hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オートインデューサーの分解を機作とした口腔バイオフィルム形成制御に関する研究

本研究において,オートインデューサーを分解する酵素のStreptococcus mutansのう蝕原性に対する効果を解析した。トリプシンおよびrHtrAはS.mutansの増殖およびガラス管壁への付着を抑制し,さらに菌体内外多糖の合成を抑制する傾向を示した。これらの結果は,オートインデューサー分解酵素のS.mutansに対する抗菌活性およびバイオフィルム形成抑制効果を示唆するものである。多様な口腔細菌から成るデンタルプラークが、近年、バイオフィルムという概念で捉えられ、これが齲蝕や歯周病の最大の発症要因となるだけでなく、誤嚥性肺炎など死に至る疾患の原因にもなりうることが認識されつつある。クオラムセンシング制御によるバイオフィルム形成制御技術は、これら疾患の発症予防や治療に大きく寄与すると考えられる。本研究ではStreptococcus mutansをはじめとするグラム陽性菌のクオラムセンシング関連分子であるオートインデューサーを分解する酵素(HtrA protease、以下rHtrA)に着目し、本年度はrHtrAのS.mutansに対する諸効果を解析した。すなわち、rHtrA蛋白発現形質転換株(宿主:Escherichia coli)を作製し、蛋白発現誘ならびに超音波破砕等により得た可用性画分よりrHtrAを回収した。そしてrHtrAがS.mutansの増殖抑制ならびに付着抑制効果を有することを、ガラス試験管を用いた測定で確認した。また、スクロース添加培地で培養し形成したS.mutansのバイオフィルムに含まれる菌体外多糖(不溶性および水溶性グルカン)の合成量をフェノール硫酸法で測定したところ、rHtrA添加によりこれら多糖の合成を抑制することを確認した。次年度は、rHtrA添加によるバイオフィルム形成制御効果について、齲蝕誘発モデルを用いた形態学的解析、すなわち菌体外多糖の構造変化あるいは象牙細管への細菌侵入ならびに菌体外多糖合成状況等を電子顕微鏡あるいは共焦点レーザー顕微鏡を用いて解析する予定である。本研究では、クオラムセンシングを制御しバイオフィルム形成を制御する新たな手段として、グラム陽性菌のオートインデューサーを分解する酵素(HtrA protease、以下rHtrA)に着目し、昨年度において、rHtrA発現形質転換株(宿主:Escherichia coli)を作製し、本菌株から回収したrHtrAによるStreptococcus mutansの増殖抑制、付着抑制効果およびin vitro(フェノール硫酸法)での多糖合成抑制効果について検討した。今年度は、S.mutansを用いた齲蝕誘発モデル(象牙質薄板を用いた細管への細菌侵入モデル)をrHtrA存在下で作製し、象牙質薄板の表層に形成されたバイオフィルムや象牙細管に侵入したS.mutansの菌体内外多糖の合成状況などを、象牙質を未脱灰のまま作製した超薄切片に菌体内外多糖特異的電子染色(過沃素酸-チオカルボヒドラジド-蛋白銀染色)を施した上で透過型電子顕微鏡を用いて解析した。その結果、バイオフィルム内および象牙細管に侵入したS.mutansの菌体内外多糖は、rHtrA非存在下に比べ多糖と思われる線維状構造物や顆粒様構造物が少ない傾向を呈し、菌体内外とも多糖の合成量が抑制されていることが推察された。また、S.mutansの象牙質薄板表層からの細管侵入距離ついても、rHtrA非存在下に比較して短い傾向を示した。これらの結果から、形態学的にもin vitroの結果と同様、rHtrA存在下でのS.mutansの多糖合成抑制効果を認めた。次年度は、S.mutansのバイオフィルム形成関連遺伝子の発現にrHtrAがどのような影響を与えるかを、rHtrAを添加しバイオフィルムを形成させたS.mutansから抽出したmRNAを出発材料としたRT-PCRを行うことにより解析する予定である。本研究では、クオラムセンシングを制御しバイオフィルム形成を制御する新たな手段として、グラム陽性菌のオートインデューサーを分解する酵素(HtrA protease、以下rHtrA)に着目し、昨年度において、S.mutansを用いた齲蝕誘発モデル(象牙質薄板を用いた細管への細菌侵入モデル)をrHtrA存在下で作製し、象牙質薄板の表層に形成されたバイオフィルムや象牙細管に侵入したS.mutansの菌体内外多糖の合成状況などを解析した。今年度は、Streptococcus mutansのグルカン合成酵素関連遺伝子およびクオラムセンシング関連遺伝子など、バイオフィルム形成関連遺伝子の発現に、rHtrAがどのような影響を与えるかを、rHtrAを添加しバイオフィルムを形成させたS.mutansから抽出したmRNAを出発材料としてRT-PCRを行うことにより解析した。その結果、種々の程度でこれらバイオフィルム形成関連遺伝子の発現に影響を及ぼしたが、有意に増減する遺伝子は存在しなかった。また,アドレノメデュリン存在下でのHtrA proteaseの諸効果を検討したが,抗菌効果およびグルカン合成抑制効果といういずれの観点においても,アドレノメデュリンの添加による有意な効果増強を認めなかった。本年度計画におけるrHtrA

添加によるバイオフィルム形成制御効果に関する形態学的検索について、S.mutansを用いた齲蝕誘発モデルの作製および菌体内外多糖の合成状況や象牙細管へのS.mutansの侵入距離の計測といったモデルの形態学的解析を順調に実施し、概ね想定した結果を得ることができ、次年度に計画している更なる検証にほぼ予定通り着手できる目処がついたため。歯科保存学当初予定していた計画に則って、S.mutansのグルカン合成酵素関連遺伝子およびクオラムセンシング関連遺伝子などバイオフィルム形成関連遺伝子の発現にrHtrAがどのような影響を与えるかを、rHtrA存在下でバイオフィルムを形成させたS.mutansから抽出したmRNAを出発材料としたRT-PCRを行うとともに、アドレノメデュリンの抗菌効果に及ぼすrHtrAの効果を解析する。本年度計画における形質転換株(宿主:Escherichia coli)の作製ならびに同菌株からの目的蛋白質の発現を確認した。また、試験管における口腔細菌増殖等への目的蛋白質の添加効果に関し、おおむね想定した結果が示され、次年度に計画している更なる検証にほぼ予定通り着手できる目処がついたため。研究遂行に必要な試薬をメーカーのキャンペーンを最大限利用して購入した,あるいは旅券の早期購入による割引を利用したなど,経費節約に務めたため。当初予定していた次年度計画に則り、口腔細菌によるバイオフィルム形成への目的蛋白質の添加効果を各種検証法により解析していく予定である。次年度の研究遂行に必要な物品(特に,遺伝子解析あるいは蛋白質解析に必要な消耗品)の購入ならびに共用分析機器(総合研究室の機器)の使用料等に充てる。研究遂行に必要な試薬をメーカーのキャンペーンを利用して購入する、あるいは旅券の早期購入による割引を利用するなど、経費節約に努めたため。次年度の研究遂行に必要な物品(特に、電顕解析に必要な消耗品)の購入あるいは共用分析機器(総合研究室の機器)の使用料等に充てる。
神経回路数理モデルによる高精度原子間ポテンシャル開発とセラミックスへの応用

本研究は、セラミックスの構造と機能に関する原子シミュレーションを格段に高い計算精度で行うため、ニューラルネットワークに基づく原子間ポテンシャルの開発を目指した。学習の際にニューロン間の結合強度を最適化するため、本研究では共役勾配法の適用を検討した。第一原理計算により異なる種類の多様な構造の計算を多数行い、それらの全エネルギーを学習データもしくはテストデータとした。検討の結果、共役勾配法のみではエネルギー精度を10meV/atom以下にすることができなかったため、共役勾配法に焼きなまし法を加えたアルゴリズムを用いて検討したところ、約10meV/atom以下のエネルギー精度を達成できた。本研究は、セラミックスの構造と機能に関する原子シミュレーションを、従来より格段に高い計算精度で行うため、情報科学を活用した原子間ポテンシャルの開発を目指す。脳神経系の情報処理機構を模した数理モデル(ニューラルネットワーク)に基づき、第一原理計算と同精度の原子シミュレーションを実現する原子間ポテンシャルを開発する。酸化物セラミックスに適用し、ポテンシャルの妥当性・有効性を検討する。本年度は以下の検討を行い、成果を得た。(1)原子間ポテンシャルのためのニューラルネットワークの検討:ニューラルネットワークの内部構造について検討した。ニューロンの連結構造として、階層型ニューラルネットワークを用いた。階層数および各階層のニューロン数について基礎的検討を行い、階層数は2、ニューロン数は数十の構造が、複雑な相互作用を持つ物質計算には必要であろうと結論付けた。これに基づき、基本プログラムの作成を行った。(2)学習データおよびテストデータの準備:ニューラルネットワークに学習させる数多くの第一原理計算データを準備するため、第一原理計算を行った。本研究ではプログラムのテストを兼ねて、Si, Alなどの単純金属を中心に検討を進め、データ数としては2000以上のデータセットを作成した。それを用いてニューラルネットワークの学習を行い、1原子あたり10-2 eV程度のエネルギー精度は達成した。しかし最終目標の10-3 eVの精度は得られなかったため、学習の際に行うニューラルネットワークのパラメータの最適化手法に問題があるとみて、最適化手法の基礎的検討を行った。基本プログラムの作成および学習・テストデータの準備の状況は当初計画していた通りである。本年度は、昨年度に構築した自作のプログラムをもとに、ニューラルネットワークの学習アルゴリズムの確立と学習効率の向上に取り組んだ。とくに、昨年度までの検討で、目標とするエネルギー精度(10^-3 eV/atom)を達成するための最適化アルゴリズムの探索が課題であったため、この点を重点的に検討した。学習の際に、ニューラルネットワークのニューロン間の重みを最適化するため、本研究では、既往研究で用いられている最急降下法ではなく、共役勾配法の適用を検討した。第一原理計算により、異なる種類の多様な構造の計算を多数行い、それらの全エネルギーを学習データもしくはテストデータとした。データ数としては2000以上のデータセットを作成した。最急降下法に比べて共役勾配法は、収束までの最適化サイクル回数を大幅に低減でき、最適化までの計算時間も大幅に短縮できることがわかった。しかし、エネルギー精度は10^-3 eV/atomを切ることができなかった。そこで、共役勾配法に焼きなまし法を加えたアルゴリズムを用いて検討したところ、10^-3 eV/atomのエネルギー精度を達成できることがわかった。継続して、プログラムの改良とセラミックスへの適用に試みる。とくにプログラム面では、ニューラルネットワークのパラメータの最適化手法が問題であることが判明したため、この点を次年度早々に解決していきたい。計算材料学物品が研究申請時より少し安価に購入ができたため。計画通り、次年度の旅費に組み込んで使用する予定である。
西南日本白亜紀火成岩類の地球化学的広域変化の要因解明と海嶺沈み込みの検証

本研究は,西南日本の白亜紀-古第三紀珪長質火成岩類に見られる地球化学的広域変化の要因とこの大規模な火成活動と海嶺沈み込みとの相互関係を明らかにしようとするものである.西南日本の白亜紀火成岩類のうち,初期に活動した山陽帯東部,中部および西部に分布する火山岩・迸入岩類に焦点を絞って地質学的,岩石化学的研究を行ったほか,活動時期のあいまいである山陰帯東部の火成岩類についての岩石化学的・年代学的研究も行った.この結果,中国地方山陽帯中東部の100Ma-120Maの年代を示す火成岩類は,一部に同一地域におけるそれ以降の火成岩類(90-75Ma)とは岩石化学的,またSrやNd同位体組成に若干の違いがあることが明らかとなった.すなわち,古期のものには,島弧タイプのカルクアルカリ岩のほかに,ソレアイトやそれらよりややSr含量にとみ,Yに乏しく,Sr同位体組成が低く,Nd同位体組成が高い火成岩類が分布することが明らかとなった.これらの岩石化学的特徴はアーキアンのhigh-AI TTDやアダカイト質岩に類似しており,それらが沈み込む玄武岩質海洋性地殻,すなわちMORBの部分溶融によって形成された可能性が強い.しかし,SrやNd同位体組成に若干の相違があることから,スラブ起源のマグマが地殻物資とミキシングして形成された可能性が強い.従って,火成活動の規模が膨大であること,活動の中心が南から北へ移動していること,さらにはこのような岩石化学的特徴からみて,西南日本の白亜紀には海嶺が沈み込んだ可能性が強く示唆される.西南日本の白亜紀火成岩類にうち,90Ma以降のものについては,このような岩石化学的性質が認められないことから,90Ma前後を境に活動の性格が変化した可能性が強いことも明らかとなった.本研究は,西南日本の白亜紀-古第三紀珪長質火成岩類に見られる地球化学的広域変化の要因とこの大規模な火成活動と海嶺沈み込みとの相互関係を明らかにしようとするものである.西南日本の白亜紀火成岩類のうち,初期に活動した山陽帯東部,中部および西部に分布する火山岩・迸入岩類に焦点を絞って地質学的,岩石化学的研究を行ったほか,活動時期のあいまいである山陰帯東部の火成岩類についての岩石化学的・年代学的研究も行った.この結果,中国地方山陽帯中東部の100Ma-120Maの年代を示す火成岩類は,一部に同一地域におけるそれ以降の火成岩類(90-75Ma)とは岩石化学的,またSrやNd同位体組成に若干の違いがあることが明らかとなった.すなわち,古期のものには,島弧タイプのカルクアルカリ岩のほかに,ソレアイトやそれらよりややSr含量にとみ,Yに乏しく,Sr同位体組成が低く,Nd同位体組成が高い火成岩類が分布することが明らかとなった.これらの岩石化学的特徴はアーキアンのhigh-AI TTDやアダカイト質岩に類似しており,それらが沈み込む玄武岩質海洋性地殻,すなわちMORBの部分溶融によって形成された可能性が強い.しかし,SrやNd同位体組成に若干の相違があることから,スラブ起源のマグマが地殻物資とミキシングして形成された可能性が強い.従って,火成活動の規模が膨大であること,活動の中心が南から北へ移動していること,さらにはこのような岩石化学的特徴からみて,西南日本の白亜紀には海嶺が沈み込んだ可能性が強く示唆される.西南日本の白亜紀火成岩類にうち,90Ma以降のものについては,このような岩石化学的性質が認められないことから,90Ma前後を境に活動の性格が変化した可能性が強いことも明らかとなった.本研究は,西南日本の白亜紀-古第三紀珪長質火成岩類に見られる地球化学的広域変化の要因とこの大規模な火成活動と海嶺沈み込みとの相互関係を明らかにしようとするものである.本年度は西南日本の白亜紀火成岩類のうち,初期に活動した山陽帯中部および西部分布する火山岩・迸入岩類に焦点を絞って地質学的,岩石化学的研究を行ったほか,活動時期のあいまいである山陰帯東部の火成岩類についての岩石化学的・年代学的研究も行った.この結果,山陽帯中西部の100Ma-120Maの年代を示す火成岩類は,同一地域におけるそれ以降の火成岩類(90-75Ma)とは岩石化学的,またSrやNd同位体組成に若干の違いがある可能性が出てきた.すなわち,古期のものには,島弧タイプのカルクアルカリ岩のほかに,ソレアイトやそれらよりややSr含量にとみ,Sr同位体組成が低く,Nd同位体組成が高い火成岩類が分布することが明らかとなった.従って山陽帯の白亜紀火成活動は90Ma前後を境に活動の性格が変化した可能性が強いことが判ってきた.12年度も引き続いてこの関係を明確にする予定である.一方,山陰帯北東部の白亜紀火成活動は85Ma前後のものと,70Ma前後の2時期に区分されることが明らかとなった.両時代の火成岩類における岩石化学的,Sr・Nd同位体的性質の違いは今のところ明確でない.

従って,火成活動の場は,120-100Maには山陽帯および領家帯で,また90-75Maの活動は領家帯から山陰帯までの幅広い地域で,また7以降の活動は山陰帯のみで行われたことが明らかとなった.本研究は,西南日本の白亜紀-古第三紀珪長質火成岩類に見られる地球化学的広域変化の要因とこの大規模な火成活動と海嶺沈み込みとの相互関係を明らかにしようとするものである.西南日本の白亜紀火成岩類のうち,初期に活動した山陽帯東部,中部および西部に分布する火山岩・迸入岩類に焦点を絞って地質学的,岩石化学的研究を行ったほか,活動時期のあいまいである山陰帯東部の火成岩類についての岩石化学的・年代学的研究も行った.この結果,中国地方山陽帯中東部の100Ma-120Maの年代を示す火成岩類は,一部に同一地域におけるそれ以降の火成岩類(90-75Ma)とは岩石化学的,またSrやNd同位体組成に若干の違いがあることが明らかとなった.すなわち,古期のものには,島弧タイプのカルクアルカリ岩のほかに,ソレアイトやそれらよりややSr含量にとみ,Yに乏しく,Sr同位体組成が低く,Nd同位体組成が高い火成岩類が分布することが明らかとなった.これらの岩石化学的特徴はアーキアンのhigh-AlTTDやアダカイト質岩に類似しており,それらが沈み込む玄武岩質海洋性地殻,すなわちMORB部分溶融によって形成された可能性が強い.しかし,SrやNd同位体組成に若干の相違があることから,スラブ起源のマグマが地殻物資とミキシングして形成された可能性が強い.従って,火成活動の規模が膨大であること,活動の中心が南から北へ移動していること,さらにはこのような岩石化学的特徴からみて,西南日本の白亜紀には海嶺が沈み込んだ可能性が強く示唆される.西南日本の白亜紀火成岩類にうち,90Ma以降のものについては,このような岩石化学的性質が認められないことから,90Ma前後を境に活動の性格が変化した可能性が強いことも明らかとなった.
脂質関連分子を介する新たなAMPA型グルタミン酸受容体のシナプス集積機構の解明

シナプス可塑性の仕組みは、学習記憶のモデルとして盛んに研究され、関連遺伝子やタンパク質の同定とその役割の理解が深まりつつある。本研究では、膜脂質の一種PIP3と特異的に結合するPhldb2が、シナプスが形成されるスパインにPIP3依存的に局在し、グルタミン酸受容体のシナプス内係留とPSD-95の細胞内動態に関与することを突き止めた。また、Phldb2欠損マウスの海馬CA1シナプスでは、長期抑制と長期増強の両方のシナプス可塑性が欠如していることも見出した。これらの知見は、シナプス可塑性における膜脂質-タンパク質相互作用の重要性を提起し、その分子実体を明らかにした点で重要な発見である。脳の高次機能にはシナプスの伝達効率の動的な制御(シナプス可塑性)が深く関与している。膜脂質(特にホスファチジルイノシトール(3,4,5)三リン酸:PIP3)が興奮性シナプス伝達を担うAMPA型グルタミン酸受容体(AMPA-R)のシナプス後肥厚部(PSD)上での発現に重要な役割を持つことが示唆されている。しかし、PIP3とAMPA-Rを繋ぐ分子実体やその制御機構は解明されていない。我々は、PIP3に高い親和性を持つPhldb2(pleckstrin homology-like domain, family B, member 2、別名LL5&#61538;)の機能解析の過程で、Phldb2がシナプス可塑性の発現に必須であることを発見した。そこで、PIP3,Phldb2,AMPA-Rの神経細胞膜上発現の分布を明らかにしながら、膜脂質制御の視点からAMPA-Rのシナプス集積とその調節の分子機構を解明することを目的とする。今年度、我々は最初にシナプス膜上のAMPA-R発現に対するPhldb2の役割を検討するために、凍結割断レプリカ標識(SDS-FRL)法を用いたAMPA-R発現の高解像度解析を行った。総AMPA-R標識とGluA1標識のラベルの両方でのシナプス内係留とシナプス後肥厚タンパク質(PSD)-95の細胞内動態に関与することを突き止めた。平成27年度は、以下の目的を達成した。Phldb2はシナプス膜表面におけるAMPA-Rの発現密度の制御に関与することの証明シナプス膜上のAMPA-R発現に対するPhldb2の役割を検討するために、凍結割断レプリカ標識(SDS-FRL)法を用いたAMPA-R発現の高解像度解析を行った。電子顕微鏡下で海馬CA1錐体細胞のシナプスを膜内粒子(IMP)の集積を頼りに同定し、興奮性シナプス後膜の面積とAMPA-R標識数を測定した。総AMPA-R標識とGluA1標識のラベルの両方で、シナプス面積と標識数の有意な正の相関が見られ、これはphldb2 KOマウスでも確認された。しかし、KOマウスでは、総AMPA-R標識、及びGluA1標識の両方の標識密度が野生型マウスの標識密度に比べ有意に低いことが分かり、phldb2の欠損が、単一シナプスレベルにおけるAMPA-R発現密度の制御に関与することが明らかとなった。Phldb2はPSD-95のスパイン内動態を制御することの証明脂質関連分子を介する新たなAMPA型グルタミン酸受容体のシナプス集積機構の解明ス後肥厚部(PSD)と呼ばれ、神経伝達物質受容体をはじめとする種々のシナプス機能分子が集積することで、機能的な分子複合体を形成している。興奮性シナプスでこの分子複合体形成に中心的な役割を担う分子(足場タンパク質)PSD-95のシナプス発現がPhldb2の制御下にあるかどうかを検討する目的で、培養海馬神経細胞のPSD-95局在を、免疫染色法より比較検討した。その結果、KOマウスではPSD-95局在のピークがスパインheadの辺縁から樹状突起シャフトに移動していた。さらに、paGFP-PSD-95の培養海馬神経細胞への発現誘導後のPSD-95拡散動態解析で、PSD-95の拡散がKOマウスで遅いことが判明した。これらのことから、Phldb2はPSD-95のスパイン内局在および移動も制御していることが示唆された。シナプス伝達効率を動的(シナプス可塑性)に制御する仕組みは、学習記憶をはじめとする脳の高次機能に深く関与している。シナプス伝達の大きさはシナプス後電流を通すAMPA型グルタミン酸受容体(AMPA-R)のシナプス内発現数に比例することが示され、AMPA-Rのシナプスへの運搬と除去に関わる分子機構の解析が進められている。しかし、膜脂質の役割については、まだ不明な点が多い。神経細胞においては、ホスファチジルイノシトール(3,4,5)三リン酸(PIP3)がAMPA-Rのシナプス後肥厚部上での発現調節に関与することが報告されている(Arendt et al.2010)。しかし、PIP3とAMPA-Rを繋ぐ分子実体やその制御機構の詳細は解明されていない。我々は、PIP3に高い親和性を持ち、脳に広く発現するPhldb2 (pleckstrin homology-like domain, family B, member2)の機能を解析する過程で、この分子がAMPA-Rのシナプス内係留に関わるPSD-95の細胞内動態に関与すること、更に、AMPA-RやNR1のシナプス発現量の制御への関与を示唆する結果を得た。また、

Phldb2欠損(KO)マウスの海馬CA1シナプスでは、LTDと長期増強(LTP)の両方のシナプス可塑性が欠如していることも見出した。Phldb2はシナプス膜表面におけるグルタミン受容体であるAMPA-RやNMDARの発現密度の制御に関与することの証明シナプス前から放出されたグルタミン酸は、グルタミン酸受容体のAMPARとNMDARに結合することで興奮が伝達されます。海馬CA1放射状層のシナプス内AMPARおよびNR1の発現をSDS-FRL法で解析しました。その結果シナプスの面積とその内部に認められたAMPARおよびNR1標識数の正の相関が有ることを示した。即ち、シナプスのAMPARおよびNR1が発現密度は一定に保たれていることが分った。この標識密度の平均値は、WTマウスに比べてKOマウスで有意に低下しことから、Phldb2がグルタミン酸受容体の細胞膜上の動態やグルタミン酸受容体のシナプス後膜での係留に関与していることが示唆された。海馬CA1シナプスでおきるシナプス後依存的なシナプス可塑性は、NMDARからのカルシウム流入に依存しており、流入したカルシウムが、CaMKIIの活性化とシナプス後部への集積を誘導することで、発現誘導されていることが知られている。このCaMKIIのリン酸化部位の違いが、LTPやLTDといった機能変化の方法性とリンクしていることも報告されており、これら可塑性の発現に、活性化CaMKIIとNMDAR、NR2Bとの結合が重要であることが報告されている。従って、このNMDARとCaMKIIとの結合状態は、その方向性を問わず、シナプス可塑性の発現そのものに重要である。CaMKIIに対する免疫沈降実験でNMDARとの複合体形成状態を解析した結果で、WTマウスの脳ではCaMKIIとNMDARサブユニットのNR2A,2B,NR1との複合体形成が確認できたが、KOマウスでは顕著に減少していることが分かった。シナプス伝達効率を動的に制御(シナプス可塑性)する仕組みは、学習記憶のモデルとして盛んに研究され、関連遺伝子やタンパク質の同定とその役割の理解が深まりつつある。一方、シナプス膜上に存在する脂質(膜脂質)と各可塑性関連タンパク質との相互作用やそのシナプス可塑性における機能的役割については殆ど不明である。本研究では、膜脂質の一種ホスファチジルイノシトール(3,4,5)三リン酸(PIP3)と特異的に結合するPhldb2(pleckstrin homology-like domain, family B, member 2)が海馬神経細胞のスパインに局在し、BDNF刺激によりスパイン内に局在するPhldb2の数は増加したが、PIP3の減少(PI3K阻害剤であるLy294002の投与)によりその数が減少したことを観察した。Phldb2はシナプスが形成されるスパインにPIP3依存的に局在し、スパインのAMPAR型(AMPA-R)のシナプス内係留とシナプス後肥厚タンパク質(PSD)-95の細胞内動態に関与することを突き止めた。さらに、Phldb2欠損マウスの海馬CA1シナプスでは、長期抑制(LTD)と長期増強(LTP)の両方のシナプス可塑性が欠如していることも見出した。これらの知見は、シナプス可塑性における膜脂質-タンパク質相互作用の重要性を提起し、その分子実体を明らかにした点で重要な発見である。シナプス可塑性の仕組みは、学習記憶のモデルとして盛んに研究され、関連遺伝子やタンパク質の同定とその役割の理解が深まりつつある。
農村における創造的資源継承についての実践研究

本研究の目的である、1アートプロジェクトやそれに類する地域活動に付随する創造性の規定要因を抽出すること、2創造的な地域活動から地域資源の継承に至るプロセスを構築すること、を達成するため、創造的な地域資源の継承についての事例調査を行なった。1.大地の芸術祭開催地域におけるインタビュー及びGPS、位置情報の収集日本を代表するアートプロジェクトである大地の芸術祭開催地域(新潟県十日町市)において、新規起業者、交通事業経営者、農業振興従事者、観光行政部門担当者、芸術祭運営の市民協力者、にインタビューを行なった。結果、芸術祭の開催によって新規事業が開始したのではなく、既存の組織や施設の活用、また従来事業が拡大して新規事業となっていることがわかった。イノベーションに関わる人材は、地域出身かつ外部での教育、就職経験があるものが多かった。地域への移住も増加しており、大企業やベンチャーとのネットワークが形成されていることも特徴的であった。また、新規事業に関わる施設、場所の位置情報を収集した。加えて、作品を巡る際のGPSデータと心拍データの連携についてテストを行ない、好ましい作品を見ることで心拍数が安定することが示唆された。さらに、次年度の定量調査時期、調査内容について行政担当者と調整し、学校や保育園の保護者と連携した調査を行うことにより、若年から中年層の意識を調べることとした。2.「ポートランド地図帖」創造都市として著名なアメリカ合衆国オレゴン州ポートランドについて、多様な空間情報を地図化した「ポートランド地図帖」を翻訳した。これにより、重工業の衰退に伴い、廃墟や落書きといったネガティブな要素を、アーティストやギャラリー、カルチャーイベントを活用することで再生した都市計画を紹介することができた。また、学術書と一般書を兼ねる広報効果の高いデザイン、感覚や感情を地図化する方法論を提示できた。育児による短時間勤務、病気休業、所属機関の異動により進捗が遅れた。そのため、大地の芸術祭を事例としたインタビューの地図化と分析、研究成果の公表ができなかったが、次年度の研究補助の雇用を増加することにより遅れを取り戻したい。また、定量調査を予定していたが、その方法論について、アンケート調査から、生体情報によって行うという新たな方向性を得たため、調査方法の検討に時間がかかっている。進捗の遅れの中で、継続的な実践地域として取り組んでいる東条川疏水では、具体的な事業の企画には至らなかったが、事業地域の含まれる加古川流域文化圏についての研究会への参加を通して、兵庫県や兵庫教育大学、神戸芸術工科大学等の関係者と意見交換を行い、新しいプロジェクト実施の体制について具体化することができた。また、当初計画になかった、ポートランド地図帖の翻訳に取り組んだが、アメリカ合衆国オレゴン州ポートランドは創造都市、住みたい街として国内外での注目が高まっていることから、創造都市の実態や「ポートランドらしさ」という地域特性を例として、デザイン性の高い地図化、視覚化する方法論を会得するとともに、一般向けの書籍として高い研究広報効果を産むこととなった。さらに、研究計画で創造性、寛容性について調べるため、新たな研究内容として、大阪府豊中市で実施されている「とよなか地域創生塾」事業において、豊中市、協働研究所と協力し、参加者への質問紙調査を実施した。このことにより、寛容性の自己認識と実際についての差異が明らかになったため、研究内容を大きく進展させることができた。都道府県レベルで取り組むことの多い「地域創生」という課題に、よりローカルな市レベルで取り組んでいる「とよなか地域創生塾」事業は画期的であり、引き続き調査事例として、本研究の「寛容性」「創造性」規定要因の分析に活用したい。まず、昨年度実施した大地の芸術祭についてのインタビューテキストのコーディング、地域イノベーションに関わる施設や場所の位置情報のGISデータベース化を進める。また、従来調査では調査が難しかった、20代から40代の意識を調べるため、大地の芸術祭開催地域の小学生や保育園児の保護者を対象として、心拍データやGPSデータの収集を主とした定量調査を実施し、地域資源継承に関わる意識(地域資源への興味、資源維持活動への参加意欲)と創造性の関係性を調べる。混合研究法により定性分析と定量分析の結果を合成し、トライアンギュレーションを通して、創造性と資源継承を普遍的に結びつけられる社会条件等を検討する。また、実践的研究の対象地としている兵庫県東条川疏水地域、東播用水地域において、アートプロジェクトや創造的な事業を企画・提案して疏水継承につなげる取り組みを実施する。上記の事業実施と合わせて、プロジェクト参加者へのインタビュー、簡易アンケートを行い、事業の実効性を検証する。当初計画において、先進的なアートプロジェクトとして研究事例に挙げていた「瀬戸内国際芸術祭」については、予算規模に対応して調査を縮小し、インタビューを中心とした簡易調査とする。それに代わって、「他者への寛容性」「創造性」の規定要因を調べるため、「とよなか地域創生塾」を継続して研究対象とし、参加者へのインタビュー、質問紙調査を実施、分析する。得られた調査結果については、経年比較を行う。

結果、芸術祭の開催によって新規事業が開始したのではなく、既存の組織や施設の活用、また従来事業が拡大して新規事業となっていることがわかった。イノベーションに関わる人材は、地域出身かつ外部での教育、就職経験があるものが多かった。地域への移住も増加しており、大企業やベンチャーとのネットワークが形成されていることも特徴的であった。また、新規事業に関わる施設、場所の位置情報を収集した。加えて、作品を巡る際のGPSデータと心拍データの連携についてテストを行ない、好ましい作品を見ることで心拍数が安定することが示唆された。さらに、次年度の定量調査時期、調査内容について行政担当者と調整し、学校や保育園の保護者と連携した調査を行うことにより、若年から中年層の意識を調べることとした。2.「ポートランド地図帖」創造都市として著名なアメリカ合衆国オレゴン州ポートランドについて、多様な空間情報を地図化した「ポートランド地図帖」を翻訳した。これにより、重工業の衰退に伴い、廃墟や落書きといったネガティブな要素を、アーティストやギャラリー、カルチャーイベントを活用することで再生した都市計画を紹介することができた。また、学術書と一般書を兼ねる広報効果の高いデザイン、感覚や感情を地図化する方法論を提示できた。育児による短時間勤務、病気休業、所属機関の異動により進捗が遅れた。そのため、大地の芸術祭を事例としたインタビューの地図化と分析、研究成果の公表ができなかったが、次年度の研究補助の雇用を増加することにより遅れを取り戻したい。また、定量調査を予定していたが、その方法論について、アンケート調査から、生体情報によって行うという新たな方向性を得たため、調査方法の検討に時間がかかっている。進捗の遅れの中で、継続的な実践地域として取り組んでいる東条川疏水では、具体的な事業の企画には至らなかったが、事業地域の含まれる加古川流域文化圏についての研究会への参加を通して、兵庫県や兵庫教育大学、神戸芸術工科大学等の関係者と意見交換を行い、新しいプロジェクト実施の体制について具体化することができた。また、当初計画になかった、ポートランド地図帖の翻訳に取り組んだが、アメリカ合衆国オレゴン州ポートランドは創造都市、住みたい街として国内外での注目が高まっていることから、創造都市の実態や「ポートランドらしさ」という地域特性を例として、デザイン性の高い地図化、視覚化する方法論を会得するとともに、一般向けの書籍として高い研究広報効果を産むこととなった。さらに、研究計画で創造性、寛容性について調べるため、新たな研究内容として、大阪府豊中市で実施されている「とよなか地域創生塾」事業において、豊中市、協働研究所と協力し、参加者への質問紙調査を実施した。このことにより、寛容性の自己認識と実際についての差異が明らかになったため、研究内容を大きく進展させることができた。
テクスチャ知覚における触覚・聴覚間相互作用および感覚間統合処理メカニズムの解明

特別研究員採用時より進めてきた研究により、物体の表面に感じられる粗さ感が、接触により生起する音や複合音を聴取することで変容すること、また、この聴触覚間相互作用には感覚強度の一致性が関わることを明らかにしてきた。本年度は、表面の粗さ知覚に関する聴触覚間相互作用の特性について、とりわけ、触覚情報の提示部位や聴覚情報の距離および感覚情報の空間的一致性の要因について検討した成果を国際会議で発表し、現在、論文を海外ジャーナルに投稿中である。また、感覚統合処理に関わる空間的要因を明らかにする上で、触覚単独モダリティの粗さ知覚における空間的要因について検討した。表裏二面から成る対象を、観察者の頭部に対して内側と外側となるように親指と人差し指で挟み、粗さ判断を行った。その結果、観察者の頭部に対して内側にある面の情報が優位となって粗さが知覚されることが明らかになった。この知見は、表面の粗さに関わる聴触覚間相互作用が触覚刺激の提示部位(頬・手)に依存し、頬における粗さ知覚の感度が聴覚情報によって変容することを示した研究成果と関連する可能性を示唆するものである。さらに、物体表面をなぞって粗さを知覚するときには、対象と皮膚との間に相対的な運動が伴うことに注目し、触覚的な運動に聴覚情報が影響を及ぼす可能性について検討した。触覚仮現運動刺激の提示中に、時間ずれを加えて聴覚刺激を提示し、運動方向の判断課題を行った結果、2Hz以下の周期の運動であれば、聴覚情報を提示するタイミングによって触覚の運動方向の知覚を変容し得ることを明らかにした。この知見は、表面の粗さ知覚における触覚と聴覚の相互作用においても、触運動と聴覚情報のタイミングおよび運動の周期が感覚統合の要因となり得る可能性を示唆するものである。物体表面を指でなぞるときに聴覚情報が提示されると,表面テクスチャの触覚的粗さが変化する。このときの聴覚情報は,刺激に接触した際に生じる音のみでなく,接触音と同様に広域にわたる周波数成分を含むホワイトノイズであっても触知覚へ影響をおよぼすことが報告されている。本研究では,触覚刺激の粒子の大きさが,聴覚情報によるクロスモーダルな影響に関与するかどうかを調べた。その結果、粗い研磨紙においてホワイトノイズはより粗い方向に触知覚を変化させたが,滑らかな研磨紙では聴覚刺激の影響がみられないという実験結果を得た。この結果から,モダリティ間における粗さ情報の一致性の影響を反映している可能性が考えられたため,次の研究では,触覚刺激の粒子の大きさと聴覚刺激の強度の両者を操作し,テクスチャの粗さに関する触覚・聴覚間相互作用の生起およびその方向性との関連について検討を行った。刺激構成粒子径の異なる触覚刺激を用いて粗さの弁別課題を行い,手の運動に同期して聴覚刺激が提示されるときに,聴覚・触覚間の粗さ情報の一致・不一致が聴覚情報の効果におよぼす影響を調べた。その結果,粒子の粗いテクスチャは,粗さの情報が一致する大きい音圧のノイズが提示されるときにより粗く感じ,微細テクスチャは,粗さ情報が一致する小さい音圧のノイズが提示されるときにより滑らかに感じることが明らかになった。これらの結果は,触覚と聴覚における粗さの情報が一致しているときに感覚統合が生じやすく,また,両モダリティ情報に含まれる特徴をより増幅する方向に重みづけがなされる可能性を示唆する。この研究は基礎心理学会第27回大会で優秀発表賞を受賞した。本研究では,ホワイトノイズの聴取が表面テクスチャ知覚へ及ぼす影響が,触覚刺激の物理特性に依存している可能性を検討した。その結果,触覚情報と聴覚情報との間に,主観的に感じられる刺激の粗さに整合性があるときに,表面粗さの知覚に聴覚情報による影響が顕著になり,聴覚情報による影響は必ずしも同一方向でないことが明らかになった。本研究の結果から,表面テクスチャ知覚における触覚情報と聴覚情報の処理メカニズムを検討する上で,触覚,聴覚のいずれの特性を操作するだけでは不十分であり,両者のもつ粗さ情報の整合性(触覚刺激の粒子径や溝幅と聴覚刺激の音圧や周波数特性)と,影響の方向性(粗い方向・滑らかな方向)の点について,より詳細に検討する必要性が示唆された。また,表面粗さ知覚において,音の影響が,触覚,聴覚情報の空間的一致性(左右)や距離に依存するのかどうか,刺激部位(頭部・手)によって異なるのかどうかを検討した。その結果,時間順序判断課題を用いて報告されている結果に一致し,頭部(頬)に提示された触覚刺激の粗さを判断する際には,頭部近傍に提示された聴覚情報の空間的一致牲の影響を受けやすいことが明らかになった。空間的に一致した方向にホワイトノイズが提示されると,音が提示されない条件および空間的に一致しない方向に提示される条件に比べ,頬に提示される触覚刺激の粗さ弁別感度が高くなった。本研究の結果から,表面粗さ知覚におよぼす聴覚情報の影響は,触覚情報の提示部位や聴覚情報の距離や空間的一致性に依存して生じることが明らかになった。本年度は、表面の粗さ知覚に関する聴

触覚間相互作用の特性について、とりわけ、触覚情報の提示部位や聴覚情報の距離および感覚情報の空間的一致性の要因について検討した成果を国際会議で発表し、現在、論文を海外ジャーナルに投稿中である。また、感覚統合処理に関わる空間的要因を明らかにする上で、触覚単独モダリティの粗さ知覚における空間的要因について検討した。表裏二面から成る対象を、観察者の頭部に対して内側と外側となるように親指と人差し指で挟み、粗さ判断を行った。その結果、観察者の頭部に対して内側にある面の情報が優位となって粗さが知覚されることが明らかになった。この知見は、表面の粗さに関わる聴触覚間相互作用が触覚刺激の提示部位(頬・手)に依存し、頬における粗さ知覚の感度が聴覚情報によって変容することを示した研究成果と関連する可能性を示唆するものである。さらに、物体表面をなぞって粗さを知覚するときには、対象と皮膚との間に相対的な運動が伴うことに注目し、触覚的な運動に聴覚情報が影響を及ぼす可能性について検討した。触覚仮現運動刺激の提示中に、時間ずれを加えて聴覚刺激を提示し、運動方向の判断課題を行った結果、2Hz以下の周期の運動であれば、聴覚情報を提示するタイミングによって触覚の運動方向の知覚を変容し得ることを明らかにした。この知見は、表面の粗さ知覚における触覚と聴覚の相互作用においても、触運動と聴覚情報のタイミングおよび運動の周期が感覚統合の要因となり得る可能性を示唆するものである。
色素性乾皮症マウスを用いた紫外線発がん抑制因子の探索―炎症反応をコントロールする

色素性乾皮症モデルマウス(Xpaマウス)においての異常な紫外線による日焼け反応(炎症反応)がその後の髙皮膚発癌の形質に関与するかを網羅的方法により炎症関連反応遺伝子を調べた。その前提としてXpaマウスでの紫外線による炎症反応の様子を観察し、紫外線量の最適化を行った。またどの程度の範囲の広さで紫外線が曝露されれば血中の炎症反応因子が増加することも確認し、Xpaマウスでは全身だけではなく、局所の照射にても血中炎症反応因子が上昇することを確認した。その後それらで抽出された遺伝子を蛋白レベルで紫外線照射後のXpaマウスで上昇しているかを確認した。その重要な蛋白の中和抗体投与により確かにXpaマウスでは紫外線照射後の炎症反応が抑制していることを確認した。中和抗体だけではなく、さらにその炎症に強く関連すると考えられた蛋白の中和抗体を投与下で紫外線を照射するとその後の発癌抑制が認められ、Xpaマウスでの抗発癌効果を来す重要な炎症関連因子を同定し、また紫外線による炎症反応が紫外線発癌に密接に関与していることを動物実験にて証明した。それらの中和抗体だけでなく、活性酸素を抑制する抗酸化作用を含有した飼料においても同様の抗発癌効果が示され、紫外線照射によって生じた活性酸素もその後の炎症反応、そして皮膚発癌に関与していることが示唆された。これは当初紫外線による直接的なDNA損傷のみが強い炎症反応および発癌に関与すると考えられていたが、活性酸素の関与を想起させる重要な知見になると考えられた。その後、抗菌剤のボリコナゾールが光線過敏および紫外線皮膚がんを誘導させる事実から同じXpaマウスを用いて如何なる炎症因子が関わっているかを網羅的に検討し、具体的な炎症反応因子を明らかにし、成果を発表した。現在色素性乾皮症A群モデルマウスにおいて紫外線照射実験を行っている。すでに炎症因子が紫外線照射で重要な要素で具体的な遺伝子・蛋白まで同定するに至っている。方法はマイクロアレイ法を用い、まずmRNAレベルで野生型とXpaマウスにおいて比較を行い、有意にXpaマウスにて上昇する遺伝子を抽出した。その後同遺伝子が蛋白レベルで上昇しているかをマウスの血中でのレベルをELISA法にて確認を行った。その結果蛋白レベルでもXpaマウスでは野生型と比較して有意に上場していることを確認した。同時に炎症反応因子として視覚的に耳介の腫脹反応や背部皮膚などの赤み、いわゆる紅斑反応を選定し、その蛋白の中和抗体を用いて血中レベルでの低下を引き起こすことができるか、あるいはそれらの視覚的炎症反応を抑制することができるかなどを解析した。結果的には中和抗体で血中の蛋白レベルの低下および耳介腫脹や紅斑反応が抑制することが確認でき、紫外線による皮膚の炎症反応がある蛋白の中和抗体の全身投薬により抑制することが証明された。今後は慢性紫外線発癌モデルにおいて、Xpaマウスに長期間紫外線を照射して発生してくる腫瘍が、中和抗体投与群と比較して実際に紫外線発癌抑制効果があるかなどの結果がほぼ出揃っており現在そのメカニズムとして中和抗体が及ぼす皮膚組織での炎症細胞浸潤の抑制などに如何に関わっているかということの研究を免疫組織染色などを用いて進めている。紫外線による重要な因子を見つけ得ることができ、それに対応する研究も始動しているためおおむね順調に進展していると考える。当初Xpaマウスにて炎症反応に重要な遺伝子、蛋白の特定において時間を要すると考えていたが、網羅的解析により想定よりも早く同定でき、また炎症反応抑制下での紫外線発癌動物実験も予定通り進捗したから。

またどの程度の範囲の広さで紫外線が曝露されれば血中の炎症反応因子が増加することも確認し、Xpaマウスでは全身だけではなく、局所の照射にても血中炎症反応因子が上昇することを確認した。その後それらで抽出された遺伝子を蛋白レベルで紫外線照射後のXpaマウスで上昇しているかを確認した。その重要な蛋白の中和抗体投与により確かにXpaマウスでは紫外線照射後の炎症反応が抑制していることを確認した。中和抗体だけではなく、さらにその炎症に強く関連すると考えられた蛋白の中和抗体を投与下で紫外線を照射するとその後の発癌抑制が認められ、Xpaマウスでの抗発癌効果を来す重要な炎症関連因子を同定し、また紫外線による炎症反応が紫外線発癌に密接に関与していることを動物実験にて証明した。それらの中和抗体だけでなく、活性酸素を抑制する抗酸化作用を含有した飼料においても同様の抗発癌効果が示され、紫外線照射によって生じた活性酸素もその後の炎症反応、そして皮膚発癌に関与していることが示唆された。これは当初紫外線による直接的なDNA損傷のみが強い炎症反応および発癌に関与すると考えられていたが、活性酸素の関与を想起させる重要な知見になると考えられた。その後、抗菌剤のボリコナゾールが光線過敏および紫外線皮膚がんを誘導させる事実から同じXpaマウスを用いて如何なる炎症因子が関わっているかを網羅的に検討し、具体的な炎症反応因子を明らかにし、成果を発表した。Xpaマウスに長期間紫外線を照射して発生してくる腫瘍が、中和抗体投与群と比較して実際に紫外線発癌抑制効果があるかなどの結果がほぼ出揃っており現在そのメカニズムとして中和抗体が及ぼす皮膚組織での炎症細胞浸潤の抑制などに如何に関わっているかということの研究を免疫組織染色などを用いて進めている。今回特定し得た炎症反応関連遺伝子の以外でも重要な遺伝子が含まれている可能性がある。特に光毒性を来すとされるヒトに投与されている薬剤において、その薬剤による強い紫外線誘発の強い日焼け反応が、長期間暴露されることにより発癌リスクが上昇することが危惧される。以降炎症反応と光毒性薬剤に関連する皮膚発癌のメカニズムについて検討したいと考えている。
個々のLDPC符号が持つ正確な誤り訂正性能評価法の研究

本研究成果は大きく分けて2つある.一つは,いくつかのLDPC符号の復号誤り率を正確に求める理論を構築し,さらに,具体例(SFA(3, 11)-LDPC符号)を以って理論の正しさを検証したことである.この成果を得る過程で, LDPC符号を定義するタナーグラフと呼ばれる対象の二部グラフとしての対称性の重要性を認識した.そこで,もう一つの成果として, SFA(2, P)-SFA(3, P)-LDPC符号の対称性を調査した.特に,それらの重要なパラメータである重み分布の特徴付けを与えた.本研究成果は大きく分けて2つある.一つは,いくつかのLDPC符号の復号誤り率を正確に求める理論を構築し,さらに,具体例(SFA(3, 11)-LDPC符号)を以って理論の正しさを検証したことである.この成果を得る過程で, LDPC符号を定義するタナーグラフと呼ばれる対象の二部グラフとしての対称性の重要性を認識した.そこで,もう一つの成果として, SFA(2, P)-SFA(3, P)-LDPC符号の対称性を調査した.特に,それらの重要なパラメータである重み分布の特徴付けを与えた.本研究の目的はLDPC符号の正確な誤り率を導出する為の新たな解析法を創出することにある。本年度の研究実施計画では、符号長160未満のLDPC符号に対し、訂正可能誤りの重み母関数を求める手法を提案することを掲げていた。この問題の難しい点は計算複雑性にある。もし計算時間を無視して構わないのであれば、計算機によって全ての誤りパターンを発生させ、訂正可能な誤りを求めることで、訂正可能誤りの重み母関数を決定することができる。しかし誤りパターンは符号長に対して指数的に増大するため、現実的には不可能である。情報セキュリティにおける計算量的安全性の指標として、符号長が80の全ての誤りパターンを計算機に入力することが現実的にできないと掲げられていることからも、本問題の難しさがわかる。一方で、LDPC符号の復号アルゴリズムを考慮すれば、理論だけで解析を完了することは殆ど望めない。そこで訂正可能誤りの誤りパターンをすべて求める高速なアルゴリズムの創出が、本研究の本質的な課題となる。本年度の成果は、訂正可能誤りと訂正可能シンドロームとの間の一対一対応を理論的に解明することで、符号長が80を超える符号の解析を実際に行なった点が挙げられる。その際、グラフの同型構造に着目することで、訂正可能シンドロームを求める計算効率を向上した点も成果と言える。そのアイデアはBurnsideの補題と呼ばれる群論の定理の応用である。この補題は、訂正可能シンドロームに対するグラフの同型群の作用による軌道の総数を数える手法である。このアイデアを用いることで、符号長121のArray型(3,11,11)符号の訂正可能誤りを求める時間を、元来の計算量である「2の121乗」から「2の24乗」まで、原理的に減らせることを示した。本年度は,当該研究テーマの出版,および,昨年度までに得た成果の周辺研究を主体に行った。出版状況として,国際論文誌IEEE Trans.On IT.に採録・出版されたことを挙げておく。昨年度までに創出した本研究手法は、LDPC符号の理論的な解析と、計算機による解析を両方利用することでであった。個々のLDPC符号に対し,シンドローム長に応じた量のデータを計算機によって取得し,それをもとに理論式に置き換える手法である。シンドローム長によるが,40程度であれば,一か月以上の時間を要する。震災の影響で長時間の計算機利用が難しい環境が続くと想定されたため,理論研究を中心とした研究を行った。これは、年度の初めに提出した研究計画通りである。昨年度までに得ているデータとして(3,11)-SFALDPC符号とよばれる対象の二元対象通信路上の性能評価を行い、復号誤り率の理論式導出に成功している。そこで、同符号よりも一般的な構造を持つ(3,P)-SFA LDPC符号に着目し、検出不可能誤りの生成率を求める研究を進めた。SFA LDPC符号は正則LDPC符号のクラスの一つであり、準巡回LDPC符号でもある。特に、梶、杉山らにより最小距離の導出、最小距離をもつ符号語の個数などが研究されてきた経緯をもつ。本研究では、梶、杉山の考察したSFA LDPC符号を一般化した構造を定義した。これまで(J,P)-SFAは1つの線形符号を指す用語であったが、本定義ではP choose Jだけ自由度を持つ。特に、一見すると同値で無い符号をふくむクラスとなっている。(同値であるか否かの問題は、後述する)その上で、列重み2もしくは3のSFA LDPC符号の検出不可能誤り率が、同一の列重みであれば、Pのみに依存することを証明した。つまりP chooseJある符号がどれも、同じ誤り率を有することがわかった。この成果は、国際シンポジウムISITA2012に投稿中である。本研究結果から、今後の興味として次の2点が面白いと考えられる。1.(3,P)-SFA LDPC符号の検出誤り率はPのみに依存して、すべて同じ値であることを得た。では、実際には幾らであるか、正確な表示を求めよ。2.(3,P)-SFA LDPC符号のパリティ検査行列は、どれも同値であるか調べよ。

つまり、列置換と行置換だけで、それらのパリティ検査行列を移りあえるか調べよ。本研究でも2.の解決を試みたが、完全な解は得られていない。計算機でも確認のできない、興味深い話題をみつけたと言える。