hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
興奮性譫妄による急死の解明に関する分子病態学的研究

前年度の血清の結果と異なり、miR-126a-3pは90分運動後抑制群で有意な上昇、miR-29a-3pで有意な低下があり、運動後抑制ストレスに対する特異的変化を反映している可能性が示されている。血清と心臓とのmicroRNA発現量の変化の相関についてはサンプルサイズが小さく、今後PCR等によって個別の確認が必要と思われた。本研究結果は運動後の拘束ストレスとある種のmicroRNA発現変動の関連性を示唆するものである。しかし、蓋然性を持ってそれが診断マーカーになると判断し、かつ実務応用に利用するには、ストレス負荷時間やストレス自体の負荷強度を細分化し、microRNA発現への影響を更に詳しく検討する必要があると考えられる。加えて死後も比較的安定と考えられているmicroRNAではあるが、実務応用にはmicroRNAごとの死後経過に伴う変性変性について実験モデルを用いて確認する必要があると考えられる。本研究は制圧後の突然死のメカニズム解明の一助としてmicroRNAを指標に、特定のストレスに対し客観的評価指標を探ることを試みた。ラットに対して3種類のストレス負荷処置を行い、加えてストレス負荷時間を変えることで、時間的要素を加味させた。microRNA測定の方法として、血清ではマイクロアレイを行った後でqRT-PCRを行い、心筋では次世代シークエンシングを使用した網羅的解析を行った。本研究結果から、運動後の拘束ストレスにより発現量が変化するmicroRNAがあることが示された。加えてストレス強度の違いによって発現するmicroRNAが異なることが示唆された。ストレス刺激とmicroRNA発現量の間に差がみられるか否かが本研究の主題である。そして当初企画したストレス刺激によって、複数のmicroRNA発現量の上昇が得られた。一方で、ストレス関連のmicroRNAの中にも変動を来さないものもあり、ストレス負荷の違いによって発現そのものにも違いがあることが判明した。これは平成26年度の目的であるストレスの指標となるmicroRNAを見いだす、という計画を達成できたことになる。前年度は、次のステップで次世代シークエンサを使った解析を目指したが、大学共同研究施設の同機器の設置が遅れた関係で、(1)までの評価は残念ながらでできなかった。平成28年度は同様のストレス負荷に対し、心筋における次世代シークエンシングを用いた解析を行う(現時点で解析中である)。同法によるmicroRNA発現の中から、ストレス負荷の違いを考察するとともに、qRT-PCRで差が出たmicroRNAとの異同についても検討を行う。なおエタノール経口摂取の影響を調べるために、エタノール経口摂取群と生理食塩水摂取群を用意し、これに対しても比較検討を行う。法医学現在、次世代シークエンサーを使用した計画を立てており、機器の導入が順調に進行すれば平成27年度内には結果が得られる予定である。またmicroRNA発現量は血液・臓器間で差がある可能性がある。特に興奮性譫妄は心臓負荷が原因の一つと考えられており、前年度に同時に採取したラット心臓試料についても、血清同様の発現解析を試みる予定である。
急速凍結法と高分解能立体視による腺細胞微細構造の三次元的構造解析

当初の予定どおり,非調節性分泌機能を営む副腎皮質細胞と汗細胞を中心に,これらの組織を急速凍結法で処理し, (1),凍結置換法による包埋試料については準厚切り切片を作り, 200KVの透過電子顕微鏡で立体撮影を行うとともに,超薄切片で得られた所見と比較検討し,副腎皮質細胞では脂質滴と滑面小胞体の相互関系を,肝細胞では実験条件下(フエノバルビタール投与,グルコース過剰投与)での滑面小胞体の動態を追求した.その結果,いずれの細胞でも滑面小胞体と複雑かつ多様な動態を認めたが,最近生化学の分野で云われている「非調節性分泌は主として粗面小胞体の膜タンパクの特異なアミノ酸残基のないことによる」という見解を裏付けるような所見は得られなかった.(2),デイープ・エッチング法による解析では,主として微細管の配列を中心に観察を進めたが,副腎皮質細胞での微細管の発達はさほど著明でなく,有意の所見を得ることはできなかった.しかし,肝細胞では細胞内に分散するゴルジ野から類洞側の細胞表面膜に向って放射状に配列する微細管の発達を認めた.これら細胞骨格と密接に関連する滑面小胞の一部と考えられる輸送小胞との間には密接な位置的関係がしばしば認められたが,糸粒体,ライソゾーム,細胞膜隣接面に密接する小胞体とは関係なく,肝細胞内には機能を異にする2つの滑面小胞系が存在することが示唆された.(3)佐々木は試料の凍結割断後に行うODC法を改良し,希釈したエタノールで比較的短時間でマセレーションを行うことに成功した.この方法で得られた試料から,網工を形成する細管状の滑面小胞体系の存在様式を副腎皮質細胞と肝細胞で明らかにした.以上の結果を総合し,非調節性分泌機能を営む細胞では滑面小胞体系が重要な役割を演じていることが明らかにされたが,全ての膜系が一様でなく,局所的機能分化があることが示唆された.当初の予定に加えて、分泌物質の局在を同定するため、唾液腺細胞におけるアミラーゼ生合成過程を免疫細胞化学的に検索した。乳腺腺房細胞については、急速凍結置換固定した試料の超薄切片と準超薄切片を透過電子顕微鏡で観察するとともに、フリーズフラクチャー・レプリカ像を観察した。その結果、分泌脂質滴の形成機序については明らかにすることができなかったが、脂質滴が互いに融合して大さを増すこと、これが放出されるさいのいわゆるアポクリン放出機構の詳細を明らかにすることができた。分泌脂質滴はその形成と貯蔵,放出に至る全経過が、少なくとも形態学的にはまったく独立して行われること、従って、これまで一部に云われていたようなカゼインを含むタンパク分泌果粒の形成機序、とくに2種類の分泌果粒同志が互いに融合すると云うような相関関係を示さないことが明らかになった。これら分泌果粒が放出されるさいに細胞骨格がどのような関わりをもつかについては現時点でなお明らかでない。一方、タンパク性分泌果粒の形成と放出の機序については、これまで唾液腺細胞で観察したとほぼ同じ所見を得、また、ゴルジ装置の三次元的構築についても類似の結果を得た。唾液腺漿液細胞におけるアミラーゼの免疫細胞化学的検索では、急速凍結置換固定法で処理した試料に免疫細胞化学的反応を施す場合、置換固定剤や包埋剤など、試料処理条件によって反応の程度がいかに異なるかを、金コロイド標識抗体を用い、金粒子の密度を各細胞内微細構造ごとに定量的に測定し、示適条件を検討した。その結果、1.52%程度のOs【O_4】を含むアセトン置換固定剤を用いても、切片を過酸化水素溶液でエッチングすることにより好結果を得ること、エポンよりアラルダイトを包埋剤として用いる方がよいことが判った。今後、これらの手法を用い、所期の三次元構造の解析を進める予定である。当初の予定どおり,非調節性分泌機能を営む副腎皮質細胞と汗細胞を中心に,これらの組織を急速凍結法で処理し, (1),凍結置換法による包埋試料については準厚切り切片を作り, 200KVの透過電子顕微鏡で立体撮影を行うとともに,超薄切片で得られた所見と比較検討し,副腎皮質細胞では脂質滴と滑面小胞体の相互関系を,肝細胞では実験条件下(フエノバルビタール投与,グルコース過剰投与)での滑面小胞体の動態を追求した.その結果,いずれの細胞でも滑面小胞体と複雑かつ多様な動態を認めたが,最近生化学の分野で云われている「非調節性分泌は主として粗面小胞体の膜タンパクの特異なアミノ酸残基のないことによる」という見解を裏付けるような所見は得られなかった.(2),デイープ・エッチング法による解析では,主として微細管の配列を中心に観察を進めたが,副腎皮質細胞での微細管の発達はさほど著明でなく,有意の所見を得ることはできなかった.しかし,肝細胞では細胞内に分散するゴルジ野から類洞側の細胞表面膜に向って放射状に配列する微細管の発達を認めた.これら細胞骨格と密接に関連する滑面小胞の一部と考えられる輸送小胞との間には密接な位置的関係がしばしば認められたが,糸粒体,ライソゾーム,細胞膜隣接面に密接する小胞体とは関係なく,肝細胞内には機能を異にする2つの滑面小胞系が存在することが示唆された.

(3)佐々木は試料の凍結割断後に行うODC法を改良し,希釈したエタノールで比較的短時間でマセレーションを行うことに成功した.この方法で得られた試料から,網工を形成する細管状の滑面小胞体系の存在様式を副腎皮質細胞と肝細胞で明らかにした.以上の結果を総合し,非調節性分泌機能を営む細胞では滑面小胞体系が重要な役割を演じていることが明らかにされたが,全ての膜系が一様でなく,局所的機能分化があることが示唆された.
構造物の長寿命化に対応した実用的な信頼性設計法および性能評価法に関する研究

持続可能な発展を目指した節約型・循環型社会を構築するためには,一般構造技術者によって設計される一般的な構造物についても長寿命化を推し進め,良質な社会ストックとして整備しければならないが,従来の構造設計法には供用期間の概念が無く,新たな構造設計法/性能評価法が必要となる。信頼性理論に基づく限界状態設計法は,供用期間,目標性能水準,荷重や耐力の不確定性を反映した安全率(荷重・耐力係数)」を用いることが出来るが,日本建築学会刊行の「建築物の限界状態設計指針」における荷重耐力係数の略算法では,基準期間は50年と固定されており,任意の基準期間を設定して,設計・性能評価することができず,したがって,長寿命化には対応できない。また,構造物の耐力は,供用期間中に,鉄筋の腐蝕・アルカリ骨材反応・鋼材の疲労・木材の腐朽などにより劣化する場合があり,このような耐力劣化は構造物の供用期間が短い場合は無視することができたが,供用期間が長くなるに従い建物の使用性や安全性に大きな影響を与えるが,従来の設計法では,このような耐力劣化は考慮されていない。本研究では,研究代表者が既に提案している,目標性能を考慮した荷重・耐力係数の実用的算定法を拡張し,供用期間をも考慮しながら,簡易に荷重・耐力係数を算定する手法を提案する。また,耐力劣化については,耐力の時間変化を表す劣化関数と確率的に等価な定数である劣化影響係数を用いることにより,時間の要素を取り除くことを提案しているが,本研究では,簡便な劣化影響係数の評価手法を提案し,その精度と適用性について解析例を用いて検討した。建物の建設工事に伴うCO_2の排出量が,全産業における排出量の10%を超える中,建物の長寿命化は建築分野に対する社会的要請であり,また,建築に携わる者の社会的責務でもあるが,従来の構造設計法には供用期間の概念が無く,新たな構造設計法/性能評価法が必要となる。信頼性理論に基づく限界状態設計法は,供用期間,目標性能水準,荷重や耐力の不確定性を反映した安全率(荷重・耐力係数)」を採用している。荷重・耐力係数の実用的算定法として,目標性能を考慮した荷重・耐力係数のでは,基本変数がすべて対数正規変数ならば,荷重・耐力係数は解析的に表現されることを利用し,荷重強さの確率分布関数を対数正規近似する方法が示されていが,安全性評価における基準期間は50年に固定されており,このままでは長寿命化に対応できない。任意の基準期間(n年)に対応した荷重耐力係数を精算するためには,(1)n年最大値の確率分布関数の評価,(2)確率分布関数の逆関数の評価,(2)正規確率分布関数の対数の評価,従来の略算法では,対数正規近似等が必要となり,実用上煩雑であるが,本研究では,それぞれについて略算式を提案し,任意の基準期間,目標信頼性に対応した荷重・耐力係数を簡便に算定する手法を示した。対数正規近似を避けることで,従来の方法に比べて精度も向上し,安全率を10%程度減少させることができる。さらに,荷重効果や耐力を表す確率変数の相対的な「重み」を示す分離係数の略算法について,その精度を検討し,分離係数の評価精度についての安全率の意味を明確にした。次年度は,長寿命化の際に無視できなくなる劣化の影響を簡便に評価する劣化影響係数のより簡便な評価方法を検討するとともに,劣化の不確定性を考慮しながら,今年度の荷重・耐力係数の略算法と統合することで,長寿命化に対応した実用的な信頼性設計法および性能評価法の構築を図る。

持続可能な発展を目指した節約型・循環型社会を構築するためには,一般構造技術者によって設計される一般的な構造物についても長寿命化を推し進め,良質な社会ストックとして整備しなければならないが,従来の構造設計法には供用期間の概念が無く,新たな構造設計法/性能評価法が必要となる。信頼性理論に基づく限界状態設計法は,供用期間,目標性能水準,荷重や耐力の不確定性を反映した安全率(荷重・耐力係数)」を用いることが出来るが,日本建築学会刊行の「建築物の限界状態設計指針」における荷重耐力係数の略算法では,基準期間は50年と固定されている。また,寿命が長くなると,構造耐力の経年劣化と点検・補修・補強の効果も考慮に入れる必要があり,昨年度は耐力劣化を,これを確率的に等価な定数である劣化影響係数に置き換える信頼性解析手法の枠組の構築と劣化影響係数の簡易評価法の提案し,その精度と適用性について検討した。本年度は,基準期間を固定する原因となっていた基本確率変数の対数正規近似を避けて,AFOSMを直接適用するために,(1)基準期間中の最大値の確率分布関数,(2)確率分布関数の逆関数,(3)正規確率分布関数の対数のそれぞれについて略算式を提案し,任意の基準期間や目標信頼性に対応した荷重・耐力係数を簡便に算定する手法を示した。この手法では,AFOSMを直接適用することで,従来の方法に比べて精度も向上し,安全率を10%程度減少させることができる。さらに,荷重効果や耐力を表す確率変数の相対的な「重み」を示す分離係数の略算法について,その精度を検討し,分離係数の評価精度についての安全率の意味を明確にした。
湿原植生モニタリングのための多時期・高空間解像度リモートセンシング手法の開発

湿地植生保全と管理のためには植生の詳細な分布状況とその変動の把握が必要不可欠である。クィーンズランド州北東部(豪州)は、温帯・亜熱帯湿原と周辺部の山火事により、そのモニタリングは急務である。しかしながら、火災前後の植生データが未整備であり、多様な植生を正確に把握する計測手法は未開発な現況である。本研究は、航空機搭載型ハイパースペクトル・センサ(HyMap,126bands/0.45-2.5μm)による高解像度画像を利用し、湿原植生把握のための評価をすることを目的とした。火災頻度の高い区域の回復過程における植生に関して、火災に対する植生の適応度に関して5段階にランク付けを行い、1990年以降の火災履歴との比較を行った。ギラウィーン国立公園を本解析対象地(17,000ha)とし、本年度は、指定保護区の北東部において、2005年1月(夏季)及び2005年5月(冬季)、の2時季に詳細なグランド・トゥルースを行った。1990年、1989年、2000年、2004年に森林火災履歴をもつ400平方メートルの13プロット地区、各32種の高木層、6種の低木層、18種の林床植生のスペクトル計測(UV/VNIR325-1075nm)とDGPS測量、及び植生調査を行った。近赤外域のスペクトルの反射率は高木層でも種により3パターンに区別された。スペクトルの一次・二次微分解析結果から、葉の脂腺細胞の分布パターン及び葉齢と水分状態の特異性から、レッドエッジの最大の差異は690-750nm(710,720,735nm)、グリーンエッジは510-560nm(515,521,560nm)であることが明らかとなった。さらに、HyMap画像と得られた分光情報から、各火災履歴における代表的なユーカリ種を含む36種を判別する上で重要な波長帯をもとに植生マッピングを試みた。回復過程における火災適応度に関する5段階のランク付けから、1989年以降、火災に適応した分布域を上回る北東部の火災被害の影響が拡大している領域と植生分布が明確となった。今後は、森林火災に適応した詳細な植生分布マッピング結果から森林火災回避と保全・管理に有効なシステム構築のための応用が期待される。クィーンズランド州北東部(豪)は、温帯・亜熱帯湿原と周辺部の山火事(1990年以降)により、そのモニタリングは急務である。本研究は、航空機搭載型ハイパースペクトル・センサ(HyMap,126bands/0.45-2.5μm)による多時季の高解像度画像を利用し、湿原植生把握のための評価をすることを目的とした。特に、更新が数年で湿原周辺の環境影響によるインパクトを受けやすい脆弱な植生、低木や高山生植物の抽出は、高木の樹木等に比べて衛星画像から詳細な判別は難しい。そのため、ランク付けによる保全指定植生マッピングにより、生態学的にも実解析に有効な植生分布の面的空間情報を明らかにする。ギラウィーン国立公園(Lon:151°54'43"E,Lat:28°46'27"S)を本解析対象地(17,000ha)とした。初年度は、州指定保護区の北西部(約900ha)において2003年8月4-27日(冬季)と2004年1月527日(夏季)の2時季にグランドトゥルースを行った。クィーンズランド州自然資源管研究所との共同作業により、植生調査及び火災履歴から過去10年間(4時期)の火災の変化抽出(衛星画像SPOT-4/マルチスペクトル)を行い、判別可能な植生パターンと火災状況を明確にした。また、個葉(破壊・非破壊)・群落の分光データを取得した。今後は、ハイパースペクトル画像と観測時季及び分光情報及びセンサの組み合わせから、湿原植生把握のための評価を行う。また、火災被害の影響と回復過程における温帯・亜熱帯植生の代表的分類群の構成樹種や分布域の変化を明確にし、森林火災回避と湿原保全・管理に有効なマッピングを試みる。本研究は、航空機搭載型ハイパースペクトルセンサ(HyMap,126 bands / 0.45-2.5μm)による多時期の高解像度画像を利用した湿原植生把握の評価を行い、森林火災回避と保全・管理に有効なマッピングをすることを目的とした。特に、火災頻度の高い区域の植生に関して、火災に対する植生の適応度に関して5段階にランク付けを行い、1990年以降の火災履歴との比較を行った。また、更新が数年で湿原周辺の環境影響によるインパクトを受けやすい脆弱な植生、低木や高山生植物の抽出にも着目をし、生態学的にも実解析に有効な植生分布の面的空間情報を明らかにすることを試みた。本研究では、ギラウィーン国立公園を本解析対象地(17,000ha)し、本年度は、そのうち州指定保護区の北西部と北東部において、2004年8月・10月(冬季)、

2004年12月・2005年1月(夏季)の2時季に詳細なグランド・トゥルースを行った。1998年、1990年、2000年及び2004年に森林火災履歴をもつ400平方メートルの13プロット地区の内、それぞれ32種の高木層、6種の低木層、18種の林床植生のスペクトル計測(UV/VNIR)325-1075nm)とDGPS測量、及び植生調査を行った。近赤外域のスペクトルの反射率は高木層でも種により70-90%、30-55%、20-30%の3パターンになった。特にユーカリ20種を例に着目すると、スペクトルの一次微分解析結果から、葉の脂腺細胞の分布パターン及び葉齢と水分状態の特異性から、レッドエッジの最大の差異は690-750nm(710,720,735nm)、グリーンエッジは510-560nm(515,521,560nm)に見られることが明らかとなった。この3バンドがユーカリ種を判別する上で重要な波長帯となると考えられた。今後は、HyMap画像と分光情報から、火災被害の影響と回復過程における温帯・亜熱帯植生の代表的分類群の構成樹種と適応領域を明確にし、森林火災回避と保全・管理に有効なマッピングを試みる。湿地植生保全と管理のためには植生の詳細な分布状況とその変動の把握が必要不可欠である。クィーンズランド州北東部(豪州)は、温帯・亜熱帯湿原と周辺部の山火事により、そのモニタリングは急務である。しかしながら、火災前後の植生データが未整備であり、多様な植生を正確に把握する計測手法は未開発な現況である。本研究は、航空機搭載型ハイパースペクトル・センサ(HyMap,126bands/0.45-2.5μm)による高解像度画像を利用し、湿原植生把握のための評価をすることを目的とした。火災頻度の高い区域の回復過程における植生に関して、火災に対する植生の適応度に関して5段階にランク付けを行い、1990年以降の火災履歴との比較を行った。ギラウィーン国立公園を本解析対象地(17,000ha)とし、本年度は、指定保護区の北東部において、2005年1月(夏季)及び2005年5月(冬季)、の2時季に詳細なグランド・トゥルースを行った。1990年、1989年、2000年、2004年に森林火災履歴をもつ400平方メートルの13プロット地区、各32種の高木層、6種の低木層、18種の林床植生のスペクトル計測(UV/VNIR325-1075nm)とDGPS測量、及び植生調査を行った。近赤外域のスペクトルの反射率は高木層でも種により3パターンに区別された。スペクトルの一次・二次微分解析結果から、葉の脂腺細胞の分布パターン及び葉齢と水分状態の特異性から、レッドエッジの最大の差異は690-750nm(710,720,735nm)、グリーンエッジは510-560nm(515,521,560nm)であることが明らかとなった。さらに、HyMap画像と得られた分光情報から、各火災履歴における代表的なユーカリ種を含む36種を判別する上で重要な波長帯をもとに植生マッピングを試みた。回復過程における火災適応度に関する5段階のランク付けから、1989年以降、火災に適応した分布域を上回る北東部の火災被害の影響が拡大している領域と植生分布が明確となった。今後は、森林火災に適応した詳細な植生分布マッピング結果から森林火災回避と保全・管理に有効なシステム構築のための応用が期待される。
不確実性に対処するための最適保全戦略の数理的研究

[A]在来種の生息地改善努力と外来種の駆除努力外来種に存続を脅かされている在来種の最適保全戦略について解析した。餌の供給等によって直接的に在来種の生存率を改善する生息地改善努力と、外来種の駆除によって在来種の生存率を間接的に改善する駆除努力の最適な値を調べた。最適な生息地改善努力量や駆除努力量がそれぞれ正になる必要条件を導き出した。生息地改善努力量と駆除努力量の両方が正になる必要条件は、[1]在来種の密度が低い、[2]外来種の密度が高い、[3]生息地改善努力量と駆除努力の一方の効率とコストの比が他方と比べて大きすぎない、というものである。最適生息地改善努力量が正の場合は、最適生息地改善努力量と駆除努力量を解析的に求めることができた。また、外来種が在来種に与える影響の大きさに不確実性がある場合の最適生息地改善・駆除努力量も求めた。[B]海洋保護区の最適設定に関する理論的研究2つのパッチで漁業が行われている場合を考えて、漁業による純利益を最大にするための漁獲努力量のポントリャーギンの最大原理を用いて解析を行った。漁獲努力量がゼロであることは、海洋保護区を設定することを意味する。2つのパッチ間では移動があり、幼体の移動は密度効果の影響を受け、成体野移動には密度効果はないをした。ポントリャーギンの最大原理と滑降シンプレックス法をもちいて、最適な漁獲量を求めるプログラムを作成し,解析を行った。また、動的に漁獲努力量を変更することができる場合とできない場合で、純利益の差がどのように変化するのかを明らかにした。1.外来種により存続が脅かされている在来種の最適保全戦略外来種により存続が脅かされている在来種の最適な保全戦略についての数理的研究を行った。在来種の生存率を直接改善する保全努力(餌や隠れ家の供給など)や、外来種の駆除努力の2つの努力の最適努力量を求めた。保全努力と駆除努力は在来種の絶滅確率を下げることができるが、経済的コストを伴う。最適な保全戦略とは、絶滅確率に個体群の価値を表す定数を掛け合わせた値と、保全努力と駆除努力の経済的コストの和を最小化するものと定義した。本研究により、保全努力量と駆除努力量がゼロから正になる境界と、両方の努力が必要な場合における最適努力量を解析的に求めることができた。個体群の価値が大きくなるにつれて、最適保全努力量は大きくなるが、最適駆除努力量はある値以上大きくならないことが示せた。2.エゾシカ個体群の個体数の将来予測と最適狩猟努力分配北海道の西部地域と、東部地域のエゾシカの個体群の分布をベイズ推定に基づき求めた。その結果、特に西部地域における個体数の分布の分散が大きく継続的な調査の必要性を明らかにできた。次に、ある狩猟努力(出猟人日)を継続的に行うというシナリオのもとで、将来(1-10年後)の個体数の比(1993年度を1とする)や個体数をある目標値以下に減少させることができる確率を計算した。その結果、最新年度(2002年)の狩猟努力では、2年後における両地域共に目標値を達成する確率が2%以下であることが示せた。また、狩猟努力量が一定としたときに、西部地域と、東部地域への狩猟努力の最適配分(目標値の達成確率の最大化)をコンピュータシミュレーションにより計算を行った。この計算から、狩猟努力を現在の配分と較べて、東部地域により多くの狩猟努力を分配するのが最適であることが明らかになった。
サル嗅周皮質の関係記憶・学習における役割

本研究では、海馬と解剖学的に密接な関係を持ち、多数刺激セット条件の視対象再認記憶に深く関わっている嗅周皮質が、少数刺激セット条件の再認記憶やtransverse patterning課題(TPT)のような、同一刺激が対呈示される刺激や試行によって意味那変わるいわゆる関係記憶・学習課題における役割を検討した。まず、少数刺激セット条件と多数刺激セット条件の対象遅延見本合わせ課題(それぞれDMS-S、DMS-Lと略す)の学習と遅延テストに及ぼすサル嗅周皮質摘除の効果を検討した。サルに術前開S-L、DMS-Sの順で学習訓練し、嗅周皮質摘除手術後、DMS-S,DMS-Lの順で課題を与えてその成績を健常統制群(N群)と比較した。摘除群は、DMS-SとDMS-Lの両方でその再学習と遅延テストで障害を示さなかった。今回嗅周皮質摘除によってDMS-Lが障害されなかったのは、ザルがDMS-Sを経験したことによりそのストラテジーでDMS-Lを解決したと考えられる。TPTは、二者択一弁別事態においてA,B,Cという刺激セットが相手となる刺激によってその意味が変る(A+/B-,B+/C-,C+/A-)という学習課題である。この課題に対して、摘除群は試行制限内(75セッション)に学習することができず、障害を示した。しかし、その後与えた統制課題の6対の同時複式弁別学習では摘除群は障害を示さなかった。本研究の結果、嗅周皮質はDMS-Sは関与しないが、TPTの学習に密接に関与することを示した。この結果は、海馬が関係連合課題とみなしうるDMS-Sに関与するが、TPTの学習に密接に関与しないことを示した我々の前の知見とは対照的である。TPTが構成連合課題か関係連合課題とみなすかは最近ずっと論争の種であった。TPTは、海馬損傷では障害を示さなかったので、関係連合課題よりはむしろ構成連合課題と考えられ、嗅周皮質はそれに関与することが示唆される。本研究は、多数刺激セット条件の視対象再認記憶に深く関わっている嗅周皮質が、少数刺激セット条件の再認記憶やtransverse patterning problemのような同一刺激が試行によってあるいは対呈示される刺激によって意味が変わるいわゆる関係記憶・学習課題においてどのような役割を果たすかを検討することにある。本年度は、ニホンザルを用いて、少数刺激セット条件と多数刺激セット条件における遅延見本合わせ課題に及ぼす嗅周皮質摘除の効果を検討した。装置として、ウィスコンシン式一般行動テスト装置(WGTA)を使用した。すべての被験体は、カード除きの訓練後、まず摘除前に、多数刺激セット(300枚の写真刺激)条件の遅延見本合わせ課題を学習基準(連続100試行中90正反応以上)まで訓練を受けた(1日30試行)後、少数刺激セット(3枚の写真刺激)条件の遅延見本合わせ課題を学習基準(連続100試行中90正反応以上)まで訓練された(1日30試行)。その後、実験群は嗅周皮質の吸引摘除の手術を受け、約2週間の術後回復期間の後、少数刺激条件の遅延見本合わせ課題、多数刺激条件の遅延見本合わせ課題の順で再訓練を受けた。統制群は、最初の2課題の学習完成後3週間の休止期間の後実験群と同様の手順で課題の再訓練を受けた。

統制群、実験群ともに最初の2課題の訓練では、多数刺激条件の課題を学習した後にもかかわらず、少数刺激セット条件でより多くの試行数を学習完成に要し、条件間の学習転移が見られないことから、少数刺激セット条件には多数刺激セット条件にはない機能プロセスが内在することが示唆された。術後再訓練の成績は、統制群は両課題についてほぼ完全な学習保持を示したが、実験群についてはまだ術後の成績は得られていない。本研究は、多数刺激セット条件の視対象再認記憶に深く関与すると考えられている嗅周皮質が、少数刺激セット条件の再認記憶やtransverse patterning problemのような同一刺激が試行によってあるいは対呈示される刺激によって意味が変わるいわゆる関係記憶・学習課題においてどのような役割を果たすかを検討することにある。本年度は、ニホンザル(一部アカゲサル)を用いて、少数刺激セット条件における遅延見本合わせ課題に及ぼす嗅周皮質摘除の効果を検討した。装置として、ウィスコンシン式一般行動テスト装置(WGTA)を使用した。すべての被験体は、カード除きの訓練後、まず摘除前に、多数刺激セット(300枚の写真刺激)条件の遅延見本合わせ課題を学習基準まで訓練を受けた(1日30試行)後、少数刺激セット1(3枚の写真刺激)条件の遅延見本合わせ課題を学習基準まで訓練された(1日30試行)。その後、実験群は嗅周皮質の吸引摘除の手術を受け、約2週間の術後回復期間の後、まず少数刺激条件の遅延見本合わせ課題の遅延見本合わせ課題の再訓練を受けた。統制群は、少数刺激セット条件の課題学習完成後3週間の休止期間の後、少数刺激セットの遅延見本合わせ課題の再訓練を受けた。再訓練の成績は、統制群は両課題についてほぼ完全な学習保持を示した。これに対して嗅周皮質摘除群は、少数刺激セット条件で軽度であるが障害を示した。本研究は、嗅周皮質が、少数刺激セット条件の再認記憶や両価手がかり弁別課題であるtransversepatterning problemのような同一刺激が試行よって意味が変わるとか対呈示される刺激によって意味が変わるいわゆる関係記憶・学習に関与するかどうかを検討することを目的とする。本年度は嗅周皮質を摘除し、少数刺激セットの遅延見本合わせ課題を終了したサルと同様の行動課題を訓練されてきた非摘除統制ザル計6頭を用いて、2セットの刺激群からなるtransversepatterning problemを与えた。刺激A、B、Cと刺激D、E、Fの2セットの物体、景色などの写真刺激を用い、第1段階ではA(+) vs B(-)とD(+) vs E(-)の2つの弁別学習を1日48試行中24試行づつランダムに与えた。学習基準は、各弁別課題について12試行中11正反応以上をとることとした。第1段階の学習が完成すると、次にB(+) vs C(-)とE(+) vs F(-)を前の2つの弁別課題に加え4つの課題として1日48試行中12試行づつランダムな順序で与えた。それが完成すると、第3段階として、C(+) vs A(-)とF(+) vs D(-)の課題を加えた6弁別課題を同様の方法で与えた。この段階では各弁別課題は1日に6試行づつランダムな順序で与えられた。各段階で、12試行を1ブロックとしてその中で各弁別課題が同数試行ランダムになるように考慮した。本課題は、第3段階で、同じ刺激が対となる相手刺激によって意味が異なり、第2段階までと同じ方略では課題を解決できない。
糖尿病人口急増地域における糖尿病発症リスクのゲノム解析：バングラデシュ調査研究

糖尿病(Diabetes Mellitus)は世界中に蔓延する多因子疾患である。本研究では、糖尿病急増地域の南アジア地域に着目する。国の人口規模、糖尿病罹患率、食文化の日本との類似性を考慮し、バングラデシュ集団を対象とし、バングラデシュ集団の糖尿病の遺伝的リスク(若年成人型糖尿病MODYの原因遺伝子変異、2型糖尿病のリスク多型)、生活習慣・環境リスクならびに遺伝-環境相互作用リスク(腸内細菌群集構造やアミラーゼ遺伝子コピー数多型と環境因子との相互作用)を明らかにし、そのリスクプロファイルの国際比較(特に、日本との比較)を通じて、糖尿病発症に関わる分子・環境基盤の理解の深化に寄与する。
液晶性有機無機ハイブリッド超格子:電磁波制御メタマテリアルの 創製

本研究では,ナノ粒子と有機デンドロン分子とを共有結合的にハイブリッド化することにより,"液晶性有機無機ハイブリッド超格子"を構築した.具体的には,単分散球状無機ナノ粒子および有機デンドロンとから得られる"有機無無機ハイブリッドデンドリマー"の自己組織構造およびその可逆的構造変化特性に対し,精密な解析を行った.さらに半導体無機ナノ粒子に適用したところ,光変調機能などのメタマテリアル特性のON-OFF制御が可能なデバイスの創成につながる重要な知見を得た.本研究では,ナノ粒子と有機デンドロン分子とを共有結合的にハイブリッド化することにより,"液晶性有機無機ハイブリッド超格子"を構築した.具体的には,単分散球状無機ナノ粒子および有機デンドロンとから得られる"有機無無機ハイブリッドデンドリマー"の自己組織構造およびその可逆的構造変化特性に対し,精密な解析を行った.さらに半導体無機ナノ粒子に適用したところ,光変調機能などのメタマテリアル特性のON-OFF制御が可能なデバイスの創成につながる重要な知見を得た.本研究では,ナノ粒子と有機デンドロン分子とを共有結合的にハイブリッド化することにより,"液晶性有機無機ハイブリッド超格子"を構築することを目的とする.この際,メタマテリアルの概念を導入し,理論的計算によりあらたな機能を発現することが示唆されている構造をターゲットとしてハイブリッド構造を設計・構築する.さらには,得られた"液晶性有機無機ハイブリッド超格子"構造の相転移を誘起し,電磁波制御メタマテリアルとしての人工機能のオンーオフに繋がる材料開発を行うことを目的としている.一方で,用いるデンドロンの世代やナノ粒子の粒径を精密に制御することで,分子量超精密制御ハイブリッド粒子を調製する手法を開拓する.本年度は特に表面宮能基修飾無機ナノ粒子の合成法探索を重点的に行った.具体的には,チオカルボン酸を用いて表面カルボキシル基修飾金ナノ粒子およびカルコゲン系半導体ナノ粒子の合成を行った.この際反応条件を最適化することにより,粒径を段階的に制御する手法を確立することができた.一方,ナノ粒子表面を修飾するための有機分子としては,アミノ基を有するデンドロンに着目し,その合成を行った.さらに,ナノ粒子とデンドロンとを共有結合させることにより,ナノ粒子表面へデンドロン分子を高密度充填する手法を開発することができた.得られたハイブリッド材料に関し,示差走査熱量分析,動的粘弾性測定,超小角X線散乱,偏光顕微鏡等を用いて構造解析を行ったところ,液晶性を示す事が明らかとなり,有機無機ハイブリッドナノ粒子の開発を行う事ができた.得られた成果を国内外での学会において,招待講演6件として報告した.本研究では,ナノ粒子と有機デンドロン分子とを共有結合的にハイブリッド化することにより,“液晶性有機無機ハイブリッド超格子"を構築することを目的としている.この際,計算科学の分野で先行しているメタマテリアルの概念を導入し,理論的計算によりあらたな機能を発現することが示唆されている構造をターゲットとしてハイブリッド構造を設計・構築することを念頭に研究を行った.さらには,得られた“液晶性有機無機ハイブリッド超格子"構造の相転移を誘起し,電磁波制御メタマテリアルとしての人工機能のON-OFFに繋がる材料開発を行うことを目的として研究開発を行った.一方で,用いるデンドロンの世代やナノ粒子の粒径を精密に制御することで,分子量超精密制御ハイブリッド粒子を調製する手法を開拓することとした.具体的には,液晶性有機無機ハイブリッド超格子"を構築するためには,厳密な粒径・分子量制御が必須であると捉えた.平成23年度は,平成22度に合成した無機ナノ粒子および有機デンドロンを共有結合を介してハイブリッド化した.さらに,得られたハイブリッドナノ粒子調製法を導電性および半導体無機ナノ粒子に適用し,種々粒径の異なるハイブリッド粒子を調製することで,メタマテリアル構築の基材となる液晶性有機無機ハイブリッドを得た.得られた成果は,今後,スイッチ・光変調機能などのメタマテリアル特性のON-OFF制御が可能なデバイスの創成につながることが期待できる.本研究では,ナノ粒子と有機デンドロン分子とを共有結合的にハイブリッド化することにより,“液晶性有機無機ハイブリッド超格子"を構築することを目的としている.この際,メタマテリアルの概念を導入し,理論的計算によりあらたな機能を発現することが示唆されている構造をターゲットとしてハイブリッド構造を設計・構築することを念頭に研究を行った.さらには,得られた“液晶性有機無機ハイブリッド超格子"構造の相転移を誘起し,電磁波制御メタマテリアルとしての人工機能のON-OFFに繋がる材料開発を行うことを目的として研究開発を行った.一方で,用いるデンドロンの世代やナノ粒子の粒径を精密に制御することで,分子量超精密制御ハイブリッド粒子を調製する手法を開拓することとした.具体的には,液晶性有機無機ハイブリッド超格子"を構築するためには,厳密な粒径・分子量制御が必須であると捉えた.

平成24年度は,前年度までに合成した無機ナノ粒子および有機デンドロンに対し,共有結合を介してハイブリッド化することにより得られる“有機無kはイブリッドデンドリマー"の自己組織構造およびその可逆的構造変化特性に対し,精密な解析を行った.さらに,得られたハイブリッドナノ粒子調製法を半導体無機ナノ粒子に適用し,種々粒径の異なるハイブリッド粒子を調製することで,メタマテリアル構築の基材となる液晶性有機無機ハイブリッドを得た.特に,量子ドットの“有機無機ハイブリッドデンドリマー"化により,今後,光変調機能などのメタマテリアル特性のON-OFF制御が可能なデバイスの創成につながる重要な知見を得ることができた.液晶性有機無機ハイブリッド超格子"を構築するためには,厳密な粒径・分子量制御が必須であると捉え,平成22年度に合成した無機ナノ粒子および有機デンドロンに対し,共有結合を介したハイブリッド化手法の確立に取り組み,反応溶媒を最適化する事によりハイブリッド化の条件を確立した.さらに,確立したハイブリッドナノ粒子調製法を導電性および半導体無機ナノ粒子に適用し,種々粒径の異なるハイブリッド粒子を調製した.その結果,メタマテリアル構築の基材となる液晶性有機無機ハイブリッドを得ることに成功し,順調に研究が進展した.24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度までに得られた導電性・半導体ハイブリッドナノ粒子に関する知見をもとに,種々粒径の異なるハイブリッド粒子を調製し,複合超格子構造からなる液晶性ハイブリッドを調製する.さらに,デンドロンの特性を活かし,ナノ粒子に熱的な膨潤・収縮性の付与を検討する.また,その性質を活用した液晶相転移を実現することで光スイッチ・光変調機能などのメタマテリアル特性のON-OFF制御が可能なデバイスの創成につながるハイブリッド材料を開発する.また,液晶性を示す導電性・半導体ハイブリッドナノ粒子を混合し,そのサイズ比および混合比の違いによりどのような液晶相,超格子構造が形成されるかを超小角X線散乱測定および透過型・走査型電子顕微鏡観察などにより調べる.さらに,液晶相転移を誘起することで複合超格子構造のダイナミックな変換を行うことでメタマテリアル特性のON-OFF制御を試みる.24年度が最終年度であるため、記入しない。
分子シミュレーションによるアルツハイマー病初期分子機構への生体膜環境の影響解析

アルツハイマー病進行の初期分子機構ではラフト環境下でβ切断酵素がアミロイド前駆体タンパク質(APP)のβ部位を切断する。一方で、疾患の進行しない通常の過程は、ラフト環境でない生体膜環境下でα切断酵素がAPPのα部位を切断する。この機構の理解はアルツハイマー病の機構の理解と抑制の為の創薬にも繋がるが、現状、α切断酵素とβ切断酵素の膜貫通部位の構造はわかっていない。本研究ではα切断酵素とβ切断酵素の膜貫通領域の構造予測と、様々な脂質環境下でのAPPとの相互作用に注目した分子シミュレーション研究を実施し、アルツハイマー病進行過程に脂質環境が与える影響と原因を調べている。ベータ切断酵素の膜貫通部位の構造予測を実施し予測構造を得ることができた。ベータ切断酵素の膜貫通部位の構造は未だ実験的に解けていないので、本研究で得られた予測構造が世の中での最初の提案構造となる。また、予測したベータ切断酵素をラフト環境に組み込んだ粗視化モデルシミュレーションも実施した。ここからコレステロールがベータ切断酵素の膜貫通部位と相互作用していることが明らかになった。更に、ベータ切断酵素とAPPの相互作用を調べるためのシステム構築および、粗視化モデルシミュレーション研究も実施した。どうやら、APPとベータ切断酵素両方にある、あるモチーフ同士が結合に関与していることが明らかになった。これは新しく非常に重要な結果が得られたと申請者は考えている。予定通り、ベータ切断酵素の膜貫通部位の構造予測は完了し、予測構造を得ることができた。その解析を実施した。現在、そのコレステロールとの相互作用について調査中であるが、APPとベータ切断酵素両方にある、あるモチーフ同士が結合に関与していることが明らかになり、非常に良い成果が出たと考えている。この点は当初の想定以上の結果が出たと思われる。α切断酵素の膜貫通部位の構造予測・粗視化モデルシミュレーションに関してはまだ終了できておらず、この部分は次年度に持ち越しとなった。予定通り、α切断酵素の膜貫通部位の構造予測計算と、その粗視化モデルシミュレーションを実施し、ベータ切断酵素とα切断酵素の相違に関する研究をまとめる。その前に、平成30年度に実施したベータ切断酵素の膜貫通部位とAPPの膜貫通部位との相互作用に関する研究結果が非常に面白い結果であったので、この論文執筆も行う。現状、予測構造の検証に手間と時間がかかる程度で、順調に研究は遂行できており、次年度もベータ切断酵素の膜貫通部位と同様の方法で研究を推進する事とする。現状、概ね予定通り進んでいる。特にβ切断酵素の膜貫通部位のレプリカ交換分子動力学法を用いた構造予測は終了した。α切断酵素の膜貫通部位に関しては解析中である。従って、β切断酵素とα切断酵素の膜貫通部位の構造予測はほぼできたと見てよい。レプリカ交換法は異なる温度を持つ複数のシステムの分子動力学シミュレーションをある時間実施し、それをメトロポリスクライテリアに従って、温度交換する方法である。この方法を用いることで、システムの評価関数の局所最小値に囚われる事をさけて幅広くシステムの構造をサンプルすることができ、統計処理することによりシステムが取りうる立体構造を予測することができる。今回のシステムは膜貫通部位で1本のヘリックス構造を取ることが予想されるので、比較的低温度範囲(300-500K)でのレプリカ交換分子動力学シミュレーションを実施した。まず、本課題開始前の予備計算で、implicit solvent modelを用いた温度範囲300-500K、16レプリカのシミュレーションを、1レプリカあたり10ns実施し、本研究課題実施前に事前に構造予測をしていた。本研究課題実施において、平成29年度は温度範囲300-500Kで16レプリカを用いた構造予測シミュレーションを1レプリカあたり60ns実施した。ただし、平成29年度途中より、構造予測の信頼度を上げるための研究も実施している。特に、申請者らはレプリカ交換をより効率よくより少ないレプリカ数で構造予測する手法をプログラムに組み込んだ。年度後半から申請者らはその手法を用い、300-500Kの範囲を8レプリカでレプリカ交換分子動力学シミュレーションを実施し、既に予測した構造の再チェックを行っている。また、平成30年度に向けた粗視化モデル計算のプロトタイプ計算(動作確認)も実施した。予定では今年度はα切断酵素とβ切断酵素の膜貫通部位の構造予測を実施する事になっている。実際に実施したこととして、β切断酵素の構造予測を実施した。またα切断酵素の構造予測計算の解析を実施中。レプリカ交換分子動力学シミュレーションプログラムの改良も実施した。また、改良したプログラムを用いて、β切断酵素の再チェックを実施している。これら実施した内容を考えると、概ね順調に進展していると言える。

本研究ではα切断酵素とβ切断酵素の膜貫通領域の構造予測と、様々な脂質環境下でのAPPとの相互作用に注目した分子シミュレーション研究を実施し、アルツハイマー病進行過程に脂質環境が与える影響と原因を調べている。ベータ切断酵素の膜貫通部位の構造予測を実施し予測構造を得ることができた。ベータ切断酵素の膜貫通部位の構造は未だ実験的に解けていないので、本研究で得られた予測構造が世の中での最初の提案構造となる。また、予測したベータ切断酵素をラフト環境に組み込んだ粗視化モデルシミュレーションも実施した。ここからコレステロールがベータ切断酵素の膜貫通部位と相互作用していることが明らかになった。更に、ベータ切断酵素とAPPの相互作用を調べるためのシステム構築および、粗視化モデルシミュレーション研究も実施した。どうやら、APPとベータ切断酵素両方にある、あるモチーフ同士が結合に関与していることが明らかになった。これは新しく非常に重要な結果が得られたと申請者は考えている。予定通り、ベータ切断酵素の膜貫通部位の構造予測は完了し、予測構造を得ることができた。その解析を実施した。現在、そのコレステロールとの相互作用について調査中であるが、APPとベータ切断酵素両方にある、あるモチーフ同士が結合に関与していることが明らかになり、非常に良い成果が出たと考えている。この点は当初の想定以上の結果が出たと思われる。α切断酵素の膜貫通部位の構造予測・粗視化モデルシミュレーションに関してはまだ終了できておらず、この部分は次年度に持ち越しとなった。今年度はβ切断酵素の膜貫通部位の構造予測が終わり、α切断酵素の膜貫通部位の構造予測計算まで実施した。そこで来年度はα切断酵素の膜貫通部位の構造解析を終了させる。また、主にβ切断酵素の膜貫通部位の構造を使った粗視化モデルシミュレーションを実施する。α切断酵素に関しては解析を終了した後に予測構造が決まる。また、引き続きβ切断酵素の膜貫通部位を用いた粗視化モデルシミュレーションを実施する。予定通り、α切断酵素の膜貫通部位の構造予測計算と、その粗視化モデルシミュレーションを実施し、ベータ切断酵素とα切断酵素の相違に関する研究をまとめる。その前に、平成30年度に実施したベータ切断酵素の膜貫通部位とAPPの膜貫通部位との相互作用に関する研究結果が非常に面白い結果であったので、この論文執筆も行う。現状、予測構造の検証に手間と時間がかかる程度で、順調に研究は遂行できており、次年度もベータ切断酵素の膜貫通部位と同様の方法で研究を推進する事とする。当初購入を予定していた装置の価格が想定外に上昇し初年度に購入できなくなった為に次年度使用額が生じた。次年度に次年度予算と合わせての装置購入を考えている。
デジタル指紋符号の組合せ理論的新構成法に関する研究

デジタル・コンテンツと呼ばれるデータに関して,一番大きな問題はそれらコンテンツの違法コピーを如何に防ぐかである.今研究されている方法に,利用者にはわからないように,識別コードを埋め込む方法がある.このための符号を構成するために,新しい概念を導入し,構成した.完全ハッシュ族(PHS)はデジタル指紋に使われる.強さ3,行数3のPHSの無限系列を構成した.そして強さ3,長さ3の分離可能符号について,サイズの上界を最適化理論に基づき導き,その上界に達成できる符号をPHSや組合せ的デザインにより構成した.またブロドキャスト暗号化の鍵不正配分を防ぐための方法についての最適符号も構成した.デジタル・コンテンツと呼ばれるデジタル音楽,書籍,映像,コンンピュータ・ソフトウェア等が普及しつつある.そんな中で,一番大きな問題はそれらコンテンツの違法コピーを如何に防ぐかである.今研究されている方法に,デジタル・コンテンツの中に,利用者にはわからないように,識別コードを埋め込む方法である.目的はたとえ複数人が結託したとしても,違法コピーされたものと判断できる,あるいは結託者達を追跡できるようにすることである.この符号を構成するため,既存研究とは異なる,新しい概念を導入し,構成手法を新しく作り直すことを試みている.位数2のn-1次元有限射影幾何PG(n-1,2)の上で,次元がdのi-lineが存在しない部分空間(i-line free d-flatと呼ぶことにする)の存在が証明できれば,2^{d+1}+1個の語からなる2-separable codeが構成できることがわかっている.この方法が現在の所の唯一のseparable codeのシステマティックな構成法である.d=n-2の場合,i-line freeの超平面は存在しないことを証明した.Hamming codeの双対符号はHadamard designと呼ばれる一種の組合せ的デザインの性質を持っていることが知られている,またこの符号はi-line freeで部分空間にもなっている.この符号からいくつか(k個)の座標を削除してもi-line freeの性質は保っている.そのため,いまのところわかっている最大のi-line freed-flatはn=2^m-2-kのときに次元がd=2^{mー2} , 0 \le k \le m-2である.この系列よりも,できるだけnに近いi-line freed-flatを見つける研究を行なった.i-lineとはPG(n,2)の各点をGF(2)上のn+1次元ベクトルで表したとき、0-1ベクトルを論理値ベクトルと見たときAand B= O , Oはゼロベクトル,となるような2点A,Bを結ぶ直線をいう。このような直線をi-lineと呼ぶ.問題はi-lineを含まない最大の線形部分空間の次元はkはいくつか。またどのようにそれを構成するかが問題である。8月にHoughtonでの国際会議で、Tonchev教授やColborn教授らと議論すたところ、幾つかの重要問題に共に取り組んでおり、進展があった時はまた議論をすることとなった。当研究課題は順調に進んでいる。i-lineとは, PG(n,2)の各点をGF(2)上のn+1次元ベクトルで表現できる.今PG(n,2)上の2点A,Bを(0,1)論理ベクトルとみなしたとき,A and B =C= 0 (0はゼロベクトル)となるような直線{A, B,C}のことである.問題はi-lineを含まない最大の線形部分空間の次元kはいくつか.またそれをどのように構成するかということである.今の所,i-lineを含まない(n+1)/2次元の線形部分空間が存在することは証明できているが,これが最大であるかどうかは未証明である.また,指紋符合を含めた,符合の応用の環境が近年大きく変化しており,今まで重要な応用先と考えられてきた分野が,環境変化で,今までの符合が全く無用になったような例が見受けられる.あるいは,全く新しい符合に対する要求も現れてきており,それらの研究が必要になってきていることがわかってきた.5月にR.M.Wilson教授(カリフォルニア工科大学・栄誉教授)が来日し,極地集合論や組み合わせ的構造に関する議論を行った.また11月の中国西安での国際会議で,多くの組み合わせ理論の研究者と情報交流を行うことができた.そして,幾つかの重要問題に取り組んでおり,進展があった時はまた議論することとなった.等研究は順調に進んでいる.2-frameproof codeのバウンドに関する研究は進んでいるので,これに線形条件を加えた場合のバウンドの研究を行った.今年度は,人工知能の中心的な方法である,深層学習への応用の研究を行った.深層学習で使われる多層型ニューラルネットワークにおいては,基本的には入力層から出力層へは重み行列に入力ベクトルを掛けることによって出力を得る.この膨大な数の重みパラメーターは初期値を乱数で与えて,出力が教師データに近ずくように,微調整することによって学習する.しかし統計学の回帰における過適合(overfitting)と同様のことがあ起こる.つまり,訓練データに関しては期待通りの出力をするが,世の中に出してみたらさっぱり,という現象である.これを過適合または過学習(overlearning)という.これを避けるために,経験的にノードをある確率(3050%と言われている)でランダムに休ませる方法(ドロップアウト法)が良い結果が得られているため,現在広く使われている.

2つの層の間において,それぞれの層のノードをある確率でドロップアウトしたとした時,各ノードの使用頻度は一様分布になるが,使われる重み(完全2部グラフの辺)には大きな偏りができ,必ずしも一様分布とはならない.そこでフィッシャーの実験計画的発想で,重みの使用頻度を一定にするような組み合せ的デザインを利用する事を思いついた.過学習の緩和に役立つドロップアウト計画に関して,過去に別目的で提案された利用できそうなデザインも合わせて研究を行った.この問題にframeproof codeが利用できないかを検討した.デジタル・コンテンツと呼ばれるデータに関して,一番大きな問題はそれらコンテンツの違法コピーを如何に防ぐかである.今研究されている方法に,利用者にはわからないように,識別コードを埋め込む方法がある.このための符号を構成するために,新しい概念を導入し,構成した.完全ハッシュ族(PHS)はデジタル指紋に使われる.強さ3,行数3のPHSの無限系列を構成した.そして強さ3,長さ3の分離可能符号について,サイズの上界を最適化理論に基づき導き,その上界に達成できる符号をPHSや組合せ的デザインにより構成した.またブロドキャスト暗号化の鍵不正配分を防ぐための方法についての最適符号も構成した.射影幾何PG(n-1,2)のある次元まではi-line freeのフラットが存在することは証明できた.しかしそれ以上の次元では超平面を含めて,存在しないという仮説をしているが,証明はまだである.超平面の場合は非存在であるのは準備段階で証明できている.Hamming codeの双対符号はHadamard designと呼ばれる一種の組合せ的デザインの性質を持っていることが知られている,またこの符号はi-line freeで部分空間にもなっている.この符号からいくつか(k個)の座標を削除してもi-line freeの性質は保っている.そのため,最大のi-line freed-flatはn=2^(m-2-k)のときに次元がd=2^(mー2) , 0 \le k \le m-2であることが証明できた.Binary Flameproof codeの線形の場合の最大次元が幾つか。また如何にそれを構成するかといった問題は未解決の重要問題である。当codeの語の数の上界式はあるが、かなりゆるいバウンドである。しかし線形に限定した場合はもっとタイトな上界式が出来るのではと予想している。これらの問題に挑戦しようと思っている。Binary Flameproof codeの線形の場合の最大次元は幾つか,またそれを如何に構成するといった問題は未解決のままである.またバウンドに関しても線形に限定すれば,かなりタイトな上界式あるいは厳格な最大数ができるのではないかと予想している.これらの問題に挑戦しようと思っている.組合せ理論とその情報科学への応用そして,dができるだけnに近いi-line freed-flatを見つける研究を行う.多値符号の場合,子孫ベクトルの定義が2値の場合の発展系ではなく,新しく定義し直した.多値(q値とする)とこれを(0,1)のq次元ベクトルで一カ所だけが1で他は0であるようなベクトル(セグメントと呼ぶ)と対応する.