hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
認知情報統合と反応抑止に関する前頭連合野の役割

サルを用いた学習実験:慢性課題遂行中に前頭葉領域におけるドーパミンとグルタミン酸量の間の負の相関が観測された。この負の相関の機構を前頭葉領域と他の皮質あるいは基底核間の回路網、あるいは前頭葉内での神経終末間の相互作用による物と仮定し無麻酔安静拘束下でリバースダイアリシス法(マイクロダイアリシスプローブを用いた薬物投与法)とダイアリシスによる神経伝達物質測定を併用し神経伝達物質間の相互作用がどのような神経回路によるのかを調べた。1)ドーパミン投与によるアミノ酸放出量の変化ドーパミン(1mM)の投与によりグルタミン酸量の有意な減少が観測された。さらにD1(SKF38393,1mM)とD2(Quinurolane,1mM)の同時投与によりドーパミン投与と同様の有意なグルタミン酸の減少が観察された。2)ドーパミンD1/D2アゴニストによるアミノ酸放出量の変化D1(SKF38393;0.0,0.5,1.0mM)およびD2(Quinurolane,0.0,0.5,1.0mM)アゴニストの単独投与によりD1では投与量依存性のゆっくりとしたグルタミン酸レベルの増加がD2投与では減少が観測された。3)GABA併用によるアミノ酸放出量の変化GABA (Musimol,0.5mM)投与によりグルタミン酸レベルはわずかに減少した。さらにD1アゴニストをGABAとともに投与するとD1単独で見られたアミノ酸増加は抑えられた。一方、D2アゴニストによる減少はGABAの同時投与によっても影響を受けなかった。以上の結果から、D1受容体は前頭葉のターゲット細胞あるいは周辺グリア細胞上にありグルタミン酸放出を増加させる方向に、D2受容体はグルタミン酸神経終末にあり直接に、あるいはトリアッドを介してグルタミン酸の神経終末からの放出を抑制しているのではないかと考えられる。ドーパミン関連パエル受容体ノックアウトおよびトランスジェニックマウスの行動実験:DBH導入ラットの学習行動への影響が予想より顕著でないため上記遺伝子導入マウスでの実験を追加した。マウスの行動および神経伝達物質への作用、加齢に伴う変化などが観察されたがさらに継続実験中である。本研究計画はラットを用いた遺伝子導入による実験とサルを用いた生理薬理的実験とで平行して進めている。本年度はラットの研究を中心に成果を上げた。ラットを用いた課題訓練申請のラット用学習装置を用いてラットの学習条件の基礎データを集めた。データを元に本研究に至適な学習課題を調整した。また、サルで用いていた学習プログラムをラットに合わせて適正化した。これらを元にコントロール条件下、カイニン酸を用いたドーパミン神経核破壊条件での学習経過を観測した。ラットを用いた遺伝子導入と行動薬理実験遺伝子導入実験ラットによる行動変化を観測した。この実験結果より遺伝子導入後2-3日における学習を比較するのがもっとも効果的であることが判明した。このスケジュールに基づきプログラムの改編を行っている。「ドーパミンβ水酸化酵素の導入」シンドビスウイルスを用いてドーパミン神経核(A10,A8/A13)にドーパミンβ水酸化酵素(DBH)を導入を確認した。現在学習との関係を調べている。サルを用いた学習実験

この研究はラットの実験結果を反映させ、進行中の研究を発展させて行う計画である。本年度は、引き続き基礎となる神経伝達物質(特にドーパミン、GABA)の変化の検討を進めて成果を発表した。本年度はグルタミン酸のワーキングメモリー課題中での変化について成果を国際学術誌に発表した。また、現在ダイアリシスプローブを用いて薬物投与の実験を行っている。本研究計画はラットを用いた遺伝子導入による実験とサルを用いた生理薬理的実験とで平行して進めている。昨年度発表した基礎データを元に新たな実験を展開した。ラットを用いた課題訓練ラット用学習装置を用いて集めた基礎データを元に至適な学習課題を調整し訓練、データを集めた。本年度はデータの解析に終始した。遺伝子導入と行動薬理実験遺伝子導入実験動物による行動変化を観測し、遺伝子導入後2-3日における学習を比較するのがもっとも効果的であるという知見から訓練を行ないデータ数を増やしている。「ドーパミンβ水酸化酵素の導入」シンドビスウイルスを用いてドーパミン神経核(A10,A8/A13)にドーパミンβ水酸化酵素(DBH)導入を確認、学習との関係を調べているが、学習プログラムによる差が出にくい事が判明、新たなパラダイムを検討中である。「ドーパミン関連ノックアウトおよびトランスジェニックマウスによる研究」理化学研究所との共同研究中のパーキンソンモデルマウスにおいて行動と学習に異常が見られたため、上記の遺伝子導入ラットとの比較を行った。サルを用いた学習実験この研究はラットの実験結果を反映させ、進行中の研究を発展させて行う計画である。本年度は、引き続き基礎となる神経伝達物質(特にドーパミンとグルタミン酸の相互作用)の変化の検討を進めて成果を学術会議において発表した。また、マイクロダイアリシスプローブを用いて薬物投与の実験を行ない、結果をまとめているところである。最終年度の学会発表および、学術誌発表を予定し準備を進めている。サルを用いた学習実験:慢性課題遂行中に前頭葉領域におけるドーパミンとグルタミン酸量の間の負の相関が観測された。この負の相関の機構を前頭葉領域と他の皮質あるいは基底核間の回路網、あるいは前頭葉内での神経終末間の相互作用による物と仮定し無麻酔安静拘束下でリバースダイアリシス法(マイクロダイアリシスプローブを用いた薬物投与法)とダイアリシスによる神経伝達物質測定を併用し神経伝達物質間の相互作用がどのような神経回路によるのかを調べた。1)ドーパミン投与によるアミノ酸放出量の変化ドーパミン(1mM)の投与によりグルタミン酸量の有意な減少が観測された。さらにD1(SKF38393,1mM)とD2(Quinurolane,1mM)の同時投与によりドーパミン投与と同様の有意なグルタミン酸の減少が観察された。2)ドーパミンD1/D2アゴニストによるアミノ酸放出量の変化D1(SKF38393;0.0,0.5,1.0mM)およびD2(Quinurolane,0.0,0.5,1.0mM)アゴニストの単独投与によりD1では投与量依存性のゆっくりとしたグルタミン酸レベルの増加がD2投与では減少が観測された。
レトロンとmsDNAによる病原性発現制御とゲノム進化における役割

コレラ菌のレトロン-Vc95の逆転写酵素遺伝子(ret)の下流に存在する2つのORF(orf540,orf205)がコードする機能未知のタンパク質と相互作用する可能性のあるタンパク質を探索した。候補の1つとして嫌気性呼吸に関連する遺伝子群を制御するArcBタンパク質が得られた。arcB遺伝子欠損変異株はカイコ幼虫に対する病原性が低いことが明らかとなった。msDNA-Vc95に結合するタンパク質についても解析を行った。候補の1つであるVC0176タンパク質を精製し,VC0177プロモーター領域とmsDNA-Vc95への結合を明らかにした。これまでの研究で,コレラ菌(Vibrio cholerae)O1 El Tor株のレトロン-Vc95に含まれる機能未知のopen reading frame(ORF)にコードされている2つのタンパク質,ORF540とORF205がコレラ菌の病原性発現に関与している可能性が示唆されている。そこで,2つのタンパク質と相互作用するタンパク質をyeast two hybrid法によって探索したところ,ORF540についてはハイブリッド型sensor-kinaseとresponse regulatorが見つかった。また,ORF205についてはGlutamate-1-semialdehyde aminotransferase(HemL)が見つかった。HemLはヘムの前駆体の合成に関与していることから,呼吸や鉄の獲得など様々な生理的機能に関与している可能性が示唆された。コレラ菌の生理的機能の調節と病原性との関連を今後詳細に解析する必要がある。また,これまでにレトロン-Vc95に含まれる逆転写酵素遺伝子(ret)によって合成されるmsDNA-Vc95がデコイとして機能する可能性を検証するために,ret遺伝子欠損変異株における遺伝子発現の網羅的解析から転写制御因子VC0176の関与が示唆されていた。本研究では,VC0176タンパク質を精製し,ゲルシフト法によってVC0177遺伝子のプロモーター領域とmsDNA-Vc95のDNA部分への結合を明らかにした。さらに,Vibrio mimicusのレトロン-Vm129については,ret遺伝子と機能未知のorf319のそれぞれの欠損変異株を作製し,カイコ幼虫に対する病原性の違いを調べたところ,Salmonella Typhimuriumの場合と同様に,レトロン内の遺伝子の欠損によって病原性が若干強くなっていることがわかった。コレラ菌(Vibrio cholerae)O1 El Tor株のレトロン-Vc95に含まれる機能未知の2つのopen reading frame(ORF)の中で,特にorf540に注目して研究を行った。これまでに酵母two hybrid法によってORF540と相互作用するタンパク質として,嫌気的条件下での遺伝子発現制御に関与することが知られている二成分制御系センサーキナーゼタンパク質であるArcBが候補の1つとして見つかっている。本研究では,コレラ菌のarcB欠損変異株を作製し,RNA-seq法によって全遺伝子発現量の網羅的解析を行い,野生株との比較を行った。その結果,arcB変異株において代謝系遺伝子を中心に370以上の遺伝子の発現量に影響が認められた。また,変異株のカイコ幼虫に対する病原性は,野生株よりも低いことが明らかとなった。一方,コレラ菌classical(古典型)株のレトロン-Vc95において,orf540内の1塩基が欠失することによってフレームシフトが起こり,遺伝子が分断されていることを発見した。そこで,O1古典型コレラ菌におけるorf540の機能と病原性との関係をO1エルトール型やO139と比較し,解析を行った。O1古典型株において,orf540の下流側とorf540の下流に位置するorf205の発現量を調べたところ,極性効果によって変異部位より下流側の遺伝子発言量が低下していることが明らかとなった。また,一部の病原性関連遺伝子の発現量も有意に低下していたことから,orf540と病原性との関連が示唆された。さらに,msDNA-Vc95がデコイとして遺伝子発現調節に関与している可能性を検証するため,msDNA結合タンパク質の候補となっているVC0176タンパク質が発現調節する可能性がある遺伝子について,ChIP-seq法によって網羅的解析を行った。これまでの研究でコレラ菌(Vibrio cholerae)のレトロンとレトロンに含まれる逆転写酵素遺伝子の産物であるmulticopy single-stranded DNA(msDNA)は,転写制御因子と考えられているVC0176遺伝子とVC0177遺伝子を制御している可能性を示した。両遺伝子はVSP-1と呼ばれるpathogenicityisland上にコードされているおり,レトロンまたはmsDNAを介してV. choleraeの病原性を調節していることを示唆している。VC0176遺伝子とVC0177遺伝子のオーバーラップしているプロモーター領域の塩基配列を調べたところ,msDNAのDNAステム部分と部分的に一致する配列が存在した。そこで,msDNAがデコイDNAとして機能し,転写制御因子であるVC0176タンパク質と結合することでVC0177遺伝子を制御しているのではないかという仮説を立てた。精製したVC0176タンパク質を用いてプロモーター領域への結合をゲルシフト法によって検証したところ,VC0176タンパク質の結合部位を明らかにすることができた。また,VC0176タンパク質が制御する遺伝子群をChIP-seq法によって網羅的に解析した。

また,msDNAがアプタマーDNAとして機能している可能性を考え,磁気ビーズに結合させたmsDNAに結合するタンパク質をコレラ菌細胞抽出液より分取し,質量分析法によってmsDNA結合タンパク質の解析を行った。同定されたmsDNA結合タンパク質には,転写制御やDNAの組換えに関与するものが含まれており,msDNAがアプタマーとして機能している可能性を示唆しているが,さらなる詳細な解析が必要である。コレラ菌のレトロン-Vc95の逆転写酵素遺伝子(ret)の下流に存在する2つのORF(orf540,orf205)がコードする機能未知のタンパク質と相互作用する可能性のあるタンパク質を探索した。候補の1つとして嫌気性呼吸に関連する遺伝子群を制御するArcBタンパク質が得られた。arcB遺伝子欠損変異株はカイコ幼虫に対する病原性が低いことが明らかとなった。msDNA-Vc95に結合するタンパク質についても解析を行った。候補の1つであるVC0176タンパク質を精製し,VC0177プロモーター領域とmsDNA-Vc95への結合を明らかにした。当初の研究計画では,平成26年度の研究として,1レトロン内の機能未知遺伝子の解析,2カイコを利用した細菌の病原性解析,3msDNAに特異的結合能をもつタンパク質の単離,4レトロンの可動性の解析,5レトロンと薬剤耐性遺伝子(インテグロン)の可動性との関係の解析,を行うことになっていた。1,2,3については,当初の予定以上に進展しているが,4,5については,現段階でほとんど進展していない。総合的に判断して,「(2)おおむね順調に進展している」と判断した。食品衛生学,分子細菌学研究計画最終年度となる平成27年度は,現在著しい進展が認められる,1レトロン内の機能未知遺伝子の解析,2カイコを利用した細菌の病原性解析,3msDNAに特異的結合能をもつタンパク質の単離,の研究を中心に進める。「1レトロン内の機能未知遺伝子の解析」については,酵母のtwo hybrid法による解析に加えて,実際のコレラ菌の環境に近い大腸菌のtwo hybrid法も利用して解析を進める。また,「3msDNAに特異的結合能をもつタンパク質の単離」については,これまでにmsDNA結合タンパク質の候補となっているVC0176とVC0177タンパク質に加えて,未知のmsDNA結合タンパク質の単離・同定を行う。これまでに,コレラ菌菌体抽出物からカラムクロマトグラフィーとmsDNA磁気ビーズのアフィニティーによって候補となるタンパク質を34得ている。今後,それらの同定を行い,詳細な機能解析を行うことによって,コレラ菌の病原性との関係を明らかにしていく。当初の研究計画では,平成25年度の研究として「レトロンによって影響を受ける遺伝子群の解析」,「レトロン内の機能未知遺伝子の機能解析」,「カイコを利用した細菌の病原性解析」,「msDNAに特異的結合能をもつタンパク質の単離」を行うことになっていた。上記の研究実績の概要で述べたように,すべての研究計画がほぼ予定通りに順調に進展している。
消化管手術におけるintestinal adaptationに関する実験的研究-とくに大腸全摘、小腸切除の消化管ホルモンおよび消化吸収に及ぼす影響とその対策について

遠位回腸を空腸上部に有茎移植するIleojejunal trasposition(IJT)およびSham Operationをイヌに作成し、消化管ホルモンの変動および小腸粘膜組織像の変化について検討した。また、IJT作成前後で小腸内をグルコースおよびグリシンにて灌流した時の小腸誘発電位(PD)を測定し、消化吸収機能の変化についても検討した。その結果、(1)IJT後は5週、12週および6カ月目の空腹時および食事刺激時において著明なhyperentovojlucagonemiceが認められた。術後5週の食事刺激後60分の血漿total GLIのゲル3過パターンについてみるとglycentinに相当する分画で主なピークを形成するパターンが認められた。(2)組織学的にみIJT後14週で小腸全体の著明な粘膜厚の増大およびcrypt:villus ratisの上昇が認められた。しかし、Villus widthについては、IJT群はsham群と差は認めなかった。(3)小腸PDについては術前の100mM PD,PDMaxは空腸に比べて回腸で高値を示し、とくにL-グリシン潅流時の100mM PD,PDmaxは空腸に比べ回腸で有意に高値であった。また、IJT後5週において間置された回腸でのD-グルコース100mM PD,PDmaxは術前に比べ有意の低値を示し、術前の空腸の値に近づく傾向を示した。ラットを用いての実験では、空腹時gut GLI値はsham群に比べ20日目まで高値を示し、間置回腸では術後早期よりCCPRの高値を持続、10日目以降はvillus hoyper sropluy認めた。しかし、40日目にはsham群のレベルまで低下する傾向を示した。一方、小腸PDではグルコース清法に対し、40日目にK値の上昇を認めた。これらのことは、先ずIJTによりCCPRで裏づけられたhyppertaopluyが生じ、その結果吸収面積が増大、ついでK値の上昇で示されるfunet aelaptotionが考起されmorploolojcalな変化は次第に消確認不可すると考えられる。1.雑種成犬にHeidenhain pouchを作成し,術前(対照)として食事負荷を行い負荷後6時間まで末梢血を採血し,同時にpouchよりの酸分泌量を測定した.続いて,これらの犬にileo jojunal transposition(以下, IJT)を行い,術後は4週および12週目で術前と同様の食事負荷を行い,採血した血漿については消化管キルモンの測定をした.その結果, Heidenhain pouchよりの酸分泌量は,術前,術後で著名な差は認めないが,術後において〓値を示す傾向が認められた.消化管キルモンについては, totalGLI値の著名な上昇を認め, GI値の変化はなかったことから, IJT後に高enteso-glucagon血症を示すことが確められた.血漿ガストリン値については術前,後で差は認めなかったが, GIP値はIJT後に低下する傾向であった.また,組織学的には回腸の間置腸管の粘膜肥厚が著名に認められ,また,間置腸管以外でも粘膜肥厚が生じることが確められた.

これらのことは, enteso-glucagonがbormoneとしてsystem Cに腸管全体内intestinal adaptationと関与するであろうと示唆される.一方,糖誘発電位からみたIJT後の吸収能の変化については現在若干の興味あるデーターが得られているが, n数が少ないためさらに検討している段階である.2.ラットを用いてのIJT後のcrypt cell productionratio(CCPR)についての検討では,術後早期からCCPRの高値が認められ,術後長期間経過したのちもこの傾向が持続することが確められた.しかし,腸管の繊毛の高さについての検討では,術後早期には粘膜肥厚が間置腸管および他の腸管に認められるが,長期経過後においてはIJT群とtransection群(対照群)との間に差が認められなくなりintestinal adaptationにはその発現機序と維持機序の間に何らかの違いが存在することを示唆する成績が得られている.雑種成〓に回腸の癌佐側をTrei靱帯より5cm肛門側に有茎移植するileojeiunal transposition(以下、IJT)モデルを作成し、初回手術時と術後5週経過時にペントバルビタール麻酔下でD-glueoreによる小腸誘発電位の測定を行った。使用した電極はMA-2(クリニー社、東京)を用いた。その結果、IJT術後5週において、間置された回腸でのD-glueoreによる誘発電位およびPDmaxは術前間置する前の回腸に比べて有意に低値を示し、術前の空腸における値に近づく傾向が認められた。しかし、アミノ酸であるグリシンて用いた誘発電位での検討では術前、後で差は認められず、栄養素によるfunctoonal intes Iinel adaptationに差が存在する可能性が示唆された。一方、ラットを対象とした実験では、空腸時の血漿gnt-GLI値はsham群に比べ20日回まで有意の高値を示し、間置回腸では折合早期がSCCPR Caypt cell produetion vate)の高値を認めた。またVillees hysertvopluyは術〓10日目以後に認めたが40日目にはsham群のレベル〓で低下することが判明した。functional adaptationについてChamfer法を用いて摘出小腸片のD-glueoreによる誘発電位について検討したが、その結果、回腸における_△PDの変化は40日目においてKt値の上昇が認められ、何らかの〓序でglucoreに対する小腸粘膜の親和性が高まるものと示唆された。このことは、IJT術〓は早期においてCCPRやvillees heijlitで示されるようなmorptrolojicalな変化が生じ、小腸の吸収面積の増大を行うことにより異常状態に適応することが行われるが、後期においてはKt値の変化で示されるようなfunctionalな変化が生じることにより初期における形態的変化は消退すると考えられた。
微分情報を用いない非線形最適化手法の開発

微分情報を用いない非線形最適化手法であるコンプレックス法に関し、次のような改良と応用の成果をあげた。1.記憶容量や収束速度に対し性能を向上させた。n次元ではn+1個以上の点群を用いるのが従来の方法であるが、nが多いと収束しなかったり遅かったりする。そこで、n個以下(20個位)の点群を乱数を用いて作ることを繰り返す再出発法を提案した。一つの計算の中で点群は乱数を利用して何度も発生させるので部分空間に落ち込むことはない。従来法に比し、収束も速くまた記憶容量も少なくてすむことを確かめた。。2.多目的計画問題へ応用した。実際問題では一つの評価だけを良くするのではなく、複数の互いに矛盾する評価基準があり総合して最適化する場合が多い。故に主観的、経験的なあいまいがはいり、ファジィ理論の応用が考えられる。しかし、メンバーシップ関数は凸関数ではないので最適化問題には使用し難い。メンバーシップ関数の逆数を利用する方法を提案し、コンプレックス法を適用して多目的最適問題を解くことを容易にした。3.逆問題へ応用した。内部測定値から境界条件を求める逆問題では、境界値を未知変数として最小二乗法を用いると、不自然な解関数が得られる。自然な解を得るため、解関数の二階差分絶対値も小さくする適切化法を提案した。絶対値関数は微分をもたない点があるので通常の降下法は使えない。微分を用いないコンプレックス法により最小化に成功した。この方法は他の逆問題にも使用可能である。微分を用いる共役勾配法や準ニュートン法は、制約なし非線形最適化問題に対し、収束が速く有効であるが、制約付き問題に対しては、ペナルティ関数を利用して制約なし問題に変換しても局所二次曲面は存在せず有効でない。また微分情報を得ることは実際上、困難な場合が多く数値微分も厳しい条件下では信頼性を失う恐れがある。アルゴリズムが簡単で微分を用いない手法にコンプレックス法がある。これは点群を設定し、最劣点とそれを除いた点群の重心を結ぶ直線上で改良点を探し、これを最劣点と交換することを繰返し、点群として降下する方法である。点群は常に制約内にあるようにして降下するが、これは収束の信頼性がない。本研究は次の改良案の有効性を確かめた。(1)制約付き問題はペナルティ関数を利用して連続微分可能な制約なし問題へ変換する。(2)点群の数は変数次元より34個多くとる。(3)点群の中の最小点(最優点)を20回(100次元以下)40回(1000次元)更新する度に、その点の周りに乱数を利用して点群を発生させる再出発法を用いる。非線形最適化手法の応用は遅れているが、従来の方法は微分を必要とし、実用規模の問題では解析的微分が困難または不可能な場合が多いことが原因と考えられる。ペナルティ関数を利用するコンプレックス法はアルゴリズムが簡単で信頼性のある手法なので、これより非線形最適化手法の応用は進むと思う。本研究では、多目的満足設計、ミニマックス最適設計などに応用して有効性を確かめた。今後は、同定や逆問題での最適推定問題へ応用する計画である。。
エージェント・ベース・モデリングによる経営組織のマネジメントに関する研究

本研究の目的は、エージェント・ベース・モデリングによる経営組織のデザイン論の構築である。この研究の背景には、インターネット社会における経営組織が環境変化の激しさに対応するために公式度の低い「有機的組織」の形態をとるようになったことがある。この特性は、社会・組織やその構成員を「内部状態をもつ自律的なエージェントの集団」もしくは多主体複雑系(ポリエージェントシステム)として考察することで初めて理解できる。この目的に向かう研究活動を4年間行い、その最終年度として、次のような5つのカテゴリに分けられる研究成果としてとりまとめた。(1)エージェント・ベース・モデリングの理論的基礎に関する研究。これにより主体の相互作用と創発現象に特徴づけられるモデリングの理論的基礎を明らかにした。(2)その応用原理に関する研究。この研究ではエージェントの相互作用とその結果発言する巨視的な現象との間に存在するミクロ・マクロ・リンクに注目した。(3)組織と人的資源のマネジメントに関する研究。ここでは機械的組織から有機的組織への変換過程を分析し、多様性・相互作用・淘汰のシステム論的考察を行った。(4)科学技術の展開と社会経済構造に関する研究。これにより多主体の相互作用の変容という観点から我が国の科学技術の展開と社会経済構造の変化を考察した。(5)新しい社会システム理論に関する研究。特にはコンピュータエージェントと人間とが同等の立場で参加するハイブリッド・シミュレーションの重要性を指摘した。(6)エージェント・ベース・モデリングの経済・経営・社会問題への用に関する研究。最後に、これらの研究成果を社会に向けて報告するためのシンポジウムを開催した(シンポジウム『エージェント・ベース・モデリングによる経営組織のマネジメント』、平成19年12月22日(土)13:30-17:00、早稲田大学国際会議場)。本研究の全体的目標は、エージェント・ベース・モデリングによる経営組織のデザイン論の構築である。この目標は、従来からの経営組織の枠組が機械論的、すなわち決定論的であったことへチャレンジにある。経営組織には有機的な部分が非常に多くあり、創発的なボトムアップの原理で組織が形成される。この側面に注目するために、自律主体のネットワークが創発的全体行動を形成することの枠組としてエージェント・ベース・モデリングのアプローチを採用する。この研究目標に向けて、研究初年度としては、経営組織のエージェント・ベース・シミュレーション方法論の確立を試みた。例えば、モジュール化が進んだ業界をとりあげ、その競争ダイナミクスを解析し、他方、装置組織としての発電所の問題解決構造を解析した。決定論的な研究方法論では見出し得ないことが、創発を認める方法論であるシミュレーションにより解析されうることを確信した。同時並行で、これらのシミュレーション方法論の基礎を与えるために、社会学習行動や知的コミュニケーション行動の数理解析も行った。当然であるが、シミュレーション解析を具体的に行い、プロジェクト・マネジメント場面での戦略的コミュニケーションを刺激する方法として考察を深めた。これらのシミュレーション方法論の探求は、どちらかと言うと理論のみの抽象論になりがちであるが、今年度は人的資源管理の側面から、企業の実態事例研究を並行させることで、実践的意義を押さえることを行った。本研究の全体目的は、エージェント・ベース・モデリングによる経営組織のデザイン論の構築である。このデザイン論は創発的なボトムアップの原理で組織が形成されるという考え方に立つ。この目的のために、自律主体のネットワークが創発的全体行動を形成することの枠組みとしてエージェント・ベース・モデリングのアプローチを採用している。本年度の実績としての第一のくくりは、昨年度に試みた経営組織のエージェント・ベース・シミュレーション方法論の確立につき、もっと広く研究成果を取りまとめることで、単行本"Agent-BasedSimulation, from Modeling Methodologies to Read-World Applications"として出版できたことである。これにより方法論のあり方について、この研究の土台というべきものを提示することができた。

どちらかと言うと、今までのエージェント・ベース・モデリングの研究はシミュレーションすることが第一義となっていたが、この出版はその方法論の活用が現実世界のよりよい理解を目指せることの提示となった。実際の企業経営に向け、その組織のデザイン論を構築する上で重要な成果である。加えて第二の実績のくくりは論文"Starting Leadership R&D Activities : Field Origination in the ComplexSystem View"の出版により、組織のみならず経営者のリーダーシップのデザイン論においてもエージェント・ベース・モデリングのアプローチが効果的であることの議論ができたことである。第三の実績のくくりは、組織内部における規範の生成をシミュレーションした試み、参加型意思決定を支援するための枠組みの構築、さらには従来からの戦略グループ論に対する新しい概念の構築などである。本研究の全体目的は、エージェント・ベース・モデリングによる経営組織のデザイン論の構築である。このデザイン論は創発的なボトムアップの原理で組織が形成されるという考え方に立つ。この目的のために、自律主体のネットワークが創発的全体行動を形成することの枠組みとしてエージェント・ベース・モデリングのアプローチを採用している。本年度の実績としての第一のくくりは、昨年度に試みた経営組織のエージェント・ベース・シミュレーション方法論の確立につき、もっと広く研究成果を取りまとめることで、単行本"Agent-BasedSimulation, from Modeling Methodologies to Real-World Applications"として出版できたことである。これにより方法論のあり方について、この研究の土台というべきものを提示することができた。加えて第二の実績のくくりは論文"Starting Leadership R&D Activities : Field Origination in the Complex
地域の防災・減災力を高めるソーシャル・キャピタル醸成要因の地理学的研究

本研究は、ソーシャル・キャピタル(社会関係資本)が地域の防災・減災力に与える影響を明らかにするとともに、そのソーシャル・キャピタルを醸成する要因を地理学的視点から解明することを目的とする。南海トラフ地震による津波が危険視されている四国地方沿岸部から対象地域を選定し、地域への聞き取り調査を実施して、防災・減災力に係る諸要因の因果関係を明らかにする。最終的には、ソーシャル・キャピタルの醸成を介して防災・減災力を向上させることへの貢献を目指す。
高感度ダイナミックホログラム・レーザー超音波法を用いた欠陥検出に関する研究

コンクリートのような表面状態が均一でない試験体からの反射光はスペックル状になっている。これに伴う位相分布の乱れはフォトリフラクティブ型干渉計を用いることにより解決できるが、空間的な強度分布は依然存在し、シグナル/ノイズ比が空間的に異なる。そこで、多チャンネル光検出器を用いて信号光を空間的に分割し、感度の低いチャンネルを除去するなどの処理を行い、S/N比の向上を図った。本検出では1.9倍のシグナル/ノイズ比の向上があった。コンクリート表面を2次元で計測しコンクリート表面の弾性波伝搬の可視化する基礎実験を行った。ピエゾアクチュエーター表面の振動を2次元で計測できていることを確認した。これに伴う位相分布の乱れはフォトリフラクティブ型干渉計を用いることにより解決できる。しかし、依然として空間的な強度分布は存在し、シグナル/ノイズ比(S/N比)が空間的に違う。炭酸ガスレーザー(ALLTECH ALLMARK 870)を衝撃波励起用レーザーとして2台用いた。エネルギーは合計約7J、パルス幅は100nsのメインパルスに2μsのテイルを有す。ビームサイズは12mm×16mmの矩形である。このパルスを300×300×250mmで正面中央を上部から下部まで達する模擬ひび割れ(幅1.2mm、深さ25mm、50mm、75mm)を有するコンクリート表面に照射して表面に振動を励起させ、その信号を検出した。検出用レーザーはCW0.7WのNd:YVOレーザー(波長532nm)を用いた。レーザー干渉計装置には、フォトリフラクティブ結晶(BSO)、光検出器には多チャンネル光検出器(浜松ホトニクスH8500C)を用いた。16チャンネルのマルチ検出器を用いた。この結果、シングル検出と比べてマルチ検出では23倍のシグナル/ノイズ比の向上があった。次に多チャンネル光検出器を用いてコンクリート表面を2次元で計測しコンクリート表面の弾性波伝搬の可視化する基礎実験を行った。コンクリート表面の代わりにピエゾアクチュエーターを設置し、そこに検出用レーザーを面状に照射した。その像をダイナミックホログラムと多チャンネル検出器に像転送してピエゾアクチュエーターの振動を検出する方法を用いた。ピエゾアクチュエーターの面半分を紙で覆い、他の半分の振動を計測することが出来た。【最終年度に実施した研究の成果】多チャンネル光検出器を用いてコンクリート表面を2次元で計測しコンクリート表面の弾性波伝搬の可視化する基礎実験を行った。ピエゾアクチュエーター表面の半分を紙で覆い、他の半分を振動させて計測を行った。右半分にレーザーを照射した実験ではレーザー照射した部分が計測出来ており、その他のチャンネルは計測できなかった。この結果よりピエゾアクチュエーター表面の振動を2次元で計測できていることを確認した。【研究期間全体を通じて実施した研究の成果】コンクリートのような表面状態が均一でない試験体からの反射光はスペックル状になっている。衝撃波励起用レーザーとして炭酸ガスレーザーを2台用いた。エネルギーは合計約7Jである。このパルスを模擬ひび割れを有するコンクリート表面に照射して表面に振動を励起させて信号を検出した。検出用レーザーはNd:YVOレーザーを用いた。レーザー干渉計装置には、フォトリフラクティブ結晶、光検出器には多チャンネル光検出器を用いた。この結果、シングル検出と比べてマルチ検出では1.9倍のシグナル/ノイズ比の向上があった。また、最終年度には上述の2次元表面振動計測実験を行った。

炭酸ガスレーザー(ALLTECH ALLMARK 870)を衝撃波励起用レーザーとして2台用いた。エネルギーは合計約7J、パルス幅は100nsのメインパルスに2μsのテイルを有す。ビームサイズは12mm×16mmの矩形である。このパルスを300×300×250mmで正面中央を上部から下部まで達する模擬ひび割れ(幅1.2mm、深さ25mm、50mm、75mm)を有するコンクリート表面に照射して表面に振動を励起させ、その信号を検出した。検出用レーザーはCW0.7WのNd:YVOレーザー(波長532nm)を用いた。レーザー干渉計装置には、フォトリフラクティブ結晶(BSO)、光検出器には多チャンネル光検出器(浜松フォトニクスH8500C)を用いた。分割するチャンネル数による違いを確認するため、16チャンネル分の信号データを結合し、擬似的に1,2,4,8チャンネルのデータを作成した。また、チャンネル数に対してS/N比がどのように変化したかを示した。1チャンネルでのS/N比を基準として(S/N比=1)増加割合を示す。使用するチャンネル数が増えるとS/N比も大きくなり、最大で約1.9倍となった。これは、使用する検出器の1チャンネルあたりの面積と、信号光のスペックルパターンの明部または暗部の面積が適切となるよう決定したことで、S/N比が向上した。16チャンネル光検出器(浜松ホトニクスH8500C)等を用いて、2次元の振動計測が可能であることを示したため。多チャンネル光検出器(浜松フォトニクスH8500C)等を用いて、S/N比の向上(高感度化)が研究初年度で示すことができた。多チャンネル光検出器を用いて更なるコンクリート表面の2次元振動計測を行う。コンクリート表面の乱反射によるダイナミックホログラムに戻ってくる光量は減少するが検出料レーザーパワーや集光方法を工夫して検出できるように開発を進める。多チャンネル光検出器を用いて更なるS/N比の向上を目指す。さらに多チャンネル光検出器を用いてコンクリート表面を2次元で計測出来る方法を検討する。該当なし研究遂行のため下記の光学部品、電機部品および機械部品を購入する。また、国内学会発表の旅費を計上する。・光学部品500単位(千円)・電気部品340・機械部品200・国内学会発表300
菌類のエキソン、イントロン構造の進化機構の解明

真核生物のゲノムDNAはヒストン8量体に巻きつき、ヌクレオソームを形成する。本研究では、菌類のエキソン、イントロンにおけるゲノムDNAとヒストンの関連を調べた。まず、菌類のヒストンの等電点とゲノムの塩基組成には関連性は見られなかった。次に、エキソンおよびイントロンを比較したところ、エキソンではグアニン・シトシンに富み、ヌクレオソーム形成頻度が高く、イントロンではアデニン・チミンに富み、ヌクレオソーム形成頻度が低いことを明らかにした。また、菌類の種によって、ヌクレオソーム形成における塩基配列のパターンが異なることを示し、系統進化上近縁な菌類よりも、塩基組成が近い菌類に似ていることを明らかにした。糸状子嚢菌類アスペルギルス・フミガタス、アスペルギルス・ニドランス、アスペルギルス・オリゼの遺伝子中各エキソンおよびイントロンにおける2塩基配列出現頻度およびヌクレオソーム密度を算出し、比較した。その結果、エキソン領域ではグアニンおよびシトシンで構成される2塩基配列の出現頻度がイントロン領域よりも高く、ヌクレオソーム密度も高くなっていることを示した。また、アスペルギルスの3種における2塩基配列出現頻度プロファイルに基づく系統樹を作成したところ、エキソン領域とイントロン領域では明確に分かれ、それぞれの領域における2塩基配列出現の偏りが3種において共通であることを示した。他方、エキソン領域およびイントロン領域における3種の系統関係は異なっており、種特異性があると考えられた。この種特異的な2塩基配列出現頻度により種特異的なヌクレオソームのポジショニングが行われている可能性があり、今後の研究テーマの一つであると考えている。また、アスペルギルスよりもゲノムGC含量が低い出芽酵母サッカロミケス・セレビシエにおいて、エキソン領域のGC含量およびヌクレオソーム密度がイントロン領域のそれらに比べ高い傾向にあることを確認した。よって、ゲノムGC含量の高低にかかわらず、GC含量およびヌクレオソーム密度の偏りが菌類遺伝子のエキソン領域とイントロン領域にあると考えられる。真核生物のゲノムDNAはヒストン8量体と結合し、ヌクレオソームを形成している。このヌクレオソーム形成の頻度はゲノムDNAの塩基組成における平均グアニン・シトシン含量(GC含量)よりも5%ほど高い領域において最も高い。ヒストンタンパク質は塩基性アミノ酸に富み等電点が高く、負の電荷を持つDNAと結合する。そこで、菌類におけるヒストンタンパク質の等電点とゲノムDNAのGC含量との関係について調べた。その結果、担子菌類および糸状子嚢菌類は古生子嚢菌類および子嚢菌酵母よりもゲノムDNAのGC含量が高い。しかし、ヒストンH3の等電点の分布では4つの菌類系統群において、担子菌類が最も高い数値であり、糸状子嚢菌類は最も低い数値であったことなど、ヒストンの等電点の分布とゲノムDNAのGC含量には関連性は見出せなかった。このことはヒストンタンパク質の進化とゲノムDNAのGC含量の進化が各菌類系統群において独立に生じていることを意味している。生活環において安定な2核相の時代を有する菌類は子嚢菌類と担子菌類に分けられる。子嚢菌類は、その共通祖先より最も初期に分岐した系統群である古生子嚢菌類、出芽酵母で構成される半子嚢菌類、糸状菌類で構成される真正子嚢菌類の3系統群に分けられる。菌類の進化(ゲノム進化)の鍵を握っている古生子嚢菌類のゲノム情報は分裂酵母シゾサッカロミケスに限られている状況であった。そこで、古生子嚢菌類に属するサイトエラのゲノム塩基配列、網羅的転写物の塩基配列、およびヌクレオソーム形成領域由来DNA断片の塩基配列をゲノム支援のもと、決定した。これらの解析の結果、エキソン領域の平均GC含量は52.4%、イントロン領域の平均GC含量は48.0%であった。ヒストン8量体に巻き付いている領域の連続2塩基配列の出現頻度は、トリコスタチンA処理を行った細胞において、ほとんど変化せず、そのパターンが維持されていることがわかった。その出現頻度のパターンは系統進化的に近縁であるシゾサッカロミケスと大きく異なっており、系統進化的に離れた担子菌類であるミキシアに似ていることを明らかにした。シゾサッカロミケスのゲノムGC含量は36.1%、ミキシアのGC含量は55.5%であることより、ヌクレオソーム形成における塩基配列のパターンは生物種の系統進化よりもゲノム塩基組成に強く影響を受けると考えられた。初年度にはアスペルギルスに焦点をあててエキソン、イントロンとゲノムシグネチャの関連について解析を行い。

今年度は菌類全体を比較対象として、ヒストンの等電点とGC含量の関連について解析した。微生物インフォマティクスゲノム支援を受け、古生子嚢菌類SaitoellacomplicataのゲノムDNA塩基配列、発現RNA塩基配列、ヌクレオソームDNA断片塩基配列のデータを取得した。これらのデータを統合した解析を中心として研究を行う。申請書における計画通り、ゲノムシグニチャ(2塩基配列出現頻度)を各エキソンおよびイントロンにおいて抽出する方法を確立し、アスペルギルス属菌種3種に対して適用した。また、計画では担子菌類ミキシアなどについても適用することを予定していたが、それはできていない。予定よりも実験に関する消耗品費が安かったため。アスペルギルスだけではなく、ほかの菌類についても比較する。また、サイトエラについてはゲノム塩基配列およびヌクレオソームマップ情報解析を行う。最終年度に相応しい実験を行う。25年度はコンピュータ解析が中心となり、実験への支出がなかったため。実験を行うため、それにかかわる機器や消耗品の購入を行う。
変分問題と関連した非線形偏微分方程式の解の正則性に関する研究

ある種の「量」の極値となる写像・関数を求める問題を変分問題と呼んでいる。変分問題を扱う際には、まず、拡張された意味で微分可能な写像の集合の中での「解」の存在を示し、適当なレベルまでその「解」が「滑らか」であることを示すという二段階の手順を踏むことが多い。この後半の問題は「解の正則性の問題」と呼ばれており、本研究課題で扱ったのはこの「正則性の問題」である。一般に、この問題は、現れる係数の滑らかさについて、連続性もしくは更に強く微分可能性等の条件を課して扱われるが多かったが、この係数の滑らかさに関する条件を弱めてなお「正則性」を得ることを目指し、幾つかの新たな結果を得た。変分問題と関連した非線形偏微分方程式の解の正則性に関して、本年度は主にFinsler多様体への調和写像の正則性とVMOクラスの係数を持つp(χ)-調和写像の正則性について研究を行った。Finsler多様体への調和写像については、Riemann多様体への調和写像の研究において1982年に発表されたGiaquinta-Giustiによるone-sided条件に対応する条件と、さらに強い構造的な条件を課すことにより、前記のGiaquinta-Giustiの結果に対応するHolder正則性に関する結果を得ることができた。また、この仮定を満たすようなFinsler構造の例も与えた。この結果については現在、論文投稿中である。一方、、定義域側の多様体が2次元である場合については一般により強い結果が期待できるが、こちらについても研究を進め、一定の成果を得つつあり、こちらも近日中に論文として纏める予定である。また、VMOクラスの係数を持つp(χ)-調和写像の問題については、本科研費によってPisaのEnnio De Giorgi研究所へ出張し、Catania大・M.A.Ragusa准教授とともに共同研究を鋭意行った。その結果、係数がVMOクラスに入るということよりも、汎関数のgrowthorderが定数でなくp(χ)という関数になっていることに起因する本質的は困難さが明確になり、今後、この困難さを如何に乗り越えていくか現在も研究中である。また、一般にp(χ)-growthをもつ汎関数の研究が特にヨーロッパにおいて注目を浴び、盛んになってきている現状も認識することができ、最新の研究成果を知ることも出来た。しかし、いずれの結果も上述した本質的な困難さを克服するには至っていない。変分問題と関連した非線形偏微分方程式の解の正則性に関して、本年度も引き続きFinsler多様体への調和写像の正則性とvanishing mean oscillationと呼ばれるクラスの係数を持つp(x)-調和写像の正則性について研究を行った。Finsler多様体への調和写像については、Riemann多様体への調和写像の研究において1982年に発表されたGiaquinta-Giustiによるone-sided条件に対応する条件と、さらに強い構造的な条件を課すことにより、前記のGiaquinta-Giustiの結果に対応するヘルダー正則性に関する結果を昨年度中にほぼ得ていたが、今年度これを論文として投稿し、受理された。一方、定義域側の多様体が2次元である場合については前記のような強い条件を課すこと無く正則性を得られた。論文としてまとめ、現在投稿中である。また、VM0クラスの係数を持つp(x)-調和写像の問題については、数年前よりCatania大・M.A.Ragusa准教授と行っている共同研究が実を結び、あらたな「量」を導入することにより、p-調和写像(pは定数)の部分正則性に対するGiaquinta-Modicaによる1986年の結果に対応する結果を得る事ができた。これによりp(x)-growthを持つ汎関数の研究において、予想されていながら未解決であった重要な結果の1つを得ることができた。この結果は論文として投稿し、受理された。また、これらとは別に変分問題の解の偏導関数のヘルダー連続性に関するRagusaとの共著論文が1編Discrete Contin.Dyn.Syst.Ser.Aに掲載された(次ページ「雑誌論文」参照)。変分問題で扱う汎関数は、それを定義する被積分関数の増大度に関する条件よって、standard growthとnonstandard growthに大別され、non-standard growthの特別な場合としてp(x)-growthがある。本年度は主に,このp(x)-growthを持つ汎関数を最小化する写像の部分正則性(partial regularity:ハウスドルフ次元が定義域の次元より小さい集合を除いた開集合上での正則性)の問題について成果が得られた。まず、昨年度に投稿した論文にある部分正則性に関する結果に関連して、写像の有界性を仮定すれば、特異点集合のハウスドルフ次元に対する評価が改善できることを示した。

この結果は論文としてまとめ、Calculus of Variations and Partial Differential Equationsに投稿し、掲載受理され、online版がすでに公開された。また、2014年3月に開催された日本数学会2014年度年会において、関数方程式論分科会の特別講演として、これらの結果を発表した。変分問題と関連した非線形偏微分方程式の解の正則性に関して、本年度も引き続きFinsler多様体への調和写像の正則性とp(x)-調和写像の正則性について研究を行った。Finsler多様体への調和写像については、Riemann多様体への調和写像の研究において1982年に発表されたGiaquinta-Giustiによるone-sided条件と呼ばれる条件に対応する条件と、さらに強い構造的な条件を課すことにより、前記のGiaquinta-Giustiの結果に対応するヘルダー正則性に関する結果を得ていて、論文として投稿していたが、これが今年Bulletin of London Mathematical Society掲載された。また、定義域側の多様体が2次元である場合については前記のような強い条件を課すこと無く正則性を得られた。論文としてまとめ、投稿中であったが、これもHouston Journal of Mathematicsに受理された。一方, p(x)-growthを持つ汎関数の最小点となる写像の正則性の問題については、数年前よりCatania大学のMaria Alessandra Ragusa准教授と行っている共同研究が昨年度当たり実を結び、あらたな「量」を導入することにより、p-調和写像(pは定数)の部分正則性に対するGiaquinta-Modicaによる1986年の結果に対応する結果を得る事ができた。これによりp(x)-growthを持つ汎関数の研究において、予想されていながら未解決であった重要な結果の1つを得ることができ、これがTransaction of American Mathematical Societyに掲載受理された。24年度にはこの結果をさらに改良する結果もほぼ得られ、現在投稿準備中である。当初の予定通り平成23年度はp(x)-growthを持つ汎関数のminimizerに対する新たな結果を,M.A.Ragusa氏との共同研究により、得ることが出来た。こちらの問題に関しては新たな重要な知見を得ることが出来、当初の予定を超えての発展が期待できる。一方、Finsler多様体への調和写像の研究は、予定通りの結果を得て、論文として投稿することが出来た。25年度が最終年度であるため、記入しない。Finsler多様体への調和写像の正則性に関する研究は、本研究課題の研究期間を後1年残して、当初予想していた結果まではほぼ得られた。その意味では予想通りの結果を、予想より早くに得られた。しかし、その先の展望はまだ開けていない。一方、p(x)-growthを持つ汎関数の最小点となる写像の正則性の問題は順調に進んでおり、特にp(x)-調和写像の正則性に関しては、当初の予想を越えるペースで結果を得られつつある。p(x)-growthの場合に関しては、新たな評価式を得るなど、順調に研究が進んでいる。
勝尾寺膝下の中世村落に関する総合的研究

日本の中世社会が、開発所領を基盤とし、その所領の地名を名乗る「名字」の時代であるとするのは、現代の日本中世史学における通説であるが、私は、日本の中世前期、すなわち平安中鎌倉時代に関しては、古代以来の「氏」(姓)と、中世的な名字との複合ないし重層の時代であり、かつ中世的名字族の展開の過程で、古代的「氏」(姓)が再生産されている時代であるという考え方を、かねてから主張して来た。こうした私自身の考え方を、摂津国垂水牧(タルミノマキ)、すなわち現在の大阪府箕面市を中心とした地域に、平安時代の末戦国時代にかけて存在していた藤原氏を名乗る領主層及び、佐伯氏その他の氏を名乗る村落住人層の双方について検討し、領主の村落支配,住人相互の村落結合の展開の上で、氏(姓)がどのような役割を果していたか、氏(姓)と名字との重層関係とは具体的にはどういうものであったかを考えていこうとしたのが、今回のテーマである。このテーマを解決するため、私は、粟米生近隣の名刹である勝尾寺文書(当該地域の関係文書はほとんどすべてここに属している)の検討と、現在も古代条室制の遺構を伝えている粟生村近辺の現地調査を行い、かつ、その研究結果を素材として、将来の研究にむけての史料(資料)集作りにとりくんだ。このうち、文書検討の結果は、別物研究発表欄にあげた「史叢」論文に発表したし、現地調査の成果は、同じく上に掲げた「日本歴史」に発表予定となっている。ただ、時間的制約が大きいため、勝尾寺に関する寺院史的研究や、他の中世領主、中世村落との比較にもとづく、中世史全体への展望というところまでは、至っていない。またの機会に期待するものである。