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19世紀イギリスにおける教養と一般教育の思想

初年度の平成30年度は、3人がそれぞれ担当する論点と対象についての研究をすすめた。2019年3月に岡山大学で開催した研究報告会では、三人がそれぞれの成果を報告し、研究成果の共有と論点の整理を行った。3人それぞれの研究実績は以下の通りである。小田川は、20世紀を代表する知識人による教養と反知性主義の研究、そして近代ヨーロッパの啓蒙を対象とする研究から本研究課題の核となる問題を設定した。2019年5月に小田川が企画に携わって開催される政治思想学会研究大会に向けて、統一テーマ「政治思想における知性と教養」を位置づける論考「知性と、教養と、啓蒙。ー統一テーマによせて」を『政治思想学会会報』47号に寄稿した。崎山は、2018年9月に、19世紀半ばにアイルランドで新設された大学をめぐってどのような議論が行われたのかについてアイルランドで研究調査を行った。研究調査の成果に加えて、J・H・ニューマンの大学論との関係も考察し、3月の研究会で研究報告を行った。また、現在の日本の大学が抱える問題点についても研究調査と考察をすすめて論考を執筆した。藤田は、科学論を中心として様々な文脈でハクスリーの教養教育論を分析し、3月の研究会で研究報告を行った。当研究課題での研究を遂行する上でも、2018年までに続けてきたハーバート・スペンサーやT・H・ハクスリーの進化社会理論の研究成果を下敷きにしており、その一部は論文集に編まれる論文にまとめられている。研究計画では、研究課題をどのような問題設定に基づいてどのような論点について研究を進めていくかについて、先行研究をふまえて掘り下げて3人で共有することを、初年度の目標とした。2019年3月の研究会では、小田川の問題提起に基づいて本研究課題で解明すべき論点について共通の認識をもつことができた。崎山と藤田もそれぞれの方法論に基づいて研究課題についての研究を進め、崎山はアイルランドの研究調査に基づいて、藤田はハクスリーの科学論と教育論のテクストとコンテクストの分析に基づいて、3月の研究会で研究報告を行った。3月の研究会で確認した問題点やさらなる論点をふまえて、3人がそれぞれ担当する領域の研究を深めていく必要がある。2019年3月の研究会で確認された問題設定をふまえて研究計画に記した担当領域について三人それぞれが研究を深めていく予定である。小田川は、「政治思想における知性と教養」という統一テーマで開催される5月25日(土)と26日(日)の政治思想学会2019年度研究大会を中心となって企画している。研究課題の問題設定に基づいて、マシュー・アーノルドやJ・S・をミルを中心に19世紀イギリスの思想家が展開した教養論と一般教育論についても、政治思想史研究の観点も視野に入れて研究を深める予定である。崎山は、平成30年度に引き続いて、19世紀半ばにアイルランドで新設された大学をめぐる議論について研究調査を行い、J・H・ニューマンやその他の人々が展開した教養論と大学教育論について研究をすすめる予定である。ここでは、19世紀の連合王国が志向していたメリトクラシーに対する批判というコンテクストと、現代の日本の大学が抱えている問題というコンテクストを比較参照しつつ考慮に入れることで研究を深めていく予定である。藤田は、研究課題の問題設定をふまえて、科学論との関連からT・H・ハクスリーの一般教育論について分析を深める予定である。今年度は、特に、大学教育論についてハクスリーの科学論と教育論との関連を含めて考察を深める予定である。また、年度後半からは一定期間イギリスに滞在して研究調査も行う予定となっている。

2019年3月の研究会では、小田川の問題提起に基づいて本研究課題で解明すべき論点について共通の認識をもつことができた。崎山と藤田もそれぞれの方法論に基づいて研究課題についての研究を進め、崎山はアイルランドの研究調査に基づいて、藤田はハクスリーの科学論と教育論のテクストとコンテクストの分析に基づいて、3月の研究会で研究報告を行った。3月の研究会で確認した問題点やさらなる論点をふまえて、3人がそれぞれ担当する領域の研究を深めていく必要がある。2019年3月の研究会で確認された問題設定をふまえて研究計画に記した担当領域について三人それぞれが研究を深めていく予定である。小田川は、「政治思想における知性と教養」という統一テーマで開催される5月25日(土)と26日(日)の政治思想学会2019年度研究大会を中心となって企画している。研究課題の問題設定に基づいて、マシュー・アーノルドやJ・S・をミルを中心に19世紀イギリスの思想家が展開した教養論と一般教育論についても、政治思想史研究の観点も視野に入れて研究を深める予定である。崎山は、平成30年度に引き続いて、19世紀半ばにアイルランドで新設された大学をめぐる議論について研究調査を行い、J・H・ニューマンやその他の人々が展開した教養論と大学教育論について研究をすすめる予定である。ここでは、19世紀の連合王国が志向していたメリトクラシーに対する批判というコンテクストと、現代の日本の大学が抱えている問題というコンテクストを比較参照しつつ考慮に入れることで研究を深めていく予定である。藤田は、研究課題の問題設定をふまえて、科学論との関連からT・H・ハクスリーの一般教育論について分析を深める予定である。今年度は、特に、大学教育論についてハクスリーの科学論と教育論との関連を含めて考察を深める予定である。また、年度後半からは一定期間イギリスに滞在して研究調査も行う予定となっている。藤田がJ・S・ミルに関する研究書を購入予定であったが、残額が予定価格を下回ったために、翌年度分の助成金と併せて購入する予定となった。
保育におけるドラマ遊びの発達的意義に関する発達心理学的研究

本研究の目的は、幼児保育におけるドラマ遊びの発達的意義を明らかにすることである。36歳児15名程度の集団に対して週1回のペースでドラマ遊びを実施し、参与観察とビデオによる相互行為分析を行った。虚構世界を可視的に設定したケースでは、遊びのフレームの形成と情動経験との間に関連性を見出せた。可視的に設定しなかったケースでは、イメージを言葉で共有しながら日常世界を意味づけ直す過程において、認知と情動が密接に相互作用している様子を捉えた本研究の目的は、幼児保育におけるドラマ遊びの発達的意義を明らかにすることである。可視的に設定しなかったケースでは、イメージを言葉で共有しながら日常世界を意味づけ直す過程において、認知と情動が密接に相互作用している様子を捉えた本研究の目的は幼児におけるドラマ遊びの発達的意義を明らかにすることである。具体的には36歳児を対象とした保育実践にドラマ遊びを導入して継続的に参与観察を行い、幼児の情動と思考の発達的変化、経験の組織化の特徴を縦断的に捉えることを目指した。平成18年度は調査フィールドの幼稚園にて各学期中に週1回のペースで放課後預かり保育時間に遊び実践プロジェクトを組織し、ドラマ遊びのデータを収集した(全3クール、年間通算18回、1回2時間)。当初の計画どおり年少児・年中児・年長児のすべての年齢の子どもから参加協力を得ることができ、全回に継続参加した子どもも多くいたので、横断的にも縦断的にも分析に耐えるデータを確保することができた。遊び実践プロジェクトの各回について、一次データのフィールドノーツとビデオデータを作成し、それをもとに活動場面ごとと子どもごとに特徴的なやりとりや変化を整理した二次的データを加工した。分析の途中経過を日本心理学会第70回大会ポスター発表、北欧教育学会(Nordic Educational Research Association)第35回大会で報告したほか、本研究の問題設定や方法論について日本保育学会第59回大会自主シンポジウム、日本心理学会第70回大会ワークショップで議論した。平成19年度は引き続き遊び実践プロジェクトを継続して縦断的データを得ることに加え、平成18年度に実施した3クールの比較をもとにドラマ遊びのジャンル分析について論文1本、ドラマ遊びにおける子どもの経験の組織化過程と保育者の役割について論文1本をまとめる。分析の途中経過に関しては適宜、日本教育心理学会、日本心理学会、日本発達心理学会、ヨーロッパ幼児教育学会(European Early Childhood Education Research Association)で報告する予定である。本研究の目的は幼児におけるドラマ遊びの発達的意義を明らかにすることである。平成19年度の前半は1年目のデータの分析をしながら、放課後預かり保育への参与観察を続けた。データ分析では、一次データのフィールドノーツとビデオデータを作成し、それをもとに活動場面ごとと子どもごとに特徴的なやりとりや変化を整理した二次的データを加工した。昨年度のデータをもとにした成果は、ヨーロッパ幼児教育学会(European Early Childhood Education Research Association)第17回大会ポスター発表、国際文化活動学会(International society for cultural and Activity Research)第1回国際アジア大会シンポジウムの話題提供、日本教育心理学会第49回大会ポスター発表、日本心理学会第71回ポスター発表およびワークショップの話題提供にて報告したほか、『保育心理学の基底』(共著,印刷中)の1章にまとめた。最終年度である平成20年度は、まずこれまでに実施した4タイプのドラマ遊びを比較して、遊びのジャンル分析を進める。それは国際文化活動学会(International society for cultural and Activity Research)第2回大会で発表し、保育学関係の学術誌に投稿する。そしてジャンル分析をとおして構築された仮説を確認するために、遊び実践プロジェクトを継続して補足データを得る。これについては、目本教育心理学会、日本心理学会、日本発達心理学会で報告し、発達心理学関係の学術誌に投稿する。本研究の目的は、幼児におけるドラマ遊びの発達的意義を明らかにすることであった。具体的には、36歳児を対象とした保育実践にドラマ遊びを導入して継続的に参与観察を行い、幼児の情動と思考の発達的変化、経験の組織化の特徴を縦断的に捉えることを目指した。最終年度である平成20年度は、補足データを収集するとともに、これまでに実施した4クールのドラマ遊びを、役割とルールの設定方法によって3タイプ(「異世界冒険型」「日常再創造型」「物語演劇型」)に概念化し、各タイプにおける子どもの活動の特徴を比較分析した。その結果、次のことが明らかになった。第1に、虚構と現実との区別を含む状況枠組みを認識している年長児が、その設定世界の主人公としてナラティブを多く産出しながら情動を高めていったのに対し、年少児はその時々の場面に直接喚起された情動に支配さるに留まった。第2に、「物語演劇型」は自分ではない何かの役柄になってストーリーを生きるという活動を求めるのだが、その役柄の明示的ルールの遵守が優先課題となるため、特に年長児において情動が抑制される傾向にあった。第3に、「異世界冒険型」と「日常再創造型」は、日常とは異なる世界をいつもの自分として生きる活動であり、諸々の事物の結合による想像の拡大や情動的経験の深化を生じさせる機能を持っていた。
ナノ領域の高分子構造と機能の探求-走査フォトン顕微鏡による10nm域への挑戦

本研究課題では、10nm100nmの空間分解能を達成でき、かつ感度では単一分子が検出できる高分解能高感度な走査フォトン顕微鏡を開発した。これにより高分子固体の表面ならびに内部において、単一分子鎖の実空間像を明らかにし、ミクロとマクロ世界を繋ぐメゾ領域の高分子構造と機能を探求する新しい研究例とその有用性を示した。実施した具体的テーマは以下の通りである。1.単一高分子鎖形態の実空間像観察固体中に存在する単一分子鎖の形態を高分解能で観察し、個々の高分子鎖の相対分子量や分子量分布、高分子鎖の広がり(回転自乗半径)を実形態として評価することに成功した。2.制限空間場における高分子鎖の形態高分子表面、界面、薄膜などの空間制限場において、単一高分子鎖の凝集形態を明らかにした。3.近接場光の空間分布と分解能の定量的評価量子ドットを用いて、近接場光の空間分布を明らかにし、定量的な実像の解析を可能にした。4.界面分子拡散の解析表面からの物質拡散や界面の融合過程などをナノスケールで追跡することにより、高分子の界面拡散係数や界面広がりを求めることに成功した。5.顕微偏光測定による共役高分子鎖の配向研究蛍光の偏光異方成分イメージングが可能なデュアル検出走査フォトン顕微鏡を作成し、蛍光性共役高分子であるポリフェニレンビニレン(PPV)単一分子鎖の配向状態を高い空間分解能で観測できることを示した。6.高分子フィルムの延伸による分子鎖配向観察高分子固体の延伸配向を、単一分子鎖の形態変化として観察することに成功した。マクロ物性とミクロな分子鎖配向の関連性を直接明らかにすることができた。7.水中動作型走査フォトン顕微鏡の開発と生物試料の観察水中などの液体中で高分解能観察ができる光学顕微鏡として走査フォトン顕微鏡を改良し、細胞のような生体試料のナノ構造を高分解能で得ることができるようになった。10nmのスケールは分子機能をマクロ機能に繋ぐcritical lengthであり、物質の構造と機能を考えるとき、ここに高分子の高次構造と集合構造が活躍する最も重要な場がある。光学顕微鏡は有機物、ソフト材料、水中試料など、穏和な環境でその場観察する対象に威力を発揮するものであり、ソフトマテリアルである高分子の高次構造と集合構造の観察に適している。本研究では、走査フォトン顕微鏡の空間分解能をさらに向上させ、光の回折限界を超える10nm域の空間分解能を実現させる。初年度には、研究全体の基盤整備として以下の項目を中心に研究を行った。1)高感度高分解能走査フォトン顕微技術の確立のために、計測機器メーカーとの共同研究を行い、性能向上を図った。光検出器の改善、種々のレーザー光源の整備、制御方式の変更、光プローブの作製などにより、光学顕微鏡と原子間力顕微鏡の長所を融合させた新フォトン顕微鏡を作製した。さらに、プローブの微細加工により分解能の向上を行った。2)フォトン顕微測定のための最適高分子系の構築蛍光顕微測定においては試料の作製、とくに蛍光ラベルの導入が鍵になる。設計されたモデル高分子試料の作製、そのための高分子薄膜の合成と調製を行った。また、適切な色素を探索し、高分子鎖に導入する重合反応、ラベル化反応を行い、ポリスチレン系、ポリメタクリル酸エステル系の蛍光ラベルに有効な色素と反応方法を確立した。3)高分子集合構造の研究に必要な薄片試料を得るため、ウルトラミクロトームを導入した。その結果、50nmの精度で高分子薄片を得る技術を確立した。4)水中動作型走査フォトン顕微鏡の開発

水中や溶媒中での観測が機能性試料では重要となる。そこで水中動作が可能な走査フォトン顕微鏡を開発した。シェアフォース検出をチューニングフォーク方式に変更し、新たに検出系を作製した結果、表面のナノ構造を水中でも高分解能で得ることに成功した。本研究はナノスケールでの光学実像を取得し、単一高分子鎖レベルから高分子構造ならびに高分子集合構造とその形成過程を研究することを目的としており、初年度に確立した走査フォトン顕微技術と高分子試料を用いて、本年度は以下のような研究を行った。1)単一高分子鎖の形態像観察に成功した。これまで散乱法などの間接的手法によりもとめられてきた高分子鎖の広がりが、実形態として観測された。また集団平均値としての広がりのみならず個々の分子鎖の広がりを求めることができた。さらにこの手法を高分子薄膜の空間制限場に適用することにより、広がりが膜厚に依存して変化すると言われてきた議論に実証的な観察結果を示した。2)高分子鎖に光強庚分布と分子量の相関を明らかにし、単一分子鎖の直接計数が分子量分布の評価につながることを示した。3)走査フォトン顕微鏡がもつナノスケールの高分解能を利用して、高分子界面での分子拡散を観測することに成功した。同種高分子の接合界面や異種高分子の接触界面での分子鎖拡散係数を、温度と時間を関数とする界面広がりとして求めることができた。4)走査フォトン顕微鏡のさらなる展開を目指して次の2つの機器開発を行った。1.蛍光偏光度と分子形態像の同時測定を可能にするため、走査フォトン顕微鏡の検出光学系をデュアル化した。これにより、蛍光の異方成分強度をイメージ上の任意の点で検出し、分子鎖の配向と形態との相関を明らかにすることを目指して開発を進めている。2.水中や溶媒中での動作が可能な走査フォトン顕微鏡を開発した。チューニングフォーク方式によるフィードバック機構を作製した結果、ナノ構造を水中でも高分解能で得ることができるようになった。本研究はナノスケールでの光学顕微鏡像を取得し、単一高分子鎖レベルから高分子構造ならびに高分子集合構造とその形成過程を研究することを目的としており、すでにこれまでの本研究で確立した走査フォトン顕微技術を用いて、本年度は以下のような研究を行った。1)昨年までに固体中の単一高分子鎖の形態を実測することに成功しており、本年度は新技術を用いて、単一分子鎖測定の意義を高分子化学の立場から実証する研究を行った。その成果は以下のように要約される。(1)高分子鎖の相対分子量を一分子鎖の発する蛍光強度から定量できることを照明した。これは高分子の基本量を分子鎖単位で決定できること、さらに分子量分布までも実空間顕微鏡像で測定可能であることを意味している。(2)同上の手法により、高分子鎖の形態から、分子鎖の回転自乗半径とその分布を実測できることを示した。さらにこの手法を応用して、最近注目されている表面領域での分子鎖広がりの実測にも成功した。(3)高分子固体の延伸配向を蛍光ラベルしたPMMA鎖で単一分子から観察することに成功した。応力ひずみ曲線で表されてきたマクロな力学物性と分子鎖のミクロ配向の関連性を初めて明らかにした。2)蛍光特性が明確な量子ドットを用いて近接場光の空間特性を解析することができた。
トビイロカゲロウ属の繁殖行動と機械的精子置換

トゲトビイロカゲロウ(P.spinosa)の繁殖行動について観察した結果,本種の♀は石礫の堆積した岸ぎわで産卵すること/♂が産卵場所上空で群飛し飛来する♀を捕らえること/地上で交尾することなどが判明した.その配偶行動を詳しく観察すると,♂が交尾中に特異なピストン運動をすることが見いだされ,♀交尾器に嚢状の前庭があることや♂陰茎にシャベルのような部位があることを考え併せると,交尾時に精子置換をしている可能性が考えられた。トビイロカゲロウ属の成虫標本を各地より収集し検鏡した結果,本属の既知3種(トゲトビイロカゲロウのほか,ナミトビイロカゲロウP.chocolataならびにウェストントビイロカゲロウP.westoni)ならびに未記載種2種(未記録種の可能性がたかい)のうち,トゲトビイロカゲロウとナミトビイロカゲロウの2種の♂だけが陰茎にシャベルのような部位を持つことが判明した.これらの種の繁殖器形態についてより詳細に記載し,交尾器の機能形態的比較を行った.これらの結果は,現在英文誌に投稿準備中である.さらに,今年の3月4月のトゲトビイロカゲロウの羽化期には,配偶行動のいろいろなステージにある♂♀を採集して切片標本を作成することにより,♀交尾器の実際に精子が放出される部位・貯蔵される部位を確認するとともに,♂陰茎の精子掻き出し器官に溜められた精子の電顕証拠写真を撮影する予定である.トゲトビイロカゲロウ(P.spinosa)の繁殖行動について観察した結果,本種の♀は石礫の堆積した岸ぎわで産卵すること/♂が産卵場所上空で群飛し飛来する♀を捕らえること/地上で交尾することなどが判明した.その配偶行動を詳しく観察すると,♂が交尾中に特異なピストン運動をすることが見いだされ,♀交尾器に嚢状の前庭があることや♂陰茎にシャベルのような部位があることを考え併せると,交尾時に精子置換をしている可能性が考えられた。トビイロカゲロウ属の成虫標本を各地より収集し検鏡した結果,本属の既知3種(トゲトビイロカゲロウのほか,ナミトビイロカゲロウP.chocolataならびにウェストントビイロカゲロウP.westoni)ならびに未記載種2種(未記録種の可能性がたかい)のうち,トゲトビイロカゲロウとナミトビイロカゲロウの2種の♂だけが陰茎にシャベルのような部位を持つことが判明した.これらの種の繁殖器形態についてより詳細に記載し,交尾器の機能形態的比較を行った.これらの結果は,現在英文誌に投稿準備中である.さらに,今年の3月4月のトゲトビイロカゲロウの羽化期には,配偶行動のいろいろなステージにある♂♀を採集して切片標本を作成することにより,♀交尾器の実際に精子が放出される部位・貯蔵される部位を確認するとともに,♂陰茎の精子掻き出し器官に溜められた精子の電顕証拠写真を撮影する予定である.
Balancing Security, Order and Human Rights in Japanese Prisons

本研究では、安全性に優れた日本の刑務所制度において人権がお互い損得関係に陥った場合、どの人権が優先的に推進・擁護されるかを実証的に検証した。具体的に、受刑者処遇法が制定されるきっかけとなった平成13年の名古屋刑務所受刑者放水死事件への対応に着目し、日本の刑務行政の上記成功が現場の幹部職員の裁量が大きいことのお陰でありながら、その裁量が体系的に悪用され易いことを描写した。又、日本の議会が名古屋刑務所での虐待に反応し自らの優越的地位を実現したことを鑑み、日本の政策過程における官僚主導説を提唱する伝統的な見解を覆すことができた。日本政治
動的空間を有する人工・半人工ナノ組織体の設計

「部分の単純な総和にとどまらない性質かが、全体として表れること」を分子レベルで探求していく「創発化学」という領域において申請者は、自身の研究過程おいて偶然見いだされた生体高分子の一次元集合化という現象を足がかりに新しい創発システムを構築することを目的として研究を行った。その結果、人工的に改変した筒状タンパク質によるドラッグデリバリーシステムの開発、世界初の強誘電性カラムナー液晶の開発に成功した。本申請研究は、当研究室で見いだされた“シャペロン改変体の1次元のチューブ状集合化"を基礎としている。(1)チューブの形成と解離条件の最適化。(2)チューブの応答性(ATP、光)。(3)新規なシャペロンの設計。(4)集合構造のゲスト取り込み能の探索。本研究課題は、『ATPとの結合形成/ADPへの加水分解に連動して開/閉運動する筒状タンパク質集合体「シャペロン」の改変体が、ある条件下で一次元的に自己集合し、数ミクロン以上の長いチューブ状構造体を与える』という申請者による最近の発見を基にしている。シャペロンは変成タンパクのリフォールディングを促す特異な生体機能を有している。リフォールディングは、シャペロンが変成タンパクを内部空孔に取り込む事により開始する。リフォールディングを終えたタンパクは、ATPが結合することで誘発されるシャペロンの機械的運動により空孔外に排出される。本研究では、シャペロンの自己組織化能と刺激応答性を組み合わせた、集積構造の次元性を創発的に相互変換させる仕組みの開拓、及び薬物や遺伝子などの知的なデリバリーの実現を念頭においた集積体の機能開拓を目指している。初年度である本年は、まずシャペロニンナノチューブの形成条件の最適化を行った。その結果、シャペロニンナノチューブの形成にはフォトクロミック分子であるスピロピラン/メロシアニンでの修飾が必須であり、金属イオンの添加が効果的である事が判明した。特に2価イオンであるMg^<2+>やMn^<2+>、Co^<2+>、Zn^<2+>が効果的にシャペロン改変体を1次元集合化させることを見いだした。一方、1価のイオンであるNa^+やK^+、Cs^+では集合化させることが出来ず、Fe^<3+>やIn^<3+>、Ce^<3+>、Eu^<3+>等の3価のイオンでは集合化はするもののその集合は十分ではないことも明らかとした。本研究課題は、『ATPとの結合形成/ADPへの加水分解に連動して開/閉運動する筒状タンパク質集合体「シャペロン」の改変体が、ある条件下で一次元に自己集合し、数ミクロン以上の長いチューブ状構造体を与える』という申請者らのごく最近の発見をもとにしている。申請者らがデザインしたシャペロン改変体は、光異性化可能なスピロピランユニットを筒の両端にそれぞれ24個有している。位置特異的に導入されたこれら多数のスピロピランユニットが金属イオンを介して相互作用することにより、シャペロンの一次元の連結、すなわちシャペロンナノチューブの生成を達成している。修飾位置のチューニングなどにより、二次元や三次元の明確な集積体を創出することも可能であると考えられる。本研究では、(1)ATPによるシャペロンの開閉運動、(2)連結を担うフォトクロミックユニットの光異性化がもたらす構造的摂動を引き金に、集積構造の次元性を創発的に相互変換させる仕組みを開拓する。また、バイオ系のメンバーと協調しながら、薬物や遺伝子などの知的なデリバリーの実現を念頭においた集積体の機能開拓を行い、刺激応答性を有するナノバイオマテリアル科学の新機軸を樹立する。前年度までの研究で、ナノチューブの形成にはスピロピラン/メロシアニンでの修飾が必須であり、2価の金属イオンの添加が効果的であることが明らかになった.本年は、新たなシャペロン改変体がATPに応答して解離する事について報告する.シャペロンはATPに応答してその樽状構造の開閉を行う事から、生成したシャペロンナノチューブのATPに対する応答性の検討を行ったところ、ある濃度以上のATPの添加によってナノチューブが解離することを見いだした.ナノチューブの解離はADPの添加によっても誘起されたが,類似の構造を持つITPでは起こらなかった.この事実は,シャペロンがATPやADPに応答して機械的構造変化を行うが,ITPには応答しないという事実と対応している.すなわち,ATPやADPによるナノチューブの解離が,それを構成しているシャペロンに誘起される機械的構造変化に起因していると結論される.本研究課題は、『ATPとの結合形成/ADPへの加水分解に連動して開/閉運動する筒状タンパク質集合体「シャペロン」の改変体が、ある条件下で一次元に自己集合し、数ミクロン以上の長いチューブ状構造体を与える』という申請者らのごく最近の発見をもとにしている。

位置特異的に導入されたこれら多数のスピロピランユニットが金属イオンを介して相互作用することにより、シャペロンの一次元の連結,すなわちシャペロンナノチューブの生成を達成している。修飾位置のチューニングなどにより、二次元や三次元の明確な集積体を創出することも可能であると考えられる。本研究では、(1)ATPによるシャペロンの開閉運動、(2)連結を担うフォトクロミックユニットの光異性化がもたらす構造的摂動を引き金に、集積構造の次元性を創発的に相互変換させる仕組みを開拓する。また、バイオ系のメンバーと協調しながら、薬物や遺伝子などの知的なデリバリーの実現を念頭においた集積体の機能開拓を行い、刺激応答性を有するナノバイオマテリアル科学の新機軸を樹立する。前年度までの研究で、ナノチューブの形成にはスピロピラン/メロシアニンでの修飾が必須であり、2価の金属イオンの添加が効果的である事が明らかとなっている。また、シャペロンのATPに応答した樽状構造の開閉運動がシャペロンナノチューブに与える影響を調べたところ、ある濃度以上のATPの添加によってナノチューブが解離することを見いだしている。本年度は、シャペロン改変体のゲスト取り込み能と、ゲストを取り込んだ状態での集合体形成能、さらに、ゲストを取り込んだナノチューブのゲスト放出能について検討を行った。ゲストとなり得る変成タンパク質の存在下、シャペロン改変体の集合挙動を検討したところ、ゲストを取り込んだ状態でナノチューブを与える事を見いだした。このナノチューブにATPを添加すると、期待通り、ナノチューブの解離とともに、ゲストタンパク質の放出とリフォールディングが起こることが確認できた。このことは、バイオナノマテリアルを用いたドラッグデリバリーシステム(DDS)への応用を期待させる大きな成果である。本申請研究の最中、興味深い発見がなされた。合成された新規くさび型ポリマーの溶液をシリコン基板上に滴下すると、細孔が規則正しくヘキサゴナルに整列したハニカム構造が形成されることを見いだした。この構造は散逸構造(創発現象)として知られているものであり、溶媒蒸発の過程で微少な水滴が表面に密にパッキングすることによって形成される。類似のハニカム構造は構造は異なる立体規則性ポリマーからも得られるが、細孔の大きさはまちまちであり、そのパッキングもランダムであった。これまで、ポリマーの立体化学が巨視的なモルフォロジーを決定づけた例は無い。また、散逸構造の理論にもポリマーの立体構造のパラメータは考慮されていない。従ってこの観測結果は、散逸構造に関する実験と理論の両分野に一石を投じる可能性を秘めていると言える。本新学術領域研究の最中、興味深い発見がなされた。類似のハニカム構造は異なる立体規則性ポリマーからも得られるが、細孔の大きさはまちまちであり、そのパッキングもランダムであった。H23年度は本発見を元に展開した。
相対論的ハイパー核同定に関する基礎研究

これまでハイパー原子核の実験的研究はその大部分がπ、K中間子ビームを用いて実験室系にハイパー核を生成することによって行われてきた。本研究は相対論的速度を持つΛハイパー核さらにはmulti-strangeness核を高エネルギー重イオン反応によって生成し、ストレンジネス原子核の実験的研究を進めるための可能性を開拓することを目的としている。とくに、相対論的ハイパー原子核はこれまで困難であったハイパー原子核の寿命、磁気能率の精密測定に道を開き、定量的議論を飛躍的に高めるものと期待される。しかしながら、実際の実験ではビーム・ラピディティをもつ入射核破砕片が10^<5-6>倍の生成断面積を持ち大きなバックグラウンド源となる。その中でハイパー核を分離・同定する方法を開拓するため、以下に述べる二点についてのR&Dを行い重イオンビームにより生成されるハイパー核を同定するための基礎的研究を進めた。1.多分割固体チェレンコフ検出器による相対論的ハイパー核同定法の開発電荷の自乗に比例する光量が期待できるチェレンコフ検出器は入射破砕片を弁別し相対論的ハイパー原子核を同定する上で最も適している。本研究ではCerenkov radiator物質の選択が行われた。2.相対論的ハイパー原子核とビーム破砕片との分離に関する検討ハイパー原子核とほぼ同じラピディティを持つビーム破砕片の磁場通過後の分布を評価し、磁場によるハイパー核とビーム破砕片との分離法を検討した。
スフィンゴ脂質代謝から見た腫瘍細胞のストレス応答と食品成分による抗がん作用機序

平成26年度から28年度までに本研究費に関連して発表した9編の英文論文は、細胞のストレス応答とスフィンゴ脂質代謝腫瘍の関係が6編、抗がん剤耐性機序が2編、食品成分ファイトケミカルの抗がん作用が1編である。我々の結論としては、(1)腫瘍細胞は低酸素、増殖因子の欠乏、抗がん剤暴露によるストレスを乗り切るため、スフィンゴ脂質代謝、DNA複製系、微小管の代謝、mRNAの寿命の変化、クロマチンレモデリングなど様々な機序を駆使し、生存、増殖を図る。(2)腫瘍細胞のストレス応答に関しては、提唱されているスフィンゴ脂質レオスタットモデルが、ストレスでの細胞死あるいはストレスの耐性化にとって重要である。ヒト大腸癌細胞株4種(HCT116, RKO, DLD-1, HT29)を用いて各種ストレス時におけるSPHK1、SPHK2の発現レベルを解析した。どの細胞株においても血清除去時に(SPHK1ではなくて)SPHK2のタンパク、mRNA、酵素活性レベルが増加していた。詳細に解析したHCT116細胞株ではSPHK2はSPHK1に比べて活性でも優勢で、血清除去により核内ならびに細胞質のSPHK2酵素活性が増加した。血清除去時におけるSPHK2の効果はSPHK2阻害剤、siRNA forSPHK2を用いた実験から、細胞増殖停止作用ではなくて増殖促進ないし細胞の生存刺激作用であることが明らかとなった。血清除去下ではSPHK2のプロモーター解析が困難であったため、血清除去によるシグナル伝達経路を解析し、さらに文献検索により血清除去時に増加する転写因子を調べ候補となりうる転写因子の発現ベクターないしsiRNAを用いてSPHK2の転写調節機序を詳細に検討した。結果、血清除去によりJNKシグラル伝達経路が活性化し、それにより活性化するCREB転写因子が、血清除去下の大腸癌細胞株におけるSPHK2の最も有効な転写因子である事が判明した。その結果は、EMSA (electrophoresis mobility shift assay)ならびにChIP (choromatin immunoprecipitation) assayにより、これら細胞株においてSPHK2 5'プロモーター領域の1カ所にCREBが直接に結合することが確認された。1)スフィンゴ脂質代謝酵素の一つであり解析が進んでいないsphingosin ekinase 2 (SPHK2)について、大腸癌細胞株を用い、血清除去、低酸素下、グルコース除去などのストレス化におけるSPHK2の発現変化をmRNA、タンパク、酵素活性レベルにて解析した。結果、血清除去下においてSPHK2のmRNA、タンパクおよび酵素活性の増加を認めた。血清添加と血清除去下の大腸癌細胞株HCT116を比較し、細胞内シグナル伝達経路およびSPHK2転写の増加を引き起こす転写因子について解析した。解析の結果、速やかで一過性のJNK経路、更には下流のCREB転写因子が血清除去下でのSPHK2発現増加に関与している可能性が示された。CERB遺伝子の過剰発現およびsiRNA実験により、CREBの血清除去下のSPHK2発現増加の関与を証明した。またこのSPHK2の細胞の運命決定への影響について、意外な事に既報の細胞増殖停止としての役割よりも、ストレス下での細胞生存因子としての役割が明らかになった。2)前立腺癌細胞においては、スフィンゴ脂質代謝酵素酸性セラミダーゼ(ACDase)の高発現が報告されているが、その発現機序については明らかにされていない。我々は、アンドロジェン反応性細胞株LNCaPと非感受性株PC3, DU-145を用いて、アンドロジェンによるACDase発現レベルの調節機序の解明を試みた。アンドロジェンによるACDaseの発現増加は、LNCaP細胞においてのみ認められ、アンドロジェンによるACDase発現レベルの調節機序は翻訳後調節と考えられ、プロテアゾーム阻害剤MG132を用いた実験から、プロテアゾームによるタンパク分解がその調節の主体であると考えられ、詳細な解析の結果、脱ユビキチン化酵素USP2のアンドロジェンによる調節が調節機序の本体である事が明らかとなった。ファイトケミカルであるレスベラトロール(RSV)の抗がん作用を、スフィンゴ脂質代謝に焦点を当て解析した。RSVは、ヒト白血病細胞株K562ならびにヒト大腸癌細胞株HCT116の細胞増殖を強く抑制したが、使用した濃度では両細胞株に細胞死を誘導するには至らなかった。細胞内スフィンゴ脂質代謝産物をLC-MS/MSにて定量すると、RSV処理によって細胞内スフィンゴミエリンとスフィンゴシン1リン酸が減少し、セラミド量が増加していた。主要なスフィンゴ脂質代謝酵素の遺伝子発現量を、定量RT-PCRにて測定すると、RSV処理に依って酸性スフィンゴミエリナーゼ(ASMase)、中性スフィンゴミエリナーゼ2 (NSMase2)の発現増加が認められ、酵素活性の測定で酸性SMaseの活性の増加が確認された。このRSVによる細胞内セラミドの増加は、阻害剤であるdesipramineにて抑制された。RSVによるASMaseのmRNA増加機序を探るべく、ASMase 5' promoter領域の探索をルシフェラーゼレポーターベクターを用いて行い、RSV処理時のASMase 5' promoterのEGR転写因子結合領域の重要性を明らかにした。さらにこのEGR転写因子結合領域に対する影響を、EGR1, EGR2, EGR3, ATF3, c-Jun転写因子各発現ベクターの過剰発現にて解析し、EGR1, EGR3, ATF3-c-Jun complexの効果を明らかにした。EGR family転写因子とASMase promoter領域の結合を、EMSA並びにChIP assayにて証明した。

今回の研究はファイトケミカルであるRSVの細胞増殖抑制効果に細胞内セラミドが関与しており、それが細胞内スフィンゴミエリンのASMaseによる分解機序が有力な働きをしている事を、初めて証明した結果である。平成26年度から28年度までに本研究費に関連して発表した9編の英文論文は、細胞のストレス応答とスフィンゴ脂質代謝腫瘍の関係が6編、抗がん剤耐性機序が2編、食品成分ファイトケミカルの抗がん作用が1編である。我々の結論としては、(1)腫瘍細胞は低酸素、増殖因子の欠乏、抗がん剤暴露によるストレスを乗り切るため、スフィンゴ脂質代謝、DNA複製系、微小管の代謝、mRNAの寿命の変化、クロマチンレモデリングなど様々な機序を駆使し、生存、増殖を図る。(2)腫瘍細胞のストレス応答に関しては、提唱されているスフィンゴ脂質レオスタットモデルが、ストレスでの細胞死あるいはストレスの耐性化にとって重要である。現在は、植物のファイトケミカルであるり赤ワイン等の含まれ健康食品としての認識が高まっているレスベラトロールの高濃度での抗がん作用に着目し、その殺細胞効果について研究を継続している。その最初の結果は既に論文化の運びである(Mizutani et al. Biochem Biophys Res Commun 70:851-856, 2016)。さらにこの方向性を継続し、抗がん剤多剤耐性細胞株への効果ならびにレスベラトロール多量体バチカノールCの詳細な解析を行っている。この多量体はレスベラトロールに比してさらに強力な殺細胞効果を少なくとも白血病細胞株に対しては認めており、さらに固形腫瘍細胞株にどのような効果を有するかを鋭意検討中である。腫瘍学ならびにスフィンゴ脂質代謝解析今後はもう一つのテーマである食品成分による抗がん作用機序の解明を、レスベラトロールないしその3量体バチカノールCなど効果を白血病ないし固形腫瘍細胞株を材料として詳細に解析していきたい。これらの薬剤は従来の抗がん剤とは作用機序も異なり、また薬剤耐性細胞株にも増殖抑制効果が有効であることが、我々の予備実験にて確認されている。今後の詳細な解析によりスフィンゴ脂質代謝のどの部位に作用点があるのかを解析する事は、基礎的な細胞生物学的な興味ばかりではなく、将来の臨床応用を念頭にしても重要な研究テーマと考えられる。平成27年度に前任地名古屋大学医学部保健学科から中部大学生命健康科学部生命医科学科に着任し、教育、研究の準備に時間がかかり、実際の実験を開始するのが遅れたため。下半期からは実験も軌道にのり、投稿論文も順調に受理され、次の実験計画がたてやすい状況となった。これまでの実験計画の延長として、予定している実験もあり、平成28年度はそれらを合わせて支給された研究費を、全額使用する予定である。
超新星の多波長理論・観測で迫る恒星物理の未解決問題と宇宙論的研究への応用

超新星やその周辺環境の理論・観測研究を通し、超新星の爆発前の親星の性質や星周物質の性質に様々な知見が得られた。これにより、理論的に未解明の恒星終末期の進化についての理解が大きく進展した。「恒星・連星進化の観点からのアプローチ」「超新星爆発・突発現象の観点からのアプローチ」「周辺環境からのアプローチ」として、様々な理論計算、地上・宇宙からの他波長観測を通し、多くの成果が得られた(三年間の研究機関にわたり合計約50編の国際査読論文誌に発表)。これらの異なるアプローチを融合した分野でも多くの成果があった。本年度は、Ia型超新星と重力崩壊型超新星の双方について理論・観測的研究を推進し、恒星・連星進化研究との融合を試みた。「恒星・連星進化からのアプローチ」:Ia型超新星の白色矮星+恒星モデルにおいて、伴星が超新星に巻き込まれることによる観測的帰結を流体・放射計算により明らかにした。IIb型超新星SN2011dhについて、ハッブル望遠鏡を用いた紫外線観測により理論から予想されていた伴星の候補を発見した(これまでで2例目)。「超新星爆発・突発現象の観点からのアプローチ」:Ia型超新星のモデルとして、連星白色矮星の衝突の流体シミュレーションを行った(投稿中)。低光度GRBの流体モデル計算を行い、その観測可能性などを広く議論した(投稿中)。Ia型超新星で爆発的に作られる不安定元素からの高エネルギー放射の研究を推進し、近傍で発生したSN 2014JからIa型超新星として初めてガンマ線放射の検出に成功した。以上と並行し、銀河系内の超新星残骸および系外超新星の観測的研究を推進している(出版論文多数)。「周辺環境からのアプローチ」:IIn型超新星の観測データから、放出された物質の質量および爆発した親星の質量の見積もりを行った。Ia型超新星親星システムからの質量放出に伴う星周物質の理論的研究および観測的研究を推進した。「銀河化学進化や宇宙論的研究への応用」:宇宙で最初に作られたと想定される大質量星からの恒星風に伴うダスト形成の理論計算を行った。GRBに伴う超新星の性質を用いた宇宙論への応用手法を開発した。超新星理論・観測的研究をさらに遂行した。各トピック間をまたがる研究、恒星・連星進化研究との融合が大きく進展した。「恒星・連星進化」:通常のIa型超新星から初めて、連星相手との衝突の兆候を検出した。SN IIb型超新星について、爆発前と超新星消滅度のハッブル宇宙望遠鏡の画像を新たに解析し、親星が予想外の青色巨星であることを突き止めた。「超新星爆発・突発現象の観点」:最高精度の白色矮星連星合体シミュレーションをさらに推進した。世界で初めて検出されたSN2014Jからの核ガンマ線について、すざく望遠鏡による独立検出に成功した。中心天体が強磁場中性子星である場合の光度曲線の計算を行うとともに、100太陽質量を超えるような星が起こす超新星爆発の理論計算を行った。ほか、超新星・超新星残骸の観測結果を多数出版した。「周辺環境」:Ia型超新星の星周物質におけるエコーの理論計算を複数提出、さらに理論で予測されたエコーを示す超新星を発見した。これは、Ia型超新星の少なくとも一部が恒星との連星系における爆発であることを示唆する。一方、Ia型超新星SN2014Jについて、爆発後半年を経過した後期における高分散分光をはじめて行い新しい解析手法を開発、この超新星周囲には高密星周物質が存在しないことを明らかにした。重力崩壊型においては、水素がほとんど検出されないIIb型超新星一例について、2年経過した後に水素輝線が強く放射されていることを発見した。このような特徴が見られない例も集め、親星半径と星周物質密度に関係があることを世界で初めて明らかにした。これば親星と周辺環境をつなぐ新しいアイデアであり、天体物理学の大問題である恒星進化における質量放出の起源に迫るものである。「銀河化学進化や宇宙論的研究への応用」:距離指標としての精度向上も視野に入れ、Ia型超新星分光データの統計解析を進めた。恒星・連星進化からのアプローチ、超新星爆発・突発天体の観点からのアプローチ、周辺環境からのアプローチ、銀河化学進化や宇宙論的研究への応用のそれぞれの項目で県きゅが大きく進展したのに加え、各トピック間をまたがる融合研究が実を結び始めた。以下、このような分野融合からの結果の例を列記する。IIb型超新星におけるハッブル宇宙望遠鏡を用いた親星の研究、すばる望遠鏡を用いた星周物質の研究の結果から、親星半径と星周物質の性質に関係があることを見出した。これは世界で初めて提唱されるアイデアである(親星-星周物質)。星周物質の研究において星周物質におけるエコーの研究が理論・観測双方から大きく進展した。一方、ケプラー超新星においては、その元素組成から明るいタイプのIa型超新星であったこと、星周物質の性質からこれが高密度の星周物質をまとった状態での爆発であることを明らかにした。2013年度に明るい超新星の内少なくとも一部が高密星周物質を伴うことを提唱したが、本結果はさらにこれが比較的一般的描像として成り立つことを強く示唆する(爆発-星周物質)。Ia型超新星の星周物質エコーに関しては、さらにこれがIa型超新星の明るさに与える影響を議論し、宇宙論的距離指標として用いる場合の系統誤差になり得るかを議論した(星周物質-宇宙論)。超新星理論・観測的研究を推進した。平成27年度までに得られた観測研究の結果を受け新たな連星進化理論モデルを構築するなど、融合的な研究も大きく進展した。

「恒星・連星進化」:数年のタイムスケールで大規模な爆発を起こす恒星現象を発見した。Ib型超新星で始めて、爆発前の親星の性質をハッブル宇宙望遠鏡により確定した。IIb型超新星に至る連星進化計算を行い、これが平成27年度までに得られた親星・星周物質の間の関係を自然に説明できることをしました(投稿中)。「超新星・突発天体」:Chandra望遠鏡により、新種のX線突発現象を発見した。ガンマ線バーストに付随する超新星に関して、ヘリウムが外層に含まれる可能性を示唆する観測結果を提出し、またエネルギーの大きな極超新星がガンマ線バーストとして輝く機構の数値計算を行った。重力崩壊型超新星の偏光モデルにより、その三次元的構造を明らかにした。近年注目を集めている超高輝度超新星のモデルとして、中心天体からのエネルギー注入により超新星が輝くモデルの二次元長時間計算を世界で初めて行った。近年観測の進む潮汐破壊現象に関して、白色矮星がブラックホールにより破壊される現象の高解像度流体シミュレーションを行った。「周辺環境」:超新星の周辺物質の輻射輸送計算により、Ia型超新星星周物質の質量や形状を初めて明らかにした。IIn型超新星の系統的なX線解析を行い、爆発の形状がディスク的であることを初めて示した。超新星の発生した場所の電波・可視の系統的解析を初めて行い、周辺環境の診断を行った。「銀河化学進化・宇宙論への応用」:Ia型超新星スペクトルの系統的解析により、酸素の高速度成分が普遍的であることを発見した。Ia型超新星の親星・爆発機構解明の糸口になる新知見であり、今後宇宙論的応用への拡張を目指す。また、Ia型超新星への進化経路の系統的な研究を進めた。超新星やその周辺環境の理論・観測研究を通し、超新星の爆発前の親星の性質や星周物質の性質に様々な知見が得られた。これにより、理論的に未解明の恒星終末期の進化についての理解が大きく進展した。「恒星・連星進化の観点からのアプローチ」「超新星爆発・突発現象の観点からのアプローチ」「周辺環境からのアプローチ」として、様々な理論計算、地上・宇宙からの他波長観測を通し、多くの成果が得られた(三年間の研究機関にわたり合計約50編の国際査読論文誌に発表)。これらの異なるアプローチを融合した分野でも多くの成果があった。恒星・連星進化からのアプローチ、超新星爆発・突発現象の観点からのアプローチ、周辺環境からのアプローチ、銀河化学進化や宇宙論的研究への応用のそれぞれの項目で研究が大きく進展した。特に、「ハッブル望遠鏡を用いた超新星伴星候補の発見」「INTEGRAL望遠鏡を用いたIa型超新星からの初めての不安定元素起源の高エネルギー放射の検出」「すざく望遠鏡を用いた近傍超新星残骸の白色矮星親星質量の確定」についてはプレスリリースを行い、新聞・インターネット記事等に掲載された。平成27年度から引き続き各課題を推進するとともに、特に新たに浮かび上がった融合領域に力を入れる。「恒星・連星進化からのアプローチ」においては、すでに連星進化理論計算を新たに遂行しており、この結果が平成28年度に出るはずである。
情報伝達の観点から迫るエージェントモデルの構造と解析

エージェントの情報の知覚から行動に至る過程を心理学で提唱されているSatirの7段階モデルに基づきモデル化し、前年度に提案したN人の市場参加者がM種類の金融商品を交換する金融市場のエージェントモデルを説明能力の高まる方向に拡張した。そして、平成17年度と18年度に実施した実証分析から得られた観測事実と対比しながらモデルの数値分析および理論分析を行い以下の成果を得た:1、行動頻度のスペクトル分析の結果得られた特徴的周期成分の周波数のグループ構造は市場参加者の情報の知覚と行動に関するグループ構造と関係する可能性がある。2、エージェントの情報の知覚と行動を決定するパラメータの動的変化に応じて、行動頻度と注文価格の類似度の動的変化が生じており、エージェントのパラーメータ分布形状と行動頻度間の類似性との間の相関関係がある。3、標準偏差の2倍以上の価格変動が生じうる理由は市場参加者の予測行動と関係する。4、エージェントモデルの行動頻度と対数収益率に対応する変数に対して、平均場的な縮約近似を行うことによりエージェントのパラメータ変化に起因した時変パラメータを含む時変多変量自己回帰過程(時変VARモデル)を導出した。エージェント集団に対して、行動頻度の周期的振る舞いの構造および、それらの類似性の時間変化を調べることにより、参加者集団の組織構造および参加者の内部状態を推定できる可能性を示した。このことは、エージェント集団の情報伝達の構造と内部状態を推定する方法として、行動頻度で観測される確率共鳴(共振)現象および行動頻度間の類似性構造を利用することに対する理論的根拠を与えた意義がある。また、本研究成果は、金融市場を含む人間の社会活動を、観測可能な行動の様子を網羅的に収集することにより、個人を特定することなく匿名性の高い状況で定量化・可視化するための基礎技術となり、重要な見地をもたらした。初年度は外国為替市場の高頻度時系列分析を行なった。対象とした高頻度時系列データはCQG社が提供する外国為替市場で取引相手を探し出すために市場参加者がブローキングシステムを通じて提示する建値と提示時刻の記録からなるものである。分析対象とした通貨ペアは流通量が多い通貨ペアであるUSD/JPY(1991年-2004年),EUR/USD(1999年-2004年),EUR/JPY(1999年- 2004年)である。本分析では、市場参加者がブローキングシステムに対する働きかけの頻度に着目した。これは、脳神経科学におけるパルス頻度が情報の伝播を担っているという仮説との類似性から、外国為替市場において建値提示頻度が情報伝播に関係していると考えたからである。高頻度時系列から計算されるティック頻度に対するスペクトル分析の結果以下のことが明らかになった。(1)外国為替市場の建値ティック頻度には、数分の周期性が現われたり、消えたりする現象を分析期間から2002年までの間に各通貨ペアに対して断続的に見出した。(2)周期的な振る舞いには地域性があり、アジア活動時間帯、アメリカ活動時間帯ではほとんど確認されない一方、ヨーロッパ活動時間帯で顕著に確認される。(3)確認された周期性の振動数は通貨ペアによって異なり、また、複数の周期性が表れる場合すらある(4)ティック頻度のスペクトログラムをスペクトログラムの相対エントロピーによって定量化する手法を開発し、この手法を用いてスペクトログラムの類似度の観点から、USD/JPY,EUR/USD,EUR/JPYの通貨ペアのティック頻度は1999年より年々類似度が増していることを確認した。(5)2004年においてUSD/JPYとEUR/USDでは類似度は小さく、一方、USD/JPYとEUR/JPY,EUR/JPYとEUR/USDは類似度が高いことが見出された。このような特徴的な周期性が為替市場の建値頻度に確認される理由として2つの仮説を提案した。1.市場参加者は共通の外因性の周期情報に駆動されるため、周期的に建値提示を行なっている(確率共鳴)。2.市場参加者の建値提示活動が相互作用を生じることによって自発的に周期的な振る舞いが生じる(自発同期)。3.ブローキングシステムのシステム運営上の要因。本年度は前年度実証分析を行った外国為替市場における注文頻度時系列分析の追加分析を行い、外国為替市場で取引されている15種類の通貨ペアに対して注文頻度時系列のスペクトル分析を行った。その結果、ほとんどの通貨ペアの注文頻度時系列に数分のオーダで周期成分が検出され、更にピーク周波数は通貨ペアに対して様々な値を取りうることを見出した。このようにほとんどの通貨ペアに対して周期成分の検出が行われたことから、周期的な挙動は外国為替市場参加者に共通に見られる普遍性のある現象であると結論付けられる。このような周期的挙動の可能性として前年度に提案した仮説である市場参加者が共通の外因性周期情報を知覚しているというモデルをN人の市場参加者がM種類の通貨ペアの交換を行うという二分グラフによるエージェントモデルを用いたモデルに拡張した。このモデルはエージェントが市場の状態と外部情報を知覚し、この状態に基づき判断を行い売る、待つ、買うの3つの行動のいずれかを生起するモデルである。市場価格は市場参加者が取った投資態度から決まる超過需要によって動き、注文頻度は買うあるいは売るの行動の選択総数から決まると仮定した。たとえ、投資行動に直接関係しないほど弱い周期情報であっても、全てのエージェントが共通の周期的に脈動する情報を知覚していると仮定すると、注文行動頻度時系列のパワースペクトルに周期情報の周波数に対応したピークが現れることを数値シミュレーションにより示した。

更に、前年度提案した行動頻度時系列のパワースペクトルの形状を比較する数理的手法を、エージェントモデルにより分析した。その結果、スペクトル形状の差異とエージェントの行動パラメータとの差異とに相関があることを数値的、理論的に見出した。更に、提案手法の計算に短時間フーリエ変換を利用することにより、高解像度でエージェントの振舞いの差異を動的ネットワークを用いて可視化する技術と、可視化したネットワークの総合的な判定尺度を提案した。以上より、市場参加者の行動頻度時系列を分析することによって、市場参加者の状態すなわち市場の状況を推測できることを示した。エージェントの情報の知覚から行動に至る過程を心理学で提唱されているSatirの7段階モデルに基づきモデル化し、前年度に提案したN人の市場参加者がM種類の金融商品を交換する金融市場のエージェントモデルを説明能力の高まる方向に拡張した。そして、平成17年度と18年度に実施した実証分析から得られた観測事実と対比しながらモデルの数値分析および理論分析を行い以下の成果を得た:1、行動頻度のスペクトル分析の結果得られた特徴的周期成分の周波数のグループ構造は市場参加者の情報の知覚と行動に関するグループ構造と関係する可能性がある。2、エージェントの情報の知覚と行動を決定するパラメータの動的変化に応じて、行動頻度と注文価格の類似度の動的変化が生じており、エージェントのパラーメータ分布形状と行動頻度間の類似性との間の相関関係がある。3、標準偏差の2倍以上の価格変動が生じうる理由は市場参加者の予測行動と関係する。4、エージェントモデルの行動頻度と対数収益率に対応する変数に対して、平均場的な縮約近似を行うことによりエージェントのパラメータ変化に起因した時変パラメータを含む時変多変量自己回帰過程(時変VARモデル)を導出した。エージェント集団に対して、行動頻度の周期的振る舞いの構造および、それらの類似性の時間変化を調べることにより、参加者集団の組織構造および参加者の内部状態を推定できる可能性を示した。このことは、エージェント集団の情報伝達の構造と内部状態を推定する方法として、行動頻度で観測される確率共鳴(共振)現象および行動頻度間の類似性構造を利用することに対する理論的根拠を与えた意義がある。また、本研究成果は、金融市場を含む人間の社会活動を、観測可能な行動の様子を網羅的に収集することにより、個人を特定することなく匿名性の高い状況で定量化・可視化するための基礎技術となり、重要な見地をもたらした。