hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スーパーコンピュータの性能評価に関する総合的研究

スーパーコンピュータの性能評価については計算機アーキテクチャ,コンパイラ等のシステムプログラム,基本ライブラリー,応用プログラム等の多角的観点から総合的に検討することが重要である。分担者が専門分野に従い分担課題について研究を行いそれぞれ研究成果をあげた他に、研究代表者,分担者が会議開催の中心的役割を果して開催されたものとして,ISS`91(International Symposium on Supercomputing 91,Fukuoka 1991)およびWBPE:Workshop on Benchmarking and PerformanceEvaluation in High Performance Computing,Tokyo 1993)があり,多数の研究成果が発表された。研究成果の中から幾つかを選んで言及する。スーパーコンピュータの性能評価の有用な方法の一つとしてベンチマークがある。分担者の後藤、小柳は計算機アーキテクチャの性格を反映すると考えられる6個のベンチマークを提案し,これを用いてHitachi S3800の性能評価を行った。スーパーコンピュータにおいてベクトル間接参照の性能がよい場合,従来とは異なるアルゴリズム及びソフトウェアを利用して,全体として高性能を達成できることがある。津田等はスーパーコンピュータにおけるメモリ参照の性能について,主としてベクトル間接参照命令に関し各社のスーパーコンピュータの性能測定を行った。永井等はFortranの組み込み関数の性能実測評価を,引数依存性の検討を含めて詳細に行った。ス-パコンピュータ用の応用プログラムについて島崎はソフトウェア工学的な観点からの統計的調査を行った。応用プログラムによる性能評価として,流体力学,コンピュータグラフィックス電磁界解析,量子化学等をとりあげ分担者が性能評価の結果を報告した。ス-パ-コンピュ-タの性能評価についてはコンピュ-タア-キテクチャ、コンパイラ等のシステムプログラム、基本ライブラリ-、応用プログラム、などの多角的観点から総合的に検討することが重要である。コンピュ-タア-キテクチャの性格を反映すると考えられる6個のベンチマ-クを分担者の後藤、小柳が定義し、提案した。富田は現在のス-パ-コンピュ-タにおいて特に重要なパイプライン演算器について検討し、新しい方式を提案し、評価を行った。ス-パ-コンピュ-タにおいてベクトル間接参照の性能がよい場合、従来とは異なるアルゴリズム及びソウフトウェアを利用して全体として高性能を達成できることがある。津田はス-パ-コンピュ-タに於けるメモリ参照の性能について、主としてベクトル関接参照命令に関して、各社のス-パ-コンピュ-タについてベンチマ-ク測定を行った。永井は数学関数の性能実測評価を、引数依存性の検討を含めて詳細に行った。熊谷はペトリネットの理論から制御プログラムの問題の基礎的検討を行った。ス-パ-コンピュ-ティングにおけるワ-クステ-ションとの連携の重要性から金田はワ-クステ-ションの性能評価、特にLISPの性能評価を詳細に行った。応用プログラムレベルでは古川は高レイノルズ数圧縮性流れの非定常シミュレ-ション用プログラムとして、ナビエ・スト-クス方程式の陰的解法プログラムのス-パ-コンピュ-タにおける性能の評価を行った。1991年11月九州大学で行われたsupercomputing Symposiumには分担者が12件の研究発表を行った。ス-パ-コンピュ-タの性能評価には負荷調査が重要であるが、現実には容易ではない。負荷調査の問題点について、大型計算機センタ-関係の分担者を中心に意見交換を行った。スーパーコンピュータの性能評価にはコンピュータアーキテクチャ、コンパイラ等のシステムプログラム、基本ライブラリー、応用プログラム等の多角的観点から総合的に検討することが重要である。コンピューターアーキテクチャの面では、小柳は量子力学の分野の大規模計算のための並列計算機の方式と性能について報告した。安倍はVLIW計算機の設計について報告した。村岡はデータフロー計算機とFOTRANプログラムのコンパイルの方式を提案している。津田はWHILEループの自動ベクトル化、並列化の方式を提案した。また、回帰的なデータ参照を伴う演算のベクトル化および、記号定数及び非線形式を含む多重ループのデータ依存解析の方式を提案した。ベンチマークを設計するには、現状のスーパーコンピュータセンターのジョブの状況を把握し、スーパーコンピュータの負荷を知ることが重要である。

島崎等は所属する大型計算機センターのジョブ統計を調べ、メモリー、計算時間に対する要求が一方に偏る場合のあることを示し、ジョブクラスの設定を変更して、システムチューニングが行えることを示した。またその際ビジュアリゼーションの手法が有効であることを示した。またPerfect Benchmarkなどの著名なベンチマークプログラムを統計的に調べ、テキスト上の特徴を示した。ベクトル計算機向きにチューニングの行われたプログラムではV(G)/文の数が他のプログラムのそれより大きく有意な差のあることを示した。また基礎的な研究として、熊谷はペトリネットの観点から並列処理システムの基礎的な検討を行った。応用プログラムの観点から、古川はスーパーコンピュータを用いた大規模数値流体力学計算の現状と問題良を報告した。スーパーコンピュータの性能評価についてはコンピュータアーキテクチャ、コンパイラ等のシステムプログラム、基本ライブラリー、応用プログラム等の多角的観点から総合的に検討することが重要である。コンピュータアーキテクチャの性格を反映すると考えられる6個のベンチ-マークを分担者の後藤、小柳が提案し、これを用いてHitachi S3800の性能評価を行った。富田等はMSFV型ベクトル・プロッセサ・プロトタイプの評価を行った。スーパーコンピュータにおいてベクトル間接参照の性能がよい場合、従来とは異なるアルゴリズム及びソフトウエアを利用して全体として高性能を達成できることがある。津田等はスーパーコンピュータにおけるメモリ参照の性能について、主としてベクトル間接参照命令に関して、各社のスーパーコンピュータについてベンチマーク測定を行った。永井等はFortranの組み込み関数の性能実測評価を、引数依存性の検討を含めて詳細に行った。熊谷はペトリネットの理論から制御プログラムの問題を基礎的に検討した。吉田は電磁界理論計算におけるスーパーコンピュータの応用と性能について検討した。島崎等は2固有値問題に対する並列アルゴリズムを与え、またコンピューターグラフィックスのラジオシティー法を使ってスーパーコンピュータの性能評価を行った。1993年7月早稲田大学で開催されたワークショップWBPE:Workshop onBenchmarking and Performance
少量鶏卵経口免疫療法へのビフィズス菌の効果に関する無作為二重盲検化対照比較試験

経口免疫療法では多くの症例が何らかの誘発症状を経験し、時に重篤な副反応が出現したり、耐性獲得(治癒)を望めない症例が存在する問題点があり、より安全に効果的な経口免疫療法の開発が望まれる。本研究では、幼少期の鶏卵アレルギー患者に対する鶏卵少量維持経口免疫療法に、ビフィズス菌(Bifidobacterium breve M-16V)の併用がプラセボと比較して耐性誘導獲得において有効であることを無作為化二重盲検対照比較試験で明らかにする。また前後の血清、糞便、皮膚の免疫および炎症指標(抗原特異的IgE、IgG4、腸内マイクロバイオームの多様性)を比較し、耐性誘導の適切な指標を明らかにする。
網羅的遺伝子解析法を用いたウイルス感染喘息の病態解明と早期予防、治療に関する研究

ウイルス感染は、気管支喘息(喘息)の増悪および発症に関与している。今回、小児喘息発作の原因ウイルスを同定し、喘息の病態に重要な好酸球の活性化及びサイトカイン産生を検討した。群馬県立小児医療センター外来受診及び入院したのべ576名(男児370名、女児206名、平均年齢3.97歳)の喘息児のうち発作時にウイルス学的検索をし得た157名中、ライノ46名、RS43名、エンテロ18名、その他のウイルス18名、未検出が32名であった。また、末梢血好酸球数、血清中の好酸球由来組織傷害性蛋白の1つであるEosinophilcationic protein(ECP)、サイトカイン/ケモカインの検討では、非発作時に比べ、発作時でECP, IL-5,6,8,10が有意に上昇していた。各ウイルスによる発作群間の比較では、IL-5のみ、ライノ、エントロ、その他のウイルス群でRS群に比べて有意に高値を示した。以上より、ライノウイルス感染等による喘息発作時の病態には、好酸球の活性化が関与している可能性が考えられた。さらに治療前に全身性ステロイドを投与していない患者で発作後の全身性ステロイド治療の効果を治療前後で比較すると喘息発作時に有意に上昇していたECP, IL-5, IL-6は治療後有意に低値を示し、好酸球性気道炎症の抑制に全身性ステロイドが効果的であると思われた。次に、喘息患者の好酸球を刺激し、発現している遺伝子をGenechipにて網羅的に解析した。その結果、これらの5つの刺激全ておいて、対照に比べ2倍以上高発現した遺伝子には、Caspase 4, Serine/threonine kinase 17b, Chemokine(C-C motif) ligand 5, Chemokine(C-C motif) receptor 1等が認められ、これらの分子は今後の新たな喘息治療ターゲットの候補になる可能性があると考えられた。今年度我々は、小児喘息発作の原因ウイルスを同定し、喘息の病態に重要と考えられている好酸球の活性化およびサイトカイン産生を検討した。平成15年10月より平成18年9月までの期間、群馬県立小児医療センター外来受診および入院したのべ576名(男児370名、女児206名、平均年齢3.97歳)の喘息児のうち発作時がのべ225名、発作なしがのべ351名であった。発作時225名のうち、ウイルス学的検索をし得た157名中、ライノウイルスが46名、RSウイルスが43名、エンテロウイルスが18名、その他のウイルス(ライノ,RS,エンテロ,パラインフルエンザの中での2つのウイルスによる重複感染およびインフルエンザA, Bを含む)が18名で、検出されなかったものが32名であった。発作の数では、9月から12月に多く認め、ライノウイルスでは比較的通年性に認めたが、RSウイルスは、11月に最も多く認め、エンテロウイルスは、9,10月に集中して認められた。また、喘息発作時、非発作時に末梢血中好酸球数、血清中の好酸球由来組織傷害性蛋白の1つであるEosinophilcationic protein (ECP)、血清中の17種類のサイトカインまたはケモカインを検討したところ、非発作時に比べ、発作時でECPおよびIL-5,IL-6,IL-8,IL-10がそれぞれ統計学的に有意に上昇していた。各ウイルス陽性の発作群と非発作群の比較では、RS群以外で、IL-5が有意に上昇していた。

また、各ウイルスによる発作群間の比較検討では、唯一IL-5において、ライノ群、エンテロ群、その他のウイルス群でRS群に比べて有意に高値を示した。以上より、ウイルス感染とくにライノウイルスによる喘息発作時の病態には、好酸球の活性化が関与している可能性が考えられた。
酵母のシグナル伝達系を利用したMAPキナーゼ阻害剤単離とMAPキナーゼの機能解明

昨年度構築したスクリーニング系を用いて今年度は実際にスクリーニングを開始した。スクリーニングに用いたサンプルはカビ及び放線菌由来の粗培養抽出液であり、それぞれ、1137、1188種類、合計2325種類を2つのスクリーニング系(α-factorによる増殖停止を利用した系。CRV4遺伝子とMAPキナーゼカスケードの合成致死性を利用した系)に用いた。α-factorを利用した系は1次スクリーニングからポジティブな物は得られなかった。crv4変異株を利用した物は野生株よりcrv4変異株の方により強く作用するサンプルが3種類得られた。次にこれらのサンプルがどこに作用するかを遺伝学的手法を使って調べた。まず、crv4変異株にMAPキナーゼカスケードの構成因子を活性化させたもの(MAPKKKホモログのBCK1優性活性化型変異、MAPKホモログの多コピー型)を導入して薬剤の感受性が抑圧されるかを調べた。しかしながらいずれの場合にも薬剤感受性は抑圧されなかった。この結果は用いたサンプルの作用点がMAPKよりも下流かMAPキナーゼカスケードとは別のCRV4関連情報伝達系に起こっていることを示唆している。よって残念ながら今回のスクリーニングでは目的とする薬剤の取得には成功できなかった。今後は(1)スクリーニングのサンプル数をもっと(10倍以上)増やすこと(2)一回のスクリーニングにかけるサンプル量をもっと増やすこと(今回のサンプルの多くは抗菌活性をしめさなかったため)などによって、目的とする薬剤のスクリーニングを続けていきたいと思っている。まず、酵母に対する薬剤の透過性を上げるため、バリアー系と思われる膜主成分のエルゴステロール合成酵素ERG3/SYR1の遺伝子破壊株を作製した。様々な薬剤に対する感受性を調べてみたところ、変異株は多くの薬剤に対し感受性が強まった。しかしながらsst2変異株(後述)との2重変異は致死となったため(理由不明)、界面活性剤を利用することにした。様々な濃度のSDSを培地中に加え、野生株の増殖に影響の出ない濃度を設定した(0.0001%)。調べた薬剤の多くは感受性が強まり、さらに酵母に効かないと思われた薬剤に対しても効果を示した。スクリーニング系については様々な予備実験の後、大量にサンプルを処理できる系を2つ構築した。1つめはcrv4変異株を用いた系である。crv4変異はMAPキナーゼ(MAPK)変異と重ねると増殖できないことを利用して、完全培地にcrv4株(比較のため野生株も)とSDS、それにサンプル(培養上清祖抽出液)を加え、96穴タイタ-プレート上での増殖を確認する。もしサンプル中にMAPKの阻害剤が存在したならば、crv4変異株は野生株よりもその阻害剤に対し感受性になるはずである。もう1つの系は酵母の性フェロモン情報伝達系を利用した。酵母のa型の細胞は性フェロモンα-factorにさらされるとMAPKが働き増殖を停止する。しかしながら、このときMAPKが機能していないと増殖を停止することができずに増殖し続ける。すなわち、topアガ-に菌体とSDS、α-factorを加え、ろ紙にサンプルをしみこませて、増殖円が形成されるものを選択する。α-factorは高価なので検定株にはα-factor超感受性変異株sst2を用い、コストを約100分の1にした。以上のような系によりスクリーニングを開始し、現在1次スクリーニングを行っているところである。
経済発展戦略からみた所得分布と担税能力との関連の統計的国際比較研究

1.国連アジア太平洋統計研修所(UNSIAP)出身で,東京国際大学大学院経済学研究科後期博士課程に在学中であった韓国,インドネシア,バングラデシュ,ネパール,モンゴル,グルジアからの留学生(出身国の統計局から派遣留学)の協力を得て,これらの国々について所得分布の時系列的な変化をミクロデータを用いて測定・分析した.2.平成15年度から18年度まで,毎年,国際コンファレンスを東京で開催し,海外の統計官僚を招待して開発途上国における最新の調査・研究動向についての知見を得ると共に,東京国際大学大学院経済学研究科に在学中である統計官僚との共同研究の成果を発表し,国際的に研究成果の情報発信を行った.なお,国際コンファレンスの報告集を4冊からなる報告書として印刷した.1.国連アジア太平洋統計研修所(UNSIAP)出身で,東京国際大学大学院経済学研究科後期博士課程に在学中であった韓国,インドネシア,バングラデシュ,ネパール,モンゴル,グルジアからの留学生(出身国の統計局から派遣留学)の協力を得て,これらの国々について所得分布の時系列的な変化をミクロデータを用いて測定・分析した.2.平成15年度から18年度まで,毎年,国際コンファレンスを東京で開催し,海外の統計官僚を招待して開発途上国における最新の調査・研究動向についての知見を得ると共に,東京国際大学大学院経済学研究科に在学中である統計官僚との共同研究の成果を発表し,国際的に研究成果の情報発信を行った.なお,国際コンファレンスの報告集を4冊からなる報告書として印刷した.1)研究分担者松田芳郎・寺崎康博・池本幸生等の収集した公開に制限のある個別情報秘匿の必要あるミクロデータの共有化を図る為にファイルの再整理を行った.東京国際大学はミクロデータの統計解析の為に外部と切断された独自のネットワーク・システムを持つサーバーと計算機(6台)の解析室を設備しており,これによってデータファイル解析者が特殊なミクロデータの解析を行った.2)国連アジア太平洋研究センター出身で韓国及びインドネシアからの現役統計官僚の協力を得て,韓国及びインドネシアの所得分布の時系列的な変化を測定・分析した.データの入手・作成方法及び各データ項目内容の照会の為,韓国及びインドネシアへの調査旅行の予定が,SARSやインフルエンザなどの感染症問題が発生したため,メールなどの手段で照会.なお,平成16年3月には韓国・インドネシア・フィリピンの統計局関係者をわが国に招聘し,東京で国際コンファレンスを開催し,研究成果として韓国及びインドネシアの所得分布の時系列的な変化に関する分析を発表した.なお,国際コンファレンスの発表研究成果は報告書とした.3)東南アジア各国(フィリピン,タイ,チュニジア,マレーシア)の所得分布資料入手に,研究分担者が各国統計局を訪問交渉を予定していたが,SARSやインフルエンザなどの感染症問題が発生したため止むおえず中止した.ただし,平成16年に国際コンファレンスでフィリピンの統計関係者が来日した際に,フィリピンの所得分布の推計が可能なミクロデータの購入に関して交渉し,同統計機関の了解を得てデータの購入を行った.4)以上のようにして収集したデータを東京国際大学のミクロデータ統計解析室のコンピューターに格納した.データベース化作業は現在も進行中である.5)所得分布による担税能力と財政支出の関連の国際研究を進めるため論文サーベイを実施.6)マクロモデルの作成は所得分布データベースの完成後進める。その前段階は,仮想的なデータベースを用いた実験的マクロモデルを作成し,モデルの特性の検討を行った.1)国連アジア太平洋研究センター(UNSIAP)出身でバングラデシュ,韓国及びインドネシアからの留学生(現役統計官僚)の協力を得て,バングラデシュ,韓国及びインドネシアのミクロデータを用いて,各国の所得分布の時系列的な変化を測定・分析した.なお,韓国・インドネシアの所得分布研究は昨年度からの継続であり,バングラデシュの所得分布は今年度から新規に開始したものである.2)ミクロデータを用いた所得分布の研究協力の対象国を拡大するために,平成16年11月にはスリランカとモンゴルの統計局関係者をわが国に招聘し,東京国際大学早稲田サテライトにおいてミニ国際コンファレンスを開催し,所得分布研究の国際協力のあり方について議論を行った.3)これまでの研究成果を国際的に外部公表し,かつ研究協力を行う国を拡大するために平成17年3月には韓国・モンゴル・インドネシア・ネパール・フィリピン・グルジア・オマーンの統計局関係者をわが国に招聘し,東京国際大学第1キャンパスにおいて第2回国際所得分布統計コンファレンスを開催した.具体的な研究成果としては,バングラデシュ,韓国及びインドネシアの所得分布の時系列的な変化に関する分析を発表した,なお,これらの研究成果は平成17年5月にイタリアのシエナで開催されるジニ・ローレンツ・コンファレンスにおいても発表される予定である.また,第2回国際所得分布統計で発表された研究成果は報告書にまとめる予定である.国連アジア太平洋統計研修所(UNSIAP)出身で,各国統計局員で東京国際大学大学院博士課程に在学中の韓国,インドネシア、バングラデシュ,ネパール,グルジアからの統計官僚の協力を得て,ミクロデータによる所得分布の時系列的な変化を測定・分析した.なお,韓国,インドネシアと研究代表者である神谷および研究分担者である松田との共同研究は研究プロジェクト発足当初から引き続いて行ってきたものであり,ミクロデータを用いた所得分布(厳密には消費支出分布)の測定に関する研究を発展させたものである.さらに,フィリピンのミクロデータを用いたインドネシアの所得分布との比較分析,および韓国の所得分布変動の要因解析を行った.

また,韓国,インドネシアの留学生との共同研究の成果は神谷他によりまた松田と総務省統計研修所員との共同研究である全国消費実態調査の個票を用いた別住単身世帯の所得分布に及ぼす効果の解析、周防・松田等による日本の演奏芸術家の所得調査のパネルデータによる所得分布の分析結果は,2005年5月23日から26日にかけて,イタリア・シエナで開催されるジニ・ローレンツ・コンファレンスで報告した.同コンファレンスは,所得分布の不平等尺度の発展に寄与したジニ(Gini)とローレンツ(Lorenz)に因んでおり,所得分布の測定に関する国際的な成果報告の場に相応しいことから,特に発表の場として選んだものである.さらに,産業連関表を用いた所得分布モデルの分析を行った.この研究成果については菅が,2005年6月に中国・北京で開催される国際産業連関分析学会,2006年2月17日経済産業省調査統計部懇談会で発表を行った.また,これらの研究成果を国際的な場で発表するために2006年3月25日,26日に東京国際大学第1キャンパス(埼玉県川越市)で各国の統計局から専門家を招聘して国際コンファレンスを開催した.1.国連アジア太平洋統計研修所(UNSIAP)出身で,東京国際大学大学院経済学研究科後期博士課程に在学中である韓国,インドネシア,バングラデシュ,モンゴル,グルジアからの留学生(出身国の統計局から派遣留学)の協力を得て,これらの国々について所得分布の時系列的な変化をミクロデータを用いて測定・分析した.なお,韓国,インドネシアの留学生と研究代表者である神谷および研究分担者である松田との共同研究は研究プロジェクト発足当初から引き続いて行ってしいるものである.2.平成17年度に引き続き平成18年11月4日・5日に,新宿NSビル(東京都新宿区)において国際コンファレンスを開催し,海外の統計官僚を招待して開発途上国における最新の調査・研究動向についての知見を得ると共に,東京国際大学大学院経済学研究科に在学中である統計官僚との共同研究の成果を発表し,国際的に情報発信を行った.今年度は最終年度であることから,特に官庁ミクロデータの公開とミクロデータベースセンターの実現(Overview of the Disclosure of Official Micro Data to Realize a Vision of Micro data Database Center)という主題に焦点を当てて会議を開催した.その結果,同趣旨に関して各国の参加者より積極的な賛同が得られた.そこで,ミクロデータベースセンターの実現に向けて,次の研究を進めるための具体的検討に進むことになった.なおそれぞれの国の世帯データのミクロデータを提供することに関しては、参加国の統計局の責任者と交流協定の締結をみた.
ニューロン・グリア間認識の分子機構

各種成長因子や細胞間接着分子がいかにニューロン・グリア相関を形成し,脳機能発現にかかわるかを明らかにする為の研究をすすめた。まずミュータントと正常マウスの比較解析により、ニューロンの形態形成及び突起伸長に重要と考えられる蛋白質の精製が進められ、モノクローン抗体の作成もすすめられた(御子柴・三木)。シュワノーマ組織から粗抽出液を作成し、熱および酸処理、イオン交換クロマトグラフ、ゲルろ過、さらにODSによるHPLCを利用しNTFを作成して、NTF活性のヒト神経芽腫細胞のDNA合成促進能で測定するアッセイ系が確立した(田中)。ミエリン蛋白のアミノ酸および糖の配列分析、翻訳後の修飾の分析、モノクローン抗体による分析を進め、ミエリン膜の分子構築における各蛋白の局在と機能を明らかにした(植村)。PC12h細胞でのNGFによる神経分化をCaチャンネル、オビエート受容体を指標に明らかにする。NGF以外の詳しい神経栄養因子の部分的精製に着手した(畠中)。すでに高感度にNGFを定量できる酵素免疫測定法を確立した方法を用いて末梢臓器や脳のアストログリア細胞のNGFの産生機構について検討が進められ、カテコールアミンがNGFの産生を著しく促進することからその促進機構についての分子機構の一部を明らかにした(林)。神経系へ分化することが期待できる未分化細胞を単離し、その培養条件等を検討する。これらの細胞のマウス胚への導入法を検討しキメラ作成に成功した(花岡)。
中国における所得の分極化とその経済成長・社会安定性との関連の解明に向けて

中国の都市住民に対する家計調査であるUrban Household Surveyの個票データを用いて、2002年から2009年までの期間についてDER指数など各種の所得分配の分極化指標を計測した。その結果、この期間について、分極化の進行はあまり激しくないことが分かった。また所得の不平等は経済成長に正の影響があるが、分極化は負の影響があることが示された。さらに、そこに立地している企業のイノベーションと正の相関があるが、分極化は負の相関があること、また犯罪による企業経営の障害とは立地している地域の所得の不平等とは負の相関があるが、分極化とは正の相関があることが示された。(i)既に保有していた8省分のデータに加えて甘粛省のデータを新たに入手し、北京、広東、浙江、安徽、遼寧、河北、四川、陝西、甘粛の9省について、2002年から2009年について分極化の指数を推定した。Urban Household Surveyに含まれる、家計の総所得、可処分所得、賃金所得など様々な所得、家計構成員の1年間の総労働月数、個人別の賃金所得などの様々な項目を利用し、家計の可処分所得、家計構成員一人当たりの月平均賃金、個人の賃金所得などについて、DER指数、FW指数等を推定した。DER指数については、ほとんど横ばいとなっている。可処分所得のFW指数は、工業化の先進地域である広東・浙江省が他の省と比して高く、また強い上昇傾向がみられた。また、全ての省について、月平均賃金・個人ベースの賃金所得のFW指数は可処分所得のFW指数よりも高い値であった。(ii)Urban Household Surveyに含まれる国有企業・非国有企業の勤務先などの属性の情報を利用して、外生的なグループ分けが与えられた場合の分極化の尺度であるER指数を推定した。また、Urban Household Surveyの部分サンプルに基づくChina Household Income Projectのデータを用いて、共産党員ー非共産党員のグループ分けに基づいてER指数を計算し、さらに、Zhang and Kanbur(2001)によって提案された方法による分極化の測定も行った。その結果、共産党員-非共産党員のグループ分けについては、分極化の有意な上昇傾向は見られなかった。(iii)平成29年度に行う省別パネルデータを用いた経済成長や犯罪と所得分配の間の関係の分析のための準備として、コントロール変数についてのデータ収集をおこなうとともに、『検察年鑑』等を用いた省別の犯罪発生率の計算を行った中国の研究協力者との連携の下、当初予定していた作業を進めている。既に保有していた8省分に加えて、28年度中に新たに甘粛省のデータをも利用できることになったのは、予定外の幸運であった。また、海外の研究者にとっては障壁が高い犯罪発生率についても、中国の研究協力者が大学院生を動員することによって、データ化することができた。昨年度、北京、広東、浙江、安徽、遼寧、河北、四川、陝西、甘粛、浙江省の9省のUrban Household Expenditure Surveyデータ家計の可について処分所得、賃金所得、家計構成員1人の月当たり平均賃金、個人の賃金所得のDER指数、Foster and Wolfson (1992)によるFW指数等を推定したプログラムを中国側へ送り、中国側の研究協力者に依頼し、残りの省のデータについて中国国家統計局内のPCを用いて同様な作業を試みた。その結果、中国側のPCでは、プログラムが上手く動作しなかった。中国側研究者と、その原因を調べたところ、プログラムを組む際に利用したソフトウェアのバージョンの違い(中国側のバージョンが古い)とPCのハードウエアの組み合わせというPC環境の違いによることが判明した。そのため、古いバージョンのソフトウェアと中国側のPC環境でもプログラムが動作するように、プログラムの修正作業を行った。以上の理由により、Urban Household Expenditure Surveyの全省のデータについての分析作業が遅れたため、集計データを用いたER指数を用いて、省パネルデータによる所得分配と経済成長の間の関係の実証研究を行った。その結果、GINI係数で計測した所得不平等は経済成長と正の関係があるが、ER指数で計測した分極化は経済成長と負の相関があるという結果が得られた。さらに、前年度の結果と世界銀行のChina Enterprise Surveyを利用して、地域の所得分配の状況とイノベーションおよび犯罪による企業経営上への障害の程度との間の関係を調べ、イノベーションは立地している地域の不平等と正の相関があるが、分極化は負の相関、犯罪による障害の程度は不平等とは負の相関、分極化とは正の相関があることを示した。中国国家統計局の協力して、今年度分極化の分極化の計測を行った省以外についても、分極化の計測を行う。さらに、今年度作成した犯罪率のデータ等と組み合わせて、省パネルデータを作成し、経済成長や犯罪と分極化との関係の分析を行う。

経済学勤務との関係で、予定していた国外出張を行えなかった。そのため、国内出張1回分相当の次年度使用額が生じた。次年度使用額45156円は、旅費として支出を行い、28年度に行えなかった国内出張を行う。
臨床応用へ向けたヒトiPS細胞移植と人工神経による末梢神経再生治療法の確立

本研究ではヒトiPS細胞と人工神経を併用してげっ歯類の末梢神経再生を行った。これまでの研究成果(科研費基盤研究C平成21年度「21591904」、平成25年度「25462300」)では、マウス坐骨神経欠損モデルにおいて、マウスiPS細胞を人工神経とともに欠損部に移植することによって、長期的に安全でかつ効率的な神経再生が得られることを実証した。次に臨床応用へ向けて、ヒトiPS細胞と人工神経を用いてげっ歯類の末梢神経再生を行い、その有効性と安全性について検証した。本研究成果によって、げっ歯類の末梢神経損傷に対するヒトiPS細胞移植の安全性と有効性が確認されれば、自家神経を犠牲にしていた従来の神経移植治療に取って代わる新しい再生医療ーiPS細胞移植による末梢神経再生ーの臨床応用へまた一歩近づくこととなる。次に、免疫不全ラットの左坐骨神経欠損部(欠損長5mm)に、hiPS細胞付加ハイブリッド型人工神経を移植すると、移植後12週において人工神経単独移植群に比べて、下肢機能回復が促進し、再生軸索数が増大した。移植後12週において組織学的に腫瘍化を認めたものはなかった。自家神経移植を行った群が、最も下肢機能回復が得られ、再生軸索数も最大であった。インビボイメージングでは、移植したhiPS-NS/PGsは移植後8週まで人工神経内に残存しており、神経再生促進に寄与していた。本研究ではヒトiPS細胞と人工神経を併用してマウスの末梢神経再生を行う。これまでの研究成果(科研費基盤研究C平成21年度「21591904」、平成25年度「25462300」)から、マウスiPS細胞を人工神経と移植することによって、マウス坐骨神経損傷モデルにおいて長期的に安全でかつ効率的な神経再生が得られることを実証した。次にiPS細胞の臨床応用へ向けて、本研究ではヒトiPS細胞を用いてマウスの末梢神経再生を行い、その長期有効性と安全性について検証する。本研究成果によって、マウス末梢神経損傷に対するヒトiPS細胞移植の安全性と有効性が確認されれば、自家神経を犠牲にしていた従来の神経移植治療に取って代わる新しい再生医療ーiPS細胞移植による末梢神経再生ーの臨床応用へまた一歩近づくこととなる。ヒトiPS細胞から分化誘導した神経前駆細胞(第3世代)を人工神経に培養生着させて、iPS細胞付加ハイブリッド型人工神経を作製する。これを用いて免疫不全マウスの坐骨神経欠損部に移植再建を行い、移植後12週における下肢機能回復や再生軸索数に関して従来法の自家神経移植と比較検討する。同様に、移植後48週まで経過観察を行い、安全性(奇形腫形成の有無)の確認と有効性(下肢機能回復と再生軸索数)に関して自家神経移植群と比較検討する。移植したヒトiPS細胞がシュワン細胞として機能し、再生軸索の髄鞘形成を担っているのか、免疫組織学的に検証し、神経再生促進メカニズムを解明する。現在、ヒトiPS細胞から神経前駆細胞への分化誘導を行い、グリア細胞(シュワン様細胞)を最も豊富に含んでいる神経系細胞塊への分化誘導方法を検索中である。メディウムを含め様々な条件設定を行い、末梢神経再生に最も適した神経系細胞塊が完成するような分化誘導方法の確立に向けて検索を行っている。同時に、免疫不全動物(NOD/SCIDマウスやヌードマウス)を用いて、これまでの坐骨神経広範囲欠損モデルと同様の末梢神経損傷動物実験モデルを確立させた。具体的にはiPS細胞を付加していない人工神経単独で移植再建を行い、コントロール群としての神経再生を評価(知覚神経・運動神経機能回復)した。ヒトiPS細胞から分化誘導した神経前駆細胞(第3世代)を人工神経に培養生着させてiPS細胞付加ハイブリッド型人工神経を作製する。

ヒトiPS細胞から神経前駆細胞(第3世代)の分化誘導を行い、これを人工神経上で培養し、人工神経に生着させて、iPS細胞付加ハイブリッド型人工神経を作製する予定であるが、本年度もグリア細胞(シュワン様細胞)を最も豊富に含んでいる神経系細胞塊への分化誘導方法を検索中である。メディウムを含め様々な条件設定を行い、末梢神経再生に最も適した神経系細胞塊が完成するような分化誘導方法の確立に向けて、依然検索中である。本研究ではヒトiPS細胞と人工神経を併用してげっ歯類の末梢神経再生を行った。これまでの研究成果(科研費基盤研究C平成21年度「21591904」、平成25年度「25462300」)では、マウス坐骨神経欠損モデルにおいて、マウスiPS細胞を人工神経とともに欠損部に移植することによって、長期的に安全でかつ効率的な神経再生が得られることを実証した。次に臨床応用へ向けて、ヒトiPS細胞と人工神経を用いてげっ歯類の末梢神経再生を行い、その有効性と安全性について検証した。本研究成果によって、げっ歯類の末梢神経損傷に対するヒトiPS細胞移植の安全性と有効性が確認されれば、自家神経を犠牲にしていた従来の神経移植治療に取って代わる新しい再生医療ーiPS細胞移植による末梢神経再生ーの臨床応用へまた一歩近づくこととなる。次に、免疫不全ラットの左坐骨神経欠損部(欠損長5mm)に、hiPS細胞付加ハイブリッド型人工神経を移植すると、移植後12週において人工神経単独移植群に比べて、下肢機能回復が促進し、再生軸索数が増大した。移植後12週において組織学的に腫瘍化を認めたものはなかった。自家神経移植を行った群が、最も下肢機能回復が得られ、再生軸索数も最大であった。インビボイメージングでは、移植したhiPS-NS/PGsは移植後8週まで人工神経内に残存しており、神経再生促進に寄与していた。ヒトiPS細胞から神経前駆細胞(第3世代)を分化誘導する。これを人工神経に培養生着させて、iPS細胞付加ハイブリッド型人工神経を作製する。本年度に確立した、免疫不全マウスの坐骨神経広範囲欠損モデルに対して、神経欠損部に移植再建を行い、移植後12週における下肢機能回復や再生軸索数に関して従来法の自家神経移植と比較検討する。同様に、長期間(移植後48週まで)経過観察を行い、安全性(奇形腫形成の有無)の確認と有効性(下肢機能回復と再生軸索数)に関して自家神経移植群と比較検討する。移植したヒトiPS細胞がシュワン細胞として機能し、再生軸索の髄鞘形成を担っているのか、免疫組織学的に検証し、神経再生促進メカニズムを解明する。これを人工神経上で培養し生着させて、iPS細胞付加ハイブリッド型人工神経を作製する。これまでに確立した、免疫不全マウスの坐骨神経広範囲欠損モデルに対して、神経欠損部に移植再建を行い、移植後12週における下肢機能回復や再生軸索数に関して従来法の自家神経移植と比較検討する。
複合型層状ペロブスカイトを利用した接合型単結晶成長および電荷ドープに関する研究

銅酸化物高温超伝導体Bi-2212相についてウィスカー(ヒゲ結晶)の作製と、本研究課題の遂行のためウィスカーの成長場所の制御に取り組んだ。その結果次の成果を得た。1.原料組成と成長条件の最適化を行い、本研究で開発したself-powder compaction法を用い、これまでよりも純良な単結晶ウィスカーの成長に成功した。2.ウィスカーの磁束フロー状態に、転移温度直下で臨界電流密度が磁場5-7mTにおいてで第2ピーク効果を示す新たな磁束の振る舞いを観測した。3.Bi-2212焼結体にBiを蒸着した部分にだけウィスカーを成長させる条件を見出し、ウィスカー成長場所が制御できることを示した。4.幅200nm程度のナノウィスカーの成長を確認した。さらに銅酸化物高温超伝導体のBi-2201相の純良な単結晶育成について次の成果を得た。1.Bi-2201相は元素置換により4種類の超伝導体に区分できることを示した。BiSrCuO(12K)とBiPbSrCuO(20K)とBiSrLaCuO(38K)およびBiPbSrLaCuOの4種類である。()内はこれまで得られた最適組成における転移温度である。2.本研究ではPbとLaの同時添加効果を調べ、BiPbSrLaCuO系ではアニールを施した試料では最高点に温度は39.5K、as-grownの試料では43Kにまで上昇することを示した。3.さらに成長条件を最適化してゆくと超伝導開始温度として80Kにまで達する画期的なデータを得ている。現在検討中ではあるが、銅酸化物高温超伝導体に共通する揺らぎの効果をバルク効果として観測している可能性もある。この揺らぎの効果が本質的なものであるかあるいは局所的な酸素配列を伴うtetragonal相の出現によるものかについて検討している。複合型層状ペロブスヵイトとして、Bi系銅酸化物高温超伝導体を選択した。この系は、いわゆるオーレビリュウス相といわれるBi-Tiペロブスカイト系の多様なホモロガス系に類似していることから、これらの相とのマッチングがとりやすいと考えられる。接合型結晶成長の第一歩としてBi-2201相、Bi-2212相、およびBi-2223相のヒゲ結晶の成長を行った。従来報告されている方法を追試したが、得られた試料は完全な単相ではなく、他の相がインクルージョンとして混入していた、これまで純粋な単相のヒゲ結晶を成長させた報告は少なく、私たちはBi-2212相ヒゲ結晶の良質なヒゲ結晶の成長に成功し、電気抵抗測定、磁化測定から確かめられた。特に、セカンドピークといわれるヒステリシス磁化の特異な性質をヒゲ結晶では最初に確認できた。セカンドピーク磁場から見積もった異方性パラメータは300を超え、きわめて異方性の強い良質な結晶である。現在、選択した場所にヒゲ結晶を成長させる技術の開発に挑戦している。Bi-2201相のバルク単結晶の改善に取り組んだ。Bi-2201相は最適化された超伝導転移温度が20K程度の時代を経て現在では30K程度であるとされてきた。私たちの作成した単結晶は、電気抵抗値がゼロとなる超伝導転移温度として初めて40Kを超え、41Kにまで到達したことを確認した。また、これらの結晶はヒステリシス磁化に明瞭なセカンドピークを示した。このことは、層状超伝導相の位相コヒーレンスが結晶全体に成り立つ良い結晶であることを示している。

ホール効果の測定から、キャリヤー数はいわゆるオーバードープ領域に入っており、キャリヤー数を最適化することによってさらに超伝導転移温度が上昇する可能性がある。本年度は、二つの分野において大きな成果があった。一つは、銅酸化物高温超伝導体のBi-2201相の構造最適化とキャリヤー数の制御を行ったところ、超伝導転移温度T_cが従来報告されている最高値38Kを大きく越えた44K(磁化測定値)の単結晶が得られた。(抵抗測定では40.3Kを確認した。)構造最適化は、Bi原子をPbで置換し変調構造の緩和を図るとともに、Sr原子をLaで置換しキャリヤー数の最適化を行った。超伝導転移温度T_cとキャリヤー数の関係をホール係数の測定から求めた。実験結果は、従来報告されているいわゆる「ドーム型」ではなく、高キャリヤー数側に非対称にT_cピークが表れた。このような高品質のBi-2201相は、磁束混合状態でセカンドピークと呼ばれる臨界電流密度がある磁場のところで極大値を持つ現象が観測された。第二の成果は、Bi-2212相のウィスカー(ヒゲ結晶)の成長について得られた。焼結基盤の上にBiを蒸着することによってBiを蒸着したところのみに選択的にウィスカーを成長させることができた。このようにして成長させたウィスカーは、超伝導転移を示すものの、低温で完全なゼロ抵抗が得られていない。しかしながら、「欲しい場所に、欲しい方向で、欲しい長さ超伝導ウィスカーを成長させる」という目的の第一歩として大きな価値を持っている。また、良質なウィスカー成長では重量が1μg以下のウィスカー試料について磁化測定を行ったところ、セカンドピーク現象が観測された。ウィスカーのアレイから大型単結晶の成長を目指すなど、新たな目標が生じている。これらの研究成果はいくつかの国際会議等に報告され、会議録に公表される予定である。銅酸化物高温超伝導体Bi-2212相についてウィスカー(ヒゲ結晶)の作製と、本研究課題の遂行のためウィスカーの成長場所の制御に取り組んだ。その結果次の成果を得た。1.原料組成と成長条件の最適化を行い、本研究で開発したself-powder compaction法を用い、これまでよりも純良な単結晶ウィスカーの成長に成功した。2.ウィスカーの磁束フロー状態に、転移温度直下で臨界電流密度が磁場5-7mTにおいてで第2ピーク効果を示す新たな磁束の振る舞いを観測した。3.Bi-2212焼結体にBiを蒸着した部分にだけウィスカーを成長させる条件を見出し、ウィスカー成長場所が制御できることを示した。4.幅200nm程度のナノウィスカーの成長を確認した。さらに銅酸化物高温超伝導体のBi-2201相の純良な単結晶育成について次の成果を得た。1.Bi-2201相は元素置換により4種類の超伝導体に区分できることを示した。BiSrCuO(12K)とBiPbSrCuO(20K)とBiSrLaCuO(38K)およびBiPbSrLaCuoの4種類である。()内はこれまで得られた最適組成における転移温度である。2.本研究ではPbとLaの同時添加効果を調べ、BiPbSrLaCuO系ではアニールを施した試料では最高点に温度は39.5K、as-grownの試料では43Kにまで上昇することを示した。3.さらに成長条件を最適化してゆくと超伝導開始温度として80Kにまで達する画期的なデータを得ている。
方向指向性行動を制御する昆虫単一神経細胞で行われる樹状突起内情報統合の解明

単一神経細胞内で生じる情報統合を理解するためには、入出力がはっきりとした単一神経細胞に注目し、どの部位にどんな入力を受け演算処理を行うのか調べる必要がある。本研究では、コオロギ尾部に位置する最終腹部神経節内の巨大介在ニューロン(GIs)を用いて、情報統合様式を明らかにする。GIsは気流方向選択性を持った同定ニューロン群であり、それぞれの神経細胞が方向選択性や刺激速度に対して特徴的な応答を持つ。GIsに電気生理学的手法とCa2+イメージング法を用い入力と出力の関係を明らかにしていく。まず、GIsの入力と出力をそれぞれ、Ca2+イメージング法と電気生理学的手法によって計測する系を立ち上げた。これまで、GIsで同時に神経発火とCa2+応答を計測した例はないため、同時に計測を行いCa2+応答が入力分を表現するのか調べた。特に、入力分のCa2+応答を正確に計測するため、神経軸索に刺激を入れ、逆行性の神経発火が生じた際のCa2+応答を気流刺激の応答と引くことで入力分を見積もった。いくつかのGIsではCa2+応答がほとんど出力応答と一致することがわかったが、方向選択性を強く持つ10-3では樹状突起特異的に入力応答が異なることが明らかになった。次に、GIsの樹状突起上の抑制性入力の役割を明らかにするため、GABA受容体阻害剤をGIsが樹状突起を持つ最終腹部神経節に投与し応答性を調べた。picrotoxinを投与した場合、Ca2+イメージングの結果から記録したGIsで樹状突起上の方向選択性が失われるということがわかった。また、picrotoxin以外ではgabazineやbicucullineも投与して実験を行ったが、これらの試薬に対しては応答性の変化が観察されなかった。以上の結果を含め、GIsの樹状突起上へ入ってくる抑制性入力の役割が一部明らかになった。当初計画していた、GIs樹状突起上の抑制性入力の役割を明らかにすることは、系の確立に時間を要してしまいやや遅れている。目標を達成するためには、薬剤投与前後で長時間の観察を行う必要がある。そのため、安定して記録の取れる系の確立は本研究課題において重要だが、サンプル作製法の検討に時間が取られてしまった。一方で、気流刺激に対する活動電位とCa2+応答の同時記録から、新たに入出力を定量化することは可能になったため、今後記録を取得する点については問題ないと考えている。実際に、GIsのうち10-3においてそれぞれの樹状突起で異なる方向選択性を持った入力を受けていることがわかった。次に抑制性入力の役割を明らかにするため、GABA受容体阻害剤を用いて応答性の変化を調べた。GABA受容体阻害剤のpicrotoxinを使用した際に神経発火数が上昇しはっきりとした効果が見られた。しかし、樹状突起上特異的な抑制性入力を明らかにするためには、より穏やかな神経活動の変化を示す環境で記録を取ることが求められる。そこで、picrotoxin以外にもgabazineとbicucullineを用いて実験を行ったが、これらの試薬では神経活動の変化が見られなかった。以上から、GIs上の抑制性入力の役割を完全に明らかにするまでには今のところ至っていないが、少しずつ結果を得るところまでは来ている。今後は、まずpicrotoxinを用いたGIsの抑制性入力の役割解明を目指して実験を行う。picrotoxinの効果は非常に強烈であるため、試薬投与の条件を検討し、穏やかな条件下で記録を取得することを考えている。GABA受容体阻害剤の投与前後で気流刺激の方向に対する応答性がどの様に変化するかを調べ、応答性の変化から樹状突起上どのどの部位にどの様な抑制性入力が入ってきているのかを明らかにする。また、当初計画していなかった別の薬理投与の実験として、GABA取り込み阻害薬を使用した実験も検討している。取り込み阻害薬を使用することにより、抑制性入力が増強されることが予想されるが、入出力の方向選択性が変化することでどの部位にどの様な抑制性入力が入ることで出力の方向選択性が形成されるか明らかにすることが可能になると考えている。次に、より局所的な興奮性・抑制性入力部位を明らかにするためにGIsの局所刺激法の確立を行う。興奮性・抑制性入力を局所的にコントロールする方法として、局所的な光刺激や局所的な薬剤投与の手法を考えている。局所的な光刺激を行うために、最終腹部神経節内の神経細胞にエレクトロポレーション法を用いてタンパク質を発現させることが必要となる。そこで、先行研究にならい、GIsに遺伝子導入できるかどうかを調べる。これが困難であった場合は、ケージド化合物をあらかじめ最終腹部神経節内へ投与しておき、局所的な光刺激を与えることにより局所入力をコントロールすることを予定している。これらの実験手法を確立し、局所的な興奮性・抑制性入力が出力にどれくらいの影響を与えているのか明らかにしようと考えている。

まず、GIsの入力と出力をそれぞれ、Ca2+イメージング法と電気生理学的手法によって計測する系を立ち上げた。これまで、GIsで同時に神経発火とCa2+応答を計測した例はないため、同時に計測を行いCa2+応答が入力分を表現するのか調べた。特に、入力分のCa2+応答を正確に計測するため、神経軸索に刺激を入れ、逆行性の神経発火が生じた際のCa2+応答を気流刺激の応答と引くことで入力分を見積もった。いくつかのGIsではCa2+応答がほとんど出力応答と一致することがわかったが、方向選択性を強く持つ10-3では樹状突起特異的に入力応答が異なることが明らかになった。次に、GIsの樹状突起上の抑制性入力の役割を明らかにするため、GABA受容体阻害剤をGIsが樹状突起を持つ最終腹部神経節に投与し応答性を調べた。picrotoxinを投与した場合、Ca2+イメージングの結果から記録したGIsで樹状突起上の方向選択性が失われるということがわかった。また、picrotoxin以外ではgabazineやbicucullineも投与して実験を行ったが、これらの試薬に対しては応答性の変化が観察されなかった。以上の結果を含め、GIsの樹状突起上へ入ってくる抑制性入力の役割が一部明らかになった。当初計画していた、GIs樹状突起上の抑制性入力の役割を明らかにすることは、系の確立に時間を要してしまいやや遅れている。目標を達成するためには、薬剤投与前後で長時間の観察を行う必要がある。そのため、安定して記録の取れる系の確立は本研究課題において重要だが、サンプル作製法の検討に時間が取られてしまった。一方で、気流刺激に対する活動電位とCa2+応答の同時記録から、新たに入出力を定量化することは可能になったため、今後記録を取得する点については問題ないと考えている。実際に、GIsのうち10-3においてそれぞれの樹状突起で異なる方向選択性を持った入力を受けていることがわかった。次に抑制性入力の役割を明らかにするため、GABA受容体阻害剤を用いて応答性の変化を調べた。GABA受容体阻害剤のpicrotoxinを使用した際に神経発火数が上昇しはっきりとした効果が見られた。しかし、樹状突起上特異的な抑制性入力を明らかにするためには、より穏やかな神経活動の変化を示す環境で記録を取ることが求められる。そこで、picrotoxin以外にもgabazineとbicucullineを用いて実験を行ったが、これらの試薬では神経活動の変化が見られなかった。以上から、GIs上の抑制性入力の役割を完全に明らかにするまでには今のところ至っていないが、少しずつ結果を得るところまでは来ている。今後は、まずpicrotoxinを用いたGIsの抑制性入力の役割解明を目指して実験を行う。picrotoxinの効果は非常に強烈であるため、試薬投与の条件を検討し、穏やかな条件下で記録を取得することを考えている。GABA受容体阻害剤の投与前後で気流刺激の方向に対する応答性がどの様に変化するかを調べ、応答性の変化から樹状突起上どのどの部位にどの様な抑制性入力が入ってきているのかを明らかにする。また、当初計画していなかった別の薬理投与の実験として、GABA取り込み阻害薬を使用した実験も検討している。
非母語音声からの母語識別システムの開発と来日外国人犯罪捜査への応用

来日外国人犯罪捜査において,犯人の日本語音声から母語を識別するようなシステムを構築するため,音声の収集・分析およびそれらを用いた識別実験を行った.今年度は対象言語9つ(日本語を含む)のうち4つの言語(日本語,中国語,英語,タイ語)の話者,計13名分の日本語音声の収録・編集を行った.現在までに収録を終えた延べ70名の話者を対象として,電話番号の読み上げおよび文章の読み上げ発話音声の音響分析を行った.昨年度に続き,電話番号の読み上げでは,日本語母語話者であれば必ず実現するが,非母語話者にとっては困難と思われる韻律構造に着目し,イントネーションのパタンを特徴量として抽出した.今年度新たに収録を行った話者のデータも追加した上で,日本語・中国語・韓国語の3言語について,母語・非母語音声識別実験を行った.閾値を用いて識別を行ったところ,91.1%という高い正解率を得た.一方,文章の読み上げ発話では,単位時間当たりの言語学的単位(音節やモーラ)の数で表される調音速度を指標として分析を行った.同様に,母語・非母語音声識別および母語識別の実験を行ったところ,判別分析による識別では,先行研究よりも少ない発話量で同程度の正解率(母語・非母語音声識別92.4%,母語識別76.3%)が得られることが分かった.これらの結果を学会で報告し,まとめて学術論文を執筆した.さらに今年度は,昨年度研究発表を行った話者識別研究の成果を論文にまとめて学術誌に投稿し,採録・掲載された.本研究では,来日外国人犯罪の捜査における犯人の母語特定を目的として,外国人の話す日本語音声の録音および分析を行っている.最終的にはそれらの音声資料を用いて母語識別システムの構築を行う予定である.本年度はまず日本語音声コーパスの発話内容を決定し,3言語の母語話者(中国語・韓国語・タガログ語)が発話する日本語音声の録音を行った.比較のために日本語母語話者の発話も録音し,非母語話者と合わせて57名分の音声を収集した.本音声コーパスは,プロジェクト終了後に日本語教育や第二言語習得研究のために公開される予定である.発話内容は単語や短文,電話番号,文章の読み上げで構成されている。本年度は電話番号読み上げ時の韻律に着目し,母語・非母語話者の音声を比較した.その結果,両者の韻律の実現形には大きな違いがあることが分かった.この違いを定量的に示したものを学会で報告した.また,次年度以降に行う母語識別システムの構築に向けて,音響特徴量の計算方法や言語間の比較方法の検討を行った.本プロジェクトの成果は将来的に法科学への応用を目指しているが,法科学における最終目標は個人の識別である.母語識別の研究を進めると同時に,話者認識の手法についても検討を深め,研究代表者の以前からの研究テーマである鼻音(マ行やナ行の子音)の個人性を用いた話者認識の実験をいくつか行った,また,2011年にSpringer社から出版される法科学的話者認識に関する本を分担執筆した.来日外国人犯罪捜査において,犯人の日本語音声から母語を識別するようなシステムを構築するため,音声の収集・分析およびそれらを用いた識別実験を行った.今年度は対象言語9つ(日本語を含む)のうち4つの言語(日本語,中国語,英語,タイ語)の話者,計13名分の日本語音声の収録・編集を行った.現在までに収録を終えた延べ70名の話者を対象として,電話番号の読み上げおよび文章の読み上げ発話音声の音響分析を行った.昨年度に続き,電話番号の読み上げでは,日本語母語話者であれば必ず実現するが,非母語話者にとっては困難と思われる韻律構造に着目し,イントネーションのパタンを特徴量として抽出した.今年度新たに収録を行った話者のデータも追加した上で,日本語・中国語・韓国語の3言語について,母語・非母語音声識別実験を行った.閾値を用いて識別を行ったところ,91.1%という高い正解率を得た.一方,文章の読み上げ発話では,単位時間当たりの言語学的単位(音節やモーラ)の数で表される調音速度を指標として分析を行った.同様に,母語・非母語音声識別および母語識別の実験を行ったところ,判別分析による識別では,先行研究よりも少ない発話量で同程度の正解率(母語・非母語音声識別92.4%,母語識別76.3%)が得られることが分かった.これらの結果を学会で報告し,まとめて学術論文を執筆した.さらに今年度は,昨年度研究発表を行った話者識別研究の成果を論文にまとめて学術誌に投稿し,採録・掲載された.