hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
DNA複製フォーク進行阻害による組換え誘発機構の解析

体細胞分裂期組換えは、複製途中に起きるDNAダメージの修復等に重要な役割を持ち、姉妹染色体間で優先的に起こる事が知られている。しかし、完全に同一な姉妹染色体間での組換えは結果としてrearrangementが起きず、組換え検出系では捕らえにくい事、さらに組換えのホットスポットが知られていない事等からその機構については未だ不明な点が多い。体細胞分裂期組換えとその開始機構を調べるため、出芽酵母rDNAタンデムリピート内で起きる2つのタイプの組換えを、各々の組換え体を検出する事により調べた。第一に姉妹染色体間組換えをUnequalSister Chromatid Recombinationにより生じるrearrangementを、挿入したマーカーが重複したシグナルを検出する事により調べた。その結果、rDNAクラスターでは頻繁に姉妹染色体間組換えが起きている事、またこの組換えは姉妹染色体間の互いに近いリピート間で最も頻繁に起きる事、さらにRAD52及びFOB1(rDNAクラスターでの複製フォークブロックに必要な因子)遺伝子が必要で在ることが分かった。またrDNAの一部の配列を欠失させた細胞で姉妹染色体間組換え体形成を定量することにより、rDNAリピート内のNon-Transcribed Spacer領域で組換え開始反応が起きていることが示唆された。第二に、リピート内でpop-outタイプの組換えをcircular rDNAを検出する事により調べた。その結果、染色体内の互いに近いリピート間での組換えが最も頻繁に起きること、またRAD52,FOB1遺伝子が必要であることが分かった。さらに姉妹染色体間組換え及びpop-out組換えによる組換え体形成頻度は共にFOB1遺伝子のコピー数に依存して増加する事、またこれに伴って染色体上のrDNA clusterの長さが変化する事が分かった。以上の結果から、rDNA領域では複製フォークがFoblpに依存してブロック部位で止まり、それによって組換え反応が誘発されるモデルを提唱した。またRad52pによるDNA鎖交換反応はリピートの近傍でもっとも頻度よく起きる事が明らかとなった。さらに、rDNAクラスターのダイナミックな動態と、組換えによるrDNAコピー数の調節機構の存在を示した。これらの結果をまとめて投稿中である。出芽酵母の体細胞分裂期の組換えホットスポットであるHOT1はrDNAリピート内の非転写領域(NTS)からなり、ゲノム上のrDNA領域以外の部位に挿入することによって、その近傍の組換え頻度を上昇させることが知られている。またこの組換えの活性化にはRAD52遺伝子が必要である。我々がHOT1の活性化に必要な因子として新たに単離したFOB1遺伝子の欠失株(fob1)では、HOT1の活性化が全く起きない事に加えて、NTS内に在る複製フォークブロック部位(RFB)での一方向からのフォークの進行阻害が同時に欠損することが分かった。fob1の性質から、HOT1の組換え活性化にはRFBでの複製フォークブロックが関与する事が示唆される。今年度,FOB1の機能とHOT1のrDNAリピート内での役割について調べるために、rDNAリピート内での組換えを野生型、fob1及びrad52株を比較して調べた。その結果、(1)rDNAリピート内にURA3遺伝子をマ-カとして挿入し、rDNAリピート内で組換えが起きURA3が欠失する頻度を調べたところ、fob1株では野生型に比べて1桁低いURA3欠失頻度を示す事が分かった。また、rad52株では野生型よりも高い欠失頻度を示した。(2)rDNAタンデムリピート領域でpop-out型組換えが起きる事により、circle状rDNAがゲノムから飛び出す頻度を調べた結果、fob1株、rad52株では同様に野生型より1桁以上低い頻度を示す事が分かった。(3)rDNA領域以外の部位での組換え頻度や、UV等のダメ-ジによる組換え頻度の上昇は、fob1株と野生株では全く同等である事が分かった。以上の結果から、FOB1はrDNA領域内での組換えに特異的に働いていることが分かった。さらに、これまでrDNA領域では組換えが低い頻度で抑えられていると考えられていたが、実際はHOT1に依存する組換え経路がダイナミックに起きていることが示唆された。以上の結果を論文にまとめる。

第二に、リピート内でpop-outタイプの組換えをcircular rDNAを検出する事により調べた。その結果、染色体内の互いに近いリピート間での組換えが最も頻繁に起きること、またRAD52,FOB1遺伝子が必要であることが分かった。さらに姉妹染色体間組換え及びpop-out組換えによる組換え体形成頻度は共にFOB1遺伝子のコピー数に依存して増加する事、またこれに伴って染色体上のrDNA clusterの長さが変化する事が分かった。以上の結果から、rDNA領域では複製フォークがFoblpに依存してブロック部位で止まり、それによって組換え反応が誘発されるモデルを提唱した。またRad52pによるDNA鎖交換反応はリピートの近傍でもっとも頻度よく起きる事が明らかとなった。さらに、rDNAクラスターのダイナミックな動態と、組換えによるrDNAコピー数の調節機構の存在を示した。これらの結果をまとめて投稿中である。
タイプ理論および線形論理の情報科学への応用に関する国際共同研究の企画

われわれ共同研究チームは、論理学的手法に情報科学への応用、特にタイプ理論と線形論理の情報科学への応用に関する国際共同研究・国際学術交流の枠組を確立することを目指した。(1)日本国内の本分野の大学間共同研究グループの基盤を広げ、本分野におけるわが国のさらなる国際的貢献を目指すとともに、(2)上記ヨーロッパ・プロジェクトグループ、北米プロジェクト・グループとの協議を通じて、日本の研究グループとヨーロッパ共同体研究ブロック、北米共同研究ブロックとの間での三者の研究協力の枠組みを作ることを本企画研究の第一の目標とした。本研究チームは「タイプ理論と線形論理のプログラム言語理論への応用」に関するする国際共同研究の企画を行った。本年度に我々が本企画研究を通して企画した国際共同研究は平成10年度からの科学研究費国際共同研究として内定を受けた。
造血幹細胞移植後の免疫学的再構築におけるインターフェロン-α/β産生細胞の役割

同種造血幹細胞移植後の強い免疫不全状態がどの免疫担当細胞の機能不全によるのかを明らかにすることは、移植後の致命的な日和見感染症を防いで患者の生命予後を改善するために重要である。1型インターフェロン(IFN-α/β)は感染早期に産生されあとに続く免疫反応全体を賦活化する重要なサイトカインであり、おもにlin^-CD4^+CD11c^-の血液細胞(IFN-α/β-producing cells ; IPC)によって産生される。したがって、このIPCの回復遅延あるいは機能不全が同種移植後の免疫不全の大きな要因である可能性がある。本研究では、同種造血幹細胞移植を受けた28名の患者末梢血中のIPCの数とそのIFN産生能、および他の免疫担当細胞の数の推移を追跡することにより、移植後の免疫不全におけるIPCの関与を検討した。合併症のない移植においては、IPCは30日以内に正常範囲に入り、マクロファージやNK細胞といった他の自然免疫系の細胞と同様に比較的早い回復を示した。それに対して、急性GVHDによりステロイドを投与されている患者では、IPCの回復が有意に遅延し、ウイルス感染症の発症も有意に増加していた。合併症のない場合にIPCが速やかに回復することは、移植後早期に生体防御システムを確立するうえで合目的的な生体機能を反映していると考えられる。一方、急性GVHDとその治療としてのステロイドは、IPCの回復遅延を介して、移植後の易感染性を増す可能性が示唆された。したがって、移植後のIPCの回復を促進する方策が、日和見感染症を減少させるうえで重要と考えられる。インターフェロン-α/β産生細胞(interferon-α/β-producing cells ; IPC)は、ウイルスや細菌の刺激によってきわめて大量のIFN-α/βを産生し初期の感染防御に働く、自然免疫系の重要な構成細胞である。本研究では、同種造血幹細胞移植後のIPCおよび他の免疫担当細胞の回復過程と、おもな移植後合併症である急性GVHDや感染症の相関を検討し、同種移植後の免疫再構築におけるIPCの重要性を明らかにする。京都大学医学部附属病院第内科において2000年4月から2001年2月の間に行われた同種造血幹細胞移植22例において、移植前、および移植後1年までの末梢血中IPC(lin-CD11c-CD4+), CD11c+DC(lin-CD11c+CD4+),単球、ナイーブT細胞、メモリーT細胞、B細胞、NK細胞の絶対数を経時的に検討した。II度以上の急性GVHDが発症しなかった症例では、IPCおよびCD11c+DC,単球、NK細胞といった自然免疫系に属する細胞は、移植後30日以内に速やかに移植前値近くまで回復したのに対し、ナイーブT細胞、B細胞といった獲得免疫系の細胞の回復は著しく遅延した。方、II度以上の急性GVHDが発症しプレドニゾロン換算30mg以上を投与した症例では、ステロイド投与中末梢血IPCの回復」が有意に抑制された。IPCの回復遅延と感染症発症の相関関係は、感染症に罹患した症例数が少ないこともあり、明らかではなかった。IPCを含めた自然免疫系の再構築が移植後速やかに起こることは、免疫系が障害を受けた際に、初期の感染防御機構を速やかに確立するという生理的合目的性を反映していると推察される。また、GVHDの治療としてステロイドを投与することは、IPCの回復遅延を介して移植後の免疫不全を助長していると考えられる。今後、APCの回復を促進する方策が、移植後の感染防御に有用である可能性がある。

1型インターフェロン(IFN-α/β)は感染早期に産生されあとに続く免疫反応全体を賦活化する重要なサイトカインであり、おもにIin^-CD4^+CD11c^-の血液細胞(IFN-α/β-producing cells ; IPC)によって産生される。したがって、このIPCの回復遅延あるいは機能不全が同種移植後の免疫不全の大きな要因である可能性がある。本研究では、同種造血幹細胞移植を受けた28名の患者末梢血中のIPCの数とそのIFN産生能、および他の免疫担当細胞の数の推移を追跡することにより、移植後の免疫不全におけるIPCの関与を検討した。合併症のない移植においては、IPCは30日以内に正常範囲に入り、マクロファージやNK細胞といった他の自然免疫系の細胞と同様に比較的早い回復を示した。それに対して、急性GVHDによりステロイドを投与されている患者では、IPCの回復が有意に遅延し、ウイルス感染症の発症も有意に増加していた。合併症のない場合にIPCが速やかに回復することは、移植後早期に生体防御システムを確立するうえで合目的的な生体機能を反映していると考えられる。一方、急性GVHDとその治療としてのステロイドは、IPCの回復遅延を介して、移植後の易感染性を増す可能性が示唆された。したがって、移植後のIPCの回復を促進する方策が、日和見感染症を減少させるうえで重要と考えられる。
ＨＩＶ感染症を主とするｐｕｂｌｉｃ　ｈｅａｌｔｈの政治哲学的枠組みの分析

HIV感染症を主とするpublic healthに関する事象について、その隠れた政治哲学的枠組みを明確にするとともに、今後の議論のための哲学的・倫理学的枠組みを構築することを目的とする研究である。結論として、public healthに関する哲学的・倫理学的議論の枠組みとは、個人と集団それぞれの位相、および規範的な議論の位相とpublic healthの権力作用を記述する位相、これらを多層的に併せ持つものであることを明確にした。当該年度は、HIV感染症対策のみならず、その他の健康保健施策をも視野に入れて政治哲学的含意について分析することにあった。その理論的な研究として、まずM.フーコーの統治性をめぐる諸議論について研究した。フーコーは自ら医療および公衆衛生public healthについて研究するために、その前段階として統治性について数年にわたり研究していた。それらは独立した著作としては残されておらず、いわば未完の研究と言いうるが、かなりの分量の記述がコレージュ・ド・フランスの講義録として残されている。それら講義録読解を通して、新自由主義の分析から「生権力/生政治」として知られる一連の思索を研究した。同時に、2012年の7月にアメリカのワシントンD.C.で開催された国際エイズ会議に参加し、現在の世界的なHIV感染症対策の動向について調査した。昨今注目されている、抗HIV薬を感染予防対策に位置づける戦略treatmentas preventionについて多く議論がなされており、HIV対策が世界的に大きな転換点をむかえていることがわかった。また、HIV感染症対策以外の健康保健の動きとして、日本国内で新しい健康増進のプロジェクト「第2次健康日本21」が昨年明らかにされた。HIV感染症対策の動向、および日本での健康増新施策の動き、いずれもその政治的含意を読み解くにあたり、フーコーの理論枠組みは非常に有効であった。HIV感染症対策については論文にまとめ、日本の健康増進施策については学会発表にまとめた。前年度に引き続き文献研究および関連する領域の研究者等との研究会を実施した。文献研究は、公衆衛生の歴史に関する文献などに基づき、現在の公衆衛生の形成の歴史的変遷および近代国家形成との関連などに焦点をあてて遂行した。また、同時にイギリスのNuffield Council on Bioethicsのpublic health ethicsに関する報告書を精査し、stewardship state(管理者国家)という概念を軸に、従来の自由主義国家の枠を超えた、公衆衛生に責任を持つ国家のあり方について検討した。特に同報告書では、格差への配慮が国家の中心的な役割とされている。格差への取り組みは公衆衛生の可能性の一つであり、またそういった取り組みへの国家の責任に関する議論は重要である。しかしながら同時に、Nanny state(乳母の国家)と呼ばれるように、そのような国家は人々の生活へ強く介入する傾向も併せ持つ。このような国家、あるいは権力の作用は、これまで分析してきたフーコーの生権力とも重なるものである。このような公衆衛生のもつ両側面と、また改めてそれが国家によって担われることの意味を検討することが必要であると考え、アルチュセールやバトラーの「呼びかけ」の権力作用とそれへの応答の可能性について文献研究に着手した。研究会については、日本でのHIV対策と国家および対策の対象とされる人々との権力作用について分析した『日本の「ゲイ」とエイズ』の著者である新ヶ江氏を招いて同著をもとに研究会を開催した。また、現代の米国のHIVを主とする健康対策とマイノリティへの配慮のひとつであるLGBTへの配慮のあり方について、国務省研修に参加された人々を招いて研究会を開催した。平成23年度は当初の計画通り、文献研究及びHIV感染症を主とするpublic healthの諸事象の調査を遂行した。調査については、インターネット上での調査をはじめ、国際及び国内の学会への参加、そして市民活動団体への接触などによって遂行した。それらの途中経過は、学会発表のほか二つの紀要論文の形でまとめた。文献研究では、public healthに限定されない、政治思想・政治哲学上の議論を参照することで、public healthがどのようなはたらきを社会の中でしているのか、またその問題点は何かということを俯瞰する視座を得ることにつながった。またロールズをはじめとする英米系の政治哲学のみならず、アレントやフーコーなどの政治思想を参照することで、政治哲学・思想自体の理解もより多角的な視点から得ることができた。なかでもフーコーの医療及び公衆衛生を主とする思索は、現在の事象を読み解く上で、特にpublic healthが社会でどのような機能を果たしているのかということを理解するうえで重要な視座を提供しているものと認識し、その研究に力を入れた。また、理論的な研究だけではなく、現実の諸事象を調査することによって、理論研究の方向性をより正確なものにすると同時に、それらの諸事象の持つ意味を検討し、より事象に即した研究を遂行することを可能とした。以前より、public healthのみならず医療の諸事象についてその倫理学的・哲学的な議論を深めるためには政治哲学・思想を参照する必要性が主張されている。

本研究は、改めてpublic healthおよび医療の倫理学的・哲学的議論の進展に寄与するだけでなく、public healthおよび医療そのものの政治哲学的な枠組みを分析することで、よりラディカルな批判を可能とする視座を得ることに寄与するものと考える。本研究はHIV感染症を主とするpublic healthに関する事象について哲学的・倫理学的見地から分析し、今後の議論のための哲学的・倫理学的枠組みを提示することを目的としている。これまで主に三つの種類の議論について研究を行ってきた。ひとつはM.フーコーによる権力の記述、そしてJ.ロールズなどの政治哲学の原理に関する議論、最後にbioethics/public healthethicsの議論、以上である。最終年度も同様の枠組みでJ.バトラー、M. C.ヌスバウム、HIV/AIDSに関するbioethics/public healthethicsの研究を遂行した。事象についてはHIV/AIDSの予防技術に関する歴史と研究のあり方について調べた。以上の研究を踏まえ、biomedical preventionの動向を軸に、自由主義国家ですすめるべき予防政策について英語論文にまとめた。autonomyを主な価値とする議論の枠組みと、public healthとの位相の違いを明確にしつつ、biomedical preventionを肯定的に位置付けた。しかし、このようなpublic health ethicsに基づく議論の枠組みは、同時にフーコーの生政治の記述あるいは批判に合致する。HIV/AIDSのポリシーの是非について一定の見地を導き出しつつ、同時にその理論的枠組みが内包するリスクについて、フーコーなどの権力に関する記述を参照項に常に批判の目を向ける必要がある。以上より、public healthに関する倫理学的、政治哲学的議論の枠組みとは、一枚岩のものとしては語り得ず、異なる位相の議論(個人のautonomyの位相、集団の安全を目的とするpublic healthの位相、そしてその機能をメタ的に分析する位相)を同時に併せ持つものでなければならないとの結論に至った。生命倫理学、哲学、倫理学HIV感染症を主とするpublic healthの政治哲学的な枠組みの分析という本研究の目的において、まず、M.フーコーの統治性および生権力/生政治の諸議論がHIV感染症対策を含む昨今の健康保健政策を分析するにあたり有効であることがわかったことは本研究の遂行にあたり大きな収穫であった。また、本年度研究課題としていた経済学および福祉をめぐる理論の研究においても、フーコーの統治性および新自由主義の分析から今後研究を進めるにあたりその方向性を得ることが出来た。HIV感染症対策の動向、そしてその他の健康保健施策の動きについてもおおよその傾向性がつかめるだけの調査は行えた。よって、おおむね順調に進展していると考える。
フラクタル上の拡散過程の研究

セルフシミラーフラクタルと呼ばれるフラクタルは、ファイナイトラミファイトなものと、インフィニットラミファイドなものに、大別できる。今年度の研究で、ファイナイトラミファイドなフラクタルについては、シェルピンスキーガスケット上の、非対称な拡散過程の特徴付けの研究を行い、また、アフィンネスティドフラクタルというクラスを作り、その上の、ある拡散過程について熱方程式の基本解のアーロンソン型の評価を得た。これらの論文は、別記のジャーナルに掲載予定である。これらの論文の作成やフラクタル図形の描画の際、科学研究費の設備備品費で購入したコンピューター及びソフトウェアが役立った。インフィニットラミファイドなフラクタルについては、図形自体をランダム化したランダムフラクタルのレジスタンスの評価を、プレフラクタルをネットワークとみなして、その上の電流、電圧、抵抗を計算することによって得た。この研究は、東京大学数理科学研究科の楠岡教授および、北京師範大学の周博士との共同研究である。現在得ている結果は、ランダム化したシェルピンスキーカーペットのような、具体的なものに限られており、同様の評価が成り立つランダムフラクタルのクラスをはっきりさせてから、論文にまとめる予定である。この他、楠岡教授と共同で、ネスティドフラクタルのホモジナイゼーション(均質化)についての研究を行っている。この問題は、ネスティドフラクタル上のブラウン運動の一意性とも関わっており、非常に重要かつ興味深い問題であるが、今のところ部分的な結果しか得られていないので来年度もひきつづき研究を続けて行く計画である。また、直接的な成果としては現れていないが、物理や工学の研究者も交えた研究集会に出席し、自分自身の研究面の視野と交流範囲を広げることができたことは、今後の研究に大きな影響を与えるものと考える。
CNPをマーカーとする脱髄疾患及びミエリン形成不全症の解析

1.ヒト血清でCNP抗体の力価を検定するための感度のよい方法を確立した.抗原にはウシCNPを用いenzyme-linked immunosorbentassayで測定した.抗ウシCNP血清(ウサギ)に対しては300万倍希釈まで測定することができた.2.各種脱髄疾患患者の血清でCNP抗体をスクリーニングした.対照にくらべて有意に高い値を示したものは多発性硬化症21例中3例,亜急性硬化性全脳脳炎1例,急性炎症性脱髄性多発神経炎8例中2例,慢性炎症性脱髄性多発神経炎6例中1例であった.マイコプラズマ感染後の多発根神経炎の症例では経時的にIgG及びIgM抗CNP抗体の測定を行なうことができた.病勢の極期にはIgM抗体が高く,回復期には低下した. IgG抗体は急性期よりも回復期の方が高値を示した.以上のように中枢及び末梢神経系の脱髄疾患の一部の症例でCNP抗体の力価が高値を示した.これらは脱髄の結果として出現した2次性の抗体である可能性もある.マイコプラズマ感染後の多発根神経炎の症例のように,力価の変動が病勢のマーカーとして用いられ得る可能性も示唆された.3.マウスCNPのcDNAクローニングを行なった.得られたcDNAは460bpで,翻訳領域の5'端に近い部分であった.ノーザン・ハイブリッド形成では,ウシやヒトと異なりmRNAバンドが2本検出された.4.quakingマウスでは,ノーザン・ハイブリッド形成のシグナルが, CNP活性に呼応して低下していた.myblin-associated glycoproteinのノーザンシグナルはquakingマウスで増加していて, CNPとは対照的であった.今後jimpyマウスなど他のミエリン形成不全マウスを用いて研究を進める計画である.1.ヒト血清でCNP抗体の力価を検定するための感度のよい方法を確立した.抗原にはウシCNPを用いenzyme-linked immunosorbentassayで測定した.抗ウシCNP血清(ウサギ)に対しては300万倍希釈まで測定することができた.2.各種脱髄疾患患者の血清でCNP抗体をスクリーニングした.対照にくらべて有意に高い値を示したものは多発性硬化症21例中3例,亜急性硬化性全脳脳炎1例,急性炎症性脱髄性多発神経炎8例中2例,慢性炎症性脱髄性多発神経炎6例中1例であった.マイコプラズマ感染後の多発根神経炎の症例では経時的にIgG及びIgM抗CNP抗体の測定を行なうことができた.病勢の極期にはIgM抗体が高く,回復期には低下した. IgG抗体は急性期よりも回復期の方が高値を示した.以上のように中枢及び末梢神経系の脱髄疾患の一部の症例でCNP抗体の力価が高値を示した.これらは脱髄の結果として出現した2次性の抗体である可能性もある.マイコプラズマ感染後の多発根神経炎の症例のように,力価の変動が病勢のマーカーとして用いられ得る可能性も示唆された.3.マウスCNPのcDNAクローニングを行なった.得られたcDNAは460bpで,翻訳領域の5'端に近い部分であった.ノーザン・ハイブリッド形成では,ウシやヒトと異なりmRNAバンドが2本検出された.4.quakingマウスでは,ノーザン・ハイブリッド形成のシグナルが, CNP活性に呼応して低下していた.myblin-associated glycoproteinのノーザンシグナルはquakingマウスで増加していて, CNPとは対照的であった.今後jimpyマウスなど他のミエリン形成不全マウスを用いて研究を進める計画である.
歯帯孔の形態学、組織学的研究

本研究はカニクイザルとヒトの歯帯孔の位置、大きさ、およびカニクイザルの歯帯管内軟組織を電子顕微鏡で観察し以下の結果を得た。位置:乳歯列期のカニクイザルとヒトの晒した頭骨で、歯帯孔が先行乳歯に対して、どのような位置に存在するかについて観察検討を行った。その結果、カニクイザル、ヒトともに歯帯孔の位置は、上下顎各歯種とも、左右対称に存在する。また上顎中切歯、側切歯、犬歯、下顎中切歯、側切歯、犬歯の歯帯孔の位置は当該乳歯の中央部から近心に位置している。大きさ:新たに開発した歯帯孔の面積読み取り装置を用い、乳歯列期のカニクイザルとヒトの歯帯孔の面積を検討した。その結果、カニクイザルの歯帯孔の大きさは上顎では中切歯、犬歯、側切歯、下顎では中切歯、側切歯、犬歯の順である。ヒトの歯帯孔の大きさは上顎では側切歯、中切歯、犬歯、下顎では中切歯、側切歯、犬歯の順である。カニクイザル、ヒトともに同名歯の歯帯孔は上顎の方が下顎より大きい。電顕所見:生後約3か月と約1年のカニクイザルの歯帯管内軟組織を電子顕微鏡で観察した。その結果、生後3か月のものの残存上皮の基底膜は、全体的にはっきりしている。また形成が活発なため、毛羽立ったようにみえる。細胞内成分に大差は認められないが、トノフィラメントの凝縮、顆粒化は生後3か月ですでに始まっている。退化の進んだ細胞は、生後3か月のものに少ないが、歯肉に近い部位の残存上皮の一部に、ミトコンドリアが膨れて液状になり、そのため細胞内部が泡状にみえるものがある。結合組織中のコラーゲン線維は、歯胚に近い部位には少ないが、歯肉に近い部位では非常に多く、緻密になっている。また結合組織中に残存上皮細胞より放出さされたと思われる構造物は認められない。本研究は62年度に歯帯孔の位置に関する観察と歯帯管内軟組織を電子顕微鏡で観察し以下の結果を得た.1)乳歯をもったヒトの晒した頭骨をHellmanの咬合発育段階によって5期に分類した.すなわち乳歯咬合期,第一大臼歯萌出開始期,第一大臼歯萌出完了期,第二大臼歯萌出開始期,側方歯群交換期である.分類後,歯帯孔が先行乳歯に対してどのような位置に存在するかについて観察検討を行った.その結果,歯帯孔の位置は上下顎各歯種とも左右側対称に存在した.上顎の中切歯,側切歯,犬歯,下顎の中切歯,側切歯,犬歯の歯帯孔の位置は当該乳歯の中央部から遠心に位置しているものが多い.しかし下顎犬歯は約15%のものが当該乳歯の中央部から近心に位置しているという結果を得た.2)乳歯をもったカニクイザルの晒した頭骨については,ヒトに準じて同様の方法で63年度前半には結果が得られる予定である.3)生後約1年のカニクイザルの歯帯管内軟組織中にみられる残存上皮の一部には,種々の程度の退化を示す細胞が存在する.この細胞に注目し,透過電子顕微鏡を用いて詳細に観察した.

その結果,退化の進行した上皮細胞は結合組織との境界部において凹凸が著しく,突起状を呈するところもみられる.周囲の結合組織中には弱い染色性を示し,コラーゲンとは異なる線維状の構造物が認められる.さらに退化の進んだ細胞では,結合組織との境界部は平坦になり,上皮細胞間の空隙が非常に拡大する.結合組織中の線維状の構造物は顆粒状となるということがわかった.今後は大きさに関する観察を新に開発した読取り装置を用いて行い加齢にともなう変化を明らかにし,また樹脂に包埋した資料より連続切片を作り歯帯孔の三次元的走行と永久歯胚と乳歯との位置関係について観察する予定である.本研究は63年度にカニクイザルの歯帯孔の位置に関する観察と、新たに開発した歯帯孔の面積の読み取り装置を用い大きさを計測した。また歯帯管内軟組織を電子顕微鏡で観察し以下の結果を得た。1)位置:62年度はヒトについて報告したのでカニクイザルについて観察した。方法はヒトに準じた。その結果、歯帯孔の位置は上下顎各歯種とも左右対称に存在した。上顎の中切歯、側切歯、犬歯、下顎の中切歯、側切歯、犬歯の歯帯孔の位置は当該乳歯の中央部から遠心に位置している。2)大きさ:新たに開発した歯帯孔面積の読み取り装置を用い乳歯列期のカニクイザルとヒトの歯帯孔の面積を計測した。その結果、カニクイザルの歯帯孔の大きさは上顎では中切歯、犬歯、側切歯、下顎では中切歯、側切歯、犬歯の順である。ヒトの歯帯孔の大きさは上顎では側切歯、中切歯、犬歯、下顎では中切歯、側切歯、犬歯の順である。カニクイザル、ヒトともに同名歯の歯帯孔は上顎の方が下顎より大きい。3)電顕所見:62年度は生後1年について行ったので本年度は生後3か月のものについて観察した。その結果、残存上皮の基底膜は全体的にはっきりしている。また形成が活発であるため毛羽立っているようにみえる。細胞内成分のトノフィラメントは凝縮、顆粒化がすでにはじまっていて、歯肉に近い部位の残存上皮の一部にミトコンドリアが液胞状になったものが認められる。結合組織中のコラーゲン線維は歯胚に近い部位では少ないが、歯肉に近い部位では非常に多く緻密になっている。また結合組織中に残存上皮細胞より放出されていると思われる構造物は認められない。
拡散過程に対する漸近理論とその応用

1.マルチンゲール性を利用した推定量の漸近展開(Sakamoto-Yoshida(1998))ウィナー空間上の1次元マルチンゲールに関しては,分布関数および密接関数の漸近展開が,マリアバン解析を用いると2次のオーダーまで導出できることが知られている.一方,拡散過程のドリフトに対する多くのM推定量は,第1項がマルチンゲールである確率展開を持つことが知られている.これらを利用して,ドリフトが1次元パラメータで表される1次元拡散過程について,そのM推定量の分布関数および密接関数に対する2次の漸近展開を導出した.強混合性を持つマルコフ過程の加法的汎関数に関しては,離散時間径数,連続時間径数のどちらの場合も任意のオーダーまで漸近展開を導出できることが知られている.このことを利用して,確率展開が強混合性を持つマルコフ過程の加法的汎関数で表される推定量に対して,その分布関数および密接関数の任意オーダーの漸近展開を与える公式を求めた.その応用として,拡散過程を含む一般的な統計モデルに対して,M推定量およびミニマムコントラスト推定量の3次の漸近展開を求めた.さらに,この結果より,ドリフトが多次元パラメータで表される多次元拡散過程に対して,そのM推定量の3次の漸近展開を求めた.3.確率過程に対する検定統計量の漸近展開(Sakamoto(2000))検定統計量の確率展開の第1項がある確率変数の2次形式で表される場合,その確率変数の漸近展開を利用して,任意オーダーの検定統計量の確率分布に関する漸近展開を求めた.これを利用して,尤度比統計量,Wald統計量などの主要な統計量の3次の漸近展開を求め,さらに,拡散過程のドリフトに対する検定統計量の漸近展開を求めた.本研究では,拡散過程に対する統計的漸近理論を確立することを1つの目的とするが,本年度は,連続時間観測に対するM推定量の漸近展開および最尤推定量の2次有効性について研究した.まず,本年度前半では,連続時間マルチンゲールに対する漸近展開を利用して,拡散過程のドリフトに対するM推定量の2次の漸近展開を求め,その結果を論文誌に発表した.この結果は,拡散過程と未知母数がともに1次元の場合についてであるが,本年度後半では,それらを任意の次元に拡張することを以下のように試みた.まず,強混合性を持つマルコフ過程に対する漸近展開を利用して,拡散過程を含むある確率過程のクラスに対して,任意次元の未知母数のM推定量に関する,3次の漸近展開を求めた.これは,状態空間が連続であるような点過程や,非線形時系列などの多くの統計モデルへ応用可能な結果であるが,本年度は,これを本研究の主題である拡散過程へ応用し,拡散過程と未知母数の次元が任意である場合について,M推定量および最尤推定量の3次の漸近展開を求めた.いくつかの具体的な拡散過程に対するモンテカルロシュミレーションを行い,得られた漸近展開が,観測時間が10以下であるような短い観測時間に対しても,高精度の近似式を与えることがわかった.さらに,局所対立仮説に対する対数尤度比統計量の2次の漸近展開も同様にして求め,拡散過程に対する最尤推定量の漸近2次有効性を証明した.これらの結果より,最も簡単な拡散過程であるオルンシュタイン=ウーレンベック過程では,平均の意味でも中央値の意味でも,最尤推定量のバイアス修正が,未知母数に依存しないことも示した.以上の本年度後半の結果は,国際会議等で発表し,学術論文誌へ投稿中である.1.マルチンゲール性を利用した推定量の漸近展開(Sakamoto-Yoshida(1998))ウィナー空間上の1次元マルチンゲールに関しては,分布関数および密接関数の漸近展開が,マリアバン解析を用いると2次のオーダーまで導出できることが知られている.一方,拡散過程のドリフトに対する多くのM推定量は,第1項がマルチンゲールである確率展開を持つことが知られている.これらを利用して,ドリフトが1次元パラメータで表される1次元拡散過程について,そのM推定量の分布関数および密接関数に対する2次の漸近展開を導出した.強混合性を持つマルコフ過程の加法的汎関数に関しては,離散時間径数,連続時間径数のどちらの場合も任意のオーダーまで漸近展開を導出できることが知られている.このことを利用して,確率展開が強混合性を持つマルコフ過程の加法的汎関数で表される推定量に対して,その分布関数および密接関数の任意オーダーの漸近展開を与える公式を求めた.その応用として,拡散過程を含む一般的な統計モデルに対して,M推定量およびミニマムコントラスト推定量の3次の漸近展開を求めた.さらに,この結果より,ドリフトが多次元パラメータで表される多次元拡散過程に対して,そのM推定量の3次の漸近展開を求めた.3.確率過程に対する検定統計量の漸近展開(Sakamoto(2000))検定統計量の確率展開の第1項がある確率変数の2次形式で表される場合,その確率変数の漸近展開を利用して,任意オーダーの検定統計量の確率分布に関する漸近展開を求めた.これを利用して,尤度比統計量,Wald統計量などの主要な統計量の3次の漸近展開を求め,さらに,拡散過程のドリフトに対する検定統計量の漸近展開を求めた.
レーザー長光路吸収法のための高精度パルス光検出の基礎的研究

レーザー長光路吸収法は,大気中にレーザー光を伝搬させ,大気の吸収スペクトルを測定することにより,光路上の大気微量分子の濃度を測定する高感度の大気微量分子遠隔計測手法である。現在は,人口衛星を利用した地上衛星間レーザー長光路吸収測定も実用化に向けた研究が進められている。特に地上衛星間の様に光路長が長くなる場合には,レーザー光の減衰が激しく,高精度の測定を行うためには,パルスレーザーの使用が不可欠である。本研究では,レーザー長光路吸収法におけるパルス光検出の高感度化,高精度化とその応用に関する研究をシミュレーションを中心に行った。まず,赤外のパルス光検出回路を計算機上でシミュレーションするプログラムを作成し,赤外パルス光の検出精度の向上に関する評価を行った。次に,地上衛星間レーザー長光路吸収法の検討を行った。この結果,地上からレーザー光を発射し静止衛星上の受信システムで受信した場合に,送信レーザーの出力が数mJ,口径15cm程度の受信望遠鏡のシステムで,1パルス当たりの信号対雑音比100以上が得られ,NO,HNO_3,HF,HCl等の分子が,レーザー繰り返し10Hz,1分間の測定で10%以下の精度でカラム濃度の測定が可能であることが明らかになった。さらに,相関分光法による地上光路のメタン長光路吸収測定システムの検討を行った。この方法では,メタンの吸収線に波長を合わせた多モードレーザーを光源とし,メタンのガスセルと大気中メタンの吸収の相関からメタン濃度を求める。検討の結果,光路長1km,ガスセルの圧力0.5気圧の条件で,1パルス当たりの測定精度15%が得られることが明らかになった。
動脈硬化および臓器移植後血管狭窄に対する特異的複製可能型ウイルスによる遺伝子治療

組織特異的ヘルペスウイルス(HSV)ベクターを用いた動脈硬化に対する遣伝子治療の研究を行い、以下の知見を得ている。(1)カルポニンプロモーターを利用し、平滑筋特異的複製可能型HSVベクターを作成した。すなわちウイルスの複製に必須な遺伝子であるICP4遺伝子を欠失したウイルスにカルポニンプロモーターの制御下にICP4遺伝子を発現するtransgeneを挿入してベクターを作成した。本ベクターの作成の目的は動脈硬化の主たる病態である中膜平滑筋の増殖抑制にあり、かつ血管内皮細胞には細胞障害活性を有しないベクターの開発にある。(2)ラット頚動脈バルーン損傷型血管狭窄モデルを作成し、バルーン損傷5後に上記ベクターを投与することにより、新生内膜の形成が有意に抑制できた。(3)治療血管には内皮損傷を認めず、内皮障害に起因する血栓形成も認めなかった。(4)本研究の今ひとつのテーマである臓器移植後の動脈硬化のモデルとして、Brown/Norwayラットの総頚動脈を組織適合抗原の異なるLewisラット頚動脈にinterposition graftを行ったところ、移植4週後には50%、5週後には90%狭窄を来たすことが明らかとなった。(5)(4)のモデルを用い、血管移植10日目に頚動脈内に本ベクターを投与し、4週後に血管を採取し、移植後の動脈硬化を抑制できるか検討した。X-gal染色により、ウイルスの複製を確認したところ、ウイルスの複製自体は確認できたが、その広がりは弱く、動脈硬化の抑制はできなかった。組織特異的ヘルペスウイルス(HSV)ベクターを用いた動脈硬化に対する遺伝子治療の研究を行い、以下の知見を得ている。以上の結果を踏まえて、今後以下の研究を行いたい。(4)のモデルを用い、血管移植10日目に頚動脈内に本ベクターを投与し、4週後に血管を採取し、移植後の動脈硬化を抑制できるか否かを検討する。
胎児期の受動喫煙と7歳までの発育：母児の遺伝環境交互作用の影響解明

これまでの疫学研究から、胎児期の発育遅延が成人期の肥満やメタボリックシンドロームなどの慢性疾患の危険因子になるというDevelopmental Origins of Health and Disease(DOHaD)仮説が提唱されている。胎児期の発育遅延の一つに受動喫煙がある。胎児期の母の受動喫煙曝露による生後の発育への影響の論文は多数あるものの、結果が一致していない。一致しない背景の一つに母児の遺伝要因が考えられる。そこで本研究の目的は、胎児期の母の受動喫煙曝露と児の7歳までの発育との関係に影響を及ぼす遺伝子多型の関与を解明することである。胎児期の受動喫煙曝露が7歳までの発育に及ぼす生物学的な機序の糸口を示し、受動喫煙による生体への影響を明らかにすることを目指して本研究を実施している。今年度(2018年度)は、本研究を実施できる環境を整備することに集中した。すなわち、(1)先行研究について文献レビューを行った。(2)出生前向きコホート研究「環境と子どもの健康に関する北海道スタディ(以下、北海道スタディ)」の母児を対象に、妊娠後期の母の受動喫煙曝露が正期産のSmall-for-gestational-age(SGA)に影響することを明らかにした。(3)北海道スタディに参加する母児の遺伝子多型を一部解析した。次年度(2019年度)は、今年度に出来なかった残りの遺伝子多型解析を実施する。遺伝子多型を解析した後、胎児期の母の受動喫煙曝露と母児の遺伝子多型が児の7歳までの発育に影響を及ぼすかについて、引き続き検討していく。研究開始は遅れずにできている。今年度(2018年度)中に既存のデータを元に対象者を設定することが出来た。母児の遺伝子多型解析を現在実施しており、ほぼ予定通りの進捗状況である。母児の遺伝子多型解析を引き続き実施し、本研究を着実に推進する予定である。今年度は、遺伝子多型解析実験のための事前調査が中心となったため、試し実験と一部の本実験で終了した。そのため本実験に必要な試薬などの一部の購入を控えたため、次年度の使用額が生じた。次年度は、残りの本実験が出来る見込みである。今年度購入予定だった実験に必要な試薬などを一部次年度に購入し、残りの本試験を実施して本研究課題を確実に遂行する予定である。
不変性に基づく分布の拡張とロバストネス

群不変性の枠組みにおいて,一般的な分布族を導入した.この分布族は,標本空間への2つの群の作用に対応した2種類のパラメータを含む.この分布族の下で,不変な統計量の分布のロバストネスや,ある事前分布を用いた場合のベイズモデルに対するmarginal equivalenceと呼ばれる性質を考察した.またこの分布族の特殊ケースと見なせる星型分布に対し,推定問題に取り組んだ.具体的には,密度の等高線としての星型集合の形のノンパラメトリックな推定量を提案し,その性質を調べた.研究代表者はこれまでに,群不変性の一般的な設定においてクロスセクション型分布なる分布を定義し,その下での統計量の分布やその分布の頑健性を考察してきた.そしてその一つの応用として,楕円型分布の拡張と見なせる星型分布なるものを導入し,その性質を調べてきた.これらの一般論を,母数の導入やベイズ的推論などの観点からさらに進展させるのが,本研究課題の目的であった.初年度の平成25年度は,星型分布やクロスセクション型分布を拡張し,新たな分布族を導入した.2つの群の元が2種類のパラメータの役割を果たすが,群の代わりに一般的には剰余空間でよいこととすることで,適用例が広がるように工夫した.そしてこの分布族の下での分布論を展開した.具体的には,一方の群の作用の下での最大不変量の帰無分布や,両方の群の作用の下で不変な統計量の分布の頑健性に関する結果を導いた.また適当な事前分布の下で,興味あるパラメータと観測値の同時分布の頑健性に関する結果を導いた.さらにこれらの一般的な結果を,affine shapeや主成分分析の問題に応用した.ここで得られた結果はA unifiedapproach to marginalequivalence in the general framework of group invarianceというタイトルの論文にまとめ,arXiv:1403.7379 [math.ST]として公表した.また多次元展開モデルにおいて,不変性の下での分布の数値的な考察を行った.ランキングのモデルである多次元展開モデルにおいては,可能なランキングに制約が加わる.このモデルの下で可能なランキングたちの集合をランキング・パターンと呼ぶ.特に対象のラベルの付替えによる違いを無視するためには,対称群の作用の下での不変性を考え,この作用の下でのランキング・パターンの軌道を考えることになる.これらについては,本研究代表者らのこれまでの研究で理論的な考察がなされているが,ここでは「ランク付けされる対象に真の違いがなく,得られるランキング・パターンは誤差のみによる」という帰無仮説の下でのランキング・パターンの分布を,シミュレーションにより求めた.ここでの考察はシミュレーションに基づくものであり,また対象数も小さい場合のみであった.理論的な考察や,対象数がもう少し大きい場合の考察も行うことが出来ればさらによかった.本研究課題では,星型分布やクロスセクション型分布を拡張した分布族を導入し,その下での分布の頑健性などを考察してきた.これらを不変性の枠組みで一般論として展開し,星型分布以外に適用可能な例を探ってきた.しかし,応用上最も重要な星型分布の場合において,位置ベクトルや星型集合の推定など,一般論では扱えないより具体的な問題を解決することも重要である.今年度は,星型分布における星型集合の推定の問題を考察した.本研究代表者らのこれまでの研究では,星型分布は不変性の枠組みにおける一般的な分布族の一例として扱われてきたため,星型分布に関する考察は,一般的な分布族に対してと同様,分布論の考察までにとどまっていた.そのため実際のデータ解析において,星型分布をすぐに利用できるようなところまでは方法論が展開できていない.星型分布を現実のデータに適用するためには,例えば位置ベクトルの推定や星型集合の推定などが当然問題となる.これらに対応する問題を一般論における分布族に対して考察することは難しいが,星型分布の場合に限れば議論の展開が可能となる問題もある.本年度は,位置ベクトルは既知(ゼロ)と仮定した上で,星型集合をノンパラメトリックに推定する問題を考察した.星型分布においては,密度関数の等高線がすべて相似な星型集合(の境界)となるため,推定においても等高線がすべて同じ形となるように推定しなければならない.ここでは星型分布の下での通常の方向ベクトルの分布をノンパラメトリックに推定することで,星型集合の形を推定する方法を考え,シミュレーションを行った.学術雑誌に昨年度アクセプトされた論文のAccepted AuthorVersionがOnline上で公開された.また当初は平成28年度に計画していた星型分布に対する推測のうち,星型集合の推定に関して,今年度に部分的ではあるが考察できた.ただし方法の考案とシミュレーションによる分析にとどまったため,提案方法の理論的な考察も出来ればさらによかった.星型分布は,多変量正規分布を拡張したものとしてよく知られている楕円型分布を,さらに拡張したものである.

この拡張は,楕円型分布における密度の等高線としての楕円を,より一般の星型集合まで許すことによる.星型分布は非常に柔軟なモデルではあるが,実際のデータ解析においてすぐに利用できるようなところまでは,これまでに方法論が展開されていなかった.星型分布は,本研究課題で一般的な枠組みで導入した分布族の特殊ケースではあるが,この特殊ケースに限れば,一般的な枠組みでは扱えなかったより具体的な問題も扱える可能性がある.星型分布に対してそのような問題を解決することも,本研究課題の目的の一つとされていた.星型分布において特に扱いたいのは推測であるが,星型分布において最も重要な推測問題は,星型分布を導入した趣旨から考えて,密度関数の等高線としての星型集合(の境界)の形の推定である.この星型集合の形の推定の問題について,昨年度から研究を開始したが,今年度はそれをさらに,以下に述べるようなところまで推し進めた.とりあえず位置ベクトルはゼロという設定において,密度の等高線の形をノンパラメトリックに推定する問題を考察しているが,昨年度は,星型分布の下での通常の方向ベクトルの分布をノンパラメトリックに推定することによって星型集合の形を推定する方法を考案し,シミュレーションを行った.しかし昨年度は,考案した推定方法の理論的な性質の考察を行うには至らなかった.今年度はこの理論的な考察を行った.具体的には,考案した推定方法が,ハウスドルフ距離に関して強一致性を持つことを証明した.ここで得られた結果は,Estimation of the shape of the density contours of star-shaped distributionsというタイトルの論文にまとめ,arXivに公表した.群不変性の一般的な設定での分布族の提案とその性質の考察に関して,本研究課題において平成25年度に執筆し,その後,査読付き学術雑誌にアクセプトされ,Accepted Author VersionがOnline上で公開されていた論文が,今年度,正式に公刊された.また,昨年度は方法の考案とシミュレーションによる分析を行い,その理論的な性質の考察が今年度の課題となっていた星形分布の星型集合の推定問題について,ある程度の解決(強一致性の証明)ができたが,収束の速さなど,より詳しい理論的考察ができれば,さらによかったため.本研究課題では,始めに不変性に基づく分布族を定義し,頑健性等の一般的性質を考察した.その後,特殊ケースとしての星型分布の推定問題に関して前々年度から研究を進めてきたが,本年度は以下に述べるような点でそれをさらに推し進めた.星型分布の推定においては,密度の等高線の形の推定が最も重要な問題である.前々年度はこの問題が,単位球面上の分布の密度をノンパラメトリックに推定する問題に帰着できるという事実に着目し,それに基づく推定方法を考案してシミュレーションを行なった.それを承けて前年度は,この推定方法の理論的性質を考察し,ハウスドルフ距離の下での強一致性を証明した.しかし前年度までの研究では,星形集合の参照点(位置ベクトル)が未知の場合の扱い,パラメトリックな推定との比較,実データへの適用,という課題が残されていた.本年度はこれらの点を考察した.まず,位置ベクトルが既知(ゼロ)でない場合の扱いは,実データへの適用の際には必ず問題となる.星型分布で通常想定される歪んだ分布の場合には,位置ベクトルを平均ベクトルで推定することはできない.ここではdensity generatorの単調性を想定し,カーネル推定した多次元密度のモードにより位置ベクトルを推定することとした.次に,パラメトリックな推定との比較については,等高線が三角形と想定される場合に,パラメトリックな“多面体的星形分布"の1つのケースと見なして推定し,我々のノンパラメトリックな推定結果と比較した.
音声生成シミュレーションのための音声器官モデリングに関する研究

音声生成の音響モデルとして従来から用いられていた1次元モデルを拡張し、声道の形をパラメトリックに表現することが可能な3次元音響モデルを構成した。高次モードを考慮した基本的な構成手法は、平成9年度の成果として発表しており、本年度はその有効性を確認するために、有限要素法(FEM)によるシミュレーションとの比較検討を行なった。モード分解によるパラメトリックな表現をした本モデルとFEMによるシミュレーション結果は、音響管内部の音圧分布特性、入出力間の伝達特性のいずれにおいても極めて良く一致した。4kHz以上の高い周波数域でも音響管内音場は良好に表現されており、摩擦性の子音のように平面波伝搬の仮定が成立しない高い周波数域にも特徴を有する音声の生成モデルとして利用できると思われる。本モデルでは、放射部境界条件は精密に表現されているが、音源部境界については、音源分布を与える形となっている。音源部での物理特徴の計測については、声門間隙を模擬した間隙部分での圧力降下特性の計測を行い、ベルヌイ効果による圧力降下を確認したが、自励振動の発生機序については、未だ十分には解明されていない。声道の3次元形状に起因する効果を表現する音響モデルの構築という本研究の目的は概ね達成できたと思われるが、音源部境界条件の精密化とMRIなどで得られた実声道の詳細形状を本モデルに適用可能な形状までどのように近似するかという点について、今後検討する必要がある。音声生成シミュレーションのための音響モデルの基礎を構築することを目的として、声道内の非平面波的音波伝搬と放射過程の関係を調べるための音響計測を行なった。この計測は、高次モードの励振が容易な音響管を利用して行ない、その結果、高次モードが存在する場合には従来からの平面波伝搬を仮定した放射モデルより大幅に多くの音響パワーが放射されていることが示された。次の段階として、これらの実験結果を表現できるような声道音響モデルの構成について検討を行なった。3次元的声道形状を多数の矩形管が中心軸をずらして縦続接続されたものとして物理的に近似し、エバネッセントモードを含む高次モードの結合を考慮した声道音響モデルを提案した。このモデルでは、音源、声道、放射の各部をモード展開により表現し、音源部体積速度と遠方点音圧の関係を定式化した。また、モード展開表現された音響系に対応する電気的等価回路とシグナルフロー構造についても明らかにした。このような高次モードを考慮したモデル化により、声道断面積関数だけでは表現されない声道の形の影響を検討することが可能となった。本モデルを適用した結果、伝搬高次モヘドの影響は多数の高域での共振として現れ、また、エバネッセントモードの場合であっても、低域での共振周波数を低下させる影響を与えることが示された。本モデルでは声道の分岐や損失項が組み込まれていないため、このような点についての機能拡張を今後行なっていく必要がある。
自然観・世界観と地球環境問題

本研究は自然観・世界観と地球環境問題の関係を歴史的・文明論的に追求することを目的としている。平成3年度は諸文明圏における自然観と環境問題の関係の調査・研究を実施した。平成3年10月19日、11月16日、平成4年2月1日の3回の研究会をあわせて実施した。上垣外憲一は「仏教教典のレトリックと日本人の自然観」、加藤尚武は「環境倫理学の諸問題」、神川正彦は「比較文明学からみた環境問題」、山折哲雄は「十と卍ー分割と循環のイマジネ-ションー」、樺山紘一は「歴史における身体再考」、竹市明弘は「環境問題と自然の理念」、久野昭は「人・自然・技術」について調査研究発表をおこなった。平成4年2月13日ー16日の間、北九州市の八幡製鉄所を訪問し、日本における製鉄産業と環境問題の関係について調査を実施した。以上の調査研究によって人類の自然観・世界観が現代の地球環境問題の根源に深くかかわっていることが明白になった。人類と地球を救済する新たな文明の構築のためにいかなる自然観・世界観を構築すればよいのかについて、あるていどの見通しをえることができた。
単一カーボンナノチューブにおける励起子物性の解明と応用

全光メモリとは入力、出力、制御の全てにおいて光だけで動作させることのできるメモリのことです。従来電気で行われていた信号処理を光で置き換えた光情報処理などへの応用が期待されます。全光メモリは材料の非線形光学効果を利用して実現されるため、通常光と物質との相互作用を強めための誘電体の周期構造を必要とします。この周期は光の波長程度の長さである必要があり、そのため光の波長よりも小さな全光メモリを作成することは困難とされてきました。本研究では、表面に吸着した分子に由来した特殊な非線形光学効果を利用して、単一のカーボンナノチューブを光メモリとして動作させることに成功しました。カーボンナノチューブの直径は波長の1000分の1程度と非常に小さいため、全光メモリの高集積化が期待できます。単一のカーボンナノチューブが架橋したサンプルを化学気相成長法により作成し、フォトルミネッセンス(PL)の励起強度依存性を調べました。すると非常によく吸収する波長より僅かに短い光で励起した場合、ある励起強度から発光スペクトルが大きく変わることがわかりました。これは吸着している分子が急激に着脱した結果であると考えられます。さらに励起強度を強くしていく方に変えた場合と、弱くしていく方に変えて行く場合とでスペクトルが大きく変わる励起強度が異なることもわかりました。この結果はナノチューブが同一の入力状態に対し、励起強度の履歴に依存して異なる2つの出力状態をとることを示しています。この2つの出力状態を光学的に繰り返し切り替えることができるかを、図に示すように励起レーザーの強度を時間的に変化させることで調べました。その結果、たしかに単一のナノチューブが繰り返し読み書き可能な全光メモリとして安定に動作するということが確認できました。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。