hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
2眼カメラの眼球運動的制御による3次元計測システムの開発

1.カメラ姿勢のキャリブレーションのためのシミュレーション実験シミュレーション用プログラムにより、カメラ姿勢が未知の場合の有効なキャリブレーション法の開発を行なった。このプログラムを用い、視線移動を擬似的に行ない、カメラ姿勢の補正に対する必要条件について検討を行なった。従来,2眼カメラから3次元情報を計測する方法として両眼立体視が有名であるが、両眼立体視法では、両眼の視線は平行でなければならない。その状態を満たすためには、左右画像間の対応既知の点が5点必要であるとされていた。しかし、本研究の結果,復元のためには、特に視線は平行でなくても、左右面対称関係を持てばよく,その際には、3点の対応が既知であればよいことがわかった。これは、3次元情報の自動抽出をより容易にする可能性があり、人が行なっている注視との類似性については今後の課題である。2.制御システムの作成RS232Cにてカメラ方向を制御できる専用カメラを購入し、コンピュータにより制御するシステムを作成した。具体的には、2台のカメラをそれぞれディジーチェーンによりコントロール用パソコンと接続し、パソコンからカメラ制御用コマンドを通じて2台のカメラの動作をコントロールする。画像は,画像入力用ボードによって取り込む。カメラ制御と画像入力部の各パートの制御用プログラムを作成した。はじめに,カメラ内部パラメータ推定プログラムを作成した.本研究ではCCDカメラの実質焦点距離,カメラ中心座標等,カメラ自身の内部パラメータを求める必要がある.これについては,J.Weng[IEEE`90]を参考にプログラムを作成し,実験的に求めた.具体的には,既知の複数のカメラ位置からキャリブレーション用に用意した市松模様のパターンを撮影する.そして,撮影された数枚の画像間の対応によりカメラ内部パラメータを数値計算により求める.次に,本研究で開発する3次元復元法の基本となるマルチプルベースラインステレオ法について,そのアルゴリズムのプログラム化を行ない,実験によりその有効性を確認した.この手法は,カメラを両眼立体視におけるベースライン上に沿って平行移動させ,複数枚の画像を取得し,それらの画像間に対し,幾何学条件により画像間の対応づけを行なう.したがって,実際にカメラを平行移動する必要であり,現在は,実験として,三菱製ムーブマスターを用い実現している.このムーブマスタの先端部分にカメラを取り付けるよう工作を施し,CCDカメラを取り付けた.このムーブマスターを対象物体に対して,平行に移動するようにコンピュータ制御し,4枚の画像を撮影する.これによって,マルチプルベースラインステレオ法に必要な撮影条件を満たす画像を取得できる.この画像を用い,3次元復元を行なう実験を行なった.1.カメラ姿勢のキャリブレーションのためのシミュレーション実験シミュレーション用プログラムにより、カメラ姿勢が未知の場合の有効なキャリブレーション法の開発を行なった。
日米のパ-トタイマ-とフルタイマ-の賃金格差 ー効率賃金理論による説明ー

本研究では、フルタイマ-とパ-トタイマ-の賃金格差を効率賃金理論で説明し、その結果、フルタイマ-に効率賃金を支払う理由がなくなってきたことを理論とデ-タの分析の両面から実証する。第1に、日米でのフルタイマ-とパ-トタイマ-の雇用動向を明らかにし、第2に、両者の賃金が日米でどう推移しているかを分析し、第3に、効率賃金理論を概観し、その理論の妥当性を吟味するとともに、フルタイマ-にパ-トタイマ-より高い賃金を支払うことが効率的ではない、という仮説を検証するためのモデルを設定する。第4に、そのモデルを使ってコンピュ-タで実証分析を行う。現時点での研究成果は、おもに第3の段階までのものであり、その中には、次のようなものが含まれる。(1)過去20年間の統計を調査、分析すると、日米ともに、パ-トタイマ-がフルタイマ-より高い増加率を示している。(2)米国での非自発的なパ-トタイマ-は、フルタイマ-や自発的なパ-トタイマ-に比べて、この10年間に4倍以上の増加率(その数は現在500万人)を示した。(3)パ-トタイマ-の賃金は、日米ともに、フルタイマ-の60%程度である。この賃金格差は、各種の給付を含めると、さらに拡大する。アメリカでは非正規労働者の活用によって、企業は賃金総額の24%を節約できる。(4)アメリカでのパ-トタイマ-とフルタイマ-の賃金格差(17%)は、年齢、人種、職種、学歴などの要因を考慮しても、説明しきれない。(5)1980年代は、日米ともに、フルタイマ-に対する効率賃金が効率的ではなくなってきた。企業は多くの労働者を社内に抱え込むことに懸念を抱き始め、人的資源のフレキシビリティを高めてきた。モデルは、現在、計算機上での模擬実験段階にあるが、その結果を出すのが本年度の主要な研究目標である。
核膜を識別する核内共生細菌ホロスポラのプロテオーム解析と特殊機能の応用開発

1)感染型ホロスポラ・オブツサの片方の末端に存在する標的核膜貫通部位に特異的なモノクローナル抗体の作成に成功した。間接蛍光抗体法では、標的核膜貫通部位の内部構造に抗原が存在することが明らかになった。抗原を2D-SDS-PAGEゲルから精製し、部分アミノ酸配列を解析し、解読済ゲノムからそのORFの検出を試みたが解読済の65%にはORFが存在しなかった。したがって、残り35%のゲノムに存在するか、または宿主から輸入されたものである可能性がある。核膜貫通機能を持つタンパク質の可能性を予測して、生活環での抗原の出現時期と感染過程での抗原の運命を、イムノブロットと免疫電顕で調べている。2)国内で採取されたミドリゾウリムシ(Paramecium bursaria)から新種のホロスポラを発見した。このホロスポラは大核特異的で、形態はHolospora bacillataに似ているが、宿主特異性及び、ホロスポラ属を2グループに分ける16S rRNAのプローブを用いたin situ hybidizationで、新種と判定された。3)ホロスポラ・オブツサの増殖型の細胞外膜特異的抗原が、ホロスポラが感染型に分化するときに、いつ消失するかを間接蛍光抗体法で明らかにした。この抗原は宿主クロマチンと接着する性質をもち、これによって増殖型は宿主の娘核に分配されることを保証される。一方、感染型にはこの抗原がないため、核分裂時に娘核には分配されず、核膜に包まれて細胞質に放出され、細胞肛門から宿主外に出される。これによって、感染型は他の宿主に感染する機会を得ている。
受精後の遺伝子発現プログラムにおけるヒストン変異体の機能解析

マウスでは受精後1から2細胞期胚にかけて遺伝子発現パターンが劇的に変化することが知られている。遺伝子発現はクロマチン構造により制御されるが、クロマチン構造もまたこの時期に劇的に変化している。1細胞期胚は非常に緩いクロマチン構造を有しており、1から2細胞期胚にかけてクロマチン構造が急激に締まることが明らかにされているが、このクロマチン構造変化の制御機構に関しては明らかになっていない。そこで本研究ではクロマチン構造に深く関与することが知られているヒストン変異体に着目し、着床前初期胚発生におけるクロマチン構造変化への関与を解析し、遺伝子発現パターン変化の制御機構を明らかにする。
アクチビン制御による早発卵巣不全および卵巣予備能低下者に対する治療法開発

出生後5.5日に摘出した卵巣にプロゲスチンを添加し48時間培養すると、卵巣内のActivinβAおよびActivinβB共に半分程度に抑制された。16週齢のメスICRマウスに5mgのディナゲスト(DNG)を4日毎の皮下注射を16回行った後、交配させると生涯総分娩仔数はDNG群の方が非投与群より多かった。最終分娩週齢もDNG投与マウスで高かった。卵巣内のアクチビンを抑制し、原子卵胞維持に働いた可能性がある。晩婚化が進む本邦において卵巣機能温存し、高齢でも妊孕性を維持する方法になりうると考えられる。早発卵巣不全患者における原始卵胞活性化を目的としてアクチビンの影響を検討している。日齢3日目のICRマウスより卵巣を摘出し、DMEM/F12を用い卵巣培養を行った。ヒトアクチビンA 0、1.0、10.0、100.0 nMとなるように添加し、5日間培養を行った後に原始卵胞数に対する1次卵胞および2次卵胞数比を比較したが、アクチビン添加変化を認めなかった。また、原始卵胞の顆粒膜細胞におけるKi67、PSmad2/3の陽性率を算出したが、いずれも変化を認めなかった。フォリスタチン改変マウスにおいては、これらのパラメータは変化を認めたが、in vitroにおいてアクチビンを添加しても原始卵胞の活性化を認めることはないことが分かった。偶然にも日齢3日目のICRマウスの卵巣に同様にプロゲスチンを投与したところ、原始卵胞のPSmad2/3陽性顆粒膜細胞が減少することが分かった。よって、プロゲスチン投与が、卵巣内でアクチビン量を修飾し、細胞内シグナルであるsmad2/3にリン酸化を及ぼしたと考えられる。現在、プロゲスチンによるアクチビンシグナリングの検討を中心に研究を行っている。合成プロゲスチンには、プロゲステロン受容体のみ結合するものは少なく、アンドロゲン受容体やグルココルチコイド受容体に結合するものが存在する。現在われわれが注目しているのはジエノゲストであり、アンドロゲン受容体を競合拮抗的に阻害する。これを中心に研究を行っている。マサチューセッツ大学にて行っていた研究を滋賀医科大学にて再現することができた。まず、成人マウス卵巣の培養を方法を再現した。37度、5%CO2下に3日間培養を行ったが、過去の報告と同様にin vitro下では休眠していた原始卵胞の活性化が早まり原始卵胞の割合が減っていることがわかった。予定通り日齢4日マウス卵巣を用い培養を開始した。培養液中へ各種濃度のアクチビンAの投与を行い、3日間培養したが、投与群と非投与群間で原始卵胞数、一次卵胞数、2次卵胞数に差を認めなかった。同様に成人サルの卵巣を3検体得ることができたので同様の実験を行なったが、有意差を認めなかった。我々が、報告してきたアクチビンアンタゴニストであるフォリスタチン(3種類ある2つを遺伝子改変でknock out)遺伝子改変マウスとは異なる結果であった(Endocrinology 2011 Kimura et al)。アクチビンの投与では卵巣内アクチビンアンタゴニストの出現により卵巣内にアクチビンの効果が及ばないと考えた。そこで日齢4日マウス卵巣に黄体ホルモンのノルエチステロンを100ng/mlとなるよう添加し3日間培養したところ、原始/一次卵胞数は非添加群より増加しており、さらに卵巣全体のアクチビンAのmRNAが減少していることがRT-PCRでわかった。以上より方針をかえ16週齢のマウスに黄体ホルモン剤でありそのプロゲステロン受容体への親和性が高いジエノゲストを64日間投与下した。その後同週齢のオスマウスと交配させ2ヶ月間分娩しなくなるまで交配した。ジエノゲスト投与群において、1回あたりの平均仔数、総仔数が多く、また最終分娩年齢も遅い傾向であった。現在この研究は、マウス数を増加し検証しており、また、64日間投与後のマウスから、投与終了直後、3ヶ月、6ヶ月後に卵巣を切除し、原始卵胞数の変化を比較する実験を行っている。予定通り日齢4日マウス卵巣を用い培養を開始している。現在、その評価の段階である。Ki67,cleaved PARP-1, phospho-smad23, phhospho-smad158の免疫染色方法を確立した。

培養液中へのアクチビンの投与は行っておらず、早急に行う予定である。他科にて実験殺されたサルより卵巣を摘出し、同様にKi67,cleaved PARP-1, phospho-smad23, phhospho-smad158の免疫染色を行いその方法を確立した。サル卵巣の研究は平成24年度に開始する予定であったが、サル卵巣が入手できたため実験を前倒しで遂行することができた。アクチビン投与によりマウス卵巣内の原始卵胞が活性化しなかったので、その代替法を見つける必要があった。厚生労働省による東近江医療再生計画に基づき滋賀医科大学より国立病院機構滋賀病院産婦人科に人員を派遣する必要があり、小生が平成23年4月より初代医長として半年間赴任しました。この間研究が行うことができなかったため研究の遂行が遅れた。平成23年10月より滋賀医大に戻り研究をすすめている。研究成果は、この半年間のものである。マウス卵巣培養実験では、培養の工程が必要なため進捗が遅れている。サル卵巣の研究は平成24年度以降に行う予定であったが、サル卵巣が入手できたため評価方法を確立した。よって半年しか期間はなかったが、全体としては進捗はやや遅れているのみと評価している。日齢3日目のICRマウスの卵巣にin vitroでプロゲスチンを投与したところ、原始卵胞のPSmad2/3陽性顆粒膜細胞が減少することが分かった。よって、プロゲスチン投与が、卵巣内でアクチビン量を修飾し、細胞内シグナルであるsmad2/3のリン酸化に影響を及ぼしたと考えられる。現在、プロゲスチン各種、また、抗プロゲスチン製剤を用い、アクチビンシグナリング系への影響を調べている。研究計画書にある通り、アクチビン添加により培養をマウス卵巣培養、サル卵巣培養を行う予定である。上記のごとくプロゲスチンの原始卵胞の活性化に与える影響および、アクチビンシグナリングへの影響について調べる予定である。プロゲスチンの原始卵胞に及ぼす影響が明らかとなれば、今後早発卵巣不全の予防、治療方法開発につながると考えられる。アクチビンAは非常に高価であり、この購入に費用を最も使用する。マウス購入費、培養液、培養器具等に使用する予定である。免疫染色法、ウエスタンブロッティンについての試薬は、前年度の経費でほぼ調達できている。
骨芽細胞シートと人工類骨を用いた骨基質石灰化の解明と骨形成促進技術への展開

顎・顔面の正確かつ機能的な再生・再建技術の向上には骨形成促進が必要であり、これを実現するためには骨の力学的基盤となる骨基質石灰化の機序を解明することが極めて重要となる。我々は骨芽細胞によるリン酸輸送、及びイオン変化に伴う骨基質有機成分のメッシュワーク破綻がごく局所的なリン酸の押し上げ(マイクロ・ブースト)を惹起し、結晶析出が進行すると考えた。本研究の目的は、独自に開発した骨芽細胞シートと人工類骨を用いてリン酸マイクロ・ブーストを実証して骨石灰化機序を解明し、口腔外科学の技術向上の一助とすることである。そのため平成25年度は以下の研究をおこなった。(1)人工類骨作製条件の検討:syntheticcartilagelymphの条件を参考に調製した合成細胞外液にウシI型コラーゲンと合成ヒトデコリンを混和し、37°Cで培養した。このとき混和するコラーゲン、デコリンの各濃度および合成細胞外液中のリン酸濃度の条件をふって試験をおこなった。0、6、24、72、144時間で析出した無機結晶を採取し、析出した結晶の重量、組成、カルシウムおよびリンの含有量について評価をおこなった。(2)骨芽細胞シートの作製条件の検討:MC3T3-E1細胞を孔径0.4 μmメンブレン膜を持つトランスウェル上に播種し、10%FBS含有αMEM培地で7日間培養し骨芽細胞シートを作製した。このとき播種する細胞数をふって試験をおこなった。膜抵抗測定機を用いて作製したシートの細胞密集度を定量評価し、FITC-デキストランを用いてシートの高分子不透過性を評価した。
温暖化進行下のサンゴ群集の回復と維持:慶良間から沖縄本島への幼生供給と群集回復

1.放卵放精型のサンゴについては、慶良間列島が沖縄本島の幼生供給源となっていたことを明らかにした。この結果、沖縄本島では慶良間列島に近い地域で、放卵放精型サンゴの幼生加入量が多かった。しかし幼生保育型のサンゴについては、慶良間列島から沖縄本島への幼生供給がほとんどなかった。2.沖縄本島では慶良間列島から分散してきたと考えられる放卵放精型のサンゴ、特にミドリイシ属サンゴ、が多数加入したが、ほとんどの場所で生存できず、これらの場所ではサンゴ群集が回復しなかった。加入したサンゴの死亡要因として最も大きかったのは、オニヒトデによる捕食であった。この結果、沖縄島ではサンゴ群集の回復は極めて局所的で、2006年で調査地点(n=18)の10%程度でサンゴの被度が30%を超えるたのみであった。3.過去のデークも含めて解折を行い、沖縄本島北部の瀬底島周辺ではこの25年間で、サンゴ群集の回復力が著しく低下していることを明らかとした。4.慶良間列島では2002年よりオニヒトデが大発生し、親サンゴが減少した。この結果、沖縄本島へのサンゴ幼生供給も大幅に減少したことを明らかとした。5.繁殖様式が放卵放精型で幼生の浮遊期間が長いミドリイシ科について、親サンゴから幼生が分散する距離は、200km程度に限られていることが示唆された。6.ミドリイシ属サンゴが大型海藻と接触すると、成長率が低下しかつ配偶子生産量も減少することが明らかとなった。これはサンゴが大型海藻との接触で受けた傷の修復に、資源を使うために起こると考えられた。サンゴがよく生存し、周辺地域では唯一配偶子を大量に生産できる個体群が存在している慶良間列島でのサンゴ群集の維持と更新の過程と、サンゴが激減している沖縄島でのサンゴ群集の回復潜在力を推定するために、慶良間列島で2地域、沖縄島で6地域を選定し、階層的に各地域内に合計30の地点を設定した。各地点でサンゴの放卵放精がある6月の満月までに幼生定着基盤を設置し、2ヵ月後に回収した。また回収時に各地点で、サンゴ群集の調査を行った。その結果、以下の点が明らかとなった。1.沖縄島ではサンゴの被度が最大でも10%であり、特に樹状種については成熟サイズに達したサンゴがほとんど出現しなかった。一方慶良間列島では、成熟サイズに達した樹状サンゴが多数存在していた。2.繁殖様式が放卵放精型で、幼生の浮遊期間が長いミドリイシ科については、慶良間列島に近い沖縄島の地域で、遠い地域よりもサンゴ幼生の定着数が有意に多かったことから、慶良間列島のサンゴ個体群が、沖縄島へのミドリイシ科サンゴ幼生の供給源であることが示唆された。3.ミドリイシ科サンゴ幼生の定着数は慶良間列島と沖縄島で有意差がなく、ミドリイシ科の種については、慶良間列島に成熟群体が多いものの、慶良間列島で生まれた幼生が、別の場所へ分散していることが示唆された。4.繁殖様式が幼生保育型で、幼生の分散距離が短い種を多く含むハナヤサイサンゴ科については、成熟群体がほとんどない沖縄島での幼生加入数が極めて少なく、成熟群体が多く存在する慶良間列島では、幼生加入数が沖縄島より有意に多かった、これらのことから、慶良間列島でサンゴが保全されれば、沖縄島でサンゴ群集が回復する可能性が示唆された。

また幼生の分散距離が短い種については、沖縄島での個体群の回復に時間がかかることが示唆された。サンゴがよく生存し、周辺地域では唯一配偶子を大量に生産できる個体群が存在している慶良間列島でのサンゴ群集の維持力と、サンゴが激減している沖縄島でのサンゴ群集の回復力を推定するために、慶良間列島で2地域、沖縄島で6地域を選定し、階層的に合計31の地点を設定し調査研究を実施した。各地点でサンゴの放卵放精がある5月の満月までに幼生定着基盤を設置し、2ヵ月後に回収した。また回収時に各地点で、サンゴ群集の調査を行った。その結果、以下の点が明らかとなった。1,沖縄島では調査を行った18地点のうち、サンゴ群集の回復がある程度進んでいたのはオニヒトデ駆除が行われている1地点のみで、全般的には回復は進んでいない。一方慶良間列島では、座間味地域ではサンゴ群集が良好に維持されているが、渡嘉敷地域ではオニヒトデの捕食によるサンゴ被度の低下が認められた。2.繁殖様式が放卵放精型で幼生の浮遊期間が長いミドリイシ科について、親サンゴが豊富に存在する座間味村で、親サンゴが減少した渡嘉敷村よりも幼生加入量が多いことが明らかとなった。これは幼生浮遊期間が長い種でも、数kmの広がりの中に幼生が定着する可能性を示唆する結果である。3.沖縄島と慶良間列島ともに、幼生供給源であった慶良間列島でのサンゴの減少に伴い、サンゴ幼生供給量が減少していることが、過去の調査結果との比較で明らかとなった。4.沖縄島でサンゴ回復が進んでいる場所で、ミドリイシ属サンゴの群体サイズと性的成熟の関係を調査した。その結果、多くの種で直径が10cmを超えると成熟が始まることが明らかとなった。5.西表島で、サンゴの繁殖と環境条件に関する予備調査を実施した。これらのことから沖縄島と慶良間列島では、サンゴ群集は存続の危機にあると言える。現在残っているサンゴを保全し生存・成長させ、地域全体のサンゴ幼生生産量を増やす必要性が強く示唆された。サンゴがよく生存し、周辺地域では唯一配偶子を大量に生産できる個体群が存在している慶良間列島でのサンゴ群集の維持力と、サンゴが激減している沖縄島でのサンゴ群集の回復力を推定するために、慶良間列島で2地域、沖縄島で3地域を選定し、階層的に合計22の地点を設定し調査研究を実施した。また回収時に各地点でサンゴ群集の調査を行った。1.沖縄島ではサンゴ群集の回復は極めて局所的で、調査地点の10%程度サンゴの被度が30%を超えるたのみであった。一方慶良間列島では、オニヒトデの捕食により全体的にサンゴが減少し、座間味地域のオニヒトデ駆除区域ではサンゴ群集が良好に維持されていたが、渡嘉敷地域ではサンゴ被度の著しい低下が認められた。2.沖縄島と慶良間列島ともに、幼生供給源であった慶良間列島でのサンゴの減少に伴い、サンゴ幼生供給量が減少していることが、過去の調査結果との比較で明らかとなった。3.繁殖様式が放卵放精型で幼生の浮遊期間が長いミドリイシ科について、親サンゴから幼生が分散する距離は、200km以内に限られていることが示唆された。その結果、枝の短い種では直径が12cm、枝の長い種では直径が17cmを超えると成熟が始まることが明らかとなった。5.ミドリイシ属サンゴが大型海藻と接触すると、成長率が低下しかつ配偶子生産量も減少することが明らかとなった。これはサンゴが大型海藻との接触で受けた傷の修復に、資源を使うために起こると考えられる。
歯周炎患者におけるサイトカインmRNAの発現および遺伝子多型について

日本人における早期発症型歯周炎患者および成人性歯周炎患者と健常者とのSNPsの比較により、多因子性疾患である歯周炎の発症および進行に関与する感受性遺伝子を検索することを目的とした。歯周炎を主訴とする早期発症型歯周炎患者12名および成人性歯周炎患者9名を対象とし、歯周炎の臨床所見がないもの19名をコントロールとした。末梢血より、ゲノムDNAを抽出し、JSNPデータベースより、IL1やTNFα等の歯周炎候補遺伝子59SNPsと候補遺伝子以外の約600SNPsについて、TaqMan PCR法によりダイビングを行い、遺伝統計学的解析を行い、歯周炎との関連について検討した。研究を行うにあたり、『ヒトゲノム・遺伝子研究に関する倫理指針』に従い、倫理的配慮のもとに研究を実施する。歯周炎候補遺伝子のSNPs遺伝統計学的解析の結果、早期発症型歯周炎患者とコントロールでは、CTSGとTRAF1で、成人性歯周炎患者とコントロールでは、IL10RBとMMP9で遺伝統計学的有意差が認められた。また、早期発症型歯周炎群と成人性歯周炎群では、IFNGにおいて有意差が認められた。また、歯周炎候補遺伝子以外についても、疾患群とコントロールとで遺伝統計学的有意差が認められた。SNPsのみの解析からは、有意差が認められたものが歯周炎の原因遺伝子であると断言はできないが、早期発症型歯周炎においては、CTSGが、成人性歯周炎においては、IL10RBとMMP9が疾患の遺伝マーカーとなる可能性が考えられる。現在さらに、サンプル数および解析するSNPsの数を大幅に増やし、SNPs解析による構造面からの歯周炎感受性遺伝子の解析を行うと同時に、歯周炎の病変歯肉から、mRNA発現解析を行っており、歯周炎との関連について機能面からの解析を行っている。日本人における早期発症型歯周炎患者および成人性歯周炎患者と健常者とのSNPsの比較により、多因子性疾患である歯周炎の発症および進行に関与する危険因子を遺伝子構造から検索することを目的とした。末梢血より、ゲノムDNAを抽出し、JSNPデータベースより、連鎖不平衡を考慮し、インターロイキン1(IL1)、腫瘍壊死因子α(TNFα)等の歯周炎原因候補遺伝子の一塩基多型(Single Nucleotide PolymorPhisms : SNPs)計59について、TaqMan PCR法によりタイピングを行い、Fisher's Exact Testにて統計解析を行い、歯周炎との関連について検討した。研究を行うにあたり、倫理委員会の審査・承諾を得、常に、倫理的配慮のもとに研究を行った。タイピングを行ったSNPsについてジェノタイプ頻度分布の解析を行った結果、早期発症型歯周炎患者とコントロールでは、カテプシンG(CTSG)と腫瘍壊死因子レセプター関連因子1(TRAF1)で、成人性歯周炎患者とコントロールでは、インターロイキン10レセプターβ(IL10RB)とマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP9)で統計学的有意差(P<0.05)が認められた。また、早期発症型歯周炎群と成人性歯周炎群では、インターフェロンγ(IFNG)において有意差が認められた。SNPsはあくまでも疾患のマーカーであり、SNPsのみの解析からは、有意差が認められたものが歯周炎の原因遺伝子であると断言はできないが、早期発症型歯周炎においては、CTSGが、成人性歯周炎においては、IL10RBとMMP9が関連している可能性と、早期発症型歯周炎と成人性歯周炎においては、IFNGの関与に相違がある可能性とが推測された。

現在さらに、サンプル数および解析するSNPsの数を大幅に増やし、SNPs解析による構造面からの歯周炎感受性遺伝子の解析を行うと同時に、歯周炎の病変歯肉から、mRNA発現解析を行っており、歯周炎との関連について機能面からの解析を行っている。
高次元情報量基準の構成と応用に関する研究

本研究では,種々の多変量モデルにおいて,次元は標本数より小さいが共に大きくなるという高次元漸近的枠組で,モデル選択基準の導出や,関連する基本統計量の漸近分布を導出した.具体的には,判別分析における追加情報モデルに対して高次元AIC基準,MANOVAモデルにおける平行性モデルに対するCAIC基準,多変量回帰モデルにおけるリッジパラメータ選択に対する修正Cp基準を導出し,高次元のみならず大標本の状況においてもよい基準であることを数値的に確認した.また,MANOVAの固有値,正準相関係数などの高次元漸近分布を導出した.本研究では,種々の多変量モデルにおいて,次元は標本数より小さいが共に大きくなるという高次元漸近的枠組で,モデル選択基準の導出や,関連する基本統計量の漸近分布を導出した.具体的には,判別分析における追加情報モデルに対して高次元AIC基準,MANOVAモデルにおける平行性モデルに対するCAIC基準,多変量回帰モデルにおけるリッジパラメータ選択に対する修正Cp基準を導出し,高次元のみならず大標本の状況においてもよい基準であることを数値的に確認した.また,MANOVAの固有値,正準相関係数などの高次元漸近分布を導出した.多変量モデルの選択に対して変数の次元pが大きい場合の情報量基準の構成に関連して,判別分析における変数選択問題に取り組んだ.具体的には、追加情報モデルのAIC型リスクに対して漸近的不偏推定量を構成した.ここでの漸近的枠組は次元pと標本数nについて,p<nで両者は同程度に大きくなると言うものである.この結果は,判別分析において,次元pが大きいときの変数選択法に利用でき,よりリスクに忠実な変数選択が可能になる.次に,ある種の条件付独立性構造モデルについて,AIC型リスクを考え,そのモデルが真のモデルを含むという条件のもとで不偏推定量を構成した.この結果は,種々の独立性構造がある場合,データにもとづいて,どの構造が適切であるかの判断に利用できる.ここでの条件付モデルは正準相関分析における変数の冗長性モデルや,ある種のグラフィカルモデルを含んでいるので,そのようなモデルの選択に対しても応用できる.さらに,高次元の場合における小さい固有値の同等性の尤度比基準の分布について,次元pと標本数nについて,p<nで両者は同程度に大きくなると言う高次元漸近的枠組みのもとで漸近分布を導出した.この結果は,多くの場合において従来利用された大標本近似の改良になっている.多変量非正規回帰モデルにおいて4次のキュムラントの推定族を提案した.非正規のもとでは,種々の漸近分布4次のキュムラントに依存しているので,本結果により,近似の実用化が可能になる.多変量モデルの選択に対して変数の次元が大きい場合の情報量基準の構成に関連して,昨年度に引き続き判別分析における変数選択問題に取り組んだ.具体的には、追加情報モデルのAIC型リスクに対して次元pと標本数nがともに大きくなるという高次元漸近的枠組のもとで,漸近的不偏推定量の構成に従事した.この結果,論文として投稿できるところまでの成果を得た.ここでの漸近的枠組は次元と標本数について,両者は同程度に大きくなると言うものである.この結果は,判別分析において,次元が大きいときの変数選択法に利用でき,よりリスクに忠実な変数選択が可能になる.回帰分析における変数選択問題の研究にも取り組み,まず,重相関係数に基づく基準について研究を行った.この結果,自由度再調整済重相関係数基準は予測的モデル選択基準として適切であることを示した.また,基準化しない予測誤差基準を提案し,その性質を調べ,他の基準との関係を明らかにした.さらに,多変量回帰の場合に対しても基準化しない予測誤差基準も与え,1次元の場合の性質が多変量の場合にも成り立つことを示した.これらの結果は掲載予定の論文になっている.本研究では,多変量モデルの選択基準問題において,変数の次元が標本数と同程度に大きいとする漸近的枠組のもとで高次元情報量基準の構成に焦点を当てている.まず,これまで判別分析におはる変数選択問題に取り組んでいたが,追加情報モデルのAIC型リスクに対して簡潔な漸近的不偏推定量の構成に成功し,この結果に基づく高次元AIC基準を提案した.また,この基準が高次元の場合に有効であることを数値的に確認した.次に,説明変数の次元が大きい場合に用いられるリッジ回帰において,リッジパラメータの選択問題をモデル選択の立場から考察した.この問題を多変量に拡張し,リッジパラメータ選択のためのCp規準に対して,バイアスを完全に除去した新しい修正Cp規準を提案した.さらに,主成分における小さい固有値の同等性に関する次元,判別分析における次元,および,正準相関分析における次元の推定問題を大標本漸近的枠組のもとで考察した.これまで,データ行列の尤度にもとずくモデル選択基準が提案されていたが,本研究では,次元が固有値のみに依存することから,対応する標本固有値の尤度に基づくAIC基準を導出した.新たな基準が,従来の基準より、より有効な次元の推定法であると期待される.多変量モデル選択基準の導出と関連して,プロファイル分析における平行性モデルの選択問題に取り組み,AIC基準,並びに,次元の影響を考慮した修正AIC基準を導出した.,平行性水準の信頼区間について,新たな構成法を提案した.また,平行性問題を成長曲線モデルに拡張し,尤度比検定統計量とその帰無分布を導出した.さらに,一様共分散構造の検定統計量に対して,高次元漸近展開を導出した.
MRI装置の強磁場内に高トルクを伝達する遠隔非磁性ワイヤマニピュレーション技術

本研究では, MRI装置内で使用する手術マニピュレータにMRI装置外から駆動高トルクを伝達することを目標としている.本研究の成果は,高トルクを伝達可能にするためのワイヤの材質を検討し,持針器の把持力を計測することでワイヤに要求される耐荷重を評価し,高い制御性を実現するために必要となるカセンサのMR対応性と計測精度を評価し,カセンサを搭載した拮抗駆動方式の手術マニピュレータ駆動装置を設計し, MRI装置内の静磁場環境で使用可能であることを確認したことである.本研究では, MRI装置内で使用する手術マニピュレータにMRI装置外から駆動高トルクを伝達することを目標としている.本研究の成果は,高トルクを伝達可能にするためのワイヤの材質を検討し,持針器の把持力を計測することでワイヤに要求される耐荷重を評価し,高い制御性を実現するために必要となるカセンサのMR対応性と計測精度を評価し,カセンサを搭載した拮抗駆動方式の手術マニピュレータ駆動装置を設計し, MRI装置内の静磁場環境で使用可能であることを確認したことである.金属ワイヤがMR対応手術マニピュレータの動力伝達材料として使用可能であるかを評価するために,MR画像撮影評価を行った.評価方法としては,金属ワイヤを撮像用コイルの側方に設置してMR画像を撮影し画像のSN比を求め,金属ワイヤを使用せずに撮影したコントロール画像のSN比と比較することとした.金属ワイヤとしては非磁性ワイヤであるチタンワイヤを使用した.評価の結果,チタンワイヤ撮影画像のSN比減衰率は1.79[%]となることが分かった.通常,MRIは±5[%]程度変動するため,チタンワイヤのSN比の減衰率は臨床応用上問題ないことが確認された.ただし,チタンワイヤは市販品として単線のワイヤしかなく,単線ワイヤは曲げ方向に力を加えると小さな力で容易に塑性変形してしまうため,動力伝達材料して使用すると動力伝達経路が容易に変化してしまい臨床応用上問題であった.そのため動力伝達ワイヤとして,チタンワイヤではなく樹脂ワイヤを使用することとした.樹脂ワイヤに対しても同様にMR画像撮影評価を行った結果,SN比の減衰率は3.54[%]であることが分かり,実用上問題ないことが確認された.樹脂ワイヤに対して引張り試験を行った結果,破断荷重が47.15[N]であることが確認された.さらに,MR対応手術マニピュレータに使用するアクチュエータである超音波モータ(USR60-E3N,(株)新生工業)のMR対応性を評価するために,超音波モータ,ドライバ,制御PCから構成される評価系を設計した.MR対応性の評価の結果,超音波モータは非磁性モータであるためMRI内に設置可能であるが,モータに接続されたコネクタ部およびケーブルから輻射ノイズが生じ,MR画像のSN比の減衰率が60[%]以上となることが分かった.そのため,輻射ノイズをシールドする改良を加える計画である.テンションセンサとして,3軸力覚センサ(USL06-H5,テック技販)を使用することとし,本センサのMR対応性を検証した.検証実験の結果,MRI装置内の静磁場下では通常環境と同様の計測が可能であった.ただし,MR画像撮像中のRF波が生じている環境においては,RF波をノイズとして吸収してしまうことがわかった.ノイズ計測の結果,RF波より受けるノイズの大きさは,センサとMRI用のRF波受信コイルとの距離の3乗に比例して小さくなることがわかり,力覚センサがRF波の影響を受けなくなるときのセンサとRF波受信コイルとの距離は600mm以上であることがわかった.センサ-受信コイル間距離が600mmの場合に力覚センサの計測精度を評価したところ,誤差0.02%でありUSL06-H5の仕様以下であることがわかった.超音波モーターの輻射ノイズ源を調査するために,磁界プローブを用いて超音波モータの磁界強度測定を行った.測定の結果,超音波モータに付属されたコネクタ部よりノイズが放射されていることが確認された本モータは樹脂コネクタを採用しており,その部分にシールドが施されていない.そのため,コネクタ部分がノイズの出口となっていることが明らかになった.ノイズ対策としては超音波モータコネクタに電磁シールドを施すことが必要であり,具体的にはシールド効果の高いアルミニウム薄膜によって樹脂コネクタおよび周辺ケーブルをラッピングしRF波を遮蔽することとした.非磁性ワイヤを高い応答性と精度で制御させるために,上記テンションセンサを有し拮抗駆動方式を採用した駆動装置を開発した.本駆動装置には,上記ノイズ対策の実施された超音波モータが接続された.マニピュレータ試作モデルとして,樹脂を構造材料とした非磁性鉗子マニピュレータを試作し,上記駆動装置と接続させ,MRI装置内で駆動可能であることを確認した.
高温プラズマの乱流遷移の確率統計理論の構築

強い揺らぎのあるプラズマ乱流の統計力学を創始して、統計理論を構築する事を目指している。特に本研究では、乱流遷移の確率統計理論に重点を置いている。プラズマで分岐現象がある場合には、新しい未知の物理を開拓できる重要な方法論となる。従来、"繰り込み理論"の手法を用いて、非線形効果を取り込み遠非平衡・散逸系における自己維持型の"プラズマ電磁乱流"の理論モデルを提唱してきた。すまわち、1、繰り込み理論によって乱流粘性をとりいれた「決定論的」な定式化、次に2、乱雑項を取り入れ、確率方程式を定式化、そして3、乱流状態の確率分布関数を求める。4、状態の間の遷移を解析するため遷移率を求め、5、統計平均と決定論的予測との差異を研究する。昨年度と本年度は、プラズマの自己構造形成(乱流構造)の理論構築、構造分岐とダイナミックスの各論研究(カタストロフィなど)にも研究を進め、亜臨界励起に際しての確率密度分布を解析、確率分布関数に基づく相境界を求めた。実験データ・ベースは統計平均による相境界であることを示した。統計力学による基盤の重視という側面からは、統計力学の「森理論」によるプラズマ乱流理論の基礎づけの研究を進めた。なお、当課題の研究内容は、特別推進研究「乱流プラズマの構造形成と選択則の総合的研究」に昇華した。初年度として、関連する現象の洗い出しや従来までの統計理論の整理、プラズマの専門知識の啓蒙のために3冊の専門書を出版した。3)トカマク概論(九州大学出版会2003,伊藤早苗、矢木雅敏共訳)高温プラズマの閉じこめに関する名著"Tokamaks"J.A. Wesson編著を邦訳した。強い揺らぎのあるプラズマ乱流の統計力学を創始して、統計理論を構築する事を日指している。すなわち、1、繰り込み理論によって乱流粘性をとりいれた「決定論的」な定式化、次に2、乱雑項を取り入れ、確率方程式を定式化、そして3、乱流状態の確率分布関数を求める。4、状態の間の遷移を解析するため遷移確率を求め、5、統計平均と決定論的予測との差異を研究する。本年度は、プラズマの自己構造形成(乱流構造)の理論構築、構造分岐とダイナミックスの各論研究(カタストロフィ、Hモード遷移などを含む)にも研究を進めた。特に、L-H遷移や新古典テアリング・モード等亜臨界励起に際しての確率密度分布を解析、確率分布関数に基づく相境界を求めた。各々について論文にまとめ発表した。
腎性糖尿の分子遺伝学的解析

はじめに:腎性糖尿は腎尿細管におけるグルコースの転送障害が示唆されているが、その本態は不明である。我々は尿中に培養可能な尿細管上皮細胞が多数落下することを見い出し既に報告している。今回この尿中落下細胞を用いてグルコースのトランスポーターであるNa^+/グルコーストランスポーター(SGLT)2遺伝子を解析し、腎性糖尿との関連を検討した。方法:尿は無菌的に採取、遠心後I型コラーゲンをコートしたシャーレに播き、培地にはDulbecco's MEM/Ham'sF12(1:1)を用い、FCS、インスリン、トランスフェリン、セレン酸ナトリウム、デキサメサゾン、サイロキシンを添加した。SGLT2遺伝子の解析に当たっては、培養細胞、各種組織よりmRNAを抽出、cDNA作成後全翻訳領域をPCR法にて増幅し直接シークエンス法にて塩基配列を決定した。PCRプライマーはWellsらの報告に従い合成した。結果:抽出したmRNAを用いてcDNAを作成し、PCR法にてSGLT2遺伝子の発現を検討したところ、腎臓組織ではPCR産物が検出されたが、尿細管培養細胞を含め他の組織ではPCR産物は得られなかった。次にnested PCR法を用いて検討したところ、培養尿細管細胞、線維芽細胞、小腸でPCR産物が得られたが、肝臓、白血球、リンパ芽球ではPCR産物は得られなかった。現在、培養尿細管細胞由来のcDNAを鋳型としたnested PCR産物を用いてシークエンスを行ない、SGLT2遺伝子の変異を検索中である。考察:各臓器におけるSGLT2遺伝子の発現を確かめたが末梢白血球、リンパ芽球ではnested PCRでも増殖されず、試料として不適当であった。この点、非侵襲的に得られる培養尿細管細胞はSGLT2遺伝子の解析に、非常に有用であることが確認された。現在PCR産物の塩基配列を直接シークエンス法にて決定しSGLT2遺伝子を検索中であるが、まだ変異は同定されていない。
バリアフリー教育の社会倫理学的究明(障碍と平等の再定義を軸として)

本研究は各種の教育現場における「バリアフリー教育」の進展をにらみながら、そうした教育を支える社会や制度の望ましいあり方を社会倫理学の観点から構想しようとしたものである。その際に、《障碍》(以下、法令や通例に準じた用語以外はこの表記に統一する)と《平等》という理念を再定義する(時代と社会のニーズに応じて「編み直す」unthinking)試みを機軸に定めている。研究代表者が考究してきた社会倫理学・社会正義の理論と現在の所属機関で運営に携わっている「バリアフリー教育開発研究センター」の実践とを相互に突き合わせる作業を通じて、ことばの真の意味での「応用倫理学」に取り組んでみた。本研究は各種の教育現場における「バリアフリー教育」の進展をにらみながら、そうした教育を支える社会や制度の望ましいあり方を社会倫理学の観点から構想しようとするものである。その際に機軸とするのは、《障碍》および《平等》という理念を再定義する(時代と社会のニーズに応じて「編み直す」unthinking)試みであり、研究代表者が考究してきた社会倫理学・社会正義の理論と現在の所属部局に設置された「バリアフリー教育開発研究センター」の実践とを相互に突き合わせる作業を通じて、ことばの真の意味での「応用倫理学」に取り組むことにほかならない。初年度にあたる平成22年度は、国内各地の現場に赴いてバリアフリー教育の実態調査に従事した。またバリアフリーの教育と倫理に関わる文献の収集と読解も順調にスタートしている。なお特筆すべき研究成果としては、(1)バリアフリー教育開発研究センターが主催したエヴァ・キティさんを囲むラウンドテーブルの司会・運営に携わったこと(2010年11月12日、東京大学教育学部第一会議室)および同センター主催の国際シンポジウム「人と人との間のバリアフリー-BARRIER-FREE JUNCTION」(2011年2月19日、東京大学福武ホールラーニングシアター)の総合司会を務めたことを挙げねばならない。その際に機軸とするのは、《障碍》および《平等》という理念を再定義する(時代と社会のニーズに応じて「編み直す」unthinking)試みであって、この作業を通じて、研究代表者が考究してきた社会倫理学・社会正義の理論と現在の所属部局に設置された「バリアフリー教育開発研究センター」の実践とを相互に突き合わせ、ことばの真の意味での応用倫理学」に取り組みたいと考えている。二年目にあたる平成23年度も、各地の現場に赴いてバリアフリー教育の実態調査に従事した。バリアフリーの教育と倫理に関わる文献の収集と読解についても、順調に進展している。特筆すべき成果としては、広島大学文学部における公開授業「広島で正義とケアを編み直す」(2011年6月26日)がNHK教育テレビの「白熱教室JAPAN」枠で二回(2011年7月24日、31日)にわたって放映されたことを挙げねばなるまい。広島大学は日本学生支援機構の障害学生支援ネットワーク拠点校であり、「アクセシビリティセンター」を開設している。制度上のバリアを廃し、市民や他大学の学生、高校生に広く開放された授業を同大キャンパスで行うことにより、同大のバリアフリー化をつぶさに観察することができた。また本務校で今年度よりスタートした、学部横断型教育プログラムギバリア・スタディーズ」(前期2単位)の二回を分担できたのも得がたい経験であった(演題は「社会倫理学と障碍研究-ロールズンセンの論争を手がかりに」および「障碍・依存・ケア-エヴァ・フェダー・キテイの挑戦」。本研究は各種の教育現場における「バリアフリー教育」の拡大・進展をにらみながら、そうした特別なニーズに応える教育の後ろ盾となる社会や制度の望ましいあり方を、社会倫理学の観点から構想しようとするものである。その際に、《障碍》(以下、法令や通例に準じた用語以外はこの表記に統一する)と《平等》という理念を再定義する(時代と社会のニーズに応じて「編み直す」unthinking)試みを機軸とした。申請者がかねてより考究し続けている社会倫理学・社会正義の理論と現在の所属機関で運営に携わってきた「バリアフリー教育開発研究センター」の実践とを相互に突き合わせる作業を通じて、ことばの真の意味での「応用倫理学」に取り組むことを本旨としたのである。最終年度にあたり以下の三つの柱をもって研究を遂行したー(1)高等教育機関における「バリアフリー化」および障碍学生支援の実態調査、(2)バリアフリーの教育と倫理に関わる文献の収集と読解、(3)国内の研究協力者との連携。本研究が交付された3年間のうち後半2年間は副研究科長の職にあったため、上記「バリアフリー教育開発研究センター」の運営委員から外れざるを得なかった。もちろんその間も個人としてのバリアフリー教育の研究は怠りなく続けたつもりである。

幸い研究期間が満了した平成25年度より再び運営委員に復帰し、同センターを中心とする「バリアフリー教育プログラム」にも参画することになっている。本研究の実績を教育実践の場に還元できる機会として、積極的に活用したい。研究の態勢づくりに専念せざるを得なかった初年度に比べて、広島大学での公開授業や本務校での「バリア・スタディーズ」などの教育実践に関与する機会が与えられたため、理論と実践の「反照的均衡」(ロールズ)を身をもって試みることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度が最終年度にあたるため、研究のまとめと何らかの形での成果の社会還元を主要目標としたい。そのための方策としては、申請の当初より立てていた(1)高等教育機関における「バリアフリー化」および障碍学生支援の実態調査、(2)バリアフリーの教育と倫理に関わる文献の収集と読解、(3)国内の研究協力者との連携という三本柱を堅持することになろう。なお平成23年度よりスタートした科研費基盤研究(A)「社会に生きる学力形成をめざしたカリキュラム・イノベーションの理論的・実践的研究」(研究代表者:小玉重夫)に研究協力者(「社会参加の学習ユニット」)として加わっている。初等・中等教育との関連が強いこのプロジェクトへの参画を通じて、高等教育にウェイトを置いてきた本研究課題の拡充を図りたい。
高温極限環境から地下圏への分子微生物生態学的アプローチ

茨城県潮来市において得られた掘削コアを対象とした、遺伝子解析に成功した。コア中の細菌分布については、およそ堆積物中に3x10^88x10^6cells/cm^3の細菌が認められたが、間隙水中にはその12%にあたる6x10^5cells/cm^3の細菌が分布していた。さらに、堆積物中の細菌のおよそ5%10%が活性を有していることが細菌細胞のRNA含量の測定から推察された。次に、遺伝子解析によって以下の知見が得られた。ドメイン・バクテリアについて解析結果をみると、すべての深度でChloroflexi(クロロフレキシ)門が優占していた。Chloroflexiは古細菌に近い、系統樹の上で深いところで分岐し、4つのグループに分けられることが報告されている(Hugenholtz et al.,1998)。そのひとつがChloroflexi-3とまとめられる酸素非発生型の光合成細菌グループであるが、当然ながら地下環境からこのグループは見つからなかった。コアから得られたクローンは、Chloroflexi-1,-2,-4に分類されるが、データベースに登録されているこれらのクローン(遺伝子株)のほとんどは培養されていないことが大きな特徴である。もっとも浅い2.1m層から見いだされたChloroflexi-1は、環境中の汚染された場所から得られたクローンを多く含むという特徴がある。Chloroflexi-2のグループに分類されるクローンは全ての深度から得られたが、3.6mと6.1mから多く得られた。その類縁クローンは、冷湧水、メタン生産される環境やウラン鉱山から得られており、メタン酸化または硫酸還元反応、鉄酸化または硫黄酸化反応に関与する細菌であることが推察された。地下圏における微生物の地球化学的な作用に関する知見を得る上で重要な情報が取得された。
原初磁場を考慮した宇宙論・宇宙物理学の展開

原初磁場を正しく考慮した場合、宇宙膨張の速度と宇宙初期の音速を増加させることが分かった。この結果をもとに、研究を進め、原初磁場は、(1)観測量と矛盾がないリチウムを生成できるビッグバン元素合成を可能にすること、(2)宇宙背景放射温度揺らぎの最初のピークの位置を大きいスケールの方へずらし、振幅も小さくすること、(3)物質揺らぎの比較的小さいスケールの振幅を減少させること、(4)弱レンズ効果由来の宇宙背景放射偏光揺らぎの振幅を減少させること, (5)宇宙論パラメータ、特に暗黒物質とバリオン密度の決定に無視できない影響与えること,を解明した。1.宇宙背景放射と初期密度場における原初磁場、副次・前景成分の制限宇宙背景放射は銀河団スケール以下で前景成分である、Sunyaev-Zel'dovich (SZ)効果、Lensing効果、Possion noise、およびInfrared cluster point sourceを考慮する必要がある。これらを個々、もしくは一部と原初磁場を考慮したパラメータ制限は、過去の研究で行われてきたが、すべてを同時に考慮した原初磁場の制限はまだなかった。また、磁場のスペクトルは、インフレーション起源のpower lawモデルだけでない。特徴的スケールに依存する磁場生成モデルが提唱されている。以上から、物理的正確性の高い結果を得るために、研究代表者は原初磁場と縮退する可能性のある効果をすべて考慮した。そして、生成モデルの制限を視野に入れた原初磁場のスペクトル別の理論計算を観測と比較して、各々のパラメータを制限した。2.原初磁場と考慮したビッグバン元素合成とリチウム7問題解決策の探求ビッグバン元素合成から予想されるリチウム7量は、観測で確認された結果より大きく、リチウム問題と呼ばれる。その解策として、ダークマター候補のアクシオンによる光子冷却やX粒子を考慮して、ビッグバン元素合成でのリチウム7の量を減らす試みがある。原初磁場、アクシオンおよびX粒子を同時に考慮したビッグバン元素合成から、関係するパラメータ範囲を制限しつつ、リチウム問題の解決策を示した。3.原初磁場のパラメータと起源の複合的制限および原初磁場を考慮した物理現象の定量的考察1と3の結果を同時に考慮して原初磁場のパラメータを複合的に制限した。制限した原初磁場の起源・強度・分布を考慮して、磁場を考慮した宇宙物理現象を定量的に考察した。宇宙に存在する元素は、ビッグバン元素合成によりそのほとんどが合成された。ビッグバン元素合成で決まった軽元素組成は、宇宙の再電離、恒星進化や超新星爆発、それらに影響を受ける宇宙の化学進化を決めるにに重要な要素である。バリオン対光子比は、ビッグバン元素合成を特徴づける重要なパラメータの一つである。近年、宇宙背景放射の観測からバリオン密度比を制限することで、バリオン対光子比を制限できるようになり、バリオン対光子比による原初磁場を含めた様々なビッグバン元素合成モデルの検証が可能となった[Yamazaki & Kusakabe, PRD. 86, 123006(2012)]。観測の向上や理論の進展にも関わらず、恒星の観測から推定できるリチウム7量と,標準的なビッグバン元素合成から予想されるリチウム7量との乖離が解決できず、リチウム7問題と呼ばれている。現在、ビッグバン元素合成直後の光子冷却や、ダークマター候補であるX粒子による光分解反応、原初磁場等を考慮した新しいモデルによって、このリチウム7問題の解決に向けた研究が盛んに行われている。このような背景のもと、当研究は、そのダークマター候補の一つであるX粒子、光子冷却、および原初磁場を組み合わせることにより、自然な形でリチウムを観測範囲まで減少させることができることを解明した。また、最新の観測によって制限された宇宙の軽元素組成の結果と、この新しいビッグバン元素合成モデルから算出した理論値と比較して、リチウム7問題が解決できる原初磁場およびX粒子のパラメータを探し出した[Yamazaki, et al., PRD. 90, 023001 (2014).]。銀河団スケールで観測により数マイクロガウスの磁場が確認され、その起源を知るために、局所的なものから大局的なものまで多くの磁場の生成や進化のモデルが提唱され、多くの研究者が宇宙の晴れ上がり以前にナノガウス程度の磁場が必要であることを支持するようになった。この背景のもと、我々を含む国内外の多くの研究者が、原初磁場の初期宇宙における影響を研究し、原初磁場が宇宙論だけでなく天文・天体物理学の主要な分野で重要な役割を担っていることが分かってきた。この宇宙の原初から存在していると予想される原初磁場は、宇宙の大規模構造の元になる初期物質密度揺らぎにも影響する。以上を考慮して研究を進めた結果、宇宙の晴れ上り以前に磁場があると、実質的な放射物質エネルギー比をと流体の音速に影響を与えるため、初期物質密度揺らぎの観測量であるmatter power spectrumのピークの位置と振幅が変わり、特に、波数k = 0.01 [1/Mpc]以上のmatter power spectrumの振幅を減少させることが分かった。この結果をもとに、研究を進め、原初磁場は、(1)観測量と矛盾がないリチウムを生成できるビッグバン元素合成を可能にすること、(2)宇宙背景放射温度揺らぎの最初のピークの位置を大きいスケールの方へずらし、振幅も小さくすること、