hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
iPS細胞由来の歯根膜幹細胞を用いた歯根膜組織の再生

申請者は拒絶反応のリスクの少ないiPS細胞を用いて歯根膜組織再生に応用できる十分な数の歯根膜幹細胞を獲得するため、ヒトiPS細胞をNC細胞へと分化させ、次にその細胞を用いて歯根膜幹細胞様細胞に分化誘導することを試みた。NC細胞を得るために、Leeら(Lee G et al. Nat Protoc., 2010)が樹立した方法に基づいて培養を行い、その細胞の中からNC細胞のマーカーの一つであるp75NTRを発現する細胞を抽出し、この細胞をNC細胞様細胞(iPS-NC細胞)とした。次に申請者は、このiPS-NC細胞をHPDLCの細胞外マトリックス上にて培養した(iPS-NC-PDL細胞)。その結果、未処理のiPS-NC細胞と比較して歯根膜関連分子の遺伝子発現が有意に高いことが判明した。さらに、この細胞は間葉系幹細胞マーカーであるCD29、CD90およびCD146陽性細胞を多数含んでおり、また骨芽細胞および脂肪細胞様細胞への分化能を持つことから、このiPS-NC-PDL細胞は歯根膜幹細胞の特徴を有する細胞であることを示唆する結果が得られた。またこの細胞を用いた歯根膜組織の再生を具現化することを目的として、歯周組織傷害モデルの実験系の確立を行った。予備実験としてiPS細胞を用いて歯周組織の再生能については検討を行っており、今後はこの歯周組織傷害部位に足場材(GF)のみ、GF+iPS細胞、GF+iPS-NC-PDL細胞をそれぞれ移植し、これらの歯周組織再生能について比較検討する予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。
高等教育改革に向けての教育政策に関する経済理論的基礎の構築

教育の経済学的分析は主に人的資本理論に基づいて行われ、それによって経済成長や所得分配の理論に貢献してきた。しかしながら一方では、このような理論的成果は義務教育水準では適合するが高等教育に対しては必ずしも適切ではないとの批判も存在している。したがって本研究では過去の理論的研究結果をふまえて研究対象を大学教育に拡大し経済モデルを構築した。その際、特に考慮した大学教育における特徴は(1)大学が担う教育と研究の役割(2)プレステッジの存在の2点である。それによって得られた結論は次のようである。まず、(1)を考慮したことにより、大学教育への公的支出は研究活動を通じて知識を生産するための人的資本の生産パラメータが、教育活動を通じて人的資本を生産する生産パラメータよりも大きければ、経済成長を促し社会厚生を高めるという結論を得た。また、(2)を考慮することによって18歳人口の減少が与える影響は大学全体に平等に及ぶものではないことが理論的に明らかになり、任意の時点で設立された大学は、プレステッジの高い大学ほど高い質の教育サービスを高い授業料で提供し、プレステッジの低い大学はその逆になるという結論を得た。さらに受験生が急に減少するとプレステッジの高い大学の質と授業料は一時的には低下するが、長期的には元の水準に戻ろうとする。それに対してプレステッジの低い大学の質は短期的にも長期的にも低下し、授業料はますます下落するという結論を得た。上記の研究成果は2000年度の日本経済学会秋季大会(於:大阪府立大学)および2001年度の日本経済学会秋季大会(於:一橋大学)等において報告を行った。高等教育改革に向けて、どのような教育政策が望ましいかを分析するための経済理論モデルを構築することを目的として研究を行なっている。今年度はまず、関連のある分野や過去の文献図書を購入し、経済学のフレームワークで教育政策を扱うことの理論的根拠を明らかにした。また、高等教育、主に大学教育に関する日本での公的予算配分の現状および各家庭による教育支出の現状を整理した。さらに大学教育の価格として授業料データを収集し、大学への需要の変化をはかるため、受験者数・合格者数・入学者数などの時系列データを収集、整理した。そしてそれらのデータを、大学の多様化を考慮するために国立大学と私立大学、さらに地方圏に立地する大学と中央圏に立地する大学など様々な分類を行ない、それに応じて大学が抱える問題点と役割を整理して経済理論モデルの構築を試みた。その際、個人は同質ではなく大学に対する非金銭的選好(大学の立地条件、知名度、伝統など)が異なっていると想定し分析を行なった。その結果、近年の18歳人口の減少は全ての大学に同様の影響を与えるのではなく、中央圏よりも地方圏、伝統校よりも新設校に対して、その授業料と教育の質をより大きく低下させるという負の影響を与える可能性を示した。これらの分析はまだかなり単純化されたモデル設定のもとで行われたものであるが、今後はこれをさらに発展させ最適な教育政策についての分析を行なう予定であり、そのため現在はMathematicaを用いて大学への最適な予算配分についてのシミュレーション分析を行なうための準備を進めている段階である。また常に研究方法や結果の解釈などについて幅広く他の研究者の意見を聞くため、他大学に出かけて討論を行なっている。
日本的対人コミュニケーション・スタイルの実証的検討―日中米加比較による検証

30年度は、研究を実施する上で必要な準備を行い、次の活動を実施した。1データ収集のための協力者との打ち合わせを、カナダ・ウィルフレッドローリエー大学Lindie Liang准教授、カナダ・アルゴマ大学Arthur Perlini教授と面談し行い、本研究計画の主旨と研究協力者の募集の協力の了承を得た。また、他の研究で研究協力者となっていたアメリカ・カリフォルニア州立大学Peter Lee講師およびAaron Cargile教授、中国・天津工科大学張けいせい准教授からも研究協力の了承を得た。2自己制御焦点尺度の英語版、日本語版は入手できた一方で、中国語版は妥当性が確立された尺度は未開発であったため、英語版を中訳し、アメリカのデータとの交差妥当性の検討を行った。その結果、理論上の2因子構造は不安定で、信頼性が低く、内容的妥当性が疑われた。今後自己制御焦点に概念的妥当性の検討が必要であることがわかり、現在検討中である。3中国版自己制御焦点尺度の交差妥当性関連の学会発表を、30年9月に日本グループダイナミックス学会において、31年2月にはSociety for Personality and Social Psychology年次大会において、Lina Wang氏との共同発表として行った。本務校での管理職(副研究科長)に就いたため、予定していた通りの進展は果たせなかったが、最も懸念された海外研究協力者の獲得は実現できたため、それぞれの倫理審査さえ終えれば、調査実施の態勢に入れる。本年度はさらに重い役職に就いているが、夏前には倫理審査を各国で終え、研究1の調査実施を年内に実施したい。また、研究2のための倫理審査も年度内に通過させ、これまでの遅れを取り戻すべく、最大に努力する。研究実施の進度が遅れていたため、統計解析に必要なソフトウェアは前年度まで不必要であった。本年度分析を実施予定であるため、購入資金として使用する。
事象関連電位を指標とした言語要素間の関連付けに関する普遍的な言語処理モデルの構築

人間が文の意味を理解するためには、文に含まれる各語が他の語とどのような関係になっているかを把握する必要がある。そして、人間は高速のうちにこの操作な行っている。本研究では、人間に備わった心的装置として、「文処理装置」を仮定し、人間が文の意味を理解できるようになるために、この装置がどのような働きをしているのかという問題に取り組んだ。問題の解決にあたり、本研究では脳波の一種である事象関連電位(ERP)を指標とした心理学的実験を行った。実験の結果、以下のことが明らかになった。まず、文処理装置が決定すべき「関係」というのは、連体関係と連用関係の2種類であり、これら2種類の関係を決定する時間的な過程は、平行的にとらえることができるということを明らかにした。文処理装置は、同一文中に含まれる複数の連体関係および連用関係を決定し、さらにそれを一つにまとめ上げる操作を行うことで、文の意味が理解できる状態にするわけである。このとき、連体関係と連用関係のそれぞれを決定する処理は、先読み的に行われていることを示した。さらに、連体関係と連用関係をまとめ上げる処理も先読み的に行われているということを明らかにした。また、本研究では、連体関係および連用関係を決定する処理のことを「関連付け処理」と呼び、その処理の開始から完了までにどのような認知処理が含まれているのかという問題に取り組んだ。そして関連付け処理には、(1)関連付け処理を開始し、(2)関連付けの相手となる要素が入力されるまで要素を保持し、(3)関連付けが行える状態になったら即座に2つの要素を関連付けるという3種類の過程を経ているということを明らかにした。文の意味は、文に含まれる各語の意味の組み合わせによって成立する。そして、人間は入力される語と語の関係を高速で計算し、意味を組み合わせる操作を行っていると考えられる。本研究では、まず、人間が文の意味を理解するために必要な関係というのが文の主述関係と要素間の修飾関係のみであると提案した。そして、これらの関係を標示するための処理のことを「関連付け処理」と呼んだ。本研究では、関連付け処理がどのように展開されるのかという問題について取り組んだ。本年度は、ある言語要素が入力されてから、その要素にとって必要となる関連付け処理が完了するまでの間にどのような処理が必要となるかという問題についての考察を行った。その結果、ある言語要素が入力されると、(1)関連付け処理を開始し、(2)関連付けの相手となる要素が入力されるまである要素を保持し、(3)関連付けが行える状態になったら即座に2つの要素を関連付けるという3種類の過程を経て関連付け処理が終了するということが明らかになった。これまでに行われてきた研究では、人間が文処理を行う際に語と語の意味を組み合わせながら意味を理解しているという点については広く受け入れられてきていたが、どのような関係を構築するために語と語を組み合わせているのか、また、その詳細な過程がどうなっているのかについて具体的な議論が行われていなかった。本年度の研究は、前者の問題に対して具体的な提案を行い、後者の問題に対して、心理学的実験を用いて具体的な過程を明らかにしたという点において非常に重要な研究であるといえる。文の意味は、文に含まれる各語の意味の組み合わせることによって成立する。本研究では、関連付け処理がどのように展開されるのかという問題について取り組んでいる。ある言語要素が入力されると、(1)関連付け処理を開始し、(2)関連付けの相手となる要素が入力されるまで要素を保持し、(3)関連付けが行える状態になったら即座に2つの要素を関連付けるという3種類の過程を経て関連付け処理が終了するということが示されている本年度は関連付け処理過程の「(1)関連付け処理の開始」の時点において、言語の形態論的な情報がどのような影響を与えているのかという点に関する研究を行った。日本語には豊富な種類の助詞があり、それらの情報を利用して文処理が進められていることはこれまでにも明らかにされていたが、個々の助詞がそれぞれどのような影響を及ぼしているのかについては明らかでなかった。事象関連電位を用いた実験を行った結果、(i)名詞句に付された格助詞の違い、およびその入力される順序の違いによって文末に入力される動詞の種類に関して予測の内容が異なる。(ii)接続助詞の有無によって後続する要素に対する予測内容が異なるという2点が明らかになった。日本語は言語要素間の関係を決定する要素が後から出現するという特徴があるために文末まで要素間の関係を決定するのが困難な言語であるといえる。その中で、文末まで処理を保留しているのではなく、名詞句に付された助詞の種類や有無の情報を利用して処理を進めており、さらには、後続する要素の予測内容が異なるということを明らかにした。

本研究では、人間に備わった心的装置として、「文処理装置」を仮定し、人間が文の意味を理解できるようになるために、この装置がどのような働きをしているのかという問題に取り組んだ。問題の解決にあたり、本研究では脳波の一種である事象関連電位(ERP)を指標とした心理学的実験を行った。実験の結果、以下のことが明らかになった。まず、文処理装置が決定すべき「関係」というのは、連体関係と連用関係の2種類であり、これら2種類の関係を決定する時間的な過程は、平行的にとらえることができるということを明らかにした。文処理装置は、同一文中に含まれる複数の連体関係および連用関係を決定し、さらにそれを一つにまとめ上げる操作を行うことで、文の意味が理解できる状態にするわけである。このとき、連体関係と連用関係のそれぞれを決定する処理は、先読み的に行われていることを示した。さらに、連体関係と連用関係をまとめ上げる処理も先読み的に行われているということを明らかにした。また、本研究では、連体関係および連用関係を決定する処理のことを「関連付け処理」と呼び、その処理の開始から完了までにどのような認知処理が含まれているのかという問題に取り組んだ。そして関連付け処理には、(1)関連付け処理を開始し、(2)関連付けの相手となる要素が入力されるまで要素を保持し、(3)関連付けが行える状態になったら即座に2つの要素を関連付けるという3種類の過程を経ているということを明らかにした。
高表面積な結晶性複合酸化物材料の新合成法開拓

本申請研究では、「独自に開発した“アミノ酸を金属分散剤としたアモルファス前駆体"の構造制御を行い、それら前駆体の中低温での熱処理による高比表面積かつ望みの組成をもつ結晶性複合金属酸化物材料の合成」と「これら複合酸化物の特異構造に由来する触媒反応系の開発」を目的としている。本年度は、アスパラギン酸あるいはリンゴ酸を用いた本手法の様々な材料への適用性を検討し、XRD、元素分析、Raman、SEM、TEM、XPS、H2-TPRおよび吸着測定を用いて合成した金属酸化物触媒のキャラクタリゼーションを行った。中でも、分子状酸素のみを酸化剤とした選択酸化反応の優れた不均一触媒として機能する六方晶ナノペロブスカイトBaFeO3-xおよびBaRuO3の合成を行った。触媒調製法は、各種金属原料となる酢酸塩とアミノ酸であるアスパラギン酸を総金属量に対して1.5当量から得られた混合物であるアモルファス前駆体を調製した。これら前駆体をBaFeO3-xでは750°CでBaRuO3では550°Cで焼成することで、対応する六方晶ペロブスカイト触媒を得た。窒素吸着等温線から見積もった比表面積はBaFeO3-xでは11 m2/g、BaRuO3では25 m2/gとなり、いずれの材料も従来法よりも大きな表面積となるナノ粒子の合成に成功した。これら触媒材料を用いて分子状酸素のみを酸化剤とした有機基質の選択酸化反応を行った。BaFeO3-xは不活性C-H結合をもつアルカン類および芳香族化合物類の酸化反応に、BaRuO3は硫黄化合物であるスルフィドの酸素化反応に対して、再利用可能かつ広範な基質に適用可能な不均一系触媒として機能することを見いだした。本年度は、リンゴ酸あるいはアスパラギン酸などのジカルボン酸を金属分散剤として用いて合成した六方晶SrMnO3ナノペロブスカイトを高い表面積をもつ各種酸化物担体(シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、マグネシア、ニオビア)上に担持可能かどうかを検討すると共に、XRDおよびRaman分光法を用いて合成したSrMnO3担持触媒の構造に関するキャラクタリゼーションを行った。触媒調製法は、各種担体とアミノ酸を金属分散剤としたアモルファス前駆体の混合物を作製し、所定の温度で熱処理することで合成した。また、それら触媒材料を用いて分子状酸素のみを酸化剤としたフルオレンからフルオレノンへの選択酸化反応に対する活性検討を行った。各種酸化物担体の中でも、アルミナに担持した場合に良い活性向上が観測され、担持触媒のフルオレノン収率はバルクSrMnO3を用いた場合の収率よりも約3倍程度であった。また、アルミナ担持触媒はバルクSrMnO3とアルミナの物理混合物よりも高い活性を示し、XRDおよびRaman分光法よりバルクSrMnO3よりも微粒子で担持されていたことから、活性向上効果が担持に由来するものであることが示唆された。各種担体への担持方法の確立と触媒活性の検討ができ、担持に関する情報は得られたため。担持検討時に新しい高活性相をもつ触媒を発見でき、概ね順調あるいはそれ以上に進呈していると判断した。テンプレートー前駆体間の相互作用を利用し自己組織化させることで、ナノロッドやポーラス材料の合成も目指す。

従来の高温焼成あるいは強塩基処理によるテンプレート除去は、比表面積の低下や金属のリーチングといった問題がある。本研究では前駆体が水のみに可溶という特長を生かし、有機溶媒を用いたテンプレート除去を検討する。
粒界工学に基づく加工熱処理による粒界劣化抑制法の原理解明

オーステナイト系ステンレス鋼溶接熱影響部における粒界腐食をはじめとする粒界劣化現象を抑制する手法として、粒界工学に基づく加工熱処理により粒界性格分布を制御した粒界制御材の諸特性の向上が報告されている。本研究では、粒界制御のメカニズムを実験的に明らかにし、これに基づいて粒界制御のための加工熱処理法の学術的原理を構築することを目的として、研究内容1:粒界性格・構造と耐粒界腐食性の関係の調査、研究内容2:高温その場観察を用いた粒界制御中の微細組織形成過程の解明、研究内容3:最適加工熱処理条件と材料物性の関係の調査の3項目について研究を行った。研究内容1について、304オーステナイト系ステンレス鋼にエッチングや腐食試験を行った試験片のEBSD解析や、画像解析ソフトウェアや結晶方位解析ソフトウェアを用いたデータ解析を行った。その結果、対応粒界頻度が増加しランダム粒界が不連続化した試料において耐粒界腐食性が向上することが明らかになった.また,耐粒界腐食性の効果的な向上を得るためには,十分な時間の焼鈍を行い残留したひずみを除去することが有効であることが明らかになった。研究内容2について、高温その場EBSD観察により、対応粒界頻度の増加とランダム粒界の不連続化を達成する過程の直接観察に成功した。また結晶方位関係の詳細な解析により、ランダム粒界が不連続化する過程で対応粒界を形成するような焼鈍双晶のバリアントが選択的に発生する可能性が明らかになった。研究内容3について、加工熱処理における冷間圧延の圧下率、焼鈍温度、焼鈍時間を系統的に変化させた試料のEBSD観察を行い、適度な圧下率ののちの焼鈍により生じる異常粒成長によって対応粒界頻度の増加とランダム粒界の不連続化が効果的に達成され、また焼鈍温度を高くすることで粒界性格分布の最適化による耐粒界腐食性の向上が短時間で達成されることが明らかになった。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
舵および付加物の推進性能推定法に関する研究

本研究は、プロペラの影響をナビエ-ストークス方程式の数値計算プログラムに埋め込まれた体積力を用いることにより表現することで、舵とプロペラ後流の干渉流場をシュミレートしたものである。舵形状は、スパン方向に無限長さではあったが、一般的な翼型(NACA0010)を用いシミュレーションを行った。さらにこの舵に舵角を5度と10度の二種類を与えることにより、舵角が0度の時と比較計算を行った。今回の計算は、レイノルズ数1000での層流計算であったが、同時に行った時間平均流の流場計測結果とは、翼による境界部の影響部を除き定性的、定量的に良い一致を見た。今回開発した計算法は、本質的にナビエ-ストークス方程式の数値解法を用いるため、舵上の圧力分布、剪断応力分布を簡単に求めることができるが、計算結果を検討すると、レイノルズ数1000の層流状態においては、舵にはどの舵角の場合においても推力が働いておらず、舵は抵抗体であることがわかった。以上の結果により、乱流モデルを導入することにより舵に働く力を定量的に評価することが可能であると思われるので、舵に付加物をとりつけた場合の推進性能評価法として期待できる。
アルツハイマー病発症前診断のためのマルチパラメトリックMRIの開発

アルツハイマー病(AD)およびその前駆状態である軽度認知障害(MCI)の診断のために、MRIによる脳形態画像、ASL潅流画像および拡散テンソル画像を組み合わせた、新しい手手法を研究した。脳形態画像によりMCIにおける早期の異常を検出できた。ASLと形態画像を組み合わせることで、それぞれ単独による場合に比べ、より高い精度でADを診断できることを明らかにした。海馬におけるADの早期異常を検出するための、高分解能拡散テンソル画像法を開発した。1)我々の過去の研究から、MR灌流画像の1つであるArterial spin labeling (ASL)法によりAlzheimer病(AD)患者と健常者を判別できることが明らかとなっている。また、他研究者の研究から、Voxel-based morphometryと呼ばれるMR脳形態画像の自動解析に基づいて、AD患者の診断を行うことができることが知られている。そこで、両者を組み合わせることで、診断能を向上することができるか否かを研究した。23名のAD患者と23名の健常被験者を対象として検討した。その結果、両者を組み合わせることで、それぞれの方法単独のときに比べ、診断能が向上することが分かった。2)ADによる認知機能低下と局所脳形態の変化(萎縮)が相関する脳内部位をVoxel-based morphometryを用いて検討した。特に、MMSEとRaven色彩マトリックスという2つの心理検査の結果との相関を検討した。その結果、MMSEと有意に相関するのは、両側頭頂葉皮質であったが、Raven色彩マトリックスでは、左前頭葉や左側頭葉を中心とする両側大脳半球と右小脳半球の萎縮と有意に相関がみられた。3)高分解能拡散テンソル画像を用いて、海馬体内の各区域の構造を定量的に評価することが可能か否かを検討した。Small FOVと呼ばれる技術を利用し、1xlx3mmの空間分解能の高分解能拡散テンソル画像を、12分弱の撮影時間で得ることができた。海馬体内のFimbriaと呼ばれる白質束は、皮質領域に比べ有意に高い拡散異方性で、画像的に特徴づけられることが分かった。高分解能拡散テンソル画像により、海馬体の微小構造が評価できることが示唆され、ADによる病的な変化の早期検出への応用が示された。VBMは、三次元T1強調画像において、脳灰白質の局所の形態変化(萎縮)を定量的に評価する解析手法であり、Alzheimer病(AD)における海馬などの萎縮の検出やそれに基づく診断に用いられるようになって来た。VBMにおいて、異なる解析手法がADの診断精度にどのように影響するかを検討した。VBMは、modulationを行わない灰白質濃度の解析と、modulationを行うことで得られる灰白質体積の解析の両者を、それぞれ全脳による正規化(global normalization)を加えて行う場合と加えずに行う場合の、計4種類の解析法で行い、診断能を比較した。その結果、灰白質濃度による解析は、灰白質体積による解析に比較して、診断能が高いことが分かった。global normalizationの有無の影響はみとめなかった。2)軽度認知障害(MCI)における脳形態異常の検出に関する検討ADの前駆状態とされるMCIにおいて、早期の脳白質形態異常をVBMを用いて検討した。その結果、両側海馬傍回に加え、側頭葉内のlong association fiberに初期の異常が生じることが分かった。3)高分解能拡散テンソル画像(DTI)による海馬体の皮質内微小構造評価に関する検討高分解能DTIを用いて、海馬体内の皮質内の微小構造を定量的に評価することが可能か否かを検討した。Small FOVと呼ばれる技術を利用し、1mm以下の面内空間分解能(0.85x0.85x3.0mm)の拡散テンソル画像を撮影することで、皮質内の有髄線維を評価できることを明らかにした。我々はこれまでに、ASLで測定するrCBFの分布の変化から、アルツハイマー病(AD)を診断できることを明らかにした。ASLによるrCBF測定の最も重要な問題点は、主幹動脈に高度狭窄・閉塞がある場合、動脈通過時間延長の影響で、正確な測定を行うことができない点にある。そこで、主幹動脈に狭窄・閉塞を持つ患者におけるASLによるrCBF測定の精度を明らかにするために、gold standardである15O-PETと比較した。16名の主幹動脈狭窄・閉塞を持つ患者を対象にした。脳内に12個の関心領域を置き、ASLとPETによる測定値を比較した。その結果、両者の相関は、絶対値で中等度(r=0.520)であったが、相対値では良好(r=0.691)であった。このことから、ASLでは、主幹動脈に狭窄・閉塞が存在する場合でも、特に相対値について比較的高い信頼性で評価できることが明らかとなった。2)高分解能拡散テンソル画像(DTI)による皮質内および皮質下白質の微小構造異常に関する検討

ADにおいて、変性による白質内の微小構造の異常がDTIで検出できることがこれまでに知られている。しかし、皮質内の微小構造異常については十分明らかでない。我々はこれまでに、高分解能DTIを用いて皮質内微小構造を評価できることを明らかにしてきた。今回は、その手法をAD患者に応用し、皮質内の微小構造異常を検出できるか否かを検討した。40名の患者を対象とした。嗅内野皮質内のmean diffusivity(MD)と皮質下白質内のMDには、有意な正の相関(r=0.43)がみとめられた。このことから、これまで知られていた白質内微小構造異常に対応する皮質内微小構造の異常を高分解能DTIで検出できることが分かった。マルチパラメトリックMRIとして、MRI形態解析(VBM)とASL灌流画像を組み合わせることで、各々単独に比べ、高い精度でAlzheimer病患者を診断できるということを明らかにすることができた。また、ASLの手法として、従来のpulsed ASLより信号雑音比が高いpseudo-continuous ASL法を撮影する準備を整えることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。1)今年度に報告したMRI形態解析(VBM)とASL灌流画像を組み合わせた新しい画像診断法を、より早期のAlzheimer病患者や軽度認知障害(MCI)患者に適応して、その性能を評価する。2)ASLの手法として、従来のpulsed ASLより信号雑音比が高いpseudo-continuous ASL (PCASL)法を撮影する準備を整えることができたので、PCASLによる評価法についても今後検討を進める。3)拡散テンソル画像の新たな応用として、高分解能拡散テンソル画像による海馬領域の微小構造の変化を評価する方法について検討している。現在は、健常者を用いて、正常像と解析法につき検討中であるが、今後、患者への適用を進めていく。
抗腫瘍効果を有するキサントン誘導体の細胞内および生体内シグナルの解析

○キサントンの細胞周期における影響構造の類似したキサントン誘導体(以下キサントン)であるα、β、γマンゴスチンの殺細胞効果は増殖盛んな腫瘍細胞に対して強く,増殖能の低い正常細胞には弱いことをこれまでの研究で明らかにした。この結果からそれぞれのキサントンが細胞周期制御に強く関わることが予想され、キサントンの細胞周期に対する影響を大腸癌細胞DLD-1株を用いて研究した。その結果αマンゴスチンは細胞周期を正に制御するサイクリン、サイクリン依存性キナーゼ(CDK)の発現を下げ、負に制御するp27の発現を上昇させることにより細胞周期をG1期に停止させた。βマンゴスチンはサイクリン、CDKの発現を下げ、細胞周期をG1期に停止させた。γマンゴスチンはサイクリンD1の発現を下げ、細胞周期をS期に停止させた。また、α、γマンゴスチンは細胞周期停止に伴いアポトーシスを誘導するが、βマンゴスチンは細胞周期停止にアポトーシスを伴わなかった。α、β、γマンゴスチンの構造の違いは水酸基の数の違いであり、水酸基の数が多いほど癌細胞への殺細胞効果は強く、水酸基がメトキシ基に置換されることによって効果が減少することが明らかになった。これらの結果からキサントンの殺細胞効果には水酸基の数に依存しており、水酸基の数によって細胞周期への影響が異なることが明らかになった。(Bioorg.Med.Chem.に掲載)○p53遺伝子欠損マウスを大腸癌発癌モデルとしたキサントンの抗腫瘍効果Fujiiらの論文(Gut誌,2004)をもとにp53遺伝子欠損マウスを用いて大腸癌発癌モデル実験を試みたが、論文通りに硫酸デキストランを投与したところ、マウスの半数以上が死亡した。硫酸デキストラン濃度を論文記載より下げ実験を行ったが、大腸癌が誘発される前にリンパ腫が発生する個体が多く、抗腫瘍実験を行うに至らなかった。○キサントンのミトコンドリアへの影響抗腫瘍活性を示すキサントンの一つであるαマンゴスチンについて、白血病細胞株HL60細胞における標的器官がミトコンドリアであることを明らかにした。また、構造の類似するαマンゴスチン、βマンゴスチン、γマンゴスチンはいずれもHL60細胞に対して添加後1時間という非常に早い段階でミトコンドリア膜電位の低下を誘導した。このことからこれらのキサントンはいずれもミトコンドリアを標的器官として機能することが明らかとなった。これらの成果をまとめBioorganic and Medicinal Chemistryに発表した。○キサントンの細胞周期における影響抗腫瘍活性を示すキサントンの一つであるαマンゴスチンは癌細胞に対して強い殺傷効果を示すものの、増殖が盛んでない正常白血球に対しては殺傷効力が弱いことがわかっている。正常細胞では上皮などの一部の細胞を除き細胞周期が停止し、増殖を行わないが、癌細胞では常に細胞周期がまわり、増殖が盛んである。そこで、キサントンが癌細胞の細胞周期に影響を与えるかどうかについて大腸癌細胞株DLD-1細胞を用いて検討を行った。その結果αマンゴスチンとβマンゴスチンはG1停止を、γマンゴスチンはS期停止を誘導することが明らかになった。また、細胞周期の制御因子であるサイクリン、p27等の蛋白質の発現に変化が見られることが明らかになった。これらの成果をまとめ現在論文投稿中。○p53遺伝子欠損マウスの発癌モデルへの応用昨年12月に理化学研究所バイオリソースセンターよりp53遺伝子欠損マウスを購入し、実験に用いるためのマウスを繁殖した。現在、40匹程度のホモ個体が得られ、17年度よりαマンゴスチンを用いた抗腫瘍実験に取り組む予定。

硫酸デキストラン濃度を論文記載より下げ実験を行ったが、大腸癌が誘発される前にリンパ腫が発生する個体が多く、抗腫瘍実験を行うに至らなかった。
膵臓癌幹細胞の同定と新たな治療への試み

ヒト膵癌の癌幹細胞(CSC)マーカーのCD24,CD44,CD133, CXCR4,ESAやnestinは、前癌病変のPanINや膵管内乳頭粘液性腫瘍(IPMN)の異型度が高くなるにつれ発現が増加し、浸潤性膵管癌では高発現していた。CD133は、静脈侵襲と関連、CD24、ESAとCXCR4発現は、腺癌の分化度と関連を示した。増殖マーカーMCM2などの発現も、前癌病変の異型度につれ増強し、上皮内癌や浸潤癌では、有意に高発現した。新たに樹立した膵管細胞癌1株で、CXCR4は高発現,腺扁平上皮癌2株を含め全てで、ESA、MCM2の高発現を認めた。一方、免疫抑制マウスで腫瘍形成は認めなかった。今回の研究では、ヒト膵癌組織での各種癌幹細胞(CSC)マーカーの比較検討を行ない、特異性の高いCSCマーカーを明らかにし、ヒト膵癌組織からCSCsを選択的に抽出・解析することを目的としている。膵癌では、CSCマーカーとしてCD133, CD44,CXCR4,ESAおよびnestinなどが報告されており、昨年度は、これらのCSCマーカーの臨床上の意義や役割を検討するため、浸潤性膵管癌(PDAC)とその前癌病変(PanIN)、および正常膵でのこれらの発現レベルを解析した。これらの解析で、CD133以外のCSCマーカーは、正常膵管<PanIN<PDACの順に増加し、CD133、ESAおよびCXCR4発現は、静脈侵襲や分化度と関連している事を報告した。今年度は、通常型(CPDAC)とその前癌微小病変であるPanINおよび膵管内乳頭粘液性腫瘍(IPMN)とIPMN由来の膵管内癌(ICIS)と(IPDAC)について、CSCマーカーCD24の発現とともに最近、CSC関連マーカーとして報告されたPSF1、並びにCSCや癌細胞の増殖増殖マーカーKi-67やPSF1と複合体を形成し増殖や癌の進展に関与するMCM2について検討した。その結果、CD24は、PanIN、IPMNの腺腫、ICIS、さらにCPDACやIPDACで病変細胞や腫瘍腺管に陽性となり、特にIPMNの腺腫、ICISやIPDACでは、強発現する傾向を示した。一方、PSF1は、各病変の発現に有意の変化は、みられなかった。Ki-67,およびMCM2の発現は、PanINに比し、IPMN腺腫の異形成の程度につれ増強し、特にICIS、CPDACやIPDACの両タイプの癌で、有意に高発現していた。さらに、MCM2はKi-67より高率にICIS、CPDACやIPDACの癌細胞・腺管で陽性となった。膵癌のCSCマーカーとしてCD133, CD44,CXCR4,ESAおよびnestinなどが報告されており、これらの解析で、CD133以外のCSCマーカーは、正常膵管<PanIN<PDACの順に増加し、CD133、ESAとCXCR4発現は、静脈侵襲や分化度と関連している事を報告した。さらに通常型(CPDAC)とPanINおよび膵管内乳頭粘液性腫瘍(IPMN)、IPMN由来の膵管内癌(ICIS)と(IPDAC)について、CSCマーカーCD24、CSC関連マーカーのPSF1、MCM2、並びに増殖マーカーKi-67について検討した。CD24は、PanIN、IPMNの腺腫、ICIS、さらにCPDACやIPDACで腫瘍腺管に陽性となり、特にIPMNの腺腫よりICISやIPDACでは、強発現する傾向を示した。一方、PSF1は、各病変に有意の変化を示さず、Ki-67,およびMCM2の発現は、PanINに比し、IPMN腺腫の異形成の程度につれ増強、特にICIS、CPDACやIPDACの癌で、有意に高発現していた。特にMCM2はKi-67より高率に癌細胞で陽性となった。今年度は、膵癌組織のCSCの解析目的に3種類の膵癌細胞株を確立し、膵管細胞マーカーのCK7、CK19、CK34βE12、CA19-9、腺房細胞マーカーの膵酵素等の他、CSCマーカーの検討を行なった。その結果、1株は、膵管腺房細胞癌、2株は、腺扁平上皮癌のマーカーを示し、CSCマーカーでは、膵管腺房細胞癌で、CXCR4,全てで、ESA、MCM2の高発現を認めた。一方、すべて免疫抑制マウスでの腫瘍形成は認めなかった。

一方、免疫抑制マウスで腫瘍形成は認めなかった。今回の研究では、ヒト膵癌組織での各種癌幹細胞(Cancer Stem Cells: CSCs)マーカーの比較検討を行ない、特異性の高い癌幹細胞マーカーを明らかにし、ヒト膵癌組織から癌幹細胞を選択的に抽出することを目的としている。癌幹細胞(CSCs)は細胞増殖、浸潤、転移や再発に関与する可能性があることから、各種癌組織や培養癌細胞を用い、解析が行われており、癌治療の標的細胞として注目されつつある。膵癌においては、膵臟で最も多い組織型である浸潤性膵管癌(PDAC)の癌幹細胞の特異的マーカーとしてCD133,CD24,CD44,CXCR4,ESAおよびnestinなどが報告されている。今年度は、これらのCSCマーカーの臨床上の意義や役割を検討するため、浸潤性膵管癌(PDAC)とその前癌病変であるPanIN病変、および正常膵組織を用い、これらCSCマーカーの発現レベルを解析した。その結果、CD133以外のCSCマーカー陽性細胞は、正常膵管<低グレードPanIN<高グレードPanIN<PDACの順に増加した。CD133発現率は悪性度に比例しなかった。CD133を除くCSCマーカーの発現率は、PanINのグレード上昇に伴い増加した。また、CD133発現率は静脈侵襲に正の相関を示し、ESAおよびCXCR4発現率については、高分化型PDACと正の相関を示した。さらに腺扁平上皮癌においてはESAとCD133は腺癌成分優位に、CD44は扁平上皮癌成分に優位に発現が見られた。未分化癌においてはESA、CD24は腺癌成分優位に、CD44およびnestinは未分化癌成分に優位に発現が見られた。今年度は、ヒト膵癌組織における各種の癌幹細胞(CSC)マーカーの発現レベルを解析し、現時点での経過報告を米国癌学会(2012年4月開催)に演題投稿し採択され、その内容は、International Journal of Oncology (2012年7月)に掲載されるなど、おおむね順調に進行している。さらに、通常型膵管癌(CPDAC)とその前癌微小病変であるPanINおよび膵管内乳頭粘液性腫瘍(IPMN)とIPMN由来の膵管内癌(ICIS)とIPMN由来膵管癌(IPDAC)について、新規のCSCマーカーや前癌病変や癌の増殖進展に関係するマーカーに付いても検討を進めている。今年度は、ヒト膵癌組織における各種の癌幹細胞マーカーの発現レベルを解析し、現時点での経過報告を米国癌学会(2012年4月開催)に演題投稿し採択されるなど、おおむね順調に進行している。今後は研究の対象となるヒト膵癌の症例数と発癌経路が異なる可能性の高い前癌病変PanINおよび膵管内乳頭粘液性腫瘍(IPMN)など組織型を増やし、さらに検討を重ねる。膵癌の新たな早期診断や治療標的の開発のために、癌の進行の各段階ごとにCSCマーカーの発現を解析し、結果をまとめていく。また、各種癌細胞マーカーの局在について、増殖能や分化度などを組織内で比較検討し、膵癌幹細胞マーカーの有力な候補を絞りこみ、このマーカーにより癌幹細胞をヒト膵癌組織から選択的に採取する。これらの癌幹細胞と、培養膵癌細胞のSP分画から得られた癌幹細胞をaldehyde dehydrogenase活性や表面マーカーで選択し、生物学的な特徴について検討を行う。これらの結果から得られる解析から、分子標的治療や新たな治療法の可能性につき検討を行なう。今後は研究の対象となるヒト膵癌の症例数と組織型を増やし、さらに検討を重ねる。
幼老統合施設における世代間交流型ケアプログラムの開発

本研究では、幼老統合ケア施設「文京ひかりの里」において、世代間交流プログラムを実施し、その評価について高齢者、園児、施設職員を対象に質・量的調査を行い、「幼老統合ケア型世代間交流プログラム」を検討することを目的とした。その結果、施設における世代間交流プログラムの有用性として、認知症症状の緩和、スタッフの認知症理解、園児の社会的発達などが示唆された。さらに、入居者の認知症症状および園児の年齢に応じた職員のコーディネーター役割を含めたプログラムが提案された。本研究では、幼老統合ケア施設「文京ひかりの里」において、世代間交流プログラムを実施し、その評価について高齢者、園児、施設職員を対象に質・量的調査を行い、「幼老統合ケア型世代間交流プログラム」を検討することを目的とした(2013年6月2014年3月)。(1)高齢者調査に関しては、施設高齢者20名を対象に、3回(6月、11月、3月)にわたる観察調査を行った。認知症の行動・心理的症状(DBDスケール)の変化を検証したところ、園児との交流評価が低い高齢者の症状が悪化した一方で、園児との交流評価が高い高齢者の症状には変化は認められなかった。(2)施設職員調査については、職員18名を対象に3回(6月、11月、3月)にわたる質問紙調査を行った。その結果、新人職員(職業歴1年未満)では、認知症の人に対する「肯定的な態度」が次第に高くなっていることが示された。(3)園児調査では、保育士による「交流日誌」(2013年5月2014年3月)をもとに内容分析を行った。その結果、保育士の媒介により施設高齢者と園児との関係性が形成され発展していく様子が認められた。さらに、本結果をもとに保育士をコーディネーターとした交流プログラムのあり方が提案された。以上の知見をまとめると、幼老統合ケア型における世代間交流プログラムの重要性が示唆された一方で、入所者の認知症症状および園児の年齢に応じた多様なプログラムの必要性が課題として抽出された。これらの課題について、引き続き研究と実践を繰り返しながら検討することが求められる。
軟Ⅹ線発光における誘導放出抑制現象を利用した超高分解能顕微鏡の開発

軟X線励起したシンチレーターにおいて誘導光を照射することによって誘導放出抑制(STED)現象を起こすことが期待される。STED現象を起こすシンチレーターを検出面に用いることで、従来のX線検出器の解像度に比べて二桁高い解像度を持つ検出器が期待できる。本研究では、この目的実現のために(A)SX-STED顕微法に最適なシンチレーターの探索とそのDepletion比の評価、(B)アクロマティック波長板を用いたアジマス偏光素子の開発と評価、(C)計画A、Bに基づく超高分解能SX-STED顕微鏡の開発・評価、の3つの課題に分けて研究を実行した。30年度は、引き続きシンチレーターの全発光収量スペクトルを測定し発光強度の強いシンチレーターの探索を行い、更に励起波長を固定して発光スペクトルの測定を行いSTED現象を観測するのに最適な波長の探索を行った。その結果、発光収量強度が硬X線領域とは異なること、解析の結果、得られた全発光収量スペクトルは母材での軟X線励起による光電子とそれに伴う2次電子の生成効率で良く説明できることを見出した。次にシンチレーターにおけるSTED現象の確認を行うために、波長可変レーザーを光源としてベクトル偏光を生成し、紫外光を照射して発光したシンチレーターに対してベクトル偏光光を照射し、シンチレーター上で誘導放出を起こすことを確認した。さらにベクトル光の波長を変え、STED現象の波長依存性の測定を行った。確認を行い、波長に依るSTED現象の違いを探索した。最適な波長の探索を行った。シンチレーターにおいて紫外線励起によるSTED現象が確認できたことからX線領域においてもSTED現象を起こすことが期待される。本研究では、研究を目標を(A)SX-STED顕微法に最適なシンチレーターの探索とそのDepletion比の評価、(B)アクロマティック波長板を用いたアジマス偏光素子の開発と評価、(C)計画A、Bに基づく超高分解能SX-STED顕微鏡の開発・評価、の3つの課題に分けて実行しているが、現時点で、課題(A)と(B)については計画通りほぼ終了した。ただし、(A)のシンチレーターのDepletion比の測定に関しては実験時間的な問題により網羅的に行うことが不可能なことが判明したため、一部の高発光強度を示すシンチレーターについてのみ実験を行った。(B)については、本研究用に新たに考案したベクトル偏光光学系についての論文を現在、執筆中である。(C)については可視顕微鏡にベクトル光学系を組み込み、紫外線励起によるSTED現象の確認とスポット形状の確認が終了した。今後は軟X線励起によるSTED現象の確認と、軟X線励起によるスポット径の抑制が可能かどうかを確認する。シンチレーターにおいてSTED現象が高効率で確認されるためには、シンチレーターは、1高い発光強度を示すこと、2可視領域において複数の発光線を示すこと、3十分に長い発光寿命を持つこと、の3つが満足される必要がある。昨年度の実験結果から、1と2の確認が終了し、3については各シンチレーターの持つ値が知られているため、STED現象を示す確率の高いシンチレーターが明らかになった。さらにこの結果からSTED現象を起こす確率の高いシンチレーターとしてCe:LSOを選び紫外線励起においてSTED現象の確認を行ったところ、ほぼ期待通りの測定結果を得ることができた。今後、紫外線励起に替わり、軟X線励起によるSTED現象の確認を行う。方針としては、Photon Factory BL11D光学評価ラインにおいて、紫外線励起でSTED現象の確認に用いたシステムを改良して設置し、軟X線励起によるSTED現象の確認を行う。実験は、ビームラインの下流側に、自作の装置を持ち込み設置する。軟X線の光軸、可視顕微鏡の光軸、ベクトル偏光光学系の光軸の3つの光軸が一致することを確認した後、軟X線励起による各シンチレーターでのSTED現象の測定を行う。軟X線励起によるシンチレーターの誘導放出抑制現象を用いることで、高い空間分解能を持つ軟X線顕微鏡によりX線の波長に寄らず同じ空間分解能の値で水溶液中のnm構造とその構成元素の知見を得る、という研究目標に対して、本研究では研究課題として、(A)SX-STED顕微法に最適なシンチレーターの探索とそのDepletion比の評価、(B)アクロマティック波長板を用いたアジマス偏光素子の開発と評価、(C)計画A、Bに基づく超高分解能SX-STED顕微鏡の開発・評価、の3つを挙げ、課題を実行してきた。本年度は主として、研究目標を達成するための基礎となるシンチレーターの探索とそのSTED光強度Iとシンチレーターの飽和発光強度Isの比を得るための装置開発と開発した装置を用いたシンチレーターの発光強度測定を行ってきた。その結果、新たにEu:CaF2、Tb:LSOなどの物質が水の窓波長領域で高い発光効率を示すことを見出した。6月のマシンタイムでは更に発光スペクトルの測定を行いSTEDに最適なシンチレーターを選択する。また並行してベクトルビーム光学系の開発と波長可変のSTED用レーザーの開発を行った。ベクトルビームはHe-Neレーザーを用いた干渉光学系による評価によりベクトルビームが生成できていることが確認できた。また波長可変のSTED用レーザーについても順調に開発が進んでおり、今後、発振強度の高強度化を試みる予定である。今後、波長可変レーザーとベクトルビーム光学系を組み合わせて、光学顕微鏡に組み込む予定である。

研究実績の概要に示した実験課題(A)(C)に基づき、29年度は主として(A)と(B)の研究課題を実行してきた。当初、シンチレーターの発光強度測定用に開発した装置は、既存のBL11Dビームラインに備え付けの反射率計の架台と干渉したため、設計をした。また設計変更に伴い、新たに光学設計ソフトを購入し、(A)、(B)、(C)の課題がそれぞれ行えるような光学系を設計しなおし、評価装置を作製した。作製した装置をPhoton Factory BL11D光学評価ビームラインに設置して、動作確認を行い、各種シンチレータの発光強度の軟X線波長依存性を測定した結果、全体に400eV以上のエネルギー域でフラットな発光強度を示し、その中でもEu系、Tb系シンチレーターの発光強度が強いことが明らかになった。課題(B)については回転対照型のフレネルロムを用いた偏光素子を用いてベクトルビーム光学系を作製し、干渉計測を行った結果、波長632.8nmでベクトルビームが発生していることが明らかとなった。課題(C)については、課題(B)の結果に基づき、光学設計ソフトを用いて所有する光学顕微鏡に適合するベクトルビーム光学系の設計を行った。その結果、課題(B)で開発した光学系では顕微鏡のビーム径とのマッチングが取れないことが明らかとなり、新たに大口径のフレネルロムとビームエクスパンダを開発した。開発した光学素子単体の波面精度はほぼλ/10を示した。引き続きベクトルビーム光学系に組み込み偏光性能をチェックする必要がある。以上からシンチレーターの評価に遅れがあるものの、研究全体としては順調に推移していると考えている。軟X線励起したシンチレーターにおいて誘導光を照射することによって誘導放出抑制(STED)現象を起こすことが期待される。STED現象を起こすシンチレーターを検出面に用いることで、従来のX線検出器の解像度に比べて二桁高い解像度を持つ検出器が期待できる。本研究では、この目的実現のために(A)SX-STED顕微法に最適なシンチレーターの探索とそのDepletion比の評価、(B)アクロマティック波長板を用いたアジマス偏光素子の開発と評価、(C)計画A、Bに基づく超高分解能SX-STED顕微鏡の開発・評価、の3つの課題に分けて研究を実行した。30年度は、引き続きシンチレーターの全発光収量スペクトルを測定し発光強度の強いシンチレーターの探索を行い、更に励起波長を固定して発光スペクトルの測定を行いSTED現象を観測するのに最適な波長の探索を行った。その結果、発光収量強度が硬X線領域とは異なること、解析の結果、得られた全発光収量スペクトルは母材での軟X線励起による光電子とそれに伴う2次電子の生成効率で良く説明できることを見出した。次にシンチレーターにおけるSTED現象の確認を行うために、波長可変レーザーを光源としてベクトル偏光を生成し、紫外光を照射して発光したシンチレーターに対してベクトル偏光光を照射し、シンチレーター上で誘導放出を起こすことを確認した。さらにベクトル光の波長を変え、STED現象の波長依存性の測定を行った。確認を行い、波長に依るSTED現象の違いを探索した。最適な波長の探索を行った。シンチレーターにおいて紫外線励起によるSTED現象が確認できたことからX線領域においてもSTED現象を起こすことが期待される。
高精度文字認識のためのカテゴリー間分布を考慮したクラスタリング手法に関する研究

本研究では,文字認識用辞書のテンプレート複数化のための新たなクラスタリング手法を開発することを目的としている.本研究は主に,クラスタリング手法の開発,開発した手法の妥当性の検証の2つの柱から成っていた.以下,それぞれについて研究実績を述べる.1.クラスタリング手法の開発従来クラスタリングとはパターンをその類似性によって分類する目的で行われるものである.本研究では同一カテゴリー内のパターンを細分化し,他のカテゴリーのパターンと区別できるような複数のクラスタに分割することが目的であり,従来法をそのまま用いたのでは目的とするクラスタ構成を得ることはできない.本研究ではこの点を踏まえ,テンプレート複数化のための新しいクラスタリングアルゴリズムについて検討した.具体的には,まずサンプルパターンの集合を主成分分析し,固有値の大きい軸上でサンプルパターンをこの線分上に投影し,主成分軸上における重心の位置で分割してそれぞれにおいて分布形状を表すパラメータを求める.そして,カテゴリー間分布を表す指標としてカテゴリーの重心間を結ぶ線分を用い,あるカテゴリーの領域の端点と各カテゴリーの重心の距離によって誤認識が生じるかどうかを判断し,誤認識が生じると判断された場合にカテゴリー内のサンプルパターンを分割して2つのクラスタにする.これを繰り返すことにより,最終的にサンプルパターンから推定した分布形状のみからは誤認識が生じないようなクラスタ構成とする.そして,各クラスタごとに代表ベクトルを作成し,認識用の辞書とする.2.手法の妥当性の検証1.で考案した手法の有効性を確かめるため,実際の文字パターンに適用し,辞書作成および認識の実験を行った.その結果,従来法と比較し,総カテゴリー数が同程度の場合本手法で作成した辞書を用いた方が高い認識率を得ることができた.本研究では,文字認識用辞書のテンプレート複数化のための新たなクラスタリング手法を開発することを目的としている.本研究は主に,クラスタリング手法の開発,開発した手法の妥当性の検証の2つの柱から成っていた.以下,それぞれについて研究実績を述べる.1.クラスタリング手法の開発従来クラスタリングとはパターンをその類似性によって分類する目的で行われるものである.本研究では同一カテゴリー内のパターンを細分化し,他のカテゴリーのパターンと区別できるような複数のクラスタに分割することが目的であり,従来法をそのまま用いたのでは目的とするクラスタ構成を得ることはできない.本研究ではこの点を踏まえ,テンプレート複数化のための新しいクラスタリングアルゴリズムについて検討した.具体的には,まずサンプルパターンの集合を主成分分析し,固有値の大きい軸上でサンプルパターンをこの線分上に投影し,主成分軸上における重心の位置で分割してそれぞれにおいて分布形状を表すパラメータを求める.そして,カテゴリー間分布を表す指標としてカテゴリーの重心間を結ぶ線分を用い,あるカテゴリーの領域の端点と各カテゴリーの重心の距離によって誤認識が生じるかどうかを判断し,誤認識が生じると判断された場合にカテゴリー内のサンプルパターンを分割して2つのクラスタにする.これを繰り返すことにより,最終的にサンプルパターンから推定した分布形状のみからは誤認識が生じないようなクラスタ構成とする.そして,各クラスタごとに代表ベクトルを作成し,認識用の辞書とする.2.手法の妥当性の検証1.で考案した手法の有効性を確かめるため,実際の文字パターンに適用し,辞書作成および認識の実験を行った.その結果,従来法と比較し,総カテゴリー数が同程度の場合本手法で作成した辞書を用いた方が高い認識率を得ることができた.
液体セレンのホール係数

液体セレン-テルル系は、温度、圧力、組成比を変えることによって金属-半導体転移を起こす。すなわち、低温、低圧、セレンリッチ側では半導体であるが、高温、高圧、テルルリッチ側では金属である。したがって、液体カルコゲンのホール係数を広い温度・圧力領域で測定することにより、金属-半導体転移に伴う伝導機構の変化を捉えることができる。そのために、磁場空間の大きいヘルムホルツ型電磁石を用い、2交流法によるホール係数測定システムを整備した。我々の2交流法システムの基本構成装置は、2台のファンクションジェネレータと、デジタルロックインアンプである。液体テルルのホール電圧は、400ガウスの磁場、0.3Aの試料電流では数ナノボルトにすぎない。我々は、磁場の周波数を0.5Hz、試料電流の周波数を1000Hzにし、その差周波または和周波の数ナノボルトのホール電圧を検出できるようになった。その結果、既に報告されているように、液体テルルのホール係数は融点近傍から過冷却に伴って急激に大きくなることを確かめた。現在は、液体テルルの金属-半導体転移に伴うホール係数の変化を捉えるために、過冷却温度領域を広げるべくセルや電気炉などの改良を行っている。ホール係数と同じ磁場下での物理量である磁気抵抗の測定も同時に進めている。我々は、液体テルルが正符号の磁気抵抗を示すことを明らかにした。磁気抵抗の存在は、テルルの金属性が自由電子モデルのような単純な機構によらないことを示唆する。電気伝導度が小さくなるにつれて、磁気抵抗の大きさは小さくなる。得られたデータ外挿すると、最小金属伝導度を示す温度付近で、磁気抵抗はゼロになる。このことは、金属領域と半導体領域では伝導機構が異なることを示唆する。