hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多値双方向同時データ転送技術に基づく高速LDPCデコーダVLSIの開発

データ通信において優れた誤り訂正復号能力を有する方式「Low-Density Parity-Check(LDPC)復号方式」では, 1000ビット以上の復号処理において10Gbps以上の高速化と実用的な低消費電力化が望まれている.我々は,高速化が同期式制御の最悪遅延に律速されている点に着目し,これを解決するために,非同期式制御の活用と,電流モード多値回路による非同期回路の効率的実現を行った.まず,非同期デ-タ転送の利点を最大限に活用するために,「前後のデータの類似性が極めて高い」ことに着目したフラッティングアルゴリズム(一部のデ-タ更新だけで演算を実行)を考案し, BERにほとんど影響を与えることを確認した.また,信号線の多値符号化に基づいた双方向同時非同期デ-タ転送方式を考案し, LDPCデコ-ダ内のデータ転送スループットの倍増化と共に,演算ノードの稼働率を倍増させた.さらに,具体例として, 1024ビットLDPCデコーダLSIを設計し,従来手法による実現と比較し, 1.65倍に高性能化できることを確認すると共に, 256ビットLDPCデコ-ダLSIを90nmCMOSプロセスで試作して基本原理動作の検証を行った.このフラッティングアルゴリズムの特長を最大限に生かせる方式として,部分パイプライン方式についても検討し,従来困難であった10Gbpsの高速化が達成できることもシミュレーションで明らかにした.以上の成果は,国際ジャーナルとして著名なIEEE Transaction on VLSIに採択決定されるなど,学術雑誌論文に8件,学会発表42件に取りまとめた.データ通信において優れた誤り訂正復号能力を有する方式「Low-Density Parity-Check(LDPC)復号方式」では, 1000ビット以上の復号処理において10Gbps以上の高速化と実用的な低消費電力化が望まれている.我々は,高速化が同期式制御の最悪遅延に律速されている点に着目し,これを解決するために,非同期式制御の活用と,電流モード多値回路による非同期回路の効率的実現を行った.まず,非同期デ-タ転送の利点を最大限に活用するために,「前後のデータの類似性が極めて高い」ことに着目したフラッティングアルゴリズム(一部のデ-タ更新だけで演算を実行)を考案し, BERにほとんど影響を与えることを確認した.また,信号線の多値符号化に基づいた双方向同時非同期デ-タ転送方式を考案し, LDPCデコ-ダ内のデータ転送スループットの倍増化と共に,演算ノードの稼働率を倍増させた.さらに,具体例として, 1024ビットLDPCデコーダLSIを設計し,従来手法による実現と比較し, 1.65倍に高性能化できることを確認すると共に, 256ビットLDPCデコ-ダLSIを90nmCMOSプロセスで試作して基本原理動作の検証を行った.このフラッティングアルゴリズムの特長を最大限に生かせる方式として,部分パイプライン方式についても検討し,従来困難であった10Gbpsの高速化が達成できることもシミュレーションで明らかにした.以上の成果は,国際ジャーナルとして著名なIEEE Transaction on VLSIに採択決定されるなど,学術雑誌論文に8件,学会発表42件に取りまとめた.多値符号化に基づく非同期データ転送技術を活用した高性能LDPCデコーダVLSIでは,バリアブル・ノードとチェック・ノード間のデータ転送を非同期化することで,データ転送ボトルネックを解消し,処理の高速化と低消費電力化を達成していく.そこで本年度(初年度)はまず,非同期LDPC復号アルゴリズム自体の効率化について検討した.LDPCデコーダ内のノードにおける演算は接続された他のノードからデータの到着を待ってから行われるため,同期式制御では遅延時間は接続された配線の中における最悪遅延に依存してしまう.非同期式制御だけを用いることで,遅延時間をノード単位で平均遅延まで高速化できるが,各ノードでは全データの到着を待つ以上,処理性能は依然として最悪遅延に依存してしまう.そこで,LDPC符号における前後のデータの類似性に着目すると,データの到来を待たずに前のデータを用いても,BERにほとんど影響を与えることなく同等の演算が実現できる.また,多値符号化に基づく双方向同時非同期データ転送方式を用いて,LDPCデコーダ内のデータ転送スループットを倍増化した.従来の同期式制御によるLDPCデコーダではクロックスキューの問題により,片側の演算ノードでしかクロック制御を行うことができず,1つの符号語のみを復号していた.そのため,一方の演算ノードで演算している際,もう一方の演算ノードでは何の処理も行うことができず,ハードウェアを最大限に生かすことができなかった.そこで,非同期制御である双方向非同期データ転送方式をノード間データ転送に適用することで,2つのデータの同時転送を行うことができるため,2つの符号語の同時並列処理が実現する.以上の研究成果を,多値論理国際シンポジウム(IEEE ISMVL)を始めとする査読付国際シンポジウムや学術論文誌等に17件の研究発表を行い,一定の評価を得た.多値非同期データ転送技術を活用した高性能LDPCデコーダVLSIでは,バリアブル・ノードとチェック・ノード間のデータ転送を非同期化することで,データ転送ボトルネックを解消し,処理の高速化と低消費電力化を達成していくことを目的とする.本年度は,昨年度まで検討した非同期LDPC復号アルゴリズムの効率化手法として,非同期化により転送されたデータの到来に遅延や欠落が生じても,LDOC復号化処理自体は適切に収束するフラッティングアルゴリズムの有用性を,大規模な同期式LDPC

デコーダ上にて検証した.すなわち,1024ビットLDPCデコーダLSIをレイアウト設計までし,長配線部分にレジスタを挿入して時分割して転送するアーキテクチャを考案した.長配線で接続されたノード間は,レジスタが挿入されているため,2クロックで新しいデータが更新される.一方,短配線部分は毎クロックごとデータが更新されるため,各ノードにおいては,一部のデータのみが更新される状況となる.このアーキテクチャを活用することで,復号化データ収束までのイタレーション(繰り返し)回数は多少増加するが,長配線がなくなるため,クロック周波数を2倍程度向上できる.実際,1024ビットLDPCデコーダLSIにおいて,従来手法による実現と比較し,1.65倍の高性能化に成功した.また,この基本動作を検証するため,256ビットLDPCデコーダLSIを90nmCMOSプロセスで試作し,良好な復号処理が実施できることを確認した.また,上記技術をさらに加速できる非同期化を達成するための電流モード多値回路技術についても,ノイズ耐性を含めた改良方法を考案した.これらに関する主な研究成果は,多値論理研究で最も権威のある国際会議ISMVL(2007年5月)に3件採択・発表される共に,2007年8月MWSCASに採択・発表,2007年8月企画の電子情報通信学会・特集号論文に2件採択(2008年4月号に掲載)などであり,国内外の学会にて一定の評価を得た.完全並列型LDPCデコーダVLSIの高性能化技術として,最終年度にあたる本年は, (1)バリアブル・ノードとチェック・ノード間データ転送を異なるステップ数で送付する「部分パイプライン方式」と(2)部分パイプライン方式をさらに徹底活用した「非同期双方向同時データ転送方式」の2方式について,設計およびチップ試作を行い,その基本原理と有用性について評価した.(1)部分パイプライン方式では,まずノード間配線長のバラツキ度合いを抽出し,最長配線の半分の配線長以上の配線にパイプラインレジスタを挿入し, 2ステップでデータが更新される形とし,それ以外の短配線にはレジスタは挿入せず, 1ステップでデータ転送を実行する形とする.この結果, LDPCデコーディングを10Gbps以上で実行できるシミュレーション結果を得た.また,実チップも試作し,原理動作を検証した.この成果の代表的なものして,国際ジャーナルとして著名なIEEE Transaction on VLSIに採択されるに至った.(2)また,非同期双方向同時データ転送方式に基づく高性能LDPCデコーダLSIについても,設計および試作を行った.非同期式制御では,同期式制御におけるクロック信号が不要(クロックによる消費電力を削減できる)である反面,従来までの非同期式制御では,配線数が増大してしまう問題があった.本グループでは,同期式制御と比べて配線数が増大しない符号化方式を考案し,その有用性を確認した結果,従来までの同期式完全並列型LDPCと同程度の性能を維持しながら,電力消費を大幅に削減できることを明らかにした.この研究成果の代表的なものとして,電子情報通信学会英文誌Cに採択・論文掲載されることが決定した.
アブラナ科野菜根こぶ病抵抗性遺伝子座の解析

アブラナ科野菜の根こぶ病は病原菌(Plasmodiophora brassicae)が長年土壌中に生存し、野菜産地が壊滅的な打撃を受けるほど重要な問題である。抵抗性ハクサイ品種はいくつか発表され、利用されているが、近年これら抵抗性品種の罹病化が問題になっており、新たな抵抗性品種育成のために、抵抗性の遺伝解析が望まれている。本研究ではBrassica rapaにおける、根こぶ病抵抗性遺伝子座の比較解析を行った。ヨーロッパ原産カブSilogaに由来する抵抗性遺伝子座Crr1及びCrr2を同定した。またMilan Whiteに由来する抵抗性遺伝子座Crr3を同定し、これらが互いに独立した座であることを明らかにした。さらにGelria Rに由来する抵抗性遺伝子座を解析した。その結果、最近韓国のグループより発表された抵抗性遺伝子座、CRbとほぼ同一の座であることが明らかになった。以上より少なくとも4座の根こぶ病抵抗性遺伝子座がB.rapaにあることが明らかになった。またマイクロサテライトマーカーに基づいたBrassica rapaの詳細な連鎖地図を作製し、シロイヌナズナゲノムとのシンテニーを明らかにした。それによるとCrr1,Crr2およびCRb座の近傍はシロイヌナズナ第4染色体長腕部と相同性のある部分であり、これらの3つの抵抗性遺伝子座が祖先ゲノムの同一部分に由来するものであることが明らかになった。しかし、Crr3座近傍はシロイヌナズナ第3染色体と相同性があり、他の抵抗性遺伝子座と由来を異にすることが明らかになった。Crr3座近傍を詳しくマッピングするためにシロイヌナズナのゲノム情報をもとにBrassica rapaで利用できるDNAマーカーを多数作成した。これらのマーカーを用いてF2集団(n=800)からCrr3近傍で組み換えを起こしている約80個体を選抜し、マーカーのみによるマッピングを行った。またCrr1付近についても詳細なマッピングを行ったアブラナ科野菜の根こぶ病は病原菌(Plasmodiophora brassicae)が長年土壌中に生存し、野菜産地が壊滅的な打撃を受けるほど重要な問題である。またCrr1付近についても詳細なマッピングを行った新たな根こぶ病抵抗性遺伝子(CR)座の同定これまでの研究で、Silogaでは2座のCR座を確認した。今回はMilan Whiteに由来する抵抗性を導入した、N-WMR-3のCR座を解析した。N-WMR-3と罹病性DH系統A9709の交配により得られたF3系統を用いて連鎖地図を作成し、F4を用いて根こぶ病抵抗性を検定した。抵抗性の分離から抵抗性は少数因子の支配と推定された。単因子による抵抗性と仮定して、既存の2CR座のマーカーBRMS-088,及びBRMS-096との連鎖を検定したが、いずれとも独立と判定された。この新たなCR座に連鎖したOPC11-1,及びOPC11-2の2マーカーが得られ、これらのSTS化を試み、それぞれ優性マーカーおよび共優性マーカーが得られた。この結果N-WMR-3の持つ抵抗性は既存の2CR座とは別の座に座乗していると推定され、Crr-3と名付けられた。Crr-1座の詳細マッピングA9709に抵抗性DH系統G004を交配しF2およびF3を作成した。G004はSiloga由来の抵抗性を持つ。根こぶ病Ano-01菌とF3個体を用いて抵抗性を検定した。F2においては抵抗性が連続的に分離した。つぎにA9709由来のSSRとRFLPマーカーを用いて、CR座Crr-1と連鎖しているマーカーを検索し、BN159とBRMS173を新たに得た。

BN159はRA1275と完全連鎖し、BRMS173はBN159とBRMS088の間に位置した。BRMS173とBRMS088の2座で組換えを起こした系統を用いた分析から、CR座Crr-1はBRMS088とBN159の間に位置すると示唆された。水耕による根こぶ病発病系の確立簡易水耕による接種を試みた。発芽した苗を水耕装置に移植し、鉄フリー園試処方50%濃度液(Fe-free液)で通気せずに培養した。根こぶ病を発生させることができた。しかし他の培養液では通気の有無にかかわらず、根こぶ病の発生は見られなかった。根こぶ病抵抗性遺伝子座Crr3の解析SSRマーカーを用いてCrr3座付近を詳細に解析し、新たにBRMS-058,BRMS158及びBRMS206の3マーカーと連鎖し、Crr3座は第1連鎖群に座乗することが判明した。しかしこの付近におけるマーカーの数が少なく、抵抗性遺伝子座の位置を正確に把握するには至らなかった。GelriaRに由来する根こぶ病抵抗性遺伝子座の解析ヨーロッパ原産のカブ、GelriaRは抵抗性遺伝資源としてハクサイ育種によく利用されている。このカブを利用した抵抗性母本N-MWR-3の抵抗性を解析した。F2集団の解析の結果、抵抗性はこれまで得られている、Crr1,Crr2,およびCrr3のいずれの連鎖マーカーとも連鎖していなかった。バルク法により、この抵抗性に連鎖しているRAPDマーカーを見いだし、現在クローニングを行っている。根こぶ病抵抗性遺伝子座Crr1座の解析A9709xG004のF2集団(2000個体)におけるSSRマーカー(BRMS173、BRMS088)およびBSA1,2,7およびAB03-02の地図距離を推定した。その結果、Brassica rapa第7連鎖群上のBRMS173とBRMS088の間は3.4cMと推定され、その間に3個のBSAマーカー、およびAB03-02が存在した。これらはアラビドプシスでのゲノムの配列と同じ順番であった。つぎにF1個体から作出したDH系統で、SSRマーカー間で組換えを起こしている2系統(C137、C501)について調べた。C137はBSA2と7の間で、C501はAB03-02とBRMS088の間で組換えが生じていた。C137は抵抗性であることから、Crr1は、BSA2とBRMS088間の2.3cM間に座乗すると推定された。水耕法による根こぶ病の接種昨年と同様に罹病性ハクサイ品種、無双を用いて、水耕による接種試験を行った。しかし、安定した根こぶ接種法を確立することはできなかった。アブラナ科野菜の根こぶ病は病原菌(Plasmodiophora brssicae)が長年土壌中に生存し、野菜産地が壊滅的な打撃を受けるほど重要な問題である。抵抗性ハクサイ品種はいくつか発表され、利用されているが、近年これら抵抗性品種の罹病化が問題になっており、新たな抵抗性品種育成のために、抵抗性の遺伝解析が望まれている。本研究ではBrassica rapaにおける、根こぶ病抵抗性遺伝子座の比較解析を行った。これまでヨーロッパ原産カブSilogaに由来する抵抗性遺伝子座Crr1及びCrr2を同定した。
院内感染により生じる医療費に関する診断群分類制度を用いたコスト分析の手法の開発

我が国において院内感染が医療経済に及ぼす影響を検討するため、診断群分類による診療報酬の包括支払制度のデータを利用したコスト分析のモデルを開発し、実際の症例を検証した。院内感染を合併した患者では医療費が1入院当たり100370万円増加していた。増加した医療費のうち抗菌薬のコストの占める割合は低く、感染に合併した病態の治療や在院日数の延長による入院料の増加が大きな割合を占めていることが判明した。院内感染は医療の質や安全にかかわる重要な要因の一つであるばかりでなく、院内感染の発生に伴う経済的影響も問題となるが、我が国ではごく一部しか検討が行われていない。また救急・集中治療領域は大量の医療資源が投入されるにも関わらず、中にはその有効性や経済性が十分評価されないままに行われている治療が存在している可能性がある。この研究では院内感染を合併しICUにおいて治療が行われた患者の医療費のうち、抗菌薬や免疫グロブリン製剤など感染症の治療に要するコスト、および感染に合併する病態として播種性血管内凝固症候群に要するコストを検討した。その結果、院内感染合併患者において感染症や合併病態の治療に使用された薬剤費は1入院当たり約44.7万円であり、当該症例における医療費総額の9.0%(DPCで計算。出来高計算では8.2%)を占めていた。しかしながらその割合は1.2%から26.5%(出来高では1.2%から17。3%)まで広く分布しており、この要因としては感染の重症度の他、原疾患に対する処置(手術等)の有無、グロブリン製剤投与やDIC合併の有無などにより影響されていると考えられた。また、これらの薬剤費が、院内感染に伴って付加的に発生したと考えられる医療費に占める割合は20.1%であり、院内感染による経済的影響は、直接投与される薬剤費もさることながら在院日数の延長による入院費の増加の影響が大きいと考えられた。感染症の治療においては発症早期の治療開始が予後を改善することが知られている。今回の結果によれば、早期からの十分な治療開始は、それに要する薬剤費の増加分を考慮しても、在院日数やICU在室日数の短縮による入院費の低下が期待でき、院内感染による経済的影響を全体として軽減する可能性があることが示唆された。院内感染は医療の質や安全にかかわる重要な要因の一つであるばかりでなく、医療経済への影響も問題となるが、我が国ではごく一部しか検討が行われていない。また救急・集中治療領域は大量の医療資源が投入される分野ではあるが、中にはその有効性や経済性に関する検討が行われていない治療が存在している可能性がある。この研究では院内感染による敗血症および播種性血管内凝固症候群を合併し集中治療室において治療が行われた患者について、診断群分類(DPC)による診療報酬支払い制度のデータを利用して、それらの治療に要するコストを検討した。同一DPCコードで平均的な経過をたどった患者と比較すると、対象患者では在院日数が平均68.8日延長していた。医療費は370万円増加し、医療費全体(599万円)の半分以上を占めていた。増加した医療費のうち、抗菌薬の占める割合は1.9%であったのに対して、グロブリン製剤、アンチトロンビン製剤、トロンボモデュリン製剤の3つの薬剤費の占める割合は19.1%、特定集中治療室管理科の占める割合は15.3%であった。院内感染に関連したコストののうち薬剤費の占める割合は比較的少ないが、特定の薬剤のコストの割合は大きく、これらの薬剤の費用対効果に関しては今後検討が必要である。一方で在院日数の延長および集中治療室への入室がコストの多くを占めており、感染対策および感染症の早期治療の重要性が改めて示唆された。
難治性がん疼痛の克服に向けた多施設共同前向き研究

がん疼痛の病態や性質別の薬物治療の有効性を検証する大規模前向き観察研究、およびがん疼痛の疫学調査を併せて計画している。本研究は、Electronic Data Caputure(EDC)システムを用いたデータの蓄積を行う予定であり、同システムの構築を行った後に多施設前向き観察研究を開始する予定である。研究結果は順次国際学会や英文論文で発表を行っていく。
海外在留邦人の精神保健調査と危機介入支援マニュアルの作成

2001年より2004年にかけて、欧州、アジア、北米、豪州の11都市において精神医学的危機介入を要した在留邦人の事例について聞き取り調査を行うとともに、現地で邦人が利用可能な精神科救急医療資源について情報収集した。1部の都市ではアンケートによる精神保健調査を実施した。欧州調査:ロンドン、パリ、バルセロナ、デュッセルドルフ、フランクフルト外務省在外公館において領事および医務官より聞き取り調査を施行した。パリおよびデュッセルドルフでは日本人学校を訪問し、後者に在籍する学童を対象とした精神保健調査を施行した。アジア調査:在バンコク日本国総領事館での聞き取り調査と在留邦人を対象とした精神保健調査を施行した。北米調査:バンクーバー、ニューヨーク両都市での聞き取り調査を行い、サンフランシスコでは現地日本商工会議所の協力による邦人駐在員を対象とした精神保健調査を施行した。豪州調査:シドニー、キャンベラ両都市在外公館領事からの聞き取り調査に加え、キャンベラでは電話による精神保健相談を2回実施した。上記聞き取り調査により、外務省在外公館が海外における邦人精神科救急の窓口として機能しており、邦人援護担当領事がケースワーカー、カウンセラーとしての役割を担っている現状が明らかとなった。処遇困難事例の大半は幻覚妄想状態であり、現地での治療導入、帰国治療支援、家族との連絡に多大な労力を要すことが在外公館共通の問題点として認識されていた。また、希死念慮をもつ事例への対処や海外で発生した大規模緊急事態における邦人のケアも精神保健上の課題として挙げられた。邦人が利用可能な現地精神保健資源には著しい地域差があり、その活用には、現地邦人精神保健専門家、現地邦人援護担当領事、国内精神保健専門家間の人的交流を進めることが不可欠であると考えられた。以上の調査データをもとに、事例報告を核とする精神医学的危機介入支援マニュアルを作成した。平成13年度は、前年度に行った調査結果の解析を進め報告活動を行う一方、バンクーバー、パリ、ロンドン、ニューヨークでの海外調査を施行し、危機介入の対象となった邦人事例に関する情報を収集した。鈴木、倉林、齋藤は、平成12年12月にホーチミン、デュッセルドルフにおいて施行したアンケート調査の統計学的解析を行い、ホーチミン在留男性勤労邦人における精神健康度がデュッセルドルフのそれと比べて有意に低く、、地域特異的なストレス要因が精神健康度に関与することを示唆する結果を得た。山本はジャカルタ在留邦人を対象とした調査より、精神健康度に関連する因子として生活安全度に代表される環境因の重要性を見出した。新福は世界各国の精神保健システムに関する知見を「世界の精神保健医療」として出版し、鈴木は世界9都市における邦人支援資源および精神保健資源関する調査結果を「文化とこころ」第5巻の特集としてまとめた。野田はバンクーバーを定期的に訪問し、現地協力医師とともにバンクーバー総合病院邦人外来での診療活動を支援する一方、邦人精神科救急事例への介入の実際について情報収集を行った。倉林は、在パリ日本大使館および現地邦人医師を訪ね、邦人精神科救急事例に関する聞き取り調査を行なった。鈴木は、ロンドンを訪問し現地調査協力者とともに在英邦人医療関係者、日本大使館、日系教育機関などから聞き取り調査を行い、邦人救急事例について情報収集を行うとともに英国での精神科入院制度について調べ報告した。宮地はニューヨーク多発テロ事件後に現地に飛び、邦人コミュニティにおける精神保健支援ネットワーク構築と危機介入の状況について調べた。平成14年度は、上記調査研究を発展させ海外在留邦人の危機介入事例集をまとめる予定である平成14年度は、欧州、北米、アジアでの聞き取り調査を継続し、特に危機介入事例に関する情報収集を努めて行った。特記すべきことは、外務省の協力を得て全ての在外公館を対象とした邦人精神保健に関するアンケート調査を実施したことである。

約180公館、300領事担当者から回答を得ることができ、各都市における精神保健資源の現況を調べただけでなく、領事担当者の精神障害者に対する意識調査も行った。また、下記の聞き取り調査より得られた典型的な邦人危機介入事例を抽出して対処法に関する冊子を作成した。海外調査としては、鈴木がバルセロナおよびロンドン、倉本英彦(北の丸クリニック、研究協力者)がパリおよびバルセロナ、倉林、斎藤、伊藤和枝(研究協力者、厚生労働省)がデュッセルドルフおよびロンドンにおいて在外公館や精神保健関係者より聞き取りを行い、ロンドンにおいては某企業の邦人駐在員およびその家族を対象としたアンケート調査を施行した。野田はバンクーバー総合病院日本人外来での診療活動を継続支援し、危機介入事例の収集を行った。伊藤圭子(スタンフォード大学、研究協力者)はサンフランシスコ日本商工会議所から調査協力の承諾を得て、アンケート調査の準備を進めている。井上孝代(明治学院大学、研究協力者)はシンガポールおよびバンコクでの聞き取り調査を行い、バンコクでの日本語による電話相談を支援した。これらの調査から、海外における産業精神保健上の課題と邦人精神科救急事例への対応の困難さがより明らかとなった。また、これまでの海外多都市でのアンケート調査結果から、精神保健対策作りにおける地域特異的要因の重要性を報告した。平成15年度は、現地支援資源である精神医療機関と邦人コミュニティの活用を視野に入れた地域別危機介入支援マニュアルを作成する予定である。2001年より2004年にかけて、欧州、アジア、北米、豪州の11都市において精神医学的危機介入を要した在留邦人の事例について聞き取り調査を行うとともに、現地で邦人が利用可能な精神科救急医療資源について情報収集した。1部の都市ではアンケートによる精神保健調査を実施した。欧州調査:ロンドン、パリ、バルセロナ、デュッセルドルフ、フランクフルト外務省在外公館において領事および医務官より聞き取り調査を施行した。パリおよびデュッセルドルフでは日本人学校を訪問し、後者に在籍する学童を対象とした精神保健調査を施行した。アジア調査:在バンコク日本国総領事館での聞き取り調査と在留邦人を対象とした精神保健調査を施行した。北米調査:バンクーバー、ニューヨーク両都市での聞き取り調査を行い、サンフランシスコでは現地日本商工会議所の協力による邦人駐在員を対象とした精神保健調査を施行した。豪州調査:シドニー、キャンベラ両都市在外公館領事からの聞き取り調査に加え、キャンベラでは電話による精神保健相談を2回実施した。上記聞き取り調査により、外務省在外公館が海外における邦人精神科救急の窓口として機能しており、邦人援護担当領事がケースワーカー、カウンセラーとしての役割を担っている現状が明らかとなった。
ヒトiPS細胞を用いた次世代環境センシングシステムの開発

本研究では、ヒトiPS細胞、及び、タンパク質に翻訳されない長鎖ノンコーディングRNAに着目することで、化学物質等のヒトへの直接的影響評価を可能とする、次世代環境センシングシステムの開発を目的として研究を進めた。まず我々は、フィーダー細胞を用いないヒトiPS細胞の安定的な培養法を確立した後、本細胞にモデル環境ストレスとして、複数の化学物質を24時間暴露することで、暴露後RNA発現量が著しく増加する長鎖ノンコーディングRNAとして、6つの新規RNAを同定した。以上より、ヒトiPS細胞において、長鎖ノンコーディングRNAが環境ストレスに対するサロゲート分子として有用であることが示された。本研究では、ヒト人工多能性幹細胞(ヒトiPS細胞)、及び、タンパク質に翻訳されない長鎖ノンコーディングRNAに着目することで、化学物質等のヒトへの直接的影響評価を可能とする、次世代環境センシングシステムの開発を目的として研究を進めた。ヒトiPS細胞は、多くの細胞に分化できる分化万能性と、分裂増殖を経ても維持が可能な自己複製能を有する細胞であり、胚性幹細胞(ES細胞)の有する倫理的な問題をクリアしており、さらに元の細胞の性質・機能を維持しているという利点を有する。また、長鎖ノンコーディングRNAはタンパク質に翻訳されないRNAであり、細胞のストレス応答においてダイナミックな制御機構を担うことが近年報告され始めている。まず我々は、フィーダー細胞を用いないヒトiPS細胞の安定的な培養法を確立した後、本細胞にモデル環境ストレスとして、過酸化水素、カドミウム、ヒ素、シクロヘキシミド等を24時間暴露することで、暴露後RNA発現量が著しく増加する長鎖ノンコーディングRNAとして、6つの新規分子(CDKN2B-AS1、MIR22HG、GABPB1-AS1、FLJ33630、LINC00152、LINC0541471_v2)を同定した。本結果より、長鎖ノンコーディングRNAには、環境ストレス全般に応答するものと、特異的に応答するものが存在することを見出した。また、従来のバイオマーカーとしてp53関連遺伝子と比較した結果、長鎖ノンコーディングRNAの方が高感度かつ迅速に環境ストレスに応答することを見出した。さらに、ヒトiPS細胞を顕微鏡で観察することで、環境ストレスにより、細胞形態が変形していくことを見出した。本研究では、ヒト人工多能性幹細胞(ヒトiPS細胞)、及び、長鎖ノンコーディングRNAに着目することで、化学物質等のヒトへの直接的影響評価を可能とする、次世代環境センシングシステムの開発を目的として研究を進めた。ヒトiPS細胞は、多くの細胞に分化できる分化万能性と、分裂増殖を経ても維持が可能な自己複製能を有する細胞であり、元の細胞の性質・機能を維持しているという利点を有する。昨年度までに、ヒトiPS細胞がモデル環境ストレス(過酸化水素等)の暴露を受けた際に、細胞内で長鎖ノンコーディングRNAの分解が抑制され、その存在量が増加した後で細胞死を起こすことを見出した。そこで我々は、ヒトiPS細胞に化学物質に応答して発現量が著しく増加した長鎖ノンコーディングRNAを人工的に過剰発現させ、環境ストレスに対して迅速かつ高感度に応答する機能性ヒト細胞を試みたが、未分化状態を維持したまま発現ベクターを導入することは困難を極めた。そこで打開策として、発現ベクターの導入が容易なヒト胎児腎細胞(HEK293)を用いて実験を行った。その結果、3つの長鎖ノンコーディングRNA(GAS5、IDI2-AS1、SNHG15)の発現ベクターをHEK293細胞に導入した場合、通常よりもそれぞれ数十倍に発現量が増加し、さらに、発現量が増加した細胞では、通常の細胞に比べて、生細胞数が著しく減少していることがわかった。以上より、長鎖ノンコーディングRNAを細胞内で人工的に増加させることで、環境ストレスに対して細胞死を起こしやすい機能性細胞を作製して、世界で初めて環境ストレス評価用の機能性ヒト細胞の開発に成功した。本研究室において、京都大学iPS細胞研究所(CiRA)のプロトコールに従い、京都大学の山中伸弥教授が樹立したヒトiPS細胞株(201B7)の培養を行った。フィーダー細胞としてマウス細胞株(SNL 76/7)を用いた。その後、WiCellResearch Instituteのプロトコールに従い、フィーダー細胞を用いない培養法に切り替えることに成功した。次にモデル環境ストレスとして、様々な化学物質を暴露することで、複数のノンコーディングRNAの存在量が著しく増加することを見出した。本結果は、今後の予定である、化学物質高応答性を有する機能性ヒトiPS細胞の開発につながる重要な知見である。

分析化学ヒトiPS細胞株(201B7)の培養を開始し、その後、フィーダー細胞を用いない培養法に切り替え、継体培養を2回行った細胞を以降の実験に使用する。本細胞に、これまでの研究で化学物質等の暴露により発現量が著しく増加するノンコーディングRNAについて、これらの塩基配列を有する発現ベクターをそれぞれ作製する。そして、トランスフェクション試薬を用いて、これらのプラスミドベクターを細胞内に導入する。この時、目的のノンコーディングRNAが過剰発現しているかどうかをリアルタイムPCRで確認すると同時に、ヒトiPS細胞に分化等の変化が生じていないかを、蛍光顕微鏡観察もしくはマーカー遺伝子を対象としたリアルタイムPCRにより調べる。細胞内への導入がうまくいかない場合は、エレクトロポレーション法等の方法に切り替える。ヒトiPS細胞内でのノンコーディングRNAの過剰発現を確認した後、代表的な環境負荷物質であるカドミウム、ヒ素や、これら複数の化学物質を混合した模擬サンプル等を24時間曝露した後、生細胞カウント試薬を用いて、プレートリーダーにより細胞生存率を測定する。この時、コントロール細胞に対して、生存率が著しく減少するものを、機能性ヒトiPS細胞の候補とする。また、これらの細胞に対して、蛍光顕微鏡観察を行い、細胞形態の変化、細胞核の肥大化、アポトーシス関連タンパク質の検出等を行うことで、多角的に細胞の変化を調べる。小口現金が余り、0円と出来なかったため。物品費、旅費、人件費・謝金、その他の一部として使用する予定。
社会的スキルの発達に影響を及ぼす育児環境の明確化と育児支援プログラムの開発

本研究の目的は,小学校高学年から中学校にかけての社会的スキルの発達に影響を及ぼす育児環境の特徴を明確化し,育児支援プログラムを開発することである。本研究では,幼児期から3千人規模の縦断調査を継続して実施し,社会的スキルの発達に影響を及ぼす育児環境の特徴を明らかにするとともに,幼児期からの継続的な社会的スキルの発達が,学童期から思春期にかけての学校適応に経年的にどのように影響を及ぼしているのかを明らかにする。さらに,本研究の成果をもとに,研究協力機関へのヒアリングや専門職らのインタビューなどを経て,学校不適応を防止するための育児支援プログラムを開発する予定である。
グラフ彩色問題に関するグラフ構造解析と高速アルゴリズムの開発

本研究課題では、曲面上に埋め込まれたグラフ、マイナー操作に閉じたグラフに関するグラフ彩色問題に関して研究を行った。中でも以下の点について知見を得た。1.曲面上に埋め込まれたグラフに関するグラフ彩色、リスト彩色問題。2.Hadwiger予想に対する最少反例に関する問題。1に関しては、1.1)5リスト彩色性、1.2)三角形、四角形をふくまないグラフに関する3リスト彩色性、に対して、多項式時間アルゴリズムを与えた。2に対しては、Hadwiger予想に対する「最少反例」が存在したとすれば、0.2k連結グラフである、ということを証明した。2009年度は以下の2点に関して集中的に研究を行った.・平面グラフの分割問題とグラフの彩色問題4色定理は平面グラフの分割問題でもある.3閉路も4閉路も含まない平面グラフで,同じような分割問題が成り立つか?という問題をThomassen博士とともに検討した.その結果「3閉路も4閉路も含まない平面グラフは,独立点集合と林に分割可能である」という定理を導き出すことに成功した.この定理は,有名なGrotzschの「3閉路を含まない平面グラフは3彩色可能である」とする定理の拡張である.この定理の証明は,多項式時間のアルゴリズムを与える点で多くの研究に影響を与えている.実際,グラフの彩色のみならず分割も与える点において,この定理とそのアルゴリズムは大きなインパクトを与えている.この論文は離散数学の最高峰の雑誌,J.Combin.Theory Ser.Bに受理・掲載される予定である.・曲面上のグラフの選択数問題選択数の問題は彩色数の拡張の概念であり,近年多くの研究者から注目を集めている.特に平面グラフでは4色定理とは異なり,選択数が4にはならない平面グラフが存在し,その場合,選択数が5になることがThomassenにより証明されている.申請者とMohar博士はこの定理をさらに拡張し,閉曲面上でローカルには平面なグラフでは,選択数が5であることを証明した.またさらに証明を拡張し,多項式時間アルゴリズム的でグラフ彩色と選択彩色を与えることも可能になった.この論文は,2009年のSODAにおいても採用されている.グラフ彩色問題とは、頂点と辺からなるグラフの点を彩色する際,互いに隣接しあう点同士を異なる色に彩色するには何色が必要となるか?という問題である.当問題は、ネットワーク(グラフ)の分割や巨大なグラフの解析する上で必要不可欠な理論であることが古くから指摘されているが,計算理論の視点ではNP困難のクラスに属し、一般的にはグラフの入力に対して,多項式時間で解くのは非常に困難であると言われている.さらに近年では多項式時間での近似さえ難しいことが指摘されている.これはグラフ理論における非常に難解な予想,例えばHadwiger予想やTutteのFlow予想等のほとんどがグラフ彩色問題に関連していることからも明らかである.本研究者は、有名なGrotzschの定理の拡張に挑んだ。Grotzschの定理とは、平面グラフにおいて、三角形を含まなければ、3彩色可能であるとする定理である。R.Thomas氏とZ.Dvorak氏とともに、この定理の見通しの良い別証明を与え、三角形を含まない平面グラフを3彩色する線形時間アルゴリズムを与えた。グラフ彩色問題とは、頂点と辺からなるグラフの点を彩色する際,互いに隣接しあう点同士を異なる色に彩色するには何色が必要となるか?という問題である.当問題は、ネットワーク(グラフ)の分割や巨大なグラフの解析する上で必要不可欠な理論であることが古くから指摘されているが,計算理論の視点ではNP困難のクラスに属し、一般的にはグラフの入力に対して,多項式時間で解くのは非常に困難であると言われている.さらに近年では多項式時間での近似さえ難しいことが指摘されている.これはグラフ理論における非常に難解な予想,例えばHadwiger予想やTutteのFlow予想等のほとんどがグラフ彩色問題に関連していることからも明らかである.本研究者は、平成23年度、グラフ細分に関して閉じているグラフに関するグラフ彩色問題に取り組み、多くの知見を得た。具体的には、Kt(すなわちt点の完全グラフ)塗細分として含まないグラフ上でのグラフ彩色問題に取り組んだ。その中でも得られた主定理は、このようなグラフは、tの2乗色を彩色数として必要とするかもしれないが、アルゴリズム的には、彩色数+3t色のグラフ彩色を、多項式時間で得られることを証明した。平成25度も平成24年度の継続として、曲面上に埋め込まれたグラフ、マイナー操作に閉じたグラフに関するグラフ彩色問題に関して研究を行った。1.曲面上に埋め込まれたグラフに関するリスト彩色問題。2.曲面上に埋め込まれたグラフの拡張であるK3kをマイナーとして含まないグラフに関するグラフ彩色問題。3.Hadwiger予想に対する最少反例に関する連結度問題。1に関しては、SODA'13にて、Dvorak氏と共同研究で、1.1)

5リスト彩色性、1.2)三角形、四角形をふくまないグラフに関する3リスト彩色性、に対して、多項式時間アルゴリズムを与えた。2に関しては、SODA'13にて、5色性に関連するアルゴリズム的話題と、K3kをマイナーとしてふくまないでかつ、5彩色必要であるグラフに対して「最少」のグラフに対する考察を与えた。3に対しては、以下のようなグラフを考えた。a)k-1彩色可能ではないが、どのようなマイナーをとってもk-1彩色可能。b) Kkをマイナーとして含まない。c) a)&b)を満たす中で、マイナーとして最少なグラフ。このようなグラフをHadwiger予想に対する「最少反例」と呼んでいる。有名なHadwiger予想は、このようなグラフは存在しない、としている。本年度の研究では、Yu氏とともに、このようなグラフが存在したとすれば、0.2k連結グラフである、ということを証明した。この結果は、J. Combin. Theory Ser. Bにおいて、2013年に発表した論文に含まれている。本年度に行った研究は、広範囲にわたってインパクトを与えたから。具体的には、数学(離散数学)のトップジャーナルへの掲載、理論計算機分野におけるトップ国際会議、トップジャーナルへの掲載があげられる。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度と同様に、数学面(離散数学、グラフ理論)と、アルゴリズム面の両方の視点から、研究を推進し、今後も両分野にインパクトを与える研究を続けていきたい。またグラフ彩色はオペレーションリサーチ分野にも関連しているので、この分野にも参入できるような研究も遂行したいと考えている。
ニュートリノ質量と素粒子的宇宙論の諸問題を説明する標準模型の拡張理論

標準模型の枠内では、ニュートリノ質量や暗黒物質の正体を説明することが出来ず、標準模型の拡張が必要とされている。ニュートリノ質量を輻射補正で生成する輻射シーソー模型は、TeVスケールに新物理があることが期待できるため、検証可能な模型として有望である。また、輻射シーソー模型には、暗黒物質候補を自然と含むものが存在する。本研究では、輻射シーソー模型の検証可能性を多方面から議論した。その結果、将来実験においてその特徴的な性質が検証可能であることを示した。ニュートリノは微小な質量を持つ素粒子であるが、標準模型の枠内では質量を持たせる機構が存在せず、ニュートリノは質量ゼロの粒子として存在する。一方、暗黒物質の正体は明らかとはなっていないが、標準模型の枠内ではその候補となるような粒子が存在しない。このように、ニュートリノ質量や暗黒物質の問題を解決するには、標準模型を超えた新たな理論が必要となる。離散対称性伴った輻射シーソー模型は、これらの問題を同時に解決しうる可能性がある模型である。先行研究では、そのような具体的模型として、3ループの量子効果牽通じてニュートリノに質量を与えるテラスケールの模型(AKS模型)を提案した。AKS模型は、さらに宇宙のバリオン数生成の問題についても同時に解決しうる可能性がある。当該研究では、AKS模型における理論の安定性を議論した。この模型には、オーダー1の結合定数が存在し、また多くのスカラー場が含まれるが、そのような場合には特に安定性の議論は重要となる。トリビアル性と真空安定性を解析し、数値計算を行った結果、理論は10TeV程度まで安定であることが示された。一方、テラスケールで構築された輻射シーソー模型は、超対称性理論に拡張することにより、高エネルギー領域の理論に繋げることが可能だ。E.Ma氏によって提案された1ループ輻射シーソー模型は、一種類の暗黒物質候補を含む模型であり、その超対称性理論(SUSY Ma模型)がすでに提案されている。SUSYMa模型には、二種類あるいは三種類の暗黒物質候補が含まれ、それはAKS模型を超対称性化した場合についても同様である。我々は、複数の暗黒物質候補が含まれる模型の現象論として、SUSY Ma模型においてイナートヒッグシーノが暗黒物質の一つである場合について、暗黒物質残存量を解析し、観測に矛盾しないパラメータ領域を示した。先行研究では、そのような具体的模型として、3ループの量子効果を通じてニュートリノに質量を与えるテラスケールの模型(AKS模型)を提案した。ニュートリノはわずかながら質量を持っているが、素粒子の標準模型では、その質量起源を説明することができず、そのため標準模型の拡張が必要とされている。拡張方法の一つとして、量子効果によってループレベルでニュートリノ質量を生成する模型(輻射シーソー模型)が提案されている。輻射シーソー模型では、ツリーレベルでニュートリノ質量が生成されるのを避けるため、しばしば離散対称性が課せられる。この対称性は同時に、暗黒物質の安定性を保証し、離散対称性のもとで奇である最も軽い中性粒子が暗黒物質の候補となりうる。

このような離散対称性の中で最もシンプルなものはZ2対称性であるが、もし模型が2つ以上のZ2対称性、あるいはZ4対称性のようなより大きな対称性を持つ場合には、それに伴い複数の暗黒物質候補が存在する。本研究では、このように暗黒物質が多成分である場合に注目し、その影響を議論した。例として取り扱った模型は、E. Ma氏によって提案された輻射シーソー模型に、暗黒物質候補となりうる2つの新粒子を加え、新たなZ2離散対称性を課した模型である。この模型では、2種類あるいは3種類の暗黒物質が予言される。暗黒物質が2種類以上存在する場合には、暗黒物質成分が1種類の場合には起こりえなかった新しい対消滅過程が存在しうる。ボルツマン方程式を数値的に解くことによって、こうした新たな対消滅過程が、暗黒物質の残存量を大きく変えうることを示した。また、多成分暗黒物質の存在は、暗黒物質の直接検出の可能性にも影響を与えることがわかった。さらに、3種類の暗黒物質が存在する場合において、新しい対消滅過程によって放出されるニュートリノの検出可能性を議論し、それが多成分暗黒物質の大きなヒントを与えうることを示した。AKS模型の安定性を議論し、その結果を査読付き論文にまとめあげることが出来たため。24年度が最終年度であるため、記入しない。ニュートリノ質量生成を保証する離散対称性を伴うTeVスケール模型は、超対称性化されることによって、複数の暗黒物質候補を予言するようになる。その中でどの粒子が暗黒物質となり得るかを、より高エネルギーの理論と関連させて議論する。
緩和存在下における超高速反応の波束ダイナミクス

固体表面における吸着子の電子遷移誘起脱離、特にNO/Pt(111)系での光誘起脱離反応について理論研究を行った。NOの重心と表面との距離を反応座標に取った従来の一次元モデルでは並進エネルギーの再現に成功しているが、これにN-O間の距離を加えた二次元モデルでは、脱離後のNO分子が実験よりもはるかに振動が励起されるという結果が得られている。その主要な原因はポテンシャルエネルギー面にあると考えられるが、それに加えて、これらのモデルでは金属表面との相互作用による振動緩和の効果が考慮されていなかった点があげられる。脱離反応が完了するまでの時間が約1psであり、これは金属表面での吸着分子の振動緩和の寿命とほぼ同程度であるため何らかの影響を及ぼすと考えられる。そこでPt表面からのNOの光誘起脱離における振動緩和の影響を調べた。振動緩和過程としては、N-O伸縮振動から他の振動モード(分子内振動と表面振動)と、表面の電子にエネルギーが移動する過程が考えられるが、ここでは伸縮振動が他の振動モードよりはるかに高い振動数を持つことから電子系への緩和過程を考えた。表面電子へのエネルギー散逸過程を、NOの空軌道と表面電子との相互作用を表す微視的モデルにより記述し、密度行列の運動方程式を導出した。また、緩和速度を決定するパラメータについては、クラスターモデルを用いた電子状態計算により見積もった。今回のモデルで得られた脱離後のNO分子の振動状態分布は実験で観測されたものに比べると依然として振動励起したままであった。しかしながら、振動緩和項が振動状態分布に影響することが確認でき、その重要性を示すことができた。(1)緩和存在下における超高速反応の波束ダイナミクスとレーザー制御:これまでの研究で、チャープパルスは、intrapulse-pump-dumb、adiabatic rapid passageの特徴を有し、これらを利用することにより、数10フェムト秒で進行する分子分布移動の量子波束の制御が可能であることが明らかとなった。平成14年度は凝縮系におけるレーザー制御の可能性について、熱浴との結合による緩和過程を密度行列法により導入し、検討した。(2)フェムト秒レーザーによる金属表面超高速過程の波束ダイナミクス:金属表面での光脱離・電子的過程は数フェムト秒の領域で起こる。特にフェムト秒レーザーを用いた光脱離では、従来のDIET(単一電子遷移による脱離)ではなくDIMET(多重電子遷移による脱離)による金属表面と電子励起過程が複雑に脱離過程に影響する。電子励起状態の緩和過程をLiouville-von Neumann方程式を用いて追跡し、特に白金表面からのNO脱離分子の振動緩和について研究を行った。

表面電子へのエネルギー散逸過程を、NOの空軌道と表面電子との相互作用を表す微視的モデルにより記述し、密度行列の運動方程式を導出した。また、緩和速度を決定するパラメータについては、クラスターモデルを用いた電子状態計算により見積もった。今回のモデルで得られた脱離後のNO分子の振動状態分布は実験で観測されたものに比べると依然として振動励起したままであった。しかしながら、振動緩和項が振動状態分布に影響することが確認でき、その重要性を示すことができた。
地域間の相関の下での政府と地方自治体の中長期的最適財政・人口政策に関する研究

(地方政府間の保育政策に関する戦略的相互関係に関する研究)2010年から2017年までのデータを用いて、関東・関西の各自治体における05歳人口に対する保育所定員の割合(整備率)に戦略性が存在するかどうかの検証を行った。本研究の独自性としては、(i) 2014年における保育政策の大幅な変更、(ii) 2016年における保育所整備に関する政治論争を利用して、両地域の保育所整備の戦略性に関する検証を行った点にある。結果(1)保育所整備の遅れていた関東での整備率が戦略性の拡大により関西に追いついた事、(2)2016年の政治論争は保育所整備の戦略性に正の影響を与えた事が分かった。(世代重複モデルへの人口移動の導入に関する研究)国内経済においては人口移動が地域経済及び地域の持続性に影響を与える事が想定される。本研究では、効用を基準に人口移動が起こるとしている量的空間経済学での議論に世代重複モデルの生涯効用を組み込む事で、この影響の評価を試みている。第一段階として、国勢調査移動人口集計、住民基本台帳人口移動報告の2種類のデータより、人々が生涯効用を評価して人生で1度のみ移住を行う定式化の下で、各都道府県の生涯効用を導出した。第二段階では標準的な仮定の下で、これらの生涯効用が世代重複モデルの先行研究と整合的であるかを構造推計を用いて確認した。結果、第一段階においては大都市のある都道府県にて高い生涯効用が得られる事、第二段階においては既存の世代重複モデルの過程と整合的なパラメータを得る事に成功し、人口移動の定式化の下で世代重複モデルを用いた持続可能性分析への可能性を確認した。(総論)研究の結果、各地方政府の行動に戦略性が存在し、人口移動を通じて各地域が有機的に接続されている事が判明した。これらの結果は、人口減少下の日本における社会の持続性の議論に新たな視点を与えるものである。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。【研究内容】本研究の目的は、少子高齢化社会の下で地方政府がどの様に財政・経済を運営して行く事が最適であるかを考慮する事である。但し、既存の経済モデルでは、1.都市と地方の人口・経済構造の異質性、2.人口移動の存在、3.地域間の政策の相関関係を同時に考慮する研究は少なく、これらが重要な要素となる政策決定に関する示唆を得ることは難しかった。この為、本研究ではこれらの要素を総合して考慮するモデルの作成を行った。研究は現時点において1.量的空間モデルを用いた地域異質性・人口移動の研究, 2.空間計量経済学を用いた地方政府間の政策的相互関係の研究の二点で構成される。【研究意義】1.量的空間モデルは、地域ごとの経済変数を用いて地域の集合体としての経済全体の均衡状態を記述するものである。このモデルを用いることにより、我が国における地域ごとの年齢・産業の異質性および人口移動の包括的な分析が可能となる。2.地方政府間の政策的相互相関関係を明らかにすることは、地方政府の行動を理解する上で重要であるだけでなく、中央政府の最適な制度設計にも影響する。特に、財政・人口政策における相互関係の考察は差し迫った我が国の少子高齢化対策において非常に有益なものである。【重要性】現在、人口減少社会を迎えて政策のあるべき姿が活発に議論されているが、地方と都市の年齢構成の異質性や地方政府の政策、財政政策等の様々なトピックが個別に議論され、全体としての合意は未だに形成されていない。この中で、これらの要素を包括的に議論するフレームワークを提供する事は非常に社会的意義が大きいものと考える。また、この議論は我が国のみでなく少子高齢化に直面している先進国、および東アジアの国々への適用が可能であり、政策上の合意形成に役立つものであると考える。(1)量的空間モデルを用いた地域異質性・人口移動の研究進捗状況:やや遅れている(遅延の理由及び対応);新経済地理学と世代重複モデルとの統合に問題が発生した。既存の多地域世代重複モデルでは、資本が移動可能要素で労働力の移動が不可能なものが多かった。また、本研究は地域の比較が目標であるが、既存研究では4地域以上の比較はモデル設定が複雑になりすぎる為に行われてこなかった。この状況下で、8地域(地域別)または47地域(都道府県別)の多地域モデルを作成し、シミュレートするのは難しいと考えた。労働力の移動で複数地域を分析している研究を新経済地理学の分野で調査したところ、その発展形である量的空間モデル(Quantitative spatial model)が対応する事がわかった(Redding and Rossi-Hansberg,2017)。現在この分野の理論及びシミュレーション手法を学習中である。(2)空間計量経済学を用いた地方政府間の政策的相互関係の研究進捗状況:おおむね順調長期的な財政・人口政策に影響を与え、現時点での社会的注目度の高い保育所供給政策を政策変数として採用し、全国の自治体及び特別区に関して政策的相互関係を分析した。結果、公立保育所・私立保育所の供給において政策的相互関係が存在する事、およびその相互関係が逆であることが判明した。しかしながら、これらの政策的相互関係は地方政府をめぐる複数の状況から発生し、それらの状況の識別には特別な手法が必要であることが知られている。