1 0 0 0 離散複素解析学の基盤創出
複素平面上で定義される複素数値関数の解析学である複素解析学は、数学のみならず工学等における応用でもよく活用されている数学の理論の1つです。本研究では、その離散的対応物である離散複素解析学の基盤を作ることです。このような研究は20世紀前半より進められてきましたが、複素平面の離散化の形状に制限がありました。これは、複素関数論で重要となる正則性の離散版の定義に起因します。本研究では、この離散正則性の定義をコーシーの積分定理を基礎に見直し、複素平面の離散化に対する制限を完全に取り払い、任意の平面分割上での離散複素解析学の構築のための基礎を確立します。
1 0 0 0 OA 電気化学的還元手法を利用した触媒的窒素固定法の開発への挑戦
窒素ガスと水からの触媒的アンモニア生成反応が極めて効率的に進行することを明らかにした。この反応ではSmI2を還元剤として利用する必要があった。電気化学反応を適用し、反応に使用したSmI2の使用量を低減することができれば、実用化が可能になる。SmI3からSmI2への還元反応を検討したところ、イオン性液体を電解質として存在させた電気化学的還元手法を用いることで、SmI2が82%収率および81%ファラデー効率で得られることを明らかにした。本手法でSmI3から得られたSmI2を還元剤として利用した触媒的アンモニア生成反応を検討したところ、触媒当たり最高48当量のアンモニアが生成することが確認できた。
認知症克服は世界的課題である。主症状の一つが夕方に会話困難、徘徊、妄想的言動等の症状か増悪する「夕暮れ症候群」であるが、この機構は不明である。また、認知症の記憶障害は「想起(思い出せない)障害」である可能性も指摘されている。一方、代表者は生物時計に障害を与えた遺伝子変異マウスでは夕方に想起能力が低下すること、生物時計が想起を制御することを示しており、この成果から「夕暮れ症候群は生物時計の異常による時間帯依存的な想起障害と関連する」との仮説を立てた。本研究では、この仮説に基づき、生物時計の異常による想起障害の観点から夕暮れ症候群の機構解明を目的として、生物時計の障害と認知症との関連を追求する。
- 著者
- 山岸 順一 Cooper Erica
- 出版者
- 国立情報学研究所
- 雑誌
- 挑戦的研究(萌芽)
- 巻号頁・発行日
- 2021-07-09
我々は伝統話芸である落語の実演データから深層学習モデルを学習、あたかもプロの噺家の様に、噺を読み上げる落語音声合成システムを最先端音声合成技術に基づき構築した。従来の音声対話システムとは目的が全く異なり、聞き手を楽しませるAI噺家の実現を目標としている。本課題では 、長期的音響情報および非言語情報の明示的モデル化により合成音声の表現力を向上させ、 ニューラル言語モデルによる噺の自動生成に取り組む。
- 著者
- 花栗 哲郎 町田 理
- 出版者
- 国立研究開発法人理化学研究所
- 雑誌
- 挑戦的研究(萌芽)
- 巻号頁・発行日
- 2022-06-30
本研究では、電子状態解析ツールである走査型トンネル顕微鏡が、単一原子操作にも用いることができる点に着目する。超伝導体やMott絶縁体など電子相関が本質的に重要な系の表面に、単一原子操作によって人工構造を作製し、非自明な「新物質」をボトムアップ的に実現する。規則配列した原子のスピンや電荷と、基板の多体効果が協奏・競合して生み出す電子状態を、走査型トンネル顕微鏡を用いた分光イメージングで解明し、新しい量子現象を探索する。
1 0 0 0 クラス最高感度を有する強磁場走査型熱顕微鏡の開発
1 0 0 0 自然超格子トポロジカル高温超伝導体の開拓
次世代トポロジカル量子計算に必須のマヨラナ準粒子を実現できる系として、超伝導体とトポロジカル絶縁体の人工超格子薄膜が注目されている。これに対し本研究は、鉄系超伝導体を高温超伝導層とトポロジカル絶縁層の自然超格子物質として新規開拓することを目的とする。本系ではマヨラナ粒子の高温化に加え、熱輸送測定による検出が可能になると期待される。そこで、元素置換によるキャリア濃度の精密制御を行い、得られた最適物質においてマヨラナ粒子特有の熱伝導・熱ホール効果を実証する。これにより、多彩なマヨラナ粒子を実現できる物質の設計法を確立することを目指す。
1 0 0 0 トリプレットリピート病のリピート短縮による根源的治療法の開発
遺伝子上の3塩基繰り返し配列の異常伸長が原因のトリプレットリピート病には、CAGリピートによるハンチントン病や、CTGリピートによる筋強直性ジストロフィーなどがあり、いずれもが根本的治療法のない進行性の難病である。これらの疾患では、リピート長が長いほど重症となる傾向がある。またリピートは年齢とともに伸長して症状の進行に寄与する。異常伸長したリピートを短縮することが可能となれば、症状の改善や発症予防が期待できる。本研究では、こうした異常伸長リピートを短縮誘導して正常化するというこれまで試みられたことのない革新的なアプローチで、トリプレットリピート病の根本的治療法開発を目指す。
1 0 0 0 OA 脳と精巣の機能ネットワークの解明
生殖細胞である精子形成のメカニズムに関して不明な点が多く残されている。本研究では、カルシウムが精子形成を制御する可能性を検討するために、イメージングや光遺伝学などの細胞活動操作技術を応用し、脳活動を操作したときの精巣細胞のカルシウム活動をリアルタイムで観察・操作できるin vivo実験系の開発を目指した。成果として、マウス精巣においてin vivoカルシウムイメージング法を新規に開発し、in vivoで細胞のカルシウム活動を1細胞レベルかつ多色でイメージングすることが可能となった。また精巣においてカルシウム活動を駆動しうる分子を見出し、カルシウム活動が精子形成に関与する可能性を見出した。
1 0 0 0 日本におけるウェブの通時的変遷を把握するための知識ベースの構築
1 0 0 0 OA 過酸化脂質によるアルツハイマー病発症機構の解明
- 著者
- 臼井 洋一
- 出版者
- 国立研究開発法人海洋研究開発機構
- 雑誌
- 挑戦的研究(萌芽)
- 巻号頁・発行日
- 2022-06-30
1 0 0 0 入院関連能力障害に対する包括的予防戦略の確立
1 0 0 0 OA 高速な磁化反転を示す磁性線を受電コイルのコアに用いたワイヤレス給電の実現
外径11 mmのカプセル内視鏡にはボタン電池が装着されており、それにより体内を照らすLEDやCCDカメラ、集積回路などを駆動している。血管内で駆動させることが可能な1 mm径サイズのマイクロ・ロボットが実用化すれば、診断や治療に有用であるが、電池を入れることが困難である。この課題をワイヤレス給電で解決することを目指す。具体的には電磁誘導方式を採用し、体内には電圧を誘導する1 mm径の受電コイルを用いる。そのコイルのコア(鉄心)にパルス電圧を誘起する特殊な磁性線を使用することが本研究の特徴である。
1 0 0 0 VR を用いた4次元空間の可視化と複素力学系
本研究の目的は、virtual reality 技術を用いて4次元空間を直感的に理解するための可視化方法や4次元対象物を自然に操作できるようにするためのデバイスを開発することにある。中でも、複素2次元力学系が生成するジュリア集合を可視化することでその幾何的性質を観察し更に数学的に有用な予想を引き出すことに、この研究の意義があった。また高次元空間におけるデータセットの「形」を理解するための雛形としても、本プロジェクトの重要性があると考えられる。今年度はコロナ禍の影響で国内・海外出張ができず、メールやslackなどでのやり取りを通して研究を進めた。前年度までに、4次元空間を可視化するための virtual reality デバイスである Polyvision を開発したため、今年度は、この Polyvision を用いた心理実験に向けた準備を進めた。具体的には、Polyvision を用いると被験者の4次元空間認識が向上するかを定量的に測定するための実験タスクをいくつか試験的にデザインし、その実装を行った。しかし通常の3次元空間では容易なはずのタスクが対応する4次元タスクになると急激に困難になるため、現在は(数学的な素養が必ずしもあるとは限らない)一般的な被験者が十分こなせるようなタスクを設定している途中段階にある。そのほかに特筆すべき実績としては、VRを用いた高次元認識に関する(主に数学的な立場からの)研究集会を分担者の稲生が開催し、好評を博すとともにその後の研究の進展に大きな刺激を与えた。
1 0 0 0 イオン液体を利用した革新的経皮デリバリー技術の開発
タンパクや核酸など高分子医薬品の低侵襲的投与法として経皮投与技術の開発が切望されている。最大のバリアである皮膚の角質層を突破させるため、透過促進剤やマイクロニードルの活用、超音波や電気などの物理的な刺激を利用する方法などが提案されてきた。しかし、高分子医薬品の透過に成功した報告は乏しく、実用化に進む可能性のある技術の開発は未達である。イオン液体は陽イオンと陰イオンからなる常温で液体の物質であり、その特徴的な性質から、新たな電池材料や溶剤としてなどグリーンケミストリーの素材として活用されてきている。しかし、医療応用に向けた試みは行われていない。本研究の目的は、イオン液体をキャリアとし、皮膚角質層の突破という最も大きな課題を一気に解決するための高分子医薬品の低侵襲的投与法を開発することである。本年度はモデル抗原としてインスリンを用い、in vitroでの皮膚透過性試験を行った。その結果、ある種のイオン液体と混合することで、インスリンの皮膚透過性が飛躍的に向上することが確認できた。次いでin vivoでの皮膚透過性試験を行った。その結果、インスリンが角質層を透過し、血中ににまで移行していることを血糖降下作用によって確認した。現在、がんペプチドであるWT1を用いて同様の検討を行っているが、同様に良好な結果が得られつつあり、当初の目的である画期的な低侵襲性の経皮型がんワクチンの開発に繋げていく予定である。
1 0 0 0 OA 原核生物で初めてみつかった“食作用”に関わる遺伝子の機能と進化
食作用(phagocytosis)は原核生物にはないとされてきたが、我々は近年、バクテリアなどを食作用のように細胞で包み込んで捕食する2つの原核生物を発見し、培養株(SRT547株およびSRT713株)の確立に成功した。本研究では、これら2つを含む近縁バクテリアの比較ゲノム解析から、この食作用に似た捕食に関連する遺伝子を推定するとともに、それら遺伝子の機能を解析し、原核生物で初めて発見された“食作用”のメカニズムとその進化を明らかにする。これにより、真核細胞の基本性質である食作用の起源の理解に示唆を与え、真核細胞の誕生やミトコンドリアと葉緑体の獲得を含む細胞進化の理解に繋がる新知見を提供する。