hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
韓国語語彙辞書データベース構築と外国語サイバー・ユニバーシティ用韓国語Web辞書開発

本研究の成果として、Web基盤の多数の韓国語IT活用教材の作成ならびにそれらの学習効果の検証、高出現度・高分布度語彙の学習段階別抽出ならびに韓国語教育・学習のための「教育基幹語彙」の選定、教科書語彙分析データベース(KTコーパス)のWeb上の公開、活用形から基本形が見出せる韓国語Web辞書の開発、韓国語学習者用Web辞書の中身の記述ならびに学習基幹語彙のランク付け等が挙げられる。これらの成果により、韓国語教育のIT化と自律学習環境作りに大きな進展があった。本研究は、日本の大学における韓国語教育において、Web基盤のITを活用した学習支援環境構築を目指すものである。韓国語の場合、語彙の活用が複雑多岐にわたるため、初・中級学習者には語彙学習が大きな負担となっている。そこで、活用形をクリックするだけで、活用形から基本形を見出し、辞書を引くことができる画期的なWeb辞書の開発を行った。具体的には、(1)Web辞書のシステム構築、(2)辞書記述のための語彙データベース作成の基礎作業、(3)学習用重要語彙選定、(4)学習用の辞書記述等の作業がメインとなっている。特に、本年度は語彙頻度調査のための資料収集やテキスト・スクリプト処理システム構築のための基本的な資料収集など、研究開発打ち合わせが計画されていた。なお、本年度の実績として、雑誌論文5件と、学会発表11件、図書2件、その他4件の成果をあげることができた。これらは、韓国語教育におけるWeb基盤のITを活用した学習支援環境構築において非常に重要な意義を持つものといえよう。詳細な研究進行状況及び次年度計画については以下のとおりである。(1)19年(本年)度は、Web辞書のシステム構築のための見出し語検索システム設計の基本方針を固め、基本設計の一部の試行を行った。活用形が多岐にわたる韓国語を対象に、ワンタッチ辞書として実現させたシステムの設計や試行は非常に意義のある大きな成果であるといえる。次年度の20年度は、試行を踏まえシステム設計の精密度を上げることにしている。(2)辞書記述のための語彙データベース作成においては、テキスト・スクリプトの資料収集や教育用基礎語彙選定を計画していたが、テキスト・スクリプトの資料収集やデータ処理に相当の時間がかかり、現在も進行中である。この部分においては、テキスト・スクリプトの資料収集のための資料選定を終え、現在OCRで資料のデータ化を行っている。次年度の20年度は、資料収集を終えスクリプト処理を行う予定である。(3)学習用重要語彙選定は、スクリプトの処理を終え、頻度分析後に可能であり、20年度に作業を行う予定である。(4)学習用辞書記述については、辞書記述の方針を固めた。さらに、既存の辞書より語彙を収集し、重要語彙と判断される一部の語彙について記述を行った。その際、時間の節約と効率を考え、(2)(3)の作業と並行して行った。20年度に(2)(3)の作業が完了した際に、語彙の順位や添削を処理する計画である。具体的には、(1)Web辞書のシステム構築、(2)辞書記述のための語彙データベース作成の基礎作業、(3)学習用重要語彙選定と学習用の辞書記述等の作業がメインとなっている。特に、本年度は語彙頻度調査のための資料収集と資料分析と辞書システム改良などが計画されていた。本年度の実績として、雑誌論文7件と、学会発表14件、図書3件、その他1件の成果をあげることができた。これらは、韓国語教育におけるWeb基盤のITを活用した学習支援環境構築において非常に重要な意義を持っものといえよう。(1)20年(本年)度は、Web辞書の見出し語検索システムの基本設計の試行と改良をし、WebOCMに韓国語辞書を組み込んだ。しかし、活用形が多岐にわたる韓国語をワンタッチ辞書として実現させるまでは様々な障害にぶっかり、現在たシステムの改修段階であり、次年度の21年度は、試行を踏まえシステム設計の精密度を上げることにしている。(2)辞書記述のための語彙データベース作成においては、資料収集とOCR処理を終え、頻度分析中である。(3)学習用辞書記述については、辞書記述の方針に従い、重要語彙と判断される一部の語彙(3000語彙)について記述し、一部語彙にはネイティブ音声をも貼り付けた。学習用重要語彙選定は、現在頻度分析中であり、21年度には語彙の順位や添削を処理する計画である。本研究の目的は次の4点である。(1)日本の大学における韓国語教育においてWeb基盤のITを活用した学習支援環境を構築する。

(2)Web基盤における韓国語の合理的な語彙学習システムを構築し、学習段階別教育・学習用語彙データベースを構築する。(3)活用形から基本形を見出せるWeb辞書システムを構築する。(4)学習者用韓国語Web辞書の内容を記述する。本年度は特に次の5点の目標を挙げていた。(1)活用形から引くWeb辞書のシステム設計の精密度を上げること、(2)語彙データベース作成における教科書資料の形態素分析及び使用語彙の頻度分析(3)教育・学習者用教育基幹語彙の選定(4)学習者用辞書記述(5)自律学習用IT教材開発本年の実績としては、雑誌論文8件と、学会発表12件、図書7件、その他7件の成果をあげることができた。実績の具体的な内容は次のとおりである。(1)Web基盤の多数のIT活用教材を作成し、学習効果を検証した。多数の教材の実物と論文発表や講演等を通じて、韓国語教育におけるIT化の進展と自律学習環境作りを牽引した。(2)各教材に使用されている語彙について高出現度や高分布度語彙を学習段階別に抽出し、韓国語教育・学習のための「教育基幹語彙」を選定した。韓国語教育・学習現場で有効に活用されうる資料として出版・配布した。(3)教科書語彙分析のデータベースをKTコーパスとしてWeb上に公開し、韓国語教育者が容易に検索利用できるようにした。(4)初級学習者も簡単に活用形から基本形が見出せるWeb辞書を開発し、活用形をクリックするだけで辞書データを高速で連想検索できるようにした。(5)発音・意味・例文・連語等が検索できるように韓国語学習者用Web辞書の中身を記述作成するとともに、学習基幹語彙のランク付けを行った。これらをWebOCM内の韓国語辞書に搭載し、教育機関に無償で提供している。
地球環境の持続可能性からみたリチャード・ノイトラの建築に関する建築意匠論的研究

本研究はアメリカ合衆国ロサンゼルスの近代建築を対象としたものである.特に本研究課題では,リチャード・ノイトラの建築を,彼自身の著作からその思想や作品を検討するとともに,ノイトラの影響を受けた建築家も対象に検討を行った.今回の研究課題での検討から,ノイトラを含むろサンゼする近代建築家たちの・標準化・規格化と地域性の調和を目指した思想形成や作品創出が行われていたことを導いた,ここで得られた検討の結果,ロサンゼルス近代建築はノイトラらを中心に,地球環境の持続可能性への先駆的展開をしていたことが導かれた.1)ノイトラの環境との呼応に関する主概念の抽出約400ページにおよぶ「Survival Through Design」については,すでに下訳とともに仮分析を終えており,本年度は訳文の再検討とともに,ノイトラの環境との呼応という思想の主軸となる諸概念を再検討し,その抽出を行う.現在,仮説的にあげている最も重要な概念としては,「時代認識」,「生理学的空間」,「建築家の職能」という概念である.その3つの概念の下,「歴史の流用に対する批判」,「手段としての科学」「健康によるサバイバル」,「必要条件としての生理学的空間」,そして「空間の連続性」といった概念が,概念的なレベルから手法的なレベルにいたるまで展開されているという仮説が予備的検討によってもたらされているこの予備的検討をさらに精緻化し,先に抽出した主概念の概念規定を行うとともに,そこでの検討をふまえ,ノイトラの建築論の主概念間の関係を,構造化し,後の建築思想と建築作品の分析の枠組みを導く.2)主概念に基づく空間構成の分析手法の検討ノイトラの建築思想から抽出された主概念をもとに,そこでも建築思想が建築作品に,どの様に展開されるのか検討を行い,後の分析の視点とともに手法として提示する.仮説的には,内外空間の関係,特に内外の境界面の設定における環境との呼応,全体のヴォリューム構成における環境との呼応,さらに通風・遮熱性からみた素材や空間構成などがあげられる.リチャード・ノイトラ(Richard Neutra,1892-1970)は,ロサンゼルスを拠点とし,独立住宅を中心に設計活動を行い,数々の著書を残した建築家として,アメリカ近代を代表する建築家とされる.一般に,近代建築,特に「インターナショナル・スタイル」は,地域性を廃した建築表現とされ,環境との呼応の欠落が指摘されることが多いが,ノイトラの作品をはじめとするロサンゼルス近代建築は,近代化と環境との呼応の拮抗を元に展開されてきたという仮説を筆者は有している.彼の代表作品「砂漠の家」などに示されるように,ノイトラは終始,厳しい環境条件と建築とを如何に呼応させるかに意を払い続けてきた.彼の主著「Survival Through Design」は,環境と呼応する建築に対する彼の思想を「survival」というタイトルのもとに集成したものである.このように環境への志向性を強く打ち出した彼の建築作品群の意義を,その質の高い建築作品に求めることはもちろん,作品群を作り出す根幹となる彼の思想を,地球環境保全が強く叫ばれる現代にあって,サスティナビリティの視点から再検討する価値は大いにあるものと考えられる.本研究課題は,リチャード・ノイトラを対象に,彼の建築思想および建築に関する分析を,環境との呼応という観点から行うものである.特に思想については主著である「Survival Through Design」を対象に,そこで展開される彼の環境との呼応という思想の本質と共に,それがいかに空間化されているかを建築作品分析で検討することにより,環境との呼応サスティナビリティの観点から,彼の思想とその建築作品の特質を明らかにし,彼の建築思想と建築作品双方の現代的意義を示し,さらに地球環境保全という課題に対し建築意匠研究の点から資そうとするものである.本研究は,ロサンゼルスにおける近代建築の形成及び発展過程に関する研究として,ロサンゼルス近代建築を先導した建築家ルドルフ・M・シンドラーやリチャード・ノイトラらの建築思想ならびに建築作品の特質の析出を企図する検討の一部である.特に彼が1954年に著した『Survival Through Design』は,彼のそれまでの建築活動,「ほぼ人生に相当する(almost a lifetime)」ものを総括し,自身の建築思想を「survival」というタイトルのもとに示したものであり,フランス,ドイツ,イタリア,そしてスペインでも訳出された彼の主著とされる.本研究は,ノイトラの『Survival Through Design』に示された全論考を対象に,主題となる言説を抽出し,その主題のキーワードをいくつかの項目として構造化し,これらを主題の内容の階層構成という視点で分析した.これにより48章から1267の言説が主題として抽出され,それらの主題に基づくキーワードは61の項目に整理され,主題の内容を意味の階層性の視点から検討した結果,全体では,第1から第5水準の項目に分類された.中でも,第1水準としては,「時代認識」,「生理学的空間(biological space)」,「建築家としての職能」の3項目が導かれたノイトラの『Survival Through Design注15)』に示された【時代認識】は,《環境》,《文明》,《様式》,《構築》,そして《美しさ》の5項目の第2水準の項目から構成されている.特に本研究ではその主題の一つ,彼の時代認識に関する思想の特質を環境と文明という視点から検討した.本研究はアメリカ合衆国ロサンゼルスの近代建築を対象としたものである.特に本研究課題では,リチャード・ノイトラの建築を,彼自身の著作からその思想や作品を検討するとともに,ノイトラの影響を受けた建築家も対象に検討を行った.

今回の研究課題での検討から,ノイトラを含むろサンゼする近代建築家たちの・標準化・規格化と地域性の調和を目指した思想形成や作品創出が行われていたことを導いた,ここで得られた検討の結果,ロサンゼルス近代建築はノイトラらを中心に,地球環境の持続可能性への先駆的展開をしていたことが導かれた.約400ページにおよぶ「Survival Through Design」については,すでに下訳とともに仮分析を終えており,本年度は訳文の再検討とともに,ノイトラの環境との呼応という思想の主軸となる諸概念を再検討し,その抽出を行う.現在,仮説的にあげている最も重要な概念としては,「時代認識」,「生理学的空間」,「建築家の職能」という概念である.その3つの概念の下,「歴史の流用に対する批判」,「手段としての科学」「健康によるサバイバル」,「必要条件としての生理学的空間」,そして「空間の連続性」といった概念が,概念的なレベルから手法的なレベルにいたるまで展開されているという仮説が予備的検討によってもたらされている.本年度はその内容について,具体的な概念規定について,検討を重ねた.建築意匠サイン集年度となる本年度は,おれまでの検討をさらに精緻化し,先に抽出した主概念の概念規定を行うとともに,そこでの検討をふまえ,ノイトラの建築論の主概念間の関係を,構造化し,後の建築思想と建築作品の分析の枠組みを導く.主概念に基づく空間構成の分析手法の検討ノイトラの建築思想から抽出された主概念をもとに,そこでも建築思想が建築作品に,どの様に展開されるのかを検討を行い,後の分析の視点とともに手法として提示する.仮説的には,内外空間の関係,特に内外の境界面の設定における環境との呼応,全体のヴォリューム構成における環境との呼応,さらに通風・遮熱性からみた素材や空間構成などがあげられる.これらは,次年度に予定するロサンゼルスでの現地調査およびカリフォルニア大学ロサンゼルス校貴重図書館ノイトラ・アーカイブにおける資料収集により補完・発展する予定である.以上の調査をふまえ,特にサスティナビリティの観点から,近代・現代建築におけるノイトラの建築思想と建築作品の位置づけを明らかにするとともに,その今後の可能性を示し,本研究のとりまとめと成果発表を行う.約400ページにおよぶ「Survival Through Design」については,すでに訳文の再検討とともに,ノイトラの環境との呼応という思想の主軸となる諸概念を再検討し,その抽出を行った.その結果.現在,最も重要な概念としては,「時代認識」,「生理学的空間」,「建築家の職能」という概念を導いた.そうした3つの概念の下,「歴史の流用に対する批判」,「手段としての科学」「健康によるサバイバル」,「必要条件としての生理学的空間」,そして「空間の連続性」といった概念が,概念的なレベルから手法的なレベルにいたるまで展開されているという仮説がもたらされている.この予備的検討をさらに精緻化し,先に抽出した主概念の概念規定を行うとともに,そこでの検討をふまえ,ノイトラの建築論の主概念間の関係を,構造化し,後の建築思想と建築作品の分析の枠組みを導く等,本年度の研究に結実した.
高次元医用データのための関数データに基づく統計モデルの開発

本研究では、超高次元データの情報量を落とさず次元縮小し情報抽出するための統計モデル開発に取り組んだ。医用画像データから疾病発症を早期診断するための判別モデルを構築した。さらに脳検診データと身体活動度、臨床的評価項目の関連性分析のためのモデルを構築し変数間の機序を明らかにした。また、健康長寿社会の実現を目指した全国長期大規模追跡調査データの一部にスパース性を仮定した生存時間解析法を適用し、予測精度を考慮しつつ予後因子の特定に取り組んだ。以上の研究成果は国内・国際学会で発表した。関数データ構造方程式モデルの開発にも取り組んだが、推定値の性質に関して検討の必要があり未完成である。高次元医用データから有益な情報を効率的に抽出するための統計モデルの開発を目的とした当該研究の初年度である本年度の研究成果を以下にまとめる。各被験者の観測に約100万個のボクセルが含まれるsMRIデータは医用画像データの中でも特に高次元であることで知られるが,このデータから認知症発症を予測するための統計モデルの開発に取り組んだ。研究の初年度であるため滑り出しをスムーズにする目的から, Advances in Data Analysis and Classification誌に掲載されたArakiet. al.(2013)のモデルに,スパース性を仮定した正則化多変量解析法と基底展開法を組み合わせることで情報量の損失をおさえた次元縮小が可能になるというアイデアを加えて,モデルを拡張した.特に,認知症発症を早期発見するためのスパースな制約を課した非線形ロジスティック判別モデルにこの次元縮小法を取り込み,数値実験により他の方法と比較検討することでモデルの有用性を検証した.また,オープンデータに適用し,認知症発症を予測するのに有用であることが示唆された.この研究成果は現在は論文としてまとめ,投稿準備中である.さらに,提案した次元縮小法を比例ハザードモデルの枠組みで捉えることでアルツハイマー発症の予後予測のためのモデリングへ拡張し,研究成果を国際会議で発表した(27th International Biometric Conference).高次元医用データから有益な情報を効率的に抽出するための統計モデルの開発を目的とした当該研究の2年目である本年度の研究成果を以下にまとめる.関数データ解析法が高次元データの解析に有用であることに注目し,昨年度は,例えば各被験者の観測に数100万個のボクセルが含まれるsMRIデータのように医用画像データの中でも特に高次元であるデータから疾病を予測するための判別モデルを構築した.このモデルはスパース性を仮定し,正則化多変量解析法と基底関数展開の組み合わせで情報量の損失を抑えた次元縮小を可能にするというアイデアから構築したものであるが,今年度はその予測の性能を,感度特異度の観点から数値実験で検証した.さらに,イベント発生(疾病への罹患)までの時間を予測するための統計モデルの開発に取り組んだ.次元縮小のアイデアは判別モデルと同様のものであり,ここでは,基底関数,正則化項,モデル選択法それぞれ複数ある手法の組み合わせでどれが最も予測誤差を小さくするか,数値実験を行い検証した.成果は論文投稿準備中であるとともに,国際会議で発表した.また,脳検診データと身体活動度,記憶障害,臨床的評価項目の関連性を分析するためのモデルを健診データへ適用し,変数間の機序を明らかにした.さらに,健康長寿社会の実現を目指した全国大規模追跡調査データから有益な情報を抽出し今後の政策に役立てるため,パイロットスタディとして10年間の追跡調査の一部のデータにスパース性を仮定した生存時間解析法を適用し,予測精度を検討するとともに,予後因子の特定に取り組んだ.提案したモデルはスパース性を仮定し,正則化多変量解析法と基底関数展開の組み合わせで情報量の損失を抑えた次元縮小を行うが、数値実験によりその予測性能を検証している.また、変数間の構造を知るという当初の研究計画を進めるため、当該年度はまず脳MRIデータと身体活動度,記憶障害,臨床的評価項目の関連性を探るため一般的なモデルを用いて実データを解析した.国際会議での発表と同時に国外の研究者と意見交換ができ、さらに論文投稿のための数値実験の追加を行った.高次元医用データから有益な情報を効率的に抽出するための統計モデルの開発を目的とした当該研究の3年目である本年度の研究成果を以下にまとめる.関数データ解析法が高次元データから有益な情報を抽出することに有用であることに注目し,各被験者の観測に数100万個のボクセルが含まれるsMRIデータのように医用画像データの中でも特に高次元であるデータから疾病を予測したり,時系列データに基づき疾病と共変量のダイナミクスとの関連性を捉えるためのモデル構築にとりくんできた.このモデルは正則化多変量解析法と基底関数展開の組み合わせで情報量の損失を抑えた次元縮小を可能にするというアイデアから構築したものであるが,予測の性能を感度特異度の観点から数値実験で検証し,さらに,イベント発生(疾病への罹患)までの時間を予測するための統計モデルの開発にH28年度も引き続き取り組むと同時に,関数データとして捉えられる共変量の間の相互的関連性をどのようにとらえるかにも注目した.

次元縮小のアイデアは基底関数,正則化項,モデル選択法それぞれ複数ある手法の組み合わせでどれが最も予測誤差を小さくするか数値実験を工夫した.成果は論文投稿準備中であるとともに,国際会議で発表した.また,脳検診データと身体活動度,記憶障害,臨床的評価項目の関連性を分析するためのモデルを健診データへ適用し,変数間の機序を明らかにした.また、健康長寿社会の実現を目指した全国大規模追跡調査データから有益な情報を抽出し今後の政策に役立てるため,長期追跡調査データに正則化生存時間解析法を適用し,予測精度を検討するとともに,予後因子の特定や因子間の機序を解明するための方法を検討した.正則化多変量解析法と基底関数展開の組み合わせで情報量の損失を抑えた次元縮小を行う部分から,その後表された共変量の間の関連性をどのように捉えるかに進歩があった.変数間の構造を知るという当初の研究計画を進めるため,当該年度は昨年度行った身体活動度,記憶障害,臨床的評価項目の関連性を探るため一般的なモデルを用いて実データを解析した事にヒントを得て,一般的なグラフィカルモデルを臨床データへ適用した.国際会議での発表と同時に国外の研究者と意見交換ができた.平成29年度は前年度に引き続き,近年の急速な測定技術の発展に伴い複雑多様化した膨大な量の各個体の観測点が多く個体差のある高次元医学データから新たな知見を有効に抽出するための統計学的手法の開発に取り組んだ.まず,アルツハイマー病診断のため撮影される脳磁気共鳴(MRI)データは複雑な構造を持つ高次元データで,各個体が約100万個のボクセルと呼ばれる立方体の集まりから脳構造を捉える.このような高次元医用データは標本数が次元に比べて圧倒的に少なく通常の統計モデルではモデルのパラメータ推定において安定した汎用性の高い推定値を得ることが困難であった.本研究では、高次元データの情報量を落とさずに次元縮小しつつ,ロジスティック回帰モデル,グラフィカルモデルといった統計モデルの適用での情報抽出のためのモデル開発を行った.高次元データの次元縮小において近年主流となっているのはスパース推定(Tibshirani 1996,Zou 2006)であるが,この方法が有効に機能する次元は数百程度であり本研究で想定する医用データは遥かに高次元であるため直接適用できない.そこで本研究では正則化多変量解析法と基底関数展開の組み合わせで情報量の損失を抑えた次元縮小を可能にする事に取り組み,判別モデルの予測性能を感度特異度の観点から数値実験でその精度を検証した.さらに,超高次元共変量を含む媒介分析を,上記の次元縮小の工夫を行い関数化した関数データをモデルに含めた関数データ構造方程式モデルの開発に取り組んだ.このモデルにより,地点や時点の変化に伴い変動する変数の目的変数への直接効果,間接効果を捉える事ができた.本研究成果は論文投稿準備中であるとともに,国際会議で発表した.本研究では、超高次元データの情報量を落とさず次元縮小し情報抽出するための統計モデル開発に取り組んだ。医用画像データから疾病発症を早期診断するための判別モデルを構築した。さらに脳検診データと身体活動度、臨床的評価項目の関連性分析のためのモデルを構築し変数間の機序を明らかにした。また、健康長寿社会の実現を目指した全国長期大規模追跡調査データの一部にスパース性を仮定した生存時間解析法を適用し、予測精度を考慮しつつ予後因子の特定に取り組んだ。以上の研究成果は国内・国際学会で発表した。関数データ構造方程式モデルの開発にも取り組んだが、推定値の性質に関して検討の必要があり未完成である。
体細胞での染色体不安定性の誘導における癌精巣抗原の役割

生殖細胞と癌細胞において特異的に発現する「癌精巣抗原」が体細胞における染色体不安定性の誘導に果たす役割を解明するため、癌精巣抗原であるシナプトネマ複合体形成分子SYCP3とSYCE2について、体細胞を用いた機能解析を行った。我々は既に、シナプトネマ複合体形成分子SYCP3が体細胞において遺伝性癌抑制遺伝子産物BRCA2と複合体を形成して相同組換え修復によるDNA二本鎖切断修復を阻害して染色体不安定性を誘導することを報告している。前年度までに、SYCP3とBRCA2の複合体形成によって相同組換え修復が抑制されるメカニズムを明らかにするために、BRCA2におけるSYCP3との相互作用部位の解析を進め、BRCA2のN末側とC末側の2箇所に、SYCP3との相互作用領域があることを同定した。今年度は、引き続き、SYCP3およびBRCA2の組換え蛋白の作製を行い、in vitro binding assayにより、SYCP3とBRCA2のN末端が直接結合することを明らかにした。シナプトネマ複合体形成分子SYCE2については、前年度までに、体細胞においてDNA損傷応答の活性化とDNA二本鎖切断修復の亢進をもたらすことが示唆されていた。今年度、DR-GFPアッセイやDNA二本鎖切断末端結合解析を行い、SYCE2が相同組換え修復と非相同末端結合の両経路の修復効率を上昇させることを明らかにした。また、DNA損傷応答が活性化する背景を調べるために、SYCE2発現細胞におけるヒストンの翻訳後修飾やクロマチン構造の変化の有無について解析を進めた。26年度が最終年度であるため、記入しない。近年、生殖細胞において特異的に発現し、減数分裂における染色体動態を制御すると考えられてきた分子が、体細胞である癌において異所性に発現することが報告され、その特異的な発現パターンから「癌精巣抗原」と呼ばれている。これらの分子の減数分裂における役割については分かっている部分も多いものの、体細胞で異所性に発現した場合の生物学的影響については、十分に明らかにされていない。本研究では、癌精巣抗原が体細胞における染色体不安定性の誘導に果たす役割の解明を目指す。癌精巣抗原の1つである減数分裂特異的シナプトネマ複合体形成分子SYCP3は、体細胞において発現すると、遺伝性癌抑制遺伝子産物BRCA2と複合体を形成して相同組換え修復によるDNA二本鎖切断修復を阻害して染色体不安定性を誘導する。SYCP3がBRCA2との複合体形成を介して相同組換えを抑制する機序について検討をするために、今年度は、多数のBRCA2の欠失変異体を用いてSYCP3との相互作用部位を絞り込み、BRCA2のN末側とC末側の2箇所の200bp以内の領域を同定した。さらに、直接結合の有無を検討するために、SYCP3およびBRCA2の組換え蛋白の作製を進めた。別の減数分裂特異的シナプトネマ複合体形成分子であるSYCE2も、乳癌細胞や造血器腫瘍で異所性に発現する癌精巣抗原である。SYCE2の体細胞における強制発現実験や、癌細胞における発現抑制実験の結果から、SYCE2が体細胞では染色体数の異常の頻度の増加やDNA損傷抵抗性を誘導することが示唆され、その分子機序を検討した。SYCE2発現細胞においては、放射線照射後のATMのSer1981の自己リン酸化の亢進が見られ、53BP1やRAD51のDNA損傷付与時の核内フォーカス形成も亢進していたことから、SYCE2の発現によりATM依存性のDNA損傷応答が活性化し、DNA二本鎖切断修復も活性化していることが示唆された。

癌精巣抗原SYCE2の体細胞発現によりATMが活性化することを手がかりに、同分子により影響を受けているDNA損傷応答シグナル経路について見当をつけることができたため。癌精巣抗原SYCP3については、BRCA2との直接結合の有無の証明に注力するとともに、相同組換え修復を制御する別の分子とのクロストークの有無について検討する。癌精巣抗原SYCE2については、ATMの活性化を手がかりに、直接に標的とする分子の同定を目指すとともに、DNA損傷応答制御経路の全体像の把握をめざす。
原水水質に対応した合理的な膜選択および運転制御理論の確立

様々な原水から回収した有機物を用いたベンチスケール膜ろ過実験昨年度行ったパイロットスケールろ過実験では、糖類が主なファウリングの原因物質であることが明らかとなった。本年度は昨年度に得られた結果の汎用性を検討するために、日本全国から様々な特性を有する水道水源から有機物を回収し、ベンチスケールろ過実験を行った。回収した有機物を疎水性/弱疎水性/親水性成分に分画したものを原水としてろ過実験を行った結果、どの原水から回収した有機物についても、親水性画分をろ過した際に顕著なファウリングの進行が観察された。疎水性画分をろ過した際には、ファウリングの進行はほとんど観察されなかった。このことは、原水中に含まれる親水性画分が主なファウリングの原因物質であることを示すものである。原子間力顕微鏡(AFM)を用いた糖類と膜面間の親和性の評価糖類によるファウリング進行メカニズムを検討するために、親水性画分と膜表面との親和性の評価を試みた。糖類中には多くのヒドロキシル基が存在しており、糖類と膜表面との親和性はヒドロキシル基の膜表面への付着力を測定することで評価できると考えられる。そこで本研究では、原子間力顕微鏡を用いて、ヒドロキシル基を修飾したビーズの膜面への付着力を測定することで、糖類と膜面間の親和性を評価した。ヒドロキシル基とカルボキシル基のPVDF膜面への付着力測定した結果、ヒドロキシル基はカルボキシル基よりも遥かに高い付着力を示すことが明らかとなった。これは、ヒドロキシル基と膜面間に水素結合が働いていたことに起因するものと考えられる。ヒドロキシル基の付着力をPVDF膜とPE膜で比較した際には、PVDF膜の方がより高い付着力を示した。過去に行ったパイロットスケール膜ろ過実験では、PVDF膜の方がPE膜と比較してよりファウリングが急速に進行したことから、本研究で行ったAFMによるヒドロキシル基の付着力を測定することで、閉塞しにくい膜の選択が可能になると考えられる。新規に導入した分析手法の確立「中空糸膜表面に付着した有機物特性分析手法」を確立した。膜表面に堆積した有機物は通常全反射吸収フーリエ変換赤外分光(ATR-FTIR)分析を行う。しかし、測定ではプリズムに平板状の膜面を接地させる必要があるため、これまで平膜についてのみ測定可能であった。本研究では、中空糸膜におけるATR-FTIR測定を検討した。中空糸膜を並行に並べて押しつぶし、平板状に形成することで、中空糸膜においてもATR-FTIR分析が可能となった。ATR法で得られたスペクトルと、高感度反射(RAS)法で測定したスペクトルと比較した結果、ピーク位置、及び形状が類似していたことから、本法で確立した手法の有効性が確認された。膜の材質に関して多方面な評価を行うために、「原子間力顕微鏡(AFM)を用いた表面形状観察」、「窒素ガス吸着装置を用いた細孔径分布測定」、「電界放射型走査型電子顕微鏡(FE-SEM)による細孔表面構造解析の把握」等の分析手法を確立した。実浄水場におけるパイロットスケール装置を用いた長期ろ過実験札幌市近郊の実浄水場に設置するパイロットスケール膜ろ過装置に、2種類のMF膜を装着し、2ヶ月程度の連続ろ過実験を行った。連続運転期間中、何度か閉塞した膜をモジュールから切り取り、上述したような新規に導入した膜特性の評価手法を用いて、閉塞した成分、及び膜表面特性の経時変化を観察した。その結果、ろ過の継続に伴って、ファウリングに寄与する成分は異なっており、特に親水性の性質を有するポリエチレン膜においては、運転初期において比較的大きな粒径を有する鉄や糖類が閉塞し、運転の継続に伴って、より小さな粒径を有するフミン質やマンガンへと閉塞成分の原因物質が変化することが明らかとなった。

これは、ヒドロキシル基と膜面間に水素結合が働いていたことに起因するものと考えられる。ヒドロキシル基の付着力をPVDF膜とPE膜で比較した際には、PVDF膜の方がより高い付着力を示した。過去に行ったパイロットスケール膜ろ過実験では、PVDF膜の方がPE膜と比較してよりファウリングが急速に進行したことから、本研究で行ったAFMによるヒドロキシル基の付着力を測定することで、閉塞しにくい膜の選択が可能になると考えられる。
統計力学の手法を利用した新しい経済学の構築

ロジット選択型の確率分布関数に別の解釈を与えた。ロジット型の選択確率とは行動に伴う効用が与えられた時にどれだけの確率でその行動を実際に選択するかを与える代表的な関数である。それ以前もエントロピー最大化との関係でロジット選択関数を導くことができるという結果は得られていたが、「Equal Likelihood Principle」というある行動の組み合わせが同じ効用を与えるとき行動主体がその行動の組み合わせを選ぶ確率は同様に確からしい、という我々が導入した原理から主体がロジット型の確率関数である行動を選択することを示した。また、これでエントロピー最大化でロジット関数が導かれることに意味を与えることができた。この成果を学術誌に出版することができた。ネットワーク上のモデルの分析を進めた、ネットワーク上で主体が社会的に学習する場合にどのようなネットワークならば良い行動が速く広まるか、ネットワークの次数分布の分散の大きさと広まる速度の速さの関係を調べた。協調ゲームをネットワーク上で考え社会的な学習がある場合にどのような、条件の時に良い行動が広まるのかそれをゲームの利得とネットワークの構造に結び付けて研究した。ロジット選択を伴うネットワーク上のゲームを研究し、協調ゲームの結果とネットワーク構造との関係とを調べた。ネットワークの次数分布が持つ分散の大きさがどの戦略が定常状態で選択されるかを決定することを示した。ファインマン経路積分を用いて金融派生商品の価格付けをする研究を進めた。確率論及び統計力学の研究も進めた。大まかには研究計画に基づいて研究が進んでいると言える。論文の出版をすることもできた。従って、おおむね順調に進展していると言える。今までの研究成果を論文にして公開していくことを優先的に進めていくことが望まれる。これまではネットワークの研究が主なものであったので、それ以外の研究をこれからは積極的に進めていきたい。ネットワーク上の進化ゲームにおいて、どのような条件どのようなネットワークに於いて協力行動が促進されるのかの研究をさらに進めて行った。個々のプレイーヤは、個々としては非協力し相手を裏切ってしまうことが最も良い利得を生むのであるが、社会全体でみると協力するほうが良いと言うある意味フラストレーションの構造がある囚人のジレンマと言う状況においてどのようなネットワークが協力を促進するのかの研究を具体的には進めた。本研究の一部はjournal of theoretical biology(2011)に掲載された。また、この研究結果を様々な国際学会や国内学会で発表した。また、それ以外にも他の様々なネットワーク上のモデルを開発した。それらの研究においては、どのようなネットワークの元でどのような結果が生まれるのか。どのようなネットワークのどのようなネットワークの特徴やネットワークの性質を表す指標によってどのような違いが生まれるのか。どのようなネットワークが一番効率がよく、逆にどのようなネットワークが最悪の効率が悪いのかなどと言ったことを解析的に計算した。ネットワーク上のモデルはノードが複雑につながりあい、それぞれがいくつのリンクを持つのかも一様でないので厳密な解析的な計算を行うのは難しい。したがって、厳密な解析的計算ではなく様々な近似を使った計算を行い、その後数値実験を使ってその近似的な解析解と結果を確かめるということを主に行った。
層状マンガン酸化物薄膜の電荷軌道秩序と動的ダイナミクスの研究

基板歪みによる電荷軌道秩序の制御を目的として、Nd_<0.25>Sr_<1.75>MnO_4の電荷軌道秩序が発現するMnO_2面に異方的に基板歪みを与えるために、格子定数の異なるLaSrGaO_4とLaSrAlO_4の(100)面にNd_<0.25>Sr_<1.75>MnO_4薄膜を成長させた。二つの基板による異なる歪みで軌道秩序のパターンが90度回転することを光学スペクトルから見いだした。今後、圧電結晶などによる電界による軌道スイッチの実現につながると考えている。電荷軌道秩序の実現した単結晶薄膜化にあたって、Nd_0.25Sr_1.75MnO_4薄膜合成の最適化をおこなった。MnO_2面の異方的歪みが電荷軌道秩序にあたえる影響を調べるために、同じ結晶構造のLaSrAlO_4とLaSrGaO_4の(100)面基板に薄膜を成長させた。Nd_0.25Sr_1.75MnO_4の面内の格子定数はちょうど2つの基板の間にあるので、引っ張り歪みと圧縮歪みの両方の効果が調べられる。薄膜成長最適条件は基板温度850度、酸素圧1×10^-5Torrと高温低酸素圧であることがわかった。X線回折実験によって、LaSrAlO_4基板上の薄膜は圧縮歪み、LaSrGaO_4基板上の薄膜は引っ張り歪みが実現できていることを確認した。光学伝導度測定によって、それぞれの薄膜における電荷軌道秩序相の同定を試みた。(010)方向に偏光させて測定した光学伝導度スペクトルは、両方の基板上の薄膜において3〓4eV付近の酸素2pからMn4d軌道へのCT遷移が明瞭に観察でき、LaSrGaO_4基板上の薄膜にだけ0.8eV付近に大きな構造があった。この構造のピークは低温に向けて大きくなっていくことも確認した。この振る舞いは、Mnのe_g軌道の3z^2-r^2が一列に強磁性的に配列した軌道秩序状態のスペクトルに非常に近い。この電荷軌道秩序相は、バルク結晶の相においてx=0.80(Nd_0.20Sr_1.80MnO_4)で安定化している相であり結晶構造は正方晶に歪んでいる。今回合成した薄膜は基板により強制的に正方晶に歪んでいるため、強磁性的軌道秩序が相境界のx=0.75においても安定化していると予想できる。また、3z^2-r^2軌道の配列方向に結晶は伸びるので、LaSrGaO_4基板上には(010)方向に3z^2-r^2軌道が配列しているため(010)方向に偏光した光学スペクトルに構造が観察されたと結論づけた。このようにNd_0.25Sr_1.75MnO_4薄膜の軌道秩序パターンを基板により制御することに成功しつつある。これは層状ペロブスカイト薄膜の異方的歪み効果を見出した初めての例である。前年度に見出した、基板の歪みを利用したNd_<0.25>Sr_<1.75>MnO_4薄膜の軌道秩序パターンの制御を実験的に確かなものにした。3z^2-r^2軌道の方向が薄膜面内と面間に伸びている2種類の薄膜の光学スペクトルを、軌道の方向を考慮して偏光方向を変えて温度変化を測定し、同じ軌道整列が起こっているNd_<0.3>Sr_<0.7>MnO_3で報告されているスペクトルと同じ温度依存性を示すことが分かった。一連の軌道秩序パターンの基板による制御の研究を論文に纏め、Applied PhysicsLettersにおいて発表した(本年度業績リスト)。このような層状ペロブスカイト薄膜の電荷軌道整列を電場によって制御する場合、同じ層状ペロブスカイト構造の金属を電極に用いることが理想的である。そこで、Sr_2RuO_4薄膜、SrMoO_3、CaMoO_3薄膜、Sr_2MoO_4薄膜の合成を行った。ルテニウムは酸化物を作って揮発しやすいので、Sr_2RuO_4薄膜をガス圧を酸素ではなくアルゴンである程度上げた雰囲気で薄膜を合成した。結晶性を劇的に向上させたことにより、残留抵抗率がマイクロオームcmオーダーまで減少した。これまでPLDターゲットに含まれる不純物が原因で残留抵抗率が高かったと考えられていたが、結晶性を上げることによりマイクロオームcmオーダーまでは抵抗率を下げられることを発見した。また、極低温実験によって1Kで超伝導転移しゼロ抵抗になることが分かった。これは薄膜でSr_2RuO_4を超伝導にした初めての結果である。

六価に酸化しやすいモリブデンを四価に安定化させるために、同じようにアルゴン雰囲気でモリブデン酸化物を合成した。成長条件を最適化することで薄膜ではこれまでの報告で最も低い残留抵抗率の薄膜の合成にSrMoO_3、CaMoO_3薄膜、Sr_2MoO_4薄膜全てに成功した。これらの薄膜は、本研究の層状マンガン酸化物の電荷軌道秩序の動的ダイナミクス制御だけでなく、ペロブスカイト酸化物デバイスの電極に有用であると期待できる。
素数の加法的問題，特にその例外集合について

また新たなテーマとして,弘前大学の立谷洋平氏とBaggio Engineering SchoolのDaniel Duverney氏と整除性に関連したLambert級数の無理数性について共同研究を始めた.Lambert級数は約数関数に類する数論的関数を含むべき級数へ変形することができる.ここにErdosが用いた無理性判定のための手法を用いるのだが,この際数論的関数の局所的な振る舞いをコントロールする必要がある.このような数論的関数の局所的振る舞いは難しいので,残念ながら素数列に渡るLambert級数は取り扱えないが,素数よりもう少し疎な2項ずつ互いに素な数列に渡るLambert級数を簡単な篩法を用いてコントロールすることに成功した.現在までに得られている結果を用いれば,例えば素数の2乗番目のFibonacci数の逆数和は無理数であることがわかる.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。昨年度には、素数と素数のベキの和を考察し、この問題の短区間中の例外集合評価に関してBauerによる世界記録を更新することに成功した。今年度始めにはこの研究から得たアイデアを下に、LanguascoとZaccagniniによる素数と素数の平方の和の表現関数の平均値に関する結果を簡単な修正だけで改善することに成功した。これらの結果は、「素数と素数のベキに関するbinary additiveproblemの現在最大の障壁は、素数とただのベキに関するbinary additiveproblemに関する障壁とある意味では同じ部分にある」という観察に基づいていると言える。そこで今年度にはこの障壁(以下「ベキ障壁」と呼ぶ)を乗り越えることを例外集合評価の世界記録更新のための指針とした。例外集合評価そのものについてはまだ難しいものの、LanguascoとZaccagniniのやったような表現関数の平均値を考察し、素数と平方数の和に関して彼らの得ていた世界記録を新たに更新することが出来た。これにより、平方数に対する「べき障壁」を表現関数の平均値に関してはきちんと乗り越えられるようになったと言える。また、門田慎也氏と小野塚友一氏との共同研究によりGraph Ramsey Numberに関するBascoro-Broersma-Surahmat予想の特殊な場合を解決することに成功した。以前から、加法的問題へのいままで自分が用いてきたのとは異なるアプローチとして加法的組合せ論に注目していたが、このGraph理論に関する研究は自分の組合せ論的手法への第一歩となったと言える。例外集合そのものに関してではないものの、関係した平均値に関して世界記録を更新することに成功している。特に、いままでの研究で感じた障壁への挑戦を通して結果を得ることができた。また、加法的問題へは組合せ論的手法も有効であるが、組合せ論的手法への第一歩としてグラフ理論での結果も得ることが出来ている。専門的な技法を深める方向および視野を広げる方向の2つの方向で今後の進展の期待できる結果が得られているので、本研究は順調に進展しているといえるだろう。昨年度3月から今年度5月までフランスのLille第1大学のGautami Bhowmik氏のもとを訪問して共同研究や情報交換を行った。Bhowmik氏に加えKarin Halupczok氏および松本耕二氏との共同研究により、合同条件付きGoldbach予想の平均的挙動に関する研究が一旦の完成を見た。共同研究では主に藤井型明示公式のBhowmik氏とSchlage-Puchta氏の方法による導出を担当した。また遠藤健太氏との共同研究により、東京理科大学の中村隆氏によって提出されていたHurwitz zeta関数の実零点に関する問題を解決することに成功した。鍵となるアイデアは、L関数論において一般的なmollifierの技法のtoy versionであるように見える。問題の解決のみならず、実零点に関するより詳細な情報を引き出すことにも成功した。周辺の研究者に我々の手法がどこまで通用するか訊ねられる事が多かったが、比較的ad hocなトリックに基づいており、拡張へ向けてはよく分からない点が依然として多く、さらなる研究が必要かもしれない。さらに、自身にとって比較的新しい研究テーマとして友愛数の研究を行った。この友愛数に対して、Gmelinによる「互いに素な友愛数は存在しないであろう」という予想があるが、このGmelinの予想に関するPollackのupper boundを改善することに成功した。特にPollackによる「奇数の完全数に対するHeath-Brownの手法はGmelinの予想に適用可能か?」という問題に肯定的な解答を与えることが出来た。しかし同時に数値計算によりHeath-Brownの手法の効力は限定的であるという観察も得た。例外集合そのものに関してではないものの、素数の加法的問題に対する藤井型明示公式について理解が深まった。素数の加法的問題における明示公式の応用の研究に繋がることが期待できる。また同じく加法性による難しさを含む友愛数の問題に対して新たな結果を得ることが出来た。昨年度に続き、専門的な技法を深めつつ視野を広げることができたので、本研究は順調に進展しているといえるだろう。また新たなテーマとして,弘前大学の立谷洋平氏とBaggio Engineering SchoolのDaniel Duverney氏と整除性に関連したLambert級数の無理数性について共同研究を始めた.Lambert級数は約数関数に類する数論的関数を含むべき級数へ変形することができる.

ここにErdosが用いた無理性判定のための手法を用いるのだが,この際数論的関数の局所的な振る舞いをコントロールする必要がある.このような数論的関数の局所的振る舞いは難しいので,残念ながら素数列に渡るLambert級数は取り扱えないが,素数よりもう少し疎な2項ずつ互いに素な数列に渡るLambert級数を簡単な篩法を用いてコントロールすることに成功した.現在までに得られている結果を用いれば,例えば素数の2乗番目のFibonacci数の逆数和は無理数であることがわかる.当初予定していた明示公式の応用に関しては未解明な部分が多いので、今年度の研究を続け短区間中の素数に関する加法的問題の例外集合およびその周辺について改善を試みる。また同時に組合せ論的手法による加法的問題へのアプローチにも挑戦する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
次数相関を有するネットワークの頑健性とその最適構造の解明

本研究の大きな目的は、長距離次数相関とネットワーク構造頑健性の間の関係を明らかにすることである。初年度は、u-vフラワーと呼ばれるネットワークモデルおよび本モデルに関連したネットワーク上のボンドパーコレーションおよびサイトパーコレーションを解析的に調べた。これにより以下のことが明らかとなった。1)次数分布関数を保存した下でのハブ間距離(長距離次数相関)がパーコレーションに与える影響について。u-vフラワーは、モデルパラメータであるu, vをu+v=一定としたとき次数分布関数が保存され、uの値によってハブ間距離が制御される。この条件下で、u-vフラワー上のボンドパーコレーション転移点を繰り込み方程式によって調べた。これにより、u-vフラワーにおけるハブ間の距離が近いほどボンドパーコレーション転移点は大きな値になることが明らかとなった。2)次数分布関数および隣接次数相関を保存した下でのパーコレーションの振舞いの比較。u-vフラワー上のサイトパーコレーションを繰り込み方程式から、u-vフラワーの隣接次数相関を保存したもとでランダマイズしたネットワーク上のサイトパーコレーションを母関数法により解析し、それらの転移点の比較を行なった。また、u-vフラワーの隣接次数相関を保存したもとでのパーコレーション臨界特性は、次数相関のない全くランダムな場合の臨界特性と異なることが、本研究の解析から明らかになった。この振舞いについて大規模数値計算を用いた数値検証を行った。1), 2)の研究は、隣接次数相関を超えた高次相関がネットワーク上のパーコレーションに与える影響が有意に存在することを示している。従来の既存モデル上のパーコレーションの整理にとどまった。この原因として、一連の研究の中で、u-vフラワーの隣接次数相関を保存したもとでのパーコレーション臨界特性が新奇なものであったことが挙げられる。次数相関とパーコレーション臨界特性の関係についてはいまだ深い理解が得られていないため、本結果をまとめることを優先し、解析の吟味および大規模数値計算による数値検証に時間を使った。このために当初計画から遅れが出ている。前年度までに得られた成果について早急にまとめ、論文として出版する。また、並行して研究計画に沿ってモデル研究を進める。これより長距離次数相関とネットワーク頑健性の関係の理解を深め、従来の既存モデルとの比較を行い統一的な知見を見出す。さらに得られた知見をもとに頑健なネットワークの最適構造に関して議論する。購入を予定していた計算機サーバーの性能面を考慮し、購入を次年度に見送ったため次年度使用が生じた。
脳機能・代謝画像と実時間超音波計測を統合した画像誘導手術法の開発

本研究の目的は、1)脳神経外科手術ナビゲーションシステムに、術前に計測されたMRIの3次元解剖学的情報のみならず、脳代謝や脳機能マッピングの3次元マルチモダル情報を加えることにより、脳神経外科領域における本システムの有用性を向上させることと、2)手術ナビゲーションの欠点である術中brain shiftへの対応法を開発することである。本研究においては、脳磁図による言語野マッピング法が確立されたことが大きな成果であった。脳磁図の言語野解析結果を従来のf-MRIによる結果と比較すると、いずれの方法でも、運動性言語野(Broca野)を同定することは可能であるが、前者では、Broca野以外の言語関連領域を同定でき、しかもこれら賦活領域の時間的・空間的関連性を動画で表示することが可能であり、個々の言語野解析にはより有用であった。また脳代謝や脳機能マッピングの3次元情報の他に、錐体路線維の3次元情報である拡散テンソル画像(DTI)データを手術ナビゲーションシステムに導入することぶ可能になった。さらに、超音波(ultrasound,US)画像を手術ナビゲーションシステムに導入し、モニター画面上で術前MRI画像と超音波画像を重ね合わせることにより、術中のbrain shiftをリアルタイムに計測することも可能になった。これらの技術の用いて左前頭葉Broca野近傍の脳腫瘍10症例の手術を行った。言語野および錐体路の3次元情報を手術ナビゲーションシステムの画面上に表示し、さらにUS画像によるリアルタイムモニタリングを行いながら脳腫瘍の摘出術を行った。全例でBroca野を温存した腫瘍摘出が行われ、術後の言語機能評価において言語機能の悪化を示す症例は認めなかった。脳機能・代謝画像と実時間超音波計測を統合した画像誘導手術法の開発は、安全で確実な脳腫瘍手術の実施に極めて有用であることが示された。今年度は、脳代謝や脳機能マッピングなどのマルチモダル情報を導入した新しい脳神経外科手術ナビゲーションシステム開発のための基礎技術の確立を目指した。1)脳機能マッピング画像の手術ナビゲーションシステム(VectorVision2)への取り込み。f-PET、f-MRI、脳磁図による非侵襲的脳機能局在マッピングを行い、これらのデータセットとMRIのデータセットをVectorVision2へ個別に取り込み、VectorVision2上でイメージ合成する技術を確立した。今年度は、特に脳磁図による言語野マッピング法の研究において新たな成果を得た。すなわち、しりとり課題とMCE法(最小ノルム電流推定法)を用いることにより、言語優位半球や言語関連領域を簡便に同定することが可能になった。2)PET脳代謝画像のVectorVision2への取り込み。PET脳代謝画像のデータセットとMRI画像のデータセットをPC上でイメージ合成し、PET/MRI統合画像をVectorVision2へ取り込む技術を確立した。また、定位的放射線治療の精度向上を図るために、PET/MRI統合画像を放射線治療計画システムの中に導入することにも成功した。3)拡散テンソル画像(DTI)のVectorVision2への取り込み。diffusion TENSOR Visualizer(dTV)を用いてDTI画像を取得する技術を確立した。DTIデータセットをVectorVision2に取り込み、MRIのT1画像のデータセットとイメージ合成を行う技術開発についても進行中である。実時間計測によるレジストレーション補正(リアルタイムアップデート)の技術開発の予備研究として、超音波(ultrasound,US)画像診断装置を用いて術中Brain shiftの実測値を計測し、VectorVision2による計測値との誤差を分析した。脳機能マッピング画像、PET脳代謝画像、拡散テンソル画像(DTI)、超音波(ultrasound, US)画像の手術ナビゲーションシステム(VectorVision2)への取り込みに関する技術開発を進め、これら技術を脳腫瘍の手術症例に臨床応用した。

DTIデータは1.5T MRIを用いて取得し、パソコン上でテンソル計算および3次元構築を行い、さらに3次元構築結果とMRIの重ね合わせデータセットをVectorVision2に取り込み、錐体路線維の術中モニタリングに用いた。US画像は超音波探触子に再帰性反射材でコーティングされたマーカーを3個装着させて、超音波探触子を光学式位置センサにより追跡することによりVectorVision2に取り込んだ。VectorVision2の画面上に、術前MRI画像と超音波画像を表示し、両者の重ね合わせ画像をモニター上で作成することにより、brain shiftの程度をリアルタイムに計測した。以上の技術を駆使して脳腫瘍10症例の手術を行った。全例右利きであり、左前頭葉Broca野近傍に腫瘍が局在していた。全例において、左下前頭回ないし中前頭回にBroca野が同定された。これら言語マッピングデータと錐体路線維を示すDTIデータをVectorVision2に取り込み、モニター画面上に機能局在を3次元画像表示しながら、脳腫瘍の摘出術を行った。全例でBroca野を温存した腫瘍摘出が行われ、術後に言語および運動障害は現れなかった。術中のbrain shift対策としてのUS画像によるリアルタイムモニタリングの有用性も認められた。脳機能・代謝画像と実時間超音波計測を統合した画像誘導手術法の開発は、安全で確実な脳腫瘍手術の実施に極めて有用であることが示された。