hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
健常乳幼児と発達障害児における「心の理解」の発達と援助プログラムの開発

その結果、「信念」の理解については、指導場面では目標に対する行為は獲得された。このことから、限られた場面のみであるが、「他者に知られないように隠し、知っていることを教えない」という理解の萌芽がみられたといえる。<実験1>高機能自閉症児における「心の理解」の発達高機能自閉症児の小学二年生2名、四年生1名を対象として、約18ケ月間、また、対象群として幼稚園年中から小学六年生までの健常児に、「昨日のこと」を語らせる場面を設定して調査を行った。その結果、健常児は、他者や自己の心的状態に言及し、因果関係に沿って述べる時期は小学校入学前後であることが明らかとなった。高機能自閉症児の場合、構造面の問題および内容面の問題がみられ、1年次では他者や自己の心的状態に言及することは少なかった。しかしながら2年目以降に、該当学年の健常児の結果に内容面も構造面も著しく近づく傾向にあることが認められた。<実験2>発達年齢0-2歳までの他者の意図理解の発達援助5歳ダウン症幼児に対して"宝当てゲーム場面"、"おやつ場面"という2つの共同行為ルーティンを設定して、「心の理解」を促す指導を実施した。「心の理論」の主要な要素を「欲求」と「信念」とした。「欲求」の理解は「他者の欲求を尋ねること」、すなわち「『ととどっちがいい?』と選択質問を行うこと」を指導目標とし、「信念」の理解は「他者に知られないように隠し、知っていることを教えない」、すなわち「対象児が隠し手の際、他者が後ろを向くのを待って隠すこと、及び他者が一方の箱を選ぶ際、正解を教えずに待つこと」を指導目標とした。その結果、「欲求」の理解については他者への選択質問行為を獲得し、日常場面での般化も見られた。「信念」の理解については、指導場面では目標に対する行為は獲得された。ルールを本質的に理解しゲームや日常生活における活動に参加するためには、場面に応じた行動を形成するだけではなく、他者に関心を持って行動できるよう促していくことが必要である。そこで、健常児におけるルール理解と対人行動がどのように関連しているかを分析するために、生活年齢1歳1ヶ月から5歳0ヶ月までの健常幼児31名(1歳児群7名、2歳児群8名、3歳児群8名、4歳児群8名)に対し、積み木積みゲームにおけるのルール理解と他者への関心について観察を行なった。その結果、(1)順番や勝敗といったルールや相手の表情にはあまり関心をもたず、相手と並行して遊ぶ段階(1歳代)、(2)ルールの理解は難しいが、他者と共有すべきルールの存在に気づき、他者の意図に関心をよせてルールを推測し遊ぶ段階、(2歳代)、(3)ゲーム本来のゴールやルールを理解し、他者と一緒に遊ぶ段階(3歳代以降)という順序で発達が進んでいくと考えられ、他者の行為および意図への関心がルール理解の基盤である可能性が示された(第一研究)。さらに、ルールにあわせて他者と遊ぶことに困難を示す広汎性発達障害児1名(指導開始時CA5:00新版K式発達検査:DA2:10)に対し、社会的ゲーム場面を用いて、ルール理解の基盤としての他者への関心を促す指導を行なった結果、健常児とほぼ同様の発達経過が示された。一方で、広汎性発達障害児は、異なる意図を他者と共有・維持しようとする意識やその作業自体に弱さがある可能性が示された(第二研究)。本研究では[研究I]の「心の理解」の発達機序についての解明と、[研究II]の「心の理解」の発達援助に大別して研究を行った。[研究I]
監査チーム構成に関する実証分析

本研究は、監査チームの構成に関する決定要因を明らかにし、その構成が監査の品質に及ぼす影響を検証することである。監査チームは、(ア)監査パートナー、(イ)補助者も含めた監査チーム全体の2つの階層に分けて捉えることができる。この2つの階層について、(a)チーム構成の決定要因と(b)監査の品質に及ぼす影響を個別に分析している。これらの分析は、(A)関連する文献のレビュー、(B)分析期間の特定とデータ収集、(C)データ分析の実施、(D)研究論文の執筆と学会・研究会での報告・意見交換、(E)論文の改訂・査読誌への投稿というステップで進めている。平成30年度は、次に示す4つのプロジェクトをそれぞれ進めることができた。まず、(1)監査パートナーの作業負担に注目し、監査の品質に及ぼす影響を分析した研究については、(E)の段階にあり、学術誌に投稿し適宜改訂作業を行っている。(2)監査チーム構成の決定要因と監査チーム規模が監査品質に及ぼす影響については、(D)の段階にあり、論文を執筆中である。これら2つの研究課題は前年度からの継続であるが、当年度に新たに開始したプロジェクトとして、(3)パートナーの個人特性が監査品質に及ぼす影響に関する分析を行い、(C)までを終えた状態である。さらに、当年度は(4)監査チーム内における意思決定における歪みの問題にも取り組み、この分析については、国内の学会で報告し、当該報告の翌年度に書籍(の1章分)として公表する予定である。平成30年度は、本研究の第2年度にあたる。研究開始時点での計画では、(ア)監査パートーナーと(イ)補助者を含めた監査チームの(a)決定要因に関する分析について、学術誌への投稿までプロセスを進めることが平成30年度の予定であった。研究実績の概要でも示したように、平成30年度には、監査パートナーまたはチームに焦点を置いた4つのプロジェクトを遂行した。2つの継続プロジェクトと、2つの新規プロジェクトである。また、それらのうち1つについてはすでに公表物の目処が立っている。以上の研究プロジェクトの進行は、必ずしも当初予定した順序どおりではない。しかし、研究計画全体としてみれば、順調に研究を進め、学会報告や公表物の実績もある。そのため、長期的にみて予定通りの進捗度合いで進行していると判断した。本研究は、4通りの研究プロジェクトを進める予定であったが、1つのテーマについて複数の視点から分析することで、実質的には4つ以上のプロジェクトを進めている。相対的にみて、より多くのデータが公表資料等から入手できる監査パートナーの分析が進めやすい。そのため、今後も、監査チームの分析は計画通りに進めるが、監査パートナーの分析については、当初の研究計画よりも幅広い視点で研究を進めていく予定である。監査パートナー及び監査チームの分析は、国内的なトピックスと国際的なトピックスがある。そのため、その属性に応じて、研究成果の公表媒体を適宜選択していくという方針は、今までどおりである。なお、海外の査読誌への投稿のために準備を進めている研究については、長期間にわたる査読プロセスを経たのちに研究成果を公表することになるため、最終的な研究成果の公表を本研究の研究期間である4年以内に終了することが困難な状況が生じうる。その場合でも、学会やセミナーなどでの報告、working paperにすることを通じて、研究成果を広く公表するよう努めたい。監査チームは、2つの階層に分けて捉えることができるため、(ア)監査パートナー、(イ)補助者も含めた監査チーム全体に分けて、(a)チーム構成の決定要因と(b)監査の品質に及ぼす影響を個別に分析する。平成29年度には、合計3つのプロジェクトを進めることができた。第1のプロジェクトは、(ア)監査パートナーについて、その作業負担に注目し、(b)監査の品質に及ぼす影響を分析した研究である。今年度は、(C)と(D)を中心に行い、(E)の段階まで進めることができた。第2のプロジェクトは、(イ)監査チームの構成に関する分析であり、(a)決定要因と(b)品質に及ぼす影響の両方を分析している。このプロジェクトについては、今年度に(C)まで進めることができている。他に、関連する第3のプロジェクトという位置付けで、監査に関連する複数の属性と監査の品質に関する考察を行い、研究論文の執筆などを行った。具体的には、監査報酬、監査事務所のガバナンスなどである。これらの個別の研究成果については、すでに日本語の出版物として公表済みである。平成29年度は、本研究の第1年度にあたる。研究開始時点での計画では、(ア)監査パートーナーと(イ)補助者を含めた監査チームの(a)決定要因に関する分析から着手し、学会等での報告を進める予定であった。今年度は、研究協力者との調整もあり、当初の予定を変更して、(ア)について主に(b)監査の品質に及ぼす影響についての分析を進めた。これについては予想以上の進捗度で進み、現在、査読誌への投稿に向けて準備中である。(イ)については、研究協力者との調整があり、データ分析の途中であるが、(a)決定要因の分析と(b)監査の品質に及ぼす影響の分析の両方に取り組んでいる。

以上から、当初の予定とは前後したプロジェクトがあるものの、4年をかけて取り組む研究として長期的にみて、予定通りの進捗度合いで進行している。本研究は、監査チームの構成に関する決定要因を明らかにし、その構成が監査の品質に及ぼす影響を検証することである。監査チームは、(ア)監査パートナー、(イ)補助者も含めた監査チーム全体の2つの階層に分けて捉えることができる。この2つの階層について、(a)チーム構成の決定要因と(b)監査の品質に及ぼす影響を個別に分析している。これらの分析は、(A)関連する文献のレビュー、(B)分析期間の特定とデータ収集、(C)データ分析の実施、(D)研究論文の執筆と学会・研究会での報告・意見交換、(E)論文の改訂・査読誌への投稿というステップで進めている。平成30年度は、次に示す4つのプロジェクトをそれぞれ進めることができた。まず、(1)監査パートナーの作業負担に注目し、監査の品質に及ぼす影響を分析した研究については、(E)の段階にあり、学術誌に投稿し適宜改訂作業を行っている。(2)監査チーム構成の決定要因と監査チーム規模が監査品質に及ぼす影響については、(D)の段階にあり、論文を執筆中である。これら2つの研究課題は前年度からの継続であるが、当年度に新たに開始したプロジェクトとして、(3)パートナーの個人特性が監査品質に及ぼす影響に関する分析を行い、(C)までを終えた状態である。さらに、当年度は(4)監査チーム内における意思決定における歪みの問題にも取り組み、この分析については、国内の学会で報告し、当該報告の翌年度に書籍(の1章分)として公表する予定である。平成30年度は、本研究の第2年度にあたる。研究開始時点での計画では、(ア)監査パートーナーと(イ)補助者を含めた監査チームの(a)決定要因に関する分析について、学術誌への投稿までプロセスを進めることが平成30年度の予定であった。研究実績の概要でも示したように、平成30年度には、監査パートナーまたはチームに焦点を置いた4つのプロジェクトを遂行した。2つの継続プロジェクトと、2つの新規プロジェクトである。また、それらのうち1つについてはすでに公表物の目処が立っている。以上の研究プロジェクトの進行は、必ずしも当初予定した順序どおりではない。しかし、研究計画全体としてみれば、順調に研究を進め、学会報告や公表物の実績もある。そのため、長期的にみて予定通りの進捗度合いで進行していると判断した。本研究は、4通りの研究プロジェクトを進める予定であり、現時点ですでに3つ分のプロジェクトは一定のレベルまで進められている。手付かずになっているもう1つの研究プロジェクトについては、平成30年度に開始する見通しを立てているため、引き続き、順調なペースで研究を継続できると思われる。ただし、査読誌への投稿のために準備を進めている研究については、長期間にわたる査読プロセスを経たのちに研究成果を公表することになるため、最終的な研究成果の公表を本研究の研究期間である4年以内に終了することが困難な状況が生じうる。
CD46遺伝子解析によるSSPE発症における宿主側要因の検討

亜急性硬化性全脳炎(Subacute sclerotic panencephalitis ; SSPE)は麻疹ウイルス(MV)の慢性持続性感染で、inosiplexやインターフェロンなどの抗ウイルス剤・免疫賦活剤による症状改善がある程度望めるものの、進行を抑えることはできず、一度罹患すると最終的に植物状態・死にいたる予後不良な疾患である。現在、SSPEにおいてMVが中枢神経系に持続感染を引き起こす機序は解明されていない。私たちはSSEP姉弟例を経験し、MV持続感染の機序に遺伝的素因が関わっていないかと考え、MV感染のレセプターとして作用するCD46に注目した。CD46はmembrane cofactor protein(MCP)で従来、補体活性を制御する因子である。MVはCD46の細胞膜外ドメインに接合し感染するが、その際CD46はdownregulationを起こす。このCD46のdownregulationは細胞内シグナル伝達系を介しMHC class I複合体の発現を減少させるとの報告があり、その結果MV感染細胞は細胞性免疫の監視機構から逃れ、MVの持続感染が成立する可能性がある。今回私たちはSSPE患者で、CD46遺伝子の細胞膜外ドメインをコードするエクソン1からエクソン4に変異や多型がないか検討した。SSPE患者6人の末梢血液リンパ球からRNAを抽出、RT-PCR法でエクソン1からエクソン6までを3つに分け増幅、直接シークエンス法で塩基配列を決定した。その結果、SSPE患者6人ではいずれのエクソンにも変異は認めず、CD46の細胞膜外ドメインは、SSPE発症のうえでは関連性が低いと考えた。しかしCD46の細胞内シグナル伝達には細胞内ドメインが重要と考えられ、次はSSPE患者でCD46の全領域をRT-PCR法およびgenomic PCR法で解析する予定である。
粥状動脈硬化症発症に対する血清PAFアセチルヒドロラーゼの影響

PAF Acetylhydrolase(PAF-AH)は様々な生理活性を示すAPAF(Platelet Activating Factor)の分解酵素で、細胞内および血液中に存在している。血液中のPAF-AHはリポ蛋白と共に存在しており、動脈硬化症の原因となりうる酸化LDLを水解し、LysoPCを遊離することが知られている。酸化LDLはマクロファージの泡沫化を起こすことより動脈硬化に促進的に作用すると考えられているが、逆にLysoPC自体も細胞毒性を持つことなどよりPAF-AHの動脈硬化に与える影響については現在のところ知られていない。今回PAF-AH欠損症患者の血清もしくは血漿を用いて、PAF-AHと動脈硬化症を誘発する因子との関係を検討した。その結果、PAF-AH活性欠損状態では動脈硬化症の誘因となりうるLPO濃度やLDL被酸化能は減弱する傾向にあることが判明したが、検体数に限りがあったことより有意差は見られなかった。またプロブコールやインターフェロン投与に伴うPAF-AH活性(比)が亢進することが明らかとなった。また更年期女性に対するホルモン補充療法でPAF-AH活性が低下することが明らかとなった。今後、細胞レベルでのPAF-AHの動脈硬化症に与える影響を検討する必要があると考えられる。PAF Acetylhydrolase (PAF-AH)は様々な生理活性を示すPAF(Platelet Activating Factor)の分解酵素で、細胞内および血液中に存在している。酸化LDLはマクロファージの泡沫化を起こすことにより動脈硬化に促進的に作用すると考えられているが、逆にLysoPC自体も細胞毒性を持つことなどよりPAF-AHの動脈硬化に与える影響については現在のところ知られていない。その結果、PAF-AH活性欠損状態では動脈硬化症の誘因となりうるLPO濃度やLDL被酸化能は減弱する傾向にあることが判明したが、検体数に限りがあったことより有意差は得られなかった。PAF Acetylhydrolase(PAF-AH)は様々な生理活性を示すPAF(Platelet Activating Factor)の分解酵素で、細胞内および血液中に存在している
非平衡なアクティブ系における相互作用の測定

我々は、光トラッピング技術を駆使し粒子間相互作用を直接実験的に測定するとともに、我々の研究室で開発してきた流体粒子ダイナミクス法による数値シミュレーションを行い、両者を比較することで、アクティブマターの集団運動における粒子間相互作用に及ぼす流体力学的相互作用の影響、さらには他の自由度との結合の役割を解明することを目指して研究を行ってきた。この研究の過程で、レーザで捕捉された金属粒子の局所的な加熱により、コロイド粒子が熱勾配に駆動され凝集する現象を偶然発見した。凝集下で様々な自己組織化が起こり、光場誘起のコロイド結晶、アモルファス相、準結晶的構造の形成などの新奇な現象を見出した。これまで、レーザによる局所加熱でコロイドが凝集する現象自体は知られていたが、そこで様々な物質相を形成した例は皆無であった。これは、光によるコロイドの多様な自己組織化という点で、新奇性、発展性に富んだ独創的研究成果であると言える。この成果は、上記のような非平衡プロセスにより、通常の熱力学的過程で形成することが困難な様々な非平衡物質相の形成の可能性を秘めているといえる。29年度が最終年度であるため、記入しない。
癌発生に並行する周囲間質細胞悪性転化メカニズムの解明

マウスおよびヒトがん組織において、がん上皮細胞と周囲間質細胞を培養操作なしで分離・解析することに成功した。このことは間葉系幹細胞を予期的に分離するための表面マーカーが再生医療への応用だけに限らず、がん組織に存在する悪性間質細胞をも分離・評価する解析方法として有用であることが示唆された。本研究では、正常上皮組織から癌が発生していく過程(正常上皮→異形性→前癌病変・前癌状態→癌)と同時に進行していると予想される癌周囲間質細胞の悪性転化メカニズムを解析するため、以下の研究項目を計画した。1,ヒト扁平上皮癌移植マウスに発生した癌組織から、腫瘍間質を構成する間葉系細胞分画の特異抗原を指標としたフローサイトメトリー(FCM)による解析。2,癌組織中の間葉系細胞分画における血管新生、リンパ管新生、炎症性因子の検索。3,血管新生因子、リンパ管新生因子、炎症促進因子に対する中和抗体、あるいはノックダウン法によって腫瘍の進展を抑制できるかをin vitroおよびin vivoにて調べる。4,ヒト前癌病変、前癌状態、口腔扁平上皮癌における癌細胞周囲間質細胞の同定と、癌の生存・増殖・浸潤・転移促進因子の解析。5,ヒト前癌病変、前癌状態、口腔扁平上皮癌切除標本における悪性間質細胞と血管・リンパ管新生および炎症関連タンパク質の発現領域の解析。平成23年度は上記1を達成した。研究計画1は本研究計画を進めていく上で毎回行う実験手技であり、非常に重要な条件検討であった。癌組織の周囲間質細胞をいかに生存率高く維持した状態で実験を進めていくのかを検討した。その結果、FCMで癌周囲間質細胞と癌細胞を高い生存状態で解析段階に移行させるとともに、適切な抗体染色方法と抗体染色の組み合わせを決定することができた。平成24年度はヒト口腔癌手術検体からFCMを用いて、培養を経ずに上皮細胞、間質細胞に分類することに成功した。このことは今後癌細胞のみに限らず、これまで解析する必要があってもマーカーが存在しないために解析困難であった癌関連線維芽細胞、癌周囲間質細胞の解析が間葉系幹細胞のマーカーを用いることで可能となったという点で重要な知見になると考えている。平成23年度は以下の研究内容を計画した。1,扁平上皮癌自然発症型マウスに発生した癌組織から、腫瘍間質を構成する間葉系細胞分画の特異抗原を指標としたフローサイトメトリー(FCM)による解析。1)扁平上皮癌自然発症型マウスの間質細胞悪性転化の様子を調べるため、癌細胞周囲に存在する悪性間質細胞(CAFs)を培養操作なしで直接分離する実験系を確立する。2)最もわかりやすく細胞分画を分けることができる細胞表面マーカー(CD45、Ter119、PDGFRα、Sca-1)と蛍光色(FITC、PE、APC等)の組み合わせの条件を検討する。2,癌組織中の間葉系細胞分画における血管新生、リンパ管新生、炎症性因子を検索し、CAFsへの教育機構を明らかにする。1)癌が進行していく各病期、各間葉系細胞分画における血管新生因子、リンパ管新生因子の発現量を調べる。2)これまでの予備的実験にて、オステオポンチン(OPN)がヒト口腔扁平上皮癌の浸潤端に接する間質細胞におて発現していることを確認している。OPNを含む炎症促進因子およびサイトカインがどのタイミング、どの細胞分画で上昇しているのかを解析する。計画した研究内容においては、上記1-1)、1-2)を達成した。癌組織の周囲間質細胞をいかに生存率を高く維持した状態で実験を進めていくのかを検討した。平成23年度の研究計画では1:扁平上皮癌自然発症型マウスに発生した癌組織から、腫瘍間質を構成する間葉系細胞分画の特異抗原を指標としたFCMによる解析、2:癌組織中の間葉系細胞分画における血管新生、リンパ管新生、炎症性因子を検索し、CAFsへの教育機構を明らかにする、3:血管新生因子、リンパ管新生因子、炎症促進因子に対する中和抗体、あるいはノックダウン法によって腫瘍の進展を抑制できるかをin vitroおよびin vivoにて調べるという研究計画を立案した。まず、扁平上皮癌自然発症型マウス搬入についてであるが、海外の研究機関と本研究に関しMTAまで進めた。しかし、海外から本大学にマウスを搬入する際に必要な微生物学的検査に非常に長い時間と費用が必要である事がわかったため、研究計画を変更し、癌研究で一般的に用いられている方法に切り替えた。すわなち免疫不全マウスにヒトがん細胞株を移植し、その移植モデルマウスを解析する方法である。ここでの時間のロスが本研究計画がやや遅れている理由であると分析している。

動物モデルを変更した本研究課題ではT細胞が欠損しているNudeマウスに2種類のヒト口腔癌細胞株であるHSC-2、OSC-19を移植して癌モデルマウスを作製した。現在は舌と皮下にそれぞれの癌細胞株を移植してそこに生じる癌関連線維芽細胞と考えられる集団をFCMにて確認できている。これまでの条件検討に予定よりも時間がかかってしまったため、上記研究計画2、3の着手が遅れている状況である。条件検討は終了し、後は研究計画通り実験を進めていきたいと考えている。平成24年度の本研究計画はこれまでのマウス実験に加えて、ヒト口腔癌の癌関連線維芽細胞についてヒト間葉系幹細胞マーカーを用いて解析していく予定である。具体的には1:ヒト前癌病変(白板症・紅板症)、前癌状態(口腔扁平苔癬)、口腔扁平上皮癌における癌細胞周囲間質細胞の同定と、癌の生存・増殖・浸潤・転移促進因子の解析、2:ヒト前癌病変、前癌状態、口腔扁平上皮癌切除標本における悪性間質細胞と血管・リンパ管新生および炎症関連タンパク質の発現領域の解析。本研究課題の遂行に必要となる本大学における倫理委員会申請を行い、すでに受理されている。今後は本研究課題に協力していただける患者様に適切な説明を行い、同意を得て慎重に進めていく予定である。また平成23年度に予定していたが実施できなかった実験項目・分析項目(=2:癌組織中の間葉系細胞分画における血管新生、リンパ管新生、炎症性因子を検索し、CAFsへの教育機構を明らかにする、3:血管新生因子、リンパ管新生因子、炎症促進因子に対する中和抗体、あるいはノックダウン法によって腫瘍の進展を抑制できるかをin vitroおよびin vivoにて調べる)について同時に進めていく予定である。平成24年度は以下の内容を計画している。1,ヒト前癌病変(白板症・紅板症)、前癌状態(口腔扁平苔癬)、口腔扁平上皮癌における癌細胞周囲間質細胞の同定と、癌の生存・増殖・浸潤・転移促進因子の解析。ヒト前癌病変(白板症・紅板症)、前癌状態(口腔扁平苔癬)およびヒト口腔扁平上皮癌に対して、ヒトMSCsマーカーであるCD90とCD271を指標に、FCMによる解析を行い、各病期および各細胞分画における血管新生因子・リンパ管新生因子・炎症促進因子を調べる。1)ヒト癌病変を正常の状態から前向きに経過を追って観察することは不可能であるが、病理学的はっきり定義されている前癌病変や前癌状態ではCD90+CD271+、CD90+CD271-、CD90-CD271+、CD90-CD271-のどの分画が有意に増加しているのかをFCMによる解析で確認できる。2)各病期・各分画における血管・リンパ管形成、炎症関連遺伝子およびタンパク質について、マウスの解析にて用いた手法にて調べる。2,ヒト前癌病変、前癌状態、口腔扁平上皮癌切除標本における悪性間質細胞と血管・リンパ管新生および炎症関連タンパク質の発現領域の解析。各切除検体における、ヒトMSCsマーカーCD90/CD271と血管・リンパ管形成、炎症関連各タンパク質およびNF-kBを対象に、癌上皮細胞との位置関係や発現領域、発現量を免疫組織染色によって明らかにする。研究費の使用計画としては申請書にあるように主に実験動物購入・管理、抗体試薬、一般試薬、血清・培養液、プラスチック製品の購入を予定している。
フェロセン環を組み入れた新規ポルフィリン誘導体の合成とその機能性の検討

本研究の目的は、新しい機能性物質を目指してポルフィリン環にフェロセンのような有機金属錯体を導入することによって生じるポルフィリン環の特性を検討することにある。ポルフィリン化合物は機能性化合物として注目されている化合物の一つであり、種々の置換其を導入してその多様な機能性を利用する研究が進められており、多くの成果を挙げている。また、環の中心で種々の金属錯体を形成できるため、反応の触媒としての利用なども注目されている。フェロセンを直接ポルフィリン環に組み込んだ例はなく、合成が可能かどうかも新しい検討目標であった。昨年までの検討の結果、置換其のないピロール環では重合が早く進みすぎてポルフィリン環の生成が難しいことがわかったため、活性な水素のない3,4-位にメチル基およびエチル基が置換したピロール誘導体を用いて、フェロセンがメソ位に二個導入したポルフィリン誘導体の合成に成功した。物性比較のためにフェニル基が二個導入されたポルフィリン誘導体、さらにパラ-フェロセニルフェニル基の二個導入されたポルフィリン誘導体も合成して反応性や物性の比較検討を行った。フェロセン環がメソ位に入ることによってポルフィリン環の環電流に大きな影響を与えていることが、UV-VISスペクトルや1H-NMRスペクトルの結果よりわかった。フェニル基が導入されたポルフィリンでは見られない結果であった。またサイクリックボルタノグラムの結果より、フェロセンが導入されたポルフィリンはフェロロセン環のない場合と比べて低電位側にシフトしており、かなり還元度が高いことがわかった。合成段階で酸性条件では極めて分解しやすい実験事実とも一致した。また、フェロセン環の一個導入されたポルフィリン誘導体の合成も検討した。単離精製が困難ではあったが、マススペクトル、UVで合成が確認されてた。さらに亜鉛、コバルト、鉄錯体も合成した。ポルフィリン化合物は機能性化合物として注目されているが、種々の置換基を導入することによって新しい機能性が生じることが多くの研究によって知られている。本研究は、ポルフィリン環に有機金属錯体のフェロセン環を導入した新規なポルフィリン化合物に合成すること、さらにその物性と合成反応への触媒としての利用を検討することを目的としている。ポルフィリン環合成法として知られるピロールとホルミルフェロセンによるLindsayの[1+1]縮合反応では、ピロール環が重合したと見られる黒色物が直ちに生じてしまい、ベンゼン環とフェロセン環では反応性が多いに異なることがわかった。そこでピロール環の反応性を押さえるために両方のβ-位にメチル基とエチル基を置換したピロール環を合成しそのジピロメタン誘導体より[2+2]縮合反応によってフェロセン環が相対して2個導入されたポルフィリン誘導体を32%の収率で合成した。UV-VISスペクトルにおいてポルフィリン環特有のSoret帯とQ帯が見られ、フェロセン環が導入されたことによってポルフィリン環だけの場合と比較して強度変化はないが両吸収とも長波長シフトすることがわかった。Q帯の分裂が4本から2本へ変化するのはフェロセン環の影響と考えられるが、さらにいくつかの同種のポルフィリン誘導体の比較検討をする必要がある。サイクリックボルタノグラムの測定では酸化還元電位がそれぞれ2種類ずつ現れた。ついで金属錯体の合成を行い亜鉛錯体と鉄錯体の合成を行った。亜鉛錯体の物性検討の結果UV-VISスペクトルではさらに長波長シフトが見られ、強度が増大した。合成法がほぼ確立したので今後さらに導入するフェロセン環の数を1個、3個、4個と変えてポルフィリン環の合成を行う予定である。

また、合成した錯体を用いた触媒反応の検討も進める予定である。本研究の目的は、新しい機能性物質を目指してポルフィリン環にフェロセンのような有機金属錯体を導入することによって生じるポルフィリン環の特性を検討することにある。ポルフィリン化合物は機能性化合物として注目されている化合物の一つであり、種々の置換其を導入してその多様な機能性を利用する研究が進められており、多くの成果を挙げている。また、環の中心で種々の金属錯体を形成できるため、反応の触媒としての利用なども注目されている。フェロセンを直接ポルフィリン環に組み込んだ例はなく、合成が可能かどうかも新しい検討目標であった。昨年までの検討の結果、置換其のないピロール環では重合が早く進みすぎてポルフィリン環の生成が難しいことがわかったため、活性な水素のない3,4-位にメチル其およびエチル其が置換したピロール誘導体を用いて、フェロセンがメソ位に二個導入したポルフィリン誘導体の合成に成功した。物性比較のためにフェニル其が二個導入されたポルフィリン誘導体、さらにパラ-フェロセニルフェニル其の二個導入されたポルフィリン誘導体も合成して反応性や物性の比較検討を行った。フェロセン環がメソ位に入ることによってポルフィリン環の環電流に大きな影響を与えていることが、UV-VISスペクトルや1H-NMRスペクトルの結果よりわかった。フェニル其が導入されたポルフィリンでは見られない結果であった。またサイクリックボルタノダラムの結果より、フェロセンが導入されたポルフィリンはフェロロセン環のない場合と比べて低電位側にシフトしており、かなり還元度が高いことがわかった。合成段階で酸性条件では極めて分解しやすい実験事実とも一致した。また、フェロセン環の一個導入されたポルフィリン誘導体の合成も検討した。単離精製が困難ではあったが、マススペクトル、UVで合成が確認されてた。さらに亜鉛、コバルト、鉄錯体も合成した。
離散計算幾何学に関する共同研究

コンピュータによる図形処理の高速化はマルチメディア時代には必須のものとなっており,幾何構造の情報を計算機によって効率良く扱うことが非常に重要である.このような状況の中で,幾何構造のコンピュータによる高速処理の観点から離散的な側面での処理の有用性に着目し,離散計算幾何学に対する情報工学における統一的研究を行ってきた.理論面においては離散計算幾何の基礎構造である凸多面体理論に関する計算の理論の展開や幾何構造の基本概念である単体的複体モデルとしての三角形分割に関する研究を行った.応用面ではマルチメディアの中でもGIS(地理情報システム)に重点をおいて研究を進めた.本研究は国際学術研究としてカナダと日本の計算幾何グループの共同研究としてスタートしたので,カナダのMcGill大学と交流を行いながら,共同研究を行ってきた.インターネット技術の普及に伴って,Web地図におけるラベル配置問題がGISの分野で注目されているが,実際的な立場から,地図上の建物などをあらわす点や道路や鉄道などに対応する線に自動的にラベルを配置する計算機実験を行った.また,GISにおいては幾何構造だけでなく統計データも同時に与えられる.そこで,近接関係を表す代表的構造であるVoronoi図を統計パラメタ空間へ拡張し,そこでの幾何構造がEuclid空間の場合と基本的に同じであることを示し,GISにおける幾何近接関係と様々な統計解析とを融合した構造を扱えるようになった.また,そのようなデータを解析する手法,特にクラスタリングに関する研究をおこなった.上記のような3年間に渡る研究の成果は国際会議や研究論文などとして発表した.コンピュータによる図形処理の高速化はマルチメディア時代には必須のものとなっており,幾何構造の情報を計算機によって効率良く扱うことが非常に重要である.このような状況の中で,幾何構造のコンピュータによる高速処理の観点から離散的な側面での処理の有用性に着目し,離散計算幾何学に対する情報工学における統一的研究を行ってきた.理論面においては離散計算幾何の基礎構造である凸多面体理論に関する計算の理論の展開や幾何構造の基本概念である単体的複体モデルとしての三角形分割に関する研究を行った.応用面ではマルチメディアの中でもGIS(地理情報システム)に重点をおいて研究を進めた.本研究は国際学術研究としてカナダと日本の計算幾何グループの共同研究としてスタートしたので,カナダのMcGill大学と交流を行いながら,共同研究を行ってきた.インターネット技術の普及に伴って,Web地図におけるラベル配置問題がGISの分野で注目されているが,実際的な立場から,地図上の建物などをあらわす点や道路や鉄道などに対応する線に自動的にラベルを配置する計算機実験を行った.また,GISにおいては幾何構造だけでなく統計データも同時に与えられる.そこで,近接関係を表す代表的構造であるVoronoi図を統計パラメタ空間へ拡張し,そこでの幾何構造がEuclid空間の場合と基本的に同じであることを示し,GISにおける幾何近接関係と様々な統計解析とを融合した構造を扱えるようになった.また,そのようなデータを解析する手法,特にクラスタリングに関する研究をおこなった.上記のような3年間に渡る研究の成果は国際会議や研究論文などとして発表した.コンピュータによる図形処理の高速化は,マルチメディア時代を到来させるとともに,コンピュータによる幾何構造の情報の扱いが非常に強力であることを示した.本研究では,このような流れの中で,幾何構造はコンピュータによる高速処理の観点から離散的な側面の処理の有用性を認識して,離散計算幾何に対する情報工学での統一的研究を推進している.本年度の研究では,理論面では離散計算幾何の基礎構造である凸多面体理論に関する計算の理論を展開し,応用面ではマルチメディアの中でもGIS(地理情報システム)に重点をおいて研究を進めた.夏に浅野,稲葉,大西がAvis教授をMcGill大学にたずねて共同研究を推進し,冬にはAvis教授が中央大学を訪問することによって継続した研究を遂行した.インターネットの普及に伴うGISの問題として,今年度は特にWeb地図でのラベル配置問題の重要性が高まったのに応じて,それを実際的に解決する方法の検討と,理論的解析結果の論文としての発表を行った.これは,従来からの点集合間のマッチング問題で開発した動的環境を扱う手法に基づいて,計算幾何での基本構造であるVoronoi図を拡張したものであり,離散計算幾何の観点からの貢献として大である.また,Voronoi図を情報幾何空間に拡張することでも成果を上げた.また,カナダでの共同研究の成果として,3角形分割に関する最適化問題に対する国際会議発表を行い,また幾何クラスタリングのマルチメディア情報類別に関する研究成果も発表した.共同研究として,高次元でのVoronoi図構成をAvis教授らの開発システムと融合して実現することを目指しており,本年度の研究でプロトタイプの設計まで行うことができた.近年,コンピュータによる図形処理の高速化はマルチメディア時代を到来させると共に,コンピュータによる幾何構造の情報を効率良く扱うことが重要であることを示した.本研究では,このような流れの中で,幾何構造のコンピュータによる高速処理の観点から離散的な側面での処理の有用性に着目し,離散計算幾何に対する情報工学における統一的研究を行なっている.本年度の研究では,マルチメディアの中でもGIS(地理情報システム)に重点をおいて研究を進めた.

本研究は国際学術研究としてカナダと日本の計算幾何グループでの共同研究として始まったので,本年度も当初の計画通り,カナダからProf.Tao Jiang,Prof.Ming Li,Prof.David Bremnerらが来日し中央大学を訪問し,日本からは研究協力者の竹内がカナダとProf.David Bremnerの滞在先であるシアトルをたずねることによって継続した共同研究を遂行した.インターネットの普及に伴い,Web地図におけるラベル配置問題がGISの分野で注目されているが,実際的な立場からのラベル配置の計算機実験を行なった.また,GISにおいては,幾何構造だけではなく,統計データなどもGISデータとして与えられる.そこで,近接関係を表す代表的構造であるVoroni図を統計パラメタ空間へ拡張し,そこでの幾何構造がEuclid空間の場合と基本的に同じであることを示し,GISにおける幾何近接関係と様々な統計解析とを融合した構造を扱えるようになった.幾何構造の基本概念であり,単体的複体モデル基礎となっている三角形分割に対しては,整数計画法を用いて様々な三角形分割の中から各種の基準に基づく最適なものを求める統一的枠組を与えた.これらの研究成果は国際会議や研究論文として発表した.コンピュータによる図形処理の高速化はマルチメディア時代には必須のものとなっており,幾何構造の情報を計算機によって効率良く扱うことが非常に重要である.このような状況の中で,幾何構造のコンピュータによる高速処理の観点から離散的な側面での処理の有用性に着目し,離散計算幾何学に対する情報工学における統一的研究を行ってきた.本年度の研究では昨年に引き続き,GIS(地理情報システム)に重点をおいて研究を進めた.本研究は国際学術研究としてカナダと日本の計算幾何グループの共同研究としてスタートしたので,本年度も当初の計画に従って,双方のグループの情報交換,共同研究を推進するため,分担者の稲葉と研究協力者の森山がカナダのグループを訪問した.インターネット技術の普及に伴って,Web地図におけるラベル配置問題がGISの分野で注目されているが,実際的な立場から,地図上の建物などをあらわす点や道路や鉄道などに対応する線に自動的にラベルを配置する計算機実験を行った.また,GISにおいては幾何構造だけでなく統計データも同時に与えられるので,そのようなデータを解析する手法,特にクラスタリングに関する研究をおこなった.さらに,GISにおいてはGPSから得られた位置にある点がどの領域にあるのかを高速に知る必要がある.そのような点位置決定問題に対しても,簡単な前処理でも高速に処理することができるアルゴリズムを提案した.これらの研究成果は論文や研究会発表として公表した.
口腔顔面領域における神経因性疼痛メカニズムと神経栄養因子の関与の解明

ラットの小脳延髄槽にIB4-Saporinを投与し、非ペプチド性C線維を延髄後角尾側亜核(Vc)領域で選択的に削除し、ラット上唇へのホルマリン注射による疼痛関連行動およびc-Fos発現を調べた。IB4-Saporin処置ラットにおけるホルマリン誘導疼痛関連行動はコントロールと比較して有意に増加した。IB4-Saporin処置ラットのVcにおけるc-Fos陽性細胞数はコントロールに比べて有意に増加した。さらに、IB4-Saporin処置ラットにおいてホルマリン誘導疼痛関連行動はアルテミンの上唇部への投与により有意に減少した研究の全体構想として侵害受容C線維には、NGFに依存性のペプチド性C線維と、GDNFに依存性の非ペプチド性C線維があるが、これら2種類のC線維の機能を明らかにすることを目的とする。さらに神経系の発生、機能、再生に関わる重要な細胞外シグナルの神経栄養因子に着目し、疼痛制御への関わりを明らかにすることを目的とする。研究計画として1)ペプチド性C線維と非ペプチド性C線維の2つのC線維の侵害受容様式を解明した。ラットの小脳延髄槽にIB4-Saporinを投与し、非ペプチド性C線維を延髄後角尾側亜核(Vc)領域で選択的に削除し、ラット上唇へのホルマリン注射による疼痛関連行動(PRB)を調べた。結果、三叉神経節のIB4陽性神経細胞体数がコントロールに比べて減少した。またIB4-Saporin処置ラットにおけるPRBは有意に増加した。2)さらに神経活動の指標としてc-Fosを定量し脳内活動部位の同定と活性化の程度を解析した。結果、Vcのc-Fos免疫陽性細胞は楕円から円形の核で標識され、標識細胞の多くはVcの尾側(閂より1.5-2.4mm尾側)に分布し、VcI/II層の腹外側に分布した。IB4-Saporin処置ラットのc-Fos発現数はコントロールに比べて有意に増加した。3)神経栄養因子のGDNFfamilyの1つであるアルテミンにより痛覚過敏が制御されるか調べた。そのため、IB4-Saporin処置後ラットのホルマリンテスト前に上唇部へアルテミンを投与しPRBを調べた。結果、PRBはアルテミン投与により有意に減少し、c-Fos発現数も減少した。以上より、非ペプチド性C線維は抗侵害受容性制御の役割を持つことが明らかとなり、アルテミンは失った神経機能をもとの状態へ修復する役割を持つ可能性が示唆された。さらに、IB4-Saporin処置ラットにおいてホルマリン誘導疼痛関連行動はアルテミンの上唇部への投与により有意に減少した三叉神経脊髄路核尾側亜核(Vc)において、2つのC線維の侵害受容動態の違いを明らかにするため、23年度の計画では、サポリンを用いてペプチド性C線維と非ペプチド性C線維の選択的削除法を検討すること、さらにサポリンを大槽へ注入し、ペプチド性C線維の経路を遮断した場合と、非ペプチド性C線維を削除した場合のラットでの上口唇へのホルマリンテストから疼痛関連行動(PRB)を観察した。ホルマリンテスト2時間後、動物を還流固定し、脳を取り出し免疫組織化学染色により延髄後角でのホルマリン誘導c-Fos免疫陽性細胞数をカウントした。結果、非ペプチド性C線維を削除したラットではホルマリン誘導PRBの第2相(ホルマリン注射後1530分)がコントロール群に比べて有意に増加した。ペプチド性C線維を削除したラットではホルマリン誘導PRBの第2相はコントロール群に比べ有意に減少した。Vcのc-Fos免疫陽性細胞の楕円から円形の核は黒色に均一に標識された。標識細胞の多くはVcの尾側の(閂より1.5-2.4mm尾側)に分布した。またコントロール群におけるc-Fos陽性細胞はVcI/IIの腹外側半分に密集して分布した。非ペプチド性C線維を削除したラットではc-Fos発現数はコントロール群に比べて、有意に増加した。また三叉神経節のIB4陽性神経細胞体数もコントロール群に比べて有意に減少した。ペプチド性C線維は促痛に、非ペプチド性C線維は抑制系に関与しているという我々の予測であるが、2種のC線維の機能の違いを明らかにすることができれば、神経障害性疼痛のメカニズムに迫ることができると考える。23年度の計画であるペプチド性C線維および非ペプチド性C線維の選択的削除法に関してはVcでのNK1陽性細胞、三叉神経節でのIB4陽性細胞数を定量し、死滅させていることを確認できた。また、ホルマリンテストによる疼痛関連行動を観察し、2種の線維の侵害受容動態が異なることがわかり、ほぼ予備実験から予測された結果をえている。今後、4-methylcatecholの神経栄養因子の誘導剤を用い、疼痛の進行過程と脊髄グリア活性の変化を明らかにするため、延髄後角のGFAP、S100β、Iba1の免疫組織化学法を用い、陽性細胞数を定量する。

実験動物はSD系ラットを用いてサポリンを注入し、神経障害性モデルラットを作製し、さらに4-methylcatecholの神経栄養因子誘導剤でNGF、BDNFを分泌促進させ、VcでのGFAP、S100β、Iba1の免疫組織化学染色を行い、定量するためこれらの試薬が必要となる。
開閉機構をもつ新規なカゴ型錯体の合成と応答型物質捕捉・放出制御への応用

本研究では、物質の取り込みと放出の速度を自在にコントロールできるような、新規な開閉型ホストの開発を行った。カゴ型トリス(saloph)および大環状ビス(saloph)配位子を独自に設計し、その配位サイトにコバルトを二つ導入した。カゴ型錯体については、開口部にヘキサンジアミン配位子を導入することで効果的にゲスト取り込み速度をコントロールできた。また、大環状錯体については、コバルト上のメチルアミン配位子が対アニオンとの結合部位として働き、そのキャッピング効果によって効果的にゲストが閉じ込められることがわかった。これを利用することで、オンデマンド型のゲスト交換を初めて実現できた。近年、外部と隔離された内部空間をもつカゴ型分子の構築に注目が集まっている。これらは、物質を取り込み、さらに取り込んだ物質を反応させる場としての応用面から活発に研究が行われている。これまでに、有機分子骨格や錯体分子骨格を利用したカゴ型構造の構築法が確立されてきており、その特異な空間における分子の反応性などが明らかにされてきた。しかしながら、これまでの多くのカゴ型分子は、物質の取り込み速度や放出の速度を「自然に任せて」きた。すなわち、取り込み速度は、カゴ型骨格にもともと備わっている隙間の大きさと取り込まれるゲストの大きさの相対的な関係により決まるものという認識で研究が行われてきた。本研究では、これを自在にコントロールできるような、新規なカゴ型構造の開閉機構の創出を目指した。具体的なカゴ型構造の骨格としては、三つのsalen型四座配位子を二つのピボット部位で連結したような多座配位子を設計した。これまでの検討で、この金属配位部位に平面四配位のニッケル(II)を導入でき、内部にグアニジニウムイオンを効率的に取り込むことを見いだしている。同骨格の配位子には、ニッケル(II)だけでなく、パラジウム(II)や銅(II)、コバルト(III)なども導入できることを見いだした。特に、八面体六配位を好むコバルト(III)イオンを導入した場合、コバルトイオン間を架橋する配位子はカゴ型構造の隙間を埋める位置に来ることになるため、ゲストの出入りを効果的にブロックできることを見いだした。近年、外部から隔離された内部空孔を有するカゴ型分子の性質が注目されている。これらの分子は、物質を取り込み、その物質を反応させる場として利用できることが期待されるため、活発に研究が行われている。これまでに、各種カゴ型有機分子や錯体分子の構築法が確立されてきており、その閉空間における分子の反応性などが明らかにされている。しかしながら、これまでの多くのカゴ型分子は、物質の取り込み速度や放出の速度を能動的に制御するのは困難であった。すなわち、取り込みや放出の速度は、カゴ型骨格にもともと備わっている隙間の大きさと取り込まれるゲストの大きさの相対的な関係により決まるものという前提のもとで研究が行われてきた。開閉可能なホストユニットとして、各種タロホストへの金属の導入とそのイオン認識能について検討を行った。環状メタロホストにニッケル(II)やパラジウム(II)を錯形成させたところ、高収率で二核メタロホストが得られた。これらの構造はX線結晶構造解析により決定した。ニッケル(II)二核メタロホストは溶液中でアルカリ金属やアルカリ土類金属イオンを認識した。その際、イオン半径の大きなイオンに対してはサンドイッチ型構造の錯体をつくりやすく、特にCs+, Rb+とは多層型の構造を作りやすいことを、各種スペクトルおよび計算化学的手法により明らかにした。またカゴ型構造をもつ配位子からのメタロホストの合成について合成の検討を行い、ヘキサンジアミンまたはオクタンジアミンを導入したコバルト(III)の錯体が、空孔の開口部がふさがれた構造をもつことを見出した。研究計画に記載した通り、可逆な配位結合により空孔の開口部をふさいだ構造の錯体を得る手法を確立することができ、また金属イオンを導入したメタロホストのイオン認識能を明らかにすることができたため。これまでに、各種カゴ型有機分子や錯体分子の構築法が確立されてきており、その閉空間における分子の反応性などが明らかにされてきた。すなわち、取り込みや放出の速度は、カゴ型骨格にもともと備わっている開口部の大きさと取り込まれるゲストの大きさの相対的な関係により決まるものという前提のもとで研究が行われてきた。本研究では、これを自在にコントロールできるような、カゴ型構造の新規な開閉機構の創出を目指した。開閉可能なカゴ型構造の基本骨格として、有機骨格から成るカゴ型tris(saloph)配位子を独自に設計し、ここに、八面体六配位構造を好むコバルト(III)を導入した。salophは四座配位子であるため、コバルトには軸配位子としてさらに二つの配位子を導入することができる。このため、1,6-ヘキサンジアミン(hda)のような鎖長の長い二座配位子を用いればカゴ型構造の開口部を閉じることができる。

実際、三つのコバルト原子間を架橋するように三つのhda配位子を導入することで、開口部を完全に閉じられることが結晶構造解析により明らかとなった。さらに、セシウムイオン等のゲストの取り込みおよび放出速度を評価したところ、対応するモノアミン(MeNH2)配位体と比べて著しく遅くなっていることも見出した。従って、カゴ構造の開口部をふさぐ配位子の導入によって物質捕捉・放出の速度を効果的にコントロールできる系を開発することに成功した。研究計画に記載したとおり、ジアミンの配位によって空孔の開口部をふさいだ構造の錯体を得る手法を確立でき、狙い通りにゲストの取り込みや放出の速度をコントロールすることができたため。近年、外部から隔離された内部空孔を有するカゴ型分子の性質が注目されている。これらの分子は、物質を取り込み、その物質を反応させる場として利用できることが期待されるため、活発に研究が行われている。これまでに、各種カゴ型有機分子や錯体分子の構築法が確立されてきており、その閉空間における分子の反応性などが明らかにされてきた。しかしながら、これまでの多くのカゴ型分子は、物質の取り込み速度や放出の速度を能動的に制御するのは困難であった。すなわち、取り込みや放出の速度は、カゴ型骨格にもともと備わっている開口部の大きさと取り込まれるゲストの大きさの相対的な関係により決まるものという前提のもとで研究が行われてきた。本研究では、これを自在にコントロールできるような、大環状構造の新規な開閉機構の創出を目指した。開閉可能な大環状構造の基本骨格として、有機骨格から成る大環状ビス(saloph)配位子を独自に設計し、ここに、八面体六配位構造を好むコバルト(III)を二つ導入した。salophは四座配位子であるため、コバルトには軸配位子としてさらに二つの配位子を導入することができる。このサイトは対アニオンとの結合部位として働き、空孔に取り込まれたゲストをキャッピング効果により閉じ込めることができる。実際、空孔に取り込まれたゲストイオンの出入りはNMRのタイムスケールで非常に遅くなっていることが明らかとなった。このキャッピング効果によって速度論的にトラップされた状態が非常に安定化され、これを利用することで、カリウムイオンとランタンイオンの間のゲスト交換をトリフラートから酢酸イオンへのアニオンの交換によって望みのタイミングで実現できた。すなわち、本システムはon-demand型のゲスト交換を初めて実現したホストとなった。本研究では、物質の取り込みと放出の速度を自在にコントロールできるような、新規な開閉型ホストの開発を行った。カゴ型トリス(saloph)および大環状ビス(saloph)配位子を独自に設計し、その配位サイトにコバルトを二つ導入した。カゴ型錯体については、開口部にヘキサンジアミン配位子を導入することで効果的にゲスト取り込み速度をコントロールできた。また、大環状錯体については、コバルト上のメチルアミン配位子が対アニオンとの結合部位として働き、そのキャッピング効果によって効果的にゲストが閉じ込められることがわかった。これを利用することで、オンデマンド型のゲスト交換を初めて実現できた。
可視聴型情報ハイディングを応用したメディアアートに基づく新世代情報伝送技術の開発

映像や音楽の一要素を秘密のメッセージで構成し,情報伝送を実現するため,音楽や映像の構成要素となり得る情報の新しい埋め込み方式を検討した。平成30年度は,3通りの新しい方式について検討した。一つ目は,音楽についてはメッセージを用いて打楽器音を構成し,楽曲と自然に調和させて鳴動させ,通信する方式である。これはメッセージを変調した符号系列を用いて,スネアドラム音を構成するというもので,計算機上の実験により,その伝送特性を評価した。その結果,特定の悪意ある攻撃を除けば,耐攻撃性も有し,誤りなく情報伝送が可能であることが示された。二点目は,映像の切り替わりでフェードイン・フェードアウト効果を用いて情報伝送する方式である。具体的には,フェードイン・フェードアウトの際に,バーコードや特定のパターンを使用することで,これらのパターンに情報を持たせるというものである。計算機上での実験の結果,提案手法での情報伝送が有効であることが示された。三つ目は,動画のいくつかのフレームにQRコードのような二値マーカを付し,映像をスマートフォンなどで撮影した際に,映像の傾きなどを補正し,埋め込まれた情報を正確に抽出する方法である。実際に映像をディスプレイに表示し,これをスマートフォンで撮影するという実験を行ない,埋め込まれたメッセージが正しく再生されることを示した。作成されたステゴ楽曲・ステゴ映像を公開し,無記名のアンケート調査により客観評価を行なったり,専門家に主観評価を依頼したりする取り組みまでは進められなかったため,これらについては次年度以降の課題とすることとした。研究成果は国内外の学会等で発表を行なった。また,音楽を用いた電子透かし方式については査読付き論文として投稿し採択され,2019年度内の出版が決定している。音楽や映像の一部を秘密のメッセージで構成し,人間の視聴覚に自然に認知されるように再生することで情報伝送するための新しい方式を3つ提案し,その特性を評価することができた。当初の予定に含まれていたステゴ楽曲やステゴ映像の主観および客観評価までは研究を進められなかったため,これについては次年度以降の課題とした。既にステゴ楽曲や映像のサンプルはできているため,次年度の前半など適当な時期にこれらの評価を行なうことが可能であると考えている。2019年度は,音楽や映像を用いた可視聴型の情報ハイディング方式に関する検証をさらに進めるとともに,作成したステゴ楽曲,ステゴ映像の主観および客観評価を行なう。必要に応じて,新しい方式の提案も行ない,スピーカやディスプレイで音楽や映像を放送し,アナログ伝送を行なった場合の性能についても検証する。さらに,ステゴ楽曲や映像を効率的に作成・編集するソフトウェア、およびスマートフォン上で動作する受信用アプリを開発する。2020年度は,当初の計画通り,前年度までに開発された方式の性能を実用的な環境下で評価するため,学外のショッピングモールなどでステゴ楽曲をBGMとして放送したり,作成されたステゴ映像をデジタルサイネージを用いて放送したりして,適正な通信が行えるかどうかを実証する実験を行なう。実験の結果,改良すべき点が明らかになった場合は,随時改良を行なう。研究成果は随時論文や口頭発表の形式で発表するほか,平成32年度末に研究成果報告会を開催し,研究代表者・分担者による成果報告に加え,外部の有識者を招へいして講演を依頼する。研究成果は製本し,関係する研究者らに配布するほか,ウェブページでも公表する。