hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
CDK阻害剤を用いた新たな食道癌分子標的治療法の開発

【目的】食道癌の治療成績は3領域リンパ節郭清手術の完成や化学放射線療法の普及により近年向上が認められるが,食道癌は他の消化器癌に比べてリンパ節をはじめとする転移率が高くその転移分布も広範囲に及ぶことから治療成績は未だ満足すべきものではない.食道癌に対する新たな分子標的治療の開発を目的として細胞周期を停止させるCDK阻害剤の一つで合成フラボンであるflavopiridolを用いて食道癌細胞株に対する直接作用,および放射線併用時の抗腫瘍効果の検討を行なった.【結果】flavopiridolのIC_<50>は110250nMであり48時間暴露で7080%の抗腫瘍効果を示した.また0.05nMの低容量のflavopiridol投与によってG2/M期細胞の増加が,300nM投与ではG1期細胞の増加が3つの細胞株全てにおいて認められた.また300nM投与後に3つの細胞株全てにおいてcyclin D1,Rb蛋白発現の減少が認められ,Bcl-2蛋白発現の減少はTE8,KE4で認められた.KE4細胞では0.05nMの低容量投与でもcyclin D1,Bcl-2,Rb蛋白発現が減少した.また全ての細胞株において0.05nMの低容量flavopiridol暴露後の放射線照射はflavopiridol単独群,放射線照射単独群に比べて有意に高い抗腫瘍効果を認めた.【考察】単独では殺細胞効果が認められない非常に低容量のflavopiridolの暴露が食道癌細胞の放射線に対する治療感受性を高める可能性が示唆され,分子標的治療薬であるCDK阻害剤と放射線併用治療法の新たな食道癌治療の可能性が開拓された.【目的】食道癌の治療成績は3領域リンパ節郭清手術の完成や化学放射線療法の普及により近年向上が認められるが,食道癌は他の消化器癌に比べてリンパ節をはじめとする転移率が高くその転移分布も広範囲に及ぶことから治療成績は未だ満足すべきものではない.食道癌に対する新たな分子標的治療の開発を目的として細胞周期を停止させるCDK阻害剤の一つで合成フラボンであるflavopiridolを用いて食道癌細胞株に対する直接作用,および放射線併用時の抗腫瘍効果の検討を行なった.【結果】flavopiridolのIC_<50>は110250nMであり48時間暴露で7080%の抗腫瘍効果を示した.また0.05nMの低容量のflavopiridol投与によってG2/M期細胞の増加が,300nM投与ではG1期細胞の増加が3つの細胞株全てにおいて認められた.また300nM投与後に3つの細胞株全てにおいてcyclin D1,Rb蛋白発現の減少が認められ,Bcl-2蛋白発現の減少はTE8,KE4で認められた.KE4細胞では0.05nMの低容量投与でもcyclin D1,Bcl-2,Rb蛋白発現が減少した.また全ての細胞株において0.05nMの低容量flavopiridol暴露後の放射線照射はflavopiridol単独群,放射線照射単独群に比べて有意に高い抗腫瘍効果を認めた.【考察】単独では殺細胞効果が認められない非常に低容量のflavopiridolの暴露が食道癌細胞の放射線に対する治療感受性を高める可能性が示唆され,分子標的治療薬であるCDK阻害剤と放射線併用治療法の新たな食道癌治療の可能性が開拓された.【目的】食道癌の治療成績は3領域リンパ節郭清手術の推進や化学放射線療法の普及により近年向上が認められるが,食道癌は他の消化器癌に比べてリンパ節をはじめとする転移率が高くその治療成績は今だ不十分といわざるを得ない.食道癌に対する新たな分子標的治療の開発を目的として細胞周期を停止させるCDK阻害剤の一つであるflavopiridolを用いて食道癌細胞株に対する抗腫瘍効果の検討を行なった.【方法】【結果】flavopiridolのIC50は150250mMであり48時間暴露で7080%の抗腫瘍効果を示した.また0.05mMの低容量のflavopiridol前治療の有無で放射線照射による殺細胞効果をコロニー形成法で検討した結果,flavopiridol暴露後24時間および48時間後の放射線照射群でflavopiridol単独群,放射線照射単独群に比べて有意に高い抗腫瘍効果が認められた.【考察】殺細胞効果が認められない非常に低容量のflavopiridolが放射線治療感受性を高める可能性が示唆され,CDK阻害剤と放射線併用治療法の新たな分子標的治療の可能性が開拓された.【目的】食道癌の治療成績は3領域リンパ節郭清手術の完成や化学放射線療法の普及により近年向上が認められるが食道癌は他の消化器癌に比べてリンパ節をはじめとする転移率が高くその転移分布も広範囲に及ぶことから治療成績は未だ満足すべきものではない.食道癌に対する新たな分子標的治療の開発を目的として細胞周期を停止させるCDK阻害剤の一つで合成フラボンであるflavopiridolを用いて食道癌細胞株に対する直接作用,および放射線併用時の抗腫瘍効果の検討を行なった.【方法】【結果】flavopiridolのIC_<50>は110250nMであり48時間暴露で7080%の抗腫瘍効果を示した.

また0.05nMの低容量のflavopiridol投与によってG2/M期細胞の増加が,300nM投与ではG1期細胞の増加が3つの細胞株全てにおいて認められた.また300nM投与後に3つの細胞株全てにおいてcyclin D1,Rb_蛋白発現の減少が認められ,Bcl-2蛋白発現の減少はTE8,KE4で認められた.KE4細胞では0.05nMの低容量投与でもcyclin D1,Bcl-2,Rb蛋白発現が減少した.また全ての細胞株において0.05nMの低容量flavopiridol暴露後の放射線照射はflavopiridol単独群,放射線照射単独群に比べて有意に高い抗腫瘍効果を認めた.【考察】単独では殺細胞効果が認められない非常に低容量のflavopiridolの暴露が食道癌細胞の放射線に対する治療感受性を高める可能性が示唆され,分子標的治療薬であるCDK阻害剤と放射線併用治療法の新たな食道癌治療の可能性が開拓された.
骨の細胞外基質蛋白が骨芽細胞の増殖、分化に与える影響の解析

2. antisenseを細胞に効率的に導入するために遺伝子導入剤(TfX)を使用する。しかし骨芽細胞におけるTfXの至適濃度は明らかでない。そのためMTT assayを使用し、各濃度での骨芽細胞増殖にたいする影響を検討した。2,20,40,100μMのいずれの濃度でも細胞増殖は抑制されなかった。3. osteocalcinのcodingregionの1-16nucleotideをもつantisense Soligoを作製し、骨芽細胞培養系に各濃度でTfXとともに投与したが、このSoligoではosteocalcinの蛋白合成を抑制できなかった。4.軟骨細胞に発現されることが知られているproα2typeXI collagenが培養骨芽細胞でも発現されることが示された。proα2type XIcollagen遺伝子は骨芽細胞分化の初期でosteocalcinを発現していない未分化な骨芽細胞に認められた。2.アンチセンスを細胞に効率的に導入するために遺伝子導入剤(TfX)を使用する。しかし骨芽細胞培養におけるTfXの至適濃度は明らかでない。まずTfXが細胞毒性を示さない適切な濃度を決定するため、MTT assayを使用し、各濃度での骨芽細胞増殖に対する影響を検討した。3.osteocalcinのcodingregionの1-16ヌクレオチドを持つantisense Soligoを作製し、この細胞培養系にTfXとともに投与し、osteocalcinの蛋白合成を抑制できるか否かを検討している。
ヒトの多関節動作システムにおける中枢神経系の身体特性把握メカニズム

「身体特性を把握し利用する能力」は、脳・神経系の極めて重要な能力の一つである。特に各身体部位の長さや慣性などの動力学的特性の脳内表現は、所望の身体運動を正確に遂行するために重要であり、その表現の獲得及び制御方略に大きな関心が集まっている。動力学特性の脳内表現を直接観察する方法はないが、ヒトの身体運動を解析し、各身体部位の相互作用により生じる「相互作用トルク」を調べることにより、間接的に観察することが可能である。これまでヒトの運動制御研究では、ヒトがある点からある点に向かって手を伸ばす際、比較的直線に近い軌跡を描き、また動作速度が変わった場合においても、その軌跡や関節角度はあまり変化しないことが知られている。しかしながら近年、全身を利用して行うリーチング動作や投球動作では、この関節角度不変方略は用いられないことが明らかとなった。この理由として、ヒトの神経系は動作速度に依存して大きく変化する相互作用トルクを考慮した方略を用いることが考えられる。本研究は、この仮説を検証するため、野球熟練者を被験者とし、全身を用いて三種類の速度で野球ボールを投げさせ、その動作を解析した。解析法としては、平成16年度から17年度にかけて開発したトルク非直交分解法(Journal of Biomechanicsに受理済み)を用いた。その結果、すべての動作速度において、熟練被験者は肩関節内旋、肘関節伸展、手関節屈曲を加速させるために相互作用トルクを利用すること、及び、動作速度を増加させるために相互作用トルクを増加させる方略を用いることが明らかとなった。以上の結果は、ヒト中枢神経系の運動計画プロセスでは、関節角度が先に与えられるわけではなく、動作の目的と身体動力学的特性が考慮されて上で、運動が生成されることを示唆している。本研究は、予備動作や過去の経験を通じて獲得した身体特性情報が、実際のスポーツ動作中でどのように利用されているのかを検討した。身体特性情報の把握状況を調べるためには、相互作用トルク解析法が有効であるが、これまで三次元動作へ適用可能な解析法は存在しなかった。そこで本研究はまず、トルク非直交分解という手法を用いて三次元動作の相互作用トルク解析法を開発した。次に、その解析法をバドミントンの熟練者と未熟練者のスマッシュ動作に適用し、獲得されている身体特性情報の違いについて検討した。日常的な上肢リーチング動作に関する先行研究において、手関節、肩関節で補助的相互作用トルクを生成することが困難であることが知られている。それにも関わらず、バドミントンの熟練者は手関節屈曲、肘関節伸展、肩関節内旋において、補助的相互作用トルクを生成することができた。この結果は、熟練者が全身3次元動作特有の身体の動力学的特性を把握していることを示唆するものである。一方、未熟練者が補助的相互作用トルクを生成し利用することができたのは、肘関節のみであった。肘関節は、補助的相互作用トルクを得るのに有利な形態的特徴を有しており、日常的なリーチング動作において、補助的相互作用トルクが利用されている関節である。この結果は、未熟練者が日常的な上肢運動の動力学的特性を把握しているものの、全身3次元動作の動力学的特性は把握していないことを示唆するものである。このように、本研究は、三次元動作の相互作用トルク解析法を用いることによって、熟練レベルに応じて、獲得されている身体特性情報が異なることを示すことに成功した。
多重極限環境下NMR法を用いた強相関電子系の新奇な量子相と相転移の研究

本研究では、低温、高磁場、高圧などの極限環境下で出現する新奇量子相の研究を進めることが課題である。二次元直交ダイマースピン系SrCu2(BO3)2は、シャストリー・サザーランド模型と呼ばれるスピン模型のモデル物質として知られ、その基底状態は、常圧、零磁場の下では非磁性シングレットダイマー状態であるが、高磁場下においては磁化プラトー相が、2.4GPaの高圧下においては新奇磁気相が見出されている。本年度、我々はこのSrCu2(BO3)2の高圧下において見出された新奇磁気相をより詳細に理解するため、11B核のNMRスペクトルの詳細な圧力依存性を測定した。その結果、以前の高圧下NMR実験では見られていた、正方晶から斜方晶への構造相転移を示す11Bスペクトルの分裂は今回の実験では見られなかった。この結果は、昨年度SPring-8で行われた粉末X線回折実験において、明確な構造相転移が見られなかったことと整合している。従って、以前の高圧下NMR実験で見られた構造相転移は、静水圧性の低下などの外的要因によるものと考えられる。一方、非磁性ダイマーと磁気的ダイマーの共存を示すスペクトルの分裂は、前回と同様に観測された。正方晶を保持したまま非磁性ダイマーと磁気的ダイマーが共存する原因は現時点では不明だが、最近、歪んだシャストリー・サザーランド模型においてハルデン鎖的な振る舞いが理論的に予想されており、今回の実験結果との関連が期待される。二次元直交ダイマースピン系SrCu_2(BO_3)_2の基底状態は、常圧、零磁場の下では非磁性シングレットダイマー状態であるが、高磁場下における磁化プラトー相、2.4GPaの高圧下における新奇磁気相が見出されており、本研究の課題を実験的に追求する上で、理想的な物質である。本年度、我々はこのSrCu_2(BO_3)_2の2.4GPaの高圧下において見出された新奇磁気相をより詳細に理解するため、1.3および3.3Tの磁場の下で^<11>B核のNMR測定を行った。その結果、この磁気相はギャップの大きさが異なる2種類のダイマーが超周期構造を作る新奇なvalence-bond-solid状態と考えられることが明らかになった。また、5d遷移金属酸化物は、3d遷移金属酸化物に比べ、d電子間のクーロン斥力の影響が小さいことから金属となることが期待される。しかし、一部のパイロクロア構造を持つIr酸化物では、絶縁体となるものが見出されており、電子相関とスピン軌道相互作用によるフェルミ面のトポロジーの変化との協調現象が絶縁化の起源として期待されている。このような新奇物質群に対する研究を進めることは、新奇量子相の探索においても望ましい。パイロクロア構造を有する5d遷移金属酸化物Cd_2Os_2O_7は、226Kで金属絶縁体転移を示し、絶縁化とともに磁気秩序転移を示すが、その磁気構造は明らかではなかった。本年度我々は、単結晶試料を用いた^<17>O核のNMR測定を行い、この物質の磁気構造が4-in 4-out構造であることを明らかにした。二次元直交ダイマースピン系SrCu2(BO3)2の基底状態は、常圧、零磁場の下では非磁性シングレットダイマー状態であるが、高磁場下における磁化プラトー相、2.4GPaの高圧下における新奇磁気相が見出されている。本年度、我々はこのSrCu2(BO3)2の高圧下において見出された新奇磁気相をより詳細に理解するため、SPring-8において放射光を用いた粉末X線回折実験を行った。その結果、高圧化においても直方晶の体心格子より低対称な格子系になっていることはないことを明らかにした。しかし、一部のパイロクロア構造を持つ5d遷移金属酸化物では、絶縁体となるものが見出されており、電子相関とスピン軌道相互作用による新奇な絶縁体状態が期待されている。昨年度は、パイロクロア構造を有する5d遷移金属酸化物Cd20s207が、227Kにおける金属絶縁体転移伴いall-in/all-out磁気構造へと秩序化することを明らかにした。本年度は、この物質の臨界指数および磁気励起を明らかにし、all-in/all-out磁気構造の出現に必要とされるIsing異方性が非常に小さいことを明らかにした。

その結果、以前の高圧下NMR実験では見られていた、正方晶から斜方晶への構造相転移を示す11Bスペクトルの分裂は今回の実験では見られなかった。この結果は、昨年度SPring-8で行われた粉末X線回折実験において、明確な構造相転移が見られなかったことと整合している。従って、以前の高圧下NMR実験で見られた構造相転移は、静水圧性の低下などの外的要因によるものと考えられる。一方、非磁性ダイマーと磁気的ダイマーの共存を示すスペクトルの分裂は、前回と同様に観測された。正方晶を保持したまま非磁性ダイマーと磁気的ダイマーが共存する原因は現時点では不明だが、最近、歪んだシャストリー・サザーランド模型においてハルデン鎖的な振る舞いが理論的に予想されており、今回の実験結果との関連が期待される。現在までの研究で、高圧下における核磁気共鳴実験および放射光を用いた高圧下粉末X線回折実験を行い、直交ダイマースピン系SrCu2(BO3)における圧力誘起磁気相に関して新たな知見が得られている。また、当初予定していなかった5d遷移金属酸化物Cd20s207に関する研究を行い、この系の金属絶縁体転移が時間反転対称性以外の対称性を破らない磁気秩序に起因するものであることを明らかにすることができた。これらはの結果は、本研究の目的である新奇量子相の探索がおおむね順調に進んでいることを示している。今後は、SrCu2(BO3)、2の単結晶を用いた高圧下核磁気共鳴を行い、圧力誘起磁気相の磁気秩序パターンを決定する。また、圧力を変えて測定することで、この物質の相図を完成させる。また、Cd20s207と同様にパイロクロア構造を有する5d遷移金属酸化物であるEu2Ir207、常圧、零磁場下に量子臨界点を持つβ-YbAIB4と、その類縁物質であるα-YbAIB4などの研究を行い、新奇量子相を探索する。また、そのための技術開発を行う。
昆虫病原菌類・昆虫病原細菌を用いたデュアルコントロール機構の解明

病害虫防除におけるデュアルコントロール(Dual Control)とは植物の病気と害虫もしくは植物寄生性線虫と土壌病原菌の複合病を同時に防除することをいう。本研究では昆虫病原性糸状菌、特に子のう菌類のBeauveria属菌、Metarhizium属菌、Lecanicillium属菌等の土壌中における生態学、植物病原菌に対する寄生性や拮抗性、エンドファイトとしての特性を明らかにした。また、昆虫病原性細菌であるBacillus thuringiensisにおいても植物病原菌類に拮抗性があり、植物に対して抵抗性を誘導することを明らかにした。最近、環境保全型農業における微生物農薬が注目されているが、現在、その出荷量は化学農薬の1%にも満たないのが現状である。より環境に優しい農業を推進するためにはさらに効果的な効力を持った新・微生物農薬の開発が急務とされている。申請者らは、昆虫病原細菌および昆虫寄生菌が害虫を防除するだけでなく、植物に病気に対する抵抗性を付与し、いくつかの病害に対しても発病抑制効果(デュアルコントロール)を示すことを最近明らかにしてきた。本研究では、我々が見出だした昆虫病原細菌(Bacillus thuringiensis)、昆虫寄生菌(Beauveria bassiana, Leeanicillium spp.)の病害虫同時防除機構を解明し、そのメカニズムを利用した効率的な病害虫防除法を提案することを目的とする。そこで平成24年度はデュアルコントロール作用のある系統を選抜するために昆虫病原菌類最近、環境保全型農業における微生物農薬が注目されているが、現在、その出荷量は化学農薬の1%にも満たないのが現状である。本研究では、我々が見出だした昆虫病原細菌(Bacillus thuringiensis)、昆虫寄生菌(Beauveria bassiana, Lecanicillium spp.)の病害虫同時防除機構を解明し、そのメカニズムを利用した効率的な病害虫防除法を提案することを目的とする。1)昆虫病原性糸状菌であるLecanicillium属菌(B-2)はin vitroにおいてトマト、アズキ、ダイズ等の生育に悪影響を及ぼさず、ハウス試験で病害に対し、有効に作用した.しかし、病害に対する抵抗性遺伝子発現は確認されなかった。おそらく別の経路の遺伝子が関与している可能性があると考えられた。Bacillus thuringiensis (BTー18)は抵抗性遺伝子の発現を誘導(PR-P2)しハウス試験においても病害に対し有効に作用した。Lecnaicillium muscarium(B-2)およびBacillus thuringiensis (BT-18)はエンドファイトとして有用な菌株であると考えられた。2)BT-17,18の2株がトマト萎凋病菌(FOM)に対して拮抗性を示し、BT-17,18,20の3株がポット試験においてトマト萎凋病の発病を抑制した。BT-17、BT-18はFOMに対して拮抗性をしめしたが、BT-20は拮抗性を示さなかったので、発病抑制効果は誘導抵抗性によるものと考えられた。なお、これらの株の培養ろ液はサツマイモネコブセンチュウに対して殺卵作用が認められた。現在、トマト萎凋病、サツマイモネコブセンチュウの複合病に対しての効果を調査している。3)宮城県におけるハウス試験において、BT-17,18,20の3系統のいずれの菌株もアザミウマ類及びコナジラミ類に対しては比較的抑制効果が高く,3菌株の中ではBT-18の効果が最も高かっが、アブラムシ類に対しては効果が認めらなかった。また、キュウリのうどんこ病に対してはいずれの菌株も比較的高い抑制効果を示したものの,トマトのうどんこ病に対する抑制効果は低かった。また,トマトの葉かび病に対しては抑制効果が認められなかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。昆虫病理学26年度が最終年度であるため、記入しない。デュアルコントロールのメカニズムを解明するための菌株のスクリーニングおよびターゲットとする植物病害の組み合わせはほぼ決まっており、今後2年間、これら選定した株を用いて研究を計画に沿って遂行する。デュアルコントロールのメカニズムを解明するための菌株のスクリーニングおよびターゲットとする植物病害の組み合わせは決まっており、最終年度はこれら選定した株を用いて研究を計画に沿って遂行する。25年度に計画している温室・ガラス室実験では、より現場に近い状況でデュアルコントロールの試験を実施するため宮城県農業・園芸総合研究センターの研究員である増田氏と関根氏を加え、研究メンバーのさらなる充実を図った。

26年度に計画している温室・ガラス室実験では、より現場に近い状況でデュアルコントロールの試験を実施するため宮城県農業・園芸総合研究センターの研究員である増田氏と関根氏を加え、研究メンバーのさらなる充実を図った。26年度が最終年度であるため、記入しない。4月より研究および共同研究にかかわる出張等を始める必要があるため。当初共同研究者である北大の浅野先生と北海道内デノミ実施する予定であったが、26年度にデュアルコントロール研究で実績のある宮城農業・園芸研究所の研究員2名を加え、最終年度の実験の実施地域を広げ計画を滞りなく実施するため次年度使用額が生じた。宮城農業・園芸研究所との共同研究における交通費、実験費に充てる。
中等国語科における論証を軸とした表現・理解力の学習と発達に関する実証・実践的研究

本研究では,中学校,高校の説明的文章の読みの授業における論証の理解と表現の関連指導に関する研究を行った。中学生は,筆者の推論に対して批判的になる一方,暗黙の前提を補って理解し表現することは難しいことが明らかになった。また,先駆的な授業の観察・分析を通して,論証を扱う授業モデルを次の4つに類型化し,有効性を確かめた。A生活世界における理解・表現の授業,B説明的文章の推論的理解・表現の授業,C説明的文章のクリティカルな理解・表現の授業,Dカリキュラム展開による理解・表現の授業実践。本研究は,中等教育段階を対象とし,学習者への実態調査と先駆的な授業実践の授業観察を通して,表現と理解の能力関連を計る関連型国語学力および授業モデルを構築し,学習者の学力形成と教師の授業改善に対するモデルの有効性を検証することを全体の目的とする。本年度は次のような成果が得られた。1)論理的文章の読みにおける論証の理解能力と,音声および文字による表現能力(状況的能力)の発達的な関連を明らかにするという研究課題に対し,附属学校に勤務する研究協力者が昨年度行った中学校3年生を対象とした授業において得られた,小集団の話し合いによる暗黙の理由づけを読み取る過程の録音データの分析を行った。筆者の推論に関して,学習者自身の経験からの類推の過程と,主張と反論および再反論によって合意が形成される過程において,論証の理解が成立する様子が明らかとなった。2)学習者の発達をふまえた関連型国語学力および授業モデルの構築と有効性の検証を行うという研究課題に対し,上記研究協力者との協同により,実験的な授業を設計し,授業の実施・観察を行った。複数の説明的文章による教材編成を行い,授業単元を設計し,。実験的な授業を実施し,授業観察を行った。比べ読みによる論証方法の違いの理解と小グループによる話し合いにおける表出という授業モデルを仮に構築するとともに,現在得られたデータを分析中である。3)我が国をはじめ,各国における学力調査が基づく言語能力モデルに関する資料を収集・分析し,理論的な検討を行うという課題に対し,科学哲学に範囲を広げた論証にかんする理論的な検討を行った。本年度は次のことを具体的な目的として研究を行った。課題(1):論理的文章の読みにおける論証の理解能力(スキル的側面)と,音声および文字による表現能力(状況的能力)の発達的な関連を明らかにする。課題(2):教師の国語学力および授業モデルにおける論証の位置づけを明らかにする。今年度行った研究において,以下のような成果が得られた。1)「科学的説明」という観点から,中学校3年間の説明的文章教材の分析を行い,説明的文章における「説明」がどのように発達しているか,その段階性とカリキュラム性を明らかにした。2)研究分担者である宮本浩治が前年度附属学校に勤務していたときに行った中学校3年生を対象とした実験授業において得られた,小集団の話し合いによる批評的読みの過程の録音データの分析を行った。個人の読みが,音声言語による表現である協同的な過程において変化する過程,学級全体の授業過程において,承認を得る過程がとらえられた。3)先駆的な実践を行っている教師として研究分担者の宮本浩治が中学校2年から3年に対して行った説明的文章の授業の分析を通して,発達段階に応じた学力モデルおよび授業モデルを構築した(途中)。本研究では,初年度までに当時研究協力者であった宮本浩治教諭(平成21年度まで広島大学附属中高等学校,平成22年度から研究分担者・武庫川女子大学)による中学校1から3年の説明的文章の読みの授業を観察することで,論証理解を学習課題とする授業過程と,学習者同士の協同的過程における論証理解過程を分析した。次年度には,これを基盤として,研究協力者3名による説明的文章の論証理解を扱った授業を共同的に設計し,授業観察を行った。最終年度である平成23年度には,研究課題を「教師への関連型モデルの教授と実験授業を通して,学習者における学力形成,教師における授業改善という二つの側面からモデルの有効性の検証を行う」ことに置き,前年度に観察・記録した3つの授業の分析を行った。その結果,いずれの授業においても,学習者による論証理解の深まりと,教師における授業改善の両面において効果が見出された。さらに,宮本による授業を含めた4名の教師による,説明的文章の論証を扱った授業について,次のような授業モデルの類型化を行うことができた。「A生活世界における論証理解=日常生活で当面するコミュニケーション上の問題を解決することを軸とした授業」

「B説明的文章の読みにおける推論的な論証理解=説明的文章の論証における暗黙の前提を補って理解する方向での授業」「C説明的文章の読みにおけるクリティカルな論証理解=説明的文章の批判的吟味に焦点化した授業」「D説明的文章の読みのカリキュラム的展開...年間カリキュラムにおいて,BとCを統合する実践」なお,本年度には,学習者の研究として残されていた課題「論理的文章の読みにおける論証の理解能力(論証のスキル的側面)の発達を明らかにする」ことにも取り組むことを計画していたが,観察した授業にける協同的過程の分析にとどまり,個人を対象とした発達調査を取り立てて行うことはできず,課題として残った。
2011年東日本大震災津波による土砂移動現象に対する境界層モデルの適用

2011年3月11日に発生した東日本大震災津波は東北地方を中心として甚大な人的・物的被害をもたらした他に,大規模な海浜地形変化の変化ももたらしている.本研究では,津波の流動モデルを用い,東日本大震災津波による土砂移動の再現を通じて,モデルの検証,および必要に応じてモデルの改善を行うことを目的としている.今年度は研究の最終年度であり,これまでの研究の進捗を踏まえて予定通りに研究を終えた.まず,昨年度の研究活動で選定したサイトとして宮城県東松島市における石巻海岸を研究対象とした.この海域を対象にして,一昨年開発した数値モデルを適用し,仮想的に海岸堤防の高さを4段階(0m, 1m, 3m, 5m)に変化させ,津波の遡上に伴う流速値,せん断力,シールズ数などを数値シミュレーションにより求めた.モデルは水表面の計算にVOF法を使用し,乱流モデルとしてk-εモデルを連立させることにより,境界層の特性を数値計算に取り込んでいる.数値計算により,海岸堤防高さの増加に従って,海域でのよどみ領域が拡がり,海域における侵食が低減することが分かった.このように,海岸堤防が堤内地での氾濫の低減のみならず,海域における侵食をも低減できることは新たな構造物の価値としてきわめて興味深い知見である.これらの成果を,第35回国際水理学会(平成25年9月,中国・成都),第12回河川土砂移動シンポジウム(平成25年9月,京都)などにおいて発表を行った.(抄録なし)2011年3月11日に発生した東日本大震災津波は東北地方を中心として甚大な人的・物的被害をもたらした他に,大規模な海浜地形変化の変化ももたらしている.本研究では,津波の流動・土砂移動モデルを用い,東日本大震災津波による土砂移動・海浜変化の再現を通じて,モデルの検証,および必要に応じてモデルの改善を行うことを目的としている.今年度は5ヶ月のみの実施期間であり,主に準備期間とした.まず,津波による土砂移動現象,ドライな砂面上を流れる流体運動および砂移動現象に関する文献調査を実施した.次に,数値モデルの開発に着手した.波動モデルとしては浅水流方程式およびk-ωモデルを組み合わせた方程式を用いた.その結果,ドライな砂面を計算するための波先端部における境界条件を定めることが出来た.このモデルをダムブレーク問題に適用し,実験結果との比較の結果,良好な計算結果を得ることが出来た.これらの成果を,日本自然災害学会東北支部(1月),および土木学会東北支部技術研究発表会(3月)において発表を行った.詳細なモデル計算との比較は次年度以降の学術研究会において発表を行う予定である.さらに,次年度以降の検証データとするために,2011年東日本大震災津波により被災した砂浜海岸において地形変化に関する調査を行った.研究対象としては,これまでも研究がなされている仙台海岸とした.あわせて,空中写真の分析を行い,地形変化のデータを整備した.2011年3月11日に発生した東日本大震災津波は東北地方を中心として甚大な人的・物的被害をもたらした他に,大規模な海浜地形変化の変化ももたらしている.本研究では,津波の流動・土砂移動モデルを用い,東日本大震災津波による土砂移動・海浜変化の再現を通じて,モデルの検証,および必要に応じてモデルの改善を行うことを目的としている.今年度は一年間の研究活動があり,研究において大幅な進捗があった.まず,東日本大震災津波による大規模な土砂移動・地形変化があったサイトとして石巻海岸を選び,海岸管理者である宮城県により取得された深浅測量データの解析を行った.この結果,水深10m以深の海域では単に地盤沈下が生じており,砂移動による地形変化はこれより浅い海域に限定されることが分かった.また,この地盤沈下量は陸上で測定されている値と調和的であり,東部の最大値で約1.2mであり,西に向かうにつれて減少していた.さらに,この海域を対象にして,昨年開発した数値モデルを適用し,津波の遡上に伴う流速値,せん断力,シールズ数などを求めた.モデルは水表面の計算にVOF法を使用し,乱流モデルとしてk-εモデルを連立させている.これらの基礎方程式を連立させて,水面・流れ場に関する解を得ることが出来る.これによれば,通常の風波による漂砂に比べてはるかに大きいせん断力が作用していることが判明した.これらの成果を,日本自然災害学会東北支部(平成24年12月),および土木学会東北支部技術研究発表会(平成25年3月)において発表を行った.2011年3月11日に発生した東日本大震災津波は東北地方を中心として甚大な人的・物的被害をもたらした他に,大規模な海浜地形変化の変化ももたらしている.本研究では,津波の流動モデルを用い,東日本大震災津波による土砂移動の再現を通じて,モデルの検証,および必要に応じてモデルの改善を行うことを目的としている.今年度は研究の最終年度であり,これまでの研究の進捗を踏まえて予定通りに研究を終えた.まず,昨年度の研究活動で選定したサイトとして宮城県東松島市における石巻海岸を研究対象とした.この海域を対象にして,一昨年開発した数値モデルを適用し,仮想的に海岸堤防の高さを4段階(0m, 1m, 3m, 5m)に変化させ,津波の遡上に伴う流速値,せん断力,シールズ数などを数値シミュレーションにより求めた.モデルは水表面の計算にVOF法を使用し,乱流モデルとしてk-εモデルを連立させることにより,境界層の特性を数値計算に取り込んでいる.

数値計算により,海岸堤防高さの増加に従って,海域でのよどみ領域が拡がり,海域における侵食が低減することが分かった.このように,海岸堤防が堤内地での氾濫の低減のみならず,海域における侵食をも低減できることは新たな構造物の価値としてきわめて興味深い知見である.これらの成果を,第35回国際水理学会(平成25年9月,中国・成都),第12回河川土砂移動シンポジウム(平成25年9月,京都)などにおいて発表を行った.当初の目標とした既往研究レビュー,モデルの開発,その検証について検討を終えた.さらに2011年3月11日の東日本大震災津波に伴う海浜変形調査まで実施することが出来たことにより,標記の判断に至った.当初の目標とした現地データ解析および数値シミュレーションの一部を終えており,標記の判断に至った.研究は順調に進展しており,研究計画通りに今後も推進する予定である.従って,計画の変更などは無い.研究は順調に進展しており,研究計画通りに今後も推進する予定である.従って,計画の変更などは無い.(抄録なし)
レース展開とくりこみ群による臨界現象の研究

本研究では統計物理学の基本的なモデルについて,「くりこみ群」と「レース展開」の手法を用いてその臨界現象を厳密に解析することを目標とした.3年間の内に手がけた題材はいくつかあるが,その主な成果を列挙すると以下のようになる.1.臨海現象の解析には「くりこみ群」の方法が非常に有効と思われるが,その厳密な解析は非常に難しい.そこで,「階層イジングモデル」と呼ばれる簡単化されたイジングモデルのくりこみ群を厳密に解析した.その結果,4次元以上ではそのくりこみ変換の軌道はガウス型固定点に吸い込まれることを厳密に証明した.また,このくりこみ変換を記述する偏微分方程式系を見いだし,その研究を行っている.2.自己回避ランダムウォーク,パーレーションなどの確率論的モデルについて,その2点数が臨界点でどのように振る舞うかを詳しく解析し,結果として,「平均場的な臨界現象」を示すことを証明した.3.東京工業大学理工学研究科大学院生の大野正雄氏の研究を支援する形で,「階層自己回避ランダムウォーク」に関するくりこみ群解析を実行した(解析はほぼ完成,論文執筆中)4.東京工業大学理工学研究科大学院生の為永恵太氏との共同研究で,ある種の「ランダムクラスターモデル」の臨界現象を,レース展開の手法を用いて研究した.このモデルは一つのパラメーターqを持ち,パーコレーションとlattice animalを外挿するものである.パーコレーションとlattice animalは異なった臨界次元を持つので(前者は6,後者は8),ランダムクラスターモデルの臨界次元がどうかに焦点を絞って解析している.本研究では統計物理学の基本的なモデルについて,「くりこみ群」と「レース展開」の手法を用いてその臨界現象を厳密に解析することを目標とした.3年間の内に手がけた題材はいくつかあるが,その主な成果を列挙すると以下のようになる.1.臨海現象の解析には「くりこみ群」の方法が非常に有効と思われるが,その厳密な解析は非常に難しい.そこで,「階層イジングモデル」と呼ばれる簡単化されたイジングモデルのくりこみ群を厳密に解析した.その結果,4次元以上ではそのくりこみ変換の軌道はガウス型固定点に吸い込まれることを厳密に証明した.また,このくりこみ変換を記述する偏微分方程式系を見いだし,その研究を行っている.2.自己回避ランダムウォーク,パーレーションなどの確率論的モデルについて,その2点数が臨界点でどのように振る舞うかを詳しく解析し,結果として,「平均場的な臨界現象」を示すことを証明した.3.東京工業大学理工学研究科大学院生の大野正雄氏の研究を支援する形で,「階層自己回避ランダムウォーク」に関するくりこみ群解析を実行した(解析はほぼ完成,論文執筆中)4.東京工業大学理工学研究科大学院生の為永恵太氏との共同研究で,ある種の「ランダムクラスターモデル」の臨界現象を,レース展開の手法を用いて研究した.このモデルは一つのパラメーターqを持ち,パーコレーションとlattice animalを外挿するものである.パーコレーションとlattice animalは異なった臨界次元を持つので(前者は6,後者は8),ランダムクラスターモデルの臨界次元がどうかに焦点を絞って解析している.主に2つの題材について研究を行った。1.自己回避ランダムウォーク,パーコレーションなどの確率論的モデルについて,その2点関数が臨界点でどのように振る舞うか(距離と共にどのように減衰するか)を詳しく調べた.これらのモデルは系の次元がある程度大きいとき(系の「臨界次元」よりも大きい場合),「平均場的な臨界現象」とよばれる,簡単な臨界現象を示すことが色々な研究でわかってきている.しかし,臨界点直上における2点関数の減衰そのものを調べた研究は非常に少なく,結果も少ない.そこで,この科研費による研究では,系の臨界点での2点関数の減衰を研究し,系の次元が十分に高い場合には2点関数が単純ランダムウォークなどと同じ,「平均場的な臨界現象」を示すことを証明した.2.臨界現象の解析には「くりこみ群」の方法が非常に有効と思われるが,その数学的に厳密な解析は非常に難しい.この研究では「階層イジングモデル」と呼ばれる簡単化されたイジングモデルについて系の次元が4以上の場合,くりこみ群変換を厳密に遂行することを行った.このモデルの臨界点においてはくりこみ群変換の結果はガウス型固定点に吸い込まれるであろう事が長年,予想されてきた.しかし,その予想を現実に証明するのは非常に難しく,誰も成功していなかったものである.我々は特性関数の方法を用い,かつコンピューターによる計算も援用することで,このモデルに対する厳密なくりこみ群変換を実行することに成功した.結果は長年の予想を裏付けるものである.なお,現在のところ,我々の解析は「階層モデル」に限られている.昨年に引き続き2つの題材について研究を行うとともに,新しい研究課題(以下の3)も開拓した.1.自己回避ランダムウォーク,パーコレーションなどの確率論的モデルについて,その2点関数の臨界点での振る舞いを詳しく調べた.結果として,系の次元が十分に高い場合には2点関数が単純ランダムウォークなどと同じ,「平均場的な臨界現象」を示すことを証明した.現在,論文にまとめている.2.臨界現象の解析には「くりこみ群」の方法が非常に有効と思われるが,その数学的に厳密な解析は大変に難しい.この研究では去年に引き続き,「階層イジングモデル」と呼ばれる簡単化されたイジングモデルのくりこみ群変換を解析した.新しい成果として,このくりこみ群変換はある偏微分方程式系で書けることを見いだした.これは今後の発展につながる重要な結果と考える.

3.東京工業大学理工学研究科大学院生の大野正雄氏の研究を支援する形で,「階層自己回避ランダムウォーク」をくりこみ群を用いて研究した.同様のアプローチはより現実的なモデルについて,原自身が数年前に試みたことがあるが,あまりに複雑なので成功しなかった.ところが,階層モデルにすると非常な簡単化が起こり,面白いように解析が進む.その結果として,数年前には見えなかったことも見えつつある.現在はこの部分の論文をまとめるとともに,更なる発展(より現実的なモデルヘの拡張)を考えている.1.「階層イジングモデル」と呼ばれる簡単化されたイジングモデルのくりこみ群変換に関連して,去年みいだした偏微分方程式系の研究を行った.2.東京工業大学理工学研究科大学院生の大野正雄氏の研究を支援する形で,「階層自己回避ランダムウォーク」に関するくりこみ群解析をより深く実行した結果として,帯磁率に対する対数補正の存在を証明した.3.東京工業大学理工学研究科大学院生の為永恵太氏との共同研究で,ある種の「ランダムクラスターモデル」の臨界現象を,レース展開の手法を用いて研究した.このモデルは一つのパラメーターqを持ち,パーコレーションとlattice animal1を外挿するものである.パーコレーションとlattice animalは異なった臨界次元を持つので(前者は6,後者は8),パラメーターqのランダムクラスターモデルの臨界次元がどうなるのかは興味深い.この研究ではqが少しでもパーコレーションの値からずれると,モデルの臨界次元が8になることを証明するための研究を行った。
高エネルギーX線を用いた定位放射線治療における線量評価の標準化および治療効果

頭部における定位放射線照射を行う際には、頭部にLeksell Flameを固定し、その固定具に付いている点などを基準としで位置合わせを行っている。しかし、現在行われている分割照射では、頭部の外側に基準点があるため、治療のたびにLeksell Flameを着脱しなければならず、再現性などの点で問題がある。そこで、治療成績を向上させるために、頭蓋内における基準点を決定し、その精度を検討することを目的とした。6MVX線でCRを用いて頭部ファントムのリニアックグラフィーを撮影した。小照射野(病巣部)の中心をマークし、頭蓋内の各基準点までの距離を測定した。正面像および側面像においては数mm程度の誤差が生じた。位置合わせの際に、頭蓋内に基準点を置き、CRライナックグラフィーによる確認は、病巣部や正常組織が明瞭に描出し、精度向上が期待されるため有用なことであった。定位放射線照射にて使用される細い線束のX線について、線量評価精度の高い測定を行うために、数種類の検出器について感度校正を行い高エネルギー微小線束での吸収線量測定を実施した。小型電離箱は水吸収線量校正定数およびコバルト校正定数が得られていないため、リファレンス線量計との相互比較により感度校正を行った。これを用いて微小線束での校正点吸収線量を測定した。その結果、リファレンス線量計を用いた新旧標準測定法では2%以下の誤差が現れた。これは水ファントムおよびMixDPファントムの温度補正に原因があると考えられた。小型電離箱でのイオン再結合補正および極性効果の補正係数はそれぞれ1・0とした。これらを用いた吸収線量測定においても2%以下の誤差が現れた。これは有効電離容積が小さいことによる安定性に問題があると思われた。定位放射線照射に用いられる微小線束の線量測定において、小型電離箱を用いる場合には感度校正を正確に行う必要があり、線量測定の再現性と安定性が重要であった。また、数種類の検出器を用いて線量評価を行う必要性を示した。直線加速装置を用いた定位放射線照射では、小照射野における側方の電子平衡を考慮しなければならない。その線量測定には、検出器の大きさによる測定精度などの問題が残されている。現在、小照射野の線量測定は、基準電離箱を軸方向(電離箱の柄の部分が線束と平行)に設置して行われている。しかし、この方法ではステム効果や実効電離中心などの問題がある。6MVX線を用い、測定は小容積の平行平板電離箱を水中に設置して行った。この平行平板電離箱は軸方向にて使用し、実効電離中心は表面の内側となる。この設置ではケーブルが照射野内になるため、ケーブルの効果を考慮しなければならない。そこで我々は、電離箱のステム効果について研究を行った。その結果、線量評価において、ケーブルの長さによるステム効果の影響はほとんど現れなかった。また、定位放射線照射は、従来の放射線治療方法と比較して小病巣に正確に適正な線量を照射しなければならないため、線量の決定および測定、治療計画が重要である。しかし、小照射野の線量測定には様々な問題が残され、照射野と検出器の大きさの関係が測定精度に影響を与えている。本研究において、異なる容量の二種類の指頭型電離箱を用いて、コリメータ散乱補正係数(Sc)と全散乱補正係数(St)を測定しファントム散乱補正係数(Sp)を求めた。特にScの測定時に使用するビルドアップキャップについては、材質とサイズによる検討を加えた。その結果、使用する検出器のサイズが、照射野との大きさとの関係により電子平衡不成立領域の線量測定に影響することが確認された。今後は、より詳細に照射野と検出器の関係を電子平衡の観点から研究する必要があり、また、様々な深さにおいて各散乱補正係数を測定することによって、電子平衡領域の検討をすることの重要性を示唆した。定位放射線照射は、治療する領域に正確に一致して線量を投与する治療法である。従って病巣部に高線量を集中的に与えなければならず、その精度が重要となる。現在、頭部における定位放射線照射を行う際には、頭部にLeksell Flameを固定し、その固定具に付いている点などを基準として位置合わせを行っている。しかし、現在行われでいる分割照射では、頭部の外側に基準点があるため、治療ごとにFlameを着脱しなければならず、再現性などの点で問題がある。本研究では治療精度の向上を目的として、頭蓋内における基準点を決定した。CRを用いたリニアックグラフィーにおいて、照射野を30×30cm^2と1×1cm^2として二重曝射を行った。2×2cm^2、3×3cm^2についても同様に行った。正面像において、病巣部(仮定)の中心と左上顎洞下縁を結ぶ線を0°とし、この線からその他の各基準点と病巣部の中心とのなす角度を測定した。側面像では小照射野(病巣部)の中心と前頭洞下縁を結ぶ線を0°とし、正面像の場合と同様に角度を測定した。正面像においては、22mm以下の誤差が生じ、側面像においては37mm以下の誤差が生じた。現在、頭部治療を行う際に、35mm以下程度の誤差は生じるものとされているが、多くの施設では1mm以内の誤差で行われている。

位置合わせの際に、頭蓋内に基準点を置き、CRを用いたライナックグラフィーでの確認は、病巣部や正常組織が明瞭な描出が可能で、誤差を減らし精度を向上させることができるため、臨床現場において非常に有用なことであった。本研究では正面像と側面像ともに基準点を3点として、さらに基準点となる候補を増やし、精度良くすることが重要であることを示唆した。頭部における定位放射線照射を行う際には、頭部にLeksell Flameを固定し、その固定具に付いている点などを基準としで位置合わせを行っている。しかし、現在行われている分割照射では、頭部の外側に基準点があるため、治療のたびにLeksell Flameを着脱しなければならず、再現性などの点で問題がある。そこで、治療成績を向上させるために、頭蓋内における基準点を決定し、その精度を検討することを目的とした。6MVX線でCRを用いて頭部ファントムのリニアックグラフィーを撮影した。小照射野(病巣部)の中心をマークし、頭蓋内の各基準点までの距離を測定した。正面像および側面像においては数mm程度の誤差が生じた。位置合わせの際に、頭蓋内に基準点を置き、CRライナックグラフィーによる確認は、病巣部や正常組織が明瞭に描出し、精度向上が期待されるため有用なことであった。定位放射線照射にて使用される細い線束のX線について、線量評価精度の高い測定を行うために、数種類の検出器について感度校正を行い高エネルギー微小線束での吸収線量測定を実施した。小型電離箱は水吸収線量校正定数およびコバルト校正定数が得られていないため、リファレンス線量計との相互比較により感度校正を行った。これを用いて微小線束での校正点吸収線量を測定した。その結果、リファレンス線量計を用いた新旧標準測定法では2%以下の誤差が現れた。これは水ファントムおよびMixDPファントムの温度補正に原因があると考えられた。小型電離箱でのイオン再結合補正および極性効果の補正係数はそれぞれ1・0とした。これらを用いた吸収線量測定においても2%以下の誤差が現れた。これは有効電離容積が小さいことによる安定性に問題があると思われた。定位放射線照射に用いられる微小線束の線量測定において、小型電離箱を用いる場合には感度校正を正確に行う必要があり、線量測定の再現性と安定性が重要であった。また、数種類の検出器を用いて線量評価を行う必要性を示した。
Deep Learning を用いたスパーステクスチャ画像解析手法の確立

本研究は,医療画像などにおいて解析困難となるテクスチャ状の画像データに対し,そのテクスチャ構造を表現する有効な因子を抽出することによる構造理解の促進を目的としている.第二期研究では,第一期研究時に提案しているDCNNを用いた転移学習方法を発展させるとともに,DCNN内部の状態表現を理解するために,従来の“ハンドデザインした特徴量+SVMのような識別機械"といった機械学習手法で構築されるシステムとDCNNの内部状態を対応させることを試みた.このため,第二期研究は,以下のサブテーマを設定した.1)医療画像などのテクスチャ状画像データに対して,より高精度な識別が行える深層学習(Deep Learning: DL)等を用いた表現を構築し,DL内部のデータ表現からどのようなテクスチャデータが識別に有効に寄与しているかを検討した.この結果,びまん性肺疾患画像の識別問題において少数データからでも高精度な識別装置の構築が可能であることを示した.また識別時に画像中のどの部分が識別に有効に作用しているかを示すことも示すことができた.2)従来のテクスチャ特徴量を用いた判別問題に対して,L1制約型のスパースモデリングや, Approximated Exhaustive Search (AES)-SVM法をといった特徴選択手法を適用し,有効な特徴量を選択し,どのような特徴が,識別に関して有効に寄与しているかを検討した.この結果,従来のL1制約を用いた識別装置はハイパーパラメータの選択に敏感なため,AES-SVMのような全数検索ベースの近似手法が良い成果を出すことが示せた.更に,これらの課題から得られる特徴量自体を比較し,有効な特徴量を抽出することを検討した.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は医用画像等におけるテクスチャ解析を行うための枠組みをディープラーニングを用いて解析することを目的としている.研究プロジェクトの大枠としては,3つの課題からなり,課題1としてディープラーニングを用いた識別器の構築,課題2として従来から提案されている画像テクスチャを用いた識別器の構築,課題3としてこれらの二つの課題を繋げて,テクスチャ特徴量の比較を行い,医用画像の解析を行うためのテクスチャ特徴を検討していくという枠組みを考えている.平成28年度に関しては課題1と課題2に関して研究を遂行した.課題1として,十分な能力の識別器を構築するためにディープラーニングを用いて識別器を構成した.ディープラーニングを用いる場合,十分な質と量のデータが必要となるが,医用画像においては,このようなデータを収集することが望めないことも多い.そこで,我々が以前から提案している転移学習を用いる手法をもちいて識別能力を向上させた.具体的には,大量の自然画像とテクスチャ画像などを情報源として事前に学習させることで,識別能力を向上させ,97%程度の識別精度を得ることに成功した.課題2としては,従来の特徴量に対して,どのような特徴が識別に有効なのかを確認した.特徴量の選択問題は組合せ最適化問題として考えられ,貪欲法やスパース最適化,さらにマルコフ連鎖モンテカルロ法を用いたスパース選択といった手法が考えられる.ここでは,特徴量セットの分布といった観点から問題を捉えるため,列挙法として温度交換マルコフ連鎖モンテカルロ(MCMC)法を用いて,各テクスチャクラスに関して有効な特徴量のセットを抽出させた.結果として,課題1で求めたディープラーニングを用いた識別器には及ばないものの9割程度の精度を持つ,識別器を構成させることに成功した.平成28年度の研究課題として,課題1であるディープラーニングを用いたテクスチャ画像の識別器の構築に関しては,ディープコンボリューションニューラルネットワーク(DCNN)を用いて,実用に用いるのに十分な程度の識別精度を得ることに成功している.一方,課題2であるスパース特徴選択を用いたテクスチャデータの識別器構築に関しては,やや性能が劣るものの,各テクスチャクラスにおいて,9割程度の識別能力を持つ識別器を構築することに成功しており,どのテクスチャ特徴の組み合わせが有効であるかと言うところまでは理解の程度が進んだといえる.課題2において,調査しなければならないことは,スパース特徴選択手法である.L1正則化を用いた識別器などと比較することであるがこちらも予備調査はほぼ終了している.本研究は,医療画像などにおいて解析困難となるテクスチャ状の画像データに対し,そのテクスチャ構造を表現する有効な因子を抽出することによる構造理解の促進を目的としている.第二期研究では,第一期研究時に提案しているDCNNを用いた転移学習方法を発展させるとともに,DCNN内部の状態表現を理解するために,従来の“ハンドデザインした特徴量+SVMのような識別機械"といった機械学習手法で構築されるシステムとDCNNの内部状態を対応させることを試みた.このため,第二期研究は,以下のサブテーマを設定した.1)医療画像などのテクスチャ状画像データに対して,より高精度な識別が行える深層学習(Deep Learning: DL)等を用いた表現を構築し,DL内部のデータ表現からどのようなテクスチャデータが識別に有効に寄与しているかを検討した.この結果,びまん性肺疾患画像の識別問題において少数データからでも高精度な識別装置の構築が可能であることを示した.また識別時に画像中のどの部分が識別に有効に作用しているかを示すことも示すことができた.2)従来のテクスチャ特徴量を用いた判別問題に対して,L1制約型のスパースモデリングや, Approximated Exhaustive Search (AES)-SVM法をといった特徴選択手法を適用し,有効な特徴量を選択し,どのような特徴が,識別に関して有効に寄与しているかを検討した.