hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
硬X線撮像分光による原始星の構造と進化の研究

1.Chandra衛星でM17 HII領域を観測し、886ものYoung Stellar Objectsを検出した(Broos, et. al. 2007 ApJS)。その40%はAvが10等以上の減光を受けた若い天体であり、IRS5/UC1領域、Kleinmann-Wright天体、M17-Northといった有名な星生成領域や、新たに発見した、2pcの長さの孤状領域、0.1pcスケールの領域にある程度が付随していた。残りの減光を受けた天体は、集団で生まれている星よりも多く、分子雲全体に大きく拡散していた。M17には何百かのClass I原始星候補が存在するとされているが、結局そのうち64個からX線が検出された。2.すざく衛星による銀河中心方向のサーベイで、早期A型星から大きなフレアが受かった(Miura, et. al.2008 PASJ)。強い磁場が存在しないとされるA型星から、原始星と共通する大きなフレアが受かったことは驚きに値する。フレアループの磁場の強さは、50gauss、ループの長さは0.05AUと導けた。最も考えられうる放射機構は、そのA型星は他の星と近接連星系をなしており、相互作用を及ぼしあうことによって磁場が増幅されているという説である。3.すざく衛星を用いてM17 HII領域の拡がったX線成分を検出した。高電離状態の元素からの輝線を複数検出し、この拡がったプラズマは、300万度程度の単一温度の太陽コロナモデルでフィッティングできること、水素に対する元素の組成比は太陽組成比の0.1-0.3倍であること、元素同士の組成比はNeを除いて大体太陽組成と同等で、Neのみが太陽組成の2倍あることを明らかにした。これらの結果は我々の観測した5pc程度の拡がりのどこでも同じ結果であった。Chandra衛星でL1448星生成領域を観測し、17分×17分の視野内に72個のX線源を検出した。KPNO 4m望遠鏡で赤外線による追観測を行い、X線源のうち12個のIDをつけた。赤外線での限界等級は17等であった。これらのIDできたソースはX線帯域での平均エネルギー対X線・赤外線間のフラックス比のプロットで2つのグループに分かれた。X線スペクトル、X線の時間変動、および赤外線等級とカラーにより、一つは前主系列星および褐色矮星、もう一つは銀河系外天体であると結論できた。前者は今回の観測で新たに発見されたこの領域に付随する天体群で、全部で10個存在した。またL1448 IRS3という中間赤外線で確認されている原始星近傍からX線の兆候が見られた。ここからは我々の近赤外線観測では信号が検出できていないことから、非常に若く、分子雲に埋もれた原始星の可能性がある。(Tsujimoto et al.2005 AJ)オリオン分子雲の超長時間観測をChandra衛星で行い、主系列以前の星から中性鉄輝線を検出した(Tsujimoto et al.2005 ApJS)。検出したソースは127のサンプル中の7天体であり、それらは全て観測中にフレアを起こし、熱的なX線放射をし、近赤外対応天体をもっていた。それらのX線が大きな吸収を受け(NH>1x10^<22>cm^<-2>)、赤外超過を示していることから、この中性鉄輝線は磁気再結合でできたフレアループからのX線が星周円盤に照射し、吸収されて蛍光輝線として再放射されたものだと我々は解釈した。XMM-Newton衛星ではCepA領域のHH168ジェットをX線検出した(Pravdo & Tsuboi 2005 ApJ)。可視光で明るい複数のノットのすきまをX線ノットが埋めるような構造をしていた。またそのエンジンと考えられる原始星近傍から吸収を強く受けた硬X線を発見した。また、原始星の進化したなれの果てであるブラックホールと超新星残骸の研究を行った。(Mori et al.2005Advances in Space Research, Maedaet al.2005ApJ)2005年7月10日、X線天文衛星すざくが日本から打ち上がった。すざくはX線マイクロカロリメータの機能こそ失ったものの、X線望遠鏡、X線CCDカメラ、硬X線検出器を搭載し、大面積、広帯域、低バックグラウンド、優れたエネルギー分解能という特徴を生かして現在活躍中である。私がその開発に携わったX線CCDカメラの性能、原理(Koyama et a1.2007a)、および全体のシステムとしての性能(Mitsuda et a1.2007)についてまとめた。また、このすざくを実際に用いて以下の5つの研究を行った。1.距離が60275pcの近傍分子雲MBM12と、X線ソースがほとんど無い領域2つを観測し、MBM12の視野から6階電離した酸素からの輝線を検出した。これは太陽系を包む局所熱的プラズマ(Local Hot Bubble)からの熱的X線、もしくは太陽風と太陽系内の物質との電荷交換が起源であると結論付けた(Randall et a1.2007)。2.HII領域カリーナ星雲を観測し、拡がったX線放射を検出した。酸素およびさまざまな元素からの輝線が検出されたが、窒素の輝線は検出されなかった。

進化した大質量星では窒素が多くなっているので、拡がったX線放射は大質量星の星風起源ではなく、1つもしくは複数の超新星爆発が起源らしいことを明らかにした(Hamaguchi et a1.2007)。3.銀河中心からの拡がったX線放射を検出し、鉄、ニッケルからのさまざまな電離度の輝線、および鉄の吸収端の構造を明らかにした。温度が空間的に一様であることから、この放射は点源の集まりではなく、真に拡がった構造である示唆を得た。また水素対鉄の組成比は太陽のそれの3.5倍程度であることがわかった(Koyamaet a.2007b)。4.未知のTeV-γ線源HESSJ1804-216に対応していると考えられる2つの非熱的X線源を発見した(Bamba etal.2007)。5.盾座方向の銀河系サーベイにおいて、フレアソースを発見した。温度は7千万度、吸収は×10^<22>Hcm^<-2>であった。フレアの時間スケールから連星か、主系列に至っていない若い星であると考えられる(Yamauchi et a1.2007)。1.Chandra衛星でM17 HII領域を観測し、886ものYoung Stellar Objectsを検出した(Broos, et. al. 2007 ApJS)。その40%はAvが10等以上の減光を受けた若い天体であり、IRS5/UC1領域、Kleinmann-Wright天体、M17-Northといった有名な星生成領域や、新たに発見した、2pcの長さの孤状領域、0.1pcスケールの領域にある程度が付随していた。残りの減光を受けた天体は、集団で生まれている星よりも多く、分子雲全体に大きく拡散していた。M17には何百かのClass I原始星候補が存在するとされているが、結局そのうち64個からX線が検出された。2.すざく衛星による銀河中心方向のサーベイで、早期A型星から大きなフレアが受かった(Miura, et. al.2008 PASJ)。強い磁場が存在しないとされるA型星から、原始星と共通する大きなフレアが受かったことは驚きに値する。フレアループの磁場の強さは、50gauss、ループの長さは0.05AUと導けた。最も考えられうる放射機構は、そのA型星は他の星と近接連星系をなしており、相互作用を及ぼしあうことによって磁場が増幅されているという説である。3.すざく衛星を用いてM17 HII領域の拡がったX線成分を検出した。高電離状態の元素からの輝線を複数検出し、この拡がったプラズマは、300万度程度の単一温度の太陽コロナモデルでフィッティングできること、水素に対する元素の組成比は太陽組成比の0.1-0.3倍であること、元素同士の組成比はNeを除いて大体太陽組成と同等で、Neのみが太陽組成の2倍あることを明らかにした。これらの結果は我々の観測した5pc程度の拡がりのどこでも同じ結果であった。
統計的言語モデルにおけるモデル化単位の最適化に関する研究

本研究では統計的言語モデルの基本パラメータである2種類の単位について検討・再考を行った。最初に検討した単位は文を構成する最小単位(または辞書項目単位)である。普通の統計的言語モデルでは最小単位として単語あるいは文字が使われることが多い。しかし、機械翻訳などのいくつかの応用システムでは、単語より長い単位がシステムの性能を上げることが知られている。本研究では特に単位認定が困難な場合が多い複合語に焦点を当て、統計的基準によって単位を自動獲得する手法を比較・検討した。特に相互情報量最小化基準による単位の自動分割手法を提案し、機械翻訳における対訳フレーズ辞書の自動構築法として有効であることを示した。もう一つの単位は統計的言語モデルが最終的に確率を付与する文などの対象としての単位(対象単位)である。従来の統計的言語モデルの主な対象単位は「文」であったが、多くのアプリケーションでは文の集合であるテキスト(または文書)を出力とするため、本来テキスト全体で評価可能であるべきである。本研究では、混合ディリクレ分布を多項分布パラメータの事前分布とした(合成分布はPolya分布)テキスト全体を評価するモデルを提案した。新しいモデルは、従来のテキストモデルであるLDA(Latent Dirichlet Allocation)よりもパープレキシティと呼ばれる指標でよい性能を示した。文書全体を読み上げた音声を認識する大語彙連続音声認識システムの実験では、文書全体の情報を利用して効果的に誤認識部分を訂正できることを示した。本年度は、(1)研究対象とする基本統計的言語モデルの研究、(2)モデル化単位の最適化を行う際に用いる最適化基準の検討、(3)応用システムにおけるモデル化単位の違いによる性能の予備的評価を行った。基本統計的言語モデルとしては、確率的LSAを利用した言語モデルの適応法として変分ベイズ学習を用いた手法を提案した。来年度以降、このモデルに対する単位最適化を検討する。最適化基準としては、同時情報量、相互情報量等を用いた基準を比較し、同時情報量を用いる基準が言語モデルのカバレージの点で有利であることを明らかにした。応用システムとしては、統計的機械翻訳における確率的翻訳辞書の自動獲得および日本語スペルチェッカを試作し、単位の違いによる性能評価を行った。確率的翻訳辞書の獲得では、1単語対1単語の辞書でモデル化が困難な翻訳対象に対しても、単語の列を単位として選ぶことによりうまく獲得できることが明らかになった。日本語スペルチェッカでは、特に留学生(日本語初心者)が書いた日本語作文に対する検討を行い、単語単位のシステムでは誤りの指摘が困難であり、モデル化の単位を文字レベルに縮小したシステムが高性能であることを明らかにした。応用システムを用いた評価では、単語より大きい単位(単語列)、または単語より小さい単位(文字)の有用性が明らかになったので、来年度以降は、最適な単位の自動獲得手法の検討を行う。本年度は(1)昨年度明らかになった機械翻訳辞書のモデル化単位最適化の有効性を、実際の翻訳システムで実証するために統計的機械翻訳システムの試作を行うと共に、(2)引き続き研究対象とする基本統計的言語モデル自体の高精度化を試みた。(1)の統計的機械翻訳システムの試作はかなり大規模なプログラミングが必要であることがわかり、すべてを試作することをあきらめ、可能な限りフリーのツールを利用することとした。また、統計的機械翻訳のモデルパラメータを学習するために必要な対訳データ(英語と日本語)を収集した。翻訳の確率モデルとしてIBM model4を選択し、GIZA++と呼ばれるツールを利用して約200万の対訳データからモデルを学習した。翻訳の確率モデルを利用して実際の翻訳を行うデコーダの部分は残念ながらソースコードまで公開されているツールが存在しなかったため、自ら作成する必要があった。DP(動的プログラミング)に基づくデコーディング方法を基本とし、これを2パス化することによって効率を上げたデコーダを作成した。(2)に関しては、理論的に単純で最適化等の議論を理論上で検討可能な話題を利用した統計的言語モデルを開発した。これらのモデルを用いて、統計的機械翻訳の訳語選択性能を上げる方法を提案・実現した。

本年度で単位の最適化の効果を実証するための統計的機械翻訳システムがほぼ完成したので、来年度はこれを用いてより具体的な方法を検討すると共に実証的な評価を行う予定である。本年度は(1)「辞書項目としての単位」の最適化に関して、実際に機械翻訳システムのフレーズ対訳辞書を英日対訳コーパス(文対応)から自動抽出するシステムの試作・評価、(2)「モデル化する対象単位」を文から文書に拡大した場合のモデルの提案と音声認識に応用した場合の効果を検討した。フレーズ対訳辞書を作成する場合、どの程度の長さのフレーズを辞書項目とするかの判断が困難となる。本研究では、昨年度までに検討した様々な統計的基準を用いて、まず日本語を自動的にフレーズに分割し、その後、そのフレーズに対応する英語フレーズを決定するアルゴリズムを考案した。評価としては、あらかじめ人間が作成したフレーズ対応部分を、提案アルゴリズムがどの程度正確に抽出できるかを測定した。結果としては、様々な統計的基準のうち相互情報量最小化基準によって分割する場合が、もっとも人間の判断に近いことが明らかになった。これは、相互情報量最小化基準の意味的な合理性からも納得のいく結論である。モデル化する対象単位に関しては、これまでの統計的言語モデルが主に「文」に対する確率を付与していたところを「文」の集合である「文章」に対する確率を付与することができるようにディリクレ分布を用いたモデルを提案した。このモデルを音声認識システムに応用し、文単位で認識結果を最適化するよりも、文書単位で最適化する方が単語誤り率を平均で4%、最大で22%削減できることが分かり、モデル化する対象単位の選択による高性能化が可能であることが分かった。
ポルフィリン多量体による分子連鎖型配列系の構造と連鎖型光化学反応

1)ストラップで架橋したメゾーメゾ結合ポルフィリン2量体の吸収スペクトルが二面画の変化に伴い、系統的に変化すし、4つのSoret-bandが現れることを見い出した。2)メゾーメゾ結合ポルフィリンの更なる伸長反応を検討したところ、純粋に単離下256量体の反応により、ついに1024量体の合成、単離に成功した。単分散有機分子として、世界最大最長の分子の誕生である。3)メゾーメゾ結合Cu(II)ポルフィリン2量体のアミニウムカチオンラジカルによる酸化やDDQとSc(OTf)_2などの組み合わせによるメゾーメゾ結合ポルフィリンの酸化反応により、二重縮環のポルフィリン2量体が合成できることを見いだした。得られた二重縮環ポルフィリンは、完全な平面構造で共役が広がっており、吸収スペクトルが低エネルギー側に大きくシフトすることがわかった。メゾーメゾ結合ポルフィリンアレーから縮合ポルフィリンアレーへの変換を2量体、3量体、4量体、5量体、6量体、8量体、12量体で、いずれも良好な収率で行うことに成功した。612量体の完全共役ポルフィリンアレーでは、その電子遷移吸収が赤外領域にまで達しており、大きな振電相互作用が期待できる分子であることが判明した。4)5,10-ジアリール置換亜鉛ポルフィリンや銅ポルフィリンをDDQとSc(OTf)_2の組み合わせで酸化することにより、二次元にπ電子系が広がった共役ポルフィリンシートの合成に成功した。亜鉛ポルフィリンからは、メゾーメゾ結合とベーターベータ結合を持つ対称性の高いシートが得られ、一方、銅ポルフィリンからはメゾーベータ結合を持つポルフィリンシートが得られた。1、5,15-ジアリール置換亜鉛ポルフィリンから,銀塩酸化を繰り返すことで,メゾーメゾ結合ポルフィリンアレーの合成を行った。最長,ポルフィリン128量体の単離に成功した。これらポルフィリンアレーの吸収スペクトルや蛍光スペクトルの測定から,励起一重項でのコヒーレント長(coherent length)は,6-8個であると推定された。2、5,15-ジアリール置換ニッケルポルフィリンを強い酸化剤で酸化すると,メゾーベータ縮環ポルフィリンが生成することを見いだした。同様な反応条件で,メゾーベータ結合ポルフィリンがメゾーベータ縮環ポルフィリンに変換することから,まず,メゾ位よバータ位で結合してから,縮環するものと思われる。縮環ポルフィリンでは平面構造のため,π-電子系が非局在化して,吸収バンドの長波長シフトや酸化電位の低下が見られ,HOMO-LUMO band gapが著しく小さくなっていることがわかった。3、メゾーメゾ結合鋼ポルフィリン2量体をアミニウムカチオンラジカルで酸化するとメゾーベーターベータで三重に結合した二重縮環ポルフィリンが得られることを見いだした。これら二重縮環ポルフィリン2量体では,吸収波長の更なる長波長シフトと酸化電位の低下が見られた。同様な手法で2重縮環ポルフィリン3量体の合成にも成功したが,その最長吸収バンドは,1251nmに観測され,HOMO-LUMO gapの更なる低下が確認できた。これらの結果に基づき,実効的な分子ワイヤーへの展開が強く示唆された。1メゾ-メゾ結合Cu(II)ポルフィリン2量体のアミニウムカチオンラジカルにょる酸化やDDQとSc(OTf)_2などの組み合わせによるメゾ-メゾ結合ポルフィリンの酸化反応により、二重縮環のポルフィリン2量体が合成できることを見いだした。

得られた二重縮環ポルフィリンは、完全な平面構造で共役が広がっており、吸収スペクトルが低エネルギー側に大きくシフトすることがわかった。メゾ-メゾ結合ポルフィリンアレーから縮合ポルフィリンアレーへの変換を2量体、3量体、4量体、5量体、6量体、8量体、12量体で、いずれも良好な収率で行うことに成功した。612量体の完全共役ポルフィリンアレーでは、その電子遷移吸収が赤外領域にまで達しており、中性であるにもかかわらず、Born-Oppenheimer近似を破る分子であることが判明した。2ストラップで架橋したメゾ-メゾ結合ポルフィリン2量体でストラップの長さを変化させることによるポルフィリン間の電子的相互作用の制御を検討した。実際、ストラップの長さが短くなると、その対称性の低下を反映して、吸収スペクトルが大きく変化する。メゾ-メゾ結合ポルフィリン2量体では、2つのSoret-bandしか観測されないのに対し、4つのSoret-bandが現れる。酸化電位もストラップの長さの減少にともない、系統的に低下することがわかった。1)メゾーメゾ結合ポルフィリンアレーをエネルギードナーとし、メゾエチニルポルフィリンをエネルギーアクセプターとする分子を合成した。ドナー側のポルフィリンの数を、1、2、3、6と変化させたところ、分子内励起エネルギー移動の速度が低下した。これらの結果は住の理論で定性的に理解できることがわかった。2)ストラップで架橋したメゾーメゾ結合ポルフィリン2量体の吸収スペクトルが二面画の変化に伴い、系統的に変化すし、4つのSoret-bandが現れることを見い出した。3)メゾーメゾ結合ポルフィリンの更なる伸長反応を検討したところ、純粋に単離下256量体の反応により、ついに1024量体の合成、単離に成功した。単分散有機分子として、世界最大最長の分子の誕生である。4)5,10-ジアリール置換亜鉛ポルフィリンや銅ポルフィリンをDDQとSc(OTf)_2の組み合わせで酸化することにより、二次元にπ電子系が広がった共役ポルフィリンシートの合成に成功した。亜鉛ポルフィリンからは、メゾーメゾ結合とベーターベータ結合を持つ対称性の高いシートが得られ、一方、銅ポルフィリンからはメゾーベータ結合を持つポルフィリンシートが得られた。
不混和界面と混和界面の動力学に関する統一的解釈－メゾスケールでの物質混合機構－

液体中に分散した微粒子と純粋な液体の間の見かけ上の界面(濃度界面)は,微粒子の集団性が顕著な場合には「界面張力のない不混和界面」と「拡散のない混和界面」の2つの動力学的性質を併せ持つ.本研究では,このような微粒子分散系の濃度界面の挙動を調べることにより,自然界に存在する一般的な不混和界面および混和界面の動力学の結びつきを明らかにするとともに,両者の力学的性質の推移を明らかにする.また,異なる集団性を有する2つの微粒子分散系が形成する濃度界面での粒子の混合機構を明らかにすることにより,「物質が混ざる」という現象をメゾスケールの観点から理解することを目指す.液体中に分散した微粒子と純粋な液体の間の見かけ上の界面(濃度界面)は,微粒子の集団性が顕著な場合には「界面張力のない不混和界面」と「拡散のない混和界面」の2つの動力学的性質を併せ持つ.本研究では,このような微粒子分散系の濃度界面の挙動を調べることにより,自然界に存在する一般的な不混和界面および混和界面の動力学の結びつきを明らかにするとともに,両者の力学的性質の推移を明らかにする.また,異なる集団性を有する2つの微粒子分散系が形成する濃度界面での粒子の混合機構を明らかにすることにより,「物質が混ざる」という現象をメゾスケールの観点から理解することを目指す.
亜寒帯・森林生態系における空間的および時間的な気候変動と植生動態

北海道の亜寒帯林の特徴は、林床がササで密に覆われていることである。これまでは、樹木の実生の定着、つまり森林更新にササが及ぼす影響の研究は数多く行われてきた。しかし、ササの存在が上層の樹木の生長動態や森林全体のエネルギー・水循環に及ぼす影響に関しては、ほとんど研究例がない。本研究ではこの点に着目し、林床のササが森林のエネルギー・水循環に及ぼす影響とさらに上層の樹木の生長動態に与える影響の実態解明を行い、モデルの構築を通じて林床にササが存在する北海道の森林が地球環境変化からどのような影響を受けるのかを予測することを目的とした。北海道大学・雨龍地方研究林のダケカンバ純林と針広混交林(トドマツ、ダケカンバ等)で調査を行った。これらの林床は、チシマザサ等で密に覆われている。気象観測装置等を設置して、放射、気温、湿度、降水量、風速、土壌水分、蒸発散量(ササおよび上層木)、樹液流(ササおよび上層木)等の連続観測を行った。樹木の毎木調査(幹直径、樹高、位置)を行い、25本のサンプル木では幹直径の自動計測を季節を通じて行った。本外国人特別研究員は、平成15年11月15日に帰国したが、11月6日まで上記の観測を続けていた。したがって、現時点では、データの詳細な解析はまだ完了していない。しかし、予備的なデータ解析から、土壌水分に対する競争を通じてササの存在は上層木の生長速度を低下させていることや、ササからの蒸発散量は森林全体の蒸発散量のうち無視できないほどの割合を占めていることなどがわかりつつある。今後速やかにデータ解析を終了し、それらの解析結果をもとにササの存在が上層の樹木の生長動態や森林全体のエネルギー・水循環に及ぼす影響を定量的に解明する予定である。さらに、以上のプロセスをモデル化し、ササが存在する北海道の森林に及ぼす地球環境変化の影響の将来予測も行いたい。地球環境変動の影響を最も大きく受けるのは、寒冷圏の生態系であろうと言われているが、その実態とメカニズムはほとんど解明されていない。その実態とメカニズムを解明するために、寒冷圏の森林の動態と気候条件の変動を同時に研究する。これまでは、森林動態および気候変動はそれぞれ独立した研究分野として研究が行われてきたが、本研究では、これらを相互作用する系として取り扱う。本研究では、(1)気象条件の変動の観測と(2)森林の生長動態の生態的調査を行い、(3)これらのデータに基づく理論モデルによってこの相互作用系のメカニズムを解明する。研究分担者である外国人特別研究員が来日した平成14年9月9日から本研究を開始した。まず、北海道大学・北方生物圏フィールド科学センターの雨龍研究林(母子里)のダケカンバ林において気象観測用タワーを設置する準備を行った。平成15年5月の雪解けを待って気象観測用タワーを設置し、温度、湿度、放射など気象パラメータの長期観測を開始する。また、同じ調査地においてダケカンバの開葉・落葉などの生物季節、光合成機能の季節変化などを明らにするための予備的な生態的調査を9月から落葉する10月にかけて行った。平成15年5月から本格的な季節変動の生態的調査を行う。また、これまでに低温科学研究所で得られている雨龍研究林の約10年分の気象データを今回観測するデータと比較可能にできるようにするためのキャリブレーションも行った。大気、植生、土壌の間のエネルギー・水循環に関するモデル(Soil-Plant-Atmosphere Continuum Model)の新たな開発も開始した。北海道の森林においてはバイオマスも大きく重要な存在である林床のササもこのモデルに取り入れ、植生をダケカンバとササの2層にした新しいモデルである。

今後速やかにデータ解析を終了し、それらの解析結果をもとにササの存在が上層の樹木の生長動態や森林全体のエネルギー・水循環に及ぼす影響を定量的に解明する予定である。さらに、以上のプロセスをモデル化し、ササが存在する北海道の森林に及ぼす地球環境変化の影響の将来予測も行いたい。
プログラミング能力獲得を可能にする神経基盤解明と脳可塑性を誘導する学習法開発

プログラミング初心者にプログラミング長期学習介入を実施したのち、介入をした80名の脳構造、脳機能データ、および、プログラミング上級者の脳構造データ、脳機能データについて、解析を実施した。具体的には、前年度までのT1による灰白質の体積、拡散強調画像によるFA値の検討を主に行っていたが、今年度は、noddiによる微細構造の解析などを実施した。さらに、安静時脳機能結合、および、タスクfMRIの結果の解析を実施しした。また、これらの被験者はmIQデータの取得もしていることから、脳機能構造データ全てと、IQデータを含めた認知検査全てを持ちいいた深層学習を行うことで、プログラミング能力と脳の関連性についての検討を実施し少しずつ結果を得ている。また、プログラミングにおける再起と外国語における複合ぶんの要素が同じようなカテゴリであることから、英語能力とプログラミング能力における個人差に由来する神経基盤を解明するための解析も実施している。より高度な解析に進み、また、深層学習にまで着手することができた。今後はこれらの解析をより精密に進めることで、プログラミング能力を獲得する神経基盤の解明、プログラミング能力の個人差に影響する脳基盤の解明を行う予定であるが、それを実施するのに十分な解析進捗状況である。プログラミングについては、義務教育化と合わせて、成人以降の転職などにおいても必要とされ、幅広い年代の学習希望者が多い学習領域である。そのため、今後は、学習者の世代間比較をすることでより詳細にプログラミング能力の神経基盤を解明していく予定である。プログラミングを義務教育化する指針を政府が発表する一方で、科学的にプログラミンング教育についてどのような効果があるか等を検討された論文は少ない。一方、プログラミング教育の難しさは、プログラミング教育界においては、古くから根強くある問題であり、プログラミングは、6割の人間にはその素質がない、という調査結果も出ている。そこで、本研究では、プログラミングと脳の関連性を明らかにすることで、6割の人間にその素質がない、という事がはたして本当なのか、本当だとした場合、脳構造とその能力に関連性があるのか、について、脳構造の観点から、プログラミング能力について検討する事を目的とした。本年度は、60名のプロラミング未学習者を集め、12週間のプログラミング学習トレーニングを実施した。学習は、平日毎日を義務とし、1日平均60分を学習時間とした。また、学習後には、実際にプログラムをしてもらい、その課題を提出する事も義務とした。学習前後で、脳構造(T1、拡散強調画像、NODDI, )脳機能(安静時脳機能活動)、を撮像し、また、学習前に、知能検査、性格特性検査も実施した。その結果、プログラミングの応用部に入った段階で、約半数の人間が、学習時間は確保できているにもかかかわらず能力が伸びなくなるという現象を捉える事が出来た。応用部で、伸びなくなる人と伸びる人で、知能に有意差は見受けられなかった一方、脳構造に有意差が見られる事が明らかになった。前例がなかったため、うまく実験ができるかも予測が難しい現状の中で、プログラミングにおける長期学習実験を実施し、当初の予想以上の結果を得る事が出来た。前年度に引き続き、プログラミングを日常的に利用し、プログラミングによりゲーム等を設計作成できるプログラミング能力の高い被験者を選定し、脳構造機能データを取得した。これらのプロのデータおよび、前年度に行った、プログラミンング未学習者に対する12週間の学習前後の能力、脳構造、脳機能の変化を多角的に解析する事で、プログラミング能力獲得をするのに必要な要因を明らかにすることを本年度の目的とした。具体的には、脳機能としては、fMRIないで、実際にプログラミング問題を解いてもらい、その際の脳活動の差異を比較した。プログラミングプロでは、左側頭葉の限局部位の活動が見られたのに対し、プログラミング学習後の、学習成績が優秀な群では、プロと同じ部位でより広範囲に活動部位が見られたのに対し、学習成績が伸びなかった群では、それらの部位における活動が見られなかった。また、ミエリンマップの比較も新たに行ったところ、学習成績前後において、学習成績が向上した群においては、やはり前頭前野および側頭葉のミエリンに変化が見られたのに対し、学習成績の伸びなかった群ではそれらの変化が見られなかった。さらに、学習前のミエリンマップの比較をしたところ、学習後に成績が伸びた群においては、前頭前野のミエリン状態が成績が伸びない群と有意差が見られた。これらの結果は前年度に行った、脳体積の比較結果とも非常に似た結果であり、プログラミング能力獲得に、脳機能および脳構造が重要である可能性を示唆したと考える、プログラミング能力の高い人を、プログラミング学習者との比較の為に集め、実験を実施した。そのうえで、当初の目的通りに、プログラミング能力の高い人と、未学習者との比較をおこなった。その結果、プログラミングのプロの脳機能・構造の特徴を抽出する事が出来た。さらに、新たな脳画像手法として行った、ミエリンマップの比較も本年度は行う事が出来た。ミエリンマップにおいても、プロ、学習者の中で学習成績が優秀だった群、学習が伸びなかった群を用いて学習全gも含めた包括的な比較を行った。その結果、プログラミング能力獲得に必要となる脳基盤を解明しつつあるため、おおむね順調に進展しているといえる、プログラミング初心者にプログラミング長期学習介入を実施したのち、介入をした80名の脳構造、脳機能データ、および、プログラミング上級者の脳構造データ、脳機能データについて、解析を実施した。

さらに、安静時脳機能結合、および、タスクfMRIの結果の解析を実施しした。また、これらの被験者はmIQデータの取得もしていることから、脳機能構造データ全てと、IQデータを含めた認知検査全てを持ちいいた深層学習を行うことで、プログラミング能力と脳の関連性についての検討を実施し少しずつ結果を得ている。また、プログラミングにおける再起と外国語における複合ぶんの要素が同じようなカテゴリであることから、英語能力とプログラミング能力における個人差に由来する神経基盤を解明するための解析も実施している。より高度な解析に進み、また、深層学習にまで着手することができた。今後はこれらの解析をより精密に進めることで、プログラミング能力を獲得する神経基盤の解明、プログラミング能力の個人差に影響する脳基盤の解明を行う予定であるが、それを実施するのに十分な解析進捗状況である。学習者の日々の行動・学習記録(12週間分)、脳構造変化の詳細等、詳細に解析するためのデータは、本年度十分に取得する事が出来た。これらの膨大なデータについて、どのような統計解析をかけ、新しく有用な知見を得ていくかを今後検討し、心理データ、脳構データ、脳機能データ、生活記録データ等多量データの整理と統計解析を実施していく。これらの実験では、被験者1人当たりにたいして1.5時間程度の時間を要し、多種類の最新手法による脳構造、脳機能データを取得している。今後は、安静時脳機能活動、髄鞘化を見ることができるnoddi等今年度は解析しきれなかったデータについても解析を行い、より詳細なプログラミング能力獲得の背景にある脳機能構造について明らかにしていくプログラミングについては、義務教育化と合わせて、成人以降の転職などにおいても必要とされ、幅広い年代の学習希望者が多い学習領域である。そのため、今後は、学習者の世代間比較をすることでより詳細にプログラミング能力の神経基盤を解明していく予定である。実験中に、実験被験者が途中脱落するものがでてきてしまい、学習期間12週間と長期実験だったため、即座にその埋め合わせをする事ができなかった。そのため、その分の学習被験者の謝金、実験費用を時年次度にまわす。プログラミング学習として、今回はjavaを利用していたがそれ以外の言語の使用の行うべく、次年度に計画遂行をする予定である今年度は、出産後直後であり出産前と比較し実働時間に限りがあったため、次年度に繰越を必要とした追加実験被験者謝金、実験費用として利用する
がん選択的多機能性エンベロープ型ナノ構造体の開発とがん遺伝子治療への応用

本申請研究は、ウイルスベクターを越える安全かつ有効な人工遺伝子デリバリーシステムを開発し、がんの遺伝子治療のための基盤技術を開発することを目的としている。本研究の基本戦略は、Tf/PEG/GALA-MENDとR8-MENDの長所を相乗的に発揮させるため,外側はTf-PEG/GALAで修飾し,コア粒子はR8修飾した多重構造を有するMEND(以下,多重型MEND)を作成し、がん組織選択的に,高い遺伝子発現能力を有する多重型MENDを構築し,in vivo遺伝子ベクターを開発し,がん遺伝子治療へ応用することを最終目的としている。平成17年度は、多重型MENDの構築方法を確立した。構築原理は、基本的にこれまでのMEND同様に、コアとなる凝縮化核酸粒子を脂質膜でコートするのであるが、リポソームの膜融合を利用した。すなわち、1)静電的相互作用によって凝縮化させ正に帯電させた凝縮化核酸ナノ粒子を調製し、2)負電荷脂質を含む小さい一枚膜リポソーム(SUV)を、凝縮化核酸ナノ粒子に静電的に結合させることでナノ粒子表面を覆い、3)酸性化や多価カチオン添加によってSUV同士の膜融合を誘起することで二枚膜を形成させ、ナノ粒子をコートする。得られたものは、二枚膜構造を有するMENDであるので、double-lamellar MEND(DMEND)と命名した。4)DMEND表面に正電荷を付与するため、ステアリル化オクタアルギニン(STR-R8)を添加し表面をR8ペプチドで修飾する。5)正に帯電したDMENDに、負電荷SUVを添加し、2と同様に表面をSUVで覆う。このときのSUVとして、2のSUVと異なる脂質組成を有するものを用いることが可能である。6)3と同様にSUV同士の膜融合を誘起し、DMENDをさらに二枚膜でコートする。得られたものは、四枚膜から構成されたMENDであるので、tetra-lamellar MEND(TMEND)と命名した。(特願2005-10998)本申請研究は、ウイルスベクターを越える安全かつ有効な人工遺伝子デリバリーシステムを開発し、がんの遺伝子治療のための基盤技術を開発することを目的としている。(特願2005-10998)
がん幹細胞のＧｅｎｅｔｉｃ　ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙに着目した新しい癌治療の構築

がん幹細胞は化学療法や放射線などの治療へ抵抗性を示すために残存しやすく、がん幹細胞を標的とした治療法を確立することで再発、転移のリスクが少ない新しいがん治療が構築できるものと期待されている。私達は、癌が部分的に低酸素や化学刺激に暴露されている状況で、一部の細胞が幹細胞化するとともに遺伝子の不安定性を生じやすくなっており、これが治療抵抗性を生じさせている原因の一つと考えている。細胞株を用いた検討で、酸化ストレスで染色体不安定性が生じる原因を検討するとともに、臨床検体を用いて、実際の癌で治療後に幹細胞化や遺伝子不安定性が生じているのかを検討した。近年、胃、小腸、大腸といった消化管の陰窩に存在する消化管組織幹細胞にLgr5遺伝子がBmi1遺伝子などととともに発現し、同遺伝子を消化管幹細胞マーカーとして、lineage assayなどの解析を行った結果、消化管における修復・再生およびその維持機構が徐々に解明されている。また消化管幹細胞であるLgr5陽性幹細胞の維持機構にWntシグナルを中心としたシグナル伝達が関与することが示唆されている。さらに、Lgr5陽性消化管組織幹細胞においてAPC欠損が起こった場合、30週以内にmicroadenomaが発生することが報告されている。我々は現在以下の検討を行っている。1消化管におけるCancer stem cellの同定:現在carcinoma arising adenomaの症例を対象にLGR5の免疫染色をおこない、adenomaのパネート細胞化したニッチェにLRG5陽性細胞が多く存在することを同定している。また、消化管化学療法後の組織にLGR5陽性細胞が出現し、それが化学療法の耐性に関わる可能性を示唆している。本研究計画は、1)消化管癌のCancer stem like cellにおけるGenetic instablityの同定、2)大腸癌術後再発におけるCancer stem likecellとGenetic instabilityの関係の解、3)短腸症候群モデルマウスを用いた、消化管幹細胞分化のシグナル伝達の解析、を目的としていた。本年度はそのうち、1)の研究計画を行うため、CD44やLGR5などの幹細胞のマーカーを用いて大腸癌臨床検体の免疫染色をおこない、幹細胞の同定を行ない、癌幹細胞の大腸癌における分布を検討した。昨年度新たに研究協力者となった、小林らにより、これまで免疫染色でLgR4、LgR6を区別して評価することは困難であったLgR5を特異的に検出可能な抗体が今回開発された。この抗体を用いた場合、ヒトの大腸癌サンプルを移植したマウスにおいて腫瘍の浸潤部、budding、肝転移巣に特異的に癌幹細胞が発現していることが指摘された。このLgR5を発現する細胞を同定し、マウス移植にて継代を繰り返すことにより、LgR5を持続的に発現する大腸癌幹細胞様細胞株を樹立した。幹細胞マーカーLGR5陽性のこの癌幹細胞様細胞株にCPT-11を加えると、細胞は増殖を停止し、LGR5陰性の薬剤耐性の状態に移行するが、CPT-11を除去すると、LGR5陽性の増殖性癌幹細胞に戻ることが明らかとなった。当初計画では、臨床検体を用いて癌幹細胞を同定し、濃縮したのちに、癌細胞との比較を行う予定であったが、幹細胞の同定と標本からの幹細胞のみのマイクロダイセクションが困難であった。本年度研究協力者より癌幹細胞マーカーLGR5の抗体および細胞株を分与されることにより、今後の研究計画の順調な推進が可能となった。今後の研究計画は分与されたLgR5抗体および大腸癌幹細胞用細胞を用いて行う予定である。進行した胃癌や大腸癌では術後化学療法を行うことがガイドラインにて提唱されているが、術後化学療法を行なったのちに再発した場合、同じ化学療法に抵抗性であることが示されている。また、その抵抗性は化学療法を行なった期間や化学療法を終了してからの期間によって左右されることも報告されている。これらは、化学療法後の癌や再発したがん細胞がEMTやCancer stemの形質を持っている可能性を示唆している。今後の研究計画では、化学療法後や、再発した大腸癌においてCancer stem-like cellを同定し、そのGenetic instabilityの変化を検討する。がん幹細胞の休眠状態にGenetic instabilityがどう関わっているのかを検討する。本年度は臨床検体を用いた検討として1大腸癌臨床検体を用いて、術前未治療群と術前治療群でのLgR5発現量、分布の違いを検討する2化学療法の効果の違いによるLgR5発現量、分布の違いを検討する。樹立された細胞株を使用した検討として3幹細胞化とメチル化の検討:LRG5陽性幹細胞とLRG5陰性幹細胞のLINE1のメチル化のstatusを検討する。また、同じく、両者でのDNA aneupoidy、SNP arrayなどの違いを確認する。元の細胞株との変化を確認する。

4LRG5発現細胞における活性酸素の影響の検討:正常細胞はp53が異常な場合、活性酸素(ROS)によりM期チェックポイントタンパクのup-regulationが生じ染色体構造が不安定になることが示唆されている。LRG5陽性幹細胞とLRG5陰性幹細胞におけるploidy statusを解析し、それぞれの細胞内におけるROSの蓄積を測定する。LRG5陽性幹細胞とLRG5陰性幹細胞のROSに対する反応をvitroで行い、幹細胞の増殖に染色体構造の変化が関与しているのかを検討。その際のシグナルとしてのAKT経路やMAPkinase系なども検討する。5細胞株における染色体不安定性とLRG5の発現検討:所有する細胞株で、ploidy status, M期チェックポイントタンパクの発現を解析済みの細胞株57種を用いて、LRG5の発現をRT-PCR, western blottingで確認する。
自発運動と食環境が脂質代謝異常および動脈硬化病変に与える影響に関する研究

細胞培養実験により「食品成分A」が脂質低下作用・炎症抑制作用を発揮することを示したが、長時間培養により著しいアポトーシスを誘導したため、その成分の処理方法や添加濃度に課題を残した。動物実験では「食品成分A」がエネルギー代謝・糖代謝・脂質代謝に与える影響を評価した。まず、単回投与では、炭水化物・脂肪いずれの消費にも差はなく、投与後の脂質パラメータにも差はなかった。食餌添加では、短期・長期摂取いずれも炭水化物消費の亢進、血糖値の低下が認められ、糖代謝改善作用を有する可能性が示された。さらに、肝臓の脂質パラメータおよび筋肉・脂肪組織の炎症マーカーを低下させた。メタボリックシンドロームの予防・改善には、食生活の改善すなわち食事療法と運動不足の改善すなわち運動療法をストレスなく、バランス良く行うことが重要であると考えられる。本研究は、実験動物へのストレスが少ない自発的運動を利用した運動療法と、食品由来の機能性成分を利用した食事療法の相加・相乗作用によるメタボリックシンドロームの効率的な予防・改善の評価を行うことを目的とした。まず、培養細胞を用いた食品成分のスクリーニング系の構築を目指し、肝細胞、筋細胞、脂肪細胞を用いて、ポジティブ/ネガティブコントロールに対する各器官の応答性の違いを比較検討し、脂質代謝異常、炎症および酸化ストレスマーカーを改善する食品由来機能性成分のスクリーニングを行った。ポジティブコントロールとして、「食品成分A」を用いた。「食品成分A」は研究代表者がこれまでの研究により、脂質低下作用・糖代謝異常改善作用を有することを明らかにした食品成分である。ポジティブ/ネガティブコントロールとして、「共役リノール酸(CLA)」を用いた。これらを用い、各種細胞の応答性について、細胞毒性および濃度依存性、細胞のOil Red O染色、細胞および培地中の各種脂質測定、細胞の遺伝子発現量解析、培地中の炎症マーカー測定の項目について評価を行い、スクリーニング系の確立を試みた。その結果、CLAはin vivoでの現象がin vitroでは発揮されず、コントロールとして不適切であった。一方、酵素処理により水溶性を与えた「食品成分A」はいずれの株細胞でも脂質低下作用・炎症抑制作用を発揮した。しかしながら、長時間培養の場合、著しいアポトーシスを誘導したことから、「食品成分A」の処理法、添加濃度などをさらに検討することが、本研究でのスクリーニング系の確立には必須であると考えられた。昨年度までの研究で行った培養細胞によるスクリーニングにより、「食品成分A」が脂質低下作用・炎症抑制作用を発揮することが示されたが、長時間培養で著しいアポトーシスを誘導したことから、その成分の処理方法や添加濃度に課題を残していた。そこで、今年度は培養細胞系での評価を進めるとともに、「食品成分A」が実験動物のエネルギー代謝・糖代謝・脂質代謝に与える影響を評価した。まず、単回投与の影響について検討したが、炭水化物消費・脂肪消費いずれも差はなく、投与後の脂質パラメータ、血糖値にも対照群と実験群に有意差は認められなかった。このことから、「食品成分A」は一時的な摂取で効果を発揮するものではなく、ある程度の摂取期間を要することが明らかとなった。次に、食餌に添加して摂取させたところ、「食品成分A」は短期飼育・長期飼育いずれにおいても炭水化物消費の亢進、血糖値の低下が認められ、糖代謝改善作用を有する可能性が示された。しかしながら、経口グルコース負荷試験による耐糖能評価では群間に差はなかった。従来、耐糖能評価試験として用いられる経口グルコース負荷試験は経時的な尾採血を必要とし、この尾採血がストレスを与え、正確な評価を妨げている可能性がある。そこで、安定同位体13C-グルコース経口投与条件下でのエネルギー代謝測定を行った。この方法では、呼気中に排出される13CO2を検出するため、尾採血を必要とせず、実験動物にストレスを与えないだけでなく、摂取したグルコースの消費についてより明確な測定が可能である。その結果、実験群は対照群と比較して13C/12C比のピークが早く現れ、グルコース処理能力が亢進している可能性が示唆された。また、「食品成分A」は血中、肝臓の脂質パラメータを低下させ、筋肉・脂肪組織の炎症マーカーを低下させた。今後、さらなる飼育試験を行い、より詳細なデータを集めていく予定である。総合領域まだ検討の余地はあるものの、in vivoの研究で脂質低下作用や糖代謝異常改善作用などが認められた「食品成分A」が、in vitroの研究でも有効に作用することが明らかとなり、これをさらに発展させることでスクリーニング系を確立できると考えている。また、「食品成分A」は運動療法の評価でもコントロールとして利用することが可能と考えられる。培養細胞を用いた新たなスクリーニング系の確立を目指しながら、in vivoでの評価を進めていく。

具体的には、非運動群(定常状態群)および自発運動群を設定し、さらにそれぞれの群で通常食群、高脂肪食群、通常食+「CLA or食品成分A」群、高脂肪食+「CLA or食品成分A」群の4群に分け、短期飼育と長期飼育を行う。自発運動群は毎日、運動量(回転数)を観察する。飼育期間中、呼気ガス測定によるエネルギー代謝測定を行い、非運動群および自発運動群のエネルギー代謝変動の比較、通常食群、高脂肪食群、通常食+「食品成分A」群、高脂肪食+「食品成分A」群のエネルギー代謝変動の比較を行う。in vitroにおいては、「食品成分A」はネガティブ/ポジティブコントロールとしては不適切であると考えられたが、in vivoでのCLAの作用は明らかであるため、食餌に添加することで対照として用いることとする。さらに、「食品成分A」の処理法、添加濃度などを検討し、スクリーニング系の確立を目指す。当初、細胞培養試験と並行して、通常マウスおよびノックアウトマウスを用いたin vivo比較試験を行う予定にしていた。しかし、予算の都合上、in vivo試験は通常マウスでの予備試験のみとした。このため、動物代や食餌代、分析試薬代が減り、残額が生じた。次年度の計画と合わせて、初年度に計画していた通常マウスおよびノックアウトマウスを用いたin vivo比較試験を行う。
磁気記録の高密度化に向けた高性能誤り訂正符号の構成と評価

本研究では,磁気記録の高密度化に向けて符号化と信号処理の立場から研究を行った.特に磁気ディスクでの信号検出の際に生じる広義の雑音から情報を保護するため,性能の高い誤り訂正符号を主たるテーマとして検討した.ストレージ機器では非常に高い信頼性が求められることから,小さな復号後誤り率を達成可能なターボ符号・低密度パリティ検査符号の構成を行い,かつ効率的に実行可能な復号アルゴリズムの提案,評価を行った.本研究では,磁気記録の高密度化に向けて符号化と信号処理の立場から研究を行った.特に磁気ディスクでの信号検出の際に生じる広義の雑音から情報を保護するため,性能の高い誤り訂正符号を主たるテーマとして検討した.ストレージ機器では非常に高い信頼性が求められることから,小さな復号後誤り率を達成可能なターボ符号・低密度パリティ検査符号の構成を行い,かつ効率的に実行可能な復号アルゴリズムの提案,評価を行った.本研究では磁気記録の高密度化に適した誤り訂正符号化と復号の手法を開発することを目標としており,ここでは冗長性の小さい高符号化率を有する符号を構成することが求められる.本年度は特に,外符号として線形ブロック符号,内符号,符号化率1の畳込み符号を外符号とした連接符号の誤り率特性の改善およびその特性の解析に関して検討を行った.ここで外符号として拡大ハミング符号と最小ハミング距離が6である拡大BCH符号を用いることで高符号化率の符号を構成している.この符号に対して確率的反復復号法を適用するとき,符号長が十分に大きい場合の収束特性は非常に優れているものの,実用的に重要な符号長の範囲(数千ビット程度以下)においては,復号法自体がもつある種の非最適性に起因する誤り事象が比較的高い確率で発生してしまい,実用に際して大きな問題となりえる.そこで本年度の研究では,この問題を解決するために符号化法と復号法の両面から改善策を検討している.符号化法については,符号化器内のインタリーバの設計法に着目し,誤り事象を引き起こしにくく実装が容易なインタリーバを具体的に設計した.このインタリーバを用いたとき,実際に誤り率が大幅に改善されることを計算機シミュレーションにより数値的に実証している.さらに,反復復号において要素復号器の問で交換される外部情報値に適当な係数を乗算することで復号後の誤り率を改善する手法について各種の連接符号に対して検討し,多くの場合について有効であることを示した.本研究では磁気記録の高密度化に適した誤り訂正符号化と復号の手法を開発することを目標としている.ここでは冗長性の小さい高符号化率を有する符号を構成することと効率に優れ,かつ性能の良い復号法が求められる.本年度は特に,外符号として線形ブロック符号,内符号を符号化率1の畳込み符号とした連接符号の誤り率特性の改善および低密度パリティ検査符号の信頼性に基づく復号法に関する検討を行った.連接符号の構成に関しては,外符号として拡大ハミング符号と最小ハミング距離が6である拡大BCH符号を用いることで高符号化率の符号を与えている.特に符号化器内で用いられるインタリーバの設計法に着目し,誤り事象を引き起こしにくく実装が容易なインタリーバを具体的に設計した.さらに,これらの符号に対して確率的反復復号法を適用した場合の性能を明らかにし,符号長が十分に大きい場合の性能限界についても理論的に解析を行った.低密度パリティ検査符号の復号に関しては,実用上有用と考えられる比較的符号長が短い場合に対して誤り率の改善を実現した.特に,確率的反復復号器の出力を各記号に対する信頼度として扱うことで,軟判定復号を行った上で候補符号語を生成するアルゴリズムを考案している.効率的な処理法を用いることで,従来より多くの候補符号語を扱うことが可能となり,結果的に符号長が500ビット程度の符号において従来の復号法では実現されていない優れた誤り率特性を与えることに成功した.本研究では磁気記録の高密度化に適した誤り訂正符号化と復号の手法を開発することを目標としている.この応用では冗長性の小さい高符号化率を有する符号を構成すること,及び効率に優れかつ性能の良い復号法が求められる.本年度は当研究課題において前年度までに検討した課題を発展させることで,高い性能を達成する符号化と信号処理技術について合的にした本研究課題での昨年度までの活動において.確率的反復復号法に滴したインタリーブを介した連接符号を提案した.また,低密度パリディ検査符号の復号に関して,実用上有用と考えられる符号長が制限された符号の復号法を提案し,従来の反復復号の特性を改善できることを示している.本年度は,これらの符号化および復号法を磁気記録の通信路で用いた場合の信号処理について研究を了つた.特に磁気記録の信号検出と誤り訂正符号の復号法を融合させる結合反復的検出・復号の手法に関して重点的に検討を行っている.信号検出器と確率的復号器の結合反復処理を行うことは従来から広く研究されているが,それらの出力であるアナログ情報を利用して効率的に推定語を求める方法を新たに開発することで,既存のアプローチでは達成が困難であった誤り率特性が実現できることを確認できた.また,ストレージには機密情報が蓄積されることが多いことから,再生情報の信頼性のみならず不正アクセスなどにる全性をも上させるための広義の符号も重要な課題として挙げられる.本年度め研究では,セキュリティも考慮した高能率符号化法に関する基礎的な検討を実施した.
測定方法の統計的精度評価法の確立

測定データが適切な精度で得られていることは当然のこととされている。新たな測定方法が開発されると、その測定結果の精度評価が標準的な共同実験によって行われる。一般に、これらの統計的方法は、実際的な観点から充分に研究されたものにはなっていない。本研究では、これらの問題を科学的・統計的に検討し、共同実験の参加試験室数に関する基準、及び、共同実験で著しく精度の劣る“外れ試験室"の判定法等について、有用な指針を得た。本研究課題では1.水準によって正規性が崩れる場合の測定精度の研究、(1)定量下限の付近での実際の共同実験データの解析による分布の研究、(2)下限が存在する場合の分布のモデル化の研究、2.水準によって分散が異なる場合の多試験室多水準共同実験の研究、(1)外れ試験室の検出法の研究、(2)推定される精度の推定性能の評価と必要な試験室数の研究、3.併行精度、中間精度、再現精度のロバスト推定法の研究、を目的として研究を進めている。この研究は現在の精度評価の方法の性能を科学的・統計学的に明らかにすることが目的である。ISO 5725は精度評価に関する基本規格であり、本研究で得られた知見をISO 5725並びにISO 13528の改訂に反映させることにより、広く国際的に貢献することが可能になる。目的の1.「水準によって正規性が崩れる場合の測定精度の研究」に関しては研究代表者が統計専門家として参画している日本適合性認定協会の技能試験データに基づいて引き続き研究を進めている。目的の2. (1)「外れ試験室の検出」に関しては、既にその方法論を提案しており、モンテカルロ法によって精密な棄却限界値を導出する準備を進めている。目的の2. (2)「推定性能の評価と必要な試験室数」に関しては、再現精度推定量の分布の近似分布について検討を行っており、既に結果の一部を得た。目的の3「精度のロバスト推定法」に関しては、研究に着手し、検討すべき方法の考案ついて検討を行っており、既に結果の一部を得た。これらの結果を、2012年6月に統計数理研究所(東京・立川)で開催されたISO/TC 69/SC6総会で発表し、有益な議論を得た。本研究課題では、1.水準によって正規性が崩れる場合の測定精度の研究、その(1)定量下限の付近での実際の共同実験データの解析による分布の研究、及び、その(2)下限が存在する場合の分布のモデル化の研究、2.水準によって分散が異なる場合の多試験室多水準共同実験の研究、その(1)外れ試験室の検出法の研究、及び、(2)推定される精度の推定性能の評価と必要な試験室数の研究、さらに、3.併行精度、中間精度、再現精度のロバスト推定法の研究、を目的として研究を進めている。目的の1.「水準によって正規性が崩れる場合の測定精度の研究」に関しては研究代表者が統計専門家として参画している日本適合性認定協会の技能試験データに基づいて研究を進めている。つぎに、目的の2. (1)「外れ試験室の検出法」に関しては、既にその方法論を提案しており、モンテカルロ法によって精密な棄却限界値を導出する準備を進めている。及び、目的の2. (2)「推定性能の評価と必要な試験室数」に関しては、再現精度推定量の分布の近似分布について検討を行っており、既に結果の一部を得た。さらに、目的の3「精度のロバスト推定法」に関しては、研究に着手し、検討すべき方法の考案ついて検討を行っており、既に結果の一部を得た。これらの結果を、2013年6月にミルウォーキー(アメリカ)で開催されたISO/TC 69/SC6総会で発表し、有益な議論を得た。