hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本人英語学習者の文構造親密度データベースの構築

平成28年度に予定していた本調査の実施が,2度にわたるパイロット調査の必要性が生じたため遅れることとなったが,調査計画(方法,刺激)を十分に改善し,本調査の妥当性・信頼性を高めることができ,本調査の実施・分析は平成29年度前期に行うことが十分可能である。また,平成29年度に予定していた,文構造親密度データの妥当性検証のための計画立案および一部のパイロットスタディを前倒しで実施しうることができた。以上のことから,本研究課題はおおむね順調に進展しているものと判断している。本研究は,日本人英語学習者を対象として,英語の文構造に対する親密度(familiarity)データベースを構築しようとするものである。基本的な文構造の学習を一通り終えた大学生を対象として,(1)理解(文構造親密度7段階評定,文構造適格性判断課題など),(2)産出(絵描写による文構造導出課題など)の両面からデータを収集し,日本人英語学習者の文構造親密度データベースを構築する。このデータベースは,第二言語の獲得・処理・学習に関するメカニズムの解明をめざす様々な言語実験をはじめ,第二言語の教育・研究の有益な指標となるものであり,第二言語習得研究の進展に大きく貢献するものである。平成29年度は、平成28年度に行った、(1)日本人英語学習者の文構造親密度に関する本調査のための第2次パイロット調査の分析結果、(2)文構造親密度データの妥当性を検証するための応用研究として、文構造親密度が文理解プロセスに及ぼす影響について調査した結果を発表した[Yokokawa et al, 2017; Hashimoto et al., 2017, 2018〕。また、(3)文構造親密度データの妥当性を検証するための応用研究として、日本人英語学習者の文産出における文構造親密度の影響を絵描写課題を用いて、産出傾向の分析を行った[兵藤・横川, 2018発表予定]。その結果,口頭ならびに筆記産出において,文構造親密度と二重目的語構文および与格構文の産出割合の間には中程度以上の相関があり,親密度の高い文構造の産出割合が高かったことから,文構造親密度が日本人英語学習者の文産出に影響する可能性があることを示した。また,筆記産出では口頭産出と比較してより完全な文で産出する傾向が見られたことから,産出モダリティによって産出される文構造に違いがあることも示唆された。本研究では中規模の文構造親密度パイロットデータ(1年目)に基づき、言語処理実験によるその妥当性の検証を経て(2年目)、大規模データ収集を行う計画であった(3年目)。しかし、検証実験により絶対的親密度に加えて相対的親密度が関与するなどの新たな発見があったため、有用性・信頼性を高めるため、追加実験及びデータ収集方法の再検討が必要となった。それに伴い学会発表、論文投稿にも研究期間の延長が必要となった。研究期間を1年間延長することとなったが、2度にわたるパイロット研究の成果を踏まえ、妥当性・信頼性のより高い本調査の実施が可能になったこと、また、文構造親密度データの妥当性検証のためのの実験・調査を前倒しで実施した。平成30年度は,最終年度にあたり文構造親密度データの応用研究として、データベースの妥当性の検証および本データベースの応用可能性について実証研究を行った。
有機遷移金属錯体の配位自在性と制御

遷移金属錯体はその化学的特性として「柔らかい配位特性」あるいは「配位自在性」を持っている。これらのゆらぎが、金属中心を結合切断や結合生成に必要な活性状態へと導く。本研究では、有機遷移金属錯体が示す新規で多様な動的結合特性の解明と制御法の開発に関する系統的な研究を行い、新規超効率物質変換法の創出の基礎を築くことを目的とする。本年度の研究成果として、触媒合成化学に関連したルテニウム錯体およびニッケル錯体の生成と反応挙動について報告する。1.2核ルテニウム錯体が触媒するアリルアルコールの異性化配位性の末端官能基がつながったベンゼン配位子を持つルテニウム2核錯体は、アルコール酸素が柔軟に金属との結合-解離を繰り返す興味深い複核反応場を提供することが分かった。配位性基質としてアリルアルコールを反応させると、アルコキシ配位子の生成、ベータ水素脱離、共役エノンへの金属ヒドリドの付加を経て、アリルアルコールの異性体であるカルボニル化合物を触媒的に与えることが判明した。2.トリメチルアルミニウムが促進するη^2-ケトン配位子とη^2-アルケン配位子の環化カップリング1つの炭素-炭素2重結合とカルボニル結合がカップリングに関与する5員環オキサメタラサイクル形成反応については、ニッケルや前周期遷移金属を用いる触媒反応などで重要であると想定されているが、化学量論的なニッケル錯体の反応で実際にその過程を実証した報告例はほとんど無い。本研究で、安定なη^2-ケトン配位子およびh^2-アルケン配位子を含むNi(0)錯体の単離を行った。またこのものの環化カップリングが、トリメチルアルミの添加で促進さることを見出した。さらに環化生成物の構造解析の結果、AlとNiの間を欠電子的に架橋するメチル基の存在が明らかになった。遷移金属錯体はその化学的特性として「柔らかい配位特性」あるいは、「配位自在性」を持っている。例えば金属中心のまわりで配位子どうしが互いの位置を迅速に入れ替えたり、金属と直接結合する原子の種類を同一配位子内で取り換える激しい動きが、遷移金属錯体の特徴である。有機遷移金属錯体が示す新規で多様な動的結合特性の解明と制御法の開発に関する系統的な研究を行い、新規超効率物質変換法の創出の基礎を築くことは意義深い。本年度の研究成果として、触媒合成化学に関連したPd, Pt錯体とアセチレンとの反応挙動について報告する。1.Pd(SR)_2やPt(SR)_2構造を持つ錯体とアセチレンの反応の第一ステップは、M-SR結合へのアセチレンのシス挿入で、β-チオビニル金属錯体が得られた。次のステップはPd錯体とPt錯体では大きく異なる。Pd錯体ではあらたに形成されたビニル基とPd上の残りのSR基とがカップリングして1,2-ビスチオ置換アルケンが遊離するのに対し、Pt錯体では同様の生成物は得られなかった。代わりに、もう1分子のアセチレンがPt-S結合に挿入してビス(β-チオビニル)Pt錯体となる。C-S結合が形成する還元的脱離に比べてC-C結合が形成する還元的脱離は起こりやすく、この中間体からPtがとれて、両端がチオラートでエンドキャップされたアセチレンの2量化体が得られた。2.Pd-Pd結合を持つ2核錯体とアセチレンの反応は、まず1,2-シスジパラダ置換アルケンを与えた。

さらに別のアセチレン分子が順次この1:1付加体と反応し、1:2および1:3付加体を与えることが判明した。すなわちこれらの逐次挿入反応は、成長点が活性種の両端にある新しいアセチレン重合過程を再現しているとも見なせる。遷移金属錯体はその化学的特性として「柔らかい配位特性」あるいは「配位自在性」を持っている。これらのゆらぎが、金属中心を結合切断や結合生成に必要な活性状態へと導く。例えば金属中心のまわりで配位子どうしが互いの位置を迅速に入れ替えたり、金属と直接結合する原子の種類を同一配位子内で取り換える激しい動きが、遷移金属錯体の特徴である。有機遷移金属錯体が示す新規で多様な動的結合特性の解明と制御法の開発に関する系統的な研究を行い、新規超効率物質変換法の創出の基礎を築くことは意義深い。本年度の研究成果として、触媒合成化学に深く関連したオキシ置換π-アリルPd,Pt錯体の発生と性質について報告する。α,β-共役エナールおよびエノンが配位したゼロ価PdならびにPt錯体にトリフリック酸(TfOH)を反応させると、プロトンがカルボニル酸素に付加してカチオン錯体π-1-ヒドロキシアリルPdならびにPt錯体が収率よく生成することが分かった。生成した錯体の構造はNMRスペクトルによる解析と、一部のものでは単結晶のX線構造解析を行うことで決定した。ヒドロキシ基のHはピリジンなどの塩基で引き抜かれ、可逆的にもとのゼロ価錯体が生成する。Pt錯体を溶液中で放置すると、β-ケトアルキルPt錯体へと異性化することも判明した。中間体としては、σ-ヒドロキシアリル錯体を推定している。共役エナールおよびエノンのゼロ価錯体に対してメチルトリフラートも同様に反応し、π-1-メトキシアリル錯体を与えた。一方メチルトリフラートの代わりにヨードメチルを反応させると、メチルカチオンは金属を攻撃し、メチル金属錯体が生成した。本研究では、有機遷移金属錯体が示す新規で多様な動的結合特性の解明と制御法の開発に関する系統的な研究を行い、新規超効率物質変換法の創出の基礎を築くことを目的とする。本年度の研究成果として、触媒合成化学に関連したニッケル錯体の生成と反応挙動について報告する。1.η^2-アルデヒド配位子およびη^2-アルケン配位子を含むニッケル錯体の合成と変換2つの炭素-炭素2重結合あるいは3重結合が金属原子上でカップリングして5員環メタラサイクルを作る反応過程は、多くの触媒的変換反応の鍵ステップとして重要な役割をはたすことが知られている。これに対して1つの炭素-炭素不飽和結合に代わってカルボニル結合がカップリングに関与するオキサメタラサイクル形成反応については、ニッケルや前周期遷移金属を用いる触媒反応などで重要であると想定されているが、化学量論的なニッケル錯体の反応で実際にその過程を実証した報告例は無い。本研究で、安定なη^2-アルデヒド配位子およびη^2-アルケン配位子を含むNi(O)錯体の単離を行った。さらにこのものの熱的環化カップリング過程を観測することができた。またこの環化が、カルボニル基の酸素に対するルイス酸の求電子攻撃で著しく加速されるという興味深い事実も見出した。2.ニッケル錯体触媒による末端アセチレンの選択的2量化
土地利用モデルの開発途上国への適用方法についての検討

本研究は、先進国の都市圏を対象にして開発された土地利用交通分析システム(CALUTAS)を開発途上国に適用する際の問題点を明確にした上で、開発途上国の都市圏(具体的には、バンコク都市圏)を対象として新たな土地利用交通分析システム(BALUTAS)を構築することを目的としている。前年度においては、開発途上国におけるデータの入手可能性、及びCALUTASのバンコク都市圏への適用結果を踏まえ、住宅立地モデルと商業業務立地モデルの構築を行った。本年度は、まず、住宅供給モデル、交通モデルを構築し、BALUTASの全体モデルを完成させた。既存の住宅供給モデルは、主としてアクセシビリティーや残存利用可能面積に基づいてモデル化されているため、デベロッパーの行動を十分説明できなかった。本研究では、このような点を踏まえ、デベロッパーの利潤最大化行動を明示的に考慮するために、離散的選択分析に基づくモデル化を行った。交通モデルは、まず、機関分担モデルにおいては、バンコク都市圏における交通機関選択が主として利用者の社会経済属性に依存することから、トリップエンドモデルを用いた。また、OD分布モデルにおいては、住宅立地モデルから得られるトリップ分布を通勤OD分布として同時推定を行った。以上のBALUTASの全体モデルについて、予測テストとして、過去の各種活動立地をいかに再現できるかを検討したところ十分な適合度を有すことがわかった。さらに本年度は、BALUTASを用いての各種政策分析をパーソナルコンピュータ(NEC,PC9801)で支援するシステムを開発した。これにより、大型計算機が十分整備されていない開発途上国においても、マンマシンシステムによって政策シミュレーションを容易に行うことができる。以上により、本システムは開発途上国における土地利用交通分析に十分適用可能であり、当初の目的を達したものと考えられる。
3Dとマルチリンガルの教材を持つユビキュタスe-Learningの開発

ユビキュタスな授業演習支援システムを開発した。学生用端末にPDAを、教員用端末にノートPCを使用した。それぞれの端末は無線LANでサーバと接続した。学生はPDAに授業の演習問題の答案を書くことができる。教員はPC画面で学生のPDAの答案を見て、その上にアドバイスを書きこむことができる。教員の画面をプロジェクタで教室のスクリーンに映し出し、全員の学生が見ることができる。教員は教室を巡回することなく全員の答案をチェックでき、かつ個々の答案に応じてアドバイスをすることができる。2007年度はデータベースの授業において、40名による評価実験を行った。論文3件の学会発表を行った。ユビキュタスな史跡学習システムは事前学習と実地学習をユビキュタスにサポートすることができる。事前学習では、PCの3D画面でバーチャル体験をすることができる。実地学習では、GPS付き携帯電話で現在いる史跡の案内情報をリアルタイムに得ることができる。松江城にて12人の観光客に使ってもらってアンケートを行ない、良好な結果を得ることができた.2007年9月にイタリアで開催された国際会議KES2007で発表を行った。宍道湖環境学習システムは、XMLによるマルチメディア図鑑と3Dグラフィックス表現を組み合せたシステムとした。その結果を、2006年にスペインで開催された国際会議m-ICTEで発表した。さらに、XMLによる環境用語図鑑を新たに開発し学会発表を行った。1.3D仮想校舎システムのユビキュタス化今年度に論文誌に採録された3D表現の仮想校舎システムを,PCのみでなくPDA、携帯電話からもアクセスして使えるように改造した.PC版では仮想校舎システムに入ると英語,数学,情報処理などの教材が使えるが,この中で数学教材がPDAと携帯電話(NTT Docomo)を使って使えるように開発した.今年度はPC版の英語読解学習支援ツールを新規に開発したが,ユビキュタス対応は今後の課題である.2.歴史学習システムのユビキュタス化マルチリンガルの歴史学習システムは,見学前はPCで,見学中はGPSと組み合せた携帯電話で,歴史情報を提供し,かつ携帯電話で撮影した画像をサーバに送るとアルバムを自動作成する目標で進めた.その結果,松江市の堀川周辺を例に,プロトタイプシステムを作り動かすことができた.史跡の3Dは,LightWaveで作成したコンテンツをJava3Dプログラミングで表示する方法により,表示内容および作成効率を向上させることができた.研究成果は2つの国際会議等で発表した.3.環境学習システムの高度化環境学習システムは,水質のパラメータを基に環境シミュレーションを行い,3D表現の環境学習システムとして提供するものである.宍道湖の水質にかかわるパラメータにはCOD,塩分,濁度,水温がある.これらのパラメータを,ユーザが選んでシミュレーションできるようにし,ゴミの投棄,回収による水質パラメータの変化,魚やシジミの死滅状況のシミュレーションを定量的に行うことを目指す.今年度は,3D表現の環境学習システムとして実現し,CODと塩分のパラメータによる湖中の生物のシミュレーションを行った.加えてゴミの投棄・回収による水の濁り,生物の生存状態を3Dグラフィックスで学習者にわかりやすく表現した.従来の授業で学生はノートに手書きし、教員は巡回してアドバイスする。参考になる答案は黒板に写させ、それを使って全員にアドバイスする。この方法では巡回や書き写しに時間がかかり、授業の効率が悪い。そこで授業演習支援システムを開発し、学生用端末にPDA(携帯端末)を導入した。PDAは無線LANでサーバと接続し、安価かつポータブルで持ち運びが便利である。教員用端末にはノートPCを使用し、同じく無線LANでサーバ経由によりPDAと接続する。本システムを使う場合、学生はPDAに手書きで授業の演習問題を書き、教員はPCで出席している学生の中から選んで学生の答案を覗くことができる。そして誤りの指摘やアドバイスをPC上からPDA画面に書き込むことができる。

その状況はプロジェクタで教室のスクリーンに映し出し、出席している学生全員の指導に使う。教員は教室を巡回することなく学生全員の答案をチェックでき、かつ個々の学生の理解度に応じてアドバイスを送ることができる、ユビキュタスなe-Learningである。今年度は無線LANを教室に設置して新規に開発し、12名による試用評価実験を行った。また関連論文3件の発表を行った。ユビキュタスな史跡学習システムでは事前学習と実地学習をユビキュタスにサポートする。実地学習ではユーザはGPS付き携帯電話で自分のいる史跡の案内情報をサーバからインターネットを介して得ることができる。事前学習では3Dグラフィックスによるコンテンツを充実させ、ユーザの操作性を改善した。2007年1月に松江城にて実際の観光客に使ってもらって評価し、良好な結果を得ることができ、成果を論文3件にし外部発表した。宍道湖環境学習システムはXMLによるマルチメディア図鑑を改善し、3Dグラフィックス表現と組み合せて改良版を開発した。その結果を英文論文にまとめて、国際会議m-ICTEに投稿し採録された。発表は2006年11月にスペインのセビリア市で行い、世界各国から約200名の参加者に対しプレゼンテーションを行なった。ユビキュタスな授業演習支援システムを開発し、学生用端末にPDA(携帯端末)を導入した。教員用端末にはノートPCを使用し、同じく無線LANでサーバ経由によりPDAと接続する。学生はPDAに手書きで授業の演習問題を書き、教員はPCで出席している学生の中から選んで学生の答案を覗くことができる。そして誤りの指摘やアドバイスをPC上からPDA画面に書き込むことができる。教員は教室を巡回することなく学生全員の答案をチェックでき、かつ個々の学生の理解度に応じてアドバイスを送ることができる。今年度は4年生の授業において、40名による評価実験を行った。2007年9月にイタリアで開催された国際会議で発表を行った。宍道湖環境学習システムはXMLによる環境用語図鑑を開発し、学会発表を行った。高齢者用コミュニケーション支援システムは高齢者のためのパソコン教育システムであり、FLASHを用いたユーザインタフェースが高齢者にとって親しみやすく、良い評価を得ることができた。
感性情報処理のためのファジイ数量分析手法

商品などの感性評価データは個人の好みを反映して大きな分散を持つ。個人の感じ方のあいまい性,不安定性を考えれば,この散らばりを統計的と見るよりもファジィ的であると解釈するのが自然である。本研究の目的は,感性表現間のファジィな距離を同定し,ソフトなグルーピングと代表的な感性表現を選定すること,さらには,感性表現とデザイン要素とのソフトな対応モデルを構築し,デザインから感性表現,逆に,感性表現からデザインを推論するための手法を開発することである。本研究では,まず,平均データにより構成された因子空間に個人のデータを写像することにより,感性表現を因子空間内のファジィ対象として認識する方法を提案している。この手法は,素データの評定者変動量を保存するという特徴を持つ。つぎに,雲のような広がりを持つファジィ対象間の距離の与え方について検討し,そのような対象に適切なクラスタリング法を開発している。また,ファジィ回帰分析手法を発展させて,外的基準がファジィ数で与えられる場合の数量化理論I類手法を開発している。同定されるファジィ・カテゴリー評点の中心が平均データによる従来の数量化理論I類によるものと一致することが特徴である。最後に,ファジィ数量化理論I類モデルを利用して,感性表現からデザインを推論する手法を提案している。感性表現のファジィな距離を同定し,ソフトなグル-ピングと代表的な感性表現を選定する手法を開発した。さらに,感性表現とデザイン要素との対応モデルを構築し,デザイン要素推論方式を開発した。具体的には,まず,平均データにより構成された因子空間に個人のデータを写像することにより,感性表現を因子空間内のファジィ対象として認識する手法を開発した。従来法であるファジィデータの因子区間モデルでは,評定者変動量を保存することができないが,開発した手法では,これを実現できるのが特徴である。次に,ファジィ対象間の距離の与え方について検討し,適切なクラスタリング法として,ウォード法を部分的に利用する階層的クラスタリング法を考案した。また,ファジィクラスタリング法やカバーリング法を比較検討し,代表感性表現の選定法を開発した。らに,外的基準がファジィ数で与えられる場合の数量化理論I類手法を,ファジィ回帰分析手法を参照して開発した。また,多くの評定者の感性評価データをファジィ数として同定する方法を開発した。最後に,ファジィ数量化理論I類モデルを利用して,感性表現からデザインを推論する方法を開発した。すなわち,複数の感性表現からデザイン要素の組み合わせをファジィ推論する方法を開発した。次年度は,上記の理論的研究の成果をプログラム化し,感性データ処理システムを開発する。また,実際のアンケート調査により,顧客参加型のシステムキッチン評価実験を実施し,ソフトウェアの有用性を検証する。さらに,連想記憶方式のニューラルネットモデルによる,新規のデータや情報に対する学習法を重点的に研究する。まず,これまでの理論的研究の成果をプログラム化し,感性データ処理システムを開発し,実際のアンケート調査による顧客参加型のシステムキッチン評価実験データを用いて,開発した数学的手法(感性表現間のファジィな距離の同定法,ソフトなグルーピングと代表的な感性表現の選定法,感性表現とデザイン要素とのソフトな対応モデル構築法,およびデザイン要素推論方式)を実際問題に適用できることを実証した。また,連想記憶方式のニューラルネットモデルによる,新規のデータや情報に対する学習法を開発した。すなわち,感性表現とデザインとのファジィ対応をニューラルネットに記憶させ,ダイナミックな修正を可能にする方法とソフトウェアを開発した。それを用いて,デザイン要素が一つ変わるだけで評価が大きく変わるような感性評価の非線形性を考慮しつつ,人間の評価パターンをファジィルールとして抽出する手法を開発した。主観評価の構造は対象によって,また人によっても異なる。したがって,本年度はさらに,主観評価データを分類していくつかのパターンを抽出することにより,印象構造の分析とデザイン支援情報を提供することを試みた。すなわち,データの分類とファジィ積分による総合評価モデルの構築について基礎的な研究を行った。

感性評価の構造を説明することを目標とするとき,ファジィネスの取り入れ方については,統一的手法はなく,分析者の力に頼っている。そこで来年度は,データのあいまい性,状況依存性を統一的に取り扱えるような多変量ファジィデータ解析手法の開発を行う。主題は,評価値における個人差を,モデルのパラメータ空間における個人差として保存する方法の開発である。これまでに,感性・感情の伝達の複雑性と揺らぎを分析する数学的手法を開発してきた。具体的には,商品や環境評価におけるあいまい性,状況依存性,さらには評価モードのもつ多義性,時間的変化を包み込むような数学的分析手法などである。実際的場面における感性・感情の理解はコミュニケーションにおける身振り手振りや,表情などの付加情報により変動するから,本年度は,先の数学モデルの上に対話的モジュールをかぶせることで,感性・感情の理解を深めるための支援システムを設計した。具体的には,特定の対象に対する評価ワードをいくつか選定し,それらを用いて対象の評価実験を行い,種々の統計解析により,感性の揺らぎと複雑性についての検討を行った。また,感性評価データを開発した数学的手法で分析し,感性ワード間,対象間のファジィな距離を同定する。また,感性ワードと対象との間の対応関係を同定した。モデル化しきれない情報を扱うための対話システムを設計し,数学モデルと相互補完的に用いる感性・感情理解システムを開発した。
脊索動物ホヤにおける筋肉アクチン遺伝子の発現調節機構

1.ホヤ筋肉アクチン遺伝子の上流領域の塩基配列の比較:3種のホヤの11個の筋肉アクチン遺伝子の上流領域の塩基配列の比較をおこなった。その結果、系統的に離れた種の幼生筋特異的アクチン遺伝子の間で保存された10bp前後の長さの配列が、各遺伝子の転写開始点から上流230bp以内の領域に見いだされた。2.ホヤ筋肉アクチン遺伝子の上流領域の機能解析:(1)2種類のホヤMolgula oculataとMolgula occultaの幼生筋アクチン遺伝子について、上流領域に大腸菌のβガラクトシダーゼ遺伝子lacZをつないだ融合遺伝子をユウレイボヤ卵に顕微注入し、上流領域の筋肉特異的転写調節における機能を解析した。これらの遺伝子の転写開始点の上流250bpまでの上流領域が筋肉特異的な遺伝子発現に十分であることが示された。(2)Molgula oculataの幼生筋アクチン遺伝子の転写調節領域の機能を、塩基配列を人工的に改変することにより調べた。(a)筋肉特異的遺伝子発現には、上記1で見いだされた配列を含む、-35bpから-250bpの間の領域が必要であること、(b)この領域は転写開始点に対して逆向きにしても筋肉特異的な活性を保持していること、が示された。3)ホヤと脊椎動物の間で保存された転写調節機構の解析:(1)ホヤの筋肉アクチン遺伝子の転写調節領域をlacZ遺伝子に連結した融合遺伝子をメダカ胚に導入し、レポーター遺伝子の発現の解析を進めている。(2)ナメクジウオとメダカの筋肉アクチンcDNAを単離し、遺伝子発現様式をin situハイブリダイゼーションにより調べた。これらのアクチン遺伝子の転写調節機構を調べるために、これらの遺伝子を含むゲノムDNAクローンの単離をおこなっている。現在までに、アクチン遺伝子を含むクローンがいくつか得られている。
表面分析法を駆使したステンレス鋼の高温酸化に関する触媒化学的研究

本年度の研究内容は次のとおりである。まずスパッタ蒸着およびイオンビーム蒸着により、それぞれ金および白金を1ないし10nm相当コーティングしたSUS430ステンレス鋼を作成した。これらコーティングしたSUS430ステンレス鋼および対照実験としてコーティングを施さないSUS430ステンレス鋼(比較材、以下略)について1273K、O_2-H_2O-N_2雰囲気での高温酸化を行い、酸化にともなう試料の質量変化を追跡し、速度を求めた。また、各酸化時間で生成した酸化物皮膜の形態、組成、および結晶構造を電子顕微鏡、光電子分光分析、およびX線回折により測定した。まず比較材について述べる。O_2-N_2雰囲気で酸化した場合には、酸化時間120min程度までは酸化物皮膜は放物線則に従って成長し、この段階での皮膜の厚さは約3mumであった。これ以降では急激に酸化速度が増大して、いわゆるbreakawayを起こした。breakaway前では皮膜はほぼCr_2O_3であるのに対してbreakaway後ではFe_2O_3および(Fe,Cr)_3O_4であった。雰囲気にH_2Oを導入すると、挙動および生成物は上述の場合と違いは無いものの、breakaway発生までの時間は著しく短くなることが明らかになった。以上の結果と、金および白金をコーティングした場合の比較を次に述べる。金をコーティングした場合、金の付着量に関わらずbreakaway発生までの時間、生成物の形態、組成は比較材の場合とほぼ同じ結果となり、また水蒸気の効果についても差は見られなかった。金は表面での酸化物生成反応に対して全く関与していないと結論できる。白金をコーティングした場合、生成物の形態、組成、および構造は比較材とあまり差がないものの、breakaway前の酸化速度は白金付着量の増加とともに増加した。またbreakaway発生までの時間は、O_2-N_2雰囲気の場合には比較材とほぼ同じであったのに対して、雰囲気に水蒸気を導入した場合には著しく短くなった。これより、水蒸気を含む雰囲気におけるステンレス鋼の高温酸化に関して、水蒸気は酸化剤として直接反応に寄与しており、表面の組成が水蒸気の解離反応を触媒して、酸化を促進させる場合があることが明らかになった。
遺伝性心筋症の病因と病態形成機構の解明を基盤とした心不全治療・予防戦略の開発

(1)次世代シーケンサー(NGS)を用いた心筋症関連遺伝子67種の変異解析により、予後の悪い若年発症肥大型心筋症(HCM)では非家族性でも、高率に変異が同定され、de novo例や重複変異を多く認めた。またHCMでは新規となるDesmin遺伝子のホモ接合体変異を見出した。(2) HCM多発家系へのエクソーム解析で、新規の心筋症原因候補遺伝子Xの変異を同定し、さらに他のHCMに複数の別のX変異を見出した。Xは心肥大抑制因子であると仮説をたて解析中である。(3)新規心筋症候補遺伝子Aの複数の欠損変異をDCM患者に、HCMにはAの複数のミスセンス変異を見出した。変異意義について解析中である。研究計画に挙げた以下の進行状況について、1.既知原因遺伝子群の網羅的変異解析:次世代シーケンサーを用いた67種の既知の心筋症関連遺伝子の網羅的変異解析の系を新たに立ち上げ、肥大型心筋症患者を中心に多数の新規変異を同定した。ことに若年発症患者では新生変異が多いことを解明した。さらに変異データを集積し、今後、臨床像との関連を明らかにする。2.原因不明症例の候補遺伝子解析:既知の原因遺伝子群に変異が見出されない患者集団を対象として、新規候補遺伝子Aの変異検索を行い、複数の拡張型心筋症(DCM)患者に欠損変異、肥大型心筋症(HCM)患者にミスセンス変異を見出したが、これらは健常者集団には認められない変異であった。今後、分子細胞生物学的手法を用いて、これらのに変異による機能変化を明らかにし、病態との関連を究明してゆく。3.HCM多発大家系を対象とした網羅的変異解析:多発家系内の罹患者および非罹患者を対象にした全エクソーム解析によって、家系内の罹患者に共通に見出され、健常者集団には認められない新規の心筋症原因候補遺伝子Xの変異を同定した。さらに他の心筋症患者を対象にして遺伝子Xの変異を検索したところ、HCM患者集団に、健常者には認められない変異を複数同定した。これらの変異を有する患者には既知の心筋症関連遺伝子のいずれにも変異を認めなかった。今後は遺伝子Xの機能、特に心肥大への関与、また変異に伴う機能変化を細胞生物学的に検討する。研究計画に挙げた以下の進行状況について、1.既知原因遺伝子群の網羅的変異解析:昨年立ち上げた、次世代シーケンサーを用いた67種の既知の心筋症原因遺伝子に関する変異解析の系を用いて、全国多施設より解析依頼された肥大型(HCM)、拡張型心筋症(DCM)患者DNAに多くの病的変異を同定し、結果を報告している。本年度は、これまでアジア、日本での報告がほとんどない小児、若年発症HCMに関してデータを集積した。成人の孤発性HCMでは10数%程度しか同定されないサルコメア遺伝子変異の同定率が小児、若年発症例では70%以上と高率であり、サルコメア変異を有する例では家族性に比べ、孤発性では発症年齢が低く、より予後が悪い可能性が明らかとなった。今後も変異データを集積し、臨床像との関連をさらに明らかにしてゆく。2.原因不明症例の候補遺伝子解析:既知の原因遺伝子群に変異が見出されない患者集団に対し、新規候補遺伝子Aの複数の欠損変異をDCM患者に見出し、HCMにはAの複数のミスセンス変異を見出した。これらは、健常者集団には認められず、in-silico解析で機能変化が予測される変異であった。変異を有する培養心筋細胞を作製し、変異に伴う機能変化を明らかにし、Aの心筋での役割、および心筋症病態との関連を究明してゆく。3.HCM多発大家系を対象とした網羅的変異解析:全エクソーム解析を施行し、家系内の罹患者すべてに共通に見出され、健常者集団に見出されない新規の心筋症原因候補遺伝子Xの変異を同定した。さらに遺伝子Xの変異解析をHCM、DCM集団に施行したところ、HCMに複数の別の変異を見出した。Xは液性因子であるが、今まで報告のない肥大抑制因子であると仮説をたて、培養心筋細胞を用いて複数の薬剤刺激により肥大させ、Xを投与したところいずれも肥大が抑制された。今後はさらにXの心筋での役割を精査してゆく。次世代シークエンサーを用いた既知原因遺伝子群の網羅的解析の系を新規に立ち上げ、多くの原因変異を見出し臨床へ報告、還元を行っている。候補遺伝子解析によりHCM, DCM双方に新規の原因候補遺伝子Aに変異を見出し、さらに、全エクソームシーケンスによる網羅的解析により、新規の心筋症原因遺伝子Xの変異を抽出、他のHCM患者にも複数の別の変異を見出した。さらにXは培養心筋細胞での複数の薬剤による肥大を抑制した。今後はXによる新規の治療法開発をめざす。これら成果の一部をまとめて、学会報告を行っており、複数の論文を投稿予定としている。

Xは心肥大抑制因子であると仮説をたて解析中である。(3)新規心筋症候補遺伝子Aの複数の欠損変異をDCM患者に、HCMにはAの複数のミスセンス変異を見出した。変異意義について解析中である。次世代シークエンサーを用いた既知原因遺伝子群の網羅的解析の系を新規に立ち上げ、多くの原因変異を見出しており、変異解析状況について、学会報告及び市民公開講座での発表を行った。候補遺伝子解析によりHCM, DCM双方に新規の原因候補遺伝子Aに変異を見出し、さらに、全エクソームシーケンスによる網羅的解析により、新規の心筋症原因遺伝子Xの変異を抽出、平成27年度以降に計画していたXに関する他の心筋症例についての変異解析を実施し、複数の別の変異を見出した。多施設から依頼された心筋症患者DNAに対する既知原因遺伝子群の網羅的変異解析を引き続き行い、それぞれの施設へ結果を返却、臨床還元を行い、遺伝系ー表現系の日本人独自のデータを蓄積してゆく。また、異なるアプローチにより新規に得られた心筋症原因候補遺伝子A, Xについて、正常、変異を導入した心筋細胞を用いたそれぞれの肥大反応の相違など、細胞レベルでの詳細な機能解析を分子生物学的、細胞生物学的に行い、特にXに関して新たな心筋症治療法の可能性について、肥大抑制メカニズムの解明を網羅的に進める予定である。人類遺伝学循環器内科学内科学細胞生物学心筋症患者DNAに対する既知原因遺伝子群の網羅的変異解析を引き続き行い、遺伝子変異ー表現型対応データを蓄積する。また、新規に得られた心筋症原因候補遺伝子A, Xについて、正常、変異を導入した細胞を用いた肥大反応の検討など、細胞レベルでの機能解析を行う。
チロシンリン酸化による神経伝達物質放出の抑制的制御機構の解明

蛋白質チロシンリン酸化による神経伝達物質放出の抑制的制御の分子メカニズムを明らかにする目的で、シナプス前部において抑制的制御に関与するチロシンリン酸化シグナルを検索している。その過程で、昨年度は、蛋白質チロシンキナーゼであるSrcファミリーの基質となる受容体型膜蛋白質、SHFS-1が、その細胞外リガンドであるCD47に比べて神経細胞の軸索に強く発現していることを見出した。これらの発見はSHPS-1が軸索側に、CD47が樹状突起側に局在し、極性を持った細胞間シグナルシステムを構築している可能性を示唆している。本年度は、SHPS-1の細胞内領域の機能について解析を進め、SHPS-1の細胞内領域が様々な形でSHPS-1の機能制御に関わることを明らかにした。またSHPS-1のリガンドであるCD47についても解析を進め、神経芽細胞腫由来細胞株においてCD47の過剰発現により神経様突起の伸長が促進され、さらにSHPS-1との相互作用によりフィロポディア形成が誘導されることを見出した。SHPS-1とCD47は相互作用によって細胞間シグナル系を構成し、免疫系のマクロファージにおける貪食作用や細胞融合に重要な機能を果たすことが知られており、SHPS-1とCD47の相互作用は細胞膜の運動や融合と深く関わっていることが考えられる。神経系におけるSHPS-1とCD47の相互作用の生理機能は明らかではないが、本研究の結果より、神経系においてSHPS-1とCD47の相互作用が、シナプスの形態変化や運動を制御することで、シナプス機能の調節を担っている可能性が想定される。今後、これら分子による細胞間相互作用シグナルおよび細胞内チロシンリン酸化シグナルとシナプス機能制御との関連について解析を進める予定である。蛋白質チロシンキナーゼであるSrcファミリーによる神経伝達物質放出の抑制的制御の分子メカニズムを明らかにする目的で、シナプス前部において抑制的制御に関与するチロシンリン酸化シグナルを検索した。その結果、受容体型膜蛋白質であり、Srcファミリーの基質となるSHPS-1が、神経細胞の軸索に強く発現していることを見出した。さらにSHPS-1の細胞外リガンドである膜蛋白質CD47が、神経細胞ではSHPS-1と対照的に、軸索よりも樹状突起に強く発現していることも見出した。また遺伝子導入により神経細胞に外来性に発現させたSHPS-1とCD47も、それぞれ軸索と樹状突起へ対照的な局在を示すことを明らかにし、これら分子の局在が遺伝子翻訳以降に制御される可能性を示した。SHPS-1とCD47は相互作用によって細胞間シグナル系を構成し、免疫系のマクロファージにおける貧食作用や細胞融合に重要な機能を果たすことが知られており、SHPS-1とCD47の相互作用は細胞膜の運動や融合と深く関わっていることが考えられる。一方、SHPS-1とCD47は神経細胞で強く発現しているが、神経系における生理機能は明らかではない。本研究の結果より、神経系において軸索と樹状突起に極性を持って発現するSHPS-1とCD47の相互作用が、シナプス前部からの神経伝達物質放出制御やシナプス後部の伝達物質受容体の輸送制御を担っている可能性が想定される。
窒素極性GaN系MIS-HEMTのパワーデバイス応用に向けた研究

窒素極性GaN結晶を用いた高電子移動度トランジスタ(HEMT)は、ノーマリーオフ動作の実現やナチュラルスーパージャンクション(NSJ)による耐圧向上等の点で、従来から研究開発が行われているGa極性結晶を用いたGaN HEMTに対して優位性があると考える。本研究では、窒素極性HEMTの次世代パワーデバイスへの応用に視点を向け、既存のGa極性HEMTに対する優位性を明らかにする。
音響伝播特性を用いた斜面地盤の水分量変化と崩壊予兆の検出

平成28,29年度は、次の研究を行った。1.不飽和土の弾性波の伝播特性についての要素実験と結果の整理:斜面を構成する不飽和土の三軸供試体で、含水比の変化とせん断変形に伴う弾性波速度の変化を測定した。2.斜面内部および表層の弾性波の伝播特性の模型実験:小型の水平な地盤模型を用いて、地中に埋めた電磁石による打撃装置から弾性波を発して、地表の振動センサーで捉えて、同時を測定した。また、弾性波探査(屈折法)の要領で、地表面の1測線上に振動センサーを配置し、地表の1点を電磁石を使った装置で叩くことで、弾性波の伝播の走時を測定した。地表に人工降雨を与えた場合、底部から注水して地下水位を上げた場合について、水分量に応じた弾性波速度の低下を測定した。また、模型を傾けてせん断変形を起こし、それに応じた弾性波速度の低下を測定した。最後に、最初から斜面模型に降雨を与え、水浸とせん断変形に同時に起こる、実斜面に近い条件での弾性波速度の低下を測定し、前2者の結果との整合性を確認した。3.野外での弾性波電波の測定:熊本地震で亀裂の入った阿蘇外輪山の斜面で、年間4回にわたり、表層の弾性波測定を行った。時間の経過や条件の変化に応じた弾性波の伝播速度と減衰を観察した。また、自動化による継続的な測定を念頭に、打撃エネルギーの違いによる変化も確認した。また、人為的な加振の代わりに、地盤の常時微動を信号の発生源として用いることも考慮して、現地の常時微動の測定も試みた。斜面を構成する不飽和土を伝わる弾性波の伝播特性について、速度だけでなく、減衰についても注目して、雨水の浸透と変形による変化の特徴を捉えることができた。また、熊本地震で亀裂の入った阿蘇外輪山の斜面での定期的な観測を実施し、自動化された継続的な計測による斜面監視を行う準備ができた。これまでに、修士2名、博士1名の学生が卒業し、2017年度には新たに査読付き論文3編、国際会議1編、国内会議3編の発表を行った。平成30年度は、次の研究を行う。1.斜面内部および表層の弾性波の伝播特性の模型実験:これまでに続いて、小型の水平/傾斜地盤模型を用いて、人工降雨の水浸およびせん断変形による弾性波伝播特性の変化を測定する。模型の表面および内部に、振動センサーを多数配置して、弾性波がどのような経路、速度、方向に伝播しているかを詳細に調べる。この結果から、斜面の状態把握に有効な測定方法を検討する。2.野外での弾性波加振/測定装置の開発と実斜面での試用:野外で、長期にわたり乾電池および太陽電池で動作し、自動的に地表を加振して振動の電波を測定する装置を開発する。また、常時微動の測定装置も開発する。熊本地震で亀裂の入った阿蘇の斜面など、実斜面での検証を行う。1.不飽和土の弾性波の伝搬特性についての三軸圧縮試験と結果の整理:斜面を構成する不飽和土の三軸供試体で、含水比の変化とせん断変形に伴う弾性波速度の変化を測定した。これまでに得られていたデータとも合わせて、論文発表を行った。2.斜面内部の弾性波の伝搬特性の模型実験:小型の水平な地盤模型を用いて、地中に埋めた電磁石による打撃装置から弾性波を発して、地表の振動センサーで捉えて、走時を測定した。地表に人工降雨を与えて、水分量に応じた弾性波速度の低下を測定した。最後に、最初から傾斜した斜面模型に降雨を与え、水浸とせん断変形が同時に起こる、実斜面に近い条件での弾性波速度の低下を測定し、前2者の結果との整合性を確認した。3.斜面表層の弾性波の伝搬特性の模型実験:小型の水平な地盤模型を用いて、弾性波探査(屈折法)の要領で、地表面の1測線上に振動センサーを配置し、地表の1点を電磁石を使った装置で叩くことで、弾性波の伝播の走時を測定した。地下水を徐々に加えながら、その変化を調べた。通常の弾性波探査では、地盤が表層と基層の2層に分かれると仮定し、それぞれの層の弾性波速度と、表層の厚さの3つのパラメタを推定する手法である。しかしこの研究では、水分量の増加に伴って弾性波速度が変化することから、弾性波速度が変化し、また見かけ上の表層厚さも異なって計算される。地下水位が上昇するほど、表層の弾性波速度が遅く測定される結果となった。要素実験、2種類の予備実験を計画どおり実施でき、博士課程1名、修士課程1名の学位論文も出すことができた。また、2017年度には、熊本地震で亀裂の入った阿蘇の実斜面でも継続的な測定を行うことになり、2016年度はその予備調査と準備を行っている。

また、弾性波探査(屈折法)の要領で、地表面の1測線上に振動センサーを配置し、地表の1点を電磁石を使った装置で叩くことで、弾性波の伝播の走時を測定した。地表に人工降雨を与えた場合、底部から注水して地下水位を上げた場合について、水分量に応じた弾性波速度の低下を測定した。また、模型を傾けてせん断変形を起こし、それに応じた弾性波速度の低下を測定した。最後に、最初から斜面模型に降雨を与え、水浸とせん断変形に同時に起こる、実斜面に近い条件での弾性波速度の低下を測定し、前2者の結果との整合性を確認した。3.野外での弾性波電波の測定:熊本地震で亀裂の入った阿蘇外輪山の斜面で、年間4回にわたり、表層の弾性波測定を行った。時間の経過や条件の変化に応じた弾性波の伝播速度と減衰を観察した。また、自動化による継続的な測定を念頭に、打撃エネルギーの違いによる変化も確認した。また、人為的な加振の代わりに、地盤の常時微動を信号の発生源として用いることも考慮して、現地の常時微動の測定も試みた。斜面を構成する不飽和土を伝わる弾性波の伝播特性について、速度だけでなく、減衰についても注目して、雨水の浸透と変形による変化の特徴を捉えることができた。また、熊本地震で亀裂の入った阿蘇外輪山の斜面での定期的な観測を実施し、自動化された継続的な計測による斜面監視を行う準備ができた。これまでに、修士2名、博士1名の学生が卒業し、2017年度には新たに査読付き論文3編、国際会議1編、国内会議3編の発表を行った。平成29年度は、次の研究を行う。1.不飽和土の弾性波の伝搬特性についての三軸圧縮試験:上記1の研究のつづきであるが、新しい研究期間に移ったため、新しく装置を整備し、さらに詳しい実験を行う。2.斜面表層の弾性波の伝搬特性の模型実験:上記3の研究を、より詳しく精密に進める。特に、28年度に観察された、地下水位の上昇に伴う見かけの弾性波速度の低下が、なぜ起こるのか、また斜面の状態を推定するのとどのように使えるのか、様々な条件の実験を行い、検討する。3.野外での弾性波加振/測定装置の開発と実斜面での試用:野外で、長期にわたり乾電池および太陽電池で動作し、自動的に地表を加振して振動の伝播を測定する装置を開発する。熊本地震で亀裂の入った阿蘇の斜面など、実斜面での検証を行う。平成30年度は、次の研究を行う。1.斜面内部および表層の弾性波の伝播特性の模型実験:これまでに続いて、小型の水平/傾斜地盤模型を用いて、人工降雨の水浸およびせん断変形による弾性波伝播特性の変化を測定する。模型の表面および内部に、振動センサーを多数配置して、弾性波がどのような経路、速度、方向に伝播しているかを詳細に調べる。この結果から、斜面の状態把握に有効な測定方法を検討する。2.野外での弾性波加振/測定装置の開発と実斜面での試用:野外で、長期にわたり乾電池および太陽電池で動作し、自動的に地表を加振して振動の電波を測定する装置を開発する。また、常時微動の測定装置も開発する。
ヒト脊髄運動ニューロンに対するHebb則に基づく連合性ペア刺激の効果

本研究は脊髄運動ニューロンに対して,経頭蓋磁気刺激と末梢神経電気刺激の2つの刺激をHebb則に基づき一定の時間差,刺激強度で組み合わせた連合性ペア刺激(Pairedassociative stimulation)を行うことで,皮質脊髄路と脊髄運動ニューロン間のシナプス伝達効率を可塑的に変化させうることが明らかとなった.また,一側の運動野に対してPASを行うことで非刺激側である対側運動野の興奮性を変化させうることが明らかとなった.本研究は脊髄運動ニューロンに対して,経頭蓋磁気刺激と末梢神経電気刺激の2つの刺激をHebb則に基づき一定の時間差,刺激強度で組み合わせた連合性ペア刺激(Pairedassociative stimulation)を行うことで,皮質脊髄路と脊髄運動ニューロン間のシナプス伝達効率を可塑的に変化させうることが明らかとなった.また,一側の運動野に対してPASを行うことで非刺激側である対側運動野の興奮性を変化させうることが明らかとなった.「シナプス前細胞からの興奮性入力とシナプス後細胞が興奮する時間的前後関係に応じて、そのシナプスの伝達効率が増強もしくは減弱する」というHebb則に基づき、経頭蓋磁気刺激と末梢神経電気刺激の2つの刺激を一定の時間差で運動野に到達するように組み合わせた連合性ペア刺激(Paired associative stimulation: PAS)によって、ヒト運動野の可塑的変化を引き起こしうることが報告されて以来,リハビリテーションの新たな手法として注目されている。しかしながら,現在までこのような連合性ペア刺激が脊髄運動ニューロンのシナプス伝達効率に可塑的変化を生じさせるのか否かについては明らかでない.そこで,本研究では脊髄運動ニューロンに対して連合性ペア刺激を行うことで可塑的変化が生じるかを検討することを目的としている.本年度は健常者を対象に連合性ペア刺激の条件(刺激方法,刺激強度,時間間隔)についての予備的検討を行い,至適条件を検討した.また,ヒラメ筋を被検筋とし,経頭蓋磁気刺激と後脛骨神経への電気刺激による連合性ペア刺激を行った結果,経頭蓋磁気刺激によって誘発される運動誘発電位は増大し,後脛骨神経刺激によって誘発されるH反射は刺激前後で変化が認められなかった.以上の結果から,連合性ペア刺激によって脊髄運動ニューロンに投射する皮質脊髄路のシナプス伝達効率を可塑的に変化しうることが示唆された.このような結果を踏まえ最終年度となる来年度は,連合性ペア刺激の有効性を確立するため,連合性ペア刺激の効果について更に系統的に研究を進めていく.「シナプス前細胞からの興奮性入力とシナプス後細胞が興奮する時間的前後関係に応じて、そのシナプスの伝達効率が増強もしくは減弱する」というHebb則に基づき、経頭蓋磁気刺激と末梢神経電気刺激の2つの刺激を一定の時間差で運動野に到達するように組み合わせた連合性ペア刺激(Paired associative stimulation : PAS)によって、ヒト運動野の可塑的変化を引き起こしうることが報告されて以来、リハビリテーションの新たな手法として注目されている。しかしながら、PASによって刺激をしていない対側運動野にどのような影響があるかは明らかではない。ヒトの両側運動野は脳梁を介して連絡しており、相互に影響しあうことから、一方の運動野に生じた変化は対側運動野に影響することが考えられる。そこで、本年度は健常者を対象にPASによって刺激をしていない対側運動野にどのような影響があるかについて検討した。一側の運動野の興奮性が増大する刺激間隔でPASを行った結果、刺激側の運動野の興奮性が増大し、逆に非刺激側の運動野の興奮性は減弱した。脳卒中の運動麻痺治療では、障害側運動野に対して運動野の興奮性を増大させるような刺激を行い、運動機能回復を促すとともに、非障害側運動野に対して運動野の興奮性を低下させるような刺激を行い、非障害側運動野から障害側運動野への脳梁を介した抑制の減少を引き起こすことで麻痺肢の運動機能回復の改善が図られている。本研究の結果から、一側の運動野に対するPASを行うことで、両側運動野の興奮性のバランスを調整でき、脳卒中の運動麻痺治療に応用できることが示唆された。
セファロによるものでは世界最大1000人の顎顔面形態に関する網羅的ゲノム解析

本申請課題は既に関連倫理委員会の承認を得ている。すでに約800人の網羅的ゲノム解析、すなわち検体収集、DNA抽出、約50万SNPs(一塩基多型)のタイピングを完了している。また、別にセファロ(側面・正面)を有する約200人の検体収集、DNA抽出も完了している。合計1000人には歯・顎顔面用コーンビームCT画像を有する200人が含まれている。平成30年度はセファロ(側面・正面)と歯・顎顔面用コーンビームCT画像による顎顔面形態の形態解析と追加200人のタイピングを実施した。本申請課題は既に関連倫理委員会の承認を得ている(昭和大学ヒトゲノム・遺伝子解析倫理委員会承認番号108号平成20年12月16日付)。対象者は昭和大学歯科病院矯正歯科に来院されている成人患者について協力を依頼、文書による同意を得たものである。平成28年9月までに一次スクリーニングとしての約800人の検体収集、DNA抽出、約50万SNPsのタイピング(イルミナOmniExpress)を完了している。また、追加約200人の検体収集、DNA抽出も完了している。セファロ(側面・正面)を解析した。セファロ(側面・正面)(通法)、の画像処理にはフリー画像解析ソフトimageJ(現有)を使用している。本申請課題目的のみによってレントゲン写真が撮影されることはない。すでに800人について網羅的ゲノム解析約50万SNPsのタイピングが完了している。全ゲノム増幅(1000倍以上)→断片化(300600bp程度)処理→ビーズチップとのハイブリダイゼーション→ポリメラーゼによる伸張反応→蛍光標識→スキャナーによる生データ読みとりの工程を経て遺伝子型を決定した。高いエラー率、非ランダムなデータ欠失、低いコールレート(ホモ接合性、ヘテロ接合性を判定することが可能な割合)により偽陽性が大幅に増加することが危惧されたが、既に高品質なタイピングデータの獲得に成功している。申請書に記載した研究計画に準拠した進捗を経ている。タイピングデータについてタイピングのチェック、Hardy-Weinberg平衡の検定を実施する。集団の構造化の検定→ハプロタイプ推定(Genotype imputation;コンテンツが異なるマーカーセット間でのジェノタイピングデータの推測)→関連解析(独立性検定)を経て疾患・形質に関連する遺伝子座位を特定する。研究計画通り進んでいる。その使用が当初、見積もられていたものより小さく済んだ。今後のターゲットリシークエンスの際にその分を充当する必要があるものと予想している。
WiMAX/OFDMシステムにおけるビット誤り率の理論的・実験的特性評価

mobile-WiMAXは,移動体通信環境を想定とした無線ネットワークである.そこで採用されているOFDM方式は,ディジタル変調信号を時間と周波数の二次元配列的に伝送し,高い周波数利用効率と周波数選択性フェージングに対する耐性から,近年注目を浴びている.今後,mobile-WiMAX/OFDMを利用したサービスの到来は必至であり,それらを用いた新たなシステムの提案が期待される.本研究の目的は,理論解析,フィールド実験,計算機シミュレーションによる総合評価に基づき,mobile-WiMAX/OFDMに関する新たな知見を得ることである.主な実施結果は,以下のとおりである.1.OFDMシステムにおけるデータの送受信処理(変復調処理と伝送路処理)を再現する計算機シミュレーションプログラムを作成し,伝送特性を決定する主要なパラメータを変化させ,評価した.2.準静的レイリーフェージング環境下におけるSP-OFDM方式の理論的ビット誤り率特性(BER)を求めた.理論特性とシミュレーション結果が,上記パラメータやSP配置間隔に関わらずおおむね一致し,手法の妥当性を確認した.3.Error Vector Magnitude (EVM)とBERに焦点を当て,屋外2地域(見通し内,見通し外)において,WiMAX基地局の性能評価した結果,WiMAX基地局から3波が受信可能なEVM許容値が1015%であることがわかった.EVMが5,15,24の場合において,実験測定値とシミュレーション結果を比較することにより,その実験結果の妥当性を裏付けた.4.屋外2地域において,BERを測定し,EVM測定結果との相関を実験的に確認した.結果,BERフロア領域において,EVM測定により,瞬時伝送特性が把握できた.今後の課題は,周波数選択性フェージング環境下におけるSP-OFDM方式の理論BER特性の導出(上記2.の発展),EVMとBERの理論的相関解析(上記3.の発展)などが挙げられる.mobile-WiMAXは,移動体通信環境を想定とした無線ネットワークである.そこで採用されているOFDM方式は,ディジタル変調信号を時間と周波数の二次元配列的に伝送し,高い周波数利用効率と周波数選択性フェージングに対する耐性から,近年注目を浴びている.今後,mobile-WiMAX/OFDMを利用したサービスの到来は必至であり,それらを用いた新たなシステムの提案が期待される.本研究の目的は,理論解析,フィールド実験,計算機シミュレーションによる総合評価に基づき,mobile-WiMAX/OFDMに関する新たな知見を得ることである.主な実施結果は,以下のとおりである.1.OFDMシステムにおけるデータの送受信処理(変復調処理と伝送路処理)を再現する計算機シミュレーションプログラムを作成し,伝送特性を決定する主要なパラメータを変化させ,評価した.2.準静的レイリーフェージング環境下におけるSP-OFDM方式の理論的ビット誤り率特性(BER)を求めた.理論特性とシミュレーション結果が,上記パラメータやSP配置間隔に関わらずおおむね一致し,手法の妥当性を確認した.3.Error Vector Magnitude (EVM)とBERに焦点を当て,屋外2地域(見通し内,見通し外)において,WiMAX基地局の性能評価した結果,WiMAX基地局から3波が受信可能なEVM許容値が1015%であることがわかった.EVMが5,15,24の場合において,実験測定値とシミュレーション結果を比較することにより,その実験結果の妥当性を裏付けた.4.屋外2地域において,BERを測定し,EVM測定結果との相関を実験的に確認した.結果,BERフロア領域において,EVM測定により,瞬時伝送特性が把握できた.今後の課題は,周波数選択性フェージング環境下におけるSP-OFDM方式の理論BER特性の導出(上記2.の発展),EVMとBERの理論的相関解析(上記3.の発展)などが挙げられる.