hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脊椎動物の形態形成におけるFgf,Wnt,Shhシグナルの役割とその相互作用

Shh遺伝子の異常はしばしばこの異常を伴うが、その他にNodal, Smad2,Hnf3β,ActRIIA等の変異によっても類似の異常が起こることから、全前脳胞症は遺伝的にheterogeneousであると考えられた。我々は、150例以上の全前脳胞症ヒト胎児の疫学的解析によってこれを確認した。また、全前脳胞症の発症に関与する遺伝子異常と環境要因の関連を整理し、それを総説としてまとめた。2.肺原基の分枝におけるFgfの関与肺の原基である肺芽は規則正しい分枝を繰り返して気管支を形づくっていく。我々はマウスの肺原基を間葉のない条件下で培養し、隣接する肺芽の枝どうしがFGF1を消費することによって互いの発育を抑制することを見出した。一方、BMP4はこの阻害効果を軽減しなかった。この結果に基づき、FGFの不足が側方抑制の効果をもつとする反応拡散モデルを作り、FGFの欠乏が肺原基の初期分化において重要な役割を果たすことを明らかにした。1)sonic hedgehog(Shh)遺伝子は中枢神経系の発生分化、特に、神経管の腹側部位の分化に関与しているが、背側の分化はShhに依存しないとされている。我々は、マウス胎児の初期神経管において、cyclin D1の発現にShhが必要であることを見出し、Shhノックアウトマウスを用いた解析によって間脳と中脳の分化にShhが密接に関与していることを明らかにした。詳細な解析によって、間脳と中脳の背側部位の細胞の増殖と生存がShhによる制御を受けていることが明らかになった。また、間脳ではFgf15がShh依存性に発現し、背側の神経前駆細胞がWntシグナルに反応して増殖分化する過程を制御していることが示唆された。2)肺の原基となる肺芽は、発生過程で分枝を繰り返して気管支を形づくっているが、その分枝パターンには一定の規則性が認められる。この分枝パターンの形成メカニズムは不明であったが、我々はマウス胎児の肺原基を器官培養し、気管支の分枝を解析した結果、隣接する肺芽の枝どうしがFGF1を消費することによって互いの発育を抑制することが明らかになった。この実験結果に基づき、気管支の分枝形成においてFGF1の低下が側方抑制(lateral inhibition)の効果を持つとする反応-拡散モデルを形成し、肺の器官発生におけるFGFの役割を数理生物学的に明らかにした。3)BMPは発生において重要な役割を果たすが、その標的遺伝子については不明の点が多い。我々はクロマチン免疫沈降法による遺伝子クローニングにより、Indian hedgehog(Ihh)がBMPシグナリングの標的であること、また、IhhのBMP反応領域がGCリッチなモチーフを持ち、これがSmad4と結合することを明らかにした。Ihhの発現はBMPの濃度勾配による制御を受けていると考えられる。
光学ポリマーの屈折率制御、屈折率予測

ポリマーの屈折率およびその波長依存性(アッベ数)は、Lorentz-Lorenz式に基づき、繰り返し単位の化学構造のみから計算できる。屈折率を計算する際に基盤となるのは、“原子屈折、原子分散値"および“ポリマー固体中での分子鎖パッキング状態"である。本研究では、フッ素、窒素、ベンゼン環およびケイ素の原子屈折および原子分散値、そしてシリコーン樹脂の分子鎖パッキング状態を明らかにした。そして、解明した値を用いて計算したフッ素ポリマー、ポリアミド、芳香族ポリマー、およびシリコーン樹脂の屈折率とアッベ数は実測値とよく合うことを確認した。光学ポリマーの屈折率制御が重要な技術課題となっている。ポリマーの屈折率は、分子鎖のパッキング状態と化学構造で決定される。我々は、Lorentz-Lorenz式に基づき、ポリマーの繰り返し単位の化学構造のみから屈折率およびその波長依存性(アッベ数)を計算する方法を提案している。本研究では、屈折率を計算する際に基盤となる“原子屈折、原子分散値"および“ポリマー固体中での分子鎖パッキング状態"を決定、解明することにより、提案している屈折率予測法を、様々な化学構造、結合様式をもつ光学ポリマーに対応できるように発展させることを目的としている。光学ポリマーの屈折率予測に必要な原子屈折および原子分散値を精密屈折率測定から決定する。また、種々の結合様式、分子鎖凝集状態を持つポリマー固体の分子鎖パッキング状態を精密密度測定より解明する。そして、決定した原子屈折、原子分散値およびパッキング係数を用いてポリマーの屈折率を繰り返し単位の化学構造から計算し、実測値との比較を行い、屈折率予測法の適用性を検証するとともに、予測精度の向上を図ることが全体の研究計画である。。これまでにフッ素、窒素、ベンゼン環およびケイ素の原子屈折及び原子分散を実験的に明らかにしたが、平成24年度はさらにデータの蓄積に努め、値の信憑性を高めた。そして、解明した原子屈折値を用いて計算したフッ素ポリマー、ポリアミド、および芳香族ポリマーの屈折率とアッベ数は実測値とよく合うことを確認した。本研究では、屈折率を計算する際に基盤となる“原子屈折、原子分散値"および“ポリマー固体中での分子鎖パッキング状態"を決定、解明することにより、提案している屈折率予測法を、様々な化学構造、結合様式をもつ光学ポリマーに対応できるように発展させることを目的とした。そして、決定した原子屈折、原子分散値およびパッキング係数を用いてポリマーの屈折率を繰り返し単位の化学構造から計算し、実測値との比較を行い、屈折率予測法の適用性を検証するとともに、予測精度の向上を図ることが全体の研究計画であった。本研究では、フッ素、窒素、ベンゼン環およびケイ素の原子屈折及び原子分散値、そしてシリコーン樹脂の分子鎖パッキング状態を実験的に明らかにした。本研究では、屈折率を計算する際に基盤となる"原子屈折、原子分散値"および"ポリマー固体中での分子鎖パッキング状態"を決定、解明することにより、提案している屈折率予測法を、様々な化学構造、結合様式をもつ光学ポリマーに対応できるように発展させることを目的としている。そして、決定した原子屈折、原子分散値およびパッキング係数を用いてポリマーの屈折率を繰り返し単位の化学構造から計算し、実測値との比較を行い、屈折率予測法の適用性を検証するとともに、予測精度の向上を図る。平成23年度は、まず精密屈折率測定を可能とする装置体制を整えたうえ、フッ素(F)、ケイ素(Si)、フェニル基、およびアミド基の原子屈折および原子分散値の決定を行った。解明した原子屈折および原子分散値を用いて計算したフッ素系ポリマー、芳香族ポリマーおよびポリアミドの屈折率およびアッベ数は、プリズムカップリング法により測定した実測値とよく合い、解明した値の信憑性が確認された。

実験的に解明したフッ素、窒素、およびベンゼン環の原子屈折及び原子分散値を用いて計算したフッ素ポリマー、ポリアミド、および芳香族ポリマーの屈折率とアッベ数は実測値とよく合うことを確認し、解明した値の信憑性が確かめられた。ケイ素についての検証を今後の課題としている。平成23年度は、まず精密屈折率測定を可能とする装置体制を整えたうえ、測定用ポリマー固体の作製、試料の準備を行う。そして、サンプルの屈折率測定および密度測定を行い、未解明の原子および原子団について、原子屈折、原子分散値を決定していくことを目的としていた。具体的課題としていたフッ素(F)、ケイ素(Si)、フェニル基、およびアミド基の原子屈折および原子分散値の決定を行ったことから、当初の計画はおおむね順調に進展しているといえる。解明したケイ素の原子屈折、原子分散値を用いてケイ素ポリマーの屈折率を繰り返し単位の化学構造から計算し、実測値との比較を行い、解明した値の信憑性を確認する。また、非晶性ポリマー以外の種々の分子鎖凝集状態のポリマーの分子鎖パッキング状態を明らかにする。本研究で決定、解明した原子屈折、原子分散値および分子鎖パッキング係数値を計算システムに組み込み、様々な化学構造、結合様式をもつ光学ポリマーの屈折率が予測可能な予測システムに発展させる。平成24年度は、種々のサンプルを作製準備し、引き続き、屈折率測定および密度測定を行い、データの蓄積に努め、解明した原子屈折および原子分散値の信憑性を高めていく。また、種々の結合様式、分子鎖凝集状態を持つポリマー固体の分子鎖パッキング状態を解明していく。測定用試料の準備、作製に必要な消耗品を補填しながら、屈折率の精密測定を行い、データを蓄積する。また、決定した値を基に光学ポリマーの屈折率予測システムをパソコンシステムとして作成する。得られた知見を内外に公開する。以上のために研究費を使用する。測定用試料の準備、作製に必要な試薬、ガラス器具等、研究に必要な消耗品を補填しながら、屈折率の精密測定を行い、データを蓄積する。また、得られた成果を公開し始める。これに必要な旅費にあてる。
SSR標識を用いたダイズコアコレクションの確立と遺伝育種研究への応用

本研究は、栽培および野生遺伝資源を有効に利用するために不可欠なコアコレクションを構築することを主目的として行った。ダイズ連鎖地図上にマップされた41の単純反復配列(SSR)標識について、アジア各地から導入された130系統の遺伝子型プロフイルを同定した。UPGMA法およびPCA分析を用いて解析した結果、アジアのダイズ集団が大きく日本と中国に対応した二つの生殖質プールに分割されることを明らかにした。解析したSSR標識から、日本と中国の生殖質プールを特徴づける9個のSSR標識を選び、高緯度地域に適応した長日不感受性ダイズ28系統の遺伝子型プロフィルを同定した。多変量解析の結果、長日不感受性ダイズは、北海道に特異的なI型、日本各地に分布するII型、東北北部のIII型、中国東北地方および極東ロシアのIV型に、大きく分類された。これらの結果から、長日不感受性ダイズの変異をおおよそカバーする12系統からなるコアコレクションを構築した。また、タイ北部で収集されたダイズ系統の遺伝的関係を同じく9個のSSR標識の解析より明らかにした。タイ北部で栽培されるダイズは、過去の奨励品種を主体に、在来種との混合、あるいは在来種と奨励品種の交雑に由来すると考えられる組み換え型から構成されることを明らかにした。一方、コアコレクションの有用性を確認するため、白目ダイズの開花期低温ストレス耐性の評価法を確立し、種々の遺伝資源について耐性の強弱を検定した。北海道で育成された白目品種は開花期の低温により種子の臍周辺に褐色の着色が生じるが、東北や中部地方で栽培されるダイズ品種に低温下でも着色の生じない耐性品種が観察された。現在、白目ダイズのコアコレクションを構築し、多様な材料について低温耐性の解析を進めている。現有のダイズコレクションから、既に解析が終了している生理形態形質、アイソザイム遺伝子型およびオルガネラゲノム型の変異に基づいて138品種を選択した。これらは,アジア14カ国のダイズ品種を網羅する。各品種一個体よりDNAを抽出した。これらDNAを鋳型にSSR解析を行った。用いたSSR標識は,ダイズゲノムからランダムに選んだ20個のSSR標識ならびに二つの連鎖群(C2とD1b+W)からそれぞれ連鎖する10個のSSR標識のあわせて40個である。PCR法とシークエンサーを利用して各品種のSSR標識の遺伝子型を同定した。その結果,座あたりに平均10個の対立遺伝子が観察され,核SSR標識の多様性が改めて示された。多変量解析の結果,日本のダイズ集団と中国のダイズ集団は遺伝的構成が大きく異なることが明らかとなった。一方,東南アジアや南および中央アジアのダイズ品種の多くは中国品種のクラスターに含まれた。供試品種の多くは異なった単独のクレードを構成しており,それらが互いに遺伝的に異なった品種であることが再確認された。これら初期のコアコレクションから数品種を選び,耐冷性に関する簡易評価法を確立するために予備調査を行った。特に,栄養成長期の耐冷性検定を10°C/5°C(明/暗)の条件下で行ったところ,クロロシスを示す品種から明瞭なストレス症状を示さない品種まで変異が観察された。今後この条件を用いて耐冷性の遺伝資源評価が可能である。現在,核SSR標識の多型解析ならびに耐冷性評価を,供試材料を増やしながら継続している。1.日本を中心にアジア各地より収集されたツルマメ100系統について、昨年度調査したダイズゲノムからランダムに抽出された20個のSSR標識の変異を解析した。その結果、ツルマメのSSRの対立遺伝子構成は先に調査したダイズの遺伝子構成と著しく異なることが明らかとなった。

また従来の研究同様に、多様性のレベルはダイズに比べてツルマメではるかに大きかった。現在ツルマメの地域集団間の分化に関する詳細な解析を進めている。2.耐冷性の育種母材として利用されてきた北海道の極早生品種7系統について、前実験と同じ20個のSSR標識の変異を解析した。その結果、供試した系統間に多型は観察されず、全て同じ遺伝子型を有することが判明した。3.寒冷地由来のダイズ系統について幼苗期の低温ストレス耐性を評価した。始めに、耐冷性を評価する手法を確立するため、耐冷性が異なることが既に明らかなダイズ2品種を用いて、昼間10°C夜間5°Cの人工気象下における耐冷性を評価した。低温ストレスによる障害の程度は光強度に依存した。特に耐冷性の弱い品種は、強光のもとで葉身にクロロシスを生じ、その程度を葉緑素計で量的に評価することができた。また、光合成活性の一尺度としてクロロフィル蛍光の測定によるストレス耐性の評価方法を検討した。現在、アジア各地より収集された系統の耐冷性の変異をかかる環境下で検定している。本研究は、栽培および野生遺伝資源を有効に利用するために不可欠なコアコレクションを構築することを主目的として行った。過去2年間の研究成果に基づき、日本および中国の栽培ダイズ集団を特徴づける9個の単純反復配列(SSR)マーカーを選び、北海道、東北、中国東北部および北欧より導入された極早生品種について各系統の遺伝子型を同定した。得られた結果をUPGMA法およびPCA分析を用いて解析したところ、北海道の極早生品種は二つの品種群に、また東北地方の極早生品種は前者の2群とは異なる品種群に分類された。北海道の極早生品種群のうち一つは、韓国や九州から導入された極早生品種と同じ群に分類された。一方、中国や極東ロシアの極早生品種はこれら日本の品種群とは異なる品種群を形成した。これらの結果から、ダイズの極早生品種を代表するコアコレクションを構築した。これらの品種群のうち、北海道の二つの品種群については、それらの極早生性が異なった遺伝的機構に支配されていることが明らかにされている。また、種子外観上好まれる白目ダイズ品種についても同様にSSR分析を行い、品種分類を試みた。その結果、中国由来の白目品種は日本の白目品種と異なることが示された。現在、白目品種に関する有効なコアコレクションを構築するため、系統数を増やして解析を進めている。また、白目品種の開花期の低温ストレス耐性を評価した。北海道で育成された白目品種は開花期の低温により種子の臍周辺に褐色の着色が生じるが、東北や中部地方で栽培されるダイズ品種に低温下でも着色の生じない耐性品種が観察された。それら品種の低温耐性は人工気象機を用いた解析からも裏付けられた。
通常の学級に在籍する発達障害の可能性のある児童生徒の包括的な心の健康教育支援

すべての人においてメンタルリスクがあることから、予防的観点から小学校から心の健康教育の必要性が認識されている。本研究は、児童生徒のスペクトラム分布をする発達特性を考慮して、ユニバーサルレベルの心の健康支援プログラムを開発し、小学校通級指導教室、中学校通常学級および適応指導教室、定時制高校といったさまざまな教育の場において実施可能性を検討した結果、汎用性を示唆する結果が得られた。本研究は、発達障害の可能性のある児童生徒の二次障害を予防し、その他の児童生徒についても精神的健康を増進し、社会性を高める集団での取組みを提案することを目的として着手された。昨年度、小学校通級指導教室を利用する高学年児童を対象に教師が実際に認知行動療法アプローチにもとづく不安軽減プログラム(10セッション)を実施し、その実施可能性を検討した。実施に先立って、教師用研修を実施し、教師用実施マニュアルを作成した。保護者から同意が得られた対象児3名について、実施前後と追跡時に質問紙調査を実施した。その結果、教師のプログラムへの忠実性、児童の出席率、ホームワーク実施率、プログラムの理解度は高水準であることが確認された。社会的妥当性を尋ねる事後アンケートでは、通級教師と児童本人からは同様に肯定的な回答が大半であった。中学校通常学級在籍生徒を対象とするユニバーサルレベルの健康支援として、コーチング法と仲間媒介法に基づく集団社会的スキル訓練プログラムを開発し、本プログラムが生徒の社会的スキルを向上させるかどうか、生徒の心理社会的適応状態の改善がある場合、それは生徒の自閉症的特性の程度によって違うのかどうかについて、介入群(3クラス116名)と統制群(3クラス107名)と比較し検討した。その結果,自閉症特性高群の生徒に対しては、介入群では有意な社会的スキルの向上と身体的ストレス反応の低下が示された。自閉症特性低群の生徒に対しては、介入群では統制群と比較して介入後に有意なソーシャルサポートの向上と孤独感の改善が示された。以上より,自閉症児集団向け不安軽減プログラムの学校場面における実施可能性が確認された。また通常学級向けプログラムは、生徒の自閉的特性によって異なる効果が得られる可能性が示された。本研究では,ASD(閾下の自閉症的特性を含む)児の集団向け不安軽減プログラムを開発し,それが実際にASD児に適用可能かどうかを研究場面で検討した後(研究1),実際に教師が教育場面で実施可能かどうかを検討した(研究2)。プログラムによる子どもの変化を最も反映しうる効果指標について検討を行った(研究3)。研究1では、プログラムはASD児への適用を念頭に,情報提示とプログラムの進め方にについて修正を加えた。児童の平均出席率は90%,保護者の感想もおおむね肯定的であり,ASD児に対して適用が可能であることが示された。不安症状が高かった児童では,プログラム終了6ヵ月後には得点が減少し,不安症状の低下が反映された。研究2では、実施率は98.2%であり,高い忠実性が示された。児童の平均出席率は86.7%,プログラム理解度の平均は,終了後では95.2%,終了3ヵ月後では76.2%であった。事後アンケートは,授業時間の長さと準備の負担の大きさにおいて低い値が示されたが,全体的には高い値が示された。事前に不安症状が高かった児童では終了3ヵ月後には不安症状の低下が反映された。研究3では、児童評定および親評定の不安症状、児童評定および親評定のQOLを用いて、事前、事後の変化を比較したところ、不安尺度のSCASを児童自身が評定したスコアのみが有意な減少を示した。これらにより、本研究で作出したプログラムはASD児に実施可能であることが示唆され、また効果指標には児童評定の不安尺度得点が鋭敏に変化を捉えうる可能性が示唆された。今後、より長期的な検討および多面的な検討によって、最適な効果指標を決定する必要がある。開発したプログラムについて、臨床研究者実施、学校教師実施、臨床家臨床場面実施、それぞれの実施可能性を検討できた。また効果指標の検討もプレポストのデータ解析によって実施できた。ほぼ計画通りである。実施したプログラムのマニュアルを完成させ、普及に努める。その際に、実施した教師、臨床家たちからのフィードバックを取り入れ、修正を加える。また長期的な事後フォローを完遂し、よりよい効果指標について検討する。特別支援教育、児童精神医学、臨床心理学昨年度得られた結果にもとづいて、学校教育課程内におけるさまざまな場面での実施を想定して、プログラムを再構築する。

本研究は、情緒障害の学校での早期対応を目標に置いているため、学校にいる様々なレベルのハイリスク児に対応したプログラムやその効果指標の選択を検討する必要があり、そのために今後は教育相談やクリニック受診児など、クリニカルレベルの児童生徒も含めて幅広く検討をすすめていく。一方、ユニバーサルタイプは児童生徒に応じた効果指標が重要となるため、最適な指標の組み合わせを提案できるよう検討をすすめる。学校や家庭のニーズに応じた学際的かつ包括的な心の健康教育プログラムを提唱し、インクルーシブ教育への深化を目指していきたい。
吻合部肥厚内膜内に発生する血管新生に関する実験的研究

イヌ異常血流モデルを作成し、自家静脈バイパス術前後における血行動態変化を観察し、縫合材料、縫合法による差を検討した。イヌ成犬の大腿動脈分枝を結紮し、末梢抵抗が8-12倍へ上昇した状態において、自家静脈片(大腿静脈)を用いて大腿動脈バイパス術を施行した。血管吻合には非吸収性血管縫合糸(PP,polypropylene)または吸収性血管縫合糸(PDS)を用いた通常の血管吻合法および非貫通性縫合法(VCS clip)を用いた。1、3、6ヶ月、1年後に自家静脈片を採取し、内膜肥厚の程度を計測した。また同時にマイクロフィル注入法にて肥厚内膜内の血管新生の程度と分布状況を観察した。結果:PDS糸は3-6ヶ月間に吸収された。グラフトおよび吻合部における内膜肥厚は経時的に増大し、PDS法はPP法に比較し6ヶ月以降で軽い傾向があった(有意差なし)。非貫通性縫合法においても同様の傾向であったが、吻合部においてはPP法やPDS法に比較して、6ヶ月と1年目において有意に軽度であった。内膜肥厚内の新生血管は、グラフト及び吻合部のいずれにおいても内膜および外膜から由来すると考えられ、その程度はPP法とPDS法では同等であった。一方、非貫通性縫合法の吻合部肥厚内膜内においては、ほとんどの新生血管は外膜から由来し、その程度もPP法やPDS法に比べ有意に軽度であった。以上より、吻合部新生血管は、術後早期において縫合糸に対する異物反応によって惹起されると考えられた。また吻合操作において内膜損傷や異物反応が少なく、縫合糸周囲に裂隙の生じない非貫通性縫合法は、吻合部内膜肥厚が抑制させる可能性が示唆された。イヌ成犬を全身麻酔下に後肢膝窩動脈本幹およびdistal caudal femoral arteryを除く大腿動脈分枝を結紮した。電磁血流計による血流波形は0またはI型の正常波形からIIまたはIII型の異常波形へ変化した。平均血流量は結紮前の20-30%へ低下し、末消抵抗は結紮前の8-12倍へ上昇した。2-3週間後に再度測定を施行した。結紮後値に比較して軽度の血流量増加と末梢抵抗の減少を認めたが、結紮前値に回復する例はなかった。引き続き自家静脈片(大腿静脈)を用いて大腿動脈バイパス術を施行した。中枢側吻合部は端々、末梢側吻合部は端側吻合とし、血管吻合には非吸収性血管縫合糸または吸収性血管縫合糸を用いた通常の血管吻合法および非貫通性縫合法(VCS clip)を用いた。バイパス後の血流波形はII型で、平均血流量は結紮前の40-80%、末梢抵抗は結紮前の2-5倍であった。縫合糸による差は認めなかったが、非貫通性縫合法においては平均血流量が少ない傾向にあった。一方、結紮処理を施さない正常血流群においては、バイパス前後における血流波形の変化を認めなかったが、軽度の血流量の減少と末梢抵抗の上昇を認めた。吻合操作による内腔狭窄と血管のスパズムが原因と考えられた。
鉄キレートペプチド生合成遺伝子の解析

鉄イオンは、生物の生育にとり必須の成分であるが、土壌環境中に住む微生物にとってもそれは例外ではない。大部分の鉄原子は酸化された状態で存在するため、常に土壌中は鉄欠乏状態である。極微量の鉄イオンを利用するために、多くの生物はシデロフォア-と呼ばれる鉄キレートペプチドを生産する。我々は、植物病原菌を強く抑制し微生物農薬として利用できる菌のスクリーニングをする中で、抗生物質イチュリンと共にバイオサーファクタントであるサーファクチンを同時に生産する新しい枯草菌を見い出した。また、この枯草菌がイト-酸と呼ばれるシドロフォア-(2,3-ジヒドロキシベンゾイルグリシン)を生産しており、この物質の生産も上記遺伝子により制御されていることを見いだした。この遺伝子の物質生産における機能解析を、遺伝子の小型化や生産性の低い類似遺伝子との組換えによりハイブリッド遺伝子の作製を行った。得られた遺伝子を、遺伝子の欠損株である宿主に導入することにより物質生産の比較を行った。その結果、上記リポペプチド性抗生物質やシデロフォア-の生産において、短くなった遺伝子における生産性がいずれの場合も減少したため、遺伝子産物のカルボキシル末端が重要な働きをしていることが示された。また、この遺伝子欠損株の土壌中における定着性を元株と比較したところ、他の拮抗微生物が存在しない滅菌土壌においては、あまり差が認められなかったが、土着の微生物が存在する非滅菌土壌においては、定着率の現象が観察された。従って、リポペプチド性抗生物質やシデロフォア-の生産が、枯草菌が微生物農薬として土壌に定着する際に重要な役割を果たしていることが示唆された。
GTP結合蛋白質H-Rasによる海馬長期増強の制御の研究

1) NMDA受容体の発現量海馬で発現しているNMDA受容体サブユニット、GluRζ1(NR1)、GluR ε1(NR2A)、GluR ε2(NR2B)の発現量を検討した。海馬粗抽出液をSDS-PAGEにより分離し、各サブユニットを特異的に認識する抗体を用いたウエスタンブロットにより定量した結果、野性型とノックアウトマウスでは差はなかった。また、NMDA受容体ラジオリガンド、[propyl-2,3-3H]-CGP 39653を用いたリガンド結合実験でも海馬細胞膜上に存在するNMDA受容体密度は野性型とノックアウトマウスでは有意な差は無かった。2) NMDA受容体のリン酸化NMDA受容体の活性はε1、ε2がチロシンリン酸化にされることによって制御されることが報告されている。そこで、海馬粗抽出液を0.5%SDS存在下で煮沸し、NMDA受容体を各サブユニットに解離させた後、εl、ε2を特異的に認識する抗体を加え免疫沈降物を得た。さらに、共沈産物をSDS-PAGEにより分離し、リン酸化チロシン残基を特異的に認識する抗体を用いたウエスタンブロットによりε1、ε2両サブユニット共、リン酸化量が増加していることが明らかとなった。3) NMDA受容体中のサブユニット量の変化NMDA受容体の活性は構成するサブユニットの変化によっても起りえる。そこで、海馬粗抽出液を煮沸せず、抗ζ1抗体と共沈する蛋白質量をウエスタンブロットにより定量した。その結果、ε1、ε2の蛋白量がノックアウトマウスで変化していないこと、PSD95蛋白質の量も変化していないことが明らかとなった。以上の結果より、H-rasノックアウトマウスでのNMDA受容体応答の特異的な活性化はε1、ε2サブユニットのチロシン残基のリン酸化の増加によって生じている可能性が示唆された。1) NMDA受容体の発現量海馬で発現しているNMDA受容体サブユニット、GluR ζ1(NR1)、GluR ε1(NR2A)、GluR ε2(NR2B)の発現量を検討した。
まんがをよむということ:その認知的・文化的意義の解明

本研究では、まんが読解力(まんがリテラシー)の規定因を明らかにすること、ならびにまんが読解力の個人差や発達差が生じるまんが読解の過程を眼球運動分析から明らかにすることを目的としている。さらに、まんが教材の効果やその効果に及ぼすまんが読解力の影響、まんが読み体験の文化的影響についても検討を行うことも目的とした。本研究で得られた成果は、以下の通りである。1我が国におけるマンガの心理学的研究の動向を明らかにした。教材効果を取り上げた研究や符号や背景表現の理解を取り上げた研究などが見られた。また、まんがの心理学的な研究の展望的な論文も見られた。2児童・成人のマンガ読解力を査定・分析するためのテストの開発を行った。3文脈理解力とまんが表現技法の理解力がまんが読解力の規定因であることを明らかにした。4まんが読解の基礎過程としての眼球運動の解析を行い、まんが読解力の高い者は、相対的に絵に重点を置いたコマの配置に応じた効果的でシステマチックな視線の動きをする読み方を、読解力の低い者は、吹き出しの文字に注視し、ややランダムな視線の動きがみられまた字に重点を置いた読み方をしていることなど幾つかの差異を明らかにした。5まんが教材の学習効果は、まんが読解力の高い者の方が大きいことを見い出し、まんが読解力の有効性・認知的意義を明らかにした。6日本のまんがが進出している韓国の子供のまんが文化の状況をフィールドワーク的に検討すると共に、まんが読解力テスト(CCCT-3)の韓国版を作成した。本研究ではまんが読解力の規定因を明らかにすること、まんが読解力の個人差や発達差が生じるまんが読解の過程を眼球運動分析から明らかにすることを目的としている。またまんが読解力と読書読解力の異同、まんが教材の効果、さらにまんが読み体験の文化的影響についても検討を行う事も目的としている。本年度は、以下の諸点の検討を行った。1.まんがを取り上げた心理学的研究の収集を行った。わが国においては、まんが教材の学習効果を明らかにしようとする研究が見られた。2.まんが読解力テスト(小学生版)の開発のため、小学1年から5年生の児童を対象とした試作版のデータを再検討し、項目の精選や質問法の検討を行った。これらを元に、まんが読解の基礎技能(画像内容理解、画像からの情緒理解、まんがの符号理解、まんがの表現ルール理解、擬音・擬態理解、画像の文脈的連続性の理解など)と、まんが読解力(ストーリー再生、ストーリー理解など)を開発中である。試作版のデータについては執筆中の著書で紹介した。3.まんが読解力の高い者と低い者の、まんが読み過程の眼球運動の測定・分析に着手した。これについてはデータを更に収集する。1.まんが読解力の高い者と低い者の、まんが読み過程の眼球運動の測定・分析を行い、読解力の高いものは全体的な視覚的走査を行い、相対的に絵を中心とした読解を行い、読解力の低いものは比較的短い目の動きが中心でふきだしの言葉を中心にストーリーの読みとりを行うことを見いだした。この結果は日本発達心理学会第11回大会にて発表。2.まんが読み体験の文化的影響調査の第一歩として、韓国の子どもまんがの状況について、ソウルで予備的なフィールドワークを行った。これを踏まえてソウル神学大学との協同調査の準備を開始した。

本研究ではまんが読解力の規定因を明らかにすること、まんが読解力の個人差や発達差が生じるまんが読解の過程を眼球運動分析から明らかにすることを目的としている。またまんが読解力と読書読解力の異同、まんが教材の効果、さらにまんが読み体験の文化的影響についても検討を行う事も目的としている。本年度は、以下の諸点の検討を行った。1.昨年に続き、まんがに関する心理学的研究の文献収集を行った。2.まんが読解力の測定・分析を行い、まんが読解力の基礎として,絵の読みとり、まんが符号の理解、擬音・擬態表現の理解の役割が重要であることを明らかにした。また、まんが読解力は発達につれ高くなること、まんが読解力は読書読解力と関連のあることを見いだした。この結果は第27回国際心理学会(ストックホルム)において発表した。3.まんが読解過程における眼球運動の測定を行った。4.まんが読み体験の文化的影響調査について、ソウル神学大学との協同調査として、韓国の児童のまんが読解力の測定研究をすすめた。本研究では、まんが読解力(まんがリテラシー)の規定因を明らかにすること、ならびにまんが読解力の個人差や発達差が生じるまんが読解の過程を眼球運動分析から明らかにすることを目的としている。さらに、まんが教材の効果やその効果に及ぼすまんが読解力の影響、まんが読み体験の文化的影響についても検討を行うことも目的としている。1.まんがをとりあげた心理学的研究の収集を引き続き行った。教材効果を取りあげた研究や符号や背景表現の理解を取り上げた研究などが見られた。また、まんがの心理学的な研究の展望的な論文も見られた。2.まんが読解力の査定・分析を行い、まんが読解の基礎として文脈理解力とまんが表現技法の理解力という2つの因子を因子分析により抽出した。また、これら2つの因子がまんが読解力(まんがリテラシー)の規定因であることを重回帰分析より明らかにした。3.まんが教材の学習効果を検討し、まんが読解力の高い者が低い者よりまんが教材による学習効果が高いことを見いだした。まんが読解力の認知的意義の一端を明らかにした。4.まんがの教材効果を扱った諸研究の動向をまとめた。これら3、4については千葉大学教育実践研究にまとめ、論文として掲載した。5.まんが読解の基礎過程としての眼球連動の解析を、まんが読解力の高い者低い者を対象に行い、高い者はより絵に注視するシステマチックな視線の動きがあり、低い者は吹き出しの文字に注視しランダムな視線の動きが特徴的であることなど幾つかの差異を見いだした。6.まんが読解力の国際比較のための、まんが読解力テスト(CCCT-3)の韓国語を試作した。
天然変性タンパク質の構造特性とその機能解明

タンパク質の構造柔軟性がその機能とどのように関わるかを天然変性タンパク質であるαシヌクレインタンパク質やシャペロニン等を用いてタンパク質化学的,生化学的,生物物理化学的な側面から詳細な研究を行った。その結果,構造的柔軟性が引き起こす本来のタンパク質が持っている構造特性や構造変化がアミロイド線維凝集を引き起こす引き金となっていることが明らかになり,その機能と深い関係にあることが確かめられた。蛋白質が本来有する柔軟性が果たす役割について研究を行い,以下のような成果を得た。1:シャペロニンのフレキシブルC末端領域とヒンジ部位の役割解明GroELのC末端領域に存在している天然変性領域中にあるKNDAAD配列をタンデムに2回,3回,4回と繰り返して導入し,その機能に与える影響を調べたところ,かえって機能低下が起こることが分かった。また,アピカルドメインとインターメディエートドメインをつなぐヒンジ2部位のGly残基をTrp残基に変化させると,ATP非存在下でもGroESと結合し,安定な複合体を形成することが判明し,GroELの機能発現機構の理解を深めた。さらに,古細菌の一種であるThermoplasma acidophilum由来のシャペロニンの単量体蛋白質が,マンガンやコバルト金属イオン存在下で,様々なヌクレオチド加水分解活性を有していることを発見した。特に,AMP加水分解活性は初めての例である。2:天然変性蛋白質αシヌクレインのアミロイド線維形成天然変性蛋白質の代表的なαシヌクレインのアミロイド線維形成反応でできるβ構造の各部位をペプチドレベルで明らかにした。このペプチドを利用して詳細なアミロイド線維形成を調べたところ,94番目のPhe残基がアミロイド線維の核形成に重要であることが判明した。全長のαシヌクレイン蛋白質でもこの結果が確かめられ,柔軟性に富む蛋白質の本質的な性質とアミロイド線維形成機構についての新たな示唆が示された。蛋白質が本来有する柔軟性が果たす役割についてさらに継続的に研究を行い,以下のような成果を得た。1:シャペロニンのフレキシブルC末端領域シャペロニンGroELのC末端領域に存在している天然変性ペプチド領域中にあるKNDAAD配列をタンデムに繰り返して導入した場合,3回まではシャペロニン機能はあまり変化しなかったが,4回繰り返した場合,大きな機能低下が起こることが分かった。しかし0.5MKCl存在下では,野生型と同程度のシャペロニン活性を示した。これらの結果から,シャペロニンのC末端の天然変性ペプチド領域はKNDAAD配列の電荷と大きな関係があることが明らかになった。2:天然変性蛋白質αシヌクレインのアミロイド線維形成本来一定の立体構造を持たず,ランダムな構造をとっている,いわゆる天然変性状態の蛋白質の代表であるαシヌクレインは,その構造が変化して次第にアミロイド線維を形成し,それが原因となってパーキンソン病を発症する。この蛋白質のアミロイド線維核部位ペプチドを蛋白質化学的に同定することに成功した。また,その中でも特に94番目のPhe残基がアミロイド線維形成に重要であることが明らかになった。更にこのペプチドの特性を調べた結果,他の蛋白質のアミロイド線維形成伸張材料として役に立つことが明らかになった。これはアミロイド線維伸張ペプチドとして,脳神経変性病の診断材料として役に立つことが示唆された。タンパク質が本来有する柔軟性が果たす役割についてさらに継続的に研究を行い,以下のような成果を得た。1:シャペロニンGroELの機能と柔軟性末端導入との関連性シャペロニンGroELの本来のN末端とC末端をリンカーで連結し,新たなN末端とC末端を導入することで,シャペロニンの機能特性がどのように変化するかを調べた。GroELのアピカルドメイン内に,新たなN末端,C末端を異なる位置に導入したところ,すべての変異体でATPase活性は野生型の80-90%を保持することが分かった。しかし,GroES存在下ではATPase活性は野生型と異なり,あまり抑制効果が見られなかった。ロダネーゼを用いたリフォールディング活性も若干低下するものの活性は保持されていた。しかしながら,アピカルドメインの動きは,新たなN末端とC末端の導入による柔軟性の向上によって野生型と大きく異なっていることが明らかになった。2:天然変性蛋白質αシヌクレインのアミロイド線維形成αシヌクレインは特定の構造を持たない天然変性タンパク質であり,アミロイド線維を形成し,パーキンソン病の原因タンパク質である。この蛋白質のアミロイド線維核部位ペプチドはすでに我々は同定しており,今回そのペプチドに対する抗体を用いて,アミロイド線維形成が抑制されるかどうかを調べた。その結果,αシヌクレインタンパク質に対してモル比で約1/20の抗体を添加することで効率よくアミロイド線維形成を抑制することができることが分かった。このことは,抗体は柔軟性に富んだ単量体ではなく,オリゴマー状態の分子種を認識していることを示唆している。
タスク環境に適応するための行為の能動的学習過程の構成論的解明

近年、脳科学の知見に基づく運動学習モデルをロボットに組み込み、その行動の変化の過程から認知発達過程を理解し、システム論的に脳のモデルを解釈する試みが行われている。特に、運動と認知との密な関係性を示唆する知見が提供されるなか、認知発達過程における身体の役割は重要である。本研究では、脳科学の知見に基づき、知覚情報と運動指令に関する高次機能を担う頭頂葉及び大脳基底核と、身体の動力学的特性に関する低次機能を担う第一次運動野及び第一次感覚野を対象に、前者は強化学習を行う人工神経回路網として、後者は自己の身体モデルを学習する人工神経回路網としてモデル化した。このモデルを用い、高次と低次の並行的な学習を通して、身体モデルを獲得した上で、目標運動軌道を生成し得るのか検証を行うこととした。具体的には、4自由度のワイヤ拮抗駆動型ロボットアームを用い、台の上に置かれたボールを転がすタスクを与えた。このタスクを反復試行させ、高次機能を担う人工神経回路網にはボールの転がりを報酬とした強化学習を行い、低次機能を担う入工神経回路網には身体の関節に加えるトルクと関節角度の関係を学習させた。実験の結果、学習初期においては自己の身体モデルの学習が未熟なため所望の運動軌道を生成できない。しかし、学習回数を重ねるにつれ、低次の人工神経回路網に身体モデルが学習され、高次の人工神経回路網の運動指令に従った運動軌道が生成されることが示唆された。近年,人間の生活環境に入り込みさまざまな作業を支援するロボットの研究開発が盛んに行われているが,そのような環境で適応的に行動することは非常に難しい.一方,ヒトを含めたすべての動物は複雑な環境において適応的に行動できる運動機能を備えている.本研究では,このような適応的な運動機能は環境とロボットとの相互作用を通して生まれると考え,ロボットが自発的に運動学習を行うメカニズムを提案することを目的とする.これまでの研究で,連続量の学習に適したニューラルネットワークであるCTRNNを用いて強化学習を行うアルゴリズムの定式化を行い,1自由度の振り子の振り上げ・倒立制御の学習に適用したが,振り上げ動作は獲得できても倒立させることはできなかった.そこで,CTRNNの学習過程の解析を行った.その結果,CTRNNに新たな試行のデータを学習させると過去に学習したデータを壊してしまうことがわかった.そこで,過去の試行のデータも同時に学習するアルゴリズムを導入した.この新たなアルゴリズムを用いて振り子の課題を行った結果,振り上げ・倒立動作の両方を学習することができ,提案するアルゴリズムの有効性を確認することができた.また,実機ロボットを用いて開発したアルゴリズムを適用し,強化学習を行う場合,ロボットには環境との接触で破壊しないことや,繰り返し試行に耐えられることが求められる.そこで,弾性を持つワイヤ拮抗駆動式のロボットアームの開発を行い,ニューラルネットワークから関節を駆動するワイヤの張力を制御できるように,制御系の設計・開発を行った.近年、脳科学の知見に基づく運動学習モデルをロボットに組み込み、その行動の変化の過程から認知発達過程を理解し、システム論的に脳のモデルを解釈する試みが行われている。
労働ストレスにおける過剰適応の規定要因に関する行動科学的研究

過剰適応とは,社会・文化的環境に対する外的適応が過度に行われ,その結果として自己の内的安定性を維持する内的適応との不均衡が生じた状態を指す。社会や他者からの要求や期待に応えるべく過剰に努力することから社会的に高く評価されるものの,過剰な努力や過剰労働に結びつき,強いストレスが喚起され,個人にとっては不適応と言える。平成30年度は以下の2研究を行った。(1)過剰適応状態を規定する環境・心理的要因の検討:会社員と看護師を対象とした調査を実施した。過剰適応尺度は特性というよりは反応として位置付ける方が適切であると考えられたため,下位因子である評価懸念と多大な評価希求を合成した変数を過剰適応状態を示す指標とした。過剰適応は,見捨てられ不安や防衛的悲観主義からの直接的影響を受け,職業的アイデンティティから問題解決的対処を介して抑制的な影響を受けていることがわかった。会社員では見捨てられ不安が回避的思考対処を媒介する過程も存在したが,看護師では認められなかった。仕事ストレッサーの影響が認められていない点が,ストレス反応と大きく異なっている。(2)仕事ストレッサーや職業コミットメントが過剰適応に及ぼす影響の検討:男性会社員,女性会社員,女性看護師を対象とした調査を実施した。過剰適応については,特性としての過剰適応に加え,過剰適応状態を測定する尺度を作成した。過剰適応状態に関連する要因は,特性としての過剰適応,承認欲求,労働負荷が全対象者に共通していることがわかった。対象者で特徴的な要因として,男性会社員では職業コミットメントや対処の固執性が,女性会社員ではタイプA行動が,看護師では拒否回避欲求や対処の固執性が促進的に関連していることがわかった。このように,対象者や性別によって過剰適応状態を規定している要因に違いが認められていた。平成30年度は,予定した2研究を実施した。また,これまで蓄積してきたデータの再分析も行い,過剰適応の位置付けに関する検討を行ってきた。現在使用されている過剰適応尺度は,過剰適応傾向を測定する特性として位置付けられている尺度である。しかし,仕事ストレッサーや職業的コミットメント,防衛的悲観主義,タイプA行動との関係から,過剰適応の下位因子によっては個人特性として位置付けるよりは,ストレス反応や職務満足といったアウトプットとして位置付ける方が共分散構造モデルの適合度が高いことが明らかになった。そこで過剰適応尺度のうち,評価懸念と多大な評価希求は過剰適応状態として位置付け,強迫性格は特性として位置付けて検討を行うこととした。研究1では,過剰適応尺度の下位因子である評価懸念と多大な評価希求を合成した変数を過剰適応状態の指標とした。また,研究2では,評価懸念や多大な評価希求を元に,過剰適応状態を測定する項目を作成し,過剰適応状態の指標とした。このように,特性としての過剰適応とアウトプットである状態としての過剰適応を分けて検討する点は,これまでにない新しい観点と言える。これまで,研究は順調に進んでいる。令和元年は,2つの研究を予定している。(1)研究3として,過剰適応がストレス反応に及ぼす影響を検討する。これまでの検討から,過剰適応状態とストレス反応を規定している要因が異なっていることを明らかにしてきた。研究3では,過剰適応状態とストレス反応との関連についての検討を行う。ストレス反応と密接に関連しているタイプA行動や防衛的悲観主義の影響を取り除いた検討を行うことで,過剰適応状態がストレス反応とどのように異なるのかを明らかにしたい。対象者として,これまで通り会社員と看護師を用いることで,職務内容上の違いは,過剰適応過程に影響するのかも合わせて比較検討する。会社員と比べて看護師の方が過剰適応に陥りやすく,同時に職務満足も高いと予想される。(2)研究4として,他者への共感性や配慮が過剰適応に及ぼす影響を検討する。これまでの検討から,過剰適応には見捨てられ不安や承認欲求,拒否回避欲求が関連していることを明らかにしてきた。また防衛的悲観主義が過剰適応に関連しているのも,承認欲求が間接的に関係しているからだと考えられる。そのため,他者のことを気にする傾向や共感することにより,過剰適応が促進されると予想される。対象者として,これまで同様会社員と看護師を用いる。看護師は職務上,他者への共感性や配慮が求められることから,共感性や配慮が過剰適応をより強く促進すると予想される。

(2)仕事ストレッサーや職業コミットメントが過剰適応に及ぼす影響の検討:男性会社員,女性会社員,女性看護師を対象とした調査を実施した。過剰適応については,特性としての過剰適応に加え,過剰適応状態を測定する尺度を作成した。過剰適応状態に関連する要因は,特性としての過剰適応,承認欲求,労働負荷が全対象者に共通していることがわかった。対象者で特徴的な要因として,男性会社員では職業コミットメントや対処の固執性が,女性会社員ではタイプA行動が,看護師では拒否回避欲求や対処の固執性が促進的に関連していることがわかった。このように,対象者や性別によって過剰適応状態を規定している要因に違いが認められていた。平成30年度は,予定した2研究を実施した。また,これまで蓄積してきたデータの再分析も行い,過剰適応の位置付けに関する検討を行ってきた。現在使用されている過剰適応尺度は,過剰適応傾向を測定する特性として位置付けられている尺度である。しかし,仕事ストレッサーや職業的コミットメント,防衛的悲観主義,タイプA行動との関係から,過剰適応の下位因子によっては個人特性として位置付けるよりは,ストレス反応や職務満足といったアウトプットとして位置付ける方が共分散構造モデルの適合度が高いことが明らかになった。そこで過剰適応尺度のうち,評価懸念と多大な評価希求は過剰適応状態として位置付け,強迫性格は特性として位置付けて検討を行うこととした。研究1では,過剰適応尺度の下位因子である評価懸念と多大な評価希求を合成した変数を過剰適応状態の指標とした。また,研究2では,評価懸念や多大な評価希求を元に,過剰適応状態を測定する項目を作成し,過剰適応状態の指標とした。このように,特性としての過剰適応とアウトプットである状態としての過剰適応を分けて検討する点は,これまでにない新しい観点と言える。これまで,研究は順調に進んでいる。令和元年は,2つの研究を予定している。(1)研究3として,過剰適応がストレス反応に及ぼす影響を検討する。これまでの検討から,過剰適応状態とストレス反応を規定している要因が異なっていることを明らかにしてきた。研究3では,過剰適応状態とストレス反応との関連についての検討を行う。ストレス反応と密接に関連しているタイプA行動や防衛的悲観主義の影響を取り除いた検討を行うことで,過剰適応状態がストレス反応とどのように異なるのかを明らかにしたい。対象者として,これまで通り会社員と看護師を用いることで,職務内容上の違いは,過剰適応過程に影響するのかも合わせて比較検討する。会社員と比べて看護師の方が過剰適応に陥りやすく,同時に職務満足も高いと予想される。(2)研究4として,他者への共感性や配慮が過剰適応に及ぼす影響を検討する。これまでの検討から,過剰適応には見捨てられ不安や承認欲求,拒否回避欲求が関連していることを明らかにしてきた。また防衛的悲観主義が過剰適応に関連しているのも,承認欲求が間接的に関係しているからだと考えられる。そのため,他者のことを気にする傾向や共感することにより,過剰適応が促進されると予想される。
関数方程式と差分方程式の解の大域的性質と相互関連の研究

1.周期関数の外力項をもつ線形常微分方程式の有界解の存在条件を差分方程式を用いて得た。周期解写像の反復からある線形差分方程式の解を作る。その一般項は初期値と外力関数の周期平均と係数行列の固有値を用いて表された.この性質から解の有界性や周期性を初期値と外力関数の周期平均の関係で完全に決定した。2.無限次元空間上での線形関数微分方程式を有界関数の空間での作用素方程式に書き換え周期解を求めた。そのためにその作用素方程式の解のスペクトルを計算し、周期条件をみたすスペクトルを持つ解の存在を示した。3.一般の線形関数微分方程式の定数変化法の公式を無限次元空間上の周期線形関数微分方程式の場合に完成させることができた。その結果を用いて周期関数の存在条件も得ることができ、4.解が解析的に表される差分方程式を研究し人口環境問題に応用した。5.無限領域における放射散乱問題を人工的境界の導入で有界領域でのヘルムホルツ方程式の境界値問題に帰着させる方法をもとに、音声生成問題の有限要素法による数値シミュレーションアルゴリズムの開発について集中的の研究を進めた。6.円の外部領域における帰着波動問題の解を基本解の一次結合で近似する方法、基本解近似解法、を研究した。波源点と拘束点を円周上に等間隔同相に配置した場合の選点法による近似解法を理論解析と数値実験の両面から追及した。7.構造音場連成系の固有値問題の摂動解析を研究した。高階弱双曲形偏微分方程式のコーシー問題の解の適切性をジェブレイクラスで研究した。不動点定理をもちいて積分微分方程式の解の安定性を研究した。関数微分方程式の有界解の存在に関して、バナッハ空間上の抽象的な非斉次関数微分方程式の概周期解、準周期解について調べた。問題を関数空間上の線形作用素の方程式に還元し、関数微分方程式の解半群の生成作用素の虚軸上のスペクトル分布と外力関数のスペクトルの分布の関係から概周期解、準周期解の存在性を調べた。またヴォルテラ型積分方程式や中立型積分方程式並びに対応する差分方程式の解の有界性と周期解、漸近周期解や解の安定性に関する成果を得た。また漸近概周期関数微分方程式に対し、極限方程式の安定性との関連で漸近概周期解の存在安定性を調べた。また周期的線形関数微分方程式に対する相空間における定数変化法の公式を安定部分と不安定部分に分解し、概周期解や準周期解の存在定理を確立した。また自励線形関数微分方程式に対しても同様の方法で関数空間の許容性の問題に応用した。また周期的外力関数をもつ自励線形微分方程式を周期写像により差分方程式に変換し、周期解の初期値を決定し一般解の漸近挙動も初期値で完全に決定した。波動伝播現象の数理モデルで無限領域におけるヘルムホルツ方程式の数値解法の開発と、その応用として音声生成問題を研究した。特に、非局所境界条件に対する新しい近似法の開発とその数理的正当化に取り組み成果を得た。音声生成においては音道形状の変化と対応する周波数応答曲線の変化を結びつける変分公式を発見しその応用に取り組んだ。有界でない境界をもつ領域での楕円型微分作用素の固有関数の漸近挙動を荒井・内山の方法を適用して調べた。これまで得られている結果より緩い条件のもとで若干の成果を得た。半線形の有限次退化双曲型方程式に対する大域可解性についての研究を行った。空間3次元の場合には非線形項に対する従来の条件を改良した。4次元以上の場合には非斉次波動方程式の古典解の積分表現を利用し問題をヴオルテラ型積分方程式に帰着した。周期的外力関数をもつ自励線形微分方程式の初期値を解の挙動に応じて分類することに成功した。

すなわち有界解であるための初期値の条件や周期解であるための初期値の条件を代数的に表した。そのために次のような差分的方法を持ちいた。問題の微分方程式の解の初期値に対して、1周期後の解の値を対応される写像(解による周期写像)を考えるとそれは相空間上の線形アファイン写像になる。初期に対してこの写像を繰り返し適用してできる相空間上の無限ベクトル列の様子がわかれば、周期的な外力項をもつ方程式の解の様子がわかる。微分方程式の解を連続時間で調べる代りに、周期時間間隔ごとの離散時間で解の様子を調べればよい。この視点にたって、生成される無限ベクトル列を計算し、その一般項を自励線形微分方程式の係数行列の固有値と、初期値ベクトルを用いて次のような形式であらわすことに成功した。第n項は固有値の指数関数のn乗と、nに異存しない多項式のnにおける値であらわした。多項式の次数、係数は初期値と周期外力項の周期積分を用いて表される。この特徴のゆえに方程式の解の有界性や周期性を、初期値と外力関数の周期積分との関係条件によって完全に決定することができた。この結果は初等的基本的であり、長い歴史をもつ微分方程式の研究では既知のものではないかと疑ったが、投稿した雑誌の査読者たちも独創性を認めている。これが研究課題と密接に関連した研究結果である。なおこの結果は一般的な線形差分方程式の場合に拡張され、微分方程式から構成される場合との相互関連も解明した。また線形関数微分方程式の場合も相空間のスペクトル分解の方法により、不安定部分空間では常微分方程式に帰着され、本研究の結果を直ちに応用できた。また初期値と周期関数の周期積分との関係で周期解がきまることから、周期解があるための必要十分条件も外力項のフーリエ級数と方程式の特性値の関係で完全に記述できた。