hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肥満環境における喘息病態増悪化メカニズムの解明から治療法開発の基盤構築

また、興味深いことにILー5によって誘導される好酸球だけでなく好中球の数も著しく増加していることが示された。2.Tpath2/ILC2の形成・機能に必須の脂肪酸もしくは脂質代謝物の同定:前年度までの研究実績によりACC1欠損マウスではTpath2細胞およびILC2細胞の形成能が著しく低下していることを見出している。これまでに当研究室で確立した脂肪酸添加培養システムを用いてどの脂肪酸代謝物がTpath2細胞・ILC2細胞形成に不可欠であるか明らかにする目的で検討を行ったところ脂肪酸Xの添加により、ACC1欠損Tpath2細胞・ILC2細胞の形成が回復することが示された。研究実績1から、肥満誘導性かつILー33依存的喘息病態におけるTpath2細胞の重要性が示された。実績2では数ある脂肪酸種の中でも脂肪酸XがTpath2細胞およびILC2誘導において必須であることを見出している。実績の内容以外においても、ACC1 KOマウスではILー33誘導性の皮膚炎病態が改善されるという予備的実験データを得ている。これらの一連の研究成果から、肥満による細胞外の脂肪酸環境はTpath2細胞誘導に、ACC1を介した細胞内の細胞内代謝はTpath2/ILC2両方の誘導・機能に必須であることを明らかにすることができ、予定通りの進展状況であると考える。現在、学会発表や国際雑誌に論文投稿する準備も整っている。本研究は、最近我々が同定した病原性Th2(Tpath2)細胞および二型自然リンパ球(ILC2)に焦点をあて、肥満誘導性喘息の発症・慢性化メカニズムを正確に理解すること、およびその予防法・新規診断ツール・治療法の足がかりを構築することを目的とする。平成30年度の一連の研究で、以下に示す新知見を見出した。1.アレルギー性皮膚炎におけるACC1の作用:これまでの研究実績により、肥満病態においてACC1が上昇し、Tpath2細胞やTh17細胞が誘導されることで好酸球-好中球混合型の喘息が引き起こされることが明らかとなっている。これらの結果をもとにアレルギー性皮膚炎におけるACC1の作用についても検討を行なった。ACC1-ERT2マウスを用いて、MC903(ビタミンD誘導体)によるアレルギー性皮膚炎について解析したところ、ACC1欠損群では有意に皮膚炎病態が抑制された。2. Tpath2/ILC2の形成・機能に必須の脂質代謝産物の同定これまでの成果により、ACC1および脂肪酸XがTpath2/ILC2の形成・機能に必須であることが示された。ACC1欠損Tpath2細胞を用いてリピドミクス解析を行なったところ、ACC1欠損Tpath2細胞では、脂肪酸Xを含むトリグセロール、ホスファチジルコリン、およびホスファチジルエタノールアミンの低下が認められた。一方これらのリゾ体については大きな変化は認められなかった。現在、脂肪酸Xを含む脂質のどの種類がTpath2細胞の特徴を決める脂質であるか進めている。
異常タンパク質分解系を亢進する食品成分の同定とその作用機序の解明

細胞内異常タンパク質の主要な分解機構であるオートファジーの破綻と広範囲の疾病との関与が示唆されているが、本機構に着目した食品機能性研究はほとんど例が無い。そこで本研究では、オートファジーの活性化を作用標的とした機能性食品成分の探索及びその作用機構の解明を目的とした。平成27年度の大半はカリフォルニア大学サンディエゴ校(米国)に渡航しており、Albert La Spada教授の研究室においてmTORC1 (mammalian target of rapamycin complex 1)制御シグナルに関する基礎的な研究を行った。mTORC1はアミノ酸飢餓条件におけるオートファジー活性化機構において中心的な役割を担うことが知られているが、本分子がアミノ酸をセンシングする分子機構に関しては、現在のところ統一的な見解が得られていない。近年、La Spada教授らはmTORC1の上流を制御するシグナル分子としてMAP4K3を同定した。そこで、MAP4K3-mTORC1シグナルと、細胞内エネルギーセンサーとして知られるAMPKとの関与を想定し、本仮説の妥当性を検証した。まず、免疫沈降法により、HEK293T細胞におけるMAP4K3とAMPKとの相互作用を見出した。また、MAP4K3ノックアウト細胞において、AMPKが活性化する一方でmTORC1が不活性化していることが明らかとなった。興味深いことに、CRISPR/Cas9システムによりMAP4K3及びAMPK alpha 1/2 subunitをトリプルノックアウトした細胞が、野生型HEK293A細胞と同程度のmTORC1活性を示した。以上の結果から、AMPKはMAP4K3の下流でmTORC1活性を制御する可能性が強く示唆された。新たに同定した本シグナル伝達経路は、オートファジーを亢進する機能性食品成分の新たな作用標的となりうる。27年度が最終年度であるため、記入しない。細胞内異常タンパク質の主要な分解機構であるオートファジーの破綻と広範囲の疾病(がん、神経変性疾患など)との因果関係が示唆されているが、本機構に着目した食品機能性研究はほとんど例が無い。オートファジー分解基質であるp62の細胞内蓄積を指標として活性成分の探索を行った結果、ケルセチンを含む数種の食品成分を投与したJ774.1(マウスマクロファージ様細胞)において顕著なp62タンパク質の増加を認めた。また、これらの活性成分はmRNAレベルにおいてもp62を誘導した。p62は異常タンパク質選択的オートファジーに関与することから、これらの食品成分は本機構を活性化させる可能性がある。興味深いことに、ケルセチンは炎症性サイトカインの一種であるIL・1βの前駆体タンパク質を減少させた。現在、本抗炎症活性とp62誘導作用との関与について検証中である。また、p62誘導機構に関与が予想されるTFEBやATF4などの転写因子は、オートファジー関連遺伝子群の発現を幅広く制御することが報告されている。今後、既存のマーカー分子に加え、これらの転写因子の活悸調節も視野に入れながら活性成分の探索を行う予定である。オートファジー活性と炎症応答との関係を理解するために、アミノ酸飢餓によりオートファジーを誘導したJ774.1における炎症関連遺伝子の発現を、質量分析装置を用いて網羅的に定量解析した(SWATH)。その結果、飢餓条件では、cyclooxygenase-2のタンパク質発現が著しく低下した。種々の検討を重ねた結果、本現象は、オートファジーの活性化ではなく、タンパク質翻訳機構の不活性化に起因する可能性が示唆された。現在、mTORC1及びGCN2に着目し、より詳細な分子機構について解析中である。細胞内異常タンパク質の主要な分解機構であるオートファジーの破綻と広範囲の疾病との因果関係が示唆されているが、本機構に着目した食品機能性研究はほとんど例が無い。前年度、J774.1マウスマクロファージ様細胞において、オートファジーのアダプタータンパク質であるp62の遺伝子発現を誘導するポリフェノール類を見出した。そこで本年度において、作用機序の解析に取り組んだところ、転写因子Nrf2およびATF4の関与が強く示唆された。また、これらの転写因子の活性化機構に小胞体ストレス応答が関与する可能性を見出した。一方で、オートファジーにおいて最終分解過程を担うリソソームに新たに着目し、その活性を亢進するポリフェノール類をスクリーニングした結果、メチル化ケルセチン構造を有するフラボノール類に高い活性が認められた。さらに、本活性発現機構には転写因子TFEBが重要であることが明らかとなった。現在、これらのポリフェノール類が実際にオートファジー分解を促進するか否かを検証中である。オートファジー活性化条件として知られているアミノ酸飢餓条件において、J774.1におけるcyclooxygenase-2タンパク質の翻訳が顕著に抑制されることを見出し、本翻訳制御機構にGCN2-eIF2 alphaシグナルが関与する可能性を明らかとした。また、菌体由来リポ多糖により刺激されたJ774.1において転写因子TFEBの遺伝子発現が著しく低下することを見出した。これに伴い、リソソーム・オートファジー関連遺伝子の発現も低下することが明らかとなっており、現在、詳細な作用機序について解析を行っている。これらの知見は生体の炎症応答とタンパク質恒常性維持機構との関連性を議論する上で重要な知見と考えられる。

細胞内異常タンパク質の主要な分解機構であるオートファジーの破綻と広範囲の疾病との関与が示唆されているが、本機構に着目した食品機能性研究はほとんど例が無い。そこで本研究では、オートファジーの活性化を作用標的とした機能性食品成分の探索及びその作用機構の解明を目的とした。平成27年度の大半はカリフォルニア大学サンディエゴ校(米国)に渡航しており、Albert La Spada教授の研究室においてmTORC1 (mammalian target of rapamycin complex 1)制御シグナルに関する基礎的な研究を行った。mTORC1はアミノ酸飢餓条件におけるオートファジー活性化機構において中心的な役割を担うことが知られているが、本分子がアミノ酸をセンシングする分子機構に関しては、現在のところ統一的な見解が得られていない。近年、La Spada教授らはmTORC1の上流を制御するシグナル分子としてMAP4K3を同定した。そこで、MAP4K3-mTORC1シグナルと、細胞内エネルギーセンサーとして知られるAMPKとの関与を想定し、本仮説の妥当性を検証した。まず、免疫沈降法により、HEK293T細胞におけるMAP4K3とAMPKとの相互作用を見出した。また、MAP4K3ノックアウト細胞において、AMPKが活性化する一方でmTORC1が不活性化していることが明らかとなった。興味深いことに、CRISPR/Cas9システムによりMAP4K3及びAMPK alpha 1/2 subunitをトリプルノックアウトした細胞が、野生型HEK293A細胞と同程度のmTORC1活性を示した。以上の結果から、AMPKはMAP4K3の下流でmTORC1活性を制御する可能性が強く示唆された。新たに同定した本シグナル伝達経路は、オートファジーを亢進する機能性食品成分の新たな作用標的となりうる。当初の計画ではp62やLC3など一般的なオートファジーマーカー分子のみを用いたスクリーニング試験を行う予定であったが、最終的な分解過程を担う細胞小器官であるリソソームに新たに着眼し、そのタンパク質分解活性を指標としたスクリーニング系を構築することで、異なる視点から活性成分の探索を行った点は高く評価できる。事実、スクリーニングに用いた評価系によって異なる活性成分が同定された点は興味深い。二年目に計画していた活性成分の作用機構解析に関して、興味深いことに、ポリフェノール類が細胞に対して小胞体ストレスを誘導することで転写因子ATF4を活性化し、オートファジー関連遺伝子の発現を誘導する可能性を見出した。また、最近、オートファジー活性との関連が報告された転写因子TFEBに着目し、その活性を亢進する食品成分を同定できた。このように、研究計画当初には全く想定していなかった興味深い知見を得るに至っていることから、本研究は当初の計画以上に進展していると評価できる。27年度が最終年度であるため、記入しない。
量子力学系のBhattacharyya不等式および同等性検定

量子力学系の統計的推測においては,データに基づく古典的統計処理に加えて,データを得るための測定を物理的に実現可能な範囲で最適化することが要求される.前年度は推定問題において誤差分散のBhattacharyya不等式を提案し,その下限を達成する量子ガウス状態の一様最小分散不偏推定量(UMVUE)を導出したが,今年度はそれを検定論に応用した.量子ガウス状態の複素振幅θが実軸に制限されているモデルにおいて,仮説H :θ=0 vsK :θ≠0を検定する問題を考えた.系のスクイジングパラメータηが既知の場合,以下の3種類の測定に基づく検定を比較した;(1)ホモダイン測定,(2)個数測定,(3)θのUMVUE(スクイズド個数測定),(3)の測定についての研究はあまりないが,本研究では確率分布の形が負の二項分布になることをまず明らかにし,検出力の数値計算を行った.θが原点に近い場合,検出力は(1)<(2)<(3)となり,原点から遠い場合,(2)<(1)<(3)となることを確めた.ηが未知の純虚数の場合,(4)ホモダイン測定に基づく古典的な両側Student検定,(5)η不変な二階線形微分作用素をオブザーバブルとする測定に基づく検定を比較した.これらの測定を行うためには独立標本数nが2以上であることが必要である.(4)の分布の形は任意のnに対して知られているが,(5)についてはn=2の場合しか分かっていないので,n=2の場合のみを比較した.その結果,θが0に近い場合には検出力が(4)<(5)となることを確かめた.これらの結果を統計関連学会連合大会,および日本数学会で発表した.近年、量子力学的性質を用いて従来型の情報・計算システムの限界を乗り越えることを目指す量子情報・量子計算が注目されている。それらの理論に基づいて種々の新しい通信・暗号・計算等のプロトコルが提案されており、その物理的実装に向けた研究も盛んである。これらの実装は量子力学系で行われ、系の状態の生成・操作・伝送・測定には非常な精度が必要である。例えば、量子情報・量子計算で重要な役割を担うエンタングル状態は特に正確な生成が困難であり、外界からの擾乱に弱く、操作も困難である。また経済的コストも大きい。従って、プロトコルを忠実かつ正確に実現して十分な工学的・技術的成果を得るためには、系の状態やハミルトニアンをなるべく少ないサンプルに基づいて正確に把握することが不可欠である。統計的推測理論は、このような問題を扱うのに適切な分析の方法論を与えている。しかし、従来の統計理論は古典的な確率分布のみを研究対象としてきたため、非古典的現象の現れる量子系を扱うには不十分であった。従って、量子力学の枠組みでの統計理論の確立は重要な急務である。本研究は、古典統計で重要な役割を果たす、推定誤差のBhattacharyya不等式と、スチューデント・ホテリング型の不変検定を開発することを目的とする。本年度は特にBhattacharyya不等式の研究を進めた。Bhattacharyya不等式は、一階微分を用いるCramer-Rao不等式の高階微分拡張であり、古典ではよく知られている。特に、ガウス分布の平均の関数の推定問題においては、エルミート多項式に基づく一様に最適な推定(UMVUE)が小標本で達成する下限を与える。量子で知られている推定誤差不等式は一階微分を用いたCramer-Rao型のものが殆どであり、高階微分の研究は純粋状態の対称型対数微分に基づく定義と大標本への応用が二、三あるのみであった。本研究代表者は、より広い標本クラスである混合状態を取り上げ、対象型、右型、左型の対数微分に基づいたBhattacharyya不等式を初めて提案し、量子ガウス状態モデルの複素振幅の多項式の小標本による推定問題に応用した。その結果、未知母数が実軸に制限されていれば系のスクイジングによって2次多項式に対するUMVUEが構成できることを見出し、その推定誤差が対象型の下限を達成することを示した。また、3次多項式のUMVUEは存在しないことも見出した。母数空間が複素平面全体である場合、多項式が複素関数として正則ならば右型下限、反正則ならば左型下限、実数値ならば左右両方の下限を達成する推定量を構成した。これにより、古典ガウスのエルミート多項式によるUMVUEの理論が複素数の性質を通して量子力学系に拡張されたと言える。量子力学系の統計的推測においては,データに基づく古典的統計処理に加えて,データを得るための測定を物理的に実現可能な範囲で最適化することが要求される.前年度は推定問題において誤差分散のBhattacharyya不等式を提案し,その下限を達成する量子ガウス状態の一様最小分散不偏推定量(UMVUE)を導出したが,今年度はそれを検定論に応用した.量子ガウス状態の複素振幅θが実軸に制限されているモデルにおいて,仮説H :θ=0 vsK :θ≠0を検定する問題を考えた.系のスクイジングパラメータηが既知の場合,以下の3種類の測定に基づく検定を比較した;

(1)ホモダイン測定,(2)個数測定,(3)θのUMVUE(スクイズド個数測定),(3)の測定についての研究はあまりないが,本研究では確率分布の形が負の二項分布になることをまず明らかにし,検出力の数値計算を行った.θが原点に近い場合,検出力は(1)<(2)<(3)となり,原点から遠い場合,(2)<(1)<(3)となることを確めた.ηが未知の純虚数の場合,(4)ホモダイン測定に基づく古典的な両側Student検定,(5)η不変な二階線形微分作用素をオブザーバブルとする測定に基づく検定を比較した.これらの測定を行うためには独立標本数nが2以上であることが必要である.(4)の分布の形は任意のnに対して知られているが,(5)についてはn=2の場合しか分かっていないので,n=2の場合のみを比較した.その結果,θが0に近い場合には検出力が(4)<(5)となることを確かめた.これらの結果を統計関連学会連合大会,および日本数学会で発表した.
寡占市場における企業の戦略的行動を考慮した環境政策に関する理論分析

本年度は「規制当局・企業間での戦略的コミュニケーションが環境政策手段の選択に与える影響に関する研究」に新たに取り組んだ。通常、規制対象企業の生産技術や汚染削減技術に関する情報は規制当局には観察できない当該企業の私的情報であり、規制当局は企業のもつ技術に関してある程度の不確実性を抱えたまま政策決定を行わざるを得ない。こうした情報の非対称性が存在する状況下での最適な環境政策の問題についてはこれまでにも多くの研究が行われ、特に「“排出税"と“排出権取引(または直接規制)"ではどちらがより高い効率性を達成できるか」という点に大きな関心が寄せられてきた。本研究では、この「情報の非対称性下での政策手段の比較」という研究の文脈において、規制当局と規制対象企業との間での戦略的なコミュニケーションの可能性を考慮した分析を行った。規制当局が事前に詳細な政策メカニズムにコミットすることができない場合、規制当局と企業との間でのコミュニケーションは「チープトーク・ゲーム」の構造をもつ。本研究では、規制当局が排出税を用いる場合には正確な情報伝達が行われない一方、排出権取引(または直接規制)を用いる場合には正確な情報伝達が行われ、規制当局がより正確な政策決定を行える可能性があることを明らかにした。本研究の結果は、規制当局・企業間でのコミュニケーションの可能性がある場合には、既存研究の結果に比べて排出権取引(または直接規制)がより望ましい政策手段になる可能性があることを示唆している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1国際寡占競争下における排出税政策のシグナル効果に関する研究本研究では、自国企業と外国企業との間で互いの生産性に関して情報の非対称性が存在する状況に焦点を当て、各国政府が設定する均衡排出税率の特徴について分析を行った。上記のような情報環境の下では、各国政府が設定する排出税率には当該国企業の生産性に関する情報が織り込まれているため、各国企業は相手国の排出税率を観察することで相手国企業の生産性に関する信念の改訂を行うことになる。本研究では、排出税率がこのような“シグナル"としての機能をもつとき、各国政府は自国の排出税率を上方に歪めるインセンティブをもち、またその結果、先行研究で分析されている企業間で情報の非対称性がない状況に比べ、各国の社会厚生が改善する可能性があることを明らかにした。2エコラベリング制度の導入効果に関する研究エコラベリング制度に関する先行研究のサーベイを行った。特に、エコラベリング制度について理論的な分析を行っている文献の内容を確認し、そこで使用されているモデルの構造や分析の焦点について検討を行った。またこの作業と並行して、日本のエコマーク制度や国際的な森林認証制度であるFSC(Forest Stewardship Council)認証制度など、エコラベリング制度の複数の実例についても調査を行い、実際の制度の運用のされ方についての情報収集を行った。これらのサーベイ・情報収集により、エコラベリング制度の分析に適した経済モデルの種類や実際の制度運営の中で問題となっている点などについて把握することができた。現在、この内容を土台として、具体的な経済モデルの構築とその分析を行っている。「国際寡占競争下における排出税政策のシグナル効果に関する研究」については、【研究実績の概要】で述べた通り、新規性のある具体的な結果を得ることができた。内容についてはすでに、論文“The Signaling Effect of Emission Taxes under International Duopoly"としてまとめ、複数の研究会ならびに国内の学会にて報告を行っており、現在は査読付き国際学術誌に投稿中である。一方、「エコラベリング制度の導入効果に関する研究」については、複数の経済モデルによる分析を試みているものの、残念ながら現段階では意義のある結果を得ることができていない。先行研究や実際のエコラベリング制度に関する情報収集の成果を踏まえ、今後、分析方法の修正を行うことが必要な状況である。昨年度から取り組んでいた「国際寡占競争下における排出税政策のシグナル効果に関する研究」が大きく進展した。本研究は、自国企業と外国企業との間で互いの生産性に関して情報の非対称性が存在する状況に焦点を当て、各国政府が設定する均衡排出税率の特徴について分析を行ったものである。昨年度の段階で主要な分析は終え、その内容は論文“The Signaling Effect of Emission Taxes under International Duopoly"としてひとまずまとめ終わっていたが、本年度は追加の分析を行うとともに、近年の東アジア・東南アジア諸国をとりまく状況と分析結果との関連性についての議論を盛り込むなど、論文の内容を大きく改訂した。その結果、上記論文は環境経済学分野で定評のある国際学術誌Environmental and Resource Economicsへの掲載が許可された。上記の研究と並行して、「電力自由化がクリーン電力の普及に与える影響に関する研究」に新たに取り組んだ。一般消費者が太陽光発電などに代表される環境負荷の小さなクリーン電力に対してより高い支払意思額をもつような状況を想定し、電力自由化による電力市場への新規参入がクリーン電力の市場シェアに与える影響について理論的な分析を行った。ひとまず単純化した設定の下で分析を行った結果、電力自由化によってクリーン電力の市場シェアが拡大する可能性があることがわかっているが、今後はより複雑な設定の下で分析を行い、結果の頑健性などについて更なる検討を進めていく予定である。上記のように「国際寡占競争下における排出税政策のシグナル効果に関する研究」については国際学術誌への論文の公刊が決定し、一定程度の成果をあげることができたものと考えている。その一方で、それ以外の研究プロジェクトについてはまだ分析作業の途上にあり、論文など外部に発表できるような具体的なかたちにはできていない。

すでにいくつかの分析結果は得られてはいるのものの、理論モデルにおける仮定の置き方によっては結果が変わってくる可能性もあり、理論モデルにおける仮定の選択や結果の頑健性などについて更なる検討を行う必要があると思われる。また、既存研究で得られている結果との関連性についてもまだ十分な調査・検討ができていない状況である。本年度は「規制当局・企業間での戦略的コミュニケーションが環境政策手段の選択に与える影響に関する研究」に新たに取り組んだ。通常、規制対象企業の生産技術や汚染削減技術に関する情報は規制当局には観察できない当該企業の私的情報であり、規制当局は企業のもつ技術に関してある程度の不確実性を抱えたまま政策決定を行わざるを得ない。こうした情報の非対称性が存在する状況下での最適な環境政策の問題についてはこれまでにも多くの研究が行われ、特に「“排出税"と“排出権取引(または直接規制)"ではどちらがより高い効率性を達成できるか」という点に大きな関心が寄せられてきた。本研究では、この「情報の非対称性下での政策手段の比較」という研究の文脈において、規制当局と規制対象企業との間での戦略的なコミュニケーションの可能性を考慮した分析を行った。規制当局が事前に詳細な政策メカニズムにコミットすることができない場合、規制当局と企業との間でのコミュニケーションは「チープトーク・ゲーム」の構造をもつ。本研究では、規制当局が排出税を用いる場合には正確な情報伝達が行われない一方、排出権取引(または直接規制)を用いる場合には正確な情報伝達が行われ、規制当局がより正確な政策決定を行える可能性があることを明らかにした。本研究の結果は、規制当局・企業間でのコミュニケーションの可能性がある場合には、既存研究の結果に比べて排出権取引(または直接規制)がより望ましい政策手段になる可能性があることを示唆している。「国際寡占競争下における排出税政策のシグナル効果に関する研究」については、投稿先から査読結果の連絡があり次第、その内容をもとに改訂作業を行い、再投稿あるいは別の学術誌への投稿作業を行う。一方、「エコラベリング制度の導入効果に関する研究」については、今後、経済モデルの構築とその分析方法の再検討を行っていく予定である。特に、エコラベリング制度の理論分析では、企業間の競争構造や企業・消費者間の情報構造に関して様々なモデル化の方法が考えられるため、その中から適切な経済モデルを選択することが重要となる。現段階では、産業組織論でも用いられている「垂直的製品差別化モデル」が特に有用であると考えており、同モデルをベースにした経済モデルの構築を検討している。現在行っている分析をさらに進めるとともに、異なる設定の理論モデルやより複雑な設定を組み込んだ拡張モデルを用いた分析にも取り組み、これまでに得られた結果の頑健性について確認することが必要であると思われる。
模擬義足を用いた新しい歩行練習に関する基礎的研究

片麻痺者の歩行能力獲得に向けたリハビリテーションでは、非麻痺側の下肢に模擬大腿義足を装着して歩行する練習方法が近年提案され、有効であると報告されている。しかしながら、模擬大腿義足を用いた際に生じる身体への影響は十分検討されていない。そこで、本研究の目的は、模擬大腿義足歩行と通常歩行の比較を運動学的に行い、模擬大腿義足が非装着側下肢に及ぼす影響を明らかにする事とする。測定項目は、通常歩行および模擬大腿義足を装着した際の歩行時の関節角度変化(下肢の関節)と筋電位量(下肢の筋)、歩行速度、左右の下肢荷重比率とする。それぞれの項目で違いを明確にし、模擬大腿義足の身体へ与える影響を検討する。
小学生の屋外遊戯集団に関する研究

本研究の目的は小学校高学年の生活時間・行動調査による屋外遊技集団の現状把握と屋外遊技集団の事例調査により、屋外遊技集団活性化のための基礎資料作成と契機を探ろうとするものである。まず、生活時間・行動及び活動相手調査を6月下旬7月初旬と10月末11月初旬に行い、小学生が1日の生活の中で、誰とどの様な活動をどの程度行っているか明らかにし、屋外遊技集団の活動が小学生の日常生活においてどの様な位置づけにあるのかを探った。全体の遊び時間は夏と秋とでそれ程変化ないが、屋外遊技活動時間は日の入り時間とパラレルな関係にあり、全遊び時間のそれぞれ13%と21%であり、日の入り時間の早い時期においては屋外遊技集団が形成されにくい状況にある。しかし、夏の調査において明らかであるが、仲間集団による屋外遊戯活動時間の量と一日の同年齢、異年齢による集団活動時間の量は相関関係にあり、仲間集団による活動が重要と言われる小学校高学年にとって屋外遊技集団が仲間集団活動量を左右する重要な活動となっている。小学生の屋外遊技集団の規模は、アンケートの回答では約半数が5人以上、40%が3人4人であるが、実際には約半数が3人4人、2人が35%と少人数である。屋外遊技集団の事例調査は6月7月、9月11月に比較的恒常的に活動を行っている20の屋外遊技集団にたいして実施した。それぞれ集団の外部構造、内部の役割構造、1週間の遊技活動調査及び仲間集団に関するインタビューを行い、比較検討を行った。その結果、比較的恒常的に且つ長時間活動を持続している屋外遊技集団は、構造的には異年齢集団であること、ある程度の役割が構造化されリーダーシップを発揮するものがいること、遊ぶ種類が豊富であること、集団構成員の住居近くに遊び場及び集合場所を持っていることが明らかとなった。平成9年度10月に米沢市内の小学校2校と土浦市とつくば市の小学校各1校、計4校において、屋外遊技環境を変数に生活時間調査と遊技集団構造の調査を実施した。対象学年は2年・4年・6年の3学年である。生活時間調査では次のような傾向が見られた。睡眠、身支度、食事等の生活必需時間や学校・塾等の時間を除く、自由時間量においては環境による差は殆ど見られないが、高学年になるほど自由時間が少なくなる傾向にあった。自由時間の過ごし方においては高学年になるほど、個人で過ごす時間が増えていた。自由時間を遊技集団を形成して過ごす時間量は低学年ほど多く、遊技集団の中で過ごすものとそうでないものが高学年になるほど明確に分かれる傾向にあった。屋外遊技集団の形成状況を見ると、女子よりも男子の方が圧倒的に多く、また、低学年ほど多いことが明らかになった。環境によっての差はそれほど見られなかったが、放課後、家に帰る前に校庭で遊ぶことが許可されている学校においては、休みの日でも学校で遊技集団を形成する割合が高く、遊技集団の外部構造においても異年齢で、集団の規模も大きいことが、高学年において顕著にみられた。また、低学年では公園や学校の近くに住む子ども達がそうでない子ども達より規模の大きい屋外集団遊技を形成していることが明らかになった。つまり、低学年においては家の近くに遊び場があるかどうか、高学年においては学校を帰宅前に開放しているかどうかが屋外遊技集団形成の環境要因として重要であることが明らかになった。集団の内部構造や人間関係との関係については現在調査中である。

本研究の目的は小学校高学年の生活時間・行動調査による屋外遊技集団の現状把握と屋外遊技集団の事例調査により、屋外遊技集団活性化のための基礎資料作成と契機を探ろうとするものである。まず、生活時間・行動及び活動相手調査を6月下旬7月初旬と10月末11月初旬に行い、小学生が1日の生活の中で、誰とどの様な活動をどの程度行っているか明らかにし、屋外遊技集団の活動が小学生の日常生活においてどの様な位置づけにあるのかを探った。全体の遊び時間は夏と秋とでそれ程変化ないが、屋外遊技活動時間は日の入り時間とパラレルな関係にあり、全遊び時間のそれぞれ13%と21%であり、日の入り時間の早い時期においては屋外遊技集団が形成されにくい状況にある。しかし、夏の調査において明らかであるが、仲間集団による屋外遊戯活動時間の量と一日の同年齢、異年齢による集団活動時間の量は相関関係にあり、仲間集団による活動が重要と言われる小学校高学年にとって屋外遊技集団が仲間集団活動量を左右する重要な活動となっている。小学生の屋外遊技集団の規模は、アンケートの回答では約半数が5人以上、40%が3人4人であるが、実際には約半数が3人4人、2人が35%と少人数である。屋外遊技集団の事例調査は6月7月、9月11月に比較的恒常的に活動を行っている20の屋外遊技集団にたいして実施した。それぞれ集団の外部構造、内部の役割構造、1週間の遊技活動調査及び仲間集団に関するインタビューを行い、比較検討を行った。その結果、比較的恒常的に且つ長時間活動を持続している屋外遊技集団は、構造的には異年齢集団であること、ある程度の役割が構造化されリーダーシップを発揮するものがいること、遊ぶ種類が豊富であること、集団構成員の住居近くに遊び場及び集合場所を持っていることが明らかとなった。
大学の研究活動における組織的・知的構造の日本的特質の解明と構造変容のアセスメント

第一に大学の研究活動の評価や大学の機能分化に関する理論的検討を行い、ファンディングシステムの構造変化により科学研究の質管理が変容していること、大学の機能分化・多様性が「事後的な水平多様性」に焦点が置かれていること等を明らかにした。第二にデータを用いた実証的分析として、研究費や論文データを用いた分析を行い、研究分野ごとの実施大学の多様性を指標化するなどして、機関単位での資金集中による影響を分析した。また、研究社会・経済・文化的効果の指標群の分析や、論文の謝辞を用いた研究資金の構造の分析を行い、日本の研究活動について学問分野、実施組織、研究の志向性、研究資金など複数の側面からの構造を明らかにした。本年度は、昨年度に整備を行ったWeb of Scienceのデータ等を用いて、新たに研究資金への謝辞(acknowledgement)情報を取得し分析を行い、研究機関等のデータと結合を行った。また、併せて外部資金のデータベースの分析に着手した。これによって、日本の研究活動がどのような資金の複合的な関係の中で実施されているか、研究機関ごとにどのような研究資金により研究が行われているか、組織間の関係がどのようなものであるかについての予備的分析結果を得た。特に拠点型研究資金や戦略的研究資金が同時に複数の研究活動を支援し、それによって大学間の連携などの組織構造の促進にも差異が見られている。このようなデータによる分析結果は、別途行っているアンケート調査とあわせて解釈することにより、研究活動の集中化や組織体制の変革が大学内・間の研究グループ形成などの組織構造等へどのような影響を与えているかを分析可能となる。また、あわせて論文データなどの書誌情報では分析できない、社会・経済・文化面の効果・インパクト面については昨年度から引き続き日本の大学評価における評価結果のデータを基礎に分析を行い、国際科学技術指標会議での発表を行った。本年は、まず、研究活動の多様性に関する理論的・実証的な論文の執筆を行った。その中では、研究費や論文データを用いて多様性を分析する際の分析単位の課題ならびに分析を行うデータ基盤について実証的に検討すると共に、研究成果の多様性について分析を行った。分野による指標の状況の差異から、機関単位での分析による資金配分では大学構成により大きな影響を受ける可能性を実証的に示すとともに、機関単位で資金が集中することで、分野ごとの研究活動の安定的実施に影響を受けやすい学問分野を明らかにした。また、分析を進める中で以下の更なる課題が明瞭になった。第一には、研究資金の効果を把握してより詳細なシミュレーションを行うには、いかなる研究資金によりいかなる論文が生まれているかといった関係を具体的に分析可能とする必要がある。そのため、論文に記された資金源への謝辞情報の分析をすすめ、その結果、複数の資金が共同で受領されているなどの研究資金の構造についての知見を得て学会報告などを行った。また二点目の課題として、研究活動の多様性を考慮する際には、論文などのビブリオメトリクスデータに現れる研究成果以外の成果を適切に把握する必要がある。そのため、研究業績については、大学評価の提出資料の分析などにより、分野によりそもそも論文データがどの程度使用可能であるか、引用数等のビブリオメトリクス指標以外にどのような指標が望まれるかを検討した。その際には、海外比較との点から英国RAE2008での比較を行い、それを通じて日英の卓越した研究成果の特質の分析を進めた。本年度は、当該プロジェクトの初年度であり、今後に分析を実施するための理論的検討およびデータの整備を行うとともに、一部のデータ分析を試行した。研究活動の分析を行うためには研究成果のデータが必要となる。その中でもビブリオメトリクス手法による分析を行うためのデータ基盤の整備が必要である。当初の本プロジェクトでは独自のデータ整備を行う予定であったが、別途、研究分担者として関与している科学技術振興機構の研究プロジェクトが本年度に新たに採択され、そこにおいてWeb of Scienceの論文データの整備を行うこととなり、その作業を開始した。また、ビブリオメトリクス手法のみならず近年は英国のResarch Exellence Framework(REF)などでも「インパクト」が研究成果の新たな指標として用いられるようになっている。このような状況をふまえ、これまでのインパクト指標やインパクト評価の妥当性に関する先行研究のサーベイを行うとともに、海外動向や海外での指標の調査を行うとともに、日本の大学評価における評価結果のデータを基礎に試行的分析を行い、提出されやすいインパクト指標の傾向などの分析を行った。この結果については学会発表を行った。昨年度、当初想定していた作業とは異なるデータ基盤を活用できることになったため、その整備を今年度も継続して行ったが、それらが使用可能な状況が整ったため、今後の研究進展を進めることが可能である。

データ整備については当初想定していた作業とは異なるデータ基盤が活用できる可能性があることから、それら研究プロジェクトと共同して行うことで本研究の効率的・効果的推進を図っている。また、研究実施者が所属機関において開発に関与している大学データベースによる公開情報などを用いることで今後、より効果的な分析が行えると考えられる。前年度までから引き続き理論的検討やデータ整備を行うとともに、得られたデータから分析を行う。組織構造の観点については、謝辞データから研究資金側の影響に関するデータが得られたため、論文の共著や研究費の共同研究者とあわせて分析をすすめる。また、学際研究の指標などとあわせて分析を進める。これまでの分析結果により研究資金制度の変化等の環境変化がどのような影響を研究活動に及ぼすかの予測が行いやすくなっており、その分析もすすめる。前年度に引き続き理論的検討やデータ整備を行うとともに、得られたデータから分析を行う。組織構造の観点については、論文の共著や研究費の共同研究者から、研究グループをクラスター化して特定する。研究グループの大きさ、研究グループを構成する人々の属性(所属、国籍、研究分野、論文産出の継続性から見られる研究経歴など)の多様性を指標化する。特に、大学内での研究グループと大学間をまたぐ研究グループの比率や、両者の学際的な構成の程度を分析し、国際的に比較し、日本の特質を明らかにする。知的構造については、先行研究による学際性の指標などを用いて、学際的な研究分野・研究領域、新たに論文が増えている新規領域などを特定し、その形成への関与や、参入状況・速度の国際的な比較を行う。さらに、学際領域や新規領域に参入している研究グループの組織構造の特徴をあわせて分析する。ファイルサイズの大きいデータセットとなったため、それが利用可能なコンピュータの購入を行うとともに、論文などの文献資料の入手、学会発表の旅費に用いる。研究費は分析を行うためのデータの入手、論文などの文献資料の入手、学会発表の旅費に用いる。
脳科学に基づく脳波測定による知的障がい者の適応機能評価システムの開発

自閉スペクトラム障害(Autism Spectrum Disorder, ASD)は,人口の1%が該当する発達障害の1つである.ASD患者は,定型発達者に比べ,実践的言語,共感性,模倣能力などが低い.共感性とは,他者の行動を観察し,そのときの感情の状態を理解する能力であり,対人関係や社会性の発達において非常に重要である.彼らは学校や職場などで周囲と円滑なコミュニケーションを築きづらいため,そこで経験する苦痛はQOLの低下を招くおそれがある.そのため,疾患の症状を改善することは重要である.現在のASDの診断方法は,専門家による行動観察や問診といった定性的な手法である.しかし,患者によって症状の程度が様々なことや,他の発達障害の症状や他の精神疾患が併発している場合もあり,症状の鑑別が難しい.そのため,専門家によって診断結果に差が生じる,あるいは診断結果が分かるまでに時間がかかるといった問題が生じうる.そこで,症状を数値で定量的に表現する指標(バイオマーカー)を確立することは,上述した問題の改善や,診断の支援を可能とするため,大変意義が大きいと考えられる.本研究の目的は,Spiking Neural Network (SNN)アーキテクチャであるNeuCubeを利用し,ASD患者の脳活動を,脳波によって定量的に評価するシステムの開発を目的とし,ミラーニューロン現象に基づき,NeuCubeを用いて,ASD患者の脳波信号の定量化を行った.顔表情と手の開閉動作の知覚時と模倣時被験者から取得した脳波データを用い,ニューロン間の結合重みを算出し,可視化を行った.その結果,顔表情閲覧時の知覚および模倣において,ASD患者と健常者間で明確な違いを確認することができた.発達障害者の支援施設との連携を行い、データを安定的に取得できる環境が構築できており、これまでデータ収集に関して困難な状況が打開できつつある。また、データ取得後のデータ解析方法についてはほぼ完了しており、新規データの解析の準備が整備されている。より安定的に差分を取得するためには,アルゴリズムの精緻化が必要であることが分かってきた.その対策としては,(1)前処理によるノイズ除去,(2) NeuCube学習パラメータの最適化の2点を重点的に精緻化することで,安定化が図れることがわかった.アルゴリズムの精緻化にあたっては,NeuCube開発者とも連携して行っていく予定である.倫理的問題からASD患者の実験への協力は難しく,十分な被験者を確保できなかったが,少数ながら健常者と知的障がい者の間で,脳活動データに置いて有意な差があることが確認できた.当初は顔表情の知覚と生成時の脳波に注目して解析を行ったが,手の開閉動作で得られた脳波データの方が,有意差が大きい傾向が見られた.手の開閉動作の方が知的障がい者にとってタスクの理解がしやすいことが考えられる.今後は表情動作と共に,手の動きを伴う動作についてもデータを取得して,解析を行う予定である.また,データ数確保のためには,新たなデータ収集の場を作る必要性があり,別の施設でも実施できるように調整を行なっている.自閉スペクトラム障害(Autism Spectrum Disorder, ASD)は,人口の1%が該当する発達障害の1つである.ASD患者は,定型発達者に比べ,実践的言語,共感性,模倣能力などが低い.共感性とは,他者の行動を観察し,そのときの感情の状態を理解する能力であり,対人関係や社会性の発達において非常に重要である.彼らは学校や職場などで周囲と円滑なコミュニケーションを築きづらいため,そこで経験する苦痛はQOLの低下を招くおそれがある.そのため,疾患の症状を改善することは重要である.現在のASDの診断方法は,専門家による行動観察や問診といった定性的な手法である.しかし,患者によって症状の程度が様々なことや,他の発達障害の症状や他の精神疾患が併発している場合もあり,症状の鑑別が難しい.そのため,専門家によって診断結果に差が生じる,あるいは診断結果が分かるまでに時間がかかるといった問題が生じるうる.そこで,症状を数値で定量的に表現する指標(バイオマーカー)を確立することは,上述した問題の改善や,診断の支援を可能とするため,大変意義が大きいと考えられる.本研究では,Spiking Neural Network (SNN)アーキテクチャであるNeuCubeを利用し,ASD患者の脳活動を,脳波によって定量的に評価するシステムの開発を目的とし,ミラーニューロン現象に基づき,NeuCubeを用いて,ASD患者の脳波信号の定量化を行った.顔表情と手の開閉動作の知覚時と模倣時被験者から取得した脳波データを用い,ニューロン間の結合重みを算出し,可視化を行った.その結果,手の開閉動作において,ASD患者と健常者間で明確な違いを確認することができた.(1)健常者に対する測定実験:可能な限り被験者の拘束を緩和するために,無線対応の脳波計を新規に調達し,画像提示と同期した脳波データ収集システムを構築した.構築後,健常者に対する測定実験を実施し,これまでの研究成果と同様の結果が得られることを確認した.脳波測定システムの構築にあたっては,脳波計測の経験が豊富な研究協力者の協力を得た.(2)知的障がい者に対する測定実験:研究協力者がリハビリプログラムを実施している障がい者支援施設において,知的障がい者の脳波データ収集を行った.測定を円滑に行うために,定期的にリハビリプログラムの実施にも同席し,被験者である知的障がい者との信頼関係を築いた.(3)脳波差分の可視化

アルゴリズムの精緻化:ミラーニューロン活動の発現の程度を確認するために,表情認知時と表情生成時の脳波を比較する必要がある.比較にあたっては,研究協力者の開発したNeuCubeを用いた.予備実験においてNeuCubeにより,ミラーニューロン活動の発現の有無を少数の被験者において確認した.自閉スペクトラム障害(Autism Spectrum Disorder, ASD)は,人口の1%が該当する発達障害の1つである.ASD患者は,定型発達者に比べ,実践的言語,共感性,模倣能力などが低い.共感性とは,他者の行動を観察し,そのときの感情の状態を理解する能力であり,対人関係や社会性の発達において非常に重要である.彼らは学校や職場などで周囲と円滑なコミュニケーションを築きづらいため,そこで経験する苦痛はQOLの低下を招くおそれがある.そのため,疾患の症状を改善することは重要である.現在のASDの診断方法は,専門家による行動観察や問診といった定性的な手法である.しかし,患者によって症状の程度が様々なことや,他の発達障害の症状や他の精神疾患が併発している場合もあり,症状の鑑別が難しい.そのため,専門家によって診断結果に差が生じる,あるいは診断結果が分かるまでに時間がかかるといった問題が生じうる.そこで,症状を数値で定量的に表現する指標(バイオマーカー)を確立することは,上述した問題の改善や,診断の支援を可能とするため,大変意義が大きいと考えられる.本研究の目的は,Spiking Neural Network (SNN)アーキテクチャであるNeuCubeを利用し,ASD患者の脳活動を,脳波によって定量的に評価するシステムの開発を目的とし,ミラーニューロン現象に基づき,NeuCubeを用いて,ASD患者の脳波信号の定量化を行った.顔表情と手の開閉動作の知覚時と模倣時被験者から取得した脳波データを用い,ニューロン間の結合重みを算出し,可視化を行った.その結果,顔表情閲覧時の知覚および模倣において,ASD患者と健常者間で明確な違いを確認することができた.発達障害者の支援施設との連携を行い、データを安定的に取得できる環境が構築できており、これまでデータ収集に関して困難な状況が打開できつつある。また、データ取得後のデータ解析方法についてはほぼ完了しており、新規データの解析の準備が整備されている。より安定的に差分を取得するためには,アルゴリズムの精緻化が必要であることが分かってきた.その対策としては,(1)前処理によるノイズ除去,(2) NeuCube学習パラメータの最適化の2点を重点的に精緻化することで,安定化が図れることがわかった.アルゴリズムの精緻化にあたっては,NeuCube開発者とも連携して行っていく予定である.倫理的問題からASD患者の実験への協力は難しく,十分な被験者を確保できなかったが,少数ながら健常者と知的障がい者の間で,脳活動データに置いて有意な差があることが確認できた.
生体の分光反射率の画像化による新しい無侵襲病態検査法の開発

1.健常ボランティアの皮膚や粘膜について、デジタルカメラで撮影した画像のRGB値と分光反射率の測定値を多数収集し、RGB値から分光反射率を推定するパラメータを作法した。2.次の機能を持つソフトウェアを作成した。(1)RGB画像の各画素のRGB値からパラメータテーブルを用いて分光反射率を推定する。(2)推定された分光反射率と各照明の分光放射率から、各々の照明下における各画素の反射光のスペクトルを計算する。(3)得られた反射光のスペクトル、コンピュータの表示装置の出力特性および等色関数から、実際の反射光と最も近り色刺激を網膜に与えるRGB値を各画素について計算し、照明補正画像とする。3.再現された画像と実物の比較実験を反復し何度も微調整を加えた結果、最終的には極めて実物に近い色を再現できるシステムの開発に成功した。4.このシステムに対し、工学系研究者による定量評価と、内科医師、皮膚科医師、_借料医師、看護師による臨床評価を行ったところ、以下の結果が得られた。(1)細かな所見の一部は再現されていないが、概ね臨床使用に耐える色の再現性は実現されており、医学的有用性は極めて高い(2)形態診断には色だけでなく立体感が重要であり、陰影の再現精度の改善で診断精度の向上か期待できる(3)臨床現場での使用にはさらに機能を絞り、簡便に使えるよう工夫を重ねることが不可欠である5.その後さらに研究開発を進め、当ビデオカメラで撮影した画像を分光推定し、実物色の再現と、メラニン・ヘモグロビン・酸素飽和度の色素分布がリアルタイムて表示てきる、動画像リアルタイム分光画像システムの試作に成功した。動画像は静止画像よりも遥かに大きな臨床ニースか潜在すると予想され、今後医学的有用性の検討を進める予定てある。1.健常ボランティアの皮膚や粘膜について、デジタルカメラで撮影した画像のRGB値と分光反射率の測元値を多数収集し、RGB値から分光反射率を推定するパラメータを作成した。2.病室、外来、処置室、手術室など、視診が行われうる場所の照明光の分光放射率を色彩照度計で測定した。この結果医師が極めて多様な照明下で視診を行っていることが明らかとなった。3.次の機能を持つソフトウエアを作成した。(3)得られた反射光のスペクトル、コンピュータの表示装置の出力特性および等色関数(ある単色光と同じ色刺激を網膜に与えるRGB値の対応を示す関数)から、実際の反射光と最も近い色刺激を網膜に与えるRGB値を各画素について計算し、照明補正画像とする。4.作成したソフトウエアで再現された画像と実物の比較実験を行ったところ、残念ながら色がうまく一致しなかった。そこで原因を追究したところ、人間の眼の色順応が、皮膚や粘膜の色に極めて大きな影響を与えることが明らかとなった。5.そこで色順応の影響を取り除く機能をソフトウエアに付加し、再度実験したところ、極めて実物に近い色を再現できた。即ち本研究班は、対象が皮膚や粘膜に限定されるものの、照明に依存せず通常のデジタルカメラを使って実物と同じ色を再現できるシステムを、世界で初めて開発した。6.これらと並行し、分光反射率とからメラニン、還元ヘモグロビン及び酸化ヘモグロビンの分光反射率を推定し、さらに酸素飽和度を推定して画像化する機能を付加した。今年度の残存期間と来年度は、これらの機能について臨床的意義の検証を行う予定である。

デジタルカメラでフラッシュ撮影した画像から各ピクセルの分光反射率を推定し、照明光源のパラメータを入力することにより、その照明下での色を再現した画像を表示する機能、および分光反射率からメラニン、ヘモグロビンおよび酸素飽和度を推定し画像化する機能という2つの機能を備えたプロトタイプシステムを試作した。デジタルカメラで健常者および典型症例の皮膚および粘膜を撮影し、このシステムを使って医療従事者を対象に主観評価実験とニーズ調査を行った。RGB3種類の波長帯域のデータから推定された皮膚および粘膜の分光反射率の色再現精度は、皮膚科、歯周病科、看護等の領域において78割程度のケースで臨床ニーズを満たすと評価された。このシステムを使って手掌の色素分布をモニターしながら、同側の上腕動脈を圧迫したところ、動脈血流の遮断により末梢のヘモグロビンと酸素飽和度は著しく減少し、再開通により回復した。パルスオキシメーターで測定した同側示指の動脈血酸素飽和度は、血流遮断時と再開通後の数秒間は測定不能となったが、測定可能となった時点では殆ど変化は見られなかった。また透明なアクリル板で短時間手掌を圧迫したところ、ヘモグロビンは著しく減少したが、酸素飽和度の変化は比較的軽微であった。医療従事者を対象にしたニーズ調査では、パルスオキシメーターでは得られない、より細かな末梢組織の変化を捉えていることが高く評価され、炎症の定量化(皮膚科、歯周病科等)、壊疽や褥創の予知(皮膚科、糖尿病科、血管外科、看護)、移植組織の血流確認(皮膚科、形成外科等)、麻酔時の酸素飽和度モニター(麻酔科)などに極めて大きな有用性が期待できると評価された。
和紙の製紙科学的研究と古文書学的研究の総合-日韓の製紙法の相違を視点として

大徳寺文書の中で眞珠奄文書について材質分析研究を行った。古文書の透過度写真、色度計、光沢度などを分析して、紙の添加剤や抄紙技術について調べた。このような研究は様々な中世時代の紙の種類を確立するためである。特に美濃紙の場合は非繊維物質がよく見え、材質はパリパリして他の紙より黄色い特徴を持っていることが分かった。繊維以外の不純物が多く、リグニンが残存するためだと推定できる。中世和紙の大部分を占めるゴウゾ紙の物理的な大分類は材質分析の観点からは繭紙(ほぼ完全に洗浄漂白しこうぞ繊維からなる純紙)、強紙、黄紙類、澱粉紙(澱粉を添加した紙類)などで区別できた。簀の目数10、15及び25本/寸の簀を用いて漉いた和紙を使い、フラットベッドスキャナーで取り込んだ透過光画像及び目視での簀の目の見え方を検討した。簀の目が見える要素と考えられる繊維量の局所的な変動を調べるために、ベータ線地合測定装置(Beta Formation Tester、Amberteck社、SWEDEN)を用いた面内坪量分布及びソフトX線装置(PRO-TEST 150、SOFTEX社製)を使った面内坪量分布の測定を行った。表面形状画像からは、ミツマタ10本/寸では、凹凸の変動が約3mmの間隔となっており、簀の目は凹凸としても現れていることがわかった。抄紙時に簀に当たっていた面の凸部は乾燥時に板に張り付けられる面になるため、反対側に押し上げられることがわかった。繊維配向観察の結果を示す。2枚の光学顕微鏡画像は、ガンピ20本/寸の同一の紙表面に対し、画像からそれぞれ照明して撮影した。左右方向に配向する繊維が強調される。簀の目のラインと直交する方向に繊維が多数並んでおり、流し漉きの典型的繊維配向を示す。繊維配向分析の応用として,韓紙と和紙に関する流し抄きの差異を明瞭にし、両者の漉き方の違いを明らかにした。和紙の1層目は、紙料の流れの中で配向した繊維は、脱水が速いためにそのまま配向した状態で固定される。一方、2層目は、脱水が遅くなるために流れの中で配向した繊維が固定されないで平均化してしまい、捨水面では繊維配向度が相対的に弱くなる。これを利用し、紙の表裏を判別する客観的な方法を確立した。和紙の産地による差について、美濃の長谷川氏、愛媛県の菊地氏、福井県の岩野氏(人間国宝)の紙について調べた。画像処理による繊維配向性について調べた結果,美濃紙が他の産地の紙より繊維配向度がやや強いことが分かった。繊維配向分析の手法を古文書の調査にも応用した。島津家文書の書状では、掛紙(封筒に相当)は本紙と90度配向方向が異なっていたが,掛紙は立てて(90。回転させて)使うという習慣を科学的に裏付けた。時代による変化は見られなかった。大徳寺文書では,眞珠庵文書については厚さ,面積,色,刷毛面/板目面の識別などと目視に基づくデータベースを作成した。それと共に顕微鏡写真から画像処理を行って繊維配向性を分析した。繊維配向性の分析結果からみると13C17Cまで簀肌面と捨水面差が少なくなり、時代とともに抄紙技術が安定化することが分かった。大徳寺文書料紙の簀の目数を測定した。透過光写真の画像を二次元フーリエ変換し,パワースペクトル図のスポット位置から1寸(30.3mm)あたりの簀の目数を計算する手法を用いた。大徳寺文書料紙309点の測定結果では,825本/寸と分布が広く,平均値は16.4本/寸であった。書記年代との対応がわかる1168年から1669年の間の502年間の紙248点について歴史的な変遷を見ると,平均的には15本/寸程度から18本/寸程度へ増加していた。