hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規MAPキナーゼ制御因子Sprouty/Spredの発生と癌における機能解析

Spred1/Spred2 DKO胎仔は胎生12.5日から15.5日にかけて100%致死であり、著明な出血、浮腫を認めた。in vitro、in vivoの解析から、Spred1/Spred2 DKO胎仔ではリンパ管発生に必須のVEGF-C/VEGFR-3シグナルが過剰に入ることにより、血管はほぼ正常であるがリンパ管の発生異常が起こり死亡することが明らかとなった。一方、Sprouty2/Sprouty4 DKO胎仔も胎生12.5日までに血管の異常を認め100%致死であり、Sprouty4KOマウスにおいては血管新生に重要なVEGF-A/VEGFR-2シグナルが過剰に入り、血管密度の増加、血管新生の亢進を認めるが、リンパ管はほぼ正常であった。以上より、Sproutyは血管新生、VEGF-A/VEGFR-2シグナルの調節因子として、Spredはリンパ管発生・新生、VEGF-C/VEGFR-3ジグナルの調節因子として使い分けられている事が示唆された。その機構の解析の過程で、VEGF-A/VEGFR-2シグナルはRas非依存性(PLC-PKC依存性)にRaf-ERK活性化を引き起こし、VEGF-C/VEGFR-3シグナルはRas依存性にRaf-ERK活性化を引き起こすことが明らかとなり、Ras非依存性のERK活性化をSproutyが、Ras依存性のERK活性化をSpredが抑制しているというモデルを提唱している。さらに最近我々はベルギー、フランス、アメリカとの国際共同研究において、カフェオレ斑を持つが、NF1遺伝子に変異を認めない家族性優性遺伝の神経線維腫症1型様患者での解析において、ヒトSPRED1に多数の変異を発見し報告した。SPRED1は'neuro-cardio-facial-cutaneous'(NCFC)症候群の原因遺伝子の一つであり、新しい癌抑制遺伝子の候補であることが示唆された。
時間の不反転性-超冷中性子による中性子電気双極子能率の測定

平成10年度に於いては同8年迄の重点領域研究の結果を受けクライオスタットの改良が開始され、また実験候補地としてILL, PSIが物色された。その結果edm測定で最高の実績をもつSussex大学とRNLとの提携が進められSussex, ILLの若手研究者の訪日が実現した。平成11年は6月から超伝導ソレノイドの冷却を開始し7月25日頃用意された超伝導ソレノイドが永久電流モードに入り、必要な磁場10mGが超安定度で発生している事を確認した。その間Sussexグループとの協力関係に前進があり、以上の結果平成11年8月30日にSussex大学と連名でCryoEDMを目指した実験プロポーザルがILLに行われ、10月半ば組織委員会で正式に認められた。9月20日に文部省の実地調査を受けた。12月半ばよりクライオスタット(CoolingTowerII)の試験が行われ平成12年2月4日に液体ヘリウムの温度は0.48Kを記録した。平成12年3月15日前年8月のプロポーザルの確認文書がILLに送付された。同4月委員会はこのプロジェクトに40日のビームタイム割り当てた(11.22-12.7,3.15-4.10)。これを受けてRALでメンバー13人が会した。かくて実験機器を英国とフランスに送ることが12年夏より始まった。改良を行ったCoolingTowerIが6.29に完成し7.10他の品目約100点と共に日本から発送された。8.7-21,9.7-23,11.9-12.15に渡欧し11.22からビームの建設に携わった。明けて13年3月第三者の予想以上に大量のUCNの発生を確認しスーパーサーマル法の有効性を世界に示した。ただしILLのH53ビーム強度が仕様の1/60しかないことも発見された。この結果は6月ロシアのプーシキン市で発表された。平成14年1-3月に新たにvelocity selectorをビームに挿入することにより入射中性子波長対UCN発生率を観測して超流動ヘリウムに関する物理学的成果を得た。照射により得たUCN密度は8/cm^3,発生率0.7/cm^3/sで従来の記録を大きく塗り替えただけでなく、修復されたH53ビームを使えば500ヶ、H112で約3000ヶ/cm^3が見込まれ、測定可能な領域として10^<-28>e.cmが見えてくる。平成10年,この実験新規申請にあたり研究目的としたedm値10^<-26>e.cmは、昨年Sus-sexグループによって達成された(PRL82(1999)904)。しかし同グループはUCN源の微弱を理由にここで常温測定を中止しCryo-EDM測定に移行することになった。一方研究分担者の戎は中性子源を更新して測定を行うことにより、準安定超伝導粒子による中性子の検出の研究を昨年度に引き続き行い、何ら疑う余地のない中性子の確定的検出に成功、これによって中性子はもとよりダークマターなどの中性粒子の検出方法の道が大きく開けた。

平成14年1-3月に新たにvelocity selectorをビームに挿入することにより入射中性子波長対UCN発生率を観測して超流動ヘリウムに関する物理学的成果を得た。照射により得たUCN密度は8/cm^3,発生率0.7/cm^3/sで従来の記録を大きく塗り替えただけでなく、修復されたH53ビームを使えば500ヶ、H112で約3000ヶ/cm^3が見込まれ、測定可能な領域として10^<-28>e.cmが見えてくる。平成10年,この実験新規申請にあたり研究目的としたedm値10^<-26>e.cmは、昨年Sus-sexグループによって達成された(PRL82(1999)904)。しかし同グループはUCN源の微弱を理由にここで常温測定を中止しCryo-EDM測定に移行することになった。一方研究分担者の戎は中性子源を更新して測定を行うことにより、準安定超伝導粒子による中性子の検出の研究を昨年度に引き続き行い、何ら疑う余地のない中性子の確定的検出に成功、これによって中性子はもとよりダークマターなどの中性粒子の検出方法の道が大きく開けた。この研究は,中性子の電気双極能率(nedm)の測定制度の向上を目的としている。CPの破れは現基礎物理学の基礎課題である。nedmはそれに密接に結びついている。また,CP問題は時間反転の破れを意味しているが,この直接的証拠がnedmに求められる。最近の超対称性理論によれば,いままで説明できなかった宇宙のバリオン数過剰が説明できるだけでなく,nedmの大きさも此の研究でめざしている大きさに近い。1992に行ったこの研究の概要は,http://newton.ex.ac.uk/aip/glimpse.txt/physnews.68.1.htmlに引用されている。これによってnedm値改善には,液体ヘリウムによる超冷中性子原を使用するという基本方針が確立し,この基本的手法をいかに実現するかという,新しい測定装置の開発が研究の焦点となった。現在のnedm上限値に一桁の改善をもたらすには,1)超流動ヘリウムによる超冷中性子の大量発生(スパレーション冷中性子源併用),2)それに付随する超伝導ソレノイドによる安定磁場,3) nedm測定を超流動ヘリウムそのものの中で行うという3つの基本概念に基づく設計研究が進められ,装置はMark3001と命名された。この結果spallationsourceからの大量の冷中性子を浴びながら,かつ,液体温度を0.5Kに保つCooling Towerl仕様検査に合格している。これに平行してnedm測定に欠かせないlpT以内の変動に抑えられた1uTの磁場発生研究も行われた。これは3重の常温磁気シールド中に超伝導磁気シールドを設置し,更に,その中に超伝導ソレノイドを設置したものである。これに先だち,超伝導シールドのl/15模型を製作しシールド効果を理論値と比較し完全な一致を観測し,3重の常温磁気シールド効果-40dbと超伝導シールドの-32dbと併用すれば初期のシールド効果が期待できた。磁場の測定は液体ヘリウム中でSQUIDシステムを起動して行われ,超伝導磁気シールド中での磁場の時間的安定度についても研究された。それによれば常温で行われたILLの磁場を遥かに凌ぐ安定度がしめされ,目的の1uTの磁場の発生も決して夢ではないことがわかった。'96迄の重点領域研究でクライオスタットの熱流入制御に関して研究が続けられたが,それを受けて本年度ではクライオスタットの改良が行われた。一方実験候補地としてILL,PSIとの交渉が行われ,現段階ではedm測定で有名なSussex大学とRNLが呉大学,KEKと協同歩調をかためつつあり,Sussex大学,ILLの若手研究者が訪日し、当クライオスタットを用いた最初のビーム実験がALLに本年中に提案される。この研究は中性子の電気双極能率(nedm)の測定精度の向上を目的としている。
新しい真空紫外光発生用波長変換結晶BABFの研究開発

新しい波長変換結晶として開発した非線形光学結晶BaAlBO_3F_2(BABF)は、真空紫外領域の波長変換において優れた特性を持つKBe_2BO_3F_2(KBBF)と類似の結晶構造を持つことから、同様の光学特性が期待される。加えて、KBBFのように合成時に有毒なBeを扱わなくて良いため、実用の観点からも優れた材料と言える。しかしながら、著者らが見いだした非線形光学結晶BABFは、光学特性評価を行うのに十分な高品質結晶が得られていないため、その結晶育成が大きな課題となっていた。本研究において、セルフフラックス溶液にNaFを添加した育成溶液を準備し、さらに結晶成長を溶液中で行う(MSSG法)を導入することによって、初めて15×15×3.5mm^3の透明な単結晶を得ることに成功した。この結晶から切り出した素子により屈折率を測定し、屈折率分散式(セルマイヤー方程式)を決定した。また、紫外領域での吸収端を評価したところ、165nmという極めて短い波長まで透過することが明らかになった。次に、第2高調波発生(SHG)による短波長紫外光発生実験を行い、タイプ1方式で273nm光まで、タイプ2方式で389nm光まで発生することを実験的に確かめた。導出したセルマイヤー方程式からの位相整合の計算結果とよく一致していることから、式の高い信頼性も確認できた。この計算予測によると、SHGの短波長側の限界波長は273nm(タイプ1)、381nm(タイプ2)となり、当初期待していた真空紫外光の発生までには至らないことが判明した。真空紫外光を得るには、SHGの代わりに和周波混合方式を用い、長波長との組み合わせの波長変換を検討する必要がある。一方、理論計算によって、非線形光学定数はd_<22>=1.32pm/Vという大きな値を有することが明らかになり、可視域での波長変換において優れた特性を持つことが明らかになった。・4軸X線構造解析の結果と非線形光学応答の対称性を元に、これまで誤った認識をされていたBABFの真の結晶構造を明らかにした。得られた結晶は空間群P6_3、点群は-6であった。構造解析の信頼性を示すR因子は0.024であった。・NaFをフラックス成分として、新しく開発したModified Middle-Seeded SolutionGrowth (MSSG)法により単結晶育成を試みた。通常、層状構造を持つため厚み方向に成長しにくい傾向があるが、この方法によって厚さ13mmのバルク結晶を得ることができた。透明な結晶育成例としては、15×15×3.5mm^3のものが得られた。・得られた結晶をc軸方向に研磨し、その紫外域の透過率を測定した。紫外の吸収端波長は165nmであった。・屈折率測定用のプリズムを作製し、波長230nmから1.547μmまでの領域の23の波長に関して屈折率を測定した。この結果に基づき、波長変換の特性を予測する際に最も重要となるセルマイヤー方程式(屈折率分散式)を導出した。・この式を用い、Nd : YAGレーザーの第2高調波発生(type1)の位相整合角が、実験値34.1°(計算値34.2°)と非常に良い一致をしていることが明らかになった。一方、計算により第2高調波発生(type1)で得られる最短波長は273nmと、他のホウ酸系非線形

光学結晶に比べて長い波長の紫外までしか発生できないことも明らかになった。・陰イオングループ理論により非線形光学定数を計算したところ、d_<22>=1.32pm/V、d_<11>=0.165pm/Vであることがわかった。以上の結果、BABFはNd : YAGレーザーの第3高調波発生(type1)において、大きな実効非線形光学定数0.90pm/Vを持つことが予測される。昨年度の研究では、NaFをフラックス成分としてMSSG法により15×15×3.5mm^3の透明なBABF結晶の育成に成功した。しかしながら、この方法では育成中に成長している結晶が溶解するという問題を抱えていた。今年度の研究により、溶液は時間の経過とともに密度の異なる相に分離し、結晶育成を行っている個所が未飽和領域となるために、溶解が始まることが明らかになった。そこで、溶液を常に均一に撹拌するために、プロペラ付きの種結晶ホルダを設計・試作し(通常のプロペラの片側を結晶ホルダに改良)、さらに坩堝の回転機構を導入した。フラックスはNaFを主成分としたものに、少量のLiClを加えた。この溶液と装置を用いて、種結晶を20rpm、坩堝を60rpmで回転させながら、840°Cの溶液を0.5-3°C/dayで徐冷し、結晶育成を行った。最終的に、結晶の溶解は生じないまま、36×21×16mm^3の大型結晶を育成することに成功した。ただし、結晶全域が透明となっているわけではないので、対流条件などを検討する必要があることも明らかになった。昨年度得られた結晶を用いて、短波長の高調波発生実験を行った。タイプ1の第2高調波発生の位相整合条件で、270290nmの紫外光発生を確認した。タイプ2では、389420nm光の紫外から可視領域の光の発生を確認した。屈折率分散式から計算される位相整合角と、実験で得られた角度はよく一致しており、分散式の高い信頼性が確認できた。
本邦産の難発芽性ラン科希少種の絶滅を回避するための種子繁殖法と種子貯蔵法の確立

わが国に自生する300を超える分類群のラン科植物のうち、196の分類群は環境省のレッドデータリストの絶滅危惧のカテゴリーに属し、絶滅の危機と隣り合わせの状態が続いている。わが国の亜熱帯から亜寒帯に自生する地生ランの多くは、ラン科全体の中でも、種子発芽が著しく困難な"難発芽性"のグループに属し、種子繁殖が困難であると長い間認識されてきた。本研究では、本邦産の亜熱帯、暖温帯、ならびに冷温帯の3つの気候帯から17属40分類群の"難発芽性"ランの完熟種子を供試し、本邦産のラン科希少種に広く存在する種子の"難発芽性"機構の解明をおこない、非共生発芽法による効率的な種子繁殖方法の確立を行なった。また、近年、研究代表者がアツモリソウにおいて確立した種子繁殖方法ならびに、本研究において検討する種子繁殖方法を応用して、貯蔵中の"難発芽性"ラン種子の発芽能力の推移を経時的に評価して、最適なラン種子の貯蔵条件の解明を進めた。さらに、ラン科植物の種子が短命であることから、液体窒素による超低温保存法による長期保存法を確立した。本研究では、本邦産の亜熱帯、暖温帯、ならびに冷温帯の3つの気候帯から17属40分類群の"難発芽性"ランの完熟種子を供試し、本邦産のラン科希少種に広く存在する種子の"難発芽性"機構の解明をおこない、非共生発芽法による効率的な種子繁殖方法の確立を第一の目的とする。また、本研究では、近年、研究代表者がアツモリソウにおいて確立した種子繁殖方法ならびに、本研究において検討する種子繁殖方法を応用して、貯蔵中の"難発芽性"ラン種子の発芽能力の推移を経時的に評価して、最適なラン種子の貯蔵条件の解明を進める。以上を第二の目的とする。本年度は、研究対象の多くの分類群の完熟種子を得ることを第一の目標に、自生地ならびに栽培している株からの採種を試み、約30分類群において種子を確保した。その際、栽培が著しく困難な一部の分類群においてはin situにおいて効率的に種子を得るための、人工交配ならびに袋賭けの効果について調査を行い、効率的な方法を確立した。さらに一部の分類群では、共生菌を用いない非共生発芽試験を開始し、いくつかの実験区においては発芽を顕著に促進する処理を見いだした。また、大量の種子が確保できた、一部の分類群においては種子の貯蔵試験を開始し、経時的に発芽試験を行い効率的な貯蔵条件の検討を始めた。本研究では、本邦産の亜熱帯、暖温帯、ならびに冷温帯の3つの気候帯から17属40分類群の"難発芽性"ランの完熟種子を供試し、本邦産のラン科希少種に広く存在する種子の"難発芽性"機構の解明をおこない、非共生発芽法による効率的な種子繁殖方法の確立を第一の目的としている。以上を第二の目的としている。本年度は、昨年度までに得られた研究対象の分類群の完熟種子を用いて、従来発芽促進の方法が未着手もしくは報告がない幾つかの分類群において、効率的な発芽促進方法を確立した。これらの成果については公表の準備を行なっている。

また、大量の種子が確保できた、一部の分類群においては種子の貯蔵試験を開始し、経時的に発芽試験を行い効率的な貯蔵条件を明らかにしつつある。わが国に自生する300を超える分類群のラン科植物のうち、196の分類群は環境省のレッドデータリストの絶滅危惧のカテゴリーに属し、絶滅の危機と隣り合わせの状態が続いている。わが国の亜熱帯から亜寒帯に自生する地生ランの多くは、ラン科全体の中でも、種子発芽が著しく困難な"難発芽性"のグループに属し、種子繁殖が困難であると長い間認識されてきた。本研究では、本邦産の亜熱帯、暖温帯、ならびに冷温帯の3つの気候帯から17属40分類群の"難発芽性"ランの完熟種子を供試し、本邦産のラン科希少種に広く存在する種子の"難発芽性"機構の解明をおこない、非共生発芽法による効率的な種子繁殖方法の確立を第一の目的としている。また、本研究では、近年、研究代表者がアツモリソウにおいて確立した種子繁殖方法ならびに、本研究において検討する種子繁殖方法を応用して、貯蔵中の"難発芽性"ラン種子の発芽能力の推移を経時的に評価して、最適なラン種子の貯蔵条件の解明を進める。以上を第二の目的としている。本年度は、昨年度までに得られた研究対象の分類群の完熟種子を用いて、従来発芽促進の方法が未着手もしくは報告がない幾つかの分類群において、効率的な発芽促進方法を確立した。これらの成果については学会において口頭発表を行い、続いて学術雑誌へ投稿するための原稿の作成を行なっている。また、大量の種子が確保できた、一部の分類群においては種子の低温ならびに液体窒素中における超低温貯蔵試験を開始し、経時的に発芽試験を行い効率的な貯蔵条件を明らかにしつつある。本研究では、本邦産の亜熱帯、暖温帯、ならびに冷温帯の3つの気候帯から17属40分類群の"難発芽性"ランの完熟種子を供試し、本邦産のラン科希少種に広く存在する種子の"難発芽性"ラン種子の発芽能力の推移を経時的に評価して、最適なラン種子の貯蔵条件の解明を進める。本年度は、昨年度までに入手した研究対象の分類群の完熟種子を用いて、効率的な発芽促進方法を確立した。また、大量の種子が確保できた、一部の分類群においては種子の低温ならびに液体窒素中における超低温貯蔵試験をおこない、長期間の種子の保存も可能であることを明らかとした。
シナプス形成の遺伝解析

(1)シナプス可塑性、形成機構解明の為のシナプトブレビン突然変異体の解析シナプス小胞タンパクであるシナプトブレビンが完全に欠失したショウジョウバエ突然変異体を神経筋シナプスにおけるシナプス伝達についてバッチクランプ法を用いて電気生理学的に解析したところ、神経の興奮に同期して生ずる神経誘発電流が特異的に欠損していることがわかった。一方、形態学的な解析を行ったところ、シナプトブレビンが存在しなくても正常なシナプスが作られることがわかった。シナプトブレビンにおいても残存する微小シナプス電流を解析したところ、微小シナプス電流の生ずる頻度は細胞外カルシウム濃度に依存することがわかった。さらに、シナプス可塑性の機構にアプローチする目的で、cAMPによる調節を調べたところ、シナプトブレビン突然変異体では細胞外カルシウムが存在しないとcAMPによる微小シナプス電流頻度の促進がみられないことがわかった(Yoshihara et al.1999)。この結果は、cAMPによるシナプス可塑性の機構に二つの経路が存在することを示唆しており、さらに、カルシウム存在下での実験によってこのことを確認した(投稿中)。(2)新規突然変異体の単離、解析さらに新たなシナプス形成に関与する遺伝子を単離するため、エンハンサー・トラップ系統の大規模なスクリーニングを行った。エンハンサー・トラップ用のP因子としてはイーストの転写因子GAL4を発現させることのできるP因子を使用した(Brand and Perrimon,1993)。申請者と基礎生物学研究所の伊藤啓博士のふたりが中心になって、全国の有力研究所と連携して全国規模のコンソーシアムを形成した(NP project)。主に研究代表者がそのシステムの改良を行い、全メンバーによってこのP因子挿入を持つ約5000系統を樹立した。この系統から発現パターンによって多くのシナプス形成に関する突然変異体の候補を得ている。
ジャンプや確率ボラティリティを考慮したデリバティブ価格理論に関する研究

第1の研究として、金融商品のデフォルトや期限前償還などのリスクを比例ハザード型の確率モデルで表現し、これら金融商品の現在価値を近似的に評価する手法を開発した。第2の研究として、金融資産の価格変動のジャンプや確率ボラティリティが表現可能な時間変更型レヴィ過程の下でグラム=シャリエ展開を応用することにより算出平均オプションの近似価格公式を導出した。第3の研究として、時間変更型レヴィ過程の異時点間同時分布に関する特性関数の一般表現を導出し、そのモデル下での離散観測型の幾何平均オプション、ルックバック・オプション、バリア・オプションなどのエキゾティック・オプションの統一的な解析評価手法を開発した。2012年度は、前年度の博士課程時代からの継続研究として、金融商品のデフォルト(債務不履行)や期限前償還などのリスクを比例ハザード型の確率モデルで表現し、金融商品の経済価値を評価する手法の研究に取り組んだ。同様に継続研究として、金融資産価格のジャンプや確率ボラティリティが表現可能な時間変更型レヴィ過程を用いて平均オプションの評価手法を研究した。さらには、新規研究課題として、この平均オプションの評価手法を拡張することで、その他のエキゾティック・デリバティブの評価手法の検討を行った。比例ハザード型の確率モデルによる金融商品の評価手法の研究では、確率ボラティリティやレヴィ過程(ジャンプ)を説明変数とする設定条件の下で、キュムラント展開を利用した近似評価手法を開発すると共に、近似手法の理論的妥当性についての研究を行った。この手法の応用例としては、例えば、これまでは計算負荷が重かった住宅ローン債権担保証券(Residential Mortgage Backed Security)の価格が高速かつ高精度で計算出来るようになる。研究成果は論文誌International Journal of Theoretical and Applied Financeに受理済み、掲載の予定。時間変更型レヴィ過程による平均オプションの価格評価の研究では、グラム・シャリエ展開を利用した近似評価手法を開発した。評価手法のポイントは、時間変更型レヴィ過程の異時点間の同時指数モーメントの計算およびそのモーメントの存在性に関するある関数の定義域の特定であり、金融実務での実用可能性を数値実験で確かめた一方で、可積分条件に関する厳しい制約があることが理論的に示された。研究成果は現在、論文誌に投稿中。また新規研究として、この成果をバリア・オプションなどに拡張した評価手法の研究経過報告を国内シンポジウムで発表した。1.時間変更型レヴィ過程の下での平均オプションの価格評価に関する研究2.時間変更型レヴィ過程の下での離散観測型経路依存オプションの価格評価に関する研究本研究では、時間変更型レヴィ過程の異時点間同時分布の特性関数の一般公式を導出し、さらには時間変更過程がアファイン過程と二次ガウス過程で与えられているとき、この多変量特性関数の閉じた解を与えた。得られた多変量特性関数の陽的表現を利用して、時間変更型レヴィ過程の下で離散観測型の幾何平均オプション、フォワード・スタート・オプション、バリア・オプション、フェイド・イン・オプション、ルックバック・オプションのそれぞれの評価公式を導き、数値実験でこれらオプション価格が高速・高精度に計算できることを確かめた。本研究は論文タイトル「Pricing Path-Dependent Options withDiscreteMonitoringunder Time-Changed Levy Processes」として纏め、現在、国際論文誌に投稿中。前述のとおり、3つの具体的な研究テーマに取り組んでいるが、1つ目の「比例ハザード型の確率モデルによる金融商品の評価手法の研究」は論文誌からの受理により研究完了としている。2つ目の「時間変更型レヴィ過程による平均オプションの価格評価の研究」は研究成果を論文に纏めることが出来たが、査読中なのでレフリーの反応を待つ状況にある。3つ目の「時間変更型レヴィ過程の下でのその他のオプションへの手法の拡張」はさらなる理論検証と数値実験が必要であり、これが2013年度の主な研究課題となる。研究全体として2カ年計画で取り組んでおり、3つの研究テーマの進捗状況を踏まえると当初計画に沿ったものであり、「おおむね順調に進展している」と自己評価する。25年度が最終年度であるため、記入しない。前述の2つ目の研究テーマ「時間変更型レヴィ過程による平均オプションの価格評価の研究」については、論文査読の過程でレフリーの指摘事項に対応する、もしくはリジェクトの場合には論文内容をもう一度精査した上で再投稿する。3つ目の研究テーマ「時間変更型レヴィ過程の下でのその他のオプションへの手法の拡張」については、標準モデルであるブラック・ショールズ・モデルとの価格比較や異なるパラメータ・セットによる価格変化の様子を数値実験により詳細に調べる必要がある。また、極力広範な手法の拡張を目指して理論研究も継続する。今年度中には研究内容を纏めて投稿論文として投稿する。
ソフトマターにおける連鎖構造・ネットワーク構造のダイナミクスとレオロジー

ソフトマター中に存在する種々の1次元連鎖構造・ネットワーク構造が示す物性として、環動ゲルの非線形弾性、会合性高分子が作る一時的ネットワークの線形粘弾性、平板状低分子が積層して作る連鎖構造と液晶相および流動による変化、などをシミュレーションする手法の開発と適用を行った。また、会合性低分子が作る2次元構造である脂質2重膜について、膜上相分離と膜の形態変化が結合した現象のメカニズムを理論・シミュレーションにより解明した。多くのソフトマターが示す特徴的な粘弾性は、分子鎖などの連鎖構造や、それらが作るネットワーク構造に由来する。本研究では、これらの構造のダイナミクスとそれによるレオロジーを、主に以下の系を例に調べ、統一的理解を試みる。熱平衡のみならず、流動下での構造の変形・破壊・再構成ダイナミクスと非線形レオロジーをも対象とする。(1)絡み合い高分子、化学ゲル、環動ゲル、会合性高分子など、広い意味の高分子系。連鎖構造(化学結合で繋がった分子鎖)は永続的だが、それが作るネットワーク構造は永続的(ゲル)・一時的(その他)の両方がある。2)平板分子が積層して作る一時的連鎖構造(カラム状構造)。熱平衡構造(液晶相など)とその流動による変化を明らかにする。(3)当初計画に無かったものとして、多成分脂質二重膜(2次元の連鎖構造)の変形のダイナミクスをモデル化し、実験で見いだされている現象の起源を解明する。1.絡み合った高分子のダイナミクス(永続的連鎖構造の一時的ネットワーク):スリップリンクモデルによるレオロジー予測手法の開発・改良と実験との比較検証を進めている。(1)単分散系の伸張粘度の定常値をシミュレーションし,粘度がひずみ速度の-1/2乗に比例するという実験結果を,狭いひずみ速度範囲では再現できることを示した。(2)ずり流動開始時の粘度・法線応力の時間変化をシミュレーションし,実験と比較した。ずり応力,第一法線応力差はおよそ実験と一致するが,第二法線応力差については,分子鎖内のセグメント運動と絡み合い点での力学バランスを取り入れても,まだ実験との一致は良くない。2.磁性ゲルの負の磁気弾性効果:高分子の永続的ネットワークであるゲル中に磁性体粒子を分散させると,粒子が一時的なネットワークを作る。そこに磁場により粒子のネットワークが壊され,弾性率が減少する負の磁気弾性効果を見出し,そのメカニズムを考察した。3.平板分子系の一次的連鎖構造(1)分子間に剛体斥力のみが働く系の相図をモンテカルロ法により求めるため,理想気体と剛体系を連続的に結ぶパラメタを導入し,剛体系の自由エネルギーを評価する手法を考案した。しかし,パラメタに関して大きな不連続が生じる場合は改良が必要である。(b)分子間に引力が存在して会合体(一時的連鎖構造)を生じる系について,会合体のサイズと配向の分布関数を用いたダイナミクスの定式化を行っている。今年度は会合体サイズが長・単の二様分布を持つ場合を調べ,長成分が微量の場合,ずり流動下で,長成分はTumbling運動,単成分はWagging運動をする場合があることなどを見出した。1.高分子の絡み合いネットワーク(滝本) :(1)これまで開発して来たスリップリンクモデルに基づくシミュレーション手法では、分子鎖全体の伸縮のみ考慮していた。新たにからみあいセグメント内の局所運動(ラウス緩和時間より速い運動)を取り入れ、高速流動下での実験との不一致が改善することを示した。(2)絡み合いの無い2次元高分子では、定常流動・動的粘弾性まで含め、線形レオロジーはラウスモデルと(少なくともも見かけ上は)よく一致することを示した。(3)ポリ酢酸ビニル(PVA)と珪酸ナトリウム(SS)の混合水溶液から形成する物理ゲルでは、PVAのネットワーウ構造をSSが補強し弾性率が向上することを示した。2.ジブロック共重合体のネットワーク構造(滝本):ブロック共重合体の動的性質をしらべるにはDPD法が有力なシミュレーション手法の一つと考えられているが、ジャイロイド等のネットワーク構造は形成に時間がかかるため、形成に成功した例はない。我々は、ジャイロイド構造を誘起するポテンシャルを印加することで、簡便にジャイロイ1ド構造が形成出来ることを示した。;3、剛体平板粒子系が作るネットワーク構造(香田):液晶相を含めた相図作成のため、モンテカルロ法により自由エネルギーを評価する手法の開発を継続している。従来法に比べ大幅な計算時間の短縮は可能になったが、液晶相の自由エネルギーの評価には至って居ない。4. 2成分膜の相分離ダイナミクス(谷口):本特定:領域の今井グループとの共同研究で、2種類の脂質の混合系が形成するベシクルの膜内相分離のダイナミクスを調べている。2つの成分がそれぞれ単独で作る膜の弾性率が異なる場合、相分離の進行により膜の弾性率も場所依存性を持つ。この効果を取り入れると、ベシクルの長軸と垂直方向に相境界が並ぶ異方的な相分離が生じることをシミュレーションにより示した。

(1)環動ゲルは、従来の化学ゲルと異なり、架橋点が分子鎖(連鎖構造)に沿って移動出来る(いわゆる滑車効果)のが特徴である。これまで絡み合い高分子に対して開発してきたスリップリンクモデルを元に、スリップリンクでの力学バランスを考慮することで滑車効果をモデル化した。浦山らの実験による非線形弾性の結果と比較し、一致が完全でないことから、実験系では滑車効果以外の効果も重要であるという予測を得た。(2)会合性高分子について、これまでほとんど理論的取り扱いがされていない分子鎖中に複数の会合部位を持つ場合について、一本鎖モデルの範囲で厳密なモデル化を行った。絡み合い高分子の場合、分子鎖間の結合(=絡み合い)はレプテーション運動により分子鎖末端のみから解放されるが、会合性高分子では任意場所の会合が確率的に解放される。この違いがダイナミクスとレオロジーに及ぼす影響を調べている。(3)平板状分子の系では、分子が積層して作る柱状の連鎖構造が形成する。この構造に対するずり流動の効果を調べるため、ずり流動下でのモンテカルロシミュレーション手法を開発した。平板分子系への予備的適用では、流動により連鎖構造の形成・配向が促進されることが示された。また、流動により体積膨張が生じるであろうという予測も得た。(4)多成分の脂質二重膜の変形に関する今井らの興味深い実験結果の起源を探るため、膜の内部自由度(各成分の分率)と膜の変形ダイナミクスが結合した理論モデルを構築し、数値計算を行った。結果は実験結果を再現し、各成分の膜弾性率の差が膜の形状を介して相分離と結合し、形状に由来する異方的な相分離が引き起こされることが、膜の特異な変形の起源であることを明らかにした。環動ゲルは架橋点が分子鎖に沿って移動出来る新しいゲルで、優れた力学物性等により注目されている。本研究では、環動ゲルのネットワークモデルを用いて一軸・二軸・平面伸長時の非線形弾性をシミュレーションし、一軸伸長の様な異方性の強い変形において滑車効果により化学ゲルのモデルであるneo-Hookeanモデルより応力が低下するなどの特徴を明らかにした。従来の会合性高分子の研究では分子鎖両末端だけに会合基をもつ場合の研究例が多かった。我々は、実用上も重要な分子鎖中に多数の会合基をもつ場合について、会合性高分子が作るネットワークの線形粘弾性を、一本鎖近似の範囲で厳密に計算する方法を定式化した。それにより、解離・会合から生じる新しいラウス型緩和が存在することなどを見いだした。近年、二次元連鎖構造である膜の内部自由度が膜変形に及ぼす影響が注目されている。最近、DHPCとDPPCの二成分ベシクル系において、一相状態から温度を降下させて膜内相分離を誘起させると、膜にpore(穴)が自発的に形成され、pore周辺の膜がroll状に変形することが報告された。本研究では、このroll状の構造の形成機構をモデル構築と数値計算により明らかにした。我々が開発したモンテカルロ法にずり流動の影響を取り入れる手法を用い、棒状分子系がずり流動から受ける影響を調べた。このシミュレーションにより、流動誘起の等方-ネマチック相転移を確認し、液晶相での流動配向角を求めた。
踊る技術の習熟と体感による舞踊運動の感情価との関係

本研究は、舞踊運動における基本感情を検証して、舞踊の経験の有無、或いは、障害に関係なく踊ることができる基本感情を表す舞踊運動を作成し、踊る技術の習熟とその舞踊運動の感情価の体感との関係を明らかにし、今後の舞踊表現の指導に資することが目的であった。そのために、まず、体感からみた基本感情の設定・8つの舞踊運動の策定・8つの舞踊運動の妥当性の検証・舞踊用語の選定を行い、次に、それらを用いて、5回の体感評価実験を行い、同じ舞踊運動を繰り返し踊ることによる体感の変化は(1)動きを覚えることに必死で、体感を意識する余裕がない(2)動きを覚えてスムーズに踊れるようになり、踊りながら自分の気持ちや気分を感じ取れるようになる(3)自分のリズムで踊り、自分らしさを表現できる、という3つのプロセスを経ることが明らかになった。更に、舞踊運動の指導を伴う内容での授業実践によって、授業に「同じ舞踊運動を繰り返し踊ること」を組み込むことの有効性を明らかにした。なお、体感評価実験時には、DLT法による舞踊運動の3次元動作解析を導入し、舞踊運動の変容を客観的に捉えた。そこでは、舞踊運動の解析の観点は他の運動とは異なる特異性があり、舞踊運動の高さの経時的変化が舞踊運動の特徴を捉える主たる指標となることが認められた。また、日本と中国の大学生を対象に、舞踊運動の体感比較を実施し、そこから体感には文化差や性差が存在することが示唆された。ここでの一連の研究を通して多くの多面的なデータを得ることができ、それらを元に主に舞踊学会で研究成果を発表してきた。しかし、得られた多くの成果を総合的に論議するのはこれからであり、そこでの論議の焦点は、舞踊運動の体感がもつ意味の探求にあり、舞踊運動の体感が現行指導要領にある「生きる力」、そして、次の指導要領に基本的な考え方として据えられる「言葉の力」をはぐくむ一つの具体的な方法であることを鮮明に浮かび上がらせることにある。3年計画の初年度にあたる平成15年度は、舞踊研究者3名を研究協力者に加えて、下記のように研究を進め、その成果の一部を舞踊学会で発表した。1,舞踊運動における基本感情(1)舞踊運動における基本感情を探るために、筆者らの先行研究に基づいて、20の舞踊運動を創作し、その踊り(踊手は舞踊家)をビデオカメラで撮影し、体感評価実験時の提示用モデルを作成した。その後、Frame-DIAS II分析用カメラで撮影をした。(2)大学のダンス部学生16名を被験者に体感評価実験(体感を感情語で記述)を実施し(ビデオカメラで撮影)、その後、Frame-DIAS II分析用カメラで撮影をした。(3)体感として記述された感情語の近親性をみるために、数量化III類のコレスポンデンス分析を行った結果、20の舞踊運動は8つのグループとなった。3,体感の異なる基本となる舞踊運動(1)1で行った舞踊運動における基本感情に関する実験結果から、体感の異なる基本となる舞踊運動を8種類と仮定できることが明らかになった。そこで舞踊研究者5名で8種類の舞踊運動のコアとなる性質を検討し、それに基づいて新たに8種類の舞踊運動を創作した。(2)創作した8種類の舞踊運動について、作舞家(紫綬褒章受章)に意見を、また、舞踊家に踊っての体感を求めながら、意見交換を行った後に、8つの舞踊運動を確定した。

(3)8つの舞踊運動を舞踊家に踊ることを求め、プロのカメラマンに撮影を依頼し、今後の実験時に、被験者に提示するモデルとなるビデオテープを作成した。4,8つの舞踊運動の体感に関する検証実験と舞踊運動の感情価のためのcheck listの作成大学生27名を被験者に8つの舞踊運動の体感についての検証実験を行った。そしてその実験結果と先行研究の結果を照合し、舞踊運動の感情価のためのcheck list試案を作成した。3年計画の2年目である平成16年度は、舞踊研究者2名を研究協力者に加えて下記の様に研究を進め、成果の一部を舞踊学会及び共創シンポジウムで発表した。1,同じ舞踊運動を繰り返し踊ることと体感の関係舞踊経験のほとんどない大学生13名を対象に、5週間にわたり、週に1度「楽しい・悲しい・怒り」の3つの舞踊運動を踊ることを求め、体感評価実験を実施した。その結果、同じ舞踊運動を繰り返し踊ることによる体感の変化は次の3つのプロセスを経ることが明らかになった。(1)動きを覚えることに必死で、体感を意識する余裕がない(2)動きを覚えてスムーズに踊れるようになり、踊りながら自分の気持ちや気分を感じ取れるようになる(3)自分のリズムで踊り、自分らしさを表現できる。2,舞踊運動の習熟のプロセスの検討Frame-DIASIIを用いて学生の舞踊運動の動作分析を行い、同じ舞踊運動を5回踊っていく過程で舞踊運動がどのように変容していくのか、その変容の特徴を捉えた。そこでは舞踊運動の動作分析の手法について興味深い課題が得られた。3、1,2の結果を受けて、舞踊の基本感情を表す舞踊運動の性質をより深く探求するために、「楽しい・悲しい・怒り」を表す舞踊運動を、それぞれ異なる感情を表す舞踊運動へと変化させ、それらを舞踊家に踊ることを求め、プロのカメラマンに撮影を依頼し、今後の実験時に、被験者に提示するモデルとなるビデオテープを作成した。4,心身に障害をもつ人々の体感にふさわしい舞踊運動の作成舞踊における基本感情を表す8つの舞踊運動の中から「楽しい・悲しい・怒り」を表す舞踊運動について、それぞれの舞踊運動を運動要素に分解して、心身に障害を持つ人々がすぐに踊ることができ、且つ体感を容易に得られる舞踊運動を考案し、ビデオテープを作成した。5、8つの舞踊運動に関する体感の日中比較実験を実施した。3年計画の最終年度あたる平成17年度は、16年度に引き続き舞踊研究者2名を研究協力者に加えて下記の様に研究を進め、成果の一部を舞踊学会及び国際感性ワークショップで発表した。1,同じ舞踊運動を繰り返し踊ることと体感の関係平成16年度の研究で得られた、同じ舞踊運動を繰り返し踊ることによる体感の変化の3つのプロセスの信頼性を検証するために、舞踊経験のほとんどない大学生を対象に、一つの舞踊運動を運動要素に分解する、群で踊る、隊形を変化させるなどの指導を行いながら同じ舞踊運動を繰り返し踊ることで体感が明確になり、前述の3つのプロセスの存在を検証することができ、今後、現場での授業に取り入れることの有効性を確認した。2,舞踊運動の動作分析のポイントスポーツの動作分析の項目は多岐にわたるが、舞踊運動の動作分析の目的は、その動作と表現性がどのような関係にあるかを客観的にみることにあるので、多岐にわたる動作分析の項目を検討した結果、舞踊運動の動作分析については、身体の高さの変動(頭・両手脚先・腰)を捉えれば、両者の関係を見ることが可能であることが明らかになった。
貝殻形態の異質性にかかるバイアスの評価と不偏な形態空間の探索

形態的な多様性(異質性)の評価は,形態を表すパラメターが張る空間(形態空間)中における計測データの広がりによって評価されてきた.しかしながら,こうして見積もられる異質性は,解析手法に関係した様々な原因によって容易に偏る.本研究課題では,形の定量化の仕方や異質性の評価方法に関する基礎研究を進め,形態測定学的手法や異質性の尺度などの改良・新開発を行った.また,新たに考案した異質性尺度が,大量絶滅とその後の回復における選択圧の様式の評価に使える可能性を示した.形態的多様性を表す異質性は,どれだけ大きなサイズのサンプルから見積もるか,あるいはどれだけ広い範囲の系統のものを含んだ試料から評価するかによっても大きく影響される.そこで,貝殻形態を対象として,あるサンプルがどれだけ多様な分類群を含むかを示す分類学的多様度指数を使って,この指数と各サンプルから見積もれる異質性とを様々な分類階級で比較し,分類学的多様度指数によって異質性を基準化する方法を模索した.まず,Clarke and Warwick (1999)に従って2個体間の分類学的距離を求め,その平均ペアワイズ距離として,分類群毎の分類学的多様度指数を評価した.一方,形態的距離については,形状を表すパラメータ値を定義し,その実測値を基準化して2個体間の距離を求めた.そして,形態パラメータ毎に,形態的距離の中央値と四分偏差を分類学的距離に対して回帰し,その回帰残差に基づいて標準化異質性を定義した.上記の方法を用いて,軟体動物有殻類(頭足類,腹足類,二枚貝類)1,200種以上について基準化異質性を求めたところ,腹足類では,カサガイ類やタニシなどの原始中紐舌類が保守的な一方,モノアラガイなどの基眼類や,アマオブネガイ類,サザエやアワビを含む古腹足類などが高い可塑性を示すことがわかった.また,アンモノイドでは,古生代の一時期に繁栄したクリメニア類,トルノセラス類,ゴニアタイト類などが保守的で,逆に大量絶滅後の適応放散の根幹となったプロレカニテス類やフィロセラス類などは可塑性が高めという結果を得た.二枚貝では,独自の生態を持つツキガイの仲間が最も保守的で,イタヤガイ類以外の翼形類は全体的に可塑的という傾向となった.以上の結果は,基準化異質性で評価した形態的多様性が,各系統の生態学的特性と密接に関連していることを示唆する.一般に,古生物の多様性は,分類群数に基づく豊富度によって評価される.これに対して,形態的多様性を表す異質性は,主に形態間の差異に基づく形態的非類似度によって評価されてきた.しかしながら,豊富度と非類似度のどちらの尺度を用いるかによって,同じサンプルでも多様度や異質度の評価は異なってしまう.そこで,形態の豊富度を表す尺度を新たに考案し,異質性を従来型の分類学的多様度性と同じ土俵で比較する方法を検討した.まず,形態的豊富度を定義するために,形質状態毎の頻度分布をカーネル密度推定によって見積もる方法を考案した.具体的には,形態空間における観測された形態の近傍について,多次元ガウス分布を使った確率密度を考え,その確率密度のベイズ95%最高密度区間を形態空間超平面へ投影した面積が形態空間全体に占める割合によって,形態的豊富度を定義した.一方,化石記録の不完全性のため,データのサンプルサイズも時代毎に異なってしまい,それらをそのまま比較するとサンプルサイズが大きいものほど多様性が高くなってしまう.そこで,時代毎に異なるサンプリング密度の影響を補正するために,Alroy (2010)の定足率充足法による無作為再抽出法を形態的豊富度に応用して,サインプルサイズ効果を除去する方法を考案した.以上のように定義した形態的豊富度を用いて,古生代アンモノイドのオンライン・データベースに登録されているペルム紀及び三畳紀初期のアンモノイド861種について,期毎の異質性変動を評価した.三つの形状変数の値を求め,それぞれが標準正規分布に近似的に従うように変換して,上記の形態的豊富度と従来の形態的非類似度を比較した.その結果,ペルム紀後期のG/L境界及びペルム紀/三畳紀境界の大量絶滅事変とその後の回復期において,それぞれアンモノイドの殻の外形に対して異なる選択圧がかかっていたことが示唆された.形態的な多様性(異質性)の評価は,形態を表すパラメターが張る空間(形態空間)中における計測データの広がりによって評価されてきた.しかしながら,こうして見積もられる異質性は,解析手法に関係した様々な原因によって容易に偏る.本研究課題では,形の定量化の仕方や異質性の評価方法に関する基礎研究を進め,形態測定学的手法や異質性の尺度などの改良・新開発を行った.また,新たに考案した異質性尺度が,大量絶滅とその後の回復における選択圧の様式の評価に使える可能性を示した.従来,古生物の多様性変遷史は,主に分類群の数で表される分類群多様度によって評価されてきた.その一方で,形態的特徴である異質性(disparity)の研究は,その重要性にもかかわらず,評価の仕方が一筋縄では行かないために,後れをとってきた.異質性は,形態測定学的あるいは理論形態学的変数等によって定義される理論形態空間における実形態の占める広さによって見積もられるが,従来の方法による解析結果は様々なバイアスに晒される.本研究では,貝殻形態を対象に,バイアスを受けにくい異質性解析のプロトコルを模索した.

まず,貝殻形状を表す従来の様々な理論形態モデルについて,それによって定義される形態空間がどのようなバイアスを受けているかを評価した.形態を定義するパラメターの間に代数的従属関係があると,実際には意味のない疑似連関が計測値の間に発生し得る.そこで,理論的に予想されるのと同傾向の連関関係が実測値でどの程度見られるかを調べることによって,これまでに提唱された幾つかの主要モデルについて異質性評価ツールとしての実用性を評価した.その結果,貝殻形状を描くための従来の理論形態モデルは,いずれも同様の形態的属性を表現するにも関わらず,理論的に懸念されるパラメター間の疑似連関が顕著に現れる場合とそうでない場合とがあり,特にこれまで最も広く使われてきたRaup (1966)のモデルで深刻であることがわかった.上記の結果に基づき各モデルやパラメターの性質を検討した上で,こうした問題を克服あるいは緩和する理論形態モデルを新たに考案した.また,パラメター値を実際の標本から見積もる手順を検討し,計測誤差についても反復測定によって評価した.巻貝を用いた解析の結果,パラメター間の疑似連関と計測誤差のいずれについても,新たに考案した改良型モデルの方がRaupモデルに比べてだいぶ緩和されていることがわかった.23年度提出時の交付申請書記載の24年度の研究計画では,1)データのサンプリング効果の評価と,2)個体発生変異の評価を行うことになっていた.前者については,幾何学的形態測定学的データからサブサンプリングを実施することによって評価される異質性の頑健性を検討する予定だった.これに対して,研究を進めるうちに,単なるサンプルサイズだけではなくそのサンプルの系統的なサイズも考慮する必要があることに気付いたため,系統サイズまで含めてサンプリング効果を補正する手法を検討し,新たな方法を考案した.2)に関しては,字数の都合で「研究実績の概要」では割愛したが,多次元フーリエ解析の一種である球面調和関数変換を利用して,輪郭解析に“時間軸"を入れた新たな方法を考案し,各成長段階での殻の輪郭形状とその個体発生変化を同時に記述する方法を確立した.この点については当初の計画通りである.以上のように,研究が進むにつれて当初計画から変更された部分もあるが,基本的には当該研究課題の研究目的に向けて概ね順調に進んでいると言える.交付申請書記載の初年度の研究計画では,1)計測用の画像データの習得と,2)理論形態パラメターのバイアスの評価を行うことになっていた.後者は具体的には,2-1)標本からの実測手順の確立,2-2)反復測定からの誤差分布の評価,2-3)種内変異の解析,2-4)種間比較,2-5)異質性に関する従来尺度の評価を予定していた.これらのうち,1),2-1),2-2),2-4)については「研究実績の概要」に記載の通りの成果を得た.1)に関しては,具体的にはアンモナイト165種,巻貝782種,二枚貝277種についてデータを取得済みである.2-3)についても,字数の都合で「研究実績の概要」では割愛したが,新たに考案した改良型モデルの各パラメターについて分布を検討し,対称な一峰性分布に変換できることを確認している.2-5)についても,異質性の指標として従来広く使われている平均ペアワイズ距離という尺度について,アンモナイト,巻貝,二枚貝のそれぞれにおいて,各パラメターがどのような分布となるのかを検討した.以上のように,概ね当初計画通りに進んでいる.これまでは,主に形態間の差異(dissimilarity)に基づく異質性の評価方法を模索してきたが,現在の古生物多様性
暗闇でも眼球回旋と視線の長時間計測が可能な眼球運動計測装置の開発

平成30年度末までに達成した研究実績の主要なものは,トラッキングに最適な眼球白目血管像を選択する手法である.すなわち,眼球白目領域からテンプレート血管像を選び,テンプレートマッチングにより眼球運動を推定する研究代表者の従来手法では,選択の容易さから,虹彩付近の血管もしくは血管端をテンプレート画像として使用することが多かった.マッチングのためには,色が濃かったり,太い血管や特徴的な形状の血管がある方が好都合であるが,眼球の血管像には個人差があり,また,虹彩付近の血管が必ずしも色が濃かったり太かったりはしなかった.さらには,たとえば屋内で実験を行う場合,天井の蛍光灯などの外部光源が眼球表面に写り込むことがあるため,常時,複数の血管テンプレート画像によりトラッキングしておき,撮像状況に応じてマッチング結果を選択できると好都合である.それゆえ,解決すべき課題,あるいは解決が難しい課題は,ユーザに応じて,もしくは外部光源の眼球への映り込みがあっても,高精度かつ頑健に眼球運動推定ができる白目領域テンプレート血管像の選択アルゴリズムの開発であった.この問題を,第一に,白目領域と血管像の濃淡コントラストを大きくするためのヒストグラム平坦化処理の導入.第二に,血管像テンプレートマッチングに適した領域,すなわち,多少の照明変化にも頑健な領域を得るため,局所特徴量の1つであるOriented FAST and Rotated BRIEFによる特徴点検出の導入.第三に,血管像中の輝度勾配によって生じた特徴点のみを残す処理の導入.第四に,特徴点の密度を利用して,テンプレートマッチングに使用する血管画像の選択の導入.第五に,周囲の比較的強い光源からの映り込みが眼球表面に発生した場合,その光によって生じた輝度勾配に特徴点が集まってしまうため,それを取り除く処理の導入,により解決した.前述の「研究実績の概要」に記載した画像処理手法の考案と導入により,評価実験として,3種類の背景照明環境における計測値と,本提案手法による推定値の結果とを比較すると,背景の明暗に関係なく,本提案手法で高い推定精度が得られたためである.そして,眼球白目血管像に個人差があっても,また周囲の光環境の明暗に関係なく,さらには眼球表面への外部光源の映り込みがあったとしても,頑健な眼球運動推定を実現するための構成を実現できていた.なお,通常仕様のPCを使用した場合の処理速度は28 fpsであった.今後に解決すべき課題は,第一に,装着者に眩しさを感じないようにしつつ,とくに暗闇や暗い映像コンテンツ観視下での計測では,できれば補助光照射そのものを意識させないようにしつつ,第二に,それとは相反して,眼球の白目部分に存在する血管像の濃淡コントラストを強調して,注目した血管像を,いかに高精度かつ頑健に追跡できるようにするか,である.もちろん生体への安全性は担保されている前提である.今後の実装を考えれば,原理において,高価な特殊専用機器は用いず,廉価な民生機器でも実装可能な構成にすることが望ましい.