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日本における漁業・漁民・漁村の総合的研究

本研究は、歴史学・民俗学・民具学・水産学の研究分野を異にする研究者が共同し、漁業・漁民・漁村の総合的研究を行い、日本人の伝統文化の特質を海の視座から解明せんとするものである。本研究を推進するにあたり、五つの課題を設定した。すなわち、漁村構造の実態と変化、環境の実態とその変化、漁具・漁法の実態と変化、漁業生産の実態と変化、漁民文化の実態と変化である。これらの五つの課題を設定し、分野を異にする研究者による共同研究会の開催と地域史料調査を軸に四年間の研究活動を推進した。地域史料調査では、駿河湾沿岸漁村と伊勢湾沿岸漁村を中心に調査を実施した。これらの研究成果は、中間報告書・成果報告書としてまとめ、現在のわれわれが海から学ぶ多様な切り口を提示することができた。本研究は、歴史学・民俗学・民具学・水産学の研究分野を異にする研究者が共同し、漁業・漁民・漁村の総合的研究を行い、日本人の伝統文化の特質を海からの視座から解明するものである。具体的には[1]漁民の生業・生活の場である漁村構造の実態とその変化、[2]漁業をとりまく海底環境や海流の変化を含む自然環境・社会環境の実態とその変化、[3]それらに応じた漁具・漁法・漁業組織などの漁業の実態と変化、[4]漁業経営と漁業生産の実態と変化、[5]漁民の生活・文化の実態と変化という五つの課題を設定し、これらの課題に(1)研究分野を超えた共同研究(2)地域を異にする各地域間の共同研究(3)経験を異にする世代間の研究の共同という研究スタイルをとりつつ各研究者がとりくんでいく。本研究は以上の研究目的を達成するために、平成18年度から21年度にかけて、合同研究会の開催、地域調査の実施を行い、日本の海付き集落の実態を歴史学・民俗学・民具学・水産学の諸側面から明らかにしていく。本研究は、歴史学・民俗学・民具学・水産学の研究分野を異にする研究者が共同し、漁業・漁民・漁村の総合的研究を行い、日本人の伝統文化の特質を海からの視座から解明せんとするものである。2006年度は研究会二回と、地域調査を実施した。研究会では、第一回目に分担者・協力者からそれぞれの問題意識を出し合いすり合わせを行った。またこの会で、研究対象地域として、黒潮の流れに沿う太平洋沿岸地域、中でも伊勢湾周辺と、西伊豆を中心とする駿河湾沿岸漁村の二箇所にひとまず焦点をしぼり、それぞれ水産・歴史・民俗・民具学の立場から調査を行い、また地域間の比較研究を行う方向性を確認しあった。第二回研究会では、知多市歴史民俗博物館学芸員石川氏を招き、研究会を実施した。地域調査では、最初の話し合いに従って、知多半島から伊勢湾側の沿岸漁村・伊勢湾の島嶼と、駿河湾沿岸の焼津から西伊豆の二地域を大きく設定し、各分担者・協力者がそれぞれ分担して調査を行った。伊勢湾沿岸では、南知多町郷土資料館・知多市歴史民俗博物館所蔵の古文書及び民具調査、漁村の景観調査、日間賀嶋・神島などの集落構造の調査および漁具・漁法の調査、尾鷲市須賀利町における漁具漁法の聞き取り調査などを実施した。西伊豆では、焼津市、沼津市戸田、西伊豆町田子の古文書調査、漁村景観調査、漁民の聞き取り調査を実施した。これらの調査は、次年度以降に実施する総合調査のための基礎的調査である。しかし、二回の研究会とこの基礎的調査において既に分野を異にする研究者の間でも新たな知見と共通認識が得られつつある。特に、(1)近代以降とくに戦後の環境変化・公害問題の中での漁村の実態とその急激な変化および衰退・消滅(2)地球規模で問題化しつつある、資源問題の中での漁業・漁民の位置(3)そのような動きを踏まえた上での漁村概念の再検討の必要性などであり、日本の近代化を考えるうえでも緊急を要する課題である。2007年度は、研究会二回と、地域調査を実施した。研究会では、第一回目に昨年度の調査報告と、今年度の調査地について話し合った。第二回目には、成城大学小島孝夫氏の神島をめぐる離島調査報告、および分担者各自の中間報告を行った。

地域調査は、昨年度から継続して、黒潮の流れに沿う太平洋沿岸地域、なかでも伊勢湾周辺と、西伊豆を中心とする駿河湾沿岸漁村の二ヶ所に焦点をしぼり、それぞれ、歴史学・民俗学・水産学・民具学の立場から実施した。伊勢湾周辺では、神島・答志嶋などの離島調査と、志摩半島の漁村調査に焦点を絞り、現地での聞き取り調査及び鳥羽市海の博物館が所蔵する古文書調査を重点的に実施した。駿河湾周辺では、西伊豆町の史料調査と、焼津市の史料調査を重点的に実施した。あわせて、国文学研究資料館・徳川林政史研究所などにおいて関連史資料を調査・収集した。昨年度・本年度の史料調査によって、それぞれの地域における史資料の存在状況、および漁業・漁民・漁村の実態を歴史的に明かにするための準備が整いつつあるといえる。本研究の意義は、近代以降とくに戦後の環境変化・公害問題の中での漁村の急激な変化および衰退・消滅、地球規模で問題化しつつある資源問題の中での漁業・漁民の位置など、現代がかかえる動向や諸問題をふまえた上で、日本の近代化の過程でもっとも大きく変化した沿岸部の集落の実態と特質を、歴史学・民俗学・民具学・水産学など諸学が協力し、それぞれが対象とする史資料の内部に立ち入って検討し、歴史的に明らかにしていくところにある。次年度以降も継続して取り組んでいく。2008年度は合同研究を3回、地域調査では、愛知県南知多町、三重県鳥羽市、静岡県賀茂郡松崎町、鹿児島県、山口県の歴史・民俗・水産の史料調査を実施した。(1)合同研究会では、第1回は田邉悟氏が三重県尾鷲市須賀利浦の歴史と民俗に関する調査報告、第2回谷沢明氏が知多半島における漁業集落の形成過程に関する調査報告、第3回松浦勉氏が沖底(2そうびき)の経営構造についての報告をした。これらの報告内容は、今年度作成した中間報告書に反映されている。(2)地域調査では、(1)知多半島・伊勢湾沿岸では、南知多町の古文書調査と聞き取り調査、鳥羽市神島の歴史・民俗・水産の総合調査を開始した。(2)西伊豆調査では松崎町の古文書の調査を実施した。これらの史料調査によって、新たに発見された史料もあり今後の研究に期待が持てる。(3)さらに、地域間の比較研究のため鹿児島県・山口県などの歴史・民俗の予備調査開始した。(3)平成18・19年度の中間報告書を作成し、後半の研究活動に備えた以上、(1)合同研究会を充実させ、(2)(1)から(3)の地域調査によってさらに新たな史料を発掘・収集するとともに、(3)中間報告書を作成し、来年のまとめにむけての準備を行った。本研究は、歴史学・民俗学・民具学・水産学の研究分野を異にする研究者が共同し、漁業・漁民・漁村の総合的研究を行い、日本人の伝統文化の特質を海からの視座から解明せんとするものである。そのためには、近代以降とくに戦後の環境変化・公害問題の中での漁村の急激な変化・衰退・消滅、資源問題・国境問題の中での漁業・漁民の位置など、現代がかかえる動向や諸問題をふまえた上で、沿岸部の集落の実態と特質を、それぞれが対象とする史資料の内部に立ち入って検討し歴史的に明らかにしていく必要があると認識しており、そこに本研究の意義がある。2009年度は合同研究会3回と地域調査を実施した。(1)合同研究会は、第1回は元農林水産省で戦後の漁業制度改革を推進した一人である小沼勇氏を招いて「漁業制度改革について」というテーマで実施した。第2回は中央水産研究所において、研究成果報告書の構想発表を参加者全員が行った。第3回は、元国会図書館専門調査員で漁業史研究の先駆者でもある二野瓶徳夫氏を招いて「漁業史研究における私が歩んだ道」というテーマで実施した。(2)地域調査は、(1)駿河湾周辺では昨年度に引き続き静岡県松崎町の古文書調査を実施した。(2)伊勢湾周辺では熊野灘沿岸部まで範囲を広げた景観調査を実施した。
ボツリヌス神経毒素による神経伝達物質遊離機構の解析

ボツリヌス神経毒素はシナプス前膜に作用し、神経伝達物質の遊離を阻害する。毒作用発現に関わるシナプス前膜の毒素受容体の性状を調べた結果、受容体は蛋白様物質と神経細胞膜に豊富に存在する糖脂質の1つであるガングリオシドとの両者で構成されていることが予想された。B型毒素受容体の単離を試みた結果、ガングリオシドGT1b、GD1a共存下で毒素結合活性を発現する分子量58Kの糖蛋白を精製した。この58K蛋白はシナプス小胞の構成蛋白の1つであるシナプトタグミンと非常に類似した構造を持っていた。リコンビナントシナプトタグミン(I、II)を調製し、毒素結合能を調べた結果、IIはIと比べ10倍高い親和性を持つことが判った。このことはB型毒素に対して脳シナプトソーム膜上には高親和性と低親和性の2種類の毒素結合部位が存在することとよく一致した。シナプトタグミンIIのN末端を認識するモノクローナル抗体により毒素の脳シナプトソームへの結合が阻害された。さらに毒素処理シナプトソームしたシナプス小胞に毒素の存在が認められた。これらの結果から、毒素はシナプス小胞のリサイクリングの系を介して細胞内に侵入することが可能であると考えられた。一方、重鎖とは異なる機構で軽鎖単独でもpH依存的にチャネル形成能を持つことから、細胞内では軽鎖は単独でも膜内移行が可能であること示唆された。B型毒素軽鎖はシナプス小胞構築蛋白であるシナプトブレビンを細胞内基質とし、その分解の至適pHを調べた結果、弱酸性域にあることがわかった。これら実験成績からシナプス小胞内取り込まれた毒素が軽鎖と重鎖に解離し、軽鎖は小胞膜上に存在するプロトンATPaseの働きで形成されるpH勾配により小胞外に露出することが可能であることが示唆された。
「柔らかい凝縮系」の構造・ダイナミクスに与える圧力効果

「柔らかい凝縮系」である高分子系は常温・常圧付近で多種多様の相分離・相転移現象が確認されている。しかしながら、こうした物理現象に対する圧力効果についてはいまだ十分かつ系統的な研究がなされていないのが現状である。とくに、疎水性相互作用に基づく疎水結合についてはその分子論的理解は十分であるとは言えない。そこで、代表的な温度敏感型高分子であるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPA)溶液およびゲルについて、温度誘起相転移現象における圧力効果の研究を行った。曇点測定による相図の作成、小角中性子散乱(SANS)による臨界現象、動的光散乱による臨界ダイナミクス、などの研究を行い、疎水性相互作用の圧力依存性について分子論的立場から議論した。その結果、(1)相分離温度は圧力に対する、上に凸の関数であり、溶液で50MPa付近、ゲルで100MPa付近に極大をもつことがわかった。(2)SANSにより、臨界現象の観測に成功し、スピノーダル曲線を決定した。(3)臨界点近傍における、ゆらぎの長波長化、遅延化という臨界ダイナミクスを観測した。こうした実験事実に基づき、疎水相互作用の本質および疎水水和構造形成メカニズムについての分子論的解明をおこなった。さらに、「柔らかい凝縮系」をマイクロエマルション系へと拡張し、の相挙動、ミセル構造の微視的構造、ミセル薄膜のダイナミクスについての研究を行い、相挙動・相構造に及ぼす温度と圧力の役割について研究した。温度敏感型高分子であるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPA)溶液およびゲル、温度敏感型高分子2-エトキシエチルビニルエーテル(EOVE)と親水性高分子2-エヒドロキシエチルビニルエーテル(HOVE)からなる両親媒性ブロック共重合体、およびAOTと呼ばれるマイクロエマルションを対象として、動的光散乱(DLS)、小角中性子散乱(SANS)、中性子スピンエコー(NSE)実験を実施し、幅広い空間スケールで分子間相互作用とそれによる高次構造の形成・崩壊について研究した。DLSについては現有する動的・静的光散乱装置(ALV5000)の試料台部を改造し、光散乱用高圧試料台を設置した(テラメックス社製PCI400一式)。同装置を用いて、PNIPAゲルおよび両親媒性ブロック共重合体を対象に高圧下における動的光散乱実験を実施した(柴山)。その結果、PNIPAゲルと対応するPNIPA溶液では、転移点近傍におけるダイナミクスに大きな違いが存在し、前者では緩和時間分布に広がりが見られないのに対し、後者では緩和時間分布が大きくなることがわかった。SANSおよびNSEについては、新規に導入した耐圧300MPaのSANS用高圧セルを用いて、温度敏感型ハイドロゲルの体積相転移の研究を行い、50MPa近傍に上限臨界圧力をもつ相図を得た。さらに、SANSにより、明確な臨界現象が観察され、相関長、散乱強度の発散が見られた。また両親媒性ブロック共重合体のスピンエコー実験からミセルダイナミクスの圧力依存性の研究を行ったところ、ドジャンナローイングと呼ばれる、拡散係数の低下が見られた。その他、圧力ジャンプ法によるサーモリシンの圧力誘起変性の観察などを行った。

その結果、(1)相分離温度は圧力に対する、上に凸の関数であり、溶液で50MPa付近、ゲルで100MPa付近に極大をもつことがわかった。(2)SANSにより、臨界現象の観測に成功し、スピノーダル曲線を決定した。(3)臨界点近傍における、ゆらぎの長波長化、遅延化という臨界ダイナミクスを観測した。こうした実験事実に基づき、疎水相互作用の本質および疎水水和構造形成メカニズムについての分子論的解明をおこなった。さらに、「柔らかい凝縮系」をマイクロエマルション系へと拡張し、マイクロエマルションの相挙動、ミセル構造の微視的構造、ミセル薄膜のダイナミクスについての研究を行い、相挙動・相構造に及ぼす温度と圧力の役割について研究した。
現代ラティーノ政治における新しい市民の創造：エスニシティの変容をめぐって

米大学院ライス大学博士課程に留学することが決まり、特別研究員を辞退せねばならなくなったものの、研究テーマ「現代ラティーノ政治における新しい市民の創造:エスニシティの変容をめぐって」について、日本でもアメリカでも研究を着実に遂行することができた。今期は研究を遂行するにあたり、歴史学、アメリカ史、ラティーノ史、メキシコ史に基礎を固めることに専念した。貴研究費によって購入した『世界歴史体系アメリカ史』、『世界各国史ラテン・アメリカ史』をはじめとした学術書は、この点大変役に立っている。日本においては、今期は遠藤泰生指導教授のもと、授業、課題遂行において歴史をグローバルに捉える視点を養い、ラティーノ政治とコミュニティ発展の歴史を、より広い西半球からの視点から研究する方向性を切り開くことができた。また留学先のアメリカにおいては、歴史学のあり方を文献・ディスカッションを通して学ぶ傍ら、グローバル・ヒストリーに関する講義、そして19世紀のアメリカ史、20世紀の人種問題に関する歴史、メキシコ史のコースワークを履行することによって、研究テーマに直結するラティーノ史、歴史学、アメリカ史について多くの知識とより広く深い視座を養っている。留学準備が重なったため、論文の出版や学会での発表はできなかったものの、このように着実に研究テーマについて勉学に励み、論文を来年出版できるよう執筆に着手した段階である。このように今年度研究を遂行することができたのは、日本学術振興会からの研究費を受給できたからに他ならない。今後も感謝の気持ちを忘れず、日本の学術界に貢献できるよう、テーマを遂行していきたい。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
腫瘍追跡情報をフィードバックする呼吸コーチング法の開発

腫瘍追跡精度の向上策として、テンプレート画像を作成する際に、X線透視画像の腫瘍領域から骨構造情報を除外して学習する方法を提案した。提案手法と従来法の腫瘍追跡結果を比較した結果、提案手法は腫瘍追跡精度が大きく向上することが明らかとなった。骨構造の重なりによって腫瘍形状が不明瞭な画像に対しても新提案手法では腫瘍追跡精度が確保できた。また、X線透視画像による腫瘍追跡情報をフィードバックする呼吸コーチングシステムを完成させた。新提案手法の骨構造情報領域のマスク処理が煩雑な作業であることから臨床試験実施は見送られた。本研究は、我々が開発している患者体内に標的金属マーカーを留置しない非侵襲的な腫瘍追跡システムの情報をもとに、腫瘍追跡情報をフィードバックする呼吸コーチングシステムの開発を目的にしている。本年度は、1)従来より継続している腫瘍追跡システムの高度化、2)呼吸コーチングシステムの基礎機能開発、を目指した。1)腫瘍追跡システムの高度化これまでの研究からマーカーレスの腫瘍追跡精度向上は難易度の高いことが判っている。しかしながら我々の研究から、CTの3次元情報を基に腫瘍と周辺構造とを分離した疑似X線透視画像情報が腫瘍追跡精度を高められる可能性があることが判っている。この仮定に基づき、CTデータから腫瘍と周辺構造を分離した画像を作成するプログラムを作成中である。2)呼吸コーチングシステムの基礎機能開発呼吸コーチング処理コンピュータとコーチング情報を患者に提供する最適なデバイスを模索中であるが、その基本機能を構築し、相互に情報を通信する機能を構築中である。プログラムは概ね完成している。本研究は、我々が開発している腫瘍追跡機能の高度化とその追跡情報を患者にフィードバックする呼吸コーチングシステムの開発である。本年度は昨年に引き続き、1)腫瘍追跡のアルゴリズムの高度化、2)呼吸コーチング機能の高度化、を実施した。1)腫瘍追跡アルゴリズムの高度化CT画像を元にしたDRR画像を作成する際に、腫瘍部分と腫瘍外の周辺構造を分離したDRRによる追跡を試みた。結果はリアルタイムの透視画像に対してもマスキングが必要である傾向が判った。2)呼吸コーチング機能の高度化引き続き呼吸コーチング情報を患者に示す効果的なGUIを模索中である。腫瘍追跡用PCと呼吸コーチング用PCの連結とコーチングに必要は情報の転送は完成している。本年度はこれまでの研究を引き続き、1)腫瘍追跡アルゴリズムの高度化、2)呼吸コーチング機能の高度化、を実施した。1)腫瘍追跡アルゴリズムの高度化マーカーレスの腫瘍追跡精度向上策として、CT画像の3次元情報を元にしたDRR画像を作成する際に腫瘍部分と腫瘍外の周辺構造を分離した追跡画像を利用する必要性が示唆されたが、リアルタイムに透視画像にも骨構造など腫瘍周辺構造を分離する必要があることが判った。リアルタイムに透視画像に腫瘍周辺構造を分離する画像情報を施すことは演算量の多い画像処理のため現時点では困難である。2)呼吸コーチンング機能の高度化呼吸コーチング機能を患者に示す効果的なGUI等を作成した。同時に腫瘍追跡システムと呼吸コーチングシステムPC間の通信機能や時間同期機能を作成した。これにより原理的に呼吸コーチングによってCT撮影時の呼吸レベルに誘導するすることが可能となる機能が作成できた。1)腫瘍追跡機能の高度化やや遅れている。腫瘍追跡は難易度の高い研究課題であり、個別の患者に対する精度向上のアルゴリズムが必ずしも他の患者に対しても有効であるとは限らない。現在はアルゴリズムの改良と最適化を試行錯誤している状況である。2)呼吸コーチング機能の高度化概ね順調に進行している。医学物理学1)腫瘍追跡機能の高度化最終年として、腫瘍追跡機能の高度化を行う。現在でも照射ゲート付近の位相では追跡精度は高いがよりロバストなアルゴリズムを模索する。2)呼吸コーチング機能の高度化GUI中心にチューニングを行いシステムの特性評価を行う。1)腫瘍追跡システムの高度化もともと難易度の高い研究目的である。追跡精度向上のための新たな手法も試みるためのプログラム開発をおこなっている。2)呼吸コーチングシステムの基礎機能開発近年、関連のハードウェアの進歩はめざましく、最適なハードウェア構成を模索中であるが、その基本機能はほぼ作成を完了している。本研究に適したデバイスであると予定していたハードウェアがメーカーの計画通りに発売されずなかったため、今後機種選定をやり直す必要があった。1)腫瘍追跡システムの高度化作成中の追跡精度向上のための新たな手法のためのプログラムを完成させ、精度評価をおこなう予定である。2)呼吸コーチングシステムの基礎機能開発細かなチューニングを施し、遅延時間の測定などシステムとしての精度評価をおこなう予定である。患者への情報提示方法として安全で効果的なハードウェア作成も視野に入れて購入計画を進める。

近年、呼吸コーチングを実現するハードウェア構成として使用可能なデバイスの進歩がめざましく、特に発売が噂されるグーグルグラスなどは患者呼吸コーチングのハードウェアとして最適と考えられる。そのため現在は最適なハードウェア構成を模索している段階であり、H25年度はとりあえず安価なハードウェア構成で基本機能の実現に注力した。次年度により最適なハードウェアを購入する予定である。患者への呼吸情報提示デバイスとして、最新型のハードウェアを購入する予定である
き裂の形成と進展過程を考慮した粒界制御による面心立方金属材料の疲労特性向上

面心立方金属材料のSUS304ステンレス鋼および6061アルミニウム合金に対し、疲労特性向上のための粒界制御に基づく新たな材料プロセスを検討した。その結果、積層欠陥エネルギーの大きく異なる2種類の面心立方金属材料に対する粒界制御プロセスの基本指針を得た。疲労き裂形成およびき裂進展に及ぼす粒界性格の影響から、面心立方金属材料における疲労破壊の抑制は、低エネルギー粒界である対応粒界の存在頻度を増加させる粒界制御によって可能であることを明らかにした。面心立方金属材料の疲労破壊において、結晶粒界(以下、粒界と記す)は、き裂の優先的な発生場所となるとともに、き裂の進展、分枝および抑制に対しても重要な役割を担う。本研究は、このような面心立方材料の疲労破壊における粒界の重要に着目し、低積層欠陥エネルギー材料のSUS304オーステナイトステンレス鋼および高積層欠陥エネルギー材料の6061アルミニウム合金に対して、粒界制御による疲労特性向上の可能性を明らかにすることを目的として行われた。低エネルギーの小角粒界および対応粒界は、高エネルギーのランダム粒界に比べ、疲労き裂形成に対して高い抵抗を示すことから、低エネルギー粒界の存在頻度を高めることによる疲労特性向上の可能性を疲労き裂進展抑制の観点から明らかにすることとした。SUS304に対しては、加工熱処理による焼鈍双晶の導入と関連付けられる粒界制御により、対応粒界(特にΣ3対応粒界)の存在頻度を53%および73%に変化させた試験片を作製し、疲労き裂進展に及ぼす粒界性格分布の影響を調べた。その結果、対応粒界の存在頻度が高い試験片においてき裂進展が大幅に抑制されることが明らかとなった。一方、6061合金に対しては、集合組織の形成に伴う高頻度の小角粒界の導入による粒界制御を試みた。その結果、現在までのところ小角粒界の存在頻度を約50%まで増加させうることができた。さらに、6061合金に対しては、粒界制御による疲労き裂進展抑制の可能性をパーコレーション理論に基づき検討した。疲労き裂の形成、進展に対して優先的な場所となるランダム粒界のパーコレーションを考慮し、き裂進展の抑制に対する低エネルギー粒界の存在頻度の閾値が約60%であることを示した。面心立方金属材料の疲労破壊過程において重要な役割を担う結晶粒界(以下、粒界と記す)に着目し、粒界の性格・構造がき裂の形成および進展に及ぼす影響を明らかにし、さらにその知見に基づいた粒界設計制御による疲労特性向上の可能性を調べた。本研究では、低積層欠陥エネルギー材料のSUS304オーステナイト系ステンレス鋼および高積層欠陥エネルギー材料の6061アルミニウム合金を試験片として用いた。本年度は、疲労き裂進展に及ぼす粒界微細組織の影響を明らかにすることとした。SUS304ステンレス鋼のコンパクトタイプ(CT)試験片を作製し、き裂進展速度の局所的変化に及ぼす粒界の影響を調べた。疲労き裂が結晶粒界を横切るとき、結晶粒内に比べて進展速度大きく低下することが明らかになった。さらに、高エネルギー粒界のランダム粒界に沿ってき裂が進展する場合、結晶粒内に比べき裂進展速度が大きくなるのに対して、低エネルギー粒界の低Σ対応粒界に沿ってき裂進展する場合には進展速度が著しく減少することが明らかになった。さらに、6061合金に対しては、粒界が、疲労き裂進展の優先的経路となることを明らかにするとともに、材料に高頻度の低Σ対応粒界を導入する粒界制御を行うことによって、疲労限および疲労寿命を増加できることを明らかにした。疲労き裂形成およびき裂進展に及ぼす粒界性格・構造の影響から、面心立方金属材料における疲労破壊の抑制は、低Σ対応粒界の存在頻度を増加させる粒界制御によって可能であると結論付けられた。以上の結果は、面心立方金属材料の疲労特性向上に対して、粒界工学に基づく新たな材料プロセスの有効性を示すものであり、今後、構造材料の高性能化に関する幅広い応用が期待できるものと考える。
X線抵抗性腫瘍に対する熱・熱外中性子捕捉療法システムの確立

(1)KUR、JRR4、Petten炉の中性子ビームを比較した。浅部の中性子単独効果はPetten炉、KUR、JRR4の順、硼素線量のピークはKUR、JRR4で1.5-2.0cm、Petten炉で3cm、ピーク部・6cm深部の硼素線量比は、Petten炉、KUR、JRR4で各々2.5、3.0、3.0以上であった。直径12cmの照射野中央を直径6cm、4cmのLiF二重板で遮蔽するとピーク・6cm深部の熱中性子比は2.1-2.4に、硼素線量比は約2.3に改善した。(2)BPA・BSH併用の細胞生存率曲線は各々単独の場合の中間に位置した。しかし、腫瘍治癒では相乗効果が認められ欠点が補正された。(3)マウスにBSH投与後、腫瘍に電撃処置を反復すると腫瘍硼素濃度を長時間高く維持でき、BNCT効果が増強された。しかし、単離細胞状態にすると効果は大幅に失われた。(4)低酸素細胞の再酸素化をBPA-BNCTとBSH-BNCTで比較すると、前者はガンマ線照射に類似し、後者は中性子単独の時間過程や程度に近かった。これは両化合物の腫瘍内での分布の相違の反映として理解可能である。(5)肝細胞に対する熱中性子のRBEは1.65、BPAおよびBSHのCBEは各々5.98,2.27であった。(6)熱中性子によるHPRT-突然変異頻度はγ線の2.5倍、硼素濃度10-20ppmの範囲では、4.2-4.5倍であった。(7)DMSOの防護効果はD_0比で熱中性子約1.9、熱外中性子1.4であった。HPRT遺伝子の突然変異比較では熱外中性子に対する方が大きかった。欠失エクソンには熱中性子と熱外中性子で差はなく、ガンマ線とは差があった。(8)BPA誘導体BPA-olのBNCT効果は等硼素濃度でBPA-ol>>硼酸=BPA>BSHであった。BPA-olの効果は温熱処置(42.5°C-60分)で更に増強された(約3倍)。(1)熱中性子、熱外・高速中性子のRBEを腫瘍細胞(SCCVII)の生存率曲線の直線部分の比でみると、どちらのビームも約2.0の値を示した。10%生存率で比べると4-5の値となった。熱中性子線照射の細胞生存率曲線には肩がなかったが、熱外・高速中性子線のそれには小さいながらも肩が認められた。(2)水ファントム中の生物効果の深度分布から、腫瘍硼素濃度を30ppm、正常組織のそれを10ppmと仮定した場合、熱外・高速中性子ビームを照射した場合の治療可能深度は6.5cmと推定された。

(3)BSHを含む倍地に細胞を浮遊させ、エレクトロポレーションを行うと、洗浄してもBNCT効果(殺細胞効果)は低下せず、10ppm(B-10)では硼酸の等濃度における未洗浄でのBNCT効果に等しかった。BSHは細胞との単純な接触では極めて不十分な細胞内集積しか示さないが、エレクトロポレーションによって効果的なレベルの細胞内集積が得られることが判った。(4)肝細胞に対する熱中性子および硼素中性子捕捉療法(BNCT)の効果をマイクロヌクレウス法で調べた。熱中性子のRBEは1.65、BPAおよびBSHのCBEは各々5.98,2.27であった。この硼素化合物による効果の相違は硼素化合物の細胞内局在の相違の反映と考えられる。(5)熱中性子によるHPRT-突然変異頻度はγ線の2.5倍、硼素濃度10-20ppmの範囲では、4.2-4.5倍であった。(6)温熱のBNCT効果に及ぼす影響をみると、温熱増感率は硼素濃度の上昇(0-30ppm)と共に減少(2.65-1.0)した。(7)改造後設備の熱・熱外・高速中性子のフラックスのAu,Inによる測定では、熱外中性子のフラックスが予想より小さかった。(1)熱中性子、熱外・高速中性子混合ビームのRBEを培養SCCVII腫瘍細胞(マウス扁平上皮癌)を用いてコロニー形成法で検索し、各々2.0と1.9の値を得た。中性子フルエンスで比較すると、粒子カーマ値が大きい混合ビームの方が効果が大きくなった。硼素-10併用による効果増強の程度は捕獲断面積の大きい熱中性子ビームの方が大きかった。固形腫瘍に対する効果を見ると硼素-10が存在しない場合は両ビームの効果に大きな差は生じないが、硼素-10存在下での効果は静止期細胞に集積しにくい硼素化合物BPAを併用した場合は混合ビームの方が大きな効果を与えることが分かった。(2)腫瘍細胞浮遊液にBSHを加え、EP処置を行うとBSHを効果的に細胞注入でき、効果はEPの回数に応じて上昇、細胞内の注入BSHは洗浄しても流失しないことが分かった。固形腫瘍の場合、固形腫瘍のままで中性子照射を行うとBNCI効果は非常に大きかったが、細胞単離後に中性子照射を行うと効果が大幅に失われた。固形腫瘍に対するEPではBSHは腫瘍細胞には入らず、腫瘍血管内や細胞間質に閉じこめられた状態あると想像された。(3)BPAは静止期細胞に集積しにくい。一方、BSHは腫瘍細胞に対する親和性はないが比較的均一に腫瘍に分布する。両者の欠点を補う目的で両硼素化合物を併用すると併用時の細胞生存率曲線は各々単独の場合の中間に位置した。しかし、腫瘍治癒を指標にすると相乗効果が認められた。一細胞当たりのマイクロヌクレウス数の頻度分布を調べると、BSHではポアソン分布によく従い、BPAの場合は大きく逸脱した。しかし併用の場合にはポアソン分布に近いパターンを示した。(4)BNCT後の温熱処理の効果をコロニー形成法による細胞生存率で調べると、温熱増感率は硼素濃度の上昇(0-30ppm)と共に減少(2.65-1.0)した。(5)水ファントム中の生物効果の深度分布を同じ細胞株によってコロニー法で検索すると、硼素濃度を腫瘍で30ppm、正常組織で10ppmと仮定した場合、混合ビームの治療可能深度は6.5cmと推定された。(1)熱外中性子の殺細胞効果の深度変化を、KUR、JRR4、Petten炉で比較した。浅部での中性子単独の効果はPetten炉、KUR、JRR4の順に大きく、^<10>B存在下の効果(硼素線量)のピークはKUR、JRR4で1.5-2.0cm、Petten炉で3cmにあった。ピーク部と6cm深部での硼素線量比は、Petten炉、KUR、JRR4で各々2.5,3.0、3.0以上であった。照射野(直径12cm)の中央を直径6cm、4cmのLiFプラスチック二重板で遮蔽するとピークと6cm深部の熱中性子比は2.1-2.4に、硼素線量比は約2.3に改善した。(2)BPAとBSHを併用すると細胞生存率曲線は各々単独の場合の中間に位置した。しかし、腫瘍治癒では相乗効果が認められ欠点が補正された。(3)マウスにBSH投与後、腫瘍に電撃処置を反復すると腫瘍硼素濃度を長時間高く維持でき、BNCT効果が増強された。
匂い学習記憶を支える情報分子の探索

雌マウスは、交尾刺激を引き金として交尾相手の雄の尿中フェロモンに対する記憶を形成し、妊娠に対する保障を獲得している。この記憶は、鋤鼻嗅覚系の最初の中継点である副嗅球において形成される。副鼻球の中継ニューロンである僧帽細胞は副鼻球に内在する顆粒細胞との間に、樹状突起同士の双方向性シナプスをつくっている。フェロモン受容により興奮した僧帽細胞はグルタミン酸を放出して顆粒細胞を興奮させる。興奮した顆粒細胞はGABAを放出して僧帽細胞を抑制する。われわれはすでに、この相反性樹状突起間シナプスが可塑性の場であることを示している。本研究では、正常動物は勿論のこと、ジーンターゲティング法により特定遺伝子を欠失させたマウスを用いて、この匂い学習記憶を支える情報分子を探索することであった。得られた成果は以下の通りである。1)フェロモン記憶の形態学的相関を捉えた。すなわち、記憶非形成群に比較して記憶形成群では、僧帽細胞から顆粒細胞への興奮性シナプスの後膜肥厚のサイズが有意に増大していることを明らかにした。2)副鼻球のメタボトロピックグルタミン酸受容体(mGluR)のサブタイプの一つであるmGluR2を刺激することによって、交尾時に形成される記憶の特徴を備えた記憶が形成されることをすでに示している。そこで、mGluR2欠損マウスのフェロモン記憶形成能を解析した。当初、このmGluR2欠損マウスが持つ遺伝子的背景が災い、mGluR2欠損の効果を評価することができなかった。mGluR2遺伝子の変異をBalb/cに6世代乗せ換えたマウスを用いて再度検討したところ、ミュータントマウスの記憶障害が示唆された。
ウイルス感染症の診断法の開発、分子疫学、病態とリスク評価の研究

1)ノロウイルス(NoV)中空ウイルス粒子を抗原とし、ポリクローナルおよびモノクローナル抗体を得た。最頻出ゲノタイプ(GII/3と4)を迅速に検出できるイムノクロマトキットを作製し、臨床検体でこれを評価した。RT-PCR法と比較した結果、臨床応用が可能であることがわかった。GIを含め多くのゲノタイプを検出できるキットを開発中である。2)手軽で、迅速なNoV核酸検出法であるLAMP法を評価した。GIIの検出には有用であったが、GIについてはprimer設計に改良が必要と思われた。3)NoVとgenogroupを超えて反応するモノクローナル抗体を作製した。この抗体は立体構造に反応し、その認識epitopeは初の報告であった。4)NoV胃腸炎患児の便検体とともに血清検体からも、NoV遺伝子を検出した。その中には神経症状を示す例があった。5)カキからの新しいロタウイルス(RV)濃縮・抽出法を開発し、実際に応用した。6)20042005(I期)と20052006(II期)、2006-2007(III期)年度で日本の乳幼児ウイルス性下痢症起因ウイルスを調べた。I期ではNoVの頻度が高く、II、III期ではRVが多かった。RV遺伝子型はI期ではG3が多く、II期ではG1が多かった。G3には遺伝子多様性が見られた。I期でのNoV最頻出株はGII/4で、新しいリコンビナント株が見られた。II期にはGII/3が多く、これも新しいリコンビナント株であった。I期にサポウイルスGI/1の集団感染がありこれも新しいリコンビナント株であった。7)サイトメガロウイルスの分子疫学と重症度の関連性を調べた。gB、UL144、UL149遺伝子のゲノタイプについて先天性感染児と後天性感染児で比較したところ、どのゲノタイプの組み合わせでも神経異常を引き起こした。gB3ゲノタイプは先天性感染に多かった。1.ノロウイルス検出を迅速に行うイムノクロマトグラフィーの開発を行った。頻度の高いGII/4とGII/3を検出できるmonoclonal抗体を用いて臨床応用に向け基礎的検討をおこなった。日本の検体を用いた市販ELISA法との比較結果はRT-PCR法を基準として感度、特異度、一致率がそれぞれ78.9%(ELISA:90.4%)、96.4%(同:96.4%)、92.4%(同:95.0%)であった。一方、GI/1、GI/11、GII/2、GII/3、GII/4、GII/5、GII/6に対する各polyclonal抗体を使用したより広範なgenotypeに対応できるICを開発中である。こちらは多種のVLPへの反応を確認し、臨床検体への応用を準備中である。2.RT-PCR法よりも手軽で、迅速なノロウイルス核酸検出法であるLAMP法をRT-PCR法と比較した。GIIに対しては非常に高い感度と特異度を示した。GIについてはprimerの設計に改良が必要と思われる。3.20042005年度も日本の乳幼児ウイルス性下痢症起因ウイルスを調べ、過去の結果と比較した。前年度まではロタウイルスの頻度が最も高く、次がノロウイルスであったが、この年度はノロウイルスの頻度がロタウイルスを凌駕した。

ロタウイルスのG血清型はG1が落ち込み、G3が急上昇した。G3の遺伝的多様性が認められた。ノロウイルスはGII/4が最頻出genotypeであったが新しいrecombinant株の出現が見られた。サポウイルス、C群ロタウイルス、アデノウイルスによる集団感染が観察された。4.ノロウイルスのgenogroupを越えて反応するmonoclonal抗体のepitope解析より、この抗体が立体構造に反応する抗体で今まで報告されていないepitopeを認識し、genus-specificな抗体である可能性を示した。1.ノロウイルスの最頻出ゲノタイプ(GII/3と4)を迅速に検出できるイムノクロマトキットの評価を臨床検体にて行った。RT-PCR法と比較すると、感度7479%、精度96100%、一致率9295%で、他社IC製品とほぼ同様であった。現在さらにGIを含めた多くのノロウイルスを検出できる系を開発中である。2.カキからの新しいロタウイルス濃縮・抽出法を開発し、A群ロタウイルス検出を行った。3.ノロウイルス胃腸炎患児から得た便と血清中のノロウイルスをRT-PCR法で検出した。便陽性例の中で血清陽性例があり、その中で神経症状の見られたものがあった。4.20052006年(検体総数603)および20062007年度(総検体数628)の日本におけるウイルス性下痢症の疫学調査を行った。ロタウイルス(19.8%)では、前々年度に頻度の低下した遺伝子型G1が、前年度に上昇傾向を見せ、この年度に再び最頻出株となった。一方G3は減少したが、この2株で88%であった。ノロウイルス(8.5%)の最頻出ゲノタイプはGII/3で、GII/4と合わせて90%であった。GII/3のvariantが最頻出株となった。20042005年にサポウイルスGI/1の集団感染があった。サポウイルスでも組換えウイルスがあった。20062007年はロタウイルス18.7%、ノロウイルス14.4%、アデノウイルス3.8%、サポウイルス2.5%、アストロウイルス2.4%、混合感染1.8%であった。5.サイトメガロウイルスの分子疫学と重症度の関連悔を検索した。gB、UL144、UL149遺伝子のゲノタイプについて、先天性感染児33名と生後感染児31名を調べたところ、どのゲノタイプの組み合わせでも神経異常を引き起こした。gB3ゲノタイプは先天感染に多かった。
RNAエディティングによるゲノム情報の変換システム-葉緑体ゲノムでの解析-

色素体は、原色素体(種子)からエチオプラスト(芽生え)、葉緑体(葉)、クロモプラスト(果実)などへと形態的にも、機能的に大きく変化する。陸上植物の葉緑体ゲノムからの転写産物は、RNAエディティング(C→U)によりDNAの一次情報が一部変換するため、ゲノム情報の正確な解読にはRNAエディティングの網羅的知見が必須である。そこで、タバコを用いて以下の3点の研究を行った。1.RNAエディティングのシス配列の同定以前に開発した「in vitro RNAエディティング系」はP32標識基質を用いるため煩雑であった。そこで、簡素化のため、蛍光標識ダイデオキシヌクレオチドとプライマー伸長法を組み合わせた新しい活性測定法の開発に成功した。この手法ではP32標識基質の作製が困難なmRNAにも対応可能である。2.RNAエディティングのトランス因子の同定と単離既に、4種のエディティング部位のトランス因子を同定したが、そのうちでin vitro活性の最も高いpsbE mRNAエディティングに対する56kDaのトランス因子の単離を進めた。タバコ緑葉10kg相当より葉緑体を単離し、硫安分画法とゲル濾過法でin vitroエディティング活性を指標に精製を行いほぼ単一のタンパク質を得た。3.RNAエディティングの進化システムの考察栽培タバコ(Nicotiana tabacum,4n)は、祖先種のN.sylvestris(2n)とN.tomentosiformis(2n)が融合してできた異質4倍体である。RNAエディティングの起源と進化を調べるため、上記3種のエディティング部位をさらに同定する必要がある。そのため、タバコ祖先種2種の葉緑体DNAの全塩基配列を、ショットガン法で決定した。
自閉症児に対するシンボルカードを用いた支援方法に関する実践的研究

日常生活場面でシンボルカードによるコミュニケーションが使えるようになることで,自分の気持ちや要求を相手に伝えられることにつながると考えた。そこで,その前段階で必要な認知機能の発達を促進する教材や支援方法の開発,コミュニケーション支援方法の学習を行い,以下2点を重点的に日々実践してきた。1色や形のマッチングや弁別・分類の学習から日常生活への般化に向けて具体物を用いた,色の弁別・分類の学習は,生徒が操作しやすい教材を用いて様々な色で学習した。形の弁別・分類は徐々に線を細くして段階をおって学習を積み重ねた。また同じような学習内容でタブレット端末を用いてできた。さらに,机上の学習だけではなく日常生活への般化として毎日の日付の変更を生徒の仕事として,枠の色を見て日付カードを貼ることができた。2自分の気持ちや要求を伝えるためのPECSの実践について色や形の学習やシンボルカードと具体物のマッチング学習を通して, PECSカードの意味を生徒が理解し,日々の生活の中で絵カードの交換場面を設定し取り組んできた。PECS学習の積み重ねで自分の要求を教師だけではなく,友だちに伝える場面が増えた。例えば, PECSを使用する以前は「ギターで遊びたい」と考えた際,教室を飛び出しギターのある部屋まで移動していた。しかし,シンボルカードの意味理解やPECSの学習を通し,自分のブックからギターの写真カードをはがし,教師に渡し自分の要求を伝えることができた。本実践では, 1と2を互いに積み重ね学習してきたことが相手に自分の気持ちや要求を伝えることができたのではないかと考えられる。今後は現在理解しているカードだけはなく,新しいカードの学習を通して,認知力を高め様々な要求や自分の気持ちを表現できるようにする必要がある。また,タブレット端末を使用することがコミュニケーションツールの1つとして成り立つのか,検証していくことが考えられる。
不均質生体現象を表わす偏微分方程式の研究

2.研究代表者らは数値シミュレーションのためのソフトの最新版を導入し、さらに精密な腫瘍浸潤モデル、走化性方程式の数値実験を試みた。3.昨年度、Chaplainらは非局所腫瘍浸潤モデルの妥当性の根拠として、非局所項をテイラー展開によって近似する方法を用いたが、これに従い局所型腫瘍浸潤モデル(Chaplain-Lolas)における我々の方法を用いて解の存在を示し、各展開項と数値シミュレーションと比較し現象との関連性について特徴付けることができた。一方、非局所腫瘍浸潤モデルの理論解析にはChaplainらの結果があるが、古典解以上の解の滑らかさは期待できない。ところが、テイラー展開には解の十分な滑らかさが必要であり、これが数学的に保証されてない限りモデルの妥当性も保証されず、これを示すことが重要な課題であるという認識に至った。そこで彼らの方法とは全く異なるアプローチを検討し、非局所項に適当な拡張を施し特異積分作用素として再定義し、これを係数とするある非線形発展方程式に対する問題として捉え直し、これのエネルギー評価式を導くことに成功した。これを用いて十分滑らかな解の存在を示し、非局所腫瘍浸潤モデルの妥当性とその数学的妥当性を共に保証することに成功した。4.平成31年3月にイタリアで行われたMACMESE'19において3で得られた研究結果を発表した。1研究代表者は7月に米国に出張し11th AIMS conferenceに参加し最新の成果発表と情報収集を行った。その際海外連携研究者であるJ.I. Tello氏と腫瘍成長モデルに関連した走化性モデルについての研究打ち合わせと今後の研究の方向性について確認した。また研究代表者らは、急速に浸潤する腫瘍細胞の細胞レベルの微視的経時的挙動についてNカドヘリンによる接触走性の数理モデルを提案し、シミュレーションを行った。2.研究代表者らはシミュレーションのためのハードとソフト、数理医学関係の図書を購入、数値アルゴリズムの開発と数値実験を試み、最新の動向を調査した。急速に浸潤する腫瘍細胞に対し治療の予後のため細胞レベルの挙動が問題になっているが、最新医療機器でもこれを特定できない。そこで文献調査により、その駆動力にNカドヘリンが主導的役割を果たしていることを確認し、これを記述する数理モデルを提案し、シミュレーションを行い、国際学会で成果発表した。3.非局所腫瘍浸潤モデルにおいて陰的に与えられた非局所項について妥当性のある数学的枠組を設定しその特徴づけを行った。非局所項における定義域の不整合をモデルの提案者が認め訂正がなされ、それに従って定義域の拡張を行い一般化された微分作用素としての枠組みでとらえたところ、特異積分作用素や擬微分作用素に近い特徴を持つことがわかった。4.研究代表者と研究分担者・連携研究者は、12月に平成28年度藤田保健衛生大学数理講演会を開催し、成果の確認を行うとともに、他分野との連携、情報の収集と研究討論を行った。連携研究者であり講演者の斉藤宣一氏と、非局所腫瘍侵潤モデルの数値解析の手法について議論した。5.Chaplain-Lolasモデルの腫瘍浸潤モデルについて、先行結果が数値解析解であるのに対し、数学的に解の存在を示し、シミュレーションを行った。以下において当初の目標を十分に達成しつつある。1.11th AIMS conferenceにおいて、本研究課題に関連した最新の成果を発表した。その中には、海外連携研究者であるJ.I. Tello氏との腫瘍成長モデルに関連した走化性モデルについて得られた結果も含まれる(掲載論文参照)。2.研究代表者らは数理医学関係の図書を購入、最新の動向を調査した。急速に浸潤する腫瘍細胞に対し細胞レベルの挙動は最新医療機器でも特定できない。一方細胞挙動がランダムウォークであることや、その駆動力が何によるものか特定されていないことが数理研究の困難点となり、これについて小林英敏氏、林直樹氏らと調査し、Nカドヘリンの主導的役割を突き止め、Nカドヘリンによる接触走性を原理とした数理モデルを提案しその成果を3月、19th MACMESEにて成果発表した(掲載論文参照)。3.非局所腫瘍浸潤モデルの非局所項について妥当性のある数学的枠組の設定と特徴づけを行った。この数学解析を行うため、提案者らの新たな問題設定に従い適切な定義域の拡張を行い、これを一般化された微分作用素の枠組みでとらえ、特異積分作用素と擬微分作用素の中間的性質による特徴づけを得た。4.平成28年度藤田保健衛生大学数理講演会を開催した。その結果、直接的アプローチにはまだ多くの準備が必要であり、非局所項のテーラー展開による近似を用いてシミュレーションを実行した。5.Chaplain-Lolasモデルの腫瘍浸潤モデルについて、Kolevらの先行結果が数値解析解を求め、それを基にしたシミュレーションであるのに対し、より一般的な場合において数学的に古典解の存在を示しそれによって保証された数理モデルを用いてシミュレーションを得た(掲載論文参照)。1.研究代表者は8月にスウェーデンで行われた11th ISAACCongressに参加し最新の研究成果の発表と関連する研究の情報収集を行った。海外連携研究者のJ.I.Tello氏との走化性方程式の共同研究において提起した走化性モデルにおいて、腫瘍浸潤に対応する場合について成果が得られ、これについて発表した。2.研究代表者らは数値シミュレーションのためのソフトの最新版を導入し、腫瘍浸潤モデル、走化性方程式の数値実験を試みた。

3.非局所腫瘍浸潤モデルにおいて非局所項をテイラー展開し、十分滑らかな解の存在を示し、各展開項と数値シミュレーションと比較し現象との関連性について特徴付けた。非局所腫瘍浸潤モデルの数学解析はChaplainらの結果があるが、古典解以上の解の滑らかさは期待できない。一方、非局所腫瘍浸潤モデルの妥当性の根拠として、非局所項をテイラー展開し、非局所の範囲を0に近づけたとき、すでに知られている局所型腫瘍浸潤モデル(Chaplain-Lolas)収束することによってその証左とした。しかし、テイラー展開には解の十分な滑らかさを必要とし、実はこれが数学的に保証されておらず、研究代表者はこれを示すことが重要な課題であるという認識に至った。そこで彼らに従い、非局所項をテイラー展開して得られた数理モデルについて十分滑らかな解の存在を示し、非局所腫瘍浸潤モデルの妥当性を保証した。4.平成29年度藤田保健衛生大学数理講演会を12月に開催した。走化性の研究を中心に最新の結果について講演が行われた。新たな方向性を反映した問題が提起され、討論した。特にケラージーゲル系に「間接的」に第3番目の方程式を加えることで、興味深い多様な結果が得られており、しかもこの枠組みの中に従来の腫瘍成長や浸潤モデルが入ることから、広く生体現象の数理モデルを特徴づける可能性を示唆している。以下において当初の目標を十分に達成しつつある。1.研究代表者は海外連携研究者であるJ.I.Tello氏と2つの種の弱い競合を記述する走化性システムについて結果を得ている。今回これにおける強い競合の場合として腫瘍浸潤モデルに対応したものを考え、解の存在と性質について、J.I.Tello氏の協力のもと、共同研究者星野弘喜氏らとともに結果を得た。(掲載予定論文参照)2.研究代表者らは悪性腫瘍のモデルについて、分子生物学的立場から浸潤過程を特徴付け、それに基づいた数理モデルを立て、コンピュータによるシミュレーションを行い、実験データとの整合性について、医学的立場より共同研究者小林英敏氏、林直樹氏とともに議論した。(掲載論文参照)3.研究代表者らは数値シミュレーションのためのソフトの最新版を導入し、本課題研究に関連する数理モデルの数値実験を試みた。特に、数値実験において非局所項の扱いに新たな可能性が期待され、これについて引き続き取組んでいる。4.Chaplainらによって提起された非局所腫瘍浸潤モデルにおいて、その妥当性を主張する根拠となった非局所項をテイラー級数に帰着させる方法において、十分な解の滑らかさが必要である。しかしこれまでの数学解析ではこれに足る十分な解の滑らかさがえられていない。そこで彼らの方法に従い、テイラー展開により帰着された数理モデルの十分な解の滑らかさを保証することで、この非局所腫瘍浸潤モデルの妥当性を保証した。(掲載論文参照)
異なる映像コンテンツ間の冗長度削減のための映像群圧縮符号化

本研究では、異なる映像コンテンツ間の冗長を削減し映像群全体の情報量を削減するための圧縮アルゴリズムを提案した。提案圧縮手法を大きく、予測・適応的信号変換部、デコーダ側におけるカラー復元部によって構成し、それぞれのアルゴリズムを与えた。本手法によって、映像全体の情報量の大幅な削減が実現できることを示した。また予測・適応的信号変換部において、整数演算アルゴリズムを導入し、演算の高速化を実現した。1年目に計画した(ステップ1)コンテンツ予測手法、(ステップ2)適応行列変換群の構成に関して以下の成果を挙げた。(ステップ2)適応行列変換群の構成:コサイン変調・サイン変調と呼ぶ方式に基づいて変換群を構成した。この方式によって得られる行列変換群によって、変換群の規模を小さく抑えながら、画像毎に異なる様々なテクスチャのエッジ特徴(方向・解像度)に従って効率良く変換できることを示した。(ステップ1)コンテンツ予測手法:コンテンツ予測では、リフティングと呼ばれる手法に基づき構成した。リフティングの利用によって、リフティング処理中に実行される予測処理が(ステップ2)で先に構成した適応行列変換群の中にシームレスに導入できることが分かり、結果(ステップ2)の成果に統合する形で実現した。今年度は、(ステップ3)昨年度のステップ2を一般化した適応的変換群を設計するアルゴリズムの確立、及び(ステップ4)付加情報の効率的な伝送アルゴリズムの構築、を目的として研究を行った。昨年度ステップ2で提案したコサインサイン変調方式は可分型と呼ばれる方式で、1次元信号を変換することが前提となっている。よって多次元信号である画像・映像信号を変換する際に最適ではない問題があった。そこで今年度は画像・映像に適した非可分型のコサインサイン変調方式を提案し,K-SVDの様に柔軟で高効率な適応的変換群を実現した。またステップ4では、付帯情報の効率的な伝送のために、Bayerデータ(ディジタルカメラがカラー画像を生成する前段階で取得する未加工データ)に含まれる色成分情報に対応する部分のみを残して伝送し、デコーダ側で欠損情報を推定、復元する手法を考案した。カラー画像は通常3チャネルから成る画像信号であるが、本提案法では1チャンネル分の信号を伝送すればよいため、大幅な付帯情報量の削減に成功した。1年目では、当初の研究計画の逆順(ステップ2の適応行列変換群の構成、ステップ1のコンテンツ予測手法の順)に研究を進めたが、【研究実績の概要】で記載した通りに、適応行列変換アルゴリズムの中に予測手法をシームレスに統合できることが分かったため、本研究手順をとった。初年度の2つの計画を消化したため、おおむね順調に進展している。25年度が最終年度であるため、記入しない。【現在までの達成度】に記載の通り、本研究はおおむね順調に進展している。従って2年目の研究では予定通り、(ステップ3)必ずしもエッジの方向・解像度の特徴が顕著ではない詳細領域に対する適応変換行列群の構成、(ステップ4)適応変換行列に伴う付加情報の効果的な伝送手法の確立に取り組む。本工程の中で、ステップ3ではより一般的な画像特徴を取り扱う変換の検討が必要となり最も難易度の高いステップとなる。ただし、1年目ステップ2で構成した変換群を拡張するアプローチによって対応できると考えられるため、基本的には1年目ステップ2を一般化する観点で研究を進める。また、構造の一般化に伴って、1年目ステップ1で構成した予測手法のアルゴリズムも変更する必要が生じるため、併せて検討する。