hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大脳皮質回路の結合選択性

大脳皮質組織化原理の解明は、大脳システム機能の理解には不可欠である。私たちは、新皮質の興奮性と抑制性細胞のサブタイプを同定して、サブタイプ間結合には選択性があることや、大脳皮質でみられる局所・大域的振動現象に抑制性細胞サブタイプが同調して発火することを見つけた。新皮質局所回路のシナプス結合パターンや振動現象は、大脳システム回路に依存して特異化していることが示唆された。大脳新皮質ニューロンは睡眠中に脱分極のUp状態と過分極のDown状態を繰り返し、1ヘルツ以下の徐波と呼ばれるリズムで振動している。さらにUP状態には、視床由来の7から14ヘルツのスピンドル波と、皮質自身が作る30から80ヘルツのガンマ波がのっている。これらのリズム制御には皮質の抑制性介在ニューロンが重要な働きをすると考えられている。そこで、抑制性ニューロンで最も数が多いFS細胞で、徐波時に現れる3種類のリズムでの発火パターンを調べた。Upでの発火時期をみると、前半と後半のどちらかで発火しやすいFS細胞があることがわかった(EarlyとLate FS細胞)。Early FS細胞は脳波が徐波から脱同期化すると発火頻度が下がり、逆にLate FS細胞は脱同期化すると発火頻度が上がった。これからLate FS細胞は覚醒時の認知機能に重要な働きをするのではないかと考えられる。この二種類のFS細胞はUp上のスピンドル・ガンマ波の異なる位相で発火した。EarlyFS細胞はLate FS細胞よりスピンドル波に強くカップリングし、これら振動の早い位相で発火した。スピンドルとガンマでの発火しやすい位相の間には相関が見られた。これらの結果は、FS細胞ごとにUp状態での発火パターンが時空間的に厳密に決められており、最初スピンドル波で同期的に引き起こされた局所的なガンマ海がEarly FS細胞からLate FS細胞へ伝えられ、このガンマ波にのって情報が移動していく可能性を示唆している。大脳皮質ニューロンは、興奮性錐体細胞と、GABA作働性の抑制性介在細胞からできている。GABA細胞は形態特徴・発火様式・分子発現から多種類に分けることができるが、これは錐体細胞の入力部位や出力先の多様性に対応するためだと考えられている。複数の精神疾患においては、GABA細胞サブタイプに特異的な変化が前頭皮質で報告されている。しかし、多様なGABA細胞サブタイプの機能分化は殆ど分かっていない。前頭皮質の5層GABA細胞は、パルブアルブミン陽性のファストスパイキング(FS)バスケット細胞とソマトスタチン陽性のマルティノッティ細胞に大きく分けることができる。今回、この二種類のGABA細胞と錐体細胞の結合関係を脳切片標本での同時ホールセル記録法で調べた。FS細胞とマルティノッティ細胞は、細胞内通電による発火パターンと、細胞内染色による軸索・樹状突起・スパイン分布パターンから同定した。片方の細胞発火によって、もう一方の細胞に引き起こされる興奮性または抑制シナプス電流の誘起確率・振幅を解析した。その結果、5層FS細胞と錐体細胞結合の多くは両方向性であったのに対して、マルティノッティ細胞と錐体細胞では双方向結合は殆ど見られなかった。双方向結合していたFS/錐体細胞ペアーの興奮性・抑制性シナプス電流は一方向結合のものと比べて有意に大きかった。従ってFS細胞が錐体細胞と相互抑制興奮結合を発達させているのに対して、マルティノッティ細胞は一方向性の逐次的抑制回路を作ることが考えられる。FS細胞に十分な興奮入力があるとガンマ振動が引き起こされるモデルが提唱されていることから、このFS/錐体細胞の選択的相互結合が、錐体細胞サブグループに選択的振動入力を与える機構に使われているかもしれない。本研究によって、前頭皮質5層局所回路における抑制性細胞の機能分化の一端を明らかにすることができた。
雑音を含む大規模データからの知見獲得に向けた個別化に基づく学習分類子システム

次世代データマイニング手法としての学習分類子システム(Learning Classifier System: LCS)の基盤技術確立に向けて,本年度は,実問題に対して有用なLCSの設計を可能にする「学習戦略に基づくLCSの設計論」を導入した.そして,同設計論に基づいて,採択一年目ならびに二年目で開発した個別化による学習分類システム(XCS with Adaptive Action Mapping: XCSAM)を拡張し,介護支援問題に適用可能なLCSを開発した.導入した設計論は,1)LCS分野において学習戦略の違いがLCSの学習性能に与える影響について明らかにするとともに,2)実問題で想定される問題の性質(入力長やクラスの偏り)に応じて適切な学習戦略を設計すればLCSの学習性能が向上することを提唱するものである.また,介護支援問題として介護施設入居者の深夜徘徊の検出を想定した生活行動認識問題に焦点を当て,同設計論に基づきLCSを開発した.導入したLCSは,従来のLCSよりも最大で8%認識精度が向上することを示した.また,設計論に関して,国際学会1件(IEEE Congress on Evolutionary Computation 2015)にて口頭発表,国内学会1件(SICEシステム・情報部門学術講演会2015)にてポスター発表をそれぞれ行い,研究成果を発表している.また,前年度の研究成果である最適解の識別理論について,国内学会1件(第9回進化計算研究会)にて口頭発表を行った.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。今年度は第一年度目の研究計画「予測報酬による環境適応型個別化の理論的展開」と第三年度目の研究計画「確率モデルを用いた複数ルールを考慮する一般化手法」について取り組んだ.第一年度目の研究計画では,学習分類子システム(以下LCSと呼ぶ)において,目的を達成するために必要な知識(ルール)のみを識別する個別化手法を提案した.実データ分類問題による計算機実験の結果,従来LCSの分類精度を最大27%改善可能であることを示し,当初の計画通り研究を遂行した.第三年度目の研究計画では,確率モデルを用いて複数ルールを同時に考慮するルール生成・削減法を提案した.これは,第一年度目の研究成果により明らかになった従来の一般化手法の限界を克服するための取り組みである.ベンチマーク問題を用いた計算機実験の結果,提案法は従来LCSに必要な学習回数を最大61%削減可能であり,メモリ使用量を最大で76%削減可能であることを示した.このような取り組みから,今年度は次世代データマイニング手法としてのLCSの基盤技術を開発したと評価できる.具体的には,個別化手法は,強化学習問題において従来LCSが不可能であった最適行動学習法を実現可能にした技術である.これにより,同問題において, LCSの重要な課題である1)学習速度の改善ならびに2)メモリ使用量の削減について有用な解決法を導入したといえる.また,確率モデルに基づくルール生成・削減法は,従来の削減法が必要な評価関数や教師データを用いずに削減可能である.これは強化学習問題等の未知環境に適用可能であることを意味し,同問題において,従来LCSの分類精度ならびに獲得する知識数を削減せずに,メモリ使用量を圧縮することが可能になった.これらの成果は,複雑なモデルを用いず簡易なモデルにより高い分類精度を実現可能であることを示しており,研究目的である解釈性を重視したデータマイニング手法の実現可能性を示唆するものである.導入した設計論は,1)LCS分野において学習戦略の違いがLCSの学習性能に与える影響について明らかにするとともに,2)実問題で想定される問題の性質(入力長やクラスの偏り)に応じて適切な学習戦略を設計すればLCSの学習性能が向上することを提唱するものである.また,介護支援問題として介護施設入居者の深夜徘徊の検出を想定した生活行動認識問題に焦点を当て,同設計論に基づきLCSを開発した.導入したLCSは,従来のLCSよりも最大で8%認識精度が向上することを示した.また,設計論に関して,国際学会1件(IEEE Congress on Evolutionary Computation 2015)にて口頭発表,国内学会1件(SICEシステム・情報部門学術講演会2015)にてポスター発表をそれぞれ行い,研究成果を発表している.また,前年度の研究成果である最適解の識別理論について,国内学会1件(第9回進化計算研究会)にて口頭発表を行った.昨年度の研究成果は,採択第二年度目の研究計画「準最適解の獲得に向けた学習法(adaptive action map)の提案とその個別化の構築」を実現すると同時に,採択第三年度目の研究計画「確率モデルを用いた複数ルールを考慮しる一般化手法」内のサブテーマ「実環境問題における適用」において必要となるLCS(XCS-SL)を提案している.したがって、当初の研究計画を達成すると同時に今年度の研究採択課題についても部分的に達成している.27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、昨年度提案した準最適解の獲得理論と時系列データマイニングのためのLCS(XCSーSL)を統合したLCSを構築し、採択課題の最終課題である「実環境問題における適用」内で設定している「介護ケアプランマイニング問題」において同手法の有効性を検証することが必要である.このために、準最適解の獲得理論をXCSーSLに適用可能な理論へ拡張する必要がある.また、2)XCSーSL内で必要となるメモリ数が増加することで、獲得解の解釈性が低下する問題、ならびに3)解のエピスタシス性が強い問題に対しては、学習性能が低下する必要がある.

1)については,XCSーSLで用いる学習メカニズムはXCSと同様であり同理論の枠組みは応用可能であり、分類子構造の違い(解構造の違い)を考慮した同理論の拡張を予定している.2)については、知識解釈性を考慮した分類子構造を提案し、最後に3)については、導入した新たな分類子構造において、進化計算によってその必要メモリ数を最適化することで、探索効率を向上させることで解決を図る.採択1年度目の研究計画を遂行し,本研究の目標である,実データ分類問題における従来LCSの分類精度20%の改善を部分的に達成している.27年度が最終年度であるため、記入しない。現在,海外研究機関(イギリス・ブリストル大学)において研究を遂行しており,本年度は主に同大学にて学習分類子システム(LCS)における挙動解析を通して,研究目標である実データに適用可能なシステムを提案することを目指す.また,採択2年度目の研究計画である「準最適解の獲得」は,実データに存在する雑音に対するLCSの頑健性の改善を目指したものである.しかし,採択1年度目の研究計画より,雑音の性質によって,最適解のみの学習が頑健性が高いことが明らかになった.このため,最終的に適用する実データに存在する雑音を分析の結果に応じて,採択2年度目の研究計画を変更する可能性がある.
がん温熱化学療法に対する温熱耐性の影響

本研究の目的は、がん温熱化学療法の基礎として、がん温熱化学療法の効果を修飾する因子を調べることにある。その影響する因子は、温熱耐性が最も大きな因子として考えられ、この他に低酸素及び低pH等ががんの生体内環境因子があげられる。これらの因子の内、治療効果の軽減へつながる因子を克服し、また治療効果の増強を得るような治療法を得ることに本研究の特色がある。細胞を低pHにて3時間以上2週間まで培養すると、低pH時の温熱致死効果の減少が認められることが明かとされた。しかし、マイトマイシンCに対する細胞致死効果は、低pH時において、正常pH時と比較し細胞致死効果の増強が認められ、その効果は、細胞を低pHにて長時間(10週間まで)培養しても、なお引き続き顕著に認められることが明らかにされた。このことは、マイトマイシンCに対する細胞致死効果が、腫瘍の持つ特有の低pH下でとくに増大しておこることを意味している。低酸素の実験では、細胞を長時間低酸素下において生存増殖する細胞と、死滅する細胞があることがわかった。長時間低酸素状態で生存し得る細胞においても温熱療法を施すとその致死効果が増すことがわかり、しかも、X線による致死効果においても同様なことがおこることが明らかとされた。すなわち、長時間の低酸素下培養にによりX線による致死効果の増大が認められた。以上の様に、がん温熱化学療法の効果を修飾する因子について、温熱耐性、及びがんの生体内環境因子である低pH及び低酸素の細胞温熱致死効果及び温熱化学療法の効果を調べたが、がん温熱療法が化学療法ないしはX線療法と併用して行われる限り、これらの因子は全体として効果の増強につながることが、本研究より明らかにされた。その影響する因子は、温熱耐性が最も大きな因子として考えられ、この他に低酸素及び低PH等がんの生体内環境因子があげられる。これらの因子のがん温熱化学療法の効果への影響を種々な薬剤にて調べ、治療効果の軽減、他へ連ながる因子を克服し、また治療効果の増強を得るような治療法を得ることに本研究の特色がある。これらの研究の計画初年度として以下のことを明らかにした。1.CHO細胞を用い、低酸素の温熱療法の効果を調べた結果、低酸素の処置では、その効果に影響を及ぼさないが、長時間では温熱致死効果を増強させる。2.CHO細胞を用い、低PHの温熱療法の効果を調べた結果、低酸素の効果とは逆に、短時間の処置で致死効果の増強を示したが、3日以上低PH下にて培養することにより、低PH下での温熱療法の致死効果の増強は失なわれた。3.温熱耐性を発現している細胞系の確立を目指し、40°Cないし42°Cで長時間(2週間以上)培養し得られた細胞の温熱感受性は、オリジナルの細胞を比較し、温熱抵抗性を示したが、温熱耐性として誘導される温熱抵抗性と比較して小さい抵抗性を示した。4.ヒト扁平上皮癌の多種化学療法剤、シスプラチン・ブレオマイシンペプレオマイシン・テラルビシンに対する致死効果を調べ、シスプラチンとペプレオマイシンの併用で大きな増強効果を示すことがわかった。これらの知見に加え、低酸素下、低PH下によるヒト扁平上皮癌細胞の培養準備を開始し、また、細胞内PH及びカルシウムイオン量測定準備を開始し、これについては、来年度に研究発表を予定している。その影響する因子は、円熱耐性が最も大きな因子として考えられ、この他に低酸素及び低pH等ががんの生体内環境因子があげられる。

これらの因子のがん温熱化学療法の軽減の影響を種々の薬剤にて調べ、治療効果の軽減へつながる因子を克服し、また治療効果の増強を得るような治療法を得ることに本研究の特色がある。低pH培養の温熱低pH効果の減少、すなわち低pH下温熱致死効果の増強の減少を調べるべく、CHO細胞を用い、低pH長時間培養における増殖の変化及び細胞周期の動態、細胞内pHを調べた。長時間細胞を低pH下にて培養することにより、細胞の増殖時間は短くなり、一種のAdaptationがあると思われた。5種類のヒト扁平上皮癌細胞でX線感受性、および44°C温熱感受性を調べた結果、X線では最も高感受性の細胞で生存率曲線の直線部分より生存率が1/eに低下するdose、Doが0.99Gy、最も抵抗性の細胞で2.04Gyであり、細胞間でおよそ2倍の感受性の変化を示した。一方、44°C温熱では最も高感受性の細胞で14.0分、最も抵抗性の細胞で37.2分を示し、細胞間で及び2.7倍の感受性の変化を示した。温熱およびブレオマイシン、シスプラチン、マイトマイシンCの併用効果について温熱療法の温度の変化に伴う増強効果の変化を調べると、ブレオマイシンでは4042°Cのマイルドな温熱でも強い増強効果を示すが、一方シスプラチンは42°C以上で非常に大きな増強効果を示すことがわかった。マイトマイシンCは、温熱との併用を行なっても相加効果を示すことがわかり、来年以降、低酸素、低pH下における温熱化学療法の効果に実験を集中すること予定している。本研究の目的は、がん温熱化学療法の基礎として、がん温熱化学療法の効果を修飾する因子を調べることにある。その影響する因子は、温熱耐性が最も大きな因子として考えられ、この他に低酸素及び低pH等ががんの生体内環境因子があげられる。これらの因子の内、治療効果の軽減へつながる因子を克服し、また治療効果の増強を得るような治療法を得ることに本研究の特色がある。細胞を低pHにて3時間以上2週間まで培養すると、低pH時の温熱致死効果の減少が認められることが明かとされた。しかし、マイトマイシンCに対する細胞致死効果は、低pH時において、正常pH時と比較し細胞致死効果の増強が認められ、その効果は、細胞を低pHにて長時間(10週間まで)培養しても、なお引き続き顕著に認めらることが明らかにされた。このことは、マイトマイシンCに対する細胞致死効果が、腫瘍の持つ特有の低pH下でとくに増大しておこることを意味している。低酸素の実験では、細胞を長時間低酸素下において生存増強する細胞と、死滅する細胞があることがわかった。長時間低酸素状態で生存し得る細胞においても温熱療法を施すとその致死効果が増すことがわかり、しかも、X線による致死効果においても同様なことがおこることが明らかとされた。すなわち、長時間の低酸素下培養によりX線による致死効果の増大が認められた。以上の様に、がん温熱化学療法の効果を修飾する因子について、温熱耐性、及びがんの生体内環境因子である低pH及び低酸素の細胞温熱致死効果及び温熱化学療法の効果を調べたが、がん温熱療法が化学療法ないしはX線療法と併用して行われる限り、これらの因子は全体として効果の増強につながることが、本研究より明らかにされた。
材料・幾何学的非線形エレメントフリー(Element Free)法に関する研究

本報告書は平成7年度および8年度化学研究費補助金を得てなされた「材料・幾何学的非線形エレメントフリー(Elment Free)法に関する研究」の成果をとりまとめたものである。本研究の成果概要は以下のとおりである。(1)幾何学的非線形性を考慮した変分原理に基づき、エレメントフリー法の基礎定式化を行なった。定式化にあたり、節点間の変位補間にはmoving least square法を用いた。またDirichlet境界条件の定義にはペナルティ法を用いた。(2)PatchとMapingにもとづくEnhanced Element Free Galerkin法の定式化を行なった。これにより従来のエレメントフリー法では不可能であった、異種材料の問題や曲面構造が取り扱えるようになる。また、この定式化に基づいて、材料非線形問題に対する適用限界について考案した。(4)種々の例題を通じて、提案した手法の妥当性を検証した。平成7年度は以下の手順で非線形エレメントフリー法開発ための基礎研究を行った。定式化について(1)幾何学的非線形性を考慮した変分原理に基づき、エレメントフリー法の基礎定式化を行なった。またDirichlet境界条件の定義にはラグランジェ乗数法あるいはペナルティ法を用いた。(2)材料非線形性としては、von MISESの降伏条件、流れ則に基づく弾塑性構成則を考慮した。(3)3次元シェルへの適用として、例えばラグランジェ補間式を用いて曲面構造に体する定式化を行った。プログラミングについて(1)平成7年度においては線形問題についてのみエレメントフリー法のプログラム開発を行った。(2)まず、2次元弾性平面問題に適用しクラックまわりの応力拡大係数を求め、その精度を評価し良好な結果を得た。(3)次に、平板の板曲げ問題に適用し、解がロッキングしない条件を、補間次数、積分次数の観点から明らかにした。平成8年度は以下の手順で非線形エレメントフリー法開発のための基礎研究および応用研究をおこなった。定式化について(1)PatchとMappingにもとづくEnhanced Element Free Galerkin法の定式化を行なった。また、この定式化に基づいて、材料非線形問題に対する適用限界について考察した。プログラミングおよび解析について(1)平成7年度に実施した幾何学的非線形性を考慮した変分原理の定式化に基づいて、膜構造に対するエレメントフリー法のプログラムを作成し、基本例題を通してその妥当性を検証した。(2)新しい概念であるEnhanced Element Free Galerkin法に基づいたシェル構造のプログラムを開発し、自重を受ける屋根の問題を種々の境界条件や幾何学的条件下で解析し、手法の妥当性を検証した。(3)CLSIに基づくグリッドレス法およびエレメントフリー法のプログラミングを行ない、2次元弾性問題を通じて、その妥当性を検証した。
各種HPV検出法の確立およびHPV感染例の追跡管理

子宮癌集団検診にて要精検症例と経過観測症例,および子宮頚癌発症例について平成4年度にHPV6/11,16/18,31/33/35型の検索を行って,子宮頚部病変進行との関連性において,6/11型はロ-リスク群,16/18型はハイリスク群,31/33/35型は中間群であることが判明したが,平成5年度,6年度の追加症例においてもこの傾向が確認された。平成5年度,6年度はさらにHPV感染に伴う形態変化が観察された症例であるにもかかわらず,上記のHPV DNAが検出されなかった症例についてプローブを追加して検索し,51/52型4例(軽度異形成1,中等度異形成2,高度異形成1),58型7例(軽度異形成3,中等度異形成2,高度異形成2)が新たに検出された。これらの症例の病態推移は51/52型4例は進行1例,退行3例,58型7例は進行2例,不変2例,退行3例であった。51/52型の進行1例は中等度異形成が上皮内癌に移行した症例,58型の進行2例は軽度異形成が高度異形成に,中等度異形成が上皮内癌に移行した症例であった。以上より子宮頚部病変進行との関連性においてHPV51/52型,58型は31/33/35型と同様に中間群であることが判明した。また経過観察中に癌化した症例が11例(上皮内癌8例,微小浸潤癌3例)認められたが,これらのHPV DNA型は16/18型が7例(63.6%),31/33/35型が2例(18.2%),51/52型と58型がそれぞれ1例(9.1%)ずつで,16/18型が高頻度であった。これらの結果からも子宮頚部病変進行との関連性において16/18型はハイリスク群,31/33/35型,51/52型,58型は中間群であることが確認された。子宮頚部病変におけるヒトパピローマウィルス(HPV)の関与を検討するために,1.各種HPV検出法の比較検討,2.HPV感染例のprospectiveな検査,3.子宮頚癌発症例のretrospectiveな検査.を行った。1.HPV感染の診断法として,細胞診,組織診,免疫組織化学,徴微形態学観察の他,近年分子生物学の進歩による各種HPV DNA診断法の比較検討を行った。Dot blot法,In situ hybridizaton法(ISH)は,HPVの検出法として信頼性の高いSouthern blot法と比較し,感度,特異性ともに優れていた。またISH法をもちいて,細胞や組織レベルでの形態観察と同時にHPV DNAの局在や型同定を行った。ISH法でのHPV-DNA検出部位は,強いシグナルはKoilocytosisなどHPV感染に伴う形態変化がみられる部位と関連していた。また弱いシグナルは高度異形成や上皮円癌の全層でみられた。2.ドットブロット法,ISH法にてHPV DNAの検出を行った症例のprospectiveな検索では,HPV非感染例に比しHPV感染例で,またHPV感染例の中ではいわゆるlow risk群に比し,high risk群で,高率に病変の進行例がみられた。

3.子宮頚癌発症例のretrospectiveな検査では,過去の検診時の組織診で,いわゆるhigh risk群のHPV DNAが検出されHPV感染がすでに存在していることが示された。子宮癌検診にて要精検症例と経過観察症例、および子宮頚癌発症例について平成4年度にHPV6/11,16/18,31/33/35型の検索を行って、子宮頚部病変進行との関連性において、6/11型はローリスク群、16/18型はハイリスク群、31/33/35型は中間群であることが確認されたが、平成5年度の追加症例においてもこの傾向が確認された。平成5年度はさらにHPV感染に伴う形態変化が観察された症例であるにもかかわらず、上記HPV-DNAが検出されなかった症例についてプローブを追加してHPV-DNAを検索した。その結果、51/52型4例(軽度異形成1、中等度2、高度1例)、58型7例(軽度異形成3、中等度2、高度2例)が新たに検出された。これらHPV型別の病態推移は51/52型4例は退行2例、不変1例、進行1例、58型7例は退行3例、不変2例、進行2例であった。51/52型の進行1例は中等度異形成が上皮内癌に移行、58型の進行2例は軽度異形成が高度異形成に、中等度異形成が上皮内癌に移行した症例であった。以上より子宮頚部病変進行との関連性において、HPV51/52型は、58型31/33/35型と同様に中間群であることが判明した。子宮癌集団検診にて要精検症例と経過観察症例、および子宮頚癌発症例について平成4年度にHPV 6/11,16/18,31/33/35型の検索を行って,子宮頚部病変進行との関連性において,6/11型はロ-リスク群,16/18型はハイリスク群,31/33/35型は中間群であることが判明したが,平成5年度,6年度の追加症例においてもこの傾向が確認された。平成5年度,6年度はさらにHPV感染に伴う形態変化が観察された症例であるにもかかわらず,上記のHPV DNAが検出されなかった症例についてプローブを追加して検索し,51/52型4例(軽度異形成1,中等度異形成2,高度異形成1),58型7例(軽度異形成3,中等度異形成2,高度異形成2)が新たに検出された。これらの症例の病態推移は51/52型4例は進行1例,退行3例,58型7例は進行2例,不変2例,退行3例であった。51/52型の進行1例は中等度異形成が上皮内癌に移行した症例,58型の進行2例は軽度異形成が高度異形成に,中等度異形成が上皮内癌に移行した症例であった。以上より子宮頚部病変進行との関連性においてHPV 51/52型,58型は31/33/35型と同様に中間群であることが判明した。また経過観察中に癌化した症例が11例(上皮内癌8例,微小浸潤癌3例)認められたが,これらのHPV DNA型は16/18型が7例(63.6%),31/33/35型が2例(18.2%),51/52型と58型がそれぞれ1例(9.1%)ずつで,16/18型が高頻度であった。これらの結果からも子宮頚部病変進行との関連性において16/18型はハイリスク群,31/33/35型,51/52型,58型は中間群であることが確認された。
東北・北海道地方の中学校校歌にうたわれている風土とその教育的機能

東北6県および北海道の全中学校約2千校に校歌に関する調査票を郵送し、回答を求めた。調査票の内容は校歌詞、作詩・作曲者、校歌制定年次、学校の創立又は統合年次、皆で校歌を歌う場合などである。一回目の依頼では回収率50%にすぎなかったので、再度依頼して約85%の回収率に達した。東北各県については、一覧表の作成が終り、歌詞の内容を環境要素別に集計すると下表の通りである。各県の自然環境の相違が反映しており、平成3、4年度の科学研究費による東海・北陸の中学校校歌に関する調査結果とも相違し東北の風土性が見られる。山地については、福島・山形・宮城3県についての作図を終わったが、「山岳圏」を指摘できる。次年度には、室内における作業と文献研究を進めると共に、現地調査を加え、風土の教育的機能をより明らかにしたい。
公共的意志決定に関する研究

本研究の目的は、社会的選択論の観点から合理的な社会的意思決定の可能性を検討し、それとの比較において政策決定等現実の種々の社会的意思決定がどのように評価できるかを明らかにすることであった。これを社会的選択論および公共選択論双方の視点から検討し、次のような結果を得た1.社会的選択論に関する議論の展望・整理・拡張a)社会的選択論の観点で合理的な社会的選択の可能性を検討するためには、Arrow以来の議論を顧慮すると、選択対象の限定、評価の際の評価方法・水準の制限の含意の解明が最も重要と考えられる。本研究では、対象の数、対象の評価のあり方等が社会的意思決定の整合性にどのような影響を及ぼすかについて議論の一層の整理・検討し展開を試みた。b)この1つの展開として、社会的には総所得および分配の不平等度が問題で、各人が各々の公平性-不平等度評価の基準を持っているとすると、公共財が存在する場合を含めて合理的な社会的選択が可能であるとの結果を明らかにした。2.公共選択論に関する議論の展望・整理・拡張公共選択論は未だ十分な体系化がなされていないと言えるが、それらの議論を広く展望し、同理論の理論構造、分析の方法、および分析の対象の観点から整理し、その体系化を図りまたそれによって実際の種々の政策的決定が体系的に評価可能であるために、議論のどのような整理、精緻化が必要であるかを考えた。3.公共財供給機構の検討・解明政府の基本的な経済活動である公共財供給・公共投資に関し、公共財の私的供給、Arrow-Kurz(1969)以来必ずしも十分解明されていない公共投資基準の問題について、前者についてはNash均衡の構造のより詳細な解明、後者については同基準が税等の歪みがある場合でも最善(first-best)の場合のそれと同じであることを明確にした。本研究の最終的な目的は、社会的選択論の観点から合理的な社会的な意志決定の可能性を検討し、それとの比較において政策決定等現実の種々の社会的意志決定がどのように評価できるかを明らかにすることにあるが、本年度の研究では主として次の点を中心に検討を進めた:1.社会的選択論および公共選択論の現在までの議論の展望・整理本年度はこれを特に社会的選択論を中心に展望し、この中でも本研究にとって特に問題になると考えられる選択対象の制限(対象に関するdomain restriction)、評価の際の評価水準の制限(評価におけるvalue restriction)が、合理的な社会的選択について持っているインプリケーションに注目しながら、これまでの議論の展望を整理した。またこのような対象の数の制限、対象の評価等の質的な制限等が社会的意思決定の整合性に及ぼす影響を、実際の種々の政策(的)決定との対比において、後者の政策決定が社会的選択論からどのように評価されるかを検討した。2.政府購入契約および産業の産出・価格規制等における非効率の理論的解明政府の経済活動の主要な部分は財の購入という形で行われると考えられるが、社会的決定の1つの例として、政府の購入契約およびそれと同等の意味を持つ産出・価格規制について、その理論的解明を図った議論を展望し、わが国でも多数存在すると推測される「談合」等の問題の構造がそれらによってどのように解明でき、また、より完全な解明のためにどのような課題が残されているかを整理した。この結果の一部は『大阪大学経済学』近刊号に掲載予定である。

本研究の目的は、社会的選択論の観点から合理的な社会的な意思決定の可能性を検討し、それとの比較において政策決定等現実の種々の社会的意思決定がどのように評価できるかを明らかにすることにあるが、本年度の研究では主として次の点を中心に検討を進めた:1.社会的選択論および公共選択論に関する議論の展望・整理本年度は、社会的選択論については昨年度に続き本研究にとって特に問題になると考えられる選択対象の制限(domain restriction)、評価の際の評価方法・水準の制限(value restriction)が合理的社会的選択について持っているインプリケーションに留意しながら、同社会的選択の可能性について議論の一層の整理を試み、対象の数、対象の評価のあり方等が社会的意思決定の整合性にどのような影響を及ぼすかをさらに検討した。また公共選択論の近年の議論の多様な展開については、実際の種々の政策(的)決定との対比において各議論がどのように位置づけられるかの観点から、幾つかの議論を展望・整理した。2.公共財供給機構の検討・解明政府の経済活動は基本的に公共財の供給として捉えることができ、公共財供給の決定メカニズムの1つとしてNash均衡の考え方があるが、同均衡における公共財供給の決定に関して、第1に「人口の増加とともに公共財財源の提供者の割合がゼロに近づく」等というAndreoniの議論を数値解析等も用いて詳細に検討し、それが非競合性という公共財の性質そのものに由来すること、しかし例えばAndreoniが言う「慈善」に関して同主張のように解釈するのが唯一の方法でないこと、第2に同均衡の所得分配からの独立性を言うWarrの定理を詳細に再検討し、同定理を拡張する形で同均衡が所得分配したがって構成員の選好にどのように依存するか等を明らかにした。前者は『大阪大学経済学』第47巻2・3・4合併号に発表し、後者はDiscussion Paperとして発表の予定である。本研究の目的は、社会的選択論の観点から合理的な社会的な意志決定の可能性を検討し、それとの比較において政策決定等現実の種々の社会的意志決定がどのように評価できるかを明らかにすることであったが、研究の最終年である本年度は主として次の点について研究を進め、幾つかの成果を得た:1.社会的選択論および公共選択論に関する議論の展望・整理・拡張a)昨年に続き本年度も、本研究にとって特に問題になると考えられる選択対象の限定(do-main restriction)、評価の際の評価方法・水準の制限(value restriction)が合理的社会的選択について持っている含意、同社会的選択の可能性について議論の一層の整理を試み、対象の数、対象の評価のあり方等が社会的意思決定の整合性にどのような影響を及ぼすかをさらに検討・整理した。この1つの結果として、社会的には総所得および分配の不平等度が問題で、各人が各々の公平性一不平等度評価の基準を持っているとすると、公共財を捨象すれば合理的な社会的選択が可能になるという結果を得た。b)公共選択論については、実際の種々の政策的決定との対比で各議論がどのように位置づけられるかの観点から、近年の議論を展望・整理した。2.公共財供給機構の検討・解明政府の基本的な経済活動である公共財供給・公共投資に関して、Arrow-Kurz(1969)以来十分な議論がなされていない公共投資基準の問題を取り上げ、同基準が税等の歪みがある場合でも最善(first-best)の場合のそれと同じであることを明確にした。
常磁性金属イオンをプローブする高分子金属錯体の構造とゆらぎの研究

ポリオルニチン(PLO)のCu(II)錯体の水溶液中の構造と動的挙動をNMRにより調べた。PLOにCu(II)を加えると、側鎖のCδ、Cδの^<13>CNMRシグナルの線幅が広がる。しかし、Cβ、主鎖のCα、C'は変化しないことがわかった。CδとCδの300Kにおける縦緩和速度はpH8以上になると増加し、pH9-10付近で極大を示すことから、Cu(II)12pH9以上で側鎖アミノ基に配位することを示している。pH10.2におけるCδとCδの縦緩和速度の温度依存性から、化学交換速度は縦緩和速度に較べて速い。炭素と金属イオンとの距離を求めるとCδ-Cu(II)=2.8Aが得られた。横緩和速度の温度依存性は、Cδについては330K付近に、Cδについては室温付近に極大を示し、極大温度以下で横緩和速度は温度上昇に伴い増加する。従って、この温度領域で化学交換は横緩和速度に較べて遅い。300Kにおける錯体の平均寿命は10^<-4>10^<-5>Sと評価される。一方高温領域では化学交換は速くなる。またCδ、Cδの1/5_2に対するスカラ-相互作用の寄与から電子スピンはCu(II)からCδ炭素まで流れ、CδにCδよりも多く局在していることを示している。アルカリ領域でCu(II)水溶液にPLOを加えると溶媒の水の'Hの緩和速度が増加することがわかった。この増加は、水分子を配位したCu(II)がPLOに配位することを示している。側鎖アミノ基に結合したCu(II)は少なくとも1分子の水を配位していることがわかる。
Clostridium difficileの毒性産生機構に関する研究

有毒Clostridium difficile3株(KZ1604、1630、1660)を用いて胞子形成とサイトトキシン(CT)産生の関係を経時的に検討した。対数増殖期に同調した各菌液を10^6倍希釈した後、その0.2mlを10mlの0.2%Na_2PO_4加BHI培地に植菌した(接種菌数:栄養型細胞数、2.64.8×10^1;胞子数、0)。全菌株とも植菌18時間後に総菌数(栄養型細胞数+胞子数)は最高値に達した(3.13.8×10^8/ml)。一方胞子は18時間後より検出され経時的に増加し、4248時間後にプラトーに達した(6.2×10^58.2×10^6/ml)。細胞内CTは胞子形成時期と同時期(培養18時間)より出現し、胞子数の増加と共に増加し、胞子数がプラトーに達する612時間前に最高値に達した(64512CU/50μl)。細胞外CTの検出は植菌後24時間よりみられ植菌48時間後に最高値に達した(644096CU/50μl)。これらの結果より、CT産生が胞子形成とほぼ同時期に行われることが明らかとなった。胞子形成とCT産生の関係を更に確かめるため、胞子形成阻害剤アクリジンオレンジ(AO)、プロメサジン(PM)を用いた実験を強毒株KZ1630を用い行った。植菌12時間後にAOを培地に加え(30μg/ml)培養を続けた。AO添加培養における総菌数は対照と差異は認めなかったが、胞子数は植菌48時間後において1.1×10^2/mlにすぎず対照(5.2×10^6/ml)に較べ著明に低下していた。AO添加培養における細胞内CT値は対照の1/41/8にすぎなかった。細胞外CT値はAO添加培養では顕著に減少し植菌36、48、60、72時間後の値は各々8、32、128、128CU/50μlにすぎなかった(対照:1024、4096、4096、4096CU/50μl)。PM添加培養でも同様の傾向が認められた。これらの結果より胞子形成がCT産生に密接に関与している事が示唆された。光顕的に胞子は認められないがCTを産生する菌株について電顕的観察を行った。これらの菌株では電顕的にも胞子形成過程は認められず、胞子無形成菌におけるCT産生機序は胞子形成菌のそれとは異なる事が示唆された。
19世紀末日本の地方書籍商形成と学校制度の関係に関する教育史的研究

【研究実績の概要】本研究の目的は、学校制度の導入が地方における書籍商(本屋)の形成に与えた影響を検討することにより、「学校」のもっている文化的な影響力を、民衆の読書環境との関連で明らかにすることである。具体的には、以下のような方法で調査を実施した。1 19世紀末(明治期)における新潟県の書籍商の悉皆調査2新潟県における書籍商の形成過程の解明3近代学校制度の導入と書籍商の形成との関連の調査・検討本年度の研究においては、このうち3の調査を中心とし、以下の3点を主な目標とした。(1)新潟県内において発行された各種書籍・雑誌・新聞等における商品広告から、学校関係用品の広告類の収集、それらの商品の販売店・販売実態などの解明。(2)明治初期に開校された小学校関係資料の収集、書籍・教育用具等の購入実態の解明。(3)悉皆調査によって判明した書籍商の個別的事例調査による、その営業関係資料の収集、営業実態の解明。このうち、(1)の調査の結果、各書籍商が、学校用書籍・文房具などの各種学校用品の販売を重要な商業戦略としていること、書籍商の顧客として、中学生などの学校生徒が重要な役割を果たしつつあったこと、日本における学校慣行が定着してくる明治30年代後半に、今日の書店と同様の書籍棚陳列型の販売方式が普及してくることなどを明らかにすることができた。(2)、(3)については、今回は体系的な調査を実施するにいたらず、今後の課題として残された。
生物応答調節剤による発がん過程の修飾と予防

発癌プロモーション過程を標的事象とし、サリドマイドとレチノイドを主たる研究素材に設定して、これらの構造展開による優れた「癌予防剤」「癌悪性化阻止剤」を開発することを最終目的とした。本年度は、発がん過程の修飾と予防を目指した生物応答調節剤の創製研究を行い、以下の化合物群の創製と以下の現象を発見した。1.サリドマイドによる腫瘍壊死因子(TNF)-αの生産調節が、細胞種並びに細胞刺激剤に依存的な2方向性のものであることを明らかにした。2.サリドマイドの医薬品化学的構造展開によって、強力なINF-α生産調節剤の創製に成功した。3.サリドマイド及び創製したTNF-α生産調節剤の2方向性の活性が、光学活性に依存して分離できることを見いだし、不斉炭素の導入によって純粋なTNF-α生産抑制剤並びに純粋な生産促進剤の創製に成功した。4. TNF-αの生産調節にかかわる標的分子の探索を行い、候補となる調節剤結合蛋白数種を確認した。5. TNF-α生産調節剤の更なる構造展開により、アミノペプチダーゼN並びにジペプチジルペプチダーゼIVの阻害剤の創製に成功した。6. RXR・RARヘテロダイマーに選択的なレチノイドアンタゴニストや、新たな骨格を持つレチノイドアゴニスト・シナジストの創製に成功した。
遷移金属クラスターによる原子移動型ラジカル反応制御法の開発

ペンタメチルシクロペンタジエニル基を支持配位子とする遷移金属ポリヒドリドクラスターを触媒量用いる原子移動型ラジカル環化反応の開発を行った。ルテニウムとタングステンからなる三核錯体で高い活性が得られた。これに関連し、ヒドリド配位子をハロゲン原子で部分置換した三核錯体あるいはヒドリド配位子の少ない常磁性錯体を新規に合成し、これらを触媒に用いたところ高活性を保持しつつ反応選択性の向上も達成することに成功した。原子移動型ラジカル環化反応(ATRC)の優れたクラスター触媒を創製するため、ルテニウムを含む種々の三核遷移金属ヒドリドクラスター(Cp'Ru)_3(H)_5(1), (Cp'Ru)_2(Cp'W)(H)_5(2), (Cp'Ru)(Cp'W)_2(H)_7(3), (Cp'Ru)_2(Cp'Rh)(H)_5(4), (Cp'Ru)_2(Cp'Ir)(H)_5(5)を用い淋アリル-α-ブロモアミドの触媒的ラジカル環化を検討し、触媒活性および目的環化生成物/還元副生成物の反応選択性を比較検討した。いずれにおいても副生成物は数パーセント生成したものの、前周期よりのタングステンを含む3において高活性が得られた。生成する錯体と有機物の構造について知見を得るため、単純有機ハロゲン化物との化学量論反応を検討した。t-BuBrは、炭素-臭素結合解離エネルギーが70.0±1.5kcal/molであり、反応性においてt-BuCl(84.1±1.5)より優れ、t-BuI(54.3±1.5)より劣っているため、錯体によって反応性の差が得られる有機ハロゲン化物と期待された。錯体の半減期は、1,2,4,5では100時間以上と長く、錯体3では約13時間と極端に短縮された。また、二段階で反応が進行し、錯体の構造はそれぞれNMR, X線結晶解析により決定した。これらは、上述の触媒的ラジカル環化においてさらに高い活性を示した。生成有機物として2-メチルプロパンが生成したため、水素の少ない常磁性錯体(Cp'Ru)(Cp'W)_2(H)_4を新規に設計・合成し、t-BuBrとの素反応を検討した結果、炭素-臭素結合の水素化を抑制できるという知見を得た。以上より、遷移金属ヒドリドクラスターとしてルテニウムと2つのタングステンからなる錯体に由来する構造が触媒的ラジカル環化反応に極めて有効であることを見出した。ペンタメチルシクロペンタジェニル(Cp')基を支持配位子とする1つのルテニウムと2つのタングステンを金属中心に持つヒドリド錯体(Cp'Ru)(Cp'W)_2(μ-H)_7、末端に臭素あるいはヨウ素配位子を持つハロゲン錯体(Cp'Ru)(Cp'WX)_2(μ-H)_3(X=Br,I)、常磁性ヒドリド錯体(Cp'Ru)(Cp'W)_2(μ-H)_4を用い、N-アリルーαーハロアミド誘導体の触媒的ラジカル環化反応を行った。より具体的には、2-8mol%の錯体を用いる環化反応においてアミドα位のハロゲンの種類、アミド窒素上の保護基、α位炭素置換基やアリル置換基の効果を検討した。その結果、反応性は基質にかなり依存することが明らかとなった。用いたルテニウムータングステン系錯体は、αークロロアミド基質にはほとんど反応性を示さず、αーブロモアミドが極めて有効であることがわかった。窒素上の保護基について、これまで検討されてきたトシル基から保護基を持たない基質、アリル基やベンジル基で保護されたものに換えて反応性を比較したところ、いずれも触媒活性は低下したが、用いた錯体に顕著な差が見られ、ヒドリド錯体や含ハロゲン錯体に比較し、常磁性ヒドリド錯体を用いた場合において1.63.5倍の活性が得られた。本常磁性錯体の構造は推定であるが、予備的X線結晶解析より、室温で徐々にクラスター骨格を換え、タングステンから構成される三核骨格の頂点と底辺に2つのルテニウムユニットを持つ構造となることが知られている。常磁性錯体は、温和な条件下、THF中で速やかに臭化tert-ブチルと反応し高収率で(Cp'Ru)(Cp'W)(Cp'WBr)(μ-H)_4とかtertブチルラジカルの分解生成物に相当するイソブテンを与えたことより、現在、開始反応の選択性と効率が鍵であると思われる。昨年度の研究成果においてN-アリル-α-ハロアミド誘導体のラジカル環化反応における最も活性な金属クラスター触媒として1つのルテニウムと2つのタングステンからなるヒドリド錯体を種々検討した結果を報告した。

触媒量の低減、反応基質の適応性の向上が必要である。副反応等を明らかにするため、非環化基質であるN-プロピル-α-プロモアミドを用い化学量論反応を検討した。基質のアミド保護基であるトシル基が脱保護された有機物が生成する結果となった。トシルアミドは、N-SO_2結合が安定なため、通常、強塩基などハードな条件下で結合切断されるが、本反応系は中性条件であるため、電子不足アリール基としてのトシル基への遷移金属中心からの逆供与によって生じたもの考えられる。より単純な基質分子の系として、有機ハロゲン化物を開始剤、不飽和化合物をモノマーとするラジカル反応あるいはラジカル重合制御へと研究の方向性を修正するため、常磁性のルテニウム-タングステン系ヒドリド錯体の合成と反応性を検討した。含ハロゲンヒドリド錯体とナトリウムナフタレンとの反応により好収率で(Cp*Ru)(Cp*W)_2(X)(H)_3(X=H, Br, I)を与えることを見出した。(Cp*Ru)(Cp*W)_2(H)_4(X=H)と過剰の臭化アルキルとの反応を検討した結果、1, 2級臭化物との反応では(Cp*Ru)(Cp*W)_2(Br)(H)_3とアルカンを与え、3級の臭化tert-ブチルからは反磁性の(Cp'Ru)(Cp'W)_2(Br)(H)_4が生成した。前者の反応では、生成するアルキルラジカルによるヒドリド引き抜きによって起こると考えられ、単純な炭素-ハロゲン結合を含む基質の原子移動ラジカル反応で鍵となり得る新たな常磁性錯体の創製に成功した。
イメ-ジングプレ-トを用いた電子顕微鏡像の定量解析

イメ-ジングプレ-トによって得られる高精度のデ-タ(2048画素×1536画素,4096階調)を処理するため、既存のパソコン及びワ-クステ-ション上に定量解析のためのソフトウェア-を開発した。これにより、logスケ-ルのオリジナルデ-タをリニア-スケ-ルに変換することができ、またバックグラウンドを除去して弱いシグナルを抽出することができるようになった。また、大型計算機を用いて計算した高分解能電子顕微鏡像のシミュレ-ション像と観察像をワ-クステ-ション上で定量的に比較することも可能となった。このようなソフトウェア-の完成により、これまで定性的な評価に留まっていた電子顕微鏡による解析が、定量的に行うことが可能となった。具体的な成果は以下の通りである。1.温度変化に伴う合金の規則格子反射強度変化を定量的に測定し、その規則度に関する知見を電子回折図形から定量的に明らかにした。2.高温超伝導体に属する新しい化合物Pb(Ba,Sr)_2(Eu,Ce)_2Cu_3Oyの構造を、イメ-ジングプレ-トを用いた高分解能電子顕微鏡法により明らかにした。3.これまで解析のできなかった化合物半導体Ga_<0.5>In_<0.5>Pの複雑な短範囲規則配列を高分解能電子顕微鏡法と電子回折図形を併用した定量的な解析により明らかにした。上記の成果は、裏面に挙げた論文にまとめられている。なお、上記3の成果は、第42回金属学会金属組織写真佳作賞を受けることとなった('92.4.1受賞式)。現在、本研究をさらに発展させ、新しい超高圧電子顕微鏡にイメ-ジングプレ-トを導入し、高精度での定量解析を進めている。
中長期アンサンブル気象予測情報を活用した貯水池操作手法の開発

中長期アンサンブル気象予測情報を活用した貯水池操作手法の開発を行った.特に,気象庁の1か月アンサンブル降水予測情報を対象に取り上げ,当該情報を考慮したダム貯水池における利水操作手法についての検討を行い,操作の効果をより高めるための実時間での利用手順を明らかにした.さらに,アンサンブル予測情報を利用した貯水池操作計画の立案に資するため,任意の不確実性を持つ予測情報を模擬発生する機構を組み合わせたアンサンブル予測情報の効果分析システムを開発した.本研究では、これまであまり明らかにされてこなかったダム貯水池の利水放流決定問題における中長期アンサンブル予測情報の利用性に関する分析を行い、その上でアンサンブル気象予測情報を利用したリアルタイムでの貯水池放流意思決定手法の検討を行った。まず、アンサンブル予測情報と理論的に共通する部分が多く、さらにより一般化された理論が確立されている確率予測情報を用いた貯水池操作決定手法を開発し、1)確率予測情報の利水操作への利用性を判断するためには予測情報の信頼性や識別性を考慮することが重要であること、2)貯水池の状態によって利用性の大きい確率予測情報が異なること、を明らかにした。以上の検討結果を元にして、アンサンブル気象・水文予測情報を利用した長期貯水池操作手法の開発を行った。特に、アンサンブル予測情報を考慮する方法として、1)予測値のアンサンブル平均を決定論的に利用する方法、2)予測を確率的分布情報とみなし、確率的に利用する方法、3)各予測メンバの時系列的特徴を踏まえてからそれらを総合的に考慮する方法、の三種を取り上げた上で、貯水池の長期実管理上で想定される様々な状況下においてこれらの利用方法のいずれを適用すべきかを統計的に検討した。それぞれの予測情報の考慮方法に対応する貯水池操作最適化手法として、1)決定論的動的計画法、2)確率的動的計画法、3)サンプリング確率動的計画法を採用して検討を行った結果、特に渇水時においては、3)の各予測メンバの時系列的特徴を踏まえて考慮する方法が、渇水被害を軽減する上で最も効果的であることを示した。また、渇水時においては、アンサンブル予測情報の平均値だけでなく中央値に着目することが、操作精度を向上させる上で重要である可能性を明らかにした。中長期アンサンブル気象予測情報を活用した貯水池操作手法の開発を行った.特に,気象庁の1か月アンサンブル降水予測情報を対象に取り上げ,当該情報を考慮したダム貯水池における利水操作手法についての検討を行い,操作の効果をより高めるための実時間での利用手順を明らかにした.さらに,アンサンブル予測情報を利用した貯水池操作計画の立案に資するため,任意の不確実性を持つ予測情報を模擬発生する機構を組み合わせたアンサンブル予測情報の効果分析システムを開発した.本研究の目的は、これまであまり明らかにされてこなかったダム貯水池の利水放流決定問題における中長期アンサンブル予測情報の利用性に関する分析を行い、アンサンブル気象予測情報を利用したリアルタイムでの貯水池放流意思決定手法を開発することである。平成23年度は、アンサンブル予測情報を用いた貯水池操作決定手法のプロトタイプとして、アンサンブル予測情報と理論的に共通する部分が多くかつより一般化された理論が確立されている確率予測情報を用いた貯水池利水操作決定手法を開発した。具体的には、予測の信頼性や識別性など、予測の不確実性に関する指標を定め、これを用いた確率予測情報の類型化するとともに、貯水池の利水放流決定問題を、貯水量や水需給構造などから類型化した。続いて、確率予測情報を加味した上での貯水池の最適利水放流戦略を、確率動的計画法を用いて決定し、決定された戦略に基づいて利水放流を行った場合に生じる渇水被害の多寡によって予測情報を考慮したことの効果を分析するためのシミュレーション分析モデルを構築し、予測の不確実性に関する類型指標と利水放流決定問題に関する類型指標との様々な組合せについて操作シミュレーションを行い、予測情報の利用性や効果に関する分析を行った。その結果、確率予測情報を利水放流決定に用いる場合に予測情報の信頼性と識別性のいずれが重要であるかについて、特にダム地点において貯水量が少ないいわゆる渇水の状態と、貯水量が比較的多い状態とでは互いに異なる結果となり、貯水池の状態によって求められる予測情報が異なることが示唆されると共に、同じように予測情報の信頼性や識別性を定式化することができるアンサンブル予測情報を用いた利水放流決定の操作規準を作成する上でもこうした点を考慮することが重要であることが示された。当初計画では、まず、アンサンブル予測情報の利水放流決定における利用性分析を、決定論的予測情報や確率論的予測情報を用いた利水放流決定における利用性と比較することで、アンサンブル予測情報を利用するのが効果的な場合を洗い出し、その結果を反映してアンサンブル予測情報を利用した操作手順を設計することを企図していた。しかし、研究を進める上で、予測情報の利用性分析から操作手順の設計までを一連で行う方が効率的であること、ならびに、確率予測情報を利用した利水放流決定に関するシミュレーションモデルがアンサンブル予測情報を利用した利水放流決定に関するシミュレーションモデルと共通点が多い上に、理論的な展開が比較的容易であることから、まずはプロトタイプとして確率予測情報を利用した利水放流決定に関する利用性分析と操作手順の設計を最初に行い、その後、その分析や設計を通じて明らかになると考えられる新たな課題を考慮しながら、当該分析・設計手法を、アンサンブル予測情報を利用した利水放流決定の分析・設計手法に拡張することにした。