hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エンバク体細胞の全能性と共役する遺伝子の分析と育種学的利用

そこで、核DNA量を遺伝的変異の指標にして、再生能との関係を調べた。固型培地でのカルスの核DNA量の分布は、例外もあるものの再生能の高い`Lodi'と`Iowa469'では正規分布に従い、`Aurora'や`Ffion'などの再生能の低い品種では、平均値や分散が共に小さく分布の尖度が高くなる傾向が認められた。1.再分化型と不再分化型の交配を多くの組合わせで行った。それらの後代(F1,F2及びBC1)の未熟胚からB5培地(2、4-D,2mg/1)によってカルスを誘導し、脱分化させた。これらの継代培養中(3ヶ月,6ヶ月及び1年)では、カルスの生長率、グリ-ンスポット形成率から最適交配組合せは'Lodi'X'Kanota'あり、最適継代培養期間は3ヵ月であることが判った。2.最適交配組合せの後代分離の結果から再分化を支配する遺伝子数を推測した。植物体再生に関する遺伝率はF2からF3世代では0.93と非常に高く、後代での選抜が可能であることが判明した。現在、R3世代での高再生系統の選抜を行っているところであるが、カルス当たり最高30植物体を再生した高再生系統を得ている。その遺伝様式は微働遺伝子支配であり、明確な分離は認められなかった。しかし、品種'Lodi'X'Victoria'では再生能はそれほど高くないが、後代で形質の分離が認められ主働遺伝子支配であった。このように、再生能に関与する遺伝子は多種類存在することがわかった。今後再生能を量的形質として扱い統計的処理を行う必要性が出てきた。3.再分化型カルスの短期培養(3ヶ月)や長期培養(6ヶ月)によって生じると思われる体細胞間変異(Somaclonal variation)を核当りDNA量と染色体を指標にして調べ、再分化能との関係を明らかにしている。まだ具体的な成果得られていない。未熟胚からB5培地(2、4-D,2mg/1)によってカルスを誘導し、脱分化させるといろいろな変異が生じる。この高再生遺伝子系統を用いてクロ-ン増殖させるためには、この体細胞間変異をなるべく抑える必要がある。これを実現するにはどうすれば良いか検討する。実際には、核当りDNA量と染色体構造・数を指標にして、植物ホルモンの種類と濃度を工夫しなければならないと考えている。1.高再生遺伝子型の選択`Lodi'×`Kanota'の自殖後代で、F2からF3への植物体再生に関する遺伝率(0.93)の高さから、高再生系統の選抜が可能であることが判明した。しかし一方では、カルスの長期培養中に生じるソマクロ-ン変異があり、育種への応用面では好ましくなかった。特に、この培養系では再生植物の染色体数の減少傾向が認められ、低次異数体の育成には好都合であるが、高繁殖系や優良品種の育成には不都合であった。そこで、R1、R2(再生世代)を選抜するのに一旦完熟種子を採種し、そこから植物体を栽培して、その自殖未熟胚からカルス誘導を行いソマクロ-ン変異を少なくしようとした。これらの世代をSR1、SR2(種子経由再生世代)と呼ぶ。RSI世代ではR2世代よりも染色体数2n=42の正倍数体が多くなり、再生力の高い系統が選抜できた。圃場試験での外部形態形質の変異幅もRS1世代で小さくR2世代で大きく、その差は5%レベルで統計的に有意であった。2.懸濁培養法の応用これまでの研究では、高再生系統の選扱にはB5基本培地(2,4ーD 2mg/1)の固型培地のみを用いてきた。しかし、懸濁培養では大量の細胞を得たり、宿主特異性毒素などを添加した培地を利用しやすい。そこで、これまでの固型培地で再生能の高い`Lodi',`Bulwark
高分子微粒子熱変形プロセスを利用したネットワーク細線型透明導電性膜の開発

インジウムを用いないで、かつITO膜より高い導電性と透明性を併せ持つ薄膜材料の開発を試みるものである。すなわち、ナノからミクロンオーダのネットワーク網目構造を持つ金または銀の透明導電性膜を開発しようとするものである。まず、ラテックス粒子をテンプレートとし、無電解銅めっきを施すことで、導電性及び透過性を併せ持つフィルムを作製することを試みた。しかし、無電解銅めっきを用いる限り、無電解銅めっきが不純物混入に敏感で、本法では熱変形した粒子間隙には界面活性剤などの不純物が濃縮される傾向にあること、しっかりしたテンプレートでないと無電解めっき結晶は自己成長して全面めっきになること、並びにnmオーダの間隙に無電解めっきの結晶を成長させるのが難しいことが分かった。これらを踏まえて、本手法で生成可能な透明導電膜は、透過率60%でITO膜と同程度の導電率を持つ膜である、という結論になった。次に、ラテックス粒子を基板上に並べ、金ナノコロイドを滴下し、乾燥させラテックス粒子を除去することで、粒子の周りにリング部を、粒子間に金細線を粒子間に有するネットワーク構造を持つ導電膜の作製を試みた。本方法で作製される導電膜は物理的な強度は弱いものの、粒子間をつなぐ金線を細くすることが可能となり、導電性を示し、透過率が86%の導電膜の作製をすることが出来た。この方法はラテックス粒子を並べ、金ナノコロイドを滴下するだけと簡単に出来るということも魅力である。この方法は金ナノコロイドで透明導電膜の作製だけでなく、様々なナノ粒子のパターニングに応用が出来ると考えられる。インジウムを用いず、かつITO膜より高い導電性と透明性を併せ持つ薄膜材料の開発を試みるべく、ネットワーク網目構造を持つ金または銀の透明導電性膜の開発を目的とする。透明基板上にラテックス粒子単層膜を作成し、軟化溶融温度(60150°C)近くまで温度を上げることにより、粒子を軟化変形させ、フィルム状の規則構造体を作成する。これを鋳型とし、この上から金属ナノ粒子を塗布、またはin-situ発生させる。そこで、金属ナノ粒子の溶融温度(150250°C)まで昇温すると、粒子間隙がテンプレートとなり、基板上に金属ナノ粒子を溶融結合させた網目構造の導電体が形成される。さらにその後、鋳型を400°C程度で焼き飛ばすか、溶剤による溶解除去をするか、機械的除去をすると、透明基板上にネットワーク状の透明導電性膜が形成される。金属ナノ粒子として金、銀を用いると、その電気抵抗は10-6Ωcmで、ITO膜の10-4Ωcmに比べ2桁低いために、ITO膜より遥かに高い電導性が期待でき、かつ網目構造であるため、高い透明性が得られる。この手法の確立を目指す。本年度は、熱変形を詳細に検討することができるように、粒径の大きなPSL粒子を入手し、熱変形過程を顕微鏡で詳細に検討した。ガラス基板にこの粒子を塗布し、100°C150°Cで一定時間の熱履歴で熱変形することを確認した。この熱変形させた粒子が載ったガラス基板を用いて、無電解メッキを行うため、触媒粒子溶液に浸漬後、メッキを試みた。しかしながら、全く析出が起こらなかった。この原因の解明に多大な時間を要したが、結論として、用いたPSL粒子に添加されている添加剤(非公開)が原因であるとほぼ断定した。一方、PSL粒子の自作を試み、粒径1μmの粒子の合成に成功した。多分散であるが、本粒子を用いると、メッキが析出することを確認した。しかし粒径が小さく、熱変形過程を詳細に検討できるものではなく、今後粒径の大きな粒子の開発を継続する。
歯周疾患における上皮細胞と線維芽細胞の役割に関する総合的研究

1)無血清で培養した歯根膜線維芽細胞はラミニン-8/9(α4β1γ1/α4β2γ1)を分泌して,株化歯肉上皮細胞の走化性を誘導し,歯肉上皮の深行増殖に関与することが示唆された。(大塚吉兵衛)2)ビーグル犬に外科的骨欠損を作成し,歯根面にBMP-2を塗布するとその濃度依存的に歯槽骨の再生を誘導することが示された。(川浪雅光)3)ヒト歯肉上皮細胞と線維芽細胞とで発現遺伝子のトランスクリプトーム解析を行い,2.1倍以上発現差がある遺伝子種を上皮細胞590,線維芽細胞440同定した。RT-PCRの結果,発現差の大きい遺伝子は上皮細胞でdesmocollin,keratin-5,VAC-β,線維芽細胞でvimentin,gp130,caveolin-2であった。(安孫子宜光)4)多層性線維芽細胞シート形成における細胞外マトリックスの役割を調べた結果,テネイシンがヒト歯肉線維芽細胞の多層性増殖を促進させることを明らかにし,歯周組織再生療法に使用する移植材の開発に応用可能であることを示唆した。(前田勝正)5)ラット口蓋側歯肉由来の上皮細胞がCD80分子を発現し,IFN-γと抗原存在下でMHC classIIおよびB7-1を介してT細胞応答を誘導することを示した。(和泉雄一)6)mCD14を歯肉線維芽細胞に強制発現させ,P.gingivalis刺激を行ったところ,mCD14を介する場合はPTK,PKC,PKA/PKG,CaMKが,sCD14を介する場合はPTK, PKCが活性化されたことから,認識機構の違いで細胞活性化が異なることを明らかにした。(島内英俊)7)歯根膜線維芽細胞のCbfa-1発現,ALP活性,石灰化能に及ぼすエムドゲインの影響を調べた結果,エムドゲインにBMP-2が含まれる可能性は低いことが判明した。(奥田一博)8)株化ヒト歯肉線維芽細胞(Gin-1)のヒアルロン酸(HA)合成酵素としてHAS2が,分解酵素としてHYAL2,MGEA5が同定された。(渋谷俊昭)9)歯肉上皮細胞のiNOS mRNA発現はIL-1βとTNF-α,アデノシンRAである2CADOまたはIL-15の刺激によって誘導された。また,SV40-transformed歯肉上皮細胞を2CADO刺激するとNO産生とiNOS mRNA発現が誘導された。歯肉線維芽細胞はCD73を介してアデノシンを産生した。(島袋善夫)10)線維芽細胞上にHLA-抗原ペプチド-T細胞受容体複合体が形成されるとJNKの活性化を介して,RANTES等のサイトカイン産生が誘導されることを示した。(西村英紀)11)ラットにおけるサイクロスポリンA誘発性歯肉増殖症には,インテグリンα2発現を制御するAP-1構成サブユニットであるc-fos発現抑制が関与する可能性が示唆された。(片岡正俊)12)IFN-γはヒト歯肉線維芽細胞のコラーゲン貪食能を低下させたが,コラーゲン貪食自体は線維芽細胞の細胞応答性に影響を及ぼさなかった。(小林誠)1)無血清で培養した歯根膜線維芽細胞はラミニン-8/9(α4β1γ1/α4β2γ1)を分泌して,株化歯肉上皮細胞の走化性を誘導し,歯肉上皮の深行増殖に関与することが示唆された。(島内英俊)7)歯根膜線維芽細胞のCbfa-

1発現,ALP活性,石灰化能に及ぼすエムドゲインの影響を調べた結果,エムドゲインにBMP-2が含まれる可能性は低いことが判明した。(奥田一博)8)株化ヒト歯肉線維芽細胞(Gin-1)のヒアルロン酸(HA)合成酵素としてHAS2が,分解酵素としてHYAL2,MGEA5が同定された。(渋谷俊昭)9)歯肉上皮細胞のiNOS mRNA発現はIL-1βとTNF-α,アデノシンRAである2CADOまたはIL-15の刺激によって誘導された。また,SV40-transformed歯肉上皮細胞を2CADO刺激するとNO産生とiNOS mRNA発現が誘導された。歯肉線維芽細胞はCD73を介してアデノシンを産生した。(島袋善夫)10)線維芽細胞上にHLA-抗原ペプチド-T細胞受容体複合体が形成されるとJNKの活性化を介して,RANTES等のサイトカイン産生が誘導されることを示した。(西村英紀)11)ラットにおけるサイクロスポリンA誘発性歯肉増殖症には,インテグリンα2発現を制御するAP-1構成サブユニットであるc-fos発現抑制が関与する可能性が示唆された。(片岡正俊)12)IFN-γはヒト歯肉線維芽細胞のコラーゲン貪食能を低下させたが,コラーゲン貪食自体は線維芽細胞の細胞応答性に影響を及ぼさなかった。(小林誠)1)歯根膜および歯肉線維芽細胞が分泌する歯肉上皮細胞に対する走化性因子であるHGFの産生および活性化が,血清で刺激されることが明らかとなった。歯根膜線維芽細胞を無血晴培養すると,lamininおよびfibronectin様因子を分泌して,歯肉上皮細胞の走化性を誘導することが明らかとなった。唾液中生理的濃度のEGFが,口腔由来上皮細胞株のcell migrationを促進させることを示した。(大塚吉兵衛)2)rhBMP-2をラットの歯根面に塗布すると,その濃度依存的にセメント質様硬組織が形成された。(川浪雅光)3)ヒト歯肉上皮細胞と線維芽細胞の発現遺伝子のトランスクリプトーム解析を行ったところ,上皮が10倍以上発現している124遺伝子,線維芽細胞が10倍以上発現している58遺伝子を同定した。(安孫子宜光)4)歯肉線維芽細胞のアルカリホスファターゼの発現が,細胞外マトリックスによって調節されていることを明らかにした。(前田勝正)5)歯肉上皮細胞をIFN-γで刺激すると,MHC class II,B7-1の発現が認められ,T細胞の調節に関与することが示唆された。(和泉雄一)6)歯肉線維芽細胞にCD14遺伝子導入を行ったところ,LPSに対する応答性が有意に上昇した。(島内英俊)7)エムドゲイン中にはTGF-βが存在し,速やかにsmad2の核内移行を促進することが判明した。(奥田一博)8)ラット歯肉組織の治癒に伴い,プロテオグリカンの局在に変化が見られた。(渋谷俊明)9)IL-1β+TNF-αあるいはアデノシンレセプターアゴニスト刺激により,歯肉上皮細胞のiNOS mRNA発現が誘導されることを明らかにした。(島袋善夫)10)歯根膜由来細胞の40%に,歯肉線維芽細胞の20%にMRP8およびMRP14の発現が見られ,その95%が抗菌作用を有するcalprotectinであることが判明した。(西村英紀)11)サイクロスポリンA誘発性ラット増殖歯肉線維芽
高温超音波2次元アレイセンサーの開発とその凝固モニタリングへの適用

溶融金属のオンラインモニタリングの実現を目的とし、高温・高速・高分解能計測が可能な新規な超音波アレイセンサーの開発に関する研究を行った。主な結果は以下のとおりである。(1)室温環境で用いられている超音波2次元アレイセンサーの基本性能を調べ、その溶融金属計測への適用の可能性について検討した。8×8または16×16の2次元アレイセンサーを用いて、水中での3次元イメージングに関する系統的な基礎実験(空間分解能、形状認識、時間分解能の調査)を行った。2.25MHz10MHzの周波数において1mm程度の空間分解能が得られることを確認したが、現状の手法では空間分解能、形状認識、イメージング処理時間の点で問題があり、それを溶融金属に適用すること難しいことが明らかになった。(2)上の結果を踏まえて、超音波バッファーロッド法を用いたアレイセンサーの開発に向けた検討を行った。チタン製のテーパ型バファーロッドを用いた高温超音波センサーを試作し、これをアルミニウム合金の凝固ならびに溶解プロセスのモニタリングに適用し、その有効性を実証した。さらに、溶湯中での同センサー周辺の温度分布について検討するためにFEM解析法を適用し、その有効性を確認した。また、アルミニウム溶湯の計測に適した金属製(Ti、Nb、Mo、等)バッファーロッドセンサーを設計、製作し、溶湯中でのその性能を評価した。(3)溶融金属用アレイセンサーの構築を想定し、長尺ロッドセンサーを設計・試作し、その有用性を実験により確認した。また、粗面境界からの超音波の反射・散乱についても理論的・実験的に検討し、バッファーロッド法による凝固界面形態の定量的評価の可能性を見出した。本研究で得られた知見は超音波2次元アレイセンサーの開発に直接繋がるものであり、現在、その試作に着手している。本研究は、溶融金属のOn-Line Ultrasonic Metallographyの実用化をはかるもので、凝固プロセスの高分解能リアルタイムモニタリングの実現を目的とする。ここでは、高温・高速・高分解能計測が可能な新規な超音波2次元アレイセンサーを開発し、溶融金属内部の過渡現象(凝固プロセスにおける物性や固液界面の変化)をリアルタイムでモニタリングする革新的計測手法の開発を目指す。今年度の主な結果は以下のとおりである。(1)アルミニウム合金の凝固モニタリングに関する基礎的検討本研究の重要なキーポイントの一つは、溶融金属中での劣悪環境に耐え、かつ高い空間分解能とS/N比を備えた高性能な超音波バッファーロッドを設計、製作することにある。そこで、アルミニウム溶湯の計測に適した金属製(Ti、Nb、Mo、等)およびセラミック製バッファーロッドセンサーを設計、製作し、溶湯中でのその性能を評価した。前者については良好な結果が得られたが、後者(アルミナロッド)については濡れ性および音響インピーダンスマッチング特性において問題があった。また、SN比に優れた高品質信号の高速リアルタイム計測およびデータ解析を可能にするための高速データ集録システムを開発した。(2)超音波2次元アレイセンサーに関する基礎的検討8×8または16×16の解像度を有する超音波2次元アレイセンサーを用いて、物体中での3次元イメージングに関するその基本性能を詳細に調べた。アルミ固体に対する空間分解能、時間分解能、イメージング性能などについて実験的に調査した結果、2.25MHzでは1mm程度の空間分解能によるイメージングが確認された。溶融金属の高分解能リアルタイムモニタリングの実現を目的とし、.高温・高速・高分解能計測が可能な新規な超音波アレイセンサーの開発とその応用に関する研究を行っている。これまでの主な結果は以下のとおりである。

(1)アルミニウム合金の凝固モニタリングに関する基礎的検討:本研究の重要なキーポイントの1つは、溶融金属中での劣悪環境に耐え、かつ高い空間分解能とS/N比を備えた高性能な超音波バッファーロッドを設計、製作することにある。そこで、アルミニウム溶湯の計測に適した金属製(Ti、Nb、Mo、等)、セラミック製および溶融石英製のバッファーロッドセンサーを設計、製作し、溶湯中でのその性能を評価した。これらの結果を踏まえて、異種材料結合ロッドセンサーの構築を想定し、異種材料間の超音波透過に関する基礎実験を行った。また、溶融金属中での界面計測に関する基礎的検討として数値シミュレーションを行った。さらに、SN比に優れた高品質信号の高速リアルタイム計測およびデータ解析を可能にするためめ高速データ集録システムを開発した。(2)超音波2次元アレイセンサーに関する基磁的検討:8×8または16×16の解像度を有する超音波2次元アレイセンサーを用いて、物体中での3次元イメージングに関するその基本性能を詳細に調べた。アルミ固体に対する空間分解能、時間分解能、イメージング性能などについて実験的に調査した結果、2.25MHzでは1mm程度の空間分解能によるイメージングが確認された。溶融金属用アレイセンサーの構築を想定し、長尺ロッドセンサーを設計・試作し、その有用性を確認した。現在、2年間の研究結果を踏まえて所期の目標を達成すべくデータの取りまとめ等、鋭意努力している。
ビッグデータ解析に基づく投資家群集行動の定量的解明

本プロジェクトでは、投資家の群衆行動が資産価格に与える影響を定量的に把握するため、大規模データ解析をすることによって研究をすすめ、主に以下の3つの方法論的成果と知見を得ることができた。1投資家は市場価格が伝える情報を重視して次の行動を意思決定する。そのため株価動向そのものが投資家の群衆行動のトリガーになっていると考えられる。一般に、群衆行動が顕著になるにしたがって、株価の相関は高まる。本研究の成果として、株価動向のグラフ構造を考えることで定量的に示す方法論を考案し、投資家行動が過度に悲観的になっている状況を定量化することに成功した。具体的にはノードとなる全上場企業4000社を、閾値を越えたリターンの相関がある場合に枝で結び、時系列に観察した枝密度を市場の群衆行動の代理変数と定義した。その結果、群衆行動が一方向に触れた直後には、大幅な反動が発生し、群衆行動がファンダメンタルズ価値からの大幅な乖離をもたらすことが明らかとなった。2群衆行動は無作為に発生するのではなく、なんらかの情報伝播の経路が存在する可能性がある。情報伝播経路には複数考えられるが、その一つとして取引関係ネットワークが挙げられる。本研究プロジェクトでは、取引関係ネットワークのデータを活用することで、ある企業に発生したファンダメンタルなショックが、ネットワークを通じて隣接している銘柄群に波及している点を明らかにした。3投資家の群衆行動が始まるきっかけは、ある特定銘柄群に対する投資家行動がきっかけになることが多い。本研究プロジェクトでは、「ホットスポットマイニング」と呼ばれる、従来ファイナンス領域の研究では用いられていなかった方法論を用いて、群衆行動が発生していることを統計的に示す試みを行った。その結果、ホットスポットであると認知された銘柄が属する業種の組み合わせにおいては、その後も群衆行動が継続することがわかった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。投資家のハーディング行動が資産評価に与える影響についてこれまで研究を進めてきたが、平成28年度の主たる研究成果は以下の3つに分類できる。1投資家のハーディングを、株式リターンの類似性を用いてとらえる手法を開発した。具体的には任意の2銘柄間のリターンの類似性を、銘柄を「ノード」、リターンの類似性の有無を「枝」として表現したグラフ構造を考える。全上場銘柄を対象に任意の2銘柄を選択するため、全上場銘柄間に類似性が認められれば、800万本の枝(全上場銘柄数を4000銘柄として)が貼られることになる。株価変動の中で、この枝数は時々刻々と変化するが、投資家がハーディングしている時は、枝数が急増するため、枝数の測定を行なうことで、相対的に投資家がどの程度群集行動に走っているかを把握することが可能となる。この手法を活用することで、株価がファンダメンタル価値から乖離するタイミングを測定することができる。この成果は2017年人工知能学会報告論文として2本にわけて公開している。2株価分析のプロである証券アナリストは市場に大きな影響を与える。とりわけ証券アナリストがハーディングを引き起こしている場合、株価に与える影響は非常に大きい。この点に光を当てるため、日本証券業協会による決算プレビューの禁止というnatural experimentを利用し、証券アナリストのハーディングについて明らかにした。この研究は論文化され、台湾における国際学会で報告され、Best Paperにノミネートされた。3投資家のハーディングがどのように伝播していくのかという点について明らかにするために、取引関係ネットワークを用いたところ、ネットワーク経由で伝播することが明らかになった。結果については人工知能問題研究会(SIG-FPAI)で報告され、実務的応用可能性の高さから日本経済新聞にも紹介された。私たちの研究プロジェクトが順調に進展していくために最も大きなボトルネックとなり得たのは、以下の2点であるが、これらが解決されたため研究が進展した。1計算環境:本研究では、投資家のハーディングを株式リターンの類似性を用いてとらえる手法を開発し、定量化した。それを時系列に観察して検証を行なうのであるが、これには莫大な計算量を伴う。任意の2銘柄間のリターンの類似性を、銘柄を「ノード」、リターンの類似性の有無を「枝」として表現したグラフ構造を、全上場銘柄を対象に構築し、それを長期間にわたって観察しているからである。計算量として概算すると、800万本の枝(全上場銘柄数を4000銘柄として)を貼るか否かの判断を10000日(過去40年の検証)にわたって行なう必要があるため、800億回の類似度計算が必要となる。これを迅速に処理するためには、スパコンの使用が不可欠となるが、現在、統計数理研究所と共同研究契約を結んで、彼らのスパコンを使わせてもらっている。他研究所のハードウェアを活用することが奏功して、研究が予定通り進展した。2データの入手:証券アナリストのハーディング行動が資産価格評価に与える影響を調査する上で、もっとも大きな障害となるのが、証券アナリストのコンセンサスや格付け変更といったデータの取得である。なぜなら、証券アナリスト関連の情報については、各証券会社が取引先企業にのみにしか開示しておらず、通常のデータプロバイダーの端末からは入手が難しいからである。そこで私たちの研究チームでは、企業と共同研究し、研究成果をフィードバックすることで、企業が保有する証券アナリスト関係のデータを取得し研究を進めることが可能となった。

投資家のハーディング行動が資産評価に与える影響についてこれまで研究を進めてきたが、本年度の主たる研究成果は以下の3つに分類できる。1投資家のハーディングを、株式リターンの類似性を用いてとらえる手法を開発した。具体的には任意の2銘柄間のリターンの類似性を、銘柄を「ノード」、リターンの類似性の有無を「枝」として表現したグラフ構造を考える。全上場銘柄を対象に任意の2銘柄を選択するため、全上場銘柄間に類似性が認められれば、800万本の枝(全上場銘柄数を4000銘柄として)が貼られることになる。株価変動の中で、この枝数は時々刻々と変化するが、投資家がハーディングしている時は、枝数が急増するため、枝数の測定を行なうことで、相対的に投資家がどの程度群集行動に走っているかを把握することが可能となる。この手法を活用することで、株価がファンダメンタル価値から乖離するタイミングを測定することができる。この成果は2017年人工知能学会報告論文として2本にわけて公開している。2株価分析のプロである証券アナリストは市場に大きな影響を与える。とりわけ証券アナリストがハーディングを引き起こしている場合、株価に与える影響は非常に大きい。この点に光を当てるため、日本証券業協会による決算プレビューの禁止というnatural experimentを利用し、証券アナリストのハーディングについて明らかにした。この研究は論文化され、台湾における国際学会で報告され、Best Paperにノミネートされた。3投資家のハーディングがどのように伝播していくのかという点について明らかにするために、取引関係ネットワークを用いたところ、ネットワーク経由で伝播することが明らかになった。結果については人工知能問題研究会(SIG-FPAI)で報告され、実務的応用可能性の高さから日本経済新聞にも紹介された。私たちの研究プロジェクトが順調に進展していくために最も大きなボトルネックとなり得たのは、以下の2点であるが、これらが解決されたため研究が進展した。1計算環境:本研究では、投資家のハーディングを株式リターンの類似性を用いてとらえる手法を開発し、定量化した。それを時系列に観察して検証を行なうのであるが、これには莫大な計算量を伴う。任意の2銘柄間のリターンの類似性を、銘柄を「ノード」、リターンの類似性の有無を「枝」として表現したグラフ構造を、全上場銘柄を対象に構築し、それを長期間にわたって観察しているからである。計算量として概算すると、800万本の枝(全上場銘柄数を4000銘柄として)を貼るか否かの判断を10000日(過去40年の検証)にわたって行なう必要があるため、800億回の類似度計算が必要となる。これを迅速に処理するためには、スパコンの使用が不可欠となるが、現在、統計数理研究所と共同研究契約を結んで、彼らのスパコンを使わせてもらっている。他研究所のハードウェアを活用することが奏功して、研究が予定通り進展した。2データの入手:証券アナリストのハーディング行動が資産価格評価に与える影響を調査する上で、もっとも大きな障害となるのが、証券アナリストのコンセンサスや格付け変更といったデータの取得である。
水素吸蔵合金電極を用いたトリチウム水のトリチウム回収法の開発

トリチウム水からトリチウムを効率よく回収するため,水素吸蔵合金電極を用いたトリチウムの回収法を提案し,検討を行った。平成12年度に吸蔵合金中に吸蔵された水素の同位体比測定装置を作成した。ガスの吸蔵反応において,重水素より軽水素の方が安定なPdを電極として使用すると,電解時間の経過とともに電極内部に軽水素が濃縮されるが,軽水素より重水素の方が安定なVを電極材料として使用すると,わずかではあるが,重水素が濃縮されることを見いだした。このような現象は今までに報告されていない。しかし,V電極は電解吸蔵の効率が悪く,濃縮率にばらつきが見られ,再現性に問題があった。そこで,Vの水素吸蔵量を増加させるためVにPdやPtを蒸着させたが。V単独では重水素の濃縮したのに対し,PdやPtを蒸着した場合、重水素の濃縮は見られなかった。次に,Vと同様に軽水素より重水素の方が安定なLaNi_5について検討した。電解時間1時間では重水素の比率が15%であったが,電解時間の増加とともに重水素の比率は増加し,電解時間10時間では40%に増加した。しかし,H/LaNi_5=4以上の水素を吸蔵させると,電極が壊れ,それ以上の水素を吸蔵させることはできなかった。水素吸蔵合金中での同位体濃縮挙動を説明するため,陰極上で軽水及び重水が電解され合金中に吸蔵される反応と,合金中からH_2, D_2, HDを放出する反応を仮定し,それぞれに反応速度定数を与え,反応を模擬した。Pd中では重水素の方が軽水素よりも脱離速度が速いと仮定すると電解時間の増加と共に吸蔵された重水素の比率が減少するという実験結果を再現することができる。反対に,VやLaNi_5では,軽水素の方が重水素よりも脱離速度が速いと仮定すると電解時間の増加と共に重水素の比率が高くなるという実験結果を再現することができる。この仮定が正しければ,電極を工夫し,更に水素を吸蔵させれば軽水素より重水素を濃縮できる可能性があることを示唆している。現在まで、水素吸蔵合金電極として、水素ガスの吸蔵において重水素より軽水素の方が吸蔵しやすいPdと、その逆の同位体効果を示すLaNi_5、Vについて、軽水-重水系電解液による電解吸蔵の同位体効果を検討した。重水濃度84%の電解液を用いてPdで電解した場合、吸蔵された水素量は電解時間5時間以降で(H+D)/Pd=0.8で一定となり、Pdに対して水素がほぼ飽和したと考えられる。吸蔵した水素の同位体比は、電解時間1時間において80%であったのが、電解時間の増加と共に重水素の比率は低下し、電解時間70時間では15%となった。このことは、反応初期では電解溶液と等しい比率で吸蔵されるが、Pd中に水素が飽和した後も電解を続けることで、Pd中でより安定なHがDを置換したため、軽水素の濃度が時間とともに高くなったと考えられる。このことからPdと逆の同位体効果を示す合金を用いれば、合金中に重水素を濃縮することが可能であることが示差される。そこで、Pdと逆の同位体効果を示すLaNi_5、Vについて、重水素濃度50%の電解液を用いて電解吸蔵による同位体効果を検討した。LaNi_5では、電解時間1時間において吸蔵した水素中の重水素の比率は20%であったのが、電解時間の増加とともに重水素濃度は増加し、電解時間120時間で40%となった。LaN_5中では、Pdとは逆に、合金中でより安定なDがHを置換しため、合金中の重水素濃度が増加したと考えられる。しかしLaNi_5では、電解時間の増加とともに電極自体が崩壊し、これ以上の重水素の濃縮は得られなかった。Vでは、電解時間20時間で吸蔵した水素中の重水の比率が50%を越えており、重水の濃縮が起きているようである。しかし、Vでは水素の吸蔵量が少なく、同位体比にばらつきが多いため、再現性を得られていない。今後の検討が必要である。今後は、トリチウムの電解濃縮に最適な水素吸蔵合金電極の電極材料の探索を行う予定である。

しかし,H/LaNi_5=4以上の水素を吸蔵させると,電極が壊れ,それ以上の水素を吸蔵させることはできなかった。水素吸蔵合金中での同位体濃縮挙動を説明するため,陰極上で軽水及び重水が電解され合金中に吸蔵される反応と,合金中からH_2, D_2, HDを放出する反応を仮定し,それぞれに反応速度定数を与え,反応を模擬した。Pd中では重水素の方が軽水素よりも脱離速度が速いと仮定すると電解時間の増加と共に吸蔵された重水素の比率が減少するという実験結果を再現することができる。反対に,VやLaNi_5では,軽水素の方が重水素よりも脱離速度が速いと仮定すると電解時間の増加と共に重水素の比率が高くなるという実験結果を再現することができる。この仮定が正しければ,電極を工夫し,更に水素を吸蔵させれば軽水素より重水素を濃縮できる可能性があることを示唆している。
アダプター分子SH2‐Bの脂肪細胞におけるインスリン情報伝達系を介した分化の制御

脂肪細胞分化とSH2-Bスプライシングバリアントの発現量の変化マウス3T3-L1細胞はインスリンとデキサメサゾン、IBMXの添加により8日から2週間で脂肪細胞へと分化する。脂肪細胞への分化の評価はOil Red Oによる脂肪滴の染色、脂肪細胞特異的遺伝子の発現の亢進、GPDH活性の測定により行った。α-,β-,γ-,δ-4つのイソフォームのうちβ-とγ-のSH2-Bの発現が確認され、さらにそれらの発現レベルは分化の進行に伴って増加していた。SH2-Bファミリータンパク質のうちAPSの発現はSH2-Bよりも少し遅れて発現量が増大したが、lnkは変化がなかった。lnkの発現は血球系の細胞に限られており、脂肪細胞分化との関わりは少ないと思われる。3T3-L1細胞への遺伝子導入pcDNA3.1ベクターを用いて、3T3-L1細胞にヒトSH2-Bの野生型及び変異型cDNAを導入した。G418により安定形質転換株を選択し、RT-PCR法及びWestern Blotting法によりヒトSH2-Bの発現を確認した。インスリン等による脂肪細胞への分化誘導に対して、野生型SH2-Bにより形質転換した細胞の応答は亢進していたが、ドミナントネガティブ型のSH2-Bの遺伝子導入株では、脂肪細胞への分化がほぼ完全に抑制されていた。さらに、ヘアピン型siRNA発現ベクターを用いたRNA干渉により内在性SH2-B遺伝子をノックダウンした3T3-L1細胞においても同様に脂肪細胞への分化が阻害されていた。以上の知見から、SH2-Bはインスリン刺激による3T3-L1細胞の脂肪細胞分化にとって必須の因子であると考えられる。ヒトSH2-Bの大腸菌を用いた発現脂肪細胞分化とSH2-Bスプライシングバリアントの発現量の変化3T3-L1細胞への遺伝子導入pcDNAベクターを用いて、3T3-L1細胞にSH2-Bの野生型および変異型cDNAを導入し、脂肪細胞分化への影響をOilRedO染色と脂肪細胞特異的遺伝子群の発現を指標に調べている。α-,β-,γ-,δ-4つのイソフォームのうちβとγのSH2-Bの発現が確認され、さらにそれらの発現レベルは分化の進行に伴って増加していた。
2次元系高分子ブレンドにおける相分離構造の解明と微細構造制御

高分子鎖のコンホメーションが2次元平面内に束縛された2次元系高分子ブレンドの相溶性は、バルク(3次元系)とは大きく異なると考えられが、相分離機構、構造形成等を含めて不明な点が多い。本研究は、高分子2成分系水面単分子膜およびLangmuir-Blodgett(LB)膜を対象としてこの問題を明らかにすることを目的としている。本年度は、9-フレオレニルメトキシカルボニル基を保護基として用いる固相重合法によりpoly(γ-benzyl-L-glutamate)(PBLG)オリゴマー(重合度=12,25)を合成した後、poly(isobutyl Vinylether)(PBVE)との混合水面単分子膜を調製し水面膜形成挙動を調べるとともに、原子間力顕微鏡および電子顕微鏡観察によりその2次元相分離構造を詳しく検討した。主な結果を下記に記す。1.合成したPBLGオリゴマーはいずれも安定な水面単分子膜を形成し、累積膜の円二色性スペクトル測定の結果、ヘリックス構造をとっていることが明らかとなった。PBVEとのブレンド組成を変えて表面圧一面積等温線を測定した結果、高分子量PBLGの場合と同様、両者が非相溶であることが示唆された。2.ブレンド単分子膜の微細構造を透過型電子顕微鏡により直接観察した結果、高分子量PBLG系に見られた特異なひも状の相分離構造とは異なり、PBLGオリゴマーは異方性の小さな円形のドメインを形成することが判明した。これは、ヘリックス構造形成により棒状形態をとるPBLGの分子量低下によりPBLGの軸比(棒状分子の長さと直径の比)すなわち分子の形態異方性が減少したことに起因するものと考えられる。したがって、高分子量PBLGブレンド単分子膜において観察されたひも状ドメイン構造は、分子の形態異方性を反映したものであると結論した。高分子鎖のコンホメーションが2次元平面内に束縛され2次元高分子ブレンドの相溶性は、バルク(3次元系)とは大きく異なると考えられが、相分離機構、構造形成等を含めて不明な点が多い。本年度は、側鎖にアルキル基およびベンジル基を有するポリグルタメート誘導体(PG)をNCA法により合成した後、ポリイソブチルビニルエーテル(PBVE)との混合水面単分子膜を調製し、水面膜形成挙動を調べるとともに原子間力顕微鏡および電子顕微鏡観察によりその2次元相分離構造を詳しく検討した。1.ブレンド組成を変えて表面圧-面積等温線を測定した結果、いずれのPG誘導体の場合も、占有面積はブレンド組成とともに直線的に変化した(加成性の成立)。この結果は、両者が非相溶であることを示唆する。2.ベンジル基を有するPGの場合、PBVEマトリツクス中にひも状の相分離構造が観察された。これは、予期したように、本PG誘導体がヘリックスを形成することにより水面上で棒状形態をとり、その形態異方性が反映されたものと結論した。事実、展開溶媒にトリフルオロ酢酸を添加しPG誘導体をランダムコイル化した場合には、相分離構造はひも状ではなく異方性のない円形ドメインとなることを確認した。3.ベンジル基を有するPG誘導体の場合とは異なり、アルキル側鎖を有するPG誘導体では、いずれも円形ドメインが観察とれた。これは、分子量が十分に大きくないためか、あるいは、ヘリック含量が低いために、分子鎖の形態異方性が十分大きくなかったためと考えられる。
リグニン由来の低分子芳香族を特異的に検出する革新的環境センサーの開発

リグニンは自然界において「真菌等による低分子化分解」と「生成した芳香族化合物のバクテリアによる代謝」を経て無機化されると考えられている。一方、環境中でのリグニン分解産物は同定が困難であり、バクテリアが実際にどのようなリグニン由来化合物を代謝しているかは明らかでない。本研究では、リグニン由来芳香族のモデル分解菌であるSphingobium sp. SYK-6株の転写制御システムを応用し、リグニン由来モデル化合物として認知されているフェルラ酸等の代謝を検出できるセンサーバクテリアを開発することを目的とする。センサーの宿主は、多様なリグニン由来芳香族化合物を細胞内に取り込み・代謝する実績をもつSYK-6株が適すると判断した(Kamimura et al., Environ Microbiol Rep, 2017)。SYK-6株で利用可能なレポーター用蛍光タンパク質遺伝子を調査した結果、eGFP及びmCherryが適切に発現・機能することが示された。フェルラ酸の代謝時に特異的に誘導されるSYK-6株のferBプロモーターをeGFP遺伝子の上流に連結したレポータープラスミドを構築し、本プラスミドを保持したSYK-6株のフェルラ酸センサーとしての機能を評価した。本株は、フェルラ酸を含む、LB培地、スクロースを炭素源とする無機塩培地、そして土壌懸濁液でインキュベートした場合のいずれの条件でも蛍光を発した。またバニリン酸には応答しなかったことからフェルラ酸存在下で特異的に応答することが示唆された。以上より、環境中のフェルラ酸の検出に適用可能なセンサーバクテリアを開発することができた。当初の研究計画どおり、フェルラ酸の代謝時に特異的に誘導されるSphingobium sp. SYK-6株のferBプロモーターをeGFP遺伝子の上流に連結したレポータープラスミドを構築し、本プラスミドをSYK-6株に保持させることにより、フェルラ酸を検出できるセンサーバクテリアの開発に成功した。また、検出対象化合物の拡大を目的とし、ビフェニル構造を有するバニリン酸二量体の転写レギュレーターと制御プロモーターについてlacZをレポーターとしたアッセイにより明らかにした。さらに、本センサーの環境中での適用実験は次年度以降を計画していたが、先行的に検討した結果、土壌懸濁液においてもフェルラ酸に応答できることが見出され、計画以上に進展させることができた。一方、計画の想定内ではあるが、本センサーのフェルラ酸応答感度は悪く10 mM以上のフェルラ酸を要求したため、次年度は感度向上を目的としたセンサーの改良を実施する。1)センサーの改良:ferBプロモーターの誘導物質であるフェルラ酸代謝中間体のフェルロイルCoAの細胞内濃度を向上させるために、フェルロイルCoAを蓄積できるferB ferB2二重破壊株を宿主として利用する。また、フェルラ酸からフェルロイルCoAを生成するために必要なferAを構成的プロモーターに連結してプラスミドに導入する。これらに加え、ferBプロモーターの-35及び-10配列をSYK-6株の高発現プロモーターを参考に改変しさらに感度向上を狙う。一方、S/N比向上を目的としてferBプロモーターの制御因子であるFerCをプラスミド上から発現させる。2)バニリン酸、プロトカテク酸、アセトバニロン、ビフェニル型化合物用のセンサー開発バニリン酸、プロトカテク酸、およびビフェニル型化合物を誘導物質とする転写制御システム(転写レギュレーターと制御プロモーター)は既に明らかにしている。これら転写制御システムを利用したセンサーの開発を進める。アセトバニロンについては、転写レギュレーターは同定済みであることから、制御プロモーターを解明次第センサーの開発に着手する。当初の研究計画どおり、フェルラ酸の代謝時に特異的に誘導されるSphingobium sp. SYK-6株のferB

プロモーターをeGFP遺伝子の上流に連結したレポータープラスミドを構築し、本プラスミドをSYK-6株に保持させることにより、フェルラ酸を検出できるセンサーバクテリアの開発に成功した。また、検出対象化合物の拡大を目的とし、ビフェニル構造を有するバニリン酸二量体の転写レギュレーターと制御プロモーターについてlacZをレポーターとしたアッセイにより明らかにした。さらに、本センサーの環境中での適用実験は次年度以降を計画していたが、先行的に検討した結果、土壌懸濁液においてもフェルラ酸に応答できることが見出され、計画以上に進展させることができた。一方、計画の想定内ではあるが、本センサーのフェルラ酸応答感度は悪く10 mM以上のフェルラ酸を要求したため、次年度は感度向上を目的としたセンサーの改良を実施する。1)センサーの改良:ferBプロモーターの誘導物質であるフェルラ酸代謝中間体のフェルロイルCoAの細胞内濃度を向上させるために、フェルロイルCoAを蓄積できるferB ferB2二重破壊株を宿主として利用する。また、フェルラ酸からフェルロイルCoAを生成するために必要なferAを構成的プロモーターに連結してプラスミドに導入する。これらに加え、ferBプロモーターの-35及び-10配列をSYK-6株の高発現プロモーターを参考に改変しさらに感度向上を狙う。一方、S/N比向上を目的としてferBプロモーターの制御因子であるFerCをプラスミド上から発現させる。2)バニリン酸、プロトカテク酸、アセトバニロン、ビフェニル型化合物用のセンサー開発バニリン酸、プロトカテク酸、およびビフェニル型化合物を誘導物質とする転写制御システム(転写レギュレーターと制御プロモーター)は既に明らかにしている。これら転写制御システムを利用したセンサーの開発を進める。アセトバニロンについては、転写レギュレーターは同定済みであることから、制御プロモーターを解明次第センサーの開発に着手する。
偏光定位行動と脳内神経活動の同時計測による昆虫の偏光知覚の神経機構の解明

昆虫は天空の偏光パターンをナビゲーションに利用する。本研究では、ナビゲーション行動における偏光視の役割を明らかとするため、ミツバチを用いた行動学的および電気生理学的研究を行った。ミツバチは上方からの偏光刺激に対して特定のe-ベクトル方向に定位するが、その定位方向は個々の採餌経験に基づいて変化した。これは昆虫が移動中に偏光情報を利用して方向選択することを示している。また、脳の偏光視の中枢である中心複合体から偏光感受性ニューロンの細胞外記録法を確立した。今後、飛行中のミツバチから神経応答を記録することにより、ナビゲーション行動中の偏光中枢の役割のさらなる解明を目指す。多くの昆虫は天空の偏光パターンから自らの方角を検出し、それをナビゲーションに利用する。そこで本研究では、自然状態に近い偏光パターンの刺激を用い、偏光によって引き起こされる偏光定位行動と中心複合体の偏光感受性ニューロンの神経活動との相関を解析することで、ナビゲーション行動の神経機構を解明することを目的としている。今年度はまず、自由行動中の昆虫の脳内神経から神経活動を記録する方法を確立することを目指した電気生理学実験を行った。慢性的な細胞外記録に利用可能な銅ワイヤ電極を用い、脳の偏光視の最高次中枢である中心複合体領域の神経からの記録を試みたところ、十分に解析可能な多ユニット記録を得ることに成功した。また、そのうちのいくつかのユニットは、偏光を用いた光刺激に対して有意に興奮または抑制の応答を示すことが明らかとなった。今後は、これらのユニット活動をより詳細に解析することにより、特定の偏光のe-ベクトル方向に感受性のある、コンパスニューロンから効率良く記録ができる方法を確立する計画である。次に、電気生理学実験と併用する行動記録の指標となる偏光定位行動について解析を行った。拘束状態で飛行するミツバチを用いて、上方からの回転するe-ベクトル刺激に対する行動を観察すると、刺激の回転周期に同期した左右へのターンを繰り返すことがすでに明らかとなっている。今回定位行動を詳細に解析することにより、飛行時の腹部のピッチが高い時に強い偏光定位行動が発現することが示された。このことは、ミツバチが遠距離のナビゲーションを行う時にのみ偏光情報を利用することを示唆している。今後はこれらの知見をもとに、偏光情報を利用した場所学習の実験パラダイムを確立することを目指す。本研究は、自然状態に近い偏光パターンの刺激を用い、偏光によって引き起こされる偏光定位行動と中心複合体の偏光感受性ニューロンの神経活動との相関を解析することで、ナビゲーション行動の神経機構を解明することを目的としている。今年度は、昨年度に引き続き、行動記録の指標となる偏光定位行動の解析を行った。これまでに、拘束状態で飛行するミツバチが、上方からの回転するe-ベクトル刺激に対して、回転周期に同期した左右へのターンを繰り返す「偏光定位行動」を示すことを明らかとしていたが、定位方向の選択と採餌行動との関係は未解明であった。そこで今回、人工トンネルと人工フィーダーを使って個体の採餌経験を実験的に固定し、採餌場所と定位方向との関係を調べた。その結果、人工フィーダーで捕獲した採餌バチは巣箱方向への偏光に定位する傾向があることが明らかとなった。このことはミツバチが採餌飛行の際に経験した偏光情報を、飛行方向の選択のために実際に利用することを示している。しかし今回の実験では、ミツバチが巣箱の向きやトンネルからの空の見え方により異なる傾向の行動を示したため、今後、天空の偏光パターンの情報が実際にどのように利用されているのかについて、実験条件を検討しつつ確認していく必要がある。また、電気生理学的実験に関しては、昨年度確立した中心複合体ニューロンからの慢性記録法を用い、電極の直径や本数を調整することにより偏光感受性ニューロンからより効率良く記録がとれる方法への改良を目指した。現在は、この方法を用いて実際に記録された偏光刺激に対する応答と記録部位についての解析をすすめている。今年度は、偏光定位行動の解析と中心複合体ニューロンからの記録を行った。偏光定位行動に関しては、昨年に引き続き、拘束状態で飛行するミツバチが上方からの回転するe-ベクトル刺激に対して示す偏光定位行動と個体の採餌経験との関係を直接的に調べるため、人工トンネルと人工フィーダーを使って個体の採餌経験を実験的に固定し、採餌場所と定位方向との関係を解析した。その結果、トンネル方向すなわち採餌場所に関わらず、採餌バチはフィーダーから巣に向かう方向のe-ベクトル方向に定位することが明らかとなった。このことは、ミツバチの偏光定位行動が場所記憶に基づいて発現するものであることを示している。また、電気生理学実験に関しては、すでに確立している中心複合体ニューロンからの慢性記録法を用い、偏光刺激に応答するユニットの分離とその解析を行っている。現在、これらのユニットの種々の偏光刺激に対する応答特性を解析中である。

ミツバチは上方からの偏光刺激に対して特定のe-ベクトル方向に定位するが、その定位方向は個々の採餌経験に基づいて変化した。これは昆虫が移動中に偏光情報を利用して方向選択することを示している。また、脳の偏光視の中枢である中心複合体から偏光感受性ニューロンの細胞外記録法を確立した。今後、飛行中のミツバチから神経応答を記録することにより、ナビゲーション行動中の偏光中枢の役割のさらなる解明を目指す。本課題において、今年度は電気生理学的手法の改良と偏光定位行動と神経活動の同時記録を予定していた。このうち、電気生理学的手法の改良に関しては、昨年度より効率よく偏光応答が記録できるようになり、今後の実験に十分に利用できるまでになっている。しかし、急激な円高により、予定していた刺激装置に必要な偏光板の確保が難しくなったため、偏光定位行動と神経活動の同時記録までには至らなかった。一方、自然状態の採餌行動において、偏光定位行動と採餌経験とが直接関係していることを示唆する行動学的データをとることに成功した。この成果は、本課題の最終目標である実験系での場所学習を利用した行動操作に不可欠なもので、最終年度に先駆けて前倒しで行ったものである。以上を総合して、おおむね順調であると評価している。神経行動学今年度初めて確認できた、採餌経験と偏光定位行動との関係については、引き続き様々な実験条件での行動を解析し、採餌行動における偏光利用の実態を解明していく。これにより、実験系でより自然状態に近い採餌行動を発現させることができると考えている。また同時に、天空の偏光パターンを模した刺激装置を完成させ、偏光定位行動と偏光感受性ニューロンの活動の同時記録を目指す。円高による偏光板の値上がりにより、刺激装置の構築が難しい場合には、代替えの手法として、単純な偏光刺激に対する応答からシミュレーションによって自然状態でのシステムの動作を予測することも考えている。本課題においては、初年度は天空の偏光パターンを模した刺激系の確立と電気生理学な実験手法の確立を予定していた。今年度はまず、銅ワイヤを用いた慢性記録により、中心複合体領域から神経活動を多ユニットで記録することに成功した。これらの一部は偏光に応答することが示唆されており、今後、記録部位を精査することにより、本課題で着目しているコンパスニューロンからの記録を実現できると考えている。天空の偏光パターンを模した刺激系の確立については、本年度は材料の調達等の都合により着手することができなかったため、単純な偏光刺激を用いて実験を行った。しかしながら、次年度以降に行う予定であった場所学習等を利用した行動操作について、前倒しして一定の目途を示すことができたため、トータルでおおむね順調であると評価している。刺激装置を構築するための偏光板等の光学部品の価格が円高により高騰し、予定していたものが入手不可能であったため。今年度確立した電気生理学実験の手法を元に、中心複合体のコンパスニューロンからより効率よく記録がとれるような改良を行い、偏光定位行動と神経活動の同時記録を目指していく。
非双曲型軌道を有する複雑系における弱ギブス測度とその統計的性質

本研究の目的である「生成加算分割を保持し、非双曲型軌道を有する非可逆離散写像に対し、観測可能性を意味すると考えられる弱ギブス測度の存在性,及びギブス性が崩れる原因と相転移現象が引き起こされる原因の関連性を明らかにする」という目的において、生成加算分割がマルコフ分割であるという条件のもとで、弱ギブス測度の典型例と考えられるconformal measureの存在、又逆ギブス平衡状態の存在から相転移現象を捕える方向性を見い出す事ができ、その結果を論文、"thermodynamic formalism for countable to one Markousystems"に発表し、Trans,AMSに受理されている。又「逆ギブス条件を満たす平衡状態のinvertible extensionがある種の弱いlocal product structureを保持する事を示しその構造がいかに弱ギブス測度の統計的性質に影響を与えるかを明らかにする」という目的に対しては、"Weak local product structure"という新しいタイプの構造が期待すべき物である事を確認し、ストレンジアトラクターの物理的次元が確定するという'Eckmenn-Ruelleと予想'に対する部分的解等が得られ、又Multifractal formalismをあるポテンシャルのクラスにおいて成立させる事ができた。更に弱ギブス測度に絶対連続な平衡状態に関する時間相関関数の減少のオーダーの上からの評価を、Perron-Frobenius operatorのイタレーションの一様収束のスピードを評価する事により、得る事ができ、非双曲型軌道(indifferent periodic orbit)存在のもとでは多項式オーダーである事を確認した。本研究の目的である、非双曲型周期軌道を有し生成可算分割を保持する非可逆離散写像に対し観測可能性を意味するであろう弱Gibbs測度の存在性又,Pressureに関する一般化された変分原理を構築し相転移現象を明らかにするという問題に関して、平成13年度10月21日11月1日の期間オランダへ出張し、M.Keane氏(アムステルダム大,CWI教授),E.Verbitskiy氏(アイデンホーベン工科大)らのレビューを受ける事により、弱Gibbs測度の存在性から、相移転現象を捕らえる方向性を見い出す事が出来た。又弱Gibbs測度の定式化が統計力学における弱Gibbs状態と非常に近いということを確認する事が出来た。更に、平成14年2月12日2月20日、2月25日3月2日の期間、札幌大学へ招へいしたM.Denker氏(ゲッチンゲン大教授)から、弱Gibbs測度の典型的な例と考えられるconformal測度の存在性と、Pressure関数の連続性に関してレビューを受ける事により、マルコフ生成分割が存在しなくとも、よりゆるい条件下で存在性を示す新しい方向性をさぐる事が出来た。弱Gibbs測度に絶対連続な不変測度に関する時間相関関数の現象を上から評価する問題をほぼ完全に解く事が出来た。