hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯根膜血管組織の遺伝子発現様相から効率的な歯の移動を評価する研究

Waldo法を用いて歯の移動を行った際の歯根膜に発現する血管関連遺伝子の免疫組織化学および網羅的遺伝子解析の結果から、(1)血管関連遺伝子の発現比率が歯の移動後6時間に目立って増加した、(2)変性組織が生じる歯の移動の方が生じない方よりも血管関連遺伝子の発現比率が大きい傾向が認められた。これらの結果から、変性組織が形成される程度の強い矯正力は血管の新生を促し、効率的に歯の移動を生じさせる可能性が示唆された。予備実験において、スクリューを用いた実験的矯正装置により歯の移動を行った結果、圧迫歯根膜の発現部位と圧迫様相にばらつきが認められたため、その代替法として、上顎第一・第二臼歯間にオーリングを挿入し歯の移動を行った。この方法によりばらつきのない安定した歯の移動を行うことができた。本法による歯の移動では、歯の移動後3日目までに歯根膜の圧迫様相が認められ、5日目以降では歯根膜の拡張が認められた。これらの結果を踏まえ、本研究課題では圧迫歯根膜血管組織に発現する遺伝子を網羅的に解析することを主目的としていることから、その実験群を歯の移動後1、3、6、12時間(h)、1、3、5、7日間(d)の8群に変更し、近心根近心歯根膜の圧迫領域を中心に同歯根膜幅径の1/3および2/3に圧迫された領域について、成長因子であるVEGFおよびFGF-2の検出を免疫組織化学的に行った。VEGFの発現について、3h、6h、12h実験群の近心根近心歯根膜圧迫領域では対照群と比較して瀰漫性にわずかな染色強度の増加が認められたが、1/3、2/3圧迫領域との間に差は認められなかった。強拡大観察では、実験および対照群歯根膜の血管周囲に反応細胞が少数認められた。その他、破骨細胞、macrophage様細胞、骨髄細胞にも局在が認められた。FGF-2の発現について、3h、6h、12h、1d、3d実験群の近心根近心歯根膜圧迫領域では対照群と比較して瀰漫性にわずかな染色強度の増加が認められたが、VEGFと同様に1/3、2/3圧迫領域との間に差は認められなかった,強拡大観察では、対照群の血管周囲に反応細胞が少数認められたのに対し、実験群では血管周囲の他、圧迫領域全体に散在的に認められ、明らかに対照群より多かった。その他、破骨細胞、macrophage様細胞、骨髄細胞、歯髄細胞に局在が認められた。今回の実験では、血管再構築が十分に行われる期間を考慮し、6、12時間(h)、1、3、7、10、14、21日間(d)の8群を実験期間とし、VEGF、bFGFを再度、合わせてSAPK/JNK、ICAM-1について免疫組織化学を行った。検鏡部位は、咬合平面と直交する切片において歯根膜の圧迫程度が歯根膜幅径の1/3程度思われ、相当部に変性組織の認められる上顎第一臼歯舌側遠心(LD)根と圧迫程度が2/3程度で、変性組織の認められない舌側中央(LC)根とした。VEGFについて、強い染色性が破骨細胞、macrophage様細胞、骨髄細胞に、弱い染色性が対照群および実験群の歯根膜全体に認められた。形態的に7dと10の圧迫領域に強い染色性を示す細胞が比較的多く認められたが、1/3と2/3圧迫領域との間には明らかな差は認められなかった。bFGFについて、血管周囲のマクロファージ様細胞の他、破骨細胞や神経組織にも強い染色性が認められた。実験群では、12Hと1dのLC根圧迫側歯根膜全体に染色性の増加が認められた。また、LC根の14dとLD根の10dと14dに強い染色性を示す細胞が多く認められた。SAPK/JNKについて、強い染色性を示すSAPK/JNK陽性細胞が歯根膜全体に散在して認められた。その他、破骨細胞にも比較的強い染色性が認められた。圧迫歯根膜領域では陽性細胞数が少ないように思われたが、対照群との差は不明であった。ICAM-1について、強い染色が血管内皮細胞に認められ、明瞭な血管構造の確認と他組織との明瞭な区別を観察することができた。同様の染色は歯髄組織やHarvers管内血管にも認められた。強い染色性のみを示す細胞がLC根圧迫側の10dおよびLD根の7Dと10dに認められた。これは血管新生の末端(vasculogenesis)と考えられた。Waldo法による歯の移動の際の歯根膜組織変化(平成22年度実験結果)および血管関連遺伝子の免疫染色様相(平成23年度実験結果)から、実験的歯の移動期間を同遺伝子が圧迫側歯根膜に特徴的に発現するであろうと考えられる6時間、1日間、3日間、7日間、14日間の5群に設定した。

網羅的遺伝子解析のための組織採取部位は、歯根膜圧迫が歯根膜幅径の1/3程認められ、変性組織が生じる上顎第一臼歯舌側遠心(LD)根最大圧迫領域、および圧迫程度が2/3程で、変性組織が生じない舌側中央(LC)根最大圧迫領域の歯根膜とし、各々について同等量(面積)の資料採取をLaser Micro Dissection法を用いて行った。遺伝子解析はAgilentTechnologies社のRat 4×44K(Ver. 3.0/ 1 color)を用いて実験群:10、対照群:1の合計11解析を行った。実験結果は、対照群に対する実験群遺伝子の発現量をその倍数で表し、実験期間中の経時的変化として比較・評価を行った。今回の実験結果から得られたデータは膨大であり、科研費の最終報告書にその詳細を記載する予定であるが、大凡次の点が特徴的に認められた。1変性組織を伴った圧迫歯根膜組織と伴わないものの間には血管関連遺伝子も含め多くの遺伝子発現時期およびその量(倍数)に特徴的な差が認められた。2歯の移動初期に細胞間基質の分解に関与するMatrixmetalloproteinase/MM(collagenase)の発現が顕著であった。これらの実験結果から、変性組織の発現(歯の移動量)が歯根膜の再構築のメカニズム(特に硬組織のremodeling)に影響を与える可能性や歯根膜組織基質の器械的刺激に対するrapid responseが示唆された。歯根膜再構築に対する血管再生の関わりの観点から、実験期間を一部見直した。具体的に、歯の移動後1、3時間の実験群を削除し、新たに14、10、21日間の実験期間を追加し、再度実験を行った。予定した実験はすべて済んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、対照群および6、12時間(h)、1、3、7、10、14、21日間(d)の8実験群の合わせて9群に対し網羅的遺伝子解析を行う予定である。今回の資料は4% parafolmaldehydeで固定を行っているために、以前の未固定資料(対照群)との比較を行い、固定群と未固定群の遺伝子発現様相の違いについて慎重な比較検討をおこなう必要があると考えている。また、今回行った免疫組織化学の形態所見との整合性についても過去の文献所見をふまえ検討する予定である。
適応型放射線治療のための統計標準モデルに基づく非線形レジストレーション法の開発

適応型放射線治療実現のため、過去の症例データベースを用いて非線形レジストレーション法の評価を行った。本研究では、位置ずれによる線量誤差の影響が大きい、全骨髄照射(Total Marrow Irradiation)症例を主な対象として研究を行った。ミネソタ大学と協力することで全骨髄照射症例の国際データベースを作成し、開発した手法を基盤技術として、全骨髄照射における様々な問題に活用した。全骨髄照射法は、日本では未だ数例しか実施されていない最先端の治療法であり、治療にかかる時間が長いことがボトルネックとなっていた。本研究で得られた成果を用いることで、全骨髄照射の日本での普及に役立つ可能性がある。全骨髄照射(TMI: total marrow irradiation)は全身の強度変調放射線治療であり、少しの位置ずれが大きな線量誤差につながる。本研究の目的は、非線形レジストレーション法に基づき各臓器やターゲット領域の位置合わせを行い、実際の線量を評価することと、得られた画像データを積極的に用いた次世代型放射線治療計画法を開発することである。今年度は、ミネソタ大学と協力することで全骨髄照射症例におけるマルチモダリティ画像データベースの作成と画像データベースの情報を積極的に活用する赤色骨髄照射法の提案を行った。(1)白血病患者における全骨髄照射症例5例の、治療計画用CTと治療直前のMVCT間でB-splineに基づく非線形レジストレーション法を適応し、structureの変形を行った。治療計画時と治療直前におけるstructureの重心距離を求めたところ、ほとんどの臓器で重心距離は1cm以内であったが、肩関節周辺領域で2cmを超える動きが検出された。(2)全骨髄照射症例5例と7献体において、全身のDECT(deal-energy CT)を撮影し、Basis Material Composition法に基づき、赤色骨髄と黄色骨髄領域を抽出する手法を開発した。領域抽出の際に必要なパラメータは、献体の腰椎を病理標本にしたHistologyデータを教師データとして学習させた。献体のHistologyデータと、DECTに基づく黄色骨髄領域を比較したところ、両者の相関係数は0.861となった。さらに、DECTで同定された赤色骨髄領域のみに強度変調放射線治療に基づき線量を集中させる「赤色骨髄照射法」を提案した。提案手法に基づいた赤色骨髄照射を行うことで、リスク臓器の線量を保ったまま、赤色骨髄の線量増加を行うことができ、白血病患者の治療成績向上に寄与できる可能性がある。本年度は、ミネソタ大学と協力し、膀胱を模擬したDeformableファントムを開発し、低コントラスト臓器内でのRegistration精度の評価を行った。膀胱模擬ファントムに、0-70Nの力を加えて変形させ、それぞれの力をかけた状態でCT撮影を行った。ファントムには金属マーカーが21個埋め込まれており、各変形画像と変形しない場合の画像間でDeformable registrationを行った際の誤差を評価した。Deformable registrationには、画素値の二乗誤差をコスト関数に用いる手法と、相互情報量を用いたB-spline法の2種類を使用した。金属マーカーがある状態で位置合わせを行った場合、加える力(変形量)が大きくなっても、registrationの誤差量は4mm以下であった。一方で、すべての金属マーカーを周辺のCT値で埋め、画像から消去した場合には、加える力が大きくなる(変形量が大きくなる)につれて、registrationの誤差も大きくなる傾向があった。本研究は、我々の知る限り、低コントラスト領域内でのDeformable registrationの評価を行った初めての研究であり、今年度の研究結果はMedical physics誌に掲載された。本研究のこれまでの成果は、Total Marrow Irradiationに関する国際研究グループ内で、様々な研究に応用されており、本研究費を通して医学物理・放射線技術学領域における基盤技術の開発に成功したと考える。本年度は、ミネソタ大学と協力することで白血病患者における全骨髄照射症例のマルチモダリティ画像データベースの作成と画像データベースの情報を積極的に活用する次世代型放射線治療計画法の提案を行った。全骨髄照射法は、臨床研究段階の最先端の治療法であるが、提案手法に基づいた次世代型治療法である赤色骨髄照射を行うことで、リスク臓器の線量を保ったまま、赤色骨髄の線量増加を行うことができ、白血病患者に対する治療成績向上に寄与できる可能性がある。また、ミネソタ大学を通じて、欧州3カ国の施設とも共同研究をスタートしており、国際協力研究として世界をリードできる可能性がある。これまでの研究成果は、現在英語論文として執筆中である。医用画像解析次年度にさらに症例数を増やし、解析を行う予定である。また、次年度に開催されるInternational consortium of total marrow irradiation (ICTMI) workshop(Paris, France 2015年5月)において成果発表を予定しており、協力施設数の更なる増加を目指し、国際協力研究として解析を行う。今後は、今年度開発したデータベースを国際化し、実際に国際臨床治験グループ(ICTMI)での使用を目指し、改良を進める。今年度の研究成果は、現在、英語論文として執筆中である。
古典期アテナイの外人のコスモポリタン的性格に関する総合的研究

本年度は、古典期アテナイの外人の商業活動について、ネットワークという観点から研究をすすめた。まず、紀元前4世紀アテナイの銀行家について、史料を網羅的に分析することでさらに考察を深めた。先行研究では、預金や貸付といった銀行業務の具体的内容が主たる論点とされてきたため、銀行家に対する社会的認識についてはほとんど論じられていない状況にある。そこで、この問題に関して法廷弁論の分析をすすめたところ、次の二点が浮かび上がった。すなわち、アテナイ社会では銀行家に対する特定のイメージが形成されていたということ、さらには、弁論の話し手が自らの主張を強化するためにそのイメージを積極的に利用していたということである。この研究成果については、学会で口頭発表を行った。また本年度は、海上交易商人のネットワークと裁判とのかかわり方についても検討を加えた。法廷弁論の中では商人の協力関係への言及がしばしば確認されるが、先行研究はこれらを組合や連帯責任という観点から論じてきた。しかし、これらの研究にはそうした言及が行われたコンテクストに注意を向けていないという問題点がある。そこで、関連する法廷弁論を網羅的に分析した結果、次のような結論が導き出された。第一に、商人は自身と他の商人との協力関係を強調することで、信頼獲得を得ることができたとみられる。第二に、商業裁判の場では、訴訟相手とその支持者の協力関係を「共謀」という形で攻撃することによって、自身の主張の説得力を高めるという手法が用いられていたと考えられる。すなわち、協力関係への言及は、肯定的機能・否定的機能の二種類を有していたとみることができるのである。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、古典期アテナイの外人を、ポリス社会内部にとどまらず東地中海域において活動する存在としてとらえなおすことで、古代ギリシア史を新たな観点から構築することを目的とするものである。そこで、先行研究が論じてきた、ポリス社会における社会的地位という問題設定自体を再考し、こうした外人が従事した職業や、アテナイというポリスとの間に形成された関係性に着目することによって、彼らの活動を時代背景とあわせて解釈することを当面の課題とする。本年度は、古典期アテナイの外人である海上交易商人の性格について、顕彰決議碑文を主たる分析対象に据えることにより、二つの観点から考察をすすめた。第一に、交易関連奉仕に対する顕彰決議碑文を分析することで、こうした顕彰制度の存在を前提として形成された、海上交易商人間の秩序について検討した。海上交易商人の中には、様々な動機から、何らかの見返りを求めてアテナイに対して積極的に奉仕を行う者がいたことが知られている。これらの分析をとおして、海上交易商人の中には質的に異なる商人層が存在したこと、および、交易関連奉仕はアテナイのみならず他の商人にとっても有益なものとして機能し得たということを確認した。この成果については、学会で口頭報告を行った。第二に、アテナイ社会による海上交易商人の受け入れ方について、顕彰決議により付与された特権に着目することで考察を行った。その結果、海上交易商人に対する顕彰に伴う特権の種類には偏りがあることが確認された。この背景を解き明かすために、彼らに対して付与された特権に関するデータ収集を行い、検討を行った。本年度は、古典期アテナイの外人の性質のうち、とりわけ前4世紀アテナイの穀物供給問題にかかわるものについて、次の二つの観点から研究をすすめた。第一に、顕彰決議碑文に関する前年度の研究内容を発展させ、穀物供給政策としての顕彰決議が行われた社会的背景について論じた。関連碑文を詳細に検討した結果、顕彰によって付与された特権の中には、奉仕者がポリスの維持にかかわるような重要な行為を行った場合にのみ付与されるものが存在したことが明らかとなった。そして、この特権が交易関連奉仕を行った外人には付与されなかったことから、海上交易商人に対するアテナイ社会の開放性が限定的なものであったという結論を導き出した。第二に、法廷弁論の分析をとおして、銀行業に従事する者の活動について考察した。先行研究が、主として古代世界における銀行の経済的意義という観点から検討を行ってきたのに対し、本研究は、銀行の社会的意義に注目して史料の分析をすすめた。その結果、銀行家は、銀行の利用者に限らず、アテナイ市民や外国の有力者といった様々な層との人的紐帯を形成し、一定の社会的影響力を有する人々であったという状況が浮かび上がってきた。関連史料のさらなる検討が求められるが、現段階では、これらが銀行の運営を支えるものとして機能すると同時に、銀行の主たる利用者である海上交易商人の活動を支えていた可能性が高いという見通しを持っている。

法廷弁論の中では商人の協力関係への言及がしばしば確認されるが、先行研究はこれらを組合や連帯責任という観点から論じてきた。しかし、これらの研究にはそうした言及が行われたコンテクストに注意を向けていないという問題点がある。そこで、関連する法廷弁論を網羅的に分析した結果、次のような結論が導き出された。第一に、商人は自身と他の商人との協力関係を強調することで、信頼獲得を得ることができたとみられる。第二に、商業裁判の場では、訴訟相手とその支持者の協力関係を「共謀」という形で攻撃することによって、自身の主張の説得力を高めるという手法が用いられていたと考えられる。すなわち、協力関係への言及は、肯定的機能・否定的機能の二種類を有していたとみることができるのである。本年度は、顕彰決議碑文と法廷弁論という二種類の史料を組み合わせて分析をすすめることによって、前4世紀アテナイの穀物供給にかかわる人的紐帯の役割について、海上交易や銀行業といった複数の観点から詳細な検討を加えることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。穀物供給に関する本年度の研究成果をふまえつつ、前4世紀アテナイにおける商業全般にかかわる政策に目を向け、そこで外人が果たしていた役割について分析をすすめる。具体的には、碑文や法廷弁論の検討をとおして、商業関連法の運用の実態について考察する予定である。本年度は、古典期アテナイの外人について考察する上で重要な史料である顕彰決議碑文の分析をすすめることにより、本研究で検討すべき問題点を明確化することができた。本年度のデータ収集およびその検討結果をふまえ、外人に対して付与された特権に関する考察をさらに深める。具体的には、こうした特権が付与された社会的背景について法廷弁論を史料として分析を行い、顕彰決議碑文の検討から得られた結果とあわせて総合的に解釈する。
ゲノミクス・プロテオミクスによる年齢推定に関する法医学的研究

本研究の成果は以下のようである:1.ゲノミクスの手法によって年齢推定マーカー、すなわち年齢依存的発現マーカーを検索する場合、蛍光differential display法による一次screening次いでcomparative RT-PCR法による確認が有効な方法論であることが明らかとなった。2.1項によってマウス腎中に新規な年齢依存性発現分子Mpv17-like protein (M-LP)を発見した。M-LPのcDNA構造、遺伝子構造やsplicing isoformの存在など分子生物学的性状を明らかにした。細胞生物学的解析から、M-LPはペルオキシソーム膜に局在しており、その膜内のトポロジーおよびペルオキシソーム局在化シグナルを解明した。さらに、M-LPは抗酸化酵素遺伝子の発現を調節し、活性酸素の代謝に関与することが示唆された。3.年齢推定マーカーとなるM-LPヒトホモローグ(M-LPH)を同定し、その分子生物学的および細胞生物学的性状を明らかにした。4.従前のプロテオミクス解析によって見出した若年者尿特異的糖タンパクUgl-Yの完全一次構造を解析し、fibronectinの若年者特異的proteolysisによって産生されたことを明らかにした。5.各種臓器のミトコンドリアDNA(mtDNA)を解析し、mtDNA含有量、mtDNAの転写産物およびmtDNA上にコードされたタンパク質の発現量のいずれもが加齢に伴って増加する傾向を示すことを明らかにした。6.ヒト脳下垂体で年齢依存性変化を示すdeoxyribcmuclease I(DNase I)の血清活性が急性心筋梗塞発症(AMI)に伴い一過的に上昇することを見出し、血清DNase IはAMIの急性期における診断マーカーとして有用であることが明らかとなった。7.6項に関連し、血清AMIの活性上昇は経皮的冠動脈形成術に伴う一過性心筋虚血によって惹起されることから、DNase Iは一過性心筋虚血の鋭敏な診断マーカーになりうることが示唆された。本研究では、ゲノミクスおよびプロテオミクスの方法論を利用して、臓器や体液中に存在する各種の年齢依存性生体分子を検索し、これらをマーカーとして法医学的試料からの年齢推定法を確立することを目的とする。1.マウス腎臓に見出された新規な年齢依存性生体分子M-LPの細胞生物学的性状を解明した。M-LPはペルオキシゾームに局在し、その分子中にペルオキシゾーム膜輸送シグナルを含有することが明らかとなった。さらに、M-LPはsuperoxide dismutase2遺伝子の発現を亢進する作用を有し、細胞内の活性酸素代謝に関与するものと考えられた。2.年齢依存性変化を示すDNase I活性を定量するための新規な高感度活性定量法を開発し、SRED/CAM法と命名した。これまでのDNase I活性測定法に比して本法は数百倍検出感度が高く、ヒト血清1μlを使用すると数十分以内に血清DNase I活性を再現性よく定量できた。従って、SRED/CAM法は臨床検査において有用な方法であると考えられた3.ヒト脳下垂体において年齢依存性変化を示すDNase I活性を精査したところ、脳下垂体とは異なり血清に存在する酵素活性には年齢依存性が見られなかった。しかし、急性心筋梗塞患者では発症に伴い血清DNase I活性が有意に上昇することを見出した。急性心筋梗塞発症直後に血清酵素活性が上昇し、約3時間後に最大値となり、その後活性が減少した。これまで心筋梗塞の診断に利用されてきた生化学的マーカーでは発症後数時間経過しないと変動を示さず、従って血清DNase Iは急性心筋梗塞の急性期の診断

マーカーになりうるものと考えられた。今後、その変動のメカニズムを解明する予定である。4.我々がこれまでに見出した若年者特異的な年齢依存性マーカーであるUgl-Yについて、その部分一次構造を決定した。本研究では、ゲノミクスおよびプロテオミクスの方法論を利用して、臓器や体液中に存在する各種の年齢依存性生体分子を検索し、これらをマーカーとして法医学的試料からの年齢推定法を確立することを目的とする。1.最近、年齢とmtDNA量との間の正の相関が報告され、mtDNA量を指標とした年齢推定の可能性が示唆された。そこで、年齢別に採取したマウス各臓器中のmtDNA含有量を系統的に解析し、比較検討を行った。mtDNA含有量は臓器により大きく異なり、骨髄、脾、肺で低く、他方心、骨格筋で高い傾向を示した。臓器によるmtDNA含有量のバラツキは、生後2週および15ヶ月のマウスでそれぞれ20倍、50倍の範囲内で認められた。加齢に伴うmtDNA含有量の増加は、心、肺、腎、脾、骨格筋で認められたが、骨髄および脳では年齢依存性の変化は認められなかった。以上の結果から,年齢推定に用いる臓器にはmtDNA含有量が高く年齢依存性の変化を示す心や骨格筋が適しているものと考えられた。2.前年度、ヒト脳下垂体において年齢依存性変化を示すDNase Iの血清中酵素活性が急性心筋梗塞の発症に伴い有意に上昇することを見出した。今回、多数の患者群ならびに関連疾患罹患患者群について精査したところ、急性心筋梗塞発症直後に血清中酵素活性が上昇し、約3時間後に最大値となり、その後活性が減少することを検証した。このような活性変動は急性心筋梗塞特異的であり、従って血清DNase Iは急性心筋梗塞の急性期の診断マーカーになりうることが確認された。3.従前の研究で見出したマウス腎臓に見出された新規な年齢依存性生体分子M-LPについて、その局在部位であるルオキシソーム膜におけるトポロジーを解析した。その結果、M-LPは4回膜貫通型膜タンパクであり、そのNおよびC末端ドメインを細胞質側に露出していることを明らかにした。本研究では、ゲノミクスおよびプロテオミクスの方法論を利用して、臓器や体液中に存在する各種の年齢依存性生体分子を検索・解析し、これらをマーカーとして法医学的試料からの年齢推定法を確立することを目的とする。さらに、これら年齢依存性生体分子の機能を解明する1.従前の研究でマウス腎臓に見出した新規な年齢依存性生体分子M-LPについて、その分子生物学的解析を行った;(1)M-LP遺伝子を構成する5個のエクソンのうち、第2エクソンをスキップした選択的スプライシング産物を同定した。この産物はペルオキシソーム膜局在型isoform(M-LP_L)のC末端側よりなるisoform(M-LP_S)をコードしていた。(2)M-LP_Sの細胞質局在は細胞質ゾルであることを明らかにした。
高頻度の心筋分化能を備えた細胞のサブライン化と検定(多能性腫瘍細胞を用いて)

多分化能を持つ胚性腫瘍P19細胞を、1nMレチノイン酸存在下で浮遊培養すると、約10%の細胞塊に搏動を伴った心筋が出現する。これを長期培養後、細胞をクローン化し、通常培地では増殖し、1%ジメチルスルホン酸(DMSO)存在下で高頻度で搏動細胞に分化する細胞を選択し諸性質を検討した。CL6細胞と名付けたサブクローンは、親株のP19細胞と異なり坑SSEA-1抗体とほとんど反応しない。さらに分化は接着状態のままで誘導され、シートを形成し分化誘導後10日目に搏動が始まり、14日頃にはシート全体が搏動した。またDMSO添加後2日毎に全RNAを抽出しノーザンブロット分析を行なったところ、CL6細胞では胚性の心筋型ミオシン-α及び-βの発現が10日目から見られ、一方骨格筋特異的な分化制御因子であるMyoDやマイオジェニンの発現は検出されなかった。ウエスタンブロット分析でもミオシンの発現が10日目に始まり、これは搏動が観察される時期と一致した。この条件下ではほとんど搏動の見られないP19細胞では14日目にかすかなミオシンバンドが検出された。また搏動細胞を固定し、蛍光標識したMF20抗体、ファロイジン、坑デスミン抗体そして坑心筋型c-蛋白抗体で細胞が染色され、横紋構造が確認できた。リズミカルに搏動している細胞へのアセチルコリン及びアトロピンの添加実験では、分化細胞の搏動がムスカリン性アセチルコリン受容体によって影響を受けることを示した。また親株p19細胞の神経分化条件では、低頻度の神経分化能がみられたので、CL6細胞は心筋細胞分化にコミットメントはしていないが、p19細胞より心筋分化しやすいところに位置する細胞と考えられる。従ってCL6細胞は、心筋細胞へのコミットメントや分化のin vitroでの研究に有効と考えられ実験を進めている。
レーザープロファイル計測データ・高解像度衛星データによる森林モニタリング手法

平成15年度に宇都宮大学農学部附属船生演習林を対象地として、レーザープロファイラーを搭載したヘリコプターで計測されたファーストパルスデータ、ラストパルスデータから地表面データ(DTM)、林冠面データ(DCHM)を最適内挿法を用いて算出を行った。また、グランドツルースとして測定区内で樹種、林齢等、林相の異なる林分に対して試験地を設定しGPS装置を用いて現地の測量を行った。スギ、ヒノキで植栽本数が1500本、3000本、6000本、12000本の各試験地について樹木位置、林分の樹種、樹高、胸高直径などの測定を追加して行った。レーザープロファイル計測で得られたデータを画像解析することで、樹木位置、樹冠サイズなどのパラメータを抽出し、その値に対して樹冠形モデルを適用し樹冠形を再現し、樹冠形データから樹冠直径、樹冠表面積を算出することができた。また高解像度衛星IKONOSのデータの画像解析も行い、テクスチャ解析によって樹冠形状データに関するパラメータ抽出を行った。樹冠パラメータの抽出には今回新たに開発したアルゴリズムを使用した。この値からさらに林分胸高断面積合計、林分材積を推定した。地上調査で得られた測定値と比較したところ、樹高については単木それぞれについて高精度で抽出することができた。林分密度については、密度が高くなるにつれて単木の抽出精度の低下が確認された。樹冠パラメータについては陰樹冠部分の抽出ができなかったが、陽樹冠部については高精度で抽出することができた。特に樹冠パラメータの抽出についてはこれまでノイズとされてきた地表面に到達しなかったラストパルスデータを解析することによって樹冠基部高を求めることが可能であることを明らかにした。林分胸高断面積合計、林分材積も精度良く求められていた。樹種の違い、林分密度の違いによって測定精度に差が出ることが確認されたが、実用上問題なくそれぞれの林分パラメータを求めることができることが明らかになった。本研究の結果、レーザープロファイル計測データと高解像度衛星データにより、地上調査と遜色ない精度で森林モニタリングが可能となる解析手法を開発することができた。調査対象地を宇都宮大学農学部附属船生演習林とし、演習林内に針葉樹人工林、広葉樹二次林が含まれるよう空中写真等を参考に1.5km^2の測定区を設定し、測量用干渉測位式のGPSを用いて測位を行い、正確な位置特定を行った。この区域をレーザープロファイラーを搭載したヘリコプターで計測を行い、ファーストパルスデータ、ラストパルスデータから樹冠表面と林床部の形状データ(数値標高データ)の生成を行った。同時に対象区の高解像衛星IKONOSのデータを取得し、GPSの測位データと合わせて幾何的な整合をとり解析に使用できるよう補正を行った。特に、ヒノキで植栽本数が1500本、3000本、6000本、12000本の各試験地について樹木位置、林分の樹種、樹高、胸高直径などの測定を行った。レーザープロファイル計測で得られたデータを画像解析することで、樹木位置、樹冠サイズなどのパラメータを抽出し、その値に対して樹冠形モデルを適用し樹冠形を再現する。樹冠形データから樹冠直径、樹冠表面積を算出することができた。今後、地上調査で得られた樹高、胸高直径などの対応を分析し、森林資源量の推定モデル構築を行う予定である。同時に高解像度衛星IKONOSのデータの画像解析も行い、テクスチャ解析によって樹冠形状データに関するパラメータ抽出を行った。その結果とレーザープロファイル計測によって得られた樹冠形状データを合わせて、地上調査の結果と照合し、画像パターンと統計的解析により単木レベルでの樹種特定を手法を開発する。

特に樹冠パラメータの抽出についてはこれまでノイズとされてきた地表面に到達しなかったラストパルスデータを解析することによって樹冠基部高を求めることが可能であることを明らかにした。林分胸高断面積合計、林分材積も精度良く求められていた。樹種の違い、林分密度の違いによって測定精度に差が出ることが確認されたが、実用上問題なくそれぞれの林分パラメータを求めることができることが明らかになった。本研究の結果、レーザープロファイル計測データと高解像度衛星データにより、地上調査と遜色ない精度で森林モニタリングが可能となる解析手法を開発することができた。
難生分解性埋立地浸出水有機物の生物活性炭流動床プロセスにおける生分解機構

生物活性炭流動床(BACFB)プロセスを用いて、通常の生物処理プロセスでは十分に除去できない難分解性有機物を多量に含む埋立地浸出水の生物処理を試みた。水理学的滞留時間(HRT)をパラメータとして変動させ、定常状態時の溶存有機炭素(DOC)除去率、浸出水及び処理水有機物の分子量分布、吸着特性、腐植物質含有量について検討した。加えて、オゾン前処理した浸出水をBACFBプロセスにより処理し、オゾン前処理がDOC除去特性に与える影響について検討した。定常状態DOC除去率は、HRTを24hから96hに増大すると、42%から57%に向上した。この除去率向上は主に浸出水中の低分子有機物の除去によることが判明し、低分子有機物は高分子有機物に比べ生分解性が高いと推察された。活性炭吸着実験により、活性炭は浸出水及び生物処理水中の低分子有機物を選択的に吸着することが明らかになった。低分子有機物の選択的除去を介して生分解と吸着現象が整合することは、吸着現象が難生分解性有機物を生分解除去するために必要な前提条件であることを示唆した。腐植物質は浸出水中のDOCの約30%を占め、約70%が除去された。HRTの影響は認められなかった。オゾン酸化により浸出水の吸光度(UV260nm)は、接触時間に対して指数的に減少し、反してDOCは線形的に減少した。生物学的酸素要求量、BOD5はオゾン酸化により上昇したが、最大30mg/Lに制限された。オゾン酸化は芳香族性で不飽和結合を持つ浸出水有機物を脂肪族性で、UVを吸収しない、低分子の易生分解性有機物に変化させたと結論された。オゾン酸化は浸出水有機物の活性炭吸着能にも大きな影響を与えた。オゾン酸化後の浸出水の吸着能は著しく減少し、非吸着性で易生分解性有機物の増大をもたらした。オゾン前処理は、BACFBプロセスによる浸出水処理において非常に有効であることが確認された。HRT24hで、定常状態DOC除去率は42%から57%に向上した。
英語母語話者の存在場所を表す二と２つのデとの混同－範囲限定のデ及び活動場所のデ－

○研究目的:日本語学習者の場所を表す格助詞「に」の習得がどのように進むのかという発達の過程を探るため、中級レベルの学習者に見られる「クラスで2人韓国人がいる」のような「で」の誤用に焦点を当て分析した。○研究方法:アメリカのノーザンコロラド大学、コロラド州立大学、グアム大学の日本語教員及び日本語学習者に協力を得て、格助詞選択テスト式の調査を実施した。数名の学習者には格助詞を選んだ理由も聞いた。分析には回帰分析を用いた。○研究成果:まず、初級レベルの学習者51人のデータを分析した結果「食堂にいる」のような単純な存在文の「に」→「で」誤答率を目的変数にした回帰式の係数は、動作場所「で」の正答率(説明変数)が5%の有意水準で有意であった。つまり初級レベルで見られる存在場所「に」と動作場所「で」の混同の事実が回帰分析によって客観的に裏付けられた。「中位レベル」21人の結果は以下の通りである。集合体を表す名詞等を伴う存在文の「に」→「で」誤答率を目的変数にした回帰式の係数は、範囲限定「で」正答率(説明変数)が1%の有意水準で有意であった。場所を対比させた存在文の「に」→「で」誤答率を目的変数にした回帰式の係数も、範囲限定「で」正答率(説明変数)が5%の有意水準で有意であった。動作場所「で」の正答率(説明変数)にかかる係数は有意ではなかった。つまり、条件を伴う存在文において「で」と誤る現象は範囲限定「で」との混同に由来することを示唆していた。日本語学習者の場所を表す「に」の習得は、初級レベルのときには存在場所「に」と動作場所「で」の混同が見られる(本研究により客観的に裏付けられた)。中級レベルのときには移動先「に」を「で」とする誤用が現れる一方、本研究では、条件を伴う存在文における「に」→「で」の誤用が存在場所「に」と範囲限定「で」の混同により現れる可能性を示した。
分泌型スカベンジャー受容体、ガレクチン3のエンドサイトーシス機能の解析

Chinese hamster ovary cell(CHO細胞)にヒトガレクチン3をトランスフェクションし(CHO-glaectin-3細胞)、種々のリガンドのエンドサイトーシス機能を検討した。まず大腸菌に発現したレコンビナントヒトガレクチン3を抗原としてウサギの抗ヒトガレクチン3ポリクローナル抗体を作成した。この抗体を用いたウェスタンブロット法でCHO-galectin-3細胞におけるヒトガレクチン3の発現を検討すると、CHO由来の内因性ガレクチン3に加え、ヒトガレクチン3が有意に発現していることが確認された。CHO-galectin-3細胞はメイラード反応後期生成物advanced glycation endproducts(AGE)、アセチル化LDLなどの変性蛋白質を活発に細胞内に取り込んだ。AGEの細胞取り込みは、アセチル化LDLで抑制され、逆にアセチル化LDLの細胞取り込みはAGEにより有意に抑制された。従ってこれらのリガンドは共通の受容体を介して細胞に取り込まれていることが予想される。しかしガレクチン3は細胞貫通部位を持たない分泌蛋白質であることから、それ自身が受容体として機能しているという証拠は得られていない。ガレクチン3は膜蛋白質であるマック2に結合しているといわれており、今後ガレクチン3・マック2複合体が受容体として機能しているかどうかを検討する予定である。また、ガレクチン3発現によりマクロファージスカベンジャー受容体の様な他のスカベンジャー受容体の発現が誘導された可能性があり、この可能性も検討する予定である。
アラスカ先住民集落でのソーシャルワーク活動に資する実践人類学的研究

本研究は、アラスカの先住民集落社会が有する伝統的な教育方法を文化人類学的調査によって明らかにし、その成果を応用して当該社会が抱える若年者問題の解決に導くための支援制度を確立することを最終目的とするものであった。このうち、親以外の成人(メンター)による伝統的若年者教育の伝統および現在の実践例の把握については、平成27年度より30年度(延長期間)に至る4年間で計4回の現地調査を実施し、1メンターによる若年者教育は、当該社会の文化伝承の鍵となっていたこと、2狩猟採集社会で重視される観察が重視されること、3現在でも文化伝承の場で応用事例が観察できること、4現在ではメンターにアクセスできる若者とできない若者の格差が生じていることなど、その詳細を明らかにすることができた。これらの現地訪問では、当該社会で問題対応にあたる担当者と実現可能な支援制度の立案を目指す検討作業を併せて実施した。その結果、現地の社会環境・社会資源の不備などの問題からすぐに実施可能な制度の構築までは至らなかったが、1学校教育との両立困難、2メンター適任者の不足、2先住民の生活伝統の特徴であるアポイントメントの不確実性といった、実施に障害となる問題点の抽出は完了できた。以上の研究成果は、研究論文1本、学会等での発表3回で発表することができた。これに基づいて、1ソーシャルワークの訓練を受けたコーディネータの設置、2メンターに対し精神保健福祉や情報守秘などのガイダンス提供、3先住民政府による活動の評価などの提言を含む制度案を作成し、平成31年3月に調査地社会に研究協力者に送付し、コメントを待っている状態である。現在、本務校で学部長職にあるので、本研究に接続する研究に対する補助の申請は、今年度は見送ったが、研究自体は継続し本来の目的であった支援制度案の完成を目指す一方、研究成果の発表を続けていく計画である。研究計画に従い、平成27年8月10日より同月17日まで合衆国アラスカ州フォート・ユーコンにて現地調査を行った。現地では調査集落の先住民政府の事務局長、アラスカ州裁判所支所判事、小中学校長、先住民政府間協議会事務局長、同協議会が運営する診察所医師らと面会し、本プロジェクトの概要を説明するとともに協力を依頼し、全員から協力の内諾を得ることができた。あわせて、彼らから現地社会の若年者が直面している問題の諸相についてインタビュー調査を実施した。さらに、現地でメンター活動を独自に行っている人物に対して、メンター活動の伝統と現状についてインタビュー調査を行うとともに、許可を得て参与観察調査を実施した。同氏からは本計画への助言も得ることができた。本渡航では、先住民政府や市政府から、本プロジェクト(援助プログラムの実施)に対する正式な許可を得ることを目指していたが、彼らからの助言に従い、準備していたのとは別の方法で許可を得る方がよいと判断されたため、今次渡航での許可申請は見送った。帰国後は現地で得られた質的データの整理を行った。一方、日本の福祉現場で蓄積されたコミュニティソーシャルワークや若年者支援の知見や技術的方法論の調査について、研究代表者が、複数の研究協力者(福祉実践に携わる現場職員:今回は、某県児童相談所の元相談員、某市の社会福祉協議会職員)と面会し、情報を入手するとともに助言を受けることができた。当初の予定では、研究代表者が協力者の職場を訪問して調査を実施する予定であったが、協力者側の都合を優先した結果、いずれも協力者が研究代表者の本務校を訪問する形での実施となった。研究代表者は、平成27年度に2回の現地調査を計画していたが、同年11月末の父親の逝去とそれに伴う母親の支援の必要が生じたため、年末年始の研究渡航を断念せざるを得なかった。そのため平成28年2月、3月の渡航を計画したが、現地の研究協力者および調査対象者の都合から、現地に赴いても調査、打ち合わせが困難なことが判明したため、渡航計画を中止した。2回目の渡航で実施する予定だった内容は、精査のうえ、平成28年度夏に実施予定の研究渡航にてカバーする予定である。また研究に供する物品の購入については、フィールドノートなどの消耗品は平成27年度中に納品されたが、パーソナルコンピュータ、デジタルカメラなどは年度内の納品が間に合わなかった。研究計画に沿って平成28年8月7日から同月18日まで合衆国アラスカ州フォート/ユーコンにて現地調査を行った。現地では同集落先住民政府Nancy James第1首長に面会し、本研究への同意を取り付けたほか、同政府教育・就労管理官Nancy Shewfelt氏と面会し本研究について助言を受けた。またアサバスカ先住民政府間協議会Patricia Stanley事務局長、同協議会立診療所の行動保健学相談員Stephanie Hainz氏、アラスカ州裁判所支所判事Dacho Alexander氏、同集落小中学校Debbie Van Dyke校長、アラスカ大学サテライトキャンパス事務長Edward Alexander氏から、同州落社会の若者が直面している問題の所在やメンター文化について聞き取り調査を行うとともに、本研究への助言を受けた。またメンター活動を行っている同集落住民Clarence Alexander氏、Randy Van Dyke氏に対して聞き取りおよび参与観察法調査を実施した。同月19日には同州フェアバンクスに移動し、アラスカ大学人類学教授David Koester博士より本研究に関する助言を受けた。

以上のなかで、1)先住民社会では若年者特有の問題があり、とくに男性に顕著であること、その背景に戦後以降の社会変化と伝統的観念の齟齬などがあること、2)メンターをマッチングするシステムの構築には、コーディネータに賃金を支払う必要があり、その財源の確保が重要であること、3)犯罪歴が更生の妨げになるので、犯罪抑止も重要であること、4)過干渉、ネグレクトなどの親に起因する問題が同集落でも増加しており親の支援も重要であること、などが明らかになった。日本においては八街市社会福祉協議会で綿貫敏弘事務局長および生活支援班狛義和主任主事、生活クラブ風の村主任相談支援員下村功氏より聞き取り調査を実施し、日本における若年者が直面する問題の所在および最新の取り組み事例について情報を収集した。平成27年度で実施予定だった現地調査については、平成28年度8月の調査でおおむね終了することができた。しかし、本研究の目的である支援システム計画の策定に関しては、計画より遅れている。この遅れを取り戻すために、支援システムの試案を日本で作成し、メールなどの通信手段を介して事前に現地の研究協力者に送り、平成29年度に実施予定の現地調査までに試案に関する内容を検討してもらうことで、研究実施の効率化を図ることとする。また平成28年度に実施予定であった研究発表については、実施できなかった。研究に供するパーソナルコンピュータ、デジタルカメラなどについては、平成27年5月までは購入手続きが完了し納入された。上記物品購入に関しては、平成28年度に実施した調査によって明らかになった現地環境に対応したスペックの製品を購入するため、当初予算額をオーバーすることとなった。12017年8月5日から同月21日まで、合衆国アラスカ州にて現地調査・研究協力者との打ち合わせを実施した。研究対象集落フォート・ユーコンにおいては、先住民政府間協議会の事務局長、同協議会診療所のメンタルヘルス・行動障害担当のテクニシャン、先住民政府の教育雇用対策担当官、アラスカ州出張裁判所の元治安判事、小中高校の校長に、本研究が目指す計画の概要を説明し、助言を得た。さらに、調査地社会で若者に野外活動指導を行っている実践者やメンター教育を経験した高齢者にインタビュー調査を行った。フェアバンクスにおいては、アラスカ州政府の青少年保護観察官をオフィスに訪問し、アラスカ州内陸地域における青少年保護観察・更生プログラムの現状と課題について情報を入手し、本計画に関する助言も得た。加えて内陸アラスカ先住民組織TCCの教育担当官に面会し、本計画について助言を得た。これらによって、以下のことが明らかになった。1)現地社会の高齢男性は技術は持っていても教育に消極的でメンター候補者が少ない。2)アラスカ州で同様のプログラムを実施したが失敗している。現地の文化や人間関係、生活スタイルに合わせたプログラムの開発が必要。3)現地社会成員によるボランティアの教育活動は一定の成果をあげている。4)過去のメンター教育ではトレーニーの自主的な動機がカギとなる。本プログラムでは動機づけが重要となる。5)学校教育と両立できるプログラムとすること、また若者の社会生活の変化にも配慮し、参加可能なものとすることが肝要である。2支援システムの比較検討対象として千葉県警少年センターより、少年更生プログラムについて、資料入手した。
顆粒膜細胞の増殖、分化に及ぼすエストロゲンのオートクリン作用に関する研究

[目的]顆粒膜細胞に由来するestrogenは卵に対して成熟促進作用が知られているが、顆粒膜細胞自体に対しても我々が既に報告したようにepidermal growthfactor(EGF)receptorの調節などautocrine的機序での生理作用が注目されている。そこで今回estrogenがラット顆粒膜細胞の増殖に及ぼす影響をEGFとの関連において検討した。[方法]Wistar系幼若雌ラットにPMSG101Uを皮下注し、48h後に顆粒膜細胞を採取してphenol red(P)(-)Medium199中に単層培養した。24hの前培養後、実験計画に従い各種試薬を添加しさらに2436hの培養を継続した後に^3H-thymidine(1uCi/ml)を加えてその後の24時間に取り込まれた^3H-thymidineの酸不溶性分画量を測定しDNA合成量とした。なおPにはestrogen作用があることが知られており前培養以降はP(-)と(+)の双方の条件下で実験を行った。[成績](1)estradiol(E_2)はP(-)培養液中では単独で10^<-11>10^<-6>の濃度範囲で用量依存性にDNA合成を促進し、10^<-8>Mで対照の約1.7倍になった。(2)P(+)ではP(-)の約1.5倍にDNA合成量を促進した。(3)E_210^<-8>MはP(+)培地内ではP(+)対照に対し増殖効果を発現しなかった。(4)P(-)培養液中でEGFはDNA合成促進効果を認めなかった。しかし、前培養後E_210^<-8>M存在下でさらに12h培養してEGFを添加するとP(-)E_2(-)でもEGFはDNA合成量を対照の約200%に増量させた。(5)P(+)ではEGFは用量反応的にDNA合成量を増量したが、E_2添加によっても増加率は不変であった。[結論]estrogenはラット顆粒膜細胞の増殖に対し促進的に作用する。また単独ではDNA合成に影響を与えないEGFに対してもestrogenはpermissiveに作用する。これは前述の我々の報告を併せるとestrogenよるEGF受容体数増加に基づいている可能性が示唆された。
グリッド進化計算環境を用いた社会性自律群ロボットシステムの構築

自然進化がこの地球上に生物の繁栄をもたらした自然進化をメタファとした方法論を用いて人工物を設計しようとする人工生命パラダイムは,1990年代の一大ブームの後,近年になって,やっと本来の落ち着きを取り戻したといえる.この人工生命パラダイムの発信源であったLangtonの主張に直結する分野として,現在,計算機シミュレーション世界から実世界に移し込むための基幹領域に,自律ロボットの制御機構を人工進化により設計しようとする進化ロボティクスがある.研究代表者は,この分野には,永続的人工進化論と社会性自律群ロボット論の二つの重要課題の解決が必須であると主張している.本研究では,これらの理論的枠組を構築するとともに,自律ロボット実機群とその進化型計算向けグリッド計算システムを製作して検証することを目的とした.第一の主要課題は永続的人工進化論の構築であった.これに関し,(1)ニュートラルネットワーク説による人工進化理論に基づき,標準遺伝的アルゴリズムのパラメータ・チューニングを行った.(2)進化ロボティクスの問題では,ニュートラルネットワークの含有度だけでなく凸凹度も重要な問題の難易度を示す因子であり,問題の難易度をその一つを独立に議論することは実際困難で,ニュートラルネットワーク含有度と凸凹度の二つの指標から問題が持つ難易度を表現できる可能性を示した.第二の主要課題は,社会性自律群ロボット論の構築であった.これに関し,均質な自律移動群ロボットシステムから非均質へものへと機能分化していく進化型人工神経回路網を提案した.第三の主要課題は,グリッド進化計算環境の構築であった.これに関し,研究室で稼働中の計算機群を用いて進化計算の負荷分担を平準化するためのモニタリングサービスを開発しその有効性を検証した.自然進化がこの地球上に生物の繁栄をもたらした自然進化をメタファとした方法論を用いて人工物を設計しようとする人工生命パラダイムは,1990年代の一大ブームの後,近年になって,やっと本来の落ち着きを取り戻したといえる.この人工生命パラダイムの発信源であったLangtonの主張に直結する分野として,現在,計算機シミュレーション世界から実世界に移し込むための基幹領域に,自律ロボットの制御機構を人工進化により設計しようとする進化ロボティクスがある.研究代表者は,この分野には,永続的人工進化論と社会性自律群ロボット論の二つの重要課題の解決が必須であると主張している.本研究では,これらの理論的枠組を構築するとともに,自律ロボット実機群とその進化型計算向けグリッド計算システムを製作して検証することを目的とした.第一の主要課題は永続的人工進化論の構築であった.これに関し,(1)ニュートラルネットワーク説による人工進化理論に基づき,標準遺伝的アルゴリズムのパラメータ・チューニングを行った.(2)進化ロボティクスの問題では,ニュートラルネットワークの含有度だけでなく凸凹度も重要な問題の難易度を示す因子であり,問題の難易度をその一つを独立に議論することは実際困難で,ニュートラルネットワーク含有度と凸凹度の二つの指標から問題が持つ難易度を表現できる可能性を示した.第二の主要課題は,社会性自律群ロボット論の構築であった.これに関し,均質な自律移動群ロボットシステムから非均質へものへと機能分化していく進化型人工神経回路網を提案した.第三の主要課題は,グリッド進化計算環境の構築であった.これに関し,研究室で稼働中の計算機群を用いて進化計算の負荷分担を平準化するためのモニタリングサービスを開発しその有効性を検証した.進化型ロボティクスで人工神経回路網を取り扱う際に,進化的探索の困難性をあげている最大要因の一つであるneutral networksに関して,効果的な人工進化をどのように構築したら良いかという視点から,いくつかの結果を導くことができた.第1に,neutral network上での探索集団の移動速度すなわち進化速度の計測を行い,error thresholdと最適突然変異率がneutral pathの幅により変化することから,標準GAにあるような固定突然変異率を採用する時には,fail safeを意識した低い突然変異率を採用しなければならず,十分な性能が得られないことが多いことを明らかにした.第2に,これまで多峰性問題などの多くのベンチマーク問題などでは集団の収束を遅らせるように弱い淘汰圧を使うことが推奨されていたが,逆に,neutral network環境下ではふさわしくないことも明らかにした.第3に,これらの知見を下に,neutral networksを含むベンチマーク問題であるtNK問題を取り上げ,探索集団の進化挙動の観測を行った.第4に,neutralityに起因する問題の困難性を表す指標として,分子生物学における根井の標準遺伝距離を用いることを提案した.第5に,これらのことを応用問題で検証した.第6に,共進化モデルにおける淘汰の施し方に関して自然生態学に基づくモデルを構築し,比較検討した.グリッド進化計算環境やマルチロボットシステムは,今年度設計および作成作業を行ったころであり,論文として形になる成果は,来年度になる予定である.また,構築したマルチロボットシステムを用いて,連続空間を自律的に分割する機能を備えた強化学習機構を組み込み,自律的機能分化の発現を伴って適切な大域的振る舞いを獲得させることに成功した.自然進化がこの地球上に生物の繁栄をもたらした自然進化をメタファとした方法論を用いて人工物を設計しようとする人工生命パラダイムは,1990年代の一大ブームの後,近年になって,やっと本来の落ち着きを取り戻したといえる.

この人工生命パラダイムの発信源であったLangtonの主張に直結する分野として,現在,計算機シミュレーション世界から実世界に移し込むための基幹領域に,自律ロボットの制御機構を人工進化により設計しようとする進化ロボティクスがある.研究代表者は,この分野には,永続的人工進化論と社会性自律群ロボット論の二つの重要課題の解決が必須であると主張している.本研究では,これらの理論的枠組を構築するとともに,自律ロボット実機群とその進化型計算向けグリッド計算システムを製作して検証することを目的とした.第一の主要課題は永続的人工進化論の構築であった.これに関し,(1)ニュートラルネットワーク説による人工進化理論に基づき,標準遺伝的アルゴリズムのパラメータ・チューニングを行った.<2)進化ロボティクスの問題では,ニュートラルネットワークの含有度だけでなく凸凹度も重要な問題の難易度を示す因子であり,問題の難易度をその一つを独立に議論することは実際困難で,ニュートラルネットワーク含有度と凸凹度の二つの指標から問題が持つ難易度を表現できる可能性を示した.第二の主要課題は,社会性自律群ロボット論の構築であった.これに関し,均質な自律移動群ロボットシステムから非均質へものへと機能分化していく進化型人工神経回路網を提案した.第三の主要課題は,グリッド進化計算環境の構築であった.これに関し,研究室で稼働中の計算機群を用いて進化計算の負荷分担を平準化するためのモニタリングサービスを開発しその有効性を検証した.