hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
重症薬疹の発症病態解明に対する包括的検討

重症薬疹(中毒性表皮壊死症:TEN、Stevens-Johnson症候群:SJS)は時に致死的であるが、発症機序については未だ十分に解明されていない。本研究において発症予測マーカーおよび重症度予測マーカーの同定、および疾患特異的治療法の開発を行った。重症薬疹における表皮細胞死はannexinA1/formyl peptide receptor 1によることを明らかにした。この受容体をターゲットにした重症薬疹治療薬の検索を行った。重症薬疹(中毒性表皮壊死症:TEN、Stevens-Johnson症候群=SJS)は時に致死的疾患であり、高率に眼障害などの重篤な後遺症を残す。重症薬疹の発症機序についてはいまだ不明なことが多い。特に重症薬疹のモデル動物がなく、研究のほとんどが患者サンプルを用いてしか行えず、病態解明が進んでいない。一方、重症薬疹発症における重要な現象の表皮細胞死の発生メカニズムについて、これまでアポトーシスによる細胞死であると考えられてきた。しかし最近我々は本症発症における表皮細胞死はアポトーシス以外のメカニズムによって生じることを明らかにした(未発表データ)。本研究課題において、重症薬疹モデルマウスおよび患者サンプルを用いて病態発症のメカニズムを解明し、新規の早期診断および治療法の開発に結びつけることを目的とする。本年度は重症薬疹モデルマウス作成と重症薬疹における表皮細胞死のメカニズム解明を行った。1)重症薬疹モデルマウス作成:患者(TEN、原因薬剤=アセトアミノフェン)末梢血単核球をNOGマウスに静注し、原因薬剤投与群、非投与群とで比較検討した。投与群のみ脾臓内に原因薬剤特異的リンパ球の増加みられ、薬剤特異的細胞の活性化・増殖と思われる。加えて投与群の皮膚においてTUNEL陽性の表皮細胞のアポトーシスがみられた。さらに病理学的にも著明な浮腫が上皮直下にみられ、これはヒト疾患における所見と非常に類似していた。さらに投与10日目以降眼症状(結膜下出血、眼瞼炎症)が出現した。以上から本モデルマウスは重症薬疹に非常に類似した臨床症状を呈する(Saito N, JACI2013)。2)重症薬疹における表皮細胞死のメカニズム解明についても成果を得ている(未発表データ)。重症薬疹(中毒性表皮壊死症:TEN、Stevens-Johnson症候群:SJS)は時に致死的疾患であり、高率に眼障害などの重篤な後遺症を残す。最近我々は重症薬疹患者末梢血を免疫不全マウスに静注することによって重症薬疹モデルマウスの作成に成功した(未発表データ)。1)重症薬疹モデルマウス:最近我々が樹立したモデルマウスにおいて、治癒した重症薬疹患者から末梢血単核球を採取し、免疫不全マウス(NOGマウス)に静注し、その後連日薬疹原因薬剤を経口投与することにより重症薬疹の発症に成功した(J Allergy Clin Immunol 2013)。患者末梢血単核球をNOGマウスに静注し、原因薬剤投与群、非投与群で比較検討した。投与10日目以降眼症状(結膜下出血、眼瞼炎症)が出現し、重症薬疹に非常に類似した臨床症状を呈した。以上のように重症薬疹モデルマウスの樹立に成功した。2)重症薬疹発症機序における細胞死誘機序:重症薬疹における細胞死メカニズムを明らかにした。表皮細胞死はプログラムされた細胞死であるが形態学的にネクローシスを呈することを明らかにした。さらにその細胞死はannexin A1/formyl peptide receptor1のinteractionにより誘導されることも解明した。この成果はScienceの姉妹誌に掲載された(Sci Transl Med 2014)。3)上記成果に基づき、formyl peptide receptor1のアンタゴニストの検索を行った。化合物ライブラリーに対して、formyl peptide receptor1のアッセー細胞(Gタンパク質およびアレスチン)を樹立した。約1万個の化合物ライブラリーを検索し、約10種類の候補化合物を同定した。26年度が最終年度であるため、記入しない。皮膚科26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の目標の一つの、重症薬疹モデルマウスの作製に成功した(Saito N,JACI 2013。あたもう一つの重症薬疹における表皮細胞死のメカニズム解明についても順調に進行している(未発表データ)当初目的の重症薬疹における表皮細胞死の機序を解明した。

この知見をもとに、疾患特異的細胞死阻害剤を探索している。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定通り、よりヒト疾患に近似する重症薬疹モデルマウスの作成、およびモデルマウスを用いた重症薬疹の新規治療の検討を行う。当初の予定通り、研究が進行したが、実験自体もスムーズに進んだため、当初の計画よりも経費が少なく状況で成果が出た。次のステップの研究計画は、当初の予定で次年度からの施行予定であったため、研究に必要なマウスなどの供給が今年度中には間に合わず、次年度使用額としえ計上した。次年度はさらに研究のスピードアップをめざし、さらに早く次の研究計画に進めるように行う。当初計画していた、重症薬疹表皮細胞死機序解明において、予定よりも速やかに同定することができた。本研究を発展させ、細胞死機序をターゲットにした治療薬開発のため、化合物スクリーニングを行う。
干渉法による高分解能新技術の開発とその天体観測への応用

天体干渉法の研究は、その発表論文数が指数関数的に増大していることから判るように急速に発展している。これらは近年の工学技術の進展やコンピュ-タの演算速度の急速な向上による所が大きい。一方、天文学的にいろいろな天体の微細構造を明らかにして、他の種類の観測と比較検討する必要性が高まっている。本研究においては、天体干渉法をより精度高いものにするために必要な各方面の技術をレビュ-し、総合的な開発計画を設定することを目標としている。特に重要な点は工学系の各方面で独自に行なわれている技術を拾い出し、それらに関わっておられる方々に本研究に参加してもらうことである。9月26日に7人の世話人が集まり、それぞれの分野での開発状況のレビュ-を行い、又、参加してもらいたい工学研究者の氏名のリストアップの作業を行なった。この時の議論を基にして、12月18日に干渉法研究会を開催した。議論された主なテ-マは、スペックル干渉法,補償光学系、光干渉計などで、それらに適用されている、又は、されるべき基礎的な技術に関して詳細な議論が行なわれた。それらの議論がまとめられ、JNLT観測装置シンポジウムや岡山観測装置開発シンポジウムで発表された。現状としては、各方法による観測装置が組み立てられ、初歩的な高角分解能天体観測が進められている。しかし、本格的な観測装置の開発には解決されなければならない問題も多い亊が明らかになった。結論として、JNLTの8年後の完成を考慮して、2ー3年間は横の連絡を保ちながらも各グル-プが独自の研究を進め、その後に本格的な観測装置を制作し観測研究するための重点領域研究に発展させる方向で検討することになった。
刺激に応答する物質輸送システムの開発に関する研究

生体系における高効率の物質輸送を人工的に再構築する目的で、本年度は下記の2点について重点的に研究した。1.カリックスアレーンを用いるウラニルイオン(UO_2^<2+>)の認識UO_2^<2+>は擬平面5、6配位構造をとる珍しい金属イオンである。この現象を利用すると、平面5、6配位に前組織化された環状配位子はUO_2^<2+>を選択的に結合することが期待される。この仮説を立証するためθ-カルボキシル化P-t-ブチルカリックス〔n〕アレーン(n=48)によるUO_2^<2+>の液々抽出を実施した。その結果、5、6量体のみが高いUO_2^<2+>抽出能を示し、UO_2^<2+>選択性とUO_2^<2+>の分子軌道構造の間に相関関係が存在することが明らかとなった。液膜系においてθ-カルボキシル化p-t-ブチルカリックス〔5(あるいは6)〕アレーンをイオン輸送担体に用いた場合も同様の傾向が認められた。2.高分子-液晶複合膜系における刺激応答のUO_2^<2+>輸送高分子とN-4'-エトキシベンジリデン-4-ブチルアニリン(EBBA)より複合膜を作製しθ-カルボキシル化カリックス〔6〕アレーンを液晶相に溶解させた。この複合膜系においては、結晶-液晶相転位温度(32°C)の上下でUO_2^<2+>の輸送速度が劇的に変化し、温度による輸送速度の制御が可能であることが明らかとなった。また、θ-カルボキシル化カリックス〔6〕アレーンのUO_2^<2+>抽出能のpH依存性を利用して、中性水溶液から塩基性水溶液へUO_2^<2+>を能動輸送できることも明らかとなった。能動輸送速度はpH勾配に比例し、pHを刺激源とする輸送速度の制御が可能となった。以上の結果より、UO_2^<2+>イオンを選択的に抽出、輸送し、かつその速度を刺激により制御する系が新たに構築された。
自己免疫性自律神経節障害の「多様性」に関する多角的研究

自己免疫性自律神経節障害は自律神経系が免疫異常の標的となる比較的新しい疾患概念である.本症では抗自律神経節アセチルコリン受容体抗体は病原性自己抗体として病態の鍵となる役割を果たす.自己免疫性自律神経節障害は自律神経系外の症候や膠原病などの併存,小児症例が存在する.こういった「多様性」が本症の診断しにくさ,難治化につながっている.本研究では1)自己抗体の病原性検証,2)病態モデル開発,3)小児症例,膠原病症例における臨床的特徴の解析,を遂行する.「複雑な病態と臨床像=多様性」への多角的アプローチが自己免疫性自律神経節障害の診断基準作成,治療ストラテジーの確立に貢献すると考えられる.自己免疫性自律神経節障害は自律神経系が免疫異常の標的となる比較的新しい疾患概念である.本症では抗自律神経節アセチルコリン受容体抗体は病原性自己抗体として病態の鍵となる役割を果たす.自己免疫性自律神経節障害は自律神経系外の症候や膠原病などの併存,小児症例が存在する.こういった「多様性」が本症の診断しにくさ,難治化につながっている.本研究では1)自己抗体の病原性検証,2)病態モデル開発,3)小児症例,膠原病症例における臨床的特徴の解析,を遂行する.「複雑な病態と臨床像=多様性」への多角的アプローチが自己免疫性自律神経節障害の診断基準作成,治療ストラテジーの確立に貢献すると考えられる.
時間生物学を基盤とする急性期脳卒中患者の生体リズムを調整するための看護技術の開発

急性期脳卒中患者の機能予後の改善に着目した看護技術の開発を目指し取り組んだ。現在までに得られた我々の研究結果および既存研究結果の再検討、ならびに最新知見の情報収集にあたった。結果、以下の3点が示唆された。1)救急・クリティカルケアの医療と看護の分野で、本研究のカテゴリーである睡眠管理は萌芽期にある、2)入院時の栄養状態・人工呼吸器装着の有無・合併症発症の有無は、急性脳卒中患者の機能的予後に影響することを追記する、3)看護が急性脳卒中患者の機能予後の改善に寄与するためには、i)個々の被験者の周期リズムを捕捉すること、ii)発症後2日以内に看護介入を開始して振幅を改善することが重要である。本研究の目的は、脳卒中患者の急性期における概日リズム(以下、CR)を捉え、概日リズムの維持または健康レベルに変化させ得るCR調整看護ケアプログラムを開発することにある。本年度は、以前より継続している脳卒中患者の急性期における生体リズムのデータ解析と介入プログラム案を策定した。1.脳卒中急性期にある患者3名について、48時間連続1分間隔で心電図(R-R間隔)を測定した。得られた連続データは最大エントロピー法(MEM)によるスペクトル解析と非線形最小二乗法(LSM)によるあてはめ解析を行った。対象患者の意識レベルはJapan Coma ScaleII-20、IIー30、III-100であった。結果、i)3名の生体リズムはいずれも発症に近い時期には、変化の少ないMesorとAmplitudeが示され、これまで得られたデータと同様の結果を示した。ii)周期リズムの平均は1250時間と様々であったが、いずれの患者においても、顕著ではないながらも24時間を示すパワースペクトラム密度(PSD)は消失せずに維持されていた。iii)III-100の意識レベルを示した患者の24時間を示すPSDは、他の2名に比べて不明瞭であった。2.すでに作成していた介入プロトコールには、刺激の周期性の確保という点で課題があったことを踏まえ、病院環境や治療上の制約条件を考慮した介入研究プロトコールの改善を試みている。平成26年度はプレテストおよび介入実施によるデータ収集を予定している。本研究の目的は、脳卒中の急性期患者の生体リズムを整える看護ケアプログラムの開発にある。本年度までに、脳卒中急性期患者の生体リズムのデータ解析、既存文献からのエビデンスを参考に看護ケア介入プログラム案を策定した。これまでの経過を踏まえ、本年度は、以下のことを実施した。1.看護ケア介入プログラム策定にあたり、課題となっており、かつ修正可能な病院環境という条件(治療その他によって、患者の1日の生活リズムが一定でない)を考慮した看護ケア介入プログラムに修正した。2.安全性の確認、および看護ケア前後の循環動態と自律神経活動の変化を確認するプレテストとして、健康な成人40代の男性1名、女性1名(いずれもボランティア)を対象にそれぞれ半日間の看護ケア介入プログラムを実施した。結果、1循環動態の変動は自律神経活動と連動して変化するものの急激な血圧の変化等の危険性は認められなかった、2仰臥位での足浴実施には対象者の協力が必要となり、意識障害患者に対して実施する場合は、下腿部の温罨法等の他の手段での実施変更が実用的だと考えられた、3様々な刺激(音楽、臭い、皮膚刺激、温熱刺激)の中で、特に皮膚刺激(マッサージ)と温熱刺激に対する副交感神経活動の活性化には有効であった、の3点が確認された。3.本研究に関連ある学術集会に参加して、慨日リズムに着目した一般演題や交流集会での質疑を通して意見交換し、本看護ケア介入プログラムに追加可能なケアの有無について検討した。以上のことを踏まえ、平成27年度は、11名の患者へのプレテスト介入を実施した後、2510名の患者を対象に看護ケア介入プログラムを実施し、3得られたデータの分析を行い、4最終的に現段階のエビデンスに基づく脳卒中急性期患者の生体リズム調整看護プログラムの完成を目指す。本研究の目的は、脳卒中の急性患者の生体リズムを整える看護ケアプログラム開発にある。基礎的な準備は整ったものの、本年度の介入に関する計画は遅延したため、主に以下のことを実施した。1.過去に収集したデータについて、自律神経活動の成分解析を行い、概日リズムとの関連性を検討した。結果、脳卒中急性期で重篤な病態にある患者では24時間のリズムはかろうじて残るものの、交感神経・副交感神経活動にはいずれも規則性は認められなかった。こうした現象のメカニズムを解明するためにも、今後は概日リズムに加え、交感神経・副交感神経活動についても同時解析していく必要がある。2.引き続き関連学会の交流集会等に参加し、意見交換をした。平成28年度は、1最低5名の患者を対象に看護介入プログラムを実施する、2得られたデータについて、生体リズムと自律神経活動の成分解析を実施する、3脳卒中の急性患者の生体リズムを整える看護ケアプログラムの完成を目指す。本年度は、1主任研究者と研究協力者の所属変更が重なり調整に時間を要した、2機材の不具合で収集したデータが保存できていなかった、3機材の修理に時間を要した、の大きく3点の理由で、計画より遅延している。本研究の最終目的は、脳卒中の急性期患者の生体リズムを整える看護ケアプログラム開発にある。平成28年度より介入研究開始予定であったが、該当患者の選定に苦慮し、また急性期で生命危機にある患者家族からの同意を得るまでに時間を要すなどの困難さ等を要因に研究実施状況が遅延した。

実質的に本研究が対象とする患者(脳卒中の超急性期にある患者)データの収集及び介入までに至らなかった。そこで、本年度は、患者家族の不安を少しでも軽減した形でのインフォームドコンセントの実施方法、および看護介入方法の再検討を中心にすえ、再度文献のブラウジング・倫理研修等への参加で研究環境を整えるための情報収集を実施した。結果、インフォームドコンセントに使用する様式(特に介入の実施の具体について)を視覚化できる形態に変更し、CNS等の協力を得られる研究体制の組み換えを検討した。平成29年度以降は、平成28年度検討した内容で本研究を実施していく。本研究は基礎的研究に続く臨床研究という位置づけにある。平成28年度においては明確な成果を生み出すまでには至らなかったが、本研究がその役割(基礎的研究に続く臨床研究)を担っていくためにも今後も継続し本研究を進めていく。急性期脳卒中患者の機能予後の改善に着目した看護技術の開発を目指し取り組んだ。現在までに得られた我々の研究結果および既存研究結果の再検討、ならびに最新知見の情報収集にあたった。結果、以下の3点が示唆された。1)救急・クリティカルケアの医療と看護の分野で、本研究のカテゴリーである睡眠管理は萌芽期にある、2)入院時の栄養状態・人工呼吸器装着の有無・合併症発症の有無は、急性脳卒中患者の機能的予後に影響することを追記する、3)看護が急性脳卒中患者の機能予後の改善に寄与するためには、i)個々の被験者の周期リズムを捕捉すること、ii)発症後2日以内に看護介入を開始して振幅を改善することが重要である。対象患者の確保に時間を要する課題がいぜん続いたため、1研究目的を脱しない範囲内で対象患者の条件を緩和する、に加え、2協力施設を追加していく(内諾済み)。本年度の進捗状況の遅延理由は概ね解決した。ただ、以前より継続課題となっている対象患者の確保については、協力施設の追加の対応もとったが、劇的な改善には至っていない。現在まで対象患者確保のために複数の施設でのデータ収集を試みてきたが、現実可能性を第一に考え、本年度は主任研究者の所属する施設の附属病院でのデータ収集に限定・集約して実施していく方向で調整する。7月からの看護介入プログラム実施を目指す。看護学1対象患者の確保に時間を要することで進捗の遅れがあるという課題が継続していたため、平成27年度は協力施設を追加して(内諾済み)、本格的な患者に対する介入プログラムのプレテストおよび本実施を目指す。2予定よりやや遅れているものの、健康な成人を対象とするプレテストを実施したことで、計画の段階では確認できなかった利便性の観点からの看護に必要な方法・物品選択への示唆が得られた。3平成27年度は新たな協力施設との打ち合わせを十分に行って9月までのプレテスト、11月までの本実施、にむけてタイムスケジュールをたて研究を遂行していく。対象患者の確保に時間を要することが最大の原因である。研究目的を逸脱しない範囲内での患者条件の変更についても再検討が必要と判断している。主任研究者と研究協力者の所属変更による調整期間、機材の不具合とその修理等に時間を要し、計画に遅延が生じたため、補助事業
データ中心型クラウドソーシングプラットフォームの高度化とその応用に関する研究

本研究では,アカデミアで共同利用可能なオープン型の高度クラウドソーシングプラットフォームを構築し,その上で,各応用分野の研究者と協力してクラウドソーシングの基礎および応用研究を推進した.プラットフォームは50か国以上からの参加者により一日に数千のタスクが処理されるものとなり,基礎研究に関しては,クラウドソーシングのためのワークフローやタスクの設計支援等,応用研究に関しては,図書館領域をはじめとする様々な分野において成果が得られた.研究計画の3つの柱のうち,本年度はアカデミッククラウドソーシングプラットフォーム構築に関する研究を中心に推進した.具体的には次の通りである.大規模アカデミッククラウドソーシングプラットフォームの構築と実運用に関する問題の発見と知見の入手については,実際に,クラウドソーシングプラットフォーム関係の設備とスクリプトモジュールを筑波大学,同志社大学,京都大学,九州大学,明治大学に設置し,様々な知見の入手を行った.具体的な課題設定によるクラウドソーシングの予備実験においては,災害情報分野において複雑なクラウドソーシングに関する実験を行い,その知見を発表した.アカデミアのためのクラウドソーシングプラットフォームにおけるインセンティブ構造に関しては,構築したクラウドソーシングプラットフォームを通じて知見を入手し,能動的な意志にあまり依存しない仕組みも重要であるとの結論に達した.その知見に基づき,クラウドソーシングタスクを実施可能な設備を日常空間に設置して歩行の「ついで」にタスクを実施するシステムの開発を行い,その設置および予備的実験を行った.クラウドソーシングに関する基礎研究に関しては,クラウドソーシングを記述するための抽象記述であるCTSアブストラクションに関してその表現力が大きいことを理論的に証明した.また,人と計算機を共に利用するデータ操作の基礎演算に関して,データ列挙,クラウドソーシング処理変換,解探索,タスク割当て制御に関する研究を進めた.以上のように,特に,構築したプラットフォームの実運用に基づき,今後の研究展開の手がかりを入手することが出来た.特に,本年度の重要な項目であったインセンティブ構造と,クラウドソーシングに関する基礎研究に関しても推進した.3月には,国内のクラウドソーシング研究に係わる研究者を集めてインフォーマルワークショップを開催した.昨年度に引き続き,構築したクラウドソーシングプラットフォームのこれまでの運用知見と研究成果に基づく機能拡充を行うと共に,並行して基礎,応用研究を推進した.大規模アカデミッククラウドソーシングプラットフォームの構築とこれまでの運用・研究成果に基づく機能拡充に関しては,マイクロタスクのWebへの埋め込みを強化したほか,翻訳機能などの国際化機能を充実させた.また,実行プロジェクトのパフォーマンスボトルネックを発見するためのプロファイラなどを実装し,複雑なクラウドソーシングプログラムのパフォーマンスチューニングを容易にした.クラウドソーシングに関する基礎研究に関しては,様々な問題をクラウドソーシングを用いて解決するための基礎研究の推進を行い,発表を行った.具体的には,クラウドソーシングにおけるインセンティブ構造の記述を支援する仕組みを理論的・実験的に示した論文を発表した.また,複雑な問題を解くための小さなタスク集合を生成する技術に関しては,不十分なデータから開始するデータグルーピングの問題を例に,実際のデータを用いた検証を行った.さらに,データ品質向上のためのタスクの文面改善の研究,床に投影したマイクロタスクの研究等に関しての成果が得られた.実プラットフォームを用いた応用研究の推進に関しては,連携研究者と共に,情報保障領域,自然災害領域,医学情報領域についてプロジェクトを推進し,それぞれ成果を得た.具体的には,人の出入りが制御できない状況を想定したクラウドソーシングによる情報保障支援手法,自然災害に関する航空写真を人間の力で効率的に統合する手法や,効率的な被災箇所発見につながるクラウドソーシングタスクの制御手法,また,健康等に関する仮説をクラウドソーシングで発見する手法などに関して成果が得られた.おおむね順調に進展していると考える理由は次の通りである.まず,大規模アカデミッククラウドソーシングプラットフォームの構築とこれまでの運用・研究成果に基づく機能拡充に関しては,計画通り,基礎研究の成果や実際のプロジェクト運営の知見を生かした機能拡充を順次進めているほか,国際化に関しても,登録ユーザの所属国数が40ヶ国になった.次に,クラウドソーシングに関する基礎研究の推進に関しては,計画の項目に書かれた内容に関して研究を進め,多くの項目において知見を得た.最後に,実プラットフォームを用いた応用研究の推進に関しては,情報検索領域,情報保障領域,自然災害領域についてプロジェクトを推進し,それぞれ成果を得た.これらの研究は開発したプラットフォームを活用する形で行われている.また,新たに医療情報額領域での研究を開始し,マンガ領域でのクラウドソーシング応用に関しても着手を開始した.本年度は,構築したクラウドソーシングプラットフォームのこれまでの運用知見と研究成果に基づく機能拡充を行うと共に,並行して基礎,応用研究を推進した.大規模アカデミッククラウドソーシングプラットフォームの構築とこれまでの運用・研究成果に基づく機能拡充に関しては,特に国際化機能の実現を中心に行った.具体的には,構築中のクラウドソーシングプラットフォームCrowd4Uが提供するプログラミング言語CyLogによる複雑なクラウドソーシングを実現する機能を利用して,クラウドソーシングのタスクの文面を翻訳するタスクを生成し,翻訳結果を,タスクを行うワーカによって動的・自動的に割り振る機能などの実現を行った.また,スマートフォンなどのスクリーンロックと連動したマイクロタスクの機能などを実現した.クラウドソーシングに関する基礎研究の推進に関しては,多様な環境にマイクロタスクを埋め込み,実行するための技術,特に日常空間におけるクラウドソーシングに関する研究,マイクロタスク文面の質問文改善に関する研究と,マイクロタスクを組み合わせて複雑な処理を行う研究を推進した.後者に関しては,情報収集を効率的に行う問題をデータベース分野でよく知られたスカイライン問合せの変種としてモデル化し,処理効率化が可能である事を示した.また,不完全な情報に基づくデータのグルーピングの問題を,人と計算機の力を合わせ解く事が可能である事を示した.

実プラットフォームを用いた応用研究の推進に関しては,情報検索領域,情報保障領域,自然災害領域について研究を推進した.自然災害領域については,人と計算機が助け合うことにより処理結果が向上する可能性を示した.情報保障領域については,クラウドソーシング技術を利用することにより,これまでは助けられる側と考えられていた聴覚障害者が,健常者を支援する立場になり得る可能性があることを指摘した.おおむね順調に進展していると考える理由は次の通りである.まず,大規模アカデミッククラウドソーシングプラットフォームの構築とこれまでの運用・研究成果に基づく機能拡充に関しては,計画通り,国内外への大学へのプラットフォーム設備の設置を継続して進めた.また,国際化機能をはじめととした各種機能の追加を実現した.次に,クラウドソーシングに関する基礎研究の推進に関しては,計画の項目に書かれた内容に関して研究を進め,多くの項目において知見を得た.最後に,実プラットフォームを用いた応用研究の推進に関しては,連携研究者と共に,情報検索領域,情報保障領域,自然災害領域についてプロジェクトを推進し,それぞれ成果を得た.今後は,ディジタルアーカイブ領域でのクラウドソーシング応用等に関しても検討を進める予定である.今年度は,国際的に展開したアカデミッククラウドソーシングプラットフォームを活用し,海外と連携したクラウドソーシングの基礎研究,およびそれらの成果を活用した応用の研究を推進した.具体的な成果は次のとおりである.まず,これまでの運用・研究成果に基づき,構築したプラットフォームの機能を拡張し,実行ログの生成方式の変更による管理の容易化,および複数のボトルネックの解消による全体のパフォーマンスアップを行った.クラウドソーシングに関する基礎研究に関しては,主に次の成果を得た.(1)人と計算機の知の融合に関するプログラミング言語を用いて表現力の理論的な解析を行い,その限界を明らかにした.(2)クラウドソーシングのためのマイクロタスクのインストラクションの改善自体をクラウドソーシングによって行う手法を開発し,有効性を示した.
高出力マイクロ波光源を用いた協同トムソン散乱による高速イオン計測手法の開発

本研究では磁場閉じ込めプラズマにおける高速イオンの計測手法として高出力マイクロ波光源であるプラズマ加熱用ジャイラトロンを用いた協同トムソン散乱システムを開発し、大型ヘリカル装置に適用した。協同トムソン散乱システムはイオンの熱的な運動が誘起する電子密度の揺らぎを計測し、計測したスペクトル形状からイオンの温度、及び密度を計測する手法である。本研究期間中に計測システムを完成させ信号の取得に成功した。詳細な物理解析を行うにはさらなる計測精度の向上が必要である。本研究では新しい高速イオンを空間分解良く高精度で計測する手法として高出力マイクロ波光源を用いた協同トムソン散乱による計測手法の開発を進めている。本研究は3年間の計画のうち最初の2年間で計測システムを完了し最終年度で物理データを取得することを目指す。高速イオンの温度、密度の局所計測手法の確立を第一の目的とし、付随して計測されるバルクイオンの計測もターゲットとする。平成21年度は32チャンネルの初期システムを立ち上げスペクトルの全体像を計測して次年度以降の本格システムの設計データを蓄積した。核融合科学研究所の大型ヘリカル装置(LHD)において加熱用の77GHz,1MWジャイラトロンを入射し、入射ジャイラトロンの周波数に対して+-3GHz程度の周波数広がりを持つ散乱信号を取得した。バルクイオンを反映する周波数の低い成分(^-+-0.6GHz)はイオン温度の増加に伴い、スペクトル幅が広がる傾向を観測し、イオン温度の上昇と定性的な一致を示した。一方、高速イオンの反映する高周波成分(+-0.6^-+-3GHz)は信号は小さいがジャイラトロンを周期変調することにより有意な信号を取得することができた。また、これら高周波成分はNBIの入射パワーをON-OFFした場合、パワーの変化に応じて信号強度が変化しており、定性的に計測信号が高速イオン成分を反映していることを観測した。バルクのイオン温度、高速イオンの密度を定量的に評価するために液体窒素で感度較正を行った。しかしながら、現状の較正値を用いたバルクイオン温度および高速イオン密度の定量的評価は評価エラーが大きく、他計測とのクロスチェックに至っていない。平成22年度はバルクイオンを計測する低周波成分についてはチャンネルを増設すること、および高速デジタルオシロスコープにより連側的なスペクトルを計測しバルクイオンの計測精度の向上を目指す。一方、高速イオン密度を反映する高周波成分は背景ノイズの影響を定量的に評価するために散乱体積をゼロから最大までスキャンできるシステムに改造し、この領域においても散乱信号を局所的に計測できていることを確認する。平成22年度の研究では計測手法の確立を目指し、検出器計の改良として、フィルターバンクのチャンネル増設と高速デジタルオシロスコープによるスペクトルの詳細計測、およびアンテナ駆動機構の改造による放電中の散乱体積スキャンによる局所信号取得の確認を試みた。新しい検出システムは稼働し、詳細なスペクトルの検出に成功した。散乱体積をゼロから最大までスキャンして、散乱信号強度の変化を計測した。その結果、散乱体積が最大になるアンテナ位置では散乱信号も最大になるが散乱体積をゼロにしても散乱信号がゼロにならなかった。これは、局所的な散乱光強度以外に真空容器内で反射した入射マイクロ波による散乱光が迷光として混入していることを示唆している。平成22年度の実験では後方散乱のため、迷光の影響を受けやすいことが考えられ、平成23年度では90度散乱のシステム、および散乱体積の後方にマイクロ波の吸収層を設定し、これにより、迷光の低減を行うことを目指す。新しい結果としては垂直ビーム入射による低域混成波の計測に成功した。これは、本研究の目的としている高速イオンを直接計測するものではないが、高速イオンの挙動を理解するのに重要な計測結果である。平成22年度で目標としていた計測手法としての確立はまだ達成されていない。平成23年度は迷光を低減し、局所信号を計測していることを確認し、その後物理データの取得を目指す。協同散乱システムを改造し、散乱角度を90度にしてトロイダル方向に入射される速イオン球分を感度良く計測できる配位とした。また、アンテナを1放電中に駆動し散乱体積をゼロから最大まで変化させるシステムを開発した。その結果、散乱体積が最大となるアンテナ位置で散乱信号が大きくなるが、それ以外のアンテナ位置でも二次的に信号が大きくなるところが分かった。二次的な信号強度の増大は入射したマイクロ波が真空容器内で反射しそれが引き起こした散乱光を受光している可能性が高い。よって、アンテナの位置は最適位置を確認して設定する必要があることが分かった。高速サンプルによるデータ取得によりスペクトルの詳細計測が可能になり、下記のことが明らかになった。ECEの背景光を除去するためにはジャイラトロンの発振を周期的にOn-OffしCE背景光差し引く必要があるが、On時の直後、Off時の直前にジャイラトロンの発振周波数より2GHz程度離れたところに寄生発振が生じていること、およびその後発振中に20MHz程度ジャイラトロンのパルス中に周波数がシフトしていることが分かった。

前者はジャイラトロンの発振条件を決める磁場強度を調整することにより取り除くことができた。一方後者は完全に除去できなかったが20MHz程度のシフトに対してバルクイオンのスペクトルでも0.5GHz程度ありスペクトルの評価にシフトはほとんど影響を与えないことが分かった。バルクイオンについてはNBI加熱パワーの増大し、イオン温度が増加するとともにとともに+-0.5GHz領域のスペクトル幅が広がることが分かった。+-0.5GHz以上の高速イオンは理論計算で予測される非対称のスペクトルを計測した。しかし、現在のところ、ECE背景光の除去が完全でないこと取得実験データが眼られていること、いずれも定量評価には至っておらず今後開発を引き続き進める必要がある。
EBNにもとづく看護技術における「熟練した手の使い方」の可視化と学習システム開発

本研究は,看護技術における「熟練した手の使い方」をエビデンスにもとづいて可視化し,「熟練した手の使い方」を修得するための学習システムの開発を目的に,以下を段階的に明らかにする.1.エビデンスにもとづく看護技術における「熟練した手の使い方」の可視化援助を受ける対象に安楽さをもたらす手指・手掌の接触部位にかかる力の値と,その力の値に関連する重心の高さや関節の角度等の変数を明らかにする.2.「熟練した手の使い方」を修得するための学習システムの開発「熟練した手の使い方」を示す力の値と,その力の値に関連が認められた変数を確認しながら自己練習できる学習システムを開発し有効性を検証する.本研究は,看護技術における「熟練した手の使い方」をエビデンスにもとづいて可視化し,「熟練した手の使い方」を修得するための学習システムの開発を目的に,以下を段階的に明らかにする.1.エビデンスにもとづく看護技術における「熟練した手の使い方」の可視化援助を受ける対象に安楽さをもたらす手指・手掌の接触部位にかかる力の値と,その力の値に関連する重心の高さや関節の角度等の変数を明らかにする.2.「熟練した手の使い方」を修得するための学習システムの開発「熟練した手の使い方」を示す力の値と,その力の値に関連が認められた変数を確認しながら自己練習できる学習システムを開発し有効性を検証する.
マウスの唾液腺幹細胞の分離

組織幹細胞はbromodeoxyuridineラベルを長期間保有するが、このような細胞(BrdULRC)はラットの顎下腺では介在部導管と排出導管に存在する。BrdULRCはマウスの顎下腺の介在部導管にも存在した。介在部導管細胞はCD29、CD49f、CD117陽性で幹細胞であることが示唆された。しかしながらCD117陽性唾液腺細胞はin vitroで幹細胞の特徴である球状の細胞塊を形成しなかった。以前我々はラットを用いて顎下腺にbromodeoxyuridine長期保有細胞(BrdU-LRC)を出現させ、腺房/導管細胞マーカーであるkeratin18(K18)と筋上皮細胞マーカーであるα-smooth muscle actin(αSMA)が共に陰性のBrdU-LRCが唾液腺の幹細胞であることを示した。今回BrdU、K18、αSMAと既知の組織幹細胞マーカーに対する抗体を用いた多重免疫組織染色を行うことにより、この未熟なBrdU-LRCのマーカーの決定を試みた。実験動物として、各種幹細胞の研究が最も進んでおり、さらにこれらの細胞に対する抗体が豊富に存在するマウスを選んだ。唾液腺に関する研究は従来からラットが主体でマウスに関する情報は比較的少ないが、同じげっ歯類であること、さらに組織構造が類似していることから、ラットのプロトコールに従ってマウスの顎下腺にK18-αSMA-BrdU-LRCを出現させることを試みた。この結果BrdU強陽性細胞が多く出現して、これらがノイズとなって求めるBrdU-LRCの同定が困難であった。さらにマウスの顎下腺はK18を発現していなかった。前者に関してはマウスの顎下腺の発生がラットより少し先立つためと考えられ、BrdUの投与方法を検討したところ生後1週から3日間の投与が妥当であることが判明した。またK18に代わりうる腺房/導管細胞マーカーとしてKl8のペアーであるK8を調べたが、マウスの唾液腺では陰性であった。幹細胞と考えられるBrdU-LRCは終末部と排出導管に存在するBrdU強陽性細胞であることから、これら細胞の各種幹細胞マーカーの発現を調べた。現在までintegrinα6(CD49f)、integrinβ1(CD29)、c-Kit(CD117)、laminin-1、Musashi-1を調べたがいずれも陰性であった。発生中あるいは再生中の組織をbromodeoxyuridine (BrdU)でラベルした場合、長期間経過した後もBrdUでラベルされている細胞((BrdULRC))が存在する。このような細胞のうち未分化なものは組織幹細胞で、ラットの顎下腺では腺房/導管細胞マーカーであるkeratin18と筋上皮細胞マーカーであるα-smooth muscle actin (αSMA)が共に陰性の未分化なBrdULRCが介在部導管と排出導管に存在する。同様の細胞はマウスの顎下腺の介在部導管にも存在し、腺房細胞マーカーであるaquaporin5と筋上皮細胞マーカーであるαSMAが共に陰性であることを示してきた。そこでこの細胞の既知の幹細胞マーカーの発現を未固定・凍結標本を用いた免疫組織化学で調べたところCD29、CD49f、CD117は陽性であるがCD44、CD133、Sca-1、Misashi-1は陰性であった。陽性マーカーのうちCD29とCD49fは唾液腺細胞の殆ど全てが発現するのに対し、CD117は介在部導管に比較的選択的に発現されていた。つぎにCD117をマーカーとしてマウスの顎下腺から細胞を分離して血清不含培地内での浮遊培養を行った。すなわち(1)全細胞、(2)成熟造血細胞(Lineage^<pos>細胞)、(3)Lineage^<neg>CD117^<pos>細胞、(4)lineage^<neg>CD117^<neg>細胞の4つの細胞集団に分けて培養したところ、(1)の細胞集団のみが幹細胞の特徴である球状の細胞塊salisphereを形成した。
F-18フッ化ナトリウムによる甲状腺癌骨転移検索治療効果判定に関する研究

甲状腺癌にて甲状腺全摘後骨転移を有する患者にF-18フッ化ナトリウム(NaF)による骨ポジトロンCT検査(以下骨PET)とTc-99m-HMDPによる従来の骨シンチ検査を行い比較評価した。視覚的評価においては、骨PETは病変描出能、分解能、集積態度のすべての項目において良で骨シンチよりも優れていた。定量的にも、骨PETは、骨転移と変形性関節症の鑑別が可能であり、骨PETによる甲状腺癌骨転移の評価は通常の骨シンチによる評価よりも容易であり定量性も高い可能性が認められた。F-18フッ化ナトリウムの骨シンチ製剤としての検出能を調べるために甲状腺癌患者3例を含む5名にF-18フッ化ナトリウムによる骨ポジトロンCT検査(以下骨PET)と4例にTc-99m-HMDPによる従来の骨シンチ検査を行った。投与量は骨PETが185MBq、骨シンチは740MBqであった。撮像は骨PETが島津製作所社製PETカメラ・エミネンスBを用い投与90分後に全身を約20分で撮像した。診断はMIP像で行なった。骨シンチはADAC社製シンチカメラ・Forteを用い投与3時間後に全身像、胸部腹部のSPOT像を撮像し評価した。判定は核医学医3名で行なった。結果は、骨転移診断については、骨PETを行なった5例のうち2例において骨転移病巣が明瞭に指摘できた。骨シンチでは上記2例のうち1例では骨転移を明瞭に描画できたが1例では不明確であった。正常骨の集積については、骨PET5例で正常骨における生理的集積が明確に描画可能であったが、骨シンチ4例においては2例が明確に描画できたものの2例は集積が不均一であった。分解能の評価については、骨PET全例で手指骨や足根骨など解剖学的に細かな骨すべてが明確に描画されたが骨シンチでは4例とも手指骨や足根骨など解剖学的に細かな骨の分離が困難であった。軟部組織など骨外の集積に関しての軟部集積の評価では、骨PETでは、5例とも軟部の集積が低く骨の集積が明瞭に区別可能であった。一方、骨シンチでは2例で軟部の集積が低く骨の集積が明瞭に区別可能であったが、残りの2例では軟部集積が強く一部で骨と軟部との集積の区別が困難であった。13名(男性7名、女性6名、平均年齢64歳43歳81歳、男性5名、女性7名は甲状腺癌にて甲状腺全摘後骨転移を有する患者、男性2名は正常ボランティア)に14回のF-18フッ化ナトリウム(KaF)による骨ポジトロンCT検査(以下骨PET)と12名にTc-99m-HMDPによる従来の骨シンチ検査を行った。骨PETは、F-18NaFl85MBq静注1時間後に全身撮像しMIP像を作成、骨シンチは、Tc-99m-HMDP740MBq静注3時間後全身撮像し全身像、胸腹部のSPOT像を作成した。すべての画像は診断ワークステーション上の高精細モニターを用いて評価した。視覚的評価として、病変描出能、分解能、集積態度(軟部集積と正常の骨集積の程度の差)の3点について良・可・不可の3段階評価を行なった。定量的には、骨PET、骨シンチ画像上で、骨転移、変形性関節症を示す集積に関心領域を設定しその値を算出し比較評価した。視覚的評価においては、骨PETは病変描出能、分解能、集積態度のすべての項目において良であったが、骨シンチは、病変描出能で、良1例,可10例、不可1例、分解能では可12例、集積態度では、良11例、可1例であった。定量的には、骨PETでは、病変部count/正常骨countにて評価を行なうと骨転移のスコア3.6±1.4、変形性関節症2.8±1.0であり、両者の間に統計学的有意差(P<0.05)が認められ両群の鑑別が可能であったが、骨シンチにおいては、骨転移のスコア1.8±0.7、変形性関節症2.0±0.8で有意差は見られなかった。以上より、骨PETによる甲状腺癌骨転移の評価は通常の骨シンチによる評価よりも優れていると考えられた。骨PETを、男性7名、女性7名(平均年齢64歳《43歳81歳》、男性5名、女性7名は甲状腺癌にて甲状腺全摘後骨転移を有する患者、男性2名は正常ボランティア)の合計14名に16回のF-18フッ化ナトリウム(NaF)による骨ボジトロンCT検査(以下骨PET)と12名にTc-99m-HMDPによる従来の骨シンチ検査を行った。

骨シンチは、Tc-99m-HMDP 740MBq静注3時間後全身撮像し全身像、胸腹部のSPOT像を作成、骨PETは、F-18NaF 185MBq静注1時間後に全身撮像しMIP像を作成した。すべての画像は診断ワークステーション上の高精細モニターを用いて評価した。定量的には、骨PET、骨シンチ画像上で、骨転移、変形性関節症を示す集積に関心領域を設定しその値を算出し比較評価し、視覚的評価として、病変描出能、分解能、集積態度(軟部集積と正常の骨集積の程度の勘の3点について良・可・不可の3段階評価を行なった。視覚的評価においては、骨PETは病変描出能、分解能、集積態度のすべての項目において良であったが、骨シンチは、病変描出能で、良1例,可10例、不可1例、分解能では可12例、集積態度では、良11例、可1例であった。定量的には、骨PETでは、病変部count/正常骨countにて評価を行なうと骨転移のスコア3.6±1.4、変形性関節症2.8±1.0であり、両者の間に統計学的有意差(P<0.05)が認められ両群の鑑別が可能であったが、骨シンチにおいては、骨転移のスコア1.8±0.7、変形性関節症2.0±0.8で有意差は見られなかった。骨PETによる甲状腺癌骨転移の評価は通常の骨シンチによる評価よりも容易であり定量性も高い可能性が認められた。
リソゾーム酵素異常による代謝障害の病因・病態解析

リソソームは、代謝物質の細胞内消化の役割を担っているが、リソソームおよび酵素の生成、運搬などに関しては不明な点が多い。またリソソーム病の酵素欠損の実態や病態も不明な点が多く、治療も確定されていない。本研究班ではリソソームに関する基礎的な研究、リソソーム酵素の異常に関する研究、さらに蓄積物質に関する研究を行ってリソソーム病の解明にとり組んだ。1.基礎的研究小川はアクチンフィラメントがリソソームラッッピングのみならず貧食にも重要な役割を果すことを示唆した。加藤は酸性ホスファターゼの生合成、細胞内プロセシングを研究し、リソソームで47Kの膜酵素から42Kの可溶酵素となるこことを示した。柴田は培養細胞にアミノグリコシドを加えることによりミエロイドボディーが形成されることを認めた。栗山はニューロンとオリゴデンドログリアの機能的関連を研究するために両者を混合培養し、これらがin vivo脳にみられるものと極めて類似することを示した。2.リソソーム酵素に関する研究宮武はシアリダーゼ,β-ガラクトシダーゼ,32K蛋白の相互関係を明らかにした。垂井は糖原病【II】型にみられる空胞リンパ球の動態を電顕を用いて明らかにした。藪内はI-cell病の病態を明らかにするために、リンパ芽球様細胞のリソソーム酵素の動態をしらべ、マンノース6リン酸以外の酵素認識の構造があることを明らかにした。3.蓄積物質に関する研究脊山は腱黄色腫の病態を研究するためマウスにコレスタノールを投与した結果、小脳では時間とともに蓄積の程度が強くなるが、16週では組織変化を認めなかった。飯田は【GM_1】の生体内代謝を調べ肝でセラミドをへてスフィンゴミエリンの合成に再利用される事を明らかにした。鴨下はリソソーム病患者の血液と脳の分析を行い、ドリコールが高値となることを認めた。
催石性胆汁が胆道癌発癌に与える影響についての実験的検討

本研究は,催石性胆汁が胆道癌発癌に与える影響を解明することを目的として,ハムスター誘発胆道癌(肝内胆管癌)モデルにおいて,胆石形成食投与による組織学的変化,細胞増殖活性の変化とともに遺伝子レベルの変化を検討した.7週齢の雌性ゴールデンハムスターを普通食と胆石形成食投与群に分け,N-nitrosobis(2-oxopropyl)amine(BOP)10mg/kg bodyを週1回9週皮下投与した.BOP投与開始後,それぞれ11週後と18週後に犠牲死させ,組織学的変化およびK-ras遺伝子変異(PCR-RFLP法)の検討を行なった.ハムスターあたりの肝内胆管癌発生個数は,18週の群では普通食群が0.4±0.5個(平均±SD),胆石食が2.2±1.3個と,胆石食で有意に癌の発生頻度が高かった(P<0.05).K-ras変異の陽性率は肝内胆管癌で55.6%(5/9),嚢胞状肝内胆管増生で15.0%(3/20)であった.以上より,催石性胆汁は肝内胆管癌の発生を促進する可能性が示唆された.また,肝内胆管癌の発癌にK-ras遺伝子変異が関与し,嚢胞状胆管増生は前癌病変である可能性が示された.他の誘発胆道癌モデルでも催石性胆汁が肝内胆管癌の発生を促進することを証明するため,1,2-dimethyl-hydrazine(DMH)でも同様の実験を終了しており,現在解析中である.また,催石性胆汁の肝内胆管癌誘発機序を明らかにするために,組織学的および分子生物学的検討を行なっている.この研究,膵胆管合流異常をともなわない誘発胆道癌(肝内胆管癌)モデルにおいて,催石性胆汁が胆道粘膜に与える影響を,組織学的変化および細胞増殖活性の変化とともに遺伝子レベルの変化をとらえることによって解明することを目的として,以下のように実験をすすめている.7週齢の雌性ゴールデンハムスターを用い,胆石形成食投与および1,2-dimethyl-hydrazine(DMH)投与群(n=7),普通食およびDMH投与群(n=7),胆石形成食のみ投与群(n=7),対照群(n=6)の4群に分けた.DMHの投与は20mg/kg bodyを,週1回,連続10週皮下投与した.20週および30週後に犠牲死させ,肝,胆嚢および肝外胆管を膵,十二指腸とともに一塊に摘出する.20週後の群はすでに摘出し標本を作成した.肉眼的に明らかな腫瘍形成はみられなかったが,HE染色,粘液染色,MIB labeling index(免疫染色),K-ras遺伝子変異(PCS-RFLP法),p53蛋白の異常発現(免疫染色)の検討をすすめている.30週後の群は現在継続飼育中である.本研究は,催石性胆汁が胆道癌発癌に与える影響を解明することを目的として,ハムスター誘発胆道癌(肝内胆管癌)モデルにおいて,胆石形成食投与による組織学的変化,細胞増殖活性の変化とともに遺伝子レベルの変化を検討した.7週齢の雌性ゴールデンハムスターを普通食と胆石形成食投与群に分け,N-nitrosobis(2-oxopropyl)amine(BOP)10mg/kg bodyを週1回9週皮下投与した.BOP投与開始後,それぞれ11週後と18週後に犠牲死させ,組織学的変化およびK-ras遺伝子変異(PCR-RFLP法)の検討を行なった.ハムスターあたりの肝内胆管癌発生個数は,18週の群では普通食群が0.4±0.5個(平均±SD),胆石食が2.2±1.3個と,胆石食で有意に癌の発生頻度が高かった(P<0.05).K-ras変異の陽性率は肝内胆管癌で55.6%(5/9),嚢胞状肝内胆管増生で15.0%(3/20)であった.以上より,催石性胆汁は肝内胆管癌の発生を促進する可能性が示唆された.また,肝内胆管癌の発癌にK-ras遺伝子変異が関与し,嚢胞状胆管増生は前癌病変である可能性が示された.他の誘発胆道癌モデルでも催石性胆汁が肝内胆管癌の発生を促進することを証明するため,1,2-dimethyl-hydrazine(DMH)でも同様の実験を終了しており,現在解析中である.また,催石性胆汁の肝内胆管癌誘発機序を明らかにするために,組織学的および分子生物学的検討を行なっている.
極めて大規模な重み付き部分Ｍａｘ－ＳＡＴ問題に対する新しいソルバーの開発

本研究では,極めて大規模な重み付き部分Max-SAT問題を1)分散環境で解くアルゴリズムと2)集中環境で解くアルゴリズムの2つを開発した.また,3)プライバシーを確保したセキュアな分散環境で解くためのプロトコルを検討した.1)本研究では,極めて大規模な重み付き部分Max-SAT問題を分散環境で解くためのプロトコルである分散ラグランジュ緩和プロトコルの改良版「分散ラグランジュ緩和プロトコルのためのバンドル法」に対する数値実験を大幅に増強し,極めて大規模な問題例に対して,分散環境特有の情報遅れが発生してもシステム全体の性能には影響を及ぼさないことを実験的に明らかにした.この研究成果を人工知能学会論文誌において発表した.2)本研究では,まずMulti-MaxSATという既存のソルバーに着目した.このソルバーは,原問題を部分問題に分解し,各部分問題の最適値および最適解を厳密解法によって繰り返し求めることによって,原問題の最適値および最適解を探索する.新しいアルゴリズムでは,部分問題の求解に非厳密解法を用いることで大幅に計算コストを低減させると共に,半ラグランジュ緩和法を用いて極めて最適値に近い値を導出できることを実験的に明らかにした.この成果を2015年度人工知能学会全国大会(第29回)で発表した.3)分散Max-SAT問題に対する相関均衡点を利用したセキュアな意思決定について検討した.本研究ではブラックボックスリダクションアルゴリズムに基づくアルゴリズムを提案し,その理論的な解析を行った.この研究成果は,2016年度人工知能学会全国大会(第30回)において発表予定である.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は, 1)極めて大規模な重み付き部分Max-SAT問題を分散環境で解くための基盤となる分散ラグランジュ緩和プロトコルの改良, 2)集中環境で同様の問題を解くための新しいアルゴリズムの開発を行った.1)既存の分散ラグランジュ緩和プロトコルは,ラグランジュ乗数を更新するアルゴリズムとして劣勾配法を使用していた.本研究では,分散ラグランジュ緩和プロトコルにバンドル法が適用可能であることを示し,劣勾配法と比較してより高速に,かつより良い質の下界値を得られることを明らかにした.この研究成果を国際ワークショップであるAAAI-15 Workshop on Planning, Search, and Optimization (PlanSOpt-15)で発表した.2)本研究では,Multi-MaxSATという既存のソルバーに着目した.このソルバーは,原問題を部分問題に分解し,各部分問題の最適値および最適解を厳密解法によって繰り返し求めることによって,原問題の最適値および最適解を探索する.新しいアルゴリズムでは,部分問題の求解に厳密解法ではなく非厳密解法を使用した.また,半ラグランジュ緩和という手法を用いて問題を再定式化した.実験の結果,新しいアルゴリズムは既存のアルゴリズムに比べて大幅に計算コストを低減させることができ,かつ極めて最適値に近い値を導出できることが明らかとなった.このアルゴリズムは,次年度において開発予定である集中厳密解法の礎となる重要な成果である.この成果をWorkshop for Computational Techniques for Sustainability and Resilienceで発表した.本研究では,極めて大規模な重み付き部分Max-SAT問題を1)分散環境で解くアルゴリズムと2)集中環境で解くアルゴリズムの2つを開発した.また,3)プライバシーを確保したセキュアな分散環境で解くためのプロトコルを検討した.1)本研究では,極めて大規模な重み付き部分Max-SAT問題を分散環境で解くためのプロトコルである分散ラグランジュ緩和プロトコルの改良版「分散ラグランジュ緩和プロトコルのためのバンドル法」に対する数値実験を大幅に増強し,極めて大規模な問題例に対して,分散環境特有の情報遅れが発生してもシステム全体の性能には影響を及ぼさないことを実験的に明らかにした.この研究成果を人工知能学会論文誌において発表した.2)本研究では,まずMulti-MaxSATという既存のソルバーに着目した.このソルバーは,原問題を部分問題に分解し,各部分問題の最適値および最適解を厳密解法によって繰り返し求めることによって,原問題の最適値および最適解を探索する.新しいアルゴリズムでは,部分問題の求解に非厳密解法を用いることで大幅に計算コストを低減させると共に,半ラグランジュ緩和法を用いて極めて最適値に近い値を導出できることを実験的に明らかにした.この成果を2015年度人工知能学会全国大会(第29回)で発表した.3)分散Max-SAT問題に対する相関均衡点を利用したセキュアな意思決定について検討した.本研究ではブラックボックスリダクションアルゴリズムに基づくアルゴリズムを提案し,その理論的な解析を行った.この研究成果は,2016年度人工知能学会全国大会(第30回)において発表予定である.本研究の目的は,極めて大規模な重み付き部分Max-SAT問題の問題例を扱えるようにするため,新しいソルバーを開発することによって求解性能を向上させることである.開発するソルバーは,集中/並列/分散環境における非厳密解法および集中/並列環境における厳密解法である.まず,分散環境における非厳密解法の基盤となる分散ラグランジュ緩和プロトコルにおいて,バンドル法を実装することで,大幅な性能の向上を達成した.これにより,極めて大規模な問題例を分散環境で扱えるようになった.次に,集中環境において,極めて最適値に近い値を導出できる新しいアルゴリズムを開発した.