hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
RNAウイルス遺伝子の分子進化学的研究

現在、逆転写酵素は有するものの、DNAゲノムを有するヒトB型肝炎ウイルス(HBV)の進化速度の推定を行なっている。レトロウイルス(オンコウイスル,エイズウイルス等)のゲノム遺伝子が真核生物の核ゲノム遺伝子より百万倍速い進化速度を持つことは、前年度までの本研究の成果として五條堀らによって明らかにされてきたが、本年度はさらに、「RNAウイルス遺伝子がDNAゲノム遺伝子より約百万倍速い進化速度を持つ」ことの一般性の確立、及びこれを応用した各種ウイルスの起源と進化の過程の解明、を目的として以下に示す実績をあげてきた。レトロウイルスのゲノム遺伝子の進化速度が高い理由の一つとして、レトロウイルス特有の逆転写酵素の存在があげられる。これを確認するため、DNAウイルスでありながら逆転写酵素を持つことが知られているヒトB型肝炎ウイルス(HBV)において、進化速度(塩基置換速度)の推定を行った。その結果、HBVのグル-プは10^<-5>/サイト/年のオ-ダ-の進化速度を持ち、これは真核生物核ゲノム遺伝子の進化速度(10^<-9>のオ-ダ-)とレトロウイルスの進化速度(10^<-3>のオ-ダ-)の中間の値であることが示された。またさらに、この進化速度をもとに、ヒト、ジリス、アヒル等を宿主とするウイルスの分岐時間を計算した結果、HBVのグル-プは進化の過程で宿主間での水平感染が起こっている可能性が示唆された。(五條堀、森山)レトロウイルスの一種である成人T細胞白血病ウイルス(HTLVーI/II)のゲノム遺伝子の塩基配列を用いて、進化速度の推定を試みた。その結果、やはり真核生物核ゲノム遺伝子よりは高いが、典型的なRNAウイルス遺伝子よりはかなり低いことが示された。これは、これらのウイルスが宿主細胞のDNAゲノム中に長期間にわたり組み込まれるためと考えられる。一方、HTLVーI/IIグル-プに対して構築された分子系統樹より、このウイルスグル-プの進化の過程でも種間感染が起こった可能性が示唆された。(五條堀、宝来)
非アルコール性脂肪性肝炎モデルマウスに対する漢方薬の効果

本研究で、我々は2種類のNASHモデルマウス(メチオニン・コリン欠乏(MCD)食負荷db/dbマウスと高脂肪(HF)食負荷db/dbマウス)に対する漢方薬の効果を調べた。その結果、MCD食負荷モデルでは小柴胡湯(TJ-9)と十全大補湯(TJ-48)に有意なNASHの抑制効果が見られ、HF食負荷モデルではTJ-9, TJ-48に加えて茵陳蒿湯(TJ-135)に有意なNASHの抑制効果が見られた。前年度に行った予備実験の結果をふまえ、最終年度では非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)モデルマウスに対する4種の漢方薬(小柴胡湯:TJ-9、茵陳蒿湯:TJ-135、十全大補湯:TJ-48、桂枝茯苓丸:TJ-25)の抑制効果を調べる本実験を行った。実験1では、9週齢のdb/dbマウスを以下の6群(各群6匹)に分けた:コントロール食群、メチオニン・コリン欠乏(MCD)食群、TJ-9群、TJ-135群、TJ-48群、TJ-25群。TJ-9、TJ-135、TJ-48、TJ-25群のマウスには、それぞれ1.5%のTJ-9、TJ-135、TJ-48、TJ-25を添加したMCD食を与えた。4週間後に屠殺し、血清生化学的、病理学的、分子的検討を行ったところ、TJ-9、TJ-48群ではMCD食群よりも血清AST、ALT値が有意に低く、NASHの肝組織像の有意な改善が見られた。また漢方薬投与により、肝組織における各種サイトカインやレセプター分子の発現に有意な変動が見られ、活性酸素による肝障害マーカーが有意に減少していた。実験2では、MCD食の代わりに高脂肪(HF)食を用い、屠殺時期を6週間後として同様の検討を行った。その結果、TJ-9、TJ-135、TJ-48群ではHF食群よりも血清ALT値が有意に低く、NASHの肝組織像の有意な改善が見られた。また、漢方薬投与により血清インスリン値の有意な減少が見られた。以上から、漢方薬がNASHモデルマウスに対して有意な抑制効果を発揮することが示された。また、明らかな副作用は確認されなかった。今回の研究結果から漢方薬はNASHの治療薬として有望と考えられ、臨床研究を含むさらなる研究が必要と考えられた。平成23年度においては、本実験で使用する動物、飼料、実験期間を決定するための予備実験を実施した。8週齢、雄のSprague-Dawleyラットおよびdb/dbマウスにオリエンタル酵母社製のコントロール食、メチオニン・コリン欠乏(MCD)食、高脂肪(HF)食を4週間および8週間自由摂食させた後に屠殺し、血清学的検査と肝組織像の観察を行った。その結果、Sprague-Dawleyラットでは、コントロール食では4週後、8週後とも肝臓に著変は見られなかった。MCD食では、4週後、8週後とも明瞭な非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)の所見が認められた。HF食では、4週後、8週後とも明らかなNASHの所見は認められなかった。db/dbマウスでは、コントロール食では4週後、8週後とも肝臓に脂肪化は見られるが、明らかな壊死炎症反応は伴っていなかった。MCD食およびHF食では、4週後、8週後ともに明瞭なNASHの所見が認められた。なお、MCD食では大滴性の脂肪化が目立つのに対し、HF食では小滴性の脂肪化が目立った。以上の予備実験の結果をふまえて、平成24年度に行う本実験の方針がおおむね定まった。なお、平成23年度中に、本実験で用いる漢方薬の作製を依頼するツムラ、実験動物の提供と特注飼料の作製を依頼するオリエンタル酵母、さらに実験を行う帝京大学医学部中央動物施設の担当者に実験計画を十分伝え、平成24年度にスムーズに本実験に入る手はずが整った。交付申請書は、予備実験を行わずにいきなり本実験を始めるものとして記載した。しかし、MCD食やHF食で明瞭なNASHが誘導出来ない場合には失敗実験になってしまうため、慎重を期して平成23年度には上記の様な予備実験を実施した。予備実験で上記の様な結果が得られたため、平成24年度にスムーズに本実験に入る手はずが整った。予備実験の結果をふまえ、平成24年度に行う本実験では、動物はdb/dbマウスを使用する。オリエンタル酵母社製のMCD食、HF食に漢方薬(小柴胡湯、茵陳蒿湯、十全大補湯、桂枝茯苓丸)を加えた特注飼料を作製し、同マウスに自由摂食させる。実験期間は、予備実験にて4週間で十分にNASHが誘導されることが確認された為、4週間程度と考えている。

動物屠殺後は、血清学的解析と肝組織像の観察を行い、さらに肝組織の分子的解析(サイトカインのリアルタイムRT-PCR、ウェスタンブロッティングなど)を行う。db/dbマウス、漢方薬、特注飼料の購入費が主な研究費の用途となる。マウス屠殺後の血清学的解析はオリエンタル酵母に外注する。肝臓の組織標本作製、肝組織の分子的解析(リアルタイムRT-PCR、ウェスタンブロッティングなど)のための消耗品費も必要となる。さらに、研究結果の発表のための旅費も必要である。
21世紀アメリカ小説における「偶然の土着性」について

本研究の骨組みは、21世紀のアメリカ小説において進行するグローバル化のなかで、「土着性」がどのように表象されているのかを考察することである。その課題を探求するにあたって、当該年度は「共感」をめぐるアメリカ文学の動向を考察の対象とした。フィクションのもたらす効果としてしばしば取り上げられる「共感」が、国民国家という形で担保されるのか、それとも国籍を超えた他者との連帯を重視する方向に定められるのか、という点が、グローバル化と土着性をめぐる議論に浮上してきているからである。上記の視点から、2018年度は以下の研究活動を行なった。1)21世紀の小説における「共感」と「観光」の接点についての学会報告(日本アメリカ文学会全国大会シンポジア)。報告内容は論文化を終えており、2019年度に『北海道アメリカ文学』より刊行される予定である。2)土着性とグローバル化の接点について、「空」をキーワードとする論文執筆。すでに論文は提出済みであり、共著書として『空のアメリカ文学』(仮題)に収録される予定である。3)移民・難民を主題とする小説の翻訳。2018年度にはハンガリー系の作家レベッカ・マカーイの『戦時の音楽』、ブルガリア出身のミロスラフ・ペンコフ『西欧の東』の二作を刊行したほか、文芸誌『すばる』に日本出身のユウコ・サカタ作の短編『こちら側で』、『新潮』にアメリカ作家ジェン・シルヴァーマンの「白人たち」の翻訳を掲載した。2019年度にはモーシン・ハミッド(パキスタン出身)の刊行を予定している。「土着性」という問題を取り上げるにあたって「共感」というキー概念からのアプローチを設定し、フィクションによって発生する他者への共感という現象に「観光」との類似性を見出したことにより、物語を共有する「共同体」と現代作家たちの活動の関わりをより明確に考察することが可能となった。アンソニー・ドーアやジョージ・ソーンダーズといったアメリカ作家たちは、合衆国の「リベラル層」に近い価値観から、前者は国境を超えた共感を呼びかけ、後者は合衆国の国土に根ざしたナショナルな共同体の喪失を嘆く、という方向に向かう。それはグローバル化の表裏を比較的単純に映し出す鏡であるが、一方でハミッドやインド系のカニシュク・タルールといった移民作家たちは、移動する者たちが自己利益の最大化という新自由主義の論理を内面化していることを自覚的に描き出しており、みずからを取り巻く状況をより批評的に作品の構造に取り込むことに成功している。その「ずれ」をどのように批評の舞台に上げていくのか、が今後の課題として設定されるべきだろう。21世紀の小説において浮上する、「観光」や土着性との問いを、アメリカ作家にとどまらず検討していくことが必要になるだろうと思われる。より具体的には、アジアをはじめとする非英語圏あるいは半英語圏から登場する、英語で書かれた小説・文学作品を取り上げ、そこに現れる共同体意識を考察することが今後の課題となる。フィリピンやシンガポール、あるいはタイやベトナムといった各地から、あるいはその各地を背景として書かれた小説における「共感」や「共同体」の問題を取り上げ、海外の学会での口頭報告をもとに論文化を目指したい。

その「ずれ」をどのように批評の舞台に上げていくのか、が今後の課題として設定されるべきだろう。21世紀の小説において浮上する、「観光」や土着性との問いを、アメリカ作家にとどまらず検討していくことが必要になるだろうと思われる。より具体的には、アジアをはじめとする非英語圏あるいは半英語圏から登場する、英語で書かれた小説・文学作品を取り上げ、そこに現れる共同体意識を考察することが今後の課題となる。フィリピンやシンガポール、あるいはタイやベトナムといった各地から、あるいはその各地を背景として書かれた小説における「共感」や「共同体」の問題を取り上げ、海外の学会での口頭報告をもとに論文化を目指したい。当該年度には作家へのインタビュー取材に伴う出張を予定していたが、最終的にはメール取材の形をとることになり(2019年3月刊行の雑誌『VOSTOK』掲載のセス・フリードへのインタビュー)、使用残額が生じた。2019年度は海外学会への参加・および作家への取材と現地調査(英語化する社会における土着性と文学作品との関わり)を予定しているため、順調に使用できる見込みである。
共役炭素ナノ材料およびペプチド複合体による超広域光捕集系の構築

[1]ペプチドβシート電荷分離系:DおよびA分子部位を付与した人工アミノ酸として、リシンの側鎖末端に金ナフタレンジイミドとポルフィリンを導入した分子を合成した。作製した人工ペプチドβシートを用いて、光照射下の導電挙動について確認した。光誘起電子移動効率(蛍光消光)、電荷分離状態の寿命(時間分解蛍光)や生成した電荷キャリアの輸送特性(時間分解マイクロ波電導度測定)、光起電デバイス構築による光電変換特性、およびオリゴペプチドのDAユニット数と光伝導性との相関について検討し、最適なユニット数を導いた。[2]グラフェンーペプチド複合体:酸化グラフェンのカルボキシ基や水酸基とリシン側鎖との結合を利用して、酸化グラフェンーペプチド複合体を形成した。金属ナノパーティクル(金、銅など)を別のアミノ酸側鎖部位(システイン、グルタミン酸、ヒスチジン)に結合することにより、電子供与体/触媒ーペプチドー酸化グラフェン複合体を形成した。さらに、酸化グラフェンを還元し、グラフェン複合体とし、グラフェンの分散状態を保持した状態で表面に金属触媒を高密度に担持した。白金微粒子を担持したペプチドー酸化グラフェン複合体を用い、微粒子による触媒機能について検討し、高い触媒効率を実現した。[3]高分子マイクロ球体光捕集系:マイクロ球体間の超長距離エネルギー輸送(光閉じ込めと光伝達)により、特定のポリマー高分子マイクロ球体へ光エネルギーを集光し、球体間光伝搬と光捕集・エネルギー変換を実現した。酸化グラフェン等の高屈折率2次元層状物質で被覆したπ共役高分子マイクロ球体を用いた、広範囲光捕集を実現した。酸化グラフェンーπ共役高分子間における電荷分離状態の形成を確認した。28年度が最終年度であるため、記入しない。側鎖に電子供与性分子(ポルフィリン)および電子受容性分子(ナフタレンジイミド)を導入した電子・光活性アミノ酸を合成し、これらを交互に連結することによる人工ポリペプチドを合成した。集合化挙動について検討した結果、βシートを形成することを明らかにした。また、光照射により電子供与体から受容体への電子移動がおこり、電荷分離状態が形成する事を確認した。また、電荷分離型ペプチドβシートを用い、酸化グラフェンの負電荷部位とβシート片面に集積したカチオン性部位との結合により、酸化グラフェンーペプチド複合体を形成した。βシートのもう一方の面に金属ナノ粒子を結合することにより、触媒機能や光電荷分離機能を持つグラフェンーペプチドー金属複合体を形成した。これらの複合体を用いて光触媒効果について検討した結果、紫外線照射による有効なローダミンの光退色を確認した。さらに、光閉じ込めによる共鳴発光特性を示す共役系高分子マイクロ球体を用い、長距離励起エネルギー移動について検討した。まず、電子供与製ポリマーと受容性ポリマーの混合によるブレンド球体の形成を検討した。球体内FRETが効率的に起こることから、これらのポリマーが同一球体内に双溶していることを確認した。さらに、複数の球体を1次元的に連結し、その一端をレーザー励起することで、球体内部で発生し閉じ込められた発光が、複数の球体間を伝播することを確認した。さらに電子供与製球体から受容性球体に伝搬する際に球体間エネルギー移動により発光波長が変化することを確認した。申請書に記載した3つのテーマいずれもおおむね順調に進行している。特に、ペプチドーグラフェンー金属ナノ粒子の複合材料に関しては、光触媒効果も観測されていることから、今後、大きく発展していけると考えられる。また、ポリマー球体による光捕集に関しても、球体内および球体間におけるエネルギー移動を確認し、今後広範囲の光捕集に関する研究に発展できると考えられる。[1]ペプチドβシート電荷分離系:作製した人工ペプチドβシートを用いて、光照射下の導電挙動について確認する。

具体的には、光誘起電子移動効率(蛍光消光)、電荷分離状態の寿命(時間分解蛍光)や生成した電荷キャリアの輸送特性(時間分解マイクロ波電導度測定)、光起電デバイス構築による光電変換特性の測定を行う。また、電界効果トランジスタにより両極性トランジスタとしての作動特性を評価し、電子とホールのキャリア移動度を見積もる。[2]グラフェンーペプチド複合体:金微粒子を担持したペプチドー酸化グラフェン複合体を用い、微粒子による触媒機能について検討する。また、酸化グラフェンの還元により、金微粒子を担持しつつグラフェンの分散状態を実現し、高い触媒効率を実現する。ポルフィリン担持ペプチドー酸化グラフェン複合体に関しても、光照射に伴うポルフィリンー酸化グラフェン間の電荷分離状態の形成について検討を行い、広範囲における光捕集特性を実現する。[3]高分子マイクロ球体光捕集系:マイクロ球体間の超長距離エネルギー輸送(光閉じ込めと光伝達)により、特定のπ共役高分子マイクロ球体へ光エネルギーを集光し、超高密度励起状態を実現する。広い面積への弱い光照射による効率的な光捕集により、高いQ値を示すWGM発光および誘導放出によるレーザー発振を実現する。また、酸化グラフェン等の高屈折率2次元層状物質で被覆したπ共役高分子マイクロ球体を用いた、広範囲光捕集について検討する。酸化グラフェンーπ共役高分子間における電荷分離状態の形成について検討し、長寿命な電荷分離状態を用いた光化学(触媒)反応を実現する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
言語発達遅滞児への助詞指導を援助するコンピュータ利用教材の開発

研究はまず学習課題に用いる言語教材の検討から始めた。学習課題は助詞の意味や使い方を理解させるために、児童に絵画を提示して、その絵画に対応する文を作成させるものである。作成させる文に用いる名詞、助詞、動詞・形容詞などの言語教材を選定するために、健常児および聴覚障害児の語彙発達や文法能力に関する文献資料を収集・整理した。そして、名詞については、幼児や児童になじみ深く、しかも多くの述語との組み合わせが可能で、絵画で表示できるものを選択した。指導対象となる助詞については、使用頻度が高く、発達的な出現時期の早いものを選択した。また動詞と形容動詞については、選択した助詞を用いた構文を構成するものであることを前提とした上で、日常生活のなかでの使用頻度が高く、将来の言語発達にとって重要な役割をはたすものであるとともに、絵画によって明確に表現できるものを選択した。次に、選択した言語教材の組み合わせから作成した文について、その内容を表現する絵画教材を作成した。絵画教材は、コンピュータの描画ソフトで作成した静止画として、またビデオカメラで撮影した画像をコンピュータに取り込んで静止画および動画データとして作成した。さらに、文中の名詞に接続する助詞を入れ替えることで異なった内容が表現される場合には、その内容に対応する絵画教材も同様に作成した。異なる内容を表現する絵画教材は、学習課題の実施時に、児童が作成した文の内容をフィードバックするときに用いるものである。現在は、学習課題をコンピュータ(Machintosh)上で実現するためのプログラムをHYPERCARDおよびHYPERTALKにより作成している。プログラムが完成した後に、ことばの教室などで実際に利用してもらい、コンピュータ利用による指導の効果を検討するとともに、コンピュータ操作による問題点などをあきらかにする予定である。
口腔内ｐＨの日内変動と幼若永久歯の萌出後成熟に関する研究

1)9:00-17:00の唾液pHモニタ-では、UAL(上顎中切歯唇側面),UPB(第一大臼歯頬側面)共にpH5.5以上で,最低pHは約5.5、最高pHは約7.5を示した。9:00-12:00ではUALがUPBより高値で,13:00-17:00ではUPBが高値を示した。0:00-17:00の睡眠中pHはUALがUPBより高値を示した。睡眠中UALの高値は小唾液腺の影響と思われた。2)萌出過剰歯と埋伏過剰歯のエナメル質のμCTの測定値(HUV)を比較すると、同じ深度では、埋伏過剰歯の方が高値を示し、萌出後の成熟によりミネラル密度が高まるという今までの説に疑問を呈する結果が得られた。今年度は「睡眠中の口腔内唾液pHのモニタリング」について検討を行った。【方法】:対象は健康成人男子5名(2540歳)とした。pHはアンチモン電極を用いた。PHセンサー装着前に口腔内清掃を十分に行い、2点校正(pH4、pH7)したpH電極を上顎中切歯唇側面(AAL)および第一大臼歯頬側面(APB)にそれぞれコンポジットレジンで装着した。およそ0:007:00までの睡眠中、5分間隔でpHを自動測定した。【結果】:被験者の平均安静時唾液分泌速度は2.83.0ml/minを示し正常値の範囲であった。就寝して完全睡眠(睡眠)に至るまでの安静時唾液pHは全被験者でAPBがAALより高い値を示した。睡眠直後より唾液pHの変動が少なくなり、AALは速やかにAPBは徐々にpHがそれぞれ1程度下降した。その後両部位のpHは平衡を保ち、APBの方がAALより低い状態が起床時まで続いた。AALのpHの最低値は5.5前後であり、APBは5.0程度であった。【考察】:今回使用したアンチモン電極は逆流性食道炎の診断に医療用に用いられているもので、長期の測定にも適しているものである。覚醒時では大唾液腺からの分泌の影響で安静時pHは、AALはAPBより常に低いことが示されており、本実験でも同様であったが、睡眠中はAALはAPBより高いことが示された。これは、睡眠中は小唾液腺の働きが顕著となることを示しているものと推察される。すなわち小唾液腺分泌液は量としては少ないが、pHは7程度で、重炭酸塩が含まれていないことから分泌速度にかかわらず一定であり(Dawes、J Dent Res,66:648-53,1987)、睡眠中pHに及ぼす影響が大きいことが示された。AALのpHがAPBより上回った理由としては、上顎前歯部唇面の方が口唇粘膜との接触が安定しており時間も長いことが考えられた。24年度は唾液中pHの日内変動について研究を行なったが、個人の変動の大きさや、無線pH計の不具合等の問題点が生じた。個人変動は被験者の一日の行動を制限、統一し、pH計はセンサーの改良を行なうことで、25年度引き続き実験を継続する予定である。本来25年度に行なう予定のエナメル質ー唾液間ミネラルの移動について、前倒しで行なった実験結果についての経過を報告する。歯の脱灰・再石灰化の現象は、歯ー唾液間でのミネラルの移動によって生じている。マイクロX線CT(MCT)を用いて、臨界pH付近での牛歯エナメル質と人工唾液間のミネラル移動について検討した。健全エナメル質(ST群)の表層から深層に向けて150 Mm間隔で得たHounsfield unit value(HUV)をコントロールとして、pH5.5及び7.0に調整した人工唾液浸漬10日間後のエナメル質各層のHUVを比較した。一方、その際の人工唾液中カルシウム(Ca)、リン酸塩(P)の濃度を測定した。その結果、1.pH5.5浸漬群では、人工唾液中Ca, P濃度が有意に上昇し、エナメル質のミネラル密度はST群に比べ有意に減少した。このことは、臨界pH付近ではエナメル質から人工唾液へミネラルが移動したことを示唆している。2. pH5.5浸漬群でのエナメル質からのミネラルの放出は、表層(0-150 Mm)から最も多く行われていた。一方、pH7.0浸漬群においては有意な変化は認めなかった。3.pH5.5浸漬群で脱灰されたエナメル質を、pH7.0の人工唾液に浸漬した結果、エナメル質ミネラル密度は有意に増加した。同時に人工唾液中Ca濃度の減少が確認された。

このことは、pH7.0の人工唾液中ミネラルがエナメル質中に取り込まれたことを示唆している。以上の結果から人工唾液pHの変動によりエナメル質中のミネラルが移動することが示された。平成26年度は、エナメル質ハイドロキシアパタイト結晶の萌出後成熟について検討するために、埋伏過剰歯と萌出過剰歯のエナメル質ミネラル密度をマイクロCTにて測定した。【方法】本病院小児歯科外来で抜去された萌出過剰歯(n=5)および埋伏過剰歯(n=3)をマイクロCTを用いて撮影し、任意の部位にてエナメル質の表層からの深度ごとに平均Hounsfield Unit値(HUV)を測定し(0μm以上100未満、100μm以上200μm未満、200μm以上300μm未満、300μm以上400μm未満)、各歯における各深度のHUVを歯の種類(萌出過剰歯、埋伏過剰歯)およびエナメル質表面からの深度に基づいて比較した。【結果】萌出過剰歯(7008±856)と埋伏過剰歯(7865±1177)の間において、HUVに有意差を認めた(p<0.05).また萌出過剰歯の0μm以上100未満におけるHUV(7779±584)が埋伏過剰歯の300μm以上400μm未満のHUV(7054±963)よりも有意に高値を示した(p<0.05).【考察】本研究における多元配置分散分析では、エナメル質の成熟は表層から始まり、徐々に深部へ進行していくことが示唆された。しかしながら、同じ深度における萌出過剰歯と埋伏過剰歯HUVの比較においては、有意差は認めなかったものの、埋伏過剰歯が萌出過剰歯よりも高い値をとる傾向が認められたことから、一律に萌出後にエナメル質が成熟してミネラル密度が高くなるという説に疑問を呈する結果となった。埋伏過剰歯も顎骨内で組織液に絶えず曝露しており、顎骨内でもエナメル質が成熟する環境が整っている可能性も示唆され、エナメル質の萌出後成熟という現象については、今後さらなる検索が必要であると考えられた。小児歯科学、障碍者歯科学現在まで、1,埋伏歯のエナメル質ミネラル量の測定、2,唾液からエナメル質へのミネラルの移動、3,睡眠中の口腔内pH変動についての研究がほぼ終わっている。今後、エナメル切片の口腔内での再石灰化、並びに覚醒中の口腔内pHの変化について研究を行う予定であり、ペーパーの作成なども考慮すると若干研究が遅れていると考えられる。24年度に行う予定であった課題、唾液pHの日内変化については、pH計のセンサーの不具合や、個人差の問題があって達成度は低いが、25年度に行う予定の研究を先に行ったため、全体の進展としてはおおむね順調と言える。25年度は24年度の研究でできなかった問題点を改善して引き続き行う予定である。エナメル質ー唾液間ミネラルの移動に関した研究では、昨年度2編の英論文を投稿し、受理された。今年度もそれに関した論文の投稿を1編準備している状況である。次年度は最終年度なので、覚醒中のpH変動を調査し、前年度行った睡眠中のpH変動と合わせて、1日のpH変動についてまとめる予定である。またエナメル質の成熟については、埋伏歯のエナメル質のミネラル量が、通常口腔内に萌出した歯のエナメル質のミネラル量とどのような関係にあるかについて、また耐酸性の比較について検討を行う予定である。25年度は1.前年度行ったエナメル質ー唾液中ミネラル移動の測定について、論文にまとめて公表する。2.牛歯では歯による差が大きいので、エナメル質粉末で作成されたアパタイトペレットを脱灰再石灰化研究に適用し、種々の条件で睡眠した場合、睡眠中の歯の脱灰について検討を行なう。3.前年度やり残した、唾液pHの日内変動について、pH計のセンサーの改良、対象者の条件設定を見直して行なう。
ADVISE理論に基づく自由聴取点高精細3次元音空間システムの開発

(1)自由聴取点聴空間情報制御システムの開発:仮想球の外側にある空間(部屋)の音伝搬特性を計算するモジュールをARDと呼ばれる新しいFDTDアルゴリズムを用いて実装した.また,仮想球の内側(仮想球から聴取者まで)の音場を第2年度に開発した新しいADVISEアルゴリズム(信号処理法)を用いて実装し,いくつかの部屋形状について実際に計算を進めた.その結果,教室程度の部屋では高性能コンピュータを用いることにより実時間の計算も可能であることを示すことができた.(2)聴取者の動きに対応した高精細3次元聴空間情報取得システムの開発:コンパクト球状マイクロフォンアレイで集音した聴空間情報について,集音信号の統計的性質を利用して伝送情報量を圧縮する信号処理法について検討した.入力チャネル間の相関を用いた信号処理を行うことにより,マイクロフォンアレイの出力信号を大幅に削減できることが示された.(3)聴取者運動時の音空間把握特性の解明:システム開発の基盤となる音空間知覚特性の解明を進めた.まず,壁と直角に設置したスピーカアレイ上の音源から放射した高域通過帯域雑音を用いた音像定位実験を複数の頭部方向条件で行った.その結果,音源が壁に近接したときに音像方位が音源方位とずれる現象は,スピーカアレイに向いて座した受聴者が低域遮断周波数が1.5 kHz以下の帯域雑音を聴いた場合と,帯域雑音の遮断周波数によらず受聴者が壁に背を向けて座した場合であった.音伝搬特性の解析結果に基づく考察から,この現状の成因は音源からの直接波と壁からの反射波が形成する両耳間時間差と両耳間レベル差が特定の状態になることであることがわかった。さらに,聴取者が受動的に運動している際の条件を様々に変化させ自己運動を知覚条件しうる条件の検討を進めた.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。現実空間とサイバー空間をシームレスにつなぐ空間情報処理技術の核となる自由視聴点型で,環境に応じた精細度とシステム規模をもつ革新的3次元音空間技術を代表者の独創技術ADVISE理論を用いて構築することを目指し,初年度は以下のような実績をあげた。(1)自由聴取点聴空間情報制御システムの開発:バイノーラル出力型ADVISDE信号処理の実装に必要な,聴取者を取り囲む球(仮想球)から境界内の任意の点までの伝達関数を与える信号処理法を開発した。さらに上記研究の過程で,ADVISEの性能を従来より性能を格段に向上しうるアルゴリズムの可能性が明らかになったため,追加項目としてその検討を進め,高性能化が実際に可能であるとの見通しを得た。(2)聴取者の動きに対応した高精細3次元聴空間情報取得システムの開発:コンパクト球状マイクロフォンアレイで集音した聴空間情報について,音源の距離を集音後に任意に変更するアルゴリズムの開発を進めた。さらに,球状アレイ2個以上を離して配置することにより特定位置音源の情報を取得する技術開発を行い,実環境において空間分解能やロバスト性の測定,解析を進めた。(3)聴取者運動時の音空間把握特性の解明:静止音源および移動音源の音像知覚特性を,受動的聴取と能動的聴取条件の下で,心理物理学手法により調べた。併せて,知覚過程モデル化の準備を進めた。また,静止・移動音源用の動的視聴覚ディスプレイシステムと音像方向回答システムを構築して聴取実験を行った。結果,条件によらず,静止音源に対する音像定位正答率は能動聴取条件下のほうが受動聴取条件下よりも有意に高いことを確認した。さらに,音源が頭部前面の近傍を移動し音源位置が壁の近くにある条件では,直線的に移動する音源の音像軌跡は頭部に沿って曲がることと、音源を追従して頭部を能動的に運動させると音像軌跡は音源軌跡と一致することがわかった。本研究の3課題,(1)自由聴取点聴空間情報制御システムの開発,(2)聴取者の動きに対応した高精細3次元聴空間情報取得システムの開発,(3)聴取者運動時の音空間把握特性の解明のいずれも,ほぼ予定通り研究が進展した。とくに(3)では当初に見込んだ以上の新知見を得ることができた。初年度の研究予定を翌年度に繰り越した部分があるが,これは,ADVISEにおける再現音情報の周波数依存性をコンピュータシミュレーションにより評価した結果、従来より性能を格段に向上しうるアルゴリズムの可能性が明らかになったという能動的な理由によるものである。検討の結果,高性能化が実際に可能であるとの見通しが得られており,これは当初計画以上の成果である。(1)自由聴取点聴空間情報制御システムの開発:仮想球の外側にある空間(部屋)の音伝搬特性を計算するモジュールをARDと呼ばれる新しいFDTDアルゴリズムを用いて実装した.また,仮想球の内側(仮想球から聴取者まで)の音場を第2年度に開発した新しいADVISEアルゴリズム(信号処理法)を用いて実装し,いくつかの部屋形状について実際に計算を進めた.その結果,教室程度の部屋では高性能コンピュータを用いることにより実時間の計算も可能であることを示すことができた.(2)聴取者の動きに対応した高精細3次元聴空間情報取得システムの開発:コンパクト球状マイクロフォンアレイで集音した聴空間情報について,集音信号の統計的性質を利用して伝送情報量を圧縮する信号処理法について検討した.入力チャネル間の相関を用いた信号処理を行うことにより,マイクロフォンアレイの出力信号を大幅に削減できることが示された.

(3)聴取者運動時の音空間把握特性の解明:システム開発の基盤となる音空間知覚特性の解明を進めた.まず,壁と直角に設置したスピーカアレイ上の音源から放射した高域通過帯域雑音を用いた音像定位実験を複数の頭部方向条件で行った.その結果,音源が壁に近接したときに音像方位が音源方位とずれる現象は,スピーカアレイに向いて座した受聴者が低域遮断周波数が1.5 kHz以下の帯域雑音を聴いた場合と,帯域雑音の遮断周波数によらず受聴者が壁に背を向けて座した場合であった.音伝搬特性の解析結果に基づく考察から,この現状の成因は音源からの直接波と壁からの反射波が形成する両耳間時間差と両耳間レベル差が特定の状態になることであることがわかった。さらに,聴取者が受動的に運動している際の条件を様々に変化させ自己運動を知覚条件しうる条件の検討を進めた.現実空間とサイバー空間をシームレスにつなぐ空間情報処理技術の核となる自由視聴点型で,環境に応じた精細度とシステム規模をもつ革新的3次元音空間技術を代表者の独創技術ADVISE理論を用いて構築することを目指し,第2年度は以下のような実績をあげた.(1)自由聴取点聴空間情報制御システムの開発:バイノーラル出力型ADVISDE信号処理の実装に必要な,聴取者を取り囲む球(仮想球)から境界内の任意の点の音圧を合成するあたらしいADVISEアルゴリズム(信号処理法)を開発した初年度に示された周波数依存性と不安定性は,先に提案したキルヒホッフヘルムホルツ積分方程式を適用する際の仮想球の取り扱いに起因することがされた.そこで,キルヒホッフヘルムホルツ積分方程式を直接用いず,2次音源が仮想的であることを利用し,高次アンビソニックス法を用いて音圧情報を与える新しい信号処理技術の開発を行い,その有効性を示した.(2)聴取者の動きに対応した高精細3次元聴空間情報取得システムの開発:コンパクト球状マイクロフォンアレイで集音した聴空間情報について,集音信号の統計的性質を利用して伝送情報量を圧縮する新しい技術の研究開発を進め,最終年度に向けた研究の方向性を決定した.(3)聴取者運動時の音空間把握特性の解明:水平面を直線移動する1/3oct.帯域雑音を受聴者が聴いたときに知覚する音像の軌跡を測定した.部屋の中央に座した受聴者がその目前で動く音を聴くと,音像は直線的に移動した。しかし,壁際に座した受聴者がその目前で壁に向かう音を聴くと,音源が壁に接近すると音像は頭部に沿って曲がることが示された.この現象は,帯域雑音の中心周波数が750 Hz以下かつ頭部と音源との距離が0.5 m以下の場合にだけ起こり,頭部を回旋して移動音を追従すると起こらないこともわかった.本研究の3課題,(1)自由聴取点聴空間情報制御システムの開発,(2)聴取者の動きに対応した高精細3次元聴空間情報取得システムの開発,(3)聴取者運動時の音空間把握特性の解明のいずれも,ほぼ予定通り研究が進展した。とくに(3)では,ADVISEによって再現した音情報が周波数依存性を持たない信号処理法を開発することができ,当初に見込んだ以上の新知見を得ることができた。
モデル理論における新たな構成法の構築

真に超安定なジェネリック構造は存在しないという結果を得ることができた.この結果はBaldwinの予想の否定的解決となっている.また同時に,安定なジェネリック構造が飽和ならば真に安定かあるいはω安定になるという結果も得ることができた.さらに,Baldwin氏との共同研究により,飽和ジェネリック構造はSOP_4をもたないことを証明することができた.この結果はEvans-Wangの定理の真の拡張になっている.また,桔梗宏孝氏とともにジェネリック構造のモデル完全性について研究し,Hrushovskiの可算範疇的単純理論はモデル完全であることを証明することができた.本研究では、最終的にLachlan予想の解決に近づくために、2つの目標を設定した。1つめの目標である「非飽和ジェネリックモデルの分類」については、平成23年度から引き続いて研究を行い、ほぼ目標を達成することができた.すでに平成23年度において「真に超安定なジェネリック構造が存在するか」というBaldwinの問題を,非飽和ジェネリック構造を用いて解決することに成功したが、平成24年度においては、神戸大学の桔梗氏との共同研究により、強い意味でのBaldwinの問題に関しても解決することに成功した。この結果は論文としてまとめられ,査読付き論文として海外雑誌Archive for Mathematical Logicに掲載された。また、イリノイ大学のBaldwin氏との共同研究により、飽和ジェネリックモデルはある種の順序性(SOP_4)をもちえないことを証明することができた。この結果は論文としてまとめられ、京都大学数理解析講究録に掲載された。その後,この結果に関して,さらにBaldwin氏と共同研究を進め,得られた結果をまとめた内容をメリーランド大学のMaryland Logic Seminarで発表した。この結果に関しては、論文にしてまとめ海外雑誌に投稿する予定である。2つめの目標である「Lachlan予想へのアプローチ」に関しては、(通常の)ジェネリック構造ではLachlan予想の反例を構成できないという結果を得ることができた。この結果は、イリノイ大学のUIC Logic Seminarで発表された。しかし,結果自体はまだ改良の余地があるので論文としてまとめるには至っていない.Lachlan予想とジェネリック構成法に関連する結果を,2013年8月に東海大学高輪キャンパスが開催された,モデル理論夏の学校で発表した.この結果はまだ改良の余地があると考え,論文を作成中である.ジェネリック構成法と強順序性の関係に関する成果(John Baldwin氏との共同研究)を2013年9月に中山大学(中国広州市)で開催された,第13回アジア論理会議で発表した.この成果はすでに論文にまとまられており,海外学術誌に投稿予定である.ジェネリック構造のモデル完全性について,ある特徴づけ定理が得られた.この結果は,2013年11月に京都大学数理解析研究所で開催されたRIMS研究集会で発表された.また,この結果を改良した内容を,2014年3月に学習院大学で開催された日本数学会年会で発表した.この結果を論文にまとめたものは現在投稿中である.上の結果と関連するが,モデル完全性をもつジェネリック構造の例が得られた.この結果は神戸大学の桔梗宏孝氏との共同研究であり,その成果は2013年11月に京都大学数理解析研究所で開催されたRIMS研究集会で発表され,さらには2014年3月に学習院大学で開催された日本数学会年会でも発表された.この結果はすでに論文にまとめられ現在投稿中である.真に超安定なジェネリック構造は存在しないという結果を得ることができた.この結果はBaldwinの予想の否定的解決となっている.また同時に,安定なジェネリック構造が飽和ならば真に安定かあるいはω安定になるという結果も得ることができた.さらに,Baldwin氏との共同研究により,飽和ジェネリック構造はSOP_4をもたないことを証明することができた.この結果はEvans-Wangの定理の真の拡張になっている.また,桔梗宏孝氏とともにジェネリック構造のモデル完全性について研究し,Hrushovskiの可算範疇的単純理論はモデル完全であることを証明することができた.平成23年度の目的は,非飽和ジェネリック構造を分類することにあった.この目的に対して主に三つの結果を得ることができた.一つめは,超安定なジェネリック構造に関する結果である.この結果は平成22年度にほぼ得られていたが,一部改良すべき点があった.そこで平成23年度に修正を行ったのち論文にまとめ投稿し,平成24年1月に雑誌に掲載された.この結果によりBaldwinの問題は解決されたことになる.二つめは,非自明な超安定ジェネリック構造に関する結果である.一つめの結果で得られた構造は自明な幾何をもつ構造であった.そこで桔梗宏孝氏(神戸大学)と,電子メールのやりとりや研究集会を利用した研究打ち合わせ(平成23年11月京都大学)により研究を進め,非自明な幾何をもつ超安定なジェネリック構造を得ることができた.この結果は論文にまとめられたのち雑誌に投稿し,平成24年3月に受理された.三つめは,ジェネリック構造と強順序性との関係に関する結果である.平成23年4月より,John Baldwin氏(イリノイ大学シカゴ校)と定期的に研究打ち合わせを行い,すべてのジェネリック構造はある種の強順序性(SOP_4)をもたないことが証明された.この結果は平成23年6月にUIC Logic Seminarにおいて発表され,さらに改良された結果が平成23年11月にRIMS研究集会で発表された.

また,この結果を論文にまとめたものは数理解析研究所講究録に掲載予定である.平成24年度の目標のうち、一つめの目標である「非飽和ジェネリック構造の分類」に関しては、ほぼ目標を達成し、論文にまとめ海外雑誌に掲載することができた。2つめの目標である「Lachlan予想へのアプローチ」に関しては、解決の糸口になる結果を証明することができ、イリノイ大学のセミナーで発表した。平成23年度の研究目的は,非飽和ジェネリック構造を分類することにあった.この目的に対して得られた三つの結果のうち二つは,いままで知られていない非飽和ジェネリック構造に関する結果である.残りの一つの結果は,一般のジェネリック構造を扱っているが,更に解析を進めることで新たな非飽和ジェネリック構造の研究につながる可能性が十分ある.現時点では,非飽和ジェネリック構造の性質についてわからない部分もいくつか残っているが,平成24年度以降の目標(Lachlan予想の解決)に移行するための準備はほぼできたと思われる.よって平成23年度の目的はほぼ達成できたと考える.平成25年度では、最終目標である「Lachlan予想へのアプローチ」に少しでも近づきたい。平成24年度の結果により、今までのジェネリック構造ではLachlan予想の反例が作れないことがわかった。一方、ソボレフ数学研究所のSudoplatov氏は一般化されたジェネリック構成法を提唱しており、イリノイ大学に研究打ち合わせをした際に今後の研究の指針が得られた。よって、今後はSudoplatov氏、Baldwin氏に加え、Lachlan予想の専門家であるリーズ大学のPillay氏、筑波大学の坪井氏と研究打ち合わせをするなどして研究を進め、最終的には得られた結果を海外の研究集会で発表する予定である。平成23年度の目的はほぼ達成できたので,平成24年度以降は当初の目的である「Lachlan予想の解決」に向かって研究を進めたい.そのために,Lachlan予想に関して世界で一番詳しいうちのひとりであるAnand Pillay氏(リーズ大学)と,夏に開催される国際研究集会を利用して研究打ち合わせを行う予定である.また,米国のモデル理論の第一人者であるBaldwin氏と定期的に研究打ち合わせを行い,本研究の方向性などを議論したい.さらに,毎年夏に日本で開催されるモデル理論の研究集会で,本研究に詳しい坪井明人氏(筑波大学)および桔梗宏孝氏(神戸大学)と,本研究の進展状況について研究打ち合わせを行う予定である.そして年度末には,得られた結果の中間報告を研究集会等で行う予定である.6月にイタリアで開催されるモデル理論の研究集会に参加し、リーズ大学のPillay氏らと研究打ち合わせを行う。また、7月にポルトガルで開催されるヨーロッパ論理会議で、Baldwin氏との共同研究の結果を発表する予定である。また、8月には国内で開催されるモデル理論研究集会において、国内のモデル理論研究者とともに、そのときまでに得られた研究結果について意見を聞き再検討する。最後に2014年1月にバークレーで開催されるモデル理論研究集会で、最終的に得られた結果を発表する予定である。
物質波小滴の安定化と応用

本研究の主な目的は、気体のボース・アインシュタイン凝縮体が外部ポテンシャルの助けを借りずに形を保った状態、いわゆる「物質波小滴」を安定化する方法を追求することである。今年度は、この目的に対して、新しい安定化法を発見するという大きな進展があった。従来の安定化法では、外部磁場を振動させることによって、原子間相互作用を高速に振動させる必要があった。しかしながらこの方法は、振動磁場が冷却系に悪影響を及ぼす可能性があるため、実験的にはやや困難であった。これに対して、今回の方法では、2成分の凝縮体に定常的にマイクロ波を照射するだけで、安定化が実現するため、従来に比べてはるかに実現可能性が高い。2準位原子にマイクロ波を照射すると、ラビ振動により、2準位間で状態の振動が起こる。その結果、有効的な相互作用が振動し、従来の安定化の機構が働くというのが安定化の基本原理である。この方法がうまく機能するためには、それぞれの準位の原子同士、および準位間の散乱長、すなわち3つのパラメータが安定領域内になければならない。本研究では、系統的な数値計算を行うことによって安定領域を決定した。その結果、比較的広いパラメータ領域で安定化が可能であることが示された。また、もし散乱長が安定領域外であった場合にも、フェッシュバッハ共鳴の手法を用いて安定領域内へ散乱長を変化させられる可能性がある。変分法を使った解析により、数値的に得られた安定領域に対して、定性的な理解が得られた。なお本研究は、ボース・アインシュタイン凝縮体の実験者として著名なライス大のHulet教授の発案により行われた国際的な共同研究である。本研究の目的は、冷却原子のボース・アインシュタイン凝縮体を用いて、水滴のような自ら凝集した状態を作る方法を理論的に提案することにある。これを目的としつつ、今年度は主にスピン自由度を持つボース凝縮体の磁性に関して研究を行なった。本年度の研究成果は大きく分けて二つある。一つは、スピン2凝縮体の基底状態の磁性相を測定する方法の提案である。従来、基底状態の磁性相を決定するには系を長時間緩和させる必要があったが、スピン2の系は一般に寿命が短いためこれを行うことができない。そこで私は、系のダイナミクスから基底状態の磁性相を決定する方法を与えた。この方法の利点は、短時間のダイナミクスを観測するだけでよいので、短寿命の状態にも適用できるという点にある。本年度のもう一つの大きな成果は、系の磁化過程において、空間的なパターンが自発的に発生するという現象の発見である。系が磁化していない状態から出発すると磁化しようとするが、スピン保存則のため一方的に一様に磁化することは禁止されている。そのため、系は空間的な構造を形成しつつ磁化するのである。これは、通常の磁性体における磁区構造などの生成機構とは本質的に異なっている。凝縮体中に自発的に生成される磁化のパターンは、状況によって様々であることが見出された。例えば、細長い一次元的な系では互い違いの磁区構造が生成される。一方、平たい二次元的な系では同心円状の磁区構造が生成される。また、二次元的な場合で、パラメータがある条件を満たすと、トポロジカルなスピン構造が生成されるという大変面白い現象を見出した。これはヘリウムにおけるMermin-Ho構造に類似しており、スピン成分が自発的に回転を始めることを意味する。この自発的回転という現象にはカイラル対称性の自発的破れが関連している。以上の研究はボース・アインシュタイン凝縮体の磁性に関する研究だが、今後これを物質波小滴の安定化に応用することを目指す。本研究の目的は気体のボース・アインシュタイン凝縮体で、安定なソリトン(物質波小滴)を生成する方法を見出すことにある。通常、ボース・アインシュタイン凝縮体は磁場やレーザーを用いたポテンシャル中に束縛されている。ポテンシャルが存在しない自由空間中ではボース・アインシュタイン凝縮体は不安定であり、拡散か崩壊をしてしまう。これまでの研究で、原子間相互作用を時間的に振動させると、物質波小滴を安定化できることを見出した。しかしながら、この方法は3次元空間において安定条件が厳しいことがわかてきた。本年度の研究では、従来の方法と異なり、フィードバック制御を利用して物質波小滴を安定化させる方法について研究を行った。凝縮体を常に監視し、拡散しそうになったら引力相互作用を強め、逆に崩壊しそうになったら引力相互作用を弱めれば、物質波小滴を安定化できると期待される。実際に、適当なフィードバック関数を定義し、数値シミュレーションを行なった結果、この方法が非常にうまくゆくことが明らかになった。実際の実験では、凝縮体の状態を監視する際に、必ず測定誤差が生じる。そのため、測定誤差を考慮したシミュレーションも行った。その結果、物質波小滴の安定性は測定誤差に対して非常にロバストであることもわかった。また、本年度はスピン自由度を持つ原子のボース・アインシュタイン凝縮体の磁化過程に関する研究も行った。磁化過程においてトポロジカルな欠陥、いわゆるスピン渦が自発的に生じることは前年度の研究で既に明らかになっていた。そこで、今年度は実験系と同じパラメータで計算を行った結果、実験結果を定量的に非常に良く再現できることがわかった。この研究で得られたスピンダイナミクスに関する知見は、スピンを持つ凝縮体の物質波小滴の生成に役立てることができると考えられる。

本研究の主な目的は、気体のボース・アインシュタイン凝縮体が外部ポテンシャルの助けを借りずに形を保った状態、いわゆる「物質波小滴」を安定化する方法を追求することである。今年度は、この目的に対して、新しい安定化法を発見するという大きな進展があった。従来の安定化法では、外部磁場を振動させることによって、原子間相互作用を高速に振動させる必要があった。しかしながらこの方法は、振動磁場が冷却系に悪影響を及ぼす可能性があるため、実験的にはやや困難であった。これに対して、今回の方法では、2成分の凝縮体に定常的にマイクロ波を照射するだけで、安定化が実現するため、従来に比べてはるかに実現可能性が高い。2準位原子にマイクロ波を照射すると、ラビ振動により、2準位間で状態の振動が起こる。その結果、有効的な相互作用が振動し、従来の安定化の機構が働くというのが安定化の基本原理である。この方法がうまく機能するためには、それぞれの準位の原子同士、および準位間の散乱長、すなわち3つのパラメータが安定領域内になければならない。本研究では、系統的な数値計算を行うことによって安定領域を決定した。その結果、比較的広いパラメータ領域で安定化が可能であることが示された。また、もし散乱長が安定領域外であった場合にも、フェッシュバッハ共鳴の手法を用いて安定領域内へ散乱長を変化させられる可能性がある。変分法を使った解析により、数値的に得られた安定領域に対して、定性的な理解が得られた。なお本研究は、ボース・アインシュタイン凝縮体の実験者として著名なライス大のHulet教授の発案により行われた国際的な共同研究である。