hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
希土類錯体の分子・電子構造と反応特性

反応下での電荷移動に関する情報を得る目的で、燐酸ジフェニルと各元素(Ce(IV),La(III),Lu(III),Eu(III)等)により形成される錯体のXPS測定を行った。試料は、燐酸ジフェニルと各金属の混合溶液を沈殿させ乾燥させたものを用いた。燐酸ジフェニル単体、及びCeと燐酸ジフェニルの比を1:1、10:1としたときの、Pの2p軌道の化学シフトは、混合比が1:1では、Pの結合エネルギーは同様の値を示し、Pと各イオンの間の電荷移動が同程度であった。しかし、イオンの混合比を増すことにより、Ce(IV)の場合のみ、結合エネルギーは高エネルギー側にシフトし、混合比の増加に伴い、Pから電子が奪われるという結果が得られた。Ce(IV)と燐酸ジフェニルとの混合比を10:1まで変化させた場合のPの2p軌道のスペクトルの変化では、P2p軌道の細部を見ると、いずれも2つの成分から成り立っていた。これら成分の比が上記混合比とともに変化した。低エネルギー側のピークがCe-O-Pの結合、高エネルギー側のピークがCeが何らかの錯体を形成して、P原子を攻撃している効果を表しているものと考えられる。混合比の増加とともに、低エネルギー側のピークの半値幅が減少することから、Ceの場合は錯体の形成とともに、Ce-O-Pの構造が安定化し、Pへの攻撃が行われている様子が見て取れる。他の元素では、これら変化が見られず、DNAの切断が可能なのはCe(IV)だけであることを考慮すると、今回明らかになった元素間での電荷移動の差が、核酸の切断反応を支配している可能性が高い。電荷移動には、2:1以上の混合比であることが必要で、これは、実際の切断反応において、活性な特性が同様に、混合比が2:1以上で生じることと対応している。また、最近の、理論計算でも、1:1の比では、切断が生じないという結果が報告されており、少なくとも2原子以上の錯体が切断反応に対して効力を有する可能性が高い。今後、これら反応活性な錯体の構造を定める方向に研究を進めていく予定である。
コラーゲン結合性セルピンCaspinの機能と骨軟骨関節疾患における動態の解析

本研究ではcaspinの生理的機能解析を進めるべく、ヒトおよびマウスrecombinant caspin(rhCaspin)の作成を試み、収率は極めて低いものの、未変性下で活性を保持した蛋白質としての精製方法を確立し、rhCaspinと特異的配列のペプチドを抗原とした抗ヒトcaspinポリクローン抗体の作製に成功した。さらに、マウス結腸癌細胞株colon26とヒト非小細胞性肺癌細胞株Na-H460の高転移性亜株を用いたcaspin遺伝子導入細胞株を作成して、caspinのin vivoにおける腫瘍増殖抑制効果と血行性肺転移抑制効果を明らかにし、免疫組織学的検索によってcaspin遺伝子導入細胞株における腫瘍血管の著明な減少を見出した。我々はcaspinの血管新生に対する抑制作用の分子機序を明らかにすべく、ラット大動脈を用いたex vivo血管新生モデルと培養血管内皮細胞HMEC-1(SV-40 transfected Human Microvascular Endothelial Cell)を用いたin vitro管腔形成アッセイ法による検討を行い、caspinが濃度依存性に血管新生を抑制することを確認にした。また、各種培養細胞株を用いた詳細な解析によって、caspinが血管内皮細胞に特異的な細胞死を引き起こすことを見出し、DNA断片化、GFP標識annexin V染色によるapoptosis初期の細胞膜飜転とcaspase3酵素活性の上昇の確認によって、血管内皮細胞に特異的なapoptosisであることを明らかにした。以上の結果からcaspin/PEDF/EPC-1によるin vivo抗腫瘍効果と血管新生抑制効果の分子機序は血管内皮細胞特異的なapoptosis誘導に起因していることが明らかとなった。また、マウス未分化培養細胞株ATDC5細胞株を用いて、caspinの骨軟骨組織形成機序における生理的意義や骨軟骨関節疾患における動態の詳細な解析を進めつつあるが、今後はcaspinの血管内皮細胞特異的なapoptosis誘導の分子機序の検討、さらに血管新生抑制による治療への臨床応用を目指した研究も試みる予定である。caspin cDNAを発現ベクターpQE30に組み込み、His-tagを持つrecombinant caspinをE.coliで発現させ、精製した。一部は可溶性であったが、かなりの画分が変性のため不溶性となった。より確かな生理活性を持つrecombinantsを得るため、哺乳動物細胞での発現系を確立した。pcDNA3.0にIL2 receptorのシグナル配列、Flag-tag、mouse laminin γ鎖を組み込んだpBFXベクターを用いて、COS-7細胞でFlag-tagを持つrecombinantsとして発現を確認した。さらに、caspinの機能ドメインを解析するために、C末端側から順にexonに一致した部位で欠失した6種のdeletion mutantsを組み込み、COS-7細胞での発現を確認した。現在、これらのmutantsをmouse大腸癌細胞NM11にトランスフェクションして安定産生株の樹立を行っている。今後、各deletion mutantsを抗Flag抗体カラムで精製して、caspinがコラーゲンに結合するドメインを解析する予定である。さらに、最近になってcaspin(PEDF)が血管新生阻害作用を持つことが報告されたので、これらのdeletion mutantsを用いて、血管新生阻害の機能ドメイン解析を行うべく、rat aorta ring assay、in vitro tube formation assayなどの準備を進めている。マウスATCD5細胞の軟骨分化に伴うcaspinの発現の変化をウエスタンブロティングで解析したが、細胞数の変動因子が大きく正確な解析ができなかったため、現在、RT-PCR法を用いて解析を進めている。

ヒトcaspinのアミノ酸配列のうちシグナルペプチドを除いたN末端の20-37残基、214-236残基、327-343残基のペプチドを家兎に免疫して、特異性の高い3種の抗ヒトcaspin抗体を作製し、ペプチド固相化カラムを用いて、アフィニティ精製した。現在、これらの抗体を用いて、ヒトcaspin測定のためのELISA法を確立しつつある。前年度にCOS-7細胞で発現を確認した6種のヒトcaspin deletion mutantsをNM11細胞にトランスフェクションして安定産生株の樹立を試みたが、残念ながら高発現株を得ることができず、コラーゲン結合ドメインや血管新生抑制ドメインの解析は今後の課題となった。また、E.coliで発現させた不溶性のrecombinant caspinを精製して、家兎に免疫して抗ヒトcaspin抗体を作製した。この抗体と以前に作成した3種の抗caspinペプチド抗体と合わせ、サンドイッチELISA法を確立したが、比較的低感度であったため、ヒト試料中のcaspinを定量できるまでには至っていない。E.coli発現のcaspinを未変性下で精製すれば、収率は極めて低いが活性を保持した蛋白として精製できることが判明した。これを用いてrat aorta ring assay、in vitro tube formation assayを行い、その血管新生抑制作用を確認した。さらに培養内皮細胞にcaspinを作用させると、内皮細胞特異的に細胞死を誘導することをつきとめた。DNAの断片化、細胞膜へのAnnexin V結合性の変化、カスパーゼ3の活性の上昇などから、内皮細胞に特異的なアポトーシスがcaspinによる血管新生抑制作用のメカニズムであることが示唆された。insulinを添加して軟骨分化を誘導したATCD5細胞におけるcaspinの発現をウエスタンブロティング、real time RT-PCRで解析した結果、分化誘導7日目まではその発現が増強した。II型collagenやaggrecanの発現は分化とともに増強していくのと対照的に、caspinの発現はそれ以後は次第に減弱した。この時期はIX型collagenの発現が増加する肥大軟骨細胞への分化に相当する時期に一致しており、基質に血管を欠くことと関係していることが推測された。以上の結果についての論文を執筆中であり、近々投稿予定である。
反応粒子質量分析法による天体核反応精密測定

E_<cm>が300keVでの^4He+^<12>C→^<16>O+γ反応の断面積は超新星爆発や天体での元素合成に決定的な役割をするが,過去30年にわたる世界中での実験的試みにも拘わらず実験的困難さから未だにE_<cm>が1.2MeV以下では正確な測定値が得られていない.本研究では,E_<cm>が3MeVから700KeVまでの領域においてこの反応断面積を精密に直接測定する手法と装置を開発した.逆運動学を利用して生成^<16>Oを検出する方法を採用した。これまでの生成γ線検出に比べ検出効率が100倍以上高い.前方角度に生成される^<16>Oと^<12>Cビームとを分離するために1個の粒子偏向電極,2個の双極電磁石,4個の4極電磁石,及び4個の多重電磁石からなる反跳粒子質量分析器を開発した.新方式の吹き込み型窓無し気体標的を開発した.気体閉じ込め効率が良く,ガス圧分布は理想的である.十分な厚さのターゲットがガス冷却方式との組み合わせで得られる.九州大学タンデム加速器を用いて世界初の加速減速方式による強集束ビーム加速に成功した。これは大型タンデムを簡単な改造で小型タンデム並みにも運転できると言う画期的な成功である.また新方式の大口径ガスストリッパーも開発した.これで天体核反応実験に必要な低エネルギービームがこれまでの100倍以上に増加する.さらにビームパルス化の初期テストにも成功した.以上の開発をもとに天体核反応^4He+^<12>C→^<16>O+γの断面積測定のための予備実験を開始した.E_<cm>が300keVでの^4He+^<12>C→^<16>O+γ反応の断面積は超新星爆発や天体での元素合成に決定的な役割をするが,過去30年にわたる世界中での実験的試みにも拘わらず実験的困難さから未だにE_<cm>が1.2MeV以下では正確な測定値が得られていない.本研究では,E_<cm>が3MeVから700KeVまでの領域においてこの反応断面積を精密に直接測定する手法と装置を開発した.逆運動学を利用して生成^<16>Oを検出する方法を採用した。これは大型タンデムを簡単な改造で小型タンデム並みにも運転できると言う画期的な成功である.また新方式の大口径ガスストリッパーも開発した.これで天体核反応実験に必要な低エネルギービームがこれまでの100倍以上に増加する.さらにビームパルス化の初期テストにも成功した.以上の開発をもとに天体核反応^4He+^<12>C→^<16>O+γの断面積測定のための予備実験を開始した.星の流転を決める上で非常に重要なヘリウム-炭素核融合反応は、20年以上も世界中で注目されながら実験の難しさ故に未だに測定されていない.これを天体で重要な低エネルギー領域まで精密に測定するのが4年間にわたる本研究の目標である。初年度の今年度はこのための技術・装置を開発をした.1.反応粒子質量分析系の重要素子である粒子偏向電極を,収束計算・電場計算を詳細に行い,高真空・耐放電性をも考慮して設計し製作をした.2.九大で開発した吹込み型窓なし気体標的の最適化テストから,より厚い標的を作るには気体冷却による拡散の抑制と密度増加が最善であると判明した.改良型を設計している.3.既設のスパッターイオン源から炭素ビームを引出し,九大タンデム加速器による低エネルギー高強度ビームの加速テストをした.4.既存の磁石を用いて粒子運動量分析系を組上げ,気体標的を組込み,ヘリウム-炭素融合反応の予備実験を開始し,バックグランド対策の基礎データを収集した.5.タンデム入射部の1段バンチャーを用いたビームのパルス化テストに成功した.2段化,前段バンチャー追加による高効率化が今後の課題である.6.低エネルギー高強度ビーム加速のため,ガスストリッパーのベンチテストを行った.吹込み方式が適用できることが判明し,高効率ガスストリッパーが作れる可能性が出てきた.このことは本研究のみならず,幅広く加速器質量分析・大強度ビーム加速にとって一大朗報である.7.テスト結果をふまえて実際的な実験条件を検討し,炭素-ヘリウム融合反応を数MeVから0.7MeVまで10%程度の精度で測定する計画を立てた.ドイツグループも同様の計画を立てており,目下競争である.本研究では、超新星爆発などの星の変遷や宇宙元素合成比を決める上で非常に重要な^4He+^<12>C【tautomer】^<16>

O+γ反応断面積を、E^<cm>が3MeVから700keVまでの領域において、5-10%の精度で直接測定し、星の寿命決定に重要な役割をする300keVでの断面積を精度良く予測することを第一目標にする.2年目の今年度は,上記測定のために不可欠な低エネルギー強力重イオンビーム,窓なし気体標的,前方角度放出荷電粒子(例えば^<16>O)の高効率収束質量分析器の開発を続行し,次年度から測定を開始出来る見通しを得た.(1)ビーム強化・パルス化天体核実験用に九州大学タンデム加速器を1MV運転(設計電圧6MV)するための新加速方式を考案した.さらに,タンデム加速器に設置する大口径ガスストリッパーも新方式で開発した.この結果,数MeVで10pμAの^<12>Cビーム加速が可能になった.低バックグランド測定のためにビームパルス形状を改善するビームチョッパーを設計製作した.(2)標的九大で独自開発した吹込み型窓なし気体標的を更に圧力が増すように改良設計した.(3)反応粒子質量分析系高次収束効果も入れた粒子軌道計算に基づき4個の補助多重極電磁石の製作と,既存4重極電磁石の磁極改造を行った.既に購入した粒子偏向電極の調整を長時間行い,実験に必要な高電場を達成した.全系の真空槽を設計し,8個の電磁石と1個の粒子偏向電極を合わせた分析系全系を組み上げる作業を進めた。(4)実験計画^4He+^<12>C【tautomer】^<16>O+γ反応の断面積測定の実験計画を立案し,それを基に,現在九大と並んで世界をリ-ドしているドイツボッフム大学でWolfs教授と議論・検討をした.また天体核反応ネットワーク計算で^4He+^<12>C【tautomer】^<16>O+γ反応の断面積データが及ぼす影響を算定し,必要な断面積データの精度を評価した.本研究の主目標は,^4He+^<12>C→^<16>O+γ反応断面積を,E_<cm>が3MeVから700keVまでの領域において精密に直接測定し,星の寿命決定に重要な300keVでの断面積を予測することにある.今年度はまず,2個の双極電磁石,4個の4極電磁石,4個の多重電磁石,及び1個の粒子偏向電極からなる反応粒子質量分析系全系を,専用架台を製作してその上に精密に配置した.ビームコースの4極電磁石も配置換えをした.真空ダクト,散乱槽,測定槽を製作し,粒子の通る全系を高真空にした.更に各種電源,電気配線,冷却水配管,磁場電場制御系を整備した.粒子質量分離テスト装置を製作した.九州大学タンデム加速器を用いて,世界初の加速減速強集束方式によるビーム加速テストを1MVで行い,通常加速方式より10倍高いビーム通過率を実現した.タンデム電圧発生に必要な静電荷運搬量が通常の35倍と多いので大強度ビーム加速時の負荷変動を安定制御出来る.タンデム加速器の新しい運転方法を開発した画期的なことである.さらに加速減速できるビームエネルギーを増すため,高抵抗値の分割抵抗体を製作した.九大独自のガス吹き込み方式に基づき,薄膜ストリッパーと共用でき実際にタンデム内に装着可能なガスストリッパーを製作した.これで上記天体核実験に必要な3-8MeVの^<12>Cビームが10pμAの大強度で得られるようになった.ビームパルス化の効率向上とパルス巾整形用チョッパーを製作した.天体核反応ネットワーク計算で^4He+^<12>C→^<16>
LSI内微細銅配線のためのプラズマ異方性CVD

本研究は,サブミクロン幅の溝内に穴底から優先的に銅の堆積が進む「プラズマ異方性CVD」の堆積特性について調べたものである.この「プラズマ異方性CVD」は,筆者等が初めて見出したものであり,従来のCVDの問題点を克服できる可能性を有する新しいナノ構造作製技術である.本研究で得られた成果は,以下の通りである.1)銅錯体材料を原料とするプラズマCVDにおいて,基板表面に入射するイオンのエネルギーを制御することにより,サブミクロン幅の溝内において,側壁には体積が生じず,穴底から優先的に堆積が進むプラズマ異方性CVDを実現できる.2)狭い溝ほど,また深い溝ほど穴での成膜速度が速くなる条件が存在する.3)溝内の穴底のみに成膜が生じ,基板表面には成膜が生じない条件が存在する.この場合,溝を完全に埋め込んだ直後に成膜が自己停止する.この特長を用いるとCMPフリーの配線行程を実現できる可能性があり,機械的強度の弱いポーラス系低誘電率絶縁膜と銅配線の組み合わせを用いる,将来のLSI作製行程として有望である.4)プラズマ異方性CVDを実現には,成膜表面へのイオン入射が不可欠である.5)プラズマ異方性CVDの成膜速度は,イオン入射にアシストされた成膜の速度と,通常の中性ラジカルによる成膜速度の和からスパッタリング速度を引いたものになると考えられる.6)プラズマ異方性CVDの成膜速度は,ArとH_2の混合比に大きく依存し,Arが多いほど成膜速度は速い.7)銅の抵抗率は4・・cmとバルク値の2倍程度であり,今後,不純物量低減と銅の結晶サイズの増大に効果がある,水素原子照射量を増加し,さらに低減する必要がある.また,溝内に堆積した銅の物性評価方法については今後開発する必要がある.本研究は,サブミクロン幅の溝内に穴底から優先的に銅の堆積が進む「プラズマ異方性CVD」の堆積特性について調べたものである.この「プラズマ異方性CVD」は,筆者等が初めて見出したものであり,従来のCVDの問題点を克服できる可能性を有する新しいナノ構造作製技術である.本研究で得られた成果は,以下の通りである.1)銅錯体材料を原料とするプラズマCVDにおいて,基板表面に入射するイオンのエネルギーを制御することにより,サブミクロン幅の溝内において,側壁には体積が生じず,穴底から優先的に堆積が進むプラズマ異方性CVDを実現できる.2)狭い溝ほど,また深い溝ほど穴での成膜速度が速くなる条件が存在する.3)溝内の穴底のみに成膜が生じ,基板表面には成膜が生じない条件が存在する.この場合,溝を完全に埋め込んだ直後に成膜が自己停止する.この特長を用いるとCMPフリーの配線行程を実現できる可能性があり,機械的強度の弱いポーラス系低誘電率絶縁膜と銅配線の組み合わせを用いる,将来のLSI作製行程として有望である.4)プラズマ異方性CVDを実現には,成膜表面へのイオン入射が不可欠である.5)プラズマ異方性CVDの成膜速度は,イオン入射にアシストされた成膜の速度と,通常の中性ラジカルによる成膜速度の和からスパッタリング速度を引いたものになると考えられる.6)プラズマ異方性CVDの成膜速度は,ArとH_2の混合比に大きく依存し,Arが多いほど成膜速度は速い.7)銅の抵抗率は4・・cmとバルク値の2倍程度であり,今後,不純物量低減と銅の結晶サイズの増大に効果がある,水素原子照射量を増加し,さらに低減する必要がある.また,溝内に堆積した銅の物性評価方法については今後開発する必要がある.LSI内の銅配線は2010年頃には最小幅が50nm程度まで縮小すると予想されており,このような極微細銅配線形成法としてCVDが期待されている.しかし,従来のCVDでは構内の全ての面で堆積速度が同じになるため,(1)欠陥や不純物が溝内に多くなる,(2)結晶サイズが溝幅の半分以下になる等の問題がある.本研究では,上述の問題点を解決するためにプラズマCVDにより穴底から優先的に堆積が進む異方性CVDを確立することを目的としている.本年度は,製膜表面への銅ラジカル・水素原子・イオンの照射量を独立に制御可能な装置を試作し,異方性CVDに対するイオン照射,水素原子照射の効果を調べた.その結果,基板表面へのイオン照射量が多いほど,また200eV以下の範囲ではイオンエネルギーが高いほど,異方性が高くなった.一方,水素原子照射による異方性の変化はなかった.さらに,溝側壁に成膜が生じず,穴底からのみ優先的に成膜が生じる条件があること,このような成膜により微細溝を完全に埋め込めることを実証した.来年度は,製膜初期過程を詳細に検討することにより異方性製膜が生じる機構を解明するとともに,膜質評価を行い膜の高純度化,低抵抗化,大結晶サイズ化等の高品質化を行う予定である.LSI内銅配線は2010年頃には最小幅50nm程度まで縮小すると予想されており,このような極微銅配線形成法としてCVDが期待されている.

しかし,従来のCVDでは溝内の全ての面で堆積が生じるため,(1)欠陥や不純物が溝内に多くなる,(2)結晶サイズが溝幅の半分以下になる等の問題がある.本研究は,上述の問題を解決するためにプラズマCVDにより穴底から優先的に堆積が進む異方性CVDを確立することを目的とし,以下の成果を得た.1.サブミクロンサイズの溝の側面には製膜が生じず,溝底面から優先的に堆積が生じる異方性プラズマCVDを実現した.2.異方性プラズマCVDでは,溝が狭くて深いほど製膜速度が速くなる.3.異方性プラズマCVDでは,条件により溝が完全に埋め込まれたところで製膜が自己停止する.4.異方性プラズマCVDでは,条件により側面のみならず表面にも製膜が生じず溝底面のみに製膜が生じる.5.イオン照射が生じる面のみに製膜が生じることが,異方性プラズマCVDの製膜機構である.6.モンテカルロ法を用いた形状シミュレーションにより,底面での製膜ラジカルの表面反応確率が0.7以上で,側面での値が0.4以下であれば,実験で得られる製膜形状がほぼ再現されることが分かった.製膜機構の解明,膜質の評価と高品質化が残された重要課題である.
ヒト姿勢時振戦の非拘束下ニューロン活動記録とオンデマンド型脳深部刺激による制御

フレームレス定位脳手術は次世代の脳深部刺激電極挿入・留置手術を担う新たな手法として注目されている。しかし既存のシステムでは、複数本の微小電位記録を同時に行うベンガン法ができないなどの問題点もあった。我々はベンガン法を可能としたフレームレスシステムを導入し、その精度、安全性、操作性などを既存のフレーム定位脳手術と比較した。その結果、精度に関しては信頼性の高いものと考えられた。ただし、構造上十分な手術視野を確保することが困難であり、電極刺入部位の凝固・止血操作がしばしば煩雑となった。この点が改良されなければ本システムの普及は望めないと考えられた。従来の定位脳手術では、患者の頭部を定位フレームで強固に固定し、体動が極めて制限された状態で手術が行われてきた。脳内微小電極によるニューロン活動の記録は、安静臥位でのごく単純な運動課題施行中に限られ、さらに頭部のピン固定による強いストレスにさらされた状態で行われてきた。このため、記録された脳内ニューロン活動には、少なからずこうした影響が加わっていると考えられる。本研究では、フレームレス定位脳手術装置の精度を検証し、適切な使用環境を整備する。まず、フレームベースト手術との併用にて留置された電極のXYZ各方向のズレを単純レントゲン上で解析する。脳内微小電位記録もフレームレスシステム下でマルチトラックにて行う。電位記録から確認された視床下核の横断距離からシステムの精度を検証する。さらに、従来型の定位手術での発生が報告されている気道閉塞や空気塞栓の発生率についても調査し安全性に関する検討も行う。本研究により、定位・機能神経外科手術がより安全で精度の高いものになると考えられる。研究初年度は、以下の2つの事項を中心として作業を進めた。(1)フレームレス導入に際し、患者(被験者)の権利を保護しつつ手術ならびに研究被験者の承諾を得るための適切なシステムを構築し、当施設臨床研究検討委員会に審査請求し承認を得ること。(2)ファントムを用いたフレームレスシステムのシュミィレーションを行い、その精度および安全性について検討を行う。(1)に関しては、フレームレス手術の利点・欠点と研究内容について明確に説明した上で被験者となるかの選択権を与えることが取り決められた。さらに、精度に確信がもてるまでは、従来のフレーム手術と併用し、単純レントゲンでの確認でフレームレスシステムの精度に問題ありと考えられた場合には、直ちにフレーム手術にきりかえる。さらに、患者が予期せず不穏状態となり、鎮静剤でのコントロールが困難と判断された場合には、本法による手術は中止とする。以上の内容が討議後決定され、これを厳守する条件でフレームレス手術の導入が当施設臨床研究検討委員会より承認された。(2)については、ファントムを用いてMRIおよびCTの撮像を行い、これをステルスステーションに取り込み、フレームリンクアプリケーションシステムが確実に稼動することを確認した。さらにファントムを我々の施設の手術室の手術台に実際に取り付けシュミィレーションを繰り返し行った。フレームレス装置はファントムの穿頭部周囲に固定し、貼付したマーカーに合わせ再構築したMRIおよびCT画像を基準に電極留置部位を決定した。この座標に実際に電極を挿入し、ファントム内の目標部位に正確に電極先端が到達することを確認した。以上のシュミィレーションにより、MRIおよびCT撮像時の適切なフォーマットやスライス数などの設定を行った。手術室でのシュミィレーションにより、機器の配置や患者の体位などの細かな点まで取り決めを行った。研究は、患者(被験者)の権利を保護しつつ、当施設臨床研究検討委員会の承認を得て行った。フレームレスシステムの精度を検証するため、まずファントムを用いてMRIおよびCTの撮像を行い、これをステルスステーションに取り込み、フレームリンクアプリケーションシステムが確実に稼動することを確認した。フレームレスシステムのネクストフレームはファントムの穿頭部周囲に固定し、フィジシャルマーカーに合わせ再構築したMRIおよびCT画像を基準に電極留置部位を算出した。こうしたシュミィレーションにより、MRIおよびCT撮像時の適切なフォーマットやスライス数などを決定し、手術室での機器の配置や患者の体位などの細かな点まで取り決め実際の症例に対し手術を行った。本年度は、すでにパーキンソン病患者2例に対しフレームレスシステムの導入を行うことができた。実際の手術では、従来型のフレームベースの手術装置との併用を行い、その精度を確認した。電極留置後、フレームを前後左右方向の撮像が可能なレントゲン装置に連動した基盤に取り付け、最終位置確認を行った。これまでの2症例については、フレームレスシステムの精度は極めて高く、フレームベースに劣らない結果であった。ただし手術手技の面では、電極挿入時、脳表の刺入点の観察が困難であり、この点で安全性に問題があるとも考えられた。

今後さらに症例を蓄積し、三次元方向の各々についてのズレを検討し、従来型システムとの精度の比較を統計学的に行う予定である。フレームレスシステムをパーキンソン病患者、計5例に用いて研究を行った。昨年同様、研究に際しては患者(被験者)の権利を保護しつつ、当施設臨床研究検討委員会の承認を得て行った。さらに、研究の意義とフレームレスシステム使用によるリスクにつき十分な説明を行い、紙面による承諾を得た。手術に際しては、精度を検証するためと安全性の確保のため、従来型のフレームベースの手術装置と併用した。フレームレスシステムのNextframeは、患者頭部の穿頭部周囲に固定し、フィジシャルマーカーに合わせ再構築したMRIおよびCT画像を基準に電極留置部位を算出した。この座標に向けてBen's Gun multi-tractrecording systemを用いて3本の電極を平行に挿入した。電極挿入中にはターゲット10mm手前よりマイクロレコーディングを行い、視床下核に電極が入ったことを確認した。なお、Ben's Gun multi-tractrecording systemとNextframeフレームレスシステムとの併用は今までに報告はなく、世界的にみても新たな試みといえる。最終的には、視床下核の活動が最も明確で長い距離にわたって記録できたtractを選択して電極を留置した。一連の手技について、その有用性、安全性、問題点等を検討した。また精度は、フレームを定位的に前後左右方向から撮像可能な可動式レントゲン装置を用いて撮影したレントゲン写真上にて検討した。これまでの検討では、フレームレスシステムの精度は高く、臨床上必要とされるレベルは十分に満たしていると考えられた。さらに従来型のフレームベース定位脳手術のデータと統計学的に比較し、その信頼性を検証する予定である。また、手術手技上の問題点として、脳表の電極刺入点の選択がでない点、十分な手術視野が確保できない点などが挙げられた。フレームレス定位脳手術は、2004年に報告されて以来、次世代のDBS手術を担う新たな手法として注目されてきた。しかし既存のシステムでは、multi-tract microrecordingを行うことが困難であり神経生理学的同定が不十分との指摘もあった。今回、我々はmulti-tractmicrorecording可能なフレームレスシステムを世界に先駆け導入し、その精度、安全性などを検討したので報告する。対象はパーキンソン病患者5例(10側)である。これらの症例にフレームレスシステム(NeXframe)を用いた手術を行った。手術に際しては、Leksell G frameも併用し、電極留置後、定位的レントゲン装置で前後左右方向からの電極位置の確認を行った。Multi-tractmicrorecordingはBen's Gun systemを用いて3もしくは4 tractで行った。
在外選挙における投票行動とその意思決定情報-豪英星在住邦人の比較分析を基盤として

海外在留邦人の母国観やその構築に係るコミュニティ内のコミュニケーション環境を、在外選挙への参加および選挙関連情報入手という行動指標から捉えることを目指し、さらにホスト社会の影響を考慮するため複数の地域の邦人コミュニティからデータを収集、比較分析した。結果として、日本社会の成員としての意識は複雑多様だが、意識が希薄化している場合でも日本のメディアで日本的世界観を維持し続けているコミュニティの姿が明らかとなった。日本人の民族性研究ではこれまで未開発であった海外在留邦人の母国観やその構築に係るコミュニティ内のコミュニケーション環境を、在外選挙への参加および選挙関連情報入手という行動指標から捉えることを目指し、さらにホスト社会の影響を考慮するため複数の地域の邦人コミュニティからデータを収集、比較分析するのが本研究の目的である。研究成果の具体的内容研究の第1段階として平成20(2008)年度はオーストラリアの主要都市(シドニー、メルボルン、ブリスベン)在住邦人を対象に聞き取り調査および質問票によるオンライン調査を行った。いずれの調査でも(1)在外選挙人名簿への登録および在外選挙への参加、(2)その意思決定に影響を及ぼした情報の入手経路(メディア)、(3)職場や友人を通じたホスト社会との接触程度、を調査項目としたが、聞き取り調査では回答者のストーリーを尊重し半構造化インタビュー形式を採用した。データ分析の結果、●獲得した権利を守るために投票を行う人がいる一方で、生活の基盤が日本にないことから自分の投票の意味が見いだせない姿も浮かんできた●コミュニティ内では政治に関する「ロコミ」が存在せず、選挙関連情報の入手ルートは専ら日本発のマスメディアに依存しているという特徴のほか、●選挙権を行使するにあたって義務(納税など)を果たしていないという「後ろめたさ」を感じるメンタリティが広く存在する1ことも判明した意義・重要性在豪邦人の在外選挙への参加態度や選挙(政治)情報の流れから,集団(国家、民族)と自己の関係をどう捉えるか、世界観を規定する社会ネットワークをどう構築するか、という中に日本人性の特徴と思われる型を抽出した。そこには従来から指摘されている民族性の他、グローバル文脈に身を置くことで変質・発展させた民族性を含む可能性もあり、今後の比較分析による検討を経て日本人研究に新たな知識を提供できると考える。海外在留邦人の母国観やその構築に係るコミュニティ内のコミュニケーション環境を、在外選挙への参加および選挙関連情報入手という行動指標から捉えることを目指し、さらにホスト社会の影響を考慮するため複数の地域の邦人コミュニティからデータを収集、比較分析するのが本研究の目的である。具体的内容平成21(2009)年度に、イギリスおよびシンガポール在住邦人を対象に聞き取り調査および質問票によるオンライン調査を行った。前年度実施の豪州での調査同様、(1)在外選挙人名簿への登録・在外選挙への参加、(2)その意思決定に影響を及ぼした情報の入手経路(メディア)、(3)職場や友人を通じたホスト社会との接触程度、を調査項目としたが、聞き取り調査では回答者のストーリーを尊重し半構造化インタビュー形式を採用した。また各地領事(ロンドン、エジンバラ、シンガポール)や現地邦字メディア編集者へ、選挙情報の提供の仕方について聞き取り調査を実施した。領事やメディア編集者は、●コミュニティの性格や情報環境を考慮し情報提供戦略を選定している一方で、在留邦人への調査では、●選挙関連情報の入手は日本発メディアに依存●政治不参加の理由として、生活の基盤が日本にないことから意味が見いだせないという場合の他、海外に在住する感覚が薄く国民としての自覚が曖昧なままである場合も見られることが明らかになった。意義・重要性集団(国家)と自己の関係をどう捉えるのか、世界観を規定する社会ネットワークをどう構築するか、という点において、滞在環境によって影響を受けることが明らかになった。文脈に従って自己を変容させ対応する特性が抽出され、従来から指摘される特性が広汎な現象の根本を握る基本的民族性であることが確認出来た。
精神分裂病症侯補遺伝子の分子生物学的研究

我々は偽常染色体領域の4つのDNAマーカー、DXYS17、DXYS28、MIC2、DXYS20(いずれも遺伝子座はXp22,Yp11)、ドーパミンD2レセプター遺伝子(11q22-23)、ドーパミントランスポーター遺伝子(5p15.3)、セロトニン2レセプター遺伝子(13q14-21)を用いて精神分裂病との相関研究を行った。その結果、1.偽常染色体領域の4つのDNAマーカー、DXYS17,DXYS28,MIC2,DXYS20との相関研究では、遺伝子型および遺伝子頻度に、精神分裂病群と正常対照群の間で有意差は認とめられず、これら4つのDNAマーカーとの精神分裂病の間に相関は認められなかった。2.ドーパミンD2レセプター遺伝子およびドーパミントランスポーター遺伝子では、遺伝子型および遺伝子頻度に、精神分裂病群と正常対照群の間で有意差は認められず、ドーパミンD2レセプター遺伝子りおよびドーパミントラスポーター遺伝子と精神分裂病の間に相関は認められなかった3.セロトニン2レセプター遺伝子は、その一部をPCR法により増幅し、そのPCR産物を制限酵素Msplで切断すると多型性が認められる。すなわち、Msplの認識部位をもたない342塩基のバンドA1、認識部位が存在し216塩基と126塩基の2つのバンドが認められるA2である。このような多型性を精神分裂病群と正常対照群で比較したところ、遺伝子型ではA2/A2の頻度が精神分裂病に有意に高く、遺伝子頻度では、A2が精神分裂病群に有意に高くみられた。すなわち精神分裂病とセロトニン2レセプター遺伝子との間には有意な相関がみられた。以上より、精神分裂病の発症には、偽常染色体領域、ドーパミンD2レセプターおよびドーパミントランスポーターが関与している可能性は低く、セロトニン2レセプターが関与している可能性が高いと考えられる。
種々の血管系疾患に関与する歯周病原性細菌の特定と検証

歯周病原細菌P. gingivalisおよびT. forsythiaに対する病理組織標本中の局在を検索するのに有効なモノクローナル抗体を作成した。免疫染色法で病的歯肉およびアテローム動脈硬化症の標本から歯周病原細菌の局在を確認した。また、スリランカのバージャー病患者の口腔および、罹患血管検体からPCR法を用いて歯周病原細菌の検出を行った。口腔に近接したリンパ節パラフィン切片標本における歯周病原細菌の存在を、頭頸部癌患者の標本を用いて検出し、明らかにした。これらの歯周病原細菌が、歯肉組織中に侵入し、リンパ節を経由して、血管局所に転移すると考えられた。本研究の目的として種々の血管系疾患罹患部位において、歯周病原細菌DNAの存在を確認し、病理標本に対して歯周病原細菌に対する抗体を用いて免疫染色を行い、罹患血管内のそれぞれの歯周病原菌の存在を明らかにすることであった。本年度は、血管疾患罹患部位において従来歯周病原細菌が血管サンプルからPCR法によって検出された49検体のパラフィン切片標本を用いて歯周病原細菌のうちPorphyromonas gingivalisおよびTannerella forsythiaの高在をそれぞれのモノクローナル抗体を用いた免疫染色法によって調べた。病理組織標本中でその局在が明らかになったのは、アテローム性動脈硬化症1例のみであったが、動脈硬化病変内の形質細胞に取り込まれたP.gingivalisが明らかに検出された。処理による劣化によって細菌の検出が困難となった可能性があるが、血管病変中の局在の一端を示した意義は大きいと考えられる。スリランカからのバージャー病のサンプルに関しては、11例を調べたが、そのうち血管病変からP.gingivalisが検出されたものは1例、T.forsythiaが検出されたものは1例と日本でのサンプルより検出率が低い結果になった。また、日本人のバージャー病患者のほとんどから検出されたTreponema denticolaは検出されなかった。同時に送られた唾液サンプルからはそれぞれ6例づつ検出されていたことから唾液サンプルに比べ菌数が少ないと考えられる血管病変サンプルでは、輸送中の劣化がより強く影響したかもしれない。本研究の目的は、種々の血管系疾患ごとに歯周病原細菌の局在を明らかにするため罹患血管組織中の歯周病原細菌の局在を検証することである。そのために、種々の血管疾患罹患部位において、歯周病原細菌DNAの存在を確認し、無染色病理標本に対し歯周病原細菌に対するモノクローナル抗体を用いて免疫染色を行い、罹患血管内のそれぞれの歯周病原細菌の局在を検索した。まず、P.gingivalisおよびT.forsythiaに対する特異的なモノクローナル抗体を作成することができた。これを用いて、動脈硬化部位から作成したパラフィン切片標本中において、免疫染色によって、P.gingivalisが検出された標本が認められたが、その頻度は49例中わずか1例であった。一方、新鮮な動脈標本を用いた場合は、6例中P.gingivalisが2例、T.forsythiaが3例検出されたことから、標本作製の過程におけるサンプルの劣化が疑われた。口腔から末梢血管へ歯周病原細菌が運ばれても、量的にごくわずかであることから、途中経路として考えられる、頭頸部のリンパ節において歯周病原細菌の検出を検討した。66名の顎顔面部腫瘍患者66名において頭頸部リンパ節からリアルタイムPCR法を用いて歯周病原細菌5菌種の検出を行った。顎下およびオトガイ下リンパ節サンプルのうちP.gingivalisが18%、T.forsythiaおよびP.intermediaがそれぞれ8%検出された。それぞれの歯周病原細菌の検出と、癌のステータス、抗癌療法、性別との間に有意な相関は認められなかった。このことから歯周病原細菌のリンパ節への移動は、癌のステータス、抗癌療法の違い、性別と関係なく起こったと考えられる。これらの研究によって歯周病原細菌の血管への移動経路の解明の一端が明らかになった。種々の血管疾患歩引き起こす歯周病原細菌の局在を明らかにするために、平成23年度においてPorphyromonas gingivatisおよびTannerella forsythiaに特異的でヒト細胞組織内における局在を明らかにできるモノクローナル抗体を用いて、まず、入口の歯周病巣組織における局在の解析を免疫染色を用いて行った。歯周病原細菌に対するモノクローナル抗体だけでは歯肉の病的上皮組織の表面に局在するのか、病的歯肉上皮の細胞組織内部に存在するのか明らかに区別することができなかった。そのため、ケラチノサイトに対するモノクローナル抗体も同時に使用して免疫二重染色を行って、P.gingivalisなどの歯周病原細菌が歯肉上皮細胞だけでなく、歯肉上皮細胞内部にも存在することを識別できた。これらの所見は、歯周病患者50名以上の歯周外科時に採取した病的歯肉組織を検体として用い、検索することで見出した。

歯周病原細菌が形質細胞などに取り込まれている像は見出すことができなかった。所見をまとめたものに関しては、学術誌に投稿準備中である。また、リンパ節における歯周組織から、血管病変罹患部位までの輸送経路としてのリンパ節中の歯周病原細菌遺伝子のリアルタイムPCR法による検出に関しては、癌患者において特に歯周病患者というわけではなくても、ある程度の割合でリンパ節から歯周病原細菌遺伝子が検出されたことから、リンパ節が転移経路になる可能性について英文誌に投稿中である。これまで、癌患者の歯周病の程度が明らかでないことが査読者から問題点として指摘され、この研究のサンプルにおいて倫理的な側面から限界があると考えている。その他、3編が英文誌に掲載された。
放流種苗が自然個体群へ与える影響の数学モデルによる解析

個体を中心とした考え方によるLomnickiのモデルをもとに、種苗放流が自然個体群に与える影響を明らかにするためにモデルを作成し、放流の影響について考察した。スクランブル型、コンテスト型競争のいずれであっても、放流が個体群に大きな影響を与えることが明らかになった。各々の個体が与えられたリソ-スを分け合うスクランブル型競争では過大な放流によって、個体群が絶滅してしまう危険性がある。いっぽう、順位の高い個体がリソ-スを独占してしまうコンテスト型競争では、放流個体の順位が自然の個体の順位より低いと、ある数以上の放流はまったく意味をなさない。しかし、逆に、放流個体の順位が高いと、放流量の増加にともない放流個体が自然の個体を駆逐してしまい、ついには、放流個体のみが存在することになる。即ち、放流個体との間に競争力に違いがある場合には、放流を慎重に行なわねばならないことが明らかになった。さらに、放流が個体群に与える影響は、このような数だけの問題ではなく遺伝的な変化も考慮する必要があり、これは今後の課題として残された。また、個体ごとの空間占有と移動分散を明らかにするために、アワビを用いて水槽実験を行ない、移動、分散のモデルを作成し、シミュレ-ションを行なった。その結果、アワビの分散過程をよく近似でき、分散のパラメタを推定できた。このように、個体を中心にした個体群内の競争や移動、分散過程の解明に一定の成果が得られた。
デジタル画像解析による成人ドライスキンの客観的評価指標の開発

デジタル画像解析を用いて、成人のドライスキンの程度を反映する客観的な評価指標を探し出すことを目的に、男女15名を対象として調査を行った。15名中2名は皮膚疾患を有していたため除外した。調査部位は前腕および下腿とした。対象者の自覚症状では、前腕よりも下腿で乾燥を自覚している者が多く、研究者による評価では、前腕と比較して下腿で乾燥の程度が強かった。乾燥の程度の左右差は、前腕では認められず、下腿においては5名に認められた。今後は、左右差が認められた対象者において、デジタル画像の特徴を比較し、乾燥の程度を反映する特徴を抽出し、デジタル画像解析で得られた定量値との併存妥当性を検証する予定である。本研究では、ドライスキンの粗ぞう化した表面形態を非浸襲的かつ客観的に評価するための新しい評価方法の開発を目指し、成人ドライスキンの好発部位の調査を行った上で、乾燥の強弱を表す粗ぞう化の要素を明らかにし、成人のドライスキンの評価指標を明らかにすることを目的とする。この目的を達成するための平成26年度の研究実施計画内容は、まず、成人男女を対象とし、研究者が皮膚の観察やVAS(Visual analogue scale)による乾燥の程度の評価、皮膚生理機能の測定を行い、ドライスキンの部位や程度を評価すること。その結果を基に、対象者の中から同一身体部位の左右で乾燥の程度に差が見られる者を抽出して皮膚の拡大画像を左右で比較し、ドライスキンが強い側で見られる粗ぞう化の特徴をカテゴリ化し粗ぞう化の要素を選定すること。さらに、デジタル画像解析を用いてドライスキンの画像から得た表面形態や鱗屑、色調などの値が、粗ぞう化の要素を反映し、成人のドライスキンの評価指標として妥当であるかを検証することであった。平成26年度の活動内容は、まず研究計画書を作成して研究施設の倫理審査委員会へ申請し、4ヶ月の期間を要して平成27年4月に承認を得た。それと並行して、研究に必要な測定機器、物品、資料などを準備し、測定機器の使用方法の確認を行った。倫理審査委員会の承認を得た後は、調査開始へ向け、皮膚の観察や画像撮影、測定に関するプレ調査を行うため、調査場所の確保や対象者の募集を行っている。本研究では、ドライスキンの粗ぞう化した表面携帯を非侵襲的かつ客観的に評価するための新しい評価方法の開発を目指している。まず、成人ドライスキンのドライスキンの実態調査を行った上で、乾燥の強弱を表わす粗ぞう化の要素を明らかにし、成人のドライスキンの評価指標を明らかにすることを目的としている。平成26年度は、研究施設の倫理審査委員会の承認を得るのに4カ月を要し、平成27年度4月に承認を得た。その間、調査に必要な測定機器、物品、調査資料等を準備し、測定方法の確認などを行った。平成27年度の研究実施計画内容は、当初、全身の皮膚からドライスキンの好発部位を選定することとしていたが、倫理的問題を考慮し、露出が容易でかつドライスキンの報告の多い四肢に調査部位を限定した。成人男女15名を対象とし、研究者が四肢の皮膚の観察、VAS(Visual analogue scale)による乾燥の評価、皮膚生理機能の測定、皮膚表面のデジタル画像の撮影を行った。対象者からは、皮膚の乾燥や掻痒感に関する主観的情報を収集した。現在、部位ごとに、研究者による主観的なドライスキンの評価と生理機能の測定結果と皮膚表面のデジタル画像を比較し、乾燥の程度の違いに応じて皮膚表面形態にどのような違いがみられるかを分析している。乾燥の程度の違いに応じて変化する表面形態の特徴が抽出されれば、それがドライスキンの客観的な評価指標につながると考えている。研究施設の倫理審査委員会から承認を得るのに、申請から4ヶ月の期間を要した。27年度が最終年度であるため、記入しない。看護技術成人のドライスキンの粗好発部位とその程度を調査するためのプレ調査として、皮膚の観察・画像撮影・測定を行い、研究計画内容を確認する。その後、成人男女を対象に、研究者によるVAS(Visual analogue scale)と皮膚生理機能測定により、ドライスキンの部位とその程度を評価し、その結果を基に対象者の中から同一身体部位の左右で乾燥の程度に差が見られる者を抽出する。抽出した者において、同一身体部位の左右のドライスキンの比較から、ドライスキンの粗ぞう化の指標を明らかにする。
細胞性粘菌変異株による真核生物細胞周期制御の分子生物学的解析

細胞性粘菌Dictyostelium discoideumは,高等動物の細胞質分裂研究のモデル系として優れている。細胞性粘菌より巨大多核化する変異株を分離して細胞質分裂に必須な遺伝子のクローニングを試みた。変異原処理で得られた変異株は巨大多核化してもアメーバ運動によるちぎれで増殖できた。また,同時に基質接着能も失った変異株も分離され細胞質分裂と基質接着の関連性にも興味が持たれた。相補遺伝子をクローニングする目的で,シャトルベクター上にライブラリを作成したが,細胞性粘菌のDNAが大腸菌中で不安定なためベクターの全長が10kb以上になると良いものができないことがわかった。全長が5kb以下では良いものができることがわかったので,複製にトランスで効く領域を予め変異株のゲノムに挿入して,ベクターを5kb以下にし,現在相補株を検索中である。上述の困難を克服するため,ジーントラップ法を用いた変異株の検索も行った。挿入するDNA断片と同時に制限酵素を細胞に導入するREMI法を,それまでの栄養要求性から薬剤耐性が使えるように改良して変異をかけ,1株の変異株を取得した。そのDNAより挿入部位付近のDNAを回収し,現在解析中である。今年度の研究の結果,細胞性粘菌での遺伝的相補及びジーントラップによるクローニングの系が可能になったので,今後はそれを用いて解析を進める一方,新しい方法としてアンチセンスRNA発現ライブラリを用いたクローニングについても検討を進めてゆく予定である。
変数変換を伴う非定常時系列モデルの統計的推測とその経済の実証分析への応用

修正Box-Cox変換を伴う定常自己回帰移動平均モデルについて、新たに数値推定法を提案して、そのアルゴリズムのパフォーマンスについて確かめた。モデルの次数選択の面では、ほぼモデルの真の次数を推定することに成功して、また推定手続きについても、非常によく機能していることが分かった。また、このモデルを日本の株式データに適用した。平成22年度は、修正Box-Cox変数変換を伴う定常時系列モデルについて、モデルのパラメータの数値推定法を改良して、推定量の漸近共分散行列の有限標本での正確な評価法を確立することを目指した。従来の推定法は、Hannan-Rissanen(1982)の3段階の推定法に基づいているが、モデルに定数項やトレンド項がある場合には、この方法を直接適用できないので、3段階目では、尤度関数の1階微分の評価についてはHannan-Rissanen(1982)の方法で評価し、それを準ニュートン法におけるBFGS公式に代入する形で最適化を進めている。しかし、この方法では尤度の改良があまり進まないという問題があり、その原因としては、現在のアルゴリズムが時間領域で作成されていることと、BFGS公式を利用して計算を進めているところにあると予想している。そこで、推定法では時間領域による推定より有効とされる、周波数領域における推定のアルゴリズムをつくることで改良を目指した。さらに、モデルにおける検定法についても、引き続き正確性を求めて再検討および改良を進めた。以上の作業を完成させて数値推定法を確立するためには、シミュレーションによる数値評価を実行する必要がある。本研究では、これまで研究で利用してきた東北大学情報シナジーセンターのスーパーコンピュータSX-9を用いて以上のことを実行する予定であったが、本年度は、東北関東大震災の影響により、東北大学サイバーサイエンスセンターの大型計算機システムの運用が3月に停止してしまった影響により、これらの作業を完成するまでには至らなかった。平成23年度については、まず上記の作業をできるだけ進めることを目指したい。平成23年度は、平成22年度に達成できなかった、修正Box-Cox変数変換を伴う定常時系列モデルのパラメータの数値推定法の改良、具体的には時間領域による推定より有効とされる、周波数領域における推定アルゴリズムの作成と、その数値評価の向上を目指した。しかし、これらの作業を進める中で、現在までに作成したプログラムの計算可能な規模が、分析するデータの大きさが4変数で期間が250期程度であり、期間を1000期、2000期と増やした場合には、大型計算機のメモリの限界の問題が生じて、計算が困難になることが判明した。また、計算速度の向上については、今後必要性に迫られることが十分に考えられる。そこで平成23年度は、これまでの15年にわたって研究で作成したFortran77でのプログラムの記述を、できるだけ最新のFortranの記述に書き直す作業を、最優先事項として実施した。この作業は、計算で使用する変数の数やデータの長さ(時系列データの場合は観測時点の数に相当)に対応させて、計算のために使用する領域を節約あるいは柔軟に変更できるようにして、メモリの不足を防止することを目的としているが、他にもFortran77の記述では検出が困難なプログラムのミスを減少させるような記述をすることにより、より確実な計算を進めることが出来るようになること、さらには、ベクトル化機能をさらに積極的に利用可能にすることで、従前のプログラムでは得られなかった計算速度の向上を獲得することも目的としている。平成23年度中には、書き直しの作業は終了するまでには至らなかったが、今年度の早い時期に終了して、残された研究課題の目的をできるだけ達成するように努めたい。最終年度では、これまでの研究で提案した計算手順を反映した、Fortranの計算プログラムの改良を実施した。従前のプログラムでは、1変数について2000以上のデータの解析を東北大学のスーパーコンピュータSX-9試みた場合、メモリの不足で、計算ができないという問題が生じたが、以下に記載した改良を実施して、何年にもわたる日時データのような大きなデータについても分析可能になった。主な改良点であるが、配列の大きさを定数で宣言できるよう配列部分を全て書き換え、メモリの節約を目的に、割付配列を積極的に利用した。さらに、interface、モジュールを積極的に利用することで、プログラムの保守性を高めた。結果、4変数で期間が200程度の多変量データであれば、従前のプログラムと比較して、計算時間を半分に縮めることに成功した。このことは、モデルの変数の共分散行列を評価する際に大きく寄与することにつながる可能性がある。実験的に、1996年から2005年のトヨタの株価の日時データの収益率に、Box-Cox変数変換を伴うARMAモデルの当てはめを試みた。計算時間はSX-9で20秒程度で、Hannan法の2段階目に相当する段階の推定結果は、変換のパラメータλは、極めて1に近いところで推定された(事実上変換を施さないことを示唆する)。残差の正規性の検定では、正規性を棄却した。但しλの推定値は、推定のための初期値からほとんど動かず、この原因の究明が必要である。さらに、長期で大きく変動することのある株価のデータについて、変換を施して推定した際に起こる現象について、慎重な分析が必要である。

これらの結果は、今後速やかに論文等で報告したい。本研究は、提案したモデルを非定常プロセスの系列にも適用可能なものにすることも目的であったが、定常プロセスにおいても新しい課題が見えてきたので、その部分も併せて研究を進めたい。これまで15年にわたって作成してきた一連のプログラムの記述の全面的な書き換え作業の遂行に、膨大な時間を取られているためである。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度前半のうちにプログラムの記述の全面的な書き換え作業を完成させる。その後、データの数および期間を拡張して、定常性の仮定に留意した上で、株価や労働市場のデータに対してモデルを適用して知見を得る。また、今年度中に研究計画のすべてを実施することは厳しい状況であるため、研究計画で実施を予定した、モデルを非定常データに対しても適用可能にするための理論面でのモデルの拡張および、それに対応するプログラムの作成(時間領域による推定より有効とされる、周波数領域での計算プログラムの作成)、モデルにおける検定法の再検討および改良、そして非定常データに対するモデルの適用については、実際の数値計算の実現を最優先事項として、研究を進めていくことにしたい。