hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
統計的推測における不等式を用いた有効性に関する研究

統計的推測理論において,推定方式の良さを測る手段として,クラメール・ラオの不等式があり,さらにこの不等式を精密化したバッタチャリャの不等式が知られている.この不等式はウォルフォビッツにより逐次の場合に拡張された,これらの不等式で与えられる下界を達成する推定方式を有効であるというが,ウォルフォビッツの不等式に対して有効な推定方式が得られるのは非常に希であって,殆どの場合には達成不可能であることがGhosh, Stefanov等によって示された.本研究代表者は,逐次の場合のバッタチャリャ型の不等式を得て,ベルヌーイ試行の列に対してその達成について考察し,ウォルフォビッツの不等式の達成の場合との顕著な差異を示した.また,クラメール・ラオの不等式からベイズ推定方式のベイズリスクに対する下界が得られた.本研究代表者は,非正則な場合として,位置尺度母数をもつ一様分布について,その位置母数の逐次区間推定方式に関する結果を得た.この結果は,よく知られているチャウ・ロビンスの逐次区間推定方式に比べて,標本数に関して漸近的に次数が(1/2)乗で十分であり,漸近一致性,漸近有効性など優れた性質をもつことを示した.さらに,密度関数の台が有界な分布の位置尺度母数分布族について,同様の結果を得た.このことは,分布形について,何らかの事前情報があるときには,そのことを踏まえて推測を行なえば,有効であって,標本数が少なくて済むような推定方式が得られることを意味する.推定方式の良さを計る手段として,ある正則条件の下で,不偏推定量の分散の下界を与えるCramer-Raoの不等式があり,さらに正則条件を課すことによってこの不等式を精密化したBhattacharyyaの不等式がある.また,この正則条件が成り立たないような場合に,同様の下界を与える不等式として,Chapman-Robbinsの不等式が知られている.Chapman-Robbinsの不等式は,正則条件下でなくとも成立するだけでなく,正則条件下でもCramer-Raoの不等式の改良となっている.一方,非正則な場合における不偏推定量の分散に関してBhattacharyya型拡張をすることによる不等式が,Kshirsagar(2000)により示されたが,そこではBhattacharyya型の不等式との関連や等号達成条件などについては,全く言及がない.本研究者は,不偏推定量の分散に関する新たな別の不等式を示し,新しい不等式で与えられる下界が通常のBhattacharyya型の不等式での下界の改良であること,Kshirsagarの不等式との関連などを示した.この不等式は次数に応じて,同じ次数を持つBhattacharyya型の不等式に収束するといった望ましい性質を持っている.また,Bayesリスクに関する下界を与える不等式としてBorovkov-Sakhanienkoの不等式があるが,この下界を達成することは,非常に稀であることが知られている.一方,不偏推定量に関する下界についてはCramer-Rao, Bhattacharyyaの不等式があり,後者は前者の改良である。一般にBayes推定量は不偏性を持たないので,Bhattacharyya型の改良が本当に改善となるかはこれまでは不明であったが,本研究者は,Borovkov-Sakhanienkoの不等式をBhattacharyya型の改良をし,その改良の程度を示した.また,Borovkov-Sakhanienkoの不等式では達成しないが,新しい下界では漸近的に達成するような例を構成し,さらに応用例としてミニマックスリスクの下界を与える不等式を示した.位置尺度母数を持つ確率変数列に対して,正則な場合,位置母数の最尤推定量θ_nと尺度母数ξの最尤推定量が漸近的に独立ならば,区間幅d(>0)をもつ信頼係数1-αのθ_nに基づく逐次信頼区間[θ_τ-d,θ_τ+d]を構成できることが知られている.ここでτは標本の大きさで,ある停止則により決まる.本研究では,非正則な場合として,位置尺度母数を持つ一様分布を考える.そして,ξが未知の場合に位置母数の逐次信頼区間を構成する.従って,この推定方式は,漸近一致性,漸近有効性などの性質を持つことが分かる.また,良く知られたChow-Robbins型の推測方式と比較しても,標本の大きさは確率1で有界になり(Chow-Robbins型の場合は標本の大きさが無限大になる確率は正),しかもτはd^<-1>のオーダーで∞に発散(Chow-Robbins型の場合はd^<-2>のオーダー)など,良い性質を持っていることが分かる.さらに,数値実験の結果などを考慮すると,パフォーマンスもまずまず優れている.統計的推測理論において,推定方式の良さを測る手段として,クラメール・ラオの不等式があり,さらにこの不等式を精密化したバッタチャリャの不等式が知られている.この不等式はウォルフォビッツにより逐次の場合に拡張された,これらの不等式で与えられる下界を達成する推定方式を有効であるというが,ウォルフォビッツの不等式に対して有効な推定方式が得られるのは非常に希であって,殆どの場合には達成不可能であることがGhosh, Stefanov等によって示された.

本研究代表者は,逐次の場合のバッタチャリャ型の不等式を得て,ベルヌーイ試行の列に対してその達成について考察し,ウォルフォビッツの不等式の達成の場合との顕著な差異を示した.また,クラメール・ラオの不等式からベイズ推定方式のベイズリスクに対する下界が得られた.本研究代表者は,非正則な場合として,位置尺度母数をもつ一様分布について,その位置母数の逐次区間推定方式に関する結果を得た.この結果は,よく知られているチャウ・ロビンスの逐次区間推定方式に比べて,標本数に関して漸近的に次数が(1/2)乗で十分であり,漸近一致性,漸近有効性など優れた性質をもつことを示した.さらに,密度関数の台が有界な分布の位置尺度母数分布族について,同様の結果を得た.このことは,分布形について,何らかの事前情報があるときには,そのことを踏まえて推測を行なえば,有効であって,標本数が少なくて済むような推定方式が得られることを意味する.
計装化ジャルピー衝撃曲げを利用した応力-ひずみ測定

計装化ジャルピー衝撃試験法を利用して長方形断面はりの3点曲げに基づく動的応力-ひずみ関係の測定法を確立するために,まず試験機の衝撃応答関数の畳込み積分による衝撃荷重を求め,次にこの荷重のもとで静力学的の力釣合いを仮定し,種々の試験片について単純塑性曲げ理論に基づく応力-ひずみ関係を得た。これらの応力-ひずみ関係には多少の波打ちが見られるものの,他のホプキンソン棒法形試験法による同程度のひずみ速度域での1軸圧縮の結果と比較した結果,おゝむね降伏点までの微小ひずみ域と低強度試験片の場合を除けば,本法によるものはほぼ妥当な結果と考えられた。すなわち,本法によれば,衝撃点直下に貼付したひずみゲージによってひずみを直接測定するために測定ひずみ範囲は56%程度に限られるが,特に低強度材を除けば,実用的な降伏点近傍の応力-ひずみ関係を曲げ試験にのみよって簡便に求め得ることを示した。そこで更に,熱処理鋼の各種高硬さ材を対象に降伏あるいは破断強度のひずみ強度依存性と硬さ依存性を調べた。その結果,高硬さになるほど強度のひずみ速度依存性は小さくなり,硬さの増加と共に強度も増加するが,HV600700程度のとき速度は最大となり,その後硬さが増加しても強度は減少することがわかった。すなわち,高硬さ材のシャルピー衝撃曲げで荷重を精度よく測定すれば,その応力表示による強度を容易に知り得る。はりの単純塑性曲げ理論に基づく動的応力-ひずみ関係の測定法の確立を図り,計装化シャルピー衝撃試験法を利用した応力-ひずみ測定システムの構築することをを目的として基礎的な実験を行った.まず,静的3点曲げによる応力-ひずみ関係を主として軟鋼材について求め,これを一軸引張りの結果と比較し,曲げによる結果がわずかに高強度側に測定されるが,支持台と試験片間の摩擦を軽減すれば両者の差が小さくなることを示し,静荷重下における本法の実用上の妥当性を明らかにした.次に,計装化シャルピー試験法により見かけの荷重を衝撃応答関数を用いた逆たたみこみ積分法によって真値と推定される衝撃荷重に換算し,この荷重が静的に作用するものとして応力-ひずみ関係を求めた.同程度のひずみ速度下における圧縮の場合と比較すれば,曲げによる測定結果は,多少の波打ちが見られるが,軟鋼材についてはほぼ両者が一致し,本法が有効であることが認識された.しかし,黄銅材については波打ちが大きく,必ずしも良好な結果を得るに至っていない.本法を実用化するために,さらに,断面寸法,スパン,材質などの条件を広範囲に変えた検討を行う必要がある.これらの条件によっては衝撃曲げモーメントの評価に大きな誤差が含まれることも考えられる.また,本法ではひずみはひずみゲージによる直接測定であるため56%程度に限定されること,測定断面の衝撃曲げモーメントを簡便に精度よく評価し得る試験条件が明らかにされていないことなどの問題点はあるが,特に後者については次年度の課題にしたい。前年度に引続き,計装化シャルピー衝撃試験法とはりの単純塑性曲げ理論に基づく動的応力-ひずみ関係の測定法を確立するために、比較的低強度の材料を対象として実験を重ねたが、ひずみが小さく弾性域相当部分では応力-ひずみ関係に多少の波打ちが見られ、必ずしも良好な結果が得られなかった。しかし弾性ひずみ域が大きい高強度材の場合には良好な結果が得られた。はりの衝撃曲げの場合に準静的な力の釣り合い状態になるまで相当程度の時間と変形が必要なためと考えられた。そこで更に試験片材質を種々変化させたものについて実験を行い、特に1軸圧縮や引張試験が比較的困難とされる高硬さ材の動的強度に関する一連の資料を得た。すなわち、種々の鋼種の熱処理によって硬さHV120900程度の試験片を準備し、本法によって得られた動的応力-ひずみ関係から降伏点や破断強度を求め、そのひずみ速度と硬さ依存性を明らかにした。

その結果、高硬さになるほど強度のひずみ速度依存性は小さくなり、硬さの増大とともに強度も増大するが、HV600700程度のとき強度は最大となりその後硬さが増大しても強度は減少することがわかった。これらの結果の傾向は従来の静的試験によって言われていることと一致する。以上2年度にわたる結果をまとめて「計装化シャルピー衝撃試験法による動的応力-ひずみ関係の測定」と題し、機械学会論文集に投稿中である。
糖質代謝・脂質代謝のバランスの季節性と地域性

日本・大阪、ポーランド・ポズナンに観られた糖質の消化・吸収効率の季節変化は熱帯タイ・チェンマイでは観られなかった。夜間絶食後・朝空腹時に於ける糖質と脂質の代謝バランスを示すRQ値(呼吸商)は日本において有意な季節変化を示し、秋冬季に上昇し(糖質代謝が優位)、夏季において低下(脂肪代謝が優位)することが分かった。ポーランドに於いては有意な季節変化は観られなかったが、日本と同様な傾向が観られた。タイでは季節変化は観られなかった。また食事摂取調査の結果、糖質と脂質の摂取比率には3カ国とも季節変化は観られなかった。本科学研究の目的"糖質代謝・脂質代謝のバランスの季節性と地域性"を明らかにするための平成19年度の当初計画は(1)RQ(呼吸商)測定の条件・プロトコールの決定と(2)熱帯タイでの糖質の消化吸収の季節性の測定準備であった。(1)については大阪と長野においてそれぞれ10名女子学生について身長、体重、体脂肪率、RQ測定前1週間の食事摂取調査、生理周期とともにRQを10、11,12,1月、それぞれ月に2回測定した。その結果BMI、体脂肪率、RQ測定時の生理周期、RQ測定の1週間前の食事摂取などはRQに影響することがないことが分かった。また大阪、長野両計測地において1月に平均RQ値が上昇する傾向かみられた。この10月から1月までのRQの計測結果をふまえ、平成20年度4月から春季(4,5月)、夏季(7,8月)、秋季(10,11月)、冬季(1,2月)の4季節におけるRQ測定のプロトコールを決定した。また今回の計測においてRQ値が平均的な値から若干外れる被験者も観察さつれことから、4月のRQ計測で40名の対象者につきRQを計測し、はずれ値を示す被験者以外の30名を選び、その30名につき、他の3季節でのRQ計測を行うこととした。また、併せて被験者を含む集団の食事摂取の季節変化を詳細に検討するため上記40名を含む100名につきDHQ自己式食事歴質問票-HQBOXsystem2008を用いて調査することとした。(2)のタイでの糖質の消化・吸収の季節性に関しては9月にタイ国チェンマイ市のチェンマイ大学を訪問し倫理申請等の打ち合わせを行った。2008年2月呼気中水素ガスの測定装置をタイ国む輸送し、2月26日から3月3日当地にて糖質の消化吸収率を推測する呼気中水素ガステスト並びにその解析法について8名の被験者につき実際に指導した。タイ国では暑気の2008年4,5月、雨季の7,8月、乾季の11,12月に糖質の消化・吸収の季節性を測定することとした。本科学研究の目的“糖質代謝・脂質代謝のバランスの李節性と地域性"を明らかにするための平成20年度の当初計画は(1)熱帯タイでの糖質の消化吸収の季節性の検討と(2)大阪と野におけるRQ(呼吸商)の季節性の検証であった。(1)についてはチェンマイ大学医学部にていて暑気の2008年4,5月、雨季の7,8月、乾季の11,12月に糖質の消化・吸収の季節性を測定したが、この3の季節での季節性性は見られなかった。このこととポーランド、日本における糖質の消化吸収率は季節性と比較するとこの季節性は光環境(光暴露時間の短調)に関係するのではなく、外気温の変化に強く影響されることが明らかになった。(2)に関しては大阪と長野において2008年4月、40名の対象者につきRQを計測し、はずれ値を示ず被験者以外の30名を選び、その30名につき、4季節でのRQ計測を行った。その結果(1)大阪と長野において冬季にRQ値が上昇し(糖質代謝が優位)、夏季においてRQ値が低下(脂肪代謝が優位)(2)体脂肪率はRQとは反対に冬季に体脂肪率が増加し、夏季に減少した(3)被験者の属する集団の食品群別摂取量に季節性は見られず、糖質と脂質の摂取率にも一季節変化はなかった。以上のこどを総合的に判断すると糖質代謝・脂質代謝のバランスの季節性は寒冷地や季節の存在する地域において冬季の低温環境に適応するため季節性を示すこが示唆された。このことは平成21年度熱帯タイと寒帯ポーランドでのRQの季節性測定により実証されるものと思われる。平成19年度に開始された本研究は、平成19年度では糖質代謝・脂質代謝のバランスの指標である呼吸商(RQ)の測定条件の検討とポーランド、タイでの計測体制の準備を行った。平成20年度では(1)熱帯タイでの糖質の消化吸収め季節性の検討と

(2)大阪と長野におけるRQ(呼吸商)の季節性の検証を行った。平成21年度では当初の予定どおりポーランド・ポズナン、タイ・チェンマイにて四季のRQ、体脂肪率、食事摂取の季節変化を測定・記録した。タイ、ポーランドでのRQ、体脂肪の季節変化については2009年4,5月、7,8月、10,11月、2010年1,2月に測定しており、冬季のデータが得られたばかりで、それらの季節変化の解析は十分ではないが、ポーランド、タイではRQ,体脂肪率に顕著な季節性が観られないようである(現在詳細な検討を行っている)。このRQ変化の生理人類学的考察には同時に行った食事摂取の季節変化についての解析結果が必要であるが、ポーランドでの食事摂取のデータを3月末に受け取り、またタイ・チェンマイでの食事調査は調査票の作成から栄養価計算まで今回初めて行うものであるため現在その解析を行っている。今回タイ・チエンマイでの詳しい食事調査はチェンマイ大学でも初めてものであり、共同研究者の所属するチェンマイ大学医学部付属病院の食事の栄養価計算に必要な基礎的データーを供するものとしても意義あるものである。
多因子疾患の要因としてのインプリント遺伝子の網羅的探索:cSNPを利用したアプローチ

ゲノムインプリンティングは親の性に依存的なゲノムの修飾を意味しインプリント遺伝子はどちらの親に由来したかに応じて片方のアレルからのみ選択的に発現しているか発現量が著しく異なる。この奇妙な現象は、細胞の増殖・分化や個体の発生で重要な役割を果たし、メンデル遺伝に従わない遺伝病の他に癌・糖尿病・躁鬱病などの疾患への関与が報告されている。インプリント遺伝子の近傍には片アレル特異的に高メチル化されている領域DMR(differentially methylated region)が存在し、DMRの脱メチル化と共にインプリンティングの破綻がみられることから、DMRのアレル別メチル化はインプリンティングを担う重要な機構であると考えられている。DMRはCpG island (CGI)様の配列と縦列反復構造をとるという構造的特徴を持つ。通常CGIは遺伝子のプローモーター領域に存在し、メチル化を免れているのに対し、インプリント遺伝子の近傍や不活性化されたX染色体では例外である。したがって、片アレルのみメチル化されているCGIを検索することでDMRを効率的に同定でき、その周辺領域から新規インプリント遺伝子が検出できると考えられる。本研究では、多くの疾患遺伝座がマップされ、塩基配列が正確であるヒト第11番染色体長腕をターゲットにした。in sillicoでそのゲノム塩基配列中からプログラムによるCGIの抽出を行い、SINE、LINEなどの反復配列を含むCGIをプログラムにより検出した後排除した結果、657個のCGIを得た。このとき同時に、抽出されたCGIの縦列反復構造をHarr-Plot解析により検出した。メチル化状況の解析には、独自に考案したHpa II-McrBC-PCR法を用い、DMRの網羅的検索を行った.現在、205個のCGIのHpa II-McrBC-PCR法による解析を終えている。哺乳類の多くのCGIがそうであるように、解析を終えた205個のうちそのほとんど(161個)が非メチル化を示した。そして、完全メチル化、不完全メチル化を示したものはそれぞれ、28個、1個であった.現在のところ、DMRである可能性を示したCGIは15個である。今後、残りのCGIのHpa II-McrBC-PCR解析を進めるとともに、DMRである可能性のあるCGIについてアレル別メチル化をBisulfite genomic sequencing法により調べる。そして、アレル別にメチル化状況の異なるCGIはSNPを利用してメチル化アレルの由来を明らかにし、その近傍の遺伝子発現のインプリンティングを検討する。
航空機を利用した超新星残骸からの高エネルギ-ガンマ線の観測

この研究の目的は、これまで観測されていない数十GeV領域のガンマ線を、高度十数kmで飛行する商用飛行機を利用して測定しようとするもので、世界で初めての試みである。一昨年度の初飛行、昨年度の2回の測定と同様、成田・シドニ-間の貨物便にVEGA検出器(有効面積1.4平方m、立体角2.0sr、重さ7.8トン)を搭載し観測を行った。今年度はこれまで以上に高い高度で飛行したので、感度が向上した。高度や姿勢角度のデ-タも全く問題がなく、1度の角度分解能は充分に達成できている。新しい解析方法を導入して、観測できるガンマ線のエネルギ-下限をこれまでの40GeVから20GeVに下げることができた。この研究の成果としては、まず、これまで殆ど観測できなかった数十GeV領域のガンマ線を観測するための新しい方法を確立できたことが挙げられる。また、銀河面に沿ったガンマ線の一様放射(ディフュ-ズガンマ線)らしいものを観測した。現在その強度の導出と、その強度で全ての観測が矛盾なく説明できるかどうかの解析を進めているが、一様放射の強度はこれまでGeV以下のエネルギ-でしか測定されておらず、放射の機構の解明に大きな寄与ができると思われる。さらに、宇宙線のなかの電子線のエネルギ-分布を、高度や緯度の関数として系統的に測定した。これは、初めての系統的な測定であり、宇宙線の空気シャワ-発展のモデルの精密化に大いに貢献できると考えている。ただし、最初の観測で見つかった銀河面に沿った8個の点源候補については、その後の観測では見えておらず、点源の可能性は完全に否定された。
食品添加物によるビタミンB12不活性化機構と生体に及ぼす影響の解明

ビタミンB12 (B12)は一部の細菌で生合成され,食物連鎖により種々の動物の体内に吸収・蓄積されるため,主として動物性食品に多く含有される.これまでの研究において,B12が有機塩素系殺菌剤クロラミンTと反応することによって生成するB12 [c-lactone]が一部の乾燥キノコから検出された1,2).そこで,我が国の指定添加物リスト(日本食品化学研究振興財団)に記載されている449種から香料と着色料,脂溶性ビタミンを除外し,動物性食品に使用されている添加物11種を選別して標準B12と混和した結果,次亜塩素酸水,ピロ亜硫酸ナトリウム,亜硫酸ナトリウムで顕著な反応性が認められた.本研究ではこれらの食品添加物がB12に及ぼす影響を詳細に解析すると共に,食品中のB12含量に及ぼす影響を検討した.各食品添加物とB12を試験管内で反応させた結果,次亜塩素酸水は速やかにB12と反応し,B12に特有な361 nmおよび550 nmの吸収を消失させた.一方,ピロ亜硫酸ナトリウムと亜硫酸ナトリウムにおいては著しい吸収スペクトルの変化は観察されなかったが,TLCおよびHPLC分析において反応生成物が検出され,またそれに伴いB12の減少が確認された.実際に食品(赤エビ)中のB12含量に及ぼす影響を検討した結果,各食品添加物処理でB12含量の減少傾向が示されたが,標準B12と直接反応させた場合よりもB12への影響は小さかった.この理由として,遊離型である標準のB12とは異なり,食品中のB12はタンパク質と結合して存在しているため,食品添加物による影響が緩和されたものと推察される.ビタミンB12(B12)は,深紅の水溶性ビタミンであり,我国の食事摂取基準では推奨量2.4μg/日と極めて微量で有効である.B12は微生物のみで生合成され,自然界の食物連鎖により,動物組織へと蓄積されるため,動物性食品がB12の良い供給源となっている.これまでに我国の主要なB12供給源である食品に含まれるB12化合物をLC-MS/MSで精密に分析した結果,微生物が生産したB12構造類似体(疑似B12あるいは天然型B12同族体)が食品に多量に含まれていることを明らかにし,疑似B12の生体に及ぼす影響を解明した.この研究過程で加工食品に未同定な(天然には存在しない質量を有する)B12化合物が多種類含まれていることを見いだし,これら非天然型B12同族体の一種類をB12[c-ラクトン]と同定した.B12[c-ラクトン]は広く利用されている有機塩素系抗菌剤クロラミンTとB12が反応して生成することを世界ではじめて明らかにした.しかし,加工食品に含まれる非天然型B12同族体の生体に及ぼす影響や細胞内代謝については不明であり,日常的に非天然型B12同族体を摂取することがB12の吸収を妨げ,細胞内でB12の代謝系を阻害することになれば,B12欠乏性疾患(神経障害)の発症が危惧される.そこで,食品添加物とB12の反応生成物の種類や食品に含まれる非天然型B12同族体を分析すると共にB12依存性酵素などに及ぼす影響を分子レベルで検討することで,非天然型B12同族体の生体に及ぼす影響を解明する.指定添加物リスト(日本食品化学研究振興財団)に記載されている449種から香料と着色料,脂溶性ビタミンを除外し,動物性食品に使用されている添加物11種を選択してビタミンB12(B12)との反応性を検討した.各種添加物を使用基準最大濃度に調製し,B12(終濃度10μM)と混合して,反応直後から経時的に紫外可視吸光スペクトルの変化を測定した.反応液はSep-Pak C18カラムを用いて濃縮・溶出後,TLC分析を行った.またHPLCを用いて反応物の精製を行い,紫外可視吸光スペクトル分析,E.coli 215によるバイオオートグラム分析,LCーMS/MS分析により反応物の同定を行った.紫外可視吸光スペクトル分析・TLC分析・HPLC分析の結果より,B12との反応性が顕著に観察された食品添加物は次亜塩素酸水,微酸性電解水,次亜硫酸ナトリウム,ピロ亜硫酸ナトリウム,亜硫酸ナトリウム,亜硝酸ナトリウムであった.この中で有機塩素系の添加物(次亜塩素酸水と微酸性電解水)はB12の構造に著しく影響を及ぼし,複数の不安定な反応生成物が生成したために,それらを単離することができなかった.その他の食品添加物の中でB12の構造を最も変化させた添加物はピロ亜硫酸ナトリウムであった.B12とピロ亜硫酸ナトリウムの反応液をHPLC分析した結果,反応後約24時間で新たなB12化合物が生成していた.反応生成物をLCーMS/MS分析で同定した結果,ヒドロキソB12が生成していることが明らかとなった.また,実際にエビ(生)に変色防止剤として基準値のピロ亜硫酸ナトリウムを処理した結果,エビの黒変は防止されたが,B12含量の顕著な減少が認められた.ビタミンB12(B12)は一部の細菌で生合成され、食物連鎖を経て動物の体内に蓄積されるため動物性食品に多く含有される。

これまでの研究で一部の乾燥キノコにB12が有機塩素系殺菌剤クロラミンTと反応することによって生成するB12[c-lactone]が検出された。そこで、我が国の指定添加物リスト(日本食品化学研究振興財団)に記載されている449種から香料と着色料、脂溶性ビタミンを除外し、動物性食品に使用されている添加物11種を選別して標準B12と混和した結果、次亜塩素酸水、ピロ亜硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウムで顕著な反応性が認められた。本年度は、これら食品添加物がB12に及ぼす影響を詳細に解析するとともに食品のB12含量に及ぼす影響を検討した。各食品添加物は使用基準最大濃度に調製し、B12(終濃度10μMシアノコバラミン)と混合して、反応直後から経時的に紫外可視吸収スペクトルの変化を測定した。また反応液はTLCおよびHPLCを用いて分析した。市販の赤エビに各食品添加物を処理した後、処理前後でのB12含量の変化をLactobacillus delbrueckii ATCC7830を用いた微生物学定量法で測定した。各食品添加物とB12を試験管内で反応させた結果、次亜塩素酸水は速やかにB12に特有な361nmおよび550nmの吸収を消失させた。一方、ピロ亜硫酸ナトリウムと亜硫酸ナトリウムでは著しい吸収スペクトルの変化は観察されなかったが、TLCおよびHPLC分析において反応生成物が検出された。実際に食品(赤エビ)中のB12含量に及ぼす影響を検討した結果、各食品添加物処理でB12含量に減少傾向が示されたが、標準B12と直接反応させた場合よりもB12への影響は少なかった。この理由として、食品中のB12はタンパク質と結合して存在しているために、食品添加物による影響が緩和されたものと推察された。本年度の研究でビタミンB12(B12)に影響を与える食品添加物を(次亜塩素酸水、ピロ亜硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム)を特定することができた。また、実際に食品中のB12含量に及ぼす影響を検討した結果、各食品添加物処理でB12含量に減少傾向が示されたが、標準B12と直接反応させた場合(モデル系)よりもB12への影響は少ないことが判明した。また、これまでの研究で一部の乾燥キノコにB12が有機塩素系殺菌剤クロラミンTと反応することによって生成するB12[c-lactone]が検出されたが、これら食品添加物との反応生成物はB12[c-lactone]ではないことが明らかとなった。昨年度に実施した食品(エビ)中のB12含量に及ぼす影響について試験回数を増やし、条件設定を再検討した結果、B12と食品添加物の直接的な反応よりも食品中のB12に対しては影響が少ないことが判明した。以上のことから、我が国で使用が許可されている食品添加物においては食品中のB12に顕著な影響を及ぼさないことが明らかとなったことから、本研究がおおむね順調に進展していると判断される。ビタミンB12 (B12)は一部の細菌で生合成され,食物連鎖により種々の動物の体内に吸収・蓄積されるため,主として動物性食品に多く含有される.これまでの研究において,B12が有機塩素系殺菌剤クロラミンTと反応することによって生成するB12 [c-lactone]が一部の乾燥キノコから検出された1,2).そこで,我が国の指定添加物リスト(日本食品化学研究振興財団)に記載されている449種から香料と着色料,脂溶性ビタミンを除外し,動物性食品に使用されている添加物11種を選別して標準B12と混和した結果,次亜塩素酸水,ピロ亜硫酸ナトリウム,亜硫酸ナトリウムで顕著な反応性が認められた.本研究ではこれらの食品添加物がB12に及ぼす影響を詳細に解析すると共に,食品中のB12含量に及ぼす影響を検討した.各食品添加物とB12を試験管内で反応させた結果,次亜塩素酸水は速やかにB12と反応し,B12に特有な361 nmおよび550 nmの吸収を消失させた.
射影空間内の次数の低い小林双曲的超曲面の構成

当該年度の研究実績の概要は以下の通り。複素平面から射影空間への整正則曲線について、射影空間内のある種の超曲面に対する、個数関数の打ち切りレベルを1とした第二主要定理型不等式に関して、Dinh Tuan HUYNHが他2名との国際共同研究として実施した研究成果を、Annales del'Institut Fourierより出版することができた。この成果は、すでに、別の海外研究者グループによって、ある種のオービフォード多様体に対する問題に応用されている。この研究は、山ノ井(他二名との共同研究)によって、2008年に発表された、代数的トーラスへの正則曲線に関する、個数関数の打ち切りレベルを1とした第二主要定理型不等式と密接に関係しており、当該研究課題において活発な議論を行ったテーマである。本研究課題の大きなテーマは、N次元の射影空間内で2N次の小林双曲的超曲面が少なくても一つは存在するか?という問題であった。この問題に関して、Dinh Tuan HUYNHは、国際共同研究を実施し、かなり活発な研究を行った。特に2018年の初頭には、この問題は一旦解決されたかにみえる段階まで、研究が進み、山ノ井もかなり興奮した時期を過ごしたが、残念ながら証明に間違いを発見し、現在のところ、この問題は未解決のままである。このように、かなりいい線まで研究が進んだため、今年度の大半は、この間違いを修正して、この問題解決を完成させる努力に使われたが、残念ながら本研究課題の終了期限までに完成させることは出来なかった。ただ、近い将来、この証明が完成される日が来る可能性は十分にあると思われる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度の研究実績の概要は以下の通り。外国人特別研究員Dinh Tuan HUYNHは、Duc-Viet VU(フランス、IMJ-PRG)およびSong-Yan XIE(ドイツ、マックスプランク研究所)と共同で、複素射影空間の次数の高い超曲面に対するネヴァンリンナ理論における第二基本定理型の評価式について研究を行い、成果を挙げた。この成果に関する論文「Entire holomorphic curves into projective spaces intersectinga generic hypersurface of high degree」はアーカイブ上で公開されている。これは、従来の小林予想に関する研究を一般化するもので、小林予想においては、超曲面と交わらない正則曲線に関する研究を行っているが、今回の共同研究では、超曲面と交わることも許す正則曲線を扱うことに成功している。この成果は、3月初旬に東京大学の駒場キャンパスで行われた、小規模の研究集会で発表されている。この研究集会では、正則写像の諸性質を研究対象とする国内の研究者が集まって、専門的で突っ込んだ議論が行われた。その結果、国内の研究者にDinh Tuan HUYNH氏の研究を詳しく知ってもらうことができたのは、今後の本研究課題を進める上で大きな収穫であった。また、Dinh Tuan HUYNHは東京大学の複素解析幾何セミナーでも講演を行い、国内における複素幾何のより広い研究者にも詳しくその研究内容を知ってもらうと同時に、研究上の活発な議論を行うことができた。本研究課題は平成28年の10月から始まるものであり、半年の成果としては満足いくものである。研究実績の概要に記したように、本研究課題が始まって半年であるが、すでに新しい成果を挙げて論文執筆の段階に入っていることは評価してよい。また、本研究課題に興味を持つ国内の研究者と、活発な研究交流を持つことも出来ており、新しい環境下でのスタートとしては上々のものである。平成29年度は、複素平面から射影空間への整正則曲線の第二主要定理型不等式について、Tuan氏と活発な議論を行った。特に第二主要定理にあらわれる個数関数の打ち切りレベルを1にした不等式が、主な関心であった。本研究課題の代表者である山ノ井は、他二名との共同研究によって、2008年に準アーベル多様体の第二主要定理を用いることで、射影平面への整正則曲線が2つの直線と1つの二次曲線を除外するとき、その整正則曲線が代数退化することを証明した。Tuan氏は他2名との国際共同研究を実施し、この結果と関連した第二主要定理型不等式を打ち切りレベル1の個数関数に対して得ることに成功した。この結果はすでにアーカイブ上に公開されているので、世界中どこからでも閲覧可能である(arXiv:1704.03358)。この結果はある種のオービフォード多様体に対する問題に早速応用されている。今回のTuan氏の国際共同研究の結果は、射影空間の因子が十分大きな次数を持たなくてはならないため、山ノ井(他二名)の2008年の結果を含むものであるかは、現在議論を続けているところである。この他、Tuan氏は本研究課題の一つである、射影空間内の次数の低い小林双曲的超曲面の構成にも継続的に取り組んでいる。出来るだけ次数の低い小林双曲的な超曲面の具体例を構成することが目標である。このテーマでもTuan氏は国際共同研究を実施し、現在かなり活発な研究を行っており、うまくいけば平成30年度にはかなり質の高い成果が得られるのではないかという期待を持っている。平成29年度は二つの国際共同研究を実施し、論文を執筆した。

複素平面から射影空間への整正則曲線について、射影空間内のある種の超曲面に対する、個数関数の打ち切りレベルを1とした第二主要定理型不等式に関して、Dinh Tuan HUYNHが他2名との国際共同研究として実施した研究成果を、Annales del'Institut Fourierより出版することができた。この成果は、すでに、別の海外研究者グループによって、ある種のオービフォード多様体に対する問題に応用されている。この研究は、山ノ井(他二名との共同研究)によって、2008年に発表された、代数的トーラスへの正則曲線に関する、個数関数の打ち切りレベルを1とした第二主要定理型不等式と密接に関係しており、当該研究課題において活発な議論を行ったテーマである。本研究課題の大きなテーマは、N次元の射影空間内で2N次の小林双曲的超曲面が少なくても一つは存在するか?という問題であった。この問題に関して、Dinh Tuan HUYNHは、国際共同研究を実施し、かなり活発な研究を行った。特に2018年の初頭には、この問題は一旦解決されたかにみえる段階まで、研究が進み、山ノ井もかなり興奮した時期を過ごしたが、残念ながら証明に間違いを発見し、現在のところ、この問題は未解決のままである。このように、かなりいい線まで研究が進んだため、今年度の大半は、この間違いを修正して、この問題解決を完成させる努力に使われたが、残念ながら本研究課題の終了期限までに完成させることは出来なかった。ただ、近い将来、この証明が完成される日が来る可能性は十分にあると思われる。今後の研究の推進方策は以下の通り。現在までの進捗状況にも記したように、本研究課題はよいスタートがきれている。今後も、昨年度に引き続き、国内の研究者と活発な研究交流を行いながら、ネヴァンリンナ理論や小林双曲多様体の研究を進めていく。特に、研究実績の概要に述べた、Dinh Tuan HUYNH氏の最新の研究成果は、今後に発展する可能性がある新しい方向性である。このテーマを進めていくことは、本研究課題を進める上でも、重要な内容を持つものであり、その発展が期待される。また、平成29年度は、シンガポールとフランスへの2度の海外出張をDinh Tuan HUYNH氏は計画しており、最新の成果に基づくディスカッションによって、新しい知見が得られることを期待したい。平成29年度に開始した、射影空間内の次数の低い小林双曲的超曲面の構成に関する国際共同研究を継続する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
単一モードファイバを用いたホログラム・アナログ伝送用時空間変換システム

現在の時系列デジタル信号処理では対処できないと予想される,超並列チャンネルの時系列信号や3次元ホログラム情報伝送の手法として,広いスペクトルを有する広帯域光源のスペクトル上に,高い空間分解能をもつ2次元空間情報をアナログ変換により直接転写し(空間-時間-変換),単一モードファイバを介して伝送し,再び2次元空間情報として再生(時間-空間変換)する方式を,実験系を構築してその原理と性能について調べることを目的として以下の実験および数値モデル解析を行った。1.低コヒーレンス光の広いスペクトルの位相に,空間情報の振幅および位相を時空間変換手法によって転写し,単一モード光ファイバーで伝送し,再び周波数ホログラムとして再生する実験系を構築し,1次元空間位相情報の伝送を実現した。また,伝送側における時空間結合の影響を詳細に調べた。2.1.のスキームを2次元空間情報伝送に拡張するために,符号化多重方式を併用した時空間変換方式について数値モデルによって解析を行った。2値情報については精度の高い伝送が可能であるが,グレイレベルが2以上の情報については,しきい値化検出に工夫が必要である。3.フォトリフラクティブ結晶による角度多重ホログラムを用いることで,符号化された信号パケットを,整合フィルタリングによって所定の角度方向に復号した信号を回折させる全光ルーター実験を行い,基本的な動作を実証した。この角度多重周波数域ホログラムの作成には,空間域ホログラムの周波数域ホログラムへの転用が有望であるが,体積ホログラムとして機能させるためには,Bragg回折条件を周波数域で満たすように微細な調整が必要でる。現在の時系列デジタル信号処理では対処できないと予想される,超並列チャネルの時系列信号伝送や3次元ホログラフィ情報伝送の手法として,広いスペクトルを持つ広帯域光源のスペクトルに高い空間分解能をもつ2次元空間情報をアナログ変換により直接転写し(空間-時間変換),単一モードファイバ伝送し,再び2次元空間情報として再生(時間-空間変換)する方式を実験システムを構築して,その原理と性能について調べることを目的として以下の実験を行った.(1)1次元空間位相変調器に空間的1次元の任意のデジタルデータ(振幅)に対応する計算機ホログラムを書き出し,さらにM系列符号を重ねる.この空間光変調器によって,フェムト秒レーザパルスの周波数位相を変調した.(2)変調された光パルスと,別途M系列符号のみで周波数位相変調された光パルスをBBO非線型波長変換素子上で周波数干渉させることによって,2倍高調波パターンそのものが伝送された1次元空間パターンになることを確認した.(3)空間的1次元データとして位相項までを再現できることを,読み出し2倍高調波の結像面を移動することで確認した.(4)1次元の振幅と位相が伝送できることから,空間情報を振幅と位相で表示してそのホログラムを書きこんで伝送し,空間情報を再現する実験を行った.位相マスクのみでは,振幅と位相の両者を完璧に再現するホログラムの形成は難しいが,伝送特性そのものは十分に利用できることを実証した.(5)単一モードファイバーを用いて,(2)(3)の実験を行った.自己位相変調がおき難いくらいままで擬似雑音化して伝送するので,非線型性の問題はなくなる.現在の時系列デジタル信号処理では対処できないと予想される,超並列チャンネルの時系列信号伝送や3次元ホログラフィ情報伝送の手法として,広いスペクトルを持つ広帯域光源のスペクトルに高い空間分解能をもつ2次元空間情報をアナログ変換により直接転写し(空間時間変換),単一モードファイバ伝送し,再び2次元空間情報として再生(時空間変換)する方式を実験系を構築して,その原理と性能について調べることを目的として以下の実験を行った。第二年度は。これまでの研究成果をうけ,時空間変換を利用したフォトニック・ルータの原理実証実験を低コヒーレンス光を用いて行った。(1)フォトリフラクティブ結晶による角度多重ホログラムと符号多重を併用することで,周波数位相の整合フィルタリングによって所定の角度方向にのみ複合した信号を回折できることを明かにした。

(2)現在の体積ホログラム用フォトリフラクティブ材料は,低コヒーレント光源の波長域(650,800nm)に感度がないため,直接周波数域で多重ホログラムを形成することは難しい。そこで,空間域ホログラムを周波数域に転用する方法,YAG-SHGレーザと長波長低コヒーレント光を用いた二段階励起書きこみ方式,フェムト秒SHGレーザによる周波数域での書き込み実験を行った。結果的に,空間ホログラムの周波数ホログラムへの転用が有望であるが,Bragg回折条件を周波数域で満たすように調整することは容易ではない。以上より,空間域におけるアナログ・ホログラフィ技術,および周波数域符号多重方式を用いて,時間-空間域の相似性を利用することで,信号パケットの周波数符号によって信号パケットを電気信号に変換することなくルーティングできることを明かにした。
フイ ンスラー幾何学の生物学への応用

1.序当研究を行うにあたり、釧路・京都の研究グループと研究打合せを行った。その結果、研究方針および計算方法が明確になり、一つの結論を導びきだすことができた。なお、平衡点の計算に計算機の利用を考えてはいるが、こちらの成果はまだ上っていない。以上に研究経費を使用した。2.研究概要...筆者とカナダの数学者Antonelliの共著の論文で、フインスラー幾何学の生物学への応用の論文を書いた。そこでは2次元の場合、異なる種の間の社会的相互作用は、一定の比を保った方向の近くでは、種の成長はヤコビ安定であることが、ガウス曲率を計算して示された。今回の研究は、上記の拡張として、2次のperturlation項を含む場合を考えた・2次元ecological metricで考える。その空間をフインスラー空間とみなし、1-form.Finsler connectionをみつける。その捩率テンソルを用いて1-form metricをもつフインスラー空間の測地線の方程式が求められる。その測地線の方程式の係数より、BerwaldのGauss曲率を、計算することができる。ガウス曲率の計算は、上記のような簡単な場合でさえ、大変な労力を必要とする。計算の結果、次の定理が得られた。定理2次元ecological metricで、2次のperturbation項をもつ場合には、無条件では、種の成長はヤコビ安定には、ならない。Perturbation項の係数が、両方とも負の時には、種の成長はヤコビ安定になる。
中・近世西欧における書簡とコミュニケーション－行政・法・宗教そして社会

2018年度は、研究成果を総括し公表した。第68回日本西洋史学会大会(於広島大学)で、「中世ヨーロッパにおける書簡とコミュニケーション」と題し2018年5月20日に小シンポジウムを開催した。第一報告者(岡崎敦、研究協力者)は、書簡資料をめぐる問題点と研究の現状について西欧中世史の立場から整理し問題提起を行い、フランス王文書体系のなかで「書簡体」文書が担った機能について報告した、第二報告者(梁川洋子、研究協力者)は、イングラドの中央行政システムが作り上げられつつあった13世紀に貴族の書簡が担った機能について報告した。第三報告者(新井由紀夫、研究代表者)は、中世末に地域政治社会の担い手であったジェントリが王や貴族から受け取った書簡の機能について報告を行った。皆川卓はドイツ近世史の立場から、高橋一樹は日本中世史の立場から、それぞれコメントを行った。政治的・社会的行動にかかわるある固有の意思の伝達媒体としての書簡に着目し、中世西欧社会において書簡が担った政治的機能を具体的に明らかにすることで、その機能を成り立たせていた背景に複層的に迫った。コミュニケーションの視点から書簡の持つ機能に着目して、書簡のさまざまな用いられ方を明らかにすることで、公的文書だけからではわからない、中世社会が実際にどのようにまわっていたのかを明らかにすることが可能になった。例えば、研究代表者新井は、形式や形状の実際と書簡内容との連関という面から分析し、貴族からジェントリ宛ての書簡には、1)国王書簡に類似したタイプのフォーマルな書簡、2)親しさや近しさを強調するようなインフォーマルな書式の書簡の2つのタイプがみられ、相手や場合に応じてうまく使い分けていたことを明らかにした。本研究によって、中世の政治社会をより包括的に理解するためには、形状も含めた書簡、書状史料分析が必要不可欠であることが明らかとなった平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。(1)西洋中近世における書簡とコミュニケーション関係文献データベース(英950件・独450件・仏150件、合計1550件)を作成、研究代表者・分担者・連携研究者間で共有し、各時代・地域における研究状況の把握に努めるとともに、各自の個別研究で対象とする書簡の洗い出しを行った。(2)書簡コミュニケーション科研全体研究会を2回行い、分科会テーマの絞り込みや、個別研究状況を報告し、全体での共有を図った。例えば研究代表者は『シーリー家書簡集』のなかに、中世後期社会で現実に用いられていた商業技術文書(書簡形式をとったインフォーマルな為替証書(bill of exchange)等)がタイムカプセルのように残されていることに着目し、ステープル商人家系の「書簡」をもとに、それが機能し使われた場とあわあせて内容を検討することを試みた。ハナムによる新刊本でも記載がない史料形式上の特徴が持つ意味(表左上下の印、中央のJhesus、印章以外に、裏面における屋号の印、折りたたみ方など)について討論し他の時代・地域における書簡史料と比較考察すべく意見を交換することで、改めて書簡史料論の必要性を浮き彫りにした。分担者朝治による国王書簡の果たした独特な役割への着目、死者から生者への「書簡」ともいえる、遺言に着目した分担者井内や上野の報告、教皇書簡に着目した連携研究者直江や苑田の報告など新たな論点の発見があった。(3)以上の成果を共同研究としてまとめていくべく、書簡史料に関する共通理解を得るための土台作りとして、本科研研究会キックオフ・シンポジウムを行った。中世フランス文書学と書簡について西洋中世文書学や史料論に詳しい岡崎敦氏(九州大学)、書簡体史料に詳しい高橋一樹氏(武蔵大学・日本中世史)の報告を得て比較の視座を広げることができた。(4)同時並行して書簡史料データベースの設計・データ仮入力を行った。(1)西洋中近世における書簡とコミュニケーション関係文献データベースの初期ヴァージョン(英950件・独450件・仏150件、合計1550件)を完成させることができた。(2)各自が個別研究を進めるとともに、書簡史料の定義について共通理解を作るべく、2回の全体研究会を継続して行い、共同研究としての成果を得られるよう努めている。(3)「西洋中近世書簡とコミュニケーション」科研キックオフ・シンポジウムを開催し、比較の視座を得て、共同研究としての基礎がかたまりつつある。(4)2015年8月22日(土)8月24日(月)に九州大学西新プラザ「多的室」にて書簡コミュニケーション科研研究会全体集会を行い、書簡史料データベースの仮入力データの検討を行った(新井報告・古城報告)ところ、苑田連携研究者および山辺・中村大陸史研究者から、2015年に刊行されたばかりの、HOGEL, C. and BARTOLI, E., ed., Medieval letters between fiction and document, Turnhout, 2015.という研究について指摘を受けた。本科研研究課題の検討開始後に出された大陸の中世書簡に関する新しい視野を持った研究であり、それを利用し大陸との書簡史料比較をするためにも、書簡史料の外観や史料類型に関する再度の慎重な検討が、本研究課題遂行上、必要不可欠であることが判明した。そこで本科研研究会では書簡史料データベースの設計案を変更した方がよいとの結論に達した。そこでデータベースの設計変更により、当初計画より5ヶ月の延長が必要となったが、データベース設計は順調に進行し5ヶ月の延長によりデータベースは完成するめどがたっている。

以上のことから、一部に遅れはみられるものの全体としてはおおむね順調に進展していると判断した。(1)書簡史料データベース完成によって、Paston Lettersのうち写しではなくやりとりされた実際の書簡史料である約460通について、Medieval Family Databeseとの連携して書簡形状と内容の相関関係分析が可能となった。(2)2度開催した全体集会を通じ以下のことが明らかになった。完成したデータベースをもとにパストン家が受け取った貴族書簡の形式的特徴の分析を試みた結果、書記による整った書体か否か、紙の大きさと余白の多さ、紙の質の違い、書簡のおり方と形状、印章はどこに付されるか、挨拶部分の書式、差出人名の有無、およびそれが書かれる位置、末尾の表記、署名(自著)の有無、宛名の表記などを指標として着目する必要が明らかになった。データベースを利用しこれらを指標を用いて考察すると、例えば第3代ノーフォーク公の書簡(1469年)は、おそらく国王のシグネット同様、撚り紐で縁取られた印章が表面(文面(内)側)におかれ、中央上に、The Duc of Norflokと書かれるなど、国王書簡の書式を明らかに模倣している形式であることがわかった。その場合、政治・行政上の国王権力をいわば代行する権威を示したいという意図が背後に推測できる。比較の視点からも傍証が得られた。16世紀イスラーム世界におけるサファヴィー朝とオスマン朝間の外交書簡冒頭部の形式と、受取人称号から、両者の関係性の変遷を論じた市川千乃報告は、外交書簡の形式を不相応に飾りたてる行為の背後に潜む意図を分析する重要性を明らかにした。書簡で異なる称号を使い分ける政治的意味を探るもの(朝治報告)、年代記所収の書簡史料を分析の俎上に載せる試み(都築、吉武報告)や、都市(佐々井報告)やジェントリ女性の書簡(古城報告)の特徴を析出するなど、書簡が担った西洋中近世特有の機能を明らかにする論点の共同研究が進展した。(1)西洋中近世における書簡とコミュニケーション関係文献データベース(英950件・独450件・仏150件、合計1550件)をヴァージョンアップできた。(2)全体集会を2回開催し、共同研究の論点整理ができた。西洋中近世における書簡の史料的特徴・形式的特徴と内容との関連について議論するうえで重要な論点についても整理することができた。(3)書簡史料データベース((The National Archives, Public Record OfficeおよびBritish Library所蔵のイギリス中世後期に関する書簡マニュスクリプト(中世英語・フランス語・ラテン語で書かれた手書き写本)のうち、実際に書簡としてやりとりされたオリジナル史料を対象とし、それら史料所在番号・宛名・受取人名・日付・形状(縦横サイズ)・素材・行数・内容と書式の特徴を調査し、それらをエクセルを利用してデータ入力し、データベースを作成)を完成させることができた。以上のことから、全体としておおむね順調に進展していると判断する。