hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超高層鉄筋コンクリート建築物の地震時の破壊に関する実験的研究

サブストラクチャー・オンライン地震応答実験を行うためには,弾塑性平面骨組地震応答解析プログラムが必要である.そこで,構造物の地震時の挙動をより詳細にシミュレートするため,各部材両端の断面にファイバーモデルを使用した地震応答解析プログラムを作成した.現在はその動作状況の確認作業を行っている.一般的に建物の鉛直方向の卓越周期は水平方向に比べて1/81/4程度である.そのため,水平・鉛直2方向同時入力で地震応答解析を行う際,減衰定数を瞬間剛性比例型と仮定した場合,鉛直方向には過大な減衰力が作用することとなる.そこで,実験を行うに当たり,構造物が2方向に振動する場合に適応しうる減衰モデルを仮定する必要がある.そのため,東京大学生産技術研究所千葉実験所に設置されている弱小モデルの観測結果を用いて,建物の水平・鉛直方向の応答性状の比較・検討を行った.その結果,瞬間剛性比例型として減衰を考慮すると,実状の約30倍の過大な減衰力が鉛直方向に作用する場合もあり,地震応答解析を行う場合レーリー型減衰を使用する必要があることが分かった.現時点では,前述の解析プログラムを用い,試験体の縮尺と併せて計測計画・加力計画を検討している.地震波は3次元に挙動する波であるため,構造物の応答性状に対しても3方向の重畳効果が作用する。本年度は,サブストラクチャー・オンライン地震応答実験を実施し,鉛直方向と水平一方向の重畳効果の検討を行った。サブストラクチャー・オンライン地震応答実験とは,弾塑性地震応答解析において,建物の応答に大きな影響を与えると思われる部材の復元力特性を実際に試験体を加力することにより得て,他の部材に関しては,数字モデルで代用する実験法であり,構造物全体の振動実験の実施が困難な規模の構造物に対して有用な実験法である。研究対象建物は日本建築学会「鉄筋コンクリート造建物の終局強度型耐震設計指針・同解説」に準拠し耐震設計した鉄筋コンクリート造2スパン12階建て建物の平面構面で,実験対象は1階中柱とした。実験実施のために,弾塑性平面骨組地震応答解析プログラムを開発した。これは各部材両端の断面にファイバー・モデルを使用することにより構造物の地震時挙動を詳細にシミュレートすることが可能な解析プログラムである。柱部材の加力は3台のアクチュエータにより行い,2軸3自由度,すなわち材端部の回転,せん断,軸方向変形をパソコンにより制御した。また,地震応答解析用のコンピュータにはEWSを使用し,柱試験体の復元力,加力目標変形のデータのやり取りはRS-232Cインターフェイスを介して行った。今回の実験により2軸3自由度の加力法を確立し,その実用性を検証することができた。実験の変動因子は鉛直地震動の入力レベルであったが,建物全体の応答変形量に関しては鉛直地震動の入力は大きな影響を与えないことがわかった。しかし,柱部材に注目すると,鉛直地震動を入力することにより柱の反曲点位置が大きく移動し,部材に生じる損傷に差異が生じることが明かとなった。
人の発声機構を考慮した話者固有の情報の抽出と話者照合への応用に関する研究

音声信号が持つ個人性(話者特徴)を発話内容(音韻特徴)の影響を受けずに抽出する技術を開発し,発話内容の違いが原因で実用化の域に達していない短い発話に対する話者照合の性能を抜本的に改善することを目指す.そのために,(WP1)人の発声機構に着目し,発話内容の情報が混入しない声帯からの信号を用いて話者特徴を抽出する技術,(WP2)深層学習を用いて音響的な情報から話者を認識するための情報と発話内容を認識するための情報を分離する技術,(WP3)音声認識と音声合成技術を駆使して話者特徴に含まれる発話内容の影響を直接的に取り除く技術について検討を行った.この過程で,敵対的学習に基づく深層ニューラルネットワークが音韻の影響を受けにくい話者特徴抽出において有望であることが明らかになり,研究期間全体および平成30年度においても(WP2)に重きを置きながら検討を行った.(WP2)では,話者性と音韻性は分離することが可能であると仮定し,音韻の影響を受けない話者表現を得るためのニューラルネットワークを構築することを試みた.本年度は,音響特徴量から音韻性と話者性をフレーム単位で分離・抽出するディスエンタングリングニューラルネットワークを導入した.このことで,音韻の変動に対して不変な特徴量が得られることが期待できる.実験では,発話単位で表出する話者情報をフレーム単位の特徴量に反映させるために統計的プーリングを導入し,特に識別の直前にプーリングを行うことの有効性を明らかにした.さらに,分離・抽出された各特徴量がそれぞれ所望の情報のみを含むように特徴抽出器を最適化するための損失関数として,識別器のエントロピーを用いる損失を導入しその有効性も明らかにした.このように,提案する特徴表現の学習法は音素非依存な話者表現をフレーム単位で得るために極めて有効であると言え,研究期間全体として概ね順調に推移したと言える.音声信号が持つ個人性(話者特徴)を発話内容(音韻特徴)の影響を受けずに抽出する技術を開発し,発話内容の違いの影響が原因で実用化の域に達していない短い発話に対する話者照合の性能を抜本的に改善することを目指す.そのために,(WP1)人の発声機構に着目し,発話内容の情報が混入しない声帯からの信号を用いて話者特徴を抽出する技術,(WP2)深層学習を用いて音響的な情報から話者を認識するための情報と発話内容を認識するための情報を分離する技術,(WP3)音声認識と音声合成技術を駆使して話者特徴に含まれる発話内容の影響を直接的に取り除く技術を確立する.平成28年度はそのうち,(WP1)と(WP3)に焦点を当てて研究を行った.(WP1)では,人の発声機構を考慮して話者固有の情報を抽出する技術について検討を行った.本年度は,話者固有の情報として声帯の情報に着目した.声帯情報として線形予測残差信号を作成し,一般的に使われている話者情報(スペクトル包絡の情報)よりも話者性が保持されていることを聴取実験により確認した.(WP3)では,登録・照合データ間の発話内容に関する差異を音声認識・合成技術を駆使して直接的に取り除き,「話者らしさ」のみで比較・評価可能にする方式について検討を行った.具体的には,登録・照合用音声の音韻系列を各々推定し(音声認識),得られた系列に対して事前に用意した話者モデルから音響特徴系列を生成する(音声合成).このように,共通の話者モデルを通じて得られた登録・照合発話の話者特徴の違いは発話内容の違いを補正する関数を与える.まず予備検討として,同じ話者で異なる内容の発話,異なる話者で同じ内容の発話の話者特徴空間上での位置関係を調査し,提案アプローチの妥当性の検証を行った.また,比較的単純なモデルによる音声合成器を構築し,提案システム開発の準備を行った.平成28年度の実施においては,(WP1)話者固有の情報を利用する技術:声帯情報を利用した話者特徴の抽出方式の開発,(WP2)話者固有の情報を抽出する技術:深層ニューラルネットワーク(DNN)を用いて話者情報と音韻情報を分離する方式の開発,(WP3)発話内容の違いを抑圧する技術:入力される発話に対して音声認識と音声合成技術を活用することで,話者特徴における発話内容の違いの影響を直接的に取り除く方式の開発,の各項目において,提案する方式の妥当性の確認と課題を抽出する計画であった.(WP1)においては,声帯情報を表す線形予測残差信号の聴取を通じて,声帯情報は,従来より話者特徴として用いられてきたスペクトル包絡に基づく情報よりも,「話者らしさ」を陽に含んでいることを確認した.ただし,現在の標準技術であるUBM/i-vectorアプローチでは良好な性能が得られないことも確認した.そこで,深層学習関連技術の調査により,声帯情報を補助情報として活用するためのネットワーク構造に関する着想を得た.(WP2)においては,近年の深層学習関連技術の調査を行い,近年提案された深層敵対的ニューラルネットワークを改良することで,当初計画していた方式よりも話者固有の特徴の抽出が容易になるという着想を得た.(WP3)においては,合成音声から話者特徴(i-vector)を抽出する際,通常の音声から構築した特徴抽出器を用いることは現実的ではないことが明らかになった.しかしながら,i-vectorの抽出器も合成音声を用いて構築することで,この問題を回避することができる見込みを得た.以上の通り,各項目について基本方式の開発および課題と対応策の抽出ができたという点で,おおむね順調に推移していると言える.

音声信号が持つ個人性(話者特徴)を発話内容(音韻特徴)の影響を受けずに抽出する技術を開発し,発話内容の違いの影響が原因で実用化の域に達していない短い発話に対する話者照合の性能を抜本的に改善することを目指す.そのために,(WP1)人の発声機構に着目し,発話内容の情報が混入しない声帯からの信号を用いて話者特徴を抽出する技術,(WP2)深層学習を用いて音響的な情報から話者を認識するための情報と発話内容を認識するための情報を分離する技術,(WP3)音声認識と音声合成技術を駆使して話者特徴に含まれる発話内容の影響を直接的に取り除く技術を確立する.平成29年度はそのうち,主に(WP2)に焦点を当てて研究を行った.(WP2)では,従来の音韻情報を暗に用いるアプローチとは反対に,話者性と音韻性は分離して抽出することが可能であると仮定する.その上で,音韻の影響を受けない話者表現を得るためのニューラルネットワークを構築することを試みた.ここでは,フレーム単位で情報を圧縮するオートエンコーダを導入し,その中間層の出力に対して音素認識率が低下するような敵対的学習を導入した.このことで,音韻の変動に対して不変な特徴量が得られることが期待できる.実験では,得られた音韻独立な特徴量を用いて算出したi-vectorが,元の音響空間で構築したi-vectorやDNN音響モデルに基づくボトルネック特徴量よりも高い精度の話者照合性能を達成できることを明らかにした.この傾向は発話長が短いほどより顕著であることから,提案する敵対的学習法は音素非依存な話者表現をフレーム単位で得るために極めて有効であると言える.本成果は,2018年日本音響学会春季研究発表会およびICASSP2018にて発表済みである.平成29年度の実施においても,引き続き,(WP1)話者固有の情報を利用する技術,(WP2)話者固有の情報を抽出する技術,(WP3)発話内容の違いを抑圧する技術の各項目において検討を進める計画であった.平成28年度に実施した各ワークパッケージに関する予備検討の結果および平成29年度の研究の過程で,敵対的学習に基づく深層ニューラルネットワークが音韻の影響を受けにくい話者特徴抽出において有望であることが明らかになり,本年度は(WP2)に重きを置きながら検討を行った.ここでは,音韻情報と話者情報を厳密に分離するのではなく,音響特徴量を1)音韻の識別に寄与する情報,2)話者の識別に寄与する情報,3)両者が混在する情報に分離した上で,話者の識別に寄与する情報のみを話者特徴として利用すべき,という新たな着想を得た.平成29年度は,このアナロジーに基づいたニューラルネットワークの構造,およびその決定アルゴリズムに関する知見を得た.本研究の(WP3)は,音声合成技術をツールとして利用するという立場を採っているが,近年提案されたWaveNetは音声合成に関わる多くの課題において著しい性能改善を与えている.また,話者照合は数秒という継続長の情報が必要になるが,WaveNetで利用されるdilated causal CNNはこのような長時間情報の取り扱いを効果的にモデル化する技術とも捉えることができ,話者情報の抽出にこそ有用な技術と言える.
戦前・戦後期の小学校教員養成カリキュラムの構成原理に関する日米比較研究

戦後まもなくの時期において小学校教員養成のあり方がどのように議論されたのかを、「学芸大学」構想の形成過程およびその背景をたどることによって考察した。そこでは、戦前の師範学校に対する強い反省を「目的養成」否定の意識結びつけた考え方が顕著であった。一方、第1次米国使節団報告書やCIEの側は厳しい師範学校批判を展開しながらも、「目的養成」の重要性・必要性を常に強調していた。戦後教育改革期における小学校教員養成論には、日米の間にかなり大きな主張の相違があったが、戦時教育において師範学校が果たした実質的な機能に対する否定意識は、日本の論者の間に「目的養成=悪」という認識を深く植えつけていた。それが「学芸大学」構想に反映されていたといえる。しかし、その後の政策において「目的養成」の必要性が指摘され、また「教師の資質低下」と「目的養成」との関係がとり沙汰されてきたことを考えると、この当時、「目的養成」の「中身」の議論をしないで一方的に否定してきたことの問題性を指摘せずにはいられない。とりわけ、すでに「目的養成」を是としていた当時の米国における教員養成論および「教師の専門性」論の内容を十分に検討することなく、「妥協」の産物としての「学芸大学」が働きはじめたことに、問題性を改めて感じた。米国の教員養成論および制度がほぼ固まったと思われる1930年代における米国での論議を示す文献資料を検討すべく、収集作業を進めて来たが、分析まで作業を進めるには至らなかった。今後、引き続いて研究課題としていきたい。
魚類におけるホルモンの中枢作用

Fredericは、まだ哺乳類で見つかって間もない新しいホルモンであるアペリンをウナギで同定して、そのホルモンを中枢に投写した場合の循環調節作用および浸透圧調節作用を調べるために来日した。また、アペリンは重要な循環調節、体液調節ホルモンであるアンジオテンシンと相互作用を持つことが示唆されていたため、アンジオテンシンの前駆体タンパク質であるアンジオテンシノゲンとアンジオテンシン受容体の同定も試みた。その結果、ウナギのアペリン、アンジオテンシノゲン、アンジオテンシン受容体すべてのcDNAをクローン化するととができた。さらにこれらの発現部位を同定し、魚類から哺乳類に至るこれら分子の進化の歴史を明らかにした。さらに、アペリンを合成してウナギの脳室内に投与し、血圧、心拍数、飲水、尿量と尿のイオン組成、血漿イオン濃度などに対する作用を調べる予定であったが、母校であるブレスト大学で就職が決まったため、本当にやりたかった生理学的実験を行うことなく帰国せざるを得なかった。これまでに哺乳類以外でアペリンが同定されたことがなく、その作用もまだ確定されていない。しかし、ウナギではアペリンが脳内でかなりの量が発現しており、その生理作用を調べるうえで格好の動物であると考えられる。ブレスト大学ではウナギを使う実験ができないため、今後はウナギを無麻酔下で脳内に投与してその循環調節、体液調節作用を調べる系を確立している私どもが引き継ぎ、その生理作用を調べていく予定である。本研究では、ウナギを用いて脳内にアンギオテンシンとアペリンというホルモンを投与した際の体液調節と循環調節への作用を明らかにすることを目的としている。そこで、まずこれらのホルモンがウナギの脳内のどの部位で産生されているかを明らかにする目的で、ウナギのアンギオテンシノゲンとアペリンのクローニングをおこなった。その結果、これらのホルモンの配列を魚類で初めて同定することができた。ウナギにおいて、アンギオテンシンは末梢や脳室内に投与すると血圧を上昇させ、飲水を惹起することがわかっている。アペリンは哺乳類において中枢に作用して飲水を惹起することがわかっているが、その作用部位などは哺乳類以外ではまだ全くわかっていない。脳の神経細胞は血管・脳関門により血漿中の物質から守られているが、脳の一部にはその関門が未発達な部位があり、血液中のホルモンはそこに作用していると予想される。しかし、脳では固有にホルモンが作られており、血液中のホルモンとは異なる部位に作用している可能性が高い。そこで、今年度の研究により得られたアンギオテンシンノゲンとアペリンのcDNAをもちいてin situハイプリダイゼーションをおこない、脳内でこれらのホルモンが局所的にどの部位で作られているかを明らかにしている。また、アンギオテンシンの受容体cDNAも本研究によりクローン化された。受容体の発現は少ないためin situハイブリダイゼーションで検出できるかどうかわからないが、できれば受容体の局在を明らかにして作用部位を同定したい。いっぼう、アペリンは最近同定されたホルモンで、まだ哺乳類以外ではホルモンと受容体双方が同定されていない。同定したウナギのアペリンを化学合成したので、ウナギの血液中と脳室内に投与して、血圧や飲水に対する作用をまず調べる予定である。
トマト果実の成熟に伴うステロイドアルカロイド代謝の解明

トマト果実の成熟に伴い、高蓄積がみられる主要なステロイドアルカロイド、esculeoside Aの生成について調べた。Esculeoside Aが、トマチンより生合成すると推測し、その中間体の存在をLC-MSおよびNMRにより確認した。次に、エチレン受容・生成変異体の比較、およびトマトをエチレン暴露することにより、トマチンからesculeosideAへの変換には、エチレンが関与していることが分かった。トマトでは、tomatineが主要グリコアルカロイド(GA)であるが、成熟果実ではほとんど存在せず、成熟果実でのGAの組成、含量についての詳細は分かっていない。本研究では、LC-MSにより成熟果実のGAの分析と定量を行い、主要GAの同定と生成機構について検討した。トマト果実のLC-MS分析を行い、分子量1269の顕著なGAのピークを検出した。単離精製後、NMR分析によりこの成分はesculeosideAと同定した。17種の市販トマトを用いて定量分析を行ったところ、いずれもesculeosideAが主要GAだったが、その含量は40500μg/g(新鮮重量)であり、果実重量が小さいほど量が多い傾向があることが分かった(相関係数r=-0.70)。5つの成熟段階の異なるトマト果実におけるesculeosideAを分析した結果、esculeosideAの生成は未熟段階からターニング段階において顕著に増加した。さらに、果実成熟に関与するエチレン生成および受容関連の果実変異体トマトを用いて分析した結果、いずれのトマト果実も野生株に比べてesculeosideAの量は顕著に低く、主要GAはtomatineであった。また未熟果実において、エチレン処理および未処理条件でGAを比較した結果、エチレン処理では未処理に比べ、esculeosideAの増加が見られた。これらの結果からトマト果実成熟に伴うesculeosideA生成にはエチレンが関与することが明らかになった。トマト果実が成熟すると生成されるesculeoside Aの生成機構について、調べた。Esculeoside Aは、トマチンより生合成されることが推測されている。そこでまず、その中間体の存在をLC-MSおよびNMRにより確認した。その結果、トマチンからesculeosideAへの変換は、3段階で起こることが分かった。トマチンとesculeosideAでは、23位の絶対構造が逆になるが(トマチンがR、esculeosideAはS)、中間体ではいずれも、S体として検出され、第一段階で、23位の変換が起こることが推測された。また、esculeoside Aの生成を野生種トマトで調べたところ、種によって起こるものと起こらないものに分けることができた。特に定量データから、最終段階の配糖化がエチレンの影響を強く受けることが考察された(J. Agric Food Chem. 2009掲載)。次に、この配糖化メカニズムを調べるため、配糖化酵素のクローニング・機能同定を試みた。基質となる中間体は市販されておらず、新規な化合物であるため、大量のトマト果実から単離精製した。一方、候補酵素遺伝子については、マイクロトム果実を用いて、成熟4段階でのマイクロアレイの結果から候補を絞り込んだ。果実特異的でかつ、成熟に伴い発現が上昇する配糖化酵素遺伝子を4種見出し、タンパク誘導、酵素活性により調べた。
定曲率空間における不変な等温面と一様分離曲面

主な研究目的は,定曲率空間における不変な等温面の性質について研究することであった。主な研究成果は2つある。1つは一般次元の球面または双曲空間の中の熱流の不変な等温面に関する成果であり,もう1つは3次元ユークリッド空間内の非有界な回転面を境界にもつ領域内の不変な等温面に関する成果である。前者において,一般次元の球面または双曲空間の中の熱流に対して,有界な境界をもち滑らかな領域Ωにおける初期値を0境界値を1とする初期境界値問題および初期値をΩの補集合の特性関数とする初期値問題を考える。Ω内の超曲面Гが任意の時刻で等温面になっているとき,Гを不変な等温面という。特にΩの1つの滑らかな真部分領域Dの境界の任意の連結成分Гが不変な等温面ならばΩの境界は1つの測地球面に限ることを示した。この結果を共著論文:R. Magnanini and S. Sakaguchi「Nonlinear diffusion witha bounded stationary level surface」(国際学術誌に投稿中)の一節にまとめた。J. R. Norris (Acta Math.179(1997),79-103)のリーマン多様体の熱核の初期挙動の結果を用いて,熱流の初期挙動が境界からの測地距離と関係しているを示すことが必要であった。後者において,3次元ユークリッド空間内の非有界な回転面を境界にもつ領域Ωが不変な等温面ГをもつならばΩの境界は円柱面に限ることを示した。この結果の概略を研究発表に記載の論文として発表し,現在本論文を準備中である。主な研究目的は、定曲率空間(一般次元の球面および双曲空間)における不変な等温面の性質について調べることである。海外共同研究者のMagnanini教授(フィレンツェ大学)および研究分担者の宇田川助教授(日本大学)と電子メールによる普段の研究連絡の他に、国内の多くの研究協力者との討論および情報交換を行った。また、特筆すべきことは、海外から、楕円形および放物型方程式の解の等位面の形状の研究に特に詳しいSalani助教授(フィレンツェ大学)を愛媛大学へ招聘し、研究課題について討論および情報交換を行ったことである。今年度この研究によって得られた新たな知見は次である。一般次元の球面または双曲空間の中の現界∂Ωが有界で滑らかな領域Ωにおいて、初期値を零、境界値を正定数とする熱方程式の初期境界値問題を考える。このとき、もし、Ωの滑らかな真部分領域が存在して、その境界が常に解の等温面ならば、∂Ωは測地球面に限る。証明は熱方程式の解の初期挙動が境界からの距離関数と関係していることを述べる。S.R.S.Varadhanの結果とA.D.Aleksandrovの折り返しの方法を直接適用することによって得られる.また、初期値問題に対して、初期値がある領域の特性関数の場合に同様な結果を得た。(論文準備中)主な研究目的は、定曲率空間における不変な等温面の性質について調べることである。海外共同研究者のMagnanini教授(フィレンツェ大学)および研究分担者の宇田川准教授(日本大学)と電子メールによる普段の研究連絡の他に、7月の上旬の4日間、Magnanini教授が愛媛大学へ立ち寄り、研究打合せを行い、宇田川准教授が7月に主催した京都大学数理解析研究所での幾何学の研究集会において、代表者が「拡散と不変な等位面I、II」と題する連続講演を行い、宇田川准教授ならびにその他の幾何学の研究者たちと討論及び情報交換を行った。また、楕円型および放物型方程式の解の等位面の形状の研究に詳しいFerone教授(ナポリ大学)を愛媛大学へ招聘し、討論および情報交換を行った。今年度この研究によって得られた新たな知見を述べよう。ユークリッド空間内の非有界な境界をもつ領域Ωを考える。境界の温度を1に保ち、初期温度を0とするΩ上の熱方程式の初期境界値問題の解uに対して、この領域内の超曲面Γが任意の時刻でuの等温面になっているとき、Γを不変な等温面という。このとき、2次元の非有界な回転面を境界にもつ3次元領域Ωが不変な等温面ΓをもつならばΩの境界は円柱面に限る。(この結果は論文準備中であり、2007年12月の龍谷大学での国際研究集会で発表した。)証明は境界に接する球内の熱量の初期時刻での挙動の第2項の係数の性質を知ることによる。以前は第1項の係数の性質のみにより、例えば、Ωの境界が有界なときはΩの境界は一つの球面か2つの同心球面に限られることがわかっていた。

特にΩの1つの滑らかな真部分領域Dの境界の任意の連結成分Гが不変な等温面ならばΩの境界は1つの測地球面に限ることを示した。この結果を共著論文:R. Magnanini and S. Sakaguchi「Nonlinear diffusion witha bounded stationary level surface」(国際学術誌に投稿中)の一節にまとめた。J. R. Norris (Acta Math.179(1997),79-103)のリーマン多様体の熱核の初期挙動の結果を用いて,熱流の初期挙動が境界からの測地距離と関係しているを示すことが必要であった。後者において,3次元ユークリッド空間内の非有界な回転面を境界にもつ領域Ωが不変な等温面ГをもつならばΩの境界は円柱面に限ることを示した。この結果の概略を研究発表に記載の論文として発表し,現在本論文を準備中である。
ストレス顆粒を形成する天然変性蛋白質の自己組織化メカニズムの解明

細胞は常に外部からのストレスに晒されており、生体内の恒常性を保つために様々な防御機構を持つ。その一つにストレス顆粒がある。細胞が、熱ショックや低酸素などのストレスを感知すると、mRNAを保護・貯蔵するため「タンパク質ーRNA高次凝集体」を形成する。これがストレス顆粒である。この凝集の駆動力として注目を集めているのが、天然変性領域(IDR: Intrinsically Disordered Region)の自己組織化である。IDRとは、2次構造など特定の立体構造を持たないアミノ酸領域のことで、ストレス顆粒に局在するRNA結合蛋白質に多く含まれている。最近、IDRを含むRNA結合蛋白質が、ある温度や溶液条件において、油滴のような相を形成すること(LLPS: Liquid-Liquid Phase Separation)、さらに時間経過とともにヒドロゲルを形成することが発見された。これらの発見からIDR同士の自己組織化こそがストレス顆粒形成の駆動力であると考えられたが、LLPS内で働く相互作用様式やヒドロゲルを形成する繊維構造の構築原理は不明であり、原子レベルの構造情報が不足していた。本研究では、ストレス顆粒に局在するRNA結合タンパク質であるTIA-1に着目した。TIA-1はC末端にIDR領域を持ち、その領域はLLPSを起こすことがわかった。そこでこのIDR領域間の相互作用を調べるため、溶液中でのタンパク質の構造情報や相互作用を解析できる核磁気共鳴法(NMR)や蛍光分光法を用いて、TIA-1のIDR間の相互作用を解析した。その結果、芳香環を持つアミノ酸を介した相互作用が重要であることを見出した。以上のように本研究では、LLPSを形成するIDRの自己組織化メカニズムを原子レベルで明らかにした。本研究は、天然変性領域(IDP領域)を持つRNA結合蛋白質の自己組織化メカニズムを原子レベルで明らかにすることである。昨年度は、RNA結合蛋白質のFUS、TIA-1について試料調製および測定手法の開発に着手した。試料調製については、His-SUMOタグを融合させたFUSおよびTIA-1、およびTIA-1のIDP領域であるPrion-like domain(PrLD)を、大腸菌発現系を用いてリコンビナント蛋白質として発現させ、アフィニティークロマトグラフィー等を用いて精製することに成功した。これらリコンビナント蛋白質は中性付近の緩衝溶液中でdropletを形成し、温度により可逆的に溶解-凝集することを見出した。さらに、SUMO-TIA-1およびTIA-1 PrLDに関しては、ATP-Mgや1,6-hexanediolがdropletを溶解することを見出した。これらの条件を用いることで、溶解状態および凝集状態でのFUSおよびTIA-1分子の運動性や相互作用の解析を行った。初めに、凝集状態における運動性を調べるために、トリプトファンの蛍光異方性解消測定を行った。蛋白質に含まれるトリプトファンの蛍光は、分子の運動性の違いによって異方性の解消度が異なることが知られている。そこで、溶解状態と凝集状態でのTIA-1 PrLDの蛍光異方性の解消度を測定したところ、溶解状態よりも凝集状態において分子の運動性が遅いことがわかった。次に、凝集状態における分子間相互作用を解析するために、NMRによる水素-重水素交換法を行った。これは、重水緩衝溶液に存在する蛋白質では、アミド基の水素が重水素と交換することを利用し、蛋白質の表面に存在するアミノ酸を特定する手法である。その結果、凝集状態のTIA-1 PrLDには、溶媒から保護されている幾つかの残基が存在することがわかった。昨年度は、当初の計画通り、試料調製に重点を置いて実験を行ってきた。その結果、IDP領域を持つRNA結合蛋白質のFUSとTIA-1に関して、凝集-溶解を繰り返す可逆的な凝集体であるdropletを作成することに成功した。さらに、凝集状態におけるIDP領域の運動性や相互作用を解析する手法についても検討することができた。TIA-1に関しては、可逆的に溶解-凝集するdropletを形成する最小IDP領域の同定に成功し、NMRスペクトルの帰属も行った。今後は、NMRを用いることで残基レベルの相互作用解析を進めていく。測定法の開発において、分子の運動性を評価するためトリプロファンの蛍光異方性解消測定を行ったが、トリプトファンは蛋白質全体に分布しているため、ドメインごとの運動性を評価することができなかった。そこで、部位特異的に蛍光異方性解消測定を行うため、FUSおよびTIA-1の各ドメインに蛍光ラベルを施した試料調製にも着手した。現在までに、内在性のシステインに、マレイミド基を持つ蛍光ラベルを化学結合させる方法を用いて、蛍光ラベル標識したSUMO-TIA-1の作成に成功している。蛍光ラベルSUMO-TIA-1を用いることで、溶解-凝集状態における様々な蛍光イメージング測定を行うことが可能になった。例えば、蛍光異方性イメージングを行うことで、凝集状態のdroplet内部の分子の運動性を定量的に測定することがわかった。さらに、TIA-1を異なる蛍光ラベルで標識することで、蛋白質間の距離情報を取得できるFRETイメージングが可能であることがわかった。これら蛍光イメージング法は当初の研究内容には含まれていなかったが、droplet内部とdroplet外部における明確な比較が可能になるため、分光学的手法と組み合わせることで凝集体内部の状態をより詳細に理解することができると考えている。

細胞は常に外部からのストレスに晒されており、生体内の恒常性を保つために様々な防御機構を持つ。その一つにストレス顆粒がある。細胞が、熱ショックや低酸素などのストレスを感知すると、mRNAを保護・貯蔵するため「タンパク質ーRNA高次凝集体」を形成する。これがストレス顆粒である。この凝集の駆動力として注目を集めているのが、天然変性領域(IDR: Intrinsically Disordered Region)の自己組織化である。IDRとは、2次構造など特定の立体構造を持たないアミノ酸領域のことで、ストレス顆粒に局在するRNA結合蛋白質に多く含まれている。最近、IDRを含むRNA結合蛋白質が、ある温度や溶液条件において、油滴のような相を形成すること(LLPS: Liquid-Liquid Phase Separation)、さらに時間経過とともにヒドロゲルを形成することが発見された。これらの発見からIDR同士の自己組織化こそがストレス顆粒形成の駆動力であると考えられたが、LLPS内で働く相互作用様式やヒドロゲルを形成する繊維構造の構築原理は不明であり、原子レベルの構造情報が不足していた。本研究では、ストレス顆粒に局在するRNA結合タンパク質であるTIA-1に着目した。TIA-1はC末端にIDR領域を持ち、その領域はLLPSを起こすことがわかった。そこでこのIDR領域間の相互作用を調べるため、溶液中でのタンパク質の構造情報や相互作用を解析できる核磁気共鳴法(NMR)や蛍光分光法を用いて、TIA-1のIDR間の相互作用を解析した。その結果、芳香環を持つアミノ酸を介した相互作用が重要であることを見出した。以上のように本研究では、LLPSを形成するIDRの自己組織化メカニズムを原子レベルで明らかにした。今後は、昨年度に開発した各種測定法を用いて、FUSおよびTIA-1の変異体の解析を行う。FUSやTIA-1の機能不全は神経変性疾患と関連があることが知られており、実際に、家族性筋萎縮性側索硬化症(ALS)のゲノム解析より幾つかのアミノ酸変異が見つかっている。そこで、ALS変異体FUSおよびTIA-1を作成し、分子の運動性や相互作用がどのように変化するのかを解析する。次に、リピート配列を持つRNAおよびペプチド蛋白質が、FUSおよびTIA-1のdropletに及ぼす影響ついても解析する。家族性の前頭側頭葉変性症(FTLD)および筋萎縮性側索硬化症(ALS)においてもっとも多い遺伝子変異として、C9orf72遺伝子に存在するGGGGCCという6塩基の配列が異常に延長する遺伝子変異がある。GGGGCCリピートの延長がひき起こす病態の分子機構として、異常延長をもつRNAが凝集体の核になるとするものと、GGGGCCリピート配列から翻訳されたジペプチドリピート蛋白質が凝集体形成を促進するものがあるが、詳細についてはわかっていない。そこで、FUSやTIA-1のdropletにGGGGCCリピートRNAやジペプチドリピート蛋白質を加えることで、droplet内部の運動性や相互作用がどのように変化するのかを調べる。
エヴァネセント波分光法を用いたプラズマ励起種表面計測の研究

1.プラズマと誘電体壁との相互作用は非常に重要であるにもかかわらず、実験による直接測定が困難であり、未解決の課題が多く残っている。本研究ではプラズマ内の誘電体壁における準安定励起原子の振る舞いを外部から計測する技術として、エヴァネッセント波レーザー分光法を開発し、この方法をプラズマ励起種と壁との相互作用の解明の新たな実用可能技術として確立した。2.上記分光法の一つであるレーザー誘起エヴァネッセント波蛍光法(LIEF法)を最近注目されているバリアー型放電セル(Arガス圧力150Torr封入)に適用し、Arの準安定励起原子の誘電体壁での密度やその時間特性を測定し、壁での粒子束を明らかにした。バリアー放電では二次電子放出など誘電体壁が直接放電に係わっており、これらの測定結果はバリアー放電に関する大きな知見を与えるものである。3.LIEF法をプラズマディスプレイパネル(PDP)放電に適用し、マイクロ放電セル内誘電体バリアー上の準安定励起原子密度の測定にはじめて成功した。その結果、時間平均値として1x10^<12>cm^<-3>という高い値を得ているPDPの実用化に向けてさらなる高効率化を目指すとき、誘電体材料や電極構造の影響を明らかにする必要がある。このため、排気台脱着可能型の模擬PDPを製作し、直接LIEF法を適用する計画を推進している。4.準安定励起原子の壁での反射等の相互作用の情報を直接的に測定する手段として、新たにクロスビーム型のLIEF法を提案した。その可能性を示すために原子同士の衝突効果の少ない低気圧(1Torr)のバリアー放電セルを準備し、今後の研究成果が気体できる。1.Arガス封入のプリズム付直流放電管を設計し、これにエヴァネッセント波レーザー誘起蛍光やレーザー誘起エヴァネッセント波蛍光の新しい分光法を適用させ、Ar準安定励起原子の誘電体表面での密度を定量的に見積もった。これは今後の定量値決定のための基準として使用できる。2.実用化が注目されているプラズマディスプレイパネルは原理的には微視的寸法のマイクロ・バリアー放電であり、その誘電体表面とプラズマ粒子との相互作用の解明が最重要課題となっている。レーザー誘起エヴァネッセント波蛍光分光法はこの解明に適しており、まず巨視的寸法のバリアー放電を取り上げ、その誘電体表面におけるプラズマ計測を開始した。そしてバリアー表面におけるAr準安定励起原子の密度を測定すると共にプラズマ内での時間変化や空間分布から壁電位の重要性を指摘した。3.レーザー誘起エヴァネッセント波蛍光分光法のスペクトル形の計算結果の特色を生かし、スペクトル信号の対称性を吟味するためには、信号対雑音比の向上が必要であることが分かった。その向上のためには使用する半導体レーザー波長の選択が重要である。従って、新たに812nmの半導体素子や光学系を購入し、上記1、2の新たな実験を始めている。4.レーザー誘起エヴァネッセント波蛍光分光法をプラズマ中のイオンに適応すると、今まで直接計測の困難な壁電位の測定が可能と予測される。この実験のためにはBaイオンを用いるのが最適と考えられ、現在プラズマへのBa導入方法の確立を終え、近い将来にエヴァネッセント波分光法を適用する予定である。1.実用化が注目されているプラズマディスプレイパネルの基本的放電機構はバリアー放電である。バリアー放電は誘電体を介した放電であり、壁表面とプラズマ励機種との相互作用は非常に重要である。今年度はバリアー放電誘電体表面の準安定励起原子の振る舞い解明を主研究目的とした。実験では圧力の異なるバリアー放電セルを設計製作し、これにエヴァネッセント波レーザー分光法(LIEF法)を適用した。

2.まず、LIEF法で得られたスペクトル強度に注目し、誘電体壁近傍のAr準安定励起原子数のArガス圧力依存性を調べた。3Torr付近まで大きく増加し、その後圧力の増加と伴に減少することがわかった。次にその密度の絶対値を見積もるために、同じ実験系を用いて密度の既知のCsでLIEFの実験を行った。その相対強度比較から、3Torrにおける準安定励起原子密度は約3x10^<11>cm^<-3>に達することがわかった。3.LIEFスペクトルの線形はドップラー効果により励機種の動きを反映し、たとえば、励機種の壁反射率が小さくなると非対称になると予想される。しかし、実験では明確な非対称性は確認できなかった。この原因を調べるためにバリアー放電プラズマにレーザー飽和吸収法を適用し、ローレンツ幅を測定した。その結果、3Torr以上では幅が100MHz以上となり、非対称性はほとんど現れないことがわかった。4.LIEF法で誘電体の帯電による壁電位や壁電場の計測を実現するための予備実験をはじめた。また同時に、イオンシースにおける電位と電場を計算し、その特徴の理論的な理解を高めた。1.プラズマ内の誘電体壁における準安定励起原子の振る舞いを外部から計測する技術として、エヴァネッセント波レーザー分光法を開発し、この方法をプラズマ励起種と壁との相互作用の解明の新たな実用可能技術として確立した。2.上記分光法の一つであるレーザー誘起エヴァネッセント波蛍光法(LIEF法)を最近注目されているバリアー型放電セル(Arガス圧力150Torr封入)に適用し、準安定励起原子の誘電体壁での密度やその時間特性を測定し、壁での粒子束を明らかにした。バリアー放電では二次電子放出など誘電体壁が直接放電に係わっており、プラズマ励起種と壁との相互作用は非常に重要であり、これらの測定結果はバリアー放電に関する大きな知見を与えるものである。3.LIEF法をプラズマディスプレイパネル(PDP)放電に適用し、マイクロ放電セル内の誘電体バリアー上の準安定励起原子密度を測定し、時間平均値として1x10^<12>cm^<-3>という高い値を得ている。また、レーザー吸収法でセル内の原子の二次元分布を測定した。さらにPDPの高効率化を目指して誘電体材料や電極構造の影響を明らかにするため、排気台脱着可能型の模擬PDPを製作し、LIEF法の適用をはじめている。4.準安定励起原子の壁での反射の情報を直接的に測定する手段として新たにクロスビーム型のLIEF法を提案した。その可能性を示すために原子同士の衝突効果の少ない低気圧(1Torr)のバリアー放電セルを準備し、実験をはじめた。
高静水圧処理とイオン液体によるバイオマスからの有用成分抽出条件とそのメカニズム

セルロースは植物細胞壁を構成する主要成分であり、バイオエタノールや、化石資源由来の化成品原料とおきかわる有用な資源である。一般的な方法では過分解や化学修飾の可能性が示唆されている。従って、環境負荷が少なく過分解や化学修飾されず、室温付近のマイルドな条件で安全に分離抽出できる方法が必要不可欠である。そこで、木材溶解効果が示唆されているうえに揮発性がなく環境負荷が少なく化学的に安定でリサイクル可能なイオン液体および高温をもちいずに室温付近で浸透性を高めることが期待される静水圧処理を組み合わせてセルロースなどの有用成分の構造緩和・溶解・抽出条件およびそのメカニズムの解明を行う。
読みの習熟に伴う、脳内ネットワークの変化に関する研究

発達性ディスレクシア(以下、DD)とは、視覚や聴覚といった感覚障害や知的発達障害、学習機会の剥奪がないのも関わらず、読みの習得・利用の障害を示す学習障害の1つである。本研究は発達性ディスレクシアの障害を理解するための、認知神経科学的な視点からの基礎的資料を提供することである。H30年度は、語い判断課題(音韻付加型)を行い、平仮名の読み過程におけるDD児と定型発達(以下、TD)児の脳活動の比較を行った。参加者はDD児23名(女児3名)、TD児28名(女児6名)であった。なお、DDの診断はWISC知能検査でIQが85以上、かつ音読検査の音読時間が学年平均時間から2標準偏差以上の延長が、2つ以上の課題で認められた児童・生徒とした。TDは非言語性知能を評価するレーブン色彩マトリックス検査で当該学年の平均範囲内であり、かつ音読検査にて音読時間の延長が認められない児童・生徒である。課題では、仮名文字列を呈示して、最後に「ん」を付加した際に、単語になるか否かを判断させた。解析の結果、単語に対する脳活動では、左紡錘状回の活動がTD児はDD児に比べ、活動が高くなっていた。非語に対する脳活動では、左紡錘状回に加え、中・下後頭回の活動がTD児はDD児に比べ、活動が高くなっていた。本研究の結果から、紡錘状回は単語認知に関連する領域として、一方で中・下後頭回は日本語の仮名文字を音への変換するために重要な領域として、それぞれ知られており、これらの領域での活動がDDにおける読みの困難さに関連すると考えられた。発達性ディスレクシアとは、視覚や聴覚といった感覚障害や知的発達障害、学習機会の剥奪がないのも関わらず、読みの習得・利用の障害を示す学習障害の1つである。本年度は北海道大学大学院教育学研究院附属子ども発達臨床研究センターにて、毎週土日を含む週1ー2回の頻度で発達性ディスレクシア児に対する評価・訓練を行い、研究に協力者のリスト作成を行っている。これまで発達性ディスレクシアの障害背景として、音韻障害仮説が有力ではあるが、それに合致しない事例に遭遇した。その事例は音韻処理課題の成績低くはなく、WISC-IVの数唱や語音整列の成績も正常範囲であった。ただ、言語発達に障害が疑われ、詳細な検討をした結果、特異的言語障害(Specific Language Disorder)であることが示された。特異的言語障害は、これまで学習障害を生じることが指摘されてきたが、日本での研究が進んでいない。それゆえ、音韻障害とは別の理由によって、発達性ディスレクシアと同じ症状(読み障害)を生じうる可能性が示された。それは発達性ディスレクシアと特異的言語障害の合併した場合、欧米では重症化することが知られている。そこで本研究の参加基準の調整をしている(つまり、特異的言語障害がある場合、参加者から除外するか否か)。一方で、健常大学生を対象としたMEG実験はやや遅れており、施設利用の手続きに留まり、実験の実施には至っていない。現在は札幌市こども発達支援総合センターにて、週1日の頻度で発達障害児に対する評価・訓練を行い、研究に協力者のリスト作成を行った。平成27年度は発達性ディスレクシア児に特異的言語障害に遭遇し、昨年度から検討してきたSLIの合併を除外するかに関しては、文字言語学習に特異的言語障害は影響をするが、それらは独立に存在するという欧米の報告に従い、ディスレクシアwith特異的言語障害として採用することとした。健常大学生を対象としたMEG実験はやや遅れているが、発達性ディスレクシア児に対するMEG実験に参加し、一部は学会発表を行っている。北大小児科にて発達性ディスレクシア児のMEG研究に参画している。研究代表者のMEG実験をはじめるにあたっては、定型発達児あるいは健常成人(大学生)による予備実験の必要があり、その行動学的実験の準備をしている。一方で、機能的MRIをもちいた読みに関するデータは解析がおおむね終わり、平成28年度に学会発表(国際心理学会議)を行う予定である。今年度は「単語の読み誤り(Lexicalization Error)」に関わる神経基盤に関する解析とその報告を行った。単語の読み誤りは、本来の単語とは違う似た綴りの単語に読み間違える現象である。ただ大学生を対象とした場合、単純に文字綴りを視覚呈示しただけでは読み誤り現象をとらえることは難しい。そこで「はちみつ」「ろてかそ」「しくろま」といった単語・非語・転置語(4文字単語の2・3番目の文字を入れ替えた語)の3条件の文字綴りを視覚呈示した。参加者にはランダムに呈示される文字綴りを語彙判断(単語か非語かの判断)するように求め、課題中の脳血流の変化を機能的MRIにて計測した。その結果、行動学的なデータでは単語と非語の正答率は90%を超えていたが、転置語の正答率は低かった。

そこで転置語の反応に注目して、転置語を正しく非語と判断した際と、誤って単語だと判断した際の脳活動を比較した。その結果、転置語を正しく非語と答えた際に、中心前回中部の活動が有意に高かった。このことから同領域は読み誤りを生じないために、重要な役割を担っていると考えられた。本研究の成果は第31回国際心理学会で発表した。北海道大学小児科にて発達性ディスレクシア児のMEG研究に参画している。本研究の目的とする、「読みの習熟にともなう脳活動の変化」を捉えるためには時間解像度の高いMEGによる実験が必要である。現在、空間解像度の高い機能的MRIの解析が進み、MEG解析における関心領域(脳の中で変化を見るために解析をする領域)の位置を絞り込むこむことはできたが、一方でMEG実験のセッティングが遅れている状況である。発達性ディスレクシアとは、視覚や聴覚といった感覚障害や知的発達障害、学習機会の剥奪がないのも関わらず、読みの習得・利用の障害を示す学習障害の1つである。本研究は発達性ディスレクシアの障害を理解するための、認知神経科学的な視点からの基礎的資料を提供することである。H29年度は「文字ー音韻変換処理」を必要とする語い判断課題(音韻付加型)と、通常の語い判断課題(通常型)とを行い、平仮名の読み過程において音韻処理と意味処理の分離を試みた。通常の語い判断課題では、単語のVisual Word Formを介して、語い判断が可能である。それゆえ、ディスレクシア児で障害があると推定されている音韻過程への負荷が弱く、脳機能画像で描出することは困難と考えられる。そこで文字-音韻処理を強いる音韻付加型の語い判断課題を導入した。成人を対象とした実験の結果、従来の語い判断課題に比べ、音韻付加型語い判断課題では頭頂間溝の深部に沿った縁上回でより高い活動が認められた。また単語と非語に関わる脳活動を比較した結果、単語では、非語に比べて、角回でより高い活動が認められた。本研究の結果から、文字-音韻変換処理(音韻付加型>通常の語彙判断課題)に関わる脳領域は頭頂間溝の深部に沿った縁上回に、音韻を介した意味処理(単語>非語)には角回が重要な領域として活動するが明らかとなった。ここから両者を分離して評価する上で音韻付加型語い判断課題が有用だと考えられた。本研究の成果は第42回日本神経心理学会にて発表する予定である。遅れている要因は大きく2つ、ひとつ目は研究代表者が所属する大学のキャンパス移転を行う年であったため物理的な研究環境と、二つ目は北海道大学小児科にて共同で機能画像研究を行っていた研究者が海外へ異動したため人的な研究環境とが大きく変化したことが挙げられる。そのため研究期間を1年延長した。発達性ディスレクシア(以下、DD)とは、視覚や聴覚といった感覚障害や知的発達障害、学習機会の剥奪がないのも関わらず、読みの習得・利用の障害を示す学習障害の1つである。H30年度は、語い判断課題(音韻付加型)を行い、平仮名の読み過程におけるDD児と定型発達(以下、TD)児の脳活動の比較を行った。参加者はDD児23名(女児3名)、TD児28名(女児6名)であった。
景頗語・日本語の主題マーカーの対照研究

まず,日本語との対照研究という角度から,景頗語の主題マーカーである「go1」の構文的分布を明らかにした。そして,それを踏まえて,主題マーカーと言語の語順との関係についてメスを入れ, SOV型言語に主題マーカーが生起しやすいということを確認し,その理由を論証した。また,主題マーカーとほぼ同じ構文的位置を示す「も」のような形式が, SOV型言語である景頗語,ウイグル語における構文的分布を記述した。2007年5月と8月に2回中国に調査に赴き、ひとまず物語文体における景頗語の主題マーカーである「go'」の分布を明らかにし、それを10月22日から24までインドで開かれる13th INTERNATIONALHIMALAYAN LANGUAGESSYMPOSIUMにおいて口頭発表をした。そのような調査・研究をしているうちに、中国で話される、景頗語と同じSOV型言語に属するチベット語にも主題マーカーが存在することを知り、2007年10月14日に、中日理論言語学研究会の第11回研究会として、「主題マーカーとSOV型言語」というテーマのシンポジウムを主催した。当日の発表者および発表テーマは次の通りであった。野田尚史(大阪府立大学)「日本語の主題マーカー」金善美(同志社大学)「朝鮮語の主題マーカー」意西微薩・阿錯(中国南開大学)「チベット語の主題マーカー」張麟声(大阪府立大学)「景頗語の主題マーカー」さらに、主題マーカーだけではなくて、従来国語学の世界で言われている係助詞・副助詞のようなレベルの形がSOV型言語一般に見られるのではないかという仮説を立て、まず景頗語から検討し始め、2007年12月8日に第13回チベット・ビルマ言語学研究会にて、「景頗語の『mung(も)』と『she(こそ)』について」というテーマで発表した。主題マーカー「は」自体の研究が予定より進んだために、前年度の終わりごろから、「主題マーカーに限らず、従来国語学の世界で言われている係助詞・副助詞のような形式の存在自体もSOV型言語一般に共通して見られるのではないかという仮説を立て、2007年12月8日に第13回チベット・ビルマ言語学研究会にて、「景頗語の『mung(も)』と『she(こそ)』について」というテーマで短い発表をしたが、今年度は、主にこの仮説に関する検証を進めた。研究を深めていくにつれて、まず前年度の口頭発表における「景頗語の『she』イコール日本語の『こそ』」という認識の甘さに気づいた。すなわち、「こそ」に訳されてよいケースが見られるが、全面的に「こそ」に対応するとは言えないのである。それで、景頗語の「mung」と日本語の「も」の対照研究に絞って全力を挙げて取り組み、両言語の「同類」を表す形式の文法的振舞い方がまったく同じであることを検証した。さらに、新彊大学の夏迪姫・伊布拉音准教授とともに、日本語の「も」とウイグル語の「mu」との対応関係を調べ、予期した成果を得、これで上述の仮説がほぼ適切であることを証明することができた。
データマイニングによる予防医学先行投資へのリスク予測と効率的医療資源配賦の検討

I.研究目的を達成するための研究計画・方法前回の研究でSHAに準拠した保健医療支出を推計し、次にOrdered Probitモデル情報源として得られたデータを、次のように処理・整理した。(1)セグメント化と患者プロフィールを駆使し、患者データベースをデータマイニングする。(2)最も予防効果の高い患者から最も低い患者までスコアー化してセグメントに分類する。(3)予防行動水準をe、その決定要因をxとして、以下の予防行動関数を定義する。e=a10+a11χ+ε...[1]a1i:予防行動水準に与える影響を示す係数,ε:誤差項予防行動の水準の決定因子としては、次のような変数が統計的有意な影響を与えた。運動習慣・体重管理・食事習慣の選択では、年齢・学歴・性差・地域差があることを明らかとなった。また、飲酒と喫煙に関しては、飲酒量の選択においては健康知識が、喫煙の選択においてはたばこ価格が重要であった。さらに個人レベルでの細かい対応を追及するため、データマイニングにより相関関係・因果関係を検索した。今回の研究で、データマイニングでパターン認識することで外生的シフト変数の検索を予測している。I.予防政策の経済評価予防行動水準は個人の選択変数であるため、予防政策の実施によって、この選択水準が変化する。予防行動関数を定義すると、次のようになる。e=a30+a31x+a32T+ε3...[2]a3i i=0,...,2:各要因が予防行動水準に与える影響を示す係数,ε3:誤差項,T:[1]式の予防行動関数を利用し、予防政策の実施を示す変数予防政策の実施は、予防行動水準自体の改善を目的にしているため、その係数a32の符号条件はマイナスが期待され事となる。さらに、予防政策効果を医療費節約分で測定するa3i i=0,...,2:各要因が予防行動水準に与える影響を示す係数,φ3,ε3:誤差項,T:[1]式の予防行動関数を利用し、予防政策実施を示す変数[3],[4]より予防行動水準eの係数b32が統計的に有意となり、かつマイナスの符号を取る場合に、その予防政策の実施Tは医療費節約の点で効果が認められたことになる。このように、患者1人1人をターゲットに絞ることで、患者に付加価値医療サービスを提供することが可能となった。さらに、データマイニングによるセグメント化/クラスター化機能を組み合わせた手法により、満足度の高い高付加価値の医療提供の創出データを集積した。1.研究目的を達成するための研究計画、方法前回の研究でSHAに準拠した保健医療支出を推計し,次にOrdered Probitモデル情報源として整理されて得られたデータを,次のように処理、整理する。(1)セグメント化と患者プロフィールを駆使し,患者データベースをデータマイニングする。