hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
急性呼吸促迫症候群における肺内ナトリウム利尿ペプチドとその受容体の解析

平成12年度の結果では、ラットを用いた水分負荷モデルにおいて水分負荷にて惹起される血中及び肺組織内のANP、CNP濃度の変化及びその受容体のmRNAレベルの変化をみた。その結果負荷量が4ml/kg/hrを超えると肺組織内のナトリウム利尿ペプチドの調節機構が変化し、その受容体がup regulateからdown regulateへ変化するものと思われた。平成13年度はラットにLPSを投与した敗血症モデルを作成し、平成12年度同様に水分負荷実験を行った。(対象と方法)ラットを用いLPSを投与し水分負荷モデルを3時間後より0ml/kg/hr、2ml/kg/hr、4ml/kg/hr、6ml/kg/hr水分負荷し、何れも3時間負荷後(LPS投与より6時間後)に血液及び肺組織を採取した。血漿及び肺組織内ANP、CNP濃度をラジオイムノアッセイにて測定した。なお、LPSを投与3時間後、水分負荷をしない群にても血液、肺組織の採取を行った。(結果)LSP投与3時間にて血漿ANP濃度は著明に上昇し水分負荷群でも血漿ANP濃度は著明に上昇しているもののLPS3時間後の値より低い値であり負荷量によっての差は認めなかった。肺組織内のANP濃度においてもLSP投与3時間にて血漿ANP濃度は著明に上昇し、水分負荷0ml/kg/hrでは一旦低下するも、2ml/kg/hr、4ml/kg/hr、6ml/kg/hr水分負荷群ではLPS3時間後の値より低いものの著明な高値となりこれらの値には有意差はなかった。一方、血漿CNP濃度はLPS投与では上昇せず、水分負荷群では下降傾向にあった。肺組織内CNP濃度はLPS投与にて未投与群に比べて低下しているものの2ml/kg/hr、4ml/kg/hr、6ml/kg/hr水分負荷群ではLPS3時間後の値より低い値となり、これらには有意差は認めなかった。(考察)LPS投与でANPは血漿および肺組織内で著しい上昇を認めるがその後の水分負荷でのその変動は少なく、LPS投与にてANPが過剰に分泌され、その影響が持続するものと考察した。一方、CNPは血漿中、肺組織内ともにLPS投与にてその値が低下し、水分負荷の影響を殆んど受けず、肺血管拡張に局所因子として抑制的に働くものと考えられた。呼吸器外科領域において重症感染症や過大な手術侵襲後,時に急性呼吸促迫症候群(ARDS)を合併し,生命危機の状態に至ることがあるが,その病態には不明な点が多い。そこで本研究はARDSモデルの肺組織内における血管透過性に関与するナトリウム利尿ペプチド(ANP,CNP)動態を明らかにすることを目的とし,本年度はその基礎的研究として以下の研究を実施した。ラットを用い水分負荷モデル(0ml/kg/hr;コントロール,2ml/kg/hr,4ml/kg/hr,6ml/kg/hr:何れも3時間負荷)を作成し,血漿及び肺内ANP,CNP濃度をラジオイムノアッセイにて測定し,各群の肺組織内のANP,CNP及びナトリウム利尿ペプチド受容体(NPR-A,B,C)の合成系を分子生物学的に検索した。水分負荷後,血漿ANP濃度は負荷容量依存的に増加し,肺組織内のANP濃度及びANP mRNAレベルは4ml/kg/hr群から負荷容量依存的に高くなった。一方水分負荷後,血漿CNP濃度は変化しなかったが,肺内CNP濃度及びCNP mRNAレベルは4ml/kg/hr負荷群で有意に高くなり,6ml/kg/hr群ではコントロールに比べ有意に低くなった。肺組織内のANPのリガンドであるNPR-A及びCNPのリガンドであるNPR-Bの両mRNAレベルは4ml/kg/hr負荷群で有意に高くなり,6ml/kg/hr群ではコントロールに比べその値は高いものの,4ml/kg/hr負荷群に比べ低下していた。肺組織内のANP及びCNPのクリアランスレセプターであるNPR-CmRNAレベルは,負荷容量依存的に高くなった。以上の結果より,負荷容量が4ml/kg/hrを越えると肺組織内のナトリウム利尿ペプチドの調節機構が変化し,その受容体がup regulateからdouwn regulateへ変化することが明らかとなった。

肺組織内のANP濃度においてもLSP投与3時間にて血漿ANP濃度は著明に上昇し、水分負荷0ml/kg/hrでは一旦低下するも、2ml/kg/hr、4ml/kg/hr、6ml/kg/hr水分負荷群ではLPS3時間後の値より低いものの著明な高値となりこれらの値には有意差はなかった。一方、血漿CNP濃度はLPS投与では上昇せず、水分負荷群では下降傾向にあった。肺組織内CNP濃度はLPS投与にて未投与群に比べて低下しているものの2ml/kg/hr、4ml/kg/hr、6ml/kg/hr水分負荷群ではLPS3時間後の値より低い値となり、これらには有意差は認めなかった。(考察)LPS投与でANPは血漿および肺組織内で著しい上昇を認めるがその後の水分負荷でのその変動は少なく、LPS投与にてANPが過剰に分泌され、その影響が持続するものと考察した。一方、CNPは血漿中、肺組織内ともにLPS投与にてその値が低下し、水分負荷の影響を殆んど受けず、肺血管拡張に局所因子として抑制的に働くものと考えられた。
強誘電体を配合した炭素繊維強化複合材料の力学エネルギー減衰特性に関する研究

高分子マトリックスに圧電性セラミックスと導電性炭素粉末を配合した3成分複合材料において新規な力学エネルギー減衰特性が観測された。即ち試料に到達した力学的振動エネルギーは圧電効果によって電気エネルギーに更に導電効果によって熱エネルギーに変換されることが明らかとなった。PZT/LDPE/CB系で制振効率に及ぼす因子として、(1)音響インピーダンス(2)電気・機械結合係数(3)電気抵抗が明らかにされた。BaTiO3/LDPE/VGCF系では減衰特性の発現する温度領域がマトリックスの結晶分散域で顕著になること、CPEマトリックスでは相互作用のため、この温度域が室温領域に変化することが明らかにされた。又強誘電体のサイズと最適抵抗の関係から有機誘電体を分散させた有機ハイブリッド材料が制振材料として極めて有望であり、有機誘電体とマトリックスの水素結合による相互作用のもとで発現する相構造が減衰特性に大きな影響を与え、分散した誘電体の直径の減少と共に損失係数が増大することが明らかにされた。DZ/CPE,BPSR/アクリルゴムなどが大きな減衰特性を発現することが明らかされ、これらに炭素繊維VGCFを添加することにより高剛性で高減衰材料を設計できることが明らかとなった。1.炭素粉末(気相法炭素繊維、カーボンブラック)、圧電粒子(PZT)、高分子(ポリフッ化ビニリデン、低密度ポリエチレン)の3成分複合材料を作製し、動的粘弾性測定を行い複合材料の対数減衰率を炭素粉末の体積分率及びマトリックスのメルトインデックスの関数として測定した。(1)混練した試料をシート状に成形して、電気伝導度を測定し、試料内に導電経路が形成されたかを確認した。(2)動的粘弾性特性を測定し、損失正接(tanδ)の最大値を求めた。(3)動的変位を与え、減衰振動を検出し、振幅が初期振動の1/eになるまでの時間(減衰時定数)を求めた。以上の結果、低密度ポリエチレン(LDPE)/PZT/炭素繊維(CF)の系で振動の減衰は、試料の導電経路となるCFが網目構造になり始めているが、完全には形成されていない状態の、電気伝導度のパーコレーションしきい値近傍で起こることが確認できた。これは、この付近にE'の上昇に反して、E"やtanδの最大値がこの位置で観測されていることからも明らかである。以上より、LDPE/PZT/CF系材料は圧電・導電効果に基づく減衰効果の発現が認められた。2.液晶高分子ベクトラン(LCP)とケッチェンブラック(KB)の2成分複合材料において、パーコレーションしきい値近傍で損失正接の極大値が観測され、液晶などのモノドメイン構造を有する有機材料も圧電・導電効果に基づく減衰特性を発現することがわかった。1.気相法炭素繊維(VGCF)、強誘電体粒子(チタン酸バリウム,BaTiO3)、低密度ポリエチレン(LDPE)の3成分複合材料を作製し、動的粘弾性測定を行い、複合材料の力学的損失正接を炭素繊維の体積分率、および複素弾性率測定周波数の関数として測定した。(1)混練した混合物をシート状に成形して、電気伝導度を測定し、炭素繊維の充填量によって、電気的絶縁体、導電経路形成途上試料、導電経路形成試料(電気的導電体)がそれぞれ気相法炭素繊維体積分率で0-3%、3-7%、7-15%であり極めて特徴的な多重パーコレーション挙動を示す。この3種の領域は減衰特性において特徴的な変化を宗すことがわかった。(2)複合材料の動的粘弾性特性を測定し、γ緩和領域、主分散(β緩和)領域および結晶分散(α緩和)領域の力学的損失正接(tanδ)の数値を求めた。以上の結果、α緩和領域の高温側の温度域で損失係数が最大になるのはVGCFが8%のところであり、パーコレーション領域で且つ安定な導電鎖路形成の直前のところであることが判明した。さらに力学→電気→熱というエネルギー変換効率は測定周波数に強く依存し3HZから100HZに増大するに伴い損失効果が減少することから高分子と強誘電体の界面の結合状態に大きく依存していることが判明した。

2. VGCF、有機誘電体(スルフェンアミド系添加剤DZ)、塩素化ポリエチレン(CPE)の3成分複合材料では主分散域の損失係数は測定周波数50HZで炭素繊維無添加のものが最も大きく微小サイズの有機誘電体めモノドメイン構造の形成が認められた。主分散域以下の温度領域では炭素繊維の充填量とともに損失係数の増大が観測された。1.気相法炭素繊維(VGCF),強誘電体粒子(チタン酸バリウム,BaTiO_3)をポリマーマトリックス(塩素化ポリエチレン,CPEおよびナイロン6,PA6)に分散させた3成分複合材料の動的力学的性質の測定から力学的損失正接を求め、材料の損失係数の炭素繊維体積分率の影響やマトリックスと強誘電体との相互作用の相違が減衰特性にどのような影響を与えるかを解析した。(1) BaTiO3/CPE/VGCF系複合制振材料においてBaTiO_3の一定体積分率に対し複合材料の損失係数はVGCF8%で極大を示し、これは2段階のパーコレーション挙動の後期のしきい値に対応する。ポリエチレンマトリックスの結果と比較するとLDPEでは結晶分散領域で損失係数が増大するのに対しCPEでは室温領域の実用温度域で圧電・導電効果が発現する。(2)CPEに比べて弾性率の大きいPA6では、音響エネルギーの強誘電体への伝達効率が大きいため、実用温度域での損失が大きい。
パラポジトロニウムの寿命測定

ポジトロニウムは電子と陽電子の束縛状態であり,その性質の精密測定は量子電磁力学の検証につながる。ところがスピン0のポジトロニウム(p-Ps)の寿命は直接測定した例がない。これは、p-Psの寿命が非常に短く(0.1ns程度)通常の測定方法が使えないためである。本研究では、1.相対論的効果により寿命を延ばす。2.単結晶標的に高エネルギーγ線を当て、高エネルギーポジトロニウムビームを作る。3.磁場中を高速Psが通過すると相対論効果により、電場イオン化現象がおこることを利用してPsを検出する。という新しいアイデアに基づき、コヒーレント対生成理論の検証と実験装置の検討を行い、以下のような成果を得た。1.350MeVγ線ビームを用いて結晶からの電子陽電子対創生実験を行った結果、ヒコーレント効果により、予言どおりのエネルギーで生成断面積が急増することがわかった。2.このとき、発生角度の小さな事象だけを選ぶと、断面積増大効果はより顕著であり、また鋭いピークを作ることが実証され、単色高エネルギーPsのコヒーレント生成理論の妥当性がわかった。3.磁極間通過時の相対論的ポジトロニウムの電場イオン化確率の計算を行い、磁石を用いた相対論的Ps検出の具体的方法を提案した。4.これらの検討に基づき,単結晶におけるポジトロニウム生成崩壊測定システムを構築し、広島大学の150MeV電子ビーム施設REFERに設置した。まもなく、長期ビームタイムの使用が認められ計測が開始される見込みである。本研究は、真空中のパラポジトロニウムの寿命を世界ではじめて直接測定し、量子電磁力学の高次効果問題の解決に資することを目的としている。そのため、単結晶中の周期場によるコヒーレントなポジトロニウム生成を利用して、相対論的効果で寿命の延びたポジトロニウムを検出する実験をおこなうが、その初年度(H8)では、主として装置の整備と理論的検討と予備実験をおこなった。実験の主要手段となる電子ビームを得るため、広島大学ベンチャービジネスラボラトリ-(VBL)の15MeV電子周回装置から、緩やかに電子を引出す装置を設計した。これは、周回装置内にアブソ-バをいれ、それに衝突した電子が安定軌道を離れ、キッカー磁石で外に取り出されるものである。この装置は製造が完了し、今後テストがおこなわれる。また、分析磁石をシンチレーションファイバーからなるポジトロニウム検出装置のプロとタイプを製作した.東京大学原子核研究所の電子シンクロトロンを用い、結晶からの陽電子生成実験をおこない、データ解析をおこなった。その結果、電子ビーム方向と結晶軸が一致したとき確かに生成量が増大することを世界で始めて確認した。また、その増大量の絶対値と強度の結晶角度依存性から、ポシトロン生成増大の原因が、チャネリングだけでなく、コヒーレント制動放射の寄与も大きいことがわかった。(学術雑誌に投稿中)このことは、ポジトロニウム生成においても考慮すべきであり、当初見込みより強いポジトロニウムビームが得られるかもしれないという期待を抱かせるものである。ポジトロニウム生成理論と現実的実験機器配置を考慮したモンテカルロ計算をおこないポジトロニウム検出実験レイアウトを検討し、出版物(HUPD-9605改訂版)としてまとめた。さらに理論的検討および予備実験結果をまとめて、1997年3月3-6日Tomsk(ロシア)で開催されたポジトロニウム生成ワークショップで発表し、関連研究者と討議した。本研究では、単結晶中でのコヒーレントな対創成過程を利用して、パラポジトロニウムビームをつくり、寿命測定実験をおこなう。本年度は,装置の整備と理論的検討を以下のようにおこなった。1.実験の主要手段となる電子ビーム系整備の一貫として,電子収束装置を設計設置した。この装置は年度末に製造が完了し,今後テストがおこなわれる。

一方,電子周回装置周辺の放射線レベル測定を行い,測定器の被るバックグラウンドを評価した。それに基づき,検出器周辺の放射線シールドを整備した。2.データ取得ソフトウェア開発および電子陽電子検出用シンチレーションカウンタの製作をおこなった。これらは高エネルギー加速器研究機構(KEK)田無分室の電子シンクロトロンを用いたテスト実験で性能を評価した。3.昨年度におこなった結果からのポジトロン生成実験データの解析をさらにすすめた。その結果はPhysical ReviewLetters誌に掲載されている。ここで見出された知見を基にして,結晶標的を用いた陽電子源開発に関するKEKとの共同研究プロジェクトが別途スタートした。4.ポジトロニウム生成理論の基となっているBタイプコヒーレント対生成過程を実験的に検証する方法をトムスク工大グループと共同で検討した。その結果は,国際会議および学術雑誌で公表した。なお,これらの検討の結果,統計精度を向上させるためには引き出し電子ビームだけでなく,制動放射を用いた実験を併用することが望ましいことが明らかになった。1.ポジトロニウムの解離による電子陽電子対を検出するための装置を高エネルギー加速器研究機構田無分室に搬入して、最高エネルギー350MeVの制動放射による対創生断面積の光子エネルギー依存性を測定した。標的は面方位(100)のシリコンで、厚さは160ミクロンおよび40ミクロンのシリコン単結晶である。全データの数分の一にあたる電子陽電子が等しいエネルギーをもつ事象について解析をおこなった結果次のことが明らかになった。(1)光子エネルギー238MeVにおいて断面積が急に増大する。(2)結晶を薄くし、小角度方向の電子陽電子対を選択的に検出したとき、断面積増大度はさらに大きくなる。2.上記の結果は、電子ビームと結晶軸が平行な場合に期待される「Bタイプコヒーレント生成効果」の存在の世界初の明確な検証となっている。今後、電子と陽電子が異なったエネルギーを持つ事象も解析し、理論と比較することにより、X線回折の消滅則に対応する関係式が対創生過程でも成立するかどうかを明らかにすることができる。3.この実験の成功は、パラポジトロニウム寿命測定に用いる電子陽電子測定装置が正しく動作することを意味すると同時に、パラポジトロニウムコヒーレント生成理論が基本的に正しいことを示唆している。4.広島大学ベンチャービジネスラボラトリーの電子周回装置の引き出しラインおよびその制御系の整備を行い、内部結晶標的から発生するパラメトリックX線の観測に成功した。このとき、標的結晶を160ミクロンシリコンから16ミクロンの結晶10枚に変えるとX線強度が2-3倍に増大することがわかった。このような現象は既に900MeV電子を用いたわれわれの実験で既に見出されているが、今回の150MeVでの結果は、増大メカニズムを考察する上で有用なデータとなる。・昨年度,高エネルギー加速器研究機構田無分室に装置を搬入して行った予備実験(最高エネルギー350MeVの制動放射による対創生断面積の光子エネルギー依存性測定)のデータ解析をさらに進め,非対称エネルギー対創生についても,単結晶からの断面積のエネルギー依存性を決定した。
江戸初期説話集『古今犬著聞集』多角的解析のための基礎データ作り

(1)データベース入力のためのテキストの活字翻刻資料作成椋梨一雪の江戸初期説話集『古今犬著聞集』(1684)東北大学狩野文庫本(写本、全十二巻)本文の活字翻刻資料を作成、紀要発表(平成5・6年度調査より継続)と出版(平成8年3月刊)作業を進め、表記内の旧字異体字等の(Mac日本語入力機能に対応した)第二水準までの校訂を検討した。(1)平成3年度八戸高専科研費研究「哲学フォーラム」ソフトの日本語古典文献への応用として、本年度は巻一(39話)のモデル入力カード作成を通した索引項目の設定を行う。多角的検索のため、カード一件分の文章の分節化を工夫した。(2)本分・人名・地名・寺社名・年代等のカテゴリー・カード構造を与え、それぞれの項目検索と注釈の入力を可能とした。検索の基本の本文カードに本文番号・話名・年代・類話文献・本文引用欄・参考文献の各欄を、また、京都大学所蔵写本との本文校異の記入を目的としたメモ欄等を設定した。(3)試験的入力・可動の模様から、原写本のどの冊・丁表裏・巻・話かを認識できるよう、本文番号の再設定を行い、今後のカード入力作業の継続の基礎を作った。(3)注釈作業をもとにした本文研究の発表巻六の二五「京極丹後守事」の事件考証、巻八の八「依火の札に蜜夫顕事」の西鶴作品との対比作品論的論考を行った。
光トポグラフィによる言語処理メカニズムの直接的解明の可能性

昨年度までの成果としては、L2としての英語の熟達度がペーパーテストではほぼ同等とみられる印欧語と、非印欧語を母語とする2群の英語学習者に聴解課題を課し、言語野における血流変化を調査したところ、非印欧語群では印欧語群よりも、血流の増加量が有意に多く、より多くの注意資源を振り向ける必要があるようにみられた。もう一つの成果としては、学習者を血流量の増減パターンの違いにより、無活性型、過剰活性型、選択的活性型、自動活性型の4つに分類し、これらパターン別に、課題の内容に関するスキーマ情報へのアクセスの影響による血流量の変化を観察した結果、無活性型では、スキーマ情報があると、血流は有意に増加するのに対し、過剰活性型、選択的活性型では有意に減少することが観測された。これにより、スキーマは、自動活性型をのぞいては、それぞれのグループで働き方は異なるが、いずれも、課題遂行について、有利な影響を与えることが確認された。上記のような知見にもとづき、本年度は、各結果を補強する追試、結果の整理と総括、及び研究の新たな可能性の探求を主たる目標とした。具体的には年度前半を中心に(1)英語学習におけるメタ認知ストラテジーの脳科学的効果と選択的注意の関係、(2)英語学習者の母語の違いから見た脳活性状態、(3)L2としての日本語における正文と非文を交えた刺激に対する"noticing"、及び(4)日本語の擬音語・擬態語の心的イメージ等に関する追加、関連実験を行い、その成果をまとめた。同時に(5)言語学習者の脳内メカニズムの解明と光トポグラフィの言語学への応用についても考察した。さらに、新しい展開としてマルチメディア教材使用時の視線行動と第2言語処理の関係を、スキーマとしての映像提示効果の点に注目して、アイカメラと光トポグラフィの同時計測も試み、さらなる可能性についても、検討を加えた。実験1光トポグラフィの可能性探究本実験では、英語学習者の脳内メカニズムを解明することにおいて、脳機能画像装置である光トポグラフィの可能性を模索した。リスニングとリーディングにおける脳内の活性部位と活性状態を血流量により観測し、ブロードマンの脳図を参照して言語処理に関わる部位を推定した。そして、光トポグラフィをPETやfMRIと比較しながら、言語理解メカニズム解明における有効性を主張した。血流量と言語処理の関係においては、Posner(1995)等で、脳血流が増加するのは被験者が課題に対して意識的に注意を向ける時であることをPETで実証していることから、脳血流量を測定すれば選択的注意の働きが捉えられるという立場を取った。尚、こうした脳科学の面からの言語処理過程における実証データを得ることで、これまで認知理論留まっていた言語処理モデルを検討する可能性を示唆した。実験2光トポグラフィによる英語学習者の脳内活性状態の観測本実験では、脳血流量増加が注意の意識的高揚であるという立場をとり、日本人英語学習者の課題遂行中の選択的注意がどのような効果があるのかを脳科学的に明らかにした。英語学習者の上級者と初級者を被験者とし、聴解と読解の課題遂行中の脳内の血流状態と学習成績とを、学習が進むにつれて、無意識化(=自動化)を含む適切な選択的注意を働かせられるようになるという仮説により総合的に考察した。実験結果と考察課題遂行時に、初級学習者は、脳内全体に血流の増加がみられ、一方、上級学習者は、脳内の言語中枢のみに血流の増加がみられたことから、上級学習者は選択的に言語中枢を活性化させていることが示唆された。尚、血流量を比較してみると上級学習者になるにつれ減少していることから、学習が進むにつれて選択的注意は、意識的から無意識的に働くようになる。さらに、言語処理がコントロール処理から自動的処理に移行ししていくとの知見が得られた。本年度は、(1)血流量の増加と、脳神経活動の関係に関する実証データをさらに入手すること(2)言語能力の熟達度と選択的注意の関係を、さらに、多くの多様なバックグランドを持つ学習者によって検証すること等を中心に研究を実施することを計画した。具体的成果としては、第1言語と第2言語のリスニング時における脳内活性パターンについて、検証を試みた。第2言語としての英語力がほぼ同等とみられる2群の英語学習者を、L1により、印欧語を母語とするグループと、非印欧語を母語とするグループにわけて、同一の聴解課題を課し、その一間の言語野における血流変化を調査した。結果は、全体的な英語力はほぼ等しくとも、非印欧語を母語とするグループでは、印欧語群よりも、血流の増加量が有意に多く、より多くの注意資源を振り向ける必要があるようにみられた。このことは、表面的には同じ程度の負荷にみえる課題を遂行する際にも、非印欧群はより大きな負担を強いられている可能性を示唆しているように思われる。もう一つの成果としては、研究協力者である大学院国際開発研究科博士課程の大学院生である大石晴美氏は、学習者をProficiency Testの点数で分類するのではなく、血流量の増減パターンの違いにより、無活性型、過剰活性型、選択的活性型、自動活性型の4つに分類し、これらパターン別に、課題の内容に関するスキーマ情報へのアクセスの影響による血流量の変化を観察した。その結果、無活性型では、スキーマ情報があると、血流は有意に増加するのに対し、過剰活生型、選択的活生型では有意に減少することが観測された。

これにより、スキーマは、自動活性型をのぞいては、それぞれのグループで働き方は異なるが、いずれも、課題遂行について、有利な影響を与えることが確認された。なお、これらの成果は本年度の大学英語教育学会全国大会において発表された。昨年度までの成果としては、L2としての英語の熟達度がペーパーテストではほぼ同等とみられる印欧語と、非印欧語を母語とする2群の英語学習者に聴解課題を課し、言語野における血流変化を調査したところ、非印欧語群では印欧語群よりも、血流の増加量が有意に多く、より多くの注意資源を振り向ける必要があるようにみられた。もう一つの成果としては、学習者を血流量の増減パターンの違いにより、無活性型、過剰活性型、選択的活性型、自動活性型の4つに分類し、これらパターン別に、課題の内容に関するスキーマ情報へのアクセスの影響による血流量の変化を観察した結果、無活性型では、スキーマ情報があると、血流は有意に増加するのに対し、過剰活性型、選択的活性型では有意に減少することが観測された。上記のような知見にもとづき、本年度は、各結果を補強する追試、結果の整理と総括、及び研究の新たな可能性の探求を主たる目標とした。具体的には年度前半を中心に(1)英語学習におけるメタ認知ストラテジーの脳科学的効果と選択的注意の関係、(2)英語学習者の母語の違いから見た脳活性状態、(3)L2としての日本語における正文と非文を交えた刺激に対する"noticing"、及び(4)日本語の擬音語・擬態語の心的イメージ等に関する追加、関連実験を行い、その成果をまとめた。同時に(5)言語学習者の脳内メカニズムの解明と光トポグラフィの言語学への応用についても考察した。さらに、新しい展開としてマルチメディア教材使用時の視線行動と第2言語処理の関係を、スキーマとしての映像提示効果の点に注目して、アイカメラと光トポグラフィの同時計測も試み、さらなる可能性についても、検討を加えた。
腫瘍増殖因子としてのエストロゲン,その分子生物学的桟序の解明

1.ラット子宮内膜癌誘発に関するステロイドホルモンの影響2.ラット子宮内膜癌組織のエストロゲンおよびプロゲステロンレセプター(ER,PR)について誘発内膜癌組織のER,PRについて酵素抗体法,DCC法,SDG法などにより検討した。対照子宮のER,PR値はE投与により、上昇,P投与によりやゝ上昇傾向を認めたがE+P投与でほぼ不変であった。内膜癌組織は、E投与によりER,PRとも有意上昇,P投与では不変E+P投与ではPRのみ有意の上昇をみた。ERの局在は膜管上内に著明であったが間質にも存在していた。しかしこれらの変化にdose Responseは認めらなかった。3.ヌードマウス移植ヒト腫瘍組織に対するE,Pの影響ヌードマウスに移植したヒト未分化胚細胞腫を用いEおよびPの増殖に対する効果を検討した。腫瘍増殖倍加時間でみるとE10で有意促進、Plで有意遅延した。4.腫瘍組織中のオンコジーンに関する検討誘発ラット子宮内膜瘍組織中のC-myc,c-ras,c-fms,c-erbA,c-erbBについてrothen blottingによりオンコジーン増幅について検討した。しかしホルモン投与による有意な変化は観察しえなかった。4.腫瘍組織中のオンコジーンに関する検討1.DMBAによる子宮内膜癌の誘発SーD系メスラット(6週令)を去勢し.子宮の一側にDMBA添加絹糸を、他側に対照絹糸をおき子宮内膜癌を誘発し.同時に.Estrogen,Progesterone,Tamoxifen等を投与し.誘発率の差異を検討している。誘発例数が少いので.現在のところ個々の検討はしていない。2.ステロイド依存性腫瘍のステロイドに対する反応性とレセプタ-の検討卵巣Dysgerminomaから教室で樹立したJHOYLー1株をヌ-ドマウス皮下移植した糸を用いて.Estrogen,Progesteroneに対する腫瘍増殖の影響を検討した。研究に用いたヌ-ドマウス移植腫瘍は.DCC法によりER,PRともに陽性であった。Estradiol(E)1μg/bodyの投与は腫瘍増殖に全く影響を与えなかったが.E10μg/bodyの投与は有意に腫瘍増殖を促進し.Volume doubling time(VDT)をControlの43.8hrsから.22.6hrsに短縮した。一応Progesterone(P)は0.1μg/bodyの投与では増殖に影響を与えなかったが1mg/bodyの投与により有意に腫瘍増殖が抑制された(VDT=H.O)。これに腫瘍増殖に影響を与えない少量のE(1μg/body)を添加したところ.Pの増殖抑制効果が増強されVDTはさらに延長し199.2hrになった。これはE投与によりPRがinductionされたことに対応すると考えられ.ER.PR陽性腫瘍に対し.Eは腫瘍増殖促進的に.Pは抑制的に作用することがあきらかとなり、少量のEはPの作用を増強することが判明した.1.DMBAによる子宮内膜癌の誘発SーD系メスラット(6週会)を去勢し,子宮の一側にDMBA添加絹糸を挿入し,他側に対照絹糸をおき子宮内膜癌の誘発を試みた。誘発率は約20%であり,内膜腺組織の細胞異型,構造異型が観察された。同組織と対照子宮組織を採取後直ちに凍結し,薄切の後エストロゲンおよびプロゲステロンレセプタ-(ER,PR)を酵素抗体法で染色した。対照子宮においてはER,PRの染色はきわめて不良で,腺管の上皮細胞にわずかにER陽性の所見を得た。しかしPRは陰性であった。ついで誘発癌組織のER,PR染色を行ったところ,誘発癌組織の腺管上皮にER陽性所見が認められたが,同一子宮内に陰性腺管も半数程存在していたことからERの分布が必ずしも均一でないことが示された。また近接する切片においてPRを検討したがER陽性腺管が必ずしもPR陽性を示すとは限らず,その規則性は乏しかった。これらの子宮組織はホモゲナイズし,800g20分間の遠沈で得られたpelletをnuclear fractionとし,105000g60分間の遠沈上清をcutosol fractionとしてER,PRを測定した。正常子宮組織のERCは20fmol/mgP,PRCは16fmol/mgPであり,内膜癌発生子宮のERCは23fmol/mgP,PR19fmol/mgPであった。しかし両前に有意差は認められなかった(n=5)

1.ラット子宮内膜癌誘発に関するステロイドホルモンの影響S-D系メスラット(60周令)を去勢し,子宮の一側にDMBA糸を挿入し子宮内膜癌を誘発した。その際Estradiol(E),Progesterone(P)を挿入直後より種々の濃度で投与し誘発率の差異を検討した。オイル対照群の誘発率は20%,E1μg(E1):25%,E10μg(E10):25%,P-0.1mg:20%,P-1mg(P-1):15%,E1+P1:15%と各群の発生率に有意差はみられなかった。2.ラット子宮内膜癌組織のエストロゲンおよびプロゲステロンレセプター(ER,PR)について誘発内膜癌組織のER,PRについて酵素抗体法,DCC法,SDG法などにより検討した。対照子宮のER,PR値はE投与により上昇,P投与によりやゝ上昇傾向を認めたがE+P投与ではほゞ不変であった。内膜癌組織は,E投与によりER,PRとも有意上昇,P投与では不変E+P投与ではPRのみ有意の上昇をみた。ERの局在は腺管上及に著明であったが間質にも存在していた。しかしこれらの変化にdose responseは認められなかった。3.ヌードマウス移植ヒト腫瘍組織に対するE,Pの影響ヌードマウスに移植したヒト未分化胚細胞腫を用いEおよびPの増殖に対する効果を検討した。腫瘍増殖倍加時間でみるとE10で有意促進,P1で有意遅延効果がみられさらにE1+P1で倍加時間がコントロールの約5倍に遅延した。4.腫瘍組織中のオンコジーンに関する検討誘発ラット子宮内膜癌組織中のC-myc,C-ras,C-fms,C-erbA,C-erbBについてrothern blottingによりオンコジーン増幅について検討した。しかしホルモン投与による有意な変化は観察しえなかった。
CGHとarray CGHを併用した分化型胃癌及び関連病変の網羅的ゲノム解析

1965年のLaurenの分類により、胃癌はintestinal typeとdiffuse typeに分けられて考えられるようになった。Laurenのintestinal type carcinomaは腺管形成傾向の明瞭な癌で、本邦では分化型腺癌に対応する。分化型腺癌は腸上皮化生から、未分化型癌は胃固有粘膜から発生するとされてきたが、粘液組織化学の発達により、通常の分化型癌のなかにも胃型の形質を発現するものが相当数ある事が証明され、このような癌が胃型分化型癌あるいは胃型腺癌と呼ばれるようになった。本研究では、分化型胃癌(特にこの胃型腺癌)に対して、comparative genome hybridization(CGH)及びarray CGHを用いて網羅的なゲノム解析を行う事を目的とした。まず、CGHの方法論に対する研究を行い、これまでのCGHの標識法であるnick translation標識よりもrandom priming標識の方が、FISHで直接求めたコピー数をよく反映していることがわかった(Tsubosa et al. in press)。そのため、今回の研究もrandom priming標識にてCGHを行った。完全な胃型の形質を示す早期の高分化型癌(胃型腺癌)で主に低異型度な症例を対象としてCGH法を用いて染色体異常を解析した結果、低異型度なものでも相当数の染色体異常が検出され、共通するものも多く存在することがわかった。また、その共通な染色体異常は、増幅では、17q24-qter,20qが、欠失としては、6qと18qが高頻度であり、amplificationとしては、15q26が検出された(九嶋ら、2003)。さらに、胃型の形質を持つ胃型(幽門腺型)腺腫胃型腺癌のsequenceを染色体異常の観点から初めて報告することができ、array CGHの結果から幽門腺腺腫の癌化には、p16及びHER2等が候補遺伝子として挙げられた。(九嶋ら、2003)。胃癌はLaurenらによるintestinal type carcinomaとdiffuse type carcinomaに分類されることが多い。intestinal type carcinomaは腺管形成傾向の明瞭な癌で、本邦でいう分化型腺癌に対応する。一方、最近では、胃癌を粘液形質の観点から胃型、腸型及び混合型に分類することが多くなってきた。今年度は、分化型腺癌のうち、胃型腺癌に焦点をおき、胃型腺癌及び胃型の胃癌関連病変におけるゲノムの変化をCGHにより解析した。1)胃型腺癌13例のCGHを行った結果、低異型度のものを含む全症例で相当数の染色体異常が確認でき、共通するものが多く存在した。この中で、17q gain,20q gain,18q lossなど主に進行胃癌を対象としたCGH法によるゲノム解析で高頻度に報告されているものと同様の染色体異常に加え、6q loss及び15q26 ampなど胃型腺癌に特徴的と思われる染色体異常が高頻度に検出された。
水圏生物におけるD型リン脂質の分析法,分布および生理機能

本研究では非天然型の構造を有するグリセロ脂質(リン脂質,糖脂質,トリアシルグリセロール)海洋生物における分布,生合成,生物機能を解明することを目的として行われたものである。得られた成果は以下のように要約される。(1)非天然型グリセロ脂質を分析するためのキラルHPLC,逆相HPLC及びHPLC/質量分析法(ESI/MS)を確立した。(2)海洋細菌と好熱性細菌を含む約70種の細菌のリン脂質を本研究で開発した方法を用いて分析した結果,約70%の菌株から,非天然型(R, R)配置の構造を有するホスファチジルグリセロール(PG)が検出され(総PG中115%の割合で存在),R, R型PGが細菌に広く分布することが明らかとなった。(3)非天然型PGの立体構造に及ぼす培養温度の影響を検討した結果,温度の上昇につれて,R, R型PGの割合は著しく増加することを突き止めた。このことから,細菌はPGの脂肪酸組成ばかりでなく,PGの立体構造をも変えて環境の変化に適応していることが明確となった。(4)PG異性体の合成に関わる酵素(ホスホリパーゼD)の立体特異性を明らかにした。(5)逆相HPLC/ESI-MSを駆使して,グリセロ脂質海中の位置異性体を詳細に検討した結果,海藻(オゴノリなどの紅藻)のグリセロ糖脂質(モノガラクトシルジアシルグリセロール,MGDG)中に,アシル基の結合位置の逆転した異性体(reverse isomers)の存在することを初めて見出した。このことから,MGDGの前駆体である1,2-ジアシルグリセロールは2つの異なる経路で合成されることが明確となった。(6)魚類や哺乳類のリン脂質からも正常な構造とは異なるreverse isomerが少量検出された。代謝異常や病気との関連性について言及した。本研究ではD型(非天然型)リン脂質の高感度分析法の確立と海洋生物、特に海洋細菌におけるその分布と機能および生合成経路を解明することを目的とし、本年度は以下のことを明らかにした。(1)ホスファチジルグリセロール(PG)およびビスモノアシルグリセロリン酸(BMP)の各4つの立体異性体を化学合成し、それぞれをビス-3,5-ジニトロフェニルウレタン誘導体に変換したのち、ナフチル基をキラルセレクターとする2種のキラルHPLCカラム(R及びS配置を有する)を用いて、エナンチオマーとジアステレオマーの混合物の分離法を確立した。(2)細菌由来PGの立体異性体の分子種を決定するために、逆相HPLC法を検討した結果、移動相に少量の塩基(トリエチルアミン等)を添加することにより、高度不飽和酸を含む分子種を明瞭に分離できることを見出した。(3)逆相HPLCで分離された各分子種を同定するために、負イオンエレクトロスプレー質量分析(LC/ESI/MS)法を検討した。キャピラリースキマー電圧を0-300Vまで変化させて生成する負イオンスペクトルを詳細に検討した結果、顕著な分子量由来[M-H]^-イオンの生成することを観察した。このイオンとPGを構成する脂肪酸の組成から、分子種の同定が可能であることを明らかにした。本研究ではD型(非天然型)リン脂質の高感度分析法の確立と海洋生物、特に海洋細菌におけるその分布と機能および生合成経路を解明することを目的とし,本年度は以下のことを明らかにした.(2)細菌における非天然型PGの有無は,細菌の化学分類法の一つとして利用できる可能性のあることが,他の分類法との比較により明らかとなった.(3)大腸菌4株について,PGの立体構造に及ぼす培養温度の影響を検討した.

その結果,温度の上昇につれて,非天然型PGの割合は徐々に増加し,50°Cでは全PG中1525%もの多くを占めたことから,大腸菌はPGの立体構造を変えて環境の変化に適応しているものと推測された.(4)大腸菌や海洋細菌のPG分子種を同定するために,HPLC/MS法を確立した.キャピラリースキマー電圧を0-300Vまで変化させて生成する負イオンスペクトルを詳細に検討した結果,顕著な分子量関連イオン[M-H]^-の他に,構成脂肪酸に由来する[M-RCO]^-と[RCO]^-イオンが得られた.したがって,これらのイオンを用いることにより,PG分子種を極めて容易に同定できることが明らかとなった.本研究ではD型(非天然型R,R配置)リン脂質の高感度分析法の確立と海洋生物,特に海洋細菌におけるその分布と機能及び生合成経路を解明することを目的とし,本年度は以下のことを明らかにした.(1)昨年度に引き続き,海洋細菌32株(vibrio, Pseudomonas, Altermonas, Psychrobacterなど)を新たに培養し,菌体膜を構成する主要リン脂質であるホスファチジルグリセロール(PG)を分離して,その立体構造をキラルHPLC法で決定した.その結果,Vibrioを含む12種から,D型(非天然型R,R配置)配置のPGが検出され(総PG中17%の割合で存在),R,R型PGが海洋細菌に広く分布することが明らかとなった.(2)昨年度,大腸菌PGの立体構造に及ぼす培養温度の影響を検討した結果,温度の上昇につれて,R,R型PGの割合は著しくに増加することが認められた.このため,本年度は高温性細菌Bacillus 6株を培養して,PG組成を測定した.その結果,いずれの株からも高濃度のR,R型PGが検出されたことから,細菌はPGの脂肪酸組成ばかりでなく,PGの立体構造をも変えて環境の変化に適応していることが明確となった.(3)R,R型PG(非天然型)とR,S型PG(天然型)を迅速に分析するためのカラムスイッチングHPLC法を確立した.この方法の適用により,分析に必要であったPGの単離と誘導体の精製課程が不要になり,異性体の分析がより簡単に正確に行えるようになった.(4)R,R型PGはホスファチジル基変換反応か,sn-グリセロール1リン酸経路,またはR,S異性体のラセミ化によって生成することを考察した.
高伸縮性情報基盤における応用処理と連携した実行時省電力データベースの研究開発

高伸縮性情報基盤の主要な応用処理であるデータベースを対象に、アプリケーションと連携した実行時省電力技法の研究開発を行った。アプリケーションの知識(処理粒度、索引の有無など)、実行時特性(ライブラリィ挙動、入出力挙動、アクセス局所性等)を用い、アプリケーションの運用時の性能要求を満たしつつ、実行時に省電力可能なミドルウェアフレームワークの設計方式、特に複数のアプリケーション稼働時に省電力可能性の高いアクセス挙動を抽出する手法を新たに提案し、大規模エンタープライズストレージ上にて従来と比較して30%以上の省電力が可能であること実機を用いて評価し、提案方式の有効性を明らかにした。本研究では、高伸縮性情報基盤の主要な応用処理であるデータベースを対象に、応用処理と連携した実行時省電力技法の研究開発を行う.すなわち、応用の知識(処理粒度、索引の有無等)、実行時特性(ライブラリィ挙動、入出力挙動、アクセス局所性等)を用い、応用の性能要求は満たしながら、実行時に省電力可能なデータベースの設計、評価システム構築を行うことを目的としている.平成24年度は、クラウド・コンピューティング技術の最新動向調査として,クラウド基盤のシステム構成、クラウド・サービスの運用形態、データインテンシブな応用処理の利用実態、クラウド・サービス共有ミドルウェア、その他のクラウド技術(プロビジョニング、サービス保証SLA(Service Level Agreement))の最新動向の調査、省電力要件の検討を行った.また、クラスタ・サーバの省電力技術の最新動向調査として、大規模データセンタの省電力化の調査を行うと共に、サーバノードの省電力機能について調査した.また、先行してストレージシステムにおける実行時省電力フレームワークについて国際会議ICDE2012にて報告した.さらに、既存のサーバシステムを利用して高伸縮性情報基盤実験評価システムの構築を行い、OSSのデータベースを実装し、データベースベンチマークであるTPC-Hを用いて基本的なデータベース処理時における消費電力のモニタリング・解析ツールを構築し、実際にデータベース処理実行時の消費電力を計測し、データベース実行時における入出力挙動との関係を解析した.また、一般的なクラウド環境(AWS)においてストレージの消費電力削減手法としえRDBMSの動作情報を利用したストレージ間データ再配置によるストレージ停止時間の拡大を検討し,一般的な仮想化環境に適用し,ストレージ間データの移動,仮想計算機間のメモリの不均等割り当てを提案,実装し,Webサーバを用いた評価によりその有効性を確認した.また、超巨大データ応用処理として、セキュリティ分野におけるマルウェア解析分野とスマートフォン位置情報を含むセンサーデータ解析分野の技術動向と課題を調査し,マルウェア分析においては、その挙動解析のために、世界規模で急増するマルウェアの実時間処理が必要であること、また、センサーデータ解析では、データ量の急増に加え、プライバシー保護のための匿名化処理など、高負荷処理が必要であると同時に省電力化が必須であることを明らかにした.本研究では、高伸縮性情報基盤の主要な応用処理であるデータベースを対象に、応用処理と連携した実行時省電力技法の研究開発を行う.すなわち、応用の知識(処理粒度、索引の有無等)、実行時特性(ライブラリィ挙動、入出力挙動、アクセス局所性等)を用い、応用の性能要求は満たしながら、実行時に省電力可能なデータベースの設計、評価システム構築を行うことを目的としている.平成25年度は、平成24年度に行ったクラウド・コンピューティング技術の最新動向調査、省電力要件の検討に基づき、様々なアプリケーションに対応可能な省電力ミドルウェアの具体的な設計を行い、昨年度、一部の実装を行った高伸縮性情報基盤実験評価システムを用い、ミドルウエアを通じての省電力効果の実験・評価に着手した。また、ヴァーチャルマイグレーションによる大規模データアクセス処理の高速化を検討し、日本データベース学会論文誌にその成果を発表した.さらに、OSSのデータベース上にてデータベースベンチマークであるTPC-Hを用い、そのパラメタを変更すると共にディスク上のデータ配置を変更し、データベース処理実行時の消費電力を計測することで、ミドルウェアに配置された省電力機能が入出力挙動のモニタリングを行うことで、省電力可能なデータ配置を得られることを示した.また、一般的なクラウド環境(AWS)においてストレージの消費電力削減手法を検討し、ストレージ間データ再配置による停止時間の拡大により,一般的な仮想化環境でも,省電力の可能性があることを確認した.さらに、超巨大データ応用処理として、セキュリティ分野におけるマルウェア解析分野とスマートフォン位置情報を含むセンサーデータ解析分野において、データ量の急増に加え、プライバシー保護のための匿名化処理など、高負荷処理が必要であると同時に省電力化が必須であることを明らかにした.本研究では、高伸縮性情報基盤の主要な応用処理であるデータベースを対象に、応用処理と連携した実行時省電力技法の研究開発を行う。すなわち、応用の知識(処理粒度、索引の有無等)、実行時特性(ライブラリィ挙動、入出力挙動、アクセス局所性等)を用い、応用の性能要求は満たしながら、実行時に省電力可能なデータベースの設計、評価システム構築を行うことを目的としている。平成26年度は平成25年度に設計した多様なアプリケーションに対応可能な省電力ミドルウェアを基に、本年度購入したサーバ上に高伸縮性情報基盤システムを実装し、様々なアプリケーションにおいて省電力が可能となったかを実際に計測を行った。

具体的には、省電力ミドルウェアの機能を実装したデータベース上で、大規模データベースベンチマークであるTPC-Hを用いて、実行時消費電力を実測し、実行時特性としてのアクセス局所性の統計値とアプリケーション側のディスク上のデータ配置特性を利用することで、性能要求を満たしつつ電力消費を大幅に低減できることを示した。また、オンラインショッピングのウェブサービス処理を模したベンチマークTPC-Wを用い、複数のアプリケーション(ウェブサーバ、データベース、画像ファイルサーバ)が稼働する状況において、アプリケーション横断的なアクセス挙動のモニタリングを行い、30%以上の省電力が可能であることを示した。複数のアプリケーション稼働中にも省電力可能とするミドルウェアフレームワークの手法として、モニタリング時に省電力可能性の高いアクセス挙動を抽出するためのラベル付けを明らかにし、モニタリングおよび省電力技法をアプリケーションサービス実行時に実現可能とする実装方式をまとめた論文は世界的に権威のあるIEEE Transactions on Knowledge and Database Engineeringに採録された。26年度が最終年度であるため、記入しない。データベース26年度が最終年度であるため、記入しない。初年度ではあるが、データベース実行時省電力の研究成果を挙げる最初の段階として、先行して行っていたデータベースシステムのストレージに特化して実行時ストレージ省電力フレームワークの研究に関し、データベースの世界的な国際会議であるICDE2012にストレージ用実行時省電力フレームワークの提案が採録され、当初の計画以上の成果が挙げられた.また、クラウド・コンピューティング環境における個別の研究も学生奨励賞などを得て、その成果が高く評価された.平成24年度には、データベース分野の世界的な国際会議であるICDEに本科研の根幹となる手法の論文が採択され、国際的に高い評価を受け、基幹データベースシステムを用いたアプリケーションの実行時省電力の可能性を一早く明らかにすることが可能となった。さらに基幹データベースシステムのみならず、OSSとしてのデータベースシステム、あるいは、MapReduce/Hadoop環境におけるアプリケーションの入出力挙動、バーチャルマイグレーションの環境におけるアプリケーションの入出力挙動を実際のアプリケーションを稼働させることで、明らかにした。これにより、基幹データベース上の定型的なデータベース問合せ処理に加え、様々な環境におけるアドホックな問合せ(一時問合せ)においても、本科研で開発している実行時省電力手法が十分に適応可能であることが明らかとなった。
生命創発型の汎用交通制御アルゴリズムの開発

自動車数の増加により都市部では深刻な交通渋滞が慢性化している。対策として有効な道路の拡張はすでに限界に達しており、現状の資産を最大限に利用できる技術が求められている。この問題への対応として細胞内代謝経路からヒントを得た交通要素が自律的に負荷分散を行うシステムを設計し、その有用性を検証した。その結果、設計した制御アルゴリズムは交通ネットワークで使用されていない車線に対し車両を振り分けることでネットワーク全体の負荷を分散化させ、障害が発生した場合でも効率的な経路制御を行うことが示された。また、信号タイミング決定にも同様の手法を適用しその有用性が確認できたことから、提案手法の汎用性についても示した。本研究では、大量の交通需要に対する有効的な対策を示すために、生命創発型のアルゴリズムを交通制御に導入することで現状の道路資産で交通容量(車線が車両を処理できる能力)の最大化を行うことを目指す。また、提案した制御方法を異なる制御対象へ導入することによってその汎用性を示すことを目的としている。本年度は生命創発型のアルゴリズムの設計、および性能評価を行った。対象とした制御は生体内代謝経路における拮抗阻害反応であり、代謝経路内の構成要素を交通ネットワークの要素へと対応させ、その制御関数を交通ネットワーク制御へと導入した。具体的には、代謝経路を構成する基質と生成物の濃度を道路交通ネットワーク内の交差点手前の車両密度、隣接交差点の車両密度と対応させ、混雑によって変化する式を定義した(混雑指標)。また、制御対象の車両の進行方向が目的地に到着するまでにどのくらいのコストを要するかという距離に対する指標も導入した(距離指標)。この混雑指標と距離指標のそれぞれに重み係数を設定し、その和を出力する評価関数を設定した。評価関数の値が大きい経路に対して車両が進行する制御をアルゴリズムとして定義し、シミュレーションネットワーク上でその性能の検証を行った。検証の方法として、車両が最短経路で走行するものと提案アルゴリズムによって走行するそれぞれのネットワーク環境におけるDelayTime(ネットワーク上で車両が実際にかかった走行時間ー理想状態で走行した場合の走行時間)/走行距離)(sec/km))を比較することで評価を行った。その結果、提案アルゴリズムによってネットワークのDelayTimeが減少していることが確認された。また、ネットワーク全体で処理できる車両数も上昇し、構造が同じネットワーク内で最短経路で走る制御よりも提案アルゴリズムがより多くの車両を制御できることが示された。本研究は増加する交通需要に対して、現状の道路資産が有する交通容量(道路が車両を処理できる能力)を最大化させる制御方法を提案することを目指している。また、提案した制御方法にて車両自身が車両方向を決定するだけではなく、異なった制御方式にも導入することによって、制御の汎用性を示すことを目的とする。本年度は前年度で設計、および実装を行った生命創発型交通制御アルゴリズムの詳細な評価を行い、異なる制御方式である信号オフセットへのアルゴリズムの導入方法について検討を行った。提案アルゴリズムは生体内代謝経路の拮抗阻害反応式を交通要素に対応させて設計されており、その評価関数は混雑指標と距離指標によって構成されている。これらの2つの指標は重み係数によって結ばれ、その出力値によって車両が進むべき方向を決定する制御方法となっている。重み係数の値を変更することで指標の影響度を変化させ、道路ネットワークの状況、および特性に応じた車両の誘導を行うことが可能である。アルゴリズムの性能評価は車両の到達時間(DelayTime:(道路ネットワーク上で車両が目的地までに実際に掛かった時間ー理想状態で走行した場合の到達時間)/走行距離(Sec/km))によって行った。実験では、重み係数と混雑指標に含まれるパラメータを操作することによってDelayTimeの変化がどのようになるかを検証した。このパラメータは入力に対する感度に相当するものである。その結果、混雑指標に含まれるパラメータを特定の値とすることで大幅に車両の処理性能が向上することが確認された。この結果は全く同じネットワーク条件で評価関数の値を変化させることだけで状況を変化させることができ、状況に応じて柔軟かつ多様な交通要素へ提案アルゴリズムが適用できる可能性を示している。信号オフセットへの制御導入時にもこれらの実験結果を活用することが可能であると考えられる。実施計画のうち、本年度に実施予定であった以下の二項目について実施済みである。1、提案アルゴリズムの性能の評価。2、道路ネットワーク上でDeylayTime改善に寄与した交通要素の詳細な検証。加えて評価関数の構成要素に含まれる感度に関するパラメータを特定し、その値を適切に設定することで大幅なDelayTimeの向上が見込まれることを確認した。本年度は、前年度までに構築を行った生体内制御機構を導入した、経路指示アルゴリズムに含まれる感度に相当するパラメータの挙動について精査を行った。その結果、ネットワークの物理構造、信号タイミングにより輻輳の発生傾向に共通性があることが明らかとなった。感度パラメータを輻輳が発生しやすい交差点において適切に設定することにより従来の方法よって経路指示を行った場合よりもDelayTime(ネットワーク上で車両が通行に実際かかった走行時間ー理想状態で走行した場合の走行時間)/走行距離)(Sec/km))の改善がみられた。また、信号制御に対して生命創発型アルゴリズムの適用を行った。具体的には各交差点における信号サイクルの決定に経路指示アルゴリズムと同様の拮抗阻害反応を導入した。この制御は混雑の度合いが大きい道路の通行可能時間を自律的に増加させるように動作する。シミュレーションの結果、信号サイクル決定アルゴリズムの導入を行わない場合と比べてDelayTimeが改善し、ネットワーク全体で処理できる車両数も増加した。