hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
未来社会協創のための防災デザインの方法の研究

レジリエンスデザインに対し明確な3つのアプローチが確定できる。1つめは、レジリエンスデザインとしての概念の確立である。未来協創のためには、よりわかりやすい概念の説明が必要である。2つめは、災害被災者に負担のかけない調査方法の確立である。多くの被災者は、被災後様々な取材や調査対象となり、それ自体が大きな負担となっている。その負担を少なくする低侵襲な調査方法の確立が重要である。3つ目は、その概念や方法を社会実装するための科学的エビデンスの抽出とそれに基づいたデザインである。そのため課題を社会実装するための科学的要件を確立することが重要である。
知能障害児における認知能力の発掘と向上のための教育システムの開発

本年度は、3ケ年研究計画の最終年度として、パソコンを利用した知能障害児の認知能力判別・教育・評価システムのうち、教育評価プログラムの開発を行うとともに、養護学校等の教育現場で実際に本システムを試験的に運用してその有効性・妥当性を吟味した。また、これに基づいて、判別・教育・評価システムの一体化を計り、学校や家庭における日常生活上の行動特性等も加えたデ-タベ-スシステムを加味して、より体系化された総合的システムの完成を目指した。1.認知能力発掘と向上のための教育評価システムの開発:初年度で作成した判別システムの中から、第2年度の教育プログラムと対応した項目を抽出し、客観的な評価変法と評価項目を作成した。これによって、各児童の学習過程がより明瞭に把握できることが示唆された。2.教育現場への試験的運用:本判別・教育・評価システム(ハ-ド・ソフトウェア)を、パソコンを所有している養護学校、特殊学級、障害児施設等に貸与し、12週間試験的に運用してもらった結果、多くの教員・職員から、その操作性や各児童の変容過程の把握が容易なこと等の評価を受け、本システムの有効性・妥当性が示唆された。3.総合的デ-タベ-スシステムの開発:各障害児について、3カ年にわたる本研究結果とともに、生育歴、障害種別、諸検査結果、学校及び家庭での行動的特徴など加味した数十項目を抽出し、項目毎に自由に検索したり、全項目を総合判定して障害児を分類・判別できるようなソフトウェアシステムを試作したが、まだ、完成には至っていない。4.総合的な判別・教育・評価システムの体系化:教育現場での試験的運用による反省点や提案と、デ-タベ-スシステムの内容も加味し、判別・教育・評価の3システムを修正・追加しつつ一体化し、総合的システムの完成を目指したが、完成には至っていない。本年度は、3ケ年研究計画の初年度として、知能障害児の判別・教育・評価システムのうち、認知能力を発掘するための判別・診断法の確立とその基礎となるデーターベースシステムの開発を目指した。このため、パソコンとその周辺機器を設備備品として導入し、次の4点について、ハードウェア・ソフトウェアシステムの作成とその実験的検討を行った。1.判別・診断のための検査課題の開発:パソコンとその周辺機器を用いて、図形、絵画、アニメ、音楽、音声などの視覚的・聴覚的刺激を発生させるハードウェア・ソフトウェアシステムを開発した。更に、これらを組み合わせて、過去の知見を参考にして、認知能力を診断するための検査課題を十数種類作成し、その制御プログラムを開発した。2.行動的特性の判別法の開発:種々の認知検査の課題成績を比較した4つの実験的検討を行った結果、視覚課題優位、聴覚課題優位などの固有の傾向が各障害児に認められ、これらを分類するプログラムを作成した。また、課題遂行中や運動時の動作、表情等の分析を行ったが、情報量が多く、パソコンによる判別には限界のあることが示唆された。3.生理的特性の判別法の開発:脳波、心電図などの生理的側面について、覚醒時・睡眠時の刺激応答性や認知課題遂行中の変動を記録した3つの実験的検討を行った。周波数分析やクラスター分析の結果、特有の変動パタンに基づいて各障害児を分類できることが明らかとなり、その判別基準の作成とパソコンによる自動判定プログラムを試作した。4.判別・診断データーベースの開発:各障害児について、上記の2.、3.の検査結果とともに、生育歴、障害種別、行動的特徴なども加えた総合的データーベースシステムをパソコン上で構築し、項目毎に自由に検索したり、全項目を総合判定して障害児を分類・判別できるソフトウェアシステムを試作したが、まだ、完成には至っていない。本年度は、3ケ年研究計画の第2年度として、知能障害児の判別・教育・評価システムのうち認知能力を向上させるための学習・教育プログラムの開発を目指した。初年度の成果に基づき、とくに、視空間認知・音楽認知・言語認知を中心に、各児童の特性に応じた個別プログラムの開発に重点をおいた。1.認知能力向上のための学習教材・課題提示システムの開発:初年度で作成したパソコン周辺機器と判別・診断用課題の中から、児童の特徴にあわせて、学習用の認知課題・教材を作成した。図形弁別や音楽リズム認知に関する課題は、教材が具体的かつ段階的になるよう配慮したためか、児童も興味をもって取り組む傾向がみられた。2.認知能力向上のための学習援助システムの開発:認知課題遂行時に、児童の応答の正誤情報のみならず、動作や脳波などの生理的・行動的状態を音楽・動画・賞賛の言葉等の有意味な情報に変換しフイ-ドバックする手法を用いた学習プログラムを作成した。技術的には一応の完成をみたが、機器の小型化・低価格化という点では問題が残された。3.学習効果と変動性効果の検討:学習援助プログラムの信頼性を検討するため、同一児童に、数週間定期的に学習課題を反復実施し、課題成績と行動的・生理的状態の変動性を検討した。その結果、課題成績は多くの児童で向上したが、行動的・生理的特性の変動性は個人間で著しく異なり、学習ステップの類型化・体系化の困難性が示唆された。4.教育・評価デ-タ-ベ-スの試作:各障害時について、初年度及び今年度の検討結果とともに、生育暦、障害種別、行動的特徴なども加えた総合的デ-タベ-スシステムをパソコン上で構築し、項目毎に自由に検索したり、全項目を総合判定して障害児を分類・判別できるソフトウェアシステムを試作したが、まだ、完成には至っていない。

本年度は、3ケ年研究計画の最終年度として、パソコンを利用した知能障害児の認知能力判別・教育・評価システムのうち、教育評価プログラムの開発を行うとともに、養護学校等の教育現場で実際に本システムを試験的に運用してその有効性・妥当性を吟味した。また、これに基づいて、判別・教育・評価システムの一体化を計り、学校や家庭における日常生活上の行動特性等も加えたデ-タベ-スシステムを加味して、より体系化された総合的システムの完成を目指した。1.認知能力発掘と向上のための教育評価システムの開発:初年度で作成した判別システムの中から、第2年度の教育プログラムと対応した項目を抽出し、客観的な評価変法と評価項目を作成した。これによって、各児童の学習過程がより明瞭に把握できることが示唆された。2.教育現場への試験的運用:本判別・教育・評価システム(ハ-ド・ソフトウェア)を、パソコンを所有している養護学校、特殊学級、障害児施設等に貸与し、12週間試験的に運用してもらった結果、多くの教員・職員から、その操作性や各児童の変容過程の把握が容易なこと等の評価を受け、本システムの有効性・妥当性が示唆された。3.総合的デ-タベ-スシステムの開発:各障害児について、3カ年にわたる本研究結果とともに、生育歴、障害種別、諸検査結果、学校及び家庭での行動的特徴など加味した数十項目を抽出し、項目毎に自由に検索したり、全項目を総合判定して障害児を分類・判別できるようなソフトウェアシステムを試作したが、まだ、完成には至っていない。4.総合的な判別・教育・評価システムの体系化:教育現場での試験的運用による反省点や提案と、デ-タベ-スシステムの内容も加味し、判別・教育・評価の3システムを修正・追加しつつ一体化し、総合的システムの完成を目指したが、完成には至っていない。
強相関有機伝導体および遷移金属錯体における超高速光誘起相転移の研究

本研究の目的は、有機伝導体における光誘起相転移の初期ダイナミクスを、時間軸上で捉えることである。前年度には、電荷秩序絶縁体(α-(ET)_2I_3;Phys.Rev;Lett. 105,246402(2010)、θ(ET)_2RbZn(SCN)_4)およびダイマーモット絶縁体(κ(d-ET)_2Cu_2[N(CN)_2]Br)における光誘起絶縁体-金属転移の初期過程を明らかにした。本年度はまず、パルス圧縮の過程においてチャープミラーを導入し、赤外12fsパルスのビーム品位を向上させた。さらに、電荷秩序絶縁体とダイマーモット絶縁体の競合が示唆されているκ(ET)_2Cu_2(CN)_3において、よく知られる光誘起絶縁体-金属転移(光照射に伴う電荷秩序の融解)之は明確に異なる、光誘起分極クラスター形成(光照射に伴う電荷秩序の形成)の初期ダイナミクスを捉えた。この物質においても、α(ET)_2I_3と同様に、光励起直後に電荷ギャップを反映する電荷のコヒーレント振動が観測された。この結果は、電子相関によってダイマー上に局在した電荷のコヒーレント振動が、光誘起分極クラスターの形成を導くことを示唆する。また、遷移金属酸化物LaCoO3においても、光励起直後に電荷ギャップを反映する電子のコヒーレント振動が起こる様子も捉えている。有機伝導体における光誘起相転移の初期ダイナミクスの系統的な探索を行うことができただけではなく、赤外12fsパルス光源の改良(パルス強度の増大、ビーム品位の向上)によって、遷移金属酸化物においても、電荷ギャップのエネルギーに相当する時間分解能での測定が可能となった。これらの結果は、光誘起相転移の超高速初期ダイナミクスの研究を、新たなステップへ進めるものといえる。さらに、光電場と相互作用する電子の運動を、位相情報まで含めて捉えるため、フルコヒーレント(CEP制御)赤外極超短パルス光源の製作を開始した。現在、中空ファイバーを用いることで、1-2μm(フーリエ限界パルス幅6fsに相当)の超広帯域赤外パルスの発生に成功している。遷移金属錯体や有機伝導体などの強相関電子系における光誘起相転移は、物質の伝導、磁気応答を光で高速に制御する方法として注目されており、超高速分光を含む様々な方法による研究が進んでいる。しかし、励起子や光キャリアの生成が相転移へと至る機構、すなわち、光励起後初期の強力現象に関する理解はまったく進んでいない。本研究では、赤外10fsパルスを発生し、これを用いた高時間分解分光を行うことで、強相関電子系における光誘起相転移の初期過程の解明を目指す。本年度においては、まず、1.強相関有機伝導体κ-(d-BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Br(ダイマーモット絶縁体)を対象に、広帯域(2-10μm)の赤外ポンププローブ分光(時間分解能100fs)を行った。その結果、光励起による二量体サイトあたりのオンサイトクーロンエネルギーの変調を介して、psの立ち上がり時間をもって金属状態が生成することが明らかとなった[1]。2.次に、有機伝導体および遷移金属錯体における光誘起相転移の初期過程を解明するための強力なツールとなる、赤外極短パルス光源を開発した。BBO結晶を用いた縮退OPA(optical parametric amplifier)と可変鏡を用いたパルスコンプレッサーを作成し、上記物質の電子状態を顕著に反映するエネルギー領域に対応した、スペクトル帯域1.2-2.0μm、パルス幅12fsの赤外極短パルスを発生した。3.さらに、発生した赤外極短パルスを用いた高時間分解ポンププローブ分光によって、α-(BEDT-TTF)_2I_3(電荷秩序絶縁体)における光誘起絶縁体-金属転移の初期過程を捉えることに成功した。CT励起の後、励起状態における振電相互作用によって、金属転移が駆動されると考えられる。昨年度までに製作した赤外12fs縮退パラメトリック増幅器を用いて、電荷秩序系有機伝導体(α-(ET)_2I_3)における光誘起絶縁体-金属転移の初期過程を明らかにした(Phys.Rev,Lett.,105,246402(2010))。具体的には、過渡振動スペクトルの形状を、定常状態の電子、振動スペクトルと比較することによって、電荷秩序の光融解(光誘起絶縁体-金属転移)は、i)電荷秩序状態にある電荷のコヒーレントな振動、ii)その電荷の振動と、ET分子中央部のC=C伸縮振動(ν_3モード)、ET分子のブリージングモードなどの分子内振動との相互作用によって起こることを明らかにした。強相関電子系における電子状態のコヒーレント振動や、その分子振動との相互作用を反映したファノ干渉が、励起後時間差を経て現れる瞬間を捉えたのは世界で初めての例である。また、これらの結果は、この物質における光誘起相転移が、電子応答(とそれと強く結合した分子内振動)によって駆動されており、格子(分子間)の変位によるものではないことを直接示す結果である。

また、同様に電荷秩序系の有機伝導体である(θ-(ET)_2RbZn(SCN)_4)(以下θ-RbZn)やダイマーモット絶縁体(κ-(d-ET)_2Cu_2[N(CN)_2]Br)(以下κ-(d-Br))など異なる物質における実験も行った。θ-RbZnは、光励起によっては安定な金属状態はできない物質であり、一方、κ-(d-Br)は、分子間の変位による光転移が起こる物質である。これらの物質においては、α-(ET)_2I_3とは、異なる電荷、分子振動のダイナミクスが観測された。特に、κ-(d-Br)では、α-(ET)_2I_3において観測された電荷の振動は観測されず、直ちに分子内振動が励振されることがわかった。これらの違いは、電荷秩序相とダイマーモット相の格子系の結合の強さの違いを反映していると考えられる。本研究の目的は、有機伝導体における光誘起相転移の初期ダイナミクスを、時間軸上で捉えることである。前年度には、電荷秩序絶縁体(α-(ET)_2I_3;Phys.Rev;Lett. 105,246402(2010)、θ(ET)_2RbZn(SCN)_4)およびダイマーモット絶縁体(κ(d-ET)_2Cu_2[N(CN)_2]Br)における光誘起絶縁体-金属転移の初期過程を明らかにした。本年度はまず、パルス圧縮の過程においてチャープミラーを導入し、赤外12fsパルスのビーム品位を向上させた。さらに、電荷秩序絶縁体とダイマーモット絶縁体の競合が示唆されているκ(ET)_2Cu_2(CN)_3において、よく知られる光誘起絶縁体-金属転移(光照射に伴う電荷秩序の融解)之は明確に異なる、光誘起分極クラスター形成(光照射に伴う電荷秩序の形成)の初期ダイナミクスを捉えた。この物質においても、α(ET)_2I_3と同様に、光励起直後に電荷ギャップを反映する電荷のコヒーレント振動が観測された。この結果は、電子相関によってダイマー上に局在した電荷のコヒーレント振動が、光誘起分極クラスターの形成を導くことを示唆する。また、遷移金属酸化物LaCoO3においても、光励起直後に電荷ギャップを反映する電子のコヒーレント振動が起こる様子も捉えている。有機伝導体における光誘起相転移の初期ダイナミクスの系統的な探索を行うことができただけではなく、赤外12fsパルス光源の改良(パルス強度の増大、ビーム品位の向上)によって、遷移金属酸化物においても、電荷ギャップのエネルギーに相当する時間分解能での測定が可能となった。これらの結果は、光誘起相転移の超高速初期ダイナミクスの研究を、新たなステップへ進めるものといえる。さらに、光電場と相互作用する電子の運動を、位相情報まで含めて捉えるため、フルコヒーレント(CEP制御)赤外極超短パルス光源の製作を開始した。現在、中空ファイバーを用いることで、1-2μm(フーリエ限界パルス幅6fsに相当)の超広帯域赤外パルスの発生に成功している。
高速イオン輸送機能を有するチャネル構造場の分子設計

固体中のイオン輸送の効率をあげる新規設計原理を確立するために、媒体の拡散定数に支配される担体輸送に代えて、ゲル-液晶が混在する生体膜中に存在し、チャネル輸送機構によって膜を介して大イオン流束機能を発現している、生体膜のイオンチャネル機能の人工的構築を検討した。このためエーテル酸素原子による連続的なイオン-双極子間の安定化相互作用を期待し、オリゴエーテル鎖の末端にカルボン酸、リン酸、アンモニウムなどのイオン性基を取り付けて一方の成分とし、もう一方の成分に2本の疎水性鎖を有する対イオンを用いた、種々の両親媒性イオン対を合成した。これらイオン対両親媒性化合物を脂質2分子膜法を用いてイオン電流を測定したところ、一定の電流が持続して流れ、電流は開閉2つのレベル間をオン-オフ遷移し、電流/電圧プロットから一定の電導度を与えるシングルイオンチャネル電流を与えた。従って両親媒性イオン対が超分子構造体を形成し、チャネル機構に従って大きなイオン流束を発生出来ることが示された。この超分子イオンチャネルの集合数を制御するため、α-シクロデキストリンの一級水酸基の全てにグリコール酸ユニットをエーテル結合によってとりつけ、これを片方の成分として、ジオクタデシルジメチルアンモニウムイオンとイオン対を形成させ、6つのイオン対を保持した親水性のシクロデキストリンをチャネル頭部とし、長鎖ジアルキルアンモニウムを疎水性尾部とする構造体を形成させると、単一の電導度が得られた。これにより、超分子イオンチャネルの構造制御が可能であることが示された。さらにシクロデキストリンの一級水酸基に直接長鎖アシル基をとりつけることにより、分子状イオンチャネルの構築に成功した。
予防活動の評価

近年予防医学の領域でハイリスクアプローチと集団アプローチということが対比されて論じられている。英国のKhawは、フラミンガム研究における心疾患発症の実数はコレステロール値正常群に多いこと、日本とフィンランドでは集団全体としてはコレステロールの分布が全く異なること等を示し、ハイリスク者だけでなく、集団全体を問題にすることの重要性を明らかにした。米国やカナダではEBMの考え方に基づき、検診を含む予防活動についてもEvidenceを集めそれを評価基準に基づきランク付けし、程度をつけた勧奨を行っている。米国のChristianiは、この検診評価の基本的な考え方や評価基準について概念的な整理を行うとともに、実施上の問題点をまとめた。これを受けて矢野は、脂肪肝に対する超音波検査など確定診断検査を全員一律に行った事業所の約4千件のデータを用い、定期検診の肝機能検査項目が、目的疾患を検出する鋭敏度が低いことを示した。また、尿糖検査の糖尿病患者発見についての鋭敏度、特異度を、人間ドックデータを用いて調べ、実際の検査の場では、十分な鋭敏度が得られる検査条件が守られているのはむしろ少数であることが明らかになった。Batesは新たに医療情報システムの構築とその成果について報告した。以上の研究から、現在わが国で毎年行われている検診が必ずしも合理的な根拠を持たないことが明らかになったが、その制度の改変は一朝一夕には進まない。そこで、現在の検診から年々発生する情報を利用する方法と、個人の場合も経時的なデータ処理により、より感度を高めた検診情報の利用の方法を開発し施行した。最後にBrainが全体をまとめて今後の研究や予防活動の方向について報告し、公衆衛生的な考え方の重要性を強調した。近年欧米では、Evidence Based Medicine(EBM)の考え方に立ち、臨床医療のみならず予防活動についても、科学的根拠の評価が行われ、それに基づく勧告が行われている。その結果、実施すべき根拠が乏しいとする検査のいくつかが、わが国では職域健診で義務となっている。欧米の結果をそのままわが国に適用できるとは限らないが、医療資源の限界等を考えると、健診項目の有用性の評価とそれに基づく予防活動の改善が早急に必要である。そこでこうした欧米の最新の動きを学術交流によって学び、その考え方や方法を、わが国の職域定期健診項目の評価に導入するため、健診の各項目のうち肝機能検査と尿検査について、スクリーニング検査としての有効性を、効果と効率の面から実証的に示すのが本研究の目的である。まず平成10年7月に、国内の研究協力者と申請者らは、東京で本研究課題について研究会を行いEBMの基本概念の整理や、欧米での動きについて情報収集を行った。また、特に予防活動や保健医療政策の基本にEBMを取り入れている英国の状況収集を分担研究者が、また研究代表者は米国の研究者とのうち合わせを訪米して行った。以上をふまえ、平成10年10月に米国の分担研究者に日本・英国の研究協力者も加えて、研究全体についての検討と、公開のシンポジウムを行った。この中で、米国の研究者からは、米国政府予防医療研究班の評価方法の報告が、英国の研究者からは予防活動についてのハイリスクアプローチと集団アプローチの対比、および後者の重要性についての報告があった。実証研究としては、肝機能検査については、脂肪肝に対する超音波検査など確定診断検査を全員一律に行った事業所の約4千件のデータを用い、定期健診の血液検査項目が、目的疾患を検出する鋭敏度と特異度を求めるための調査を行った。また、尿糖検査の糖尿病患者発見についての鋭敏度、特異度を、人間ドックデータを用いて調べ、その有用性と適正な検査条件を検討している。

その結果、わが国では職域健診で義務となっている検査のいくつかが、実施すべき根拠が乏しいと判定されている。欧米の結果をそのままわが国に適用できるとは限らないが、医療資源の限界等を考えると、健診項目の有用性の評価とそれに基づく予防活動の改善が早急に必要である。そういう目的で国際的な共同研究体制を作り、欧米の経験の報告を受けると共に、わが国で独自に調査と研究を行った。まず、英国のKhawは予防医学の基本的な進め方をハイリスクアプローチと集団アプローチにわけ、スクリーニングでは前者に目が向きがちであるが、後者の重要性を強調した。米国のChristianiは米国やカナダにおける健診評価の基本的な考え方や評価基準について、概念的な整理を行い、実施上の問題点をまとめた。これを受けて矢野は、脂肪肝に対する超音波検査など確定診断検査を全員一律に行った事業所の約4千件のデータを用い、定期健診の肝機能検査項目が、目的疾患を検出する鋭敏度が低いことを示した。また、尿糖検査の糖尿病患者発見についての鋭敏度、特異度を、人間ドックデータを用いて調べ、実際の検査の場では、十分な鋭敏度が得られる検査条件が守られているのはむしろ少数であることが明らかになった。Batesは新たに保健医療活動のEvidenceを日常的に作り出すことが必要であるという立場に立って、そのための医療情報システムの構築について報告した。山岡は集団アプローチと経時的なデータ処理により現行の健診情報を有効利用する方法を開発し試行した結果を報告した。最後にBrainが全体をまとめ今後の研究や予防活動の方向について報告した。これらの内容は本研究の報告書とは別に、3冊の単行本に中にまとめられ、また、学会発表や学術論文として報告の予定である。
関節軟骨疾患治療に向けた関節内環境ストレス応答機構の解明

分子シャペロンであるheatshockprotein70(HSP70)は,低酸素環境に対するストレス応答機構として軟骨細胞に誘導され,基質代謝を亢進し,細胞を保護していた.われわれは,関節軟骨にHSP70を安全に,効率的に誘導する方法としてアミノ酸であるグルタミンを関節内注射し,すでに臨床応用されているマイクロ波で温熱刺激を加える方法を開発した.このHSP70誘導療法は,動物実験で変形性関節症の進行を抑制した.グルタミンと温熱療法を併用したHSP70誘導療法は変形性関節症の新規保存療法として臨床応用につながる可能性がある.分子シャペロンであるheatshockprotein70(HSP70)は,低酸素環境に対するストレス応答機構として軟骨細胞に誘導され,基質代謝を亢進し,細胞を保護していた.われわれは,関節軟骨にHSP70を安全に,効率的に誘導する方法としてアミノ酸であるグルタミンを関節内注射し,すでに臨床応用されているマイクロ波で温熱刺激を加える方法を開発した.このHSP70誘導療法は,動物実験で変形性関節症の進行を抑制した.グルタミンと温熱療法を併用したHSP70誘導療法は変形性関節症の新規保存療法として臨床応用につながる可能性がある.日本白色家兎の膝関節に温熱刺激を加え,関節軟骨でのストレス応答タンパク質heatshock protein70(HSP70)の誘導効果および軟骨基質代謝促進効果を検討した,極超短波治療器(2.45GHz)を用いて,0,20,40,60Wで20分間,温熱刺激を加えた.一部の実験では,HSP70阻害剤であるケルセチンを関節内投与した後に温熱刺激を加えた.刺激後,0,8,24,48,72時間後に関節軟骨を採取し評価した.対照には温熱刺激を加えない膝関節を用いた.Real time PCR法でHSP70,プリテオグリカン(以下PG),II型コラーゲン(以下Col II)の発現を検討した.Western blottingでHSP70タンパク発現を評価した.40W以上の温熱刺激でHSP70のmRNAおよびタンパク発現の亢進を認めた.HSP70誘導効果は,mRNAでは8時間後,タンパクでは24時間後で最も強かった.PGおよびCol IIのmRNA発現は40Wで亢進を認めた.軟骨基質代謝促進効果は,PGについては48時間後,Col IIは72時間後で最大であった.ケルセチンの関節内投与によって,HSP70の発現は抑制された.またケルセチン投与はPGの発現を抑制した.これらの結果から,温熱刺激は関節軟骨でのHSP70発現を誘導するだけでなく軟骨基質代謝を亢進させること,および,温熱刺激の軟骨基質代謝亢進作用には部分的にHSP70が関与している可能性が示唆された.以上の研究結果は,温熱刺激は関節軟骨の代謝促進,軟骨再生に利用できる可能性があることを示しており,変形性関節症の治療を考える上で重要である.低酸素環境ストレス下に骨形成因子-7(以下BMP-7)の刺激を加え軟骨基質代謝の促進効果を検討した.牛の中手指節間関節から単離した軟骨細胞をアルギネートビーズで三次元培養した.マルチガスインキュベーター(三洋電機機器・MCO-18M)を用いて,3種類の酸素条件(2%,5%,および21%)下に,ヒトリコンビナントBMP-7(以下rhBMP-7)(0,10,50,100,200ng/ml)で3-14日間刺激し,軟骨基質におけるプロテオグリカン(以下PG)の合成能および含量とコラーゲンの合性能を検討した.対照には21%の酸素条件(定常酸素条件)下,rhBMP-7で刺激しない軟骨細胞を用いた.2%および5%の低酸素環境ストレスでPGおよびColの合性能は有意に亢進した.PGおよびColの合性能は,2%の酸素条件に比べ5%の低酸素条件で有意に亢進した.また,rhBMP-7で刺激したところrhBMP-7の濃度依存性にPGおよびColの合成能は亢進した.PGの含量は,時間およびrhBMP-7の濃度依存性に亢進した.これらの結果から,一定の低酸素環境ストレスが軟骨基質代謝を亢進させること,および低酸素環境とBMP-7の刺激により,軟骨基質代謝亢進作用が増強する可能性が示唆された.以上の研究結果は,免疫原性が少なく臨床応用の可能性が高いBMP-7を関節軟骨の代謝促進,軟骨再生に利用できる可能性があることを示しており,変形性関節症の治療を考える上で重要である.N-アセチルシステイン(NAC)は活性酸素種(ROS)に対する直接的あるいは細胞内に豊富なグルタチオンを介した間接的な抗酸化剤である。臨床的には解毒剤あるいは鎮咳剤として用いられており、人体への安全性が確認されているが、関節疾患には応用はされていない。そこでNACの軟骨細胞に対する抗アポトーシス作用、グルタチオンへの関与、および変形性関節症(OA)に対する進行抑制効果について検討した。in vitroで、日本白色家兎から単離した軟骨細胞を平板培養後、NAC含有培地に交換して1時間培養した。アポトーシスの誘導にはsodium nitroprusside(SNP)を用いた。MTT assayで生存率を評価し、Hoechst33342による核染色およびTUNEL染色でアポトーシス細胞を判定した。

細胞内のROS量とアポトーシス関連因子であるp53、p53(pSer15)、caspase-3のタンパク発現を測定した。SNPの添加により細胞生存率は低下し、アポトーシスは誘導されたが、NACを添加すると濃度依存性に細胞生存率は上昇し、アポトーシスは抑制された。NACを添加することで、SNPにより誘導された細胞内ROS量は減少し、p53のリン酸化、caspase-3の活性化は抑制された。次に、グルタチオンへの関与を明らかにするために、グルタチオン合成酵素阻害剤(BSO)で前処置を行い、NACの効果を検討した。BSOを添加した群ではいずれもグルタチオン量は有意に低下した。BSOの添加によってNACの細胞保護効果、抗アポトーシス効果およびROS抑制効果は消失した。さらに、in vivoでNACのOA進行抑制効果を検討した。左膝前十字靭帯を切離したSDラットのOAモデルに対し、NACの関節内注射(5mg/回、週2回)おこない、8週後に組織学的評価を行った。NACの投与群では対象群と比べて軟骨変性は抑制され、Mankin Scaleが有意に改善し、アポトーシスも抑制された。以上から、NACがグルタチオンを介してNO誘導性のアポトーシスを抑制し、動物OAモデルで軟骨細胞のアポトーシスと関節軟骨の変性を抑制することが明らかとなった。NACはOAに対する治療薬として応用できる可能性がある。
最適化問題から派生する協力ゲームにおける提携実現の制限に関する研究

協力ゲームは複数の意思決定者の協調行動を解析、確立する上で非常に重要である。特に幾つかの協力ゲームは最適化問題から自然に派生することが知られている。その際問題の性質から提携の実現に制限が生じることが考えられる。本研究では、実際にどのような提携制限が生じるのか、またそれが協力ゲームの解にどのような影響を及ぼすのかについて考察を行った。またその研究の過程で協力ゲームに関する基礎的成果も同時に得られている。本研究は、協力ゲームにおいて理論的にも実際的にも重要で興味深い「最適化問題から生じる協力ゲーム」に対し、近年の重要な研究課題となっている提携の実現可能性を考察していくものである。まずこれまで研究を進めてきていた提携に制限のある協力ゲームについて、特に多目的協力ゲームの場合の定式化を明らかにし、その性質および重要な解概念であるコアについて考察した。次に、研究の基礎となる最適化問題について、今年度は中でも特に有用な最小コストスパニングツリー問題に注目し、ノードを構成するエージェント間でのコスト分配の種々の方法について、その性質の相違点を明らかにした。その際、コスト分配ルールがこの問題から派生する協力ゲームのシャープレイ値さらにその一般化である確率順序値などと密接に関連していることを有効に活用した。さらに、最小コストスパニングツリー問題においてはエージェント間の提携実現の可能性はエージェント間を結ぶ枝のもつコストを表すコスト行列の性質によって考察することが可能であることに着目し、エージェント間にコミュニケーション構造、階層構造、グループ構造といった構造の概念を導入した。そして、各構造が最小コストスパニングツリーの形状およびコスト分配ルールの構築にどのように反映されるかを明らかにした。なお、並行してスケジューリング問題などから派生する協力ゲームについても、研究を進めつつある。まず提携の部分的実現の可能性を表現するために、通常の協力ゲームをファジィ協力ゲームへと拡張する方法について考察を行い、ゲームの解について論じた。次に、研究の基礎となる最適化問題について、特に有用な最小コストスパニングツリー問題に注目し、エージェント間の提携実現の可能性はエージェント間を結ぶ枝のもつコストを表すコスト行列の性質によって考察することが可能であることに着目し、エージェント間にコミュニケーション構造、階層構造、グループ構造といった構造の概念を導入した。特にグループ構造をもつ問題の場合のコスト分配について詳細な解析を進め、分配プロセスの具体的実現方法についても考察した。さらに、処理を要するジョブをもつ複数のエージェントが存在するシークェンシング状況において、相互の順序を適切に入れ替えることにより達成できる節約コストの分配を扱う問題が協力ゲームとして定式化できることに着目した。この定式化において、エージェント間での提携に伴うコスト節約の可能性の緩和について統一的視点から考察し、緩和の程度が得られるゲームや解に与える影響について論じた。まず、基本的考察として協力ゲームにおけるゲームの凸性の持つ有用性とその特徴づけに関する成果をまとめ、さらに協力ゲームの解を元のゲームから加法的ゲームへの近似の視点から論じた。特にグループ構造をもつ問題の場合のコスト分配について2フェーズでの分配法と1フェーズでの従来の分配法との比較を行い、それぞれの分配法の詳細な解析を進めた。また階層構造の場合には、その構造に即した比較的単純なコスト分配が自然な結果として生じることを明らかにした。またこれらのゲームにおいて提携値を複数次元とした多目的ゲームについて論じた内容は、複数の著者からなるベクトル最適化の著書において「ベクトル最適化と協力ゲーム」と題する1つの章にまとめた。
新しいディジタル医用画像診断システムの構築に関する研究

近年の医用画像診断は,ディジタル画像系が中心となり,これまでのフィルムを中心としたアナログ系はほぼ姿を消しつつある。この状況は,診断の形態,病院システムのあり方に大きな影響を及ぼしてきている。我々は,このような新たな画像診断形態に対応した総合的な画像診断システムのあり方について,包括的な研究を行った。さらに時代に即した医用画像システムの構築を目指し,画像の収集から,処理,表示過程までを詳細に見直し,真にあるべき姿を提言した。マンモグラフィにおいて被写体の厚さごとに最適な管電圧を求めた。最適な管電圧とは、被曝線量(平均乳腺線量)を一定にして最も信号対雑音比(SNR)が高い条件とした。実際にはSNRの自乗の出力である雑音等価量子数(NEQ)とSNRの自乗の伝達特性である検出量子効率(DQE)を指標とした。その結果、被写体が厚くなるほど高い管電圧での撮影が優位となった。この結果はSPIE2011でYamadaが発表した。物理的な画像評価指数と実際の視覚による像の見え方の比較を行なった。物理的な評価法として信号対雑音比(SNR)を求めたが、種々の信号と雑音れべrにおいて、一般的な信号の振幅と雑音の標準偏差のみのSNRは視覚の結果(信号の検出率)と一致しなかった、信号と雑音の周波数特性であるMTFとWiener spectrumと視覚の特性である視覚のレスポンス関数と目と脳の間の内部雑音を含めたSNRは視覚による検出率とよく一致した。また、信号帯域で雑音の周波数特性を制御するマッチドフィルタも視覚特性とよく一致した。この結果はSPIE2011でHayashiが発表した。モニタ画像の解析については、液晶ディスプレイ(LCD)装置による表示画像の縮小画像の解像特性、雑音特性を求めた。これらの結果はSPIE2011でKimuraが発表した。また、モニタによる縮小画像の視覚評価はHoriiがSPIE2011で発表した。歯科領域におけるコーンビームCTによる動画像の画質評価と動画像としての評価を行なった。歯科特有のモード設定があり、モードにより解像特性が異なった。また、粒状性については、モードごとの評価は可能であったが、ディジタル値が相対値であることから、モード間の比較を行うことはできなかった。動画としては臨床的に用いることは可能と判断した。これらの結果はSPIE2011でItoが発表した。モニタ画像の解析については、前年度に液晶ディスプレイ(LCD)装置による表示画像の縮小画像の解像特性、雑音特性を求めた。また、モニタによる縮小画像の視覚評価についても報告した。今年度はさらに、縮小画像の理論的な解析をYamazakiが行なった。それによると、モニタでの縮小によりエリアシングエラーが生じ、それが結果に影響していることが分かった。この結果はRSNA2012でYamazakiが発表した。また、金沢大学の市川らと共同開発し、東京特殊電線で商品化したサブピクセル独立駆動(SID)による超高解像モニタ(2011年特許取得:2006年特許申請)を用いた場合、粒状性が解像度のよくなる方向のみでなくその直角方向でも良くなることを示した。この結果もYamazakiによりRSNA2011で発表した。最近のモニタ診断あるいは表示法の一つに三次元モニタ表示がある。これは視差のある2枚の画像を左右の目で見ることで脳で三次元構築を行なっている。この三次元表示の深さ方向の分解能を調べた。この結果は2012年7月にイタリアのピサで開催されるCARS(Computer Assisted Radiology and Surgery)で発表する(発表確定)。歯科領域におけるコーンビームCTによる動画像の画質評価と動画像としての評価を前年度行なった。今年度は、コーンビームCTで撮影した歯牙の画像の三次元表示をより明瞭に行うことを目的として研究した。その結果、市販のモデルでの三次元再構成関数よりも高鮮鋭の関数を用いることにより、歯牙と顎骨の分離が良くなり、明瞭な三次元画像を作成することが可能になった。この結についても2012年7月にイタリアのピサで開催されるCARS (Computer Assisted Radiology and Surgery)で発表する(発表確定)。今年度は、新しい二つのマンモグラフィ装置の開発を目指した研究を行った。一つはCdTe検出器によるフォトンカウンティング技術を用いたマンモグラフィ領域における被曝線量の低減を目的とした撮影装置の開発である。初めに、撮影に必要なX線エネルギー帯を求めるため、管電圧とフィルタの設計を行い、得られるX線のスペクトル測定を行った。次に、設定したX線スペクトルを用いて撮影した画像のコントラスト、鮮鋭度、雑音特性を測定した。また、被曝線量についても検討を行った。

得られたX線スペクトルを用いてモンテカルロシミュレーションを行い、信号対雑音比(SNR)とコントラスト対雑音比(CNR)を求め、既存のマンモグラフィのSNR、CNRと比較検討した。得られたSNRは雑音が少ないことから既存のものに比べてはるかに高い値となったが、コントラストが低いためCNRは薄い被写体では悪く、厚い被写体ではほぼ同等となった。今後、エネルギー帯ごとの重み係数を開発してコントラストの改善を試みる予定である。以上のことから、従来と同じ雑音レベルまで入力のX線量を少なくすることが可能となり、当初の目的である被曝線量の低減を達成できる見通しが立った。もう一つは、タルボ・ロー干渉計を用いた従来の吸収画像とは異なる位相微分画像や小角散乱画像を作成し、マンモグラフィに最適の撮影条件と画像処理アルゴリズムの開発を目指した。本装置は、コニカミノルタエムジー社が作成し名古屋医療センターに設置された試作機を用いて実験を行った。その結果、吸収画像、位相微分画像、小角散乱画像を理論通り得ることができた。現在、その画像生成過程がまだ十分に解明されていない小角散乱画像の画像生成過程の解明と、コントラストの生成のメカニズムを研究している。また、この撮影時の被曝線量の同定と低減を目指した研究も行っている。当初、初年度に購入予定であった特注のファントムが、技術的な問題で制作が難しいということが分かり、作成を2年目に持ち越したが、最終的に制作できないことが判明し発注を中止した。この代替え品として、米国製の乳房ファントムを購入し実験を継続した。このため、計画に若干の遅れが出たが、現在は予定通り進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画に加えて、三次元(3D)モニタの解析を行う。三次元的な奥行の解析と、両眼視することによる粒状性の向上を定量的に評価することを試みる。また、マンモグラフィにおいて干渉型移送コントラスト画像の得られる装置の画質特性の解析を行う。さらには、フォトンカウンティング技術を用いてマンモグラフィの被曝線量低減の可能性についての研究を行う。
拍動心筋細胞におけるクロライドダイナミクスの生理的意義解明

心筋における細胞内小器官を介したCl^-動態とその生理的意義を明らかにすることを目的として、細胞生理学実験及びコンピュータシミュレーションを行い、以下の研究成果を得た。1.細胞内Cl^-動態測定法を確立した。2.細胞内小器官Cl^-チャネルの候補遺伝子であるCLIC2に着目し、培養心筋細胞における発現を確認した。3.包括的心筋細胞モデルを発展させ、細胞内小器官を介したイオンやエネルギー物質の動態解析ツールを開発した。本研究では、心筋における細胞内小器官を介したCl^-動態とその生理的意義を明らかにすることを目的とする。平成21年度は、心筋細胞の興奮・収縮・エネルギー代謝・細胞容積を同時に計算できる包括的心筋細胞モデルを用いて、虚血再灌流時における細胞内Na^+,Cl^-動態と細胞容積との相関を解析した。過去に報告された利尿薬の心筋保護効果について、Cl^-流入と膨化の抑制という新たなメカニズムをモデルから導き出し、学会発表した。また、包括的心筋細胞モデルの構成要素のひとつであるNa/Kポンプについて、電気生理学実験とモデル解析からその構造・活性相関を明らかにし、論文発表、学会発表した。この知見は、より正確な包括的心筋細胞モデル構築に有用なだけではなく、他の膜タンパク構造・活性相関解析にも応用できる。さらに、単離マウス心筋細胞を用いて、蛍光色素MQAEによる細胞内Cl^-動態測定法を確立した。単離マウス心筋細胞を用いた実験過程において、同細胞が小胞体Cl^-チャネルを発現しており細胞内イオンダイナミクスに寄与する可能性が判明した。そこで、文献検索から小胞体Cl^-チャネル遺伝子の候補としてCLIC2に着目し、遺伝子単離、発現解析、蛍光タンパクRFPとの融合タンパクの作成を行った。細胞内Cl^-動態をはじめとする心筋細胞機能におけるCLIC2の寄与を調べるためには、遺伝子導入が容易な培養細胞が必要である。このために培養心房筋細胞HL-1の安定培養系を確立した。平成22年度は、前年度に確立した拍動培養心房筋細胞HL-1を用いて解析を行った。細胞内小器官Cl^-チャネルの候補遺伝子であるCLIC2に蛍光タンパクRFPを融合したプラスミドをHL-1にトランスフェクションし、細胞内局在を調べたところ、CLIC-RFPは細胞質、筋小胞体、細胞膜に広く分布していた。しかし、CLIC2遺伝子を過剰発現させたHL-1細胞を用いて細胞内Ca^<2+>、Cl^-動態の測定を行ったところ、HL-1のCa^<2+>トランジエントの大きさやCl^-濃度に大きな変化は認められなかった。また、包括的心筋細胞モデルを用いて心筋細胞の機能発現における種々因子の寄与を解析するための効率的な手法について論文発表した。さらに、細胞内小器官のイオン動態と心筋細胞機能発現との相関をより正確に解析するために、包括的心筋細胞モデルの改良を行った。すなわち、心筋細胞の興奮・収縮・エネルギー代謝・細胞容積の計算に加え、細胞内pH調節に関与する構成要素を追加した。また、これまでの酸化的リン酸化を計算する簡易ミトコンドリアモデルを、TCAサイクルやミトコンドリア膜のイオン、基質輸送担体を含めたより詳細なミトコンドリアモデルへと発展させた。これを用いて、心筋細胞の興奮-収縮連関における細胞内小器官ミトコンドリアを介した調節機構についてコンピュータシミュレーションを行い、学会発表した。
ラピス・ラズリ青色釉薬実現に向けての研究

ラピス・ラズリ原石の選別と粉砕、粉砕粉から高純度青色顔料の抽出を初年度に行った。同時に始めた粉砕粉による陶磁器素地への焼き付け試験と分析の試験結果を踏まえ、釉薬としての発色維持の可能性を22、23年度にかけて探った。その結果、高火度釉への応用は出来なかったが、低火度釉薬として安定した釉調と発色の釉薬を完成し、最終年度に陶磁器作品への展開と成果報告展として研究を締め括った。〇ラピス・ラズリから高純度青色顔料を抽出するための準備段階としての、原石の選別と粉砕ラピス・ラズリ原石(60kg)を手作業で約0.5cm^2のサイコロ状に砕き、色相、品質の厳格な選別をおこなった。色相は、濃青、貴青、黄青澄の3種に選別。それぞれの色相において、特上、上、並の4段階の品質に選別した。60kgの原石から、特上は濃青11kg、貴青12kg、黄青澄11kgを得られ、3種の上品質を統合したものが21kgになった。それぞれの原石を200番の節を通る細かさに粉砕し、焼き付けの際に褐色化を引き起こす要因となる黄鉄鉱を除去した。〇高純度青色顔料抽出高純度青色顔料抽出をおこなうにあたり、イタリア13世紀のチェンニーニ抽出法を採用した。この抽出法は、現在においても天然ウルトラマリンを得るための最も有効な方法として知られており、ヨーロッパ絵画に使用された天然ウルトラマリンのほとんどがこの方法によるものか、もしくはこれを基にしたものである。精製にあたっては、マスティック樹脂、蜜蝋、松脂を1対1対2の割合で調合し、混合樹脂と同量のラピス・ラズリ原石粉で1つ300gの団子状の捏ねものを作る。このラピス樹脂団子を約45度に温めたアルカリの灰汁(PH911)の中で揉みだす。揉みだし作業を各団子3時間おこない、灰汁に沈殿した顔料を洗浄し乾燥することで高純度青色顔料を得ることができる。この工程を4回おこなうことで、1番絞りから4番絞りの青色顔料を抽出する。濃青特上11kgの原石粉から73個のラピス樹脂団子をつくり、3時間ごとに分けた4番絞りをおこなうためには、揉みだし作業総時間数が876時間になる。現在この抽出作業を継続的におこなっており、この抽出によって得られる高純度青色顔料は、原石粉総量の約15%であり、1500g前後の天然ウルトラマリン顔料の抽出が見込まれる。ラピス・ラズリ原石粉からの高純度青色顔料抽出高純度青色顔料抽出をおこなうにあたり、イタリア13世紀のチェンニーニ抽出法を採用し、精製にかかる作業総時間数は、879時間になった。この抽出によって得られた高純度青色顔料は、7段階の粒度に分け、中目S200g・中目200g・中細S231、85g中細211.91g・細S118.54g・細178.4g・微細125.71g・シリカ425g・荒目残57g総抽出量1741.41g石粉総量の約15。9%であり、1266.41gの天然ウルトラマリン顔料となった。陶磁器釉薬としての可能性の拡大粉砕資料及び抽出資料による、ラピス・ラズリの鉱物学的評価を目的とした分析試験を茨城県工業技術センターに依頼し、熱分析試験・粉末X線解析試験・蛍光X線分析試験を行った。鉱物組成が複雑なため、分析と解析を重ねて行う予定である。釉薬としての発色維持ラピス・ラズリの粉砕末焼成試験では、高火度焼成により固有色が消失するため、低火度釉による発色試験を行った。又、中火度域から高火度域での「焼成温度・時間・雰囲気」「釉薬の媒熔剤・顔料濃度・顔料純度」の各条件における焼成試験を継続的に行っている。ラピス・ラズリによる陶磁器釉薬としての可能性の拡大粉砕・黄鉄鉱除去による青色顔料及びチェンニーニ抽出法による高純度青色顔料の分析試験による鉱物学的評価を昨年度に引き続き行った。その熱解析では、500°C前後と1100°C以後に著しい変化が見られ1150°C以後では、青色の喪失が顕著に起こり、1200°C以降は透明釉となった。硫黄との結合による青色の発色を高火度焼成において維持するため、硫黄に代わる物質の検討を行ってきたが、その特定に至っていない。釉薬としての発色維持低火度釉(800°C前後)の陶磁器素地への定着を安定的に行うための、フリットと釉薬の調整及び焼成実験を行った。焼成時の窯内雰囲気による発色変化の初期試験を行ったが、還元焔雰囲気、酸化焔雰囲気共に大きな変化は見られなかった為、酸化焔雰囲気での試験焼成を継続的に行っている。

ラピス・ラズリによる青色の発色と透明感のある良好な釉薬を求めて、より低火度の釉薬を得るため無鉛硼酸バリウム釉のフリット調整とラピス・ラズリ調合による発色試験を進行中である。陶磁器作品展開ための素地選定ラピス。ラズリ釉の青色発色に最適な素地の調整は初年度より、高火度素地の試験と選定を行ってきた。23年度は、低火度釉に対応した素地の調整のため、白色度の高い陶石素地にドロマイトを添加し、添加量と焼成温度の変化による素地の焼成試験を行った。最終年度の課題は、ラピス・ラズリによる陶磁器用釉薬の完成と陶磁器作品への展開による研究発表展の開催とまとめである。昨年度上半期の研究において、市販されている硼酸釉系の3種の低火度フリットを基礎釉に用いた低火度無鉛ラピス・ラズリ釉を釉焼した磁器に焼き付ける試験を行った。その結果を踏まえラピス釉の発色と釉調について検討し、ラピス・ラズリの特色である青色の良好な発色を得るため、更に低火度で溶融するフリットの研究と調整を行った。又、同時に素地として釉焼の磁器と締焼した白雲磁器素地を試験体として用い、発色と釉調の違いを検証した。低火度釉には、無鉛硼酸バリウム釉(炭酸カリ8.45%・焼硼砂18.45%・鼠石灰石6.12%・炭酸バリウム18.10%・NZカオリン15.79%・福島珪石33.08%)と無鉛硼酸釉を2種、MBー1系(焼硼砂50.06%・焼タルク14.98%・鼠石灰12.45%・NZカオリン2.57%・福島珪石19.93%)、MBー2系(滝硼砂46,48%・焼タルク13.91%・鼠石灰11.56%・NZカオリン9.54%福島珪石1851%)の3種を1200°Cで溶融、急冷粉砕、細磨して使用した。これら3種のうち、ラピス・ラズリの青色発色の最も良好であった、MB-2系のフリットを使って、比較的発色の良い脱鉄ラピス・ラズリ粉末3種とチェンニーニ精製法による粉末3種を用い、それぞれの調合比を変えて行った。その結果、フリットとラピス・ラズリ粉の比、2対8の割合で混合した釉が、無艶釉として発色定着共に安定していた。又、調合比4対6の釉は、艶釉として比較的安定した発色を示した。ただし、艶釉は釉の熱さによって釉調に大きな違いがあり、釉掛け技術が必要である。2013年3月25日より28日までの間、4年間の研究成果とラピス釉を施した陶磁器作品による研究報告展を芸大構内で行った。当初、高火度、中火度域のラピス・ラズリ釉を目指して、分析および焼成試験を行ってきたが、青色の発色の美的効果を優先し、安定した釉薬を得るため、低火度釉による調整に、方向性を変更した。24年度が最終年度であるため、記入しない。23年度の低火度フリット釉、低火度用素地、高火度素地の試験データを元に、ラピス・ラズリ青色釉による陶芸作品の制作を行い、本年度末の研究発表と作品展示を合わせた研究成果発表展を行う予定である。又、中火度域から高火度域における焼成試験を継続的に行い、ラピス・ラズリ釉薬・焼成法ならびに、焼成法による瑠璃顔料精製法の基礎データの確立をはかる。
戦略的委託の可能性を考慮に入れた公共財供給メカニズムの設計

本研究では、複数地域に便益が及ぶ公共財の供給水準と地域間の費用分担が、各地域の代表者の合議によって決定される状況を考察する。この状況では、各地域の代表者選出の過程で、戦略的委託の問題が発生し、合議により実現する資源配分はパレート非効率となることが知られている。本研究では、まず、先行研究で指摘された戦略的委託問題が資源配分の効率性に与える影響を厳密に測定し直した上で、中央政府が「補助金制度」と「交渉決裂後の代表者再選挙制度」を併用することで、戦略的委託問題を解消することができることを明らかにした。平成27年度は、研究計画の初年度であるため、研究遂行に必要な文献確認を行うとともに、当初の計画に沿って、複数の地域に便益をもたらすような公共事業の遂行と当該地域間の交渉や協調行動が果たす役割についてモデルを構築し分析した。1.現実の公共事業の特性を考慮に入れて2つのモデルを構築した。一方は、公共事業の規模(水準)の増加に対して、どの地域も異議を持たないモデルで、他方は、公共事業の規模(水準)の増加に対して、異議を持つ地域と異議を持たない地域が併存しうるモデルである。両モデルでは、プロジェクト費用を各地域が自発的に拠出する「単位別自発的貢献ゲーム」を基礎とし、いかなる水準でプロジェクトが遂行されるかについて、分析を行った。主要な結果は、前者のモデルでは、強ナッシュ均衡やコアリション・プルーフ・ナッシュ均衡といった地域間の協調行動を考慮に入れた均衡において、パレート効率水準で公共事業が実行されるが、後者のモデルでは、これらの均衡では、パレート効率水準を上回る過剰な水準で遂行されうることである。この結果は、地域間の協調行動により、経済厚生上望ましい水準で公共事業が実現するか否かは、その性格に依存することを意味する。これらの成果は、論文Undertaking nonharmful or harmful public projects through unit-by-unit contribution: Coordination and Pareto efficiencyにまとめられている。2. 2つの地域が存在し、一方の地域が他方の地域に便益を及ぼす公共事業を行う状況において、両地域の間の交渉が果す役割を分析するためのモデルを構築した。分析は、平成28年度に継続する。ある地域が、その地域のみならず、他地域にも便益を波及させる公共プロジェクトを行う状況において、関連地域間の交渉が、公共プロジェクトの遂行に与える影響について分析した。本分析の応用例として、河川の上流地域が下流地域に汚染被害を与える状況において、上流域が汚染削減の投資を行うことなどが考えられる。各地域は、交渉前に代理人を任命し、交渉は、この代理人を通して行われる。本モデルを基礎として次の成果を得た。当初の予定通り、本年度は、戦略的委託が公共プロジェクトの実施水準に対して与える非効率性を解消する補助金政策について検証することができた。本件については、平成29年度も研究を継続する。初歩的な結果ではあるものの英文査読雑誌であるApplied EconomicsLetters誌に論文が受理もされている。平成29年度は、二地域による公共財供給が地域間交渉を通して実現する状況において、中央政府の公共財供給への補助金制度が、地域の代表者選出に与える影響について分析した。この交渉は、各地域の代表者(議員など)によって行われ、代表者は、地域の住民から投票により選出される。既存研究では、代表者選出の過程で発生する戦略的誘因により、交渉の帰結はパレート非効率になることが知られているが、地域間交渉に先んじて、中央政府が、補助金政策の実施をコミットすることで、非効率な資源配分を解消することができるか、が検証課題となる。本研究の主要な成果は、中央政府が、各地域が公共財から享受する便益の情報を持ち、それを補助金政策の設計に利用したとしても、代表者選出の投票で発生する戦略的誘因は除去できず、その結果、パレート効率な公共財供給は実現するとは限らないことである。また、中央政府が、補助金政策を実施することに加えて、交渉決裂後に、各地域に代表者の再選出を促すことを併せて行えば、公共財の効率供給を実現することが可能であることも、明らかとなった。現実のスピルオーバーを伴う公共事業の実施について、地域間費用分担は、中央政府の補助金政策を通して間接的に行われるものと、地方政府の間で交渉し直接的に行われるものの、二種類の方法が考えられうる。本研究の成果により、効率的な資源配分の実現のためには、補助金政策による介入のみならず、上記の再選挙制度を伴う費用分担交渉メカニズムを設計し併用するなど、中央政府による、これまで以上に強い介入が必要であることが示唆される。本年度の成果を海外や国内の学会で報告することで、様々な研究者からフィードバックを得る予定である。これにより、より質の高い成果を得ることが見込まれる。当初の予定通り、戦略的委託による非効率的な公共財供給を是正するための制度設計について考察する。