hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高齢者における歯牙喪失リスク因子の特定に関する研究

目的:前向きコホート調査によって,高齢者における歯の喪失の実態,および全身状態も含めた喪失リスク要因を明らかにすること。対象および方法:平成10年度に実施済みのベースライン調査の対象者である70歳高齢者599名を2年後に追跡調査し,口腔内状況,全身状態,保健行動などベースライン時と同じ内容で,歯の喪失リスクと考えられる情報を収集した。分析対象者は,追跡できた402名(男214名,女188名)である。分析は個人単位および歯単位で行い,調査期間中の歯の喪失の有無とベースライン時の各種リスク情報との関連をみるためにロジスティック回帰分析を行った。なお,ベースライン時に残根,根面capであった歯牙の喪失は含めなかった。結果および考察:調査期間中に歯を1本以上喪失した者は30.8%(124名)であった。喪失した歯はベースライン時に存在していた歯の2.86%(220本)であり,一人平均年間喪失歯数は0.274本であった。歯種別の喪失率は,上顎大臼歯で最も高く,下顎犬歯で最も低かった。歯の喪失リスクに関するロジスティック回帰分析の結果,個人単位の分析では,Body Mass Indexが24以上,IgG値(Immunoglobulin)が1900以上,Loss of attachment 6+mmの部位の割合が4%以上,全部被覆冠数が9本以上,日常生活活動(歩行,階段昇降,椅子からの立ち上がりなど)に支障のある者で,有意に歯を喪失しやすいことが示された。歯単位の分析では,未処置歯,ブリッジ支台,全部被覆冠,義歯鉤歯,Pocket DepthおよびLoss of attachment値の大きい歯で,それぞれ有意に喪失しやすいことがわかった。今回の結果から,これまで報告されているう蝕や歯周疾患のリスク要因との関連がみられたほか,BMIやIgGなどで表された全身状態との関連も一部示唆された。しかし,全身状態が歯の喪失へ及ぼす影響を詳細にみるには,さらに追跡調査を行う必要があると考えられる。目的:前向きコホート調査によって,高齢者における歯牙喪失と全身状態も含めたリスク要因との関連性を明らかにすることが目的である。対象および方法:平成10年度に実施済みのベースライン調査の対象者である,70歳高齢者599名を1年後に追跡調査し,口腔内状況,全身状態,保健行動などベースライン時と同じ内容で,歯牙喪失リスクと考えられる情報を収集した。分析対象者は,追跡できた488名(男254名,女234名)で,分析では,調査期間中に歯牙を喪失した者「喪失(+)」となかった者「喪失(-)」別に,ベースラン時の各種リスク情報を比較し,要因分析をおこなった。また,喪失歯の修復状況等,歯牙単位の分析もあわせて行った。結果および考察:喪失(+)の者は,全体で74名(15.2%)であった。要因分析では,喪失(+)の者は,未処置歯数が多く(p<0.05),咬合力(p<0.01)が低かった(以上t-test)。また,SM,LB菌数の多い者(p<0.05),咀嚼能力の低い者(p<0.05),歯周状態の悪い者(p<0.01),骨密度の低い者(男性のみ,p<0.05),義歯装着者(p<0.05),一人暮らしの者に(p<0.05),それぞれ喪失(+)の者の割合が有意に高かった(以上x2-test)。歯牙単位の分析では,全部冠の喪失割合が高く(57.4%),また,義歯鉤歯やアタッチメントロスの大きい歯牙で喪失割合が高い傾向にあった。今回の結果から,う蝕リスクや歯周状態,歯牙の修復状態などの基本的なリスク要因との関連のほか,咀嚼能力,義歯装着状況や,家族数などの生活環境,骨密度など全身状態との関連も示唆された。今後は,さらに1年後の追跡調査を行い,高齢者における歯牙喪失リスクを特定していく予定である。

歯の喪失リスクに関するロジスティック回帰分析の結果,個人単位の分析では,Body Mass Indexが24以上,IgG値(Immunoglobulin)が1900以上,Loss of attachment 6+mmの部位の割合が4%以上,全部被覆冠数が9本以上,日常生活活動(歩行,階段昇降,椅子からの立ち上がりなど)に支障のある者で,有意に歯を喪失しやすいことが示された。歯単位の分析では,未処置歯,ブリッジ支台,全部被覆冠,義歯鉤歯,Pocket DepthおよびLoss of attachment値の大きい歯で,それぞれ有意に喪失しやすいことがわかった。今回の結果から,これまで報告されているう蝕や歯周疾患のリスク要因との関連がみられたほか,BMIやIgGなどで表された全身状態との関連も一部示唆された。しかし,全身状態が歯の喪失へ及ぼす影響を詳細にみるには,さらに追跡調査を行う必要があると考えられる。
電気・電子工学系研究室における会話の英語・中国語・マレーシア語教材化に関する研究

電気・電子および情報工学分野を中心に研究室における会話例を日本語で作成し、それらを英語・中国語・マレー語に訳して語法・文法・構文の解説を付けた。また、これらは、データベース化され、英語・中国語・マレー語演習問題を作成した。さらに、既存のWEBサーバーを再構築し、それらの演習問題をeラーニングの方式で利用できる環境を構築した。岐阜工業高等専門学校、津山工業高等専門学校、北九州工業高等専門学校およびマレーシア工科大学(マレーシア・ジョホールバル、平成26年9月に訪問)の専門学科研究室・実験室およびIT関連の施設を中心に取材し、指導教員と研究室所属学生、指導教員・学生と訪問者、あるいは学生同士の研究に関わる会話例の収集を行い、テキストデータに編集した。そして、その一部の英訳を行った。LMS(Learning Management System)であるMoodleを更新し、インターネット経由で語学学習の問題を解くことができる環境を再構築した。また、インターネット接続環境がない場合に用いる語学学習のためのタブレット端末用アプリケーションについては、AndroidとiOSの二つのOSでできるかぎり共通のプログラムで動作させるために、クロスプラットフォームの開発環境の検討およびデータベース構成の見直しを行った。まず、教材の作成としては、前年度に引き続き研究室・実験室における指導教員と研究室所属学生、指導教員・学生と訪問者、あるいは学生同士の会話例を収集・作成し、専門分野・シチュエーション別の分類を行ったうえで、そのすべての英訳を行い、その一部の中国語訳・マレーシア語訳を行った。併せて、会話内容の理解の助けとなるよう、シチュエーションに合った写真の撮影や図表の作成を行った。また、英訳されたものを中心に語法・文法・構文の解説を執筆し、さらに、英語・中国語・マレーシア語の演習問題(発音、語形変化、並べ替え、誤りの訂正、書き換え、語句・節の連結、単語の定義文、英文和訳・和文英訳、中文和訳・和文中訳、マレー文和訳・和文マレー訳)を作成した。次に、Webサーバ(eラーニングシステム)の構築としては、LMS(Learning Management System)であるMoodle上に、電気・電子工学系研究室における会話の、日本語・英語・中国語・マレーシア語の4カ国語対訳データベースを作成した。これにより、4カ国のどの言語においても、キーワードを入力することにより、あるキーワードを含む会話例とその対訳を検索できるようになった。さらに、Moodleの新たなバージョンで追加された、タブレット端末向け演習問題形式の動作を確認した。具体的には、タブレット端末向けインタフェースを備えた多肢選択問題形式である「ドラッグ&ドロップテキスト」や「ミッシングワード選択」を用いて空所補充問題を試作し、androidタブレット端末およびiOSタブレット端末を用いて動作を確認した。英語教材の作成は順調に進んでいるが、中国語・マレーシア語教材の作成は遅れている。その遅れに特別な理由はなく、今後はその作業を推進して遅れを取り戻したい。一方、WEBサーバー(eラーニングシステム)の構築はほぼ計画通りに進んでいる。そのほかに、工業英語の専門雑誌に投稿した原稿から英会話の箇所を抽出し、それらを活用してコーパス分析を行った。次に、Web音声合成APIを用いて比較的容易にコンテンツを音声化する手法について検討した。具体的にはWebコンテンツ上に設置されたボタンを押すと、合成音声が再生される音声合成発話スクリプトを開発した。ボタンを設置する際には、buttonタグを用いて、lang属性に言語を、value属性に発話内容を指定する。このボタンが押されると音声合成発話スクリプトが呼ばれ、指定した言語の音声合成エンジンを用いて発話内容が発話される。この仕組みを用いてオープンソースLMSであるMoodle上でコンテンツを試作した。Web音声合成APIに対応したブラウザを用いて日本語・英語・中国語の各言語の音声で再生できることを確認した。これにより、比較的容易にコンテンツの音声化が可能となった。収集した会話例の英訳は順調に行われたものの、中国語訳およびマレーシア語訳の作業は未だ行われていない。その翻訳作業の遅れに特別な理由はなく、今後はその作業を推進して遅れを取り戻したい。一方、WEBサーバー関連はほぼ計画通りに進展している。会話例の収集・作成、翻訳、語法等の解説の執筆、演習問題の作成を継続しつつ、全会話例の英訳・中国語訳・マレーシア語訳をデータとしてコーパス分析を行い、研究室英語・研究室中国語・研究室マレーシア語に頻出する語彙(品詞別)および表現をまとめ、頻出表現集を編集する。

また、LMS上に構築したeラーニング教材を学生に実際に利用させ、彼らの意見等を参考にして改善を図る。外国語教育会話例の収集を継続し、同時に中国語訳およびマレーシア語訳を推進する。また、英訳・中国語訳・マレーシア語訳がなされた会話例の語法・文法・構文の解説を執筆し、主な会話例を素材として英語・中国語・マレーシア語の演習問題を作成する。学習管理システム用サーバーの再構築は既存の設備を利用して行ったこと、および謝金の決済が済まされていないことが次年度使用額が生じた主な理由である。学習管理システム用サーバーの再構築は既存の設備を利用して行ったことが当該助成金が生じた主な理由である。今後、コンピュータを新規購入してシステムを本格的に稼働させる計画である。今後、試作が終わり次第、コンピュータを新規購入してシステムを本格的に稼働させる計画である。
デジタルコンテンツ化した理科授業による生徒理解度の研究

○研究目的:インタラクティブホワイトボード(以下IWB)を用いた授業を行い、黒板と比べ、生徒の理解度にどれほど効果があるかを研究した。○研究方法:1学期期末試験前に中学1年47名へIWBを用いた授業を開始し、成績を、昨年度の中学1年34名と比較した。尚、定期試験は問題を一部改変し、小テストは同じ物を使用した。成績を(黒板授業の平均点/IWB授業の平均点)で示す。○研究成果:1学期中間(67.7点/67.7点)小テスト(9.2点/9.0点)、1学期期末(59.7点/55.7点)小テスト(8.9点/8.5点)、2学期中間(58.1点/56.9点)小テスト(9.1点/9.2点)、2学期期末(61.9点/67.8点)小テスト(7.6点/8.6点)、学年末(52.8点/50.5点)小テスト(7.74点/8.29点)大きく差が出たのが、臓器のはたらき、受精の単元の2学期期末試験であり、6点上がっている。昨年度は教科書、資料集で見せた内容を、たくさんの動画コンテンツや写真を使用して、授業を行った。動いていないと分かりにくい部分については、一定の効果があったと考えられる。また、1年間の授業終了後、42名へ以下のようなアンケート調査を実施した(1)教科書と黒板の授業よりも、映像や写真、コンテンツを使った授業の方が分かりやすい。(YES97.6%)(2)IWBで音や映像がでる授業は、教科書と黒板だけの授業よりも集中する。(YES83.3%)(3)理科以外でも、IWBがあると、もっと授業がわかりやすくなると思う。(YES76.2%)(4)今後、継続的にIWBを使用した授業を受けてみたい。(YES95.2%)以上により、成績に大きく反映はされてないが、生徒の反応はわかりやすいという、結果であった。今後は授業コンテンツの完成度を上げる事により、黒板授業よりもIWB授業の方が、理解度は上がると期待できる。
量子コンピュータの並列分散処理構造をモデルとするヒトの視覚認識の数理的研究

前年度の研究に引き続き,ショアのアルゴリズムを動かすことができるシュミレータをより一般的な量子アルゴリズムでも動作するように,シュミレータの機能を拡張した.その上で,実際に,前年度の巡回セールスマン問題(TSP)の量子アルゴリズムを実行した.その結果,都市数が大きくなるに従って,観測の回数が非常に多くなり,実際の応用には,目的関数に適当な変換を施すなど,観測の回数が少なくてすむ方法を考案する必要があることがわかった.前年度の研究成果と上の研究成果からわかるように,量子コンピュータの数理構造をヒトの視覚認識構造の解明に直接用いるには計算量の大幅な減少と入力データの適切な符号化が必要になってくる.そこで,量子コンピュータと同じ並列分散処理構造をもつ数理モデルにパーセプトロン(ニューラルネットワークの一つ)を用いて,パーセプトロンの数理構造と認識可能な入力情報の関係について調べた.その結果,入力情報間の距離dと単純パーセプトロンを構成する素子数nとの比が,単純パーセプトロンの学習できるパターン数に限界を与えることを理論的に導くことができた.さらに,これらの結果は,従来の統計力学におけるレプリカ法の結果とほぼ一致しており,かつ,レプリカ法よりも具体的な応用が可能な結果を得ることができた.つまり,レプリカ法とは異なり,視覚による個々の認識には,適当な符号構造があることが示唆できた.この結果は,情報理論的な見地から見ても,従来のレプリカ法では得られなかった多くの知見と応用を与えることができる.NP完全問題の代表例である巡回セールスマン問題(TSP)をとりあげ,TSPを解く量子アルゴリズムを開発した.具体的には,TSPの目的関数を2次形式というより一般的な形に書き換え,その関数の最小値をもとめる量子回路を構成した.ここで得られた量子アルゴリズムは,TSPのみならず,TSPを含む組合せ最適化問題のほとんどに適用できる汎用性の高いものである.しかしながら,その計算量に関しては,計算結果の観測を多項式時間で行えるという仮定を用いなければ,多項式時間で実行できないことがわかった.この量子アルゴリズムは,TSPだけでなく適用範囲が広いものであることから,この種の組合せ最適化問題の解法では,古典的な解決の延長で考えるのではなく,個々の問題の特徴に応じた工夫が量子アルゴリズムに必要と思われる.これに関しては,現在も研究中である.また,このアルゴリズムを実際にシュミレーションするために,ショアのアルゴリズムを例に,シュミレータをパーソナルコンピュータ上で作成した.ただし,計算量が膨大なため,プログラムにかなりの工夫と技巧が必要であることがわかってきた.さらに,これらの結果を視覚認識の情報処理構造に応用するために,「視覚の法則」に関する過去の研究成果(実験なども含む)を幅広い研究分野からまとめ,整理しており,現在も遂行中である.特に,ファインマンの経路積分の計算ならびにホフマンのリー環による錯視の理論を量子アルゴリズムで実現させる方法を考案中である.前年度の研究に引き続き,ショアのアルゴリズムを動かすことができるシュミレータをより一般的な量子アルゴリズムでも動作するように,シュミレータの機能を拡張した.その上で,実際に,前年度の巡回セールスマン問題(TSP)の量子アルゴリズムを実行した.その結果,都市数が大きくなるに従って,観測の回数が非常に多くなり,実際の応用には,目的関数に適当な変換を施すなど,観測の回数が少なくてすむ方法を考案する必要があることがわかった.前年度の研究成果と上の研究成果からわかるように,量子コンピュータの数理構造をヒトの視覚認識構造の解明に直接用いるには計算量の大幅な減少と入力データの適切な符号化が必要になってくる.そこで,量子コンピュータと同じ並列分散処理構造をもつ数理モデルにパーセプトロン(ニューラルネットワークの一つ)を用いて,パーセプトロンの数理構造と認識可能な入力情報の関係について調べた.その結果,入力情報間の距離dと単純パーセプトロンを構成する素子数nとの比が,単純パーセプトロンの学習できるパターン数に限界を与えることを理論的に導くことができた.さらに,これらの結果は,従来の統計力学におけるレプリカ法の結果とほぼ一致しており,かつ,レプリカ法よりも具体的な応用が可能な結果を得ることができた.つまり,レプリカ法とは異なり,視覚による個々の認識には,適当な符号構造があることが示唆できた.この結果は,情報理論的な見地から見ても,従来のレプリカ法では得られなかった多くの知見と応用を与えることができる.
既存コホートを活用した血清脂肪酸分画と生活習慣病発症のリスクの検討

我々のCT撮影による腹部内臓脂肪に関する前向きコホート研究における対象者で追跡が完了した967名に対して登録時血清の全脂質構成脂肪酸分画24種類を測定した。横断的に登録時血清の全脂質構成脂肪酸分画と生活習慣病や脂肪分布との関連性を多変量解析にて検討した。パルミチン酸が高値であるほど2型糖尿病の有病は増加した。男性では、ジホモ-γ-リノレン酸は腹部皮下脂肪面積や腹部内臓脂肪面積と正の関連性を認めた。縦断的に全脂質構成脂肪酸分画と生活習慣病の発症との関連性を多変量解析にて検討した。オレイン酸が高値であるほど2型糖尿病の発症は増加した。食事調査による脂肪酸の摂取量と虚血性心疾患や生活習慣病との関連性が報告されてきた。最近、バイオマーカーとして血清の全脂質構成脂肪酸分画の測定が可能となったが、血清の全脂質構成脂肪酸分画と生活習慣病の関係、さらに、その原因と考えられるインスリン抵抗性・全身の脂肪蓄積に関しての検討はほとんどない。血清の全脂質構成脂肪酸分画と生活習慣病などの関係を横断的および縦断的に検討するため、我々が平成17年から行っている既存の前向きコホート研究を有効活用することとした。我々は平成17年から大阪府堺市の鳳総合健診センターの男性受診者を対象に、さらに平成20年からは女性受診者を対象にしたCT撮影による腹部内臓脂肪を用いた前向きコホートを立ち上げており、中高年男女約1650名の登録を終えて現在追跡調査を実施中である。この既存のコホート研究の登録時の凍結保存血清を用いて追跡調査が完了した者の血清の全脂質構成脂肪酸分画を測定することとした。すなわち、登録時は中高年男女約1650名であるが、今回の研究の対象者として、追跡調査が完了した者から800名を抽出した。登録時の血清はー80°Cにて凍結保存されているため、それらを解凍して、バイオマーカーとして血清の全脂質構成脂肪酸分画を一括して測定する予定であった。しかし、より特異性が高い液体クロマトグラフィータンデム質量分析法で測定することが最近可能となったため、平成26年度後半に、予定していたガスクロマトグラフィー法ではなく、液体クロマトグラフィータンデム質量分析法にて測定することにした。この変更により、平成26年度は一括測定できなかった。次年度に測定する予定である。血清の全脂質構成脂肪酸分画と生活習慣病などの関係を横断的および縦断的に検討するため、我々が行っているCT撮影による腹部内臓脂肪を用いた前向きコホート研究を有効活用した。今回の血清の全脂質構成脂肪酸分画測定対象者は、追跡調査が完了した者から抽出した中高年男女853名である。登録時に凍結保存されている血清を解凍し、バイオマーカーとして血清の全脂質構成脂肪酸分画を液体クロマトグラフィータンデム質量分析法にて測定した。別途測定した対象者と合わせ、967名について横断的に血清の全脂質構成脂肪酸分画と生活習慣病との関連性を検討した。エイコサペンタエン酸(全体平均66.6 μg/mL)については耐糖能異常群が正常群に比し高値、高中性脂肪血症群が正常群に比し高値、低HDLコレステロール症群と正常群はほぼ同じであった。アラキドン酸(全体平均188.6 μg/mL)については耐糖能異常群が正常群に比し高値、高中性脂肪血症群が正常群に比し高値、低HDLコレステロール血症群と正常群はほぼ同じであった。エイコサペンタエン酸/アラキドン酸比(全体平均0.35)は耐糖能異常群が正常群に比し高値、高中性脂肪血症群と正常群はほぼ同じ、低HDLコレステロール血症群と正常群はほぼ同じであった。さらに、横断的に血清の全脂質構成脂肪酸分画と腹部皮下脂肪面積・腹部内臓脂肪面積・大腿部皮下脂肪面積との関連性を検討した。エイコサペンタエン酸と腹部皮下脂肪面積・腹部内臓脂肪面積・大腿部皮下脂肪面積との相関は各々0.002、0.186、-0.108、アラキドン酸と腹部皮下脂肪面積・腹部内臓脂肪面積・大腿部皮下脂肪面積との相関は各々0.036、0.085、-0.050であった。エイコサペンタエン酸/アラキドン酸比と腹部皮下脂肪面積・腹部内臓脂肪面積・大腿部皮下脂肪面積との相関は各々-0.076、0.159、-0.150であった。保存血清の全脂質構成脂肪酸分画を液体クロマトグラフィータンデム質量分析法にて測定をした。横断的に血清の全脂質構成脂肪酸分画と生活習慣病との関連性を検討した。さらに、横断的に血清の全脂質構成脂肪酸分画と腹部皮下脂肪面積・大腿部皮下脂肪面積・腹部内臓脂肪面積との関連性を検討した。縦断的に全脂質構成脂肪酸分画と糖尿病の発症との関連性を検討した。全脂質構成脂肪酸分画を三分位に分類し、年齢と性別にて調整して解析した。オレイン酸において、第1三分位群に比し第3三分位群のオッズ比は有意に高値であった。オレイン酸の次にオッズ比が高値であったのは、ジホモ-γ-リノレン酸であり、ジホモ-γ-リノレン酸においても第1三分位群に比し第3三分位群のオッズ比は有意に高値であった。また、縦断的に全脂質構成脂肪酸分画と高中性脂肪血症の発症との関連性を同様に検討した。

パルミチン酸において、第1三分位群に比し第2三分位群、第3三分位群のオッズ比はそれぞれ有意に高値であった。パルミチン酸の次にオッズ比が高値であったのは、オレイン酸であり、オレイン酸においても第1三分位群に比し第2三分位群、第3三分位群のオッズ比はそれぞれ有意に高値であった。我々のCT撮影による腹部内臓脂肪に関する前向きコホート研究における対象者で追跡が完了した967名に対して登録時血清の全脂質構成脂肪酸分画24種類を測定した。横断的に登録時血清の全脂質構成脂肪酸分画と生活習慣病や脂肪分布との関連性を多変量解析にて検討した。パルミチン酸が高値であるほど2型糖尿病の有病は増加した。男性では、ジホモ-γ-リノレン酸は腹部皮下脂肪面積や腹部内臓脂肪面積と正の関連性を認めた。縦断的に全脂質構成脂肪酸分画と生活習慣病の発症との関連性を多変量解析にて検討した。オレイン酸が高値であるほど2型糖尿病の発症は増加した。従来、全脂質構成脂肪酸分画の分析はガスクロマトグラフィー法が一般的であったが、液体クロマトグラフィー質量分析計の普及に伴い、液体クロマトグラフィータンデム質量分析法により測定することが可能となった。ガスクロマトグラフィー法より液体クロマトグラフィータンデム質量分析法は1特異性が非常に高い、2煩雑な誘導体化工程が不要の2点で優れている。よって、平成26年度後半に、全脂質構成脂肪酸分画の検査方法を予定していたガスクロマトグラフィー法から液体クロマトグラフィータンデム質量分析法に変更することとした。この変更に伴い、検体数が800件と多いため、平成26年度内には測定できなかった。次年度に測定する予定である。血清の全脂質構成脂肪酸分画測定が完了したので、下記の課題を推進する。課題1.横断的に血清の全脂質構成脂肪酸分画と異所性脂肪蓄積としての脂肪肝や大腿部のCT値との関連性を検討する(研究代表者である佐藤、研究分担者である林)。課題2.縦断的に血清の全脂質構成脂肪酸分画と生活習慣病との関連性を検討する(研究代表者である佐藤、研究分担者である林)。課題3.横断的かつ縦断的に血清の全脂質構成脂肪酸分画とインスリン抵抗性の関係を検討する(研究代表者である佐藤、研究分担者である林)。医歯薬学課題1.登録時の凍結保存血清を有効活用し、血清の全脂質構成脂肪酸分画を測定する(研究代表者である佐藤、研究分担者である林)。1)研究対象者:追跡調査が完了した800名。2)検査項目:血清の全脂質構成脂肪酸分画を液体クロマトグラフィータンデム質量分析法により測定する。3)データ管理:大阪市立大学大学院医学研究科産業医学にて行う。課題2.横断的に血清の全脂質構成脂肪酸分画と生活習慣病との関連性を検討する(研究代表者である佐藤、研究分担者である林)。課題3.横断的に血清の全脂質構成脂肪酸分画と腹部皮下脂肪面積・大腿部皮下脂肪面積・腹部内臓脂肪面積との関連性を検討する(研究代表者である佐藤、研究分担者である林)。課題4.横断的に血清の全脂質構成脂肪酸分画と異所性脂肪蓄積としての脂肪肝や大腿部のCT値との関連性を検討する(研究代表者である佐藤、研究分担者である林)。課題5.縦断的に血清の全脂質構成脂肪酸分画と生活習慣病との関連性を検討する(研究代表者である佐藤、研究分担者である林)。課題6.横断的かつ縦断的に血清の全脂質構成脂肪酸分画とインスリン抵抗性の関係を検討する(研究代表者である佐藤、研究分担者である林)。少額な差額521円が発生した。
ニューロデータマイニングによるゲノムデータベースからの知識発見

<背景と目的>背景としてはヒトゲノムデータベースから何らかの意味のあるルールを明示的に抽出するには、いったいどのような方法が現実的であろうか?というのが出発点である。<検討結果>今現在、プログラムが可能なニューラルネットワークからのルール抽出(rule extraction)アルゴリズムを用いて実際の肝胆道系疾患のデータベース(536人分)からルールの抽出が実際に現実的な時間で行えるかを、Sun Ultra 80(4 cpu)1GB memory(速度約10Gflops)で行ってみた。対象にしたのは以下の6つのアルゴリズムであり、上記データベースでのテスト(未学習)データを対象に時間と精度を比較する。FERNN時間4:01(分)精度82.3%Mlp21n時間5:52(分)精度68.2%上記を見るとAbe's Methodが群を抜いて高速なことがわかるが、この方法は、いわゆるrule extractionを行っているとは言い難く、ルールは得られたものの、前件部がn次元直方体にはいっているなら等の直感的なでないものになってしまう。上記の中ではPartial-RE、BIO-REも良さそうに見えるが、アルゴリズムの後処理(カルノ-図をルールに変換する)が難しく、結局FERNNが総合的に見て良好である。また、上記のアルゴリズムのどれが容易に並列化(Parallelization)かという点が重要だが、今年度は研究時間と超並列計算機の手当ができなかったので今後の検討課題としたい。
貯蔵ガス環境調節による熱帯性果実の簡単貯蔵法

輸入の急増している熱帯産果実(アボカド,パパイヤ)の鮮度を保持する好適なガス環境を求め、プラスチックフィルム,ガス吸着剤を利用した簡易なガス環境調節法について検討した。1.パパイヤ果実の呼吸量は、気温30°Cにおいて酸素濃度23%で通常大気のときの約40%に抑制された。気温が高いほど速く果皮の緑色部が黄変したが、酸素濃度2%の場合、通常大気のときより緑色から黄色への変化が抑えられ、緑色部が50%変化する期間で比較すると気温25°Cではその期間が1週間延長され、果実の軟化も抑制された。鮮度を保持する上で簡易な方法として主に酸素濃度の調節が有効であることが認められた。2.ポリエチレンフィルムでアボカドを密封した場合、0.1mmのフィルムでは、酸素濃度が25%,【CO_2】濃度は1520%,0.06mmのフィルムで酸素濃度は38%であった。果実をポリエチレンフィルムで密封し、果実自身の呼吸によって低酸素濃度環境をつくった場合、フィルムの厚さが増すと、アボカド,パパパイヤ果実の表皮の黄変が抑えられ、0.1および0.06mmのフィルム内の果実でその抑制は著しかった。ソーダライムを同封し包装内部の【CO_2】濃度の上昇を抑えることによって、果実の黄変、軟化が若干抑制された。3.しかし、厚いフィルムの透湿性は低いため高湿となり、25°Cの場合、果こうを中心に約5日後に菌が発生し、商品性はなくなった。また、包装内部は高【CO_2】濃度となるため果実表皮に傷害が現われることもあった。4.果こう部の菌の発生は、その部分に油被膜をつくることによって抑えられたが、今後は、包装内の果実近傍の湿度調節のため、空気の流動や、簡易な除湿法を検討することによって、果実の鮮度保持にプラスチックフィルムを利用した方法が有効となりうる。さらに、種々のガス透過機能をもつフィルムの利用による方法が今後の課題である。
20世紀におけるユートピアと逆ユートピア-現代政治思想史のための視角設定-

本研究は、20世紀政治思想史について、通観的・鳥瞰的パースペクティヴを与える「通史」の叙述を目指す研究計画の一環である。すなわち、20世紀に於いて圧倒的現実として現れた、社会の持続的かつ急激な変化が常態となった社会において、政治という、思想史的には長らく静態的な社会を前提とした人的統合としての営みが、実体としていかに変容をこうむり、思想がそれにいかに対応してきたのかという観点から、一言で言えば技術の時代に於ける人的共同性の行方を追うという視角から、二十世紀政治思想史を読み直すことを目指したものであった。本年度においては、社会思想における技術の「イメージ」の受容が、技術主義的なユートピアと逆ユートピアの想像力の源泉として如何に機能してきたかという問題を中心に考察を進めてきた。社会思想における科学と技術の直接の影響は、第一次的には技術のイメージの受容において起こる。19世紀以降20世紀初頭にかけて、技術主義的なユートピア思想が、社会主義の思想的展開と密接に結びつきながら、多様な形で生み出されてきたが、第一次世界大戦とソ連の誕生の衝撃は、技術主義と社会主義とをユートピアから現実の次元へと移しかえ、技術のイメージはむしろ逆ユートピアの源泉となっていった。本年度の研究においては、こうした経緯を解釈するにさいして、技術の社会的「イメージ」としての、経済活動と軍事的破壊力という二つの側面が、20世紀における政治や「権力」の変容と密接に関連していること、そして現代の社会理論における権力概念の拡散という理論的問題と、この技術についての軍事的・経済的イメージの分裂という問題とが密接に連関していることが明らかとなった。
画像処理を用いた構造物の脆性損傷検知手法の開発

本研究では、構造物に生じる部材の変形やクラック、剥離などの可視的な性状変化を定量的かつ精緻に把握するための画像解析手法を構築した。また、慣性計測と画像診断を統合的に利用したロバストな振動モニタリング・システムの構築を図った。本研究では,構造物の可視的な性状と振動データを統合した構造センシング手法の確立を視野に入れ,建物に生じる部材の変形やクラック・剥離などの性状変化をリアルタイムに把握するための計測・解析システムの構築を目的としている.平成22年度には,まず,振動モニタリングに関して,対象施設のネットワーク管理者ならびに地震計メーカと協同し,高密度計測システムを構築・実装し,常時微動および強震データの長期集録を開始した.建屋内11箇所、免震層上下14箇所に設置された振動センサから得られた加速度データについて解析を行い,対象建物の周波数/モード特性の把握に取り組んだ.また,計測ポイントが多点にわたり,さらに常時計測を実施するため,データ伝送・集約が重要であることから,センサネットワーク管理システムの構築に取り組んだ.先の3.11東北太平洋地震(M9)においては,地震時応答を高密度に集録し,その後の余震も継続的に記録した.併せて,免震層に設置されたWebカメラにおいては,免震システムの地震時挙動の映像が収録された.これらは極めて稀なことであり,これまでの免震建物の記録として最も貴重なものの一つになると考えられる.平成22年度は一次解析を行ったが,次年度にさらなる入念な解析を実施する.画像集録システムに関しては,高精度CCDカメラによる長期集録を実現するため,データの効率的な管理のための解析処理手法の構築に取り組んだ.一般に,画像データは集録装置が高精細になるほど増大し,その分析に時間を要するため,集録を継続しながら,着目する特徴量のみを検知する画像解析手法の考案を図った.平成22年度においては,対象部位の変形と可視的な脆性損傷を自動的に検出・評価する画像処理アルゴリズムの構築に取り組み,特に処理に利用する画像フィルタの設計を行った.次年度には実装化を図る.本研究では,構造物の可視的な性状と振動データを統合した構造センシング手法の確立を視野に入れ,建物に生じる部材の変形やクラック・剥離などの性状変化をリアルタイムに把握するための計測・解析システムの構築を目的としている.振動モニタリングに関しては,前年度に高密度な地震計測ネットワークの構築を完了し,常時微動および強震の集録を継続的に実施した.テストフィールドとした高層免震建物の建屋内11箇所,免震層上下14箇所に設置された振動センサから得られた加速度データを,建物の既設ネットワークを利用してオンラインで集約・分析し,対象建物の周波数/モード特性の把握に取り組んだ.また,データの集録・分析と並行して,センシングデータの利活用法として,データを施設利用者向けに翻訳して提供・発信するプロセス・フレームを構築し,試験運用を開始した.平成23年3月11日の東北地方太平洋沖地震発生以降,節電対策のために対象建物館内各所のディスプレイの利用が休止されているが,これの再開に合わせて情報発信システムも運用を再開する予定である.画像集録システムに関しては,高精度CCDカメラによる長期集録を実現するため,データの効率的な管理のための解析処理手法の構築に取り組んだ.特に,画像データの集録を継続しながら,着目する特徴量のみを検知・抽出する画像解析手法の構築に取り組んだ.また,当初は計画していなかった可視振動性状の画像認識について,実橋梁の振動モニタリングと併せて手法のプロトタイピングに取り組んだ.そこでは,一般的に空力励起振動が発生する風環境とは異なる条件下で励起振動が発生する現象を慣性計測と画像集録の双方から捉えることに成功した.今後,データの集録を継続しながら現象のメカニズムの解明を図り,その成果をまとめ,報告する予定である.
補強土擁壁の地震時変形予測に用いる補強土のせん断剛性に関する研究

補強土擁壁は地震時に高い耐震性を示し,破壊には至らず軽微な変形のみにとどまることが知られている。したがって簡易な補修のみであったり,場合によっては補修の必要もなく,地震後も供用が可能であると考えられる。補修の必要性を検討する際,地震によって構造物がどの程度の損傷を受けているかを適切に評価する必要がある。さらに壁面変位や沈下といった表面的な損傷から構造体全体の損傷を評価する必要もある。そこで本研究では、分割パネルを有する補強土擁壁の地震時損傷度評価について検討した。この手法では,下部パネルの水平変位から補強領域内のすべり線発生の有無を評価する。また滑り線位置についても,Two-Wedge法によって評価する。この提案手法によって遠心振動台実験から得られた補強土擁壁の損傷状況を適切に評価することができた。本年度は主に遠心模型実験から補強土擁壁の変形特性について検討を行った。本研究では実験中の模型の変形を詳細に計測する必要があるため,画像計測・保存システムの構築およびPIV (Particle Image Velocimetory)による変形解析手法を確立した。今年度は,地震によってある程度のせん断変形を受けた補強土擁壁が,どのくらいの安定性を有しているかに着目した。滑り線が発生すると予想されるひずみレベルを遠心振動台実験から補強土擁壁模型に与え,その後遠心傾斜台実験を行うことにより破壊を模擬し,安定性を検討した。一方で,振動台実験を行わない同一模型を用いて遠心傾斜台実験を行い,地震を受ける前の補強土擁壁の安定性と比較した。実験の結果,振動を与えた場合は変形が生じるが,それにより補強材の補強効果が得られるため,振動を与えないケースと比較して若干高い安定性が得られることが分かった。今回構築した変形解析手法と東工大土質研究室所有の高速度カメラを使用することにより,模型地盤内での応力-ひずみ関係をある程度評価できる可能性があり,来年度,補強土のせん断剛性の評価に用いる予定である。遠心模型実験の一方で動的弾塑性FEM解析を行い,実験結果のシミュレーションを試みた。今年度の段階では良好なシミュレーション結果は得られていないが,実験から得られた補強土のせん断剛性を評価することにより,解決できるものと考えられる。これらの実験及び解析から妥当なせん断剛性を用い,提案した変形量予測式の妥当性を評価する予定である。昨年度行った遠心模型実験結果を元に、補強土擁壁の変形性能について検討を行い、以下の結論を得た。・補強土擁壁内部の最大せん断ひずみγ_<max>と壁面の傾きθの関係はγ_<max>=2θで表せる。この最大せん断ひずみγ_<max>が破壊時せん断ひずみに達すると,補強土擁壁に滑り線が発生する。・滑り線が発生する時の下部パネルの壁面変位と同等の引抜き変位量での引抜き抵抗を用いてTwo-Wedge解析を行うことで,精度良く滑り線位置を評価できる。以上の結果から,地震後の補強土擁壁の損傷度をある程度評価できると考えられる。ただし,今回の結論は理想的な地盤から得られた結果であり,今後,更に検討を進める必要がある。また、載荷-除荷による補強剤の引き抜き特性の変化と、遠心模型実験で観察された滑り線が発生した補強土擁壁の残存耐力の関係についても、以下のような傾向を得た。・引き抜き抵抗がピーク値に達していなければ、補強土擁壁の耐震性能は載荷-除荷の影響を受けない。・引き抜き抵抗がピーク値に達していれば、補強土擁壁の安定解析にはその残留強度を使う必要がある。これらの成果は、補強土擁壁の性能設計における限界値の設定に有効に活用できると考えられる。また、巨大地震により被災した補強土擁壁の損傷度を壁面の傾きのみから判定できること、さらに通常用いられている鑑定解析を用いて残存耐力を評価できる可能性を示しており、実務での活用も期待される。
漢籍学の国際化に向けての総合研究

A.海外の連携研究者であるハンブルク大学アジア・アフリカ研究所の教員を招へいして、今後の共同研究、とりわけ中国学に関わる学術用語・概念の分析やドイツの研究機関に所属する大学院生の教育に関わって日本で開催するアジア史のサマーセミナーについて打ち合わせを行った。また当該の連携研究者が著した中国史の概説書を研究分担者のうちの1名が校閲し、日本語の訳書(試行版)を公刊する準備を進めた。B.研究代表者が国外の国際ワークショップ2件(それぞれ中国・首都師範大学、浙江大学で開催)に参加、司会を務めるなどした他、2名の研究分担者が国外の学会で研究発表を(各々3件、4件)行なった(学会の開催地は韓国・アメリカ・中国にわたり、招待講演複数を含む)。また研究分担者が勤務先(岡山大学)で「中国史の新史料と新視角」と題する国際シンポジウムを主催し、発表者として国内外の研究者を招いた他、当該の研究分担者と研究代表者もその場で研究発表を行った。C.研究分担者のうちの1名の編著が中国語に翻訳されて出版された他、別の1名が寄稿した学術論文集2件が中国で公刊された(いずれも学術書の編集で著名な出版社の刊行に係る)。D.かねて進めていた英語による中国古典の研究書・訳書から学術用語の訳語を抽出し、それをコンコーダンスとしてまとめる作業を続行した。主に日本語を使用する研究者が中国学の研究に関する論著を英語で執筆する際に役立てられるよう、その成果をホームページ上で公開する手はずもほぼ整った。国際共同研究に関しては、国外の研究者と顔を合わせることを通して、前年度に引き続いて緊密に連携を図ることができ、さらなる成果が得られた。また研究代表者・研究分担者による論著の発表も従来と変わらない件数に達している他、研究発表の回数については例年以上の実績をを上げている。加えて英文学術用語のコンコーダンス作成に関しても、公開の見通しが立った。個別の論文執筆はもとより、研究代表者・研究分担者による国際シンポジウム・国際学会における研究報告などによって、日本国内のみならず海外でも漢籍学の意義とその構築の必要性を問い、現在までの成果を発表していく予定である。さらに学術ワークショップの開催やその報告書の刊行を再開し、またドイツ人の研究者による中国史を主題とする概説書の翻訳、英文学術用語を扱うコンコーダンスの公開を実現させる。A.京都大学人文科学研究所と南京大学域外漢籍研究所との間で学術交流協定を締結した。これによって人文科学研究所と既に同様の協定を結んでいるハンブルク大学アジア・アフリカ研究所を含めた三機関による国際共同研究の推進が可能となった。平成27年秋には、これら中国・ドイツの機関から各1名の研究者を招いて、共同研究の進め方について協議した。B.研究代表者及び研究分担者のうちの1名が平成27年12月に南京大学で開催された第2届東亜漢籍学術研討会において、それぞれ報告者とコメンテーターを務め、主催者である南京大学並びに京都大学と共に共催機関となった高麗大学の研究者と学術交流を深めた。C.研究代表者及び研究分担者のうちの1名が平成28年3月に東京大学の学外施設で開催された「つながる・史料と研究東洋学・中国学若手研究者のための合宿ワークショップ」(東京大学附属図書館アジア研究図書館上廣倫理財団寄付研究部門主催、京都大学人文科学研究所等共催)における大学院生などを対象としたセミナーで講師を務めた。国際ワークショップでの研究報告などを初めとして、京都大学人文科学研究所と海外の研究機関との交流協定を共同研究は予定どおり問題無く進んでおり、今後の研究について基礎が定まりつつある。また、本研究課題への関与も見すえて平成27年度初めに京都大学人文科学研究所で採用した特定有期雇用助教は、課題に少なからず寄与した上で、同年度終わりをもって他機関に転出し、任期の定めの無い常勤教員の職に得た。加えて研究代表者や分担者が全国各地の大学院生などに向けた講義に従事し、若手研究者の育成という課題でも成果が上がっている。A.研究代表者と研究分担者のうちの1名、同じ機関に属する他の研究者1名が当研究課題の資金で8月に南京大学域外漢籍研究所と京都大学人文科学研究所など複数の研究機関によって共催された国際ワークショップ“三国志曼陀羅:三国時代的思想、学術与文学"に参加し、それぞれコメンテーターと基調講演者(講演の主題は古代アジアにおける文化伝播)、報告者(中国古典学、特に思想を取り扱う内容)を務め、主催の任に当たった南京大学を初めとして他機関に属する研究者と交流を深めた。B.研究分担者のうちの1名が国内(於京都大学人文科学研究所)の学会で、他の1名が国外(開催地は中国・襄陽)の学会、国内(於金沢大学)の学術ワークショップで各々1件ずつ研究報告(いずれも内容は中国古代史に関わる)を行った。さらに研究代表者が国外での国際学会(開催地はロシア科学アカデミー東洋写本研究所)で中国古典文学に関する研究報告を行った。C.研究代表者、研究協力者を含む執筆者による、非専門家の読者をも主たる対象とする目録学を主題とした著作(公開講演の記録に基づく)が刊行された。また研究代表者や研究分担者のうちの2名が執筆者として計10項目を担当した、世界史上の名著を紹介する一般向けの啓蒙的な書籍が出版された。D.研究代表者がドイツに渡航して、京都大学と共催する予定のシンポジウムにおける1セッション並びに共同研究の今後について、ハンブルク大学アジア・アフリカ研究所に属する研究者と打ち合わせを行った。

国際学会での基調講演や研究報告を初めとして、京都大学人文科学研究所と海外の研究機関との交流や共同研究は予定どおり問題無く進んでおり、今後の研究について基礎が定まると同時に、最終的に発表されるべき成果への準備も整いつつある。また分担者のうち、京都大学人文科学研究所の助教(任期付き)が他大学で任期の定めの無い准教授の職を得た。このことを含めて、若手研究者の育成という課題でも成果が上がっている。A.研究代表者と旧研究分担者1名が、6月に国際共同研究のパートナーであるハンブルク大学アジア・アフリカ研究所へ赴き、後者がハンブルク大学・京都大学の共催に係る国際シンポジウムで講演者を務め(講演の主題は中国古代の簡牘と法制史)、両名で今後の共同研究についてドイツの研究者と打ち合わせを行い、かつ交流を深めた。B.研究代表者が国外の国際学会(開催地は中国・南京大学)、国際ワークショップで1件ずつ研究報告を行い(主題はいずれも日本に伝わる漢籍の古写本)、研究分担者のうちの1名が国内の研究会(開催地は就実大学、岡山大学)、国外の国際ワークショップ(開催地は中国・湖南大学、中国人民大学)で1件ずつ(計4件)研究報告(いずれも内容は中国古代史と出土文献に関わる)を行った。C.国際共同研究のパートナーである南京大学域外漢籍研究所の教員を、研究代表者が受入教員となって京都大学人文科学研究所に外国人客員教授として2月から4月まで招へいし、研究代表者らと共同研究を行った。当該の研究者は科学研究費補助金によって、九州大学・九州国立博物館などに赴き、それらの機関に所蔵される漢籍等の資料を調査した。その成果は当該研究課題の実績として発表される予定である。D.かねて進めていた英語による中国古典の研究書・訳書から学術用語の訳語を抽出し、それをコンコーダンスとしてまとめる作業を続行し、その成果をホームページ上で公開する手はずがほぼ整った。国際共同研究に関しては、国外の研究者と顔を合わせることを通して、前年度より緊密に連携を図ることができ、さらなる成果が得られた。また研究代表者・研究分担者の国際学会・学術ワークショップにおける研究報告、論文の発表も従来と変わらない件数に上っており、加えて英文学術用語のコンコーダンス作成についても、公開の見通しが立った。A.海外の連携研究者であるハンブルク大学アジア・アフリカ研究所の教員を招へいして、今後の共同研究、とりわけ中国学に関わる学術用語・概念の分析やドイツの研究機関に所属する大学院生の教育に関わって日本で開催するアジア史のサマーセミナーについて打ち合わせを行った。また当該の連携研究者が著した中国史の概説書を研究分担者のうちの1名が校閲し、日本語の訳書(試行版)を公刊する準備を進めた。B.研究代表者が国外の国際ワークショップ2件(それぞれ中国・首都師範大学、浙江大学で開催)に参加、司会を務めるなどした他、2名の研究分担者が国外の学会で研究発表を(各々3件、4件)行なった(学会の開催地は韓国・アメリカ・中国にわたり、招待講演複数を含む)。また研究分担者が勤務先(岡山大学)で「中国史の新史料と新視角」と題する国際シンポジウムを主催し、発表者として国内外の研究者を招いた他、当該の研究分担者と研究代表者もその場で研究発表を行った。
生物の振動収縮に基づく分散情報処理機構の研究

真正粘菌変形体は巨大な単細胞生物である.餌を求めてその先端を広げていくという性質を持っており.周辺環境の情報を受け取り自らの振る舞いを変化させることができる.例えば,移動している先端が壁に触れたときは数分で他の箇所が新たな先端として動き出す.これは粘菌が片側からもう片側へ情報を伝達したかのようにみえるが,彼等に神経系は存在しない.この情報処理機構を解明するため,我々は広がっていく粘菌の数理モデルを構築した.このモデルにより方向転換を含む様々な粘菌の振る舞いを再現することができ,圧力を「情報」として用いる事により方向転換を実現できるという解釈ができることがわかった.真正粘菌は内部のアクチンミオシンの振動収縮により内部圧力を変化させており,粘菌内部の原形質は圧力勾配に従って移動している.昨年度の成果である粘菌の振動収縮モデルの応用例として,内部の圧力に駆動されて先端部が前へ押しやられていくという真正粘菌特有の移動様式の数理モデルを構築した.空間的に離散化した粘菌を一列に並べた系について,境界に位置する要素の圧力が閾値を超えたときは原形質が端から押し出されることにより粘菌の存在する領域が広がるという条件,さらに粘菌のゾルゲル変換に由来する長い時間スケールのダイナミクスをモデルに取り入れた.このシミュレーションの結果,実際の粘菌を通路の中央に置いて観察した結果と同様に,「一方向にのみ進行していく場合」と「両方向に同時に進行していく場合」の両方の振る舞いを示すことができることがわかった.また,興味深いことに「一方向にのみ進行して行く場合」において,身体の一部が通路の端に到達したときに,いままでと反対方向に動き出すという振る舞いを示し,これと同様の振る舞いが実際の粘菌でもみられることがわかっている.本数理モデルからこの現象に対する一つのシナリオを提唱することができた.明示的に方向転換することを数理モデルに盛り込んだわけではないにもかかわらず,実際の粘菌と同様な「合目的性をもった全体の振る舞い」を再現できたことは意義深く,この結果については,国内外の研究会で発表をしており,現在論文を執筆中である.また,二次元のランダムメッシュ上での厚み振動モデルについても研究を行い,ノードに繋がっているエッジの数が多い程,そのノードの厚み振動は速くなりやすく,結果的にそのノードを中心とした中心波を生み出しやすいといことが分かっている.真正粘菌変形体は巨大な単細胞生物である.餌を求めてその先端を広げていくという性質を持っており.周辺環境の情報を受け取り自らの振る舞いを変化させることができる.例えば,移動している先端が壁に触れたときは数分で他の箇所が新たな先端として動き出す.これは粘菌が片側からもう片側へ情報を伝達したかのようにみえるが,彼等に神経系は存在しない.この情報処理機構を解明するため,我々は広がっていく粘菌の数理モデルを構築した.このモデルにより方向転換を含む様々な粘菌の振る舞いを再現することができ,圧力を「情報」として用いる事により方向転換を実現できるという解釈ができることがわかった.脳をもたないような原始的な生物がどのように外界からの情報を処理し適切な行動をとるのかを明らかにするために,「数理モデルを作成しその振る舞いを理解する」という構成論的なアプローチによりその機構を明らかにすることが本研究の目的である.真正粘菌変形体におけるアクチンミオシンの振動収縮は,粘菌の厚みの変化,原形質流動を生み出しており,いわば粘菌の多様な振る舞いの原動力ともいうべきものである.私はストレスに対する応答も含めたアクチンミオシンの振る舞いを現象論的な数理モデルとして記述し,そのアクチンミオシンを含めた粘菌の数理モデルを構築した.これにより,粘菌と同様な振動パターンを示し,なおかつその多様な振動パターン間の遷移を起こすカオス的な解を持つことを確認した.また,振動パターン間の遷移がどのような順番で起こるのかにも注目し,それらを解析した.また,この現象が理想化された系特有の現象ではなく,ロバストな現象であることを確認するため内部流体に圧縮性を持たせた別の系についても,同様に振動パターンの遷移が起こることを確認した.これらの結果については,すでに複数の学会で発表を行っており,もっとも単純化された数理モデルについては現在論文を執筆中である.本研究の目的は,粘菌の局所的な収縮弛緩運動からスタートして,粘菌の情報処理とそれに大域的な動きを結びつけるシナリオを提案する事にあった.我々は粘菌を空間的に離散化することにより,原形質で満たされたシリンダー同士が結合しているものと見做し数理モデルを構築した.当初の研究計画通り,二次元的に広がった状態における粘菌表面の振動パターン,及び振動パターン間の遷移現象を確認する事ができた.また,それと平行して実際に流体を満たしたシリンダーを結合し,それらをアクチュエーターにより駆動するという実験の結果を提供してもらい,それらを解析する事によりパターンの移り変わりが得られているということを確認した.この結果については論文として発表済みである.平成25年度以降は,「粘菌の情報処理」という観点からもっとシンプルに周囲の環境を感知して正しい行動を選択したことが分かるような系を扱う必要性を感じため,行き止まりに到達した粘菌が別の方向へと進路をとる様子を観察するための新たな実験を考案し,実際の粘菌を用いて実験を行った.このような移動を表現する為には数理モデルの修正が必要であり,境界に位置するシリンダーの内部圧力が閾値を超えたら,外部に新しいシリンダーが生まれ,それらが新たな境界を形作るという仕組みを取り入れた.

この圧力に注目した数理モデルにより,実際の粘菌の振る舞いを再現する事ができたので,「粘菌は圧力により遠距離の情報を伝達しており,多くの粘菌の移動はこの仕組みで説明可能である」というシナリオが提案できた.最終年度では「移動しつつ管の成長も行うモデル」を構築し,部分的に実験結果を再現できているが,まだパラメータ調整の余地が残っている.実験結果を再現できる数理モデルが完成したにも関わらず,十分な量の実験データを揃えることに想定以上の時間がかかってしまったが,順次論文化を進めていく予定である.非線形科学・数理モデル厚み振動のモデルに加えて,移動を行うための効果まで取り入れた数理モデルが完成した.当初の計画では,ネットワーク状に広がった粘菌についての研究を進める予定であったが,そちらの研究よりも本研究課題の最終目標である「原生生物の合目的性を持った振る舞いの仕組みの理解」のための良い例として,通路内を移動する粘菌の問題に思い至り,そちらを優先的に研究することにした.真正粘菌の「行き止まりに突き当たると,自発的に別の方向に進みだす」という性質は,一見それほど大した機能には感じられないかもしれないが,効率的な餌の探索という観点から考えると,粘菌の生存戦略にとって重要な機能のひとつであるといえる.「合目的性をもった全体の振る舞い」が局所的な系同士の協調で生まれるかの数理的な仕組みを明らかにすることが本課題の目標であるので,方向転換という機能の数理的機構について提案できたことは意義深い.そういった意味では研究は順調に伸展しているといえる.粘菌の運動の根幹にあたる振動収縮の数理モデルを構築し,単純な系においては粘菌の振動パターン間の遷移現象をこの数理モデルにより再現できることを確認した.これは,いわば振動収縮の数理モデルのテストを兼ねた研究であったのだが,パターン間の遷移という中程度の時間スケールの現象までを再現できたことは,大きな進展であるといえる.これにより,より大きなスケールの系で今回開発した振動収縮のモデルを用いた場合に良い結果が得られるものと期待している.当初の予定では,様々なパラメータの値における系の振る舞いを数値計算に調べ,それらの結果を通して,パターン間の遷移現象を生み出すメカニズムを探っていく予定だったのだが,早い段階で筋道立てた説明が可能になったので,初年度は振動パターン間の遷移の解析をより詳細に詰め,規模の大きい数値計算は次年度に持ち越すこととなった.また,この研究とおして振動パターン間の遷移を定量的に議論するための指標の開発についても進展があったので,今後の研究で活用していきたい.粘菌の数理モデルの枠組みは,ほぼ完成しているといえる状況なので,ネットワーク上で振動の様子や,二次元的に広がりながら進んでいく粘菌の様子を高速な計算機(Mac Pro)を用いて調べて行く.また,モデルの妥当性を検証するために実際の生物を用いた実験結果との比較は行っていくつもりであるのだが,そのためには二次元的に広がる粘菌の様子をどのように定量化して実験結果と比較するかという問題がある.このような指標作りにも取り組んでいくため,今後も実験の分野の専門家とは連絡を取り合いながら,研究を進めていきたい.