hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プロジェクト活動のアクティブ性を深化させる新たなツールと手法の構築と体系化

教育現場で展開されるプロジェクト活動において、その成果物のみならずプロジェクト活動の推進課程を含めた活動全体の質的向上を図る手法を構築し、体系化を目指した研究を2018年度も概ね計画通りに実施した。研究の対象として前年度と同じく、ものづくりを通じて理工学の基礎や原理を習得するプロジェクトを選択した。研究の推進として、学生が常に成果物と推進課程の両方を意識しながら活動することを定着させるため、プロジェクトマネジメント手法の要素を盛り込んだ独自の「活動計画書」と「活動報告書」を初年度に導入したが、前年度にこの様式の一部の改編を行い、最終年度まで継続させた。また、プロジェクトマネジメント手法はプロジェクト活動推進における方法論という位置付けであるのに対し、学生の視点に立てば、学生自身の成長や行動力を評価するための指標も必要であると感じた。この指標となるものを調査した結果、経済産業省が提唱する「社会人基礎力」が最適であると判断した。「社会人基礎力」には12からなる能力要因があり、これを学生に提示し、プロジェクト活動を通じての能力向上度合いを調査した。この結果、向上ができた能力とそうでない能力に分かれ、プロジェクトの推進における反省点を学生が認識できるツールで有効であることが検証された。さらに、先述のプロジェクトマネジメント手法と「社会人基礎力」との相関性に着目し、プロジェクトマネジメント手法はプロジェクト推進の方法論とし、「社会人基礎力」はプロジェクト推進を円滑にする実行力として捉え、体系化を図った。これら一連の研究の成果として、国際学会講演2件、査読論文の発行が2件、発行待ちが1件、国内学会講演1件(講演発表賞受賞)を公表した。教育現場で展開されるプロジェクト活動において、その成果物のみならずプロジェクト活動の推進過程を含めた活動全体の質的向上を図る手法を構築し体系化を目指した研究を、2016年度は概ね計画通りに実施した。研究の対象として、ものづくりを通じて理工学の基礎や原理を習得するプロジェクトを選択し、まず環境の立ち上げを実施した。本研究内容を管理するOA環境、およびプロジェクトテーマの根底にある物理現象の理論的解明および設計情報の獲得のための解析ソフトウエア類、専門書籍類を調達した。次に、複数のプロジェクトテーマ案件から、理工学の統合的知識が求められ、かつ社会のニーズに応えるテーマ案件を選定し、このテーマを推進するために必要な部品/材料および工具類を調達した。プロジェクトテーマの推進については、学生が常に成果物と推進過程の両方を意識しながら活動することの意識付けとして、プロジェクトマネジメント手法の要素を盛り込んだ独自の「活動計画書」および「活動報告書」を導入した。年度末に実施したアンケートで、本様式が初めてプロジェクト活動を行う学生にとって有効である結果が得られた。また正課外のプロジェクト活動との対比の意味で、正課授業において自学習を促す手法を導入したところ、学生の意欲が導入した手法に影響する結果が得られたことから、プロジェクト活動のアクティブ性を深化させる手法の検討材料とすることができた。研究期間内で、調査、検討、体系化のステップで進める計画としており、2016年度は主に調査と検討のステップとしていた。調査については、国内学会および国際学会へ各1回参加することで順調に進められた。検討については、研究環境の立ち上げ、およびプロジェクト活動を推進しながら、その成果物と推進過程の向上を図るための手法を導入しており、導入した手法が有効である結果が出て始めている。手法の導入検討は現在も継続段階にあり、進捗として計画通りに推移できている。さらに成果の公表について、上述の国内学会と国際学会での講演を行い、英文学術誌への原著論文採択実績があり、順調に公表できている。教育現場で展開されるプロジェクト活動において、その成果物のみならずプロジェクト活動の推進課程を含めた活動全体の質的向上を図る手法を構築し、体系化を目指した研究を2017年度も概ね計画通りに実施した。研究の推進として、学生が常に成果物と推進課程の両方を意識しながら活動することを定着させるため、プロジェクトマネジメント手法の要素を盛り込んだ独自の「活動計画書」と「活動報告書」を導入した。当該年度はこの様式の一部の改編を行うとともに、学生の意識を確認するため、様式に関するアンケート調査を行った。この結果、このような様式がプロジェクト活動の言わば初心者である学生にとって、自己の活動を精査するための有効な手段であることが実証された。この結果、向上ができた能力とそうでない能力に分かれ、プロジェクトの推進における反省点を学生が認識できるツールで有効であることが検証しされた。これら一連の研究の成果として、国際学会講演3件(内、1件は基調講演)、査読論文の発行が2件、発行待ちが1件、国内学会講演2件を公表した。2017年度は、プロジェクト活動の質的分析と検討を主たるステップとしていた。これまでのプロジェクトマネジメント手法に加えて、「社会人基礎力」という指標を新たに導入することで、目標としていた質的分析と検討が進んだと判断する。また、成果について順調に国内外で公表できている。従って、概ね順調と判断する。

教育現場で展開されるプロジェクト活動において、その成果物のみならずプロジェクト活動の推進課程を含めた活動全体の質的向上を図る手法を構築し、体系化を目指した研究を2018年度も概ね計画通りに実施した。研究の対象として前年度と同じく、ものづくりを通じて理工学の基礎や原理を習得するプロジェクトを選択した。研究の推進として、学生が常に成果物と推進課程の両方を意識しながら活動することを定着させるため、プロジェクトマネジメント手法の要素を盛り込んだ独自の「活動計画書」と「活動報告書」を初年度に導入したが、前年度にこの様式の一部の改編を行い、最終年度まで継続させた。また、プロジェクトマネジメント手法はプロジェクト活動推進における方法論という位置付けであるのに対し、学生の視点に立てば、学生自身の成長や行動力を評価するための指標も必要であると感じた。この指標となるものを調査した結果、経済産業省が提唱する「社会人基礎力」が最適であると判断した。「社会人基礎力」には12からなる能力要因があり、これを学生に提示し、プロジェクト活動を通じての能力向上度合いを調査した。この結果、向上ができた能力とそうでない能力に分かれ、プロジェクトの推進における反省点を学生が認識できるツールで有効であることが検証された。さらに、先述のプロジェクトマネジメント手法と「社会人基礎力」との相関性に着目し、プロジェクトマネジメント手法はプロジェクト推進の方法論とし、「社会人基礎力」はプロジェクト推進を円滑にする実行力として捉え、体系化を図った。これら一連の研究の成果として、国際学会講演2件、査読論文の発行が2件、発行待ちが1件、国内学会講演1件(講演発表賞受賞)を公表した。前年度において、正課外で実施するプロジェクト活動における研究と、正課授業をベンチマーキングの対象にして自学習を促す手法を検討した。これらの研究成果を踏まえ、さらにプロジェクト活動の成果物と推進過程の両方の質的向上を図るためのプロジェクト推進手法を積極的に導入し、その有効性の検証を進める。さらに、研究期間内で進める調査、検討、体系化の3つのステップのうち、3番目の体系化についての研究にも着手する。具体的には、企業における研究開発戦略の立案やプロジェクト遂行に用いられている手法やツール類を活用する。これらの手法やツール類はそれぞれの特徴から、プロジェクト推進過程で適用すべき最適段階が異なるため、1つのプロジェクトの遂行において、複数の手法が適時に活用されている。これらの中から教育現場用への転用性が高い手法やツールを選択するとともに、これらに改良や工夫を加え、教育現場用のツールとしてアレンジし、進行中のプロジェクト活動へ積極的な導入を図る。さらに運用した結果に基づいてブラッシュアップを行い、プロジェクト推進過程における推進の柱として組み入れ、中間時点としての体系化の構築を目指す。
ターミナルケア従事者の教育に関する研究-特にビハ-ラ僧(仏教チャプレン)の養成に関して

医療技術の進歩と高齢化社会の到来によって、より問題化してきた終末看護に、仏教的叡智を体して対応しうる人材を養成することは、その原理的精神を継承する日本仏教の、またそれを教授指導する仏教系学府の今日的使命の一つであるといえる。そうした認識をふまえて本研究は三期七年にわたる「仏教とターミナル・ケアに関する研究」を先行する基礎的理論的研究とし、さらにその成果をもとに平成5年4月より本学専攻科内に本邦で最初の仏教看護コースを開設した。その就学者には看護僧をめざす僧尼ばかりでなく、第一線の看護、社会福祉、社会教育に携わる人々も含まれることになり、仏教精神を体した日本的ターミナルケアの本格的な稼働が如何に待望されているかを知らしめられることになった。今回の一期二年にわたる研究は当該コースにおける教授指導を通してターミナルケア従事者、特に仏教看護僧の養成に当っての教授法やカリキュラムについて多角的、また統合的な検討を加えて行った。その成果は順次、仏教看護コースの教授の中に活かされ、その充実に資するところとなった。仏教看護コースの修学年限は一ヶ年(二年まで可)であるが、欧米では定着している大学院レヴェルでの教育システムの中で専門家を養成して行くことで、日本におけるターミナルケア従事者の裾野を充実したものに広げて行くことが次の課題となった。またそうした構想の実現を通して、日本社会におけるターミナルケア従事者、仏教看護者の受け入れ体制も徐々に整って行くことであろう。尚、先行する「仏教とターミナルケアに関する研究」の三冊の報告書が新たな編集のもとに法蔵館(京都)より出版されることとなった。この公刊により日本におけるターミナルケアに対する理解が一層深まることを期待したい。本年度は、5月に水谷幸正による「ビハーラ僧養成への期待」、6月に渡辺千寿子による「老人看護における婦人の役割」、7月に田宮仁による「ビハーラ僧養成の現実と課題」、9月に藤堂俊英による「経典にみる仏教看護」、10月に伊藤真宏による「日本仏教史にみられる仏教看護について」、11月に藤本浄彦による「アジアのホスピス-台湾・中国・韓国の管見-」、12月には場知賀礼文による「死に臨む人間のアイデンティティー」について、それぞれ公開の研究例会を開き、各回とも2030名の参加者のもとで討議がすすめられた。平成6年1月より佛教大学四条センターで」仏教看護を考える講座」を5回にわたって開催し、水谷、小西、渡辺、田宮、藤堂の各メンバーが司会と運営にあたり、1月21日には上智大学のA.デーケン氏の「死の準備教育について」、2月4日には河野病院長の河野博臣氏の「サイコ・オンコロジーについて」、2月18日には加古川市民病院長の福間誠之氏の「脳死について」、3月4日には大阪大学の柏木哲夫氏の「ターミナル・ケア」、3月18日には京都大学のK.ベッカー氏の「いさぎよく死ねますか」を開き、300名前後の参加者を含めて講演と討議が実りあるものであった。このように本年度は着実に研究実績をあげた。平成5年度より開設の本学専攻科仏教看護コースの最初の終了生を社会へ送り出した実績に基づいて、本年度は、ビハ-ラ僧(仏教チャプレン)の養成について、より望ましい在り方を具体的に開発した。先ず、カリキュラムの再編成や教授法の再検討などを課題として、当該コース授業担当者と本研究メンバーとの共同研究発表会を、当該コース学生と一般社会人等に呼びかけて、8回ほど開催した。その実施日時は、次の通りである。第1回5月20日藤本浄彦・江口法子・/第2回6月17日場知賀

礼文・田中典彦/第3回7月15日田宮仁/第4回10月21日渡辺千寿子・荻田千栄/第5回11月18日伊藤真宏・金谷光子/第6回12月16日藤堂俊英・村上尚一郎/第7回1月20日藤腹明子・竹内純照/第8回2月17日小西輝夫であった。毎回20名の参加者のもとで、充実した研究発表と問題提起がなされて、当面の課題への方途が明確になった。次に11月35日に新潟県長岡市で開催された「死の臨床研究会」に本研究メンバー全員で参加し、研究発表会に加わり成果を得た。現状に直面して経験されたり課題として提案される事柄が、切実な問題として共に受けとめられ考察され実践されなければならない。その研究報告も、事後になされて具体的に多くを学んだ。さらに、前年度に引き続いて、本学四条センターを会場にして、3回シリーズの特別講演総合テーマ「いのちの輝きを!-死の看取り-」を、平成6年1月21日に法医学評論家の上野正彦氏「死体は語る-命の尊厳-」(司会:藤腹明子)、2月4日に葬儀社役員の青木新門氏「『納棺夫日記』を著して」(司会:藤本浄彦)、3月4日に国際日本文化研究センター教授山折哲雄氏「看取りの作法と死の作法」(司会:藤本浄彦)によって開催し、いずれも200名を越える市民が熱心に聴講し質疑応答した。以上のように、定期的な研究例会、学会参加、そして特別講演会の開催をとおして、極めて密度の高い研究の推進を遂行することができ、当面の課題をほぼ成就しえたと思う。本研究成果をふまえて本学内専攻科に開設された仏教看護コースの終了生の大半は、引き続き本学を拠点とする研鑽を希望しているところから、当該コース授業担当者、終了生、現就学者を中心とする新たな研究会を発足させることになった。昨年度に続き本研究課題に関する共同研究発表会を開催し、充実した研究発表と問題提起がなされた。発表者、実施日時は次の通りである。第1回5月26日江口法子、藤堂俊英/第2回6月23日場知賀礼文、奈倉道隆/第3回7月14日藤腹明子、神居文彰、第4回10月13日金谷光子/第5回12月15日竹内純照/第6回1月19日村上尚三郎/第7回2月16日小西輝夫。また11月18-19日に本学を会場として「死の臨床研究会」が開催された。今回は、当該コース講師の西森三保子が会長をつとめたほか、当コース授業担当者、終了生、現就学者からも研究発表がなされ、各方面からの注目を集め、また交流を深めることができ有益であった。さらに、前年度に引き続いて、本学四条センターを会場にして、3回シリーズの特別講演会を開催した。総合テーマは「生と死を考える-癒もと救い」であった。講師および講題は次の通りである。平成8年1月30日放送作家永六輔「生の学び死の学び-『大往生』その後」(司会、水谷幸正)、2月10日京都府立医大教授新村拓「歴史にみる癒しと病気観」(司会、藤本浄彦)、3月2日飯田女子短大教授田宮仁「死ぬる時節には死ぬがよく候」(司会、神居文彰)。いづれも満員の聴衆をえ、この問題を通して市民との交流を深めることができた。
記憶・学習を介する神経回路の機能制御と優れた学習モデル動物作出の試み

連合学習は様々な脳領域が互いに密に連絡することで制御されていることはわかっているが、その詳細なメカニズムは未だ不明のままである。我々は、独自に開発した特定の神経回路機能路操作する技術を用い、多くの出入力を統御する線条体が視床からの入力によって、学習や経験に基づく行動の実行および刺激やルールの変更に伴って行動を切り替える際の柔軟性を促進することを見出した。今回注目した視床の髄板内核はパーキンソン病等の脳神経疾患で変性することが知られており、今回の研究成果は、神経変性に関わる疾患の病態機序の解明や治療薬の開発に結び付くと考えられる。大脳基底核を構成する主要な脳領域である線条体は、非常に多くの神経核からの出入力系における中継核として、様々な行動機能を媒介している。我々は、線条体に入力する神経回路のうち、視床束傍核(parafascicular nucleus; PF)ニューロンからの投射経路が齧歯類(マウス)における視覚性弁別学習行動の獲得および実行機能重要な役割を持つことを明らかにした。本成果は、逆行性レンチウイルスベクターによる神経路選択的な遺伝子導入技術および特定のニューロンを誘導的に除去するイムノトキシン細胞標的法の組み合わせによるものであり、これらの技術を応用し今後は学習機能に関わる線条体機能を介した神経路を新たに見出し、神経路の除去のみでなく様々な神経機能制御技術を用いること神経機能を促進的に誘導制御を行うことも計画している。これにより、行動選択時に賢い行動を示すモデル動物の作出を目指している。25年度においては、視床外側中心核(central lateral nucleus; CL)ニューロンから線条体に投射する神経路をターゲットとして、逆行性ベクターによる遺伝子導入と神経路の除去実験を行い、組織化学的手法(免疫染色およびニッスル染色)によって、標的神経路(CL-線条体路)ニューロンのみを除去したモデル動物の作出に成功した。また、逆行性トレーサーによるCL-線条体路標識率を基準として、逆行性ベクターによる遺伝子導入効率を解析したところ、75%以上の効率で導入遺伝子とトレーサーが共染色されることを見出した。今後は、本経路を除去して基本的な運動能力測定実験、運動学習行動への影響を解析し、その後弁別学習(オペラント条件付け課題)による行動学的試験を行うことで、学習行動の正確性と反応時間に与える影響を分析する予定である。様々な運動機能、学習行動を媒介すると考えられている脳領域である線条体は、非常の多くの異なる脳領域、神経核から入力を受け、また同時に出力を行う中継核である。また大脳基底核を構成する主要な脳領域であることから、線条体を介した個々の神経回路が大脳基底核ループにおいてどのような役割を明らかにすることもまた大変重要なことである。我々は、特に視床線条体神経路に着目し、視床束傍核(parafascicular nucleus; PF)ニューロンから線条体への投射経路がマウスにおいて、視覚性弁別学習行動の獲得及び実行機能に重要な役割を持つことを明らかにした。26年度においては、視床外側核(central lateral nucleus; CL)ニューロンから線条体に投射する神経路をターゲットとし、PFおよびCLのそれぞれから線条体に投射する経路の機能比較を行った。CL-線条体路を選択的に除去したモデルマウスに対して行った運動能力測定実験(オープンフィールドテスト)、運動学習行動(ローターロッドテスト)では有意な差は見られなかったが、視覚性弁別学習(オペラント条件付け課題)では、学習獲得には影響は見られない一方、実行機能には一時的な影響が現れることを見出した。このことは、PF-線条体路とは学習機能への異なる役割をCL-線条体路が担っていることを示している。今後は学習の柔軟性についてより詳細に調べるための新たな学習課題試験を行い、CL-線条体路の学習機能に関わる役割を詳細に解析すると共に、光遺伝学やCre組換え酵素を用いて神経路機能を促進的に誘導制御することで、行動選択路に賢い行動を示すモデル動物の作出を目指す。大脳基底核を構成する主要な脳領域である線条体は、運動機能、学習機能など様々な行動を媒介することが知られており、また多くの脳領域、神経核との出入力関係を担う重要な中継核である。我々はこれまでに、特定の神経回路を遺伝子標識し、その回路の機能を選択的に制御する技術開発を行い、これを応用して視床束傍核(parafascicular nucleus; PF)ニューロンから線条体へ投射する視床線条体路が、視覚性弁別学習行動の獲得及び実行機能をコントロールすることを明らかにした。視床線条体神経路は、上述のPF核及び視床外側中心核(central lateral nucleus; CL)を起始核とした、視床を構成する髄板内核からの投射がメインである。26年度においてはCL-線条体路機能が、PF-線条体路機能とは異なる機能を有し、視覚性弁別学習では、学習獲得フェーズには影響が見られないが実行機能には一時的な影響が現れることを見出した。27年度においては、CL-線条体路が担う行動機能解析を行った。PF核は外背側線条体に主に投射するのに対し、CL核は内背側線条体及び内外背側線条体の境界領域に投射している。内背側線条体は、前頭前皮質領域と神経機能を連関し行動の柔軟性を司ることが知られていることから、CL-線条体経路の機能操作が行動の柔軟性にも影響を及ぼす可能性を調べた。

その結果、過去の強化子を新たな情報に置き換える能力を測る、逆転学習課題及び状況の変化に応じて柔軟に行動を変化させる能力を測る、set-shifting課題を行ったところ、CL-線条体経路除去群のマウスが著しくその行動変化の柔軟性が乏しいことを見出した。今後はこれらの解析結果をより詳細に調べるため、光遺伝学やCre組換え酵素を用いて神経路機能を促進的に誘導制御し、行動選択時に賢い行動を示すモデル動物の作出を目指す。標的とする神経路をCL-線条体路として、本経路を選択的に除去したモデル動物を効率よく得ることができた。また、本神経路が行動の柔軟性に関わることを検証するための行動解析システムが本研究室には整っており、研究協力者からの技術供与を受けることでこれらの解析を円滑に行うことができたため、計画以上に多くの実験データを取得することができた。これをもとに、28年度の実験計画も予定どおり開始することが可能となった。様々な行動機能を媒介する線条体は、大脳皮質、視床からグルタミン酸性、黒質からドーパミン性の投射を受け、また出力の統合制御を行うことが知られている。線条体を中心に複雑に構成された神経回路がどのような行動機能を司るかを明らかにするため、特定の神経回路を遺伝子標識し、その回路の機能を選択的に制御する技術を開発することで、これまで視床束傍核(parafascicular nucleus; PF)ニューロンから線条体に投射する視床-線条体路が学習行動の獲得と実行に重要な役割を果たすことを見出した。本研究では、PFと同じく視床を構成する髄板内核の1つである視床外側中心核(central lateral nucleus; CL)から線条体に投射する神経回路がどのような行動機能を有するかを明らかにすることに取り組んでいる。28年度においては、CL-線条体経路機能を化学遺伝学による薬剤抑制を誘導する系で実験することで、これまでの破壊系と同様の結果が得られることの検証を行った。Cre組換え酵素によってCL-線条体路を標識し、次にCre依存的に薬剤に応答して神経機能の抑制を誘導するDREADD遺伝子を発現させたモデル動物を作出、これを用いて様々な行動課題を行なった。その結果、学習課題及び行動の柔軟性を調べる行動課題では、これまで破壊系で得られていた結果と同程度あるいはややマイルドな結果を示すことを見出した。このことから、神経回路機能を解析する方法として、選択的な神経路標識技術と破壊系を組み合わせた従来法のみでなく、化学遺伝学による抑制系がワークすることを明らかにした。今後は、実験系を促進系と組み合わせることで行動選択時に賢い行動を示すモデル動物の作出を目指す。CL-線条体路機能の行動評価として破壊系による結果のみでなく、抑制系による解析をeditor/reviewerに求められたため、急遽追加実験を行うこととなった。また、標的経路の破壊を電気生理的なデータで示す実験も追加したため、当初の予定よりも時間がかかっている。しかし、これらの実験はこれまでの結果を確固たるものとする補足データとなり、意義のある追加実験となった。動物は自然界において、その場の状況に応じてた適切な行動を選択し、環境の様々な変化に対して迅速に行動を切り替える必要がある。
神経芽腫モデルマウスを用いたミッドカイン標的治療の評価と更なる治療標的の探索

難治性の小児がんで、悪性度の高い症例に対しては未だ有効な治療法がない神経芽腫について、モデルマウスを用いて分子治療の新規標的候補の評価・探索を行った。まず、我々が発見したミッドカインという遺伝子について、神経芽腫の発生や進展に関わることを見出し、分子治療の効果的な標的となり得る可能性を示した。一方、同マウスを用いた遺伝子発現の網羅的解析によって神経芽腫に関わる新規因子を探索し、将来の治療への応用可能性を踏まえた候補をいくつか同定した。1. MYCNによるMidkine発現誘導の検討複数の神経芽腫細胞株でChIPアッセイを行い、N-mycタンパク質がE-boxを含むMidkineプロモーター領域に結合していることを示した。Midkineプロモーター領域(野生型とE-box変異型)を組み込んだルシフェラーゼレポーターを作製し、E-boxの関与を検討中である。2. Midkineの下流因子の同定・機能解析DNAマイクロアレイで同定したMidkine^<+/+>と^<-/->の腫瘍で発現パターンが異なる遺伝子の中から、-/-で発現が誘導されていたある遺伝子に注目して解析を行った。この遺伝子の発現パターンは他の腫瘍でも一致しており、神経芽腫細胞株でMidkineの発現を抑制するとmRNAの量が増加した。この遺伝子の発現はMidkineによって負に制御されている可能性が考えられるため、そのメカニズムや機能の解析を行っている。3. Midkineを標的とした治療実験まず、Midkine標的治療と併用する低容量CDDPの投与濃度を検討する予備実験を行った。その結果、2mg/kg/weekと4mg/kg/weekでは腎障害や体重減少を指標とした副作用が認められなかった。当初は、MYCN Tgマウスのin situ腫瘍を用いる予定であったが、実験に供する十分な個体数を同時に確保するのが難しいことがわかってきた。そこで代替策として、皮下への同種移植、すなわちin situ腫瘍を摘出・ミンスして同系統野生型マウスの皮下へ注射する系を検討し、安定して皮下腫瘍が形成される条件を見出した。4. DNAマイクロアレイ解析によるMYCNTgマウスの評価DNAマイクロアレイ解析を行った結果、hemizygoteとhomozygoteの遺伝子発現プロファイルについては、顕著な差異は認められなかった。1. MYCNによるMidkine発現誘導の検討MYCNは、Midkineのプロモーター領域を組み込んだレポータープラスミドの発現を誘導した。従って、MidkineはMYCNの標的遺伝子の一つであると考えられる。Midkineのプロモーター領域にはいくつかのE-boxが存在するが、そのうちヒトとマウスで保存されているのは一つだけであった。しがしそのE-boxに変異を導入したレポーターではMYCNによる転写誘導は損なわれていなかった。従って保存されてはいないE-boxを介して、MYCNが結合していると考えられる。2. Midkine下流因子の同定・機能解析Midkineによって発現が抑制される可能性のある候補遺伝子について、抗体を作成して発現解析を行った。発がん初期で、正常な神経節細胞とがん細胞が含まれている交感神経節を用いて免疫染色を行ったところ、この遺伝子は正常な神経節細胞でのみ発現していた。腫瘍抑制遺伝子として働いている可能性が考えられる。3. Midkineを標的とした治療実験皮下への自家移植のモデルを用いて、抗Midkine抗体を腹腔内投与することによるMidkine標的治療の効果を検討した。その結果、低容量のシスプラチン投与との間で相加的な腫瘍増大抑制効果を示した。腫瘍細胞から血中に分泌されたMidkineを標的とする治療に一定の効果があることが示唆された。4. DNAマイクロアレイ解析による新規神経芽腫関連因子の探索DNAマイクロアレイ解析により、神経芽腫の発生に伴って発現が増加、あるいは減少する遺伝子を網羅的に同定している。これらの遺伝子群の中には、腫瘍の発生と進展に関わる新規因子が含まれていると考えられる。今後、発現が増加していたいくつかの転写因子をピックアップし、神経芽腫の発生に関与している可能性を検討していく必要なある。
シトルリン化修飾による小胞体ストレスを介したリウマチ滑膜細胞増殖機構の解析

当研究室では滑膜細胞からE3ユビキチン化酵素シノビオリンを発見し、同因子が関節リウマチ(RA)において滑膜細胞過増殖という病態に関与することを明らかにしてきた。一方、シトルリン化酵素がRA病因遺伝子として同定されRAにおけるシトルリン化修飾が注目されている。代表者はシトルリン化が細胞内タンパク質のユビキチン化を抑制し、小胞体ストレスが軽減することを明らかにしてきた。本研究ではさらに両転写後修飾について、シノビオリン阻害剤およびノックアウトマウスを作製し細胞および個体での解析を行った。関節リウマチは多様な病態からなる慢性炎症性の疾患である。一方、タンパク質の翻訳後修飾は生理学的恒常性の維持およびその恒常性が崩れることで様々な疾患の病因・病態制御に関与している。また、リウマチの病態に重要であると考えられる修飾ユビキチン化とシトルリン化がクロストークすること、シトルリン化がユビキチン化を抑制することを明らかにしてきた。本研究ではユビキチン化とシトルリン化のクロストークの意義を明らかし、特に、シトルリン化によるユビキチン化の抑制が滑膜細胞の増殖やサイトカインの過分泌といった病態に関与するかどうか明らかにすることを目的として解析を行った。時期特異的シノビオリン欠損マウスにタモキシフェンを投与し、生体におけるシノビオリンのユビキチン化活性の機能を検討した。野生型と比較し、欠損マウスでは滑膜細胞の細胞質の委縮、細胞層の減少、さらに骨膜の減少が認められた。このことから個体においてもシノビオリンの機能が滑膜の制御に必要であることが示唆された。さらに低分子化合物および天然物からシノビオリンの阻害剤の探索を行い、シノビオリンのユビキチン化酵素活性および基質との結合を阻害する候補化合物を得た。同化合物は滑膜細胞の増殖抑制活性を持ち、シノビオリン発現依存的に作用することが明らかになった。シノビオリンによるユビキチン化を特異的に抑制するツールとしてシノビオリン阻害剤を単離しその効果を検証した。シノビオリンの自己ユビキチン化活性を指標に200万個の低分子化合物ライブラリーからそれぞれIC50=20, 30 μMの阻害活性を有するLS-101, 102を得た。これらの阻害剤が他のE3ユビキチン化酵素に対して特異的にシノビオリンに作用することを確認した。またリウマチ患者由来の滑膜細胞の増殖及び関節リウマチモデルであるコラーゲン誘導型関節炎マウスにおいて病態の重症化を抑制することを報告した。また個体内で転写後修飾関与を検討するため時期特異的シノビオリン欠損マウスを作製した。成体へのタモキシフェン投与によりシノビオリン遺伝子の組み換え、欠損が起きることをRNA、タンパク質レベルで確認した。上記のようにシノビオリンによるユビキチン化を抑制できる実験系を構築した。これらを用いて次年度解析を進める作製したシノビオリン阻害剤および時期特異的シノビオリンノックアウトマウスを用いてシノビオリンの機能を抑制した滑膜細胞を樹立する。細胞を用いてシトルリン化タンパク質の変化およびPADI 4の発現量を変化させたときの分泌タンパク質の発現の変化および標的であるp53シグナルの変化を検討していく。消耗品として細胞培養関連試薬、プラスチック製品、抗体などタンパク質実験関連試薬、実験動物維持費として使用する。また旅費として学会参加費、その他論文投稿費用、通信費として使用する。
イディオタイプ・ネットワ-クを応用した免疫療法の基礎

イディオタイプ・ネットワ-クが免疫系調節機構に重要な役割を担っていることを利用し、申請書らは腫瘍免疫における抗イディオタイプ(Id)抗体の応用,特にantigen specific immuno modulationとして新しい癌免疫療法の可能性について検索してきた。HLA,メラノ-マ系のId解析を基礎として,抗CEAあるいはアシアロ糖鎖MoAbに対する抗Idモノクロ-ナル抗体(MoAb)を多数確立した。これらを応用して抗原結合部位のidiotype mapping,抗Id抗体の誘導する免疫応答について解析し、腫瘍関連抗原系におけるidiotypenetwork systemの存在を明らかにした。さらに、ある特定の抗Id抗体(Ab^2)により誘導された抗血清(Ab3)が(1)抗原CEAとAb1との結合を阻止する作用を有し、かつ(2)血清学的検索(CEAとの結合反応)および(3)Westem blot analysisによりCEAとの反応性を有することが判明した。これらの成績は特定の抗Id抗体(Ab2)が腫瘍抗原の構造を保持(internal image of antigen)し、抗原特異的免疫応答を誘導することが可能であることを示唆している。さらに血清学的にinternal imageを有すると考えられる抗Id M_DAbのH鎖およびL鎖のフロ-ニングからV領域超可変部CDR2および3に抗原CEAのdomainIII(AA545554)とアミノ酸のホモロジ-が存在していることを証明した。一方,治療実験として同系移植メラノ-マB16に対するワクチン効果を検討した。抗糖脂質GM3 MoAbに対する抗Id MoAbを作製した。抗Id抗体をワクチンとして用いた場合,対照と比較し腫瘍増殖の抑制,生存期間の延長など認める傾向にあった。血清学的にinternal imageをもつと推測される抗Id MoAbは部分的にではあるが抗腫瘍ワクチン効果を有すること,その作用機序として抗・抗Id抗体の誘導およびDelayed type hypersenritivity(DTH)の関与が示唆されている。
バンド幅制御型モット転移の2次元臨界性

1.モット絶縁体であるK-(BEDT TTF)2Cu[N(CN)2]Cl (以下K-Cl)をヘリウムガス圧を用いて加圧し、モット転移近傍の金属相に制御した後、その圧力下においてNMR測定を行なった。この実験によって、モット転移近傍における超伝導相においては、スピン-格子緩和率1/T1の温度依存性にコヒーレンスピークが見られないこと、1/T1T3に従う可能性が高いことが明らかになった。これらの結果は、超伝導ギャップにノードがあることを強く示唆している。また、超伝導転移温度よりもわずかに高温の金属相においても、1/T1やナイトシフトが温度依存しており、通常のフェルミ液体には期待されない振る舞いが観測された。これがモット転移近傍の金属相にのみ見られる振る舞いだとしたら興味深い。今後、様々な圧力下の金属相においてNMR測定を行い、1/T1やナイトシフトがモット転移からの(圧力温度相図上における)距離の関数としてどのような振る舞いを見せるのか、その系統性を明らかにし、High-Tcなどにおけるフィリング制御型モット転移との類似性・相違点を議論することが望まれる。2.DM相互作用とZeeman相互作用を含むHeisenberg模型を平均場近似の範囲内で数値シミュレーションを行い、磁場によって誘起されたlocal momentは温度に依らずnon-colinearな状態になること、磁場下では温度掃引によって厳密な意味での反強磁性転移が起きないこと、磁場によって反強磁性磁化率X(q)の発達が抑えられることが見出された。これらの結果は常圧下のK-Cl(モット絶縁体)のNMR測定において、低温においてもスペクトルの分裂が見られないこと、1/T1が磁場と共に抑制されるという、通常見られない振る舞いを定性的に説明している。この実験結果及び平均場近似による数値シミュレーションの結果を1つの論文にまとめ、近日投稿予定である。ヘリウムガス圧下でNMR測定を立ち上げに着手し、測定可能な状態まで調整した。その後実際にこのシステムを用いて、目的であった擬2次元有機導体κ-(ET)_2Cu[N(CN)_2]Cl(以下κ-Cl)の^<13>C-NMR測定を行なった。磁場はmagic angleに平行に印加したので、共鳴スペクトルが2本しか現れない単純なものにすることができた。測定はモット臨界点近傍の物性に焦点を絞って行なった。モット転移をNMRで調べた例はこれまで数多く報告されているが、モット臨界性を系統的にNMRで調べた例は、物質を問わず今までに報告されていない。従って、今回の実験が初めてのモット臨界性のNMR研究となる。実験からNMRスペクトルからはモット転移近傍で金属と絶縁体が相分離していることが明瞭に確認され、モット転移が1次転移であることが支持された。金属相と絶縁相のナイトシフト、及びスピン-格子緩和率1/T_1の違いは臨界点に近づくにつれて消失するという臨界性が発見された。これは伝導度の跳びが臨界点に向けて消失していく臨界性と定性的に対応している。また臨界点ではダブロン密度の揺らぎが臨界遅延を起こしていることが予想されるが、少なくとも1/T_1で見る限り、電荷の遅い揺らぎは観測にかからないことも明らかとなった。これは有限温度におけるモット臨界性は、電子の有効質量や状態密度が発散するという単純な描像では理解できないことを示している。またかねてからの懸念であった、κ-Clにおける反強磁性温度近傍で観測されるナイトシフトの異常について、対称性の考察から明確に説明することに成功した。DM相互作用が働いているスピン系にさらに磁場を加えると、non-colinearな状態が全温度域で誘起されることが、対称性の考察より示せた。この考察は理論家の先生数名にチェックして頂き、正しいことも確認した。この考察をさらに確かなものにするために、高磁場下磁化測定が進行中である。

これらの結果は常圧下のK-Cl(モット絶縁体)のNMR測定において、低温においてもスペクトルの分裂が見られないこと、1/T1が磁場と共に抑制されるという、通常見られない振る舞いを定性的に説明している。この実験結果及び平均場近似による数値シミュレーションの結果を1つの論文にまとめ、近日投稿予定である。
一般化スピン軌道(GSO)を用いた分子磁性と超伝導発現機構に関する理論的研究

分子等が集積化・結晶化して生成した物質系での、電気的・磁気的・光学的性質は非常に興味深い。理論的にはこれらの分子化合物はいずれも強相関電子系を持つ点で共通しており、機能発現機構の解明にはその電子およびスピン相関の研究が急務となっている。特に、遷移金属を有限個含む単分子磁石の多くは、複雑な分子骨格に起因するスピンフラストレーションやスピン縮重により、ノンコリニア磁性を示す。しかし、この状態は従来の非制限HF(UHF)や非制限DFT(UDFT)では表現できず、一般化スピン軌道(GSO)を用いたHF(GHF)やDFT(GDFT)が必須となる。そこで、本研究では磁性群論構築・ソフトウエア開発・専用並列計算機システムの構築を通じてこれにアプローチした。ノンコリニア磁性体の第一原理計算が可能となるGSOを用いた理論展開とそのプログラムの開発を行った。これらには、例えばab initio HF(GHF)、GSO-LDA(局所スピン密度近似)、GSO-GGA(一般化された密度勾配近似)、GSO-LSDA+SIC(selfinteraction-correction)、GSO-GW法が挙げられる。そしてこれらの手法により、(1)スピンフラストレーション系やスピン縮重系で2次元および3次元のスピン構造が最安定になり、(2)三重項酸素分子の酸素原子への解離が2次元スピン構造を介してスピン禁制遷移を記述できることを実証した。加えて、これらを種々のモデル系に適用した。また、分子磁性体の第一原理計算からのアプローチとして最も重要なのは、物質の磁性を決める基本パラメータである有効交換積分(J)値や異方パラメータ(D)値を先見的に求める事にある。ノンコリニア磁性のJ値、D値を求める事は、今まで困難であったが、本研究ではその計算スキームの開発に成功した。本年度は一般化スピン軌道(general spin orbital (GSO))を使用するハートリー・フォック(GSO HF)および密度汎関数(GSO DFT)法に基づくab initio計算ソフトウェアの開発と整備を行い、種々のスピンフラストレーション系のモデルクラスターに適用し、その有効性と改良点を検討した。さらに設備費を用いてワークステーションクラスターを構築し、併列計算実行のためのハードウェアの整備を実行し、汎用ソフトウェアであるG98プログラムを用いて併列計算の効率に関する詳細な検討を実行し、来年度以後のGSO HFおよびGSO-DFTソフトウェアの併列計算ソフト化への見通しを得た。以下に計算結果について具体的成果を述べる。まず、正三角形および正四面体形のCr_3,Cr_4クラスターのGSO DFT(HF)計算を実行し、Cr-Cr問の有効交換積分値を求める手法(既知開発)を適用したところ、全て等価な値となり、実例を再現し、計算法の妥当性を示した。さらに、キュバン型のMn_4O_4クラスターに上記方法を適用し、同様の計算を実行したところ、実例の傾向を良く再現した。さらに、これらの計算結果から、スピンフラストレーション系の電子状態を特徴づける化学結合インデックスとして、有効結合次数、有効スピン密度、情報エントロピー、ラジカル指数を計算し、上記クラスターはいわゆる強相関電子系の典型例であることを解明した。また、上記手法の応用例として、三角スピン配列を持つ、有機ラジカルクラスター(カルベン、ニトロキシドなど)の計算を実行し、ラジカル間の有効交換積分値の非経験的見積りを実行し、実例の傾向と良く一致した結果を得た。さらに、これらの系についても上記化学結合指数を計算し、その化学結合特性を解明した。遷移金属を有限個含む単分子磁石の多くは、複雑な分子骨格に起因するスピンフラストレーションやスピン縮重によりスピンが一般の方向を向くノンコリニア磁性を示す。

然し、この状態は従来の非制限HF(UHF)や非制限DFT(UDFT)では表現出来なく一般化スピン軌道(GSO)を用いたHF(GHF)やDFT(GDFT))が必須となる。そこで本研究は、まずノンコリニア磁性の磁性群論構築、ab initio GHFおよびGDFT計算のためのソフトウエアを自前開発、および巨大クラスター計算のための専用並列計算機システムを構築し、次に伝導電子と局在スピンの磁気的相互作用をab initio GHFおよびGDFT計算により求める我々の手法を(BEDT-TTF)_2MX_4および(BETS)_2MX_4に適用し、SDW、ノンコリニア磁性、スピンゆらぎ超伝導などの発現機構を検討した。具体的には下記の通りである。κ-(BETS)_2FeCl_4をはじめ数多くのBETSやBEDT-TTF結晶には,異なる結晶形(κ-,λ-等)や磁性種の差異(X=Cu(NCS)_2,Cu[N(CN)_2]X,MX_4(M=Fe,Ga;X=Cl,Br)等)が存在するので、これらのバラエティを利用して、磁性および超伝導機構を検討した。その際、システムを記述するには有効交換積分値(J_<ab>)とトランスファー積分値(t_<ab>)等が有効であるが、これらを大規模量子化学計算にて算出した。さらに、導出したab initioモデルハミルトニアンをもとに、相図などを明らかにした。分子磁性体の第一原理計算からのアプローチとして最も重要なのは、物質の磁性を決める基本パラメータである有効交換積分(J)値や異方パラメータD値を先見的に求める事にある。ところが、特にスピンフラストレーションやスピン縮重によりスピンが一般の方向を向く多サイトのノンコリニア磁性のJ値、D値を求める事はこれまで不可能であった。本年度は特に、既に開発済みの一般化スピン軌道(GSO)を用いたHF(GHF)やDFT(GDFT)プログラムの計算結果から、より広範な系に適用可能なスピン相関関数に基づくJ値の計算スキームならびに、スピン軌道相互作用を摂動項として導出したD値の評価式を導いた。まず、前者のJ値のスキームは、2003年度に超伝導発現が報告されて以来注目を集めているスピンフラストレーション系、Na_<0.35>Co_2O_4(H_2O)_<1.3>のクラスター計算、ならびにノンコリニア分子磁性体という新しいクラスの磁性体として着目されているFe_<30>Mo_<72>に適用した。各々平面三角格子系、Icosidodecahedron多面体系という磁性源骨格を持つ複雑な系であるがJ値は実験と定性的に一致し、我々のアプローチの有効性を示す結果となった。又、磁気異方性の研究では、テトラアミン銅イオン等の基本錯体でのD値の算出を行うとともに、又奇数員環のノンコリニア磁性がスピン軌道相互作用(SO)の導入によりどのような影響を受けるかを螺旋磁性の巻数等に基づき検討しGSO+SOの計算結果が古典スピン的な振るまいからのずれ(量子スピン効果)を反映している事を明らかにした。
がんの検出と治療の効果を同時に併せ持つナノ粒子造影剤の開発

本研究では癌の検出と治療の効果を併せ持つナノ粒子の開発を行うことを目的として、シリカコーティングした金ナノロッドナノ粒子(金ナノロッドシリカ)を作製した。このナノ粒子は約700nmの光波長に対し光熱反応のピークを有していた。次にマウスの皮下に癌細胞を移植し、近傍のリンパ節へ転移するマウスを作製した。このマウスの腫瘍近傍に金ナノロッドシリカを注入したところ、転移リンパ節へ輸送される様子が、X線CTで造影された。さらに金ナノロッドシリカが転移リンパ節に送達された後、700nmの近赤外レーザーを照射したところ、光熱反応によって転移リンパ節の温度が上昇し、リンパ節内の癌細胞を死滅させることに成功した。本研究では、ロッド状の金ナノ粒子(金ナノロッド)が高いX線吸収能を保持し、かつ光照射によって発熱する現象を利用することで、がんの検出(X線CT)と治療(温熱療法)の効果を同時に併せ持つナノ粒子造影療法の開発を行う。具体的には、(1)金ナノロッド造影剤を開発し、これを用いた高感度がん組織検出法の開発、(2)がん組織へ送達したナノ粒子への光照射による温度上昇効果(光熱療法)の検討、(3)光熱療法によるがん進展阻害効果の検討、を行う。28年度は、金ナノロッド造影剤を開発するために、テトラクロロ金酸と水素化ホウ素ナトリウムを混合し、金ナノロッドナノ粒子合成の核となる種粒子を合成した。その後、種粒子、テトラクロロ金酸、硝酸銀、アスコルビン酸(還元剤)を混合し、金ナノロッドナノ粒子を作製した。さらに金ナノロッドナノ粒子にTetraethylorthosilicateを加え、金ナノロッドのシリカコーティングを行い、「金ナノロッドシリカ」を合成した。次に、in vivo実験の基盤データを得るために、担がんマウスの作製に用いるがん細胞の温度感受性を4070°Cの温度条件下で調べた。その結果、56°C以上、5分間の熱処理において、顕著な細胞の致死効果が認められた。さらに「金ナノロッドシリカ」への光照射による温度上昇効果(光熱療法)の検討を行った。合成した「金ナノロッドシリカ」は約700nmに光吸収ピークを保持しており、この波長付近のレーザー光を「金ナノロッドシリカ」に照射した結果、光熱反応が確認された。この光熱反応は細胞培養液の温度を56°C以上に上昇させ、細胞致死効果を発揮することが認められた。29年度はこれらのデータを基に、in vivo研究へ発展させる。交付申請書では「金ナノロッドシリカ」粒子の合成とin vitroにおける粒子の物性評価を目指しており、計画の目的をおおむね達成しているため。具体的には、1.金ナノロッド造影剤を開発し、これを用いた高感度がん組織検出法の開発、2.がん組織へ送達したナノ粒子への光照射による温度上昇効果(光熱療法)の検討、3.光熱療法によるがん進展阻害効果の検討、を行う。平成28年度は、シリカコーティングした金ナノロッドナノ粒子(金ナノロッドシリカ)を作製した。金ナノロッドシリカは約700nmに光吸収ピークを保持しており、この波長付近のレーザー光を「金ナノロッドシリカ」に照射した結果、光熱反応が確認された。以上の結果を受け、平成29年度は金ナノロッドシリカのin vivo研究への応用を行った。具体的には、マウスの皮下にがん細胞を移植し、近傍のリンパ節へ転移するマウスを作製した。さらに金ナノロッドシリカが転移リンパ節に送達された後、700nmの近赤外レーザーを照射したところ、光熱反応によって転移リンパ節の温度が上昇し、リンパ節内のがん細胞を死滅させることに成功した。温熱療法後のリンパ節組織を摘出し、病理解析した結果、金ナノロッドシリカはがん細胞の近傍に局在し、光熱変換反応により温熱効果を及ぼしていたことが示唆された。合成した「金ナノロッドシリカ」を用い、がんの検出(X線CT)と治療(温熱療法)の効果を同時に併せ持つナノ粒子造影療法の開発への展開を図る。医工学
非定常信号モデルとその係数推定手法の開発および時変スペクトル表現の提案

不規則信号を表現する数学モデルは,これまで多くの研究者により開発されてきた.このようなモデルの多くはその数学的取り扱い易さから定常過程として表現されている.しかし,自然界の信号などはその統計的性質が時々刻々変化する非定常な振舞いをするため,信号本来の性質を表現することができるモデルが必要とされていた.本研究ではこのような非定常信号モデルの開発とそのモデルに含まれる時変パラメータの推定手法の提案を目的とし,i)時変パラメータを持つ新しい数学モデルの開発,ii)モデルに含まれる時変パラメータの推定手法の提案,iii)提案手法のスペクトル解析,音声信号処理,地震加速度モデルへの応用,の成果を得た.本研究は時々刻々統計的性質が変化する非定常信号モデルとそのモデルに含まれるパラメータの推定手法を開発し、またその推定結果に基づいた時変なスペクトルの表現手法について検討することを目的としている。第2年度は初年度に開発した、時変係数を持つ自己回帰モデルのパラメータ推定手法に対して、i)多重信号モデルへの拡張、ii)有色雑音が付加されたデータからの推定の2点を行った。i)においては、各チャンネルの観測雑音が相互に無相関な白色雑音の場合については、初年度に提案したEIV(errors-in-variables)手法をそのまま多重信号モデルに拡張できることを確認した。ii)においては、Zhenらがすでに提案している定常モデルにおける手法を非定常モデルに拡張し、新たな推定手法を提案した。不規則信号を表現する数学モデルは,これまで多くの研究者により開発されてきた.このようなモデルの多くはその数学的取り扱い易さから定常過程として表現されている.しかし,自然界の信号などはその統計的性質が時々刻々変化する非定常な振舞いをするため,信号本来の性質を表現することができるモデルが必要とされていた.本研究ではこのような非定常信号モデルの開発とそのモデルに含まれる時変パラメータの推定手法の提案を目的とし,i)時変パラメータを持つ新しい数学モデルの開発,ii)モデルに含まれる時変パラメータの推定手法の提案,iii)提案手法のスペクトル解析,音声信号処理,地震加速度モデルへの応用,の成果を得た.本研究は,統計的性質が時々刻々変化する非定常不規則信号を表現するための数学モデルを構築し,そのモデルに含まれるパラメータを推定する新しい手法の開発と,その推定された係数を用いた時変なスペクトルの表現手法について検討することを目的としている.初年度は,時変係数を持つ自己回帰モデルに着目し,白色雑音が付加された観測データから時変係数を推定する問題を取り扱い,次の3点を実施した.i)基底関数で表現されたモデル係数の最小二乗法による重み推定手法の開発.ii)トラッキングによる推定手法の開発.iii)提案した手法の比較,性能評価.i)において提案した手法は, Grenierが用いた,時変係数を基底関数と重みパラメータで表現する方法を基本に非定常信号のモデル化を行い最小二乗法を用いるといったすでに提案されている手法に,観測データに付加されている,白色雑音により発生する推定値のバイアスの問題を,1雑音の部分空間を基にした一般化固有値解析を用いた手法,2EIV(errors-in-variables)で解決するといった新しい手法を組み合わせて開発行った.またii)において,トラッキング問題でターゲットの運動を表現する数学モデルを,本研究における係数の時間変化に応用し,カルマンフィルタやパーティクルフィルタなどを用いたパラメータ推定手法を開発した.iii)ではi)およびii)で開発した各手法の有効性の確認とそれぞれの手法の比較をコンピュータシミュレーションにより比較した.本研究は統計的性質が時々刻々変化する非定常信号に対して数学モデルを提案しそのモデルパラメータの推定手法を開発することを目的としている。最終年度は、(1)定常有色雑音が付加された非定常信号のパラメータ推定手法の開発、(2)実データへの応用、の2点を実施した。(1)では非定常信号モデルを時変パラメータを持つ自己回帰モデル(TVARモデル)とし、その信号に有色雑音が付加された観測データから時変パラメータを推定する手法を開発した。時変パラメータはこれまでと同様に重み付基底関数で表現できるものとし、観測データに付加される有色雑音は移動平均(MA)モデルで表されるとした。推定の手法としては時不変自己回帰モデルで提案されている改良最小二乗(ILS)推定法を拡張させた。提案手法の有効性をシミュレーション実験により検証し、従来の最小二乗推定法、カルマンフィルタおよび拡張カルマンフィルタによる推定法と比較した。(2)については地震による加速度信号および音声信号について応用を検討した。信号処理非定常信号モデルの推定手法を多重チャンネルモデルに拡張し、さらに有色雑音に乱された観測データからモデルパラメータを推定する手法を提案した。また提案した手法を地震波や音声信号に応用させるための準備を行い、いくつかのデータに対して応用し本手法の有効性を確認した。これらの成果について国際会議論文として1編発表し、さらに2編投稿中である。以上のことから当初の計画通り、研究を遂行しているといえる。初年度は,時変-自己回帰モデルの係数推定問題に対して観測されるデータに白色雑音が付加された場合について,基底関数で表現された係数の最小二乗推定手法を開発し,カルマンフィルタなどによるトラッキング手法,キュムラントを用いた推定手法と比較し性能評価を行った.また提案手法の応用として非定常雑音と定常雑音に乱された信号の検出に用いた.これらの研究成果を,雑誌への掲載論文1編および国際会議論文1編としてまとめた.

これらの結果より当初の研究計画を予定通り遂行しているといえる.これまでに実施した非定常モデルとそのパラメータ推定手法に基づき、i)信号の時変なスペクトル表現の提案と、ii)提案した信号モデルの応用の2点を行う。i)については、提案している非定常信号モデルに基づいた、正確なスペクトル表現が可能なものを検討し、さらに、これまでに提案されている、スペクトル表現との関連についても明らかにしていく。ii)については、様々な種類の非定常信号についての応用を行い、提案手法の有効性が確認できる限度について調査し、研究を総括する。初年度に開発した白色雑音に乱された時変ー自己回帰モデルの係数推定手法を基にして,2年度以降ではこれを有色雑音に乱された場合の推定に拡張させる.また,時変スペクトル表現についての調査を引き続き実施する。さらに本研究で提案する手法の有効性の確認と,幅広い応用例について検討する本研究では従来から提案されている様々な推定手法に対してそれらの能力をコンピュータシミュレーションおよび実実験により比較するといった方法により進めている.しかし当初予定していた研究補助員の確保が十分でなかったことから,実験用物品の購入を見合わせていた.今後は実験の準備を早急に進め,さらに新たなコンピュータを導入し効率よく研究を遂行する.論文発表が次年度に持ち越したため。研究終了年度内に研究に関連する全ての論文を発表し、研究期間全体を通しての計画に沿った助成金の使用を行う。初年度に購入を見合わせた電子部品を含め,主に実験用センサおよび電子部品の購入,コンピュータ,出張旅費,会議参加費,謝金の5項目での使用を計画している.