hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体膜貫通ペプチドとグライコフェクションによる遺伝子導入ミセルベクターの開発

本研究では、遺伝子導入効率を上昇させるために、核移行能がある新規ラクトース脂質を合成し、これまでのオリゴアルギニンPEG脂質に混合したナノ粒子を調製し、グライコフェクションによる遺伝子導入ベクターの開発を目的とする。自己凝集するオリゴアルギニンPEG脂質と、ラクトースPEG脂質をそれぞれデザインし、合成した。遺伝子とラクトース修飾オリゴアルギニンミセルベクターとの複合体の構造を物理化学的手法で調べ、培養細胞における遺伝子導入効率との関係も調べた。本研究では,遺伝子導入効率を上昇させるために,核移行能がある新規ラクトース脂質を合成し,これまでのオリゴアルギニンPEG脂質と混合した脂質ナノ粒子からなる遺伝子導入ベクターの開発を目的とする。まず,遺伝子をコンパクトにし,細胞膜に作用する最適なオリゴアルギニン鎖長とPEGリンカー鎖長を有し,自己凝集するオリゴアルギニンPEG(2000)脂質と,ラクトースPEG(2000)脂質をそれぞれデザインし,合成した。次に,プラスミドDNAとデカアルギニンPEG脂質ベクターとの複合体の構造を物理化学的手法で調べた結果,脂質濃度が低いときにはかご状,高くなるとひも状構造体も作ることが明らかになった。培養細胞における遺伝子導入効率との関係を調べた結果,この2種類の構造体では細胞取り込み量はほぼ同じであったが,遺伝子導入効率はかご状構造のとき高くなった。この最適デカアルギニンPEG脂質濃度に対するラクトースPEG脂質の添加量,さらに添加する順序を変えてDNAとの複合体を調製して遺伝子導入効率を調べた結果,遺伝子発現活性はラクトースPEG脂質の添加によって低下した。これは,かご状構造を破壊するためと考えられる。そのため,糖修飾リポソームベクターも調製し,その遺伝子導入効率の増加を期待したが,現段階ではやや高くなる程度であった。今後は,さらにこれら2種類のナノ構造体の細胞内での取り込み機構とDNAの放出について,電子顕微鏡,蛍光顕微鏡を用いて詳細に検討する予定である。本研究では、遺伝子導入効率を上昇させるために、核移行能がある新規ラクトース脂質を合成し、これまでのオリゴアルギニンPEG脂質と混合した脂質ナノ粒子からなる遺伝子導入ベクターの開発を目的とする。平成19年度は遺伝子をコンパクトにし、細胞膜に作用する最適なオリゴアルギニン鎖長とPEGリンカー鎖長を有し、自己凝集するオリゴアルギニンPEG(2000)脂質と、ラクトースPEG(2000)脂質をそれぞれデザインし、合成した。また、遺伝子とオリゴアルギニンPEG脂質ミセルベクターとの複合体の構造を物理化学的手法で調べ、培養細胞における遺伝子導入効率との関係を調べた。その結果、遺伝子発現に最適なオリゴアルギニンのアルギニン数は10であった。平成20年度は、オクタアルギニンPEG脂質とラクトースPEG脂質の最適な混合ミセルベクターと、リポソームベクターによる遺伝子導入ベクターの開発と、これらベクターと遺伝子との複合体の細胞内での取り込み機構とDNAの放出について、蛍光顕微鏡を用いて検討した。(1)糖修飾デカアルギニンミセル、またはリポソームベクターによるプラスミドDNAの遺伝子導入効率評価を行った結果、ミセルでは糖脂質のような他の成分が添加されると構造的変化等が起こりやすく、遺伝子発現が低下することが明らかとなった。また、リポソームベクターにおいても、ラクトース修飾によって遺伝子発現の上昇は見られなかった。(2)これらのベクターとDNA複合体の細胞内での取り込み機構とDNAの放出について、蛍光顕微鏡を用いて調べた結果、マクロピノサイトシスによって取り込まれ、細胞内でDNAは速やかに放出されることが明らかになった。
嚥下反射と呼吸機能の相互作用に及ぼす中枢神経・筋活動性について

本研究では,嚥下反射と呼吸機能の相互作用に及ぼす中枢神経,筋活動性について検討した.ヒトを対象とした上気道の抵抗性を測定した実験では,0.050.075mg/kgのミダゾラム静脈内投与による鎮静法下で睡眠時無呼吸症候群に似た結果が得られた.すなわち圧・流量曲線の解析結果から,上気道の抵抗値の上昇は,主に臨界圧の上昇によるものであることが明らかになり,閉塞部位は軟口蓋部であることが推測された.次に,鎮静法中の顎位の変化が上気道開通性にどのような影響を与えるかを検討した実験では,鎮静法下で切歯間距離が1cm程度の開口操作では上気道抵抗値を上昇させないが,3cm程度の開口が上気道の抵抗値を著しく上昇させることが明らかになった.この時の閉塞部位は,舌根部あるいは口蓋舌骨筋を介した軟口蓋の挙上が考えられた.さらに鎮静法時の体位変換の影響を検討した実験では,30度の上体挙上と頭部伸展が上気道抵抗値を有意に減少させ,臨界圧も減少させることが明らかになった.肺容量の変化よりも,重力の影響の方が重要であると考えられた.以上の実験結果は,鎮静法時の安全な管理法,睡眠時無呼吸のスプリント治療などの定量的診断法の確立のために重要な基礎データになると考えられた.本研究では,上記のように圧流量曲線の解析から上気道の抵抗値を定量的に検討する独創的な手法により,きわめて興味深い知見が得られている.最新の知見をもとにしたいくつかの新規実験により,睡眠時無呼吸の画期的な治療法を現在,検討中である.本研究では,嚥下反射と呼吸機能の相互作用に及ぼす中枢神経,筋活動性について検討した.ヒトを対象とした上気道の抵抗性を測定した実験では,0.050.075mg/kgのミダゾラム静脈内投与による鎮静法下で睡眠時無呼吸症候群に似た結果が得られた.すなわち圧・流量曲線の解析結果から,上気道の抵抗値の上昇は,主に臨界圧の上昇によるものであることが明らかになり,閉塞部位は軟口蓋部であることが推測された.次に,鎮静法中の顎位の変化が上気道開通性にどのような影響を与えるかを検討した実験では,鎮静法下で切歯間距離が1cm程度の開口操作では上気道抵抗値を上昇させないが,3cm程度の開口が上気道の抵抗値を著しく上昇させることが明らかになった.この時の閉塞部位は,舌根部あるいは口蓋舌骨筋を介した軟口蓋の挙上が考えられた.さらに鎮静法時の体位変換の影響を検討した実験では,30度の上体挙上と頭部伸展が上気道抵抗値を有意に減少させ,臨界圧も減少させることが明らかになった.肺容量の変化よりも,重力の影響の方が重要であると考えられた.以上の実験結果は,鎮静法時の安全な管理法,睡眠時無呼吸のスプリント治療などの定量的診断法の確立のために重要な基礎データになると考えられた.本研究では,上記のように圧流量曲線の解析から上気道の抵抗値を定量的に検討する独創的な手法により,きわめて興味深い知見が得られている.最新の知見をもとにしたいくつかの新規実験により,睡眠時無呼吸の画期的な治療法を現在,検討中である.嚥下反射と呼吸機能の相互作用に及ぼす中枢神経・筋活動性の検討を行うために、初年度は以下の実験機器の設置・調整を行い、関連する予備実験を行った。人の上気道の呼吸抵抗などを詳細に検討するために、圧-流量曲線を測定できるシステムを組み立てた。ポリグラフに圧、流量、積分ユニットなどを設置し、終末呼気に陽圧を負荷できる装置を併用して35ポイントの測定値を得て、圧-流用曲線を解析した。また、呼吸補助筋の働きを鼻翼筋、オトガイ舌筋などに刺入した針電極から節電図を導出し、呼吸の各位相との関連を検討した。圧-流量曲線からは気流抵抗値の他に、臨界閉塞圧や閉塞部位を明らかにできるため、各病態や薬物の投与での特徴的な値がいくつか得られた。まず、プロポフォールを用いた静脈内鎮静法時の圧-流量曲線の予備実験の解析から、薬物の血中濃度すなわち鎮静度に応じて、抵抗値、臨海圧がことなる可能性がでてきた。さらに、鼻腔から挿入した細いチュ一ブから蒸留水を滴下し嚥下反射を誘発して、呼吸機能との相互作用をみた予備実験では、位相に応じた変化が示唆されたため、吸気、呼気、口呼吸、鼻呼吸の状態に応じて細かく測定する必要があると考えられた。以上のように初年度は、主に測定システムの構築ならびに予備実験を通しての測定精度の確認を終えることができ、いくつかの興味深い結果が得られた。次年度はさらに詳細な解析を行い、その結果を基に麻酔ネコなどの動物実験のシュミレーションに発展させて、各病態における発生メカニズムを検討し、治療方法などの開発につなげる予定である。嚥下反射と呼吸機能の相互作用に及ぼす中枢神経・筋活動性の検討を行うために,初年度で明らかになった問題点を考慮し,次年度は以下の実験機器の設置・調整を行い,関連する予備実験を行った.初年度(平成11年度)は人の上気道の呼吸抵抗などを詳細に検討するために,ポリグラフに圧,流量,積分ユニットなどを設置し,終末呼気に陽圧を負荷できる装置を併用して35ポイントの測定値を得て,圧-流用曲線を解析するシステムを設定した.

このシステムを用いて上気道の抵抗値は回帰直線の傾きから算出できたが,臨界圧に関して測定上の問題点が明らかになった.すなわち正常時では,人の上気道の臨界圧は負の値を示すことが多いため,陽圧負荷だけのシステムでは検出できない可能性があり解析の範囲を広げる必要が生じた.そこで次年度(平成12年度)では陽圧を負荷できるシステムに加えて,陰圧を与える機器を新たに設置し,-10mmHgから+30mmHgの広範囲で圧流量曲線を解析できる発展的な機器を整備できた.この結果,正常時臨界圧(-2mmHg-5mmHg)を含めて,広範囲な解析から,より正確な上気道機能変化を検討することができるようになった.また,呼吸補助筋の働きを鼻翼筋,オトガイ舌筋などに刺入した針電極から筋電図を導出し,呼吸の各位相との関連を検討した結果からは,嚥下反射と呼吸機能の円滑な相互作用の調節には,口腔の筋の緊張度,開口度などが重要な役割を演じている可能性が明らかになってきた.以上のように次年度(平成12年度)は,主に測定システムの改良ならびに各鎮静法での予備実験を通しての測定精度の確認を終えることができ,いくつかの興味深い結果が得られた.最終年度は完成された測定機器を用いて,いくつかの低濃度麻酔薬を用いた鎮静法中の上気道の機能的変化を測定し,さらに歯科治療中の体位,開口器の影響などについて検討する予定である.また,得られた結果について,麻酔ネコなどの動物実験のシュミレーション実験から、各病態における発生メカニズムを検討し、治療方法などの開発につなげる予定である。本研究では、嚥下反射と呼吸機能の相互作用に及ぼす中枢神経、筋活動性について検討した.まず嚥下反射と呼吸機能の両方に影響を与える全身麻酔薬の作用を検討した。ヒトを対象とした上気道の抵抗性を測定した実験では、ミダゾラム、プロポフォールによる鎮静法下で睡眠時無呼吸症候群に似た結果が得られ、圧・流量曲線の解析結果から、上気道の抵抗値の上昇は、主に臨界圧の上昇によるものであることが明らかになった.さらに、鎮静法下で切歯間距離が1cm程度では上気道抵抗値を上昇させないが、3cm程度の開口が上気道の抵抗値を著しく上昇させることが明らかになった.鎮静法時の体位変換の影響を検討した実験では、30度の上体挙上と頭部伸展が上気道抵抗値を有意に減少させ、臨界圧も減少させることが明らかになった.これからは、鎮静法時の安全な管理法、睡眠時無呼吸のスプリント治療などの定量的診断法の確立のために重要な基礎データになると考えられた.また、ラットの上気道モデルでの実験では、頸部郭清術に伴う外径静脈の結紮が上気道抵抗値を上昇させることが明らかになった.本研究では、上記のように圧流量曲線の解析から上気道の抵抗値を定量的に検討する独創的な手法により、きわめて興味深い知見が得られている。現在までの知見は、現在、二つの論文を英文雑誌に投稿中で、また、最新の知見をもとにしたいくつかの追加実験により、睡眠時無呼吸の画期的な治療法を検討中である.
心筋梗塞後心不全ラットの予後に関わる自律神経活動の是正と熱ショックタンパクの役割

生体の循環調節では、時々刻々と変化する生体の内外の環境変化や種々のストレスに対して恒常性を維持するために、複雑かつ巧妙な調節が行われている。交感・副交感神経からなる自律神経、特に交感神経による調節は、この循環調節機構において中心的な働きを担うものである。本研究では、交感神経活動の異常亢進や迷走神経活動の低下は、急性心筋梗塞の予後の増悪因子と考えられていることから、大動脈減圧神経(ADN)の刺激で急性心筋梗塞後の生存率が改善するかどうかを検討した。【目的】血圧や心拍数を代表とする循環動態を制御する多くの仕組みが知られているが、自律神経がその主役であることは言うまでもない。さらに、急性心筋梗塞後の心不全をはじめとする病態時においても、交感神経活動の異常興奮によって、病態が悪化することが知られている。近年、心筋梗塞巣と心筋の熱ショックタンパク(HSP)の関与が報告されているが、虚血性心疾患から心不全に至るまでの期間における自律神経とHSPについては、全く解明されていない。そこで本研究では、心不全発症初期に焦点を当てて、虚血性心疾患から心不全に至る移行期間における自律神経とHSPの関与を明らかにする。【方法・結果】ハロセン麻酔下の雄性Sprague-Dawleyラット(10週齢)を用い、血圧、心拍数ならびに心電図を記録した。左第3肋間より開胸し、結紮用のナイロン糸を左冠動脈周囲に準備した。任意に交感神経を調節する為に大動脈減圧神経を単離・同定し、20Hzの周波数で予備刺激を行い、30秒後に体血圧が約40mmHg低下するように刺激電圧を調整した(0.96±0.1V)。左冠動脈を閉塞して急性心筋梗塞を作成し、大動脈減圧神経を冠動脈閉塞2分後から30分間電気刺激(20Hz,1msec)した群と非刺激群とで60分までの生存率を比較した。大動脈減圧神経を刺激せず、自律神経の調節をしない群は、冠動脈閉塞直後から死亡数が増え、冠動脈閉塞後60分での生存率はわずか5.2%だった。一方、大動脈減圧神経を電気刺激した群は、20分以降の死亡が抑制され、閉塞後60分の生存率は63.6%に改善した(p<0.01)。94.1%のラットが致死性不整脈による死亡であったが、刺激治療群では40%程度の死亡までに抑えられた。【考察】本年度の研究では、急性心筋梗塞後の自律神経活動を是正すると、致死性不整脈の抑制による救命率が改善される可能性を示唆された。今後の課題は、自律神経活動の変化と熱ショックタンパクの係わり合いを心筋の細胞-細胞コミュニケーションの概念から検討する必要があると考えられる。【目的】生体の循環調節では、時々刻々と変化する生体の内外の環境変化や種々めストレスに対して恒常性を維持するために、複雑かつ巧妙な調節が行われている。交感・副交感神経からなる自律神経、特に交感神経による調節は、この循環調節機構において中心的な働きを担うものであり、瞬時瞬時にダイナミックな制御をなし得るという点は、局所性や内分泌性などの他の調節系にはなしえない本調節系の特徴といえる。さらに、急性心筋梗塞(AMI)後の心不全をはじめとする病態時においても、交感神経活動の異常興奮によって、病態が悪化することが知られている。【方法・結果】ハロセン麻酔下の迷走神経切除を施した雄性SDラット(10週齢)を用い、血圧、心拍数ならびに心電図を記録した。左冠動脈を閉塞してAMIを作成し、大動脈減圧神経を冠動脈閉塞2分後から30分間電気刺激(10Hz,1 msec)した。昨年度に報告した大動脈減圧神経の刺激(10Hz,1 msec)で迷走神経Intactである群とで60分までの生存率を比較した。その結果、両頸部迷走神経切除により10HzのADN電気刺激によるAMI後の生存率の改善が30.0%(3/10)に抑制された。【考察】既に著者は、AMI後の自律神経活動を是正すると、AMI後の生存率が改善することを報告した。本年度の研究では、ADNの電気刺激による自律神経活動の是正によってAMI後の生存率が改善するが、その生存率の改善は、一部迷走神経の興奮によるものと考えられた。
緊急地震速報を援用した次世代型「三段階震度計」の試作と活用方法の検討

2007年10月より緊急地震速報が運用され,他にもP波センサーが機器の緊急停止に用いられ,計測震度計で得られた各地の震度が速報されている。しかし,これらは独立に設置・運用されており,有機的かつ総合的な活用には至っていない。そこで,市販の計測震度計に緊急地震速報受信およびP波センサーの機能を付加することでP波センサーによる推定震度,緊急地震速報を用いたその場所の予測震度,実際の揺れによる計測震度を出力する「三段階震度計」を試作し,その活用方法の検討をおこなった。本研究では,既存の震度計に緊急地震速報を受信する機能を追加し,P波初動による震度推定機能を付加した「三段階震度計」をまず試作する。このための機材として,気象庁認定計測震度値を出力可能な加速度のセンサーあるいはより高精度な記録が期待できる速度型のセンサーをそれぞれ備え,観測値をリアルタイムに出力可能な計測震度計を2機種導入した。速度型については常時微動観測にも活用できる精度を有していることを確認した。ただし,いずれの機種もリアルタイム出力が市販製品では1秒毎であったため,これを0.5秒毎に改良した。加えて,計測震度値,瞬間最大加速度値をリアルタイムに受信・表示するソフトを開発した。同時に,高度利用者向け緊急地震速報をリアルタイムにモニタするソフトを開発し「三段階震度計」の基本機能を構築した。これらを統合したシステムとするには至っていないが,調整を終え次第試観測を実施できる。試観測地としては,東北地方太平洋沖地震の余震活動が活発な東京を予定している。「三段階震度計」が広く活用されるために,携帯情報端末での利用を想定し,iPodやiPadへの実装を試みている。精度は劣るものの,多くのユーザに機能を周知できることが期待される。その他,携帯電話やカーナビでの受信も実用段階にあることが分かっているが,ほとんどが一般利用向けの緊急地震速報を用いており,現在位置情報を利用できる利点が十分に活かされていない。この点からも,「三段階震度計」のコンセプトは十分に社会のニーズに合致したものであることが確認できた。余震が続く避難所などで効果を発揮すると思われるため,調整・試観測を急ぎたい。本研究では,既存の震度計に緊急地震速報を受信する機能を追加し,P波初動による震度推定機能を付加した「三段階震度計」を試作し,試観測を通じて検証をおこなう。気象庁認定計測震度値を出力可能な加速度のセンサーからのリアルタイム出力からP波震度推定および計測震度を出力し,緊急地震速報の最新情報から当該地点の予測震度を推定する機能は実装したが,遠隔地に設置してモニター観測できるまでの調整が完了していない。また,緊急地震速報が誤りであった場合にも,実際に地震動をモニターすることで現地での情報の修正をおこなう昨日の追加をおこなう。調整を終え次第,東北地方太平洋沖地震の余震活動が活発な東京での試観測を予定している。「三段階震度計」が広く活用されるために,精度は劣るものの携帯情報端末での利用を想定し,iPodやiPadへの実装をおこなっている。この分野の現況を調査し,携帯電話事業者が携帯電話向けに緊急地震速報のサービスをおこない,FM多重放送を通じてカーナビで受信できるものも市販されるなど,普及が大幅に進んでいることを確認した。しかし,これら全てが一般利用向けの緊急地震速報を用いており,現在位置情報を利用できる端末の利点が十分に活かされていない。この点からも,「三段階震度計」のコンセプトはまだ十分に社会のニーズに合致したものであることが確認できた。これらの利点を周知し,「三段階震度計」の普及を図ることで,地震観測と地震防災への寄与を効率的に両立する体制の確立を提言して行きたい。本研究では,計測震度計に緊急地震速報を受信する機能を追加し,P波初動による震度推定機能を付加した「三段階震度計」のシステムを提案し,市販の地震計(気象庁認定計測震度値を出力可能な加速度センサー),ノートPC,ネットワーク装置を用いて試作した。地震計のリアルタイム出力をノートPCで受信し,P波による主要動の震度を推定し,緊急地震速報の最新情報を受信して当該地点の予測震度を推定するとともに,実測による計測震度を出力する機能を実装した。PCはネットワークを介していかなる場所に置いても地震計設置地点のモニターができる。日本地震学会2012年秋季大会で試作機によるデモをおこない,土木学会論文集に成果を受理されている。地震計の調整後に茨城県内の地震計検定用坑道に設置して試観測を継続的に実施することにしており,システムの更なる検証をおこなうとともに普及に寄与するデータの取得をおこなう。また,「三段階震度計」が広く活用されるために,精度は劣るものの携帯情報端末での利用を想定してiPoneへ実装したものを基に,携帯電話事業者および緊急地震速報システム開発者と意見交換を行う場を設けた。併せてこの分野の現況を調査し,携帯電話事業者による速報サービスや,FM多重放送を介したカーナビでの受信など,緊急地震速報の普及が大幅に進んでいることを確認した。

また,工場などでは緊急地震速報とP波初動を用いたシステムが導入されつつあるが,提案している「三段階震度計」のコンセプトに合致したシステムは実現してはいない。地震観測と地震防災への寄与を効率的に両立するシステムとして,今後も継続的に提案コンセプトの普及を続けて行きたい。開発の中心を担うべき研究代表者の学務エフォートが大きく,試作機の最終調整に十分な研究時間を確保できず,試観測開始に至っていない。また,当初予定していた米国での会議にもスケジュール調整がつかずに参加できなかった。その結果,試観測の準備と様々なプラットフォームにおける緊急地震速報の現況調査を中心とした活動を前倒しで実施することとなった。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究遂行上の障壁は改善されているので,研究計画の変更は行わず,遅れの解消を図りたい。弱震動を含めて多くの観測機会が得られる場所で早急に試観測をおこない,観測データを蓄積した上で機器の精度向上を図りたい。また,緊急地震速報については,研究開始当初とは状況が大きく変化し,社会のニーズも変容している,そのような状況を踏まえた成果の位置づけと課題を整理し,最終成果としたい。
未分化間葉系幹細胞を用いた力を起因とする歯科疾患の超早期自律診断と予防治療の開発

歯周病やインプラント周囲炎は細菌感染と力の相互作用により病態が悪化していくことが広く知られている。現在、細菌感染に対しては局所の清掃、嫌気環境の根絶、局所および全身への抗菌剤投与が行われ、力のコントロールは咬合の適正化をはじめとする方法がとられている。これらの治療のスタートは、多くの場合患者あるいは医師が疾患に気づいてから開始されることが多いが、そのきっかけは出血、X線像など視覚に頼ったものか、患者の自覚的要素によるものであり、インプラト周囲炎の場合特に不可逆的なものになりやすいことより超早期の診断が求められている。本研究では、炎症部位に速やかに集積する能力をもつ未分化間葉系幹細胞Mesenchymal Stem Cell: MSC)を超早期の診断および一次治療に利用する可能性を探究するものである。本年度はまず,βディフェンシンのインプラント材料に対する吸着挙動の確認を行った.βディフェンシン溶液にチタン、ジルコニア、陶材を浸漬し、各種材料に吸着したβディフェンシンの量をELISA法で定量した結果,チタン,ジルコニア,陶材の順にβディフェンシンが吸着することが確認できた.次に,天然歯・インプラント周囲に力学的負荷を作用させた際のMSCの集積に関する検討を行った.ラット脛骨にインプラントを埋入し、インプラント周囲に過剰な応力を負荷し,GFP標識した未分化間葉系幹細胞(MSC)を全身投与し組織標本にて観察したところ,MSCの応力負荷部位への集積が認められた.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。これらの治療のスタートは、多くの場合患者あるいは医師が疾患に気づいてから開始されることが多いが、そのきっかけは出血、X線像など視覚に頼ったものか、患者の自覚的要素によるものであり、インプラント周囲炎の場合特に不可逆的なものになりやすいことより超早期の診断が求められている。本研究では、炎症部位に速やかに集積する能力をもつ未分化間葉系幹細胞(Mesenchymal Stem Cell: MSC)を超早期の診断および一次治療に利用する可能性を探究するものである。本年度は、まず、病原体に対する防御能を有するβディフェンシンというタンパクに注目し、インプラント材料に対する吸着挙動の確認を行った。その結果、チタンは陶材やジルコニアと比較してβディフェンシンが吸着しやすいことが明らかになった。次に、天然歯・インプラント周囲に力学的負荷を作用させた際のMSCの集積に関する検討として、ラット脛骨にインプラントを埋入し、応力負荷装置にて過剰な応力を負荷、またはラット臼歯にコンポジットレジンを築盛して早期接触状態を作製後GFP標識したMSCを全身投与し、組織標本にて力学的負荷でMSCが局所に集積するか確認した。その結果、群数は少なく確定的な結果ではないものの、応力負荷によってMSCが集積する可能性が確認された。27年度は上記に加えてβディフェンシン遺伝子導入MSCの作製を実施予定であったが、遺伝子導入が適切に行われなかった。チタン、ジルコニア、または陶材にβディフェンシンを含む溶液を滴下し、一定時間経過後にβディフェンシンの吸着量を蛍光抗体法を用いて検討した結果、βディフェンシンのインプラント材料に対する吸着挙動に関しては、チタン、ジルコニア、陶材の順に吸着量が多いことが示唆された。次に、天然歯・インプラント周囲に力学的負荷を作用させた際のMSCの集積について、ラット脛骨にインプラントを埋入し、過剰な応力を負荷する実験に関しては、インプラント埋入を行い、MSCを投与する実験系の確立に成功した。現在応力とMSC集積の関係性について検討を進めている。インプラントを埋入し、MSCを全身投与する実験系を確立したが、計測結果を得るところまでデータの蓄積ができなかったため。

これらの治療のスタートは、多くの場合患者あるいは医師が疾患に気づいてから開始されることが多いが、そのきっかけは出血、X線像など視覚に頼ったものか、患者の自覚的要素によるものであり、インプラト周囲炎の場合特に不可逆的なものになりやすいことより超早期の診断が求められている。本研究では、炎症部位に速やかに集積する能力をもつ未分化間葉系幹細胞Mesenchymal Stem Cell: MSC)を超早期の診断および一次治療に利用する可能性を探究するものである。本年度は、まず、病原体に対する防御能を有するβディフェンシンというタンパクに注目し、インプラント材料に対する吸着挙動の確認を行った。チタン、ジルコニア、または陶材にβディフェンシンを含む溶液を滴下し、一定時間経過後にβディフェンシンの吸着量を蛍光抗体法を用いて検討した結果、βディフェンシンのインプラント材料に対する吸着挙動に関しては、チタン、ジルコニア、陶材の順に吸着量が多いことが示唆された。次に、インプラント周囲に力学的負荷を作用させた際のMSCの集積に関する検討として、ラット脛骨にインプラントを埋入し、応力負荷装置にて過剰な応力を負荷し、GFP標識した未分化間葉系幹細胞(MSC)を全身投与したところ、GFP-MSCがインプラント周囲に集積することが確認された。現在応力とMSC集積の関係性についてさらに検討を進めている。また、MSCにβディフェンシン遺伝子を導入する実験に関しては、遺伝子導入MSCの作製が順調に進まなかった。インプラントを用いた実験は着手できたが、天然歯を用いた実験は着手できなかった。遺伝子導入MSCの作製が軌道に乗らなかった。歯周病やインプラント周囲炎は細菌感染と力の相互作用により病態が悪化していくことが広く知られている。現在、細菌感染に対しては局所の清掃、嫌気環境の根絶、局所および全身への抗菌剤投与が行われ、力のコントロールは咬合の適正化をはじめとする方法がとられている。本年度はまず,βディフェンシンのインプラント材料に対する吸着挙動の確認を行った.βディフェンシン溶液にチタン、ジルコニア、陶材を浸漬し、各種材料に吸着したβディフェンシンの量をELISA法で定量した結果,チタン,ジルコニア,陶材の順にβディフェンシンが吸着することが確認できた.次に,天然歯・インプラント周囲に力学的負荷を作用させた際のMSCの集積に関する検討を行った.ラット脛骨にインプラントを埋入し、インプラント周囲に過剰な応力を負荷し,GFP標識した未分化間葉系幹細胞(MSC)を全身投与し組織標本にて観察したところ,MSCの応力負荷部位への集積が認められた.27年度は上記のように若干の遅れが生じたので、遺伝子導入実験を速やかに行い、計画通り進める予定である。研究計画の変更は必要ないと考える。
てんかん患者の忘却促進現象の標的記憶再活性化と経頭蓋直流刺激による病態解明と治療

標的記憶再活性化(targeted memory reactivation; TMR)実験系の確立を行った。先行研究を参考にして、被検者に単語と音のペア数十組を記憶させた後、脳波を装着して睡眠してもらい、徐波睡眠中に一部のペアにつき音を聞かせ、覚醒後に再度記憶課題の再生を行うというプロトコルでTMR実験を行うことにした。記憶する単語と音に意味的なつながりがないように、また、単語の親密度等に偏りがでないように、日本語単語の大規模データベースを参考に、慎重に記憶課題を作成した。健常者で予備実験を繰り返し、徐波睡眠中に覚醒することなく聴取できる音圧、提示方法、環境を模索した。その結果、健常者では、睡眠中に対応する音を聞かせたペアの記憶成績が向上するという先行研究の結果を再現できた。また、忘却促進現象(ALF)を呈する側頭葉てんかん患者の選定に関しては、約80名の側頭葉てんかん患者を対象としてALFを客観的に評価する神経心理検査を実施し、現在その結果を解析中である。また、安静時機能的MRI研究に関しては、海馬subfield毎に、大脳皮質との結合性を解析する予定としており、これを実現するための撮像パラメータの検証を行った。TMR実験手法が確立できた。実験対象のALFを有する側頭葉てんかん患者を選定するためのスクリーニング試験が完了した。ALFを客観的に評価する神経心理検査を終了した患者群から、ALFを有する群と有さない群を選定し、TMR実験、安静時機能的MRI実験、tDCS実験を行う。当初予定していた人件費の使用が次年度にずれたため、次年度使用額が生じた。次年度に実験に伴う人件費として使用する。
18世紀女性論の基礎的研究

18世紀は,フランスをはじめとする大陸思想の影響を強く受けながら,イギリスでも女性と学問,読書,会話などの問題が大きく取り上げられ始める時期である。本研究は、この時期のジャーナリズムを中心に,文学、科学その他さまざまな分野の著作の中から、女性に関する議論を収集し、近代初期の女性論の大きな流れをつかむことをねらいとしている。本年度は,昨年度に引き続き17世紀末の新聞The Athenian Mercury『アシーニアン・マーキュリー』の女性の学問に関する記事の解読を進めると共に、17世紀末から18世紀初頭にかけて女性のための高等教育の機関、すなわち女子大学をつくろうとしていた女性思想家メアリー・アステルを中心に研究をおこなってきた。研究期間の途中で一身上の都合により退職することとなり、熊本大学における研究を中断せざるを得なくなった。今後も一研究者として研究を続行し後日成果の公表を期す所存である。この研究に与えられた科学研究費補助金に感謝し、さらに研究成果を上げてゆきたい。本研究は、この時期のジャーナリズムを中心に,文学作品をはじめ社会思想や自然科学などさまざまな分野の著作の中から女性に関する議論を収集し,近代初期の女性論の大きな流れをつかむことをねらいとしている。本年度はとくに17世紀末の新聞『アシ-ニアン・マ-キュリー』と女性思想家メアリ-・アステルを中心に研究を進めた。『アシ-ニアン・マ-キュリー』はジョン・ダントンによって週2回刊行されていたQ&A形式の新聞である。この新聞はイギリスの文芸雑誌・新聞の草分けとされ,有名な『タトラ-』や『スペクテーター』の先駆とも言われている。ダントンは,大学教育などを受けられない一般の人々のためにも知識を広く普及させることをめざしていた。当時女性たちは大学教育を受けることができなかったので,多くの女性がこの新聞に投書し,宗教,自然科学,社会制度などに関する質問をして,知的好奇心を満足させたり,学ぶことへの希望を与えられたりしている。この研究の結果,The Athenian Mercuryは女性の学問を積極的に支援しようとしていたことが明らかになった。The Athenian Mercuryに関しては、欧米でもまだあまりまとまった研究がなく,さらに研究を深めたいと考えている。また18世紀初期に女性のための大学教育を構想していたメアリ-・アステルに関しても,近く研究成果をまとめる予定である。
化学合成糖タンパク質のインビトロフォールディング法の開発

糖タンパク質は、細胞増殖、がん化など重要な生命現象に深く関与している。その機能解明を進めるためには化学構造が明確な糖タンパク質が必要である。そこで、我々は糖タンパク質の効率の良い化学合成法を用いて均一な糖タンパク質を合成し、その機能の解明を推進しようと考えている.本合成法に残されている問題の一つは、合成糖タンパク質のフォールディングについてである.これまで合成してきた糖タンパク質については、フォールディングの不具合が推定された.本研究では、より大きな糖鎖を持つ糖タンパク質を合成し、フォールディングさせることにより、立体構造形成における糖鎖の影響を解析することとした.まずペプチド鎖に導入する11糖を持つ糖-Asnユニットの合成を行った。その結果、高純度の目的物を得ることに成功したが、量的に十分ではなく、これをペプチド合成に利用することは断念した.そこで、市販の9糖ユニットを用いて.これまでにフォールディングの不具合が推定された2つの糖タンパク質の合成を行った.その結果、糖鎖を延長しても目立ったコンフォメーションの変化はないことが明らかとなった.さらに9糖付きのケモカイン(CCL27、アミノ酸95残基)の合成も行った.ジスルフィド結合形成と同時にフォールディングを行ったところ、天然と異なるジスルフィド結合を持つCCL27が主生成物として得られた.糖鎖の影響をさらに調べるため、単糖付きおよび、糖なしのCCL27も合成したところ、単糖付きは9糖のものと同様の結果であった.一方糖なしのCCL27は、天然のジスルフィド結合型が主生成物であった.CCL27についても糖鎖の長さによるコンフォメーションの変化はなく、糖鎖の有無によって大きくポリペプチドのフォールディングが影響を受けるという結果を得た.糖タンパク質は、細胞増殖、がん化など重要な生命現象に深く関与している。その結果、高純度の目的物を得ることに成功したが、量的に十分ではなく、これをペプチド合成に利用することは断念した.そこで、市販の9糖ユニットを用いて.これまでにフォールディングの不具合が推定された2つの糖タンパク質の合成を行った.その結果、糖鎖を延長しても目立ったコンフォメーションの変化はないことが明らかとなった.さらに9糖付きのケモカイン(CCL27、アミノ酸95残基)の合成も行った.ジスルフィド結合形成と同時にフォールディングを行ったところ、天然と異なるジスルフィド結合を持つCCL27が主生成物として得られた.糖鎖の影響をさらに調べるため、単糖付きおよび、糖なしのCCL27も合成したところ、単糖付きは9糖のものと同様の結果であった.一方糖なしのCCL27は、天然のジスルフィド結合型が主生成物であった.CCL27についても糖鎖の長さによるコンフォメーションの変化はなく、糖鎖の有無によって大きくポリペプチドのフォールディングが影響を受けるという結果を得た.糖タンパク質糖鎖は,細胞の増殖、分化,がん化など様々な生命現象に関与している。しかし,その重要性にも関わらず,糖鎖機能の分子レベルでの解明はあまり進んでいない.その最大の原因は、天然の糖タンパク質糖鎖は,高度に不均一な構造を有するために、機能構造解析に必須な均一な糖鎖タンパク質を得ることが困難なことにある。そこで,我々は糖タンパク質の効率の良い化学合成法を用いて均一な糖タンパク質を合成し,その機能の解明を推進しようと考えている.この合成法において残されている問題の一つは,合成糖タンパク質のフォールディングについてである.これまで合成してきた糖タンパク質については、活性,CD測定の結果からフォールディングの不具合が推定された.その原因を探るため,本研究では,より大きな糖鎖を持つ糖タンパク質を合成し,それをフォールディングさせることにより、立体構造形成における糖鎖の影響を解析することとした.本年度は,まず,11糖[(Neu5Ac-Gal-GlcNAc-Man)_2-Man-GlcNAc_2]を持つ糖-Asnユニットの合成を行った.我々の研究室で開発してきたベンジル系保護基を用いる糖鎖合成法を用いて、Man_3-GlcNAc_2を持つAsnユニットを合成した後、別途調製されたNeu5Ac-Gal-GlcNAcを導入することにより目的とする11糖を合成することができた.後者の反応は,まだ収率が悪く今後の検討課題となったが、得られた11糖ユニットを用いて糖ペプチドチオエステルの合成を試みた.その結果わずかながら、目的とする11糖を持つペプチドチオエステルが得られた。来年度は他のセグメントとの縮合を行って糖タンパク質を調製し,そのフォールディングを行う予定である。しかし、天然糖タンパク質、発現糖タンパク質(動物細胞等)は、多くの糖鎖構造が混じった状態で存在しており、それを化学的に単一な糖タンパク質へと精製することは、ほとんど不可能といってよい.

このことが糖鎖機能の解明を阻む大きな原因になっている。そこで,我々は糖タンパク質の効率の良い化学合成法を用いて均一な糖タンパク質を合成し,その機能の解明を推進しようと考えている.本合成法に残されている問題の一つは,合成糖タンパク質のフォールディングについてである.これまで合成してきた糖タンパク質については、フォールディングの不具合が推定された.本研究では,より大きな糖鎖を持つ糖タンパク質を合成し,フォールディングさせることにより、立体構造形成における糖鎖の影響を解析することとした.昨年度11糖を持つ糖-Asnユニットをペプチド合成に利用したが、得られたペプチドはわずかであり、ほかのセグメントとの縮合により、糖タンパクへと導くのは困難であると判断した.そこで、市販の9糖ユニットを用いて再度ペプチド合成を行い、他のセグメントとの縮合を経て9糖付きのケモカイン(CCL27、アミノ酸95残基)の合成に成功した.ジスルフィド結合形成と同時にフォールディングを行ったところ、天然と異なるジスルフィド結合を持つCCL27が主生成物として得られた.糖鎖の影響をさらに調べるため、単糖付きおよび、糖なしのCCL27も合成したところ、単糖付きは9糖のものと同様の結果であった.一方糖なしのCCL27は、天然のジスルフィド結合型が主生成物であった.以上のように、CCL27について糖鎖の有無によってポリペプチドのフォールディングが影響を受けるという興味深い結果を得た.
分子クラスター内化学反応のレーザー分光学的研究

本年度の主な研究成果は、新しいクラスター構造の実験的研究方法を確立し、水素結合クラスターおよびそれらの陽イオンの構造に関する分光学的解析を行い、構造とダイナミクスに関する多くの知見を得た。反応分子間構造を決めることは、分子クラスター内反応研究の基礎として極めて重要な意義がある。成果の一部は以下のとうりである。1.分子クラスターの赤外紫外二重共鳴分光法を用いて、フェノール・水和クラスターのOH伸縮振動領域の赤外スペクトルを観測した。クラスター構造に関する重要な実験事実を見いだし、量子化学的理論計算による構造解析を行って、フェノール・水和クラスターPhOH-(H2O)nでは、n=2^4について環状水素結合構造が安定構造であることを確定し、n=4とされる異性体は分岐状構造かイオン対構造であることを示唆し、学術誌に公表した。2.赤外紫外二重共鳴分光法を用いて、フェノール多量体のOH伸縮振動領域の赤外スペクトルを観測した。また、誘導ラマン分光法を併用して、3量体が対称的環状水素結合構造であることを実験的に確定し、学術誌に公表した。この結果は、凝集の初期過程として結晶成長ダイナミクスの理解に関する重要な情報を与える。3.蛍光をモニターする赤外紫外二重共鳴分光法を開発して、フェノール・水和クラスターの電子励起状態のOH伸縮振動領域の赤外スペクトルを観測した。フェノールの電子励起状態の酸性度は基底状態に比べて著しく大きいが、OH伸縮振動の変化にその様子が反映していることを実証し、学術誌に公表した。本研究は次の2項目について、レーザー分光法による総合的探索を行うことを、目的としている。1.クラスター内イオン・分子反応の誘発とその反応性の分子間配向効果2.クラスター内の反応分子体を利用した化学反応中間体の生成とその構造解析本年度の主な研究成果は次の通りである。(1)ジォット冷却された分子クラスターカチオンの効率良い生成法の開発およびそれを用いたフェノール水素結合クラスターイオンの可視紫外分光研究超音速分子線ノズルを改良して、親分子を多光子イオン化後さらに衝突領域が存続する様にした。それにより高い効率で分子クラスターイオンを生成することができ、しかもジェット冷却されたイオンが生じることが判明したので、従来の方法では得られなかった電子スペクトルの微細構造が観測できた。その結果に基づいてクラスターイオンの分子間ポテンシャルを議論した。(2)赤外・紫外二重共鳴分光法の開発とそれを用いたフェノール・水クラスターのOH伸縮振動領域の赤外分光研究分子クラスター構造を解明する目的で、赤外領域の新しい分光法の一つである赤外・紫外二重共鳴分光法を開発して、OH伸縮振動領域の赤外分光をフェノール・水クラスターについて適用した。フェノール単体のみならず水クラスターとの水素結合体のOH伸縮およびCH伸縮振動領域の分光計測が容易になり、分子クラスター構造を研究するための分光法として極めて有効であることを提示した。そのため、本研究では、新しいクラスター構造の実験的研究方法を開発した。1.分子クラスターの赤外紫外二重共鳴分光法の開発とフェノール・水クラスターのOH伸縮振動領域の赤外分光差周波発生を利用して、3000cm^<-1>領域の赤外光を発生し、IR-UV二重共鳴分光法によって、フェノールの水素結合分子クラスターPhOH-(H_2O)_<n'>n=14のOH伸縮振動領域の赤外スペクトルを観測した。nの増加に伴って、フェノールのOH振動数が段階的に減少すること、水側のOH振動では対称的振動(ν_1)の振動数変化や分裂が大きいこと、および、逆対称振動(ν_3)は僅かな変化に留まることなど、クラスター構造に関する重要な実験事実を見いだし、その一部を速報学術誌に公表した。2.フェノール・水クラスターイオン構造の分光研究

IR-UV二重共鳴分光法とイオントラップ法を結合して、[PhOH-(H_2O)_n]^+、n=14の安定構造を電子遷移と振動分光の両面から解析した。その結果、クラスター内プロトン移動がクラスターサイズに依存していることを見いだし、n=1,2では非移動型が、n≧3ではプロトン移動型が、それぞれ安定構造であることが分かった。その結果の一部を学会誌に公表した。本年度の主な研究成果は、新しいクラスター構造の実験的研究方法を確立し、水素結合クラスターおよびそれらの陽イオンの構造に関する分光学的解析を行い、構造とダイナミクスに関する多くの知見を得た。反応分子間構造を決めることは、分子クラスター内反応研究の基礎として極めて重要な意義がある。成果の一部は以下のとうりである。1.分子クラスターの赤外紫外二重共鳴分光法を用いて、フェノール・水和クラスターのOH伸縮振動領域の赤外スペクトルを観測した。クラスター構造に関する重要な実験事実を見いだし、量子化学的理論計算による構造解析を行って、フェノール・水和クラスターPhOH-(H2O)nでは、n=2^4について環状水素結合構造が安定構造であることを確定し、n=4とされる異性体は分岐状構造かイオン対構造であることを示唆し、学術誌に公表した。2.赤外紫外二重共鳴分光法を用いて、フェノール多量体のOH伸縮振動領域の赤外スペクトルを観測した。また、誘導ラマン分光法を併用して、3量体が対称的環状水素結合構造であることを実験的に確定し、学術誌に公表した。この結果は、凝集の初期過程として結晶成長ダイナミクスの理解に関わる重要な情報を与える。3.蛍光をモニターする赤外紫外二重共鳴分光法を開発して、フェノール・水和クラスターの電子励起状態のOH伸縮振動領域の赤外スペクトルを観測した。フェノールの電子励起状態の酸性度は基底状態に比べて著しく大きいが、OH伸縮振動の変化にその様子が反映していることを実証し、学術誌に公表した。
非金銭的インセンティブと社会的行動に関する理論的・実験的研究

他者に関するリスク選好(メリーランド大学経済学部原朋弘氏との共同研究)今年度の研究実績は以下の通りである。(1)昨年度実行できなかった本実験を、米国メリーランド大学カレッジパーク校におけるコンピューター実験室にて、メリーランド大学の学生を対象に実施した。その結果、パイロット実験の結果と異なり、被験者の行動は既存理論による予測と一致した。これは、他者に関するリスクも既存理論の枠組みの中で説明がつく可能性を示唆している。一方で、昨年度のパイロット実験において、既存理論によって説明できない現象が統計的な有意性を持って現れた点、さらにはパイロット実験でも(少量だが)参加費と成果報酬を与えた上で実施した点を考慮すると、本実験のデザインや手続きを見直した上で、さらなる検証を行っていく必要があると考える。(2)実験におけるその他の発見は以下の通りである。まず(a)被験者は、多少の不平等があっても、配分結果に関する不確実性が少ない相手に好意的に振る舞う傾向にあった。これについて追加的な理論分析を行ってみると、既存理論ではこの結果を描写できないことが示された。また(b)不確実性のない環境下において、最終的な配分結果が同じであったとしても、他者の初期保有量の違いによって被験者の振る舞いが異なるという結果を得た。これも同様に、既存の理論では説明がつかないことが分かっている。これらの結果は、既存理論の改善を要求する根拠を示すものであり、背後の意思決定メカニズムの解明を進めていくことが今後の課題となる。以上の実験研究を、2つのセミナーにて報告した。得られたフィードバックも含めて、さらなる改訂を行っていきたい。また昨年から進めてきたチーム生産と非金銭的インセンティブに関する研究も進行させ、国際学会にて報告した。さらに分野は逸れるが、他分野の研究論文においても、国際雑誌からの改訂要求を受けた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1.他者に関するリスク選好(メリーランド大学経済学部原朋弘氏との共同研究)不確実な他者に対する人々の社会的行動を分析する研究である。特に、他者が確率的に自分の好まない性質を持つ際に、人々はどのような意思決定メカニズムのもと行動するかを検証する。今年度の研究実績は以下の通りである。(1)社会的選好理論における不平等回避モデルを応用し、他者に関するリスク下の行動を描写する理論モデルを構築した。既存理論の問題点は、帰結主義的な効用を前提としている点であり、この点を改善するべく、相手の状態に依存して、選好または確率認知が変化するモデルを構築した。特に、我々は確率認知の歪みに注目しており、好まない相手に対する認知バイアスが意思決定に大きな影響を与えていると考える。(2)既存理論の欠陥及び我々の理論の妥当性を検証するための実験を考案し、Amazon Mechanical Turkを用いてパイロット実験を実施した。実験では、既存理論による予測と食い違う行動が観察され、我々の理論予測が実験の結果をうまく描写する結果となった。意思決定メカニズムの解明に関する追加実験では、統計的に有意な結果を得ることができなかった一方で、データからその兆候を読み取ることが可能であった。これを受けて、本実験に向けたデザインの改善を行ったのだが、そこに大きな時間を要してしまい、本実験は、年度内の実施に至らなかった。2.その他の非金銭的インセンティブに関する研究上記実験研究の他に、非金銭的インセンティブと経済行動に関する理論研究を進行させた。まず、以前から進めてきたグループ選択に関する研究を改訂した上で、国際学会にて報告した。また、組織における効率的なチーム生産と、チーム構成員の非金銭的動機に関する異質性との関わりを、様々なケースに分けて明らかにした。

この研究についても、国内の学会で報告の後、改訂作業を進めている。予定通りに本実験を実施できなかった点を考慮すると、遅れていると言わざるをえない。しかしながら、パイロット実験の結果を受けて実験デザインを一部再検討・改善する必要が生じたため、研究上必要な遅延であったと考える。また、その他の理論研究においても進行させた上で、国内外で研究発表を行っている。これらも勘案して、(3)とした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。上記1に記載の本実験を確実に実行していく。パイロット実験の結果は、意思決定メカニズムをうまく識別できたとは言いづらく、現状は既存理論の欠陥を指摘したまでにとどまっている。メカニズムの解明部分については、念入りなデザインのチェックを経た上で本実験を実施したい。また我々の理論モデルは、他の有力な既存理論に従う形で構築される一方、公理的な特徴づけには至っていない。特に、不平等回避モデルとリスク選好に関する定式化の方法については、理論的にもまだまだ多くの問題を残している。本実験を遂行するとともに、理論的背景のさらなる分析も進めていきたい。
分布型信号検出システムの研究

現代のように情報が氾濫し通信網が複雑に入り組んだ世界では情報の本質をかえって見失う危険性も存在する.時間的空間的にいろいろな相関をもった情報の構造をとらえ,データを多次元的に圧縮したり,信頼性のある通信網を多次元的に構築するための基礎理論が多端子情報理論である.その発展に刺激されて古典的な統計学からも多端子統計学が生み出され,その直接的な応用のひとつとして近年分布型信号検出システムの設計法を確立することができるようになってきた.1981年のTenney-Sandellの研究以来,通信工学者を中心としたアドホックな仮定のもとに分布型信号検出システムの設計法が研究されてきたが,問題の本質的構造を理解するには多端子情報理論の視点が不可欠である.データ検出のための統計学からの手法のほかに,データ伝送のための情報理論の知識が精妙に組み合わされて,性能のよい分布型信号検出システムがはじめて構築される.本研究は,多次元雑音で汚された既知の信号を分布型センサーで受信し,与えられた伝送レートの制約をみたすように変換したデータを中央情報センターに伝送し,そこで信号の検出判定を行う信号処理システムを最適に構成することを目的としたものである.本研究には,多次元雑音がガウス型である場合には,通信路の伝送速度が実質的に0に等しい場合でも,通信路容量が無限大の場合に得られる性能が達成できること,しかも複雑な符号化なしで単に信号をフィルタリングするだけで達成できることを示し,一般の相関をもつ多次元雑音に対して伝送速度に有限の制限のある信号検出システムの性能を研究している.さらに,相関をもつ多次元雑音の分布型センサーによるパラメータ推定の問題を追及している.ここでは,伝送速度の制限のあるもとでの最尤推定量を導くことに成功している.現代のように情報が氾濫し通信網が複雑に入り組んだ世界では情報の本質をかえって見失う危険性も存在する.時間的空間的にいろいろな相関をもった情報の構造をとらえ,データを多次元的に圧縮したり,信頼性のある通信網を多次元的に構築するための基礎理論が多端子情報理論である.その発展に刺激されて古典的な統計学からも多端子統計学が生み出され,その直接的な応用のひとつとして近年分布型信号検出システムの設計法を確立することができるようになってきた.1981年のTenney-Sandellの研究以来,通信工学者を中心としたアドホックな仮定のもとに分布型信号検出システムの設計法が研究されてきたが,問題の本質的構造を理解するには多端子情報理論の視点が不可欠である.データ検出のための統計学からの手法のほかに,データ伝送のための情報理論の知識が精妙に組み合わされて,性能のよい分布型信号検出システムがはじめて構築される.本研究は,多次元雑音で汚された既知の信号を分布型センサーで受信し,与えられた伝送レートの制約をみたすように変換したデータを中央情報センターに伝送し,そこで信号の検出判定を行う信号処理システムを最適に構成することを目的としたものである.本研究には,多次元雑音がガウス型である場合には,通信路の伝送速度が実質的に0に等しい場合でも,通信路容量が無限大の場合に得られる性能が達成できること,しかも複雑な符号化なしで単に信号をフィルタリングするだけで達成できることを示し,一般の相関をもつ多次元雑音に対して伝送速度に有限の制限のある信号検出システムの性能を研究している.さらに,相関をもつ多次元雑音の分布型センサーによるパラメータ推定の問題を追及している.ここでは,伝送速度の制限のあるもとでの最尤推定量を導くことに成功している.本年度はこれまでの理論的研究のうちの限定された部分である多次元ガウス型の雑音で汚された環境の中を通過してくる既知の信号を分布型センサーで検出する信号処理システムを数学的に表現した結果を発表した。各端末センサーから中央情報収集局への通信路の伝送速度になんら制限を課さない場合,すなわち,通信路の容量が無限大の場合には,レビンソン算法を発展させたウィギンスとロビンソン(1965)による多チャンネルの最小2乗フィルターが有効であったが,そのアイデアは我々の場合のように伝送速度に制限のある場合(とくに,伝送速度が実効的に0である場合)にも,多次元ガウス型の場合については有効であり多次元信号のカルフーネン・レーベ展開を導入することで美しい理論が成立することが判明した。ここで得られた重要な知見は,システム全体としての最適設計を考えるのであれば,端末のセンサーでは決定を行なわず,中央の決定機構で必要とされる情報の一部をのみ計算して伝送すべきであるということである。また量子化の影響も有限の伝送速度のもとでの性能を保障するためには注意を払わねばならない。以上の理論的成果が実際の局面において有効であるかどうかの評価を行うためにワークステーションNEXT TURBOを当該科学研究費補助金により購入し,それを用いてシミュレーション実験を現在行っているところである。まだ広範な実験がなされていないので満足のいく結果は得られていないが,我々の理論が保証している多次元ガウス型の場合については十分な性能がほぼ示されている様子である。これらの結果をふまえて非ガウス型の相関をもつ多次元の雑音に対する信号検出システムを構築するための符号化法を考察するための計算機実験が計画されている。