hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
測定誤差を考慮した低線量被曝影響の統計的評価

放射線疫学調査において、放射線のリスクを定量的に推定するための鍵となる被曝線量推定値は、被曝時の情報や線量推定体系に基づいて推定される。そのため、被曝線量推定値には測定誤差が含まれ、放射線リスクの推定においては、その誤差の影響を考慮した統計解析が行われる。しかし、近年関心が高まっている低線量被曝にあたる領域の線量推定値の測定誤差がどれほどリスク推定に影響しているかは知られていない。本研究は、低線量被曝のリスク推定に線量推定値の測定誤差がどれほど影響しているか統計学的に評価することを最初の目的としていた。一般に、低線量と言われる領域では、線形の関係を仮定することについて妥当かどうか意見が分かれる状況だが、最近の原爆被爆者のがん罹患リスクの線量との関連においては、特に低い線量での非線形の線量反応関係も示唆されている。本研究では、非線形(線形-2次、など)の線量反応を仮定してがん罹患までの時間と測定誤差を含んだ線量をコンピュータで発生させ、線量とがん罹患リスク(過剰相対リスク)との関連をシミュレーションにより評価した。それらのシミュレーションにおいて、測定誤差を含んだ線量を用いてリスク推定を行った場合の推定値と誤差を含んでいない場合の推定値を比較し、さらにこれまで原爆被爆者研究から提案された回帰較正法およびシミュレーション外挿法を適用して、低線量域のリスク推定値を求め、それらの統計的性質を比較した。その結果、低い線量での測定誤差は特に大きな推定値のバイアスをもたらさない可能性が示唆された。現在、このシミュレーション結果をまとめた論文を作成しながら、非線形の線量反応関係の推定においても測定誤差影響を適切に補正する統計解析の方法を検討している。本研究では、非線形の線量反応を仮定して測定誤差を含んだ線量とがん罹患リスク(過剰相対リスク)との関連をシミュレーションにより評価した。原爆被爆者の被曝放射線量推定値や多くの放射線疫学では、線量推定値に乗法誤差モデルが仮定されているため、結果として、低い線量での測定誤差は、推定値に大きなバイアスをもたらさないことは予想できた。しかし、これまで提案されている放射線疫学研究で主流となっている回帰較正法では、特に非線形の線量反応関係を推定する場合、推定値の不確実性についてさらに検討する必要があると考えている。また、回帰較正法の適用の際、原爆被爆者研究では、低線量にあたる領域の測定誤差を補正していないが、現在の結果に基づいて、測定誤差の影響補正を行わないことを推奨するような報告が適切かどうかは、推定値の不確実性についての統計的方法を検討する必要がある。それらの点を含め、統計解析における測定誤差の影響を専門に研究している統計学者との議論を行っているため、論文の進捗が遅れている。低線量における測定誤差の影響としては、シミュレーションによっていくつかのシナリオの結果を得たが、今後は特にそれらを補正する方法について検討を行う。現在原爆被爆者のコホート研究で使われている回帰較正法(Pierce et al. 1990)と同様に、一度コホート全体の被曝線量の補正値を求め、その補正値を真の線量の代替変数として回帰分析に用いる方法が大規模コホート研究には必要であり、この特性の方法論を開発することが今後の目的である。回帰較正法は、コホートの対象者すべてに対して、推定値Zが与えられた時のその真値Xの条件付き期待値E[X|Z]として求め、通常の回帰分析において、E[X|Z]を真の線量Xの代わりとして使用する。一度求めたE[X|Z]は、同一コホート内の他の研究でも使用可能な測定誤差が補正された変数と考える。しかし、回帰較正法では1次モーメントにのみ焦点が当てられ、低線量域で期待される非線形の線量反応に対してどこまで有効かを調査する必要がある。これまで、本研究期間内に、海外の測定誤差方法論の専門家にアドバイスを求めたが、特に線量反応の非線形性の程度が大きくない場合、回帰較正法の軽度な改良で対応できるのではないか、という提案があった。新しい方法論の開発も引き続き検討するが、既存の方法論を見直すことも含めて低線量からコホート全体の測定誤差を扱える方法論を提案する。国内に測定誤差を研究する統計学者がほとんどいない現状を踏まえ、海外の統計学者との意見交換のために会議・学会等に参加し、シミュレーション結果の解釈のために放射線疫学や防護の専門家との意見交換の場にも積極的に足を運ぶことを考えている。

本研究では、非線形(線形-2次、など)の線量反応を仮定してがん罹患までの時間と測定誤差を含んだ線量をコンピュータで発生させ、線量とがん罹患リスク(過剰相対リスク)との関連をシミュレーションにより評価した。それらのシミュレーションにおいて、測定誤差を含んだ線量を用いてリスク推定を行った場合の推定値と誤差を含んでいない場合の推定値を比較し、さらにこれまで原爆被爆者研究から提案された回帰較正法およびシミュレーション外挿法を適用して、低線量域のリスク推定値を求め、それらの統計的性質を比較した。その結果、低い線量での測定誤差は特に大きな推定値のバイアスをもたらさない可能性が示唆された。現在、このシミュレーション結果をまとめた論文を作成しながら、非線形の線量反応関係の推定においても測定誤差影響を適切に補正する統計解析の方法を検討している。本研究では、非線形の線量反応を仮定して測定誤差を含んだ線量とがん罹患リスク(過剰相対リスク)との関連をシミュレーションにより評価した。原爆被爆者の被曝放射線量推定値や多くの放射線疫学では、線量推定値に乗法誤差モデルが仮定されているため、結果として、低い線量での測定誤差は、推定値に大きなバイアスをもたらさないことは予想できた。しかし、これまで提案されている放射線疫学研究で主流となっている回帰較正法では、特に非線形の線量反応関係を推定する場合、推定値の不確実性についてさらに検討する必要があると考えている。また、回帰較正法の適用の際、原爆被爆者研究では、低線量にあたる領域の測定誤差を補正していないが、現在の結果に基づいて、測定誤差の影響補正を行わないことを推奨するような報告が適切かどうかは、推定値の不確実性についての統計的方法を検討する必要がある。それらの点を含め、統計解析における測定誤差の影響を専門に研究している統計学者との議論を行っているため、論文の進捗が遅れている。低線量における測定誤差の影響としては、シミュレーションによっていくつかのシナリオの結果を得たが、今後は特にそれらを補正する方法について検討を行う。現在原爆被爆者のコホート研究で使われている回帰較正法(Pierce et al. 1990)と同様に、一度コホート全体の被曝線量の補正値を求め、その補正値を真の線量の代替変数として回帰分析に用いる方法が大規模コホート研究には必要であり、この特性の方法論を開発することが今後の目的である。回帰較正法は、コホートの対象者すべてに対して、推定値Zが与えられた時のその真値Xの条件付き期待値E[X|Z]として求め、通常の回帰分析において、E[X|Z]を真の線量Xの代わりとして使用する。一度求めたE[X|Z]は、同一コホート内の他の研究でも使用可能な測定誤差が補正された変数と考える。しかし、回帰較正法では1次モーメントにのみ焦点が当てられ、低線量域で期待される非線形の線量反応に対してどこまで有効かを調査する必要がある。これまで、本研究期間内に、海外の測定誤差方法論の専門家にアドバイスを求めたが、特に線量反応の非線形性の程度が大きくない場合、回帰較正法の軽度な改良で対応できるのではないか、という提案があった。新しい方法論の開発も引き続き検討するが、既存の方法論を見直すことも含めて低線量からコホート全体の測定誤差を扱える方法論を提案する。国内に測定誤差を研究する統計学者がほとんどいない現状を踏まえ、海外の統計学者との意見交換のために会議・学会等に参加し、シミュレーション結果の解釈のために放射線疫学や防護の専門家との意見交換の場にも積極的に足を運ぶことを考えている。
セル生産方式の最適構成とその評価法に関する数理的研究

生産効率性の評価に関する研究では、生産効率性のための評価手法として確率的DEA法の開発とその特性解析を行った。需要予測などの不確実要因に対応できる評価手法として確率的DEA法は必要不可欠なものであり、以下のような研究成果が得られた。1.繰り返し測定によって得られたデータに基づいた効率性分析のためのリコース付きDEAモデルとその解法アルゴリズムを開発した。データのもつばらつきを考慮に入れた効率性分析を行うことができ、最適セル構成問題の評価へ適用することが可能となった。2.確率的フロンティア理論との対比により、不確実状況下で生産性変化や技術変化などの評価指標を推定する際に受ける影響の大きさについて解析を行った。そこでは不確実要素に対するロバスト性の検証を定量的に行い、適用の場面に関する知見を得た。最適セル構成法に関する研究では、作業者特性に応じた作業者配置問題について考察した。セル生産方式は作業性を高めることで生産性や効率性を高くすることができるというものであり、そのためには人間中心の作業環境を整え作業に対するモチベーションを高める必要がある。本研究は、まずネットワークモデルによる生産セル構成問題を構成し、ついで人や機械の能力差を付加するためのモデルの拡張を行ったものであり、以下のような研究成果が得られた。1.作業者の生産性を決める特性(能力、経験、教育など)を表現するための指標の整理を行い、そのモデル化を行った。2.ネートワークモデルにより作業者配置問題を表現し、作業者の能力差を考慮した作業者配置を与えるための解法アルゴリズムを開発した。生産効率性の評価手法としての確率的DEA法の開発ができたことにより、生産セル構成の評価に適用することが可能となった。今回の研究では2つの研究テーマそれぞれで成果を見ることはできたが、実証研究としての最適セル構成の評価には至ることができなかった。今後、これらを結び付けて、最適セル構成を見つけるための一連の手続きとして示すことをしなければならない。セル生産方式に対して数理的方法によりその最適セル構成法を構築することを目的とし,今年度はネットワークモデルと生産セル構成問題の構築および生産効率性の評価について研究を行った。以下にその概要を示す。1.多品種のワークの流れを一つのネットワークモデルで表現し、そのネットワークの分割問題として生産セル構成問題を捉えた。編成効率を最大にするセル構成を見つけるためのアルゴリズムを考察し、シミュレーティッドアニーリング法を用いた解決アルゴリズムを開発した。小規模な問題に対しては、列挙法による最適解と比較することにより、提案アルゴリズムにより最適解を求めることができることを確認した。比較的大規模の問題に対しても適用し、良好なセル構成が得られることを示した。2.セル生産システムでは、個々の作業者の能力を十分に引き出せるように作業者の配置やセルの構成を考えなければならないが、現在は作業者の能力は同等であると仮定して、単なるセル分割問題とした取り扱いにとどまっている。今年度の研究ではセル生産システムで要求される要件を明らかにした。来年度は、作業者の最適な割り当てを含めたセル構成問題へと拡張し、より現実的な生産システムモデルを取り扱うこととする。3.生産効率性の評価では包絡分析(DEA)法を適用する。生産システムの評価に適用するには需要変動や機械故障などの外部要因としての不確実性を考慮に入れた評価法が必要とされ、そのために必要とされる確率的DEA法の一つとして「リコースつき確率的DEA法」の開発を行った。この方法では不確実要素に対する繰り返し測定データを使った効率性分析を行うことができ、効率性分析を不確実状況下で適用する上で非常に有用な手法である。

この新たな確率的DEA法の評価特性の解析を行った。生産効率性の評価に関する研究では、生産効率性のための評価手法として確率的DEA法の開発とその特性解析を行った。需要予測などの不確実要因に対応できる評価手法として確率的DEA法は必要不可欠なものであり、以下のような研究成果が得られた。1.繰り返し測定によって得られたデータに基づいた効率性分析のためのリコース付きDEAモデルとその解法アルゴリズムを開発した。データのもつばらつきを考慮に入れた効率性分析を行うことができ、最適セル構成問題の評価へ適用することが可能となった。2.確率的フロンティア理論との対比により、不確実状況下で生産性変化や技術変化などの評価指標を推定する際に受ける影響の大きさについて解析を行った。そこでは不確実要素に対するロバスト性の検証を定量的に行い、適用の場面に関する知見を得た。最適セル構成法に関する研究では、作業者特性に応じた作業者は位置問題について考察した。セル生産方式は作業性を高めることで生産性や効率性を高くすることができるというものであり、そのためには人間中心の・作業環境を整え作業に対するモチベーションを高める必要がある。そこで平成11年度に行った研究で構築したネッワークモデルによる生産セル構成問題に、人や機械の能力差を付加するための拡張を行ったものであり、以下のような研究成果が得られた。1.作業者の生産性を決める特性(能力、経験、教育など)を表現するための指標の整理を行い、そのモデル化を行った。2.ネートワークモデルにより作業者配置問題を表現し、作業者の能力差を考慮した作業者配置を与えるための解法アルゴリズムを開発した。生産効率性の評価手法としての確率的DEA法の開発ができたことにより、生産セル構成の評価に適用することが可能となった。今回の研究では2つの研究テーマそれぞれで成果を見ることはできたが、実証研究としての最適セル構成の評価には至ることができなかった。今後、これらを結び付けて、最適セル構成を見つけるための一連の手続きとして示すことをしなければならない。
遊牧国家匈奴における製鉄の伝播とその適応プロセスの実証的研究

モンゴル側と作成した調査計画に則って、7月にモンゴル国ドルノド県バヤン・ドゥン郡ズーン・ウリーン・アダク遺跡の発掘調査を行なった。2基の製鉄炉を発掘し、炉の内部から採取した木炭を日本に持ち帰り、年代測定を行った結果、2σで88calBC - 77calBC ( 1.9%)、56calBC - 53calAD (93.5%)の年代が得られた。これによりモンゴル東北部のロシア国境近くに匈奴の製鉄遺跡が存在していたことが確定となった。近隣には匈奴の遺跡はまだ確認されておらず、周縁地域における匈奴のあり方、あるいは匈奴の領域を考える上で重要な成果であるといえる。また9月にはこれまでキーサイトとして調査を継続してきたトゥヴ県ムングンモリト郡ホスティン・ボラグ遺跡の発掘調査を実施した。これまでの調査で匈奴の製鉄については一定の見通しを得ることができたため、2018年度は匈奴の鉄器生産を明らかにするために、2017年度の調査で確認された竪穴状遺構の発掘を実施した。その結果、鉄器生産に関連する遺構や遺物を確認できなかったものの、匈奴では珍しい、ベンチ状遺構や出入り口部を伴う「呂」の字型の竪穴建物を検出することができた。柱穴から出土した動物遺体の年代を同様に測定したところ、48 cal BC-29 cal AD (91.3%)、39-49 cal AD (4.1%)と21-12 cal BC (1.8%)、1 cal BC-78 cal AD (93.6%)の年代が得られた。この年代は製鉄遺跡や窯址との年代と整合的であることから、鉄生産や窯業生産が行われていたころに存在していた竪穴建物といえる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。採択後すぐにモンゴル側の研究協力者らと今後4年間の研究計画について調整を行なった。そして7月にセレンゲ県マンダル郡ボラギーン・アム遺跡の発掘調査を行った。紀元前1世紀の製鉄炉を4基確認し、そのうちの2基の発掘調査を行った。いずれも製鉄炉と排滓場がトンネルでつながるタイプの製鉄炉であった。この遺跡の近郊には匈奴の貴族墓で有名なノイン・ウラ遺跡や床暖房の構造を持つ竪穴住居址が調査されたボロー遺跡などがあり、匈奴の社会基盤を考える上で大きな発見となった。9月にはキーサイトとしてこれまで調査を継続してきたトゥブ県ムングンモリト郡ホスティン・ボラグ遺跡の発掘調査を実施した。2018年度は3基の製鉄炉を検出し、そのうちの2基の製鉄炉(7号製鉄炉、8号製鉄炉)を発掘した。この製鉄炉は異なる特徴をもつ製鉄炉であり、異なる層位で検出された。採取した木炭の遺存状態が良かったため、ウィグルマッチング法を実施した結果、7号製鉄炉の木炭の最外試料年代が9 cal BC-33 cal AD (95.4%)、8号製鉄炉の木炭の最外試料年代が164-113 cal BC (85.7%)および103-81 cal BC (9.7%)であった。その結果、紀元前1世紀後半から紀元前後ごろに製鉄炉の形態に変化が起こったことが推測された。そして2月にモンゴル科学アカデミー歴史・考古学研究所で出土資料の整理作業を行なった。これらの調査成果は北アジア調査研究報告会や日本鉄鋼協会第173回春季講演大会などで速報的に報告した。モンゴル側との共同研究体制を維持しながら、モンゴルで新たに発見されたボラギーン・アム遺跡の発掘調査を行い、キーサイトであるホスティン・ボラグ遺跡では製鉄炉の変遷の時期が明らかとなった。モンゴル側と作成した調査計画に則って、7月にモンゴル国ドルノド県バヤン・ドゥン郡オルズ川流域の踏査を行なった。踏査したズーン・ウリーン・アダク遺跡では製鉄工程に生成するスラグや羽口が一定の範囲に多く散布していることが確認された。現地で採取した木炭を日本に持ち帰り、年代測定を行った結果、2σで177-51 cal BC (95.4%)の年代が得られた。これによりモンゴル東北部のロシア国境近くに匈奴の製鉄遺跡が存在していたことが明らかとなった。また9月にはこれまでキーサイトとして調査を継続してきたトゥヴ県ムングンモリト郡ホスティン・ボラグ遺跡の発掘調査を実施し、新たに一基の製鉄炉(10号製鉄炉)と一基の用途不明の炉跡、そして一基の廃棄土坑を検出した。この製鉄炉はタイプ3と呼んでいる、製鉄炉下部のスラグピットと炉外の土坑をトンネルでつなぐタイプの製鉄炉で、これまでの調査成果から紀元前2世紀1世紀の製鉄炉であると考えられる。用途不明の炉跡は被熱痕跡が強いことから、炉内から取り出した鉄塊を破砕した場所であった可能性が考えられる。モンゴル側と共同研究体制を良好に維持しながら、計画通りに踏査や発掘を実施することができた。キーサイトであるホスティン・ボラグ遺跡ではこれまでの見解を補強する成果が得られた。一方で、踏査では新たに匈奴の製鉄遺跡を発見することができた。

モンゴル側と作成した調査計画に則って、7月にモンゴル国ドルノド県バヤン・ドゥン郡ズーン・ウリーン・アダク遺跡の発掘調査を行なった。2基の製鉄炉を発掘し、炉の内部から採取した木炭を日本に持ち帰り、年代測定を行った結果、2σで88calBC - 77calBC ( 1.9%)、56calBC - 53calAD (93.5%)の年代が得られた。これによりモンゴル東北部のロシア国境近くに匈奴の製鉄遺跡が存在していたことが確定となった。近隣には匈奴の遺跡はまだ確認されておらず、周縁地域における匈奴のあり方、あるいは匈奴の領域を考える上で重要な成果であるといえる。また9月にはこれまでキーサイトとして調査を継続してきたトゥヴ県ムングンモリト郡ホスティン・ボラグ遺跡の発掘調査を実施した。これまでの調査で匈奴の製鉄については一定の見通しを得ることができたため、2018年度は匈奴の鉄器生産を明らかにするために、2017年度の調査で確認された竪穴状遺構の発掘を実施した。その結果、鉄器生産に関連する遺構や遺物を確認できなかったものの、匈奴では珍しい、ベンチ状遺構や出入り口部を伴う「呂」の字型の竪穴建物を検出することができた。柱穴から出土した動物遺体の年代を同様に測定したところ、48 cal BC-29 cal AD (91.3%)、39-49 cal AD (4.1%)と21-12 cal BC (1.8%)、1 cal BC-78 cal AD (93.6%)の年代が得られた。この年代は製鉄遺跡や窯址との年代と整合的であることから、鉄生産や窯業生産が行われていたころに存在していた竪穴建物といえる。継続してモンゴルで調査を行う。7月にはモンゴル国ドルノド県で、9月にはモンゴル国セレンゲ県で踏査を行なう予定で、新たな製鉄遺跡の発見に努める。一方8月末からキーサイトであるホスティン・ボラグ遺跡の発掘調査を行う。発掘調査では当時の製鉄技術についてより詳細な調査を行う予定である。継続してモンゴル国で調査を行なう。6月末から7月上旬に新たに見つかったズーン・ウリーン・アダク遺跡の試掘調査を実施し、9月にはキーサイトであるホスティン・ボラグ遺跡で竪穴状のプランが見つかっているエリアを発掘調査し、鉄器生産の痕跡を探す予定である。これによって、原料から製品に至る生産プロセスを明らかにすることが可能となる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
土の残留強度特性と地すべり地の安定解析への適用に関する研究

粘性土の残留強度特性の解明と地すべり地の安定解析への適用性に関する研究を行った。残留強度に関しては、せん断強度に与えるせん断面の拘束条件の影響と膨張性鉱物含有がせん断強度に与える影響を調べた。リングせん断試験器は従来一面せん断型のものが用いられている。すべり面が限定されているので、細粒分が多ければ分離面が形成されやすいので、残留強度は小さくなりやすい。逆に、砂礫分が多く含有されていると、逆に大きなせん断強度を示すと考えられている。そこで、粒度組成の種々の異な粘性土に対して一面せん断型ならびに単純せん断型のリングせん断試験を行い、上記のせん断特性を解明した。また、地すべりが緩傾斜で滑動するのはすべり面のせん断強度が非常に小さいからである。リングせん断試験ならびにX線回折試験により、せん断強度が小さいのは膨張性鉱物含有に主因があることを示した。特に、変成岩地帯の地すべりでは、膨張性クロライトの影響が大きいことを示した。四国の数カ所の地すべり地に対して、すべり面粘土のせん断試験結果に基づいて安定解析を行った。大規模な地すべり地では、すべり面粘土は残留強度近くまでせん断強度が手科していることを明らかにした。また、現在滑動していない地すべり地に地形的な改変を加える場合の安定性検討に従来の逆算法ではなくて、せん断試験結果を用いるべきであることを示した。粘性土の残留強度特性の解明と地すベり地の安定解析への適用性に関する研究を行っている.残留強度に関しては、せん断強度に与えるせん断面の拘束条件の影響と膨張性鉱物含有がせん断強度に与える影響を調べた.リングせん断試験機は従来一面せん断型のものが用いられている.すべり面が限定されているので、細粒分が多ければ分離面が形成されやすいので、残留強度は小さくなりやすい.逆に、砂礫分が多く含有されていると、逆に大きなせん断強度を示すと考えられる.そこで、粒度組成の種々異なる粘性土に対して一面せん断型ならびに単純せん断型のリングせん断試験を行い、上記のせん断特性を解明した.また、地すベりが緩傾斜で滑動するのはすべり面のせん断強度が非常に小さいからである.リングせん断試験ならびにX線回折試験により、せん断強度が小さいのは膨張性鉱物含有に主因があることを示した.特に、変成岩地帯の地すベりでは、膨張性クロライトの影響が大きいことを示した.四国の数カ所の地すベり地に対して、すべり面粘土のせん断試験結果に基づいて安定解析を行った.大規模な地すベり地では、すべり面粘土は残留強度近くまでせん断強度が低下していること明らかにした.また、現在滑動していない地すベり地に地形的な改変を加える場合の安定性検討に従来の逆算法ではなくて、せん断試験結果を用いるべきであることを示した.粘性土の残留強度特性の解明と地すべり地の安定解析への適用性に関する研究を行っている。そこで、粒度組成の種々の異なる粘性土に対して一面せん断型ならびに単純せん断型のリングせん断試験を行い、上記のせん断特性を解明した。

四国の数カ所の地すべり地に対して,すべり面粘土のせん断試験結果に基づいて安定解析を行った。大規模な地すべり地では、すべり面粘土は残留強度近くまでせん断強度が手科していることを明らかにした。また、現在滑動していない地すべり地に地形的な改変を加える場合の安定性検討に従来の逆算法ではなくて、せん断試験結果を用いるべきであることを示した。
自由確率論におけるレヴィ過程の諸性質及び無限分解可能分布についての研究

自由確率論における無限分解可能分布のなかで特に、半円分布に従う(非可換)確率変数とそれと自由独立な確率変数の積の無限分解可能性とその分布の時間発展についての研究を行った。さらに自由無限分解可能分布でその分布の台が正に集中しているものの研究を行った。これらの研究によりわかったことは前者の積の無限分解可能性が後者の分布の時間発展とその分布の台が集中しているか、ということに極めて緊密な関係があることが分かった。もっと具体的には前者の無限分解可能性の判定条件が後者により与えられる、ということが分かった。分布の時間発展によって分布の台が正に集中しなくなるような例が自由確率論では比較的簡単にできるが、そのような現象が起きると、前者の無限分解可能性が失われる、ということが分かった。また時間発展により台の正に集中することが失われるような分布に従う確率変数は自身と独立なコピーの積が無限分解可能にならないこと例ができることが分かった。この研究は今まで自由独立な確率変数の和の無限分解可能性の研究が当該の分野ではほとんどであったが、積や分布の時間発展を考えることによって通常の確率論では見られないような自由確率論独自の性質を見出すことができた。これは今後自由独立性の特徴をさらに精密に見出すきっかけになると思われる。この研究は今後他の独立性に基づく非可換確率論などの研究においても同様の研究を行うことで自由確率論や通常の確率論との違いを探す一つの観点になると思われる。研究目的の一つである無限分解可能分布のサブクラスの一つである「クラスT」の自由確率における対応物の研究を開始した。その研究計画予定にあったシンガポールでのフィールドワークでVictor Perez-Abreu氏と研究打ち合わせを行った。その結果は論文「Free generalized gamma convolutions」にまとめ論文として投稿、受理、出版された。この論文で自由確率におけるクラスTに属する分布の自由キュムラントと呼ばれる解析的表現での特徴づけを行った。その結果、指数分布のコーシー変換でそのクラスTの自由キュムラントが特徴付けられた。自由確率における分布の解析的表現が特徴付けられることから新しい分布間の関係が見つかることがよくあるので、今後この表現をさらに精密に調べている。この関係から目標のひとつである分布変換の写像のアイデアについて議論を開始することができた。またこの論文ではランダム行列モデルからのクラスTの解析を行った。これにより本年度の目標であった、「クラスT」の極限定理による定義と確率積分による定義が古典的な場合と自由確率の場合の表現がきれいに対応しており、それは近似するランダム行列モデルまで含めて、対応しているということが分かった。これは今まで他のクラスで知られていた結果より一歩踏み込んだことを言っている、部分であり非常に重要である。また、本年度の計画の「クラスB」の計算は多少困難であり、翌年度の計画にあったタイプG分布の自由確率における対応物のほうが特徴づけしやすい見通しが立った。そのためタイプG分布の研究を先に開始した。それにあたってフランスのトゥールーズ大学第3から招待を受け講演を行いランダム行列モデルについての意見交換をおこなった。自由確率論における無限分解可能分布に従う正規分布の分散混合「タイプG分布」の対応物について具体的な分布の計算からスタートして、あらゆる手法を駆使し、自由確率変数の積が引き起こす古典確率における確率変数の積構造との差異についてわかったことをまとめて投稿することを今年の研究計画として挙げていた。実際に本年度は上の計画通り、「タイプG分布」の対応物について自由確率論における定義をおこない、具体例から一般的な結果を得ることができ、それを論文としてまとめ投稿中である。本結果では自由確率論における半円分布の自由積畳みこみと自由無限分解可能性を一般的に論じた。確率論におけるよく知られている結果を基にしたアイデアであるが、自由確率論では今まで扱われていなかった発想であった。いまま類似した例のあまりない結果であり、ランダム行列の積のスペクトル分布にかかわる分野への応用の可能性も秘めている。本年度の研究により多くの新しく深い研究への道が開けたことが何より重要なインパクトであると考える。2つ程度例をあげる。一つ目はこの結果からある分布を自由積畳み込みにより分解できるか?ということが極めて本質的な問題であることであることを発見した。そのことを今後深く研究して行くことでより本質をとらえることが重要な研究テーマになるだろう。二つ目に、この分散混合モデルに時間パラメーターを入れることで研究の目標の一つである、従属操作の自由確率論における対応を発見できる可能性があると思われる。

この研究は今まで自由独立な確率変数の和の無限分解可能性の研究が当該の分野ではほとんどであったが、積や分布の時間発展を考えることによって通常の確率論では見られないような自由確率論独自の性質を見出すことができた。これは今後自由独立性の特徴をさらに精密に見出すきっかけになると思われる。この研究は今後他の独立性に基づく非可換確率論などの研究においても同様の研究を行うことで自由確率論や通常の確率論との違いを探す一つの観点になると思われる。
酵素増幅サイクルを利用する超微量菌数センサーの開発

[概要]微生物がその増殖課程で産生する代謝生成物(カテコール、L-チロシン、乳酸)を等研究室で考案した酵素/化学増幅型バイオセンサで高感度に測定することにより、10^5個ml^<-1>以下の超微量菌数を比較的短時間でモニターできる高感度菌数計測システムを確立することを目的として、以下の実験を行った。1)大腸菌計測システム大腸菌をサリチル酸を含む液体培地で培養し、代謝生成するカテコールをチロシナーゼとL-アスコルビン酸を組み合せた化学増幅型バイオセンサで測定した。培養液グルコース濃度10mM、pH6.5、L-アスコルビン酸濃度5mMにおいて、大腸菌数(10^4個10^6個ml^<-1>)とセンサの電流値との間に有意な相関関係が認められた。さらに、河川中や排水中の大腸菌モニタリングの観点から、チロシナーゼリアクターと酸素電極検出器から構成されるフローインジェクション分析(FIA)システムによる大腸菌数の連続測定を試みた。その結果、12時間の培養時間で培養液中の大腸菌濃度に依存したピーク電流が得られ、10^4個ml^<-1>までの大腸菌数計測用フローシステムが確立できた。2)枯草菌計測システム枯草菌の分泌酵素であるペプチダーゼ活性とL-チロシンの化学増幅サイクル反応を利用する枯草菌数センサは、測定および培養条件による電流値のばらつきが大きく、菌濃度とセンサシグナルには有意な相関が得られなかった。3)乳酸菌計測システム乳酸オキシダーゼを用いた基質リサイクリング反応に基づく化学増幅型乳酸センサを用いると、10^<-8>Mオーダーの高感度な乳酸の定量が可能であることから、同様の測定原理で乳酸菌の低濃度定量が期待でき、現在検討している。
白血病細胞における染色体転座領域遺伝子の機能の解析

本研究では急性骨髄性白血病(AML)細胞にみられる染色体異常のうちt(8;21)とinv(16)において21q22のAML1と16q22のPEBP2β遺伝子産物が互いにヘテロダイマーを形成し、PEBP2β(あるいはCBF)というひとつの転写活性因子となることに着目し、AML細胞におけるそれらの遺伝子発言と病態との関係を解析した。t(8;21)のAML1は骨髄系、リンパ系を問わず全ての造血器腫瘍由来細胞株でmRNAの発現を認めた。一方、ETOは骨髄系細胞には発現を認めず、リンパ球系ではB細胞の多くと一部のT細胞にETOの発現を認めた。t(8;21)は分化傾向を有するAML(FAB分類のM2)に特有の染色体異常であり、正常の骨髄系細胞では発現していないETOがAML1と融合遺伝子を形成して発現する。AML1、PEBP2βのポリクローナル抗体ではどの細胞も核が染色されたが、ETOは一部のB細胞で細胞質に一部は核が染められた。正常B細胞を活性化するとETOは細胞質から核へ移行した。したがってETOはB細胞の活性化に関わる分子でt(8;21)のAML細胞ではAML1と融合し、恒常的に核へ存在することに何らかの意義があると考えられた。inv(16)のPEBP2βとMYH11遺伝子では、PEBP2βは全ての細胞株でmRNAの発現を認めたのに対し、MYH11は全ての細胞で発現を認めなかった。inv(16)は骨髄好酸球増多を伴う急性骨髄単球性白血病(FAB分類のM4Eo)に特有の染色体異常出蟻、正常血液細胞で発現していないMYH11遺伝子がPEBP2βと融合遺伝子を形成し発現することに意義があると考えられた。t(8;21)とinv(16)はそれぞれAMLの病型に特有な染色体異常であるが両者はひとつの転写活性因子PEBP2βの異常であり、ともにCD34、CD117抗原を発現する未分化な骨髄系細胞の腫瘍化を来たす。これらの染色体切断点分子の機能解析は白血病の発症機構の解明とともに造血細胞の分化の機構をも明らかにする重要な研究へつながると考えられる。
肝癌進展に及ぼすB細胞活性化因子の作用

肝細胞癌におけるB細胞活性化因子(BAFF)の役割、生理的意義を同定して肝細胞癌での作用を明らかにすることを目的に研究を開始した。ヒト肝癌細胞株においてBAFFの発現を弱めて細胞の変化を観察したが、変化は乏しかった。そこで研究の過程で新たに着目したANP32B(Acidic Nuclear Phosphoprotein 32 Family Member B, APRIL)の肝細胞癌における役割について検討した。ヒト肝細胞癌組織におけるANP32Bの発現低下は肝細胞癌患者における予後不良と関連しており、ANP32Bの発現低下はアポトーシスを抑制し、癌の進展に寄与していると考えられた。ヒト肝細胞癌組織を用いてANP32Bと肝細胞癌の予後や再発との関連を検討した。まずヒト肝細胞癌組織においてANP32Bが発現していることをRT-PCR、Western Blot、免疫染色で証明した。またヒト肝細胞癌組織において腫瘍部/非腫瘍部ANP32B mRNA比の低い群は高い群と比較して、肝細胞癌のUICC stageが進行しており、肝細胞癌の予後不良とANP32Bの発現低下が関連していることが明らかになった。次にヒト肝癌細胞株を用いて実験を行った。ヒト肝癌細胞株においてもANP32Bが発現していることを確認し、siRNAを用いてANP32Bをknockdownして、癌関連のPCRアレイを用いて網羅的な解析を行った。その結果ANP32Bの低下によりアポトーシス関連遺伝子の変化がみられた。ヒト肝癌細胞株のアポトーシスを誘導したところ、siRNAを用いてANP32Bのknockdownを行った肝癌細胞株においてアポトーシスが抑制された。ヒト肝細胞癌組織におけるANP32B mRNAの低下は肝細胞癌患者における予後不良と関連しており、ANP32Bの低下はアポトーシスを抑制し、癌の進展に寄与していると考えられた。肝細胞癌におけるBAFFの役割について研究を進めていたところ、新たな分子であるANP32Bがin vivo、in vitroの検討において肝細胞癌のアポトーシスにかかわることが明らかとなってきたため。肝細胞癌におけるB細胞活性化因子(BAFF)の役割、生理的意義を同定して肝細胞癌の臨床マーカーとしての有用性や肝細胞癌での作用を明らかにすることを目的に研究を開始した。ヒト肝癌細胞株においてBAFF siRNAを使用して細胞株の変化を観察したが、細胞株の遺伝子変化は乏しかった。そこで研究の過程で新たに着目したANP32B(Acidic Nuclear Phosphoprotein 32 Family Member B, APRIL)の肝細胞癌における役割の検討を進めた。さらにヒト肝細胞癌組織において周囲の非腫瘍部と比較して相対的にANP32B mRNAの発現が低下している群において、UICC stageが進行しており、予後不良と関連していた。またヒト肝癌細胞株においてもANP32Bが発現しており、ANP32BをsiRNAを用いてknockdownして癌関連のPCR arrayを用いて網羅的な解析を行った。その結果、ANP32Bの発現低下によりアポトーシス関連遺伝子の低下がみられた。さらにヒト肝癌細胞株のアポトーシスを誘導したところ、siRNAを用いてANP32Bのknockdwonを行った肝癌細胞株においてアポトーシスの抑制がみられた。詳細にアポトーシス制御の機序を検討したところBadリン酸化やBak, Baxの発現にANP32Bは関与していた。以上の結果よりヒト肝細胞癌組織におけるANP32Bの発現低下は肝細胞癌患者における予後不良と関連しており、ANP32Bの発現低下はアポトーシスを抑制し、癌の進展に寄与していると考えられた。これまでにヒト肝癌細胞株においてANP32Bの低下における変化が明らかとなってきた。ヒト肝癌細胞株においてアポトーシス関連遺伝子の変化やANP32B高発現における変化を確認していく予定である。消化器研究の進展に伴い、当初予期し得なかったANP32Bの肝細胞癌における役割が明らかとなり、新たな知見の分析を行う研究計画の変更が必要になったため。ヒト肝癌細胞株においてアポトーシス関連遺伝子の変化やANP32B高発現における変化を確認するための試薬購入に使用していく予定である。
都市の空間構造の再検討：規模縮小時代における新たな問題とその解決策の研究

本研究では、規模が縮小する経済において生ずる、都市の空間構造をめぐるさまざまな問題をとりあげ、それらが生じるメカニズムを経済学の分析道具を用いて明らかにし、問題の解決策を検討した。具体的には、まず、現実のデータ等から、都市の空間構造の変化の実態とそれに結びついて生じている問題を把握した。同時に、それらを説明するのにふさわしい分析枠組みを構築した。特に、都市経済学のアロンゾ・ミルズ・ミュース理論、新経済地理学の理論、および空間的競争の理論の三つの理論を修正、拡張、精緻化した。最後に、構築した分析枠組みを用いて問題を理論的に分析し、政策的インプリケーションを得た。まず、都市の空間構造がどのように変化しているか、その実態を把握することを試みた。具体的には、種々の統計データを用いて、都市圏あるいは行政市の地理的範囲の中で、経済活動の立地パターンが時間とともにどのように変化してきたかを調べた。とくに、小売活動の郊外化の傾向を調べるために、千葉県の商業施設を対象に実証分析を行った。それに並行して、都市の空間構造の変化を分析する枠組みを構築するため、伝統的な都市経済学と新経済地理学の理論、および空間的競争の理論を再検討した。伝統的な都市経済学に関しては、どのような要因で都市の郊外化が進むか、比較静学による分析の結果を整理した。具体的には、都心への通勤費用の下落と所得の増大が重要な要因になる。さらに、景観のもつ外部性に着目し、それが非対称的な性質をもつとき、住宅の均衡価格が幅をもって出現することを明らかにした。新経済地理学に関しては、都市構造そのものが個々の消費者と企業の立地の決定によって内生的に決まると考えて、新たな分析枠組みを作成した。これまでの新経済地理学で重要な役割を果たしてきた前方連関と後方連関によって企業が一か所に集積し都心が生成され、都心を取り囲むように消費者が立地するようになる。この研究は伝統的な都市経済学の結論を新経済地理学の分析枠組みから導き出す試みである。また、新経済地理学で使われる独占的競争モデルにおける費用便益分析のあり方を議論した。さらに、新経済地理学において輸送の便益がどのように測定できるか、検討を加えた。空間的競争の理論に関しては、販売される財の特質についての情報が完全でないときに企業の集積が起こる可能性を明らかにした。さらに、空間的競争の枠組みを都市内構造の問題に応用すると、結論がどのように変化するかについて、検討を開始した。昨年度に引き続き、都市の空間構造の変化を分析する枠組みを作った。そのために、伝統的な都市経済学の理論と空間競争理論、および新経済地理学の理論を発展させた。まず、伝統的な都市経済学の理論を用いて、どのような要因で都市の郊外化が進むか、さらに詳細に検討した。また、都市内の輸送の技術が異なるとき、都市構造がどのように変わってくるか、分析を開始した。これは、都市内の人口分布と採用される輸送技術の間の相互依存関係に着目するものである。人口密度が高く、鉄道等の大量輸送機関が導入される場合と、人口密度が低く、それが導入されない場合と、二つの場合が複数均衡として実現しうることを示し、そのそれぞれがどのような状況の下で出現するかを調べる。平成26年度は、その枠組みに従って、理論モデルの構築を進めた。また、空間競争の理論を都市の空間構造の分析に応用した。具体的には、有名なHotellingの線形市場モデルに都市特有の要素を付加し、企業の戦略的行動を分析した。都市特有の要素として、とくに二つの点に注意を払った。第一は、通勤費用が距離に応じて変化し、その結果、地代が都市中心からの距離に応じて変化することである。第二は、都市の大きさが内生的に決まることである。さらに、新経済地理学を都市空間の問題に応用するために、モデルの精緻化を行った。具体的には、労働供給が外生的に与えられているという仮定をはずし、より現実に即した形に発展させた。今後はこのモデルに基づいて都市の空間構造の研究を進める。そのために、伝統的な都市経済学の理論と新経済地理学の理論を発展させた。まず、伝統的な都市経済学の理論で考慮されていなかった、都市内の輸送手段と都市構造の関係を明らかにした。具体的には、輸送手段ないし輸送費用(通勤費用)が空間構造に影響を与えるだけでなく、逆にそれ自体が空間構造によって決定されるという、輸送費用と都市構造の相互依存関係に注目した。それにより、高密度な都市においては鉄道等の大量輸送機関を導入することが可能であり、大量輸送機関の導入によって、都市はさらに高密度になる、という累積的因果関係がはたらき、結果として複数の均衡が出現することになる。この点を、厳密な理論分析によって明らかにした。また、新経済地理学を都市空間の問題に応用するために、理論の精緻化を行った。第一に、労働供給が外生的に与えられているという仮定をはずした。第二に、都市における経済活動の集積と比較優位の考え方を捉え直した。第三に、都市集積の変化がもたらす社会的便益を評価する手法を研究した。CES関数形を用いた独占的競争モデルを使った最近の研究は深刻な問題をはらんでいることを指摘し,その解決策を検討した。第四に、成長と経済活動の集積の関係を明らかにした。加えて、現実の問題を理解するための基礎として、都市圏の再定義を行った。

具体的には、近年取得が可能になってきた高精度な人流ビッグデータを活用するとともに、ネットワーク理論で提案されたコミュニティ分割手法を適用することで,恣意性の少ない形で,かつ既存の行政境界にとらわれない都市圏検出を行った。平成27年度は、評価の高い国際専門誌に4本の査読付き論文を掲載する一方、国際学会において5件、国内学会において9件の研究発表を行った。このペースは、経済学、とくに都市・地域経済学の分野の標準を大きく上回っている。このことから、当初予定していたよりも順調に研究が進捗していると判断できる。昨年度に引き続き、都市の空間構造や都市システムの変化を分析する枠組みを構築した。内容が多岐にわたるため、代表的なもののみ記述する。まず、都市内の輸送手段と都市構造の関係について、さらに分析を進めた。輸送手段と空間構造に相互依存関係が存在し、輸送手段が空間構造に影響を与えるだけでなく、輸送手段自体が空間構造によって決定されるという点に注目した。昨年度までに大まかな理論モデルを組み上げたが、本年度はそれをさらに精緻化し、現実の数値を入れたシミュレーション分析も行った。その結果、大量輸送機関が導入されて都市が高密度になる場合と、導入されずに自動車交通に依存し低密度になる場合の、二通りの可能性があることを複数均衡の形で示した。さらに、高齢化の進展に伴い、空間構造がどのように変化するか、分析を開始した。分析にあたっては二つのアプローチをとった。一つは、完全競争の下で各都市の大きさが決まると考えるアプローチである。高齢者と非高齢者では、都市生活の費用(urban cost)の大きさに差異があることに着目して、高齢化が都市システムにどのような影響を与えるか、分析を進めた。もう一つは、不完全競争の下で経済活動の空間的分布パターンが決まると考えるアプローチである。新経済地理学のモデルを利用して、高齢者と非高齢者の立地のインセンティブの違いに注目し、分析を行った。加えて、都市構造に大きな影響を及ぼす通勤費用のあり方について検討を加えた。従来、通勤費用は距離に対して線形であると仮定されることが多かったが、非線形の通勤費用を考えると通勤パターンが大きく変わることを明らかにした。また、社会的ネットワークが重要な役割を果たすときに、都市システムの構造がどのように決まるか、理論的に明らかにした。規模縮小時代には社会的ネットワークの役割も変わっていくので、このテーマは重要である。平成28年度は、評価の高い国際学術誌に6本の査読付き論文を掲載する一方、国際学会において4件、国内学会において2件の研究発表を行った。このペースは、経済学、とくに都市・地域経済学の標準を大きく上回っている。このことから、当初予定していたよりも研究が順調に進捗していると判断できる。前年度に引き続き、都市の空間構造がどのように変化しているか、その実態を把握した。具体的には、都市圏を基本単位に、様々な統計データを用いて規模縮小時代に特有の要因がどのように作用しているか、調べた。また、高齢化の進展に伴い、経済活動の立地がどのように変化するか、分析を行った。その際、二つのアプローチを用いた。一つは、都市経済学の単一中心モデルを応用したものである。
メタ認知と衝動性の比較認知科学：メタ認知研究の新たな枠組みの提案

本研究の目的は衝動性の個体差に着目し,メタ認知行動との関係性を探ることで,多様な種,多様な個体のメタ認知研究を可能にする手法を確立することである。昨年度は,ハトを対象とした新たなメタ認知課題の提案をおこない,課題難易度が見本刺激への観察時間と比較刺激への反応時間に影響を与えること,そして課題に最適な遅延時間には個体差があること,がわかった。平成30年度は,同課題を使用した追加実験と更なる分析をおこない,課題難易度の具体的にどの要因が観察時間と反応時間に影響を与えているのかを探った。その結果,各条件における報酬率が重要なファクターになっていることがわかった。また,報酬率が高い条件において,観察時間中に,dwell timeと呼ばれる滞留時間が発生している可能性も示唆された。ハトにおけるdwell timeはこれまでほとんど注目されてこなかったが,視覚刺激を使用した際に高い頻度でおきる反応なのであれば,メタ認知課題に限らず,行動実験全般に大きな影響を与えていることになる。メタ認知課題と並行して,ハトの視覚的短期記憶と視覚刺激弁別に関する研究もおこなった。これらの結果は,それぞれ分野においても貴重な発見だが,今後の認知課題や個体差指標を検討する際にも重要な役割を担う。これまでにえられた結果の一部は国際学術誌へ掲載され,国内学会にて発表された。上記の結果から,ハトのメタ認知課題において,メタ認知能力の有無に関わらず,メタ認知行動をとらない条件が示された。今後はそれらを考慮し,メタ認知行動と個体差の関連性について更なる検討をおこなっていく。本研究は順調に進展している。当初の予定では,ハトのメタ認知行動における個体差を検討した後,2年目以降にヒトとの比較実験をおこなうことになっていた。しかし,ハトのメタ認知課題において,ほとんどの個体がメタ認知や単純な報酬率で完全に説明できない行動をとったため,メタ認知行動の複雑さが明らかになった。そこで,引き続きハトを用い,行動に影響を与えている要因を検討した。当初の計画を変更することにはなったものの,メタ認知行動の本質とメタ認知行動をとらない個体の特性を探る,という本研究の目的に向けて大きく前進したといえる。ここまでの研究で,ハトのメタ認知行動においては,報酬率が大きく関わっていることが分かった。引き続きこの関連性を検討しながら,今後は,報酬率の影響が衝動性や個体差とどう関わっているのかも探っていく。その際,個体間比較はもちろん,ハト,ヒト,コンパニオンアニマル等,衝動性や報酬の影響が違う複数の種を使用し,種間比較もおこなっていく予定である。報酬率の行動への影響を考慮すると,当初計画していた課題の変更が必要になる。感覚性強化などを基準とした,エサを使用しない新たな実験デザインを検討しており,ハトではすでに予備実験を遂行済みである。昨年度に構築したビデオ解析システムと組み合わせることで,効率的なデータ収集が可能となるだろう。そのうち,初年度である平成29年度は,当初の目的であった,ハトを対象とした新たなメタ認知課題の提案と検証をおこなった。具体的には,位置見本合わせ課題をベースとした記憶課題を作成し,各個体の学習時間を計測することで,メタ認知行動を調べた。その結果,課題難易度が見本刺激への観察時間と比較刺激への反応時間に影響を与えることがわかった。さらに,個体ごとに課題に最適な遅延時間を調整したところ,この値には大きな個体差がみられた。この個体差と認知能力の関係性については,今後の実験で詳しく検討していく。今回の実験では比較的短期間の訓練の後,ほぼすべての個体が基準値に達し,本課題へと移行することが可能であった。これまでのメタ認知研究の課題は,膨大なトレーニング要するため,その研究対象は霊長類など,トレーニングの容易な種がほとんどであったが,本研究で発案した学習時間を基準とした課題を使用することで,ハトだけでなく様々な種を対象とするができる。このような種間比較の可能性を広げることは,すなわち,メタ認知の進化的要因への更なる理解へと繋がるだろう。上記の課題を使用して得られたデータには,メタ認知行動との関連を示唆するいくつかの内的,および外的要素がみられた。本研究の主なテーマである衝動性に加え,他にも報酬率や注意がメタ認知行動へ何らかの影響を与えている可能性が示された。これらの要素は「メタ認知ができる・できない」と「メタ認知行動をとる・とらない」を別個に観察するための鍵となるだろう。今後はこれらの要素にも注目し,更なる検討を重ねることでメタ認知との詳しい関連性を明らかにしていく。本研究は計画通り,順調に進展している。まずは,新たなメタ認知実験課題の提案と妥当性の検討という点であるが,初年度に予定していた実験は無事終了した。この実験では,ハトの予見的メタ認知行動には大きな個体差が表れることが分かった。今後は得られた行動データを使い,更なる分析等をおこなった後,国際学術誌への論文投稿を予定している。実験の進行速度は当初の予定通りであるが,研究の全体像として見た場合は,計画以上に進展している側面もある。そのうちのひとつに新たなビデオ解析手続きの導入があげられれる。当初は,鳥類の観察時間の客観的指標として覗き穴の使用を予定していた。

この方法は,解析者の目と判断という手動的な作業に頼る部分が大きいため,ビデオ解析に手間と時間がかかってしまう。今回導入した手続きでは,マーカーを使用することで,ビデオ解析の部分的な自動化を図り,短時間で,より正確に分析をおこなえるシステムを構築した。今後予定している,ハト以外を対象とした実験においても,行動分析作業の効率化が期待される。本研究の目的は衝動性の個体差に着目し,メタ認知行動との関係性を探ることで,多様な種,多様な個体のメタ認知研究を可能にする手法を確立することである。昨年度は,ハトを対象とした新たなメタ認知課題の提案をおこない,課題難易度が見本刺激への観察時間と比較刺激への反応時間に影響を与えること,そして課題に最適な遅延時間には個体差があること,がわかった。平成30年度は,同課題を使用した追加実験と更なる分析をおこない,課題難易度の具体的にどの要因が観察時間と反応時間に影響を与えているのかを探った。その結果,各条件における報酬率が重要なファクターになっていることがわかった。また,報酬率が高い条件において,観察時間中に,dwell timeと呼ばれる滞留時間が発生している可能性も示唆された。ハトにおけるdwell timeはこれまでほとんど注目されてこなかったが,視覚刺激を使用した際に高い頻度でおきる反応なのであれば,メタ認知課題に限らず,行動実験全般に大きな影響を与えていることになる。メタ認知課題と並行して,ハトの視覚的短期記憶と視覚刺激弁別に関する研究もおこなった。これらの結果は,それぞれ分野においても貴重な発見だが,今後の認知課題や個体差指標を検討する際にも重要な役割を担う。これまでにえられた結果の一部は国際学術誌へ掲載され,国内学会にて発表された。上記の結果から,ハトのメタ認知課題において,メタ認知能力の有無に関わらず,メタ認知行動をとらない条件が示された。今後はそれらを考慮し,メタ認知行動と個体差の関連性について更なる検討をおこなっていく。本研究は順調に進展している。当初の予定では,ハトのメタ認知行動における個体差を検討した後,2年目以降にヒトとの比較実験をおこなうことになっていた。しかし,ハトのメタ認知課題において,ほとんどの個体がメタ認知や単純な報酬率で完全に説明できない行動をとったため,メタ認知行動の複雑さが明らかになった。そこで,引き続きハトを用い,行動に影響を与えている要因を検討した。当初の計画を変更することにはなったものの,メタ認知行動の本質とメタ認知行動をとらない個体の特性を探る,という本研究の目的に向けて大きく前進したといえる。今後は,当初の予定通り,衝動性実験を行い,メタ認知行動との比較をおこなう。その際,当該年度の実験において新たに判明した報酬率や注意とメタ認知行動の関係性もさらに掘り下げていき,必要に応じてこれらの要素を統制した実験課題を作成する。本研究のメインテーマのひとつである「個体差」を調べていくためには,このように,行動に影響を与えている複数の要素を考慮することが重要であると考えている。当初の計画からの変更点として新たなビデオ解析手続きの導入があげられる。この手続きを使用することで,今後予定している,キュウカンチョウやヒトでの実験においても,より効率的なデータ解析が可能となる。