hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
助言によるゲームAI強化についての研究

この変換を使うことで、異なるプログラム間での楽観合議を行うことが可能になり、その結果をまとめ発表した。さらに、このように得られる勝率を行動候補への確信度とみなし、多数決における票として利用する重み付きの多数決を提案した内容をまとめ発表した。以上のように、助言の定義の拡大を行い、評価値について異なるプレイヤ間での比較方法とその利用方法についての知見を得た。そこで得られた知見に基づき、合議と呼ばれる手法の改良を行い、得られた知見の応用としての成果を得た。より豊富な情報を持った助言についての新しい知見が得られていた。また、その知見を合議へと応用し、有効性を示すことができ、計画どおりに「豊富な情報の有効活用の応用」を進めることが出来ているため。実験的に有効な条件を探るための実験で膨大な組み合わせが生じるため、何らかの絞り込みを行うことを考えている。一般に強いプレイヤに興味が持たれるため、強いプレイヤ間の組合せに絞るなどの手法が考えられる。また理論的背景についてはゲーム以外の分野での調査を考えている。合議は多数決による投票・意思決定の手法であり、ゲーム理論や社会選択理論といった分野で研究がされている。これらの分野における類似の手法の理論的解析や実験的な手法について調べることで推進していく。より豊富な情報を助言として利用するために、指手以外の情報の利用方法について検討してきた。今回は評価値について取り組んだが、最終的な出力だけでなく、探索中の情報についても取り扱うことを予定している。得られた新しい知見に基づいて、より豊富な情報を助言として利用することでシステムの性能を改善する。並行して、得られた知見について更に研究を深めることや別のシステムへの応用など、新しい研究テーマを掘り下げていく。
低酸素による血管細胞の増殖誘導とその機構

本年度研究は計画通り順調に遂行され、以下の成果を得た。1.ヒト臍静脈内皮細胞、ウシ網膜周皮細胞を用いた低/無酸素(10%、5%、2.5%、0%O_2)培養系を確立した。2.内皮細胞、周皮細胞ともに低酸素下で生細胞数が有意に増加することが認められた。増殖促進における酸素の最大有効濃度は内皮細胞で10%、周皮細胞で2.5%であった。4.内皮細胞はflt1,flt4、KDRの3種のVEGFレセプターをコードする遺伝子を酸素濃度の高低にかかわらず恒常的に発現していた。一方、周皮細胞ではflt1mRNAのみが低/無酸素状態で検出された。5.ヒトVEGF mRNAに相補的なホスホロチオエ-ト型アンチセンスDNA計11種を独自に設計し化学合成した。6.アンチセンスDNAでVEGF遺伝子の発現をブロックすると、10%酸素濃下での内皮細胞のDNA合成が抑制された。11種のアンチセンスVEGFDNA全てが有効に働き、対照のセンスDNAは影響をおよぼさなかった。このことは、VEGF遺伝子産物が内皮細胞の増殖に機能的にも関わっていることを示す。したがって、本研究により、低酸素による内皮細胞増殖誘導の少なくとも一部は「血管VEGF」のオートクリンおよびパラクリン作用を介するすることが明らかにされた。
土構造物の性能評価のための多次元圧密予測法の開発と設計法への応用

軟弱地盤上の土構造物は,何年にも渡り圧密沈下の影響を受けるために,時間経過を考慮した性能評価を行う必要が有る.本研究は,その様な圧密変形の影響を受ける土構造物の性能を評価し,最適な維持管理法決定手法の開発を目的とする.通常,軟弱地盤では施工の際に,変位や間隙水圧が計測される.ここでは,長期的(10-20年程度)の維持管理を念頭に置いているため,計測値に基づいて維持管理計画を変更できる方法を念頭に置いている.研究は,具体的には,1.圧密変形評価モデルの検討,2.現場計測値に基づいた将来変位予測法の開発を行った.最適な構造物の維持管理のためには,正確な変形予測法が必要である.今回は,二次元圧密模型実験を実施し,軟弱地盤の多次元的な挙動を正確に予測する手法の開発に力点置いた.具体的な結果は次のとおりである.(1)二次元圧密模型試験装置の開発試験機は,水圧によって拘束圧が載荷され,ベロフラムシリンダによって局所載荷がなされる仕組みになっている.計測は,表面の沈下を変位変換器で間隙水圧を圧力変換器で計測している.また,多次元変位は,CCDカメラによるビデオ撮影を行い,供試体に設置した標点の変位から求めた.(2)二次元圧密試験の実施実験材料として,カオリン粘土(低塑性),海成粘土(高塑性)を用いて圧密試験を実施した.計測値として供試体の複数点の変位と間隙水圧を計測した.(3)逆解析に対応した簡便な変形予測モデルの開発モデルは,圧密硬化,せん断による応力ひずみ関係の非線形性,および異方性を評価できるものである.逆解析に対応した変形予測モデル開発に当たっての留意点としては,モデルを可能な限り単純化することである,得られた実権計測データに基づいて逆解析を実施し,適切な変位予測が行えるかどうかを確認し,解析手法の有効性を確認することができた.軟弱地盤上の土構造物は,何年にも渡り圧密沈下の影響を受けるために,時間経過を考慮した性能評価を行う必要が有る.本研究は,その様な圧密変形の影響を受ける土構造物の性能を評価し,最適な維持管理法決定手法の開発を目的とする.通常,軟弱地盤では施工の際に,変位や間隙水圧が計測される.ここでは,長期的(10-20年程度)の維持管理を念頭に置いているため,計測値に基づいて維持管理計画を変更できる方法を念頭に置いている.研究は,具体的には,1.圧密変形評価モデルの検討,2.現場計測値に基づいた将来変位予測法の開発を行った.最適な構造物の維持管理のためには,正確な変形予測法が必要である.今回は,二次元圧密模型実験を実施し,軟弱地盤の多次元的な挙動を正確に予測する手法の開発に力点置いた.具体的な結果は次のとおりである.(1)二次元圧密模型試験装置の開発試験機は,水圧によって拘束圧が載荷され,ベロフラムシリンダによって局所載荷がなされる仕組みになっている.計測は,表面の沈下を変位変換器で間隙水圧を圧力変換器で計測している.また,多次元変位は,CCDカメラによるビデオ撮影を行い,供試体に設置した標点の変位から求めた.(2)二次元圧密試験の実施実験材料として,カオリン粘土(低塑性),海成粘土(高塑性)を用いて圧密試験を実施した.計測値として供試体の複数点の変位と間隙水圧を計測した.(3)逆解析に対応した簡便な変形予測モデルの開発モデルは,圧密硬化,せん断による応力ひずみ関係の非線形性,および異方性を評価できるものである.逆解析に対応した変形予測モデル開発に当たっての留意点としては,モデルを可能な限り単純化することである,得られた実権計測データに基づいて逆解析を実施し,適切な変位予測が行えるかどうかを確認し,解析手法の有効性を確認することができた.軟弱地盤上の土構造物は,何年にも渡り圧密沈下の影響を受けるために,時間経過を考慮した性能評価を行う必要が有る.農業土木構造物に限ると,干拓堤防は軟弱地盤上に建設されている場合が多く,その規模は長大である.また近年は,、老朽化に対する改修・維持管理が重要になりつつある.本研究は,その様な圧密変形の影響を受ける土構造物の性能を評価し,最適な維持管理法決定手法の開発を目的とする.特に,要求性能として圧密変位量が規定される場合を想定し,具体的には,1.圧密変形評価モデルの検討,2.現場計測値に基づいた将来変位予測法の開発,3.最適維持管理決定手法の開発に取り組んでいる.最適な維持管理方法を決定するには,正確な変形予測法が必要である.今回は,二次元圧密模型実験を実施し,軟弱地盤の多次元挙動を正確に予測する手法の開発に力点置いている.今年度は,上記の研究目的,1,2に対応し,(1)二次元圧密試験装置の試作,(2)二次元圧密模型試験,(3)逆解析法の開発を行った.二次元圧密試験装置は,多点における沈下,側方変位,間隙水圧を計測できる機能を有する.今年度はこの試験機の基本的な性能確認試験を実施した.また,基本的な粘性土の二次元圧密挙動を検証するため,遠心力載荷試験を実施した.

特に,材料としてカオリン粘土と海成粘土を用いた.解析法としては,土の挙動を簡便に表すため,直交異方性を考慮した双曲線モデルを用いた.結果として,この簡便モデルと非線形最少自乗法を用いてパラメータを適切に同定することができ,模型試験における圧密挙動を模擬することができた.軟弱地盤上の土構造物は,何年にも渡り圧密沈下の影響を受けるために,時間経過を考慮した性能評価を行う必要が有る.農業土木構造物に限ると,干拓堤防は軟弱地盤上に建設されている場合が多く,その規模は長大である.また近年は,老朽化に対する改修・維持管理が重要になりつつある.本研究は,その様な圧密変形の影響を受ける土構造物の性能を評価し,最適な維持管理法決定手法の開発を目的とする.特に,要求性能として圧密変位量が規定される場合を想定し,具体的には,1.圧密変形評価モデルの検討,2.現場計測値に基づいた将来変位予測法の開発,3.最適維持管理決定手法の開発に取り組んでいる.最適な維持管理方法を決定するには,正確な変形予測法が必要である.今回は,二次元圧密模型実験を実施し,軟弱地盤の多次元挙動を正確に予測する手法の開発に力点置いている.今年度は上記の研究目的,1,2に対応し,二次元圧密模型実験試験の実施および試験結果の解析を主課題として取り組んだ.試験装置は,昨年度試作したものを用い,カオリン粘土と海成粘土を材料として圧密試験を実施した.試験機は,水圧によって拘束圧が載荷され,ベロフラムシリンダによって局所載荷がなされる仕組みになっている.計測は,表面の沈下を変位変換器で,間隙水圧を圧力変換器で計測している.また,多次元変位は,CCDカメラによるビデオ撮影を行い,供試体に設置した標点の変位から求めた,得られた試験結果に対して,逆解析を実施し,複数のモデルの適合性を検討した.今年度は,双曲線モデルに軸直交方向等方性,圧密硬化を考慮したモデルについて考察した.軟弱地盤上の土構造物は,何年にも渡り圧密沈下の影響を受けるために,時間経過を考慮した性能評価を行う必要が有る.農業土木構造物に限ると,干拓堤防は軟弱地盤上に建設されている場合が多く,その規模は長大である.本研究は,その様な圧密変形の影響を受ける土構造物の性能を評価し,最適な維持管理法決定手法の開発を目的とする.通常,軟弱地盤では施工の際に,変位や間隙水圧が計測される.ここでは,長期の(1020年程度)の維持管理を念頭に置いているため,計測値に基づいて維持管理計画を変更できる方法を念頭に置いている.研究は,具体的には,1.圧密変形評価モデルの検討,2.現場計測値に基づいた将来変位予測法の開発を行った.最適な構造物の維持管理のためには,正確な変形予測法が必要である.今回は,二次元圧密模型実験を実施し,軟弱地盤の多次元的な挙動を正確に予測する手法の開発に力点置いた.具体的な結果は次のとおりである.(1)二次元圧密試験の実施実験材料として,カオリン粘土(低塑性),海成粘土(高塑性)を用いて圧密試験を実施した.計測値として供試体の複数点の変位と間隙水圧を計測した.19年度は,18年度の試験結果を検討し,追加試験を実施した.(2)逆解析に対応した簡便な変形予測モデルの開発モデルは,圧密硬化,せん断による応力ひずみ関係の非線形性,および異方性を評価できるものである.逆解析に対応した変形予測モデル開発に当たっての留意点としては,モデルを可能な限り単純化することである.得られた実権計測データに基づいて逆解析を実施し,適切な変位予測が行えるかどうかを確認した.初期の計測データを用いてパラメータ同定を行い,将来の変位予測を実施した.実測値と予測値を比較し,問題点を検討した.
EPHA4を標的とした膵癌バイオマーカーの探索と膵癌新規治療法の開発

本研究では、膵癌切除検体におけるEphA4高発現は膵癌患者の独立した予後不良の規定因子であることを明らかにした。またEphA4を阻害する2,5-dimethylpyrrolyl benzoic acidは、細胞実験および動物実験において著明な膵癌増殖抑制効果があり、膵癌の新規治療薬としての可能性があることを見出した。膵癌臨床検体におけるEphA4の発現状況と肝転移再発や予後との関連の検討を施行した。Tissuemicroarray(TMA)法を用い、膵癌99例の臨床組織検体におけるEphA4免疫染色と臨床情報を比較した。99例中46例(46.5%)にEphA4陽性症例を認め、陰性例と比較しOver all survivalで有意に予後不良であった(p=0.029)。またEphA4発現を含めた臨床病理学的因子の多変量解析でEphA4発現陽性は独立した後規定因子であった。特定の再発部位との関連は認められなかった。次にEphA4を高発現する膵癌細胞株MIA-PaCa2を用いEphA4阻害剤4-(2,5-dimethyl-1H-pyrrol-1-yl) -2-hydroxybenzoic acid(以下、Compound 1と略記)が濃度・時間依存性に細胞増殖抑制効果を発揮するかを検証し、有効濃度を決定した。またヒト正常繊維芽細胞を用いた実験で至適濃度を決定した。結果、Compound 1は単剤で有効な膵癌増殖抑制効果を発揮した。膵癌に対する既存の分子標的治療薬は、単剤で効果がなく抗がん剤との併用療法として承認されている。当初単剤での効果が得られない場合、にGemcitabineとの併用療法を計画していたが、今回単剤での効果が非常に高かったため、併用療法の試験は施行していない。また、Compound1の副作用の観点から、心臓、肺、肝臓、腎臓といった生命維持に重要な臓器や、神経細胞に与える影響についても観察終了後の摘出臓器において検討を行い、明らかな障害を認めなかった。・膵癌臨床検体におけるEphA4の発現状況と肝転移再発や予後との関連の検討を施行した。・EphA4を高発現する膵癌細胞株MIA-PaCa2を用いEphA4阻害剤4-(2,5-dimethyl-1H-pyrrol-1-yl) -2-hydroxybenzoic acid(以下、Compound 1と略記)が濃度・時間依存性に細胞増殖抑制効果を発揮するかを検証し、有効濃度を決定した。・Compound1の副作用の観点から、心臓、肺、肝臓、腎臓といった生命維持に重要な臓器や、神経細胞に与える影響についても観察終了後の摘出臓器において検討を行い、明らかな障害を認めなかった。・上記結果を査読のある英文雑誌に投稿し、掲載された。実験結果が順調に出たため。膵癌臨床検体におけるEphA4の発現状況と、予後や再発との関連を検討した。Tissue microarray法を用い、膵癌99例の臨床組織検体におけるEphA4蛋白の免疫染色と臨床情報を比較した。99例中46例(46.5%)にEphA4陽性例を認め、陽性例は陰性例と比較しOver all survivalで有意に予後不良であった(p=0.029)。またEphA4発現を含めた臨床病理学的因子の多変量解析では、EphA4発現陽性は独立した予後不良因子であった。特定の再発部位との関連は認めなかった。EphA4の発現状況の異なる膵癌細胞株を用い、EphA4阻害剤4-(2,5-dimethyl-1H-pyrrol-1-yl) -2-hydroxybenzoic acid(以下、Compound 1と略記)による用量・時間依存性の増殖抑制効果を検証した。結果、Compound 1はEphA4高発現株において、用量・時間依存性の増殖抑制効果を発揮した。またヒト膵癌細胞株によるマウス同所移植モデルを用い、Compound 1投与による膵癌治療実験を施行し、抗腫瘍効果を確認した。実臨床において、膵癌に対する既存の分子標的治療薬は単剤で効果がなく、化学療法との併用療法で承認されている。このためGemcitabineとCompound 1の併用療法を施行した。Gemcitabine単剤と比較し、Compound 1との併用療法は、in vitro、in vivoにおいていずれも高い抗腫瘍効果を発揮した。

副作用の観点から、Compound 1治療による心臓、肺、肝臓、腎臓といった生命維持に重要な臓器や、脳神経細胞に与える影響について、治療終了後の摘出臓器を観察したが、明らかな臓器障害を認めなかった。本研究では、膵癌切除検体におけるEphA4高発現は膵癌患者の独立した予後不良の規定因子であることを明らかにした。またEphA4を阻害する2,5-dimethylpyrrolyl benzoic acidは、細胞実験および動物実験において著明な膵癌増殖抑制効果があり、膵癌の新規治療薬としての可能性があることを見出した。当初予定していた膵癌の新規バイオマーカーとしての可能性と膵癌の新規治療法としての可能性に関して、両者とも検討が終了し、平成27年度の計画の約50%を完了した。当初予定していた膵癌の新規バイオマーカーとしての可能性と膵癌の新規治療法としての可能性に関して、両者とも検討が終了。結果は論文に掲載した。今後は、臨床研究への応用を踏まえ、ゲムシタビン併用療法の検討を行う予定である。膵癌新規治療の開発今後は、現在の膵癌の標準治療であるGemcitabineとの比較が必要と考える。特にIn vivoでの比較検討を要する。また、臨床応用を見据えた準備が必要と考える。具体的には、学内に設置された北海道臨床開発機構と協力し、国内臨床試験の導入に対応する環境整備、資金調達を整える必要がある。実験を施行し、残高¥660となった。実験が順調に進んだため、残が25,581円となった。次年度の実験消耗品費へ加え、細胞実験へ使用する予定である。細胞培養液購入に使用する見込み。研究期間全体での、使用計画の変更はない。平成27年度に、当初より購入予定の物品、試薬等を購入し、概ね計画通り適切に使用予定である。
iPS 細胞技術を応用した自己免疫性筋炎研究への挑戦

多発性筋炎/皮膚筋炎患者では、筋再生に際して遺伝的に自然免疫系サイトカインを産生しやすい可能性がある。これを解析するには、ヒトiPS細胞から筋細胞を分化させて、再生筋線維が産生するサイトカインを産生させる必要がある。そこで、MyoDを発現するMyoD-hiPS細胞を、MyoDを含むドキシサイクリン誘導性ベクターを導入して樹立した。得られた細胞クローンは、分化培地で紡錘状の細胞へと変化し、再生筋線維と同様のサイトカイン産生能を獲得していることが確かめられた。申請者らは、多発性筋炎(PM)のマウスモデルを用いた研究により、自己免疫性筋炎の発症には、自己反応性T細胞の活性化と筋局所の自然免疫活性化が必要条件であることを見出した。また、筋損傷後の筋再生時には、再生筋線維が炎症性サイトカインを産生し筋自然免疫活性化という必要条件を満たすことも明らかにした。筋炎発症には遺伝因子も関与するが、PM/皮膚筋炎(DM)患者では、筋再生時に産生されるサイトカインの量や質が遺伝的に健常人とは異なり、筋炎の病態形成に関与している可能性もある。一方、筋原性転写因子MyoDをヒト人工多能性幹細胞(hiPS細胞)に導入し、筋特異的分子を発現する紡錘状の筋細胞への分化に成功した報告がある。そこで、健常人とPM/DM患者由来のhiPS細胞から筋細胞を分化誘導できれば、再生時のサイトカイン産生異常の検証や、その是正を標的とした新規治療薬を見出すスクリーニング系の樹立が可能と考えた。今年度は、先ず、hiPS細胞由来の筋管細胞が再生筋線維と同じサイトカインを産生しうるかを検証した。そのために、健常人のhiPS細胞にMyoDを含むドキシサイクリン(Dox)誘導性ベクターを導入し、Dox存在下でのみMyoDを発現するMyoD-hiPS細胞を2クローン樹立した。MyoD-hiPS細胞は、Doxを含む分化培地では、既報と同様に、紡錘状の細胞へと分化した。また、Doxを含む培地で分化したMyoD-hiPS細胞の培養上清中のサイトカインをELISAで測定したところTNF-α、CCL2、CXCL1、CXCL8、TGFβ-1が確認できた。即ち、MyoD-hiPS細胞は、筋分化が進むにつれて、本来の筋管細胞がもつサイトカイン産生能を獲得した。2つのMyoD-hiPS細胞クローン間に形態学的変化や上述のサイトカイン産生能のばらつきはなかった。多発性筋炎(PM)のマウスモデルを用いて、我々は、筋損傷後に再生筋線維が炎症性サイトカインを産生して筋局所の自然免疫活性化を担い、自己骨格筋蛋白成分に反応したキラーT細胞と協調し、自己免疫性筋炎を発症させることを示した。一方、その病態に遺伝因子の関与が推定されるPM/皮膚筋炎(DM)の患者では、遺伝的に筋局所の自然免疫が健常人より活性化しやすい可能性がある。近年、筋原性転写因子MyoDを発現させたヒト人工多能性幹細胞(hiPS細胞)が、筋特異的分子を発現する紡錘状の筋細胞に分化すると報告され、hiPS細胞から分化する筋細胞が、筋局所の自然免疫活性化を担い、PM/DMの発症に寄与するか検証することも可能になると考えられた。そこで、まず、hiPS細胞から分化する筋細胞が、再生筋線維が産生するサイトカインを産生するかを検証した。MyoDを発現するMyoD-hiPS細胞は、MyoDを含むドキシサイクリン(Dox)誘導性ベクターを導入して樹立した。得られたMyoD-hiPS細胞2クローンは、Doxを含む分化培地で紡錘状の細胞へと変化した。これらの細胞の培養上清中のサイトカインをELISAで測定したところ、TNF-α、CCL2、CXCL1、CXCL8、TGFβ-1が産生されていた。MyoD-hiPS細胞2クローンの間には、形態学的変化やサイトカイン産生能に差はなかった。MyoD-hiPS細胞は、DoxによりMyoD発現が誘導されて筋分化が進み、再生筋線維と同様のサイトカイン産生能を獲得したと考えられた。当該年度の目的は1) iPS細胞技術によるPM/DM筋自然免疫異常活性化の解析PM/DM患者および健常人からiPS細胞を樹立、転写因子PAX-7を強制発現させた後、塩基性線維芽細胞増殖因子(b asic FGF)で刺激して筋芽細胞を得て、分化培地で筋管に分化させる。分化過程および筋管に伸展・膜傷害負荷をかけた際の自然免疫活性化を炎症性サイトカイン発現で解析し、また、その発現機序も解析する。

2)筋自然免疫異常活性化修復法の開発PM/DM筋細胞に病態を形成しうる自然免疫活性化を標的として、これを薬理学的ないし遺伝学的に是正する方法を模索する。であった。1)はほぼ順調に達成しているが、2)は元来難しい課題であり、現状は想定範囲内である。膠原病・リウマチ内科その後、iPS細胞技術による筋芽細胞の樹立方法には複数があることが明らかとなった。方法論の差によって自然免疫活性化に差があるかどうかの検証も課題と考えられる。
公共空間の希薄化と個人化傾向の理論的探究

本研究の目的に掲げた「公共空間の希薄化と個人化傾向を説明する統一的な理論モデルを構築すること」は、十分完成した形には至らなかったものの、ある程度中心的なアイディアを示すことができたと考える。中核となるアイディアはBeck(1986)らが提示しているものと殆ど同型であるが、Beckらが必ずしも結びつけて論じなかった地域コミュニティの変容や、新しいメディアの浸透、消費行動の変化なども、さまざまな社会制度やしくみの組織化にともなう「意図せざる結果」として描くことができるのではないか、というものである。これは、現在起こっている社会変動の一面を捉えるだけでなく、多くの社会理論が指摘している傾向性をまとめあげ、現代社会が直面している大きな社会変動の意味を見通す成果になりうると考える。本年度は,本研究課題が関わる諸問題の総合的な検討と具体的な研究戦略の組立てを中心に実施した。第一に,先行研究としての公共空間の希薄化、個人化理論の検討では,U.BeckやZ.Bauman,A.Giddensらの現代社会学理論における個人化傾向と,現代政治理論におけるソーシャルキャピタル論に関する理論的サーヴェイを行ったが,特にG.Ritzerがマクドナルド化理論の枠組みを超えて,再魔術化(reenchantment)という新しい概念を中心に研究を進めていることに注目し,こうした消費社会化傾向が従来型のコミュニティと親密圏に大きく影響を与えている可能性を検討した。Ritzerのマクドナルド化理論は現代の社会変動のある特徴的な面を把握しており注目に値するが,その概念的な弱点について,研究代表者は従来より学会発表や論文の形で指摘してきた。「再魔術化」の概念は彼の理論を精緻化していく際に重要な論点を提供するものであり,本研究としても引き続き詳細に検討すべきであることが判明した。第二に,現代社会の各領域における社会変動(家族の個人化/職場の個人化/労働慣行の変化/地域社会の衰退)に関する経験的研究のサーヴェイを行い,上記の理論的予測をある程度支持する経験的な調査結果が出ていることを把握した。これらの検討結果に基づいて,本年度は次年度以降の研究計画の見直しと精緻化に務めたが,採択通知が10月だったため,成果の発表(学会発表、論文執筆)は次年度以降にずれ込むことになった。本年度は本研究課題が目的に掲げた理論構築の作業を中心に研究を遂行したが、必ずしも当初は予想していなかった発見があった。第一に、公共空間の希薄化・個人化傾向に関する国内外のさまざまな理論のサーヴェイに基づいて、これらを統一的に説明する理論の構築を試みた。その中で(当然予想すべき問題ではあったが)規範的基準設定の問題は避けて通れないことが判明したが、このような「問題状況の発見」そのものも理論社会学にとっては一つの研究成果であると考え、前年度からの研究で判明したRitzerの再魔術化論,(Reenchantment)の問題と関連させつつ、消費社会論一般の理論構成の問題としてこれを位置づける学会報告「消費社会論の存立構造- Ritzer再魔術化論をめぐる考察-」(第48会日本社会学史学会大会・鹿児島国際大学)を行った。また、そこで指摘されたいくつかの観点を織り込んだ形で同名の雑誌論文(『群馬大学社会情報学部研究論集』16巻所収)を発表した。第二に、前年に引き続き、現代社会の各領域における社会変動に関する経験的研究に関するサーヴェイも行い、上記の理論的予測を指示する経験的根拠を収集したが、例えば、子どもの携帯電話・モバイルインターネット問題に関する教育関係者やNPOの取り組み等に関する社会情報学的な研究にも、公共空間の希薄化・個人化傾向といった地域社会の変動の問題が指摘されているなど、計画書を作成する段階では気付かなかったさまざまな社会問題との関連も判明した。この部分に関しては未発表なので、次年度の研究に取り込んで公表していく予定である。本年度は最終年度であるので、「公共空間の希薄化」をもたらすメカニズムをG.Ritzerのマクドナルド化」理論とU.Beckの「リスク社会化/個人化」論を結びつけ、経験領域の社会変動(家族の希薄化・地域社会の衰退・労働環境の変化)を説明できるような統一的理論図式の構築を目指した。本研究課題を正面から扱ったものとは言えないが、Weberの官僚制化の議論の先に見通せる(見通せてしまう)未来を描くRitzer的な議論と、リスクに覆われ先が見通せない未来を描くBeck的な議論とは、一見正反対の方向を示しているように見えながら、実は相互に関連しており、ここにこそ現代社会のアクチュアルな問題構造が見えているという指摘を、社会学史の再検討という視点を導入しつつ行った学会報告「マクドナルド化理論のアクチュアリティ」(日本社会学史学会2009年度研究例会)において行った。

ところがその過程(報告の準備段階とその後の議論)を通じて、「公共空間の希薄化」という本研究課題に応えるためには、道徳や規範意識の問題と関わらせるメカニズムを特定することが不可欠であること、RitzerやBeckの理論の解釈として人々の規範意識の問題に触れていないことは不十分といわざるをえないことが判明した。当初、上記の報告を論文化する予定であったが、この反省をふまえて、さらに研究を深化させた形で発表するため修正作業に取りかからざるを得なくなった。結果的に研究期間中に論文の形で発表できなかったことは反省すべき点である。
大規模な離散列挙問題に対するアルゴリズムの研究

本研究では,ネットワークの信頼度設計に関連する列挙問題,および,単調論理関数の双対化問題に関連する代表的な列挙問題に対する効率的なアルゴリズムの開発に成功した.また関連するいくつかの問題が計算量的に困難であることを示した.本研究では,ネットワークの信頼度設計に関連する列挙問題,および,単調論理関数の双対化問題に関連する代表的な列挙問題に対する効率的なアルゴリズムの開発に成功した.また関連するいくつかの問題が計算量的に困難であることを示した.近年の情報化技術の発達により,人工知能,データマイニング,オペレーションズリサーチなど様々な分野で『大規模な離散列挙問題』が解かれるようになってきた.しかしながら,比較的簡単に解ける離散列挙問題を除く多くの問題に対して提案されているアルゴリズムのほとんどは,発見的なものであり,列挙の速度,領域,列挙の順序(例えば,重要なものから列挙する)などのアルゴリズムの精度保証がなく,特に大規模な問題においては,莫大な計算時間,領域が必要になることが多い.本研究では,この急務な研究課題である離散列挙問題に対して,離散構造を解析することにより,大規模な問題にも適用可能な高速アルゴリズム開発を試みる.本年度の成果としては,主にネットワークの信頼度設計に関連する列挙問題を考察した.具体的には,ネットワークと連結にすべきソースのシンクのペア集合が与えられたとき,そのペアを連結にする極小の枝集合の列挙問題並びに,どれかを非連結にする極小の枝集合の列挙問題が逐次多項式時間で解けることを示した.又,離散最適化分野で大きな役割を担っているマトロイドに関連する列挙問題に対しても多くの知見を得た.近年の情報化技術の発達により,人工知能,データマイニング,オペレーションズリサーチなど様々な分野で『大規模な離散列挙問題』が解かれるようになってきた.しかしながら,比較的簡単に解ける離散列挙問題を除く多くの問題に対して提案されているアルゴリズムのほとんどは,発見的なものであり,列挙の速度,領域,列挙の順序(例えば,重要なものから列挙する)などのアルゴリズムの精度保証がなく,特に大規模な問題においては,莫大な計算時間,領域が必要になることが多い.本研究では,この急務な研究課題である離散列挙問題に対して,離散構造を解析することにより,大規模な問題にも適用可能な高速アルゴリズム開発を試みる.本年度の成果としては,ネットワークの信頼度設計に関連する列挙、離散確率分布ににおける(非)効率点列挙、線分の交差点列挙などの問題に対して、その構造を解析することで列挙問題の計算量を明らかにした.近年の情報化技術の発達により,人工知能,データマイニング,オペレーションズリサーチなど様々な分野で『大規模な離散列挙問題』が解かれるようになってきた.しかしながら,比較的簡単に解ける離散列挙問題を除く多くの問題に対して提案されているアルゴリズムのほとんどは,発見的なものであり,列挙の速度,領域,列挙の順序(例えば,重要なものから列挙する)などのアルゴリズムの精度保証がなく、特に大規模な問題においては,莫大な計算時間,領域が必要になることが多い.本研究では,この急務な研究課題である離散列挙問題に対して,離散構造を解析することにより,大規模な問題にも適用可能な高速アルゴリズム開発を試みる.本年度の成果としては,単調論理関数の双対性判定問題に対する並列アルゴリズム,および,幾何学的な性質を利用した多項式時間アルゴリズムの開発に成功したことである.
細胞競合現象の時空間的解析とその操作

本研究は、光による細胞競合の誘導系を開発し、細胞競合の発生を時空間的に厳密に制御すること、同時に分子の活性化、分子間相互作用、イオン濃度変化等を蛍光バイオイメージングで観察し、winner、looser間での細胞競合が生じるための時空間的な分子動態を詳細に明らかにすることを目的に行っている。昨年度までに、488 nmの光で分子間相互作用が誘導されるCry2-CIBの系を用いて、二つのRas活性化法(RasV12とSosを用いるもの)を構築した。この二つの系を用いて、RasV12の系のみで細胞競合が観察され、Sosによる内在性Rasの活性化では細胞競合が誘導されないことを見出した。この結果は、細胞競合において何がwinnerとlooserを決めるかという根本的課題に迫る緒になると期待された。しかし、この系では青色光の刺激が必要なため、シグナル伝達研究に有効なフェルスター共鳴エネルギー移動(Foerster resonance energy transfer, FRET)や蛍光タンパク質再構成法(bimolecular fluorescence complementation, BiFC)等の青色光を励起光として用いるイメージング手法との併用が難しい。そこで、それらイメージング手法との併用を目指し、遠赤色光受容タンパク質phytochromeB(PhyB)とphytochrome interaction factor 3(PIF3)の結合を遠赤色光により誘導できるオプトジェネティクスの手法を取り入れた。これにより、遠赤色光照射によりSrcを細胞質から細胞膜あるいはエンドソームに移行させることに成功した。また、様々なオルガネラに局在するPhyBとPIF3を作製し、異種オルガネラ間相互作用を誘導する系も併せて開発した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、488 nmの光で分子間相互作用が誘導されるCry2-CIBの系を用いて、二つのRas活性化法を構築した。Rasはファルネシル化による膜局在が機能発揮に必須である。そこでファルネシル化部位を削った活性化型Ras(RasV12)とCry2の融合タンパク質発現ベクターを構築した。また、Rasの活性化因子であるSos2とCry2融合タンパク質の発現ベクターも作製した。一方のCIBにはRasのファルネシル化領域を付加し、細胞膜に局在させた。これにより光照射でRasシグナルを発する系を構築した。これら二つの系を用いて光でRasを活性化した時に、細胞競合の生じ方に違いがあるか否かを検討した。両者は光照射によって、Rasの下流因子のうち少なくともERKの活性化強度に関しては同程度生じることを確認した。この条件下において、光照射を行ってRasの活性化を誘導したところ、RasV12の系のみで細胞競合が観察された。Sos2による内在性Rasの活性化では細胞競合が誘導されなかった。この結果は、少なくとも一つの下流因子の活性化状態は同じであるにも関わらず、細胞競合誘導に差が見られたことから、何がwinnerとlooserを決めるかという根本的課題に迫る緒になると期待できる。また、細胞競合中に生じる細胞内Ca2+の伝播の可視化および解析にも成功した。概ね調書記載の計画通りの進捗であるため。当初計画に従って研究を推進する。具体的にはCry2-CIB系は光照射で相互作用を誘導できるものの、解離は時定数に従って生じるためコントロールとすることができない。また、488 nmの光を用いるため他の多くのバイオセンサーの同時使用ができない。

そこで、650 nmという比較的長い波長により誘導される分子間相互作用を活用したPhy-PIF系を導入する。この系は、誘導に用いる光が長波長であると同時に、650 nmと750 nmの光でオンとオフがコントロールできるメリットがある。また、本年度見出した現象の分子メカニズムを解明するため、各種Ras下流因子の活性化を各種バイオセンサーを用いて時空間的に解析する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
高配位能力を生かした有機スズ化合物の新規利用有機合成法の開発

有機スズ錯体は多様な種類が知られており、その性質や反応性も多岐に渡ると期待される。従来は困難であったり、貴金属触媒を必要としている反応を、これらのスズ錯体で進行させることは合成化学的にも経済的にも重要な課題である。この観点に立っての検討の結果、以下に示すような結果が得られた。(1)は従来困難であり、(2)はPd触媒を置き換えたものである。(1)R_3SnI・ホスフィンオキシド錯体による異常シクロ付加反応一置換オキシランの置換基側での酸素ー炭素結合の開裂を経たシクロ付加反応は、選択的に進行させることが困難であった。スズ錯体でも、例えば、Bu_2SuX_2型やSuX_2などのルイス酸性の高いものはオキシラン環を反対側で開裂した付加体を選択的に与えており、R_3SuI・0=P【.triーsubstituted right.】錯体の持異性が明かとなった。オキシランに付加する基質としては、イソチオシアナ-トやカ-ボイミドなどのヘテトクムレンが適用できることが明かとなった。(2)ススエノラ-トとα-ハロケトンの付加反応図に示したように、この反応は本質的にはオキシランを与えるものであり、従来のPd触媒も単にこの付加を促進させるに過ぎない。ところが、ホスフィンオキシド系の化合物を用いて、スズエノラ-トを錯体化させるという、新しいが単純な操作により生成物はオキシランから1、4ージケトンに完全に変わることが明らかになった。この結果は、スズの錯体化という手段は、反応の活性化のみならず、反応経路の制御にも有用であることを示唆しており、今後の新展開が期待される。
位相的場の理論に基づく,幾何学の新展開

ラグランジュ多様体のフレアーホモロジーを研究し,その計算応用をおこなった.理論の基礎となる定義と基本的な構造定理の確立,トーリック多様体の場合の計算,そのシンプレクティックトポロジーとミラー対称性への応用がおもな内容である。シンプレクティック多様体のラグランジュ部分多様体のフレア-理論などで重要な,モジュライ空間による対応を元にした代数構造とそのホモトピ-代数の展開,また,その幾何学(シンプレクティック幾何学やミラ-対称性など)への応用などを行う.ラグランジュ多様体のフレアーホモロジーを研究し,その計算応用をおこなった.理論の基礎となる定義と基本的な構造定理の確立,トーリック多様体の場合の計算,そのシンプレクティックトポロジーとミラー対称性への応用がおもな内容である。1.ラグランジュ部分多様体のフレアーホモロジーについての深谷Oh太田小野による著書で,残っていた8章と10章を執筆した.8章は半正のラグランジュ部分多様体について整数上でフレアーホモロジーを構成し,その例を計算し,さらに,単調ラグランジュ部分多様体で反正則写像の不動点になっているものに対する,アーノルドとギヴェンタールの予想を解決したものである.10章はラグランジュ部分多様体の手術によってフレアーホモロジーがどう振る舞うかを決定し,応用として,いくつかのフレアーホモロジーの計算例を与えたものである.証明には,直積型のエンドを持ち,ルジャンドル部分多様体が含まれているような状況で,ボットモース型の張り合わせ理論を行う必要がある.2.内点をマークとポイントに持つ場合のフレアー理論の定式化(既に完成した部分の3章にあったもの)を代数的に明確化し,L無限大代数を用いて定式化し直した.これにより,String topologyを用いた別の定式化(深谷による)との関係がより見やすくなると同時に,ホモロジー代数との結びつきがより深まる.これは7章の追加として付け加えていて,校正中である.3.Mの余椄束の完全ラグランジュ部分多様体を決定する問題について,Mもラグランジュ部分多様体も単連結かつスピンな場合には,完全ラグランジュ部分多様体は0切断とホモローグになりまた有理ホモトピー同値になることを証明した.これは深谷とSmith,Seidelの共同研究である.論文は投稿中である.4.深谷Oh太田小野の著書の内容を公理的に定式化し,微分オペラッドという概念および微分オペラッドによってパラメトライズされる倉西対応という概念を定式化し,そのホモトピー圏を作り,そのホモトピー圏から種々の・・・無限代数のホモトピー圏への標準的な函手があるというかたちの定式化をつくった.これをA無限大構造の場合に正確に定式化した.(論文は投稿中).位相的場の理論の代数的位相幾何学との関係を明確にし,その統一的な構成を可能にすると思われる.5.種数の高い境界付きリーマン面に対するフレアー理論の一般化の代数的な枠組みを明確化した.特に,巡回対称性を持つ有限次元A無限大代数の巡回コホモロジーの鎖複体が,対合的双リー代数の構造を持つこと.ドラームコホモロジーの場合に得られる対合的双リー代数がA無限大代数構造のホモロジーへの押し込め方によらないことを証明した.(論文は執筆中.)(1)ラグランジュフレアー理論の整数上の構成については、写像の特異点理論やstratified setの研究に用いられた方法が有効であることがわかり、それで出版中の書物の8章を執筆した。(2)幾何学的オペラッドのResolutionというアイデアが、String topologyのチェインレベルの構成で有効であることがわかり、Loop空間と擬正則曲線の論文をその方針で完成させつつある。D.Sullivanにより、代数的オペラッドのResolutionというアイデアが提案され、それに基づいて[F000]のホモロジー代数(ホモトピー代数)が一般化できると思われる。この二つの統合により、モジュライ空間によるオペラッド的対応とホモトピー代数的場の理論の構成というプロジェクトが一般的な枠組みで出来上がることがほぼ確実である。(3)反正則的Involutionタウをもつシンプレクティック多様体の固定点のラグランジュフレアー理論について、向きに必要な構造すなわちタウ相対スピン構造の定義を明確にし、例として奇数元実射影空間のフレアーホモロジーを計算した。(4)トーリック多様体のファイバーのフレアーホモロジーの理論の組織的研究を開始した。すでに、ヤコビ環と量子コホモロジーの関係を利用し、フレアーコホモロジーが消えないファイバーを計算する方法を確立するなど多くの成果が出ており、最初の論文を執筆投稿した。この研究は現在急速に発展中で来年以後より多くの成果が出ると思われる。本年は,toric多様体のfiberのFloer homologyの,昨年度から始めていた研究が進展した.昨年度分かったことではLagrangian Floer theory on compact toric manfold Iを執筆,投稿し,ネット上で公表した.その後,シンプレクティック多様体のホモロジー類を用いた変形(bulk変形)を行うと,自明でないフレアーホモロジーをもつファイバーの例が増え,非可算無限個ある例もあることが分かり,その内容を中心に上記続き論文IIを執筆し,インターネット上で公表した.bounding chainによる変形,bulk変形という,我々が導入した設定が,nondisplaceableファイバーを決めるのに基本的であることが明確になり,その意義がより確立した.bulk変形を用いることで,グロモフウィッテン不変量とラグランジュ部分多様体のフレアーホモロジーの関係がより組織的になる.

これは,グロモフウィッテン不変量と深谷圏のホッホシルドホモロジーの同型として,1994年のKontsevitchのホモロジー的ミラー対称性予想の提示の時点からある程度予想され,てきたものであるが,toric多様体の(大きな)量子コホモロジーとPotential functionの族のヤコビの族の環同型として,任意のtoric多様体の場合に証明することに成功した.この結果,フレアーホモロジーが消えないfiberの数が(bulk変形を固定,重複度も含めて数えると)ベッチ数に一致することが証明できた.これは上記Iの執筆時には予想としていたことである.さらに,toric多様体のPoincare双対が,上記変形でResidue対になることが分かり,量子コホモロジー上のドブロビンのフロベニウス多様体構造と,Potential functionの斉藤の平坦構造の一致が示された.これらについては論文を執筆中である.ラグランジュ部分多様体のフレアーホモロジーに付いてのOh,太田、小野氏との著書を完成させ、出版した。トーリック多様体の場合の計算と応用についての続き論文をOh,太田、小野氏と執筆している。内容に付いても進展がある。ラグランジュ部分多様体のフレアーホモロジーに関する巡回対称性を確立しまた非アルキメデス的位相についての収束も証明した。その応用として、3次元キャラビ・ヤウ多様体とそのラグランジュ部分多様体Lに対して、Lに境界を持つ擬正則円盤の数の母関数である不変量を定式化し、その概正則構造の変化に関する壁超え公式を証明した。ラグランジュ部分多様体の手術とフレアーホモロジーについての、Oh,太田、小野氏との共同研究を進展させた。特に、手術から定まる完全系列をキャラビ・ヤウ多様体とその中のマスロフ指数0のラグランジュ部分多様体の場合に証明した。等体積の2次元球面2つの直積からなる4次元シンプレクティック多様体にたいして、非可算無限個の互いに(ハミルトン同相の意味でことなる)ラグランジュトーラスで、どれもがDisplacable(ハミルトン同相で自分自身と交わらないように動かせる)ではないものを発見した。このことを用いると、この4次元シンプレクティック多様体のハミルトン同相の群から実数のなす群への非可算無限個の互いに「1次独立」な疑準同形が構成できる。反シンプレクティック対合の不動点であるラグランジュ部分多様体のフレアーホモロジーをOh,太田、小野氏と研究した。特に奇数次元実射影空間のラグランジュ部分多様体としてのフレアーホモロジーを決定した。この結果を、シンプレクティック多様体Mの2つのコピーの直積の中の対角集合の場合を考え、フレアーホモロジーが環として、Mの量子コホモロジー環になることを証明した。これを用いて、深谷が1993年ごろ考ええた、量子マッセイ積を数学的に厳密に定義した。ラグランジュ部分多様体のフレアーホモロジーの定義をもっとも一般の形で行う書物を小野太田Oh氏とともに完成した.
コリン作動性シナプスにおける可塑性発現メカニズムと新たな可塑性の概念の構築

培養ラット上頚神経節細胞にて膜電位固定下に微小シナプス後電流(MEPSC)を記録し、その振幅の増強とニコチン性アセチルコリン(nACh)電流の増強の相関を調べた。MEPSCの前後に測定したnACh電流の増強とMEPSCの増大はよく相関しており、MEPSCとnACh電流の増大は20分以上持続した。ムスカリン性アセチルコリン(ACh)受容体拮抗薬存在下に、応答を惹起しない低濃度のAChを1分間投与すると約20秒後から内向き電流が惹起されはじめ、時間と共に電流振幅が増大した。このニコチン性ACh電流の増強(感作)からの回復時間経過もMEPSC増強のそれとよく一致していたことから、MEPSC増強はシナプス後性に惹起され、そのメカニズムは従来知られているものとは根本的に異なる新しいメカニズムによると期待された。しかしながら、ロットの変更等培養条件の変更によりこの感作現象の再現性が失われ、その原因を追求したが解明できなかった。一方で上記のような無限大ではないが、1分間のACh投与で平均約1.5倍の感作現象が観察された。この感作からの回復もmEPSC増強からの回復とほぼ等しい時間経過を示した。mEPSC記録とFura2による細胞内Ca^<2+>濃度測定を同時に行うと、mEPSC増強時にCa^<2+>濃度の増加が観察され、Ca^<2+>キレーター(BAPTA)またはカルモジュリン依存性蛋白リン酸化酵素II(CaMK II)阻害薬(KN-64)の細胞内投与によりmEPSCの増強は抑制された。さらに、ACh電流の感作強度はテスト刺激に用いるAChの濃度が高いほど弱く、ACh電流の濃度-応答曲線における最大応答惹起濃度付近では感作強度が1に近いことが判明した。このことは感作時にニコチン性ACh受容体感受性が低濃度側にシフトすることを示唆する。同様のACh感受性シフトがmEPSC増強の前後でも観察された。以上の結果から、ニコチン性ACh受容体チャネルの活性化により流入したCa^<2+>がカルモジュリンと結合し、CaMK IIを活性化して自らのニコチン性ACh受容体蛋白または関連蛋白をリン酸化することにより、ニコチン性ACh受容体のアゴニスト感受性を高めることが示唆された。このようなポジティブフィードバック系の形成により、短期と長期の中間に市する中期シナプス可塑性が発現すると考えられた。本研究の目的は末梢自律神経節細胞における中期シナフス増強現象のメカニズムの解明を通して、シナプス可塑性の全体像の把握と中枢神経系におけるその特殊性の解明に寄与することにある。本年度は培養ラット上頚神経節細胞にて膜電位固定下に微小シナプス後電流(MEPSC)を記録し、その振幅の増強とニコチン性アセチルコリン(nACh)電流の増強の相関を詳しく調べた。MEPSCの前後に測定したnACh電流の増強とMEPSCの増大はよく相関しており、MEPSCとnACh

電流の増大は20分以上持続した。さらに、ほとんど応答を惹起しない濃度のAChを1分間に渡り投与すると、約20秒後から内向き電流が惹起されはじめ、時間とともに増大した。このような現象は未だ発見されておらず、しかも投与終了1分後に600ミリ秒間のAChのテスト刺激を行うと、nACh電流の増強は維持されておらず、1分間のインターバルでテスト刺激を繰り返すと、nACh電流の振幅は時間とともに減少した。その時間経過も前述のMEPSC増強のそれとよく一致していた。このことから、上頸神経節細胞におけるMEPSC増強はシナプス後性に惹起され、そのメカニズムは従来知られているものとは根本的に異なると思われる。しかしながら、培養に使用する血清等のロットが変わった時点から、この極めて興味深い現象が記録できなくなり、現在再現性を確かめている。再現性が得られれば逆に何がそのような感作現象を引き起こしていたかを解明する手がかりが得られであろうと期待している。我々は昨年度ムスカリン性アセチルコリン(ACh)受容体拮抗薬存在下に、応答を惹起しない低濃度のAChを1分間投与すると約20秒後から内向き電流が惹起されはじめ、時間と共に電流振幅が増大することを見出した。このニコチン性ACh電流の増強(感作)からの回復時間経過は昨年度報告したmEPSCの増強からの回復経過とよく一致していた。ところが、ロットの変更等培養条件の変更によりこの感作現象の再現性が失われ、その原因を追求したが解明できなかった。一方で上記のような無限大ではないが、1分間のACh投与で平均約1.5倍の感作現象が観察された。この感作からの回復もmEPSC増強からの回復とほぼ等しい時間経過を示した。mEPSC記録とFura2による細胞内Ca^<2+>濃度測定を同時に行うと、mEPSC増強時にCa^<2+>濃度の増加が観察され、Ca^<2+>キレーター(BAPTA)またはカルモジュリン依存性蛋白リン酸化酵素II(CaMK II)阻害薬(KN-64)の細胞内投与によりmEPSCの増強は抑制された。さらに、ACh電流の感作強度はテスト刺激に用いるAChの濃度が高いほど弱く、ACh電流の濃度-応答曲線における最大応答惹起濃度付近では感作強度が1に近いことが判明した。このことは感作時にニコチン性ACh受容体感受性が低濃度側にシフトすることを示唆する。同様のACh感受性シフトがmEPSC増強の前後でも観察された。以上並びに昨年度の結果から、ニコチン性ACh受容体チャネルの活性化により流入したCa^<2+>がカルモジュリンと結合し、CaMK IIを活性化して自らのニコチン性ACh受容体蛋白または関連蛋白をリン酸化することにより、ニコチン性ACh受容体のアゴニスト感受性を高めることが示唆された。このようなポジティブフィードバック系の形成により、短期と長期の中間に位置する中期シナプス可塑性が発現すると考えられた。
抵抗変化型不揮発性メモリー材料薄膜のその場分光診断制御MOCVD技術の開発

Pr_<1-x>Ca_xMnO_3(PCMO)に代表される多元系酸化物材料の電気パルス誘起抵抗変化が、不揮発性メモリーへの応用の観点から注目されている。本研究では、その場分光計測によるプロセス診断結果を用いてPCMO薄膜のMOCVDプロセスを制御することにより、素子の抵抗スイッチング特性の再現性を高める技術を開発した。また、交流インピーダンス法により、素子の抵抗スイッチングに対する薄膜と電極界面の抵抗変化の寄与割合の評価に成功した。遷移金属酸化物材料に電気パルスを印加すると、そのパルス電圧の極性に依存して巨大かつ安定な抵抗変化が生じることが見出され、この効果を応用した抵抗変化型不揮発性メモリー(Resistance Random Access Memory: ReRAM)が、FeRAMやMRAMを追い越して次世代のコア・メモリーとなりうるものと注目されている。本研究は、高集積化ReRAM実現のためのPCMO薄膜の作製技術を開発・確立することを目標としている。そのためには、抵抗スイッチングのメカニズムの解明と、それに基づくReRAM素子構造の最適化も重要である今年度に進めた主な取り組みとその成果は、次の通りである。(1)ReRAM素子の交流インピーダンス法による解析メモリー動作のメカニズム解明のために、プレーナ型とサンドイッチ型の2種類の構造のReRAM素子に対して交流インピーダンス測定を行い、素子の抵抗変化に対するバルク成分、グレインバウンダリー成分、電極界面成分のそれぞれの寄与を評価した。高抵抗状態と低抵抗状態との間のスイッチング過程について解析を進めた結果、バルク由来ならびに電極界面由来の抵抗成分の変化の計測に成功した。(2)ReRAM素子の抵抗スイッチング特性の電極材料依存性の評価異なる金属を上部電極に用いて作製したReRAM素子について、電気パルス印加抵抗変化ならびに交流インピーダンス特性の解析をさらに進めた結果、その抵抗変化は上部電極の仕事関数と標準電極電位に大きく依存していることがわかった。そのためには、抵抗スイッチングのメカニズムの解明と、それに基づくReRAM素子構造の最適化も重要である。今年度に進めた主な取り組みとその成果は、次の通りである。(1)結晶状態の異なるPCMO薄膜を用いたReRAM素子の特性解析MOCVD法に加えて、RFマグネトロンスパッタ法、パルスレーザー堆積(PLD)法を用いて、アモルファス状態の薄膜から、多結晶状態の薄膜、さらには単結晶基板にエピタキシャル成長した薄膜まで様々な結晶状態のPCMO薄膜を作製した。これらの薄膜を用いて作製したReRAM素子の抵抗スイッチング特性を解析した。その結果、薄膜バルクの抵抗変化に加えて、電極界面の抵抗変化も、薄膜バルクの結晶状態に大きく依存していることがわかった。(2)ReRAM素子の電極材料の検討仕事関数と標準電極電位の異なる金属を上部電極に用いて作製したReRAM素子の電気特性の系統的解析を進めるとともに、透明導電膜さらには強磁性透明導電膜のReRAM素子の電極材料への適用の可能性を探った。また、それと同時にフレキシブルデバイスへの展開の可能性も検討した。高集積化抵抗変化型不揮発性メモリー(Resistance Random Access Memory : ReRAM)実現のためのPr_<1-x>Ca_xMnO_3(PCMO)薄膜の作製技術を開発・確立することを目標とした研究を進めている。特に、交流インピーダンス法を用いた解析により、ReRAMにおける抵抗スイッチングのメカニズムの解明に取り組み、ReRAMの実用化に向けて、素子構造の最適化を進めるための指針を得ることを目的としている。今年度の主な研究成果は、次の通りである。(1)抵抗スイッチング特性の元素組成依存性の解析Pr/Ca組成比を系統的に変化させて作製したPCMO薄膜について、抵抗スイッチング特性を評価した。その結果、Caドープ量の増大に従って、スイッチング電圧が減少する傾向にあることが分かった。(2)高抵抗状態と低抵抗状態の交流インピーダンス特性の評価交流インピーダンス測定を用いると、素子の抵抗変化に対する薄膜成分と電極界面成分のそれぞれの寄与の評価が可能になる。高抵抗状態と低抵抗状態それぞれにおいて交流インピーダンス特性を解析し、抵抗スイソチングに対する電極界面由来の抵抗成分の変化の寄与割合を調べ、膜厚方向に元素組成を変調した(元素組成勾配を有する)薄膜について、最適な元素組成勾配についての指針を得た。(3)抵抗スイッチング特性の上部電極依存性の解析