hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サルにとっての素材感とは？視覚と触感の連合による素材知覚の神経メカニズムの研究

当初、サルで計測を始める予定であったが、ヒト被験者による課題遂行中の視線の動きを計測することを先行して行うこととして、準備を進めている。視覚情報による物体識別の手掛かりとして素材感や質感の表現が果たす役割が注目されている。素材知覚には視覚情報だけではなく触感情報もまた重要であるが、触感との関わりを含む素材感知覚の神経メカニズムはよく分っていない。そのためには、同一個体において素材感の知覚特性とニューロンレベルの電気活動の関連性を明らかにする必要があり、サルを用いた行動実験、電気記録実験、およびヒト被験者の行動実験との比較が欠かせない。本研究では主にサルを用いた行動実験に重点を置いている。ニホンザル3頭を対象に、触感と視覚を組みあわせた素材識別課題による訓練を行った。素材識別課題における素材識別指標として5つの参照刺激(木、金属、絨毯、毛皮、耐震ゲル)を使用した。開始レバー表面に素材刺激を、回答レバー表面に5種の参照刺激を取り付け、サルはレバーを押すと同時に刺激に触れる。開始レバーを押すと試行が開始され、同じ素材刺激の回答レバーを押すと報酬としてジュースを得る。レバーを遮蔽して触感情報のみで素材を識別する課題と、回答レバーの位置を変更しながら目視下で素材を識別して触感と視覚情報を利用させる課題を併行して行わせた。先行して訓練を開始していた2頭のサルでは、5つ参照刺激を用いた訓練課題の正答率が95%を超えるようになった。訓練中に新規素材25ヶを触らせて、五つのカテゴリーから選択させたところ、ヒト被験者を類似した弁別結果を得た。この成果の一部を、学会で報告した。先行して課題訓練を始めていた2頭において、回答レバーの位置を変更しながら触感と視覚情報の連合を促す目的で、触感と視覚情報を利用させる課題を併行して訓練した。当初の予想に反し、触感のみで判断する課題に比べて課題習熟に時間がかかり、エラーが多く、課題デザインの変更による動物への負荷が大きいことが示された。本年度より三頭目のサルで素材識別課題による訓練を開始したが、訓練に時間を要するとともに、先行の二頭とはエラーの内容に顕著な違いがあり、引き続き慎重に訓練を進めている。当初、ハーフミラーを利用して視覚情報と触感情報のミスマッチ条件を作り出し、動物に課題を行わせる予定で準備を進めていた。これに先行して視覚情報と触感情報のミスマッチの影響をヒト被験者で調べたが、目視対象物と把持対象物が異なることを容易に感知し、相互作用の影響を正確に測ることができなかった。いくつかの実験設定を試した中で鏡像を用いるラバーハンド現象を利用した場合に、若干の影響を見いだした。引き続き最適な実験条件を探る必要がある。初年度より引き続き、サルの訓練および行動実験を行う。本研究では3頭のサルで時期をずらして各実験を順次行うため、実験の進行にともない各年度の予定は前後する。テスト用刺激物体として多種多様な質感サンプル120ヶを用意したので、サルが素材識別課題に十分に習熟したら、一日の記録セッション中に参照刺激の他に数個のテスト刺激をそれぞれ一回ずつ呈示する。複数の記録セッションの結果をまとめてサルの素材カテゴリー分類を解析する。
マレ-シアのNIES(新興工業経済)化の条件-新経済政策下の日・マ合弁企業分析

当初の研究計画どおり、(1)マレ-シアの新経済政策の此迄の実績と今後の展望というマクロ次元の研究と(2)日・マ合弁企業分析というミクロ次元の、二つの研究を行ない、マレ-シア経済のNIES化のための条件を折出すべく努めた、まず(1)のマクロ研究から。マレ-シア政府発表の公式資料およびマレ-シア経済学会(1989年8月7日-9日、於クアラルンプ-ル)での研究報告の検討から、次の諸点を明らかにすることができた。(1)貧困の根絶と種族間の経済的不均衡の是正を二大目標にしてスタ-トした新経済政策(1971年-1990年)はいよいよその最終局面を迎えている。前者の目標は達成される見通しだが後者の達成はほぼ不可能というのが新経済政策の此迄の実績であること。(2)マハティ-ル(1981年-)は勿論のこと、マレ-シアの経済界、学界においても新経済政策が体現しているブミプトラ政策(マレ-人優先政策)を1990年以降も継続していくことではほぼ合意が得られつつあること。(3)しかし、これまでの政府主導型とは異なり1990年以降においては、アジアNIESの成功の事例に見做いかつ経済的自由主義の国際的潮流に沿って、マレ-シアにおいても政府の介入と規制から企業活動を自由に解き放ち市場メカニズムと効率を重視することによりマレ-シア経済の再活性化を図ろうとしていること。次に(2)ミクロ研究について。現在のマレ-シアは日本側での円高・産業構造調整政策の推進とマレ-シア側での外資に対する優遇措置とがあいまって空前の投資ラッシュとなっており、日本が最大の投資国になっている。1989年8月、日・マ合弁企業の現地調査を行なった。進出動機、合弁経営上の障害、現地経済への貢献度等を柱に合計63の調査項目についてヒヤリング調査を行なった。(1)と(2)の研究を踏まえ、現在同国のNIES化の条件化についての自説を取り纏め中である。
時分割シリアルフェムト秒構造解析法の開発と光化学系II複合体への適用

光化学系IIは光駆動の水分子の酸化と酸素分子の発生を担う、分子量70万の巨大な膜タンパク質複合体である。この水分解・酸素発生の反応機構における原子基盤を明らかにすることは、生物の基本現象を明らかにするのみでなく、エネルギー問題や環境問題を解決する可能性があり、人工光合成研究にも大きく貢献することが期待される。初年度より光化学系IIの水分解の反応の解明をめざし、反応中間体状態を解析可能なX線自由電子レーザーをもちいたシリアルフェムト秒結晶学の開発と光化学系IIのサンプルの条件検討を行ってきた。本年度はサンプルかの回折分解能を大幅に改善する事に成功した。その結果、X線自由電子レーザー施設SACLAを用いて、サイズが100um程度の非凍結の小さな結晶に対し室温にて閃光を二発照射してS3状態へと励起させた回折データを収集して、2.35A分解能で構造解析した。構造解析の結果、S1状態からS3状態への遷移にともない、Mn原子の動きと周辺の配位子の構造変化がみられた。さらにMnクラスターからの水分子を含む水素結合ネットワークが分断されるとともに、酸素発生する触媒部分に新たな水分子に相当する電子密度の挿入が確認された。これにより酸素が発生する直前の構造を明らかにし、この新たな水分子が基質となる反応機構を提唱した。またMnクラスターだけでなく、電子授与体側においても構造変化を確認した。これらの成果は論文発表した。28年度が最終年度であるため、記入しない。光化学系II複合体は総分子量が約700kDaの巨大膜タンパク質複合体で、太陽の光エネルギーを利用して,水分子を電子とプロトンと分子状酸素へと分解する。この水分解反応の詳細なメカニズムの解明は再生可能でクリーンなエネルギーを作り出す人工光合成研究への応用に繋がると期待されている。水分解反応機構のモデルでは、基質の水分子は酸素発生中心(OEC)によって電子を一つずつ引き抜かれ、S0S3の四つの反応中間体を経て、プロトンと酸素分子へと分解される。これまでに反応開始状態に相当するS1状態におけるPSIIの結晶構造は放射光で1.9 A分解能で解析され、OECの組成がMn4CaO5クラスターであり、その構造が歪んだ椅子型であることが示されていた。この放射光で決定した構造は放射線損傷の影響を受けている可能性があったため、申請者らはX線自由電子レーザー(XFEL)施設SACLAの超高輝度極短X線パルスの特性を利用して無損傷構造解析を行い、天然状態のOECの原子構造を1.95 A分解能で決定した。このOEC無損傷構造から、水分解反応のスキームを幾つかに絞ることに成功したが、反応機構の全貌解明には反応中間体の構造情報が必須である。そこで反応中間体の結晶構造を決定するために、XFELを利用した時分割シリアルフェムト秒構造解析をPSII結晶に適用する研究を進めてきた。今年度は培養スケールを拡大し,結晶の微小化をおこない。微小結晶の分解能改善にも成功したため、シリアルフェムト秒構造解析が可能なサンプルを得たといえる。この結晶サンプルを用いてXFELにて回折データを収集した。シリアルフェムト秒構造解析にむけた結晶サイズの微小化および分解能の改善に成功し、シリアルフェムト秒構造解析のデータ取得に成功したため。今年度実施したシリアルフェムト秒構造解析実験の条件の再現性を良くする。ポンプローブ光を用いた時分割実験を進めていく。
量子論に関連した、結び目および三次元多様体の不変量

(1)代表的な量子不変量である.Homfly多項式を,色付けられた平面グラフの不変量から定義することを行った.これにより,Homfly多項式を組合わせ的に定義,理解できるようになった.(2)結び目の量子不変量のもっとも代表的なものである,ジョーンズ多項式について,研究を行った.ジョーンズ多項式は強力な不変量ではあるが,等しいジョーンズ多項式を持つ異なる結び目の例は多数知られている.しかしながら,ジョーンズ多項式の値が自明な結び目のものと一致するような,非自明な結び目の例は未だに見つかってもいないし,もちろん,存在しないことの証明もなされていない.そこで,自明なジョーンズ多項式を持つ結び目を見つけるべく,計算機を駆使して交点数の少ない方から虱潰しに調べることを行った.その結果,18交点数までの結び目にはそのようなものはない,ということが判明した.また代数結び目と呼ばれる種類のものに限ると,24交点数までにはそのようなものが存在しないことが判明した.この結果は現在投稿準備中である.(3)量子不変量と密接な関係にある,バッシリーフタイプ(有限タイプ)の結び目の不変量についても研究を行った.バッシリーフタイプの不変量も強力な不変量であるが,どのような結び目についても,指定されたいくらでも高いオーダーまでバッシリーフ不変量が一致する異なる結び目存在することが以前から知られている.この研究においては,その存在する結び目に制限をつけて,どのような結び目についても,指定されたいくらでも高いオーダーまでバッシリーフ不変量が一致する自明化数1の結び目が存在することを示した.この結果は現在投稿中である.量子群から定義される結び目および3次元多様体の不変量の幾何学的性質はまだ良く分かっていないが,最近発見されたVassiliev型不変量すなわち有限タイプの不変量との関係で見ると,その幾何学的性質が分かる可能性がある.この研究ではそのことを踏まえてこれらの不変量の幾何学的性質を導くことを一つの目標としている.また,空間内に埋め込まれた1次元複体としてのグラフの位相的不変量についても,同様の考察を行うということも研究目標の一つである。研究成果としては,次の事柄がある.1.SU(n)に付随した結び目の量子不変量の,Linear Skeinを用いた組み合わせ的な再定義を得た.これにより,不変量の幾何学的意味を探りやすくなった.2.研究目標とは少し異なるが,双曲的3次元多様体と,グラフ理論で言う「4色定理」との関連を指摘した.これは,双曲幾何のグラフ理論への応用があることを意味する.3.空間グラフの正則変形の不変量を補正し,完全な位相的不変量とするために必要な,捻り数というものを定義した.また,それが定義可能である十分条件として,グラフが2重サイクル被覆をもつことをあげた.「全ての切断辺を持たないグラフは2重サイクル被覆を持つ」という命題は未だに証明されていない未解決問題である.4.有限タイプの結び目不変量は結び目解消数が1の結び目で全て実現できるという定理を得ることができた.この成果はまだ出版されていない.(1)代表的な量子不変量である.Homfly多項式を,色付けられた平面グラフの不変量から定義することを行った.これにより,Homfly多項式を組合わせ的に定義,理解できるようになった.(2)結び目の量子不変量のもっとも代表的なものである,ジョーンズ多項式について,研究を行った.ジョーンズ多項式は強力な不変量ではあるが,等しいジョーンズ多項式を持つ異なる結び目の例は多数知られている.しかしながら,ジョーンズ多項式の値が自明な結び目のものと一致するような,非自明な結び目の例は未だに見つかってもいないし,もちろん,存在しないことの証明もなされていない.そこで,自明なジョーンズ多項式を持つ結び目を見つけるべく,計算機を駆使して交点数の少ない方から虱潰しに調べることを行った.その結果,18交点数までの結び目にはそのようなものはない,ということが判明した.また代数結び目と呼ばれる種類のものに限ると,24交点数までにはそのようなものが存在しないことが判明した.この結果は現在投稿準備中である.(3)量子不変量と密接な関係にある,バッシリーフタイプ(有限タイプ)の結び目の不変量についても研究を行った.バッシリーフタイプの不変量も強力な不変量であるが,どのような結び目についても,指定されたいくらでも高いオーダーまでバッシリーフ不変量が一致する異なる結び目存在することが以前から知られている.この研究においては,その存在する結び目に制限をつけて,どのような結び目についても,指定されたいくらでも高いオーダーまでバッシリーフ不変量が一致する自明化数1の結び目が存在することを示した.この結果は現在投稿中である.
色素増感太陽電池用近赤外増感色素の開発

以下の4種類の色素について、色素増感太陽電池用増感剤としての応用を検討した。第一章では、3-アリール-4-ヒドロキシシクロブト-3-エン-1,2-ジオン類の酸化チタン太陽電池用増感剤への応用について検討した。その結果、光電変換効率を向上するには、増感剤の蛍光強度を向上させることが重要であることがわかった。最大の光電変換効率はジドデシルアミノ誘導体で得られ、0.96%であった。第二章では、近赤外吸収ヘプタメチンシアニン色素の酸化亜鉛太陽電池増感剤への応用について検討した。中央部位が2-カルボキシフェニルチオ基が置換したインドリウムヘプタメチン誘導体が804mnで最も高いIPCE4.17%を示した。第三章では、一段階カソード電析テンプレート法で作成した酸化亜鉛薄膜の増感剤として2-カルボキシエチル基が置換した新規スチリル色素を検討した。最大吸収波長は500nm付近に観察された。電子求引複素芳香環部位は、ベンゾチアゾリウム部位が最も良い結果を示した。電子供与部位には、ジメチルアミノフェニル部位が最も良い結果を示した。その結果、3-(2-カルボキシエチル)-2[4-(ジメチルアミノ)スチリル]ベンゾチアゾリウム=ヨージドが最も良好であった。500nmでのIPCEは59.6%、短絡電流は、6.33mA cm^<-2>、開放電圧は0.51V、フィルファクターは57%、光電変換効率は1.84%であった。第四章では、一段階カソード電析テンプレート法で作成した酸化亜鉛薄膜に対して、一連の9-置換ペリレン-3,4-無水物の増感色素としての応用を検討した。その結果、9-ブロモ体が最も良好な結果を示した。431nmでのIPCEは35.3%、短絡電流は、1.78mA cm^<-2>、開放電圧は0.46V、フィルファクターは64%、光電変換効率は0.52%であった。以上のように、4種類の新規化合物について増感剤としての応用を検討した結果、スチリル色素が良好な性質を示すことがわかった。この色素系の構造変換によって、より長波長で増感作用を示す深色性色素を得る可能性が示された。芳香環部位とスクアリン酸部位がメチン基を介さずに結合した新規セミスクアリン酸類をチタニア薄膜として有機太陽電池の増感剤として評価した。合成は、対応する芳香族アミン類とジクロロスクアリン酸を反応させて、ジクロロセミスクアリン酸を得、次に、加水分解することでセミスクアリン酸を低から中程度の収率で得た。電気化学的な測定によって、これらの色素は,、チタニアへの電子注入と電解質からの電子を受容が熱力学的に可能であることが確認された。これらの色素を用いて、チタニア薄膜を作成し、増感剤としての評価を行った。その結果、次の知見を得た。

1)窒素上のアルキル基が長くなると変換効率が高くなったことから、チタニア上での配列が重要であること、2)蛍光強度が高い順に変換効率が高くなったことから、蛍光強度の高い化合物を合成する必要があること。3)エタノールへの溶解性の高い色素のほうがより高効率の薄膜が得られる傾向にあること。これらの結果は、平成14年12月5日にDyes and Pigmentsに、3-Aryl-4-hydroxycyclobut-3-ene-1,2-dionesas sensitizers forTiO_2 solar cellと題して投稿した。平成15年3月13日現在で審査中である。次に、ペリレン-3,4-ジイミド類の酸化亜鉛への増感作用について検討した。イミド上に4-スルホフェニル基や4-スルホナフチル基を導入したが、研著な増感効果が得られなかった。しかし、ペリレン-3,4-無水物は、IPCEで61,6%(428nm)を示したことから、これら誘導体が増感剤として応用可能との感触を得ている。現在、光捕集効果を有すると考えられるベンジルデンドロンをペリレン環へ導入中である。近赤外領域での増感作用が期待されるヘプタメチンシアニン類の酸化亜鉛への増感作用についても検討している。これら色素は、800nm付近に最大吸収を示すこと、大きなモル吸光係数を有すること、蛍光化合物であることから増感剤としての応用が期待される。種々の複素環骨格を検討したところ、インドレニウム誘導体が最も良好な結果を示した。分子中央でのアンカー部位には、2-カルボキシフェニル基が最も良い結果を与え、IPCEは4.17%(804nm)であった。更に、新しい骨格の増感剤へのスクリーニングを行っている。本研究では、以下の3種類の新規な色素を合成して、色素増感太陽電池用の増感剤としての物性評価を行った。1)芳香環が直接四角酸と結合した新規セミスクアリン酸類:酸化チタン用増感剤として評価した。これらの色素は酸化チタン上で、400nm付近に最大吸収波長を示した。光電気化学的評価の結果、a)窒素上のアルキル基が長くなると変換効率が高くなったことから、チタニア上での配列が重要であること、b)蛍光強度が高い順に変換効率が高くなったことから、蛍光強度の高い化合物を合成する必要があること、c)エタノールへの溶解性の高い色素のほうがより高効率の薄膜が得られる傾向にあることがわかった。光電変換効率(η)は、0.96%、開放電圧(V_<OC>)は0.59V、短絡電流(I_<SC>)は、2.88mA cm^<-2>、フィルファクター(FF)は58%であった。この結果は論文掲載された(Dyes Pigm., 58, 219-226 (2003))。2)ヘプタメチンシアニン類:酸化チタンと酸化亜鉛の両方の増感剤として評価した。これらの色素は、半導体上で750-8608nmに最大吸収波長を示した。酸化チタンよりも酸化亜鉛に対して、より良好に増感作用を示した。この際、a)複素環部位は、ベンゾイセドレニン、b)中央のアンカー部位が2-カルボキシフェニルチオ基の誘導体が最も良好な結果を示した。η:0.16%、IPCE:4.17% (804nm)、V_<OC>:0.37V、I_<SC>:0.73mA cm^<-2>、FF:55%を示した。このような長波長領域で増感作用を示したことは重要と考えている。論文投稿中(Synth.Metals)。3)新規スチリル色素:酸化チタンと酸化亜鉛の両方の増感剤として評価した。これら色素は、半導体上で、550nm付近に最大吸収波長を示した。
規則性固体のナノ空間への複核金属種の設計による脱水素カップリング触媒反応系の開発

規則性構造体のナノ空間を調製場及び構造制御場とした金属複核錯体触媒を開発し、これらを触媒とする選択的物質変換反応を行った。具体的には、層状ケイ酸のナノ層間を反応場とした銅二核触媒の設計と分子状酸素による位置選択的脱水素カップリング反応への応用、ポリアミンデンドリマー内包ロジウム五核クラスターの一段階精密合成と化学選択的還元触媒能の解明などを達成した。これらの研究は、固定化多核錯体触媒の簡便かつ精密な調製方法と、高機能多核錯体触媒の新たな設計指針を示すものである。本申請課題では、規則性構造でかつ膨潤性や調節可能な物理的・化学的特性を有する層状無機化合物の層間をナノ空間として利用した複核金属中心の精密設計手法を確立し、分子状酸素による位置選択的な酸化的脱水素型のカップリング反応を進行させる固体触媒を開発することを目的とした。平成26年度は、層状ケイ酸塩であるマガディアイトのシリル基が上下に規則的に配列したナノ層間の構造に着目し、その層間へ銅単核錯体をカチオン交換で固定化することにより一段階で二核銅中心が形成されることを明らかにした。また、このマガディアイト固定化二核銅触媒は、有機溶媒中で膨潤し、酵素チロシナーゼが進行させるジメチルフェノールの位置選択的な酸化的カップリング反応を、酵素よりも10倍以上高い触媒回転数で進行させることを見出した。マガディアイトのナノ層間が二核銅中心の調製場として機能するだけではなく、層間内にて反応中も二核構造を効果的に安定化している為、高い活性、選択性、及び耐久性を有する優れた触媒として機能していることを種々の分光学的解析により明らかにした。また、このマガディアイト固定化二核銅錯体触媒は、他の結合形成反応に対しても高活性を示すという知見を得ることができた。本申請課題では、規則性構造でかつ膨潤性や調節可能な物理的・化学的特性を有する層状無機化合物をナノ空間として利用した複核金属中心の精密設計手法を確立し、分子状酸素による位置選択的な酸化的脱水素型カップリング反応を進行させる固体触媒を開発することを目的とした。平成27年度は、平成26年度で実施したマガディアイトのナノ層間を構造制御場とする固定化二核銅錯体触媒の開発の知見に基づき、マガディアイト固定化二核錯体触媒がアジドーアルキン環化付加反応を含む、種々の結合形成反応に対して高活性を示すことを見出した。さらに、マガディアイトにルテニウム種を固定化することで、フェノール類の位置選択的な酸化的カップリング反応及びカップリング生成物の水素化反応をワンポットで進行させる多機能固定化複核金属触媒の開発へと展開した。また、層状粘土化合物のナノ層間がポリマー分子を効率的に活性化できる反応場となる知見を得ることができ、固体触媒のナノ空間を利用したポリマー解重合反応を開拓することに成功した。平成26年度では、当初の計画通り、担体のナノ層間を調製場とする固定化複核銅錯体触媒の調製及び位置選択的な脱水素型カップリング反応への応用に成功しただけではなく、平成27年度に予定していた他の結合形成反応への展開も検討できた。以上より、計画以上に研究が進行していると考えている。触媒設計学平成26年度の知見に基づき、マガディアイトを含めた規則性無機担体のナノ空間を調製場とした他の金属複核中心固定化触媒の開発へ展開し、他の酸化的カップリング反応における触媒作用を検討する。また、マガディアイトの層間のシリル基を利用した有機官能基の導入によって、複核金属種と有機官能基の協奏効果を発現する高機能触媒の開発を考えている。XAFS測定を行う研究施設への旅費を計上していたが、当初の計画よりもXAFS測定を行う回数が減った為、次年度使用額が生じた。当初の計画よりも研究が進んでいるので、平成27年度の計画通りに研究を遂行するとともに、論文発表や国内外での学会発表を積極的に行う。その為の物品費、論文掲載時の費用、旅費として使用する計画である。
3次元体幹部CT画像からの人体組織・臓器領域の自動認識に関する基礎的研究

本年度は,前年度に続いて,人体の解剖学的構造をさらに細かく認識できるように処理手順の開発を進めた。具体的には,人体の骨格と骨格筋の分類手順の開発,およびこれらの性能評価を試みた。まず,本研究はこれまでに認識が困難となっていた腹壁周辺の筋肉(腹直筋,腹斜筋,大腰筋,腰方形筋)の自動認識手順を開発した。そして,開発手順を40歳から80歳の患者17例に適用した結果,12例から良好な認識結果(専門医による手入力との平均一致率は約77%)が得られた。この結果から,これまでに手動で行っていた大腰筋と腹斜筋の筋厚測定は,本手法によって誤差3mm以内で自動的に測定可能であることが示された。また,以上の手法に横隔膜の自動抽出および骨格領域の自動分類手順を加えて,腹腔の組織(骨格,腹筋,内臓脂肪,皮下脂肪)の量を総合的に分析することを実現した。さらに,異常を判断するために,正常人体のばらつきを把握する必要があるため,本研究では136例のCT画像から人体の脊柱における骨密度の正常分布を調査した。その結果,骨密度の異常低下の判断基準として利用できる可能性が示された。CT画像から骨密度,内臓脂肪量,および筋肉量の自動的な測定と,正常分布の把握が完全に実現できれば,骨粗鬆症,メタボリック,シンドローム,運動機能の低下を事前に予測することが可能となり,予防医療に貢献できると考える。今年度は,体幹部における人体の組織・臓器の存在位置を確率的に表す"人体の電子地図"の作成と,その性能評価も進めた,具体的には,単純CT画像上に人間の目でも認識が困難となる肝臓血管のアトラスを構築し,肝臓血管の中で重要となる中肝静脈の自動抽出に応用した。22症例のCT画像に適用して,中肝静脈の自動抽出が一定の精度で実現できた。それ以外には,人体の気管支構造の形状情報の調査も行い,その結果に基づいて,気管支における"電子地図"の作成も行った。本研究では、医用画像から病変を自動的に検出・可視化できる画像診断支援システム(CAD : computer-aided diagnosis)を構築するために,3次元体幹部CT画像からの組織・臓器領域(肺野,血管,気管,肝臓など約30種類の領域)を,手動ではなくコンピュータで知的に完全自動認識する画像処理手順の開発を目的とする.本年度は,約200症例規模の高解像度の体幹部CT画像を収集し,医師の診断結果を基づいて画像データの整理・分類を行った.これによって,CT画像,撮影パラメータ,病変の診断結果,および実験結果を含む全ての情報が電子化され,計算機で容易に検索ができるようになり,効率的に画像処理手順の設計・性能評価ができる環境を構築した.また,複雑な人体解剖学的な構造(複数の臓器組織から構成されている)を一つの木構造で定義し,各臓器領域の濃度(CT値)と複数の臓器の間の3次元相対的位置関係の分布を調査した.これによって,人体の解剖学構造を"電子地図"で表現する方法を検討し,初期的な実験を行った.具体的な例として,肝臓の電子アトラスの構成法を提案し,アトラスに基づく肝臓の自動抽出手順を開発した.そして,132症例のCT画像に適用した結果,128症例から肝臓の自動抽出が成功したことを確認した.また,肝臓領域の自動抽出結果(128例)は専門医により決めた真の肝臓領域と比較した結果,平均一致度は約92%であった.失敗(4例)の原因としてアトラスの構成するときに,病変による人体の解剖学構造の乱れを考慮していないと考える.以上の実験結果から,高精度な人体電子地図の生成により人体解剖学的な構造を自動認識する本手法の妥当性があると考える.体幹部画像の構造認識は,基本的にCT画像からの多臓器・組織の自動抽出問題である.本研究では,人体の解剖学知識に基づいて,画像内の全ての領域の空間的な関係(包含・隣接・独立)と濃度情報の関係によって,人体の解剖学的な構造を一つの木構造で表す方法を提案した.そして,原画像から,定義されている木構造に沿って,各臓器・組織を濃淡情報と空間情報を用いて逐次的に決定する方法を用いた.前年度では332症例の体幹部CT画像に対して以上の方針で処理手順を適用した結果,開発した手順は約70%の症例に対して,人体の大まかな構造(皮膚,皮下脂肪,筋肉,骨格,内臓脂肪,肺野,気管,従隔,横隔膜,肝臓など)の分類に成功した.また,肺野について肺葉構造まで自動的に認識する手順を開発し,良好な結果が得られていたことを共同研究の医師が確認している.今年度は,以上の画像処理手順を改善することによって,より詳細な解剖構造の自動認識を進めている.われわれは体表面を基準面にして3次元である解剖学的人体構造を,平面上に展開する新しい方法を提案した.この手法によって,3次元で複雑な筋肉,骨格構造を2次元平面上で分析することが可能となった.この方法を従来のシステムに加えて,体幹部の骨格構造(脊柱,肋骨,肩甲骨,鎖骨,胸骨,寛骨,仙骨)を自動的に認識する手順を開発し,手順の有効性を確認した.また,抽出されている筋肉領域に対して,腹直筋,大腰筋,乳腺と胸筋の認識も行い,初期的な実験から,骨格筋の分類もCT画像上で実現可能であることが分かった.肝臓血管は肝臓の精密診断の重要な対象となっている.

一般的には,それら血管を観察するために造影剤を用いることが必要であるが,これには一定の危険性を伴う.そこで,本研究では,非造影のCT画像において,肝臓血管を自動的に強調・抽出する手順を開発した.それによって非造影のCT画像上でも,元々観察しにくい肝臓の血管領域を明瞭に提示することができるようになった.そして,同一患者の血管造影画像と比較した結果から,主要な肝臓血管は正しく強調されていることを確認した.このような非造影のCT画像からの血管抽出もこれまでに報告されたことがなく,本研究で初めて実現したものである.本年度は,前年度に続いて,人体の解剖学的構造をさらに細かく認識できるように処理手順の開発を進めた。具体的には,人体の骨格と骨格筋の分類手順の開発,およびこれらの性能評価を試みた。まず,本研究はこれまでに認識が困難となっていた腹壁周辺の筋肉(腹直筋,腹斜筋,大腰筋,腰方形筋)の自動認識手順を開発した。そして,開発手順を40歳から80歳の患者17例に適用した結果,12例から良好な認識結果(専門医による手入力との平均一致率は約77%)が得られた。この結果から,これまでに手動で行っていた大腰筋と腹斜筋の筋厚測定は,本手法によって誤差3mm以内で自動的に測定可能であることが示された。また,以上の手法に横隔膜の自動抽出および骨格領域の自動分類手順を加えて,腹腔の組織(骨格,腹筋,内臓脂肪,皮下脂肪)の量を総合的に分析することを実現した。さらに,異常を判断するために,正常人体のばらつきを把握する必要があるため,本研究では136例のCT画像から人体の脊柱における骨密度の正常分布を調査した。その結果,骨密度の異常低下の判断基準として利用できる可能性が示された。CT画像から骨密度,内臓脂肪量,および筋肉量の自動的な測定と,正常分布の把握が完全に実現できれば,骨粗鬆症,メタボリック,シンドローム,運動機能の低下を事前に予測することが可能となり,予防医療に貢献できると考える。今年度は,体幹部における人体の組織・臓器の存在位置を確率的に表す"人体の電子地図"の作成と,その性能評価も進めた,具体的には,単純CT画像上に人間の目でも認識が困難となる肝臓血管のアトラスを構築し,肝臓血管の中で重要となる中肝静脈の自動抽出に応用した。22症例のCT画像に適用して,中肝静脈の自動抽出が一定の精度で実現できた。それ以外には,人体の気管支構造の形状情報の調査も行い,その結果に基づいて,気管支における"電子地図"の作成も行った。
MDRPに対する院内感染防止対策～伝播の制圧、耐性化機序の解明と治療戦略～

耐性機序に基づいた多剤耐性緑膿菌(MDRP)院内感染対策を実践し、さらに耐性化機序について検討した。蓄尿環境の改善を中心に接触感染対策強化を図り、抗菌薬適正使用としてカルバペネム系抗菌薬を全数届出制とし、長期投与者への介入を行った結果、抗菌薬使用量と耐性緑膿菌検出数は有意に減少した。耐性機序に関する遺伝子的検討では、同一患者において、複数のクローンの検出や薬剤感受性や耐性因子が異なる同一クローンの検出がみられ、これらのクローンが個人から病棟、病院へと拡散している可能性が示唆された。本研究では、MDRPに対する院内感染制御として、耐性機序に基づいた院内感染対策を実践した。MDRPの発生要因として、メタロβラクタマーゼ(MBL)産生が一因であることが知られており、当院の集計でも過去5年間に分離されたMDRP42株のうち79%がMBLを産生していた。MBL産生菌はプラスミドを介して菌から菌へ伝播するため接触感染対策が重要であり、当院では尿検体から分離される事が多い。これらの事から、蓄尿等に伴う水平伝播が生じていた可能性が考えられ、蓄尿形態に主眼をおいて院内環境を監視、整備を計画・実行し、院内伝播に及ぼす効果を検証した。次に、MDRP発生には抗菌薬選択圧が関連するため、抗菌薬長期投与者への病棟薬剤師による介入を開始した。蓄尿体制調査としては、現場ラウンドとアンケート調査を用いた。その結果、蓄尿の際に尿カップが適切に交換されていない病棟が多い事が判明したため、正しい運用方法について周知し、77%の病棟で尿カップ運用方法が改善された。一方、病棟薬剤師により長期抗菌薬投与患者の担当医へ介入を行った結果、長期投与者数は有意に減少した(月平均18人→12人、p<0.01)。これらの対策により、耐性緑膿菌検出患者数(MDRPおよび2剤耐性緑膿菌の総数)は、有意に減少し(月平均5人→1人、p<0.01)、蓄尿に主眼をおいた水平伝播対策と長期抗菌薬投与者への対策は耐性緑膿菌検出数の減少に効果的手法であることが示唆された。一方、BC-plate法による2007年4月2008年11月に検出された耐性緑膿菌35株に対する抗菌薬併用療法の検討では、RFP+CL,PIPC+AMK,AZT+AMKといった組み合わせの有効性が高い事が示唆された。今後もMDRP伝播の制圧および有効な治療法の確立を試み、MDRPの耐性化機序、さらに地域におけるまん延状況について検討を続ける予定である。MDRPの感染対策として、接触感染対策と抗菌薬適正使用の双方の重要性が示唆されている。MDRPは尿検体からの検出が多く、尿を介した接触感染対策が重要である。当院では一昨年度より蓄尿環境の改善に取り組み、H22年度に全病棟で毎回新しい採尿カップを使用するシステムが整った。抗菌薬適正使用の推進活動としては、カルバペネム系抗菌薬とグリコペプチド系抗菌薬は院内電子カルテを用いて全数届出制とし、起炎菌検索のための培養提出の有無と投与目的の記載を必須として起炎菌に基づいた適切な感染症治療を行うようシステムを構築した。また、院内ポケットマニュアルに主要菌のアンチバイオグラムを掲載し、エンピリックセラピーの情報源として利用できる環境を整えた。さらに、感染予防策を円滑に実践できるように、耐性菌検出患者およびその家族に対し、感染対策が必要である旨を説明する文書を作成し運用を開始した。個室隔離患者では、必要な感染対策を明示し周知徹底した。また、各部署で耐性菌検出が院内基準を超えた際には警告文を送付し、原因の追及と対策を現場で検討し改善策を立案するシステムを構築した。耐性菌検出患者に対する院内ラウンド強化としては、MDRPやメタロβラクタマーゼ産生菌が検出されている患者は全数ラウンドし、感染対策遵守状況の確認を行った。一方、耐性機序に関する検討としては、抗菌薬使用方法と緑膿菌耐性化の関連性について検討を加える目的で、同一症例において2剤耐性緑膿菌およびMDRPの双方が検出されている場合に後方的に疫学調査を行った。さらにPFGEによる検討を開始し、MDRP耐性機序の解明を試みている。MDRPの前段階としての2剤耐性緑膿菌の検出の意義、さらに抗菌薬使用方法と耐性化の関連性についてさらなる検討を加える予定である。本研究では、耐性機序に基づいた多剤耐性緑膿菌(MDRP)院内感染対策を実践し、さらに耐性化機序について検討した。MDRP感染対策としては、接触感染対策と抗菌薬適正使用の双方が重要である。MDRPは尿から検出されることが多く、接触感染対策強化としては蓄尿環境の改善を徹底した。

また、抗菌薬適正使用の推進活動としてカルバペネム系抗菌薬は全数届出制とし、さらに長期投与者への介入を行った。その結果、カルバペネム系抗菌薬のAUDと長期投与者数、耐性緑膿菌検出数は有意に減少した(p=0.04、p=0.0092)。一方、耐性機序の解明としては、緑膿菌が感性から2剤耐性、さらに多剤耐性となる機序について解明することを目的として、2008年112月に同一症例において2剤耐性緑膿菌(2PA)およびMDRPの双方が検出されている症例を抽出し、それらの症例から検出されたすべての緑膿菌をリストアップし、MICを測定、さらにAmpC型βラクタマーゼ;AmpC、メタロβラクタマーゼ;MBLの産生性を調査し、抗菌薬使用状況と耐性化の関連性について検討を加えた。さらに、すべての菌株についてPFGE法により同一性を調査し、MIC結果と比較検討した。その結果、上記期間に同一症例において2PAとMDRPのどちらも検出された症例は10例で、全緑膿菌検出株数は58株であった。MBLとAmpC検出率はそれぞれ24%と43%で、AmpCの検出にはセフェム系薬の使用が関与している可能性が示唆された。一方、薬剤感受性パターンは耐性株と感性株が時系列の中で前後して検出されていた。PFGE解析結果は17のクローンに分類されたが、同一検体より異なるクローンが検出されている場合や同一クローンでもMICが異なる場合がみられた。異なるクローンであってもコロニー形態は類似している場合があり、各検査で偶発的に感性株や耐性株を釣菌している可能性が考えられた。
大腸菌の組換えヘリカーゼRecQの作用機序

大腸菌RecQ蛋白は、我々によって同定された相同組換えで働教くDNAヘリカーゼであるが、組換え反応における役割の詳細は不明であり、これを明らかにすることが本研究の最終目標である。今年度の結果は以下の通りである。1.精製蛋白質によるin vitroの研究を推進するため、すでに作製していたRecQ過剰生産プラスミド(lacプロモーターを使用)を、T7ファジープロモーターを用いてさらに改良することを試みた。しかし、理由は不明であるが、本報告の時点までに目的に適うものを得ることはできなかった。過剰生産系の能力は今後の研究の律速因子となるので、さらに努力を続ける予定である。2.われわれはRecQによる2重鎖巻き戻しがSSB蛋白により促進されることをすでにみていたが、この現象をさらに定量的に検討した。その結果、RecQ量と巻き戻し反量の初速度の関係を表す曲線が、著しいシグモイド形からSSB添加により双曲線形に変ることが確認された。またSSBの効果が、通常の部分2重鎖基質のみならず、完全2重鎖基質の場合にもみられることを確認した。3.RecQはDNA依存性ATPアーゼ活性を有するが、この活性はSSBの影響をほとんど受けないことが確認された。これは既知のヘリカーゼのATPアーゼ活性が一般にSSBにより強く阻害されることと対照的である。4.十分量のRecQが得られないので、組換えのin vitro再構成系の構築は予定通りの進捗をみなかった。しかし、gel shift assayにより、線状2重鎖DNA(末端に短い1本鎖部分をもつ)と、RecQ、RecA蛋白とがternary complexを形成することを示唆する結果が得られたので、これを手がかりに今後研究を進める予定である。
ウイルス感染によって誘導される新たなシグナル伝達経路の解析

これまでに、ウイルス感染あるいは二重鎖RNA刺激によって伝達されるシグナル伝達により、転写因子IRF-3はリン酸化され、核へ移行し、二量体を形成すると共にコアクチベーターであるp300/CBPと複合体を形成することにより、特異的なDNA結合能を獲得し、I型インターフェロン遺伝子の発現誘導に直接関与することを明らかにしてきた。この新しいシグナル伝達経路は、IRF-3のリン酸化が引き金になっていることが、昨年度までの解析から明らかになっていることから、このリン酸化に関わるキナーゼ分子の同定が重要な研究課題になってきていた。そこで本年度は、昨年度までに明らかにしてきたIRF-3の活性化に必須なC末端に存在する二つのセリン残基に焦点を絞り、in vitroでのリン酸化反応系の構築を行ってきた。その結果、ヒトHeLa細胞から調製した細胞抽出液を試料とし、IRF-3のC末端部分を大腸菌に発現させて部分的に精製したもの、あるいは同様の配列をもつ合成ペプチドを基質として用いることにより、in vitroでのリン酸化を観察することに成功した。また、上記の2つのセリン残基を他のアミノ酸残基に置換した変異型IRF-3を基質として用いた実験から、観察されたリン酸化がこれら2つのセリン残基に特異的に起きていることも確認した。そこで現在、このリン酸化反応系を指標として、大量に調製したHeLa細胞抽出液から、リン酸化に関わるキナーゼ分子の精製、単離を試みている。ウイルス感染によって伝達されるシグナル伝達により、転写因子IRF-3はリン酸化され、核へ移行し、特異的なDNA結合能を獲得することによって、I型インターフェロン遺伝子の発現誘導に関与することを明らかにしてきた。本年度は、IRF-3についての種々の変異体を用いた解析により、C末端に存在する二つのセリン残基がIRF-3の活性化に必須であることを明らかにした。また、実際に細胞内においてこれらのセリン残基がリン酸化されていることを確認するため、活性化されたIRF-3を精製、分解し、質量分析計で解析することによりリン酸化部位を特定する実験を行っている。次に、この2つのセリン残基のリン酸化に関わるキナーゼ分子を同定するため、in vitroでのリン酸化反応系の構築を試みた。ウイルスあるいは二重鎖RNAなどで刺激したマウスL929細胞あるいはヒトHeLa細胞から細胞抽出液を調整し、試料とした。基質としては、全長のIRF-3あるいはIRF-3のC末端のみを大腸菌あるいは培養細胞に発現させ、部分的に精製したものを用いた。対照として、上記の2つのセリン残基をアラニン残基に置換した変異型IRF-3を用いている。種々の条件下でのリン酸化反応を検討し、ウイルス感染および2つのセリン残基に特異的なリン酸化反応系の樹立を試みている。一方で、いくつかの既知のキナーゼについて、IRF-3へのリン酸化能について検討したが、これまでのところ特異的なリン酸化は検出できていない。
食道扁平上皮特異的な細胞増殖・分化に関わる新規分子の機能解析

消化管粘膜は、幹細胞から上皮細胞が新しく供給されることによりその恒常性が保たれている。胃・腸では幹細胞マーカーであるLgr5、Bmi1等が同定されており、幹細胞のheterogeneityと共にそれらの機能の詳細な解明が進んでいる。これに対し、食道粘膜では基底部に存在する基底細胞が、非角化重層扁平上皮細胞に分化しながら管腔側へと移動することが知られているが、胃や腸の幹細胞に相当する細胞が存在するか、その特異的分子マーカーの同定も含めて詳細は明らかにされていない。本研究の目的は、我々が新たに見出した、基底細胞に限局して発現する分子群の幹細胞機能への寄与について明らかにすることである。
大規模マルチメディアコーパスによる映像合成に関する研究

本研究では、自然言語によるシナリオ記述の入力を行い、実際の映像を自動生成する技術の実現を目的とする。本技術により、テキスト情報をより人間に理解しやすい映像へ自動変換するシステム、映像制作者を対象とした簡易版映像の自動生成等の新たな応用の実現が期待できる。また、現在テキストと映像などの視覚情報との間のセマンティックギャップにより映像意味解析や検索などがきわめて困難となっているが、本研究による新たな見方からセマンティックギャップをとらえなおすことにより、セマンティックギャップ克服のためのブレークスルーにつながる可能性が考えられる。本研究では、インターネットや放送映像アーカイブなどから得られる大量の映像コーパスに基づき、テキストからの映像自動生成の実現を目指す。そのため、平成24年度は、大量の映像コーパスから、物体、動作、イベントなどに基づく事例映像データベースの構築を行うための技術について検討した。特に、実際の映像アーカイブ(TRECVIDコンテンツ並びに独自にインターネットより取得した映像)を対象とし、映像中の動作を行っている事物を自動的に高速に抽出し、部品化する技術について検討した。これにより、世界最先端の手法とほぼ同等の品質ながら、きわめて高速な技術を実現した。平成25年度は、これまでの成果を特段に拡張した映像マイニング技術についての検討を開始しており、大量の映像アーカイブ中に頻出する事物を自動検出することにより、さらに品質の高い映像部品化について検討した。本技術により、映像自動生成のために有用な情報も抽出可能な映像部品化が実現できる。(抄録なし)近年、インターネットの普及により、大量の映像が利用可能となっている。例えば、YouTubeでは、毎分72時間の映像がアップロードされ、毎月延べ40臆時間の映像が試聴されている。一般利用者による映像制作が一般化しているが、その制作はまだ困難である。そこで本研究では、自然言語により映像制作を容易に実現可能とする技術の実現を目的とする。本研究では、自然言語によるシナリオ記述を入力とし、これを具現化する実際の映像を自動生成する技術の実現を目的とする。本技術により、テキスト情報をより人間に理解しやすい映像に自動変換するシステム、映像制作者のための簡易版映像の自動生成等の新たな応用の実現が期待できる。また、現在テキストと映像などの視覚情報との間のセマンティックギャップのために映像意味解析や検索などがきわめて困難となっているが、本研究による新たな見方からセマンティックギャップをとらえなおすことにより、セマンティックギャップ克服のためのブレークスルーにつながる可能性が考えられる。そのため、平成24年度は、大量の映像コーパスから、物体、動作、イベントなどに基づく事例映像データベースの構築を行う。これは、様々な物体種別、動作種別、イベント種別ごとに、映像コーパス中の対応する映像区間を同定し、これを映像時空間記述子により表現することで実現する。実際のデータベース構築並びに映像時空間記述の方法について検討を行う。特に、映像中の注目物体と背景領域とを高精度・高速に分離する方法を実現し、映像時空間記述子の基本要素の抽出に成功している。特に、平成24年度は映像中の注目物体と背景領域とを高精度・高速に分離する方法を実現し、映像時空間記述子の基本要素の抽出に成功している。平成25年度は、入力シナリオを自然言語解析技術により分析し、事例映像データベースと照合し、全体として整合性のとれた映像を合成する技術について検討を行う。シナリオ解析、事例映像検索、映像文法に基づく映像生成技術などについて検討を行い、自動映像生成システムを構築する。また、その具体的な応用システムについての検討を行う。(抄録なし)
マントル条件下での融体・ガラス・ゲルの構造転移と局所構造変化

本研究では、地球・惑星内部の高圧力・高温条件下で融体やガラス、ゲルの特定種類原子の周りの局所構造を原子レベルで明らかにするため、X線吸収微細構造(EXAFS)測定実験を行った。その場観察による測定から、回折法により構造の全体像を、EXAFS法により特定種類原子の周りの局所構造をそれぞれ解析し、各種分光法や分析法によるキャラクタリゼーションも同時に行い、総合情報を得た。ガラス、ゲルのみならず、融体も構造や組成により、相転移点が定義できるような急激な構造変化を起こすものがある。Li2O・nGeO2やSrGeO3組成の融体では0.5GPa以下の狭い範囲で局所構造変化が起こる。ケイ酸塩のように融体に明瞭な構造を持つ物は、急激な構造変化を起こすことが推測され、我々の技術で今後いろいろな系でも観測できると期待している。精密解析により決定されたDebye-Waller因子から、構造中の原子のゆらぎについて重要な情報が得られる。Debye-Waller因子は熱振動のような動的なゆらぎの効果と原子配列の秩序無秩序性のような静的なゆらぎの効果とを内在しており、Debye-Waller因子の温度変化などを観測することで、動的な効果と静的な効果を分けることができる。動的な効果から熱振動の原子間ポテンシャル、Debye温度、グリューナイゼン常数のような物質固有の常数が決定できる。静的なものから構造クラスターや熱履歴のような各物質個体により異なる量などの情報が得られる。それぞれ、熱や電子、イオンの拡散や機械的性質などの性質と対応させることができる。高温領域では、熱振動の非調和性が顕著に現れる。実験から有効ポテンシャルV(u)=au^2/2+bu^3/3!+cu^4/4!(a, b, cがポテンシャルパラメーター、uは平衡位置からのずれ)が決められる。このポテンシャルパラメーターから、グリューナイゼン常数や熱膨張係数、確率密度分布など重要な値がまとまり、定量的測定が行えることを示した。地球マントルの温度圧力条件化での、結晶と融体間の元素の分配、熱輸送のプロセスなどは、地球の形成や惑星内部のダイナミクスに影響を与える。しかし、元素の挙動に大きく影響する不規則系の圧力・温度変化に伴う構造変化は十分には理解されていない。本研究では、地球・惑星内部の高圧・高温条件下でのケイ酸塩やそのアナログ物質のゲルマン酸塩の融体・ガラス・ゲルの局所構造変化を、現在の最高レベル技術を用いたX線吸収微細構造(EXAFS)測定実験法により決定する。GeO2を多量に含む融体は高温の基での加圧下では局所構造が、相転移点が定義できるような急激な構造変化をする事を初めて明らかにした。融体の局所構造変化が急激であるのに対し、結晶固体やガラス、ゲルは異なった挙動をとることを明らかにした。石英型結晶相は加圧により10GPaで非晶質化しGeの配位数が6配位に変化する。減圧過程では8GPaまで、6配位を保ち、常圧まで徐々に4配位Ge原子が増加することで、原子間距離が減少する。このように加圧と減圧で大きなヒステリシスが観測される。GeO2ガラスは、8GPa付近から10GPaにかけて配位数の増加があり、ヒステリシスは観測されるが、結晶相で観測された物ほど顕著ではない。GeO

2ゲルは、ガラスと異なった配位数変化を示す。2GPaから徐々に配位数の上昇が見られ、12GPaにおいても全てのGeは6配位にならず、4配位や5配位が残っている。比較的自由に構造を変えうるゲルでさえもヒステリシスが観測されている。このように、不規則系での局所構造変化は大きく構造や含水量に依存することを明らかにした。本研究では、地球・惑星内部の高圧力・高温条件下で融体やガラス、ゲルの特定種類原子の周りの局所構造を原子レベルで明らかにするため、X線吸収微細構造(EXAFS)測定実験を行った。その場観察による測定から、回折法により構造の全体像を、EXAFS法により特定種類原子の周りの局所構造をそれぞれ解析し、各種分光法や分析法によるキャラクタリゼーションも同時に行い、総合情報を得た。ガラス、ゲルのみならず、融体も構造や組成により、相転移点が定義できるような急激な構造変化を起こすものがある。Li2O・nGeO2やSrGeO3組成の融体では0.5GPa以下の狭い範囲で局所構造変化が起こる。ケイ酸塩のように融体に明瞭な構造を持つ物は、急激な構造変化を起こすことが推測され、我々の技術で今後いろいろな系でも観測できると期待している。精密解析により決定されたDebye-Waller因子から、構造中の原子のゆらぎについて重要な情報が得られる。Debye-Waller因子は熱振動のような動的なゆらぎの効果と原子配列の秩序無秩序性のような静的なゆらぎの効果とを内在しており、Debye-Waller因子の温度変化などを観測することで、動的な効果と静的な効果を分けることができる。動的な効果から熱振動の原子間ポテンシャル、Debye温度、グリューナイゼン常数のような物質固有の常数が決定できる。静的なものから構造クラスターや熱履歴のような各物質個体により異なる量などの情報が得られる。それぞれ、熱や電子、イオンの拡散や機械的性質などの性質と対応させることができる。高温領域では、熱振動の非調和性が顕著に現れる。実験から有効ポテンシャルV(u)=au^2/2+bu^3/3!+cu^4/4!(a,b,cがポテンシャルパラメーター、uは平衡位置からのずれ)が決められる。このポテンシャルパラメーターから、グリューナイゼン常数や熱膨張係数、確率密度分布など重要な値がもとまり、定量的測定が行えることを示した。