hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
randomな磁場のあるSchrodinger作用素に関連する問題の研究

本研究はrandomな磁場のあるSchrodinger作用素の性質を多角的に研究することを目的としているが、特に本年は2次元Euclid空間上の定常でergodicな確率場を磁場としてもつPauli Hamiltonianの状態密度関数の挙動に関連する結果を得た。まずこの状態密度関数の0におけるjumpの下限を磁場となっている確率場の1点における平均の絶対値の定数倍の形で与えた。この下限により磁場の1点における平均が0でないとき状態密度関数は0においてjumpし、従ってPauli Hamiltonianは0を無限重の固有値としてもつことが分かる。これは1つの値が無限重の固有値になることをまとまったrandomなSchrodinger作用素のclassで示せた数少ない例である。またこの下限は特に確率場が正の下限をもつときにはjumpの大きさに一致することも示した。以上のことはPauli Hamiltonianのもつ超対称性の構造と状態密度関数のLaplace変換のWiener積分表示を利用することによって示した。次に確率場の平均が0の場合について、確率場が座標変数の1つに依らない場合等、基本的な場合に状態密度関数の0の近傍における下限を対数関数を含む式で与えた。この下限は確率場が座標変数の1つに依らないwhite noiseとなっている場合にComtet、Georges、Le Doussalがwhite noiseの各点独立性を用いて形式的な方法で与えた状態密度関数のexact formulaと同じorderをもち、Pauli Hamiltonianの状態密度関数が他のよく研究されているSchrodinger作用素の場合と違って急激に0から立ち上がること、従ってPauli Hamiltonianが0に近いenergyの状態を沢山もつことを示している。本研究ではこのことを確率場に各点独立性が無い状況においてAharonov、Casherの理論を厳密に応用することによって示した。本研究はrandomな磁場のあるSchrodinger作用素の性質を多角的に研究することを目的としているが、特に本年はこの作用素に対する局在の問題に関して結果を得た。局在の問題とはrandomな作用素のスペクトルがある区間で点スペクトルのみとなり対応する固有関数が遠方で指数的に減衰することを数学的に厳密に証明する問題であるが、近年の多くの研究によりWegner型評価と呼ばれる有界領域上の作用素の固有値の小区間における存在確率の評価が成り立てば解決出来ることが多いことがわかってきた。vector potentialがrandomな場合には考える作用素の2次形式がrandomな要素について単調性をもたないためにこのWegner型評価が成り立つかどうかよくわかっていない。しかし最近HislopとKloppによりrandomなvector potentialが小さい場合には確率空間上のvector場を用いることによりWegner型評価が示された。本研究ではこの方法を参考にしてvector potentialとscalar potentialがGauss型確率場を用いて定義される1つのまとまったクラスの作用素に対してWegner型評価を示し、局在の問題にも応用出来ることを示した。この結果はLeschkeの研究グループによって得られていたscalar potentialがGauss型確率場となっている場合の結果を部分的にvector potentialとscalar potentialが確率場として独立でない場合に拡張し、potentialの形もrandomな要素について単調性をもたない場合も含めて一般化したものとなっている。またHislopとKloppは合金型と呼ばれる格子の構造をもつ確率場を扱っているが、本研究の結果はこの合金型確率場に対する結果を部分的にGauss型確率場の様な格子の構造をもたない場合に拡張したものにもなっている。
茶成分の生理機能発現における一酸化窒素の役割に関する栄養生化学的

茶成分中に含まれる各種茶ポリフェノールにうちエピガロカテキン(EGC)が強い抗癌作用を持つこと、またその作用メカニズムにポリアミン代謝が関与する事を明らかにした。さらに詳細な作用メカニズムを調べるために癌遺伝子および細胞内シグナル伝達に及ぼす影響について検討した結果、癌遺伝子の一種であるc-fosの発現に影響を及ぼすことがわかった。また、シグナル伝達のうち細胞の増殖と密接に関連しているタンパクのチロシン残基のリン酸化について調べたところ、茶ポリフェノールはタンパクのチロシン残基のリン酸化、特に分子量4.2万と4.5万ダルトンのタンパクが特異的にリン酸化されることがわかった。これらのタンパクがどのような機能をもつかは今後の検討課題である。茶ポリフェノールが癌遺伝子やチロシンのリン酸化に影響を及ぼすという知見は新しいものであり茶の抗癌作用の解明に重要な手がかりを与えるものと考える。次に細胞内メッセンジャーとしての役割を持つ一酸化窒素との関係について検討した。一酸化窒素は生体内において血圧の上昇を抑制する血管内皮細胞由来の弛緩因子として発見され、その後血小板凝集阻害、マクロファージや好中球の細胞毒性などいろいろな役割を果たしていることが明らかにされている。本研究では一酸化窒素のこれらの生理作用が茶成分の生理作用との関連について検討した。その結果一酸化窒素生成量と抗癌作用との間に相関関係が認められ、お茶のいくつかの生理作用への一酸化窒素の関与が示唆された。さらに、本研究ではお茶の新たな生理作用を見出すために初代培養肝細胞を用い茶成分による肝細胞傷害の保護作用について調べた。その結果、エピガロカテキン(EGC)とエピガロカテキンガレート(EGCG)の2種のポリフェノールに強い保護作用が認められることがわかった。この保護作用に肝細胞のタンパクチオール基の茶成分による保護が関与していることを明らかにした。エールリッヒ腹水癌細胞において各種茶ポリフェノール類のDNA合成に及ぼす影響およびその作用メカニズムにについて検討した。茶ポリフェノール中、エピガロカテキン(EGC)とエピガロカテキンガレート(EGCG)が特にDNA合成の抑制に有効であり、カテキン(C)、エピカテキン(EC)及びエピカテキンガレート(ECG)はその効果が殆どなかった。次に、その作用メカニズムを調べるために細胞の増殖と密接に関連しているポリアミン代謝に及ぼす茶成分の影響、特にポリアミン合成の律速酵素であるオルニチン脱炭酸酵素活性に及ぼす影響を調べたところDNA合成に対すると同様の結果をえた。そして、EGCやEGCGによるODC活性の抑制はODCmRNA量が変化しないことより、転写レベル後に起こっていることを明らかにした。さらに茶成分の作用メカニズムを調べるために、癌遺伝子の発現に及ぼす影響をみたところ癌遺伝子の一種であるc-fosの発現を特異的に抑制していることがわかった。これらの結果は新しい知見であり茶の抗癌作用の解明におおいに寄与するものと思われる。さらに作用メカニズムを調べるために一酸化窒素(NO)をグリース試薬で定量したところ、NO生成量と抗癌作用との間に相関関係が認められた。しかし、この点に関してはESRでの測定により確認する必要がある。また、初代培養肝細胞における茶成分の肝傷害保護作用を調べたところ、ECGとEGCGが強く作用しその他のポリフェノール類は弱く、抗癌作用に有効な成分と少し異なることが明らかとなった。このことは茶ポリフェノールが複数のメカニズムで生体内において作用していることを示唆している。前年度の研究において、各種茶ポリフェノールのうちエピガロカテキン(EGC)が強い抗癌作用を持つこと、またその作用はポリアミン代謝の抑制を介していることを明らかにした。

今年度はさらに詳細な作用メカニズムを調べるために癌遺伝子および細胞内シグナル伝達に及ぼす茶ポリフェノールの影響について検討した。その結果癌遺伝子の一種であるc-fosの発現に影響を及ぼすことが明らかとなった。また、シグナル伝達のうち細胞内の増殖と関連しているチロシンのリン酸化について調べたところ、茶ポリフェノールはタンパクのチロシン残基のリン酸化、特に分子量4.2万と4.5万ダルトンのタンパクを時間および濃度依存的に促進することがわかった。これらのタンパクがそのような機能をもつかは今後の検討課題である。茶ポリフェノールが癌遺伝子やチロシン残基のリン酸化に変化させるという知見は新しいものであり茶の抗癌作用の解明に重要な手がかりを与えるものと考える。次に細胞内メッセンジャーとしての役割を持つ一酸化窒素との関係について検討した。一酸化窒素は生体内において血圧の上昇を抑制する血管内皮細胞由来弛緩因子として発見され、その後血小板凝集阻害、マクロファージや好中球の細胞毒素などいろいろな役割を果たしていることが明らかにされている。本研究では一酸化窒素のこれらの生理作用が茶成分の生理作用とよく似ていることに着目し研究を行った。その結果一酸化窒素生成量と抗癌作用との間に相関関係が認められ、お茶のいくつかの生理作用に一酸化窒素の関与が示唆された。さらに本研究ではお茶の新たな生理作用を見つけるために初代培養肝細胞を用い茶成分による肝細胞傷害保護作用について調べた。その結果エピガロカテキン(EGC)とエピガロカテキンガレート(EGCG)の2種のポリフェノールが強い保護作用を有することがわかった。そしてこの保護作用は肝細胞のタンパクチオール基の保護を介しておこることを明らかにした。
マルチコア・メニーコア組込みシステム向け言語仮想機械のメモリ管理

本研究では,マルチコアやメニーコアプロセッサを使った組み込みシステムで動作する言語仮想機械に適したごみ集め(GC)の開発を行った.本研究では主に以下の成果を得た.(1)実時間アプリケーションに適した既存の並行コピーGCを実装し問題点を発見して改良した.(2)それを基にして新しい並行コンパクションGCを開発した.(3)GCの消費電力を削減する手法を開発した.(4)バグを発見するプログラム解析ツールを開発した.サブテーマAでは,並行にコピーGCを行うSapphire GCのアルゴリズム(既発表であるが実装は公開されていない)をJikes RVMに実装し,それを応用して並行に部分コンパクションを行うGCを開発する予定であった.並行部分コンパクションは限られたメモリでリアルタイムアプリケーションを実行し続けるためには欠かせない技術である.Sapphire GCの実装にあたって,発表されている論文を調査したところ,参照型の扱いが省略されており,このままではフルセットのJavaを用いてリアルタムアプリケーションを開発できるようにするという目標が達成できないことが分かった.そのため,並行に参照型を扱う方法を開発した.また,ソフトウェアトランザクショナルメモリのアイデアを用いて,アプリケーションと並行して高速にコピーを行う方法を開発し,Sapphire GCを改良した.しかし,これらの開発に時間を要したため,部分コンパクションの完成には至らなかった.サブテーマBでは,マルチスレッドに対応したメモリアロケータとスナップショットGCをAndroidに実装し,今後の研究の土台とする計画であった.マルチスレッドに対応したメモリアロケータの実装は完了し,研究会において発表した.スナップショットGCの実装は翌年度の課題として持ち越した.以上の研究以外に,バッテリ駆動デバイスで課題となる消費電力の削減に関する研究も行った.その結果,GC中のCPUの動作周波数を下げることで,あまり実行速度を落とさずに消費電力を下げる方法を開発した.本研究では,複数のCPUコアを搭載した組込みシステムを対象にして,アプリケーションソフトウェアの動作を妨げないガベージコレクション(GC)を開発している.課題のひとつは(1)アプリケーションが使っていないコアを活用してアプリケーションと並行してGCを行う並行GCの新しい方式を開発し,アプリケーションと並行に実行できない処理を削減することと,停止時間やGCのために余分に必要になるメモリの量を見積れるようにすることである.もうひとつは,(2)コンパクションを行うことでメモリフラグメンテーションを解消して,長時間実行し続けるアプリケーションでも安定して動作するようにすることである.さらに,(3)GCにより消費される電力を削減することである.これらの課題を解決するGCを開発しAndroidの仮想機械(VM)であるARTに実装して評価を行っている.今年度の成果は以下の通りである.(1)本研究で開発している並行スナップショットGCをARTに実装して性能を評価した.並行スナップショットGCでは,アプリケーションを無制限に停止する必要がない代わりに,処理を繰り返えして収束させる必要がある.停止時間が短かくなったこと,実際にはすぐに収束し,繰返しは問題とならないことを確認し,国内の会議で発表した.(2)本研究では既存の並行コピーGCであるSapphireアルゴリズムをコンパクションに応用する予定である.昨年度に引き続きSapphireアルゴリズムを研究用Java VMであるJikes RVMに実装し,アルゴリズムの検証と洗練を行っている.成果を国際会議で発表した.(3)GC中にCPUの動作周波数を下げることで,あまり性能を落とさずに効果的に消費電力を下げる手法を研究している.実際のスマートフォンで効果を確認した.また,世代別GCに適用する方法を国内の会議で発表した.マルチコア組み込みシステム向けの言語仮想機械のガベージコレクション(GC)に関する研究を行った.コンパクション機能を持つ実時間GCアルゴリズムを開発しており,そのアルゴリズムのモデル検査や,実証実験に向けたAndroidへの実装を進めた.また,消費電力を削減する技術の研究も進めた.アルゴリズムが正しいかどうかの検証のために,コンパクションの中心部である並行コピー(アプリケーションが動作している間にアプリケーションが扱うデータをコピーする操作)のプロトコルをモデル検査した.GCアルゴリズムのモデル検査には既存研究があるが,CPUのメモリ一貫性モデルを考慮した現実的な設定でのモデル検査はこれまでに行われていなかった.実証実験に向けたAndroidへの実装では,当初はAndroidで使われていたDalvik VMを対象に実証実験を計画していた.しかし,研究期間中にAndroidの新しい仮想機械であるARTが発表されたため,研究のインパクトを維持するためにARTに実装して実証実験をすることにした.ARTはDalvik VMに比べ巨大で複雑な構造をしていたため,本研究では,開発しているコンパクションアルゴリズムを,アプリケーションを止めた状態で動作させ,実装方法を確認するためのプロトタイプを開発することにした.その成果はプログラミングおよびプログラミング言語ワークショップで発表した.アプリケーションと同時に動作させるためには,膨大な仮想機械のソースコード中に適切にバリアを挿入する必要がある.そのために,ソースコードを解析してバリアを挿入する箇所を機械的に挿入する方法を研究した.その成果を応用した論文が情報処理学会論文誌プログラミングに掲載される予定である.最後に,GC中に周波数を下げて消費電力を削減する手法の研究を進め,マルチコア上の並行GCに適用する方法を開発した.その成果はプログラミングシンポジウムで発表した.本研究では,マルチコアやメニーコアプロセッサを使った組み込みシステムで動作する言語仮想機械に適したごみ集め(GC)の開発を行った.本研究では主に以下の成果を得た.(1)実時間アプリケーションに適した既存の並行コピーGCを実装し問題点を発見して改良した.(2)それを基にして新しい並行コンパクションGCを開発した.

(3)GCの消費電力を削減する手法を開発した.(4)バグを発見するプログラム解析ツールを開発した.並行スナップショットGCの実装は予定通り進捗している.コンパクションはAndroidへの実装が遅れているが,これは本年度中にAndroidの新しいバージョンがリリースされ,これまでと全く異なるVMが使われるようになったためである.Jikes RVM上でのアルゴリズムの検証と洗練は順調に進んでおり,来年度に実装できると考えている.消費電力の削減は当初は予定していなかった項目であるが順調に進展している.以上より,全体としてはおおむね順調に進展していると判断する.プログラミング言語と処理系遅れているコンパクションのAndroidへの実装に研究資源を多く配分する.具体的には,コンパクションアルゴリズムの基本部分の実装を代表者と共同研究者が分担して行う.また,ミーティングの頻度を月1回に増やして,連携を緊密にすることで研究を加速させる.サブテーマAでは部分コンパクションの開発が,サブテーマBではスナップショットGCの実装が翌年度の課題として持ち越されているが,一方で,消費電力を削減する手法を開発し学会発表および特許出願を行った.また,サブテーマAで行った,トランザクショナルメモリのアイデアを用いた並行コピーGCの改良は,翌年度に計画しているキャッシュをうまく利用する改良に含まれ,その部分では計画が前倒しで行われている.そのため,全体としては,おおむね順調に進展していると判断した.本年度は組込みシステム向けメニーコアプロセッサの機種選定と購入を予定していたが,検討の結果,組込みシステム向けのメニーコアプロセッサの普及が当初の見込より遅いため購入しないことにした.この予算の一部は,当初は予定していなかったが成果が見こめる消費電力削減のための実験機材の購入にあてた.また,海外の研究者の訪問を予定していたが日程が合わず延期している.実時間コンパクションの開発を行うサブテーマAとして,本年度から持ち越した部分コンパクションのアルゴリズムの開発とJikes RVMへの試験実装を行い,年度後半にAndroidへの統合にとりかかる.プロセッサ間の干渉が少ない実時間GCを行うサブテーマBでは,Androidを対象に研究を行っている.最新バージョンのAndroidでは当初利用することを計画していたDalvik VMの他にARTという新しいVMが試験的に利用可能になっている.そのため,ARTに移行するかどうかの検討を行い,移行する場合は本年度実装したマルチスレッドに対応したメモリアロケータをARTに移植する.
日本の医科大学における問題解決学習の発達

本研究の目的は、日本ではチュートリアル教育と呼ばれる、PBL(問題解決型学習)教授法についてである。現在、一般的にチュートリアル教育と呼ばれているPBL(Problem-based Learning:問題解決型学習)は、医学教育のグローバル化に合わせるように、1990年に日本へ初めて導入された。日本の医科大学へカリキュラムとして導入されて以来、過去20年間における進化と現在の日本でのPBLモデルについての検討である.PBL(Problem Based Learning)教育の発展過程に関する情報の収集を続け、日本の大学医学部におけるPBL教育の発展過程に関する基本情報を収集した。神戸医科大学のPBLチュートリアルスタイルを調査し、チュータープログラムコーディネーターの開発について議論し、IPW(インター専門家ワークショップ)に出席した。佐賀医科大学ではアクティブなプログラムを調査することができた。オーストラリア医科大学では、PBLに関する人的ネットワークを使い、情報の収集をスムーズに行うことができた。JALT(全国語学教育学会)第39回全国語学教育学会年次国際大会では「医師の生涯学習スキル開発におけるPBLの役割」についてのポスタープレゼンテーションとスピーチプレゼンテーションを行いました。日本の医科大学へカリキュラムとして導入されて以来、過去20年間における進化と現在の日本でのPBLモデルについての検討である.PBL(Problem Based Learning)は30年ほど前にカナダで始められた「問題解決型授業」形態を指す。学生の自主的学習を促し、日本の多くの医学部にも取り入れられているが、各大学での実態および海外との比較調査はなされていない。まず日本の大学医学部におけるPBL教育の発展過程に関する基本情報を収集した。東京女子医科大学は、日本のPBLのフロンティアと考えられ、東京女子医大を訪問し、インタビュー調査を行った。その後、岐阜大学医学部、藤田保健衛生大学、近畿大学医学部、および鹿児島大学を対象に訪問調査し、浜松医科大学でのPBLプログラムと比較した。さらに海外の現状と比較するため、クイーンズランド医科大学(オーストラリア)・ハワイ医科大学(アメリカ)のPBLプログラムを調査し、オーストラリア・シンガポール・アメリカの医科大学に赴き、医学生と医師(講師)にPBLに関するインタビュー調査を実施した。さらに、PBLの将来像がどうあるべきか、どう変わるべきかについてオーストラリアのPBLプログラム管理者と話し合いを行った。また、ハワイで開催された国際PBL Workshopsに出席し、現地でアメリカ人医大生と意見交換するとともにPBLに関する情報を収集した。これまでの研究により、PBLに関する情報収集の人的ネットワークが形成された。海外調査の結果、海外ではPBLからCase Based Learning、Team Based Learningへと教育プログラムへの変化が進行中であった。また、国内研究では期間中に、医学生向けのPBL教育に関するアンケート調査票を完成し、また各大学医学部でのPBL教育に関する実態調査票を作成した。本研究の目的は、日本ではチュトリアル教育と呼ばれる、PBL(プログラム・ベース・ラーニング)教授法についてである。日本の医科大学へカリキュラムとして導入されて以来、過去20年間における進化と現在の日本でのPBLモデルについての検討である。2014年は日本の医科大学でのチュートリアル教育に関する情報やデータの収集を継続した。佐賀医大と東京女子医大のPBLチュートリアルスタイルの方向性を検討し、収集したデータをオーストラリアの医療カレッジで収集したデータと比較した。その収集された情報をもとに、日本のチュートリアル教育コーディネーターと議論し、意見集約した。この研究は、以下の質問に答えるために行われた。1.PBLは日本の医科大学教育システムへ成功裡に導入されていますか?はい、チュートリアルプログラムは、日本の80校ある医科大学のうち、75の医科大学で導入されています。2.PBLは、日本の医学教育の有効性を改善するのに役立っていますか?日本の医学教育は変革されていますが、チュートリアル教育についてはまだ調整中の状態にあります。2016年から日本の大学で新しい医学カリキュラムが導入されることになり再びチュートリアル教育に変化が生じています。3.日本の医科大学のPBLと外国の医科大学のPBLの進化の違いは何ですか?日本の大学はPBLを採用し、より日本の教育環境に合わせてハイブリッドスタイルに発展させました。それは日本人学生が共同学習と高次の学習スキルに必要となるコミュニケーションスキルの開発を支援するものです。4.日本のPBLは、現在日本独自のスタイル(ジャパニーズ・フェイス)を持っていますか?はい、日本のチュートリアル教育は、日本の教育者や管理者そして医学生などからの様々な要求を考慮して日本独特のものになっています。昨年よりも仕事の量が増大したため、研究のための時間を取るのが困難であり、また、科研費の使用方法が外国人研究者にとって難しく、問い合わせ等に時間がかかったため、遅くなったと考えられる。(3)やや遅れている。初めて課題が科研費に採択されたが、科研費の使用方法について外国人研究者にとってわかり易い指針が示されておらず、事務に尋ねても明確な答えが出るまでに時間がかかり、何が研究費を使用して可能かが、外国人研究者には理解しにくかったことも遅延の要因になっている。計画の遅れを取り戻しながら、昨年提出した研究計画書に従って研究を進めます。現時点では、宮城、神奈川、佐賀、沖縄の医科大学への訪問するために科研費を使用する予定です。
高等植物細胞膜に局在するGタンパク質複合体に関する生化学的研究

G-蛋白質サブユニットのcDNAクローニングおよび塩基配列の解析(1)イネ緑葉より単離したPoly(A+)RNAより、クローニングベクターlambdaZAPを用いて、cDNAライブラリーを作成した。(ライブラリーサイズ;1×10^6)(2)alphaサブユニットに対するcDNAクローニングalphaサブユニットに対するcDNAクローニングは、アラビドプシスのalphaサブユニットのcDNA断片をプローブとし、上記イネライブラリーよりスクリーニングした。この結果、全長炊く1.6KbpのcDNAを含むクローンを得た。部分的な塩基配列を解析したところ、アラビドプシスと高い相同性領域(40アミノ酸中、36個)が確認された。現在、全塩基配列を決定中である。(3)betaサブユニットに対するcDNAクローニングbetaサブユニットに対するcDNAクローニングは、クラミドモナス、鶏、人間等のbetaサブユニットに高い相同性を示す領域を含むcDNA断片をプローブとし、上記イネライブラリーよりスクリーニングした。この結果、全長約1.2KbpのcDNAを含むクローンを得た。部分的な塩基配列を解析したところ、クラミドモナスと高い相同性領域(30アミノ酸中、25個)が確認された。alphaサブユニットに対する転写産物は、Northern hybridazationにより解析した。緑葉に、約1.6Kbの転写産物を検出した。暗所下で生育した茎、葉には検出されなかった。betaサブユニットに関しては、現在、解析中である。
追跡眼球運動に対する脳幹カテコラミン系の関与についての神経生理学的研究

日本ザルにマイクロコンピュ-タを用いて追跡眼球運動の訓練をした。これはブラウン管上に水平方向をサイン波(0.33Hz,20°)で移動する緑色の光点を出し、この光点の色が短時間赤色に変わった時、サルがテコを押すと一滴のジュ-スを与えることによって行なった。サルの頭部の固定には、新たに開発した慢性実験用脳定位固定装置(成茂,SHー50)を用い、眼位の測定にはEOGまたはサ-チコイルを用いた。訓練の完成したサルに種々の薬物を全身投与又は脳内微量注入し、その追跡眼球運動への効果を調べた。この結果以下の所見を見出した。1.中枢ノルアドレナリン系活動を亢進させる薬理学的操作、すなわち、メタンフエタミン、エヘスドリン,ヨヒンビンの全身投与又は,ヨヒンビンの青斑核内への微量注入はいずれも、不必要な衝動性眼球運動の混入(saccadic intrusion)を増加させた。2.中枢ノルアドレナリン系活動を低下させる薬理学的操作、すなわち、クロ-ニジン、ペントバルビタ-ルの全身投与又は,クロ-ニジンや6ーハイドロキシド-パミンの青斑核内微量注入はいずれも、滑動的追跡眼球運動の不能と段階状波または短形波による追跡(saccadic smooth pursuit)をもたらした。saccdic intrusionとsaccadic smooth pursuitの違いは、前者のsaccadeはほとんど常に目標位より行き過ぎがあり、後戻りを必要とするのに対して、後者では行き過ぎが無い点にある。我々は過去の研究で、分裂病に特微的な皮膚電気反応の異常,すなわち馴化障害と無反応はいずれも中枢ノルアドレナリン系の過活動及び低活動によって再現出来ることを見出したが,今回の研究により分裂病に特微的とされる追跡眼球運動の2つの異常所見も中枢ノルアドレナリン系の異常により説明が可能となった。
ヒト前立腺癌におけるインテグリンベータ4の発現とその意義

本研究ではintegrin β4が,ヒト前立腺癌において,進展を促進するように働いていると予想し,その仮説を検討する目的で,ヒト前立腺癌培養細胞DU145やLNCapにおいて,β4がどのような役割を担っているのか,またヒト前立腺癌組織における,β4とその関連分子の発現はどうなのか,などについて検討した.ヒト前立腺癌細胞において,β4はErbB2やc-Metと結合し,そのチロシンリン酸化を増強させて,in vitroにおける増殖や浸潤の増強,アポトーシスの抑制,さらにin vivoでの腫瘍増大に関与していることが判明した.またヒト前立腺癌組織において,免疫染色にてβ4の発現を検討したところ,半数以上の症例で腫瘍細胞に発現が認められ,β4を発現している腫瘍細胞は,ErbB2やc-Metも発現していることが多いことが判明した.以上から,β4が,ヒト前立腺癌において,ErbB2やMetシグナリングと関わり,腫瘍の進展を促進するように働いている可能性が示唆された.本研究ではintegrin β4が,ヒト前立腺癌において,進展を促進するように働いていると予想し,その仮説を検討する目的で,ヒト前立腺癌培養細胞DU145やLNCapにおいて,β4がどのような役割を担っているのか,またヒト前立腺癌組織における,β4とその関連分子の発現はどうなのか,などについて検討した.ヒト前立腺癌細胞において,β4はErbB2やc-Metと結合し,そのチロシンリン酸化を増強させて,in vitroにおける増殖や浸潤の増強,アポトーシスの抑制,さらにin vivoでの腫瘍増大に関与していることが判明した.またヒト前立腺癌組織において,免疫染色にてβ4の発現を検討したところ,半数以上の症例で腫瘍細胞に発現が認められ,β4を発現している腫瘍細胞は,ErbB2やc-Metも発現していることが多いことが判明した.以上から,β4が,ヒト前立腺癌において,ErbB2やMetシグナリングと関わり,腫瘍の進展を促進するように働いている可能性が示唆された.種々の癌においてintegrin β4は, MetやerbB2などのreceptor tyrosine kinase(RTK)の活性増強を介して,腫瘍の進展を促進する重要な役割を担っている.本研究では, integrin β4がヒト前立腺癌においても,進展を促進するように働いていると予想し,その仮説を検討する目的で, 1)ヒト前立腺癌組織における, integrin β4およびMetやerbB2などの既知の関連分子や新規の関連分子の発現と臨床病理学的な検討, 2)ヒト前立腺癌培養細胞を用いた,前立腺癌においてintegrin β4が関与するメカニズムの研究を行う.平成20年度は,目的1)の検討を行うために,研究実施計画に基づいて約30症例の凍結標本採取を,標本の採取に同意された患者さんの手術検体から行った.これらの検体を病理組織学的に検討したところ,臨床病期分類(TNM分類)では, pT2(24例)およびpT3a(6例)の症例であり, Gleason分類では,スコア7(20例), 8(5例)および9以上(5例)で,またWHO分類では,グレード3(14例), 4(10例), 5(4例)および6(2例)で構成されていた.採取した前立腺癌凍結標本のうち, 2例についてDNA microarrayにて検索したところ,癌部においてintegrin β4およびMetやerbB2などのRTKの発現を確認した.詳細な解析は平成21年度に行う予定である,また4例行ったin situ hybridizationにおいても, 2例にこれらの発現を認めた.免疫組織学的に検討したところ, integrin β4の発現を約30%で認め, MetやerbB2の発現も確認したことから,新規分子も含めて, integrin β4と共発現する分子を平成21年度も検討する.目的2)の検討を行うため, integrin β4のshort hairpin部分に対するRNA interference(RNAi)を,ヒト前立腺癌培養細胞DU145に行ったところ, TRAILに対するアポトーシスが増強することを確認し,第67回日本癌学会で報告した. Integrin β4に対するRNAiが及ぼす影響については平成21年度も引き続き検討する.Integrin β4を内在性に発現しているヒト前立腺癌細胞DU145を用いて,sh-RNAにてintegrin β4をノックダウンしたクローンを作製し,in vitroでの増殖能やアポトーシスにおける影響を検討した.その結果,コントロール細胞に比較して,ノックダウン細胞において,増殖能は有意に低下し,またTNF-α-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL)により誘導されるアポトーシスが有意に増加した.またin vivoにおいて,これらの細胞のヌードマウス皮下におけるxenograftの増殖能をみたところ,ノックダウン細胞において,腫瘍の増殖能は有意に低下した.さらに,integrin β4を発現していない,ヒト前立腺癌細胞LNCapを用いて,integrin β4をトランスフェクションして高発現させて,その増殖能を検討したところ,トランスフェクション細胞において,コントロール細胞に比較して,増殖能が有意に増加することを確認した.またintegrin β4のトランスフェクション細胞は,Phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)/2-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate (TPA)により誘導されたアポトーシスを有意に減少させた.

さらにこれらの細胞を用いて,ヌードマウス皮下におけるxenograftの増殖能をみたところ,トランスフェクション細胞において,腫瘍の増殖能が有意に増加した.以上より,ヒト前立腺癌において,integrin β4が腫瘍細胞のin vitroにおける増殖能やアポトーシス,およびin vivoにおけるxenograftの増殖能に関与している可能性が示唆された.Integrinβ4, ErbB2およびMetを内在性に発現しているヒト前立腺癌細胞DU145を用いて,sh-RNAにてintegrinβ4をノックダウンしたクローンを作製し,ErbB2やMetに与える影響を検討した.その結果,ノックダウン細胞において,ErbB2とヘテロダイマーを作るErbB3のリガンドであるHeregulin(HRG)や,MetのリガンドであるHepatocytegrowthfactor(HGF)を投与して刺激した際に,ErbB2やMetのチロシンリン酸化が,コントロール細胞に比べて有意に減少した.またこれらのリガンドで刺激した際の遊走能,浸潤能および増殖能を検討したところ,ノックダウン細胞でこれらの能力が有意に減少することを確認した.さらに,integrinβ4とMetを発現していないが,ErbB2を発現するヒト前立腺癌細胞LNCapを用いて,integdnβ4をトランスフェクションして高発現させて,ErbB2のチロシンリン酸化に与える影響をみたところ,トランスフェクション細胞において,HRGで刺激した際のErbB2のチロシンリン酸化が有意に増加することを確認した.またトランスフェクション細胞が,増殖能を増加させることも確認した.次に,ヒト前立腺癌組織において,integrinβ4の発現を検討したところ,半数以上の症例で癌細胞にintegrinβ4の発現を認めた.またintegrinβ4を発現している癌細胞の多くが,ErbB2やMetを共発現していることを確認した.このことから,ヒト前立腺癌細胞のみならず,ヒト前立腺癌組織においても,integrinβ4とErbB2やMetが強く関わっている可能性が示唆された.臨床病理学的な検討では,integrinβ4の発現とGleason分類などとの関連性は認められなかった.以上より,ヒト前立腺癌において,integrinβ4がErbB2やMetのチロシンリン酸化をコントロールすることにより,それらを発現する腫瘍細胞の進展に関与している可能性が示唆された.
発声訓練法の空気力学解析に基づく発声機構の解明

内視鏡の鉗子孔を利用したプローブ型マイクロホンを用いて、喉頭ファイバースコープの先端部で呼気流を測定する。声門上部の声帯振動や空気力学的特性の変化を、ヒトの発声時の音圧変動を声門上から咽頭まで計測し分析を行っている。さらに、チューブ発声等の負荷条件を変化させて音圧変動、周波数分布の解析を行っている。空気力学的なパラメーターの測定を継続して実施しているが、これまで得られた結果では、声門上部の音圧は、声門上の音圧は口元から放射される音圧より大きな音圧が計測されている。また、計測点が声門上から離れて上方に移動させて喉頭蓋上部に移動しても、測定位置による基本周波数の音圧の大きさに明らかな変化は見られていない。異なる母音で自然な発声を行い、声門上部および口元から放射される音声の高周波成分,フォルマントの比較検討を行い、解析をさらに進める。今後もチューブ発声等の負荷条件が変化したことによる声門上部の空気力学的特性を実証的に分析を続け、音声訓練の最適条件、さらには音声機構の解明へと発展を目指す。内視鏡の鉗子孔を利用したプローブ型マイクロホンを用いて、声門上部の音圧変動、チューブ発声での周波数特性解析を行っている。異なる母音での発声によるフォルマントの解析を行っている。喉頭ファイバースコープを経由して声門上部における呼気流の変化を分析する。チューブを咥えながら自然な発声を行い、チューブ発声の有無で、声門上部の音圧変動、流速変動、声帯振動がどのように変化するかを明らかにする。チューブによる共鳴腔の延長、声帯への圧力負荷による影響を空気力学的に解析する。異なる母音での発声によるフォルマントの解析を行い,声門上部とおよび口元から放射される音声との比較検討を行う.得られた知見を国内、国外の学会で発表する。今後もチューブ発声等の負荷条件が変化したことによる声門上部の空気力学的特性を実証的に分析を続け、音声訓練の最適条件、さらには音声機構の解明へと発展させることを目標にしている。概ね予定通り使用している。
ブレイン宇宙の幾何学的構造

1.ブレイン宇宙モデルの大域的構造を研究した.空間的に一様等方なブレイン宇宙では初期特異点は因果的に点的であり,宇宙の地平線問題は存在しないことを示した.また,ブレイン上の重力波は見かけ上光速を超えることを示した.ブレイン宇宙など,高次元時空に埋め込まれた部分多様体のもつ等長変換群を生成するキリングベクトル場を7つの族に分類した.2.高次元時空におけるブラックオブジェクトの形成に関する研究をおこなった.無限に長く分布する物質が存在する場合,物質分布が十分細ければ,ブラックストリング的な見かけのホライズンが形成されることを明らかにした.これより,5次元時空のアインシュタイン理論におけるホライズン形成の必要条件に関する予想(ハイパーフープ予想)を提案した.また,5次元Einstei-Maxwell系で,無限遠においてコンパクトな余剰次元をもち,かつ,4次元的に平坦な時空に漸近するような性質をもつブラックホール解を構成し,特異点,事象の地平線など幾何学的な性質を明らかにした.3.弦理論およびM理論における研究を動機として,Einstein計量を研究した.5次元anti-de Sitter Kerrブラックホール解を使って,新しいEinstein計量を誘導した.さらに,これらの計量をゲージ理論/重力理論対応の視点から議論した.1.ブレイン宇宙モデルの大域的構造を研究した.空間的に一様等方なブレイン宇宙では初期特異点は因果的に点的であり,宇宙の地平線問題は存在しないことを示した.また,ブレイン上の重力波は見かけ上光速を超えることを示した.ブレイン宇宙など,高次元時空に埋め込まれた部分多様体のもつ等長変換群を生成するキリングベクトル場を7つの族に分類した.2.高次元時空におけるブラックオブジェクトの形成に関する研究をおこなった.無限に長く分布する物質が存在する場合,物質分布が十分細ければ,ブラックストリング的な見かけのホライズンが形成されることを明らかにした.これより,5次元時空のアインシュタイン理論におけるホライズン形成の必要条件に関する予想(ハイパーフープ予想)を提案した.また,5次元Einstei-Maxwell系で,無限遠においてコンパクトな余剰次元をもち,かつ,4次元的に平坦な時空に漸近するような性質をもつブラックホール解を構成し,特異点,事象の地平線など幾何学的な性質を明らかにした.3.弦理論およびM理論における研究を動機として,Einstein計量を研究した.5次元anti-de Sitter Kerrブラックホール解を使って,新しいEinstein計量を誘導した.さらに,これらの計量をゲージ理論/重力理論対応の視点から議論した.高い次元に埋め込まれた膜は,埋め込み方を特徴付ける外的な幾何で記述される.この点に着目して,ビッグバン・ブレイン宇宙モデルの大域的構造を研究した.空間的に一様等方な標準宇宙モデルでは宇宙の初期特異点は空間的になるが,ブレイン宇宙では初期特異点は因果的に点的であり,宇宙の地平線問題は存在しないことを示した.また,平坦なモデルと開いたモデルには光的な特異点が現れることを見出した.また,ブレイン宇宙では4次元宇宙である膜は5次元バルク時空の場に対して時間的に運動する境界面となり,量子論的に場の量子が生成される.簡単な膨張ブレイン宇宙モデルを用いて,生成されるエネルギー運動量を評価し,この放射が重要になるのは,宇宙の物質密度のスケールが1TeV程度のときであることを示した.重力崩壊で形成される裸の特異点が観測的にどのように見えるかについて数値的に解析し,結果として,裸の特異点は円盤状に観測され、中心に近いほど赤くなることを明らかにした.5次元時空におけるブラックホール地平線(apparent horizon)の形成条件に関して研究し,重力定数x質量より小さな面積をもつ2次元面が、あらゆる方向から通り抜けられるような領域に質量Mが押し込められるとき、地平線が形成される」という高次元hoop conjectureを提案した.重力を含む統一理論の観点から興味深い高次元重カインスタントンにたいし,新しい解を見出し,それが1径数族をなすことを示した.高次元宇宙モデルの時空構造を,時空の特異点の観点から研究した.ひとつは,特異点が存在しないコンパクトなEuclid計量をもつEinstein空間の構造を調べた.空間構造をQUATERNIONIC KAHLER多様体上のSU(2)バンドルと仮定し,Einstein方程式を常微分方程式に帰着させ,それを数値的に積分することによって解を求めた.その結果,新しい解を見つけると共に,この仮定の元での解を分類することができた.また,重力崩壊によって裸の特異点が発生する時空で,それがどのように見えるのかを解析した.裸の特異点は点ではなく,円盤状に見えることを明らかにした.次に,ブレイン宇宙モデルでの重力現象を研究した.ブレインがヌル方向に外的曲率をもつような宇宙モデルとしてEinsteinの静的宇宙をブレインに拡張し,反ド・ジッター時空に埋め込まれているものを考え,ブレイン上でノイマン境界条件を満足するような波動を解析した.波動の固有関数はブレインに沿った波長が短くなるとブレイン近傍に局在化することが明らかになった.また,固有関数の分散関係を調べることによって,4次元ブレイン上を伝播する重力波の伝播速度を考察した.その結果,固有関数の拡がりが反ド・ジッター時空の曲率のスケールに比べて大きい場合はブレインに沿った伝播速度が光速を超えることがわかった.これは,ブレイン宇宙を検証する上で興味ある結果である.

ブレイン宇宙など,高次元の最大対称時空を標的時空として埋め込まれた部分多様体のもつ対称性は,標的時空のもつ等長変換群の部分群となる.この部分群の選び方は無限の可能性があるが,連続的な部分群を生成するキリングベクトル場を等長変換の引き戻しによって分類した.その結果,キリングベクトル場は数個の族に分類されることが明らかになり,族の個数は標的時空の等長変換群の構造に依存することがわかった.回転するブラックホールや帯電したブラックホール時空は,時空の全領域の初期値問題が定義できないという,病的な大域的因果構造をもっている.5次元の帯電したブラックホール時空について,球対称な地平線の形が外的な要因によって3軸不等に変形された場合,大域的な時空構造が変化して時空特異点が空間的になり,時空の全領域に初期値問題が定義できることを明らかにした.ブレイン上の球対称重力崩壊の重力場の性質は,高次元において軸対称な崩壊の重力場に近似できる.そこで円筒対称な完全流体の重力崩壊の性質を研究した.その結果,裸の特異点が中心に存在するが,その重力場の強さは弱いものであることがわかった.高次元ブラックホール解の構成に関して(1)複数の角運動量を持つ高次元Ads Kerrブラックホール解(2)上記ブラックホールから、ある種の極限を取ることにより得られる非一様なEinstein計量の族,という2つの成果が得られた.これらの新しいEinstein計量は,具体的に陽に座標を使って書かれておりブレイン宇宙への応用が期待できる.ブレイン宇宙など,高次元の最大対称時空を標的時空として埋め込まれた部分多様体のもつ対称性は,標的時空のもつ等長変換群の部分群となる.この連続的な部分群を生成するキリングベクトル場を等長変換の引き戻しによって分類した.一例として,4次元Minkowski時空では,キリングベクトル場は7個の族に分類されることが明らかになった.この結果は,一様なブレイン宇宙論を包括的に展開する端緒となる.また,5次元Einstei-Maxwell系で,無限遠においてコンパクトな余剰次元をもち,かつ,4次元的に平坦な時空に漸近するような性質をもつブラックホール解を構成し,特異点,事象の地平線など幾何学的な性質を明らかにした.コズミック・ストリングは合体し線密度の大きなストリングになりうる.そこで,ブレイン宇宙でこの合体がどの程度発生するかの評価を行い,重力崩壊してブラックストリングになるほど大きな線密度になりうるモデルパラメターの範囲を特定した.また,5次元一般相対論において、4次元的回転楕円体状に分布した質量が地平線を形成するための必要充分条件(ハイパーフープ予想)を数値的に明らかにした。高次元ブラックホール解とEinstein計量との関係を研究し,ブラックホール解から一連のコンパクトな多様体上のEinstein計量を導くことに成功した.また,ブラックホール解とEinstein-Sasaki空間との関連を見出すことによって,微分幾何学に基づく一般相対論と超弦理論に基づく統一理論の橋渡しに一つの可能性を開いた.
交通調整機能に着目した都市高速道路対距離料金制の運用方法についての研究

本研究では、交通調整機能に着目した都市高速道路の料金政策を理論的・技術的側面から提案する。1需要変動型利用者均衡配分に基づいた道路交通流解析技術を開発する。さらに、組み合わせ最適化問題として定式化し、都市高速道路の最適料金を決定する。2交通調整機能に着目して弾力的料金政策を提案する。このとき、都市道路網全体の経済便益による料金設定方法を提案する。3多様な料金政策の検討のため、知的情報処理(FL・NN・GA・ACOなど)を活用する。これより、膨大な計算を回避するメタヒューリスティックな解法を提案できる。これらの成果より、交通調整機能に着目した都市高速道路対距離料金の有効活用の体系的な整理を行う。初年度は、都市高速道路の対距離料金制を前提とした有効な交通調整方法を検討した。特に都市高速道路料金設定を都市道路網の次善料金問題(second best pricing problem)として定式化した。平成26年度の研究実績は以下に整理できる。1)都市高速道路料金の関連研究成果を整理した。都市高速道路の道路交通流解析技術として需要変動型交通量配分の適用を提案した。特に「ランプ間料金の設定」「OD需要関数設定」「乗り継ぎ交通量推計」を含む基本アルゴリズムを開発した。2)リンク単位の「限界費用価格」による最適料金設定理論を整理した。一方で現行の都市高速道路料金を政策変数とする「次善料金問題」を構成した。さらに、交通経済学・交通工学の知識を利用した「定量的評価モデル」を構成し、数値計算によるモデル分析を可能とした。3)都市道路網の対距離料金設定を利用者均衡制約下の最適化問題(MPEC問題)を定式化した。このとき現実規模の二段階問題の解法にメタヒューリスティクスの利用方法を検討した。4)都市高速道路の対距離料金設定に関する評価指標を検討する。ここでは時間短縮便益に加えて、二酸化炭素排出量の算定方法を検討する。特に都市高速道路対距離料金の拡張として、HV車両・EV車両に対する車種別料金の有効性を示した。5)都市道路網の対距離料金設定に関して需要変動型の利用者均衡状態を近似計算するNNモデルを作成した。すなわち料金パラメータ設定値から交通評価指標値を算定するモデルを提案した。簡便な非線形推計モデルにより最適化計算が飛躍的に効率化された。6)都市高速道路料金の現実的運用を検討した。特に交通需要の時間的・空間的変化を考慮した「時間帯別料金」「路線別料金」、環境負荷に関する「車種別料金」「低炭素車両料金」を検討するとともに具体的な定式化とインパクト算定結果を示した。平成27年度は研究の中間年度にあたり、都市高速道路の対距離料金の交通調整機能に加えて、都市道路網の交通運用の視点から、交通制御と料金政策の統合的技術の実証的な検討を行った。平成27年度の研究実績は以下のようにまとめられる。1)都市高速道路における料金設定に基づく自律的な交通調整と交通制御に基づく交通管理を統合した交通運用方式を提案した。このとき、都市高速道路の交通運用の評価のため、動的な道路交通状況の記述のため交通量配分(時間帯均衡配分)と交通シミュレーションの統合技術を提案した。2)つぎに、道路環境変化の影響を把握するため、道路利用者の意思決定過程をモデル化した。特に車両形式の変化(EV・HV・ULV)と車両利用特性に関連して、都市高速道路料金の弾力的運用方法に関する意識調査案を構成した。3)さらに、道路環境問題として、EV・HV・ULVの車両走行状態に対応した道路交通状態の変化を検討する。このとき道路交通政策として、CO2課金(低炭素車種別課金)を想定して「環境指標」の設定と経済的評価方法を検討する。4)都市高速道路の対距離料金制の現実的適用方法として、動的な交通制御と料金政策の統合的技術について、都市道路網の混雑改善効果について(海外で実行されている都市道路網の課金制度への拡張を含めて)、具体的ないくつかの運用方法を提案した。これより、都市高速道路の対距離料金制の実用的な運用方法が体系的に整理された。平成27年度は、中間年度にあたり、初年度に構築された都市高速道路の対距離料金解析システムを用いて、各種の対距離料金制に有効性を検討した。このとき解析技術面では、道路交通状態の時間的変化を考慮した交通運用を記述するために、都市高速道路の交通シミュレーションと一般道路網に対する利用者均衡分析を統合したモデル構成を提案した。また、一方で対距離料金政策に対して、道路交通環境(地球環境)負荷に関する追加的課金を目指した、低炭素車種別課金の基本的な構成について整理した。ここでは、道路混雑に関する課金(混雑料金)に加えて、一般道路を含めた広範な道路課金を実行している欧米諸国の先進的な方法論を具体的に整理したものである。このように中間年度に設定された各課題については、具体的な算定結果を与えるものとなっている。平成27年度計画において、いくつかの部分が未完了となっている。すなわち、理論的な統合モデルを用いた分析に加えて、実証データを用いた検証作業が十分ではない点、道路利用者の行動分析において、計画時に想定された実態調査について原案作成段階である点などが挙げられる。しかしながら、研究全般の進捗状況に対して大きな支障はなく、本年度の研究内容に関して、研究申請時の内容はほぼ達成されたものと考えられる。平成28年度は、前年度までに検討した都市高速道路の対距離料金制を、一般道路を含む都市高速道路網全体の交通運用に拡張する方法を議論するとともに、研究全体の整理を行った。具体的には、つぎのような成果が得られた。

1)都市高速道路対距離料金を都市道路網全般に拡張するための、基本的構成について海外の具体的事例を整理するとともに、理論的検討を行った。この際の現実的問題として、ETC車両の普及状況と交通情報提供(GPS通信技術など)の高度化が挙げられる。前年度までの料金評価モデルに関して一般道路を含む都市道路網の問題解決のための定式化を行った(秋山・奥嶋・井ノ口)。2)従来の償還原則および受益者負担原則に加えて、一般道路を含めた長期的需要変化の視点から、人口減少社会における需要変動を前提とした料金設定に基づく都市道路網の運用方法の検討を行った。また、価格弾力性を考えた民営事業としての利潤最大化について検討した(秋山・武藤・鈴木)。3)都市高速道路の交通運用に関する検討のための方法論を開発する。具体的には都市道路網の交通状況を記述するための交通量配分法と、都市高速道路の動的交通流変化を記述する交通シミュレーションを統合的に利用する。既存研究での時間帯別交通量保存を仮定した研究成果より、具体的な統合的な交通量推計モデルを構成した(奥嶋・井ノ口)。4)都市道路網全体の交通需要の時間的・空間的変化に対して、統合的な交通運用モデルを構成する。既存の混雑料金の概念を導入して最適化問題を構成する。また、低炭素社会における車両の多様化(低炭素車両の増大)に対する交通運用上の課題を整理する(秋山・奥嶋・井ノ口)。5)最終的に、都市高速道路全体の料金制度に着目した自律的交通調整方法として有効性を整理した(全員)。一部の研究成果については、交通工学研究会、ICOTA(数理最適化国際会議)で報告した。本研究課題に関する3ヵ年の期間を経て、需要変動型の交通量配分法に関して、1都市高速道路料金設定方法、2乗り継ぎ交通量の算定方法を確立して、基本的な手順として整理できた。学術的には都市高速道路交通流に関する基本的な解析方法が示された。さらに、都市高速道路の運用に関する道路交通流推計モデルの拡張として、1車種別料金設定に基づく道路交通流推計法と2確率的利用者均衡配分(SUE)に基づく利用経路特定からの交通流解析法を提案した。これより、現実的な都市高速道路に関する料金運用形態について多面的に評価することが可能となった。具体的な算定については、京阪神都市圏における阪神高速道路と一般道路によって構成される都市道路網に関して解析システムが構成できた。さらに、都市高速道路料金運用に関する課題として、初年度より検討を行ってきた、組み合わせ最適化に基づく都市高速道路料金設定に関して、1NN(ニューラルネットワーク)などの知的情報処理技術を利用した交通状況の推定法を提案した。2GA(遺伝的アルゴリズム)などの実用的な最適化技術(メタヒューリスティックアプローチ)の適用方法を検討した。これより、都市高速道路の料金設定においては、非線形型関数による料金設定が料金の多様性を確保できる点で有効性が高いことがわかった。