hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地方における子どもの貧困に関する教育社会学的研究

本研究では、ある地方都市を事例に、既存データの再分析や、行政・学校・福祉関係者、支援者・団体等へのインタビュー調査から、地方における子どもの貧困実態と支援上の課題について実証的に明らかにすることを試みた。A県内では2008年以降急速に子ども貧困状況が深刻化。ただ、「全体的に低所得」であるA県では貧困の問題はより見えづらい。高校・大学等進学率は一般世帯でもすでに都市部との格差があるなかで、生活困窮世帯の子どもの場合はさらに厳しい状況にあり、後継者問題や県外就職率の高さなどと結びついた教育期待・進路選択、支援拠点の偏在や公共交通機関の未発達による支援拠点へのアクセスの困難等が明らかとなった。本研究の目的は、A県内での事例研究を通して、地方における子どもの貧困の実態を実証的に把握することである。地方の子どもの貧困実態を詳細に分析することによって、格差・貧困と教育をめぐる研究の学術的発展に寄与するだけでなく、「子どもの貧困対策の大綱」に基づき、県や各市町村が今後講じていくことになる支援策がより地域の実態をふまえたものとなると考える。本研究は、具体的には以下の2つの作業から成り立つ。(a)既存データの再分析から、A県内の格差・貧困の実態をマクロに捉える。(b)A県内における生活困窮家庭の子どもたちに対する支援活動を行っている各分野の支援者、行政・学校・福祉関係者へのインタビュー調査により、地方における子どもの貧困の構造をミクロな視点から描き出す。平成27年度は主に既存の公式統計データ等の分析を通して、A県内全域の地域状況・子どもの生活実態等を明らかにした。また、A県内で行われた子どもの貧困に関する研究会やシンポジウム・フォーラムに参加し情報を収集するとともに、A県内で生活困窮家庭の子どもたちに対する支援活動を行っている各分野の支援者に対するインタビュー調査を行った。そこで得られた研究成果の一部については、A県内で行われたフォーラムやシンポジウムにおいて報告を行い、教育研究雑誌に論文を寄稿するなどして情報の発信に努めた。平成27年度の研究成果をふまえ、平成28年度も引き続きインタビュー調査及び調査データの分析を進めるとともに、初年度に入手することができていなかった不足分の資料や新たに刊行された資料の収集・整理を行い、追加の資料分析を行う予定である。最終年度にあたるため、研究成果について学会報告を行うなど、研究成果の社会への発信に努めたい。研究計画に沿って課題を追究しているが、進行がやや遅れている。平成28年度にはその分を挽回して調査にあたる予定である。本研究では、地方のなかでもより厳しい状況にあると考えられる郡部における子どもの貧困の実態把握を目的としており、A県内の中核市と山間部・漁村地域を調査対象地としている。平成27年度は中核市における調査が中心となったため、平成28年度は特に山間部・漁村地域での調査を重点的に行う予定である。また、公務と重なったため、当初予定していた学会報告を行うことができなかった。その代りに、A県内にて行われた子どもの貧困に関するフォーラムやシンポジウムに登壇し、研究成果の一部についての発表を複数回行った。本研究の目的は、地方における子どもの貧困実態とその支援上の課題について実証的に明らかにすることである。そのために、地方都市A県を事例に、既存データの再分析や、A県内において生活困窮世帯への支援活動を行っている各分野の支援者、行政・学校・福祉関係者へのインタビュー調査を行った。研究成果については、9月に名古屋大学にて行われた第68回日本教育社会学会、12月に宮崎大学にて行われた「子どもの貧困と教育フォーラム2016」等で報告を行った。調査結果の分析を通じて、明らかになったのは以下の諸点である。第一に、A県内では、2008年以降急速に子ども貧困状況が深刻化。ただ、経済格差の大きい都市部に比べ、「全体的に低所得」であるA県では貧困の問題はより見えづらい状況にある。第二に、A県の子どもの貧困率の高さや深刻化の主な要因として、賃金水準の低さやひとり親世帯の割合・増加幅が高いことが挙げられる。その他、子ども数の多さや地方県にしては三世代同居率・持ち家率が低いことなども少なからぬ影響を与えていると考えられる。第三に、母子世帯の親の就業率や正規職員割合は全国に比べて高いため、保護者への就労支援だけでなく賃金水準の改善が喫緊の課題である。第四に、学習支援や子ども食堂などの取り組みが進む一方で、そうした資源の地域的偏りが大きく、公共交通機関が十分に整っていないA県内では居場所へのアクセスも大きく制限されている現状がある。こうしたA県の有する特徴は近隣県と共通するものが多いため、今後はそれらの地域も含めた検討を進めることで課題がより一層明確になる可能性がある。

平成27年度の研究成果をふまえ、平成28年度も引き続きインタビュー調査及び調査データの分析を進めるとともに、初年度に入手することができていなかった不足分の資料や新たに刊行された資料の収集・整理を行い、追加の資料分析を行う予定である。最終年度にあたるため、研究成果について学会報告を行うなど、研究成果の社会への発信に努めたい。教育社会学旅費が当初の予定額より少ないのは主に以下の2点の理由による。1平成27年度に参加・報告を予定していた学会が校務と重なり、その分の旅費が生じなかったため。2研究代表者が調査対象地において研究テーマに関する協議会の委員等を務めており、会議や打ち合わせの機会を利用しインタビューや資料収集を行ったため、調査対象地へ赴く際の旅費が生じなかったため。人件費・謝金が当初の予定額より少ないのは、上記2に関連して、謝礼を支払うことが難しい立場・関係性の人たちに対するインタビュー調査が中心になったためである。平成28年度は、インタビュー調査を中心に行う予定であり、調査地への訪問回数を当初の予定より増やすなどして使用する計画である。また、平成27年度に参加・報告のできなかった学会への参加を予定しているため、その旅費として使用したい。
根管処置歯のレジン支台築造におけるファイバー系既製ポストの研究

齲蝕や外傷により根管処置された歯は,支台築造後,歯冠修復され機能と審美性の回復が行われる.本研究は,既製ポストであるファイバーポストの物性および支台築造における有効性を検討することを目的とした.14年度は,ファイバーポストを曲げ試験に供し,比例限,曲げ弾性係数を測定した.その結果,ファイバーポストは金属製既製ポストと同等の強度があるが,弾性があり,柔軟性を有する材料であることが分かった.15年度は,さらに臨床を模しての模型実験を行った.試料は80本のウシ下顎前歯をCelay system(Mikrona)を使用してヒト上顎右側中切歯歯根形態に倣い加工を行い,同一寸法に製作し,根管処置後,各種支台築造を行った.支台築造はレジン支台築造(R),金属製既製ポスト併用レジン支台築造(MR),ファイバーポスト併用レジン支台築造(FR),金属鋳造支台築造(M)の4条件で,さらに同一形態の支台歯形成を行い,間接法で全部鋳造冠を製作し,合着した.試料は歯軸に対して45゚静荷重により,破折試験を行い,さらに咀嚼力による影響を知る目的で,同一試料を急速劣化咬合力試験装置により1Hz,250N,300,000回の繰り返し荷重負荷後,同じく破折試験に供した.なお,破折試験により得られた破折強度と破折様相を比較検討した.その結果,静荷重による破折試験でFRが最も高い破折強度を示した.一方,破折様相において,金属製ポストを使用したMR, Mは歯槽骨縁下に破折線が及んでいたが,FRは歯槽骨縁上での破折にとどまった.また,繰り返し荷重後の破折強度において,Rは有意に破折強度が低下したが,FRの破折強度は有意に低下しなかった.したがって,ファイバーポスト併用レジン支台築造は,歯根破折に高い抵抗性を有し,破折を来した際にも歯根部の保存および再修復できる可能性が高いことが示唆された.齲蝕や外傷により根管処置された歯は,支台築造後,歯冠修復され機能と審美性の回復が行われる.本研究は,既製ポストであるファイバーポストの物性および支台築造における有効性を検討することを目的とした.14年度は,ファイバーポストを曲げ試験に供し,比例限,曲げ弾性係数を測定した.その結果,ファイバーポストは金属製既製ポストと同等の強度があるが,弾性があり,柔軟性を有する材料であることが分かった.15年度は,さらに臨床を模しての模型実験を行った.試料は80本のウシ下顎前歯をCelay system(Mikrona)を使用してヒト上顎右側中切歯歯根形態に倣い加工を行い,同一寸法に製作し,根管処置後,各種支台築造を行った.支台築造はレジン支台築造(R),金属製既製ポスト併用レジン支台築造(MR),ファイバーポスト併用レジン支台築造(FR),金属鋳造支台築造(M)の4条件で,さらに同一形態の支台歯形成を行い,間接法で全部鋳造冠を製作し,合着した.試料は歯軸に対して45゚静荷重により,破折試験を行い,さらに咀嚼力による影響を知る目的で,同一試料を急速劣化咬合力試験装置により1Hz,250N,300,000回の繰り返し荷重負荷後,同じく破折試験に供した.なお,破折試験により得られた破折強度と破折様相を比較検討した.その結果,静荷重による破折試験でFRが最も高い破折強度を示した.一方,破折様相において,金属製ポストを使用したMR, Mは歯槽骨縁下に破折線が及んでいたが,FRは歯槽骨縁上での破折にとどまった.また,繰り返し荷重後の破折強度において,Rは有意に破折強度が低下したが,FRの破折強度は有意に低下しなかった.したがって,ファイバーポスト併用レジン支台築造は,歯根破折に高い抵抗性を有し,破折を来した際にも歯根部の保存および再修復できる可能性が高いことが示唆された.本研究は,齲蝕や外傷により根管処置された歯は,支台築造後,歯冠修復され機能と審美性の回復が行われる.近年,象牙質接着の信頼性が向上し,新規材料の開発が進められている.そこで,欧米で既に臨床応用されているファイバー系既製ポストについて,その物性および支台築造における効果を検討することを目的とする.14年度は,主にファイバー系既製ポストの機械的物性の検討を行った.入手可能であったファイバー系既製ポストを材料試験にて曲げ試験に供した.対象は,実際に市販されている金属製既製ポストとして,ステンレス鋼製,タイタニウム合金製を,また12%金含有金銀パラジウム合金のポストを鋳造にて製作して,ファイバー系既製ポストとの比較を行った.曲げ試験によって得るデータは,比例限,曲げ弾性係数である.その結果,ファイバー系既製ポストは,金属製既製ポストと同等の強度をもつが,弾性があり,柔軟性を有する材料であることが分かった.この結果を踏まえて,さらに模型実験などの設定を進めている.現在,ファイバー系既製ポストの耐久性を知る目的で急速劣化咬合力試験装置により,繰り返し荷重を負荷し,各種ファイバー系既製ポストの変位量と耐久性から評価を行っている.

一方,臨床を想定した模型実験は,ウシ下顎前歯を使用して,倣い加工により同一形態のヒト上顎前歯を製作,その後,ファイバー系既製ポスト併用レジン支台築造,金属製既製ポスト併用レジン支台築造,鋳造支台築造を設定して,急速劣化咬合力試験装置による繰り返し荷重を負荷後の破折試験を進行中である.齲蝕や外傷により根管処置された歯は,支台築造後,歯冠修復され機能と審美性の回復が行われる.本研究は,既製ポストであるファイバーポストについて,その物性および支台築造における有効性を検討することを目的とした.14年度は,ファイバーポストを曲げ試験に供し,比例限,曲げ弾性係数を測定した.その結果,ファイバーポストは,金属製既製ポストと同等の強度があるが,弾性があり,柔軟性を有する材料であることが分かった.15年度は,さらに臨床を模しての模型実験を行った.試料は80本のウシ下顎前歯をCelay system (Mikrona)を使用してヒト上顎右側中切歯歯根形態に倣い加工を行い,同一寸法に製作し,根管処置後,各種支台築造を行った.支台築造はレジン支台築造(R),金属製既製ポスト併用レジン支台築造(MR),ファイバーポスト併用レジン支台築造(FR),金属鋳造支台築造(M)の4条件で,さらに同一形態の支台歯形成を行い,間接法で全部鋳造冠を製作し,合着した.試料は歯軸に対して45°静荷重により,破折試験を行い,さらに咀嚼力による影響を知る目的で,同一試料を急速劣化咬合力試験装置により1Hz,250N,300,000回の繰り返し荷重負荷後,同じく破折試験に供した.なお,破折試験により得られた破折強度と破折様相を比較検討した.その結果,静荷重による破折試験でFRが最も高い破折強度を示した.一方,破折様相において,金属製ポストを使用したMR, Mは歯槽骨縁下に破折線が及んでいたが,FRは歯槽骨縁上での破折にとどまった.また,繰り返し荷重後の破折強度において,Rは有意に破折強度が低下したが,FRの破折強度は有意に低下しなかった.したがって,ファイバーポスト併用レジン支台築造は,歯根破折に高い抵抗性を有し,破折を来した際にも歯根部の保存および再修復できる可能性が高いことが示唆された.
スポーツ人材育成と社会移動の社会学

スポーツ人材育成は組織化され高度化されつつある。本研究では、スポーツに携わる人々がどのように暮らしを成り立たせようとしているのか、事例研究を通して明らかにしようとした。スポーツ種目ごとの差異を考慮するために、スポーツの空間を設定し、具体的種目と調査対象を選定した。スポーツ人材育成は同時に、各自が自らの客観的位置を自覚し、どのようにスポーツと携わるべきかを考える機会の提供が重要であるという示唆をえた。スポーツ人材育成の組織化、早期化が進む中で、スポーツにいそしむ人々がどのように暮らしていくのだろうか。スポーツの種目差を考慮しスポーツ団体を選定し、その社会的経済的基盤と運営方針、それに伴う流出入と生活実践という視角からスポーツに携わる人々をとらえ、スポーツと社会移動および人々の生活戦略の解明することが研究の目的である。研究期間3年の初年度にあたる24年度は、(1)種目間の特徴からなるスポーツ空間の鳥瞰図を描くこと、(2)各種目のスポーツ空間内での位置づけを確認しつつ、具体的調査対象を決定し、調査を開始すること、(3)理論的整理の準備を進めること、を計画していた。(1)については、甲斐が担当し、研究会にて議論を重ねてきた結果、暫定的ではあるが、一定の結論をえている。(2)については、(1)の各種目のスポーツ空間上の位置を考慮し、スポーツ種目は当初計画に変更を加え、各自の調査対象を選定し、具体的に調査を開始しつつある。研究会では、各調査の途中経過が報告され、今後の方向性について議論している。研究分担者の村田は第一報を執筆し、後藤は学会報告を行うなど、進度には多少の差がみられるものの、今年度以降の調査の進展が予想される。(3)については、理論的整理は当該の担当者が、資料収集等で準備を進めている。特に、大沼は24年度はイギリスに留学しており、イギリスのスポーツ政策と人材育成制度に関する文献の収集にあたった。現在、それらを取りまとめた報告を執筆中である。スポーツ人材育成が組織化され早期化されつつある中で、スポーツに勤しむ人々がどのように暮らしていくかという問いに迫るために、1スポーツ人材育成の社会的経済的構造分析、2スポーツ選手、関係者の社会移動の実態分析を行うことが、本研究の全体構想である。具体的には、スポーツの種目差を考慮したうえで、スポーツ団体を選定し、1その社会的経済的基盤と運営方針、2それに伴う流出入と生活実践、3スポーツと社会移動および人々の「戦略」の解明をめざす。研究期間3年の2年目にあたる25年度は、スポーツ種目間の関係を理解するために理論的に構成したスポーツ空間をふまえ、サッカー、バスケットボール、バドミントン、アイスホッケー、スピードスケート、スキージャンプ、サーフィン、フットサルの各種目を行う人々を対象とした、調査を実施している。調査は対象者にあわせ、当初予定していた調査地以外で実施する必要もでてきている。また、研究会を定期的に行い、議論を重ねている。なお、研究代表者、研究分担者、連携研究者以外にも適宜、調査補助者や講師の協力を得て、研究を推進している。それらの成果の一部を26年3月に日本スポーツ社会学会第23回大会(北海道大学)で5名が報告を行った。甲斐報告は、スポーツに携わる人々の生活をとらえる枠組みについて、理論的整理を試みた。「生存」と「生活」の位相を区分する意義を示し、スポーツ空間を描き、各事例の位置づけを明らかにした。甲斐報告をふまえ、サッカー(後藤)、アイスホッケー(前田)、サーフィン(村田)、フットサル(植田:調査協力者)に携わる人々を対象とした事例研究が報告された。各種目のおかれた社会的経済的状況の中で、人々の「生活戦略」に差異がみられることが示されつつあり、26年度は、より実証的なデータ収集に努め、研究会によるディスカッション等を通して、研究のまとめを行いたい。スポーツ人材育成が早期化、組織化される中で、スポーツに勤しむ人々がどのように暮らしていくのか、という大きな問いに迫ろうとした。具体的には種目差を考慮するために、競技レベルと競技者数からなる「ハイレベル到達蓋然性」と、制度化された市場規模、によってスポーツ空間を設定し、種目ごとに、スポーツと社会移動および人々の生活戦略を描こうとした。生活戦略をとらえる場合に、「生存」(稼ぎ)と「生活」(にぎわい)に注目する意義も示された。市場規模は大きいものの「到達蓋然性」が低いサッカーの場合、トップアスリートになりえなかった人々も、暮らしの水準を一定程度に保つ工夫をしつつ、サッカーとかかわる暮らしを追求しており、「生活」を前提として「生存」を工夫していた。これに対して、相対的に市場規模の大きくない、バドミントンやアイスホッケーでは、学校教育を前提とした生活戦略が中心とされ、「生存」を確保し「生活」する。世界的な市場は大きいがその影響を日本人はほとんど受けていないサーフィンの場合は、地域性(サーフィンのできる地域)の影響を受けつつ、その地域に住み続けるための生活戦略を模索するという、「生活」を成り立たせるために「生存」を工夫せざるを得ない一面があり、結果的に地域の生業とも結びつくという側面もみられた。

従来の、スポーツと社会移動研究が明らかにした、スポーツはごく一部の人々には社会的上昇の機会となるが、その機会は非常に限られているという知見に対し、上昇移動とは異なる志向を可能にする生活戦略が存在していることが示された。また、トップアスリートになりえなかった人々の生活戦略を示すことによって、彼らが構造の単なる犠牲者ではないことも示された。26年度が最終年度であるため、記入しない。スポーツ社会学26年度が最終年度であるため、記入しない。交付申請書に記載した24年度計画に従い概ね進展している。研究課題を達成するために、研究の理論的整理と事例研究の推進を計画している。研究を推進するために必要な、理論的整理は研究代表者が日本スポーツ社会学会で報告し、一定の成果を得ている。8種目選定した事例研究についても、研究代表者、研究分担者、および調査補助者が国内外で調査を進行中である。そのうち4事例については、日本スポーツ社会学会で報告した。それ以外の事例についても、研究会では報告されており、順調に進行している。研究会を重ねながら、予定している研究計画に従って、推進する。研究代表者である甲斐が25年4月に異動したため、研究会開催地や甲斐の調査旅費等に変更が予想されるが、申請した金額内で対応できると予想している。進行中の事例研究をさらに推進し、各事例の取りまとめを行う。なお、海外調査の必要も増しており、適宜、実施する。各事例の成果をふまえて、全体の議論を取りまとめ、理論的整理を行う。そのために、定期的に研究会を開催し、議論の機会を設ける。研究成果の一部を日本体育学会(26年8月)または、日本スポーツ社会学会(27年3月)で報告し、研究の充実を図りたい。24年度1,170,015円基金分の未使用額があった。主に、海外調査を含めた調査旅費が中心である。先方との関係形成や時間調整に若干時間がかかり、現状となっている。25年度については、調査は順調に進むものと思われ、また調査補助費による支出も予想されるため、前年度残額と今年度予定額を使用できる見通しである。研究代表者、各研究分担者が、効率的な経費の執行に努めた結果である。なお、前年度の未使用額と今年度の未使用額を比較すると、減額されており、当初予定していたH25年度の予算額を超える経費を使用している。調査が軌道に乗り、経費が順調に支出されていると考える。H26年度は、海外調査を拡大する必要が発生したため、当初計画に盛り込まれた以上の調査費用が想定される。H25年度の未使用額を含めた経費全額を使用する予定である。
非平衡統計力学による細胞内ゆらぎ測定

PC12細胞内で、細胞小器官であるミトコンドリアを蛍光色素で染色し、重心運動を観察した。ミトコンドリアは微小管に沿ってキネシンやダイニンなどのタンパク質モーターに輸送される。この非平衡定常状態に対し、揺動散逸定理を調べた。ミトコンドリアの重心揺らぎと人工的にエレクトロポーレーションで細胞内に導入したビーズの揺らぎを比較し、ミトコンドリアの重心運動における揺動散逸定理の破れの程度を測定した。神経細胞の分化のモデル細胞であるPC12細胞内で、細胞小器官であるミトコンドリアを蛍光色素で染色し、重心運動を観察した。細胞内でミトコンドリアはレールである微小管に沿ってキネシンやダイニンなどのモータータンパク質によって輸送される。この非平衡定常状態の重心運動に対し、非平衡統計力学分野の代表的な関係式である揺動散逸定理を調べた。ミトコンドリア重心の揺らぎと、人工的に細胞内に導入したビーズの揺らぎを比較し、ミトコンドリアの重心揺らぎに関するEinstein関係式の破れの度合いを調べた。混み合った細胞の中では熱揺らぎに起因しない様々な揺らぎが存在するため、物理法則が成立しない。このことを蛍光顕微鏡観察によるミトコンドリア重心の揺らぎ解析と蛍光相関分光法による細胞内に導入したビーズの粘性測定から定量的に明らかにした。後続の神経細胞を用いた研究では、PC12細胞で観察された揺動散逸定理の破れと揺らぎの定理を組み合わせた新しい理論で、ミトコンドリアやエンドソームなどの細胞小器官を輸送するモータータンパク質の数を非踏襲に測定する計画である。先行研究では光ピンセットを用いた細胞内小器官のストール力測定からモータータンパク質の数を議論しているが、本研究では蛍光顕微鏡観察による重心揺らぎ解析だけからこれを目指す。本研究によりpreliminaryなデータを得たので、結果の検証が今後の課題となっている。これまで、タンパク質回転モーターF1-ATPaseに非平衡統計力学の揺らぎの定理を応用して回転トルクを測定する理論を構築してきた。非平衡統計力学の揺らぎの定理はもともとエントロピー生成の分布の対称性に関する理論であるが、これを用いて、生体モーターの駆動力測定を行う方法を研究して来た。本研究ではこの定理を神経細胞内で輸送されるオルガネラに働く力の測定に応用することを試みた。そのために、マウスから上顎神経節を摘出し、神経細胞を培養する動物実験を行った。ミトコンドリアやエンドソームなどのオルガネラは、微小管に沿ってタンパク質モーターであるキネシンやダイニンに輸送される。これらのモーターが輸送する際、オルガネラにかかる力を測定することを試みた。神経細胞を用いてミトコンドリアとエンドソームを蛍光顕微鏡で観察した。動画から得られたミトコンドリアとエンドソームの重心の運動を解析した。揺らぎの定理から見積もったオルガネラに働く力は、PC12細胞内のミトコンドリアに働く力の値と類似していた。神経細胞では、力の分布から輸送に関連するキネシンやダイニンの個数を見積もることを目標にしている。今後、見積もった値の妥当性を検証したい。神経細胞内の観察で得られた結果をin vitro実験と比較するために、微小管上をキネシンに輸送されるカルゴの運動を調べたい。そのための実験系を立ち上げた。今後は、in vitro実験で、細胞内と類似した環境を構築するため、粘性を上げたり、カルゴの輸送に関連するモーターの個数を制御することを考えたい。当初目標にしていた神経細胞の培養が成功した。ミトコンドリアやエンドソームの蛍光観察も成功し、解析も順調である。来年度は、得られた結果の妥当性を別実験から検証するなど、検証実験を行い結果をまとめることを目指したい。神経細胞を用いた実験を継続する一方で、キネシンのin vitro実験を軌道に乗せる。キネシンのin vitro実験を軌道に乗せるために、一般試薬の購入を行う。また、実験結果を議論したり、発表したりするため出張を行う。キネシンのin vitro実験の立ち上げが遅れたため、次年度使用額が生じた。
予測モデル構築のための研究デザインと予測性能の評価方法

がんの発症原因が次々と発見されている.リスクとなる遺伝的要因や生活習慣などからがんの発症リスクを予測できれば,リスクに基づく予防法の選択や予防介入の実現に重要な役割を果たすと考えられる.本研究では,SNPなどの分子マーカーを用いる研究でよく用いられる研究デザインに対する予測性能指標の推定方法を検討し,実データへ応用した.また,関連して,サブタイプによるリスク因子の影響の違いを評価するための方法論とその応用研究を進め,学会・論文発表を行った.さらに,3カテゴリ以上のアウトカムの予測に対するconcordanceの指標を新たに定義し,既存の予測評価指標との違いをシミュレーション研究により評価した.がんの発症原因となる要因が次々と発見されている.特に,ゲノムワイド関連研究に代表されるように,近年の遺伝的リスク要因を探索する研究の発展は目覚ましく,生活習慣や環境要因に加え,多くの遺伝的多型が同定されている.これらの発展に伴い,確立されたリスク因子とその効果の大きさからがんの発症リスクを予測し,リスクに基づく予防法の選択や予防介入の実現が期待されている.ここで,予測モデルとは,あるリスク因子を持つ人が今からある一定期間内にがんを発症する確率を推定するモデルのことである.予測モデルの良さやその応用の場を判断するためには,その予測があたるかどうか(予測性能)を評価することが重要となる.予測性能は,モデルから予測される疾患発症確率と実際のリスクがどの程度一致するか(calibration)と将来疾患を発症する人としない人をどの程度区別できるか(discrimination)の二点から評価される.Calibrationとdiscriminationは,互いに相補的な評価項目であり,また,それぞれを評価するためにいくつかの指標が提案されている.本年度は,予測モデルの性能を評価する指標の性質や指標間の比較に関する検討を行った.特に,SNPなどのバイオマーカーに関する研究は,コホート研究からサンプリングされた一部の対象者のみからデータが得られることが多い.そこで,このようなサンプリング集団を用いる場合の,calibration,discriminationの指標の検討も行った.今後も,引き続きこれらの検討を続けるとともに,実データへの適応も進める予定である.既存の予測指標に関して,評価指標の性質や指標間の比較について検討を進めている.特に,discriminationの指標として広く用いられているc-indexを中心に検討を行っている.実データへの応用やそこからの問題の抽出についてはこれから進める予定であるが,全コホート研究データを用いる検討に加え,コホート研究の中の一部の対象者を用いて行う研究デザイン(ネスティッドケース・コントロール研究デザインやケース・コホート研究デザイン)についても検討の対象に入れる予定である.また,並行して,がんの分子サブタイプなど関連する複数の疾患について,共通するリスク因子の影響の違いを評価する方法論的研究を進めている.これらの知見を絶対リスクの推定へも拡張することで予測性能の向上が期待される.そのため,複数のがんを対象とした予測モデルの構築やその評価方法についても取り組む必要があると考えている.がんの発症原因となる要因が次々と発見されている.ゲノムワイド関連研究に代表されるように,近年の遺伝的リスク要因を探索する研究の発展は目覚ましく,生活習慣や環境要因に加え,多くの遺伝的多型が同定されている.また一方では,これまで多くの研究で一つのがん(大腸がん,乳がん,など)としてリスク因子の探索が行われてきたがんでも,サブタイプによってリスク因子やその効果が異なることが示唆されている.これらのように,リスク因子をより詳細に検討し,疾患の発症原因の解明を目指す研究とともに,確立されたリスク因子とその効果の大きさからがんの発症リスクを予測し,リスクに基づく予防法の選択や予防介入の実現が期待されている.ここで,予測モデルとは,あるリスク因子を持つ人が今からある一定期間内にがんを発症する確率を推定するモデルのことである.予測モデルの良さやその応用の場を判断するためには,その予測があたるかどうか(予測性能)を評価することが重要となる.予測性能は,モデルから予測される疾患発症確率と実際のリスクがどの程度一致するか(calibration)と将来疾患を発症する人としない人をどの程度区別できるか(discrimination)の二点から評価される.Calibrationとdiscriminationは,互いに相補的な評価項目である.SNPなどのバイオマーカーを用いる研究では,コホート研究からサンプリングされた一部の対象者のみからデータが得られることが多い.そこで,本年度は,このようなサンプリング集団を用いる場合のcalibration,discriminationの指標の検討を行い,実データへ応用した.また,関連する研究として,サブタイプによるリスク因子の違いやその程度を評価する研究も進めている.このテーマに関しても,方法論の研究とその応用研究について,学会・論文発表を行った.昨年度から引き続き,ネスティッドケース・コントロール研究デザインのデータを用いた予測モデルの性能評価について検討した.実際に実データへ適応し,現在その論文を作成中である.また,並行してがんの分子サブタイプに対するリスク因子の効果の推定やサブタイプ間での効果の違いを評価するための方法論的研究も行っている.本テーマに関しては,研究デザインによる推定効率の違いを検討した結果を論文にまとめているところである.がんの発症原因となる要因が次々と発見されている.近年のcommon diseaseに対する遺伝的リスク要因を探索する研究の発展は目覚ましく,生活習慣や環境要因に加え,多くの遺伝的多型が同定されている.

また一方では,各部位のがんは,腫瘍組織の分子マーカーデータに基づいてより詳細なサブタイプに分類されるようになった.リスク因子の探索においても,分子サブタイプによってリスク因子やその効果が異なることが示唆されている.確立されたリスク因子とその効果の大きさからがんの発症リスクを予測し,リスクに基づく予防法の選択や予防介入の実現は重要な課題の一つである.SNPなどのバイオマーカーを用いる研究では,コホート研究からサンプリングされた一部の対象者のみからデータが得ることが多い.そこで,このようなサンプリング集団を用いる場合のcalibration,discriminationの指標の推定方法を検討し,実データへ応用した.また,関連する研究として,サブタイプによるリスク因子の違いやその程度を評価する研究も進めており,このテーマに関しても,方法論の研究とその応用研究について,学会・論文発表を行った.また,予測したいアウトカムが3カテゴリ以上(例えば,発症なし,ER+乳がん,ER-乳がん)となると,発症あり/なしといった2カテゴリに対する予測と比べて,その予測性能の評価は複雑になる.最終年度は,3カテゴリ以上のアウトカムの予測に対するconcordanceの指標を新たに提案し,また,既存の予測評価指標との違いをシミュレーション研究により評価した.本評価の途中経過を国際学会で発表し,現在は,シミュレーション研究のパターンを増やし,論文作成中である.本研究結果は,罹患予測だけでなく,診断性能の評価へも応用可能である.今後,本研究は,time-to-eventデータへも拡張する予定である.がんの発症原因が次々と発見されている.リスクとなる遺伝的要因や生活習慣などからがんの発症リスクを予測できれば,リスクに基づく予防法の選択や予防介入の実現に重要な役割を果たすと考えられる.本研究では,SNPなどの分子マーカーを用いる研究でよく用いられる研究デザインに対する予測性能指標の推定方法を検討し,実データへ応用した.また,関連して,サブタイプによるリスク因子の影響の違いを評価するための方法論とその応用研究を進め,学会・論文発表を行った.さらに,3カテゴリ以上のアウトカムの予測に対するconcordanceの指標を新たに定義し,既存の予測評価指標との違いをシミュレーション研究により評価した.引き続き,予測性能を評価する指標間の比較検討,開発を進める.大きく以下の3つを目標に進める予定である.1.c-index以外の予測評価指標についても,リスク要因の効果の大きさなどとの関係を解析的に導く.さらに,シミュレーション研究によりその性質を明らかにする.2.予測モデルの比較において,予測性能の向上の程度をより良く反映する指標の検討を行う.実データを反映させたシミュレーション研究により,既存の指標間の関係を評価する.さらに,予測モデルの選択に用いることができる新たな指標を検討する.3.1., 2.の検討を他の研究デザインや複数がん全体に対する予測モデルの評価へ拡張することを検討する.
がん抑制遺伝子産物による遺伝子発現制御ネットワークとがん化に伴う制御破綻の解析

本研究は、がん抑制遺伝子産物p53とRbによる遺伝子発現制御ネットワークを、特にその相互作用の面から解析し、がん遺伝子の活性化に伴ってこの制御機構がいかに破綻していき、その結果どのような標的遺伝子の発現に異常を来してがん化に結びつくのかを解析することにある。そこで、まず癌遺伝子を発現した細胞に対して、いかにしてp53とRbが特異的にアポトーシスを誘導するかの解析を行った。その結果、p53によるアポトーシスの誘導には、Noxaをはじめとする3種のBH3-only因子の誘導とそれに伴うBaxとBakの活性化が重要であることを明らかにし、このBax・Bakの活性化機構を解明する目的でBax結合分子を同定してその機能解析解析を続けている。これにより、p53とRbがいかにして癌を抑制しているのかを明らかにする為の、実行因子の分子制御機構を解明につなげたいと考えている。一方、この機構の制御を解明する目的で、染色体レベルでのp53とRb両者の制御による変化によって発現が変わる標的遺伝子群の同定をマイクロアレイ法を用いて行ない、癌遺伝子を導入したマウス胎児線維芽細胞(MEF)ではp53による転写誘導が非常に上昇するとものとp53による誘導が全くかからなくなる遺伝子群を多数同定した。今後は、これらの標的遺伝子の機能解析を更に進めるとともに、その遺伝子発現制御機構の解析を通して、癌抑制遺伝子産物による遺伝子発現制御ネットワークとその制御破綻による癌化の分子機構を解明していきたいと考えている。
重力レンズ効果による暗黒物質分布と宇宙の構造形成史解明

本領域が開発するすばる望遠鏡の超広視野カメラHSCによる大規模深銀河サーベイによって得られる暗黒物質分布と銀河、銀河団形成について研究した。特に重力レンズ効果に基づいた宇宙の質量分布の解明では、従来用いられてきた弱レンズ効果の解析とは違ったより高精度の背景銀河の形状測定法を開発し、これまで検出できなかった暗黒物質分布の詳細構造を検出した。またすばる望遠鏡の観測で近傍銀河のハローの詳細観測を行い、その組成、構造を調べ、銀河形成過程への重要な知見を得た。またHSCを用いた近傍銀河古成分のサーベイ計画についても検討を行った。本特定領域で開発するすばる望遠鏡の広視野カメラで実現可能な大規模深宇宙サーベイを念頭に重力レンズ効果に基づいた宇宙の質量地図の作成とそのための理論方法の開発を行う本領域が開発するすばる望遠鏡の超広視野カメラHSCによる大規模深銀河サーベイによって得られる暗黒物質分布と銀河、銀河団形成について研究した。本研究では、本領域が開発する広視野カメラで実現可能な大規模深宇宙サーベイを念頭に、重力レンズ効果に基づいた宇宙の質量地図の作成とそのための理論的方法の開発を目的とする。本年度の成果は主に以下のとおりである。1.弱重力レンズ効果を測定するのに通常用いられる方法は、銀河像形状の四重極成分を精密に測定し、多数の銀河像の統計平均を取ることにより、重力レンズの潮汐力が引き起こす成分を引き出すというものである。我々は、さらに銀河像の高次の八重極成分の測定から、重力レンズ効果の小スケールの情報を引き出す新しい方法論を構築した。シミレーションを用いることで、例えば重力レンズ効果の測定により、銀河団の質量分布の復元がより正確かつ詳細に可能になることを示した。2.一般の暗黒エネルギーの性質として、そのエネルギー密度が時間進化するということのみならず、空間的な揺らぎ成分を持つことが予想される。これらの2つの情報は相補的であり、両者の観測的制限によって、詳しい暗黒エネルギーの性質に迫ることができると考えられている。我々はすばる望遠鏡による大規模銀河サーベイを念頭に置き、銀河分布のクラスタリング測定から暗黒エネルギーの空間的揺らぎ成分を抽出する観測可能性について詳しく調べた。この結果によって、ある種の暗黒エネルギーモデルに対して、銀河サーベイが厳しい制限を与えることができることを初めて指摘した。3.近年の地上実験の進展によりニュートリノが質量を持つことが明らかになっている。ビックバン熱史の名残であるニュートリノは、質量をもつ帰結として、宇宙の構造形成の赤方偏移進化に特徴的な影響を及ぼす。すばる望遠鏡で計画されている大規模銀河サーベイから銀河のクラスタリング統計を精密に測定することで、ニュートリノの質量を測定できることを指摘した。1.銀河形状の測定の精密化、および前年度に開発した形状の高次モーメントを用いたHOLICsと呼ぶ新たな弱い重力レンズ解析法を実際のすばる望遠鏡で観測した銀河団のデータに適用し、これまでの弱い重力レンズ解析では見えなかった小スケールの構造を見ることができ、この方法の有用性を明確に示した。2.さらに上記の方法を宇宙シアの観測に直接適用できる形に改良した。3.銀河系のハローが内部と外部で星の空間分布、軌道、金属量が違う2つに分類できることを示すことによって、原始銀河が形成される状況にまずより小さな構造が形成され、それらが散逸を伴って合体するさいに内部のハローができ、その後、すでに存在していた暗黒物質のハローの中で小さな構造がランダムに合体して外部のハロー構造ができたという重要な示唆を与えた。4.暗黒エネルギーの状態方程式を観測するために宇宙シアの観測結果と銀河団数の赤方偏移進化を組み合わせることで、状態方程式の決定精度を宇宙シアだけの場合よりも2倍程度向上させることがでいることを示した。我々は、さらに銀河像の高次の八重極成分の測定から、重力レンズ効果の小スケールの情報を引き出す新しい方法論を構築し、銀河団A1689に適用して中心部の暗黒物質の微細構造を得た。2.近年の地上実験の進展によりニュートリノが質量を持つことが明らかになっている。

3.ハッブル宇宙望遠鏡によってアンドロメダ銀河のハロー領域で星の生成歴を測定することによって、原始ハローの形成からの寄与が予想以上に少ないことを発見し、ハロー形成史についての新たな知見を得た。本研究では、本領域が開発する広視野カメラで実現可能な大規模深宇宙サーベイを念頭に、重力レンズ効果に基づいた宇宙の質量地図の作成とそのための理論的方法の開発を目的とする。本年度の成果は以下のとおりになる。1.弱重力レンズ効果を測定するのに通常用いられる方法は、銀河像形状の四重極成分を精密に測定し、多数の銀河像の統計平均を取ることにより、重力レンズの潮汐力が引き起こす成分を引き出すというものである。我々は、さらに銀河像の高次の八重極成分の測定から、重力レンズ効果の小スケールの情報を引き出す新しい方法論を構築し、銀河団A1689に適用して中心部の暗黒物質の微細構造を得た。2.現実的な宇宙の構造形成過程に基づいて重力レンズ擬似マップを作成し、重力レンズ効果と銀河の測光的赤方偏移の情報を組み合わせ、暗黒物質の擬3次元空間分布(赤方偏移+天球上の2次元位置)を復元する方法を開発した。3.すばる望遠鏡からさらにステップアップして、ハワイ島に建設予定の30メートル望遠鏡と考案中の新しい中間赤外検出器を用い、銀河スケールにおける暗黒物質の微細構造をどのようにして検出できるか検討し、検出器の性能に対する提案を行った。4.局所銀河群の外にある横向き銀河NGC55に対して、すばる望遠鏡を用いた広視野測光を行い、その古成分であるハローと厚い円盤成分を検出することに成功した。また、ハローの部分構造も検出することによって、この銀河の形成過程に制限を与えた。本研究では、本領域の分野において開発するすばる耀遠鏡用の次世代広視野カメラHSCで実現可能な大規模深宇宙サーベイを念頭に、重力レンズ効果に基づいた宇宙の質量地図の作成とそのための理論的方法の開発を目的とする。さらに広視野カメラHSCを用いた近傍銀河古成分のサーベイ計画についても検討を行う。我々は、さらに銀河像の高次の八重極成分の測定から、重力レンズ効果の小スケールの情報を引き出す新しい方法論を確立し、実際の銀河団A370に適用して中心部の暗黒物質の微細構造を得た。2.現実的な宇宙の構造形成過程を考慮し、この詳細な理論に基づいて重力レンズ擬似マップを作成し、重力レンズ効果と銀河の測光的赤方偏移の情報を組み合わせ、暗黒物質の擬3次元空間分布(赤方偏移+天球上の2次元位置)を復元する方法を開発した。3.広視野カメラHSCを用い、アンドロメダ銀河のハロー星の空間分布を導出するために必要とされる方法論、特にどのようなデザインの狭帯域フィルターとその他の広帯域フィルターとを組み合わせればいいのか、狭帯域フィルターの波長域をどのようにすればいいのか、といった点を検討し、実際のフィルター作成の設計を行った。
収束空中超音波によるワイヤレス電力伝送の研究

空気中を伝搬する収束超音波によって給電を行うという新しい空間伝送型給電システムを開発し、その有用性を示す実証実験を行った。電磁的結合を用いたワイヤレス電力伝送では、人体防護の観点から空間中に形成する電磁エネルギー密度を高めることができず、小型のデバイスに伝送可能な電力はごくわずかである。本研究では空中超音波のフェーズドアレイによって、一定条件下で1cm直径程度の小型の受電素子に0.15-0.65Wの電力を供給できることを実証した。さらに受電素子の位置を自動検出しながらフォーカシングを行う給電システムを試作し、運動する給電対象に対しても給電が可能であることを実証した。本研究では空中超音波のフェーズドアレイによって、1cm直径程度の小型の受電素子に0.1W以上の電力を供給できることを実証した。実験では38cm ×30cmの40kHzフェーズドアレイを用いて収束ビームを形成し、単一の超音波振動子に給電する実験を行った。その結果、例えばフェーズドアレイの表面から20cm離れた平面上、20cm×20cmの領域においては、受電素子がフェーズドアレイの方向に向いている条件下で0.15W以上0.65Wまでの給電が可能であることが実証された。次に受電素子の位置を自動検出しながらフォーカシングを行う給電システムを試作し、運動する給電対象に対しても給電が可能であることを実証した。以上、基礎的なデータは本研究期間中に取得し、設計指針は確立することが出来たが、生活空間の中で安定なサブワット給電を行う実用システムを実現するまでには至らなかった。その実現のためには、さらにフェーズドアレイを大型化し、フェーズドアレイと受電素子の間の遮蔽の問題を解決しなければならない。この問題については本研究とは異なる目的で、低コスト・大面積超音波フェーズドアレイの技術開発が進んでおり、将来的には克服可能であると考えている。なお以上の一連の研究は国内学会において発表され、優秀講演賞が授与されている。ハプティクス、バーチャルリアリティ、計測工学
すばるHSCとSDSSで探る宇宙論的スケールの物質循環

すばるHSCの狭帯域フィルター撮像データの解析が終了し、広帯域フィルター撮像データを合わせて、測光的にライマン・アルファ・エミッター(LAE)の選択を行った。また、深層学習を用いた天体選択手法を開発し、100倍程度の偽ソースの中から、約95%の精度で真のLAEを選択しLAEサンプルを抽出する分類器を作った。LAEサンプルに加え、SDSS AGNデータ、HETDEXの分光データ、さらにはHI Tomographyデータを合わせて、HSC探査領域で天体(銀河およびAGN)とHIの空間分布の相互相関をとった。その結果、天体とHIで正の相関を示すものがある一方で、負の相関を示すものがあるなど大きなばらつきがあり、ガスのインフローはHIの電離の効果も含めて、予想していたよりも複雑であることが分かった。またこれと並行して、HSC探査領域における銀河のガスのアウトフローについても炭素とケイ素吸収線を含むガスの速度分布のデータから詳しく調べた。その結果、アウトフロー最大速度が800 km/s程度と大きく、遠方銀河における激しいアウトフローの証拠が見つかった。これは同じ星質量の銀河と比較した場合、現在の銀河におけるアウトフロー最大速度の3倍程度である。このアウトフローの観測結果について数値シミュレーションと比較したところ、現在から過去に向けて付随する暗黒物質ハローのポテンシャルが深くなっていくというΛCDMの構造形成の枠組みで自然に説明されることが分かった。これに加えて、炭素輝線が銀河周辺10 kpc程度に広がる様子を電波観測でとらえ、銀河の星間物質がアウトフローにより銀河周辺物質へと拡散していく観測的描像が得られた。遠方銀河とHI tomographyデータの間の空間分布の相互相関の結果が出始めているため。さらに、HETDEXの分光データによる赤方偏移情報を含む3次元的なLAEカタログを合わせることができ、予想していた以上に信頼性の高い結果が出つつある。現状では、遠方銀河とHI tomographyデータは一部分のものに限ってテストを行なっている状況だが、今後は、データ全体を使って空間分布の相互相関をより大きなスケールに広げ、本研究の完成を目指す。狭帯域フィルター作成のためのモデルスペクトルを使った詳細なシミュレーションを行った。狭帯域フィルターを使って赤方偏移を測定する場合、狭帯域フィルターの半値全幅が4つのフィルターの中心波長間の波長幅の間の2つのパラメータに大きく依存することを見つけた。この依存性のため、フィルターの中心波長および波長幅を決め直した上で、要求される設計精度を見直した。さらにこれらの値をもとに最初の狭帯域フィルターの作成を行った。この中で、海外の研究会で研究の周知およびこれらのフィルターのパラメターの問題の議論をした。また、これと並行してSDSSデータとすばるデータを用いたHI吸収線と銀河の間の空間分布を調べる研究を行った。その結果、Mpcスケールを超える大規模構造においてHIガスと銀河密度の間に正の相関が90%程度の統計的信頼度で存在することを発見した。これらの結果と比較するための輻射輸送数値シミュレーションを行い、比較したところ、このような正の相関がほぼ同程度で得られることがわかった。この初期結果は、国内外の研究会において報告した。これに加えて、論文作成を行った。(この結果は後にMukae et al. 2016arXiv:1605.00379としてプレプリントサーバーに投稿され、最終的にMukae etal. 2017, ApJ, 835, 281として出版された。)これと同時に、探査対象となるz2における銀河と銀河周辺物質を予め調べる研究を進めた。星形成クランプを持つ銀河の割合がz2でピークを迎えることを発見し、銀河合体ではなく、銀河円盤内の重力不安定性が星形成に大きく関わっていることを示した(Shibuya et al. 2016)。さらに、LAEの銀河周辺物質CGMのHIガスをLya輝線を使って調べ、LAEとCGMの相関を明らかにした(Momose et al. 2016)。平成27年度に予定していた狭帯域フィルター設計の作業が完了し、初期の製作作業まで行えた上、SDSSとすばるデータを用いた準備研究で期待されていた以上の結果が得られたため。干渉膜をフィルター基板に蒸着することにより、すばる望遠鏡大型広視野カメラ用狭帯域フィルター(一式)を完成させた。これらの狭帯域フィルターは基本的に要求仕様を満たしているものの、1つの狭帯域フィルターにおいて、狭帯域フィルター中心から265mm外側では、中心波長が要求される仕様よりも僅かに(0.08-0.36nm)ずれてしまったことが判明した。しかしながら、精度測定をしたのは室温であり、実際の仕様環境が摂氏0度程度であることを考えると相違が0.04-0.32nmに減る上、この相違であれば要求される赤方偏移決定精度の悪化も許容範囲ということがシミュレーションにより明らかになった。また、これと同時にHSC SSPプログラムの枠内で、本研究で用いる第一の狭帯域フィルター観測が8月下旬に行われ、現在データを解析中である。一方で、平成27年度から続けてきたSDSSとすばる望遠鏡データを用いた準備研究がまとまり、ApJ誌に出版された(Mukae et al. 2017)。これに加えて、COSMOS領域をはじめとした探査領域のz2 LAEの性質を調べた。

まず、Lya等価幅が200-400Aを持つLAEのデータを調べ、その性質を理論モデルと比較したところ、これらはHIガスが少なく、若い星形成(<20Myr)をしており、金属量が非常に小さい(太陽金属量の2%程度)ことが示唆された(Hashimoto et al. 2016)。これらは、宇宙大規模構造から流入したガスのインフローの影響で若い星形成が起こったと考えられる。さらに、LAEを構成する星間物質を分光データを数値計算モデルと比較したところ、LAEは金属量が小さい上に電離パラメターが同時代の他銀河と比べても大きいことが分かり、小さい金属量および若い星形成の描像を裏付ける形となった(Kojima et al. 2017)。作成された狭帯域フィルターは基本的に要求仕様を満たしている。1つの狭帯域フィルターは中心波長が仕様よりも僅かにずれているのだが、要求される赤方偏移決定精度の悪化も許容範囲であることが分かった。これも含めて、今後の計画には支障はない。最後のHSC用フィルターの基板に対して、研磨作業を行った。さらに、これに対する干渉膜の蒸着が行われた。しかしながら、このフィルターは最大透過率が55%程度と仕様の70%をを満たしていない可能性があり、追加の性能試験を行いこのままの使用するかどうかの判断を行うことになった。また、これと並行して、HSC狭帯域フィルターで行った観測データの解析を進めている。狭帯域バンドで25等級をこえる良質なデータが得られ、このデータを用いたサンプルの構築および解析を現在行っている。解析の手法については、Ouchi et al. 2018およびShibuya et al. 2018にまとめられた。さらに、ガス循環の重要なプロセスであるoutflowについて、本研究で行う手法を確立し、outflow速度と星形成率の相関関係をまとめてSugahara et al. 2017として出版した。また、COSMOS領域の研究(Mukae et al. 2017)をさらに発展させるべく、アメリカやドイツなどのHETDEX探査のチームとの国際共同研究を通し、HIガスとLAE分布の比較を開始した。この中で、HETDEXが検出した輝線天体をLAEとその他に分類する深層学習アルゴリズムを開発した。約80-90%の精度でLAEのtrue/falseソースを見分けることに成功した。このような初期結果を平成30年3月にマックスプランク研究所で発表した。また、3月26日ー30日に国際研究会Tokyo Spring Cosmic Lyman Alpha Workshopを東京大学において主催し、本研究の初期成果を報告し、今後の研究方針について議論した。その中で、VLT望遠鏡の3次元分光器MUSEの開発を行ったリヨン大学のグループとの共同研究を行い、HIガスおよびLAEのより詳細な測定量を得る検討を行うことになった。作成されたHSC狭帯域フィルターは平成29年度のものを除き、ほぼ要求仕様を満たしている。さらに平成29年度に作成したフィルターも、仮に仕様割れが確認されたとしても、最大透過率が15%少ないだけなので、研究全体に大きな影響を与えるものではない。すばるHSCの狭帯域フィルター撮像データの解析が終了し、広帯域フィルター撮像データを合わせて、測光的にライマン・アルファ・エミッター(LAE)の選択を行った。
ラインスキャン拡散強調像を用いた脊椎症における脊髄内水拡散信号の変化と病態の相関

1.ラインスキャン拡散強調画像(Line scan DWI)を用い、正常脊髄および頚椎症脊髄における脊髄内の"みかけの拡散係数"(Apparent Dlffusiono Coefficient:ADC)と拡散の異方性の強さを示すFA(Fractional Anisotropy)を測定する事により、脊髄内水拡散信号の変化と病態との相関について臨床的意義を検討した。正常脊髄C2-3レベルのADCは0.81+/-0.3μm^2/msec、C4-7レベルでは0.75+/-0.6mm^2/msecで、頚椎症症例でのそれぞれのレベルのADCは、54%の症例で正常に比べ上昇していた。また、FAについては、正常脊髄C2-3レベルで0.70+/-0.05、C4-7レベルで0.66+/-0.03であり、頚椎症症例のADC上昇例ではFAの低下を認めた。この結果は、3テスラMRI装置のEPI Diffusion-weighted imagingを用いた場合にも同様であり、ラインスキャン拡散強調像と類似の評価が可能であった。ただし、EPIを用いた場合、ラインスキャンに比べて磁化率アーチファクトや動きによる画像の歪みが大きく、時にADC/FA測定の妨げとなりうる事が考えられた。さらに、ADC/FAの評価では、加齢による変化を考慮する必要があることもわかった。年齢上昇とADCは正の相関を示し(Spearman Correlation、r=0.242)、FAは負の相関を示した(SpearmanCorrelation.r=0.244)。頚椎症において拡散信号を測定する際、注目すべき点は、同一症例で正常脊髄信号と狭窄脊髄信号をそれぞれの該当レベルで測定する事と思われた。すなわち、頚椎症異常脊髄では正常脊髄部分に比べてADCは高く、FAは低くなる。しかし、もとより加齢によるADC/FA変化は非常に小さく、脊椎症による異常信号の変化は比較的大きい。2.拡散強調像のデータから神経線維の走行を描出するtractographyでは、脊髄神経束の走行を可視化する上でも有用であった。これにより脊髄の圧迫に伴う神経束の迂曲などを描出可能であった。3.ADC/FAの変化より脊椎症による病変を早期に知る事が可能で、手術適応の決定における補助的情報として重要と考える。本年度(平成17年3月31日)の研究実績1.現在まで、正常脊髄、頚椎症250例850データの内、168例の該当症例について、T2-weighted image、拡散強調画像より得られるADC(Apparent Diffusion Coefficient)map、および、FA(Fractional Anisotropy)mapを分析した。データ分析は研究費にて購入したLinux computerに、ラインスキャン画像分析ソフトウエアー(Dr.Maier,ハーバード大学医学部放射線科より提供)を搭載し、これを用いて行った。その結果、正常脊髄では、加齢により脊髄内水拡散値であるADC値がわずかに上昇し、これに伴いFA値がわずかに低下する傾向を示した。Spearman rank correlationにて統計解析すると、その傾向は、ADC vs.年齢で0.096、FA vs.年齢で-0.220であった。