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完備情報下のゲーム理論的モデルにおける特定化検定法の開発

本研究は,ゲーム理論の統計分析手法として,セミパラメトリックなモデル特定化検定法およびモデル選択法の開発を行う.近年,実証的産業組織論をはじめとして,離散ゲームを用いた実証研究が重視されており,その統計的手法の開発が重要であった.これまで,ゲームを統計分析するための計量モデル(以下,ゲーム理論的モデル)の統計的推測,すなわち推定や検定に関する研究が,盛んに進められてきた.本研究では,そこから更に進んで,モデルの特定化ステップとして重要なモデル特定化検定法およびモデル選択法の開発に取り組む.主要な研究成果として,ゲーム理論的モデルの最新の推定手法を概観した論文“静学離散ゲームの推定の近年の展開"を完成させ,国内の査読付き雑誌に発表した.ゲーム推定の研究は先端的な研究分野であり,その最新の手法を解説した国内論文はこれまで無く,本論文はその基本的問題と重要性を,広く国内に知らしめる資料として貢献が期待される.また,論文“Generalized Least Squares Model Averaging"(一般化最小二乗モデル平均法)では,セミパラメトリック回帰モデルに説明変数が多く存在する場合の,一般化最小二乗推定量のモデル選択法およびモデル平均法を提案し,国際的な査読付き雑誌に発表した.本論文で扱うモデルはゲーム理論的モデルを直接には含まないものの,将来的なゲーム理論的モデルのモデル選択・モデル平均研究への拡張可能性を考えれば,今後同分野における応用が期待される重要な貢献と考えられる.本研究において得られたこれらの成果が,今後のゲーム理論的モデルの統計的方法の研究開発に貢献することが期待される.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度においては,研究計画の主たるテーマであるゲーム理論的モデルに対する特定化検定法及びモデル選択法の開発に着手した.まず,構築した検定統計量及びモデル選択規準について,その漸近理論的性質を検討した.またそれに伴い,これら統計量の有限標本性質をコンピュータによるモンテカルロシミュレーションにより検証した,現在はこれらの成果を整理する段階にあるが,先行研究とのパフォーマンスの比較や結果の解釈等におき幾つか問題が発見されたため,現在検討段階にある.一方で,本研究の予備的研究の一つとして平行して進められた,無限個の説明変数を持っような回帰モデルにおけるモデル選択・平均法の研究: "Generalized Least Squares Model Averaging"において,より顕著な進展を得た.該当論文は,本研究が対象とするモデル選択法に応用可能な汎用性の高いフレームワークを持つため,その研究成果のパフォーマンスが期待されていた.本年度初期において,回帰モデルの不均一分散構造にセミパラメトリック推定量が入る場合の情報量規準の漸近的性質について,新たな理論的成果を得ることに成功し,またその有限標本におけるパフォーマンスが極めて良好であることが確認された.本成果は該当論文に加えられ,特別研究員によって平成25年6月, Econometric Society North American Summer Meeting及び,日本経済学会春季大会にて,それぞれ口頭及びポスター報告された.該当論文は,これら学会報告で得られたコメントを基に改訂され,現在,査読付き海外雑誌へ投稿中である.本研究は,ゲーム理論の統計分析手法として,セミパラメトリックなモデル特定化検定法およびモデル選択法の開発を行う.近年,実証的産業組織論をはじめとして,離散ゲームを用いた実証研究が重視されており,その統計的手法の開発が重要であった.これまで,ゲームを統計分析するための計量モデル(以下,ゲーム理論的モデル)の統計的推測,すなわち推定や検定に関する研究が,盛んに進められてきた.本研究では,そこから更に進んで,モデルの特定化ステップとして重要なモデル特定化検定法およびモデル選択法の開発に取り組む.主要な研究成果として,ゲーム理論的モデルの最新の推定手法を概観した論文“静学離散ゲームの推定の近年の展開"を完成させ,国内の査読付き雑誌に発表した.ゲーム推定の研究は先端的な研究分野であり,その最新の手法を解説した国内論文はこれまで無く,本論文はその基本的問題と重要性を,広く国内に知らしめる資料として貢献が期待される.また,論文“Generalized Least Squares Model Averaging"(一般化最小二乗モデル平均法)では,セミパラメトリック回帰モデルに説明変数が多く存在する場合の,一般化最小二乗推定量のモデル選択法およびモデル平均法を提案し,国際的な査読付き雑誌に発表した.本論文で扱うモデルはゲーム理論的モデルを直接には含まないものの,将来的なゲーム理論的モデルのモデル選択・モデル平均研究への拡張可能性を考えれば,今後同分野における応用が期待される重要な貢献と考えられる.本研究において得られたこれらの成果が,今後のゲーム理論的モデルの統計的方法の研究開発に貢献することが期待される.26年度が最終年度であるため、記入しない。主たる研究テーマについては問題点が幾つか見つかり現在検討段階にあるが,その予備的研究の一つとして同時進行中であった研究においてより顕著な進展が得られた.計画全体としては,おおむね順調であると考えている.本研究課題は計量経済学の最先端のテーマの一つに取り組むものであり,既存研究とのパフォーマンスの比較や導出される結果の解釈等の観点において,いくつか未知な障害が考えられる,現段階では,同時進行中の予備的研究が順調であるため,このまま平成26年度においても引き続ぎモデル選択・平均法に関する研究を進行させ,そこで得られた成果や手法,アプローチをうまく利用し,本題であるゲームの統計分析手法の開発を進めていく計画である.
金属-硫黄シグマ結合の開裂と形成を含む配位チオラト基の遷移金属錯体間移動反応

単核、多核を問わず配位硫黄原子を有する錯体の構造や電子状態に関する研究は興味深いが、その動的挙動や反応性については十分な検討が行なわれていない。本研究ではチオラト(SR)配位子に代表される各種含硫黄有機基の遷移金属錯体間移動反応の機構を解明し、新しい含硫黄遷移金属錯体の合成、含硫黄無機材料の前駆体の新規合成法開発へと展開することを目的とする。前年度までの研究で合成した各種遷移金属のチオラト錯体、及び有機配位子とチオラト配位子が混合配位した化合物と他の遷移金属のハロゲノ錯体、カチオン性錯体との反応を種々の金属の組み合わせで行ない、チオラト配位子の錯体間移動反応生成物を同定を行ない、多くの系で反応速度の評価を行なった。チオラトチタノセン錯体とクロロメチル白金およびパラジウム錯体の反応を詳細に検討した。いずれの場合にもチオラト配位子はチタンから白金、パラジウムへ円滑に移動し、これら10族遷移金属のチオラト錯体を生成した。反応中、白金やパラジウムのメチル配位子は変化せず、イオン性の中間体を経由する機構を示唆する。反応速度の測定を吸収スペクトルの変化により行ない、速度式および速度論的パラメーターの決定を行なった。特にモノチオラトチタノセン錯体とクロロメチル白金錯体との反応ではチオラト配位子の移動は進行するものの、反応は両錯体の直接の反応によるのではなく、チタノセン錯体の不均化により生成したジチオラト錯体が白金錯体と反応することが明らかになった。これをはじめとして多数の錯体の組み合わせで機構の解明を行ない、チタン及び白金錯体のチオラト配位子移動において、反応性を支配する因子を明確に抽出することができた。また、白金ーチタン異種金属二核錯体を反応系から単離し、これが配位子移動の中間体に相当することを明らか吸した。
腫瘍分泌生理活性物質によるシナプス伝達機構の修飾

腫瘍細胞から分泌される神経成長因子(NGF)は,神経を成長させるだけでなく,腫瘍細胞をも成長させ転移を起こす。またNGFの分泌過剰は,シナプス伝達を修飾して痛覚過敏を起こす。これらが,がん性疼痛の原因となっているかもしれない。水棲カタツムリの中枢神経細胞VD4とLPeDlを培養して,前者をシナプス前細胞,後者をシナプス後細胞とする抑制性シナプスを形成した。このシナプス構築時にNGFを含む培養液を用いると興奮性シナプスが構築され,大きなシナプス後電位が得られ,微小終板電位の発生頻度が著明に増加することを平成20年度に報告した。平成21年度は,シナプス構築時にNGFを投与すると,軸索の数および長さが変化するか,シナプス前細胞からの神経伝達物質の放出が変化するか調べた。後者の測定にはFMl-43を用い,蛍光光学的手法を利用した。このシナプスはアセチルコリンを伝達物質とする化学シナプスであることがわかっている。実験によって,シナプス構築時にNGFを投与すると,軸索は有意に伸び,伝達物質の放出は有意に増加することがわかった。リドカインを投与すると,軸索の伸展,伝達物質の放出,微小終板電位の発生頻度の増加は抑えられた。リドカインの抑制効果は,シナプス構築中に投与したときだけ認められ,シナプス構築後に投与したときは認められなかった。シナプス構築時のNGF投与は,軸索の過伸展,過形成,神経伝達物質の分泌増加を起こし,シナプス伝達の興奮性を高める。リドカインはNGFによるこれらの作用を抑制することが明らかになった。局所麻酔薬を用いる局所麻酔または術後鎮痛は,がん患者の周術期管理に優れた方法かもしれない。腫瘍細胞から分泌される神経成長因子(NGF)は,腫瘍を成長させ転移を促進する。一方,NGFの過剰分泌は、シナプス伝達を修飾して痛覚過敏を起こし,がん性疼痛を誘発するかもしれない。この仮説を解明するため,水棲カタツムリの中枢神経細胞,VD4とLPeD1とを用いて,2448時間培養して,前者をシナプス前細胞,後者をシナプス後細胞とするシナプスを作製した。このシナプスを構築するときに,NGFを含まない培養液を用いる群(非投与群)と,NGFを含む培養液を用いる群(投与群)に分けた。このシナプスはアセチルコリンを伝達物質とする化学シナプスであることはわかっている。非投与群では抑制性シナプスが構築されたが,投与群では興奮性シナプスが構築された。シナプス後電位は,投与群で有意に大きかった(14±4(SD)vs35±9mV)。微小終板電位の発生頻度は,投与群で著明に増加し(6±3vs11±4/min),電位は投与群で有意に大きくなった(1.9±0.4vs3.5±0.4mV)。さらに,リドカインは,シナプス後電位および微小終板電位の増大を抑制することがわかった。シナプス形成過程において十分量のNGFを投与すると,抑制性シナプスを興奮性シナプスに変える。微小終板電位の増大および発生頻度の増加は,生体に起こる痛覚過敏を示唆すると考えられる。リドカインは,これらの変化を抑制することが明らかになった。リドカインは,神経因性疼痛の治療に使われているが,その作用機序を示す結果かもしれない。さらに検証を進めたい。
偏微分方程式の特異点の研究

1.複素領域でのtotally characteristicな非線型偏微分方程式の研究を行ない,次の成果を得た.(1)或る種のPoincare条件と非共鳴条件のもとで,正則解の一意存在を示した.(2)更に,非共鳴条件が成り立たない場合にも,対数項を導入することにより,常に解の存在が保証されることも示した.2.複素領域での線型および非線型偏微分方程式の解で,ある超局面に特異点をもつものの研究を行った.(1)線型方程式Pu=fの場合には,適当な作用素のクラスにおいて,fが高々冪増加の特異性をもつとき,同じ増大度をもつ解の存在が示された.(2)更に,斉次解の挙動についても研究し,次の成果を得た.特異点の増大度に制限をつければ,解の特異性は冪程度であること,及び,解を積分表示することにより,解の漸近挙動をより詳しく評価できること,を示した.(3)線型のフックス型偏微分方程式で特性面が接する場合に,解の特異点が複雑に分岐する様子を明快に解明した.(4)非線型のフックス型偏微分方程式に対して,特性指数が正数のときに,対数的特異点の非存在が示された.3.複素領域での非線型偏微分方程式の解の解析接続の可能性を研究し,それによって,あるオーダーの特異点の非存在を得た.4.p-楕円型と呼ばれる,ある種の非線型常微分方程式の解の解析的特異性の研究が非線型の確定特異点型方程式に帰着できることを示し,それを用いて特異点における解の構造を与えた.1.複素領域でのtotally characteristicな非線型偏微分方程式の研究を行ない,次の成果を得た.(1)或る種のPoincare条件と非共鳴条件のもとで,正則解の一意存在を示した.(2)更に,非共鳴条件が成り立たない場合にも,対数項を導入することにより,常に解の存在が保証されることも示した.2.複素領域での線型および非線型偏微分方程式の解で,ある超局面に特異点をもつものの研究を行った.(1)線型方程式Pu=fの場合には,適当な作用素のクラスにおいて,fが高々冪増加の特異性をもつとき,同じ増大度をもつ解の存在が示された.(2)更に,斉次解の挙動についても研究し,次の成果を得た.特異点の増大度に制限をつければ,解の特異性は冪程度であること,及び,解を積分表示することにより,解の漸近挙動をより詳しく評価できること,を示した.(3)線型のフックス型偏微分方程式で特性面が接する場合に,解の特異点が複雑に分岐する様子を明快に解明した.(4)非線型のフックス型偏微分方程式に対して,特性指数が正数のときに,対数的特異点の非存在が示された.3.複素領域での非線型偏微分方程式の解の解析接続の可能性を研究し,それによって,あるオーダーの特異点の非存在を得た.4.p-楕円型と呼ばれる,ある種の非線型常微分方程式の解の解析的特異性の研究が非線型の確定特異点型方程式に帰着できることを示し,それを用いて特異点における解の構造を与えた.1、複素領域でのtotally characteristicな非線型偏微分方程式に対して,ある種のPoincare条件と非共鳴条件のもとで,正則解の存在を示した(田原)2、複素領域での線型および非線型偏微分方程式の解で,ある超局面に特異点をもつものの研究を行った.(1)線型方程式Pu=fの場合には,適当な作用素のクラスにおいて,fが高々冪増加の特異性をもつとき,同じ増大度をもつ解の存在が示された(大内).(2)非線型のフックス型偏微分方程式に対して,特性指数が正数のときに,対数的特異点の非存在が示された(田原).(3)線型のフックス型偏微分方程式で特性面が接する場合に,解の特異点が複雑に分岐する様子を明快に解明した(山根).3、楕円型方程式の1次元モデルである非線型常微分方程式の固有関数の特異性の局所表示を確定特異点をもつ非線型常微分方程式の正則解に帰着して考察した(内山).4、正則パラメーター付きマイクロ関数が正則パラメーターに関する制限データー全体で決定されることを示した.古典的なHartogs現象との深い関係も明らかにされた(岡田).5、解析汎関数の理論を用いて,Planaの和公式を証明した.応用として,Carlsonの定理の新しい証明を見出した(吉野).6、複素領域での線型偏微分方程式の基本解をカレントを使って計算した.特に,カレントによる調和関数の積分表示はEhrenpreis型の展開に相当していることが分かった(山根)1.複素領域でのtotally characteristicな非線型偏微分方程式に対して,非共鳴条件が成り立たない場合の研究を行い,対数項を導入することにより可解性が得られることを示した(田原)2.複素領域での非線型偏微分方程式の解の解析接続の可能性を研究し,それによって,あるオーダーの特異点の非存在を得た(田原)3.複素領域でのフックス型を含むあるクラスの線型偏微分方程式の特異点をもつ斉次解の挙動について研究し,次の成果を得た.特異点の増大度に制限をつければ,解の特異性は冪程度であること,及び解を積分表示することにより,解の漸近挙動をより詳しく評価できること,を示した(大内)

4.p-楕円型と呼ばれる,ある種の非線型常微分方程式の解の解析的特異性の研究が非線型の確定特異点型方程式に帰着できることを示し,それを用いて特異点における解の構造を与えた(内山)5.熱方程式の解の漸近挙動による超関数の特徴付けについて研究し,次の3つの超関数の特徴付けに成功した.凸固有錐に台をもつ緩増加超関数,緩増加ウルトラ超関数,フーリエウルトラ超関数(吉野)6.第2超関数およびマイクロ関数のフーリエ変換の理論を整備し,フーリエ像の増大度とその逆フーリエ変換の古典性の関係を部分的に示した.さらに,ある種のグルーシン型方程式の族に対して,第2超関数における可解性を示した(岡田)7.調和関数のフーリエ・エーレンプライス型の積分表示について研究した.まず,数式処理ソフトを用いて4変数の場合についての積分表示を得た.次に,少し違う定式化でn変数の場合の表示を得た.定式化を変えたおかげで計算が大幅に簡略化され,手計算だけで証明できるようになった(山根)
衝突・剥離現象の数理解析と医学への応用

本研究は血管、頭蓋内部の力学的構造解析を行うことを目標としていた。人体パーツを膜、流体、多孔体、弾性体などに粗視化・分解し、それらが相互に接着している構造としてとらえ、力学的刺激に対する応答を調べ得るモデルを構築することを目指した。衝突・剥離を数学的に扱う場合、双曲型自由境界問題が出現する点に特徴がある。研究の始めとして双曲型自由境界問題と放物型自由境界問題の理論作りに注力し解の存在定理や数値解析方法についていくつかの結果を得た。これをキーにして連続体力学などと連成することにより複雑な内部構造を持つパーツの力学的解析を行う方向へと研究を広めた。流体力学では粒子法についての改良を行った。粒子の運動エネルギーが数値粘性などでロスする分をストカステックな擾乱を加えることで回避した方法論である。現在プレプリントにまとめ発表準備中である。また、連成解析には変分法に基づく離散勾配流法を用いることを検討してきたが、この方法によって体積保存問題の解を構成することに成功し数値解析例を得た。これも発表準備中である。さらに、自由境界がある場合の取り扱いにもある程度の成功を収めた(近似解の存在と数値解法の有効性を確かめた)。時間依存する力学的関係を満たす自由境界条件は動的となり数学的取り扱いが難しかったがこの方向性もつけることができた。数学的視点に立つと、本研究は解に特異点を含む諸問題、その中でも問題の特性から考えて特異点が本質的な意味を持つ衝突・剥離現象の解の挙動に焦点を当てて、その時間発展問題を総合的に取り扱うこと方向性を示したといえる。本年度は、剥離問題については人間の血管についての解析を中心に研究を行った。動脈を例に取ると、大きな血管はおおむね三層構造を持っている。これにプラークが付着または浸潤して構造に変化が起きる(動脈硬化)。そこにシアーストレスがかかるなどして構造が破壊されると死に至る可能性がある。これらを医学的見地から分析しようとした場合、次の問題点が現れる。(1)動脈硬化の好発部位(分岐部に多い)と血管形態の関係=力学的説明がつくか?(2)血管内皮障害とシアーストレスの関係=ストレスがかかる部分と病変部位は一致するか?(3)動脈硬化性プラークが破綻するときプラークの破綻好発部位があるのはなぜか?これらの解析のために、血管の構成要素とその物性情報などを医学チームとともにモデリングを行った。この結果、魚類の心臓などをモデルとした血管血流相互作用解析の基礎方程式と数値解法を構築することが出来た。また、プラークの移動モデルも構築することが出来た。一方衝突問題では、人間の頭部に交通事故等で衝撃を加えられたとき、頭蓋骨内部の状況把握を行うための基礎的数理モデルを構築した。弾性体の外殻と内部流体、内部固体などの衝突相互作用のモデル方程式を構築し、数値解法も得ることが出来た。今後は、数理と医学の協働により、弾性・塑性・粘性などの連続体としての構造パラメータや多孔性・通水性(細胞膜の物性)、比重(浮力)や粘着力など臓器相互関係など、解析と現実パラメータの調整を行い、より詳細なモデル決定を行う。
鼻粘膜上皮細胞シートを用いた鼓室形成術の開発

中耳真珠腫や癒着性中耳炎術後の露出した骨面上に早期に粘膜が再生されれば、術後鼓膜の再癒着や再形成性真珠腫の予防が可能と考えられる。温度応答性培養皿を用いて自己の鼻腔粘膜上皮細胞シートを作製し、外耳道後壁保存型鼓室形成術の際に、中耳の粘膜欠損部へ移植し術後の粘膜を再生させる新たな術式を開発し、厚生労働省からの承認を取得後、ヒト臨床研究を開始した。これまでに弛緩部型中耳真珠腫2例、緊張部型中耳真珠腫2例の患者に対して、自己鼻腔粘膜上皮細胞シート移植を併用した外耳道後壁保存型鼓室形成術を施行した。すべての症例で鼓膜の再癒着や真珠腫の再発は認めておらず、有害事象や合併症も認めていない。中耳手術の際に病的組織を除去した後の露出した骨面にヒト鼻腔粘膜上皮細胞シートを移植して、正常な粘膜再生を促進し、真珠腫の再発や再癒着の防止につながることを目的としたものが本研究である。今年度は作製する細胞シートが厚生労働省より告示されている「ヒト幹細胞を用いる臨床研究に関する指針」に準じたヒト中耳への移植を前提とした品質と安全性を満たすかどうかの確認を行った。具体的には細胞シートの詳細な製造工程を決め、採取した提供者の鼻腔粘膜組織を、東京慈恵会医科大学GMP準拠施設において、提供者の自己血清を用いて培養し、培養上皮細胞シートの試験製造を行った。その結果、性状確認、物理的構造確認、細胞数、細胞生存率、細胞純度、エンドトキシン試験や無菌試験などにおいて、あらかじめ設定した基準値を満たしていることが確認された。中耳炎に対する鼓室形成術の大きな目的の一つは聴力の改善である。術後に正常な中耳腔を形成するためには中耳粘膜の再生および生理的なガス換気能の回復と鼓膜の癒着防止がなされることが最も重要である。しかし中耳炎を伴った症例では中耳粘膜機能は元来障害されているため術後の中耳粘膜上皮の再生は遅延し、有効な含気腔を作ることが困難なことが多く、とくに癒着性中耳炎は他の中耳疾患と比較して手術成績が非常に悪い。また真珠腫性中耳炎においては、は再形成性真珠腫を生じやすいという問題が生じる。このような経緯から、術後に障害された中耳粘膜を早期に再生させることが可能になれば、癒着性中耳炎では鼓膜の再癒着を防止することができ、真珠腫性中耳炎では外耳道後壁を保存した上で、真珠腫の再発を予防することが可能になり、手術成績が向上すると思われる。我々は現在まで、実験動物において削開した中耳腔に対して人工的に作製した自家鼻粘膜を移植することにより、良好な粘膜の再生を生じることに成功した。さらにヒトの下甲介粘膜から鼻粘膜上皮細胞シートを作成することにも成功しており、鼻粘膜上皮細胞シートは組織学的にヒト耳粘膜上皮とほぼかわらないことを確認した。今回の研究ではヒトの鼻粘膜上皮細胞シートを用いた中耳への移植のclinical trialを行い、臨床効果を判定することを最終目標とする。真珠腫性中耳炎および癒着性中耳炎の再発、再癒着を防止するために、術後に障害された中耳粘膜を早期に再生させることを考え、基礎実験として中耳骨胞を有する家兎を用いて人工中耳粘膜及び中耳粘膜シートの作製に成功し、移植により粘膜再生が促進されることを確認した。またヒト中耳粘膜シートの作製にも成功した。さらに実際の臨床応用を考え、十分な量の組織の採取が外来で可能な鼻腔粘膜の上皮細胞を用いた細胞シートの作製にも成功した。移植用の鼻粘膜上皮細胞シートの作製には、東京女子医大先端生命医科学研究所で開発された温度応答性培養皿に着目した。細胞シートを用いた再生医療は、すでに大阪大学医学部眼科と東京女子医科大学先端生命医科学研究所の共同研究での角膜上皮幹細胞疲弊症治療や東京女子医科大学消化器外科、東京女子医科大学先端生命医科学研究所での内視鏡的粘膜切除術(EMR)にともなう人工食道潰瘍の治療において臨床応用に成功している。前臨床試験の良好な結果を踏まえ、「ヒト幹細胞を用いる臨床研究に関する指針」に準じ、厚生労働省に申請を行い、第78回厚生科学審議会科学技術部会で正式に承認され、厚生労働大臣からの意見書も取得し、ヒト臨床研究を開始した。現在までに4人の真珠腫性中耳炎および癒着性中耳炎の患者に細胞シート移植を施行し経過は非常に良好である。

耳鼻咽喉科学厚生労働省の「ヒト幹細胞を用いる臨床研究に関する指針」に準じた研究成果は、厚生労働省への申請後、承認を得て厚生労働大臣からの意見書も取得し、中耳炎手術において鼻腔粘膜上皮細胞シート移植を併用する新規治療法のヒト臨床研究の開始が可能となったため。慈恵医大の倫理委員会にて、「鼻粘膜上皮細胞シートを応用した鼓室形成術」の承認を平成25年に新たに取得した。現在厚生労働省の「ヒト幹細胞を用いる臨床研究に関する指針」に基づき提出書類の提出も行った。25年度中の認可を目標とし、臨床研究を行う予定である。今後はヒト臨床研究を遂行し、新規治療法の安全性を十分に評価し、各種の臨床的評価を実施して、効果に関するデータを収集する。粘膜上皮細胞シートの動物実験を含めた基礎的研究をさらにすすめ、より効果的で安全な細胞シートの作製を目指す。臨床研究の結果を踏まえ、追加実験があれば行う。現在厚生労働省の「ヒト幹細胞を用いる臨床研究に関する指針」の認可を第一目標とし、許可が得られ次第、臨床研究を実施する。臨床研究から問題点をフィードバックし、問題解決のための基礎研究を行う。当該年度は厚生労働省への臨床研究の認可申請を主に行ったため、ほぼ事務的仕事となった。したがって細胞培養に用いる試薬や実験器具などの消耗品費がおさえられた。ヒト幹細胞臨床研究の遂行にあたり、細胞培養に用いる試薬や実験器具、解析に用いる免疫染色に対する消耗品費や、今後の本臨床研究の成果の学会発表、論文作成に際する研究費用に使用する。GMP施設内での粘膜シートの作成が確実に行えるようにトレーニングを重ねる。ヒト鼻粘膜シートの安全性に対する研究をさらにすすめる。組織学的に単層上皮と上皮下の組織を確認し、免疫染色やRT-PCRにて粘膜上皮に発現する様々な蛋白について確認する。電顕的にも正常中耳粘膜との相違の有無につきひきつづき観察を行う。GeneChipを用いた遺伝子等の発現を解析を行う。
GRF及びソマトスタチン受容体cDNAクローニングとその末端肥大症腺腫での発現

既知のG蛋白共役型受容体、特にサブスタンスPやドーパミン受容体の膜貫通領域(TMD)からhomologyの高い塩基配列を検索しTMD II,III,V,VIより15merのdegenerate primerを作製した。クロンテック社から購入した末端肥大症下垂体腺腫のcDNAライブラリーと本病院で手術時にえられた末端肥大症下垂体腺腫から作製したcDNAライブラリーからPCR法によりG蛋白共役型受容体の増幅を試みた。後者の場合にはホルモン負荷テストの結果からGRFやソマトスタチンの受容体を発現している腺腫を選んでcDNAライブラリーを作製した。Primerを種々に組み合わせてPCRを行いG蛋白共役型受容体の一部を増幅したところ、約300-500bpのサイズを中心に多数のPCR産物がえられた。また、一部の腺腫では、抽出したPolyA-RNAよりRT-PCR法で同様に受容体の一部を増幅した。これらのPCR産物をある程度サイズ別に分離した後、Bluescript vectorへsubcloningして、その塩基配列を決定した。二十数個のクローンのsequencingを行ったが、そのうち3個のクローンがその塩基配列から未知のG蛋白共役型受容体の断片である可能性が高かった。次ぎに、このDNA断片をプローブにしてcDNAライブラリーのplaque hybridizationをおこなったところ、5個の陽性plaqueがえられた。これら、plaqueのcDNAの塩基配列を調べたところ、1つのクローンがfullsizeのG蛋白共役型受容体で、データベースでの検索で、リガンドは不明ながらも既にクローニングされているCannabinoid受容体である事が判明した。この受容体が末端肥大症下垂体腺腫に発現している事は興味深く、その意義については今後の検討を要する。残りの4クローンのG蛋白共役型受容体cDNAについては、現在full sizeを解析するためsequencing中である。しかし、残念ながら目的とするソマトスタチン及びGRFの受容体のcDNAのクローニングについては、昨年末にそれぞれ外国の研究施設より報告があった。ただ、末端肥大症の下垂体腺腫には、GRFやソマトスタチン受容体以外にも、GHの分泌や腺腫の増殖に関与する未知の受容体遺伝子の発現が考えられ、今後もこれらcDNAライブラリーを使って、受容体のcDNAクローニングを続けていくつもりである。既知のG蛋白共役型受容体の塩基配列のうち膜貫通領域でhomologyの高い部分をMacvectorDNA解析プログラムで検索し、2、3、5、6、7番の招貫通領域でイノシンを用いたdegenerate primerを作製した。これらprimerを種々に組み合わせたPRCで、クロンテック社の末端肥大症腺腫のcDNAライブラリ-、及び我々の病院で摘出された末端肥大症腺腫から作ったcDNAライブラリ-から未知G蛋白共役型受容体のDNA断片の増幅を試みた。ただ、これらのライブラリ-には質、量的に限界がある可能性もあるので、最近、井上らによって確立されたGRF受容体を持つラツト下垂体腺腫のcell lineであるMtTーSの提供を受け、このcell lineからもcDNAライブラリ-を作製し、スクリ-ニングの対象にくわえた。3番と6番の膜貫通領域のprimerでPCRを行った所、G蛋白共役型受容体の一部として妥当なサイズの0.5ー1.0KbのPCR産物をえたので、このバンドを分離し、subcloningした。

DNA sequencerを用いた、dye primer法による塩基配列の決定で、既知のG蛋白共役型受容体とhomologyの高い2っのクロ-ンを得た。このDNA断片のアミノ酸配列を解析すると2っの膜貫通領域と思われる疎水性の強い領域が認められ未知G蛋白共役型受容体の可能性が高かった。さらに、このcDNAの全塩基配列を決定すべく、得られたDNA断片をprimerとして、cDNAライブラリ-のプラ-クハイブリゼ-ションを行って、数個の陽性プラ-クを単離した。現在、これらの塩基配列を決定しつつあり、さらにfull cDNA近い物であれば、発現ベクタ-に組み込んで、transfection後、結合実験を行い目標とする、GRFもしくは、ソマトスタチンの受容体であるかどうか検討する。既知のG蛋白共役型受容体、特にサブスタンスPやドーパミン受容体の膜貫通領域(TMD)からhomologyの高い塩基配列を検索しTMD II,III,V,VIより15merのdegenerate primerを作製した。クロンテック社から購入した末端肥大症下垂体腺腫のcDNAライブラリーと本病院で手術時にえられた末端肥大症下垂体腺腫から作製したcDNAライブラリーからPCR法によりG蛋白共役型受容体の増幅を試みた。後者の場合にはホルモン負荷テストの結果からGRFやソマトスタチンの受容体を発現している腺腫を選んでcDNAライブラリーを作製した。Primerを種々に組み合わせてPCRを行いG蛋白共役型受容体の一部を増幅したところ、約300-500bpのサイズを中心に多数のPCR産物がえられた。また、一部の腺腫では、抽出したPolya-RNAよりRT-PCR法で同時に受容体の一部を増幅した。これらのPCR産物である程度サイズ別に分離した後、Bluescript vectorへsubcloningして、その塩基配列を決定した。二十数個のクローンのsequencingを行ったが、そのうち3個のクローンがその塩基配列から未知のG蛋白共役型受容体の断片である可能性が高かった。次ぎに、このDNA断片をプローブにしてcDNAライブラリーのplaque hybridizationをおこなったところ、5個の陽性plaqueがえられた。これら、plaqueのcDNAの塩基配列を調べたところ、1っのクローンがfull sizeのG蛋白共役型受容体で、データベースでの検索で、リガンドは不明ながらも既にクローニングされているCannabinoid受容体である事が判明した。この受容体が末端肥大症下垂体腺腫に発現している事は興味深く、その意義については今後の検討を要する。残りの4クローンのG蛋白共役型受容体cDNAについては、現在full sizeを解析するためsequencing中である。しかし、残念ながら目的とするソマトスタチン及びGRFの受容体のcDNAのクローニングについては、昨年末にそれぞれ外国の研究施設より報告があった。
軽度認知症ドライバーへのメタ認知技能訓練に関する評価研究

本研究は、次の3つの目的のもとに計画された。1)「ミラーリング法」によるメタ認知技能教育の可能性についての検討。2)教育効果の持続性を保つ方法として「日記法」の有効性の検討。3)認知機能の衰えが自己評価技能教育において障害となりうるかの検討。結果は以下の通りであった。1)ミラーリング法による教育が指導員による運転行動評価を上昇させ、自己評価を低下させるという安全性を高める方向で有効であった。2)「日記法」の導入は3か月後においても教育効果の持続性をもたらした。3)参加者のうち教育実施群60名を対象に、ミラーリング法による教育実施前に、ストループ検査結果をもとに3群に分け、群間の教育効果の差異の有無を検討した。いずれの群も教育前に比べて運転行動改善の変化率に差は認められなかった。60歳以上のドライバー172名(平均73.2歳、61歳から85歳、標準偏差5.3歳))を対象に、コーチング技法をベースにした安全教育を行った。教育はツインリンクモテギのホンダ安全運転教育センター(栃木県茂木町)の協力のもとに行われた。教育参加者は、運転歴等の記入の後、安全確認・安全速度など21項目の運転行動についての自己評価(5段階スケール)が求められた。そして、所内コース約1.5キロを運転し、その間車内に設置された3台のカメラにより運転行動が録画された。運転終了後、参加者たちは35名のグループごとに録画された映像を観察しながら、指導員の指導の元に自身の運転行動の安全性について客観的な検討を試みた。集団討議後、再び自己評価を行い、所内コースを運転して、教育効果測定のためのデータ収集を行った。さらに教育終了後に、有効視野(中心課題をストループテスト)、単語遅延記憶テスト、危険予測診断テストが行われた。データ分析の結果、以下の知見が得られた。(1)教育によって運転の安全性が向上した(t=21.764,df=159,p=.000)、(2)危険予知能力検査は運転行動の安全性と高い相関がある(教育前:r=.183,n=160,p=.021教育後:r=.178,n=153,p=.027)、(3)教育前と教育後での自己評価妥当性(指導員評価と自己評価の差)は教育後が教育前に比べて有意に上昇した(t=18.500,df=158,p=.000)。(4)認知機能検査と運転行動:教育前と教育後のいずれにおいてもストループテストと運転行動との間に有意な相関が認められた(教育前:r=.228,n=119,p=.013教育後:r=.238,n=115,p=.010)。単語再生テストと有効視野テストについては関連が認められなかった。(5)認知機能検査と教育効果:自己評価妥当性とストループテストとの間に教育前では相関が認められたが、教育後は相関関係が消失した。教育前に認められた認知機能の差異による安全行動の違いが教育後に消失したことは、教育効果が認知機能の差異を上回った効果があったと解釈される。65歳以上の高齢者52名の参加者を得た。参加者の年齢は平均74.8歳(64歳から86歳、標準偏差5.6歳)であった。参加者の運転頻度は、24名(51パーセント)の参加者は毎日運転していると答えており、参加者の活動的な運転生活が認められる。週3日以上運転している参加者は57人中56名(98%)であった。指導員評価平均値を見ると教育前の評価平均値が3.1(標準偏差.46)であったのに対して教育直後は3.8(標準偏差.37)に上昇した。この変化は統計的に有意な差であった(p<.01)。しかし2ヵ月後では再び低下し(3.3(標準偏差.69))、教育前の水準に戻ってしまった。運転行動評価平均値については2ヵ月後に効果は消失した。さらに類型別に合図、確認、速度、場所、一時停止、操作の6類型に分けて、教育前、教育直後、2ヵ月後の指導員評価について有意差検定(t検定)を行った。その結果、6つの類型別行動評価のいずれにおいても教育直後の評価は有意に上昇した(いずれもp<.01)。

そして、確認と一時停止行動は教育直後に比べて2ヶ月には評価の低下を見るものの、教育前と比べて依然として有意な差が認められており、教育効果の持続が認められた(p<.01)。自己評価についての教育効果は次のとおりである。教育前の自己評価平均値は5点満点で4.3(標準偏差:.57)であり、高い自己評価が認められた。教育直後の自己評価平均値は3.7(標準偏差:0.80)となり有意に低下している(p<.01)。しかし教育後2ヵ月後の自己評価平均値は4.4(標準偏差.50)と、教育直後に比べて再び有意に上昇した(p<.01)。認知機能について、MMSEとストループテストにより診断した。教育前の運転行動評価(指導員評価平均値と類型別評価)とこれら3種類の認知機能検査との相関関係を調べたところ、特に、ストループテストとの間に高い相関が見られたことから、ストループテストは運転行動予測指標としてセンシティブなテストである可能性が示唆された。さらに教育効果と認知機能との関連を検討しつつある。本研究は軽度認知症ドライバーの為のメタ認知技能訓練の可能性を明らかにすることを目的として計画された。高齢ドライバーにあっては他の年代と比べ特に過信傾向が認められる(太田2004)。この傾向からは、高齢者をして危険運転行動へと導くことが懸念される。従って、安全運転教育の焦点は正しい自己評価技能訓練へと向けられている。本研究は認知機能の衰えが自己評価技能教育において障害となりうるか否かを検討した。65歳以上の高齢ドライバー60名を対象に、ミラーリング法による教育実施前に、ストループ検査を行い、カラーワード呼称所要時間を認知機能の指標として3群に分け、群間の教育効果の差異の有無を検討した。教育前を基準とした教育後の指導員による運転行動評価変化率はグループ1(呼称所要時間:36秒以内)、グループ2(36.146秒)、グループ3(46.1秒以上)いずれの群も正の値を示し、教育前に比べて運転行動は改善された。3か月後においても、いずれの群も正の値を示し、教育効果は持続していた。そして、この改善傾向は、3群間で差が認められなかった。このことは、認知機能の高低が教育効果に影響をもたらさなかったことを意味する。指導員による運転行動評価と同様に、自己評価の変化率についても3群間で比較検討した。教育前と比較して教育直後、および3ヶ月後の自己評価変化率はいずれの群も負の値を示した。即ち教育前に比べ教育後に自己評価が低下した。3群の平均値の差異を一元配置分散分析により検定したところ、教育直後と、3ヶ月後いずれにおいても3群の間に有意な差は認められなかった。自己評価が低下したことは、過大な自己評価による危険敢行出現の問題からすると安全上望ましい方向への変化と言える。そして、少なくとも本調査への参加者においては認知機能の違いが自己評価技能への教育効果に差異をもたらさなかったことを意味する。
シリコン表面近傍におけるプロセス誘起欠陥準位の発生条件

1.低濃度欠陥準位を低温で高感度・迅速に測定するため、計算機を利用してDLTS装置を改良した。2.(1)n形Si中において欠陥準位を50-100Kの温度範囲でDLTS法により観測し、そのエネルギ-準位および電子捕獲断面積を測定した。これを用いて欠陥準位の空間分布を解析した。(2)欠陥準位は表面においてその濃度は高く、バルク内部に向かって指数関数的に減少することを示した。(3)欠陥準位の発生は測定用ショットキ・ダイオ-ドの障壁金属に依存しない。また障壁金属の蒸着を短時間に行う限り、蒸着条件には依存せず、むしろシリコン材料のロットによってその濃度が異なることを示した。(4)600°C以上の温度における熱処理により欠陥準位は消滅するが、熱処理に曝された表面をエッチングすることにより再度観測可能な濃度となる。(5)欠陥順位濃度はエッチング深さと共に増加し、0.1μm以上エッチングすることにより飽和する。(6)欠陥準位の濃度分布は200°C以下の熱処理によりバルク内部に拡がる。欠陥が熱拡散すると考えることによりこの濃度分布を表すことができた。欠陥の拡散係数を推定した。3.上記の結果より以下のことを示した。(1)n形シリコン表面近傍に発生するプロセス誘起欠陥準位は電極付に先立つエッチング過程で発生する。(2)欠陥準位の濃度およびその分布はシリコン材料の特性に依存する。(3)濃度分布の熱処理温度および熱処理時間依存性より、当該欠陥は容易に移動拡散することがわかる。また拡散係数より、欠陥がエッチング反応においてシリコン表面で発生する水素と関連している可能性を示唆した。
パールチェーン型トリーのバブル挙動と液中放電開始時の気泡との関連性に関する研究

本年度の計画は、架橋度を変えながら、ハイパワーアンプおよび任意関数発生装置を用いて、種々の形状および周波数を持った電圧波形を印加して、初期トリー(バブル)の発生、挙動、トリーの進展の観察をおこなうことであった。以下に、行った実験と結果の簡単な概要を示す。・印加電圧と高速度カメラ画像の同期をとることでより詳細な観察が可能となり、交流印加場では、正から負に極性が変化し、負の最大値をとるまでに最初のトリー(初期トリー)が発生していることが明らかとなった。・方形波に正弦波を重畳した電圧を印加した。バブルの発生や成長は印加電圧極性に依存し、針電極からバブルが発生する時は負極性、バブルから枝が成長する時は正極性であることが分かった。さらに極性反転はバブルの大きさを変化させることと、突起部分の発生に大きく関係していることが分かった。・発生したバブルの振動に着目すると、印加電圧が正から負になる場合よりも、負から正に変化する方がバブルは大きくなり突起部の個数も多くなり成長した。極性反転によって電界が急激に変化し、内部放電の状態を大きく変え、更に突発的な変化を一方向に集中させたことにより、数か所から突起が形成されたと考えられる。・架橋度を5:1と10:1としてトリーの発生・進展過程の違いについて観察した。5:1ではパールテェーンを形成しながら進展するが、10:1においてはバブルが発生するもののその形状が維持されることは無かった。以上の結果を電気関係学会四国支部連合大会、電気電子絶縁材料システムシンポジウム、電気学会全国大会にて報告した。新しく購入した高圧アンプと現有の任意関数発生装置を用いて電源とし、電源電圧と高速ビデオカメラの映像の同期をとることなど、実験系を構築し、種々の実験をおこない、4件の学会発表をおこなっている。・引き続き、パールチェーン型トリーの進展について考察をおこなう。・ゲルの架橋度をもう少し変化させて、実験をおこない、気泡の発生やその挙動などを考察することで、液体の放電と気泡の関連性について検討する。・ゲル中の電界測定について、カー効果を用いることができないかを引き続き検討する。(理由)必要な消耗品の購入価格に満たなかったため。(使用計画)消耗品の代金の一部として使用を予定している。
非線型偏微分方程式の解の構造の研究

従来行われている変分的方法及び差分法等の代数的手法を用いて、オイラー・ポアソン方程式の厳密解の近似を試みた。マッキントッシュQuadraと強力なソフト、マテマティカを使うことができたので実験は大いにはかどった。色々な初期条件と境界条件のもとでのシミュレーションをくりかえし、オイラー・ポアソン方程式の解の構造に関するかなりの性質を把握する事が出来た。この一連の実験を通して、トポロジーグループ(丸本)は非線形偏微分方程式の境界値問題の解の大域的挙動の研究を続けているが、混沌とした事実の羅列のような感があり、見通しは余り明るいとはいえない。牧野は外国、特に、イタリヤ、ロシヤの数学者の緊密に連絡をとり、一般の非線形偏微分方程式の初期値問題の解の局所的存在の研究を進めて、ある種の成果を得ているが、発表するまでには至っていない。田村、竹村は数学基礎論の応用である超準解析的手法で、解の構造の核心にちかづいている。永井、延里はオイラー・ポアソン方程式の解の近似を代数的見地から、一般的な性質を見いだすべく研究を進めているが、何分非線形の取扱いには問題が多くて、この方面からのアプローチは今一歩という状況である。以上のように、成果を発表するほどにはなっていないが、非線形偏微分方程式の初期値問題の解の構造についてはかなりの進展があった。
遷移金属によるフッ素脱離を活用したフルオロカーボンユニットの自在導入

本研究では、入手容易で安価なフッ素化合物をフルオロカーボンユニットとして使い、炭素骨格の構築とフッ素の導入を同時に行うことで、望みのフッ素化合物を合成する手法の開発を行った。具体的には、遷移金属触媒によるフッ素脱離を用いることで、複数フッ素を有するアルケン類の炭素-フッ素結合を1つだけ炭素-炭素結合へ変換して、様々な有機フッ素化合物を合成しようと考えた。検討の結果、1,1-ジフルオロ-1-アルケンや2-トリフルオロメチル-1-アルケンをフルオロカーボンユニットとして使った3つの合成反応を見出した。(1)β,β-ジフルオロスチレンを用いたアルキンのヒドロフルオロアルケニル化反応:0価ニッケルおよびフッ化ジルコニウム触媒存在下、アルキンに対してβ,β-ジフルオロスチレンとトリエチルボランとリチウムイソプロポキシドから調製できるボラートを作用させると、2-フルオロ-1,3-ジエンを与える反応を開発した。(2)1,1-ジフルオロ-1-アルケンを用いたビフェニレンとの[4+2]環化反応:位置選択的にフッ素を1つだけ有するフェナントレン類を合成する手法を見出した。すなわちロジウム触媒存在下、ビフェニレンに対して1,1-ジフルオロ-1-アルケンを作用させると、[4+2]環化を経てフルオロフェナントレンを合成できる。(3)2-トリフルオロメチル-1-アルケンを用いたインドールの3,3-ジフルオロアリル化反応:ニッケル触媒存在下、インドールとボラートに対して2-トリフルオロメチル-1-アルケンを作用させると、炭素-フッ素結合の切断を経て、インドールのC3位だけを選択的に3,3-ジフルオロアリル化する反応を見出した。本反応では、特に切断が困難とされるトリフルオロメチル基の炭素-フッ素結合の切断を達成しており、しばしば問題になる過剰な炭素-フッ素結合の切断を抑制することにも成功した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ヒートアイランド解析のための建築物伝熱モデルの構築

従来,都市気候解析では建築物の影響はごく簡易な扱いがされているに過ぎないが,建築や街区の形態・材料と都市気候との関連が明らかになれば,建築計画や都市計画に生かすことが可能となる.本研究は,建築物の影響を都市気候予測モデルに取り入れることを目標とし,特に都市表面における放射伝熱機構を中心に研究を行った.本研究で得られた成果は以下の通りである.1.東京都のGISデータを用いて,建蔽率,建物高さ(容積率),街路幅比,建物棟数といった街区指標の抽出を行い,数値計算により,街区のゲプハルトの放射吸収係数,天空日射吸収率,直達日射吸収率といった放射伝熱特性値と街区指標の関連について検討した.実街区では高さにばらつきがあるため.建物高さの標準偏差を加えたケーススタディも事前に行ったが,影響は小さかった.実験計画法に基づき多数のケーススタディを行った結果を基に重回帰分析を行い,放射伝熱特性値の予測式を作成した.2.建物の外壁についてのデータが必要であるが不足しているため,丸の内,神田,葛西,等々力の4つの地域の500m×500mの範囲を調査対象として,外壁の窓面積率,色,凹凸,ガラス種類の4つの項目に関して実態調査を行った.次に建物用途・方位との関係について分析を行い,例えば壁当たりの窓面積率は事務所系で方位によらず平均値40%程度の正規分布となることなどが明らかとなった.3.3地域(丸の内,神田,葛西)の500m×500mの実街区を対象に,西岡・松尾のモデルを改良した都市気候モデルを適用して計算を行った.夏の典型的な1日を想定して計算したところ都市キャノピーの最高気温で最も高い丸の内と最も低い葛西で約1.6度の差が生じるという結果が得られた.従来,都市気候解析では建築物の影響はごく簡易な扱いがされているに過ぎないが,建築や街区の形態・材料と都市気候との関連が明らかになれば,建築計画や都市計画に生かすことが可能となる.本研究は,建築物の影響を都市気候予測モデルに取り入れることを目標とし,特に都市表面における放射伝熱機構を中心に研究を行った.本研究で得られた成果は以下の通りである.1.東京都のGISデータを用いて,建蔽率,建物高さ(容積率),街路幅比,建物棟数といった街区指標の抽出を行い,数値計算により,街区のゲプハルトの放射吸収係数,天空日射吸収率,直達日射吸収率といった放射伝熱特性値と街区指標の関連について検討した.実街区では高さにばらつきがあるため.建物高さの標準偏差を加えたケーススタディも事前に行ったが,影響は小さかった.実験計画法に基づき多数のケーススタディを行った結果を基に重回帰分析を行い,放射伝熱特性値の予測式を作成した.2.建物の外壁についてのデータが必要であるが不足しているため,丸の内,神田,葛西,等々力の4つの地域の500m×500mの範囲を調査対象として,外壁の窓面積率,色,凹凸,ガラス種類の4つの項目に関して実態調査を行った.次に建物用途・方位との関係について分析を行い,例えば壁当たりの窓面積率は事務所系で方位によらず平均値40%程度の正規分布となることなどが明らかとなった.3.3地域(丸の内,神田,葛西)の500m×500mの実街区を対象に,西岡・松尾のモデルを改良した都市気候モデルを適用して計算を行った.夏の典型的な1日を想定して計算したところ都市キャノピーの最高気温で最も高い丸の内と最も低い葛西で約1.6度の差が生じるという結果が得られた.本研究では,ヒートアイランドに大きな影響を与えている建築的な要因の中で,建物表面積が及ぼす影響と建築壁体の潜熱放散機構の二つをとりあげ,これらについて重点的に研究を行う.それぞれについて,本年度の研究実績の概要は以下のとおりである.(1)建物表面積が及ぼす影響については,まず,東京都より借用した「東京都都市計画地図情報システム」のデータを用いて,建物表面積や容積率等の建築に関連した街区指標の抽出を行った.それに基づき街区指標を変化させた理想街区モデルを設定し,数値計算によるケーススタディを行い,街区のゲプハルトの放射吸収係数,天空日射吸収率,直達日射吸収率を算出し,街区指標との関連を検討した.今回は,計算簡略化のため様々な仮定をしており,より多くのケーススタディを行い,街区指標から直接放射特性を予測する式を作成することが次年度以降の作業として残された.また,都市の伝熱シミュレーションには建物の外壁についてのデータが必要であるが,東京都都市計画地図情報システムデータにはこれらは含まれていない.そこで,丸の内(大規模オフィス地域),神田(一般オフィス地域),葛西(集合住宅地域),等々力(戸建て住宅地域)の4つの地域を選びそのうち500m ×500mの範囲を調査対象として,外壁の,窓面積率,色,凹凸,ガラス種類の4つの項目に関して実態調査を行った.(2)建築壁体の潜熱放散機構については,屋根外装材としてモルタル,保水性建材,芝生埴栽面,シングル材,外壁外装材としてモルタルの5つ外装材サンプル板を作成し,東京大学工学部1号館屋上に設置し,10月16日より約一か月にわたって断面温度分布や水分蒸発量の測定を行った.物性値を測定し,その物性値から水分蒸発量を予測する方法の開発が,次年度以降の課題となっている.

本研究では,ヒートアイランドに大きな影響を与えている建築的な要因の中で,建物表面積が及ぼす影響と建築壁体の潜熱放散機構の二つをとりあげ,これらについて重点的に研究を行う.それぞれについて,本年度の研究実績の概要は以下のとおりである.(1)建物表面積が及ぼす影響については,昨年度に引き続き,東京都より借用した「東京都都市計画地図情報システム」のデータを用いて,建物表面積や容積率等の建築に関連した街区指標と,街区のゲプハルトの放射吸収係数,天空日射吸収率,直達日射吸収率を算出し,街区指標との関連を検討した.街区指標としては,建蔽率,建物高さ(容積率),街路幅比,建物棟数を考えた.更に,直達日射吸収率の値は,太陽高度・太陽方位角によって異なるため,これらも検討対象とした.昨年度までは建物の高さが一様な街区モデルしか検討していなかったが実街区では高さにばらつきがあるため,新たに要因として建物高さの標準偏差を加えたケーススタディも事前に行ったが,影響は小さかった.次ぎに実験計画法に基づき多数のケーススタディを行い,放射伝熱特性値を目的変量,街区指標を説明変量として重回帰分析を行い,予測式を作成した.また,実街区(丸の内)の計算を行い予測式と比較したが,精度はあまりよいとは言えなかった.実街区の対象領域が不足していたのが大きな原因と考えられるが,新たな街区指標が必要な可能性もあり,次年度の検討事項として残された.(2)建築壁体の潜熱放散機構については,物性値を測定するための準備段階に留まった.本研究では,ヒートアイランドに大きな影響を与えている建築的な要因の中で,建物表面積が及ぼす影響と建築壁体の潜熱放散子機構の二つをとりあげ,これらについて重点的に研究を行ってきた.それぞれについて,本年度の研究実績の概要は以下のとおりである.(1)建物表面積が及ぼす影響については,街区指標と放射特性に関する検討を中心に行ってきたが,都市気候の結びつきについては行っていなかった.最終的にはヒートアイランド解析に用いるための研究であり,また,本年度は最終年度でもあるので,都市キャノピー気温と関連付けた解析を行った.まず,一昨年度に外表面の実態調査を行っている丸の内(事務所系中心),神田(中小規模混在),葛西(集合住宅中心)の3地域の500〔m〕×500〔m〕の実街区を対象に,西岡・松尾のモデルを改良した都市気候モデルを適用して計算を行った。形状については「東京都都市計画地図情報システム」のデータを,窓面積等については実態調査で得た値を用いた.夏の典型的な1日を想定して計算したところ都市キャノピーの最高気温で最も高い丸の内と最も低い葛西で約1.6度の差が生じるという結果が得られた.次に,実街区との建物棟数,街区表面積がほぼ等しくなるように正方形平面の直方体を一様に並べたモデル街区で建蔽率を変えた場合の計算を行った.建蔽率が極端に大きいケースではキャノピー気温が実街区の場合よりかなり高くなったが,それ以外の2つのケース(立方体,ペンシル状)では実街区の場合とほぼ同じ計算結果が得られた.(2)建築壁体の潜熱放散機構については,物性値把握が重要であるという観点から,水分拡散係数(含水率に依存)を従来法(定常法)よりはるかに速く,動的に同定する手法の開発を行い,いくつかの材料について測定を行った.