hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
交感神経性皮膚血管運動反射を指標とした麻酔深度モニタの臨床応用

交感神経性皮膚血管運動反射(Skin Vasomotor Reflex:SVmR)を指標とした麻酔深度モニタの臨床応用について,臨床研究と動物実験を行い,以下のような結果を得た。1.臨床研究1)一定吸入麻酔下において,刺激強度を変化させてSVmRを誘発した際,刺激強度とSVmR振幅値ならびにSVmR面積値は正比例した。2)麻酔深度を変化させて,一定の刺激強度でSVmRを誘発すれば,麻酔深度とSVmR振幅値ならびにSVmR面積値は反比例した。3)刺激強度とSVmR振幅値の正比例の関係は,覚醒状態,軽度鎮静状態の健康成人ボランティアにも認められた。4)鎮痛作用のある亜酸化窒素吸入では刺激強度とSVmR振幅値の正比例の関係を有したままSVmR振幅の減衰(傾きは変化せず,y軸切片のみが低下)が認められたが,鎮静作用のみをもつミダゾラムではこのような変化を見なかった。2.動物実験1)ラットにおいて,再現性のある精度の高い皮膚血流測定部位を検討したが,レーザードップラ血流計を用いる場合,足底部にプローブを装着した場合はデータのばらつきが大きく,耳介背面基部にプローブを装着するとより安定したデータが得られた。尾動脈を露出し,直接プローブを装着した場合が最も血流反応を観察でき,ラットにおける血流反応観察モデルとして最適と考えられる。2)ラットにおいても刺激強度と血流反応の大きさには直線的な相関関係を認めたが,決定係数はヒトに比べ小さく,測定部位の問題から,ラットにおいてはSVmRと循環変動による血流反応を混在して評価している可能性が示唆された。交感神経性皮膚血流反応(Skin vasomotor reflex,以下SVmR)は,侵害刺激入力の指標であり,また,痛みの客観的評価法としても有用であることを明らかにしてきた(平成8-10年度、奨励研究)。今年度は,全身麻酔中の患者でSVmRの出現頻度と血中カテコラミン濃度の変化を観察した。硬膜外麻酔併用全身麻酔下の下腹部開腹手術患者において、電気刺激(40mA、50Hz,テタヌス刺激、3秒間)でのSVmR誘発による硬膜外麻酔領域判定を行った。その結果,T6の皮膚分節以下の刺激でSVmRが誘発された場合,開腹鉤の使用でSVmRが出現した。その時点での血中アドレナリン濃度に変化なかったが、血中ノルアドレナリン濃度は有意に増加していた。この結果は,従来報告されている腹膜の牽引による刺激を抑える領域とほぼ一致し,硬膜外麻酔の効果が不十分であったと考えられた。また、全身麻酔下で、電気刺激強度変化(刺激強度,刺激時間)によるSVmRの変化を定量的に評価した。刺激強度、時間の増加に伴い、SVmRの血流減少比は大きくなった。この変化は,吸入麻酔薬の濃度を上げることで小さくなった。全身麻酔下でも,侵害刺激強度の変化に鋭敏に反応し,SVmRの定量的評価により,麻酔深度の測定が可能であることが示された。来年度は、動物実験による循環作働薬の影響,各種自律神経疾患モデルにおけるSVmR変化を検討し,痛みの定量化とその裏付けを行う予定である(現在進行中)。臨床研究として,全身麻酔中の手術刺激もしくは既知の定量的刺激に反応した交感神経性皮膚血管運動反射(以下SVmR)の振幅を計測し,従来の臨床的麻酔深度判断並びに解析脳波(pEEG)と比較した。覚醒状態,軽度鎮静下のボランティアに対し,既知の定量的刺激に反応したSVmR振幅を計測した。動物実験ではラットを用いて麻酔深度を変え,定量的刺激によるSVmR振幅ならびに皮膚切開を加えた際のSVmR振幅を計測比較した。

その結果,以下のことが明らかとなった。(1)刺激強度が一定であれば麻酔深度とSVmR振幅は反比例し,麻酔深度が一定であれば刺激強度とSVmR振幅は正比例する。(2)全身麻酔下でも,誘発SVmR法で知覚神経の局所的な遮断の有無が明確に区別できる。(3)手術刺激によるSVmR出現頻度はpEEGのSEF90と相関はなかった。(4)刺激強度とSVmR振幅の正比例関係は,覚醒状態でも見られ,軽度鎮静では影響されないが,軽度鎮痛では反応全体が減少するが直線的関係は維持される。(5)ラットでもSVmRは足底部で認められる。耳動脈領域ではヒトでは測定出来ないがラットではSVmRを計測出来る。(6)ラットでは誘発SVmR振幅の麻酔薬による抑制は,ヒトに比べ麻酔深度が浅い時点から認められ,早期に完全に消失する。(7)誘発SVmR振幅/刺激強度(時間×電流量)はラットの場合はイソフルラン0.51.5%麻酔ではほぼ一定の値を示す。交感神経性皮膚血管運動反射(Skin Vasomotor Reflex:SVmR)を指標とした麻酔深度モニタの臨床応用について,臨床研究と動物実験を行い,以下のような結果を得た。1.臨床研究1)一定吸入麻酔下において,刺激強度を変化させてSVmRを誘発した際,刺激強度とSVmR振幅値ならびにSVmR面積値は正比例した。2)麻酔深度を変化させて,一定の刺激強度でSVmRを誘発すれば,麻酔深度とSVmR振幅値ならびにSVmR面積値は反比例した。3)刺激強度とSVmR振幅値の正比例の関係は,覚醒状態,軽度鎮静状態の健康成人ボランティアにも認められた。4)鎮痛作用のある亜酸化窒素吸入では刺激強度とSVmR振幅値の正比例の関係を有したままSVmR振幅の減衰(傾きは変化せず,y軸切片のみが低下)が認められたが,鎮静作用のみをもつミダゾラムではこのような変化を見なかった。2.動物実験1)ラットにおいて,再現性のある精度の高い皮膚血流測定部位を検討したが,レーザードップラ血流計を用いる場合,足底部にプローブを装着した場合はデータのばらつきが大きく,耳介背面基部にプローブを装着するとより安定したデータが得られた。尾動脈を露出し,直接プローブを装着した場合が最も血流反応を観察でき,ラットにおける血流反応観察モデルとして最適と考えられる。2)ラットにおいても刺激強度と血流反応の大きさには直線的な相関関係を認めたが,決定係数はヒトに比べ小さく,測定部位の問題から,ラットにおいてはSVmRと循環変動による血流反応を混在して評価している可能性が示唆された。
1H-NMR計測法によるイネの温度ストレス耐性に対するコンポスト施用効果

水稲(Oryza sativa L.)の登熟過程(出穂後50日間)における籾の温度ストレス応答について、^1H-NMRにより、水分子動態に及ぼす影響を解析した。出穂後715日(DAF)にかけて、20°C区の籾ではNMR縦緩和時間(T_1)はわずかに延長したが、30°C区のT_1は著しく短縮した。22DAFまでは、25および30°C区では、籾のNMR横緩和時間(T_2)の2成分はそれぞれ100msおよび10msであったが、29DAFにはT_2は各々1msおよび20μsを示し、急激に減少した。このことは出穂後22DAFまでの籾は自由水を保持していたが、それ以降は結合水のみになったことを意味している。一方、20°C区では出穂後29DAFまでT_2成分はそれぞれ100msおよび10msを示したことから、高温区に比べ自由水は7日長く保持されたことが明らかになった。登熟の全過程における温度ストレスでは、籾のT_1は登熟初期から中期までの水分変化によく対応し、またT_2は登熟後期の乾物集積を反映していた。20および25°C処理後ではそれぞれ27%および68%の完全米が得られたが、30°C区では、完全米は皆無で、逆に背白米が85%を占めた。一方、胴切米については、25および30°C区ではほとんど発生しなかったのに対し、20°C区では28%を占めた。以上のことから、NMR緩和時間は温度ストレスによる籾品質の非破壊的な早期診断法として有効な指標となることを明らかにした。この研究と並行してコンポスト施肥によるイネ科作物のベントグラスの成長について化学肥料による施肥と比較した。その結果、前者は成長にそって緩かに作用し排水からのイオン漏出量も低いことを明らかにし報告した。これらの基礎研究をもとに、イネの登熟過程における温度ストレスに対するコンポスト施肥効果について、NMRモニタリングによる研究結果をとりまとめ中である。イネOryza sativa L.の玄米品質は登熟期間の気温の影響を強く受ける。低温条件下では胚の発育停止や未熟粒の発生が多くなり、高温条件下では成熟日数が短縮することにより不良形質米の発生が多くなることが知られている。本研究では、コンポストの施用効果の基礎データとして、登熟期間における温度ストレスがイネの登熟に及ぼす影響について、主に水の分子動態に着目し検討した。イネを野外で栽培し、出穂後に20°C、25°Cおよび30°Cの各ファイトトロンで栽培した。出穂後約7日おきに、籾のNMR緩和時間(T_1,T_2)および含水率を求めた。収穫後に、登熟歩合、粒厚分布等を計測した。20°C区では、登熟初期の籾重量は30°C、25°C区に比べて低かったが、漸増し最終的には、籾重は最大となった。登熟初期の含水率は、30°C区で低下が著しかったが、その後緩慢になり、最終的には25°C区、20°C区とほぼ等しくなった。収穫後、20°C区では不稔籾の発生が多く、低温により登熟歩合は低下し、また粒厚1.8mm以下の玄米の割合が高くなったが、千粒重は増加した。一方、高温では、著しい品質低下が見られた。登熟過程のイネ籾について、^1H-NMR緩和時間(T_1)値は、20°C区で出穂後7日では低くなり、登熟中期まで長い値を示した。全体的に登熟過程の籾のT_1は、25°C、30°C区の順に短くなった。T_2値は、登熟初期ではT_1と同様に20°Cで最も低い値を示した。出穂後36日では温度による影響は見られなくなり、それ以降では、いずれの処理区でもT_2は著しく短縮した。以上のことから、イネ籾の登熟過程における温度障害について^1H-NMRによるモニタリングの可能性が明らかになった。

20および25°C処理後ではそれぞれ27%および68%の完全米が得られたが、30°C区では、完全米は皆無で、逆に背白米が85%を占めた。一方、胴切米については、25および30°C区ではほとんど発生しなかったのに対し、20°C区では28%を占めた。以上のことから、NMR緩和時間は温度ストレスによる籾品質の非破壊的な早期診断法として有効な指標となることを明らかにした。この研究と並行してコンポスト施肥によるイネ科作物のベントグラスの成長について化学肥料による施肥と比較した。その結果、前者は成長にそって緩かに作用し排水からのイオン漏出量も低いことを明らかにし報告した。これらの基礎研究をもとに、イネの登熟過程における温度ストレスに対するコンポスト施肥効果について、NMRモニタリングによる研究結果をとりまとめ中である。
新奇標識法による神経回路の3次元高精細高密度解析

近年、透明化技術によって比較的大きな試料の3次元蛍光画像を取得することは容易になってきているが、一細胞レベルの解像度で神経回路構造を捉えるには課題が多い。高解像神経回路トレーシングを実現するには、少数(ないし一細胞)の神経細胞を標識する、もしくは多数の神経細胞をできるだけ異なる色で標識できればよい。そこで、本研究では、局所遺伝学操作のツール開発および多色神経細胞標識技術の開発に取り組んだ。前者については、これまでに脳の局所を遺伝学的に標識する方法として、子宮内エレクトロポレーション法やアデノ随伴ウイルス(AAV)などのウイルスベクターが用いられているが、空間解像度が低いという課題があった。一細胞にエレクトロポレーションを行う方法も知られているが、手技的な困難さが課題であった。そこで、プラスミドDNA(約3000kDa)よりもはるかに分子量の小さなリコンビナントCreタンパク質(38kDa)を用いることで局所的遺伝学操作をする為の方法の開発に取り組んだ。Cre濃度や電流値などの詳細な条件検討を行い、CreレポーターマウスAi9を用いることで、脳の局所(100um程度)に限局した遺伝学的操作を実現した。ガラス電極を用いて簡単な電流装置を用いることで遺伝学操作が可能であり、極めて有用なツールとなりうる。実際にこの方法を用いて、マウス嗅球の単一の糸球体につながっている神経細胞群の遺伝学的操作および可視化に成功した。今後はこの手法の更なる改良を行うとともに、光遺伝学ツールなどを用いた応用に取り組む。予定通りの結果が得られている。計画通りに行う。後者に関しては、従来、神経細胞を多色標識する方法としては、Cre-loxPを活用して3種類の蛍光タンパク質を確率的に発現させる方法、Brainbowが良く知られている。しかしながら、この従来法は蛍光輝度が不十分であり、特に細かい神経突起の構造を長距離に亘って可視化することは困難であった。そこで、本研究ではplasmidやAAVなどのベクターを用いて、しかも高輝度で多色標識を行うための方法の開発を行った。まず、ベクターのコピー数について、ポアソン分布に基づくシミュレーションを行い、最適化を行った。更に、Tet-Offシステムを組み合わせることで、発現量の最大化を実現した。さらに、AAVへの実装を行った。これらを用いることで、嗅球や大脳皮質、海馬等で高輝度多色標識を実現した。更に、こうしたデータについての定量的評価方法を確立し、従来法との比較を行った。これらの結果については投稿論文にまとめ、eLife誌に発表した。今後は、この方法を用いて嗅球の特定の細胞種の定量的コネクトーム解析を行い、別の研究として行っている嗅球の匂い情報処理に関する数理モデルのための実験データを得る予定である。論文投稿に伴い予期せぬ追加実験の必要が生じ、繰り越しを行ったが、無事に論文受理に至っている。計画通りに行う。予定通りに技術開発を進めるとともに、生物学的課題への応用を試みる。
一様スピノールBECの研究

本研究は、スピン自由度を持つボース・アインシュタイン凝縮体(スピノールBEC)の一様系における振る舞いを実験的に明らかにすることを目的とする。本研究では、箱型の斥力ポテンシャル中の一様なスピノールBECを対象とした実験研究を行う。具体的には、87Rb原子スピノールBECに生じるスピンテクスチャの観測や、磁気量子相転移に伴う幾何欠陥形成に関する研究を行う。
濡れ-非濡れ転移からレンズの分散・凝集安定性への新展開-面の化学から線の化学へ-

(1)水/空気界面上に分散した油レンズの分散・凝集の安定性をきめる重要な界面化学的要素の一つは線張力であり、また他の要素の一つはレンズと平衡にある油薄膜上下の表面間力であると思われる。まず、線張力を測定することを試みた。このために、種々のサイズのレンズのプロファイルを微分干渉法による顕微鏡とCCDカメラにより取り込む装置を製作した。これは通常の金属顕微鏡の落射照明を用い、また精密に温度制御されまた十分に油の蒸発対策のなされたテフロンセルを用いることにより可能となった。水/ドデカン/ドデカノール/空気系で種々のサイズのレンズの画像を安定に取り込むことに成功し、得られた干渉縞の理論解析により、線張力を測定することに成功した。そのオーダーは10^<-11>N程度であり、理論値と近い値を示しており、今回の装置で正しく測定できることが示された。ただ、高いデータを得るためにはCCDカメラのひずみの問題や、干渉縞の理論解析過程のグレードアップをする必要があり、現在これをすすめている。(2)レンズと平衡にある油薄膜上下の表面間力の問題は、4成分3相系でのレンズの二面角の測定と、共存する3種の界面張力平衡値の測定から得られる二面角計算値との関連の研究から明らかにすることができるとの立場から、実験をすすめている。(1)4成分3相系での濡れー非濡れ転移を明らかにし、油相レンズの空気/水界面上での分散・凝集安定性を調べる目的で、空気/イコサノールのヘキサン溶液/水系を選び、共存する3種の界面の界面張力を、イコサノールの濃度の関数として精密に測定した。結果の解析から、濃度の増加につれて濡れ状態から非濡れ状態へ、さらに非濡れ状態から濡れ状態への転移が存在することが明らかになった。また非濡れ状態を示す濃度領域で油/水界面吸着膜の膨脹膜から凝縮膜への相転移が存在し、急激な油/水界面張力の低下が非濡れ状態から濡れ状態への転移を引き起こすことを明らかにした。(2)非濡れ状態での二面角測定を試みたが、極めて小角のためにこれまでの測定手法では測定不可能であった。このため、レンズの上部からの微分干渉顕微鏡観察により得られる干渉縞の濃淡プロファイルの理論解析とラプラス式によりレンズの曲率を求め、二面角を得る手法を開発準備中である。この観察手法はレンズ上部から直接レンズ状態を観察できるため、レンズサイズと分散・凝集安定性の相関を得るためにも利用できると考えている。
"fetus as a patient"-胎児に対する幹細胞移植の治療戦略-

GFPマウスの骨髄から採取した単核球から幹細胞を回収して、胎齢14.5日目のBALB/cマウス胎仔の卵黄嚢静脈内に投与した。生後4週間目にマウス末梢血を採取し、フローサイトメトリーを用いてドナー細胞の生着率について分析を行った結果、最大20%に至るドナー細胞の生着が確認された。遺伝性疾患のモデルマウスで治療実験を行ったところ、表現型が正常の罹患マウスが確認され、胎児期から進行する脳神経症状や骨形成異常などに対する有効な治療法となる可能性が示唆された。胎児移植治療モデルの確立胎児幹細胞移植治療モデルにより、キメラマウスを作成した。通常の成体マウスでは移植治療の効果が得られないことも確かめ、侵襲の少ないプロトコールであることを証明する。さらに、疾患マウスを用いて胎児幹細胞移植治療を行い、これらの治療法により疾患の症状の治療効果について検討を行なっている。治療効果が十分得られるレベルのキメリズムの獲得が可能な治療法の開発ドナー細胞が生着した先天性代謝異常症キメラマウスを用いて、症状の改善の有無と程度について検討を行なっている。ドナー細胞が生着しても臨床症状が改善されない場合、さらにドナー細胞の生着率を増加させるように、生後4週目のキメラマウスに骨髄造血幹細胞の2次移植を行った。その後、同様にドナー特異的な抗体を用いてドナー細胞の生着率を分析し、その疾患マウスの症状の改善の有無と程度について分析を行う。ヒト間葉系幹細胞の規格化得られたヒト幹細胞に対して、網羅的発現遺伝子解析(Affimetrix社GeneChipによる解析)ならびにモノクローナル抗体を用いた既知の分子発現解析を行った。使用するモノクローナル抗体は、ヒトES細胞のマーカーとして知られているSSEA分子群、TRA1、Oct-3/-4、STRO-1等の間葉系幹細胞候補マーカーも含んでいる。異種動物成分を排除したヒト間葉系幹細胞培養法・維持法の標準化(完全ヒト型培養システムの開発)臍帯血・子宮内膜・月経血・胎盤・脂肪などのヒト組織から間葉系幹細胞を誘導し、その際、ヒト血清ならびにヒト液性因子のみ、あるいは無血清培地を用いた培養法を確立しつつある。ドナー細胞が生着しても臨床症状が改善されない場合には、さらにドナー細胞の生着率を増加させるように、生後4週目のキメラマウスに骨髄造血幹細胞の2次移植を行った。<胎児移植治療モデルの確立>胎児幹細胞移植治療モデルにより、正常免疫能を持つキメラマウスを作成した。成熟マウスにおいては異種抗原をもつ細胞移植は生着しないことも確認している。また、ドナー細胞の生着率を増加させるよう、生後4週目のキメラマウスに少量のブスルファンを併用した骨髄造血幹細胞の2次移植を行ったところ、ほとんど全ての血液細胞がドナー細胞に置換されたマウスも確認された。さらに、疾患マウスを用いて胎児幹細胞移植治療を行い、ドナー細胞の生着の確認とともにその治療効果を評価する方法について検討した。<治療効果が十分得られるレベルのキメリズムの獲得が可能な治療法の開発>ドナー細胞が生着した先天性代謝異常症キメラマウスを用いて、症状の改善の有無と程度について検討した。

ドナー細胞が1%程度生着していれば臨床症状が顕著に改善され、寿命、骨格、生殖能力に関して完全に表現型が治癒されている個体も確認された。組織学的にもドナー細胞が分化および生着していることを明らかにした。<ヒト間葉系幹細胞の規格化>得られたヒト幹細胞に対して、網羅的発現遺伝子解析(Affimetrix社GeneChipによる解析)ならびにモノクローナル抗体を用いた既知の分子発現解析を行った。使用するモノクローナル抗体は、ヒトES細胞のマーカーとして知られているSSEA分子群、TRA1、Oct-3/-4、STRO-1等の間葉系幹細胞候補マーカーも含んでいる。<異種動物成分を排除したヒト間葉系幹細胞培養法・維持法の標準化(完全ヒト型培養システムの開発)>臍帯血・子宮内膜・月経血・胎盤・脂肪などのヒト組織から間葉系幹細胞を誘導し、その際、ヒト血清ならびにヒト液性因子のみ、あるいは無血清培地を用いた培養法を確立しつつある。これまで報告されている文献の通り、先天性代謝異常症マウスが出生する頻度が低く、さらに生後も食殺される確率が高いため最終的な表現型の改善を検討するまで至ることが困難な状態である。あと数匹の疾患マウスの解析をすればよい状態ではあるが、代替モデルがないため遅延している。24年度が最終年度であるため、記入しない。哺乳するマウスの種を変更、もしくは養仔による対応により、疾患マウスの生後の生存率の向上を確認していることから、研究の進展が期待される。
「気象庁数値予報モデル」を用いた中学生による大気環境調査に関する教材開発

気象庁の現業で使用される「気象庁数値予報モデル」は気象学の専門家への貸与のケースはあるが,義務教育の子ども達への利用を視野に入れた貸与は,前例がない。そこで,本研究では,簡単に実験の設定ができる入力インターフェースを開発し,中学生による地域の大気環境調査をねらいとした3次元数値実験を教育の現場で試行するシステムの開発を行うことである。また,このシステムを中学校で教育実践し,その結果から,中学生への数値シミュレーションの教育効果を検証することにある。そこで,本研究の目的は,簡単に実験の設定ができる入力インターフェースを開発することで,中学生による地域の大気環境調査をねらいとした「気象庁数値予報モデル」による3次元数値実験を教育の現場で試行するシステムの開発を行い,その数値実験結果から,中学生への数値シミュレーションの教育効果を検証することを目的とする。その方策として,1.学校パソコン利用のためのDVD版プログラムソースによる数値実験手法の開発,2.数値実験条件設定のための教育版インターフェースの作成を目標に研究してきた。昨年度は,各種設定のための入力インターフェースの開発と3次元大気環境数値実験システムの教材化を試みた。授業用PCの購入に関して,LINUXとウィンドウズのハードとの相性が難しく高速CPUを搭載したポータブルパソコンの選定と購入が予定より遅くなった。また,気象庁NHMソフトが外部LAN環境からなかなか作動しなっかったため,数回,気象庁に訪問しその解決に邁進した。一方,名古屋大学が開発した気象シミュレーションソフトに関しても試行し,初期目的の盛岡付近のシミュレーションの作動を確認できた。本年度は,DVD-NHMを使用した授業における教材化を実施すべく,授業構成,ハードの環境構成,ソフトの環境構成を順次開発してきた。その結果,当初の予定通り,11月に,岩手大学教育学部附属中学校に於いて,2年生の理科「気象」単元で連続2時間の授業で4クラス研究授業を行うことができた。その折,様々な困難点や課題があることを発見できた。この成果に関しては,日本地学教育学会全国大会,日本理科教育学,日本科学教育学会等で口頭発表した。平成23年度は,各種設定のための入力インターフェースの開発と3次元大気環境数値実験システムの教材化を試みた。ハード面では,授業用PCの購入に関してLINUXとウインドウズ機器の相性が悪く,高速CPUを搭載したポータブルパソコンの選定と購入が予定より遅くなり研究計画が遅れた。また,ソフトの面では,気象庁NHMソフトに初期データを入力する手法が気象庁外からLAN経由で接続することが難しく,最終的に,京都大学サーバーから気象庁全球モデルの初期データを入手することで代替することにより解決した。その間,何回か気象庁数値予報課に訪問し,指導を受けた。一方,他のソフトによる試行を考え,名古屋大学が開発した気象シミュレーションソフト(クレス)の指導を受けるべく名古屋大学を訪問し,講習会に参加した。NHMと平行して試行の試みを行うこととした。平成24年度は,気象庁数値予報モデル(NHM)を,中学校の授業で試行すべく,授業構成,ハードの環境構成,ソフトの環境構成を順次開発した。その結果,当初の予定通り11月に,本学教育学部附属中学校に於いて,2年生理科「気象」単元において,連続2時間の授業で,4クラスの研究授業を行うに至った。また,その後のアンケートにより,さまざまな課題を考察するデータを入手した。本年度は,シミュレーションパーケージソフトを作成するために,対象の気象現象である「肱川あらし」に関して,気象観測を実施し,その整理を行いつつある。さらに,クレスによる「肱川あらし」の数値実験,及び,「北岩手波状雲」の数値実験に成功した。その成果は,日本気象学会春季,秋期大会で発表した。その方策として,(1)学校パソコン利用のためのDVD版プログラムソースによる数値実験手法の開発,(2)数値実験条件設定のための教育版インターフェースの作成を目標に研究してきた。本年度は,各種設定のための入力インターフェースの開発と3次元大気環境数値実験システムの教材化を試みた。一方,名古屋大学が開発した気象シミュレーションソフトに関してもトライし,初期目的の盛岡付近のシミュレーションの作動を確認できた。この成果に関しては,日本科学教育学会

東北・北海道支部大会で口頭発表した。昨年度,数値実験などがめざましく発展しているアメリカ気象学会の現状などを踏まえるべく,ワシントンにある気象教育セッションを訪問し,教育グループ7名との協議を行った。その結果,義務教育年齢の生徒に,3次元数値シミュレーションを行った教育実践はないとの結果を受け,本研究の先駆性が確認された。次に,全体のシステム構築を行うために,高速CPUを搭載したコンピュータ10台及び外付けハードディスクを準備した。これに当たり,リナックスOSに対応するハード(DVD,ハードディスク)の相性が難しく,選定が遅くなり,購入も遅れた。現在では,中学校の授業で行えるハード環境になっている。ポータブルPCは,i7をCPUとするマシンで,4ギガのメモリーを装着するものである。各班1台を基本として配置し,VMウエア-プレイヤー上で仮想Linuxを起動,京都大学データサーバーから気象庁全球モデルのデータをインターネットを介し取得,数値実験を行うことに成功した。この際,事後アンケートを実施し,その結果について現在議論している。先ず,数値実験などがめざましく発展しているアメリカ気象学会の現状などを踏まえるべく,ワシントンにある気象教育セッションを訪問し,教育グループ7名との協議を行った。気象庁の現業で使用している数値モデルであるために,FORTRANという数値計算言語でプログラムが書かれており,UNIXというOS上で動作するため,中学生の使用は困難と考えられてきた。そこで,大気の運動を支配している連立偏微分方程式を解くための初期・境界条件を中学生でも設定が容易に行えるようなインターフェース(プログラム開発)を作成することで,直感的な条件設定で動作するように工夫しようと考えた。ここで言う直感的とは,日本地図上から領域を指定したり,時間ステップや3次元格子点間隔などを,ウインドウズのプルダウンメニューなどで,ワンクリックで指定しようとするものである。インターフェースの操作性,視覚化など,あくまでも中学生の教育利用を常に意識して開発を試みる。初期条件や境界条件などは,典型的な例を数例用意し,その物理的な意味付けを画面内に表記したりして,生徒への理解を促す工夫を考える。
マイクロRNA分子のメチル化を網羅的に検出する革新的チップ技術の創出

本研究は、マイクロRNAなどの短鎖ノンコーディングRNAに起こる化学修飾を網羅的に検出する技術を開発する目的で進めてきた。アフィニティークロマトグラフィーによるサンプルの純化の技術、イオン化効率の向上などのための条件の検討を行い、合成オリゴのレベルであれば、15%以下のメチル化を検出できるまでの精度を実現することができた。質量分析に関しては、小分子核酸の検出に最適な質量測定レンジや、レーザー強度の調整を行なった。網羅的検出のため、基板上にターゲットを捕捉するためのオリゴ核酸を高密度に配置する技術の開発を進めており、チップ基板上への捕捉オリゴのプリントの工程に関して条件検討を行なった。本研究は、ゲノムを構成するDNAと同様に、小分子RNAにおいても発生するメチル化などのエピゲノム修飾を網羅的に検出するための基盤技術の開発を目指すものである。これまでの成果として、特定の配列を持つ小分子RNAを、核酸ハイブリダイゼーションの原理を応用した方法により純化・抽出し、これらにおこるエピゲノム修飾を塩基の部位特異的な情報として検出した。現在、核酸の多様性に対する検出性能を向上させるために、解析するプラットフォーム上で高密度に検出するための新たな手法に関しても研究を進めている。現段階では癌細胞株・ならびに癌原発巣におけるメチル化修飾検出の網羅的な検出を行っているところであるが、今後は汎用性を高めるために、血液や唾液など、核酸の濃度が低く、雑多な細胞集団を含む組織・サンプルでの解析にも展開していく予定である。初年度の目標であった細胞抽出物からのsmall RNAの純化と、それらのメチル化検出は計画通りに進捗しており、現行では血液やその他体液での作動性の確認を行う実験を進めている段階である。平成28年度は、small RNAに起こる、微量のメチル化を検出質量分析で検出するため、アフィニティークロマトグラフィーによるサンプルの純化の技術、イオン化効率の向上などのため条件の検討を行い、合成オリゴのレベルであれば、15%以下のメチル化を、ヌクレオチド単位で検出できるまでの精度を実現することができた。これにより、標的分子上の化学修飾の有無を検出できるだけでなく、標的分子中のメチル化の部位まで同定することができるようになった。質量分析に関しては、LC-MS/MS(液体クロマトグラフィー)とマトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析計(MALDI-TOF-MS)を用い、小分子核酸の検出に最適な質量測定レンジや、レーザー強度の調整を行なった。以上のような最適化の後に、がんを始めとする疾患バイオマーカーとしての本手法の利用を視野に入れ、組織や体液サンプルからのRNA単離の技術開発を行ってきた。その結果、4つのマイクロRNAに対して、高い精度で質量分析による検出ができる技術を開発した。また、多様な標的を網羅的に検出するために、基板上にターゲットを捕捉するためのオリゴ核酸を高密度に配置する技術の開発を進めており、チップ基板上への捕捉オリゴのプリントの工程に関して条件検討を行なってきた。基板上へのオリゴの配置に関しては、in silicoでの核酸配列情報の解析により、より効率的にサンプルRNAを保持できるようなデザインを行なっている。次年度以降において、技術開発として、チップ上の検出スポットの高密度化・スポットの配置の最適化を進める。さらに、大阪大学倫理委員会の承認のもと、消化器癌を中心とする癌臨床検体・対応する血液サンプルを用いて、RNAエピゲノム修飾のプロファイリングを行う予定である。このシステムがうまく作動すれば、癌の超早期診断や、先制医療に応用できる可能性がある。外科学
剣道エキスパートの競技中視覚スキルの解明－遠山の目付けは存在するのか－

本研究では注視点の位置と距離から剣道熟練者の視覚スキルを定量化し,可視化することを試み,指導に生かすための知見を得ることを目指した.特に,希少な被験者である最高段位者を採用できたことにより,剣士が目指すべき達人スキルを得ることができたと考えられる.以上から,剣道における代表的な視覚情報獲得方略である「遠山の目付け」の存在が明らかとなり,有用性が示唆された.これは,剣道実践者の稽古や試合および指導の現場において活用されることが期待できる.剣道において「目付け(目の働き)」は技能向上の重要な要素であるとされている.遠山の目付け(遠い山を見るように相手全体を見る)を代表とした古来より教え継がれている目付けは,古人が体験的に伝えてきた感覚的な視覚情報獲得方略であり,科学的に明らかになっていない.剣道熟練者の中でも達人とされる最高段位者(八段)や,競技実績保有者(五段から七段)には特有の視覚情報獲得方略があると予想されることから,本研究では,剣道競技中に眼球運動測定装置を用いた実験を行うことにより目付けの解明を目指す.これにより,剣道熟練者の視覚スキルが可視化され,剣道の目付け指導法の体系化を図ることが可能となることは,剣道の競技力向上に寄与できると考えられる.また,剣道同様の相手と対峙する競技においても応用が期待される.平成28年度は剣道八段受有者を被験者として実験を行い,課題実施中の眼球運動を分析した.特に(1)相手のどこを見ているのか(注視点配置),(2)遠山の目付けの教えのように,遠くを見ながら近くの相手を見ているのか(注視点距離)の2点について検討した.注視点配置においては,どの実験課題においても相手の顔面付近に注視点があり,注視点の移動が無く,周辺視を活用した目付けを行なっていることが示唆された.また,注視点距離においては,被験者間に若干の差が認められるものの,相手より5m程度奥に注視点があり,遠山の目付けが行われていることが示唆された.実験後,目付けに関するインタビュー調査を行った結果,相手の情報を認識できる視野が広く,被験者が意識している目付けと測定データの一致がみられ,剣道に適した効果的な視覚スキルを長い熟練期間で体得されたものと考えられる.平成28年度では,実験1として剣道八段受有者を被験者として実験を実施し,順調に進み終了した.しかし,剣道八段の受有資格が46歳以上であり,剣道有段者の約2600人に1人程度しか存在しないため,被験者の確保に時間を要し,被験者数が当初の計画より若干少なくなった.そのため,平成29年度に剣道八段の被験者が確保できるようであれば29年度計画と並行して実施することとする.結果は上述にもあるように,注視点の移動が極めて少なく,相手より奥に注視点がある剣道熟練者の目付けが示唆された.この結果については,ほぼ仮説通りであり,古来からの剣道の目付け教えを忠実に実行していると考えることができる.データの分析については予定通りの分析を実施することができたが,再度データを整理し,違う視点から示唆を得ることができないか検討する.剣道最高段位者である剣道八段受有者を被験者とした前年度の研究では,注視点の移動が無い周辺視を活用した目付けを行なっていることが示唆された.このような特徴的な目付け(視覚スキル)が段位や熟練度による差異を検討するため,今年度は競技実績保有者(七段)および大学生競技者(三段・四段)を被験者として実験を行い,課題実施中の眼球運動を分析した.競技実績保有者(七段)においては、最高段位者(八段)との剣道歴(継続年数)に差がありながらも,最高段位者と類似した目付けを行なっていることが示唆された.しかし,大学生競技者においては,実験課題が異なると視線の移動が大きくなることが散見されたほか,同じ実験課題においても再現性の低い目付けが行われていることが示唆された.また,大学生競技者は最高段位者や競技実績保有者と比較すると実験課題を有効打突にする確率が低下したため,剣道における視覚情報獲得方略である目付けの差異が打突の成否に関係している可能性が示唆された.本研究では注視点の位置と距離から剣道熟練者の視覚スキルを定量化し,可視化することを試み,指導に生かすための知見を得ることを目指した.特に,希少な被験者である最高段位者を採用できたことにより,剣士が目指すべき達人スキルを得ることができたと考えられる.実験結果から,剣道における代表的な視覚情報獲得方略である「遠山の目付け」の存在が明らかとなり,有用性が示唆された.これは,剣道実践者の稽古や試合および指導の現場において活用されることが期待できる.本研究では注視点の位置と距離から剣道熟練者の視覚スキルを定量化し,可視化することを試み,指導に生かすための知見を得ることを目指した.特に,希少な被験者である最高段位者を採用できたことにより,剣士が目指すべき達人スキルを得ることができたと考えられる.以上から,剣道における代表的な視覚情報獲得方略である「遠山の目付け」の存在が明らかとなり,有用性が示唆された.

これは,剣道実践者の稽古や試合および指導の現場において活用されることが期待できる.平成29年度には,実験2として剣道競技実績保有者を被験者として実験を実施する予定である.20代から30代の全日本大会レベルの入賞経験者を被験者として採用し,剣道実技中の眼球運動を測定する.実験1では被験者の確保に時間を要したが,実験2についても希少な被験者を採用予定であるため,対象とする地域を広げ,余裕を持って被験者を確保するよう努める.測定データの分析については実験1と同様の分析方法を予定しているが,実験1と実験2の被験者間の比較や,経験年数,段位,年齢によって,目付けの違いを検討する.健康・スポーツ科学,身体教育学平成28年度の直接経費において,眼球運動分析用ソフトウェア(EMR-dTarget:NAC社製)を購入した.購入金額が当初の予定より高額の972,000円となったため,残金が少額になり,研究分担者に経費を配分できなかった.この件については,購入前に研究分担者の了承を得,平成28年度に配分できなかった分を上乗せして,平成29年度に研究分担者に経費を配分することとした.平成28年度の残金28,000円については,平成29年度の研究分担者への経費として使用する.
ヘテロ原子の特性を利用する有機合成

ヘテロ原子、とくに硫黄原子と窒素原子の特性に注目して研究し、以下の成果を挙げた。i)γ-オキシ置換のα、β-不飽和スルホンおよびエステルヘのラジカル付加における高効率1、2-不斉誘起反応を見い出し、その不斉誘起に対する要因を明らかにした。さらに、光学活性化合物の合成に展開した。ii)3-メチルチオまたはクロロ置換アリルp-トリルスルホンとαβ不飽和アルデヒドとの縮合体が熱または光反応でベンゼン環を形成することを見い出した。さらに、1、3、5-ジエンイン体が光照射でベンゼン誘導体になる新規な反応も開発した。iii)N上に芳香族基を有するピロール環とチオフェン環との組み合わせが、有効なπ電子供与体になることが分かった。その両端に1-(メチルチオ)-1-(p-トリルスルホニル)エテニル基を導入すると、高い三次非線形性を示すことおよび一端導入するとEL発光素子になりうることを明らかにした。iv)各種アリルアルコール類をベルフルオロプロペン-ジエチルアミン付加体と反応させ、α位にペルフルオロエチリデン基を組み込んだγ-ラクトンやγ、δ-不飽和アミドが得られる新規合成法を確立した。v)4-ピリジル基を3個有する三座配位子を合成、パラジウム鎖体との反応による三次元カゴ型有機金属分子や各種[2]カテナンの自己集合に成功した。vi)種々の芳香族置換グリシンの光学活性体が、フェニルグリシノールを光学活性修飾基を用いることにより合成できる。この反応を利用して、α-(2-ナフチル)グリシンの光学活性体の合成法を確立した。芳香族基を有するグリシンのジペプチド固相は種々の分子(ゲスト)を包接し、その結晶構造を変化させる。この包接現象に水素結合はもちろん、CH^-π相互作用が重要であることを明らかにし、種々の生理活性物質の分子設計への重要な知見を得た。ヘテロ原子、とくに硫黄原子と窒素原子の特性に注目、これらの特性を活用して、新規合成反応の確立と新規機能性化合物の開発を目的として、本年度は研究を行った結果、次ぎの各項目について、それぞれ成果を挙げた。1.1,2-不斉誘起ラジカル反応と光学活性化合物の合成: γ-オキシ置換のα,β-不飽和スルホンのβ位に1-ヒドロキシアルキルラジカルが高い1,2-不斉誘起を伴って付加することを見いだした。α,β-不飽和スルホンがE幾何異性体ではアンチ付加が、またZ幾何異性体ではシン付加が生起するという新しい知見も得られた。2.新規ベンゼン環形成反応: 3-メチルチオまたは3-クロロ置換2-プロペニルρ-トリルスルホンと芳香族アルデヒドとの縮合体に紫外線を照射すると、電子環状付加反応とそれに続く脱メタンチオールまたは脱塩化水素反応が起こり、ナフタレン誘導体が生成することを見いだし、種々のナフタレン誘導体の新規合成法を確立した。生成機構についても検討を加え、3-メチルチオ体では励起一重項状態から、または3-クロロ体では励起三重項状態から反応が開始することも明らかにした。3.光学活性α-アミノ酸の不斉合成:前年度までの基礎的知見を、2-ナフチル置換グリシンの光学活性体の合成に応用し、効率良く合成する反応条件を確立した。4.硫黄と窒素を有する機能材料の開発:N-芳香族置換

ピロール環とチオフェン環を交互に連結する反応について研究した結果、チオフェン環-ピロール環-チオフェン環はπ平面性を損なうことは少ないが、ピロール環-チオフェン環-ピロール環では著しい平面性の損失が認められ、機能材料合成への重要な知見を得た。5.ピリジン-金属配位を利用した大環状化合物の合成:これまでの知見をもとに、4-ピリジル基を3個有する三座配位子を合成、パラジウム錯体との反応を試みた。その結果、三次元カゴ型有機金属分子が自己集合し、効率良く合成できることを見いだした。我々はヘテロ原子、とくに硫黄原子と窒素原子の特性に注目し、これらの特性を活用した有機合成、とくに新規合成反応の確立と新規機能性化合物の開発について、平成7年度に得た基礎的知見をさらに発展させるべく研究した結果、次のような成果を挙げることができた。1.1,2-不斉誘起ラジカル反応と光学活性化合物の合成:1-チオ-1-スルホニル(またはアルコキシカルボニル)-3-ヒドロキシ-1-アルケンへのラジカル付加において、極めて高い高率で1,2-不斉誘起が生起することを見いだした。2.新規ベンゼン環形成反応:4-アセトキシ-1-クロロ-3-スルホニル-1,5-ヘキサジエン類を塩基で処理すると、1E体から素早くベンゼン環形成反応が起こり、1Z体では1,3,5-トリエン体が一旦生成する。このトリエン体に光照射すると、環化反応とそれに続く脱HCl反応が連続して起こり、ベンゼン誘導体が得られることを明らかにした。3.光学活性α-アミノ酸の不斉合成:α-(2-ナフチル)および(ビニル)グリシンの光学活性体の合成法を確立した。4.硫黄と窒素を有する機能材料の開発:チオフェン環とピロール環を組み込んだπ電子共役系の構築法を確立した。さらに、その両端に1-(メチルチオ)-1-(p-トリルスルホニル)エテニル基を導入すると、容易にカチオンラジカルを発生出来、高い三次非線形性を示すことを明らかにした。5.ピリジン-金属配位を利用した大環状化合物の合成:ビリジン環を含む三座配位子と二価パラジウム金属との反応により、各種三次元大環状金属錯体が自己集合することを明らかにした。平成7年度と8年度に得た知見をもとに研究した結果、次のような成果を挙げることができた。1.αーアミノ酸誘導体の新規合成法の開発:ケテンジチオアセタールS-オキシドおよびS,S-ジオキシドを過酸で酸化すると、ジスルホニル置換エポキシドになる。これをアミンと反応させると、αーアミノ酸のアミド誘導体が一気に生成する。いずれも室温で高収率で起こる極めて効率の良い反応を開発した。2.ペルフルオロエチリデン基をもつ化合物の新規合成:各種アリルアルコール類をベルフルオロプロペン-ジエチルアミン付加体と反応させることによって、α位にペルフルオロエチリデン基を組み込んだγ-ラクトンやγ,δ-不飽和アミドが得られる新規反応を確立した。3.1,2-不斉誘起ラジカル反応と光学活性化合物の合成: α-フェニルチオ-α,β-不飽和エステルへ1-ヒドロキシアルキルラジカルが高効率1,2-不斉誘起を伴って付加することを見いだし、その要因について解明した。4.ジペプチド固相による分子間相互作用の解明:芳香族基を有するグリシンのジペプチド固相は種々の分子(ゲスト)を包接し、その結晶構造を変化させる。この包接現象に水素結合はもちろん、CH-π相互作用が重要であることを明らかにし、種々の生理活性物質の分子設計への重要な知見を得た。
ポール・ロワヤルとジャンセニスム:霊性と読者層からみた両者の相関

ジャンセニスムは「怖れと絶望の神学」と批判される。しかし恩寵論争開始以前のポール・ロワヤル黎明期(1640-1643)において、ジャンセニスムと一見矛盾する、人間の主体性を強調する霊的論争書三部作がサン・シランとアルノーによって準備されていた。本研究では、従来まったく指摘されてこなかった三部作の存在と執筆過程を明らかにした。またジャンセニスム論争と文体論争の関わりを1649年から『プロヴァンシアル』論争までの文脈で論じた。ポール・ロワヤルの霊性とジャンセニスム神学,霊性教化と論争は,アルノー著『救霊のためのイェス・キリスト信仰の必要性』(1641年執筆,1701年死後出版)から明らかなように,調和的に融合していた。しかしジャンセニスム論争の展搦により,両者は分裂互て独自の発展を遂げてゆく。本研究は,ポマル・ロワヤル神学者による論争書に特徴的な読者層であるオネジト云について,フランス古典主義文学の傑作『プロヴァンシアル』との関係で考察した。恩寵開題で危機的な立場に立たされたポール・ロワヤル神学者(アルノー,ブルゼイス)は,1650年代初頭に新たに文学的・文体的見地からイエズス会とそのシンパの攻撃を始める。従来から,美しいペリオッド文体による教父神学の紹介により,聖職者層だけでなく教養あるオネットムたちから評価を得ていたアルノーたちは,ヴォジュラの文体理論を参考に文体・エトス批判によって論敵を貶めると同時に,オネットムたちからの一層の支持を得ようとしたのである。アルノーにまるイエズズ会文体批判は,イエズス会士ヴァヴァザニルによるジャンセニスト文体批判を生むごとになる。二人の論争は文学史上ほとんど知られていないが,17世紀後半の大規模なポール・ロワヤル文体批判に結びついただけでなく,神学論争の読者層を大幅に拡大したパスカルの『プロヴァーンシアル』(1656-1657)にも木きな影響を与えた。つまり,アルノー対ヴァヴァサールの文体論争は,ジャンセニスム神学論争の範囲が純粋な神学・霊性の議論から文学へと広がる大きなきっかけとなったのである。この点は,文体の重要度が二次的にとどまったポール・ロワヤルの霊的著作と異なるが,これは神学論争(ジャンセニスム)と霊的指導(ポール・ロワヤル)の読著層の相違に由来するものである。ポール・ロワヤルではジャンセニスム論争開始以前に、改悛、信仰、愛をそれぞれ主題とする三部作の出版計画が進んでいた。最終的にはプロジェクトは放棄され、改悛に関する『頻繁な聖体拝領』(1643年)のみが1643年に出版される。信仰に関する『キリスト信仰の必要性』は1701年に死後出版されたが、愛に関する著作は未完に終わったため、従来その存在すら指摘されてこなかった。本研究ではまず、これら三論争書の執筆から放棄に至る過程(1641年1643年)や共同執筆の詳細を、サン・シランや著述にあたったアルノーらの書簡から明らかにした。本三部作は聖職者と敬虔派の一般信徒を主たる読者層としており、神学者に向けられたジャンセニスム恩寵論争とは異なる。この違いを端的に示すのが、『頻繁な聖体拝領』論争の契機となったゲメネ公爵夫人の存在である。ゲメネ夫人は当時の大貴族の例にもれず奔放な性生活を送っていたがある時回心し、ポール・ロワヤルの霊的指導を受けるようになる。獄中のサン・シランから夫人に送られた10通余りの手紙はその量・内容ともに改悛と愛についての重要な文献である。しかし夫人は結局以前の生活に逆戻りしてしまったため、この霊的書簡は研究者の注意を引いてこなかった。本研究では、ゲメネ夫人の真摯な回心の経緯を1641年から1643年までメール・アンジェリック、サン・シランの書簡から克明に追うと同時に、その回心と『頻繁な聖体拝領』執筆経緯との関連を明らかにした。霊性については、論文発表には至らなかったが、放棄された三部作では、神の恩寵の絶対性を強調する恩寵論争とは一見相反する霊性が全面に打ち出されていることが明らかになった。改悛(聖体からの一時的遠ざかり、沈黙、喜捨、祈り、病や苦しみ)を通しての人間側からの神への働きかけを強調する主体的霊性である。
代数的トポロジーと形式群の研究

平成13年度の研究では主としてH.Millerによるユニタリー群の安定分解の精密化を考察した.ユニタリー群のホモロジーは奇数次元の生成元による外積代数である.Miller分解は外積ベクトルの次数による分解を空間レベルで行なったものである.一方、素数pでの局所理論ではAdams作用素の固有値分解に対応する分解が知られていた.今回の研究でこの2つの分解が同時に行えて、p-局所的にはより細かな分解が可能であることを示した.平成14年度はMittchell-Priddyのスペクトルのコホモロジーを、Steenrod代数上の加群として研究し、特に生成元の最小系が大変きれいな形で表わされることを見い出した.平成15年度の次の2つの研究を行なった。1つはスティーンロッド代数の構造について新しい見地からの解明を行なったことである。スティーンロッド代数のホップ代数構造はミルナーによって決定されており、正標数の体上の加法群の自己同型群と同型になる。この事実の本質的な解釈はこれまで知られていなかったが、乗法的なコホモロジー作用素の理論、対称群のコホモロジー群およびディクソン不変式を組み合わせることにより、ミルナーの結果のより概念的な別証を与えた。他の研究は、高次元のカテゴリーのホモトピー論的性質についてである。離散的なカテゴリーは分類空間を取ることにより、2次元以上のホモトピー群を持たない空間を与える。この古典的によく知られた対応を高次元の、特に2次元のカテゴリーについて拡張することを行なった。抽象的にはn次元の離散的なカテゴリーとn+1次元以上のホモトピー群が消えている空間にある種の関係があることが知られているが、この対応の幾何学的あるいは具体的なモデルは良く知られていなかった.しかしnが2の場合は幾何学的構成で強い意味のモノイダルな圏、つまり2次元の圏を構成できることが示された。球面の安定ホモトピー論において、D.RavenelやM.Hopkins等により定式化されたChromatic methodはホモトピー論研究の主要な方法となっている。球面の安定ホモトピー群の計算という問題では、最強の一般コホモロジー論として、複素コボルディズム理論、あるいはそのP-局所理論であるBP-理論が用いられる.複素コボルディズム理論の係数環である複素コボルディズム環はその定義から明らかなように幾何学的対象であり、また、Quillenによって示されたように形式群の普遍環という数論において重要な概念と同一視される.また、その係数環である複素コボルディズム環は無限個の生成元をもつ多項式環であり、豊富な素イデアル達を持ち、これらのイデアル達による剰余環あるいはその有階商体は一般コホモロジー論として実現されることが知られている(Bass-Sullivan構成).このようにして、複素コボルディズム理論を最強の理論とする一般コホモロジー論のシステムが得られるが、このシステムにおいてより弱いものがないという意味で最弱の理論がいわゆMorava K-理論K(n)である。本年度の研究ではMorava K-理論の「アーベル拡大」について研究を行った。Morava K-理論の理解のためには、係数環の拡大を行ないその中で特に積構造をとらえることが重要である。このような研究は楕円コホモロジー論ではhigher levelの保型形式と関連づけて代表者によりなされており、また、通常コホモロジー論でのSteenrod代数においてもこの方法が有効であることが示された。楕円コホモロジー論およびモラバK理論について次の2つの研究を行なった.

ひとつはHopkins-Kuhn-Ravenelの指標理論における誘導指標の概念を、同変安定ホモトピー論の立場から再構成し、それを用いて有限群のp-進n-次モラバK群と、有限群の分類空間からrank nの基本アーベルp群の分類空間への安定写像たちのなす群との間の関係を見い出した.これは通常の表現論における指標の誘導と制限が互いに随伴になっていることの拡張になっており、Hopkins-Kuhn-Ravenelの指標理論におけるArtin型定理を「有限群のn-次モラバK群の任意の元は、rank nの基本アーベルp群からの誘導指標の有利係数1次結合で表される」という標準的な形で記述できる.次に、K理論が本質的にはベクトル空間のカテゴリー、つまりユニタリー群の分類空間によって記述され、従ってユニタリー群を係数とする非可換な1次元コホモロジー群と解釈できる.このような解釈を高次元のコホモロジーに拡張する試みはいくつかなされているが、位相空間の高次元の特異立方体を用いた高次元カテゴリーの概念を考察し、このようなカテゴリーを係数とするコホモロジー論について基礎的研究を行なった.平成15年度の次の2つの研究を行なった。1つはスティーンロッド代数の構造について新しい見地からの解明を行なったことである。ステイーンロッド代数のホップ代数構造はミルナーによって決定されており、正標数の体上の加法群の自己同型群と同型になる。この事実の本質的な解釈はこれまで知られていなかったが、乗法的なコホモロジー作用素の理論、対称群のコホモロジー群およびディクソン不変式を組み合わせることにより、ミルナーの結果のより概念的な別証を与えた。他の研究は、高次元のカテゴリーのホモトピー論的性質についてである。離散的なカテゴリーは分類空間を取ることにより、2次元以上のホモトピー群を持たない空間を与える。この古典的によく知られた対応を高次元の、特に2次元のカテゴリーについて拡張することを行なった。抽象的にはn次元の離散的なカテゴリーとn+1次元以上のホモトピー群が消えている空間にある種の関係があることが知られているが、この対応の幾何学的あるいは具体的なモデルは良く知られていない。候補として考えられるのはn次元の立方体からの連続写像の類をn次元の射とし、射の合成は写像を各面でつなぎ合わせることであるが、推移性をみたすモデルを構成するのは容易でない。しかしnが2の場合は、このような幾何学的構成で、弱い意味でモノイダルな圏は構成できるが、コヒーレンス定理より強い意味のモノイダルな圏、つまり2次元の圏を構成できることが示された。
超短遅延音声変換システムの実現に関する研究

音声変換は,入力話者から目標話者へと音声の話者性を変換する技術である.更に,短遅延変換法と組み合わせる事で,入力音声を逐次的に変換するリアルタイム音声変換が実現可能である.一方で,リアルタイム音声変換は,変換音声の品質が著しく劣化する事が知られている.深層学習を用いた音声変換法は,この問題を解決する方法として期待されているが,計算量の増加などにより遅延量が大きくなる傾向が知られている.本研究課題では,深層学習による超短遅延音声波形生成法を用いた音声変換の実現を目指す.さらに,超短遅延音声変換によるフィードバックが入力話者に与える影響を調査し,本手法の可用性を明らかにする.音声変換は,入力話者から目標話者へと音声の話者性を変換する技術である.更に,短遅延変換法と組み合わせる事で,入力音声を逐次的に変換するリアルタイム音声変換が実現可能である.一方で,リアルタイム音声変換は,変換音声の品質が著しく劣化する事が知られている.深層学習を用いた音声変換法は,この問題を解決する方法として期待されているが,計算量の増加などにより遅延量が大きくなる傾向が知られている.本研究課題では,深層学習による超短遅延音声波形生成法を用いた音声変換の実現を目指す.さらに,超短遅延音声変換によるフィードバックが入力話者に与える影響を調査し,本手法の可用性を明らかにする.