hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
政策への賛否や意識を問うコミュニケーション型ウェブ調査と解析手法の開発

両調査から,相互扶助政策に関連して権利意識を刺激するような設問を前段に置くと,一部の高齢者はその設問の存在によって政策への賛成度を低下させる傾向が明らかとなった.すなわち高齢者は,調査票の設問を通じて政策への理解と認知を深める傾向が明らかとなった.土木計画学変数選択手法については,研究途中に解決すべき課題と認識していたが,具体的な手法開発に年度内にたどり着くとは考えていなかった.適用手法によって,認知喚起の効果を統計的に安定な方法で確認できるようになったことは,研究課題に対する一定の回答を与えられること,ならびに開発手法自体の汎用性が高いことなどの成果につながっており,当初の計画以上に進展していると考えられる.政策に関する賛否意識を問うコミュニケーション型調査として実施した,地域交通のコミュニティにおける相互扶助への賛否に関して,交通に関する権利を法制化することの是非を問う内容を加えた調査票(政策内容に関するコミュニケーション型設問を含む調査票)と,そのような設問を含まない調査票調査票間の回答の違いは,統計的に有意ではなかった.ただし昨年度実施した分析では,回答者が居住する地域の地域特性が,彼らの共助意識に及ぼす影響について十分な検討ができていない.既往研究の分析においても,回答者が日常的に直面している交通の状況が,交通政策に関する意識に影響することが指摘されているため,今後は回答者の居住地に関する情報に基づいて,地域特性に関するデータセットを作成し,これを考慮した分析を行うことにより,地域特性とコミュニケーション型調査(設問)の影響を分離した結果が得られると考えられる.次年度は,本年度の研究成果の発表を行って,提案手法の汎用性や有効性を改善する方策を検討する.さらに変数交絡の処理に関しては,傾向スコア法などのこれまで用いてきた別手法による統計的因果計測の結果との対比を行って,本研究課題の結論の頑健性について見当を深める予定である.昨年Web調査によって実施した,政策に関する賛否意識を問うコミュニケーション型調査につついて,地域特性とのマッチングを行うことによって,得られた知見の妥当性を高めるように,引き続き分析を行う.なおWeb調査は回答者層が偏る可能性が指摘されており,得られた知見の一般性を高めるためには,従来型の紙面調査による結果との比較が必要と考えられる.そこで本年度は,昨年度と同内容に関する調査を,紙面調査によって実施して,昨年と同様の分析を進めることとする.またWeb調査と紙面調査間の回答者層の違いに関しては,傾向スコア法をによるバイアス修正を行うことによって,データの同質性を確保しつつ,コミュニケーション型調査の効果に関する調査モードの違いを明らかにする.消耗品購入について,予定よりも調達金額が低かったため.消耗品の使用の予定.当初の実施計画に従って,本年度は紙面調査実施のための費用と,得られた結果を入力し.解析するための人件費を計上する.また,昨年度の調査によって得られた結果を学会において発表するため,論文投稿料ならびに,成果発表旅費を計上する.また結果の分析方針に関する打ち合わせのため,共同研究者との打ち合わせのための旅費を計上する.
核医学画像統計解析における画像標準化の基礎的研究

本研究の目的は核医学画像の統計解析において信頼性のある画像を撮像するための収集条件をシミュレーションから得る可能性を検討することである。そこでGant4ベース断層装置シミュレーション・ソフトウェアGATEによりPET装置SET-3000BX (島津製作所)のモデルを作成し、これが実機を適正に表現できるかを実データと比較し確認した。NEMA NU 2-2007規格による分解能・感度測定とホット球ファントム画像で比較した結果、実用的なSET-3000BXのシミュレーション・モデルを作成できた。また、ホット球ファントムを用いて統計学的画像解析を行い画像処理条件に関する知見も得ることができた。。1.シミュレーション環境の構築:本研究おけるシミュレーション作業を行うための専用ワークステーションと周辺機器の購入および設定を行った。ワークステーションにシミュレーションに必要なソフトウェア(Ubuntu OS、GATE、SPM等)のインストールとその環境設定および動作確認を行った。2.PET装置によるファントム実験:シミュレーションの対象である当施設PET装置(Eminence SET-3000B/X)にてシミュレーションモデルの現実性を確認するためのPET装置基本性能の実データ収集を行った。実データの収集は、NEMA規格NU 2-2007のPET性能評価法に基づいた手順により空間分解能、計数損失、散乱フラクション、感度について行った。測定には当施設が有するNEMA規格に準じた感度ファントムと散乱ファントムを用いた。ファントム実験に際し必要な実験器材および消耗品等の購入を行った。3.PETシミュレーションモデルの構築:シミュレーションソフトエアGATEを用いてPET装置モデル、撮像するファントムおよび放射線源モデルについて作成を行った。PET装置モデルでは、装置内の検出器配列に加え、散乱線や視野外放射線の影響を反映させるため検出器の周辺構造についてもモデル化した。検出器からの信号処理系のモデル化では実機との調整パラメータとして、エネルギー分解能、時間分解能、不感時間、エネルギーウィンド同時計測ウィンドを設定し設計した。4.本研究に関する情報の収集:日本核医学技術学会第20回東北地方会(山形)に参加し、核医学画像の撮像方法と再構成条件決定の方法に関した最新の情報を得た。また、第54回日本核医学会学術総会および第34回日本核医学技術学会学術大会に参加し、PETとSPECT画像における統計学的解析に必要な正常データベース構築に関しての注意点や問題点に関しての情報を得た。1.PETシミュレーションソフトウェアによるPET装置モデルの構築と解析のためのソフトウェア開発:GATEシミュレーションソフトウェアによるPET装置(島津社製SET-3000BX)モデルを構築し障害なく実行できることを確認した。本研究用に購入したコンピュータでシミュレーションを実行した結果、1回の試行でシミュレートする線源により計算時間が数日から数週間を要することが確認された。計算パラメータの変更により計算時間の短縮を検討中。完成したモデルが実機の性能を再現しているかを検討するためデータ解析ソフトroot上で動く解析用のプログラム作成を開始した。また、ミュレーション出力結果を直接PET実機に取り込ませ画像を再構成させるためのシミュレーション出力の変換作業を開始した。また、このために必要な実機のソフトウェアに関する情報の提供をPET装置メーカーに依頼し一部情報の提供等の協力を受けた。3.PET装置(実機)によるファントム実験:統計画像解析の評価の参照として用いる実画像データをPET装置により収集した。データ収集は円筒容器内に置かれた球体に放射能(フッ素18)を封入したファントムを使用して行った。球体の放射能とバックグラウンドの放射能の比率を適宜変更(0.02.0)しながら複数回の収集をおこなった。本ファントム実験に際し、必要な実験機材の購入及び消耗品の調達を行った。これにより本研究に最低限必要な実機によるデータ収集を完了した。4.本研究に関する情報の収集:日本核医学技術学会第21回東北地方会(岩手)、日本核医学会PET核医学分科会PETサマーセミナー2015(千葉)および第55回日本核医学会学術総会・第35回日本核医学技術学会学術大会(東京)に参加しPET画像に関連した統計画像解析および核医学検査画像の標準化等についての最新の情報を収集した。GATEシミュレーションによるPET装置モデルの作成において実行時エラーの解決に時間を要した。実行可能な装置モデルの完成後、試験的な試行を行った結果、今回の研究目的で購入したワークステーションでは計測対象と成る線源の放射能や計測時間等により、1回の試行時間が数日から数週間を要することが分かった。このため、計算時間の短縮を計画したがシミュレーション・パラメータの変更作業等に時間を要している。また、計算結果の解析のためにデータ解析ソフトrootを使用することにしたがroot用解析プログラム作成の技術習得と作成作業に時間を要している。また、PET装置実機上でのシミュレーションデータの処理を行うためのデータ変換作業については、装置製造元からある程度の情報提供は受けられたが、プログラム開発において時間を要している。本研究の目的は核医学研究において信頼性のある核医学画像を撮像するための標準的データをシミュレーションにより得る方法を確立することである。このためにPET装置シミュレーションソフトウェアGATEを用いてPET装置モデルを作成し、これが実際の装置を正確に表現できているかを実データと比較し確認することを目指した。最終年度では、遅れていたシミュレーション装置の収集系パラメータについて円筒ファントムデータを用いて決定し、合わせてシミュレーションデータの画像化に必要な装置ノーマリゼーションデータと減弱補正データを作成した。また遅れの大きな要因であった計算時間の短縮について検討し若干の効果を得、さらに研究用に購入したワークステーション以外にもGATEをインストールし計算能力の増強も行った。NEMA規格での分解能と感度についてシミュレーションデータを作成し実装置データと比較した結果、分解能2mm以下、感度25%以下の違いとなった。

統計的画像解析ソフトウェアSPM8で比較するためのホット球ファントムデータのシミュレーションについても一部行い実装置ソフトウェアにて画像再構成できること確認した。シミュレーション計算に並行して実装置にて収集したホット球ファントムのデータについてSPM8で解析を行った。解析に際し解析対象となる画像サンプルをbootstrap法により作成するためのプログラム作成とSPM解析自動的化のためのバッチ処理スクリプトおよび入力データの作成を行い720組のSPM解析を行った。SPM解析結果のt値画像についてホット球部位のVOI解析を行いシミュレーションとの比較データの作成を行った。GATEによるPET装置ワークステーション計算能力の不足と計算途中でフリーズする原因不明の障害によりSPM解析結果での比較にまでは至らなかったが比較に向け今後も研究を継続し結果を論文化する予定である。本研究の目的は核医学画像の統計解析において信頼性のある画像を撮像するための収集条件をシミュレーションから得る可能性を検討することである。そこでGant4ベース断層装置シミュレーション・ソフトウェアGATEによりPET装置SET-3000BX (島津製作所)のモデルを作成し、これが実機を適正に表現できるかを実データと比較し確認した。NEMA NU 2-2007規格による分解能・感度測定とホット球ファントム画像で比較した結果、実用的なSET-3000BXのシミュレーション・モデルを作成できた。また、ホット球ファントムを用いて統計学的画像解析を行い画像処理条件に関する知見も得ることができた。。PET装置シミュレーションモデルの作成に際し以下の問題が発生した。当初GATEソフトウェアとしてWindows OSにインストールした仮想UNIXで動作するvGATE ver.7を使用していたが、仮想UNIXのバージョンアップに伴いvGATE ver.7が正常動作しなくなった。そこで、計算速度の向上も見込めることもあり、GATEを動かすOSをWindowsからUNIXのUbuntuへ変更することにした。このため、再インストール作業と仮想UNIXで動作するvGATE ver.7では不用であったGeant4およびGate ver7.0その他関連ソフトウェアのインストール作業が必要となった。Ubuntuインストール作業およびUbuntuでのソフトウェアインストール作業の経験が無かったためシミュレーション環境の再構築に時間を要した。
ＭＩＭＯアンテナを用いた電波波源の位置と広がりを検出する高性能波源推定技術

本研究では,車載レーダ等において目標物からの反射波の到来角とその角度広がりを推定する方法,さらに目標物の位置を推定する方法について検討を行った.システムは,MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)アンテナ構成で,高性能到来波推定アルゴリズムとしてはSAGE-DOA-Matrix法を適用した.検討の結果,遠方から到来する到来波の到来方向と角度広がりを同時推定するための手法を考案し,その有効性を確認した.また,電波源が近傍にある場合,到来波が球面波であることを利用して電波源の位置を効率よく推定するアルゴリズムの改良法を提案し,その有効性を示した.本研究では,車載レーダ等において目標物からの反射波の到来角とその角度広がりを推定する方法について検討を行った.システム構成としては,MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)アンテナに高性能到来波推定アルゴリズムを用いたものであり,大いに期待される技術である.平成25年度の具体的な成果を以下に記載する.(1)リニアアレーアンテナを用いて遠方から到来する到来波の到来方向と角度広がりを推定するための手法を考案し改善を行った.基本アルゴリズムは非探索型のDOA-Matrix法であり,これに最尤法の一種であるSAGEアルゴリズムを導入することにより,到来波の到来角度と角度広がりの推定精度が大きく改善されることが確認された.(2)電波源の位置推定について検討を行った.波源がアレーアンテナの近傍にある場合,到来波が球面波であることを利用して波源の位置を推定するものである.近傍界DOA-Matrix法を用いることにより,波源位置を探索することなく効率的に波源の位置を求めることができることを示した.またSAGEアルゴリズムを併用することにより,複数の波源位置を精度良く推定することが可能であることも確認した.(3)送信側にも複数のアンテナを利用したMIMOレーダの性能改善について検討を行った.アルゴリズムとしては,目標物の角度広がりも推定するために積分型のCapon法とMUSIC法を用い,比較検討を行った.その結果,どちらも良好に目標物の方向と角度広がりを推定できることが示され,積分型MUSIC法の精度が若干ではあるが高いことも確認された.(4)波源位置推定用の2.4GHz帯モノポールアンテナから成る8素子アレーアンテナを製作し,ネットワークアナライザでアンテナの特性調整を行った.このアンテナは次年度の到来波推定の室内実験に用いる予定である.本研究では,車載レーダ等において目標物からの反射波の到来角とその角度広がりを推定する方法,さらに目標物の位置を推定する方法について検討を行った.システムは,MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)アンテナ構成で,高性能到来波推定アルゴリズムとしてはSAGE-DOA-Matrix法を適用した.検討の結果,遠方から到来する到来波の到来方向と角度広がりを同時推定するための手法を考案し,その有効性を確認した.また,電波源が近傍にある場合,到来波が球面波であることを利用して電波源の位置を効率よく推定するアルゴリズムの改良法を提案し,その有効性を示した.(1)簡単なリニアアレーアンテナを用いて遠方から到来する到来波の到来方向と角度広がりを推定するための解析モデルを構築した.そして,このモデルを用いたパラメータ推定法を考案し,その特性を計算機シミュレーションにより検討した.基本アルゴリズムはCapon法,MUSIC法,DOA-Matrix法であり,改良を加えることにより,角度と角度広がりの推定が精度良くできることが確認された.(2)遠方から到来する到来波の到来方向と角度広がりを推定するためのアルゴリズムの検証のために,電磁波解析ソフトウェアを用いたシミュレーション実験を行った.このソフトウェアはモーメント法により電磁界問題を解くもので,目標物の電磁界分布を計算するために用いた.電磁波解析ソフトウェアをインストールした解析専用コンピュータを用いて現実に近い環境でシミュレーション実験を行った結果,提案手法の有効性を確認でき,また新たな問題点を探ることができた.(3)波源位置推定用の2.4GHz帯モノポールアンテナから成る28素子アレーアンテナを製作し,ネットワークアナライザでアンテナのインピーダンス整合調整を行った.このアンテナシステムは次年度以降の室内実験に用いる予定である.上記の提案方法は,車載レーダ用の信号処理手法として大きく期待される技術である.本研究では,車載レーダ等において目標物からの反射波の到来角とその角度広がりを推定する方法,さらに目標物の位置を推定する方法について検討を行った.システム構成としては,MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)アンテナに高性能到来波推定アルゴリズムを適用したものである.平成26年度の具体的な成果を以下に記載する.(2)電波源がアレーアンテナの近傍にある場合,到来波が球面波であることを利用して電波源の位置を推定する手法について検討した.アルゴリズムには本研究室で考案した近傍界SAGE-DOA-Matrix法を用い,本年度は推定精度改善のために空間平均法を新たに導入し,さらにSAGEアルゴリズムを良好に収束させる初期値設定法を考案し,その有効性を示した.(3) MIMOレーダの送信信号としてディジタル変調信号を用い,その周期定常性(サイクリック相関)を利用して干渉波のある電波環境で選択的に所望の電波源からの到来方向のみを推定する手法について検討した.複数のサイクリック相関を同相合成することにより,受信信号のSN比を向上させる手法を提案し,その有効性を確認した.(4)モノポールアンテナから成る3素子アレーアンテナを製作し,到来方向推定のためのキャリブレーション手法について検討し,実環境での有効性を確認した.

工学アレーアンテナおよびMIMOアンテナに高分解能到来方向推定法を適用して複数の目標物の到来方向と角度広がりを精度良く推定することができている.角度広がり推定の精度の更なる改善,計算効率の改善,そして室内実験による検証が次年度の課題である.また近傍領域にある電波源位置推定についても従来法の改良を順調に行うことができ,期待した特性が得られている.電磁界解析ツールを用いた解析手法も確立しており,信頼性の高い検討を行うことができた.高分解能到来方向推定法を用いて目標物の到来方向と角度広がりを精度良く推定することが出来ている.角度広がり推定の精度をもう少し改善することが次年度以降の課題である.また波源位置推定についても従来法の改良を順調に行うことが出来,期待した特性が得られている.平面アレーアンテナを用いて近傍から到来する到来波の三次元的位置を推定する解析モデルを構築する.そして,このモデルを用いたパラメータ推定法を考案し,その特性を計算機シミュレーションにより検討する.基本アルゴリズムとしてはDOA-Matrix法と最尤推定法(SAGEアルゴリズム等)を用いる.波源位置を表すスペクトラムのピークを探す探索型の場合,位置の特定にかなりの時間がかかるため,非探索型のアルゴリズムの考案が望まれる.従って,非探索型アルゴリズム中心に検討を行い,MIMO技術を導入しながら改良を行っていく.また,解析用パーソナルコンピュータ上でのMATLAB計算機シミュレーションに加えて,2.4GHz帯で電波暗室内実験を行う.それ故,製作した送受信アンテナと周波数変換器を必要に応じて再調整し,測定のための治具を製作した後,実験的に近傍波源位置推定法の検証を行う.実験結果から,提案手法の有効性を確認し,問題点を探る.そして,提案手法の改良へとフィードバックする.さらに,金属板でコヒーレント電波環境をつくり,実際の環境を想定した実験を通して総合評価を行う.必要に応じて推定アルゴリズムの改良を行っていく.リニアアレーアンテナまたは平面アレーアンテナを用いて近傍から到来する到来波の位置を推定する解析モデルを構築する.そしてこのモデルを用いたパラメータ推定法を考案し,その特性を計算機シミュレーションにより検討する.基本アルゴリズムとしてはDOA-Matrix法と最尤推定法(EM/SAGE)を用いる.波源位置を表すスペクトラムのピークを探す探索型の場合,位置の特定にかなりの時間がかかるため,非探索型のアルゴリズムの考案が望まれる.
『民族紛争の解決と複合型パワーシェアリング』－政策実践の分析と戦略の研究

近年、世界各地で民族紛争がみられる。ケンブリッジ・カーネギープロジェクトが提言している複合型パワーシェアリング(CPS)は、自治権付与による解決である。国家全体の枠組みを残したまま、分離独立を求める民族集団に自治権を認める、いわゆる「非対称的自治」の導入である。だが、中東では、租税収入に基盤を置く通常の「生産国家」ではなく、レント収入に依存する「配分国家」になって、結果的に非民主的な政治体制の形成を促すメカニズムが働いているため、CPSの導入以前に経済的問題が横たわる。資源の高産出国では、資源が体制強化に寄与し、低産出国の場合は、資源が内戦や紛争の発端になりうる。2012年12月15-25日、イギリス、北アイルランドに出張した。アイルランド地方では、英国統治から脱するアイルランド独立戦争後、1921年の英愛条約締結によりアイルランド自由国(後のアイルランド共和国)が成立した。以後、北アイルランドのイギリスとの統合維持派(ユニオニスト)とアイルランドへの帰属を望む共和国一派(レプュブリカン)が対立、これがアイルランド独立闘争(対英テロ闘争)に発展した。北アイルランド独立闘争を率いたのが、武装組織であるアイルランド共和軍(IRA)で、今回はこのIRAと北アイルランドの現在の情勢について重点的に調査を行った。また、カトリック住民とプロテスタント住民の居住区およびシン・フェイン党本部を視察し情勢を把握できた。また元シン・フェイン党幹部へのインタビューに成功し、闘争激化していた頃の時代について詳しく聞くことができた。またテロで犠牲となった慰霊碑なども視察した。ロンドンでは北アイルランド紛争に関しての資料収集、またノッティンガムのノッティンガム大学のシモン・マクグラス教授とグローバリゼーションの中の北アイルランド情勢について意見交換を行った。2013年2月2日-13日、民族紛争の根源とその解決を探るため東欧・バルカン地域に出張した。ドイツがポーランドのワルシャワに建設した当時最大のユダヤ人ゲットー史跡を視察、また第二次世界大戦中に国家をあげて推進した人種差別的な抑圧政策により、人類史上最大の惨劇が生まれた強制収容所であるアウシュヴィッツ=ビルケナウ強制収容所、クラクフのユダヤ人ゲットー地区、シンドラー工場(メモリアル)、1999年のコソボ紛争におけるNATO軍の軍事介入(NATO軍空爆)を招いたベオグラード、ボスニア紛争跡地を視察した。また、ミュンヘンではアウシュヴィッツ=ビルケナウ強制収容所のモデルとなったダッハウ強制収容所を視察した。本研究の目的は、民族自決問題の解決について、複合型パワー・シェアリング(権力分有制度、Complex power sharing、以下CPSと略)を用いた政策実践の有効性について分析・研究を行い、「CPS」が持続的発展と平和の基盤構築をどのように促し、民族間のトラブルをどのように解消しているのかを明らかにすることであった。CPSとは、主にケンブリッジ大学と米カーネギー財団が推進しているプロジェクトで、近年の民族紛争の解決に向けて暴力行使と引き換えに自治政府の樹立を承認する手法を採用している。報告者は、平成24年度にCPSの手法で分析した、北アイルランド、ボスニア、コソボに実際に出張を行うことで、これらの国の歴史、民族状況、宗教、政治・経済、文化、社会事情について知識を蓄えることができた。そしてその研究をふまえた上で、中東で起きているシリア、リビア、イスラエル・パレスチナ間の民族問題の解決の可能性を探った。また、米ジョージタウン大学および国立公文書館を訪れ、資料収集にあたった。最終年度である平成25年度に実施した研究の成果としては、平成25年7月に、「植民地、資源、内戦ーアルジェリア、リビア、そしてシリア」『海外事情』を、平成25年8月に「「軍事介入の論理」M.ウォルツァーとM.イグナティエフーシリア問題に寄せてー」『一橋社会科学』をそれぞれ発表した。加えて平成26年9月には、岩波書店より単著『国際平和論』を出版する予定で民族自決問題と複合型パワーシェアリングの問題について論じている。初年度(平成24年度)は、Marc Weller、Barbara Metzger、Niall Johnson著SettlingSelf-Determination Disputes: Complex Power-sharing in Theory and Practice (Publications on Ocean Development) Martinus Nijhoff; illustratededition (2008/9/30)を読み込み、民族自決問題の解決について、複合型パワー・シェアリング(権力分有制度、Complex power sharing、以下CPSと略)が持続的発展と平和の基盤構築をどのように促し、民族間のトラブルをどのように解消しているのかについて考察し、CPSで分析された北アイルランド、ボスニア、コソボ、マケドニア、ガガウジア/モルドバ、南オセチア/グルジア、ブーゲンビル/パプア・ニューギニア、およびミンダナオ/フィリピンの8ヵ国のうち、北アイルランドとボスニアには渡航することができ現状を把握することができたため、一応おおむね順調に進展していると考える。25年度が最終年度であるため、記入しない。

また、ケンブリッジ・カーネギー・プロジェクトについて、制度創設の詳細や実施状況等を調査するため、カーネギー財団や欧州マイノリティ問題研究センター(ECMI)に赴き、CPSの詳細やこれまでの具体的成果及び評価を把握するとともに、同制度に関連する資料収集を行う。25年度が最終年度であるため、記入しない。
第一原理計算からの気液固複合相ヘテロ界面の実在系非平衡シミュレーション

デバイス性能を議論する際、バルク材料と他相とのヘテロ接合界面の微視的情報の把握が重要であるが、これは大変困難な課題である。それは、原子、分子、イオンが各相に流れ込むことによる不定比組成状態の出現と、反応・拡散速度の違いによる非平衡性のため、ヘテロ界面の実態を微視的に決定することが極めて困難なためである。よって、本研究は第一原理計算を利用した網羅的素過程探索と、気液固複合相の非平衡状態を記述できる長時間ダイナミクス手法とを融合することで気液固複合相ヘテロ界面の実在系非平衡シミュレーションを達成し、新しい計算技術の潮流を生み出すことを目的としたものである。
薬用植物カンゾウの医薬トリテルペノイド高生産を目的とした分子生物学的制御

薬用植物カンゾウ(Glycyrrhiza uralensis)は生薬「甘草(カンゾウ)」の原料植物である。カンゾウは漢方薬、医薬品原料、天然甘味料などとして広く利用される。カンゾウは薬用成分としてグリチルリチン(トリテルペノイド化合物の一種)を主に含んでいる。カンゾウにおけるグリチルリチン生産能力を向上させることは医薬品の安定供給にとって重要である。本研究ではグリチルリチンを生成する生合成酵素遺伝子を解明し、培養細胞でグリチルリチンを生成する基礎技術を明らかにした。薬用植物「甘草」カンゾウ(Glycyrrhiza uralensis)は漢方薬原料として需要が高く、漢方処方の70%以上に配合されている。肝機能障害治療薬として利用されるほか抗炎症、抗腫瘍、抗ウイルスなどの薬理作用が知られている。主薬用成分はトリテルペノイドサポニンのグリチルリチンである。本研究の目的は薬用植物カンゾウの薬用成分であるグリチルリチン等のトリテルペノイド化合物の生合成酵素遺伝子の発現を制御することによって医薬トリテルペノイド含有量を増加させ、医薬品原料としてのカンゾウの品質と生産性を向上させることである。さらにトリテルペノイドの生合成機構を遺伝子レベルで解明しようとするものである。本研究では、1.成長効率の高い培養細胞である毛状根組織を誘導する実験系を構築した。外来遺伝子導入状況を目視によって確認することが可能緑色蛍光タンパク遺伝子(GFP遺伝子)を発現した毛状根組織を高い効率で得られることが確かめられた。2.トリテルペノイド化合物代謝に関わる生合成酵素遺伝子であるβ-amyrin生合成酵素遺伝子、および11-oxo-β-amyrin生合成酵素遺伝子について調べた。その結果、それぞれG.uralensisに特異的なbAS遺伝子、およびCYP88D6遺伝子を新たに単離することに成功した。3.上記2つの遺伝子をカンゾウ培養細胞に導入するため、pENTR-D-TOPOベクターに組み込むことでGATEWAYエントリークローンを作成した。4.形質転換培養細胞の効率的な培養増殖条件を検討する。その結果、培地中の無機物質濃度を低下させることで増殖効率が増加することが明らかとなった。本研究の目的はカンゾウのグリチルリチン等のトリテルペノイド化合物の生合成酵素遺伝子の発現を制御することによって医薬トリテルペノイド含有量を増加させ、医薬品原料としてのカンゾウの品質と生産性を向上させることである。さらにトツテルペノイドの生合成機構を遺伝子レベルで解明しようとするものである。本研究では、1)11-oxo-β-amyrinの30位の酸化反応を触媒し、グリチルレチン酸(グリチルリチンの非糖部)を生成する新規P450をG. uralensisから新たに単離し、GATEWAYエントリークローンを作成した。2)bASおよびCYP88D6遺伝子の発現制御機構を詳細に解析するために、これらの遺伝子について翻訳開始点から約1.81.9kbの5'上流領域(プロモーター)をPCR-based DNA Walking法により単離した。GUSレポーター遺伝子を用いた解析により、単離したプロモーター断片がbASおよびCYP88D6遺伝子の根特異的な発現に必要なシス配列を含むことを確認した。3)外来遺伝子(緑色蛍光タンパク遺伝子、GFR遺伝子)を導入した毛状根培養細胞を効果的に増殖する培養条件を明らかにした。4)植物個体間の大規模成分分析スクリーニングによりグリチルリチンを高含量に含む個体を見出した。本研究では、1)植物個体間の大規模成分分析スクリーニングによりグリチルリチンを高含量(4.6%)に含む植物体を見出した。1)植物個体間の大規模成分分析スクリーニングによりグリチルリチンを高含量(4.6%)に含む植物体を見出した。2)β-amyrin(グリチルリチンの前駆物質)の11位の酸化反応を触媒しグ11-oxo-β-amyrin(グリチルリチンの前駆物質)を生成するCYP88D6遺伝子を導入した毛状根培養細胞を作成する手法を確立した。

3)モデルマメ科植物であるタルウマゴヤシの公開大規模遺伝子発現データに基づく遺伝子共発現解析により、β-amyrin合成酵素遺伝子に対して高い共発現係数を示すCYP716A12を見出した。4)CYP716A12はβ-amyrinの28位を酸化しオレアノール酸を生成する活性を有することを明らかにした。5)18β-glycyrrhetinic acid(グリチルリチンの前駆物質)がヒト大腸がん細胞HCT116の増殖を有意に抑制することを見出した。
胃腺癌の胃型形質、腸型形質、および両形質混在型に分類した分子病理学的解析

形質や組織分化能を考慮にした胃癌の研究成果を以下2つのテーマで報告する。I.高分化型早期胃腺癌の粘液形質と遺伝子解析:高分化型早期胃腺癌を胃型、腸型、両形質混在型腺癌に分類し、遺伝的変化の解析を行った。(1)粘膜病変で高分化、粘液形質を有する腫瘍でも、genetic progressionに伴い、分化度が低くなり、形質発現も弱くなる。(2)単一腫瘍クローンで両形質分化能を有する細胞が存在する。3)混合型形質でち胃型と腸型形質が、部位毎に分かれる症例がある。腫瘍クローンのgeneticprogression/genetic divergenceに基づく不均一な亜型クローンの派生による。(4)背景腸上皮化生部位、及び腫瘍各部位で広範囲にhMLH1のメチル化を検出した。正常粘膜でもメチル化の認められる症例も存在した,以上、分化型の腫瘍にも胃型、胃型腸型形質を持つものが多数存在し、その形質発現パターンは、腫瘍クローンの持つ多分化能や、腫瘍進展過程における遺伝子変異のgenetic progression, genetic divergenceなどの現象による不均一な腫瘍亜型クローンの出現に基づく事が明らかとなった。混合型形質を不す腫瘍の背景には、粘膜の障害に伴い、不完全型腸上皮化生を示し両形質への分化能を有するクローン由来の可能性が示された。さらに、分化型癌から進展して、浸潤進行癌、低分化型癌などへ至る経路も示唆された。胃腺癌の胃型形質、腸型形質、および両形質混在型に分類した分子病理学的解析粘液組織化学による胃癌の粘液形質の検索により、分化型胃腺癌の20-30%に胃型粘液形質すなわち腺窩上皮や幽門腺細胞形質を有することが明らかになってきた。この、形質分類により、各々の腫瘍に発生母地や生物学的、臨床病理学的差異があることが、報告されている。そこで今回、我々は、胃腺癌を胃型、腸型、両形質混在型腺癌に分類し、遺伝的変化の解析を行なっている。各々粘膜内、浸潤部など複数個所よりマイクロディセクションし、多数染色体部位のマイクロサテライト・マーカーを用いて、系統的なLOH検索を行っている。形質毎に特徴的なLOHや腫瘍の発育進展パターンと遺伝的変異の蓄積との関係を調べている。これまでに、胃癌16症例に付き、粘液染色により、胃型、腸型、および両形質混在型に分類し、複数箇所よりマイクロディセクションを行った。本報告現在、反応の繰り返しによる再確認、再ディセクションなどの必要性もあり、また、症例数不足により統計処理に至ってはいないなど、現在研究は進行中であるが、以下に概略する結果を得ている。腸型優位胃癌では、5q LOHの頻度が高いが、17p LOHは低い。胃型優位では、腸型に比較してLOHの頻度や進展が多い傾向にある。l7pの他、8p,13q,18qのLOHも多く見られる。また、同一症例でも異型度が高くなるに従い、LOHの蓄積が認められた。粘液形質を示す部位から粘液形質を欠く部位、LOM(lack of mucin)では、変異が進展している。Mixed typeでも腸型優位部位と胃型優位でLOHパターンに違いがありそうである。同一胃癌症例内で、胃型と腸型形質が、部位毎に分かれる症例で、ある染色体部位にLOHが両成分に共通しているが、腸型からLOHの蓄積を起こして胃型形質を獲得する症例があった。以上、粘液形質で明らかにLOHパターンに違いが認められ、さらにLOHの進展と形質や異型度の変化に関係が認められつつある。今後の解析にて、両形質の分化型癌から進展して、浸潤進行癌、低分化型癌などへ至る経路を明らかにしたい。形質や組織分化能を考慮し、前年度より胃癌の研究を行っており、成果を以下2つに分けて報告する。I.高分化型早期胃腺

癌の粘液形質と遺伝子解析:前年度よりLOH、hMLH1遺伝子メチル化の状態を解析し、特に混合型形質に関して以下に記す知見を得た。1)17pLOHは比較的早期から認められる症例が多い。2)粘膜病変で高分化混合形質型粘液形質を有する腫瘍であっても、genetic progressionにより、分化度が低くなり、形質発現も弱くなる。3)混合型形質を示す腫瘍でも同じ部位に両形質を有する症例が存在する。遺伝子レベルでも両形質分化能を有する単一な腫瘍クローン細胞が存在する。4)混合型形質でも、胃型と腸型形質が、部位毎に異なる症例がある。腫瘍細胞のgenetic progression/genetic divergenceに基づく不均一な亜型クローンの派生による。5)腸上皮化生粘膜、及び腫瘍各部位で広範囲にhMLH1のメチル化を検出した。正常粘膜でもメチル化の認められる症例も存在した。以上より、分化型の腫瘍にも多くの腫瘍には胃型、胃型腸型形質を持つものが多数存在し、その形質発現パターンは、腫瘍クローンの持つ多分化能や、腫瘍進展過程における遺伝子変異のgenetic progression, genetic divergenceなどの現象による不均一な腫瘍亜型クローンの出現に基づく事が明らかとなった。また腫瘍発生には、粘膜の障害に伴い、不完全型腸上皮化生を示し、両形質への分化能を有するクローン由来の可能性が示された。また、分化型癌から進展し、浸潤進行癌、低分化型癌などへ至る経路も示唆された。II.AFP産生性胃癌の形質と遺伝子変異:胃癌には希にAFP産生性の癌病変部が共存することがある。組織学的には原始腸管に類似するものや、肝細胞に類似しhepatoidと言われるものがある。今回我々は、LOH解析を行い、腫瘍成分の遺伝的特徴と組織分化能との関係を明らかにした。1)ほとんどは単一クローン由来であり広範なLOH(FAL=0.709)を有する腫瘍である。2)腫瘍の一部分に限ってのLOHが13qその他の染色体領域で認められ、遺伝的不均一性が明らかとなった。よって、単一クローン由来でも、遺伝子変化の蓄積、分散現象がAFP産生能および組織分化能に密接に影響している事が明らかとなった。
ラット脳に於ける抗うつ薬の動態と関連するモノアミン濃度変化に関する脳波学的解析

我々は、長年抗うつ薬が中枢神経系に及ぼす効果を、脳内薬物動態とモノアミンレベルの変化の関連を指標として検討し、抗うつ薬(或いは代謝物)の脳内レベルに依存して、モノアミン代謝が変化することを報告してきた。しかし抗うつ薬の薬理作用は、モノアミン神経に限定されるとは考えにくく、脳組織での神経伝達物質の測定が中枢神経機能をどの程度反映するかは不明である。従って本研究では、in vivoの手法である微小脳内透析法と動物脳波のパワースペクトル解析を用いて、脳の機能変化をより直接的に捉えることを試みた。更にモノアミン以外の中枢神経に作用する薬物による脳の機能変化に対する抗うつ薬の効果も検討し、より広い観点から抗うつ薬の中枢神経作用の解析を行った。その結果、脳内微小透析法によっては、セロトニン再取り込み阻害作用とセロトニン2受容体阻害作用を有する抗うつ薬トラゾドンにセロトニン放出抑制効果が認められた。他方、ラット海馬脳波のパワースペクトル解析では、セロトニンの再取り込みを阻害作用をする有する抗うつ薬イミプラミン、フェロキセチン及びトラゾドンにGABA_A受容体拮抗薬の作用(パワー値増加)を抑制する効果(抗うつ薬によるGABA_A受容体の促進)が認められた。これらの研究は未完であるが、抗うつ薬がGABA受容体を促進し、その効果に抗うつ薬のセロトニン再取り込み阻害によってその利用率を増加するのではなく、セロトニンによる神経伝達を抑制する可能性を示唆した。これらの点は現在注目されており、抗うつ薬がGABA受容体或いはセロトニンによる神経伝達を促進するか或いは阻害するかについては活発な議論が行われている。我々の研究はそれらの議論に一石を投じうる興味ある結果と考える。1.ラット脳に於ける抗うつ薬濃度変化と相応するモノアミンレベル変化:三環系抗うつ薬であるイミプラミン(IMP)とクロミプラミン(CIM)は体内で脱メチル化を受けて、それぞれデジプラミンとデスメチルクロミプラミンを生成する。IMP、あるいはCIMを一週間以上腹腔内投与を続けると、抗うつ薬及びその脱メチル体の脳内濃度は定常状態に達し、後者の濃度が前者の二倍高くなる。IMPの場合、10日間以上の投与で脳内ノルエピネフリン(NE)レベルが低下し、3-メトキシ-4-ヒドロキシフェニルグリコール(MHPG)レベルが上昇する。他方CIMの場合、7日間の投与でMHPGレベルは上昇するが、NEレベルは変化しない。このNE系の変化は脱メチル活性代謝産物に基づき、CIMの効果の方が強いことが分かった。またクロニヂンの効果を検討した結果、IMP投与はα_2受容体の感受性低下を惹起するが、CIM投与はその感受性は変化しなかった。これらの結果は二つの抗うつ薬間に少なくとも脳内NE系に対する作用機序に関して相違があることを示唆している。抗うつ薬アモキサピン投与は脳内NE系の変化を認めず、ドーパミン系の代謝回転を亢進し、この亢進には脳部位によって耐性が認められた。2.ラット深部脳波の解析:本研究課題としてはまだ予備実験の段階である。安定したラットの深部脳波を得るための実験条件の設定と生態情報解析プログラムBimutasの操作熟知などに時間を要した。現在ラット海馬の脳波収録は入力レベルも安定し、個体差の少ないパワースペクトル(PS)が得られる。各種抗うつ薬や抗不安薬投与により、PSに異なった変化を認める。IMP、ベンゾジアゼピン投与により全体のパワー値は減少するが、電気ショックにより増加、ノルトリプチリンの場合は変化しない。ペンチレンテトラゾール投与により、パワー値は、特に6-9Hzに於いて増加するが、この変化に対して電気ショックと抗不安薬は抑制的に、IMPはやや抑制的に作用する。本年度の研究では、中枢性γ-アミノ酪酸(GABA)拮抗薬であるポンチールテトラゾール(PTZ)がラット海馬脳波のパワースペクトル(PS)上に惹起する変化を指標として、抗うつ薬のGABA神経系に対する作用を解析した。PTZはPS上において8Hzを中心としたパワー値の増加をもたらす。電気ショックあるいはベンゾティアゼピン誘導体等のGABA神経促進作用のあるものは、PTZの効果を抑制するように作用する。今回調べた抗うつ薬ではイミプラミンのようなセロトニン再取り込みを阻害する薬物には、GABA神経促進作用を有する薬物同様にPTZの効果を抑制する作用のあることがわかったが、他方ノリトリプチリンあるいはデシプラミンのようなノルアドレナリンの取り込みを抑制する薬物には、そのような作用が見られなかった。この事は、近年注目されている抗うつ薬のGABA神経系に対する作用、あるいはうつ病に対するこの神経系の関与において注目される研究結果と考えられるが、この点をさらに検討するためには、他の抗うつ薬、特に選択的なセロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)等についてイミプラミン同様作用が見られるか検討する必要があると考える。

更にモノアミン以外の中枢神経に作用する薬物による脳の機能変化に対する抗うつ薬の効果も検討し、より広い観点から抗うつ薬の中枢神経作用の解析を行った。その結果、脳内微小透析法によっては、セロトニン再取り込み阻害作用とセロトニン2受容体阻害作用を有する抗うつ薬トラゾドンにセロトニン放出抑制効果が認められた。他方、ラット海馬脳波のパワースペクトル解析では、セロトニンの再取り込みを阻害作用をする有する抗うつ薬イミプラミン、フェロキセチン及びトラゾドンにGABA_A受容体拮抗薬の作用(パワー値増加)を抑制する効果(抗うつ薬によるGABA_A受容体の促進)が認められた。これらの研究は未完であるが、抗うつ薬がGABA受容体を促進し、その効果に抗うつ薬のセロトニン再取り込み阻害によってその利用率を増加するのではなく、セロトニンによる神経伝達を抑制する可能性を示唆した。これらの点は現在注目されており、抗うつ薬がGABA受容体或いはセロトニンによる神経伝達を促進するか或いは阻害するかについては活発な議論が行われている。我々の研究はそれらの議論に一石を投じうる興味ある結果と考える。
輻射流体力学の新しい定式化とその粒子法的計算法による天体形成過程の理論的研究

本研究の目的は輻射流体力学の定式化を再構成して、効率的な数値計算手法を開発して、天体形成理論に応用することである。輻射流体力学の相対論的な定式化およびそれを用いた線形波動の詳細な解析は完成し、現在それをまとめた論文を投稿している段階である。その定式化に基づく計算法に関しても、非相対論的な問題での手法はほぼ完成したので、今後は種々の具体的な問題に応用することが可能となった。但し、今後も計算を高速化するための工夫を続けていく必要がある。上記の研究に並行して、星形成過程の具体的な現象論における近似的な輻射流体力学計算も進めた。具体的には、大質量星が形成された領域に広がる電離・解離領域の膨張過程を研究した。計算は球対称1次元で、輻射場に関しては2流束近似を用いているが、解離を起こす紫外線光子のライン・スペクトルを解く必要があるため、非常に困難な計算である。実際、相互作用する電離波面と解離波面の両方を一貫性をもって計算したのは世界的にも初めての試みである。その結果、一般的な条件の場合、電離波面のすぐ前面に立つ衝撃波によつて圧縮された高密度層での分子ガスの割合は非常に大きくなることが明らかになった。この層は重力不安定により分裂して次の世代の星形成を誘発するが、形成される星の中に大質量星が含まれる場合は、さらに多くの星形成を誘発するので、爆発的星形成のメカニズムとなるえる。詳細な解析に基づいてこの誘発的星形成理論の一般論を提唱した。これらの結果は、米国・天体物理学会誌(Astrophysical Journal)に投稿された3本の論文となり、現在そのうちの1本は発表済み、また1本が受理されて発表予定である。残り1本を再投稿している段階である。本研究では、まず輻射流体力学を相対論的に厳密な形で定式化することが前提である。具体的には、時間微分項を含む輻射輸送方程式の形式解を遅延グリーン関数の手法で構成し、任意の場所の輻射エネルギー密度や輻射流速密度を計算する方法を採る。今年度は、その基礎方程式を用いて、種々の線形波動問題等の基礎的な物理素過程を考察し直した。現在は、過去の類似の研究の間違いや不適切さを正して、線形理論を整備しなおしている。また、全く新しい手法に基づく独自の非線形数値シミュレーション・コードを開発しており、これを用いて具体的な天体物理現象に取り組む予定である。その際、厳密な線形波動の振る舞いを把握しておくことは、物理現象への直感を養うだけでなく、シミュレーション・コードの較正のためにも重要である。また、このような基礎的な定式化と並行して、光学的に薄い場合の輻射冷却関数を用いた熱不安定性のダイナミックスの研究も進めている。具体的には、輻射冷却に伴う熱的不安定性の非線形進化の数値シミュレーションの際には、物理的に適切な熱伝導を含めて(その熱伝導係数と冷却関数で決定される)熱的不安定性の臨界波長の空間サイズを解像する適正なグリッド長をもって計算しなければならないという「フィールド条件」を提唱し、その必要性・有効性を明示的に示した。この内容は米国・天体物理学会誌(Astrophysical Journal)にレターとして発表した。また、本科学研究費を用いて高速計算用の並列化PCを購入して、次年度以降に行う非線形計算に使う準備を整えた。本研究の目的は輻射流体力学の計算法を再構成し、効率的な計算プログラムを開発して、天体形成理論に応用することである。輻射流体力学の相対論的な定式化はすでに去年度までに進めている。今年度はその計算法を開発することであるが、計算を高速化するための工夫を試行錯誤している段階である。来年度中にはそれを完成して、具体的な応用を進めていく予定である。上記の研究に並行して、具体的な現象論における近似的な輻射流体力学計算を進めている。その結果、一般的な条件の場合、電離波面のすぐ前面に立つ衝撃波によって圧縮された高密度層での分子ガスの割合は非常に大きくなることが明らかになった。この層は重力不安定により分裂して次の世代の星形成を誘発するであろう。この結果はS104領域の観測結果を見事に再現するものであり、短い論文としてまとめられ、米国・天体物理学会誌(Astrophysical Journal)に投稿して受理された。現在、より一般的なさまざまな場合の計算結果をまとめた長編の論文として発表する準備を進めている。

但し、今後も計算を高速化するための工夫を続けていく必要がある。上記の研究に並行して、星形成過程の具体的な現象論における近似的な輻射流体力学計算も進めた。具体的には、大質量星が形成された領域に広がる電離・解離領域の膨張過程を研究した。計算は球対称1次元で、輻射場に関しては2流束近似を用いているが、解離を起こす紫外線光子のライン・スペクトルを解く必要があるため、非常に困難な計算である。実際、相互作用する電離波面と解離波面の両方を一貫性をもって計算したのは世界的にも初めての試みである。その結果、一般的な条件の場合、電離波面のすぐ前面に立つ衝撃波によつて圧縮された高密度層での分子ガスの割合は非常に大きくなることが明らかになった。この層は重力不安定により分裂して次の世代の星形成を誘発するが、形成される星の中に大質量星が含まれる場合は、さらに多くの星形成を誘発するので、爆発的星形成のメカニズムとなるえる。詳細な解析に基づいてこの誘発的星形成理論の一般論を提唱した。これらの結果は、米国・天体物理学会誌(Astrophysical Journal)に投稿された3本の論文となり、現在そのうちの1本は発表済み、また1本が受理されて発表予定である。残り1本を再投稿している段階である。
弾性波アクロスによる桜島火山のマグマ動的変化の検出とその要因に関する研究

活発な噴火活動を継続している桜島火山のマグマ供給過程を探るため,桜島に弾性波アクロス2台を設置し,精密に制御された微弱な弾性信号波(515Hz)を連続的に発振した.既設の地震観測点および臨時観測点において,この信号を捉えることに成功し,アクロスと各観測点間の伝達関数の時間変化を検出することができた.この時間変化は,検出した伝達関数の中で走時の遅い波群で顕著であり,桜島の火山の地下深部の構造変化を反映しているものと推察できた.また,伝達関数の時間変化は,桜島火山の噴火回数の推移,地殻変動の推移と良い相関が見られた.活発な噴火活動を継続している桜島火山のマグマ供給過程を探るため,桜島に弾性波アクロス2台を設置し,精密に制御された微弱な弾性信号波(515Hz)を連続的に発振した.既設の地震観測点および臨時観測点において,この信号を捉えることに成功し,アクロスと各観測点間の伝達関数の時間変化を検出することができた.この時間変化は,検出した伝達関数の中で走時の遅い波群で顕著であり,桜島の火山の地下深部の構造変化を反映しているものと推察できた.また,伝達関数の時間変化は,桜島火山の噴火回数の推移,地殻変動の推移と良い相関が見られた.今年度の最大の目標であった能動的な震源である弾性波アクロス(ACROSS : Accurately ContrblledRoutinely Operated Signal system)の設置と稼働を達成することができた。これにより、アクロスの人工信号波を定常的に発振し、既設地震観測網等によって観測される弾性波信号の変化の時間的推移によって、従来の受動的な地震観測や地殻変動観測だけでは検出困難であるマグマの動的変化を推定する研究目的を進める事ができる。1.アクロス送信装置の設置と発振:鹿児島市桜島町のクリーンセンター跡地にアクロスを設置した。当初計画では、アクロス1台による発振を予定していたが、火山地域であること、および数値シミュレーションによる結果を考慮し、2台のアクロスによる発振に変更し、信号強度の増大を図った。また、軟弱地盤等の要因から、従来のアクロス振動台にパイルを打ち込み、アクロス信号の地盤への伝達を改善する新たな方策を採用した。アクロス本体の設置は2月に行われ、機器の調整後、3,月に発振した。2.アクロス受信網の整備とアクロス信号の検出:アクロスの信号は非常に微弱なレベルではあるが、既設の火山観測網の一部の観測点により、アクロスの信号を確認することができた。3震源特性および伝達関数の推定:予察として、アクロス信号波に基づき地震波伝播特性(伝達関数)を推定する予定であったが、実施できなかった。ただし、申請書に記載されているように、本格的解析は次年度からであるので、研究を進める上で何ら支障ではない。本研究では,2012年3月に2台の人工震動源から成る弾性波アクロスを桜島南岳火口から北西方向に約3.6 km離れた地点に設置し,それ以降,連続稼働を継続してきた.そして,桜島内の5点の臨時観測網と既設の定常観測網によって得られたアクロスの信号の解析から,以下の事項を明らかにすることができた.1.観測データから,各観測点の伝達関数を取得し,伝達関数の空間分布を得る事ができた.また,400日以上の観測データから推定された伝達関数の時系列から,各観測点の伝達関数を構成している波群の走時および振幅が明瞭に時間変化していることがわかった.特に,伝達関数の波群の中で,走時が遅い波群は,初動付近の走時が早い波群よりも明らかに走時の変化量が大きいことが解った.単純な1次元速度構造モデルの理論走時から,走時変化量が大きい波群は,表層域ではなく,深さ315kmの領域を反映していることが推察できた.2.得られた伝達関数の走時と振幅の時間変化の推移が,桜島の活発な噴火活動、地殻変動(桜島の東西と南北の辺長変化,歪み変化)と非常に良い相関があることがわかった.今後,伝達関数を構成している種々の波群の伝播経路,走時および振幅変化を解析することによって,弾性特性が変化した空間領域を特定し,地殻変動データなどから推定されている力源との関係を明らかにする必要がある.3.アクロス震源の動作状況の遠隔監視と遠隔制御を実現し,火山地帯でも十分に安定した稼働体制を取れることを実証した.また,震源から放射される信号の安定性については,近傍に臨時観測点を設けることにより,その検証を可能にした.これらのことから,弾性波アクロスは新たな火山観測手法として十分に適切であると考えられる.(1)アクロスの連続稼働と信号解析:H23年度に設置した弾性波アクロスによる人工振動の試験運転を行った.また,アクロス装置の稼働状態の監視のため,監視カメラを設置し,装置の映像を定期的に配信する環境を設置した.さらに,ネットワークを経由し,アクロス装置を遠隔操作できるようにシステムを改善し,アクロスの安定した連続運転の安定性を確保した.9月から,信号周波数5Hz15Hzの帯域で定常的に本格的に発振を開始し,既設地震観測網および臨時観測園による観測を開始した.観測データから桜島内の各観測点の伝達関数を求め,その時間的変化を求めた.

その結果,一般的傾向として,地殻浅部(深さ3km以浅)を伝搬していると考えられるP波やS波の初動部分の伝達関数の振幅時間変化はほとんど無く,一方,S波以降の後続波の振幅時間変化が顕著であることがわかった.さらに,変化した振幅も,時間とともに変動することが検出された.(2)地下構造モデルに基づく波動の理論的推定:2008年に桜島で実施された火山体構造探査(人工地震実験)走時データによる二次元P波速度構造および自然地震の走時データを用いた姶良カルデラの三次元P波およびS波速度構造を推定した.これらの解析結果に基づき,桜島火山および姶良カルデラの地下構造モデルを推測した.今後,このモデルを用いた波動シミュレーションを行い,正確な波線経路を求める.(3)海底地震計によるアクロス観測:2012年12月10日2013年3月10日の期間,姶良カルデラの海域に海底地震計を設置した.これらのデータの解析を今後進める.また,2012年9月20日より,桜島内の既設観測点の空隙を埋めるため,陸域に4地点の臨時地震観測点を配置した.得られたデータの処理により,既設観測点と同様に,伝達関数とその時間的変化を推定した.本年度の最大の目標であったアクロス本体の設置と稼働を達成することができた。これにより、次年度以降の研究を進めることが可能となった。25年度が最終年度であるため、記入しない。遠隔操作環境の設置後,アクロスの安定した連続運転が可能となり,観測データの順調な蓄積が継続されている.2012年9月19日以降のデータにより,観測点毎の伝達関数の変動が明瞭に確認されている.数値波動シミュレーションが実施されていないが,その基盤となる構造モデルが推定された.アクロスの安定した稼働を維持し、既設地震観測網のデータを解析することにより、アクロスの人工信号波の変化を捉え、桜島の火山活動の推移との関係を明らかにすることを図る。アクロスの安定した稼働により,伝達関数の推定が可能となり,伝達関数の長期的な時間変化を明らかにする.また,時間変化を示す波群の波線経路をモデル計算から推定し,時間変化の起源となっている領域の推定を行う.