hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低線量率被ばく時における放射線感受性のモデル解析

最終年度は、長時間の電離放射線(X線)被ばく後の放射線感受性について細胞実験とモデル解析を用いた複合的手法で調査し、低線量被ばく時の細胞応答の数理モデル構築にも着手した。これら成果の一部は、国内・国際会議で発表するとともに、自然科学および臨床研究のあらゆる領域を対象にした学術誌にて主に報告した。長時間X線照射中の放射線感受性の調査については、3.0 Gy/hと6.0 Gy/hと同等の2種類の多分割照射法を追加使用し、長時間照射中の細胞周期の変化を調べた。核内DNA量の結果から、6.0 Gy/h照射時には照射開始後10時間まで細胞周期に有意な変化は認められない一方、3.0 Gy/h照射時には、照射中にS期の細胞割合が優位に増加するとともに放射線抵抗性が誘導されることがわかった。これはS期細胞の割合の増加による照射間DNA修復能率の増加により説明し得ることが数理モデルの解析によって示された。このモデル解析の妥当性は、上記の連続的照射条件だけでなく、急性照射条件下でも確認し、S期細胞割合依存の放射線抵抗性誘導について議論するに至った。低線量被ばく時の細胞応答の数理モデルの開発については、照射細胞と非照射細胞間のシグナル効果を前年度開発したモデルに組み込んだ。構築したモデルは、照射細胞から放出されるシグナル濃度、シグナル誘発DNA損傷数、細胞生存率(培地経由型バイスタンダー効果も含む)の文献データを再現することに成功した。この数理モデルを使用することにより、シグナル誘発DNA損傷の修復能率の違いがもたらす低線量放射線高感受性現象への影響を評価することができることを提示した。本年度の研究成果により、逆線量率効果(放射線感受性の逆転現象)ならびに低線量被ばく下の細胞応答(DNA修復能と生存率の関係)について、部分的ではあるがメカニズムの解明ができたと考えている。29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、低線量率放射線を長時間照射した際の細胞周期の変化と放射線感受性の関係を細胞実験と数理モデルにより解析を試みた。その成果の一部は、国内・国際会議で発表するとともに、放射線生物学分野の学術誌にて報告した。低線量放射線を細胞へ複数回に分けて照射することにより、長時間の放射線照射を再現した。照射法の妥当性は、DNA損傷の誘発とその修復過程を考慮した数理モデル(Microdosimetric-Kinetic (MK)モデル)を用いて評価した。18.6 cGy/hと100 cGy/hの2種類の線量率に着目し、照射中の細胞周期の変化を実測した。100 cGy/hにおける照射では、G1期の細胞集団の割合が次第に減少するとともにG2期の細胞集団が有意に増加した。これに対して、18.6 cGy/hでは僅かなG2期の蓄積しか認められなかった。一方で、同照射条件下に対する細胞生存率をコロニー形成法によって評価した。照射中の細胞周期分布の変化(高感受性細胞周期の蓄積)に対応するように、100 cGy/hの照射下では従来の予想よりも低い細胞生存率となる傾向がみられた。この実測結果を踏まえ、照射中の細胞周期に依存した核内DNA量の変化を新たに考慮するMK-DNAモデルを開発した。MK-DNAモデルにより推定された細胞生存率は従来のMKモデルより高線量で低くなり、実測値と良い一致度を与える高感受性を示した。本年度の実測ならびにモデル解析の結果から、100 cGy/hの線量率では、高線量での高感受性現象は照射中の核内DNA量の変化に関係があることが示唆された。本研究の最終目的は、特定の線量率で示される高感受性現象(いわゆる「逆線量率効果」)の誘発メカニズムを解析することである。実測結果とモデル解析による両アプローチから、本年度は、高感受性現象の評価について大幅に研究が進展したと思われる。本年度の研究計画として、(1)細胞実験ならびにモデル解析による低線量率放射線感受性の評価と、(2)次年度へ向けたコンピュータシミュレーションの環境づくりを並行して行う予定であった。前者に対しては、先に記載したように2種類の線量率(100 cGy/hならびに18.6 cGy/h)に対する細胞実験データを取得し、開発した数理モデル(MK-DNAモデル)を用いた解析を行った。特に、100 cGy/hの長時間照射下では、高線量での高感受性現象は照射中の核内DNA量の変化(G2期細胞の蓄積)と相関していることが示された。当初の目標は、特定の線量率に対する放射線高感受性現象(いわゆる、「逆線量率効果」)を評価することであったが、高感受性現象が細胞周期の変化による可能性を見出すとともにその度合いを定量化するまでに至った。後者に対しては、汎用粒子輸送計算コード(Electron Gamma Shower ver.5: EGS5)と研究室独自のWLTrackコードを組み合わせ、放射線照射後に付与される細胞核内線量を計算する体系を構築した。当初の予定では、次年度でミクロレベルの細胞核線量のバラツキを考慮した細胞生存率の補正を行う予定であった。しかし、低線量の分割照射時には、線量のバラツキによる影響よりも非標的効果(照射細胞から非照射細胞へのシグナル伝達系に伴う細胞死)による影響の寄与が高い可能性が出てきたため、細胞核線量よりも先に非標的効果を考慮しうるようモデルの改良を行った。

これにより、予備的な試験では適切な結果が得られることが分かった。以上のとおり、方針の転換があったものの、計画以上に研究が進展している。最終年度は、長時間の電離放射線(X線)被ばく後の放射線感受性について細胞実験とモデル解析を用いた複合的手法で調査し、低線量被ばく時の細胞応答の数理モデル構築にも着手した。これら成果の一部は、国内・国際会議で発表するとともに、自然科学および臨床研究のあらゆる領域を対象にした学術誌にて主に報告した。長時間X線照射中の放射線感受性の調査については、3.0 Gy/hと6.0 Gy/hと同等の2種類の多分割照射法を追加使用し、長時間照射中の細胞周期の変化を調べた。核内DNA量の結果から、6.0 Gy/h照射時には照射開始後10時間まで細胞周期に有意な変化は認められない一方、3.0 Gy/h照射時には、照射中にS期の細胞割合が優位に増加するとともに放射線抵抗性が誘導されることがわかった。これはS期細胞の割合の増加による照射間DNA修復能率の増加により説明し得ることが数理モデルの解析によって示された。このモデル解析の妥当性は、上記の連続的照射条件だけでなく、急性照射条件下でも確認し、S期細胞割合依存の放射線抵抗性誘導について議論するに至った。低線量被ばく時の細胞応答の数理モデルの開発については、照射細胞と非照射細胞間のシグナル効果を前年度開発したモデルに組み込んだ。構築したモデルは、照射細胞から放出されるシグナル濃度、シグナル誘発DNA損傷数、細胞生存率(培地経由型バイスタンダー効果も含む)の文献データを再現することに成功した。この数理モデルを使用することにより、シグナル誘発DNA損傷の修復能率の違いがもたらす低線量放射線高感受性現象への影響を評価することができることを提示した。本年度の研究成果により、逆線量率効果(放射線感受性の逆転現象)ならびに低線量被ばく下の細胞応答(DNA修復能と生存率の関係)について、部分的ではあるがメカニズムの解明ができたと考えている。平成29年度の研究の推進に対しては、上述の進捗状況を踏まえて、以下の2点について着手する予定ある。(1)中線量率域に対する細胞周期と細胞生存率の評価:300 cGy/hと600 cGy/hの線量率に対しても同様の実験ならびにモデル解析を行う予定である。すでに細胞実験においては、300 cGy/hならびに600 cGy/hの線量率の条件下で、上述の細胞応答とは異なる結果が得られつつある。この実測データに基づいた新たな仮説をMK-DNAモデルに組み込み、より精密な長時間照射への細胞応答モデルを構築する予定である。(2)非標的効果を組み込んだ統合型細胞生存率モデルの開発:低線量率照射時には、非標的効果(バイスタンダー効果)の寄与の可能性が高いため、その効果を適切に考慮しうるモデルの改良を(1)と並行してさらに行う。モデルの確立には、低線量分野で活躍中の国内の研究者と海外の研究者の協力を得る予定である。さらにそのモデルを先に開発していたMK-DNAモデルと統合する。その統合型モデルを実測データへ適用し、低線量/低線量率照射後の生体応答(特に細胞間シグナル濃度、シグナル誘発DNA損傷数の動態、細胞生存率)の定量化を図る。以上の追加評価ならびに非標的効果のモデリングから「逆線量率効果」誘発メカニズムについて、さらなる解析を行う予定である。
ジェスチャーからの感性情報抽出と演奏制御

本研究の目的は、身体運動の実時間解析結果による楽曲演奏の制御および音響発生制御のシステムを開発し、情緒的な意味で人間が満足できるジェスチャー=音響の変換を実現することである。本年度は、ジェスチャーの認識とその結果を用いた演奏制御の基礎研究を行い、以下のような成果を得た。1.データグローブを用いて、5本の指の曲げ形状、掌の傾き、手の位置など、11個のパラメータと、ジェスチャーの意味を結び付ける関数を、数回の学習で作成し、ジェスチャーの実時間認識を可能にすることに成功した。この認識関数の生成には統計操作を用いているため、ある程度曖昧な動作の認識もできる。2.既存の楽器の演奏ジェスチャーを認識して、MIDI音源のパラメータを制御することにより、仮想的に楽器演奏を行うシステムを作成した。このシステムの音程・テンポの入力は楽譜データでもよいが、音声による実時間入力も可能である。また、特定の楽器を指定した場合は和音の発生制御も可能である。3.音響=動作の間を感性的に"納得のゆく"ように結び付けるインターフェースの実現を目的とした基礎研究を行った。ここで、音響生成のパラメータとジェスチャーのパラメータの関係設定には、ニューラルネットワークを用いているため、対応に柔軟性を持たせることができた。
人工知能を利用したロボット金融トレーダー等に対する責任帰属の可能性に関する研究

平成30年度は研究の基礎固めとして、関連文献・資料の収集・分析および関連学会等における情報収集を行った。関連資料としては、金融分野における法的責務の分析のための金融商品取引法関連の研究書や、金融業における人工知能の利用に関する書籍を15冊(うち洋書3冊)を購入し、先行研究及び現状の把握を行った。関連学会での情報収集としては、平成30年6月開催の日本経営倫理学会および平成30年10月開催の日本倫理学会に参加して、関連情報の収集を行った。また、上記の活動を基に得られた研究成果について、平成30年12月22日開催の北海道大学哲学会研究発表会にて発表を行った(発表題目:契約行為における人工知能の地位-「道具」からの脱却は可能か)。また、平成31年3月7日に開催された北海道大学大学院文学研究科応用倫理・応用哲学研究教育センター主催の平成30年度第9回応用倫理・応用哲学研究会においても研究発表を行った(研究題目:AIトレードと金融市場の倫理ーAIがもたらす市場の混乱とモラル・ディレンマー)本研究の意義であるが、まず研究発表「契約行為における人工知能の地位-「道具」からの脱却は可能か」においては、ビジネスにおける基本的行為である契約における人工知能の行為主体性に関する法学分野に議論を分析し、人工知能に「代理人」として道具以上の人間類似の行使主体としての地位を認めうることを示した点にある。また「AIトレードと金融市場の倫理ーAIがもたらす市場の混乱とモラル・ディレンマー」においては、人工知能を活用した金融取引が金融市場の不安定化を引き起こす原因と、それが金融市場関係者の倫理に与える影響を分析し、人工知能を利用した金融取引の普及が金融市場の倫理的ディレンマを惹起していることを示し、そのディレンマの克服の方向性を示した点に意義があると考える。研究計画においては、平成30年度の主たる研究目標は先行研究や人工知能の金融分野における活用実態等の把握と分析にあったが、この点については十分な文献・資料収集と分析作業を行うことができ、当初の計画通りに進捗したと考えている。また、関連学会等での情報収集についても、平成30年度は全国学会2か所(日本経営倫理学会・日本倫理学会)および地方学会(北海道大学哲学会)に参加することができ、それぞれ十分な情報収集ができたと考えている。さらに平成30年度は、文献研究及び情報収集とその分析をもとにした研究発表を北海道大学哲学会研究発表会において発表することができ、研究成果の点でも順調な研究の進捗が行われたと考えている。平成31年度(令和元年度)は、引き続き先行研究や関連文献の分析を行うとともに、学会発表と論文発表を精力的に行いたいと考えている。現段階で令和元年6月22日開催の日本経営倫理学会第27回研究発表大会において研究発表を行うことが決定している。そして本発表を基に論文を執筆し、令和2年2月発行予定の『日本経営倫理学会誌第27号』にて発表することを目標としている。それ以外の研究発表・論文執筆に関しては現段階では未定であるが、日本倫理学会や北海道大学哲学会、および学内での各種研究会等での研究発表を目指し、精力的に応募していきたいと考えている。

さらに平成30年度は、文献研究及び情報収集とその分析をもとにした研究発表を北海道大学哲学会研究発表会において発表することができ、研究成果の点でも順調な研究の進捗が行われたと考えている。平成31年度(令和元年度)は、引き続き先行研究や関連文献の分析を行うとともに、学会発表と論文発表を精力的に行いたいと考えている。現段階で令和元年6月22日開催の日本経営倫理学会第27回研究発表大会において研究発表を行うことが決定している。そして本発表を基に論文を執筆し、令和2年2月発行予定の『日本経営倫理学会誌第27号』にて発表することを目標としている。それ以外の研究発表・論文執筆に関しては現段階では未定であるが、日本倫理学会や北海道大学哲学会、および学内での各種研究会等での研究発表を目指し、精力的に応募していきたいと考えている。平成30年度の研究計画としては、日本人工知能学会研究大会に参加し、情報収集を行う予定であったが、スケジュール調整がつかず、参加できなかったため、旅費とその他(非学会員大会参加費)が未使用となったため、次年度使用額が生じた。今年度の使用計画としては、当初計画390,000円(物品費100,000円、旅費170,000円、その他30,000円)に99,215円が加わるが、物品費については100,000円を書籍・文献購入および事務用品とう消耗品に使用することを予定しており、次年度使用額については、昨年度参加できなかった学会参加を行ったり、学会発表等を積極的に行うとする研究計画を踏まえ、旅費を中心に充当する予定である。
日米安保体制と集団的自衛権の変遷━フィリピン・グアム・韓国を素材として

日本を取り巻く安全保障環境の急激な変化に伴い、日米安保体制の強化が進んでいる。集団的自衛権の限定行使が容認されることにより、自衛隊と米軍との一体化が急速に進んでいる。本研究課題では、米国の属領であり米国安全保障の要衝とされるグアム、そして米国依存の安全保障から決別し、自立への道を画策しているフィリピンを素材に、対米政策の特徴と課題を明らかにした。今後の日本国内における集団的自衛権に関する議論へとつなげる果実となることが期待される。平成27年度は本研究の推進基盤となるアメリカと日本、フィリピン、韓国との軍事同盟に関する資料収集、分析及び整理を中心に行った。日米同盟に際しては、沖縄をはじめとする米軍基地の人員や軍用機、軍用艦などに関する基本情報の収集に重点を置いて取り組んだ。沖縄の米軍基地に関する動きについては先行研究が多くなされているものの、本土にある基地に関しては研究が希薄となっており、手始めに航空自衛隊岐阜基地の基本情報及び運用に関する一次資料の入手に努めた。韓国に関しては、安全保障に関する外交文書が原則非公開となっているため、朝鮮日報・中央日報・東亜日報など、韓国主要誌による報道を中心に基地施設の概要や移転計画などに関する情報収集を行った。韓国でも日本と同様に米軍基地の集約が進んでおり、アジア太平洋地域における米軍基地の位置づけの変容を把握することが出来た。同年度は米国公文書館及び関連研究機関における研究調査活動を行う予定であったが、当初計画していた期間内で資料取集に当たるための前提となる射程を定めることが出来なかったため、次年度のできるだけ早期に調査活動を実施する方向で進めている。フィリピンに関しては中国との南シナ海における緊張関係が高まっており、米軍が再駐留する方向で米国との同盟関係強化を図っていることから、当初予定していたクラーク空軍基地及びスービック海軍基地内部の様子を調査することが難しくなっている。よって、可能な範囲でアメリカ・フィリピン両国の公文書を中心に収集及び分析を進めた。アメリカのアジア・太平洋地域における安全保障政策は、中国の軍事力増強と南シナ海への海洋進出に伴い、大規模な転換を迫られている。冷戦期は旧ソ連と対峙する中でいかにして米ソ両国の軍事バランスを保っていくかに主眼を置いて、日本、韓国、フィリピン、グアムの基地整備が行われてきた。しかしながらロシアから中国へとアメリカの安全保障の軸足が移るとともに上記4つの国または地域における基地のあり方も大きく変化していることが一次資料や各種報道などを通して把握することが出来た。本研究課題の遂行に当たっては、米国国務省関連資料の収集及び分析が必要ではあるのだが、安全保障関連資料は国家最高機密書類に当たるため一定年月が経過しなければ入手することが困難なため、米軍基地に関する一次資料は主に関係者への聞き取り調査により入手することとした。本年度は、主に本研究課題の対象としているフィリピン・グアム及び韓国の実情について、新聞などでの報道を軸に実情を探るべく資料収集を行った。特に韓国については、北朝鮮という緊迫した国家が国境を接しているということもあり、基地の配置を含めた実情を明らかにしていない部分が多いことが分かった。平成28年度は、現地調査の一環として、米国海兵隊の拠点となっており沖縄に展開する同部隊の移転先ともなっている米国・グアム島での現地調査を行った。グアム大学を始めとする研究機関関係者や政府、議会関係者などアンダーセン空軍基地と関わりのある幅広い当事者から貴重な証言を得ることが出来た。日本の沖縄にある米軍基地の置かれている問題との最大の違いは、アメリカ国内にある自国の基地ゆえに反対運動があること自体が隠されている点である。また、観光地のすぐそばに基地が存在していることで逆に基地で行われている活動が見えにくくなっているという点が特に注目される。これまでに得た知見を軸として、最終年度では他の国、特にフィリピンにある(元)米軍基地との比較研究をさらに進めていくことにしている。米軍基地問題で日本との関連の深いグアム島での調査を行うことで、本研究課題の核心部分をとらえることが出来た。しかしながら、米軍基地の全体像を明らかにするまでの資料収集及び分析が進んでいないことから、最終年度は精力的に取り組むことにしている。平成29年度はフィリピンにおける米軍基地に関する現地調査を中心に、本研究課題の総括に取り組んだ。現地調査では、フィリピン米軍基地の撤去に至る経緯などに詳しい、フィリピン大学マニラ校教授のローランド・シンブラン氏を始めとして、国会議員などからの聞き取り調査を中心に進めた。米国による根強い反対があったものの、フィリピン議会で米軍基地撤退決議が採決されたことにより、フィリピンから米軍は撤退を余儀なくされた。その後、中国による海洋進出が進む中で米軍の再配備が検討されたものの、フィリピン政府は米国による安全保障体制に依存するのではなく自国の保有する戦力を巧みに利用することで、中国から自国領を守る方向で対応している実状を把握することが出来た。平成28年度に調査を行ったグアムでは米国内に存在する基地という側面があり、国内に存在する基地は国民の生命と安全を守るために存在しているのが前提となっているため、グアム島の現地住民は米国民であるため不服申し立てを行うこと自体が許されないという実状があったのだが、フィリピンはかつて米国領として抑圧された過去の歴史を鑑みる中で、ある意味、グアム島の実情を教訓として生かしているとも捉えることが出来る。本研究課題の一つの柱となっていた韓国の米軍基地に関する検討については、実際に基地や公文書にアクセスすることが物理的な問題で不可能であった。よって報道などで伝えられている二次資料を中心に資料整理を行うとともに現状分析に努めた。

本研究課題の成果については、報告書という形で取りまとめることにしている。日本を取り巻く安全保障環境の急激な変化に伴い、日米安保体制の強化が進んでいる。集団的自衛権の限定行使が容認されることにより、自衛隊と米軍との一体化が急速に進んでいる。本研究課題では、米国の属領であり米国安全保障の要衝とされるグアム、そして米国依存の安全保障から決別し、自立への道を画策しているフィリピンを素材に、対米政策の特徴と課題を明らかにした。今後の日本国内における集団的自衛権に関する議論へとつなげる果実となることが期待される。平成27年度でデータベース化した資料を基に、グアム・フィリピン・韓国並びに米国の関連機関における文献資料調査並びに研究者への聞き取り調査を行い、アメリカの安全保障政策における日本、フィリピン、韓国及びグアムの位置づけについて引き続き調査に当たりたいと考えている。今後は、アメリカ・ワシントンにある国立公文書館や関連研究機関との連携を深めて、実証研究を積み重ね、成果を挙げられるように取り組む所存である。日本現代史米国における海外調査を行うことが出来なかったため。当該年度に計画していた海外調査を予定通り実施できなかったため。米国における海外調査を行うために使用する。フィリピンないし米国・ワシントンで行う海外調査に使用する。
抗原結合アガロース粒子とMDPによる皮膚肉芽腫の細胞学的解析

免疫学的機序に基づいて発症する肉芽腫の形成機序を明らかにするために、MDPと抗原結合アガロース粒子の投与により、抗原感作マウスに皮膚肉芽腫を形成し、その反応に関わる免疫細胞とサイトカインの特性を検討した。DNPにて感作したマウスの背部皮膚にMDP+Freund's adjuvantを投与し、同部にDNP結合アガロース粒子を皮内注射し皮膚肉芽腫を誘導したところ、肉眼的に顕著な皮膚変化は認められなかった。しかし、組織学的には巨細胞を含む肉芽腫反応が観察された。肉芽腫を構成する細胞成分を明らかにするために、免疫染色を行うと、CD3+細胞が肉芽腫周囲と軽度肉芽腫内に散在し、CD4+細胞とCD8+細胞はほぼ同等に分布していた。一方、単球系マーカーの検討では、CD14+細胞が肉芽腫を構成していたが、組織マクロファージ特異的MMGL+細胞は肉芽腫内には観察されなかった。皮膚肉芽腫の誘導に関与するT細胞亜分画をサイトカイン産生の点から検討すると、IFN-γ+細胞がIL-4+細胞よりも優位であったため、誘導された肉芽腫反応はTh1反応であることが示唆された。皮膚肉芽腫構成類上皮細胞の前駆細胞の同定のためにGreen fluorescent protein(GFP)トランスジェニックマウスより次の細胞を調整した。1)末梢血単球、2)末梢血単球から分化したマクロファージ、3)正常皮膚より分離したMMGL陽性真皮マクロファージ、4)腹腔マクロファージ、5)骨髄単球系前駆細胞、6)骨髄単球系前駆細胞をGM-CSF/IL-4刺激で得た樹状細胞。これらを肉芽腫形成マウスに経静脈的あるいは皮下に投与し、肉芽腫構成細胞中のGFP陽性細胞の分布を観察したところ、新鮮骨髄細胞の投与時のみ、GFP陽性細胞が観察された。皮膚肉芽腫構成類上皮細胞のサイトカイン反応性の検討するために、肉芽腫組織を採取後、抗CD3、抗B220、抗MMGL抗体処理し、リンパ球とマクロファージを除去し24時間培養する。付着細胞を採取し、肉芽腫形成に関与すると想定されているIFN-γ、IL-3、IL-13、IL-10に対する増殖能をBrdUの取り込みで検討したところ、わずかにIFN-γ、IL-3に対して反応が認められた。以上のことより、肉芽腫の形成は骨髄よりあらたに組織浸潤した細胞が構成し、IFN-γ、IL-3が肉芽腫形成に重要な因子であると考えられる。

まず、DNPにて感作したマウスの背部皮膚にMDP+Freund's adjuvantを投与し、同部にDNP結合アガロース粒子を皮内注射し皮膚肉芽腫を誘導したところ、肉眼的に顕著な皮膚変化は認められなかった。しかし、組織学的には巨細胞を含む肉芽腫反応が観察された。この反応性はマウスの種によって異なっていた。次ぎに肉芽腫を構成する細胞成分を明らかにするために、リンパ球および単球・マクロファージ系細胞の表面マーカーに対する抗体で免疫染色すると、CD3^+細胞が肉芽腫周囲と軽度肉芽腫内に散在し、CD4^+細胞とCD8^+細胞はほぼ同等に分布していた。一方、単球系マーカーの検討では、CD14^+細胞が肉芽腫を構成していたが、組織マクロファージ特異的MMGL(macrophage endogenous calcium-type lectin)^+細胞は肉芽腫内には観察されなかった。なお、接着分子CD54の発現は病変内に顕著であった。次ぎに皮膚肉芽腫の誘導に関与するT細胞亜分画をサイトカイン産生の点から検討すると、IFN-γ^+細胞がIL-4^+細胞よりも優位であったため、誘導された肉芽腫反応はTh1反応であることが示唆された。最後に、所属リンパ節細胞のin vitro巨細胞誘導能を検討したが、細胞に対して種々の刺激因子を試みたものの、現在のところ巨細胞の有為な誘導は認められていない。免疫学的機序に基づいて発症する肉芽腫の形成機序を明らかにするために、MDP+Freund's adjuvantとDNP結合アガロース粒子にて皮膚肉芽腫をマウスに誘導し、その解析を行った。まず、皮膚肉芽腫構成類上皮細胞の前駆細胞の同定のためにGreen fluorescent protein(GFP)トランスジェニックマウスより次の細胞を調整した。1)末梢血単球、2)末梢血単球を短期培養により分化したマクロファージ、3)正常皮膚より分離したMMGL陽性真皮マクロファージ、4)腹腔マクロファージ、5)骨髄単球系前駆細胞、6)骨髄単球系前駆細胞をGM-CSF/IL-4刺激で得た樹状細胞。これらを肉芽腫形成マウスに経静脈的あるいは皮下に投与し、経時的に組織採取し、肉芽腫構成細胞中のGFP陽性細胞の分布をconfocal顕微鏡下で観察したところ、新鮮な骨髄細胞を投与した時のみ、GFP陽性細胞が観察された。次に、皮膚肉芽腫構成類上皮細胞のサイトカイン反応性の検討するために、肉芽腫組織を採取後、細胞を分離し、抗CD3、抗B220、抗MMGL抗体処理し、リンパ球とマクロファージを除去し24時間培養する。付着細胞を採取し、肉芽腫形成に関与すると想定されているIFN-γ、IL-3、IL-13、IL-10に対する増殖能をBrdUの取り込みで検討したところ、わずかにIFN-γ、IL-3に対して反応が認められた。以上のことより、肉芽腫の形成は骨髄よりあらたに組織浸潤した細胞が構成し、IFN-γ、IL-3が肉芽腫形成に重要な因子であると考えられる。
運動負荷によるヒト運動単位のタイプ別応答特性

小指外転筋の運動単位において、放電頻度が80Hzまで到達するものが観察され、閾値張力が63%MVCの運動単位の存在が確認された。小指外転筋、総指伸筋、三角筋および外側広筋の運動単位について、単収縮の収縮時間、収縮張力と閾値張力との関係を見ると、閾値張力と収縮時間との間には反比例関係があるが、三角筋では異なる関係が見られた。収縮張力と閾値張力との間には正比例関係があるが、総指伸筋では異なる関係が見られた。収縮張力と収縮時間との間には各筋特有の関係が見られた。外側広筋の運動単位において、静的張力を負荷することにより閾値張力およびその標準偏差が減少傾向を示した。膝関節および足関節において、種々の負荷による種々の角速度の等速運動を行うと、短縮性収縮時の運動単位の活動参加順序は、負荷重量および収縮速度の増加によって等尺性収縮時のものから大幅に変化し、角速度依存性の運動単位の選択的活動参加が示唆された。各運動単位の活動参加時点の関節角度が角速度の増大に伴って減少傾向を示すものと、変化を示さないものとが観察され、運動単位の活動参加に筋短縮速度依存性の運動単位と、関節角度依存性の運動単位の存在することが示唆された。小指外転筋による小指の外転運動について、等尺性収縮および等張性収縮を負荷した際の運動単位の活動特性をみると、単収縮の収縮時間は、5分間の等尺性収縮および等張性収縮負荷で、60ms程度のfastタイプの運動単位では増大し、100ms程度のslowタイプの運動単位では減少傾向にあるものが見られた。運動単位の活動参加と活動停止の順序は、収縮条件により差異が見られた。等尺性随意収縮時の小指外転筋および第一背側骨間筋における単一運動単位の活動パターンを観測し、同レベルの張力発揮に必要な電気刺激頻度との関係を検討し、随意運動時の筋力調節における運動単位のrecruitmentとrate codingを人工的に再現することが可能となった。小指外転筋の運動単位で、放電頻度が約25Hzまで到達するものと、80Hzまで到達するものとが観察された。また、小さい筋では活動参加の閾値張力が50%MVCの越えるものはないと言われているが、63%MVCの運動単位の存在が確認された。小指外転筋、総指伸筋、三角筋および外側広筋の運動単位について、収縮特性の指標である単収縮の収縮時間、収縮張力と活動参加の閾値張力との関係を見ると、収縮時間と閾値張力との関係では、閾値の低いところでは収縮時間が大きく、閾値の高いところでは収縮時間が小さいという、一般的な傾向が見られている。しかし、三角筋では、閾値の低いところに収縮時間の小さい運動単位の存在が認められた。収縮張力と閾値張力との関係では、一般に閾値張力の高い運動単位の方が、収縮張力が大きい傾向が見られるが、総指伸筋では閾値張力にかかわらず一定である傾向が見られている。収縮張力と収縮時間との関係では、総指伸筋では収縮時間にかかわらず収縮張力が一定である。

小指外転筋では収縮時間が小さい方が収縮張力が大きい傾向が見られているが、三角筋では逆に収縮時間の小さいところにも収縮張力の小さい運動単位の存在が認められた。外側広筋の運動単位において、足関節に2kg,5kgの静的張力を10分間、10kgの張力を3分間負荷すると、活動参加の閾値張力およびその標準偏差が一般に減少傾向を示すことが見られた。2.5および5.0%MVCの負荷をかけて、0,15,35,70および105(°/s)の角速度での膝関節の伸展・屈曲運動を行い、等尺性収縮、短縮性収縮および伸張性収縮における外側広筋の運動単位の活動参加閾値張力および放電頻度について検討を行った。動的筋活動によって運動単位の閾値張力は減少傾向を示した。短縮性収縮速度の増加によって放電頻度は増大した。短縮性収縮時の運動単位の活動参加順序は、負荷重量および収縮速度の増加によって等尺性収縮時のものから大幅に変化した。収縮速度の増加に伴って活動参加順序が遅れると共に、放電頻度が減少する一般的なものとは逆の振る舞いを示す運動単位が見出された。また、特定の角速度の伸張性収縮時において、運動単位の選択的な活動参加が観察されている。5.0および10.0%MVCの負荷に対して、0,6,30,60,120および180°/sの角速度における足関節伸展・屈曲運動を行い、外側腓腹筋、内側腓腹筋およびヒラメ筋の表面筋電図のパターンを観察すると、両腓腹筋は足関節角度の大きいところで振幅が増大し、ヒラメ筋は小さいところで増大する傾向がみられた。ヒラメ筋では角速度の増大に伴って振幅が減少し、最大振幅が得られる足関節角度が増大する傾向が認められた。外側腓腹筋の運動単位において、角速度の増大に伴って活動参加順序が大きく変化し、速度依存性の運動単位の選択的活動参加が示唆された。角速度の増大に伴って放電頻度は増大傾向にあった。各運動単位の活動参加時点の足関節角度が角速度の増大に伴って減少傾向を示すものと、変化を示さないものとが観察され、運動単位の活動参加に筋短縮速度依存性の運動単位と、関節角度依存性の運動単位の存在する可能性を示唆する成績が得られた。小指外転筋による子指の外転運動について、等尺性収縮および等張性収縮を負荷した際の運動単位の活動パターンを検討した。運動負荷は、1,2,4N/sで4Nまでのランプ収縮、4Nで5分間の持続収縮、1,2Nの荷重、10,20,40deg/sで20drgの外転・内転運動および、2Nの荷重、20deg/20degの5分間の外転・内転運動を行つた。1N/sのランプ収縮時における活動参加の閾値張力は、活動停止の閾値張力よりも小なる傾向が見られた。単一運動単位の単収縮の収縮時間は、5分間の等尺性収縮および5分間の等張性収縮負荷で、60ms程度のfastタイプの運動単位では増大し、100ms程度のslowタイプの運動単位では減少する傾向にあるものが見られた。単収縮張力は、5分間の等尺性収縮負荷で減少傾向にあるものが多く、5分間の等張性収縮負荷で増大傾向にあるものが多く見られた。運動単位の活動参加および活動停止の順序は、収縮条件により差異が見られたが、特定の運動単位が先行して活動参加し、特定の運動単位が遅れて活動停止する傾向が強いが、その運動単位が同一のものであるとは限らないことが見出された。等尺性随意収縮時の小指外転筋および第一背側骨間筋における単一運動単位の活動パターンを観測し、同レベルの張力発揮に必要な電気刺激頻度との関係を検討したところ、随意収縮時の放電頻度と発揮張力との関係および強縮刺激頻度と発生張力との関係は、刺激強度を変化させてやることにより、ほぼ一致した変化をすることが認められた。随意運動中の運動単位の放電頻度と同様の電気刺激頻度を与えることおよび刺激強度を調節することにより、筋に随意運動と同様の張力を発生させ得ることが解明された。
機能的電気刺激における筋疲労抑制のための高周波数刺激の応用

脊髄損傷後の急性期筋萎縮に対する高周波数刺激の機能的電気刺激への応用について検討した.1.組織学的・組織化学的検討:脊髄損傷急性期に筋萎縮が優位に進行するタイプ2線維への影響を評価するため、約97%がタイプ2(速筋)線維で占められているTAとEDLにTESを行ったところ、100Hz群で、タイプ2Aと2B線維の有意な筋線維径の回復や増加を認めた。また、TAのみではあるがタイプ1線維は20Hz群、100Hz群ともにTESによるタイプ1線維の筋萎縮軽減効果が認められたが、周波数による有意差はなかった。脊髄損傷後の急性期に高周波数刺激を加えることにより筋萎縮しやすいタイブ2線維の萎縮を軽減し、さらにタイプ1線維に対する萎縮軽減効果も有する高周波数刺激は急性期筋萎縮に対して効果的であると考える。2.筋収縮力:FESでは、特に抗重力筋である下肢の筋群を刺激して起立歩行動作を再建するので、TESによって十分な筋収縮力を獲得しておくことが重要である。今回の実験では、100Hz群のTAとEDLで筋収縮力が非刺激筋に比べて顕著に増加したが、20Hz群では増加率は少なかった。このことから、高周波数刺激は筋収縮力低下の防止により有用であると考える。3.間欠的刺激下では低周波数刺激より高周波数刺激のほうが筋疲労が少ないことを明らかにした。これは従来の持続刺激下での実験結果と異なっている。低周波数疲労と高周波数疲労の発現のメカニズムの違いから、高周波数刺激の方が筋疲労の回復時間が短いため筋疲労抑制効果が大きいと考えられる。本実験から、間欠的刺激と高周波数刺激の2つの条件がそろったときに、脊髄損傷後の急性期筋萎縮防止に対して有用であると考える。対象は雌ウサギ(日本白色種)成体10羽である。麻酔下に下肢後面を展開して坐骨神経に刺激用の双曲型銀塩化銀電極を装着し、被検筋は内側腓腹筋としてその遠位端を歪みゲージに固定した。筋疲労を比較する周波数は、低周波数刺激(20Hz)と高周波数刺激(50Hz、100Hz)とし、その他の刺激条件はパルス幅0.2msec、最大上刺激電圧で一定とした。間欠的刺激条件は、4秒間刺激を10秒毎(1/2.5cycle)、20秒毎(1/5cycle)、30秒毎(1/7.5cycle)に繰り返す3通りのduty cycleで比較した。筋疲労試験は15分間施行し、刺激によって生じる筋張力を経時的に計測した。筋疲労は、刺激開始時の最大筋張力(Ti)に対する刺激終了時の最大筋張力(Tf)の減衰率で表し、Clarkeのstrength decrementindex(SDI)を、SDI={(Ti-Tf)/Ti}×100で求めて評価した。20Hz、50Hz、100HzにおけるSDIを比較すると、1/2.5cycleで各々33.8±20.4%(mean±SD)、18.5±8.7%、18.7±9.5%、1/5cycleで20.2±11.8%、18.8±13.6%、8.7±1.4%、1/7.5cycleで19.4±15.4%、18.8±13.6%、6.9±2.7%であり、1/2.5cycleで高周波数刺激(50Hz、100Hz)の筋疲労が有意に小さかった(p<0.05)。他のcycleでも同様の傾向が認められた。4秒間刺激に対する筋収縮をみると、収縮力は50Hz、100Hz刺激で大きく、収縮力のピークが20Hz刺激では後半に、50Hz、100Hz刺激では刺激直後に出現した。

機能的電気刺激(FES)による起立・歩行動作再建にあたって大腿四頭筋の強化が必要となるため、当科ではあらかじめ治療的電気刺激(TES)で筋力増強を図っているが、これまでにTESの最適条件は明確にされていない。今回は筋線維の組成がヒトの大腿四頭筋と似ているラットの前脛骨筋、長趾伸筋を用いて周波数の異なる電気刺激を行い、より大きな筋力増強を得るTESの刺激条件を検討した。【方法】対象は410510gのウィスター系ラット(雄)16匹で、尾部懸垂を行い萎縮筋を作製し、1週間後、総腓骨神経に電極を巻き付け皮下に埋め込み刺激を開始した。刺激は周波数20、75、100Hzの条件で、それ以外は同じ条件で1日30分、3週間行った。その後、前脛骨筋と長趾伸筋の筋湿重量を測定し、非刺激側を対照とした。【結果】刺激側と非刺激側の比較では、20Hz群は刺激側の筋湿重量は有意差を持って減少した。75、100Hz群では前脛骨筋、長趾伸筋ともに筋湿重量の増減に関して明らかな有意な差はみられなかった。【結論】萎縮筋への高周波数電気刺激は筋湿重量の増加、筋力増強を得られる有用な方法と考えられる。脳脊髄傷害などの上位運動ニューロン傷害に対する機能的電気刺激では,障害された筋萎縮をいかに防いで,筋力を増強するかが重要となる.しかし,至適刺激条件については,いまだ不明である.そこで,ラットの前脛骨筋(TA),長趾伸筋(ED)を用いて周波数の異なる電気刺激を行い,急性期筋萎縮に対する至適周波数を検討した.対象は,400-460gのウィスター系ラットで,バルビタールナトリウムを腹腔内投与し,全身麻酔下に総腓骨神経を露出し,電極を巻き付けた.その後,下位胸髄で椎弓切除し,尖刃で脊髄を横断し,脊髄の再生を予防するため,横断部に切除椎弓を移植した.刺激は,周波数20,50,100z,刺激時間は1日60分,1週間とした.刺激終了後,左右の前脛骨筋を一塊として採取し,最大径のところを厚さ約10mmの切片を得た.これを凍結させ,クリオスタットにより厚さ10μmの凍結切片を作製し,ph4.2のmyosin ATPase染色を行った.その結果,100Hzにおける非刺激側では刺激側に比べて筋線維の縮小化,Type Iの増加が認められた。100Hzで刺激した筋は,50,20Hzで刺激した筋に比べType II線維が膨化しており,Type I線維が減少していた.このことより,対麻痺による急性期筋萎縮において組織学的・組織化学的検索の結果,Type II線維の維持には高頻度刺激が有用と思われた.
腺細胞分化および発癌過程における癌拒絶抗原SART-1分子群の役割

SART-1遺伝子の生物学的機能を解析する上で、蛋白質の局在、過剰発現したときの影響、ゲノムの解析、および相互作用する遺伝子またはその産物の解析を行った。1)SART-1遺伝子を蛍光物質との融合蛋白として発現させたところ、細胞核に局在する事が分かった。2)SART-1_<800>タンパクは、アフィニティークロマトグラフィーの結果より、DNAに結合する蛋白質であることが示唆された。3)SART-1遺伝子は、過剰に発現させると細胞周期がG2/M期にアレストして増殖が停止したり、アポトーシス様の形態を示した。また、SART-1遺伝子を、過剰発現させる事で、癌抑制遺伝子p53や、サイクリンB1、あるいはcdc2などの変化が起った。4)Two-hybrid法により、SART-1と親和性を持つ蛋白質をコードする遺伝子が単離された。しかしながら、本方法は感度が高いため、現在確認実験を行っている。5)上記(Two-hybrld法により、SART-1と親和性を持つ)蛋白質をコードする遺伝子産物をファーウエスタン用で解析するため、SART-1蛋白の上流、中央部、および下流の3カ所の断片のプローブを作製した。6)マウスSART-1遺伝子をコードするゲノムを解析を行った結果、20個のエクソンからなることが分かった。イントロン部分は12%から60%と、比較的相同性が低かった。7)マウスSART-1遺伝子の発生段階において、胎生初期(14日目)から発現していた。1) SART1_<800>はDNAに結合し核内に局在するロイシン・ジッパーモチーフを持つ蛋白であり、遺伝子導入で過剰発現させると細胞周期のG2/Mにアレストしたり、一部の細胞ではアポトーシスが誘導された。おそらく細胞増殖や細胞死に関与する興味深い分子であることが示唆された。2)ファーウエスタンの為のプローブ作製:SART1_<800>結合蛋白質があるかどうかを調べる為に、放射線同位元素で標識可能なGST一融合タンパクを4種類作製した。大腸菌でそれぞれの蛋白質を発現させ、GSTに対するモノクローナル抗体を用いたウエスタンブロットで確認した。以後、これらをプローブとして用い、ファーウエスタンを行う予定である。3)免疫沈降法によるSARTl結合蛋白質の同定:SART1_<800>/myc融合蛋白を発現させる遺伝子(プラスミド)をヒトの線維芽細胞、癌細胞株などにトランスフエクトし、mouseanti-myc monoclonal antibody,rabbit anti-SARTl antiserumなどを用いた免疫沈降を行い、SART1_<800>結合蛋白質の同定を試みた。しかしながら、非特異的蛋白の混入が多く、有意なバンドの検出は困難だった。作成中のモノクローナル抗体が得られた場合には、再度試みる予定である。4) SART1遺伝子ファミリーのクローニングおよびその解析:SARTlの5'-側の約900bpとはハイブリダイズするが、6A1-1D7とは相補性のない遺伝子をコロニー・ハイブリダイゼーション法でクローニングした。3.3kb(2 clones),2.9kb(1 clone),l.6kb(1 clone),0.9kb(5 clones)の計9クローンが得られ、そのうち3.3kbの遺伝子はSARTlの上流部分と全く同じ配列を有する483アミノ酸と5個の異なるアミノ酸からなる蛋白質であった。2)SART-1_<800>

タンパクは、アフィニティークロマトグラフィーの結果より、DNAに結合する蛋白質であることが示唆された。3)SART-1遺伝子は、過剰に発現させると細胞周期がG2/M期にアレストして増殖が停止したり、アポトーシス様の形態を示した。また、SART-1遺伝子を、過剰発現させる事で、癌抑制遺伝子p53や、サイクリンB1、あるいはcdc2などの変化が起った。4)Two-hybrid法により、SART-1と親和性を持つ蛋白質をコードする遺伝子が単離された。しかしながら、本方法は感度が高いため、現在確認実験を行っている。5)上記(Two-hybrid法により、SART-1と親和性を持つ)蛋白質をコードする遺伝子産物をファーウエスタン用で解析するため、SART-1蛋白の上流、中央部、および下流の3カ所の断片のプローブを作製した。6)マウスSART-1遺伝子をコードとするゲノムを解析を行った結果、20個のエクソンからなることが分かった。イントロン部分は12%から60%と、比較的相同性が低かった。7)マウスSART-1遺伝子の発生段階において、胎生初期(14日目)から発現していた。
スパース画像分解に基づく特徴領域画像処理の開発と応用

本研究では,スパース信号分解の画像処理応用を目的とし,多チャネル信号へのスパース信号分解の拡張,複数の性質が異なる信号が重畳した信号のスパース信号分解によるモデル化,また信号構造に着目した信号分解法について研究を行った.多チャネル信号へのスパース信号分解の拡張では,カラー画像を対象として,その画像処理への応用を提案した.一般にスパース信号分解では,信号を表現する基底は,統計的に独立であり,優ガウス性の確率密度関数に従って発生することを仮定する.それに対して,カラー画像等では,信号チャネル間では強い相関を持ち,同一の座標で異なるチャネルに対応する基底の展開係数に独立性は仮定できない.そこで,従来のスパース信号分解に対してチャネル間での展開係数の独立性の条件を緩和した分解法を提案した.また,提案法が雑音除去応用において,従来のスパース信号分解よりも優れた雑音除去能力を有することを示した.以上の雑音除去の応用では,画像エッジを画像特徴としてウェーブレット基底により捉えることが基本となっている.しかしながら,画像中にはエッジ等に代表される突発的な要素だけでなく,周期性を有するテクスチャ成分等も現れる,これらを,それぞれ異なった基底で分解し,成分毎に分離するために,本研究では1次元信号を対象として周波数領域で局在する信号と時間領域で局在する信号を分離する方法を提案した.具体例として,音声信号に突発性の雑音が重畳した信号から,突発性雑音と音声信号を分離する方法を示した.また,画像に現れるテクスチャ成分は,周期性を持つ信号要素である.周期信号のスパース表現法として,新たにスパース周期信号分解法を提案し,複数の周期信号の混合信号から,それぞれの周期信号の波形と周期を同時に推定する方法を提案した.提案法は信号源のスパース性の仮定から,従来の周期分解法よりも高い精度で信号周期を推定し,信号分離を実現できることを示した.本研究では,スパース信号分解の画像処理応用を目的とし,多チャネル信号へのスパース信号分解の拡張,複数の性質が異なる信号が重畳した信号のスパース信号分解によるモデル化,また信号構造に着目した信号分解法について研究を行った.多チャネル信号へのスパース信号分解の拡張では,カラー画像を対象として,その画像処理への応用を提案した.一般にスパース信号分解では,信号を表現する基底は,統計的に独立であり,優ガウス性の確率密度関数に従って発生することを仮定する.それに対して,カラー画像等では,信号チャネル間では強い相関を持ち,同一の座標で異なるチャネルに対応する基底の展開係数に独立性は仮定できない.そこで,従来のスパース信号分解に対してチャネル間での展開係数の独立性の条件を緩和した分解法を提案した.また,提案法が雑音除去応用において,従来のスパース信号分解よりも優れた雑音除去能力を有することを示した.以上の雑音除去の応用では,画像エッジを画像特徴としてウェーブレット基底により捉えることが基本となっている.しかしながら,画像中にはエッジ等に代表される突発的な要素だけでなく,周期性を有するテクスチャ成分等も現れる,これらを,それぞれ異なった基底で分解し,成分毎に分離するために,本研究では1次元信号を対象として周波数領域で局在する信号と時間領域で局在する信号を分離する方法を提案した.具体例として,音声信号に突発性の雑音が重畳した信号から,突発性雑音と音声信号を分離する方法を示した.また,画像に現れるテクスチャ成分は,周期性を持つ信号要素である.周期信号のスパース表現法として,新たにスパース周期信号分解法を提案し,複数の周期信号の混合信号から,それぞれの周期信号の波形と周期を同時に推定する方法を提案した.提案法は信号源のスパース性の仮定から,従来の周期分解法よりも高い精度で信号周期を推定し,信号分離を実現できることを示した.本課題では,画像全体を画像特徴を示す基底群に分解するスパース信号分解を用いた画像処理の開発と応用を目的としている.本年度は,カラー画像に対するスパース信号分解法を提案し,その応用としてカラー画像の雑音除去へ応用した.カラー画像は,R, G, Bの3つのプレーンからなるマルチチャネル信号である.従来のスパース信号分解法であるBasis Pursuitは,基底群に分解する際に,それぞれの基底が独立に発生し,その係数がラプラス分布に従うことを仮定し,基底群に対する係数をMAP推定により推定することに等しい.しかしながら,多チャンネル信号の場合,各チャネル間に相関があり,特にカラー画像の場合,相関関係を保存できない場合には色のにじみ等の発生が起こる.そこで,本研究課題が目的とする画像処理のために,各チャネル間で独立性を仮定しない多チャネル信号のためのBasis Pursuitを提案し,これを雑音除去へ応用した.Basis Pursuitで係数に与えるペナルティ関数として,各チャネルの係数の2乗和の平方が指数分布することを仮定し,新たなコスト関数を定義した.カラー画像の雑音除去においては,基底群としてシフトした直交ウェーブレット関数を用い,Block Coordinate Relaxation法によりコスト関数の最適化を行った.従来のRGB間で独立にスパース信号分解を適用する雑音除去法よりも,提案した多チャネルBasis Pursuitによる雑音除去は, SN比の面でも向上し,さらに色のにじみ等を抑圧できることを確認した.本課題では,画像特徴を示す基底群により画像を分解するスパース信号分解を用いた画像処理の開発と応用を目的としている.前年度の研究では,信号に対して基底群を,直交ウェーブレット基底の空間シフトにより生成していた.これらは,信号に依存せずに決まる基底群であり,必ずしも信号の特徴を反映する基底ではなかった.そこで,本年度は信号分解において,分解のスパース性を指標として,基底群を導出する手法について検討を行った.

基底群導出の基本を確立するために,本年度は1次元信号を対象として研究を行った.具体的な方法として,信号が内在する特徴を部分空間で表現し,その部分空間の選択についてスパース性に関するコスト関数を定義することで,信号を各部分空間に存在する部分信号へ分解する方法を提案した.応用として,複数の周期信号が混合された信号を対象に,信号特徴を周期性として捉え,特定の周期信号のみを含む部分空間を周期毎に定義することで,混合前の周期信号群を推定する方法を提案した.このアルゴリズムでは,周期部分空間の選択についてスパース性が定義され,信号をできるだけ少ない周期信号へ分解することができる.この信号分解法を混合音声に適用し,複数の音声を一つの混合信号から分離できることを確認した.また,基底群の設計に関して,信号がサポートする区間の違いに着目し,DFT基底と持続時間の短い信号の部分空間を定義し,それぞれの選択にスパース性を導入することで,音声からの突発性雑音除去を実現した,今年度提案した部分空間の選択にスパース性を導入したスパース信号分解法は,さまざまなテクスチャ,構造を持つ画像信号の分解へ応用することで,より効率の良い信号表現を導出することが可能である.