hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
組合せ論の総合的研究

グラフ理論の基礎的な分野において研究が活発に行われた。特に、k-因子や連結[2,k]-因子、ハミルトン閉路などが存在するために、点連結度、辺連結度、強度、結合数などグラフの連結性を表す不変量が満たすべき条件について色々な結果が得られた。たとえば、独立した3頂点の次数の和がグラフの位数以上ならば、いくつかの例外を除き、最長閉路の長さは最長通過の点数-1以上であることが示された。これは、今までに知られていたこの種の結果を統一的に記述した形で拡張しており、最長閉路の性質に関する基本的な結果になると思われる。3-連結グラフには可縮な辺が存在するという結果は有名であるが、その分布に関する研究や3点以上の可縮な部分グラフの存在に関する条件が得られた。たとえば、グラフを任意の大きさの孤立点を持たない部分集合に分割できるための最小次数に関する最善の条件が求まった。曲面の幾何学的性質と、そこに埋め込まれたグラフの性質の間には深い関係がある。平面に埋め込まれたグラフ、すなわち、平面グラフには双対グラフが定義できるが、その他の曲面の場合には双対グラフの定義は成功していない。射影平面への異なる埋め込みに対応する双対グラフの性質を調べることにより、双対概念の見直しが行われた。また、各種の曲面上の三角形分割や四角形分割の性質が調べられた。代数的組合せ論においては、距離正則グラフやアソシエーションスキームの分類問題や、スピンモデル、アダマ-ル行列の研究が進展し、興味ある実例が色々構成された。とくに、代数的グラフ理論の中心的研究対象である距離正則グラフの研究では、対応するアソシエーションスキームの表現を研究することが重要であることがわかってきた。とくに、有限群の場合と同じような指標表が定義できることがわかり、代表的なアソシエーションスキームであるハミングスキーム等の指標表の性質が調べられた。さらに、有限幾何や各種組み合わせ問題に関する各種アルゴリズムの解析と開発が行われた。グラフ理論における基礎的な研究が活発に行われた。特に、k-因子やハミルトン閉路などの都合の良い全域部分グラフ(因子)が存在するために、点連結度、辺連結度、強度、結合数などグラフの連結性を表す不変量が満たすべき条件について色々な結果が得られた。また、通路と閉路に関する基本的な問題がいくつか解かれた。たとえば、3を法とした長さが指定されたとき、その長さの閉路が存在するための条件が得られた。また、独立した3頂点の次数の和がグラフの位数以上ならば、いくつかの例外を除き、最長閉路の長さは最長通路の点数-1以上であることが示された。また、可縮なグラフ(すなわち、連結度を保ったまま縮約できる部分グラフ)の存在に関する研究が色々行われた。代数的グラフ理論の中心的研究対象である距離正則グラフの研究では、対応するアソシエーションスキームの表現を研究することが重要であることがわかってきた。とくに、有限群の場合と同じような指標表が定義できることがわかり、代表的なアソシエーションスキームであるハミングスキームの指標表の性質を調べた。曲面の幾何学的性質、そこに埋め込まれたグラフの性質の間には深い関係がある。

平面に埋め込まれたグラフ(すなわち、平面グラフ)に双対グラフが定義できるが、その他の曲面の場合には双対グラフの定義は成功していない。射影平面の場合に異なる埋め込みに対応する双対グラフの性質を調べることにより、双対概念の見直しを行った。グラフ理論の基礎的な分野において研究が活発に行われた。特に、グラフの分割問題、閉路に関する問題について目覚ましい進展があった。たとえば、グラフを任意の大きさの孤立点を持たない部分集合に分割できるための最小次数に関する最善の条件が求まった。{K_<1,1>,K_<1,2〓>・・・K_<1,n>}-分解や完全2部グラフのS_6因子分解ができるための条件も求まった。ハミルトン閉路や長い閉路が存在するための条件についての研究が進み、かなり良い十分条件が得られた。平面グラフに関しては、3-連結ならば次数和の小さい連結部分グラフの存在することが分かった。また、各種の曲面上の三角形分割や四角形分割の性質が調べられた。代数的組み合わせ論においては、距離正則グラフやアソシエーションスキームの分類問題やスピンモデル、アダマール行列の研究が進展し、興味ある実例が色々構成された。さらに、有限幾何や各種組み合わせ問題に関する各種アルゴリズムの解析と開発が行われた。特に、3連結グラフに長い閉路の存在することや、3連結平面グラフに最大次数の小さい2連結全域部分グラフの存在することがわかった。また、K_<1,n>-自由グラフに正則因子が存在するための最小次数に関する条件で最善のものが得られた。さらに、グラフの分割問題や、連結[2,K]-因子を持つための条件、指定した頂点を通る長い閉路が存在するための条件、独立辺集合を完全マッチングに拡張できるための条件、グラフの本型埋込みの問題、直径臨界グラフの構成問題、局面上の3角形分割グラフや4角形分割グラフの基本変形による同値類の決定、3連結グラフの可縮な部分集合の存在等の問題についても進展があった。代数的組合せ論においては、距離正則グラフやアソシエーションスキームの分類問題やスピンモデル、アダマ-ル行列の研究が進展した。とくに、スピンモデルとアソシエーションスキームの関係が明らかになり、興味ある実例が色々構成された。さらに、有限幾何や各種組合せ問題に関する各種アルゴリズムの解析と開発が行われた。
神経変性疾患に関連するタンパク質の複合体形成における初期分泌経路の役割

初期分泌経路の破綻と神経変性疾患の関連を解明するために、Rer1(アルツハイマー病に関連するγ-セクレターゼ複合体の形成に関与)およびVAP-B(家族性ALSの原因タンパク質の一つ)について、その機能および動態について解析を進めた。1)Rer1の新規な機能:昨年度の研究で、Rer1がゴルジ体から小胞体への逆行輸送に関与するのみならず、いくつかの膜タンパク質の小胞体からの順行輸送に関与することを明らかにしたが、本年度は、可溶性タンパク質の順行輸送について調べた。その結果およびIn vitroの小胞形成実験の結果とも考え合わせると、Rer1は特定のタンパク質に直接あるいは間接的に結合し、順行輸送の積み荷受容体として機能していると考えられた。Rer1の局在調節機構に関しては、阻害剤や変異体を用いた実験からリン酸化による調節の可能性が示唆され、現在確認を進めている。γ-セクレターゼ複合体の形成と分解におけるRer1の役割については大きな進展を得ることができなかった。2)VAP-BとVAP-Aの機能比較:VAP-B(P56S)は小胞体内で凝集体を形成し、家族性筋萎縮性側索硬化症を引き起こすが、そのホモログであるVAP-Aの変異体は凝集体を形成せず、疾患の報告もない。そこで両者の機能の比較を行った。その結果、VAP-Aは小胞体からゴルジ体への順行輸送に、VAP-Bは微小管依存性のプロセスやミトコンドリア形態の調節に関与している可能性を示唆する結果が得られた3)小胞体と微小管の連結に関与するタンパク質の同定:遺伝性痙性対麻痺の原因タンパク質であるReep1は小胞体に存在し、小胞体と微小管を繋ぐタンパク質である。本研究を進めている間に、syntaxin 5 long formおよびVIMPも小胞体と微小管を繋ぐ機能を有することを見い出した。24年度が最終年度であるため、記入しない。初期分泌経路の破綻と神経変性疾患の関連を解明するために、γ-セクレターゼ複合体(アルツハイマー病に関連)の形成に関与するRer1および家族性筋萎縮性側索硬化症の原因遺伝子の一つであるVAP-Bについて、その機能および動態について解析を行っている。1)Rer1の新規な機能Rer1はゴルジ体から小胞体への逆行輸送に関与するが、ERGIC-53の小胞体からの順行輸送以外に、水疱性口内炎ウイルスの糖タンパク質(VSVG)およびSac1(ホスホイノシチドホスファターゼ)の順行輸送にも関与することを明らかにした。また、Rer1の多数の変異体を作製し、そのゴルジ体局在シグナルがC末端細胞質領域に存在することを明らかにした。γ-セクレターゼ複合体形成のアッセイ系は構築中であり、ゴルジ体から小胞体への逆行輸送に関与する輸送小胞の単離法の確立も現在進めている。2)VAP-BおよびBap29の小胞体内循環VAP-Bの酵母ホモログであるScs2は、Bap31およびBap29の酵母ホモログであるYet3およびYet1と結合し、転写抑制因子Opi1を小胞体に留める役割(転写抑制機能の阻害)をしている。動物細胞では、Bap31は小胞体関連分解(ERAD)に関与し、小胞体の細胞周辺部と核近傍のERADに関与する小胞体サブドメイン(quality control compartment)を循環していると考えられている。Bap31の循環に伴ってBap29も循環し、この循環はBap31によって駆動されていることが判明した。VAP-Bについて調べところ、VAP-Bは循環していないことが判明した。現在、VAPのもう一つのアイソフォームであるVAP-Aの循環を調べている。その結果、VAP-Aは小胞体からゴルジ体への順行輸送に、VAP-Bは微小管依存性のプロセスやミトコンドリア形態の調節に関与している可能性を示唆する結果が得られた

3)小胞体と微小管の連結に関与するタンパク質の同定:遺伝性痙性対麻痺の原因タンパク質であるReep1は小胞体に存在し、小胞体と微小管を繋ぐタンパク質である。本研究を進めている間に、syntaxin 5 long formおよびVIMPも小胞体と微小管を繋ぐ機能を有することを見い出した。24年度が最終年度であるため、記入しない。新規のタンパク質複合体の発現系の構築にやや時間がかかっているが、他の計画についてはおおむね順調に進展している。新規教員の加入など、研究体制がより整ったので、今後は研究を推進できると考えている。
重度・重複障害児を対象としたeラーニングシステムの基礎的研究

重度・重複障害児(主として知的障害と重度肢体不自由を併せ有する児童生徒)を対象とした実践的研究用eラーニングシステムを研究開発した。システムは、学習管理機能(指導者・学習者管理、学習履歴の管理・閲覧等)と教材コンテンツ(カスタマイズ機能付きクリック教材ソフト13本)から構成される。特別支援学校教員等によるアンケート評価により、カスタマイズの有効性および重要性が示唆された。制作した教材コンテンツはインターネット上のWebページで公開し、自由に利用可能となっている。今後は、実践研究のための学習コンテンツを充実させ、特別支援学校等で本システムを試用する。本研究は、重度・重複障害児(主として知的障害と重度肢体不自由を併せ有する児童生徒)を対象としたeラーニングシステムの実践的研究の準備として、(1)学習管理システムにアクセシビリティ機能や学習評価機能を組み込み、(2)学習コンテンツを開発することにより、実践研究用のeラーニングシステムを構築することである。本年度(平成25年度)は、次の5項目について実施した。(1)アクセシビリティ機能ライブラリの利用講習会を実施:本eラーニングシステムの基幹ソフトである「アクセシビリティ機能ライブラリ」の利用講習会を、大阪府支援教育研究会ICT活用プロジェクト夏期講座にて実施した。参加者は特別支援学校教員等6名である。(2)学習コンテンツの開発:アクセシブルな学習コンテンツとして、アクセシビリティ機能ライブラリを利用した「輪唱しよう!」を開発した。(3)学習管理システムのサーバ構築:eラーニングのサーバを構築した。(4)タブレット端末への対応:多くの特別支援学校でタブレット端末の導入が行われている。しかし、多くのタブレット端末では、Adobe Flashプレーヤをサポートしていなため、アクセシビリティ機能ライブラリが動作しない。そこで、タブレット端末上でも動作する、HTML5を利用したコンテンツ開発について調査した。この研究項目は、当初の研究計画にはないものであるが、実際に使えるeラーニングシステムを構築するために重要であると考え、今後も研究を進める予定である。(5)海外での研究発表:International Technology and Persons with Disabilities Conference(テクノロジーと障害者国際会議)に参加し、研究に関する発表を実施すると伴に、障害者向けeラーニングに関する最新情報を収集した。平成26年度は、以下の3項目について実施した。1.タブレット端末に対応した学習コンテンツの開発:タブレット端末を含む様々な情報端末でeラーニングシステムが利用できるようにするために、HTML5+Javascriptを用いた学習コンテンツ(スイッチ教材)を試作し、その際の技術的課題を解決した。平成26年度は、既存の学習教材の移植を中心に9作品を作成した。また、iOSで外部スイッチ操作ができないという技術的課題を解決する方法を開発した。2.学習コンテンツの制作・調整システム関する基礎的研究:学習者の障害状況に合わせて、アクセシビリティや学習コンテンツを調整する必要がある。平成26年度は、そのための基礎的研究として、重度・重複障害児のための学習コンテンツに必要な機能の分析を実施した。具体的には、既存の学習コンテンツをマイクロソフトパワーポイントで再現し、その際に使われた機能を分析・整理した。また、本研究成果を元に、特別支援学校教員等が学習コンテンツを制作するための講習会を実施した。3.開発した学習コンテンツの公開:上記第1項開発した学習コンテンツをWebサーバ上で一般に公開した。これらは、タブレット端末を含むWebブラウザ上で動作し、誰でも利用可能である。また、上記第2項で開発した、マイクロソフトパワーポイントによる学習コンテンツは、制作マニュアルという形でWebページ上で一般に公開した。平成27年度(最終年度)は、以下の3項目について実施した。1.カスタマイズ用メニュー機能の開発:学習者の障害や学習内容に応じて、学習コンテンツのアクセシビリティを調整するためのメニューライブラリを開発した。さらに、これを用いて昨年度からインターネット上で公開している学習コンテンツ(クリック教材ソフト)にカスタマイズ機能を付加した。カスタマイズについて特別支援学校教員等によるアンケート評価を実施したところ、カスタマイズの有効性が高いことが示唆された。2.学習管理機能の開発:公開中のWebサイトに学習管理機能として(a)学習履歴の管理・閲覧機能(b)学習者・支援者管理機能、を付加した。これにより、学習者がいつどの学習コンテンツを使用し、その中でどのような学習を実施したかが記録できる。これにより各学習者の学習評価を実現できる。3.選択教材フレームワークの検討:学習コンテンツとして選択教材ソフトを構築するための仕様を検討した。既存の文字(言語)学習アプリケーション(ただし、スイッチ操作はできない)について分析を行い、基本仕様を作成した。さらに、重度肢体不自由児の文字学習支援を実施している言語聴覚士の助言を得ながら、選択教材ソフトのフレームワークの開発を進めている。

特別支援学校教員等によるアンケート評価により、カスタマイズの有効性および重要性が示唆された。制作した教材コンテンツはインターネット上のWebページで公開し、自由に利用可能となっている。今後は、実践研究のための学習コンテンツを充実させ、特別支援学校等で本システムを試用する。平成25年度中半より、タブレット端末に対応するために計画を変更したため、やや遅れている。タブレット端末でも動作する学習コンテンツを試作し、技術的課題を解決できた。学習コンテンツはWebサーバで公開し、実際に利用できるようにした。しかし、学習管理システムの構築およびアクセシビリティ機能の追加には至らなかった。福祉情報工学今後は、(1)学習評価データ記録システムの研究開発、(2)学習コンテンツの制作・アクセシビリティ調整システムの研究開発、そして、それらを組み込んだ(3)学習管理システムの開発を実施する。これらの研究開発にあたり、特別支援学校教員等にシステム評価に関する研究協力を求める。以上により、重度・重複障害児に対応したeラーニングに関する実践的研究に用いるeラーニングシステムを完成させる。学習コンテンツを1作品制作し、サーバの構築が実施できた。予定していた、学習管理システムの導入および、アクセシビリティ機能対応には着手できなかった。ただし、当初予定に無かったタブレット端末に対応するための調査を実施した。その結果、当初計画より進度が遅いが、本研究の目的達成のためにはタブレット端末対応は重要であると考えている。予定していたソフトウェアの購入が不要となったため。(研究計画変更について)急速に学校現場で普及してきたタブレット端末で「アクセシビリティ機能ライブラリ」が動作しないことから、タブレット端末対応にも力点を置いてeラーニングシステムを開発することに研究計画を変更した。今後は、(1)学習管理システムの構築、(2)タブレット端末対応で動作するサンプル学習コンテンツの制作、(3)学習管理システムへのアクセシビリ機能の導入等を実施していく計画である。物品費または旅費として利用する。海外での発表のための旅費が予定より少額で済んだため。来年度の研究打合せ旅費に補充する。
画像を用いた学習に基づく屋外植物の形態計測手法の開発

本研究では,植物の形態(形状,サイズなどの外見的特徴)計測の自動化を目的として,学習に基づいて屋外の植物の3次元形状を画像から推定し,その結果をもとに植物の形態情報を解析・抽出する手法を開発する.当初は,画像からの3次元形状推定のため,画像を入力とし,その画像の3次元の様子を表す点群を出力とする推定器を構築する予定であった.しかし,推定器の学習データ作成のため,レーザレンジセンサにより植物を計測したが,茎などの細い部分の計測は難しく,正解の3次元データが取得できなかった.そこで,3次元データを介さず,植物を撮影した画像のみから植物の形態を推定する手法を開発することにした.2018年度は,単子葉植物の枝分かれの数を表す分げつという形態データに着目し,横から植物を撮影した1枚の画像から,分げつ数を推定した.分げつ数は,植物の破壊が可能であれば,枝分かれの数を直接調べられるが,非破壊の場合は葉の数を数えることで推定する必要がある.生育段階の初期に出た葉は生育が進むと枯れることから,非破壊で分げつ数を推定しようとした場合,生育の初期段階から葉を数え上げる必要があり,非常に労働集約的である.このため,植物の画像とその分げつ数のデータの収集は難しく,分げつ数の推定に対して,近年画像処理での多くの成功を収めており,最も高精度な推定が期待できる深層学習をこの問題に用いることは非常に難しい.そこで,本研究では,分げつ数の推定に対して,学習データが少ない場合であっても深層学習を適用できるpretext taskやpre-trained modelを利用して,単子葉植物の分げつ推定を行った.その結果,従来の手法と比較して精度を向上させた.当初,2018年度は植物の3次元復元を行う予定であった.しかし,植物の3次元形状の正解データを得ることが難しかったため,3次元形状推定器の作成を断念し,画像のみから形態情報を推定するよう,方針を転換した.データを計測し,3次元の正解データの作成が困難であると判明したのが2018年度初期であったことから,方針の転換がすぐに行えた上,画像から形態情報を直接求めることとなり,一部ではあるものの,2019年度に予定していた形態情報の抽出を既に行えるようになった.また,提案した手法も従来手法よりもよりよい精度を達成することができたため,研究はおおむね順調に進んでいる.当初の予定である3次元復元は断念したものの,画像から直接形態情報を推定することが可能となったこともあり,今後も画像から形態情報を推定することとする.推定する形態情報としては,葉の数や草の形状など,煩雑で人手では計測が困難であったり,人により表現や評価が変化するものを中心として,画像から自動で形態情報が推定できるよう,深層学習や画像処理の技術を用いて計測をする.また,2018年度に扱ったデータは,屋内環境で照明環境が制御された状態で撮影された植物であったため,屋外で撮影された画像でも同様に推定が可能かは不明である.本研究の最終的な目的は,屋外環境下で植物の形態情報を自動的に推定することである.そこで,2019年度は,屋外で撮影された画像に対しても分げつ数が推定できるよう,データの追加や手法の改善を行っていく.本研究では,植物の形態(形状,サイズなどの外見的特徴)計測の自動化を目的として,学習に基づいて屋外の植物の3次元形状を画像から推定し,その結果をもとに植物の形態情報を解析・抽出する手法を開発する.当初は,画像からの3次元形状推定のため,画像を入力とし,その画像の3次元の様子を表す点群を出力とする推定器を構築する予定であった.しかし,推定器の学習データ作成のため,レーザレンジセンサにより植物を計測したが,茎などの細い部分の計測は難しく,正解の3次元データが取得できなかった.そこで,3次元データを介さず,植物を撮影した画像のみから植物の形態を推定する手法を開発することにした.2018年度は,単子葉植物の枝分かれの数を表す分げつという形態データに着目し,横から植物を撮影した1枚の画像から,分げつ数を推定した.分げつ数は,植物の破壊が可能であれば,枝分かれの数を直接調べられるが,非破壊の場合は葉の数を数えることで推定する必要がある.生育段階の初期に出た葉は生育が進むと枯れることから,非破壊で分げつ数を推定しようとした場合,生育の初期段階から葉を数え上げる必要があり,非常に労働集約的である.このため,植物の画像とその分げつ数のデータの収集は難しく,分げつ数の推定に対して,近年画像処理での多くの成功を収めており,最も高精度な推定が期待できる深層学習をこの問題に用いることは非常に難しい.そこで,本研究では,分げつ数の推定に対して,学習データが少ない場合であっても深層学習を適用できるpretext taskやpre-trained modelを利用して,単子葉植物の分げつ推定を行った.その結果,従来の手法と比較して精度を向上させた.当初,2018年度は植物の3次元復元を行う予定であった.しかし,植物の3次元形状の正解データを得ることが難しかったため,3次元形状推定器の作成を断念し,画像のみから形態情報を推定するよう,方針を転換した.データを計測し,3次元の正解データの作成が困難であると判明したのが2018年度初期であったことから,方針の転換がすぐに行えた上,画像から形態情報を直接求めることとなり,一部ではあるものの,2019年度に予定していた形態情報の抽出を既に行えるようになった.

また,提案した手法も従来手法よりもよりよい精度を達成することができたため,研究はおおむね順調に進んでいる.当初の予定である3次元復元は断念したものの,画像から直接形態情報を推定することが可能となったこともあり,今後も画像から形態情報を推定することとする.推定する形態情報としては,葉の数や草の形状など,煩雑で人手では計測が困難であったり,人により表現や評価が変化するものを中心として,画像から自動で形態情報が推定できるよう,深層学習や画像処理の技術を用いて計測をする.また,2018年度に扱ったデータは,屋内環境で照明環境が制御された状態で撮影された植物であったため,屋外で撮影された画像でも同様に推定が可能かは不明である.本研究の最終的な目的は,屋外環境下で植物の形態情報を自動的に推定することである.そこで,2019年度は,屋外で撮影された画像に対しても分げつ数が推定できるよう,データの追加や手法の改善を行っていく.2018年度は,当初の計画では画像からの植物の3次元形状推定を行う予定であったが,それに必要な3次元データの計測が困難であったため,3次元形状推定は断念した.そのため,3次元計測データの整理やラベル付けのために人件費を確保していたが,それらを利用しなくなった.そのため,当初の予定から人件費分が余る形で次年度発生額が生じた.2019年度では,屋外データに対する手法の適用などで,人件費を利用したり,研究成果発表のための旅費としてこれらを利用する予定である.
がん細胞選択的にアポトーシスを誘導するTRAIL様自己集積型デスリガンドの創製

デスリガンドの一種であるTRAILとデスレセプターを介するシグナル伝達は、がん細胞選択的にアポトーシスを誘導するため、副作用の少ない抗がん剤開発のための標的経路として注目されている。本研究は、生体内に存在する亜鉛イオンもしくは鉄イオンを用いて、Zn^<2+>(bpy)_3もしくは、Fe^<2+>(bpy)_3錯生成に基づくC_3-対称性の自己集積型TRAIL様人工デスリガンドの創製を目的として取り組んだ。採用1年目である本年度、C_3-対称性構造を有する自己集積型TRAIL様人工デスリガンドを開発するための配位子の選定を行い、1,10-フェナントロリン配位子に対してデスレセプターとの相互作用部位であるPatchA、PatchBペプチドを導入したリガンドの合成を行った。今後、合成した人工デスリガンドの精製およびTRAIL様活性評価と課題は残っているものの、一定の進展はあったと判断する。さらに、C_3-対称性構造に固定化されたトリスシクロメタレート型イリジウム錯体に関して、種々の誘導体化を行い、特徴的な発光特性を有する新規イリジウム錯体を見出した。この知見に基づき、イリジウム錯体にPatchAペプチドを導入したリガンドを合成し、現在、TRAIL感受性細胞を用いた活性評価に取り組んでいる。ドイツでの半年間の留学では、人工トランスフェクション試薬および4点型双生イオン部位を導入した自己集積型分子の創製研究に取り組んだ。特に後者では、高極性溶媒中で外的な刺激に応答可能な超分子ポリマーの生成に関して有用な知見を得た。採用1年目において、1,10-フェナントロリン配位子を母核とする人工デスリガンドの合成においては精製条件の検討を要するものの、イリジウム錯体にPatchAを導入した人工デスリガンドの合成を達成し、TRAIL様活性評価を現在実施しており、おおむね順調であると判断した。合成の最終段階である脱保護条件や精製条件を精査することで、設計したすべての自己集積型デスリガンドおよびイリジウム錯体を母核とするデスリガンドの合成を達成する。得られたリガンドに対して、TRAIL、感受性細胞に対するMTTアッセイによりTRAIL様活性評価を行うと同時に蛍光顕微鏡を用いた細胞イメージングなどへの展開を行う予定である。
非線形システムの適応同定アルゴリズムの構築とその応用に関する研究

非線形システムの制御系設計や非線形要素を含む信号処理系において、非線形性の補償器の適応的な構築やこれらを含む非線形系の実時間適応構成は極めて重要な課題である。最終年度(2年目)の研究の目標は、閉ループ制御系に含まれる線形要素および非線形要素の直接法に基づく適応同定法の開発を通して、全系の安定性を補償する条件、実現方法、およびシミュレーションと実験による検証を行うことであった。得られた成果をまとめると、以下のようになる。(A)入力部にメモリレスの非線形要素を含む線形動的システムの閉ループ同定を、ブラインド同定問題として定式化し、出力オーバーサンプリングにより具体的に実現する方法を提案し、線形部のパラメータ推定値の一致性を証明し、非線形部のノンパラメトリックな推定法を明らかにした。(B)OFDM通信系の基地局に将来利用されると思われるGaN増幅器の非線形歪みを補償する適応アルゴリズムを開発した。増幅器の逆モデルをメモリ付き入力べき級数モデルにより記述し、さらに効率を考慮した適応プレディストータの構成法を明らかにし、実データによりその有効性を検証した。(C)MRダンパを利用した構造物の免振制御を、MRダンパの非線形モデルの適応同定と、構造物のもつパラメトリックな不確かさを考慮した適応制御とを統合化した制御システムの設計法を開発した。二つの適応制御メカニズムを含む統合系の安定性解析を行い、安定条件を導出した。さらに、3層構造物に対する免振実験により、その有効性を他手法との比較により明らかにした。(D)アレーアンテナを用いて高速移動する信号源の到来角を実時間で推定するための計算負荷の低い適応アルゴリズムを前年に開発したが、今回は、その中で必要とされる相関波の個数判定を特異値分解を必要とせずに実行できる方法を開発し、その統計的性質について考察し、従来の手法と比較することにより、提案法の有効性を明らかにした。今年度の研究の目標は、非線形システムの制御系設計や非線形要素を含む信号処理系において、非線形モデルの適応的な構築は重要な役割を果たし、実時間処理には不可欠である。本研究では、(1)非線形システムの状態とパラメータを適応同定する適応アルゴリズムの提案とその収束性の理論解析法を開発すること、(2)閉ループ制御系内の線形系または非線形系の直接法に基づく適応同定法の開発、に設定した成果をまとめる。(A)アレーアンテナを用いて高速移動する信号源の方向トラッキングを適応的に行うアルゴリズムを2つ開発し、収束性解析を行った。一つはMUSICやMODE法など特異値分解による部分空間法に基づく方法を時間多項式で変動する場合でも適用できる新しい部分空間トラッキングのための高次適応アルゴリズムを提案し、収束条件などを明らかにした。もう一つの適応的方法は、特異値分解を必要としない部分空間法を適応的に構成する方法であり、適応アルゴリズムの収束性を厳密に解析することに成功した。(B)MRダンパは複雑なヒステリシス特性をもつ非線形動的モデルとして表現できるが、そのモデルパラメータを実時間で同定する手法を開発した。一つは非線形摩擦モデルに基づいたモデルベース型の適応同定法であり、規範の減衰力を生成する制御電圧を同定モデルから決定する方法であり、もう一つは、データベース型のローカルモデリングによる手法の開発を行い、減衰力予測方式を明らかにし、両者のアプローチの有効性を実機のMRダンパの同定実験により検証した。(C)未知構造物の免震制御へ応用するための非線形適応制御あるいは双線形H無限大制御とMRダンパの適応同定との効果的な協調を可能とする制御アルゴリズムの開発を行い、制御実験により検証評価を行い、その有効性を明らかにした。

(D)閉ループ同定を制御対象の入出力データのみを用いて直接同定する方法として、サイクリックスペクトルの性質を利用した新しい方法を開発し、その有効性を明らかにした。また、摩擦などを含む2慣性系の速度制御を、閉ループの状況下で5つの物理パラメータと最適なコントローラのパラメータを反復的に求める方法を与えた。非線形システムの制御系設計や非線形要素を含む信号処理系において、非線形性の補償器の適応的な構築やこれらを含む非線形系の実時間適応構成は極めて重要な課題である。最終年度(2年目)の研究の目標は、閉ループ制御系に含まれる線形要素および非線形要素の直接法に基づく適応同定法の開発を通して、全系の安定性を補償する条件、実現方法、およびシミュレーションと実験による検証を行うことであった。得られた成果をまとめると、以下のようになる。(A)入力部にメモリレスの非線形要素を含む線形動的システムの閉ループ同定を、ブラインド同定問題として定式化し、出力オーバーサンプリングにより具体的に実現する方法を提案し、線形部のパラメータ推定値の一致性を証明し、非線形部のノンパラメトリックな推定法を明らかにした。(B)OFDM通信系の基地局に将来利用されると思われるGaN増幅器の非線形歪みを補償する適応アルゴリズムを開発した。増幅器の逆モデルをメモリ付き入力べき級数モデルにより記述し、さらに効率を考慮した適応ブレディストータの構成法を明らかにし、実データによりその有効性を検証した。(C)MRダンパを利用した構造物の免振制御を、MRダンパの非線形モデルの適応同定と、構造物のもつパラメトリックな不確かさを考慮した適応制御とを統合化した制御システムの設計法を開発した。二つの適応制御メカニズムを含む統合系の安定性解析を行い、安定条件を導出した。さらに、3層構造物に対する免振実験により、その有効性を他手法との比較により明らかにした。(D)アレーアンテナを用いて高速移動する信号源の到来角を実時間で推定するための計算負荷の低い適応アルゴリズムを前年に開発したが、今回は、その中で必要とされる相関波の個数判定を特異値分解を必要とせずに実行できる方法を開発し、その統計的性質について考察し、従来の手法と比較することにより、提案法の有効性を明らかにした。
無意図的想起の認知メカニズムに関する中断法を用いた実証的研究

本研究の目的は,思い出そうとする意図がないにもかかわらず,記憶がふと浮かんでくる現象,すなわち無意図的想起(小谷津・鈴木・大村,1992)の認知メカニズムを,これまで用いられてこなかった中断法を利用することにより解明すること,および日常場面における無意図的想起を制御するための知見を得ることにある。中断法を用いた実験及び調査により,無意図的想起の頻度がどのような要因により規定されているのかについての一端が明らかとなり,無意図的想起の認知過程に関する知見が得られた。本研究の目的は、思い出そうとする意図がないにも関わらず、ふと記憶が浮かんでくる現象,すなわち無意図的想起(小谷津・鈴木・大村,1992)の認知メカニズムを、これまで用いられてこなかった中断法を利用することにより解明すること、及び日常場面における無意図的想起の制御のための知見を得ることにある。平成20年度には、無意図的想起の頻度を規定する要因を明らかにすること,無意図的想起と日常場面における行動との関連性を明らかにすることを日的として実証的検討を行った。その結果,無意図的想起の頻度と主体の覚醒水準との間に関係が見られることなどが示された。この結果は,無意図的想起の生起には認知的なリソースを必要とする統制的な過程が関わっていることを示すものであり,近年のマインドワンダリングに関する研究の結果(e.g.,McVay&Kane,2009)と一致するものである。また,キャリアに関する不安が高い主体は回想的記憶の無意図的想起を高頻度で経験することが示された。これはキャリア発達に関わる行動に無意図的想起が関与していることを示唆するものであり,日常場面における様々な行動に脳内の記憶が影響する際に,無意図的想起が生起していることを示す結果である。ここで得られた知見や近年注目を集めつつあるマインドワンダリングに関する研究からの知見に墓づき,無意図的想起の認知メカニズムに関するモデルについての考察を行った。平成21年度には,無意図的想起の頻度を規定する要因に関する実験的検討と,無意図的想起の生起メカニズムに関する理論的考察を行った。無意図的想起頻度を規定する要因としては,利用できる認知的資源の量や,方向付け課題の処理の種類,想起時に活性化されている記憶表象の種類などを取り上げ,それらを操作することが,過去や未来の事象に関する無意図的想起頻度に及ぼす効果を中断法により検討した。その結果,少なくとも無意図的想起が生起したことが報告されるためには,十分な認知的資源が必要であることが示唆された。この結果は,平成20年度に本研究で得られた知見からの示唆や近年のマインドワンダリングに関する研究(e.g., McVay & Kane, 2009)からの示唆の正当性を裏づけるものである。本研究でこれまでに得られた研究結果や国内外で蓄積されつつある無意図的想起やマインドワンダリングに関する知見に基づき,無意図的想起がどのようなメカニズムにより生起するのか,無意図的想起が他の認知過程(e.g.,展望的記憶)とどのように関わるのか,無意図的想起を支える記憶表象とはどのようなものか,などについて説明することができるモデルに関する考察を行った。平成22年度には,無意図的想起の生起頻度・内容に関わる要因に関する検討と,無意図的想起の認知メカニズムに関する考察,及び無意図的想起の制御法に関する考察を行った。無意図的想起の生起頻度や内容(未来の予定の記憶,過去の出来事の記憶)に関連する要因について検討を行ったところ,展望的記憶課題の失敗傾向と,未来の予定の無意図的想起頻度との間に有意な相関が見られることが示された。近年,未来の予定の無意図的想起が展望的記憶課題の遂行とどのように関わっているのかに関する知見が蓄積されつつあり,無意図的想起が展望的記憶課題の遂行に対して促進的な効果を持つ場合と抑制的な効果を持つ場合があることが示されでいる。それらの知見と本研究で得られた結果とを考えあわせると,無意図的想起の認知メカニズム,特に予定の記憶の無意図的想起を支える認知メカニズムには,展望的記憶課題の遂行を支える認知メカニズムと共通する部分が存在することが考えられる。

展望的記憶課題の遂行を支える認知メカニズムの核となるものとして,自発的想起の過程が挙げられるが,自発的想起に影響することがこれまで示されている要因の操作が,無意図的想起にも影響を与えるのかについて検討することが,無意図的想起の頻度や内容を制御する上で重要になるものと考えられる。
東アジアの伝統社会における指導者像の比較研究

これまで東アジア三国(中国・朝鮮・日本)の伝統社会における指導者像の理念・実態の解明及びその三国間の比較研究にあたってきた。同じ儒教文化圏とは言え、指導者像は地域的にも一様ではなく、また時代とともに変貌・変容する。1.中国の場合、大胆に割り切っていえば、戦国期以後、社会・政治状況や黄老思想から儒教へ、さらに道教・仏教の流行といった思想の変化と対応し、賢者・長者などの豪傑型と称すべき指導者から、文化的素養を重視する文治型指導者への展開と約言できる。このような変化に対応し、歴史上特定人物のイメージが繰り返し再構成されてきた数多くの事例が指摘できる。2.朝鮮や渤海においても、この点では基本的に軌を一にしているが、特に渤海の場合、九世紀以降日本の中国文化圏からの離脱を契機として形成される日本蕃国観は、渤海指導者層の民族意識と自負心の昴揚とともに、独自の指導者像の模索を示すものとして位置づけられよう。3.中国の朝鮮とは全く対照的に、日本の場合は、中世以後武士社会の形成と結びつき、文治型と並んで豪傑型指導者像が強く求められるようになり、しかも、楠正成や豊臣秀吉の例に見られるように、武威を重視する傾向が顕著となる。4.指導者の理念像は、一般の理念同様、虚像意識の面を有するが、理念を真摯に追い求めた人々も決して数少なくなく、虚像とは言え、彼等は社会の指導者として現実に機能していた。1.東アジアの伝統社会における指導者像の研究にあたって、研究の立脚点を構築するために、六朝期中国の事例を先ず集中的に検討した。2.4世紀後半の六朝江南社会の代表的指導者とみなされてきた謝安は、5世紀になると“雅量と風流の名宰相"というイメ-ジで史書に現れる。ところが謝安執権は本質的に外戚政治であるにもかかわらず、この側面は歴代の史書において極力おし隠されてきた。この背後には、その時代時代の政治的状況が反映されているはずである。たとえば5世紀半ば以降に顕著化する君主専制政治に対して、雅量と風流の名宰相という謝安像が意図的に造形されたと考えられる。ここに支配者像をめぐる実態と理想像の乖離が認められ、またこのような虚構が作り出される過程の究明が肝要であることを見出した。3.目下、中国・日本・朝鮮三国における上述のモデルの適用の有効性を確認する作業を進めている。4.これまで六朝期中国の事例研究を集中的に検討してきたが、史料に記された指導者の姿が、必ずしも実像とは即断できない。史料編纂時点の政治的・社会的課題の投影により、指導者像もそれ自体一定の変形を免れないことは言うまでもない。従って、指導者像の“造形"過程を具体的な史料展開に即して解明することの必要性をあらためて痛感した。5.この指導者像の理想化・肥大化は、単に、虚構として切り捨てられるべきではなく、その中に当時の理念としての指導者像が表現されていることも見落とされてはならないことを、あらためて確認した。1.これまで東アジアの伝統社会における指導者像の研究にあたってきたが、専ら農村型指導者のイメ-ジ(特定地域に土着し、農本主義的儒教を信奉する郷望)の検討を中心としてきた。しかし戦国期以来分業の進展が著しい中国社会にあっては、農村共同体のみには包括しきれない別個の社会集団が存在し機能していることも看過できない。当時の忠実に即してみると、郷望型指導者像のみでは全体像を捉えきれないことが判る。今一つ豪傑型とも称すべき指導者タイプを導入する必要があろう。実際、漢の高祖や六朝の劉裕もその一例で、こうした例は枚挙にいとまがない。このような郷望型指導者と豪傑型指導者との対比により、新たな論点が惹起される。2.いまこの郷望型と豪傑型とを敢えて大胆にステレオタイプ化して対比するならば、以下のようになる。

郷望型は個別的自営農民からなる農村を基盤とし、その意味で閉鎖性を免れず、その基本的思想は、農本主義的儒教に帰する。それだけに、指導者としての資質は、伝統と教育に多くを負い、世襲性が極めて濃厚である。これに対して、豪傑型は非農村(都市)を主たる基盤とし、遠隔地商人・軍人・無頼の徒などが中心であり、基本的エトスは道教に傾斜する。郷望型指導者が、伝統と家学にもとづく広義の教育に負う所大きく、世襲的でありうるのに対して、豪傑型指導者の場合は、基本的に生来の力量、器量に負う所大であり、世襲性は拒まれる。3.以上は主として中国の事例に基づく所見である。これが果して日本・朝鮮の伝統社会においても妥当するかどうかを検証することが今後の課題である。これまで東アジア三国(中国・朝鮮・日本)の伝統社会における指導者像の理念・実態の解明及びその三国間の比較研究にあたってきた。同じ儒教文化圏とは言え、指導者像は地域的にも一様ではなく、また時代とともに変貎・変容する。1.中国の場合、大胆に割り切っていえば、戦国期以後、社会・政治状況や黄老思想から儒教へ、さらに道教・仏教の流行といった思想の変化と対応し、賢者・長者などの豪傑型と称すべき指導者から、文化的素養を重視する文治型指導者への展開と約言できる。このような変化に対応し、歴史上特定人物のイメージが繰り返し再構成されてきた数多くの事例が指摘できる。2.朝鮮や渤海においても、この点では基本的に軌を一にしているが、特に渤海の場合、九世紀以降日本の中国文化圏からの離脱を契機として形成される日本蕃国観は、渤海指導者層の民族意識と自負心の昂揚とともに、独自の指導者像の模索を示すものとして位置づけられよう。3.中国や朝鮮とは全く対照的に、日本の場合は、中世以後武士社会の形成と結びつき、文治型と並んで豪傑型指導者像が強く求められるようになり、しかも、楠正成や豊臣秀吉の例に見られるように、武威を重視する傾向が顕著となる。4.指導者の理念像は、一般の理念同様、虚像意識の面を有するが、理念を真撃に追い求めた人々も決して数少なくなく、虚像とは言え、彼等は社会の指導者として現実に機能していた。
POCDにおける酸化ストレスマーカーの意義と新しい周術期予防戦略

術後認知機能障害(POCD)は麻酔・手術後に発生する認知機能低下で、特に高齢者に多く発生し長期的な生活の質の低下、就労困難、死亡率増加につながるため重要視されている。POCDの病態機序として脳内炎症が注目されているが、酸化ストレスは脳内炎症を増悪させる。本研究では、酸化ストレスの程度を簡単な血液検査で測定しPOCD発症を予見できないか、また酸化ストレスを軽減する薬剤を投与することで発症を予防できないかを調査する。
革新的アプローチによる表層崩壊の発生位置・規模・発生時刻の予測システムの開発

本研究では,降雨に起因する山地斜面の表層崩壊について,その発生位置と規模,発生時刻を精緻に予測するための手法の開発に取り組んだ.まず崩壊予備物質である土層の生成と輸送の過程を,宇宙線生成核種の加速器質量分析と航空レーザー測量による地形の詳細解析という新規性の高い手法を用いて定量化し,表層崩壊の発生場となる谷頭凹地への土砂の集積をシミュレートできるシステムを構築した.また,降雨に対する土層中の間隙水圧の応答をモデリングした.これらの研究により,斜面での長期的な地形プロセスと短期的な水文プロセスの両方の定量的モデリングを組み合わせ,表層崩壊発生の予測精度を大きく向上させることができた.2013年10月および2014年8月に,それぞれ表層崩壊による斜面災害の発生した伊豆大島および広島県広島市を調査対象地域に追加した.これらの地域について,航空レーザー測量データに基づいて細密地形モデルを作成し,地理情報システム上で,表層崩壊発生場の地形的特性と崩壊をもたらした降雨との対応関係についての解析を行った.この結果,大部分の山地斜面には,潜在的に崩壊危険度の高い斜面が多く存在し,斜面傾斜と崩壊予備物質の厚みの組み合わせにより,それらを抽出することに成功した.表層崩壊の発生条件を調べるため,京都白川流域,伊豆大島,広島県庄原市および広島市で採取した不撹乱土壌試料を用いて,透水試験,圧力拡散試験,せん断試験などの土質試験を行った.また,表層崩壊の発生時予測の精度を向上させるため,土層浅部の圧力水頭を観測できる装置を作成した.伊豆大島では,テフラの成層構造が圧力水頭の変動に決定的な役割を果たしており,相対的に不透水性の風成二次堆積物上で,大強度降雨時に宙水が形成されることが明らかとなった.そして,せん断強度の小さい降下火山灰層をすべり面として表層崩壊が発生することを突き止めた.宇宙線生成核種を用いた土層形成速度の定量化については,京都白川および広島県広島市においてサプロライト試料を採取し,加速器質量分析による同位体分析を行った.この結果,土層の形成速度は千年あたり10-30 cmであり,尾根上の1 mよりも薄い土層は数千年以内に更新されることが明らかになった.また,土層の形成に伴って,土粒子構成鉱物からの元素溶脱が進み,化学性も変化していくことが明らかとなった.今後,土層の輸送シミュレーションを行い,谷頭凹地への崩壊予備物質の集積過程を再現するとともに,土層の時間的な物性変化を踏まえて表層崩壊の周期的発生についての考察を行っていく予定である.本年は,研究の中核となるデータ取得を推進した.広島県安佐・八木,広島県庄原,および京都白川の試験地において,テンシオメータ等の水文観測機器を設置し,斜面浅層での降雨浸透過程の観測を実施した.また不撹乱土試料を用いたせん断試験試験や透水試験・pF試験などの力学・水理土質試験を行い,モデル計算のためのパラメータを取得した.また日本各地の花崗岩山地において,ピット掘削による土層厚の空間分布調査,宇宙線生成核種の分析による土層形成速度関数の決定,蛍光X線分析による化学風化状態の把握を進めた.2014年に兵庫県丹波,2015年に栃木県で発生した斜面災害についても,崩壊分布図の作成など地理情報システム上での解析を開始した.こうした調査研究の結果,地理情報システム上での水文プロセスシミュレーションや,斜面安定解析に必要なデータが揃いつつある.降雨浸透に対する地中の圧力水頭の応答感度は土層中の水分量に依存することがわかり,水移動と圧力拡散を組みあわせたモデル構築が必要であることがわかった.また斜面上での土層の形成・輸送シミュレーションのためのプログラムを開発し,土層厚の空間的な分布を算出した上で,斜面安定計算を行うことができる様になった.これにより,花崗岩山地における表層崩壊の再現周期が数百年程度であることが明らかとなり,また崩土量を流域単位で評価することができるようになった.今後は,これらの成果をベースに,長期的な土層発達と短期的な水文過程の両方を組み合わせたカップリングモデルを完成させる予定である.研究計画に沿って概ね順調に進行している.宇宙線生成核種をもちいた土層の形成速度データも蓄積し,日本におけるおおよその値が明らかになって,汎用できる可能性がみえてきた.また斜面水文データについても順調に降雨イベントを観測することができている.来年度以降もこれらのデータ取得は継続して行う.蛍光X線分析による化学風化速度の決定については,サプロライトが土層へと変化する時点で,かなりの元素溶脱が完了していることが明らかとなり,当初のモデリングとは異なるアイデア考案が必要であったが,それはそれで新しい発見として,有益なものであった.土層の物性値については,せん断強度や透水性の計測については順調であるが,保水性や圧力伝播係数の定量化について,まだ課題が残っている.しかしそれらは来年度の機器の工夫によって解決可能である.本研究では,降雨に起因する山地斜面の表層崩壊について,その発生位置と規模,発生時刻を精緻に予測するための手法の開発に取り組んだ.まず崩壊予備物質である土層の厚みの空間分布を,風化岩に対する宇宙線生成核種の加速器質量分析と航空レーザー測量による地形の詳細解析という新規性の高い2つの手法をカップリングさせることによって推定した.

この方法では,石英中の宇宙線生成核種の濃度から,風化岩から土粒子が生産される速度を決定する.そして土層の厚みと地形曲率の空間的な対応関係から,ソイルクリープによる土粒子の輸送係数を決定する.これらのパラメータを用いることで,表層崩壊の発生場となる谷頭凹地への土砂の集積をシミュレートすることができる.ここではさらに,気候環境の異なる地域での比較を取り込み,土層および風化岩の蛍光X線分析により,基盤岩の土層化速度およびそれら斜面構成物の力学的強度が,どのような要因によって制御されているのかについても検討した.また,降雨に対する土層中の間隙水圧の応答を正確に予測するために,斜面水文過程についてのモデリングを行った.ここでは長期スケールでの先行降雨による土層の水分状態を分布型流出モデルで計算した上で,表層崩壊のトリガーとなる短期スケールでの降水の鉛直浸透による間隙水圧上昇については,圧力拡散モデルを適用した.室内での水理試験によりモデルパラメータを決定したうえ,日本各地に設定した試験流域でのテンシオメータでの観測により,モデルの妥当性を検証した.得られたデータを用いつつ,樹木根系の土層補強効果を考慮して地理情報システム上で斜面の安定性を評価した.これらの研究により,斜面での長期的な地形プロセスと短期的な水文プロセスの両方の定量的モデリングを組み合わせ,表層崩壊発生の予測精度を大きく向上させることができた.本研究では,降雨に起因する山地斜面の表層崩壊について,その発生位置と規模,発生時刻を精緻に予測するための手法の開発に取り組んだ.まず崩壊予備物質である土層の生成と輸送の過程を,宇宙線生成核種の加速器質量分析と航空レーザー測量による地形の詳細解析という新規性の高い手法を用いて定量化し,表層崩壊の発生場となる谷頭凹地への土砂の集積をシミュレートできるシステムを構築した.また,降雨に対する土層中の間隙水圧の応答をモデリングした.これらの研究により,斜面での長期的な地形プロセスと短期的な水文プロセスの両方の定量的モデリングを組み合わせ,表層崩壊発生の予測精度を大きく向上させることができた.研究計画の立案以降に発生した表層崩壊災害を受けて,新たに調査地域を追加するなどしたため,タスクが増大し,全体的にややもたついた状態ではあるが,当初の計画に沿って,地理情報システム上での空間解析,現場試料の土質試験,宇宙線生成核種の分析を行うことができている.特に伊豆大島での発災例の研究では,テフラの堆積地域での表層崩壊についてその実態やハザードマップ作成方策についての重要な知見を得ることができた.また,宇宙線生成核種の分析では,期待通りの土層形成速度関数を得ることができ,崩壊予備物質としての土層の空間分布を計算する準備が整った.加えて,土質試験や宇宙線生成核種の分析のための実験環境が充実し,初年度として十分な走り出しとなった.ハンドヘルド型蛍光X線分析装置については,実験室内での岩石粉末試料の測定は順調に行えたものの,野外に持ち出しての分析には,確度・精度の点で検証が必要であることが分かった.
神経発生を支配する普遍的な原理の解明

ショウジョウバエの神経分化の過程で、最も早期から働く遺伝子としてIroquois型のホメオドメインをDNA結合モチーフにもつ転写因子が同定されていた。最近になって、本研究を含めた脊椎動物の解析から、高等動物にも構造のよく似た遺伝子(Irx)が存在することがわかってきた。本研究ではニワトリをモデル動物としてIrx遺伝子の単離と解析を行った。この結果、複数のIrx遺伝子が単離され、染色体上にマップした結果、2つの染色体上の位置に複数のIrx遺伝子が列んでいることが明らかとなった。この構造は全体としては小さいものの、Hox遺伝子の構造によく似ていると言える。また、おのおののIrx遺伝子の発現を解析した結果、後脳ロンボメアにおいて分節特異的な発現を示すことがわかった。詳しい解析がら、種々のIrx遺伝子の発現部位とHox遺伝子の発現の組み合わせによって、複雑な後脳内の神経細胞の分化様式が規定されている可能性が見いだされた。これは、進化の過程でIrx遺伝子とHox遺伝子が類似した複雑化を遂げてきたことを強く示唆する。すなわち、後脳の多様な神経細胞の分化様式はHox codeとIrx codeの2つを想定することでよく説明できる。また、Irx2遺伝子は、後脳の頭側にできるrhombic lipに強く発現することが見いだされた。この領域は、小脳の発生が起こる場所であることから、Irx2遺伝子が小脳の発生に関与することが考えられた。これを証明するため、電気穿孔法によってIrx2遺伝子を中脳領域に強制的に発現させた。しかし、中脳領域の劇的な変化は認められなかった。rhombic lipからの小脳発生は、後脳中脳境界部(Isthmus)に発現するFGF8の影響を受けることから、Irx2はFGF8と協調して働くことが予想された。そこで、Irx2とFGF8遺伝子を同時に強制発現させた。この結果、中脳がほぼ完全に小脳に構造転換した。このことは、Irx2が小脳形成の決定因子であり、FGF8と協調的に働いて小脳の形成に直接関与していることを意味している。以上の結果から、Irx遺伝子が神経発生に重要な働きをもつことが具体的に立証された。