力学系の作るフラクタルの次元の研究やrotation numberに関する研究についても応用することができた.とくに力学系を用いて構成する疑似乱数の性質を研究した.low discrepancyである高次元の疑似乱数は,確率積分やそのの応用である数理ファイナンスの発展とともに近年,重要性が増してきている.1次元の疑似乱数を力学系により構成し,そのdeiscrapancyをPerron-Frobenius作用素のスペクトルを用いて記述することができた.しかし,本研究では高次元の力学系に対応するPerron-Frobenius作用素のスペクトルについては,形成的な形での表現が得られていない.そのことから,1次元の疑似乱数の構成は,理論的に完成され形を得ることができているが,高次元の場合には,限られたモデルにについて,応用ができたにすぎない.実際,low discrepancy sequenceは未だに3次元までの構成しかできていない.これを一般の次元についても構築し,さらにdiscrepancyに関する一般論を構成することが今後の重要な課題の1つである.力学系のエルゴード性は,変換に伴うPerron-Frobenius作用素のスペクトルによって決定されることはよく知られている.しかし,Perron-Frobenius作用素はcompact作用素でないために,そのスペクトルを一般論を用いて,決定することは困難である.そこで,力学系に対応する母関数を構成し,さらに,その母関数のみたす再生方程式を構成する.この再生方程式から得られるFredholm Matrixによって,Perron-Frobenius作用素のnon-essential spectrumをすべて決定できることを以前に示した.このFredholm Matrixの行列式は,力学系に対応するゼータ関数の逆数になることもわかり,HofbauerとKellerの定理の別証明にもなっている.一方で,数値積分に適した疑似乱数の例として有名なvan der Corput列が,数論的な変換に伴う力学系の逆像と見られることを発見した.このことから,一般的な力学系に対応して,疑似乱数が構成できることを示し,さらにそのdiscrepancyをFredholm Matrixを用いて評価できることを示した.とくに,1次元の場合には傾きの等しいpiecewise linear変換については完璧な対応を与えることに成功した.高次元の場合には,そのessential spectrum radiusの計算の困難さから,今のところ2次元と3次元の場合の例を構成するに留まっている.これを残りの研究期間の間に一般論を構成していきたいと考えている.また,Perron-Frobenius作用素を用いたフラクタルの研究をTokyo J.Math.にHausdorff dimension of trees generated by piecewise linear transformationsとして発表を行った.さらに研究を進める中でPerron-Frobenius作用素を用いて力学系によって構成される確率過程の大偏差原理について新しい研究を行い,それについて,イギリス,Bury St.Edmunds,におけるNowton Houseで開かれたUK-Japan Winter SchoolにてLarge deviation of Dynamical systems(2006年1月9日)という題で講演を行った.力学系による疑似乱数の生成についての研究をまとめ,それがLecture Notes Monographに掲載された.

これまでには1次元の一般論と2次元と3次元の特殊な場合について力学系から疑似乱数を構成できることが証明できている.対応する力学系のPerron-Frobenius作用素がcompact作用素でないことから,スペクトル理論の一般論を用いることができないことから,高次元の一般論についてはまだわからないことが多く,その研究を現在すすめている.期待値への収束は大数の法則で示され,混合性の収束の速度は対応するPerron-Frobenius作用素のスペクトルによってけってできることを以前に示したが,大偏差原理は期待値から離れた値への収束のオーダーを評価するもので,確率論からも力学系の理論からもさまざまな応用も考えられる.これについては摂動Perron-Frobenius作用素のスペクトルを用いて特徴づけることが可能であることがわかった.これに関する論文は現在投稿中である.この研究をさらに高次元へとすすめたいと考えている.Rotation numberは1次元のhomeomorphismの性質を定める重要な量であるが,1次元のhomeomorphismはexpandingでないために,求めるにはさまざまな困難がありこれまで限られた研究しか行われていなかった.より広い範囲に適用できる一般論の構築を目指しているが,現在piecewise linearな場合についてかなり広い範囲の力学系のrotation numberを求める方法をPerron-Frobenius作用素のspectrumによって特徴づけることができた.その結果を現在投稿中である.これからもhomeomorphismを含んだより広い関数のクラスで作られる力学系のrotatlon numberについて,より一般敵な理論の構築ををすすめていきたいと考えている.2004年4月より2008年3月の4年間にわたり,エルゴード理論とくに力学系に対応するPerron-Frobenius作用素のスペクトルの研究を行ない,とくに力学系を用いて構成する疑似乱数の性質を研究した.その方法は力学系に対応する生成関数を定義し,その再生方程式を構築することである.この再生方程式は行列で表現され,行列の成分の収束半径の逆数がPerron-Frobenius作用素のessential spectrum radiusになり,この行列式の0点がPerron-Frobenius作用素のスペクトルになることを示せる.これにより,力学系のエルゴード性を判定できる.このPerron-Frobenius作用素のスペクトルに関する研究を発展させて,力学系の作るフラクタルの次元研究やrotation numberに関する研究についても応用することができた.