hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微小循環領域における酸素分布イメージング双方向顕微鏡システムの開発

これとは別に通常の蛍光顕微鏡を用いた動物実験から、連続観察時の蛍光退色の特性曲線もすでに得られており、この影響も加味することで、より正確な酸素分圧評価が可能となってきた。現段階までの結果は国際学会(Osaka Symposium for Microcirculation、First Asian Congress for Microcirculation)にて発表したが、いずれも極めて高い評価を得た。最近われわれは酸素感受性蛍光色素を固定した薄膜酸素センサーを開発し、ラット腸間膜微小血管床における酸素分布を二次元的に可視化することに成功した。これはセンサー薄膜と腸間膜血管とを極めて近接させ、透過光により微小血管像を、また落射蛍光により微小血管周囲の酸素分布を、ビデオ顕微鏡的に交互に観測・記録するものである。本研究の目的は血管周囲の酸素分圧の分布と微小血流とを同時観測しうる機器を開発することにあり、初年度(平成五年度)には機器の設計と組立を完了した。今年度は実際に動物実験を行いつつ細部を改良して完成度を高めた。完成した双方向顕微鏡システムは向かい合った二台の顕微鏡(M1、M2)とその中間においた密閉チェンバーから成り、二台を独立に合焦させうる。蛍光観察時にはセンサー薄膜を水銀灯で落射励起し、蛍光像と血流をCCDカメラで双方から同時記録する。一方の蛍光顕微鏡M1はプローブ膜に合焦し、他方の顕微鏡M2は数十μm離れた腸間膜血管に合焦する。二台のカメラはそれぞれ別個のビデオレコーダに接続しており、独立した記録系である。光学系・器械系の構成の概略は以上のようであるが、現在の問題点を挙げると:(1)新規設計でなく既製の顕微鏡を流用して製作したため、微調整のための可動部を設けさせるを得なかった。これは便利ではあるが、全体としてはシステムの剛性を損ないやすい。(2)合焦ノブなどに手が届きにくく、操作に不便さが残るので、合焦機構の電動化などを追加したい。(3)動物を腹臥位で搭載するので、腸間膜、精巣挙筋などの微小血管床には使用できるが、例えば頬袋などを対象とするには、ステージまわりに多少の改造が必要である。動物実験においては、毛細血管のみならず細動脈周囲にも酸素濃度勾配が明瞭に認められた。また酸素分圧分布の時間的変化から、腸間膜組織中の酸素拡散係数と酸素消費率を評価することも可能であった。
特異的光線力学療法のためのフタロシアニン型新規光増感剤内包高分子ミセルの創製

光線力学療法(PDT)は、体内に投与された光増感剤を外部からの光照射により活性化し、産生された一重項酸素による酸化反応を利用して患部を選択的に破壊する治療法であり、がんおよび加齢黄班変性などの治療に臨床応用されている。このPDTの有効性と安全性を高めるために、光増感剤のドラッグデリバリーシステム(DDS)の開発が注目されているが、従来の技術では、凝集性の高い光増感剤の濃度消光による一重項酸素の産生効率の減少を抑制することが困難であった。そこで本研究では、このような光増感剤の凝集を抑制することを目的として、ポルフィリンを中心分子とした世代数の異なる樹状高分子(デンドリマー)型光増感剤(DP)を合成し、DPと反対電荷を有するブロック共重合体と混合することにより、DPを内包する高分子ミセル型DDSを開発した。第1世代および第2世代のDPの場合、DPとブロック共重合体の混合により大きな凝集体が形成され、それに伴い酸素消費効率が減少することが確認された。対照的に、第3世代のDPの場合には、粒径が約70nmの高分子ミセルが形成され、内核に約50個のDPを有するにも拘わらず、酸素消費効率が全く減少しないことが確認された。このようなDP内包高分子ミセルを細胞に作用させたところ、DPの世代の増加に伴い、DP内包高分子ミセルの光細胞毒性が顕著に増加し、第3世代のDPを内包した高分子ミセルは、DP単独の300倍の光細胞毒性を示すことが明らかとなった。この効果は、ミセル化によるDPの取り込み量の増加では説明することができず、DPをナノキャリアに封入することにより、PDTの効果が著しく増強されるという新しい発見である。第3世代のDPを内包した高分子ミセルは、現在、加齢黄班変性のPDTの目的において、動物実験を進めており、優れた治療効果を確認している。このように、本システムは、PDTのための新しいナノDDS戦略として今後の展開が期待される。本研究では、光力学療法(PDT)剤となるデンドリマー型光増感剤(DPs)とポリエチレングリコール-ポリリシンブロック共重合体(PEG-b-PLL)とのポリイオンコンプレックス(PIC)ミセルの機能を調べている。PEG-b-PLLはPEG-NH_2を開始剤とし、Z基で保護されたリシンの酸無水物を重合した後、Z基を脱保護して得られた(リシン重合度:29)。DPsは文献に従い合成した。PICミセルは一定量のDPとPEG-b-PLLを各々Na_2HPO_4やNaH_2PO_4溶液に溶かし、当量比を合わせ混合することで調製し、光散乱測定の後、光照射下での毒性試験とMTTアッセイにより細胞への作用を評価した。第3世代のDP/PEG-6-PLL複合体は平均粒径44nmの単峰性の分布、第2世代では55nmと300nm程度からなる2峰性の分布となることが判った。第2世代の複合体の分子量と会合数は、第3世代の系より1桁高く、この差はデンドリマーの負電荷数と構造の差に起因すると考えられる。第1世代では、単峰性の構造体(粒径127nm)が観察された。分子量と会合数は第2、第3世代の系より著しく高い。透過電顕観察より、第1世代の複合体は小さなミセルの凝集により形成されたと判明した。DPの蛍光寿命は世代の増加に伴い増大し、PICに内包すると短くなる。内包した際の蛍光寿命の減少は第3世代の場合、他の世代に比べ非常に少ない。これはサイズの大きなデンドロン組織により、DP分子間の凝集が妨げられていることを示唆する。第3世代DPの酸素消費率は、第2世代DPのPICミセルとほぼ同様で、ミセルに取り込まれても強い光力学効果を維持することが示唆された。第3世代のミセルの光毒性は著しく高く、第2世代のDPの130倍であった。第3世代のDPミセルは第2及び第1世代のPIC系より比較的高いPDT効果を示した。

このようなDP内包高分子ミセルを細胞に作用させたところ、DPの世代の増加に伴い、DP内包高分子ミセルの光細胞毒性が顕著に増加し、第3世代のDPを内包した高分子ミセルは、DP単独の300倍の光細胞毒性を示すことが明らかとなった。この効果は、ミセル化によるDPの取り込み量の増加では説明することができず、DPをナノキャリアに封入することにより、PDTの効果が著しく増強されるという新しい発見である。第3世代のDPを内包した高分子ミセルは、現在、加齢黄班変性のPDTの目的において、動物実験を進めており、優れた治療効果を確認している。このように、本システムは、PDTのための新しいナノDDS戦略として今後の展開が期待される。
地方自治体の行財政の効率性・行財政格差と財政破綻・財政改革

本研究では,日本でこれまでなされてきた市町村合併に,市町村の行財政運営の上でいかなるメリット・デメリットが存在するのか,また,一般的にどのような行財政改革の施策をとってきたかについて日本全国の市町村にアンケート調査を行い,明らかにした。また,このアンケートの結果から,市町村合併を行わなかった理由に関して,その傾向を明らかにすることができた。本研究の目的は,地方自治体の行財政運営の効率性に関する現状分析を踏まえ,将来の地方自治体間の行財政格差および地方自治体の財政破綻ついて理論・数量的に分析を行うことである。そのために,22年度においては、「市町村決算状況調」に基づき、過去10年の全国市町村の財政状況について分析を行い、合併した市町村、合併しなかった市町村について財政上違いが生じてきているか、合併の効果は出てきているかどうか研究を行った。市町村合併の全国的な傾向を知る上で非常に有益であった。また、各市町村の財政状況、行財政改革への取り組みについて正確な情報を得るためにアンケート調査を行う準備をした。すべての市町村にアンケート調査を行うことは、市町村ごとに行財政改革に対する温度差、行財政改革の市町村ごとの手法の違いを知る上で非常に有益である。アンケートの回収時期としては22年度末に発送し、23年度の最初の時期に回答をもらう事が適当と考え、準備を進めた。しかし、3月11日に東日本大震災が発生し、特に東北地方の市町村が大混乱の状況に陥り、アンケートを発送するには時期的に不適切と考え、発送を半年ほど遅らせることにした。そのために,本年度は三位一体改革あるいは市町村合併が市町村の行財政運営上においていかなる影響,問題をもたらしてきたかについて,日本全国の市町村にアンケート調査を行った。全国1700余りの市町村の中で,東日本大震災の影響がある市町村を除いた約1600の市町村のうち,約800の市町村から回答が得られ,その回収率はおおよそ50%に達した。したがって,この回答から得られる情報は,おおよそ日本の市町村の全体的な傾向をとらえているものと判断できる。このデータについては既に集計を終わっており、統計処理・分析を行なえる状況となっている。なお,このアンケートは平成22年度末において実施する予定であったが、東日本大震災のために,約半年実施を延期している。上のような状況から,上記の財政運営に関するアンケートは東日本大震災の影響を受けた市町村に対して行うことは適切ではない。むしろ,それら市町村が東日本大震災の際にどのように住民とのコミュニケーションを行い,また,復興に向けてどのように考えているかについて調査を行う方が,現在の日本,そして将来に残すべき知見の一つとして重要であると判断した。そこで,上記の財政運営に関するアンケートに加えたかたちで,東日本大震災に関するアンケートを当該市町村に向けて行った。現在はそのデータの集計を行っているところである。本研究の目的は,地方自治体の行財政運営の効率性に関する現状分析を踏まえ,将来の地方自治体間の行財政格差および地方自治体の財政破綻ついて理論・数量的に分析を行うことであった。そのために,23年度は市町村合併が市町村の行財政運営上においていかなる影響,問題をもたらしてきたかについて,日本全国の市町村にアンケート調査を行った。アンケートでは、市町村合併のメリット・デメリット、行財政の効率化の方策、施策の効果、税源移譲の十分性などについて尋ねた。24年度はこのアンケートデータに基づいて分析を行った。そこから市町村職員の目から見た行財政改革の有効性あるいは限界を読み取ることができた。また東日本大震災を受けた山形、宮城、福島の市町村については震災に関するアンケートを23年度末に別途行った。上記の市町村行財政改革についてのアンケートも同封した。約100の市町村の内約30程度の市町村から回答が得られた。そこでは震災時における情報の問題、危機対応の問題等を市町村の目から見てどうだったかを尋ねた。いずれのアンケートからも多くの知見が得られた。本年度の本来の予定と対照すると,やや遅れている状況といえるかもしれない。本来の予定では,昨年度においてアンケート調査がなされ,本年度はその統計処理を行っていることになっていたためである。しかし,上でも述べたように,東日本大震災によりアンケート調査を延期するのが適切と判断した。そのため,その分の遅れが生じたものと考えている。したがって,総合的に鑑みた結果,(2)おおむね順調に進展している,と評価をした。24年度が最終年度であるため、記入しない。上にも述べたように,東日本大震災の影響により,計画にやや遅れが見られている。そのため,本年度は財政運営に関するアンケートおよび東日本大震災に関するアンケートの記述統計をまずまとめ,それを報告書として形にすることをめざす。

それと並行し,時間をできるかぎり効率的に使いつつ,アンケートのデータを用いて多変量解析を行う。この分析により,前者のアンケートからは,三位一体改革以前に予想されていた行財政改革が実際に進展しているのか,また,市町村合併によって期待されていた効果が実際に現れているのかについて確認する。また,後者のアンケートからは,東日本大震災の影響を受けた市町村の現在の状況をまとめるとともに,将来の日本の市町村レベルにおける災害に対する姿勢に関して一定の示唆を得ることを目標にする。24年度が最終年度であるため、記入しない。
植物生合成工学による新規非天然型化合物の創製

(2)トリテルペン類ライブラリーの構築の継続;化合物として有用性の高いダンマレンジオール、α-アミリン、数多くの転移反応後生成するフリーデランを生成物として与えるトリテルペン合成酵素配列情報並びに機能解析にもとづき、新規非スクアレン型基質を合成し、非天然型ホパン誘導体、リモネン型側鎖を有する新規ダンマラン誘導体の合成を行い、そのプロセスでトリテルペン閉環時のカチオン転移反応の機構を検討する。βアミリン合成酵素を用いた新規ポリプレノイドの創製を行った。(3)プレニル転移酵素を用いた非天然型化合物の生成平成15年度に得られた酵素遺伝子に対して、部位特異的変導入により基質認識や活性発現に必須なアミノ酸残基を決定する(1)で得られる非天然型フラボノイド類に対する基質特異性を検討した。(1)カルコン合成酵素ファミリー機能解析と新規植物ポリケチドライブラリー作成生理的基質であるp-クマロイルCoAの芳香環を、ヘテロ環で置換した修飾基質や、脂肪族CoAエステル等を開始基質とし、マロニルCoAの代わりに、メチルマロニルCoAやスクシニルCoA等を鎖伸展基質として非天然型ポリケタイドライブラリーを作成した。p-クマロイルCoA以外に対してもメチルマロニルCoAは伸長単位となることが分かった。スクシニルCoAは、β-ケト酸であるマロニルCoAに比べα位の炭素の求核性低下により伸長単位として機能しないことを示した。<Org.Lett.5, 1277(2003)>Noelらのx線解析の結果からマロニルCoAの伸長反応に関与するとされるF215を中心として、活性部位を構成する4つのアミノ酸残基(C165,F215,H303,N336)に注目し、順次部位特異的変異の導入により組換え酵素機能を検討した。<J.Biol.Chem., 278, 25218(2003)>ダイオウより5分子以上のマロニルCoAを縮合しヘプタケチドを生成する新規酵素遺伝子の単離に成功した。<FEBS Lett, 562, 171(2004)>(2)トリテルペン合成酵素由来非天然型新規環状ポリプレノイド創製微生物のスクアレン環化酵素であるホパン合成酵素を利用し、スクアレン(C30=C15+C15)のアナログとして、ファルネソールやゲラニルゲラニルオールを原料として反応を行い、C35(=C15+C20),C40(=C20+C20)など、一連の新規ポリプレンの合成に成功した。<Org.Lett., 6, 803(2004)>芳香環部分を有する新規プレニルアレンの合成にも成功した。<Tet.Lett, 45, 3093(2004)>(2)トリテルペン類ライブラリーの構築の継続;化合物として有用性の高いダンマレンジオール、α-アミリン、数多くの転移反応後生成するフリーデランを生成物として与えるトリテルペン合成酵素配列情報並びに機能解析にもとづき、新規非スクアレン型基質を合成し、非天然型ホパン誘導体、リモネン型側鎖を有する新規ダンマラン誘導体の合成を行い、そのプロセスでトリテルペン閉環時のカチオン転移反応の機構を検討する。
4K・HDRディスプレイに表示された周辺視をともなう立体映像が生体に与える影響

これまでの研究において、立体映像を周辺視した際に映像の背景が脳血流量および体平衡系に影響を及ぼすことが明らかにされた。そこで平成30年度研究では、周辺視野の背景情報が生体に多大な影響をおよぼすと考えられる低精細映像に着目した。低精細映像は現代ではインターネット上で氾濫しており、特に多くの家庭で楽しめる動画サイトで、年齢を問わず容易に入手・視聴可能な点が危惧される。本研究では、「精細度の異なる映像が脳活動に及ぼす影響」を脳血流量にて検証した。詳細は次項「現在までの進捗状況」に記載するが、精細度の異なる映像視聴時における脳血流量変動を統計的に比較・検討を行った。21-24歳の健常な男性11名(平均±標準偏差:22.6±1.0歳)を対象とし、HMD(GOOVIS G2)に解像度の異なる2種類の映像コンテンツを表示させ、映像視聴時の脳血流量の変化を測定した。解像度が高い1080pの立体映像、解像度の低い360pの立体映像の順でそれぞれ60秒間立位ロンベルグ姿勢にて視認させた。このプロトコルを5回繰り返しの実験を行った。fNIRSを利用して大脳皮質における酸素化ヘモグロビン濃度(oxy-Hb)の濃度波形の積分値を指標とし、全チャンネル(48ch)において統計検定により比較を行った結果、低精細度映像において、前頭葉の全てのチャンネル、側頭葉上部(ch17、19、22、24、27、30、32、35)、後頭葉上部(37、38、39、44)で脳血流量が有意に増加した(p<0.05)。このことは、視覚対象の認識が困難になり視覚情報処理過程に負荷が加わったためであると考えられる。Bear(1983)はUnderleider & Mishkin(1982)の腹側視覚路システムに前頭葉への経路を加えたモデルを提唱した。腹側経路を構成する神経細胞は空間分解能が高く、物体の形状や色、局所的な運動野奥行き情報に選択性をもっている。そこでは、腹側視覚路は側頭葉から海馬、扁桃体を経て前頭眼窩野に達するとされる。加えて、前頭連合野における血流の亢進もみられることから、周辺視の指示があるものの、視標への眼球運動の制御が行われていることが窺える。両眼立体視の視覚情報処理において、腹側視覚経路の活動を示す側頭葉と、背側視覚経路の活動を示す後頭葉の協同性がみられるとする仮説がある。低精細映像などの視覚情報処理における負荷の高いものについては、通常の視覚情報処理過程が著しく変化する可能性がある。本年度の研究で得られた脳血流量動態の変化に基づき、(1)立体映像視認時おける腹側視覚経路の活動を示す側頭葉(19 ch)と背側視覚経路の活動を示す後頭葉(37 ch)の振幅二乗コヒーレンスを算出して、これらの活動の関連性を定量的に調査する。(2)視認映像の精細度が低下した場合において、その関連性の変化を追跡する。これらは映像酔いにも直結する事象であるため、自律神経活動との関係にも注意を払って検討を進める予定である。立体映像視認時における周囲像が生体に与える影響、特に脳血流量の変化について調査・検討を行い、「脳内における周囲像の有無に関して視覚情報処理が過負荷になっている」ことを確認するための基礎データの検討を行った。(1)背景のない立体映像コンテンツ、および(2)背景のある立体映像コンテンツの実証実験への応用を検討した。これらは、2Dおよび3D映像に変換できるコンテンツとなっている。1.脳血流量、2.心電図検査、3.重心動揺検査を健常若年者(20ー26歳平均±標準偏差:21.0±1.8)14名に実施した。(1)背景のない映像視認時において、視覚野の位置する後頭葉の酸化ヘモグロビン濃度が有意に増大し、追従視より周辺視の方がより増大した。また、(2)背景のある映像視認時においても追従視より周辺視で後頭葉上部で酸化ヘモグロビン濃度の増大がみられた。一方、前頭葉における酸化ヘモグロビン濃度の増大がみられたのは背景なしの周辺視を行ったときのみであった。これらの結果から、背景ありの映像では視覚情報量が増えることから視覚野の活性が高まっていることが考えられる。また、周辺視時の後頭葉上部で酸化ヘモグロビン濃度が増大していることは、脳内での映像処理を背側視覚路を経由し平衡感覚との連携をとっていることが考えられる。一方、前頭葉活性がみられたのは背景なしの周辺視のみであったことは、遠近感の手がかりとなる情報が不足することから空間認知を補完するための思考が行われていることが考えられ、視覚情報と眼疲労・映像酔いの脳内処理における知見が得られた。これらの実験結果は、国際会議で口頭発表を行い、現在は査読付き学術雑誌に掲載準備を始めている。平成28年度の研究計画では、上記の実験を実施し。平成28年7月のHCII 2016にて学会発表を行う予定を立てていた。前述の学会発表まで完了している(共著)。立体映像視認時における周囲像が生体に与える影響、特に脳血流量に変化について調査・検討を行い、「脳内における周囲像の有無に関して視覚情報処理が過負荷になっている」ことを実証実験にて検討を行った。(1)背景のない立体コンテンツ、および(2)背景のある立体コンテンツの実証実験への応用を検討した。

1.脳血流量、2.心電図検査、3.重心動揺検査を健常若年者14名(20ー26歳)に実施した。(1)背景のない映像視認において、視覚野の位置する後頭葉の酸化ヘモグロビン濃度が有意に増大し、追従視よりも周辺視の方がより増大した。また、(2)背景のある映像視認時においても追従視より周辺視で後頭葉上部で酸化ヘモグロビン濃度の増大が確認できた。一方、前頭葉における酸化ヘモグロビン濃度の増大がみられたのは背景なしの周辺視を行った時のみであった。これらの結果から、背景ありの映像では視覚情報量が増えることから視覚野の活性が高まっていることが考えられる。また、周辺視時の後頭葉上部で酸化ヘモグロビン濃度が増大していることは、脳内での映像処理を背側視覚路を経由し平衡感覚との連携をとっていることが考えられる。前頭葉活性がみられたのは背景なしの周辺視のみであったことは、遠近感の手がかりとなる情報が不足することから空間認知を補完するための思考が行われていることが考えられ、視覚情報と眼疲労・映像酔いの脳内処理における知見が得られた。一方、重心動揺検査において、周辺視を行った際の動揺図、その他の関連指標が追従視を行った時よりも増大したことから、視覚情報の種類によって眼疲労や映像酔いが生じる可能性が示唆された。本研究は「脳内における周囲像の有無に関して視覚情報処理が過負荷になっている」ことを明らかにすることであり、実証実験、国際会議での発表は既に行った。これらを応用し、空間認知力を訓練するための映像コンテンツの作成を試みプレ実験に取り掛かっており、当初の計画よりも進んでいる。これまでの研究において、立体映像を周辺視した際に映像の背景が脳血流量および体平衡系に影響を及ぼすことが明らかにされた。そこで平成30年度研究では、周辺視野の背景情報が生体に多大な影響をおよぼすと考えられる低精細映像に着目した。低精細映像は現代ではインターネット上で氾濫しており、特に多くの家庭で楽しめる動画サイトで、年齢を問わず容易に入手・視聴可能な点が危惧される。本研究では、「精細度の異なる映像が脳活動に及ぼす影響」を脳血流量にて検証した。詳細は次項「現在までの進捗状況」に記載するが、精細度の異なる映像視聴時における脳血流量変動を統計的に比較・検討を行った。21-24歳の健常な男性11名(平均±標準偏差:22.6±1.0歳)を対象とし、HMD(GOOVIS G2)に解像度の異なる2種類の映像コンテンツを表示させ、映像視聴時の脳血流量の変化を測定した。解像度が高い1080pの立体映像、解像度の低い360pの立体映像の順でそれぞれ60秒間立位ロンベルグ姿勢にて視認させた。このプロトコルを5回繰り返しの実験を行った。fNIRSを利用して大脳皮質における酸素化ヘモグロビン濃度(oxy-Hb)の濃度波形の積分値を指標とし、全チャンネル(48ch)において統計検定により比較を行った結果、低精細度映像において、前頭葉の全てのチャンネル、側頭葉上部(ch17、19、22、24、27、30、32、35)、後頭葉上部(37、38、39、44)で脳血流量が有意に増加した(p<0.05)。このことは、視覚対象の認識が困難になり視覚情報処理過程に負荷が加わったためであると考えられる。Bear(1983)はUnderleider & Mishkin(1982)の腹側視覚路システムに前頭葉への経路を加えたモデルを提唱した。腹側経路を構成する神経細胞は空間分解能が高く、物体の形状や色、局所的な運動野奥行き情報に選択性をもっている。
顕在化するリスクの計量化とリスク伝搬に関する統計的推測と実証研究

金融市場で観測される時系列データは高頻度に観測されることにより,我々はそこから大量の情報を獲得できることになったが,その情報の切り口に関して,従来の時間に関する先行,遅行関係の分析に加えて,長期的な変動,短期的な変動といった,周波数帯ごとに分析を行うアプローチがある。例えば分散リスク・プレミアムは,将来の株式市場の動向を予測できると言われているが,日経平均に関しては,予測力がないことがこれまでの研究で明らかとなっている。しかし大屋は日経平均に関する分散リスク・プレミアムの系列を周波数帯ごとに分解し,それぞれに分解された分散リスク・プレミアムが将来の収益率の予測に寄与しているのかどうかを検証し,長期的な変動に関しては予測力があることを明らかにした。さらにマクロ変数の特性や因果性を各周波数ごとに検証する手法に関する研究を行なった。この分析対象となるモデルについては,モデルの特定化に関して頑健性を持たせるため,多変量自己回帰モデルのラグ次数をサンプルサイズに依存させ,一般的な系列相関構造を許容する時系列モデルの理論分析を新谷と共に行った。新谷は物価上昇率,賃金上昇率,一物一価からの乖離等の経済変数を説明するための動学的マクロ経済モデルを推計し,将来予測や政策効果の測定に資する研究を行なった。これらの研究成果を学術雑誌に出版し複数の国際学会で報告した。高橋は株価収益率の分散(ボラティリティ)の変動を説明する時系列モデルであるRealized Stochastic Volatilityモデルを拡張し,日米の株価指数のリスクの測定と予測に役立つことを示し,この研究成果を国際学会(CFE2018)で報告した。株式市場を代表するインデックスである日経平均の秒次の算出は,プログラム作成の段階である。顕在化リスクに対する早期警戒指標の開発では,従来提案されたきた手法の再検証や,具体的な注文不均衡の情報の利用などの検討を引き続き行なっている。リスク事象顕在化の可能性に関する研究では,高次のモーメントの情報の利用可能性を検討すると共に,市場における価格調整速度の計測など,市場からの情報を可視化するアプローチなどの検証準備に取りかかっている。以上のことから概ね順調に計画は推進していると判断する。前年度から引き続き,秒次の日経平均の算出と算出されたインデックスを用いた分析を開始することを予定している。顕在化するリスクに対する早期警戒指標を構成する指標に関しては,実現歪度や実現尖度の応用可能性を検討する。またその際,3次と4次のモーメント情報を推定するには,収益率の高頻度の収益率のデータだけでなく,高頻度観測されたオプション価格からの情報を織り込む必要があり,データ収集とその整備などを進める計画である。時々刻々と変化する金融市場の状況をとらえるために,その市場を代表するインデックスを観測対象とすることが基本となる。日本市場の場合は日経平均がその対象となるが,公開されているインデックスの観測頻度は15秒間隔であり,市場の急変を捕捉するには十分ではない。本研究では公式な算出方法にしたがって,秒次の日経平均を算出し,市場に大きな変化をもたらすリスク事象との関連をより短い時間間隔での観測データにより明らかにしようとしている。研究初年度は,ティックデータの整備を主に行った。他方,金融市場で観測される主要な変数間の関連性としての因果性の大きさを周波数領域で分解し,どの周波数成分,言い換えると,どの周期の変動が大きな因果性をもたらしているのかなどを明らかにするための手法開発にも取り組んだ。リスク事象の顕在化をどのように捕捉するかに関しては,現時点ではボラティリティや市場における注文不均衡に関する情報を指標化することを検討中である。金融市場における価格変化の先行指標とも考えられる注文不均衡に関しては,具体的に注文板モデルに基づいて,日経225先物ミニ市場における注文不均衡と価格変化の関係の分析を行った。その研究成果は「先物・オプションレポート」に発表された。またS&P 500E-mini先物については,注文不均衡と取引価格変化率の関係をより詳細に分析し,その研究成果を日本ファイナンス学会第24回大会で発表した。さらに市場が何らかのリスク事象から影響を受ける場合,その影響を表すモデルの候補として非線形時系列モデルの適用可能性も考慮している。株式市場を代表するインデックスである日経平均の利用可能な観測頻度が15秒であることから,ティックデータを用いて,秒次の日経平均の算出を計画している。現在までは,主にティックデータの整備を行っている。顕在化リスクに対する早期警戒指標の開発では,従来提案されたきた手法の再検証や,具体的な注文不均衡の情報の利用などの検討を重ねている。リスク事象顕在化の可能性に関する研究では,これまではボラティリティの利用を基礎とした分析を遂行している。実確率測度とリスク中立測度のもとでの分散の差として定義されるバリアンス・リスクプレミアムや関連する指標としてのボラティリティ・スプレッドは,実確率測度のもとでの収益率の高次のモーメントによってその特徴を表すことができる。大屋はこれらの関係が日本の株式市場で,どのように推移して来たかを東京証券取引所の株価指数である日経平均をもちいて検証した。この成果は「先物・オプションレポート」で公開されるとともに,海外の大学で開催されたWorkshopで報告された。またバリアンス・リスクプレミアムの将来の収益率に対する予測力を,因果性の周波数分解を行うことで検証し,その成果を国際学会で報告した。新谷はインフレ率や失業率等のマクロ経済変数の動学的な性質を適切に記述できるマクロ経済モデルを構築し、将来予測値が改善するか検討した。

またマクロ変数の特性や因果性を分析するための非線形時系列モデルを開発した。これらの研究成果を学術雑誌に出版し複数の国際学会で報告した。高橋はskew-t分布を用いて拡張したRealized Stochastic Volatilityモデルを日米の株価指数に応用し、研究成果を国際学会で報告した。また米国の代表的な株式指数であるS&P500の先物であるS&P500E-mini先物の注文不均衡と価格変化率、およびボラティリティの関係を分析し、研究成果を国際学会で報告した。さらに日経225先物市場の日中流動性をInverse Limit Order Book Slopeと呼ばれる指標を用いて分析し、研究成果を「先物・オプションレポート」に発表した。株式市場を代表するインデックスである日経平均の秒次の算出は,データの収集,プログラム作成の段階である。顕在化リスクに対する早期警戒指標の開発では,従来提案されたきた手法の再検証や,具体的な注文不均衡の情報の利用などの検討を重ねている。リスク事象顕在化の可能性に関する研究では,これまではボラティリティの利用を基礎とした分析を遂行しているが,より高次のモーメントの情報の利用可能性を検討しており,日経平均へ適応した場合の問題点などを検討している段階である。以上のことから概ね順調に計画は推進していると判断する。金融市場で観測される時系列データは高頻度に観測されることにより,我々はそこから大量の情報を獲得できることになったが,その情報の切り口に関して,従来の時間に関する先行,遅行関係の分析に加えて,長期的な変動,短期的な変動といった,周波数帯ごとに分析を行うアプローチがある。例えば分散リスク・プレミアムは,将来の株式市場の動向を予測できると言われているが,日経平均に関しては,予測力がないことがこれまでの研究で明らかとなっている。しかし大屋は日経平均に関する分散リスク・プレミアムの系列を周波数帯ごとに分解し,それぞれに分解された分散リスク・プレミアムが将来の収益率の予測に寄与しているのかどうかを検証し,長期的な変動に関しては予測力があることを明らかにした。さらにマクロ変数の特性や因果性を各周波数ごとに検証する手法に関する研究を行なった。この分析対象となるモデルについては,モデルの特定化に関して頑健性を持たせるため,多変量自己回帰モデルのラグ次数をサンプルサイズに依存させ,一般的な系列相関構造を許容する時系列モデルの理論分析を新谷と共に行った。新谷は物価上昇率,賃金上昇率,一物一価からの乖離等の経済変数を説明するための動学的マクロ経済モデルを推計し,将来予測や政策効果の測定に資する研究を行なった。高橋は株価収益率の分散(ボラティリティ)の変動を説明する時系列モデルであるRealized Stochastic Volatilityモデルを拡張し,日米の株価指数のリスクの測定と予測に役立つことを示し,この研究成果を国際学会(CFE2018)で報告した。
曲線中で過度の遠心力を受ける鉄道車両のアクティブ振動制御

本研究では,曲線における振動制御とストッパ当たりの抑制を目的としたセンタリング制御を両立させる制御機構について検討が行われた.始めに,同一のアクチュエータを用いて両制御が機能することを数値シミュレーションで示した.ここで,センタリング制御に有効なアクチュエータ取り付け高さがほぼ二次ばね中心高さである.また,基本速度+45km/hで走行する際の最大制御力は,振動制御のみに要する力を大きく上回るものであり,アクチュエータとして空気式よりも油圧式,もしくは電気機械式のものを採用することの必要性が示唆された.第二に,模型実験装置を傾斜させて7°相当の超過心力が作用する状態で実験を行い,センタリング制御を併合すれば,全振動数帯域でストッパ当たりが抑制され,振動乗り心地が改善される可能性を示した.また,振動制御とセンタリング制御は両立するものの,その効果がトレードオフの開係にあることを明らかにした.第三に,H∞制御則の適用により,模型実験における制振とセンタリングの併合制御の効率化が図られた.ここでは,コントローラの設計に碁いて両制御のトレードオフを考慮した重み関数を提案し,超過遠心加速度と実際の軌道不整を模擬した不規則な加振条件の下でその有効性が確認された.第四に,車体傾斜車両で観測可能な状態量を用いた場合の制御効果が数値シミュレーションによって検討され,傾斜車体で観測される加速度を用いても,制御効果が維持されることを示した.以上,高速で曲線を通過する鉄道車両のアクティブサスペンションに必要とされる制御機構とコントローラの設計指針を確立することができた.今後,実車での確認が期待される.さらに,営業列車で採用されるためには,制御系の信頼性が担保されることが必須であり,そのための要素開発とソフト面の充実が今後の課題である.本研究では,曲線における振動制御とストッパ当たりの抑制を目的としたセンタリング制御を両立させる制御機構について検討が行われた.始めに,同一のアクチュエータを用いて両制御が機能することを数値シミュレーションで示した.ここで,センタリング制御に有効なアクチュエータ取り付け高さがほぼ二次ばね中心高さである.また,基本速度+45km/hで走行する際の最大制御力は,振動制御のみに要する力を大きく上回るものであり,アクチュエータとして空気式よりも油圧式,もしくは電気機械式のものを採用することの必要性が示唆された.第二に,模型実験装置を傾斜させて7°相当の超過心力が作用する状態で実験を行い,センタリング制御を併合すれば,全振動数帯域でストッパ当たりが抑制され,振動乗り心地が改善される可能性を示した.また,振動制御とセンタリング制御は両立するものの,その効果がトレードオフの開係にあることを明らかにした.第三に,H∞制御則の適用により,模型実験における制振とセンタリングの併合制御の効率化が図られた.ここでは,コントローラの設計に碁いて両制御のトレードオフを考慮した重み関数を提案し,超過遠心加速度と実際の軌道不整を模擬した不規則な加振条件の下でその有効性が確認された.第四に,車体傾斜車両で観測可能な状態量を用いた場合の制御効果が数値シミュレーションによって検討され,傾斜車体で観測される加速度を用いても,制御効果が維持されることを示した.以上,高速で曲線を通過する鉄道車両のアクティブサスペンションに必要とされる制御機構とコントローラの設計指針を確立することができた.今後,実車での確認が期待される.さらに,営業列車で採用されるためには,制御系の信頼性が担保されることが必須であり,そのための要素開発とソフト面の充実が今後の課題である.本研究では,直線における振動制御とストッパ当たりの抑制を目的としたセンタリング制御を両立させる制御機構について検討した.始めに,数値シミュレーションにより,制振とセンタリングの併合制御の有効性を単純なLQ制御則を用いて検討した.まず,制御無しの場合,曲線通過中に外軌側へ大きな変位を生じ,ストッパ当たりを生ずるのに対し,制御有りの場合では,車体が軌道中心方向に押し戻され,ストッパ当たりが抑制されることが示された.次に,アクチュエータ取り付け高さが制御効果に及ぼす影響を調べ,センタリング制御を行う上で有効な高さは,ほぼ二欠ぱね中心高さに相当することを示した.ここで最大制御力は,曲線半径300mを本則+45km/hの速度で走行する場合の24kNであり,これは車体重量の約20%に相当する値であり,振動制御のみに要する力を大きく上回るものであった.なお,この検討では,コントローラ設計のための状態変数として,車体・台車間の相対変位と相対速度を考慮することの有効性を確認した.第2に,模型実験装置を用いて実験的な検討を行った.実験装置を傾斜させて7度相当の超過遠心力が作用する状態を作り加振すると,振動制御のみのコントローラは全帯域でストッパ当たりを生じた.しかし,センタリング制御を併合することによって,全帯域でのストッパ当たりを抑制した.次に,振動制御のみ,およびセンタリングとの併合制御の実験結果を比較し,以下の結果を得た.鉄道車両が高速で曲線を通過する時,センタリング併合制御により,乗り心地に悪影響を及ぼしやすい振動数帯の振動に減少が認められ,乗り心地改善の可能性が示された.また,振動制御とセンタリング制御は両立はするものの,その効果はトレードオフ的な関係にあることが示された.

本研究では,直線における振動制御と高速曲線走行時のストッパ当たり抑制を目的としたセンタリング制御を両立させる制御機構と制御則について検討が行われている.昨年度は,単純なLQ制御則によるシミュレーション検討から,大きな超過遠心力が作用する状態でも車体を軌道中心方向に押し戻し,ストッパ当たりを抑えるとともに振動も抑制できる可能性が示された.ここでは,コントローラ設計のための状態変数として,車体・台車間の相対変位と相対速度を考慮することが有効であり,また,そのアクチュエータ出力は振動制御のみに要する力を大きく上回ることを示した.これらは,模型車両装置を用いた実験でもある程度の効果が確認されたが,振動制御とセンタリング制御の効果にはトレードオフ的な関係のあることが示された.今年度は検討をより現実に近づけるため,実際に測定可能な観測量から制御に必要な状態量を推定するLQG/LTR制御則と,両制御の制振周波数域を考慮して制御性を向上させるH∞制御則の適用を検討し,それぞれ半車両縮小模型実験装置を用いてその有効性を検証した.結果をまとめると,以下のようになる.(1)振動制御に用いられてきた加速度のみを観測するコントローラでは,センタリングが十分に機能しないためストッパ当たりを防ぐことができず,1次固有振動数を超える帯域で振動の増大を招く.(2)センタリング機能を向上させるため,観測量として車体・台車間の相対変位を加えることが有効である.この車体・台車間の相対変位は,実際の鉄道車両で測定可能な観測量である.(3)H∞制御則では,この相対変位にかける重みのゲインとカットオブ周波数を選択することにより,両制御間のトレードオフの関係が調整できる.本研究では,曲線における振動制御とストッパ当たりの抑制を目的としたセンタリング制御を両立させる制御機構について検討が行われた.始めに,同一のアクチュエータを用いて両制御が機能することを数値シミュレーションで示した.ここで,センタリング制御に有効なアクチュエータ取り付け高さがほぼ二次ばね中心高さである.また,基本速度+45km/hで走行する際の最大制御力は,振動制御のみに要する力を大きく上回るものであり,アクチュエータとして空気式よりも油圧式,もしくは電気機械式のものを採用することの必要性が示唆された.第二に,模型実験装置を傾斜させて7°相当の超過心力が作用する状態で実験を行い,センタリング制御を併合すれば,全振動数帯域でストッパ当たりが抑制され,振動乗り心地が改善される可能性を示した.また,振動制御とセンタリング制御は両立するものの,その効果がトレードオフの開係にあることを明らかにした.第三に,H_∞制御則の適用により,模型実験における制振とセンタリングの併合制御の効率化が図られた.ここでは,コントローラの設計において両制御のトレードオフを考慮した重み関数を提案し,超過遠心加速度と実際の軌道不整を模擬した不規則な加振条件の下でその有効性が確認された.第四に,車体傾斜車両で観測可能な状態量を用いた場合の制御効果が数値シミュレーションによって検討され,傾斜車体で観測される加速度を用いても,制御効果が維持されることを示した.以上,高速で曲線を通過する鉄道車両のアクティブサスペンションに必要とされる制御機構とコントローラの設計指針を確立することができた.今後,実車での確認が期待される.さらに,営業列車で採用されるためには,制御系の信頼性が担保されることが必須であり,そのための要素開発とソフト面の充実が今後の課題である.
金属の隣接基効果を利用したキラルリン酸触媒によるエナンチオ収束的不斉求核置換反応

当研究室では、キラルリン酸触媒を用いた不斉触媒反応の開発を行っており、これまでに多彩な不斉反応の開発に成功している。その中で私は、有機合成化学における代表的な反応である求核置換反応に着目し、新しい不斉触媒反応の開発に取り組んでいる。こうした不斉求核置換反応のうち、ラセミ混合物を基質として用いる反応系では、一方のエナンチオマーのみを置換生成物へと変換する「速度論的光学分割」を利用した手法が主流となっている。しかし、この方法論では理論収率が最大50%となる点が大きな課題となっている。一方、ラセミ混合物のうち全ての原料を光学活性生成物へと変換できる方法論である「エナンチオ収束的不斉求核置換反応」は未だ報告例が限られている。そこで私は、キラルリン酸触媒を用いたエナンチオ収束的不斉求核置換反応の開発に挑戦した。本研究が実現すれば、これまで不斉合成が困難であった光学活性化合物の合成法を提供できると期待した。以上のような背景のもと、これまでにキラルリン酸触媒を用いたエナンチオ収束的分子間Nicholas反応の開発に成功している。チオールを求核剤として用いることで、既存の方法論では不斉合成が困難であるプロパルギルスルフィドのエナンチオ収束合成法の開発に成功した。現在は、本手法をさらに有用なものにするべく、分子内反応への展開について検討を行っている。具体的には、ジオールを基質として用いることで、七員環エーテルのエナンチオ収束合成法の開発に取り組んだ。詳細な反応条件の検討の結果、基質によって適切なキラルリン酸触媒を用いることで、良好な収率およびエナンチオ選択性で目的とする光学活性七員環エーテルが得られることを見出した。また、光学純度を損なうことなく、脱錯体化を利用した生成物の誘導化を行うことに成功した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
EBウイルスによる"hit-and-run"transformationと胃癌

我々は、EBウイルス(EBV)陽性胃癌に検出されるEBV-DNAを解析し、EBV再活性化誘導のマスター遺伝子であるEBV前初期遺伝子(BZLF1遺伝子)に遺伝子変異が高頻度に検出されることを見いだした。さらに、PCRによりウイルスゲノムを検出する際に、一部のEBV陰性胃癌組織においてEBV-DNAの部分配列が検出されること明らかにした。これらの知見にもとづき、種々の遺伝的に異なるEBV株が胃粘膜上皮細胞の癌化に関与するが、多くの場合はがん細胞から脱落し、ごく一部のEBVのみが進展した胃癌に残存するという仮説をたてた。我々の仮説を検討するために、EBV関連疾患患者より検出されたEBVゲノムをPCR、サザンブロット法、遺伝子クローニング等の方法により解析した。平成14年度には、BZLF1遺伝子に検出された変異は、胃癌に検出されるEBVに特異的であり、バーキットリンパ腫等のEBV関連疾患患者より樹立されたEBV陽牲B細胞株ではほとんど検出されないことを明らかにした。さらに、我々が検出した遺伝子変異はBZLF1遺伝子の第一イントロンに存在する約30bpの内部繰り返し配列(internal repeat:IR)の繰り返し数の増加に起因する可能性を示唆する結果を得た。平成15年度には、BZLF1遺伝子を含むEBVゲノム断片あるいはこの遺伝子の第一イントロンを挟むPCR産物をクローニングし塩基配列を解析した。その結果、胃癌組織に検出されるEBV-DNAでは、第一イントロン内に存在するIRの繰り返し数がEBV陽性B細胞株では2-3回であるのに対し、10回程度にまで増加していることを明らかにした。さらに、EBV陽性胃癌のパラフィン包埋標本についても第一イントロン内のIRの繰り返し数の増加を観察した。このようなIRの伸張は、BZLF1遺伝子の発現を変化させ、EBV溶解感染に影響を及ぼすことにより胃粘膜上皮細胞への感染、発癌などに影響を与える可能性が考えられる。本研究においてEBV陰性胃癌組織より樹立したリンパ芽球様細胞株に検出されたEBV-DNAは、IRの繰り返し数が11回であり、BZLF1遺伝子の多型と胃癌発生機構との関連を検討する際にきわめて有用である。われわれは、胃癌におけるEBウイルス(EBV)の感染状態を検討し、種々の遺伝的に異なるEBV株が胃粘膜上皮細胞の癌化に関与するが、多くの場合はがん細胞から脱落し、ごく一部のEBVのみが進展した胃癌に残存するという仮説をたてた。本研究では、EBV陽性胃癌においてEBV再活性化誘導のマスター遺伝子であるEBV前初期遺伝子、BZLF1遺伝子の第一イントロンに遺伝子変異が高頻度に検出されることに注目し、以下のウイルス学的解析を行った。(1)EBV陽性胃癌組織およびEBV関連疾患患者より樹立されたリンパ芽球様細胞株(LCL)についてBZLF1遺伝子の第一イントロンの配列をPCRによりクローン化した。(2)クローン化した第一イントロンの塩基配列を決定し、バーキットリンパ腫細胞株およびB95-8EBVの配列と比較検討した結果、胃癌より検出されたEBVでは、第一イントロンに存在する約30bpの内部繰り返し配列(internal repeat: IR)の繰り返し数が著しく増加していることを明らかにした。(3)IR数の増加によって引き起こされると推定される高次構造の変化は、第一イントロンを挟む配列のPCRによる増幅を著しく抑制することを明らかにした。(4)PCRによる増幅の抑制を指標として、EBV陽性胃癌のパラフィン包埋標本について第一イントロンの遺伝子変異を検索したところ、解析した組織標本のすべてにおいてIR数の増加を示唆する結果が得られた。このようなIRの伸長は、日本人のEBV関連疾患患者より樹立されたLCLでは検出頻度が低いので、胃癌に関与するEBVの特徴であると推測される。IRの伸長が、BZLF1遺伝子の発現に何らかの影響を及ぼすことにより胃粘膜上皮細胞への感染トロピズム、発癌、EBV溶解感染などに影響を与える可能性が考えられる。IRの伸長したEBVを分離し、そのようなウイルスの機能を明らかにすることが今後の課題である。

その結果、胃癌組織に検出されるEBV-DNAでは、第一イントロン内に存在するIRの繰り返し数がEBV陽性B細胞株では2-3回であるのに対し、10回程度にまで増加していることを明らかにした。さらに、EBV陽性胃癌のパラフィン包埋標本についても第一イントロン内のIRの繰り返し数の増加を観察した。このようなIRの伸張は、BZLF1遺伝子の発現を変化させ、EBV溶解感染に影響を及ぼすことにより胃粘膜上皮細胞への感染、発癌などに影響を与える可能性が考えられる。本研究においてEBV陰性胃癌組織より樹立したリンパ芽球様細胞株に検出されたEBV-DNAは、IRの繰り返し数が11回であり、BZLF1遺伝子の多型と胃癌発生機構との関連を検討する際にきわめて有用である。
粘弾性体数値計算による惑星・衛星内部の熱構造進化の研究

惑星進化の最も基本的プロセスである熱進化に関する、観測データを基にした実証的研究は、惑星科学上最も重要な研究課題の一つである。本研究の目的は、日本の月周回衛星「かぐや」による測地観測データと理論計算を比較することによって、月の初期進化を制約することである。表面地形や重力異常が明確な、比較的最近に形成したと考えられる衝突盆地(巨大なクレーター)周辺の地殻・マントル構造からは、その衝突盆地形成期の地温勾配上限値や地下の熱源元素量の上限などが求められた。また、表面地形や重力異常に明確な同心円構造の見られない、比較的古い時代に形成したと考えられる衝突盆地周囲の地殻・マントル構造からは、相対地質年代と月全球マグマオーシャン固化年代の対応を明らかにした。また、後期隕石重爆撃期における衝突フラックスの上限を得た。さらに、「海」と呼ばれる玄武岩で覆われた領域の表面地形・セレノイドからは、低次の内部荷重による長期変形が示唆された。そして、海の変形を引き起こすのに必要な、地殻・マントル境界面における温度の下限値も得た。これらの過去の地殻温度の変遷から、月の初期熱進化が非常に水平不均質であることが示唆された。また、初期熱進化の地域依存性は、マグマオーシャンが完全に固化する前の巨大衝突に関連している可能性も示唆された。これらの結果は、複数の学会等で報告された。また、地球物理学系国際学術誌「Journal of Geophysical Research-Planets」に投稿し、受理された。まず、5月に幕張メッセで行われた地球惑星科学連合大会において、月の盆地の地形・重力場から推定された、熱構造の時間発展に関する研究結果を発表した。本研究では、定常温度構造を仮定し、複数の異なる温度構造を与えて数値計算を行った。その後、惑星内部の温度構造の時間発展を取り入れた粘弾性体計算プログラムの開発を行った。まず、第一段階として、熱伝導による冷却の効果のみを取り入れた。本コードを用いて、初期にほぼ全溶融し、その後単調に冷却していく惑星の表面地形変化を計算した。その結果、冷却による効果は長波長ではほとんど見られない一方で、短波長で強く見られることなどが明らかになった。本結果は、月などの小天体の地形・重力場解析において、冷却の効果を取り入れる必要性を明らかにした。その後、計算プログラムの改良を進め、放射壊変熱の効果を取り入れた。そして、月の盆地地形の長期粘弾性変形に与える影響を定量的に調べた。この結果は、11月に北海道大学で行われた研究会で発表された。そして、日本の月探査衛星「かぐや」で得られた最新の地形・重力場データとの詳細な比較を行った。我々は新規開発の計算コードを用いて、アイソスタシーを超えるマントルアップリフトを数十億年維持するのに必要な発熱量の上限を、盆地毎に見積もった。その結果、月地殻深部における放射性元素濃度には、非常に大きな地域差が必要であることが示された。月地殻深部における放射性元素濃度は、直接計測することができない。本研究は、地形・重力場という測地学的観測から、放射性元素濃度という物質科学に挑戦した画期的な研究である。この結果は、まず、「かぐや」メンバー中心で行われた国際会議にて発表された。その後、計算パラメータを追加した詳細な解析を進め、結果を更新しつつ複数の学会等で発表、そして短い論文を執筆した。まず、5月に幕張メッセで行われた地球惑星科学連合大会において、口頭発表を行った。本発表は、月裏側高地にある盆地の地形・重力場から推定された、熱構造に関する研究である。本研究は、採用第一年度から引き続いているが、パラメータを増やし膨大な計算を行った。計算を効率的に進めるため、国立天文台水沢観測所の協力を仰ぎ、計算機を利用させていただいた。その結果、月裏側の放射性元素濃度について、より強い制約を得ることができた。さらに、月裏側全体の盆地に対して同様の解析を進めた。9月には、同研究の成果を国際会議で発表した。同会議は水星探査に関するものであり、基本的には水星探査機MESSENGERに搭載された観測機器の各責任者が発表をした。そのため、私以外はベテラン研究者であった。このことは、本研究が「測地探査から得られる惑星内部構造とその進化に関する知見」として大変重要であると評価されたということを示している、その後、さらに解析を押し進め、月全球の盆地に関する熱構造の制約、放射性元素濃度の制約を行った。その結果、約40億年前の月の温度構造は、(地球から見ることのできる)表側と(地球から見ることのできない)裏側で大きくことなっていた可能性が示唆された。また、この結果は、表側と裏側で放射性元素濃度が大きくことなっていることを反映しているのかもしれない。いずれにせよ、月の初期進化は非常に不均一であったことが明確になってきた。本研究に関する成果は、日本惑星科学会にて、口頭とポスターの両方で発表された。加えて、採用第一年度の成果に加えて、月の初期変形に関する議論を加えたものを、アメリカ地球物理学会誌"Journal of Geophysical Research"に投稿、受理された。

表面地形や重力異常が明確な、比較的最近に形成したと考えられる衝突盆地(巨大なクレーター)周辺の地殻・マントル構造からは、その衝突盆地形成期の地温勾配上限値や地下の熱源元素量の上限などが求められた。また、表面地形や重力異常に明確な同心円構造の見られない、比較的古い時代に形成したと考えられる衝突盆地周囲の地殻・マントル構造からは、相対地質年代と月全球マグマオーシャン固化年代の対応を明らかにした。また、後期隕石重爆撃期における衝突フラックスの上限を得た。さらに、「海」と呼ばれる玄武岩で覆われた領域の表面地形・セレノイドからは、低次の内部荷重による長期変形が示唆された。そして、海の変形を引き起こすのに必要な、地殻・マントル境界面における温度の下限値も得た。これらの過去の地殻温度の変遷から、月の初期熱進化が非常に水平不均質であることが示唆された。また、初期熱進化の地域依存性は、マグマオーシャンが完全に固化する前の巨大衝突に関連している可能性も示唆された。これらの結果は、複数の学会等で報告された。また、地球物理学系国際学術誌「Journal of Geophysical Research-Planets」に投稿し、受理された。熱進化と粘弾性変形を組み合わせた計算コードの開発が完了した。この手法に関する論文が出版され、新規コードの重要性も広く認められた。また、得られた計算結果と最新の観測データの比較を行い、月全球に渡る進化理解につながる、大変重要な結果も得た。以上より、研究は順調であると考えている。これまでは比較的大局的な月の変形について考えてきた。その結果、地域によって進化が大きく異なることが示唆された。そこで今後は、地域を限定し、より詳細な議論を個別に行う方針である。また、研究成果を広く発信するために、国際・国内学会により多く参加する方針である。