hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖尿病黄斑浮腫に対するレーザー治療の奏功メカニズムの解明と効果的な照射条件の探索

糖尿病黄斑浮腫(DME)は、液体流入と排出のバランスが不均衡に転じた結果、網膜内に液体が貯留する現象であり、流入因子としての網膜血管の透過性亢進のみならず、バリア機能や排出機能を担う網膜色素上皮(RPE)の障害も重要である。DMEの治療のひとつとして黄斑部への局所レーザー治療があるが、この奏功機序は十分に解明されていない。本研究では、糖尿病動物モデルを用いて、RPEのバリア機能(透過性)の変化や細胞間接着の構造変化を調べ、さらにDMEに関連する成長因子やサイトカインの分子学的発現変化を包括的に探索する。
甲状腺疾患をモデルとした自己免疫疾患予後予測検査法の開発

自己免疫性甲状腺疾患患者(バセドウ病および橋本病)を病歴および検査成績の経過により病態分類を行い、それぞれの患者から大阪大学研究倫理審査委員会にて承認された方法に従ってインフォームドコンセントをとり、匿名化したサンプルDNAおよび血清を、各疾患病態によってはサンプル数が解析可能な数まで収集した。これまでに患者血清のインターロイキン10濃度が、バセドウ病の難治群において、寛解導入できた群よりも高くバセドウ病では、2型ヘルパーT細胞が分泌するサイトカインのうち、インターロイキン10が特に強く関与している可能性が示唆された。また、インターロイキン10が誘導するイムノグロブリンG3サブクラス産生細胞数が、同様にバセドウ病の難治群において増加していることから、血清イムノグロブリンG3濃度を測定したところ、バセドウ病の難治群に高濃度であることが明らかになった。さらに橋本病の重症群では可溶性CD8分子が末梢で低濃度であることも明らかにし、リンパ球表面のCD154やCD95が自己免疫性甲状腺疾患の病因あるいは病態に関連している可能性も明らかにした。またバセドウ病甲状腺内に浸潤している樹状細胞が調節性細胞の数をコントロールしている可能性を明らかにし、病態予後にかかわっている可能性を示した。これらの結果のうち、Th1/Th2バランスが病態予後に関係している可能性をゲノムレベルで明らかにするために、インターフェロンγの産生量を規定しているとされる遺伝子多型の分布について検討した結果、橋本病の重症度と関連があることを明らかにし、一部結果は特許出願し論文投稿中である。自己免疫性甲状腺疾患患者(バセドウ病および橋本病)を病歴および検査成績の経過により病態分類を行い、それぞれの患者から大阪大学研究倫理審査委員会にて承認された方法に従ってインフォームドコンセントをとり、匿名化したサンプルDNAおよび血清を収集継続中である。すでに、各疾患病態によってはサンプル数が解析可能な数に達しており、一部を用いて血清サイトカイン等を測定して解析中あるいは発表準備中である。具体的には、患者血清のインターロイキン10濃度が、バセドウ病の難治群において、寛解導入できた群よりも高く、インターロイキン4濃度には差が認められなかったことから、病態変化に2型ヘルパーT細胞が関与しているとされるバセドウ病では、2型ヘルパーT細胞が分泌するサイトカインのうち、インターロイキン10が特に強く関与している可能性が示唆された。また、インターロイキン10が誘導するイムノグロブリンG3サブクラス産生細胞数が、同様にバセドウ病の難治群において増加していることを示した。この結果はアメリカ甲状腺学会誌Thyroidに掲載済み、あるいは掲載予定である。加えて、いくつかの病態に関与していると思われる血清中の免疫学的因子を解析中で、それらの結果を基にしてより確実な病態予測検査法を開発予定であり、病態と関連している可能性のある免疫学的因子関連ゲノム遺伝子上の多型分布を解析中である。並行して、病態によってはサンプル数が不足しているグループがあるため、さらに信頼性の高い解析を行うために引き続き患者サンプルの収集を行っている。
運動学習に対する安静時脳活動の影響とニューロフィードバックによる促進

運動学習において、実際の学習後に休憩期間を置くことが運動成績の向上や運動記憶の固定化を助ける現象が多くの行動実験から示されているが、休息中の安静時脳活動が学習に及ぼす影響は不明である。そこで本研究では、安静時脳活動が運動の学習や記憶形成に果たす役割を、機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて検討した。実験では、視覚運動課題としてスクリーン上をランダムに動き回るターゲットを、ジョイスティックを使ってトラッキングする課題を用いた。その際、カーソルの運動と実際の手の運動方向との間に回転変化を導入することで、新規な視覚運動環境での学習を実施した。またコントロール課題として、直前に被験者本人の行った運動学習試行の視覚的なリプレイが呈示され、それを受動的に眺める試行を実施した。その実際の運動学習後に、再度安静にした状態での脳活動を計測した。その後、同じ運動課題を実施した。全ての課題はMRIスキャナの中で実施した。分析時では、まず運動学習セッションでの脳活動パターンを用いて運動学習試行とリプレイ試行との識別を試みた。次にその識別器を、学習後の安静時脳活動パターンに対して適用した結果、運動学習前と比べて運動学習試行の脳活動パターンの増加が観察された。このことは学習後の安静時においても運動学習時と同じ脳活動パターンが再現されていることを示唆する結果である。本成果を認知神経科学の国際学会であるCognitive Neuroscience Societyにて発表した。さらに、ニューロフィードバックについて既存のソフトウェアであるOpenNFTを導入し、リアルタイムに脳活動を被験者に提示できる環境を整備した。そして一次運動野および運動前野を関心領域としたニューロフィードバックを実施し、それらの部位に対する効果を検証した。結果、一次運動野に比べて運動前野に対する効果が大きいことが示された。安静時活動におけるリプレイ活動の実証、およびニューロフィードバックの環境整備とパイロット実験を実施できたため。昨年度に有効性が示された運動前野を対象として、ニューロフィードバックを実施し、運動学習への効果を実証する予定である。実験では、まず固視点のみを画面に呈示し、被験者の安静時の脳活動をfMRIにて計測した。次に視覚運動課題としてスクリーン上をランダムに動き回るターゲットを、ジョイスティックを使ってトラッキングする課題を用いた。その際、我々の先行研究(Ogawa & Imamizu, 2013)で用いた課題を使い、カーソルの運動と実際の手の運動方向との間に回転変化を導入することで、新規な視覚運動環境での学習を実施した。安静時に運動学習時と同じ脳活動が再現されている点が確認されたという初年度の目的が達成されたため。

安静時活動におけるリプレイ活動の実証、およびニューロフィードバックの環境整備とパイロット実験を実施できたため。今後は安静時の活動パターンについて、ネットワーク解析等を使って詳細に分析を行うとともに、ニューロフィードバックによる操作可能性について検討する。昨年度に有効性が示された運動前野を対象として、ニューロフィードバックを実施し、運動学習への効果を実証する予定である。
Cyclin G1_PP2A-B’γの結合を阻害する新規な癌分子標的薬の開発

ELAS1ペプチドはサイクリンG1とPP2A B'γとの結合を阻害する。ELAS1の過剰発現は骨肉腫細胞、前立腺癌細胞、舌癌細胞において、γ線照射やカンプトテシン刺激によってアポトーシスを引き起こす。しかし、この現象は正常細胞では起きなかった。ELAS1を発現するアデノウイルスを舌癌細胞に感染させるとアポトーシス死を起こした。ELAS1を29アミノ酸から10アミノ酸まで短縮したペプチド(ELAS1-t)を作成し、DU145およびSAS細胞に導入した場合でも効率的にアポトーシスを誘導した。この結果からELAS1-tはペプチド医薬品としても有用であることが示唆された。以下の研究成果を得た。(1)ELAS1と同等な阻害効果をもつペプチドを化学合成して試験した。具体的にはELAS1の長さを、29アミノ酸から、どこまで短くできるかを調べた。そのために、ELAS1をN末端側から徐々に削った、22, 18, 14, 10, 9, 8, 6, 4, 2アミノ酸数からなるペプチドを化学合成して、培養昆虫細胞からの抽出液を基に作成されているTNT無細胞発現系を使って調製したMyc-CycG1とGST-PP2A-B'γとの結合を調べたところ、10アミノ酸数からなるELAS1ペプチドまでが結合阻害効果を持つことが判明した。そこで、これをELAS1_T(ten)と命名した。次いで、ELAS1_TをC末端側から徐々に削って、9, 8, 7, 6,5アミノ酸数からなるELAS1_Tペプチドを化学合成して、TNT_Myc-CycG1とGST-PP2A-B'γとの結合を調べたところ、ELAS1_T7が大きな阻害効果を持つが、ELAS1_T6とELAS1_T5はほとんど阻害効果を示さないことが分かった(2)肉腫細胞(U2OS)以外に、腺癌の一種である前立腺癌細胞(DU145)においてもELAS1は同等なアポトーシス誘導能を持つか否かFACS解析したところ、アポトーシスの指標であるSub G1の増加が観察された。DNA二重鎖切断を起こす抗癌剤であるIrinotecanを細胞培養液に添加した場合でもSub G1の増加が観察された。(3)扁平上皮癌の一種である舌癌(SAS)においても調べるため、Myc-VectorまたはMyc-ELAS1プラスミドを個別にDox誘導発現する細胞株を2種類(SAS_Myc-Vector、SAS_Myc-ELAS1)樹立した。当初は、これまでに使ってきたヒト肉腫細胞(U2OS)を用いて主とした研究を進めてゆく計画であった。ところが、U2OSは患者数の少ない骨肉腫の一種であるため、臨床的には一般性に乏しいのではないかとの懸念が持ち上がってきた。最初から細胞株を樹立する実験を再開するのは、それだけで半年くらいかかる実験なので、大変であったが、やはり臨床的な一般性が乏しければ、臨床応用を期待している本研究にとって好ましくないので、一念発起して患者数の多い腺癌の一種である前立腺癌細胞(DU145)においてもMyc-VectorまたはMyc-ELAS1プラスミドを個別にDox誘導発現する細胞株を2種類(DU145_Myc-Vecter、DU145_Myc-ELAS1)樹立する実験を開始し、見事に成功した。この成果ひとつをとってみても、当初の計画以上に進展していると評価できる。DU145 (前立腺癌細胞)とSAS (舌癌細胞)および正常線維芽細胞(KD)を使用以下の研究成果を得た。(1) KD細胞ではELAS1はアポトーシス誘導を示さなかった。この結果はELAS1が癌細胞に対してのみアポトーシス誘導を起こす安全性の高いペプチド薬剤として有用であることを示唆する。(2) Myc-ELAS1を発現したDU145細胞(DU145-ELAS1)はMyc-vectorを発現した細胞(DU145-vector)に比べ、γ線やCPTによるDSB刺激によってアポトーシスを引き起こしていたのに対し、Myc-ELAS1が発現しているSAS (SAS-ELAS1)細胞はアポトーシスを引き起こさなかった。この理由はSAS細胞は変異型TP53のみを有しているためである。しかし、外部からMyc-p53プラスミドを導入した結果、γ線照射(10 Gy)後にアポトーシスが誘導されたことから、ELAS1は変異したTP53を保有する癌患者に対しても有効であることが示唆された。(3)約100万個のSAS-ELAS1またはSAS-vec細胞をヌードマウスの舌に移植すると、SAS-ELAS1を移植したマウスはSAS-vecを移植したマウスよりも長く生存したことはELAS1がマウス個体においても有効であり臨床応用における有効性を強く示唆する。(4) IRES1システムを介してMyc-ELAS1とFlag-p53の両方を発現するアデノウイルスを作製し、SAS細胞に感染させてCamptothecinによりDNA二重鎖切断を誘起すると、ウイルス感染した細胞では感染していない細胞に比べて多くの細胞が死んでいた。この結果はELAS1の臨床応用においてオンコリティックウイルスを用いた癌遺伝子治療が有効であることを示唆する。

ELAS1を発現するアデノウイルスを舌癌細胞に感染させるとアポトーシス死を起こした。ELAS1を29アミノ酸から10アミノ酸まで短縮したペプチド(ELAS1-t)を作成し、DU145およびSAS細胞に導入した場合でも効率的にアポトーシスを誘導した。この結果からELAS1-tはペプチド医薬品としても有用であることが示唆された。今後の研究の推進方策のひとつとして、同時並行で扁平上皮癌の一種である舌癌(SAS)においても腺ELAS1は同等なアポトーシス誘導能を持つか否か調べるため、Myc-VectorまたはMyc-ELAS1プラスミドを個別にDox誘導発現する2種類(SAS_Myc-Vector、SAS_Myc-ELAS1)の細胞株樹立に成功した。これらを用いて、ELAS1のアポトーシス誘導能を扁平上皮癌においても証明したい。さらに、SAS_ELAS1細胞のヌードマウス皮下への移植実験も進める予定である。一方、Myc-ELAS1を装備したアデノウイルス作製の計画も進展しているので、それが完成すれば、新たな癌遺伝子治療の実現に向けた基礎実験を進めたい。また、SAS細胞のようにp53を欠損している癌細胞をもアポトーシス誘導するため、IRES1を介してMyc-ELAS1とFlag-p53を同時に発現するSAS細胞株の樹立を進めたい。分子細胞生物学
専門的文章・談話の理解力・表現力向上のための「専門連語」辞書の作成

本研究の目的は、一般日本語教育を修了後に大学等で経済学・経営学・商学などの広い意味での経済を学ぶ留学生が、経済の専門語を含んだ文章や談話を理解し、口頭発表やレポート作成などを行う能力を向上させるための、専門語を含んだ連語辞書の作成である。辞書の見出し語とする専門語を高校生用の政治経済用語集から352語選び、新聞の経済記事1年分と高校の政治経済教科書1冊の経済部分、大学の経済学・経営学・商学の基礎科目の教科書各1冊を資料とし連語例を採集した。その結果、269語(76.4%)の専門語につき、延べ8665例、異なり6371種の連語例を得た。そのうち15種以上の連語例のあった専門語95語の作る5515種の連語について、経済の専門家3名に専門連語か否かの判定を依頼した。3名が一致して専門連語と判定したのは1070種(19.4%)、2名が専門連語と判定したのは2486種(45.1%)、1名が専門連語と判定したのは3410種(61.8%)であった。本研究では、3名が一致して専門連語と判定したものを専門連語とすることにした。専門連語の形式の内訳は、名詞の連語が67.6%、動詞の連語が28.2%、形容詞・形容動詞の連語が4.2%であった。名詞と動詞の連語は、専門語が他の語を修飾する例の方が多かったが、形容詞・形容動詞の連語は、他の語に修飾される例の方が多かった。専門連語の用例集は作成したが、各専門連語の延べが少なかったため、例文作りは行えなかった。辞書化の考察は、動詞の連語を中心に行った。項目数、記述内容、初級日本語による動詞の基本的な意味の検索などについて考察した。本研究の目的は、一般日本語教育を終了後に大学等で経済学・経営学・商学などの広い意味での経済を学ぶ留学生が、経済の専門語を含んだ文章や談話を理解し、口頭発表やレポート作成などを行う能力を向上させるため、専門語を含んだ連語辞書の作成である。本年度は、辞書の見出し語とする専門語を決定するため、経済の教科書と新聞の経済記事を資料とし、経済の専門語を含む専門連語を抽出した。具体的には、高校の『政治経済』教科書の経済部分、大学の学部1年対象の経済学、経営学、商学の教科書各1冊、新聞の経済記事1年分を資料とした。経済の専門語は、多くの高校教科書に共通して現われる経済の専門語のうち一般日本語教育では指導されないもの352語を選んだ。まず、それらを含む文を抜き出すプログラムを資料にかけ、機械的に専門連語の候補を含む文を得た。次に、それらの文に専門連語が実際に含まれるか否かについて1文ずつ判定し、専門連語と思われるもの8779例を得た。それらは、260語の異なる専門語についての専門連語の候補である。調査した352の専門語のうち260語(74%)について専門連語の候補を得たことは、高校の政治経済教科書によく現われる専門語は大学教科書や新聞にも用いられるのではないかという直観をある程度、実証したといえる。

しかし、その内訳を見ると、教科書にも新聞にも連語例のあった専門語が38%でもっとも多かったものの、教科書にのみ連語例のあった専門語が25%、新聞にのみ連語例のあった専門語が12%で、資料によって現われる専門語自体に違いのあることがわかった。さらに、どちらにも現われる専門語でも語によって新聞か教科書かという片寄りが見られた。本研究の目的は、一般日本語教育を終了後に大学等で経済学・経営学・商学などの広い意味での経済を学ぶ留学生が、経済の専門語を含んだ文章や談話を理解し、口頭発表やレポート作成などを行う能力を向上させるための、専門語を含んだ連語辞書の作成にある。本年度は、昨年度採集した連語例のうち15種以上の連語例のあった専門語95語の作る5515種の連語について、専門連語か否かを判定し、判定者が一致して専門連語と判定した連語の用例集を作成し、辞書化の考察を行った。専門連語の判定は3名の経済の専門家に依頼した。3名が一致して専門連語と判定したのは1070種(19.4%)、3名が一致して専門連語でないと判定したのは420種(7.6%)で、残る4025種(73.0%)は判定者によって判定が分かれた。3名が一致して専門連語と判定した連語の形式の内訳は、「コストの削減」のような名詞の連語が67.6%と最も多く、次いで「コストがかかる」のような動詞の連語が28.2%、「安いコスト」のような形容詞の連語が4.2%であった。専門語と他の語との修飾関係は、名詞の連語と動詞の連語については、上例のように専門語が他の語を修飾する場合の方が多かったが、形容詞の連語は上例のように専門語が他の語に修飾される場合の方が多かった。辞書化の考察は、形容詞の連語は種類が少なく、名詞の連語は難しくないので、動詞の連語に限って行った。「買う」のような初級の語で引くと「財を購入する」「財貨を買い入れる」のような専門連語がわかる辞書について特に考察した。
宇宙赤外線のロケット観測

本研究期間に於て、2回のロケット実験、軌道赤外線望遠塔哉観則装置の開発が行なわれた。以下に具体的成果について述べる。1. Sー520ー10号材による実験1987年に行なわれたKー9Mー80号材による観測の発展としてサブミリ波領域での宇宙背景放射をより精度よく観測することを試みた。このため、新たにロケット塔載型ヘリウム3冷凍器を開発し、検出器(ボロメ-タ-)を0.3Kまで冷却し、従来より約10倍の性能向上を行なった。観測ロケットSー520ー10号材は1989年8月に打ち上げられた。姿勢制御装置からの雑音をひろい、S/Nはやや劣化し、又液体ヘリウム3が観測中なくなる等の問題があったが、観測装置の正常な動作を確認できた。とりわけヘリウム3冷凍器は我国初めての試ろみであり、本実験により軌道赤外線望遠鏡IRTSへの塔載のめどが立てられた事は重要な成果であった。得られたデ-タを解析し、宇宙背景放射のサブミリ波スペクトルを求めた。雑音を拾ったため、確実な結論ではないが、スペクトルが黒体放射でよくあうことが示された。この結果は近年の衛星COBE(NASA)によっても確かめられた。2. Sー520ー11号材による実験Sー520ー11号材の主要観測対象は近赤外宇宙背景放射光であったが、この実験において望遠鏡システム、とりわけバッフルの性能試験をも行なった。軌道赤外線望遠鏡IRTSにおいては太陽光・地球光をさけて、かっ高精度な観測を行う必要があり、このため高性能バッフルを必要とする.我々は反射型と黒色吸収型を組み合わせた新らしい概念のバッフル糸を開発し、その性能試験を実験室で行なってきた。しかし実験室では背景熱雑音が大きく十分なS/Nがとれなかった。このため、観測ロケットに塔載し、地球光を光源としてバッフル性能の評価を行った。Sー520ー11号材は1990年2月に打ち上げられ、観測装置は全て正常に動作し良好なデ-タを得ることができた。望遠鏡の光軸と地球との間のなす角を変化させ、地球光のもれこみを調べた。その結果近赤外、遠赤外両波長域で予期した性能を持っていることが確かめられた。この結果はIRTS計画を進める上で大変重要であり、IRTS成功についての展望を与えたものである。3.軌道赤外線望遠鏡IRTS塔載測定器の開発IRTSには4種の測定器が塔載される。このうち、遠赤外測光器(Far Infrarer Photometed:FIRP)の開発を名古屋大学とカリフォルニア大学で協力して行なった。この装置はロケットに塔載した測光器をより発展させたものであり、ロケット実験の経験を生かして設計・開発・製作が行なわれた。FIRPの特徴は第1にヘリウム3冷凍器によって極低温0.3Kを宇宙で実現することである。検出器ボロメ-タ-は0.3Kでは極めて高感度であるが、これにACバイアス方法を適用して更に一層の高性能を実現した。IRTSは1994年1月に打ち上げが予定されている。FIRPは宇宙背景放射光のゆらぎ、銀河系からの遠赤外放射等の貴重なデ-タをもたらすものと期待されている。本研究は平成2年度で一旦終了するが、IRTS計画を進める上で協同研究を今後とも進める予定である。

Sー520ー11号材は1990年2月に打ち上げられ、観測装置は全て正常に動作し良好なデ-タを得ることができた。望遠鏡の光軸と地球との間のなす角を変化させ、地球光のもれこみを調べた。その結果近赤外、遠赤外両波長域で予期した性能を持っていることが確かめられた。この結果はIRTS計画を進める上で大変重要であり、IRTS成功についての展望を与えたものである。3.軌道赤外線望遠鏡IRTS塔載測定器の開発IRTSには4種の測定器が塔載される。このうち、遠赤外測光器(Far Infrarer Photometed:FIRP)の開発を名古屋大学とカリフォルニア大学で協力して行なった。この装置はロケットに塔載した測光器をより発展させたものであり、ロケット実験の経験を生かして設計・開発・製作が行なわれた。FIRPの特徴は第1にヘリウム3冷凍器によって極低温0.3Kを宇宙で実現することである。検出器ボロメ-タ-は0.3Kでは極めて高感度であるが、これにACバイアス方法を適用して更に一層の高性能を実現した。IRTSは1994年1月に打ち上げが予定されている。FIRPは宇宙背景放射光のゆらぎ、銀河系からの遠赤外放射等の貴重なデ-タをもたらすものと期待されている。本研究は平成2年度で一旦終了するが、IRTS計画を進める上で協同研究を今後とも進める予定である。
視運動性眼振を用いた注意位置推定に関する基礎研究

視野の持続的な動きに対して,視運動性眼振(OKN)と呼ばれる眼球運動が生じる.OKNは視覚的注意を向けた位置の運動と対応することが知られている.本研究は,OKNを用いて,3次元シーンにおける人の視覚的注意位置,注意の度合い・範囲の推定が可能か明らかにすることを目的とした.本研究の成果は,実環境における注意位置推定システムの向上に大きく貢献し,車両運転中の事故防止や人とロボットの円滑なコミュニケーションの実現に寄与する.視野の持続的な動きに対して,視運動性眼振(OKN)と呼ばれる眼球運動が生じる.OKNは視覚的注意を向けた位置の運動と対応することが知られている.本研究は,OKNを用いて,3次元シーンにおける人の視覚的注意位置,注意の度合い・範囲の推定が可能か明らかにすることを目的とした.本研究の成果は,実環境における注意位置推定システムの向上に大きく貢献し,車両運転中の事故防止や人とロボットの円滑なコミュニケーションの実現に寄与する.
米国・国立衛生医学博物館所蔵の日本関連資料の調査

2018年7月に米国・国立衛生医学博物館(NMHM)を訪問し、最後の現地調査を行った。今回の訪問で同館が所蔵する戦前占領期にかけての日本関連収集品、約300点の実物調査が終了した。品数で言うと、Pharmaceutical(主に処方薬、市販薬などの医薬品)とSurgical kitsが所蔵品の大半を占めていた。しかし現物調査の結果、NMHMのデータ上では日本関連所蔵品として登録され、もしくは同館スタッフによっても日本関連品として理解されていたものの、日本製もしくは日本での使用が外観から判断できず、またAccession Fileからも収集の経緯が判明できない物が多く見つかった(特に手術用具に集中している)。これは同館の日本関連所蔵品の大半が、1952年7月から翌年にかけて、当時のIntelligence branch, Office of Surgeon General, US Armyより、Captured Japanese equipment from WWIIとして集中的に寄贈/移管されているため、記録・保存に混乱が生じたためだと推測できる。また、Accesion Fileは存在しているものの、現物を探しても見つからなかった所蔵品も複数見つかった。これらの多くは、同館に寄贈/移管された時点で、既に保存状態が非常に悪く、廃棄処分になったことが判明した。以上の状況を踏まえてNMHMスタッフと相談した結果、日本関連所蔵品である資料的裏付けのある約150点のみを先行してデータに取りまとめることとし、所蔵品に関する日英での説明文を作成した。また、昨年度の調査より行っている所蔵品の写真撮影を継続し、同館スタッフにより作業が終わり次第、画像情報を加えて最終的なデータベースとして取りまとめる予定である。米国・国立衛生医学博物館(National Museum of Health and Medicine、以後NMHM)が所蔵品する日本関連収集品のうち、平成27年度においては軍医総監局図書館時代(日本では明治開国期日清日露戦争期にあたる)の収集品に関して、2015年7月に現地を訪問して調査を行った。調査方法としては、まず同館のOtis Historical Archivesで保管されているlog bookを確認した。log bookでは同館の歴代の学芸員(curator)が同館に寄贈された標本資料を時系列で記録している。この中から日本に関連していると思われる寄贈品を洗い出し、その後Historical Collectionで保管されている所蔵品と照らし合わせる作業を行った。これに加えて、Otis Historical Archivesで保管されている資料のうち、日本に関連すると思われるarchivesの調査も合わせて行った。この調査の目的は、同館が所蔵する標本資料が実際に同館に収められるまでの関連記録が残っていないかを確認することにあった。標本資料とともに送られたきた寄贈者からの手紙や、配達記録、寄贈者に対する同館からの感謝状のコピーなどが残されているケースがあった。またarchivesでは、同館の学芸員が在日本アメリカ大使館関係者へ、特定の標本資料の収集を依頼する手紙なども残されていた。こららの資料に基づき、当時軍医総監局であった同館が、どのような方針のもとで日本に関連する標本資料を集めようとしていたのか、さらには日本の医学や科学、さらには軍事体制のどのような点に対して関心を持っていたのかに対する分析を行った。NMHMは米国陸軍の管轄下にあるため、外国人研究者の研究利用に一定の制限が設けられている。また調査対象によっては、外国人の閲覧が制限されている物もある(同館職員立ち合いの元でのみ閲覧の許可が出る等)。そのため、事前手続きや同館職員とのスケジュール調整などが予想以上に難航し、本年度は当初計画されていた日数での現地調査が実施できなかった。またNMHMは3年前にワシントンDC市内から現在のメリーランド州シルバースプリング市内へ移転したが、同館の引っ越し作業がまだ完全には終わっておらず、所蔵品の一部が陸軍施設内倉庫に保管されていることが分かった(順次移転作業中とのこと)。そのため、所蔵品によっては倉庫保管中のために現物が確認できないこともあった。1)1945年以前のプロセス・レコードを閲覧して、その中から日本に関連するものを抜きだす、2)その所蔵品の写真が既にデジタル化されていれば写真にて確認、デジタル化されてなければ現物の確認を行う(この際、写真撮影も平行して行いデジタル化も進める)、3)アーカイブス資料と照らし合わせ、取得経路などを調査する、4)調査で得られた新たな情報をプロセスレコードに書き加える。これまでに約80点の確認が終わり、写真のデジタル化作業も同館担当者によって順次行われている。今年度調査した収蔵品の多くが旧帝国陸軍および海軍(一部日露戦争時も含む)が使用した医療器具や医薬品だった。医療器具はそのまま現物が残されていたが、医薬品についてはArmed Forced Institute of Pathologyが分析後破棄しており、その分析結果とパッケージのみが同館で保存されていた。多くの所蔵品が、米陸軍から同館へ一括で引き渡されていたために、同館の資料だけでは具体的な取得経路(米軍が日本においてどのように収集をおこなったのか)が不明だった。この点については追加の調査が必要である。また同館担当者から、シカゴにある分館にも日本関連の所蔵品がある可能性を指摘されたために、当初計画のなかったシカゴ分館における調査も追加した。シカゴ分館においても日本関連の所蔵品が確認できたが、残念ながら本研究が対象とする年代には該当するものではなかった。米国・国立衛生医学博物館は米国陸軍の施設であり、基地内に作られている。そのため一般展示ブースへの立ち入りは誰でも自由に行われるが、いわゆる「behind the scene」に入るためには、陸軍より訪問許可を得る必要がある。

米軍は2016年に、外国人の軍事施設内の立ち入り許可取得手続きをこれまで以上に厳格化した。政府関係者ではなく、かつ公的訪問(official visit)でもない場合の申請手続きがこれまで以上に複雑化し、今回の調査のために訪問許可を得るのに3か月も要する結果となった。またこちらの希望通りの日程で許可が下りなかったこともあり、計画通りの調査が行えなかった。2018年3月に米国・国立衛生医学博物館(NMHM)において日本関連収集品の現地調査を行った。今回の訪問で約120点の現物を確認することができ、同館が所蔵する戦前占領期にかけての日本関連収集品のうち最大のカテゴリーであるPharmaceutical(主に処方薬、市販薬などの医薬品)とSurgical kitsの調査がほぼ終了した。また所蔵点数として数は多くはないものの、歴史的資料価値の高いanatomical models(主に病巣標本)の調査も行った。こちらのカテゴリーについては同館によってこれまでヨーロッパ人作家による作品だと考えられていた男性性器の罹患部のモデルが、日本人・長安周一の作品であることが判明するなど、大きな収穫があった。最大カテゴリーであるPharmaceutical調査が終わったことから、戦前占領期の米国・陸海軍による収集・調査の方針についても検討を始めた。同館には旧敵国であるドイツおよびイタリア関連の収集品も多くあるが、中でも日本関連の医薬品は群を抜いて多い。日本から収集された医薬品については、日本から持ち帰った後に米陸軍の研究機関で詳細な調査が行われているケースが多いことから、関連資料の分析を進めることにした。さらに、今回の調査から現物確認にあわせて、同館専門スタッフによって所蔵品一点一点について写真撮影が行われることとなった。写真撮影には莫大な時間が要するため、今後も同館担当者が随時行うことになっている。同館担当者の協力を得て撮影作業を行うことで、本研究で作成予定のデータベースに文字情報だけではなく画像を掲載する目途がついた。NHMHは米国陸軍の施設であるため、外国人の研究利用には一定の制限が設けられている。また調査訪問には事前の申請が必要であるが、申請の承認に長い時間がかかることが多い(申請は在米日本大使館を通じて、米国・国防省あてに提出する)。本研究開始当初からこちらの希望した通りに調査訪問が行えないことが続いたが、今年度も2度予定していた調査が1度のみしか行えなかった。本研究は同館収集品の現物調査が基本となっているために、予定通りに現地調査が行えないのは、研究の進捗に大きな後れをもたらす。そのため本年度が研究の最終年度であったが、来年度まで研究機関を延長せざるを得なくなった。2018年7月に米国・国立衛生医学博物館(NMHM)を訪問し、最後の現地調査を行った。
西洋近代化過程における民衆意識の変容と民族・国家の問題について

本研究の主題は西洋19-20世紀の政治社会変革と激動の時代に、西洋諸国の一般庶民、民衆が、国家・民族指導者の主導のもとに推進された政治社会変革にいかに対応し、いかなる態度、立場をとったか、を5人の共同研究者の専攻領域に即して究明することにある。研究代表者の古賀は主にイギリスのチャーティスト運動を研究主題にしており、1995年5月に『チャーティスト運動の構造』を公刊し、本研究では運動指導者とそれを支えた支持者大衆の間の問題の解明を試み、その一端として小論「チャーティスト運動とそのリーダーたち」を発表した。関連する主題として同時代のエンゲルスの歴史認識にメスを入れた論文も近日中に公刊する。分担者尼川はロシア革命におけるメンシェヴィキの研究に取り組み、本研究ではロシアの主流のメンシェヴィキから分離したグルジアのメンシェヴィキの研究に専念した。グルジアの運動家たちはなにゆえメンシュヴィズムを選択し、またその路線がなぜ民衆の圧倒的支持を得たのか、をグルジアの状況に即して解明しつつあり、近く論文「グルジア・メンシュヴィズムの形成」として公表する。分担者岩崎はマイマル期のドイツ国民の政治意識の分析をすすめ、本研究ではドイツ民主党に合流する青年ドイツ騎士団を対象にし、第一次大戦の参戦経験がナチ・イデオロギーへ結びつく要因となったことを究明しつつある。その一端は「自立的政治闘争団体と政党政治(III)」として発表した。分担者小原はアメリカ南北戦争・再建期の国家と民衆、黒人の問題の研究に務め、本研究では黒人選挙権問題の史的経過の考案と分析をすすめており、近くその一端を公表する。分担者岡本はナポレオン帝国と民衆の関係の研究に務め、その成果の一端は5月の日本西洋史学会で発表する。
酸化物基板上におけるグラフェンナノ構造作成技術の開発と原子分解能評価

基板上の特定部位でグラフェンを真空下CVD成長させる手法を構築し、得られたグラフェンナノ構造を外気に暴露することなく走査型プローブ顕微鏡によって観察した。その結果、Cu薄膜上における成長初期段階では三角型と六角型の2種類のクラスタが出現するが成長が進むにつれて六角型のみとなり、特定の条件下ではその一部が横幅10nm程度のリボン構造となることが分かった。さらにプロセスが進行すると、表面に0.180.33nm程度の基本ステップを持つシート構造がスタッキング形成されるようになり、その局所仕事関数の値がスタッキング数の増加に伴ってグラファイトの仕事関数値に近い4.7eVに収束する様子が観測された。本年度は、既設超高真空プロセスチャンバー内に前年度に整備したCVDプロセス装置の性能確認とナノ構造作成に際しての条件出しを行い、Cu金属触媒によるCVDプロセスに際してのナノカーボン形成プロセスの進行に関する基本的知見を得た。具体的には、超高真空中でイオンスパッタとアニールを繰り返すことによって表面を平坦化したCu薄膜上に実際にCVDプロセスを実施し、表面に形成される構造を非接触型原子間力顕微鏡(NCAFM; Non-Contact Atomic Force Microscopy)で観察した。その結果、表面に0.20.9nm程度の基本ステップを持つシート状構造がスタッキング形成されることを確認した。取得NCAFMイメージのバイアス電圧依存性を調べたところ、観測面のシート状構造の相対的なコントラストが印加される電圧値に応じて反転する様子が観測された。さらに、この構造の基板表面に対する局所的な仕事関数(LCPD;Local Contact Potential Difference)を測定したところ、得られたLCPD値とシート状構造の高さの間に定量的な相関が存在することが観測された。これらの結果は観測面に形成されたシート状構造の電子状態が基板表面から切り離されており、かつ構造の高さの違いは基板表面に積層するシートのスタッキング枚数の違いによるものであることを示唆している。さらに、基板表面のシート状構造の原子配列を同定するためにより高分解能の観測および取得イメージの数値解析を行った結果、これらの内部構造が3回回転対称を持つことが判明した。これは観測された構造がグラフェンであることと矛盾せず、その同定に向け更に詳細な観測を進めているところである。基礎、応用の両面において大きな可能性と新規性を有するグラフェンナノ構造を汚染や擾乱の少ない超高真空環境下にて酸化物基板上に精密に作製、配置する技術を開拓し、その内部構造や基本物性、基板との結合様式などをナノプローブ顕微鏡によって原子スケールにて同定することが本研究の目的である。本年度は、既設の超高真空プロセス装置に金属蒸着装置、反応ガス導入ポート、加熱装置等を新設し、最適な基板素材やその平坦化プロセスを探索するとともに、カーボン系CVDプロセスの触媒金属であるCu元素を基板表面に蒸着した際のコンフォメーションや拡散ダイナミクスについてUHV非接触型原子間力顕微鏡によって調べた。これは、触媒金属(Cu)のナノクラスターをCVD初期プロセスのマーカーとして用いることで、基板上の特定部位に選択的にグラフェンナノ構造を形成させることを企図したものである。実験を進めた結果、熱処理によって平坦化したサファイア単結晶面に蒸着されたCu元素に対して適切な後熱処理を行うことで、基板上のテラスエッジ部位に選択的にナノクラスターが形成されることが明らかになった。一方、チタン酸ストロンチウム単結晶面については、堆積のごく初期においては表面のテラスエッジ近傍に選択的に凝集する傾向を見せるものの、堆積量を増加しても結晶面全体に分散するだけで、サファイア表面のように凝集する兆候は見られなかった。これは湿式プロセス後のチタン酸ストロンチウムの表面がサファイアほどには平坦でないためと考えられる。検討を進めた結果、高酸素圧高温アニールを施すことにより、チタン酸ストロンチウム表面が原子レベルにてほぼ無欠陥な超平坦状態になることを実験的に確認した。今後、速やかにこれらの表面におけるCu原子の凝集特性等について明らかにするとともに制御性を高め、CVDプロセス初期状態のコントロール手法としての有用性を実証していく。ナノグラフェンの本質的な物性を分子原子レベルにて観測する手段として、基板上の特定部位でグラフェンを真空下成長させる手法(局所CVD法)を開発し、ボトムアップ的に形成された構造体を外気に暴露することなく走査型プローブ顕微手法(SPM)によって原子分子レベルにて測定可能なシステムとして構築した。本システムによって単結晶化Cu薄膜上におけるグラフェンの成長プロセスを詳細に調べたところ、その初期段階ではtriangle型とhexagonal型の2種類のクラスタ形態を取るが、成長が進むに従ってそのほとんどがhexagonal型となり、さらにこれらの一部が横幅10nm程度のナノリボンとして成長することが非接触型原子間力顕微鏡(NCAFM)による原子分解能観察によって確認された。

さらにプロセスを進行させた結果、表面に0.20.9nm程度の基本ステップを持つシート状構造が基板上にスタッキング形成されることが確認された。この構造の局所仕事関数(LCPD)についてケルビン力測定モード(KFM)によって測定したところ、得られたLCPD値とスタッキング構造の高さの間に定量的な相関が存在し、スタッキング数の増加に伴ってグラファイト(HOPG)の仕事関数値に近い4.7eVにほぼ収束することが確認された。さらに詳細を調べるために単結晶化Cu薄膜上および、Cu単結晶(111)面上のそれぞれに対してプロセスを進めたところ、Cu薄膜上では数十nm程度の大きさを持つシートからなるスタッキング構造が多く観察されたのに対し、単結晶上では数百nm以上にわたるグラフェンの単ドメイン構造が観察された。これは、下地基板の原子配列や平坦性によるものと考えられ、グラフェンをデバイス構造として活用する際の技術的指針を与える。ナノ固体物性今年度の達成目標は基板上に配置した金属クラスタを触媒として実際にCVDプロセスを実施するとともに、形成されるカーボンナノ構造の配置様式や詳細構造、下地基板との相対位置などを調べ、ナノ構造成長における制御条件を探索することであった。まずは、CVDプロセスに際してのナノカーボン形成プロセス進行に関する情報を確実に得るため、マイカ上に形成したCu薄膜を基板として使用して実験を進めた。その結果、シート状のナノ構造がCu薄膜表面にスタッキング形成されることを確認し、原子間力顕微鏡およびこれを用いたLCPD値の観測によって形成されたシート状構造がグラフェンと考えて矛盾がないことを示した。これにより、今年度の当初目標は概ね達成されたと考える。もうひとつの目標であった酸化物上の金属クラスターによるCVDプロセスについては、酸化物表面の熱処理に関わる条件最適化に若干時間を要しており、実験を継続中である。グラフェンナノ構造CVDプロセスにかかわる触媒金属の基板上原子スケールコンフォメーションを超高真空中にて調べるとともに、その制御性を高めることが今年度の目標であった。目標達成に必要な技術要素である、最適な基板材の選定及び基板の平坦化プロセスや微量金属の蒸着、その凝集プロセスに関する評価方法の整備等をほぼ完了し、これらを用いた実験により、サファイア基板上のCu原子のクラスター形成について当初の予想を裏付ける実験結果を得ることができた。これらと並行して、既設の真空チャンバー内にて一連のCVDプロセスを実施するための実験環境の整備も完了した。今後は、触媒金属のコンフォメーションに関する制御性を高めるとともに、酸化物基板や触媒金属のバリエーションを増やしながら具体的なCVDプロセスの実施とグラフェンナノ構造の形成プロセス解明へと研究を進めていく。まずは、Cu薄膜上のシート状構造について、この構造がナノグラフェンであるという確固たる結論を得るために、NCAFMだけでなく、より確実に高分解能観測が可能なSTMによる観測やラマン分光やKFMによる観測を進める。
知的エージェント介在型運動機能再建手法の開発

本研究は運動関連領野の損傷による下肢運動麻痺患者に対するBCIリハビリシステムの開発を目的とした.本研究の成果は以下の3つである.第1に,運動想起型BCIの特徴量である事象関連脱同期/同期(ERD/ERS)の発現には,運動想像に加え,運動計画が重要であることを実験的に検証した.第2に,健常者の運動学習をモデルとして用いて,麻痺患者の運動機能再建過程における自発的な運動企図と運動機能向上の関係を調査した.第3に,上記BCI型リハビリシステムによって随意的な下肢筋活動に回復が見られた患者等に対し,自発的な筋活動を入力として実世界の自由な移動を実現する下肢筋活動駆動型電動車椅子システムを開発した.本研究は運動関連領野の損傷による下肢運動麻痺患者に対するBCIリハビリシステムの開発を目的とした.本研究の成果は以下の3つである.第1に,運動想起型BCIの特徴量である事象関連脱同期/同期(ERD/ERS)の発現には,運動想像に加え,運動計画が重要であることを実験的に検証した.第2に,健常者の運動学習をモデルとして用いて,麻痺患者の運動機能再建過程における自発的な運動企図と運動機能向上の関係を調査した.第3に,上記BCI型リハビリシステムによって随意的な下肢筋活動に回復が見られた患者等に対し,自発的な筋活動を入力として実世界の自由な移動を実現する下肢筋活動駆動型電動車椅子システムを開発した.本研究は大脳皮質運動関連領野の損傷による下肢運動麻痺患者に対し,知的エージェントを介在させることで持続的な訓練を動機づける仮想空間移動型BCIリハビリシステムの開発を目的とする.平成23年度は,本研究でブレイン・コンピュータ・インタフェースのための脳波特徴量として注目する事象関連脱同期(ERD)について,運動企図に関連するERD発現要因の分析に取り組んだ.特に,1人称視点からの運動観察(視覚)と機能的電気刺激による体性感覚および随意的な運動企図の有無が,ERDの発現にどのように寄与しているかについて,各要因を網羅する実験条件を設定して比較を行った.その結果,(1)体性感覚刺激は視覚フィードバックを補助しERDを効果的に発現させること,ならびに,(2)随意的な運動企図と1人称視点からの観察はそれぞれ独立にERDを生じさせることに貢献するが,これらを同時に提示するとコンフリクトを生じることが示された.このことより,ERDは被験者の運動主体感もしくは自己運動に対する感覚予測を反映して発現している可能性が示唆された.また被験者のリハビリへの取り組みの履歴と機能回復の傾向から訓練課題の提示パターンを調節する知的エージェントの動作アルゴリズムの開発に着手した。さらに,当初はH24年度以降に計画していた下肢前脛骨筋の随意筋活動により駆動する電動車椅子システムを開発し,健常被験者の下肢筋力の回復訓練効果を検証した.下肢筋電図の時系列パターン識別法にも取り組み,少ないEMG電極数(2チャネル)で,複数の足ジェスチャを識別する手法を開発した.本研究は大脳皮質運動関連領野の損傷による下肢運動麻痺患者に対し,知的エージェントを介在させることで持続的な訓練を動機づける仮想空間移動型BCIリハビリシステムの開発を目的とする.平姓25年度は,本研究でBCIの脳波特徴量として注目する事象関連脱同期(ERD)について,1人称視点からの運動観察(視覚)と機能的電気刺激による体性感覚をフィードバックとして与える条件下でERDの発現訓練を行い,健常被験者による訓練成績の評価を行った.その結果,視覚および体性感覚のフィードバックとして与える条件下で有意な成績の向上を確認した.このことから,運動想像によるBCIの訓練においては身体性への意識(運動主体感や身体保持感)を強化する感覚情報の適切な呈示有効である可能性が示された.また,運動企図と運動学習に関する基礎研究としては,ロボットマニピュランダムを用いた視覚運動回転変換下の上肢到達運動学習において,1能動的に運動を生成する場合,2受動的に運動を経験させた場合,および,3運動企図に基づき受動的に運動を経験させた場合,の3条件運動学習成績を評価した.その結果,受動的な運動学習は能動的な運動学習より成績が低いものの,未学習時と比べて有意に向上していること,ならびにm受動的な運動学習において運動器との有無は学習成績に影響を及ぼさない可能性を確認した.このことから,1)受動的な運動経験でも体性感覚に関する運動技能の一部は獲得される可能性があること,また,2)能動的学習と受動的学習の差は,運動企図の有無ではなく,運動計画・運動制御自体にある可能性が示唆された.すなわち,リハビリテーションにおいては,運動を想像するだけでなく,随意的に筋を収縮させようとすることそれ自体が回復に必要であることが示唆された.本研究は大脳皮質運動関連領野の損傷による下肢運動麻痺患者に対し,知的エージェントを介在させることで持続的な訓練を動機づける仮想空間移動型BCIリハビリシステムの開発を目的とする.平成24年度は,本研究でBCIの脳波特徴量として注目する事象関連脱同期(ERD)について,1人称視点からの運動観察(視覚)と機能的電気刺激による体性感覚をフィードバックとして与える条件下でERDの発現訓練を行い,健常被験者による訓練成績の評価を行った.その結果,視覚および体性感覚のフィードバックが与えられる条件下で有意な成績の向上を確認した.このことから,運動想像によるBCIの訓練においては身体性への意識(運動主体感や身体保持感)を強化する感覚情報の適切な提示が有効である可能性が示された.

また,運動企図と運動学習に関する基礎研究としては,ロボットマニピュランダムを用いた視覚運動回転変換下の上肢到達運動学習において,1能動的に運動を生成する場合,2受動的に運動を経験させた場合,および,3運動企図に基づき受動的に運動を経験させた場合,の3条件で運動学習成績を評価した.その結果,受動的な運動学習は能動的な運動学習より有意に成績が低いものの,未学習時と比べて有意に向上していること,ならびに,受動的な運動学習において運動企図の有無は学習成績に影響を及ぼさないことを確認した.このことから,(1)受動的な運動経験でも体性感覚に関する運動技能の一部は獲得される可能性があること,また,(2)能動的学習と受動的学習の差は,運動企図の有無ではなく,運動計画・運動制御自体にある可能性が示唆された.すなわち,リハビリテーションにおいては,運動を想像するだけでなく,随意的に筋を収縮させようとすることそれ自体が回復に必要であることが示唆された.本研究は大脳皮質運動関連領野の損傷による下肢運動麻痺患者に対し,知的エージェントを介在させることで持続的な訓練を動機づける仮想空間移動型BCIリハビリシステムの開発を目的とした.平姓26年度は最終年度であり,本研究でBCIの脳波特徴量として注目した事象関連脱同期/同期(ERD/S)について,その発生機序の解明と閉ループ型BCI訓練システムに関する研究成果を論文としてまとめ発表することに取り組んだ.また,前年度までの研究において,ERD/Sの発現には単なる運動想像ではなく,随意的に運動を生成しようとする運動企図の重要性が示唆されたことから,実験被験者に対し運動想起の際に,運動目的を意識させる実験パラダイムを用いてERD/Sへの影響を調査した.実験の結果,同じ膝関節の伸展運動を想起した場合であっても,「ボールを蹴る」という明確な意図を指示したケースにおいて,より顕著ななERDがCz電極付近で確認された.このことは,運動想起の方法自体がこの脳波特徴量の生成に関わっていることを示唆しており,実運動を伴わない運動想起であっても,運動目的を意識することが再現性高くERDを発現する上で重要であることを意味している.本研究の成果は国際共著論文2報,国際会議8件として発表されており,現在,H26年度の成果を投稿準備中である.26年度が最終年度であるため、記入しない。知能情報学26年度が最終年度であるため、記入しない。研究代表者の脳波計測・機能的電気刺激による実験環境はおおむね順調に整備され,当初予定していた脳波特徴量の分析と事象関連脱同期の訓練実験に着手することができた.一方,研究分担者が所属する研究機関(東北大学)は東日本大震災の影響を大きく受け,研究開始が当初予定より半年ほど遅れた.運動想起によるBCI操作のための事象
自然換気運用におけるスパースモデリングを用いた自動制御ロジックの開発

昨今、自動制御による自然換気システムを導入した建築物が増加しているが、設計時に期待した省エネ効果を実現できない事例も多く、一部においてはその運用が中止するに至る。この理由として、自然換気時の室内環境の不安定性の他、外部騒音や自然換気窓の開閉音等、音に起因する執務者の不満が挙げられる。本研究では、この二要素を加味した自然換気口の開閉ロジックを開発する。特に動作頻度の制御に関しては、高精度なフィードフォワード制御が必要であり、本研究ではその精度向上を目的とし、物理モデルを機械学習で補完する手法を提案する。
宇宙大規模構造の高速理論計算にもとづく精密宇宙論的データ解析手法の開発

観測の進展に伴い、宇宙の「標準モデル」が確立し、宇宙論研究は、標準モデルのより深い理解とその根源的理由を問う「精密宇宙論」へと移行しつつある。今後10年間で観測の大規模化・精密化が一層進むため、観測データから宇宙論的情報を正確に読み取るための、理論テンプレートの高精度化が重要かつ急務な状況である。本研究では、摂動論的手法に基づき、次世代銀河サーベイに対する高精度の理論テンプレートを高速に計算する手法を確立し、宇宙論データ解析ツールを開発した。既存の観測データに応用することで、宇宙論的スケールにおける重力理論の検証、ならびに宇宙の加速膨張に対するロバストな制限を得ることに成功した。銀河サーベイを用いた宇宙論研究において、銀河パワースペクトルは最も基本的な観測であり、本年度はそれに付随する赤方偏移ゆがみに着目し、理論・観測双方から次のような研究を行った。(1)重力理論が一般相対論とは異なる場合に、赤方偏移ゆがみへの影響を定量化する理論モデルを構築し、赤方偏移ゆがみの精密観測から重力理論を検証・制限する方法論について考察を行った。(2)スローンデジタルスカイサーベイ(SDSS)のアーカイブデータを用いて、銀河パワースペクトルを測り、摂動論にもとづく高速理論テンプレートから赤方偏移ゆがみを測定した。それより、密度ゆらぎの構造成長率を求め、宇宙論的スケールでの重力理論は一般相対論と矛盾しないことを突き止めた。また、バリオン音響振動も同時に測定し、宇宙膨張が宇宙項入りの標準宇宙モデルで記述できることを確認した。上記の研究の他、摂動論的計算手法を用いて銀河/ハローバイスペクトルの評価を行い、原始非ガウス性がある場合に現れる強いスケール依存性の定量的な見積もりを行った他、全角運動量法と呼ばれるテクニックを用いて、スカラー・ベクトル・テンソルすべての摂動に対する重力レンズ効果を考察、角度パワースペクトルの解析的公式を統一的に導出することに成功した。これら2つの成果は、日本のすばる望遠鏡を用いた宇宙論観測プロジェクトSuMIReへの応用が考えられ、今後、観測データから原始非ガウス性や宇宙ひもなどを制限する際、役立つ。銀河パワースペクトルは、銀河サーベイを用いた宇宙論研究において最も重要な観測量の1つであり、今後の大規模銀河サーベイでパワースペクトルの精密観測が行われることで宇宙膨張の測定や宇宙論的スケールでの重力理論検証が可能になる。本年度の研究では、摂動論にもとづく実用的な銀河パワースペクトルの理論テンプレートの開発を進め、それをもとに、宇宙論的なデータ解析手法を確立した。ガンマ展開と呼ばれる新しい非線形重力進化の摂動計算手法をもとに、(1)高次の摂動補正まで取り入れた適用範囲の広い理論計算を高速で行うコードを開発、(2)赤方偏移ゆがみの非線形効果を取り入れた非等方パワースペクトルおよび相関関数の計算手法を開発、(3)その計算結果を理論テンプレートとしてSDSS銀河の非等方パワースペクトルに応用、観測から宇宙膨張とゆらぎの成長率をロバストに推定する宇宙論的解析ツールを作成した。(1)の成果については、N体シミュレーションによる詳細な検証を経て、開発した計算コードをRegPTという名称で公開し、(2)については四重極成分までの非等方パワースペクトルに対し、広い範囲で従来の摂動論の精度を上回る成果を達成することができた。また、(3)については、銀河の模擬カタログを使った検証を行い、開発した理論テンプレートをもとにロバストな宇宙論的解析が出来ることを確認し、SDSS銀河の非等方パワースペクトルから宇宙論的制限を得ることに成功した。銀河サーベイと重力レンズ効果を使った宇宙大規模構造の観測は、宇宙論研究の標準手段として、方法論の検討と新しい可能性の追求についての研究が進んでいる。平成26年度は以下の3点についての研究から新たな成果を得た。1.申請者らがこれまで開発を進めてきた再和法による宇宙大規模構造の摂動計算法を、重力理論が修正された場合にも拡張、弱非線形領域において、従来の摂動論では困難だった相関関数の理論計算を可能にした。シミュレーションによる検証を経て、開発した手法は修正重力理論においても高い計算精度を誇ることを明らかにした。この計算手法は、前年に構築した赤方偏移ゆがみの理論モデルと組み合わせて銀河観測データと比較することで、従来の検証法を一歩超えた、重力理論の新しい検証手段をもたらす。2.宇宙大規模構造による重力レンズ効果の観測は、宇宙論の強力な観測手段であるが、宇宙論的情報を正確に引き出す上で重力非線形性に由来する系統誤差が深刻となっていた。申請者らは、赤方偏移の異なる背景銀河を適切に重みづけした解析から、重力非線形性が発達した低赤方偏移からの宇宙大規模構造の寄与を大幅に低減する画期的な方法論を考案した。