hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
情報発信主体の擬態化による参加型センシング手法

また、本研究が対象とする参加型センシングの手法を応用し、実際の都市運用の効率化を目指し、神奈川県藤沢市において職員参加型センシングを構築し、その効果と利点・欠点を評価することとし、さらに、本研究で取得する情報を含む都市センシング情報のスケーラブルかつアクセス権を考慮した情報基盤の構築を目指した。擬態化を用いた参加型センシングに関して、iOS及びAndroidアプリケーションとして実装を行い、キャンパスおよび藤沢市において実験を行った。結果、本提案手法が提案手法を利用しない場合より、ユーザの情報発信に関するモチベーションが向上し、また情報の質も変化させられることがわかった。これらの手法を論文としてまとめ、発表を行い、情報処理学会UBI研究会優秀論文賞および2018年度山下記念研究賞を受賞した。また、本研究に付随し実施を行った行政職員を対象とした参加型センシングシステムに関する論文は、その有用性から情報処理学会DICOMO2018において優秀論文賞を受賞した。更に、本研究の基盤として構築した情報流通基盤システムは、情報処理学会MBL研究会において優秀論文賞を受賞した。上記のように、本研究成果は受賞を含め高く評価されるとともに、実際の社会の課題解決に寄与することが示された。まず、1年目の研究成果を発展させ、提案モデルの有効性をより大規模なユーザを対象とした実験を行い評価を行う必要がある。本研究では都市の情報を、その場所にいるユーザからプライバシの露呈をおさえつつ情報提供の動機づけを高めて収集することが目的であるため、実際の都市に提案モデルを適用し、幅広く情報を収集可能であることを示す。特に、実社会への応用の観点では、イベントや災害時など、突発的な都市事象の変化の際に多種多様な情報を収集可能とさせることが重要である。この観点から、いくつかの市と協力し、イベントや災害時などで本提案モデルを利用できないか、検討を行う。現在、藤沢市や横須賀市など複数の自治体と本研究の応用に関して議論を行っており、2年目ではより社会応用を意識した研究開発を進めていく。また、本研究のモデルが有効に動作可能かは、その国の文化にも依存すると考えられる。日本国内においてはゆるキャラの存在などが広く認知されており、場所の擬人化などは社会的にも受け入れられる土壌ができている。国外の研究者と連携し、この提案モデルが国外においても同様に動作するか、実験を含めた研究デザインを行っていく。最後に、提案モデルに基づくアプリケーションの機能拡張を行う。すでに提案モデルに基づくアプリケーションは、iOS版、Android版とも公開を行っているが、必要最低限の機能の実装にとどまっており、広く利用されるためにはさらなる機能拡張が必要である。
福祉サービス供給主体の多元化と独立部門の役割-公平で効率的かつ効果的なサービス提供システムを目指して

本年度は、日本の福祉サービスの供給主体の多元化の現状や独立部門に期待される役割、現在の行政と独立部門との関係、独立部門のもつ福祉提供におけるメリット、デメリットを文献および調査により検討した。調査では、(1)社会福祉協議会、(2)福祉サービス提供に参入もしくは参入しようと準備している大企業(営利団体)、(3)比較的規模の小さい非営利団体の、主に3種類の団体に対し、その活動や課題、今後の抱負等について聞き取りを行った。全体として、介護保険導入を目前に控え、中小問わず多くの独立部門に係る組織が近年活発に活動を始めていること、より公平・効率的・効果的なサービスを利用者に提供する枠組みづくりはまだ未成熟であり、法的枠組み、行政との関係(契約形態を含む)、組織間の連携や各組織の役割分担、サービスの質の維持とコスト効果的なサービス提供、人的養成等の面で考慮すべきことや、多くの課題があることがわかった。この点においては、前年度整理を行った諸外国の先例や経験を検討の参考とした。また、福祉サービスの供給主体の多元化と独立部門の役割および公平で効率的かつ効果的なサービス提供システムを目指すにあたり、それぞれの組織の目的や組織が抱える課題は、独立部門の組織の形態や規模によってもかなりの違いがあることが明確となった。文献および調査研究から、独立部門がより良い福祉の担い手となり得る要素(法との関係、行政および利用者との関係、組織内における留意点等)についても考察を行った。実施した聞き取り調査については、日本における独立部門の現状と課題をより具体的に把握するために、さらに整理する予定である。1.文献研究福祉サービスの供給主体の多元化や独立部門の発展において先駆的な位置づけにある諸外国の文献を中心に、関連文献の読み込みを行った。文献から、第一に,福祉における独立部門(インデペンデントセクター:非営利組織,営利組織)の定義付け、第二に、サービス提供主体の多元化を経験している諸外国の現状(特に、英国、米国、ドイツ等)、第三に、独立部門によるサービス提供のメリット・デメリットが整理・検討された。あわせて、日本国内において独立部門として活動を行う組織について文献検索を行った。今後は、行政(特に地方自治体)と独立部門との関係や、日本の福祉サービスの供給主体の多元化と独立部門の役割に係わる現状について、諸外国との比較検討も含めより具体的な文献研究を行う。その上で、公平で効率的、かつ効果的なサービス提供の確保には何が考慮されるべきか、サービスを提供する営利組織(企業等)と比較的小規模な非営利の組織等の関係や、社会福祉サービス提供全体におけるそれぞれの位置づけについて等を、現在進行している「社会福祉基礎構造改革」改革を視野に入れながら検討をしていくこととする。2.調査研究一年目は、日本国内で福祉サービス提供を行っている、もしくは行うために準備している独立部門の組織への訪問調査を行った。調査の対象には営利組織、非営利組織の双方が含まれた。引き続き調査を継続し、日本の独立部門の現状やサービス提供についてまとめる。一年目に行う予定であった海外における調査研究は、国内の調査がある程度まとまった次年度に行うこととした。
現代日本における都市下層の動態に関する実証的研究

私たちは、社会的排除の結果として生じた、下層労働市場に依存しつつ生きる都市下層の社会的世界を分析することに努めてきた。排除による生存の脅かしに抗して、野宿者たちが、様々な生存戦略をとりつつ、アイデンティティを構築していることを明らかにした。同時に、観光地の宿泊施設で働く女性の労働者たちについてはじめて調査を行い、地域社会の下層に位置づけられながら流動する彼女たちの生活を明らかにした。都市下層は、ジェンダーやエスニシティによって分割されながら、それぞれ異なる労働を割り当てられている。都市下層の存在の様式は多様ではあるが、都市下層へといったん組み入れられば、そこからの離脱はたいへんに困難であり、定住性が低く生活の安定を得られない状態におかれる。都市下層という排除された人々が、日本における最貧困層となっていることを明らかにしたことが、最大の研究成果である。本研究の総括として、記述の蓄積をこえて、労働市場論、国家論、グローバリゼーション論の成果を取り入れつつ社会的排除論と都市下層研究を接合させることによって、より社会学的に深化した都市下層研究を達成しえたと考える。本年度は、今日における都市下層の社会的位置と制約を明確化しつつ、それへのリアクションとしての「抵抗」「運動」の諸相の把握を試みた。山口恵子は、関東圏の都市下層をめぐる空間構造について、2000年の国勢調査や各都県より収集したデータを用いて地図化し、過去の地図と比較しながら分析を行った。これは、不均衡な貧困の分布パターンを明らかにするとともに、都市下層への社会的制約を空間構造の解読から浮き彫りにするものである。また、西澤は、関東圏周縁部の野宿者の聴き取りデータの分析から、「剥き出しの生」への還元に抵抗する「生の形式化」について論じ、稲葉は、東京の野宿労働者による起業と川崎の移住女性によるNPO活動について調査を行い、「行為」がそのまま「要求項目の実現」に結びつくような都市底辺層の社会運動の検討を試みた。また、初年度である本年度は、研究の今後の展開をにらんで、都市下層研究の枠組みの中で、これまでおもに調査対象者とされてきた大都市部の男性下層と比較可能な対象を選び、その全体像を把握する試みをスタートさせた。奥山、文、武田の三人は、首都圏に隣接するサービス業特化地域での女性労働力調査を行う予定で、箱根町、熱海市、伊豆長岡市について、予備的な現地調査を行った。具体的には、上記三地域の各市役所、旅館組合、観光協会、職安等およびその他のキーパーソンからの聞き取りを行い、統計資料や関連資料を入手するとともに、文献を整理し、当該地域の基本的な推移と動向について、研究会で中間報告を行った。さらに、今年度の成果をふまえ、次年度の現地調査の基本的枠組みと調査方針、ならびに調査課題を具体的に設定した。中村は、今日的な都市下層の形成メカニズムを明らかにするために、関係の文献研究を通じて、日本における多重債務問題や信用販売会社の起源など、制度としてのサラ金のしくみを時系列的に把握することに努めた。本年度は、都市下層の構造的地位と制約の把握と、それへのリアクションとしての「抵抗」をどのように記述するのかをめぐって議論を重ねた。まず、構造的地位と制約の把握については、都市下層の空間分布を社会地図化し、都市下層への空間的制約の解読に引き続き努めた(山口、西澤)。加えて、より詳細に特定の都市の、都市内での空間構造と野宿者の分布の関連を検討し、そこにおける制約の検討をも議論の対象となりつつある。また、グローバリゼーションが深化する中で、フロー空間から疎外されつつ場所にしがみつくよりない持たざる者として都市下層を捉え、都市下層を普遍的な文脈に位置付けていく理論的検討もなされた(稲葉)。もちろん、そもそも、都市下層を充填し続ける社会的排除のメカニズムについての検討も行われた。それに関連して、例えば、多重債務問題などが具体的に論じられた(中村)。そうした議論、検討を総合しつつ、現代における都市下層がいかなる社会的置を与えられいかなる意味を内包しているのかについて論議を深めることが今後の課題となる。女性下層の研究を発展させることによって、都市下層概念を再検討する作業は本研究会において一つの柱である。昨年度に引き続き、温泉地など首都圏に隣接するサービス業特化地域において、女性労働力調査が断続的に実施された(奥山、文、武田)。

本年度は、主に、各市役所、旅館組合、観光協会、職安等およびその他のキーパーソンからの聞き取り調査を行った。前段で述べた議論に、調査の知見をどう絡ませていくのかが課題となる。ここで示した課題を明確化しつつ共有し、次年度の研究会活動へとつなげていきたいと考えている。本年度は、文貞実、山口恵子が、社会的排除とそれへの抵抗を理論的テーマとし、野宿者を事例として検証する報告を、日本社会学会(於法政大学多摩キャンパス)で行った。それに先立って、野宿者のサバイバル・ストラテジーや、空間利用などを、社会的排除への抵抗として記述することがいかに可能かをめぐって、研究会を二度、東洋大学で開催し、議論を重ねた。日本社会学会での報告はなかった他のメンバーの研究にも、そこでの議論は充分に反映されているように思う。武田尚子、文貞実、奥山眞知による地方歓楽街の女性従業員研究は継続中である。流動的な女性下層労働者の様態が把握されることによって、戦後的な下層社会の全体がようやく語り得るようになると思われる。また稲葉奈々子は,フランスの都市底辺層と日本の都市下層を、比較分析した。さらに、以上のような各自の研究成果を元に,それぞれの調査・研究を理論的な論及へと結び付けていく作業に着手した。この際に用いられた共通のフレームが、EvansやSkochipolらによって彫託された国家論、グローバリゼーション論、そして福祉国家のタイポロジー論であった。福祉国家の各国のタイプによって、各国の国家レベルにおける下層の統合様式は異なる。グローバリゼーションなどの環境変動のなかで統合の危機に陥った国家は、様々な手段を用いて下層を再編成するが、その際の再編成の様式はおおむね福祉国家のタイプによって、軌道を予測することが可能であった。本年度は、これまでの議論をさらに深化させつつ、最終報告書の執筆・作成をすすめた。そこにおいて、西澤晃彦、山口恵子らは、制度的・社会的排除あるいは労働市場からの締め出しがもたらす都市下層-とりわけ野宿者-の社会的世界について明らかにしつつ、サバイバル・ストラテジーや空間利用を社会的抵抗して論じる試みを展開した。奥山真知、武田尚子、文貞實は、これまでまったくといってよいほど知られていなかった地方歓楽街の女性従業員について、特に労働市場に焦点をあてて、地域社会の下層部に位置づけられつつ流動するその生活について明らかにした。西澤、山口らの研究と、奥山、武田、文らの研究を総合すれば、ジェンダーによって仕切られつつ、それぞれ空間的に隔離されたところで流動し、また、固有の社会的世界を発生させていく現在の都市下層の様態を描き出すことができるように思われる。これに加えて、稲葉奈々子は、グローバルな人の流れを前提として、移住女性の生存のための抵抗をとりあげ、都市下層研究にダイナミックな比較の視点を導入した。そこでは、移住女性のネットワークが焦点化されている。これらすべての研究を貫いて、都市下層の社会的世界・ネットワークが排除への抵抗のキイとなることが示されたといえるだろう。中村祐司は、都市下層にとっては大きな影響・拘束とならざるをえない法制度について論究を深めることで、国家と都市下層との関連をテーマ化することに貢献した。
唾液腺における刺激の受容と応答の分子機構とその老性動態

神経伝達物質や作動薬による情報を選択的に受容する細胞膜受容体はこれらの物質との相互作用や加齢に伴って変化し、細胞内情報伝達機構も変化して様々な現象が誘導されるが、この機序は不明な点が極めて多い。本研究はラット唾液腺を用いてβ作動薬やヒスタミン(H)による唾液分泌の過感作や脱感作現象及び細胞増殖現象とその加齢変化の分子機構を追求し、次の成果を得た。1.ラット唾液腺β_2受容体、ムスカリンM_3受容体、H(H_2)受容体はその作動薬による短時間前処理によって受容体濃度の減少、作動薬に対する親和性の低下、アミラーゼやムチン分泌の抑制(脱感作現象)が誘導された。しかし、耳下腺のみ、β_2作動薬(β_2)による前処理が10分以内の場合にβ_2受容体濃度の上昇と、β_2作動薬に対する親和性の増強、アミラーゼ分泌の増強(過感作現象)が誘導された。2.β_2やHによる脱感作時にはGi2αの機能が増強され、β_2による過感作時にはGi2αの機能は抑制された。Gsα及びGi2αのレベルは全く変動しなかった。3.Gi2αはプロテインキナーゼA(PKA)によりりん酸化され、プロテインホスファターゼ2A(PP2A)により脱りん酸化された。β_2やHによる脱感作時にPKA活性は低下し、PP2A活性は上昇していた。逆にβ_2による過感作時にはPKA活性は上昇し、PP2A活性は低下していた。4.PP2A活性を阻害する濃度のオカダ酸によりβ_2やHによる脱感作は完全に消失し、過感作は増強された。5.ラット唾液腺ではβ_2-、H_2-、M_3-受容体量及びそれぞれの作動薬に対する親和性は1週齢より増加して4週齢で成熟レベルに達し、以後加齢と共に低下した。とくにGsαの機能の促進が生後認められ8週齢で最高となり、その後低下した。Giαの機能は8週齢から増加し、12週齢で最高に達した。6.β_2による唾液腺細胞分裂開始時間及び細胞分裂活性もβ_2受容体、細胞内情報伝達系の生後変化と一致していた。細胞に対する刺激を選択的に受容して、これを細胞内へ伝達する細胞膜受容体はそれぞれの作動薬との相互作用によって機能的に変化し細胞の多彩な生理機能の調節に関与していると考えられている。本研究は唾液腺を用いてβ-受容体とβ-作動薬との相互作用により当該細胞の応答の変動とその機序をβ-受容体-アデニル酸シクラーゼ系を中心に追究するもので、本年度は次の成果を得た。(1)ウィスター系雄性ラット耳下腺組織を1μMイソプロテレノール(IPR)で10あるいは30分間前処理した後、この組織をIPRを含まない反応液中で10分間休息させた。その後、この組織を再び同濃度のIPRと反応させると、アミラーゼ分泌は10分間の前処理の場合には著しく増強(Supersensi-tivity,S)され、また30分間の前処理の場合には逆に著しく抑制(Desensitization,D)された。

一方、顎下腺の場合にはIPRによる前処理時間の長さにかかわらず、この組織からのムチン分泌にはDがみられた。(2)[^3H]ジヒドロアルプレノロールを用いた結合実験の結果、耳下腺のβ-受容体はS時には増量し、しかもβ-作動薬に対する親和性も増強された。しかし、S時においてもアデニル酸シクラーゼ活性は増強ではなく、抑制が認められた。一方、耳下腺・顎下腺のD時にはβ-受容体の減量とβ-作動薬に対する親和性の低下が見られた。(3)[^<E35>S]GTPγSを用いた結合実験の結果、Gi蛋白質の機能はS時には抑制がみられ、D時には増強がみられた。Gs蛋白質の機能はSやDに伴って変動しなかった。(4)G蛋白質のコレラ毒素あるいは百日咳毒素によるADP-リボシン(A-R)化を検索した結果、Gi蛋白質のA-R化はS時には低下し、D時には増大していた。一方、Gs蛋白質のA-R化はSおよびDいずれにも無関係であった。(5)耳下腺よりS時に分泌された分泌蛋白質をポリアクリルアミド電気泳動に供してその動態を検索した結果、34KDaの蛋白質はS時にもかかわらず著しく減少していた。細胞に対する刺激を選択的に受容して、細胞内へ伝達する細胞膜受容体は夫々の作動薬との相互作用によって機能的に変化し多彩な生理機能の調節に関与している。本研究は唾液腺を用いてβ-受容体とβ-作動薬との相互作用による細胞の応答の変動とその機序をβ-受容体-アデニル酸シクラーゼ系を中心に追究するもので、本年度は次の成果を得た。(1)ラット(8週齢)にIPR(100mg/kg)を腹腔内投与した後、経時的に唾液腺を摘出して単離核を調製した。この単離核を[γ-^<32>P]ATPを含む反応液中で加温振盪して核蛋白質をりん酸化し、核蛋白質をヒストン(H)及び非ヒストン(nH)蛋白質に分画した。4週齢顎下腺nHのりん酸化レベルはIPR投与10時間後に上昇しはじめ、22時間後には1.46±0.26nmol/mg proteinに達して最高となり、26時間後に対照群のレベルまで回復した。IPR投与後のnH蛋白質のりん酸化の経時変化はラットの加齢に伴って延長した。一方、H蛋白質のりん酸化レベルはIPR投与変動せず、加齢変化も認められなかった。(2)上記単離核に存在するプロテインキナーゼ活性は4週齢で最高に達した後、8週齢まで急激に低下して、以後48週齢までゆっくり低下し、(1)の結果とよい対応を示していた。(3)β-受容体-アデニル酸シクラーゼ(AC)系に及ぼすIPR前処理の影響の加齢変化を追究するために、まずβ-受容体との生後変化を調べた。その結果、[^3H]ジヒドロアルプレノロール(DHA)の特異的結合は生後3日で既に認められ、Bmax値は3.1±0.7fmol/mg proteinであった。その後4週齢で6.5±1.4fmol/mg proteinとなって最高に達し、以後この値が52週齢まで維持されていた。[^3H]DHA結合に対するβ-作動薬の50%阻害濃度(IC_<50>値)は8週齢では3.2±1.7μMであるのに対して1週齢では881±59.1μMであった。しかし、β-遮断薬のIC_<50>値に生後変化は認められなかった。β-作動薬に対するβ-受容体の親和性の増強が生後著しいことが示された。ACのフォルスコリンに対する感受性は1週齢で最高で、2週齢以後急速に低下して4週齢で成熟ラットのレベルに達した。細胞に対する刺激を選択的に受容して、これを細胞内へ伝達する細胞膜受容体はそれぞれの作動薬との相互作用によって機能的に変化して多彩な生理機能の調節に関与している。
地下水帯における硝酸性窒素の消失プロセスの解明―自然浄化は可能か―

本研究では、硝酸性窒素に汚染された地下水が台地から谷地へ湧出・流出する際に、どのようなプロセスにより消失しているのか、またこのプロセスを継続的に保持している水文地質的条件を、2つの地形・地質条件(+土地利用条件)のもとで観測することにより、解明することを目的にしている。また、消失・浄化が起こる場合と、起こらない場合との比較により水文地質(地下水流動-流向と経路-、帯水層・不透水層などの構成と酸化還元条件などを含む)条件の差異の一般化を行うことを最終目的として実施した。調査を行ったのは、つくば市内の台地末端部の斜面(10m×15m)と谷地(30m×100m>である。それぞれの上流域は畑地であり、肥料を起源とする硝酸性窒素が流入してきている。詳細な地質調査とそれぞれ100本あまりの観測井戸・ピエゾメータを設置し、地下水の流動と水質(NO_3^-、Cl^-、SO_4^<2->、HCO_3^-、Na^+、K^+、Ca^<2+>、Mg^<2+>、Fe、Mn、ORP、DO、ECなど)の変動を観測した。これらの観測により、2地域において硝酸性窒素の浄化ゾーンを特定できた。浄化ゾーンは、末端斜面では砂層とローム層の境界で、谷地では再積成粘土層の直下に谷地に沿って馬蹄形で、シート状に存在していた。主要な浄化プロセスは有機炭素を電子供与体とする脱窒であった。3次元的な分布を明らかにできた谷地では年間30kgの窒素がこのゾーンで浄化され、施肥量の約40%であることも明らかとなった。これらの条件は筑波台地で一般に存在しており、自然浄化が十分期待できる機能であることを示せた。本研究では、硝酸性窒素に汚染された地下水が台地から谷地へ湧出・流出する際に、どのようなプロセス(基本的には脱窒と考えているが)により消失しているのか、またこのプロセスを継続的に維持している水文地質的条件を解明することを目的にしている。つくば市内の台地末端部の実験地(10m x 15m)で、100本以上の観測井戸・ピエゾメータを設置し、地質構造を明らかにするとともに、地下水のポテンシャルを計測し、地下水の流動系を明らかにしている。NO_3^-と一般水質を分析し、硝酸性窒素の消失ゾーンの特定を行い、そこでの水質変化を観測した。また酸化還元電位(ORP)、DO、EC、水温などの観測により、消失ゾーンの酸化還元状態を明らかにした。消失ゾーンは台地末端部より10mほど台地側に出現しているが、CaやMgの濃度の低下などがみられた。また、Mnの増加が認められたが、鉄は大きな変化を示さなかった。これらが地層の多層構造に関係していることが示唆されたので、次年度以降解明したいと考えている。本研究では、硝酸性窒素に汚染された地下水が台地から谷地へ湧出・流出する際に、どのようなプロセスにより消失あるいは減衰しているのか、またこのプロセスを継続的に維持している水文地質的条件を解明することを目的にしている。つくば市内の台地末端部の実験地(10mx15m)で、100本以上の観測井戸・ピエゾメータを設置し、地質構造を明らかにするとともに、地下水のポテンシャルを計測し、地下水の流動系を明らかにしている。水質分析により、これまでに得られている結果は以下のようである。本地域では地下水中における硝酸イオンの減衰帯が湿地周辺斜面に局地的に存在し、30mg/L程度の硝酸イオンが減衰帯を通過することにより1mg/L以下となる。地下水中における硝酸イオンの減衰帯は2つで緑灰色のシルト・粘土層中とローム層-砂・礫層境界部である。地下水中のローム層-砂・礫層境界部に位置する減衰帯は、その地質境界からローム側へ約10cm以内の範囲においてのみ存在し、上部のローム層や砂・礫層中には、硝酸イオンの明瞭な減衰帯は認められなかった。このように、減衰帯は空間的に連続しているものではなく、局地的に散在していることが判明してきている。これらの減衰帯では、マンガンと鉄の濃度とpHが増加し、硫酸イオンと陽イオンであるカルシウムやマグネシウムが減少している。これらの点から、消失あるいは減衰のプロセスとして、脱窒や希釈などが複雑に関与しており、今後も観測を継続し、次年度にとりまとめる予定である。

詳細な地質調査とそれぞれ100本あまりの観測井戸・ピエゾメータを設置し、地下水の流動と水質(NO_3^-、Cl^-、SO_4^<2->、HCO_3^-、Na^+、K^+、Ca^<2+>、Mg^<2+>、Fe、Mn、ORP、DO、ECなど)の変動を観測した。これらの観測により、2地域において硝酸性窒素の浄化ゾーンを特定できた。浄化ゾーンは、末端斜面では砂層とローム層の境界で、谷地では再積成粘土層の直下に谷地に沿って馬蹄形で、シート状に存在していた。主要な浄化プロセスは有機炭素を電子供与体とする脱窒であった。3次元的な分布を明らかにできた谷地では年間30kgの窒素がこのゾーンで浄化され、施肥量の約40%であることも明らかとなった。これらの条件は筑波台地で一般に存在しており、自然浄化が十分期待できる機能であることを示せた。
学校ダンス史の日米比較研究

本研究の初期段階では日米の学校ダンス史の比較研究を行う予定であったが、研究を進めるにつれて資料的制約や比較研究の方法論的問題に直面し、前年度に研究計画を変更して、対象をアメリカ高等教育機関におけるダンス教育の歴史的変容に絞った。本年度は、前年度に渉猟した史資料の精査及び分析を行い、ウィスコンシン大学マディソン校ダンス・プログラムの歴史的変容について研究成果の発表及び論文執筆を行った。また、前年度に収集しきれなかった資料や新たに分析する必要性が生じた資料を収集するため、9月から10月にかけてウィスコンシン大学マディソン校アーカイブ室を訪問した。研究の成果については7月に韓国で行われた国際学会にて発表を行ったほか、査読付き論文を2本発表することができ、いずれも掲載が決定した。執筆した論文の内容は、アメリカで最も長い歴史をもつウィスコンシン大学マディソン校のダンス・プログラムについて、その草創期におけるカリキュラム構成の検討を行ったものと、ダンス・プログラムの設立に大きな役割を果たしたマーガレット・ドゥブラーの舞踊教育論を、彼女が教えを受けていたジョン・デューイの美的経験論をヒントに解読したものである。いずれもこれまで十分に明らかにされてこなかったマーガレット・ドゥブラーの舞踊教育観と彼女が構想したダンス・カリキュラムとの連関を明らかにし、20世紀初頭のダンス教育に関する教育哲学と教育内容との整合性を明らかにした点で意義があると考えている。28年度が最終年度であるため、記入しない。人間の身体をメディアとするダンスは、体育的要素と芸術的要素を併せ持ったマージナルな領域である。本研究では当初、日米両国において異なる歴史的変遷を遂げてきた学校教育におけるダンスの歴史的変遷を、両国の政治的文化的要因に着目しながら描き出し、双方を比較することで異なる変容を遂げた理由を明らかにすることを目的としていた。このような観点から、日米両国のダンス教育において先駆的な役割を果たした松本千代栄とマーガレット・ドゥブラーの人物史に迫った比較研究を行ったほか、教育を取り巻く社会一般におけるダンスの状況を明らかにすべく、日米両国の代表的なダンスカンパニーの運営状況について調査を行った。これらの研究成果については国際学会において発表を行った。しかしながら、日米両国の置かれている状況は、比較が不可能であるほど著しく乖離していることが次第に明らかとなり、受け入れ研究者とも相談した結果、アメリカの高等教育におけるダンスの歴史的変遷を、その政治的文化的要因に着目しながら描き出す方向へとシフトチェンジを行った。夏以降はアメリカで最も長い歴史を持つダンス・プログラムであるウィスコンシン大学マディソン校ダンス学科の歴史的変遷について調査すべく、同校のアーカイブ資料の収集・分析に多くの時間と労力を費やした。その中で同校に世界で初となるダンス専攻を設置したマーガレット・ドゥブラーの残したメモや同校ダンス・プログラムの教職員会議録など多くの一次資料を入手することができ、その成果の一部について国内学会において発表を行った。アメリカの高等教育機関におけるダンスが、高等教育や芸術政策などの政治的文化的要因にどのように影響を受けながら変容して行ったのかを明らかにする作業を今後も継続して行っていきたい。本研究の当初の目的は日米両国の学校ダンスの歴史的変遷を、両国の政治的文化的要因に着目しながら描き出し、なぜ日米両国において学校ダンスが異なる歴史的変遷を遂げてきたのかを明らかにすることであった。しかしながら、調査を進めるうちに日米両国の学校教育制度は比較が著しく困難であるほど乖離していることが明らかとなったため、研究の対象を絞り、アメリカの高等教育機関におけるダンスの歴史的変遷を明らかにすることへと研究目的を変更した。このような変更を受け、初年度は必要な一次資料の収集・分析に取り組んだ。調査対象校はアメリカ・ウィスコンシン大学マディソン校とした。同校は1926年にマーガレット・ドゥブラーのリーダーシップのもとで世界初となるダンス専攻が設置され、以来長年にわたってアメリカを代表するダンス・プログラムを提供したきた。同校のアーカイブを訪れ、豊富な一次資料を収集することができたこと、またその成果の一部についてまとめ、国内学会における口頭発表を行うことができたことから、現在までの研究状況は概ね順調に進展していると自己評価している。また、海外調査後は収集した資料の分析を進め、現在、マーガレット・ドゥブラーのダンス教育論に関するもの、及びダンス教育の制度化の歴史的意義について考察したもの、計2本の小論を執筆中である。今後その成果を口頭発表及び学術誌への投稿という形で公表していく。さらに、体系的な成果として博士論文の執筆を進めている。

いずれもこれまで十分に明らかにされてこなかったマーガレット・ドゥブラーの舞踊教育観と彼女が構想したダンス・カリキュラムとの連関を明らかにし、20世紀初頭のダンス教育に関する教育哲学と教育内容との整合性を明らかにした点で意義があると考えている。現在までのアメリカの高等教育機関におけるダンスの歴史的変遷について、調査を進めている。今後は初年度に入手した一次資料および二次資料の分析および論文執筆を進めていきたい。具体的には、ウィスコンシン大学マディソン校のダンス・プログラムの歴史的変遷を、当時の政治的文化的状況と関連付けながら記述・分析することで、アメリカの高等教育機関におけるダンスがどのように変遷してきたのかを明らかにしたい。すでに論文の作成に着手しており、研究成果については、国内外の学会で口頭発表および論文の形式で発表をする予定である。すでに、7月に韓国で行われる国際学会での研究発表申し込みを行い、発表が決定している。また博士論文の執筆も鋭意進めているところである。追加資料の収集のため、夏以降にアメリカの高等教育機関を訪れる予定である。具体的にはウィスコンシン大学マディソン校のほか、ニューヨークおよび西海岸の代表的な高等教育機関を訪問し、資料の収集を行う予定である。また分析に必要な文献・二次資料についても随時収集を進める予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
英国コミュニティ・アートの再検討：歴史的変遷と国際的影響

本研究は、英国コミュニティ・アートの歴史的変遷と国際的影響について、新たに文化政策の観点を導入し、その再検討を行うものである。コミュニティ・アートと文化政策との間のジレンマをトランスナショナルな課題として議論すべく、複数地でのフィールド・ワークに着手する。そのうえで、各コミュニティに根ざしたローカルな芸術実践がいかにしてグローバルな連関をもちうるのかという新たな問いの解明に挑む。具体的には、以下の2点、1)ロンドン以外の地域を含む現地調査の継続、2)英国外における人的連関の解明、を課題とし、芸術と政策の攻防を如実に表してきた英国コミュニティ・アートの変遷と実態を捉える実証研究の推進に取り組む。
同位体トレーサによる固体地球の初期進化の解明

先カンブリア紀の岩石について、La-Ce同位体系とSm-Nd同位体系を組み合わせた希土類元素同位体トレーサ並びに希土類元素存在度パターンによる地球化学的研究を行ない、誕生直後の固体地球の化学的進化の解明を行なうことが本研究の目的である。主な成果は次の通りである。1.日本で先カンブリア紀の年代を示す唯一の例である、美濃帯の上岩の片麻岩礫・花岡岩礫について、Sm-Nd同位体系・La-Ce同位体系・希土類元素存在度パターンの詳細な検討を行ない、日本列島の先カンブリア紀基盤岩の化学的進化に関して次の結果を得た。(1)片麻岩のprotolithは、LREE-depleted mantleから始生代末の約26億年前に、大陸地殻の一部として形成された。(2)このprotolithから約21億年前に花岡岩が分化し、そして(3)この花岡岩が18-16億年前に変成作用を受け片麻岩となった。この18-16億年前の変成作用の間には希土類元素パターンは、ほとんど変化しなかったと考えられる。2.韓国の小白山陸塊の黒雲母片麻岩について、10億年のSm-Nd年代を得た。韓国の先カンブリア紀の岩石についての貴重な年代値であり、この年代の意義を検討中である。3.輝水鉛鉱(MoS_2)についてのRe-Os年代測定法を確立し、Mt.Mulgine(オーストラリア)、Matasvaara(フィンランド)、Preissac(カナダ)の輝水鉛鉱について、各々28、26、27億年のRe-Os年代を決定し、母岩の年代と調和的であることを示した。これにより、硫化鉱物から見た、先カンブリア紀のマグマ活動についての議論が可能となった。
生体骨と力学的に調和した生分解性テーラードマテリアルの開発とその生体適合性

本研究の目的は骨粗鬆症などに苦しむ方々が実社会で大いに活躍できるような高度医療・福祉を実現することである。骨の性質は性差や加齢に伴い変化するため、患者一人一人のニーズにあった材料「テーラードマテリアル」を創製するには互いに性質の異なるセラミックスとポリマーとのハイブリッド化が重要な要素技術となる。そこで、本研究では、生体内で力学的に調和しながら最終的に自家骨と置換される新規な無機/有機ハイブリッドを創出する。本研究は以下の3つのプロセス、1)生分解性リン酸三カルシウム(TCP)セラミックスの作製、2)生体骨と力学的に調和した生分解性TCP/ポリ乳酸(PLLA)ハイブリッドの創製、3)その生物学的評価に基づいて推進している。ハイブリッド化は開放気孔からなるTCP多孔体をマトリックスとして、その気孔内にPLLAを導入し、TCPとPLLAとが三次元的に相互連結した微細構造を構築する。もし、マトリックスであるTCP多孔体の気孔率を制御できれば最終的に得られるハイブリッドのヤング率を制御可能となる。上記の視点にたち、平成15年度はTCP多孔体の作製条件の検討を検討し、リン酸カルシウムファイバーから気孔率を40%から55%の範囲で任意に制御可能なTCP多孔体を作製した。ついで、平成16年度はこの多孔体の内部に酵素重合法によりPLLAを導入して緻密なTCP/PLLAハイブリッド材を創製した。このTCP/PLLAハイブリッドは相対密度が95%程度と緻密な構造をしており、その力学特性は既存のバイオマテリアルの中では生体骨のそれに近い。平成17年度は得られたハイブリッドの生体適合性の評価に注力した。すなわち、作製したハイブリッド材に骨芽細胞を播種し、その初期付着率・細胞増殖性・細胞形態・細胞分化・石灰化について調査した。その結果、ポジティブコントロールであるアパタイトセラミックスと比較して、本ハイブリッド材はアパタイトと遜色ない優れた生体適合性を有することが見出された。今後はin vivoでの動物実験による検証が必要である。本研究では、生体内で力学的に調和しながら最終的に自家骨と置換される新規なセラミックス/ポリマーハイブリッドを創出し、ざらに整形外科領域でのデバイスとしての応用を目指している。研究は以下の2つのプロセス、1)生分解性リン酸三カルシウム(TCP)セラミックスの作製とその生物学的評価、2)生体骨と力学的に調和した生分解性TCP/ポリ乳酸(PLLA)ハイブリッドの創製とその生物学的評価に基づいて推進している。ハイブリッド化は開放気孔からなるTCP多孔体をマトリックスとして、その気孔内にPLLAを導入して行ない、この操作によりTCPとPLLAとが三次元的に相互連結した微細構造を構築する。また、TCPの結晶系を制御すれば、その溶解性の制御も可能になる。上記の視点にたち、平成15年度はTCP多孔体の作製条件の検討に注力し、これまでに報告してきたアパタイトファイバーの合成条件を一部変更してアパタイト,リン酸八カルシウムなどからなるリン酸カルシウムファイバーの合成に成功した。これを出発原料としてセラミックス化すると、気孔率40%から55%の範囲で任意に制御できること、および焼成温度により結晶系の制御も可能であることを明らかにした。来年度以降はこの知見をもとに、気孔率・結晶系の異なる多孔体を選択して、TCP/PLLAハイブリッドの作製とその力学特性を調べ、さらに生物学的評価も推進する。平成16年度はこの多孔体の内部に酵素重合法によりPLLAを導入して緻密なTCP/PLLAハイブリッド材を創製した。

すなわち、TCP多孔体をリパーゼに浸漬し、その後ラクチドとリパーゼの混合物を真空下で溶融し、多孔体中の気孔にPLLAを導入すると、相対密度が95%程度の緻密なTCP/PLLAハイブリッドを作製できることが分かった。このハイブリッドはTCP単体やPLLA単体よりもその力学特性は生体骨に近い。平成17年度は得られたハイブリッドの力学特性および生物学的評価を行なう。本研究の目的は骨粗鬆症などに苦しむ方々が実社会で大いに活躍できるような高度医療・福祉を実現することである。骨の性質は性差や加齢に伴い変化するため、患者一人一人のニーズにあった材料「テーラードマテリアル」を創製するには互いに性質の異なるセラミックスとポリマーとのハイブリッド化が重要な要素技術となる。そこで、本研究では、生体内で力学的に調和しながら最終的に自家骨と置換される新規な無機/有機ハイブリッドを創出する。本研究は以下の3つのプロセス、1)生分解性リン酸三カルシウム(TCP)セラミックスの作製、2)生体骨と力学的に調和した生分解性TCP/ポリ乳酸(PLLA)ハイブリッドの創製、3)その生物学的評価に基づいて推進している。ハイブリッド化は開放気孔からなるTCP多孔体をマトリックスとして、その気孔内にPLLAを導入し、TCPとPLLAとが三次元的に相互連結した微細構造を構築する。もし、マトリックスであるTCP多孔体の気孔率を制御できれば最終的に得られるハイブリッドのヤング率を制御可能となる。上記の視点にたち、平成15年度はTCP多孔体の作製条件の検討を検討し、リン酸カルシウムファイバーから気孔率を40%から55%の範囲で任意に制御可能なTCP多孔体を作製した。ついで、平成16年度はこの多孔体の内部に酵素重合法によりPLLAを導入して緻密なTCP/PLLAハイブリッド材を創製した。このTCP/PLLAハイブリッドは相対密度が95%程度と緻密な構造をしており、その力学特性は既存のバイオマテリアルの中では生体骨のそれに近い。平成17年度は得られたハイブリッドの生体適合性の評価に注力した。すなわち、作製したハイブリッド材に骨芽細胞を播種し、その初期付着率・細胞増殖性・細胞形態・細胞分化・石灰化について調査した。その結果、ポジティブコントロールであるアパタイトセラミックスと比較して、本ハイブリッド材はアパタイトと遜色ない優れた生体適合性を有することが見出された。今後はin vivoでの動物実験による検証が必要である。
低温走査電子顕微鏡での直接観察による木部キャビテーション進行過程の解明

環孔材樹の孔圏道管の木部キャビテーションの進行過程を解明することを目的として、ヤチダモ(Fraxinus mandshurica var.japonica;樹高約8m:胸高直径約10cm)について、1994年5月中旬から1995年2月中旬までの期間に12回にわたり低温走査電子顕微鏡により孔圏道管の水の存否を観察した。まず、1)融解状態で伐採、玉切りした後に常温から-20°Cに冷却して凍結させた長さ1mの丸太の中央部より採取した小ブロックより観察試料を作製する方法、2)融解状態で伐採後直ちに辺材外部より分割してから液体窒素で凍結させた小材片より観察試料を作製する方法、3)伐採前に液体窒素で凍結させた樹幹の局部から採取した小材片より観察試料を作製する方法、の3通りの試料採取・作製法を比較・検討した。その結果、1)及び2)の方法では氷晶分離の頻発によりインタクトな組織構造が破壊されるなどの試料採取に伴うア-ティファクトが誘発されることが明らかになった。これに対して、3)の方法ではア-ティファクトの発生を最小限に防ぐことができることが示唆され、通導中の通導要素内部の水をインタクトに近い状態で電子顕微鏡的に直接観察するのには、供試木の伐採検鏡の一連の過程を完全に凍結状態で行うべきことを示した。そこで、3)の試料採取法を適用し、観察を継続した。その結果、孔圏道管のキャビテーションは、形成された当年の秋季のうち(10月中旬11月初旬)に起こることが明らかになった。これまで、温帯北部に生育する環孔材樹の孔圏道管のキャビテーション発生の契機として、樹液に溶存している気体が冬期の凍結の際に気泡化し、この気泡が春期の開葉後に蒸散が始まり通導要素内に負圧が生じる際に成長することが指摘されている。本結果は、この仮説に反するものであり、キャビテーションのしくみに関する研究に新たに課題を投じるものとして位置付けることができる。
産褥期貧血が産後うつマーカー遺伝子に与えるエピジェネティックな変化の検討

産後うつは妊産婦死亡の最大の原因である自殺の大きなリスクである。産後うつに関するリスク因子の究明は重要な課題であるが、これまで産後うつの生理学的リスクはほとんど同定されていない。申請者らは自施設のコホートを解析し、産褥期の貧血が産後うつと有意に相関することを明らかにした。しかし貧血が本当に産後うつの素因となるのか、またその機序はわかっていない。そこで本研究では、産後うつ患者と正常産褥婦、貧血産褥婦と非貧血産褥婦のDNAメチル化状態の解析を通して、近年産後うつの機序として有力視されるエピジェネティックな変化について産褥期の貧血による影響を調べる。
クロロフィルd導入による低エネルギー新型光合成の作成:光合成原理の解明

クロロフィルdをもつ新発見の光合成生物Acaryochloris marinaの光合成系の反応中心複合体及び光捕集系タンパク質の機能と構造その遺伝子をを検討した。クロロフィルd合成系の原因遺伝子は未特定におわったが、クロロフィルdを使う光合成系の特性を明らかにした。多様な生物の光合成系の比較研究を行い、光合成光反応系の構築原理を検討した。新規の光センサータンパク質についても研究した。クロロフィルd(Chld)をもつアカリオクロリスの光合成タンパク質の構造、物性を研究した結果、タンパク質部分は他のシアノバクテリアと75-95%の高い相同性を示し(Uzumakiら、pdbに登録)、さらに立体構造との相関をみると、変異箇所はChld結合に直接関係ないことが分かった。したがって、Chld合成系を導入すれば、少なくとも他のシアノバクテリアのRCタンパク質のChla結合部位にうまく結合し、機能を発揮するはずである。アカリオクロリスの4種の抗生物質薬剤耐性の確認、これを利用した混在細菌の除去、最適培養条件の確立などを進めた。パラオで採取され海洋バイオ研究所te提供の6種の株のPSI, PSIIRCタンパク質4種についての遺伝子配列の決定、比較を行い、高い相互相同性を確認した。既知のChla合成系酵素4種の遺伝子をクローニングし配列決定したが、他のシアノバクテリアと高い相同性を示しChld合成系には結びつかなかった。Chlb合成酵素(CAO: Chlorophyll a oxidase)類似の遺伝子をPCRで得る試みは成功しなかった。クローニンクローニングしたアカリオクロリスのPSIとPSIIRCタンパク質のシアノバクテリアSynecocystisPCC6803株への導入を行った。2種の蛋白質のベクターを作成し導入し、現在確認作業を行っている。変異誘発剤EMSに対するアカリオクロリスの致死率を確認し、突然変異体の作成に取りかかりつつある。アカリオクロリスゲノムのライブラリーを作成し、PCC6803株に導入し、表現系の違いを検討しつつある。既知の酸素発生型光合成生物(植物、藻類、シアノバクテリア)は全て、その光反応に青色(430nm)と赤色670-700nmの波長の太陽光を吸収する色素クロロフィルaを用いてm緑の光を反射している。一方、酸素発生をしない光合成をする細菌型光合成では紫400nmと近赤外800nm以上の光を吸収するバクテリオクロロフィルaが使われる。進化の歴史の中で近赤外光よりエネルギーの高い赤色光を使うことで酸素を発生させる事がシアノバクテリアで可能になったと考えられてきた。しかし、本研究の対象生物アカリオクロリスは赤色光よりもエネルギーの低い700-750nmの近赤外光で酸素発生型光合成を行う。このメカニズムを知り、既存の植物やシアノバクテリアに応用して新たな光合成系を作り出すことを目標に研究を行った。アカリオクロリスのもつ色素合成系酵素の遺伝子をクローニングし、通常のシアノバクテリアに導入し、発現させたが変化せず、クロロフィルdは未知の酵素で作られることがわかった。光合成装置自体のタンパク質遺伝子は他の細菌でも機能しうることを示した。さらに未知酵素の探索を続けている。エネルギーの低いクロロフィルdの吸収する光でなぜ、酸素発生光合成が可能なのかを調べた。細胞から光化学系I,II反応中心複合体を精製し、レーザ分光で反応中心のクロロフィルdの反応をとらえた。極低温でクロロフィルd分子間の光エネルギー移動経路を測定した。この結果系I、系IIともにクロロフィルdが初期電荷分離に働くことを示した。色素部分をほぼ全部変えても、タンパク質部分の微調整のみで、より低エネルギー光での光合成が可能なことを示した。さらに多様な光合成系の機能と比較することで、メカニズムを検討した。
インフォマティクスを用いたユニバーサル交換相関汎関数の構築

2018年度は機械学習型電子相関モデルの開発を行った。これは、密度汎関数理論(DFT)における交換相関汎関数と同様に、相関エネルギー密度を電子密度、密度勾配、運動エネルギー密度などの汎関数として記述するモデルである。黄金理論と呼ばれ、DFTにおける交換相関汎関数の精度検証で参照値とされるCCSD(T)法の完全基底(CBS)極限を再現することを目指した。ゆえに、CCSD(T)/CBSレベルの相関エネルギー密度を機械学習における目的変数とした。MP2法やCCSD法に対する相関エネルギー密度は、グリッドエネルギー密度解析(grid-EDA)に基づく計算例が報告されていた。機械学習における目的変数を得るために、grid-EDAをCCSD(T)法に拡張した。相関エネルギー密度のCBS極限は、相関エネルギーに対して提案されてきた外挿法や複合法をエネルギー密度に拡張して見積った。効率的な相関エネルギー計算を可能とするために、記述子の計算はdouble-zeta基底系によるHartreeーFock(HF)計算で得ることとした。15種類の小分子について記述子と目的変数を計算し、数万点のグリッド点における両者の関係を学習した。機械学習の手法としてニューラルネットワークを用いた。記述子としてHF交換エネルギー密度および非整数占有数に基づく電子密度も採用することで、小分子のCCSD(T)/CBSレベルの相関エネルギーを精度良く再現することに成功した。さらに小分子に対して反応エネルギーの精度を検証したところ、本研究で提案した電子相関モデルは既存の汎関数を上回る精度を与えた。本研究課題の初年度では、経験的パラメータを多数含んだ交換相関汎関数の表式を考案し、群知能を用いてパラメータの最適化を行う予定であった。交換相関汎関数に対するこのようなアプローチは、今日よく用いられるMinnesota汎関数の延長線上にある。しかし予備的な検討の結果、この方法で従来の精度を超える汎関数を構築するのは容易でないことがわかった。一方、研究代表者らは軌道非依存DFTに対して従来の精度を上回る運動エネルギー汎関数を、機械学習の手法であるニューラルネットワークを用いて構築することに成功していた。そこで、本研究課題の2年目に予定していた機械学習を用いた交換相関汎関数の構築を、運動エネルギー汎関数の構築と同様の手法で実行することにした。Gauss基底を用いた量子化学計算では、厳密交換はHF交換として容易に計算できる一方で、post-HF相関エネルギーの高精度計算には多大な計算コストを要するため、相関汎関数のみを構築することにした。また、DFTの枠組みで計算できるようにするには相関ポテンシャルに対する扱いが必要となるが、post-HF電子相関モデルとすることでエネルギー汎関数の構築に対象を絞った。高精度波動関数理論の電子相関エネルギーから相関エネルギー密度を導出し、ニューラルネットワークを用いて機械学習を行った。目的変数が基底関数極限の推定値であるのに対し、記述子はdouble-zetaレベルの基底関数系を用いて計算すればよいという結果は、当初の計画では想定されていないものであり、計算コストの小さな電子相関モデルの構築が可能であることを示すものである。以上より、本研究課題は当初の計画以上に進展していると判断した。現状の機械学習型電子相関モデルは、ごく限られた元素からなる分子の平衡構造の電子基底状態に対して機械学習を行うことで構築される。本研究課題はユニバーサルな計算手法の開発を目指しており、2019年度は機械学習型相関モデルの汎用性向上に取り組む。まず、現状の相関モデルの構築法で記述子が構成する空間のどの領域が学習されているかを調べる。平衡構造以外の構造や、現時点で用いられていない元素を含む系、カチオンやアニオンの場合なども同様に調査し、化学を記述するにあたり必要となる学習量を見積る。現状ではバッチ学習により相関モデルを構築しているが、学習量を増やす観点からオンライン学習による構築も検討する。CCSD(T)法の相関エネルギー密度を学習することが困難と判断される領域は、DFTにおける既存の交換相関汎関数における記述子と相関エネルギー密度の関係を学習する。現在採用している記述子から判断すると、局所混成汎関数と非局所相関汎関数の組み合わせが考えられる。交換相関汎関数が満たすべき物理的条件を数値的に学習させる、あるいは物理的条件を満たす解析的な式に対して機械学習を行うことも考えられる。機械学習型相関モデルを真に有用な計算手法とするには、解析的勾配への対応が不可欠である。DFTにおける相関汎関数と同様に相関ポテンシャルが必要となるが、これはニューラルネットワークにおける誤差逆伝播法に基づき計算する。Post-HF的に電子相関エネルギーを求めるため、解析的勾配の計算ではcoupled-perturbed方程式を解くことになる。数値的に安定して解析的勾配が計算できるようになれば、構造最適化や分子動力学シミュレーションを通して様々な応用が可能となるであろう。

相関エネルギー密度のCBS極限は、相関エネルギーに対して提案されてきた外挿法や複合法をエネルギー密度に拡張して見積った。効率的な相関エネルギー計算を可能とするために、記述子の計算はdouble-zeta基底系によるHartreeーFock(HF)計算で得ることとした。15種類の小分子について記述子と目的変数を計算し、数万点のグリッド点における両者の関係を学習した。機械学習の手法としてニューラルネットワークを用いた。記述子としてHF交換エネルギー密度および非整数占有数に基づく電子密度も採用することで、小分子のCCSD(T)/CBSレベルの相関エネルギーを精度良く再現することに成功した。さらに小分子に対して反応エネルギーの精度を検証したところ、本研究で提案した電子相関モデルは既存の汎関数を上回る精度を与えた。本研究課題の初年度では、経験的パラメータを多数含んだ交換相関汎関数の表式を考案し、群知能を用いてパラメータの最適化を行う予定であった。交換相関汎関数に対するこのようなアプローチは、今日よく用いられるMinnesota汎関数の延長線上にある。しかし予備的な検討の結果、この方法で従来の精度を超える汎関数を構築するのは容易でないことがわかった。一方、研究代表者らは軌道非依存DFTに対して従来の精度を上回る運動エネルギー汎関数を、機械学習の手法であるニューラルネットワークを用いて構築することに成功していた。そこで、本研究課題の2年目に予定していた機械学習を用いた交換相関汎関数の構築を、運動エネルギー汎関数の構築と同様の手法で実行することにした。Gauss基底を用いた量子化学計算では、厳密交換はHF交換として容易に計算できる一方で、post-HF相関エネルギーの高精度計算には多大な計算コストを要するため、相関汎関数のみを構築することにした。また、DFTの枠組みで計算できるようにするには相関ポテンシャルに対する扱いが必要となるが、post-HF電子相関モデルとすることでエネルギー汎関数の構築に対象を絞った。高精度波動関数理論の電子相関エネルギーから相関エネルギー密度を導出し、ニューラルネットワークを用いて機械学習を行った。目的変数が基底関数極限の推定値であるのに対し、記述子はdouble-zetaレベルの基底関数系を用いて計算すればよいという結果は、当初の計画では想定されていないものであり、計算コストの小さな電子相関モデルの構築が可能であることを示すものである。以上より、本研究課題は当初の計画以上に進展していると判断した。現状の機械学習型電子相関モデルは、ごく限られた元素からなる分子の平衡構造の電子基底状態に対して機械学習を行うことで構築される。本研究課題はユニバーサルな計算手法の開発を目指しており、2019年度は機械学習型相関モデルの汎用性向上に取り組む。まず、現状の相関モデルの構築
肝硬変ラットへの肝移植実験モデルの確立

4週令ウィスター雄ラットにthioasetamide(200mg/kg体重)を週3回、12週間、腹腔内注入し、肝硬変ラットが作成された。経過中7%に肝不全よる死亡が生じたが、同薬剤投与完了時では、90%の割合で腹水を有する肝硬変ラットが作成された。12週のthioasetamide投与後、13週目にbehavioral studyを施行したところ、コントロールラット群(17週令)と比較し、日中の運動時間に増加傾向を示し、行動距離が有意に増加した。静脈麻酔下でのradioactivemicroshere法では、肝硬変ラットでは、コントロールラット(同体重ラット)と比べて、有意に心拍出量の増加・末梢血管抵抗の低下・門脈血流量の低下・肝動脈血流量の増加を認めた。肝硬変ラットに同所性肝移植を8例行った。全例とも術後2週間生存した。2例に胆管狭窄が原因と思われる高ビリルビン血漿症を認めた。術後2週でのbehavioral studyでは、日中の運動時間、運動距離の改善傾向が認められた。radioactivemicroshere法で血流運動をすると肝硬変肝移植ラットでは、肝硬変ラットと比べて、心拍出量・末梢血管抵抗・門脈血流量・肝動脈血流量の改善を認めた。本研究によりラットでは肝移植後には肝硬変に伴う血流動態の異常が術後2週間で改善することが示された。また、本モデルは肝硬変ラットに対する肝移植の実験モデルとして有用であることが示唆された。本研究の継続ならびに肝硬変ラットモデルの基礎的検討のなかで肝移植における循環動態の経時的変化や心血管系の機能的変化の解明をさらに進めたい。経過中7%に肝不全による死亡が生じたが、同薬剤投与完了時では、90%の割合で腹水を有する肝硬変ラットが作成された。静脈麻酔下でradioactivemicroshere法では、肝硬変ラットでは、コントロールラット(同体重ラット)と比べて、心拍出量の増加・末梢血管抵抗の低下・門脈血流量の低下・肝動脈血流量の増加を認めた。肝硬変ラットに同所性肝移植を8例行なった。全例生存中であるが、2例に胆管狭窄が原因と思われる高ビリルビン血症を認めた。4例については血流動態の解析中である。本研究の継続ならびに肝硬変ラットモデルの基礎的検討のなかで肝移植における循環動態の経時的変化の解明をさらに進めたい。