hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自然言語処理技術を利用した日本語教員養成システムの開発

本研究は自然言語処理技術を利用し、日本語教員を目指す学生及び教授経験が浅い新人の日本語教員が、様々なレベル・進度のクラスを想定し、教室内言語調整の練習ができるシステムT3(Teacher Talk Trainer)を開発し、web上で広く公開した。システムを実践教育に導入した結果、T3を使用してティーチャー・トークの練習をすることにより、実習生は自分のティーチャー・トークと学習者が理解できるティーチャー・トークの差異に気付くことがわかった。また、言語調整に関する限界を感じることで、指導上の非言語行動の重要性や必要性に気付く可能性が示された。本研究は自然言語処理技術を利用し、日本語教員を目指す学生及び教授経験が浅い新人の日本語教員が、様々なレベル・進度のクラスを疑似体験できる日本語教師養成システムを開発することを目的とする。平成24年度は入力文に含まれる語彙の分析までを可能にしたが、平成25年度では未着手であった文型の分析に着手した。日本語教育における文型の切り分け方と日本語の形態素解析エンジンMeCab(本研究で採用)、ChaSenなどによって切り分けられた形態素とは語のまとめ方が異なる。本研究で開発しているシステムには形態素解析が不可欠であるが、日本語教育に特化した形態素解析エンジンは存在しない。そのため本研究ではMeCabで入力文の形態素解析を行い、その後システム内で日本語教育における文型の切り分け方法に従い、複数の形態素を統合する処理が必要であった。この文型に関する統合処理が適切に動作し、システムの開発目標を達成するための試行錯誤を本年度に繰り返し行った。現段階でのシステムの動作状況を次に示す。システム利用者が入力した発話文を形態素解析エンジンMeCabで形態素に分け、日本語教育で一般的に採用されている文型の切り分け(本研究では『みんなの日本語』を採用)に統合し、想定された日本語学習者の教科書進度に照らして、それぞれの語彙・文型が既習か未習かを可視化することができる。分析結果は入力発話文に対する既習表現の割合を数値で示し、入力発話に含まれる語彙・文型の量を課ごとにヒストグラムで表示する。さらに、入力発話文に含まれる各語彙・文型が導入される課を一覧表で表示する。開発完了時には複数の教科書に対応することを目指しているが、現在は教科書及び、その範囲を限定し小規模な領域を網羅するシステムを開発している。現段階では『みんなの日本語初級I』の語彙を95.55%程度網羅し、文型は45%程度網羅している。平成24年度は、システム利用者の入力文を解析し、教科書進度に応じた適切性を判定するためのシステムの基盤となる部分を開発した。システムのデータベースは日本語教科書の『みんなの日本語I』を採用した。この教科書は日本国内、海外で多くの教育機関が採用しているため、利用者が多いという点からデータベースの資料として適切である。教科書は課に分けられ、それぞれの課で学習する語彙と文型が明示されている。これらの各語彙、文型に導入課のタグ付けを行った。システム利用者が入力した発話文をシステムが形態素に分け、想定された日本語学習者の教科書進度に照らして、それぞれの語彙・文型が既習か未習かを可視化することができる。分析結果は入力発話文に対する既習表現の割合を数値で示し、入力発話に含まれる語彙・文型の量を課ごとにヒストグラムで表し、想定学習者の学習状況に発話の語彙・文型レベルが適しているかシステム利用者が判断可能となる。これらの分析及び結果の表示により、学生及び新人教員に言語調整の必要性を理解させ、調整が必要な語彙・文型をそれぞれの想定発話文に応じて特定することができる。開発完了時には複数の教科書に対応することを目指しているが、現在は開発初期段階であるため教科書及び、その範囲を限定し小規模な領域を網羅するシステムを開発している。現段階では『みんなの日本語初級I』の語彙を95.55%程度網羅し、文型は今後の開発において対応予定である。システム利用者がweb上のシステムに実際の教室で発話予定の指示文等を入力すると、その指示文の中にどれくらい学習者にとって既習、未習の語彙、文型が含まれるか即時にフィードバックを返すシステムを開発する。平成26年度は平成25年度までに開発した日本語教師養成システム

T3(Teacher Talk Trainer)の機能を向上させ、実際の日本語教師養成課程の授業においてシステムを使用し、効果検証を行った。具体的に示すと、平成25年度までのT3の解析範囲は『みんなの日本語初級I第2版』の語彙を95.55%程度網羅し、文型は45%程度の網羅率であった。平成26年度では、解析範囲を『みんなの日本語初級I第2版』及び『みんなの日本語初級II第2版』に広げ、2冊の教科書の語彙に関しては96.86%、文型に関しては80.75%カバーして解析が可能となった。これは『みんなの日本語』を教科書に採用した授業において、初級レベルで日本語学習者が学ぶ語彙、文型をほぼ網羅したことを意味する。システムの効果検証をするため、実際の日本語教員養成課程の授業においてT3を使用した指導を行った。その結果、システムを使用した学習により、実習生は自分のティーチャー・トークと想定される日本語学習者が理解できるティーチャー・トークとの間に隔たりがあることに気付くことが明らかになった。また,自由記述の分析から、言語調整に関する限界を感じることで、実際に教室で指導を行う際の非言語行動の重要性や必要性に気付く可能性が示された。これらの成果を論文にまとめ発表した。また、開発したシステムを広くwebで公開し、誰でも自由に使用可能な状態で運用を継続している。日本語教育本研究は言語処理技術を利用し、日本語教員を目指す学生及び教授経験が浅い新人の日本語教員が、様々なレベル・進度のクラスを疑似体験できる日本語教師養成システムを開発することを目的とする。具体的には、教科書の進度に対応した文型及び語彙のデータベースを構築し、システムと連携させる。システム上では利用者(日本語教員を目指す学生及び新人の日本語教員)が、教室において日本語学習者に対して使う予定の指示、説明のための発話文、及び文型導入のための例文を入力する。利用者が入力した発話文を想定学習者のレベルに基づいてシステムが分析し、フィードバックを即時的に返す。このフィードバックを基にシステム利用者は教室内における言語調整の練習を繰り返し行い、学習者のレベルに応じて使用言語を調整する能力を向上させることを本課題では目指している。平成24年度は、システム利用者の入力文を解析し、教科書進度に応じたフィードバックを即時的に返すwebシステムの基本部分の開発を目標とし、おおむね達成した。しかし、文型の分析はしておらず、語彙のみの分析に留まった。平成25年度は前年度に開発したシステムの基盤的機能の拡張に取り組んだ。具体的には、語彙の分析に留まっていた入力文の解析を文型に対応できるよう開発を遂行した。日本語教育における文型の切り分け方と日本語の形態素解析エンジンによって切り分けられた形態素とは語のまとめ方が異なる。例えば、「食べたほうがいい」という表現は、日本語教育では一般に「食べた」(動詞の過去形)+「ほうがいい」に分けて教えるが、形態素解析エンジンMeCabでは「食べ」(動詞)+「た」(助動詞)+「ほう」(名詞)+「が」(助詞)+「いい」(形容詞)と解析される。このような違いを吸収し、システム利用者に有益なフィードバックを返すまでが目標であったが、この目標を達成することができた。
局所筋群のエネルギー代謝能の改善が全身運動中のエネルギー代謝能改善に与える貢献度

【目的】本研究は、局所的運動トレーニング後の局所筋の代謝変化が、その筋群を主働筋とする全身運動時の代謝変化に直接反映するかどうかを明らかにすることを目的とし、膝伸展運動でトレーニングしたときの膝伸展運動中の代謝変化と、両脚自転車運動中の代謝変化を比較検討した。【方法】年齢23±3歳の健康な6名の成人男子が、1日1回、週6回の頻度で、6週間のトレーニングを行った。トレーニング強度は、膝伸展運動において酸素摂取量および酸素借の最大値が得られる1分30秒程度で疲労困憊に至る強度とした。トレーニング効果は、最大酸素摂取量、心拍出量、動静脈酸素較差、最大酸素借によって評価した。【結果および考察】トレーニング後、片脚膝伸展運動における酸素摂取量の最大値は有意に減少した(右脚:9%,左脚:14%)が、両脚自転車エルゴメーター運動においては、最大酸素摂取量、心拍出量、動静脈酸素較差、すべての指標において有意な変化は認められなかった。また、酸素借の最大値は、トレーニング後、片脚膝伸展運動においても(右脚:79%,左脚:86%)、両脚自転車エルゴメーター運動においても(12%)、有意な増加が観察された。以上の結果は、本実験で用いた局所的な高強度短時間運動トレーニングは、局所筋の酸素取り込み能力や、心拍出量を増加させるような中心循環の能力を変化させ、有酸素性エネルギー供給機構を増加させるような刺激となり得なかったが、無酸素性エネルギー供給機構に対しては、局所運動のみならず全身運動においても、増加させ得ることが明らかとなった。また、局所運動トレーニング後の有酸素性エネルギー供給機構に対する局所的変化は、全身運動のそれと必ずしも対応するわけではないが、無酸素性エネルギー供給機構の局所的変化は全身運動にもそのまま反映されることが示唆された。
衝撃圧力による細胞間接着タンパク質の発現低下が引き起こす組織崩壊のメカニズム解明

頭部の強打により発症する脳挫傷では,頭蓋内の急激な圧力変動が出血原因の一つである.本研究では,衝撃圧力による脳毛細血管の細胞間結合力が低下し,その結果,液体保持機能が失われる過程を観察した.培養血管内皮細胞をチューブ状に立体培養し,毛細血管床を模したチューブ網に衝撃圧力を負荷した結果,チューブ構造が崩壊し,時間依存的にチューブ網が減少した.また,細胞間結合の1つである密着結合の機能的変化を知るために,平面培養した内皮細胞に衝撃圧力を負荷し,径内皮電気抵抗値(TEER)を測定した.その結果,振幅がより大きく,持続時間がより短い圧力が血管内皮透過性をより亢進させることを示した.本研究では,血液脳関門(BBB)の破綻と共に,赤血球や血漿といった血液構成要素が血管外に漏出するメカニズムを明らかにする為に,以下の手順に従って衝撃圧と内皮機能障害における透過性変化の関係性について調査した.(1)血管壁を模擬した内皮細胞からなるチューブ状ネットワークモデルの作成,(2)衝撃圧負荷装置の開発とモデルへの負荷実験,(3)経内皮透過性の測定.その結果,経内皮透過性測定において本実験で負荷した正・負衝撃圧により内皮透過性は亢進され,また経内皮電気抵抗値測定において負圧衝撃は細胞間隙透過性に影響を与える可能性が示唆された.上記の結果を受けさらに,血管内皮細胞に衝撃圧力を負荷した際の,負荷前後における透過性や細胞間接着力の変化を調べるために特に,衝撃圧力の振幅と持続時間の違いによる影響の差に着目し,衝撃圧力のどの要素が血管内皮細胞の透過性亢進,接着力低下に影響を及ぼすのかを調査した.継代数4のヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を用いた衝撃圧力負荷実験の結果,圧力の振幅の大きさに比例して内皮細胞からなるチューブ状ネットワークが継時的に減少し,持続時間の短い圧縮圧力と引張圧力による血管内皮透過性の亢進が大きい傾向が見られた.これらを総合的に判断した結果,内皮細胞間をつなぐ接着タンパク質であるカドヘリンの減少と共に内皮細胞の組織的結合が崩壊したと結論付けられる.頭部の強打により発症する脳挫傷では,頭蓋内の急激な圧力変動が出血原因の一つである.本研究では,衝撃圧力による脳毛細血管の細胞間結合力が低下し,その結果,液体保持機能が失われる過程を観察した.培養血管内皮細胞をチューブ状に立体培養し,毛細血管床を模したチューブ網に衝撃圧力を負荷した結果,チューブ構造が崩壊し,時間依存的にチューブ網が減少した.また,細胞間結合の1つである密着結合の機能的変化を知るために,平面培養した内皮細胞に衝撃圧力を負荷し,径内皮電気抵抗値(TEER)を測定した.その結果,振幅がより大きく,持続時間がより短い圧力が血管内皮透過性をより亢進させることを示した.本研究では、脳挫傷受傷時において、血管の最内層を覆っている血管内皮細胞間の密着結合力が衝撃圧力により弱まり,血管組織が崩壊することにより出血が進むメカニズムを解明することを目的としている.外傷性脳損傷の一つである脳挫傷は,脳表面や内部の広範囲な出血が特徴であり,血管組織の損傷が原因である.交通事故などによる頭部外傷時には通常の数倍程度の衝撃圧力が短時間で頭蓋内に発生している.また,頭蓋内は脳実質や脳脊髄液,血液で満たされた非圧縮性の閉鎖空間であり,脳挫滅が発生しない場合においては脳血管を破断させる程の脳組織の変形が発生しにくい構造となっている.血管が機械的に破断する脳挫滅とは異なり,時間の経過と共に出血の範囲が広がり出血量も増すが,血管の組織崩壊と出血の経時的な過程は明らかにされていない背景がある.本年度は,衝撃圧力負荷装置の開発と経内皮電気抵抗値測定を実施した.本装置は,液体で満たしたシリンダをピストンで圧縮することで正圧(圧縮圧力)と負圧(引張圧力)の両方を出力可能であり,また,ピストンの圧縮に振り子による打撃方法を採用し振り子の重さと高さを変更することで,シリンダ内に発生する衝撃圧力の大きさと持続時間を制御可能である.本測定結果を用いて,細胞の上層と下層に電極を配置し微小交流電圧を加えインピーダンスを計算することで,細胞間の密着結合の機能的変化を調べた.密着結合の強い細胞層は高い電気抵抗値を示すため,衝撃圧力負荷により血管内皮細胞間の密着結合力が低下し経内皮電気抵抗値が減少するかどうかを検討した.その結果,負荷圧力の振幅が大きく,持続時間が短い方がより経内皮電気抵抗値が減少する傾向が認められた.当初の計画通り,本年度は衝撃圧力負荷装置を開発した.本装置の出力範囲や再現性といった基礎検討も実施済みであり,本装置の信頼性についても十分に確認した.また,経内皮電気抵抗値測定の手技の確立も同時に進めた.測定に適した細胞培養条件や測定時間を検討した.次年度は実験試料の改良を行う.より脳内に近い環境で経内皮電気抵抗値測定を実施するため,血管内皮細胞間の密着結合の機能を高めるアストロサイトや血管内皮細胞間に接着し密着結合を物理的に支持するペリサイトと血管内皮細胞を共培養することで,衝撃圧力負荷により減少した経内皮電気抵抗値にどのような影響を与えるのかを検討する.また密着結合に関与している細胞間接着タンパク質の発現と衝撃圧力負荷との関連も同時に検討する.共

培養試料の作成のための培養細胞や培養試薬,細胞間接着タンパク質の発現を可視化するための抗体や蛍光試薬,経内皮電気抵抗値測定の消耗品に使用する.今年度は,細胞培養が効率良く進んだため,脳神経細胞や培養試薬の購入回数が当初計画より少なくなり,直接経費の未使用額が発生した.
レーザを活用した脆性材料の高速割断技術の開発

近年,ガラス表面に加熱形状が楕円のレーザで加熱直後を急冷することで得られる熱応力を利用し,表面にスクライブ線を発生させる加工方法が実用化されている.しかし,この方法には加熱形状の加工が困難であること,高額な外国特許の使用料が発生するなどの問題点がある.そこで本研究では,これらの問題を回避する焦点形状が円のレーザを2点に分けて加熱するスクライブ加工法を新たに提案し,最適な成立条件についての検証を行った.近年,ガラス表面に加熱形状が楕円のレーザで加熱直後を急冷することで得られる熱応力を利用し,表面にスクライブ線を発生させる加工方法が実用化されている.しかし,この方法には加熱形状の加工が困難であること,高額な外国特許の使用料が発生するなどの問題点がある.そこで本研究では,これらの問題を回避する焦点形状が円のレーザを2点に分けて加熱するスクライブ加工法を新たに提案し,最適な成立条件についての検証を行った.FPD等の薄膜ガラスを,レーザにより発生させた熱応力を利用し,表面にのみ亀裂を進展させることで脆性材料にスクライブ線加工を施す技術がある.この手法は,レーザ焦点形状が楕円であることや,加熱直後を水により冷却するなどの条件が必要である.これまでの計算で得られた,我々が提案する新しい2点照射の方法で,ガラスを高速スクライブ,レーザ割断を行うために,本研究では,2点間距離や出力,移動速度等と割断面状態の関連性などを実験から検証し,計算結果と併せて最適な加工条件設定について研究を行うことを目的としていた.そのために,当該年度は以下のような実施計画を立てた.(1)実験装置の製作(2)予備実験(ミラー等の反射率,レンズの減衰率測定)(3)熱応力解析(4)レーザ2点照射法によるスクライブ加工実験項目(1)(3)については当初の計画通り行った.スプリット比については,予算の関係で1:2のものの1種類のみを用意した.項目(4)については,計画に従って以下のような実験を行った.1)レーザ2点間距離とスクライブ加工成功の可否と最大引張り応力との関係2)レーザ2点間距離とスクライブ深さの関係3)最適な水冷位置と流量本実験で用意した水冷用ノズルを利用した結果,80mm/sまでの領域の様々な2点間距離でスクライブ加工実験に成功した.また,レーザ加熱の2点間距離に比例してスクライブ深さも変化することを実験により示すことができた.しかし,現在の水冷システムでは冷却面積の対照性に問題があるため,次年度に改良し,さらなる冷却の最適化を図る必要がある.FPD等の薄膜ガラスを,レーザにより発生させた熱応力を利用し,表面にのみ亀裂を進展させることで脆性材料にスクライブ線加工を施す技術がある.この手法は,レーザ焦点形状が楕円であることや,加熱直後を水により冷却するなどの条件が必要である.これまでの熱弾性解析で得られた,我々が提案する新しい2点照射の方法で,ガラスを高速スクライブ,レーザ割断を行うために,本研究では,2点間距離や出力,移動速度等と割断面状態の関連性などを実験から検証し,計算結果と併せて最適な加工条件設定について研究を行うことを目的としていた.そのために,以下のような当該年度は以下のような実施計画を立てた.(1)実験装置冷却ノズルの改良,(2)加熱2点間距離とスクライブ面形状,深さに関する検証実験,(3)各実験条件における熱弾性解析項目(1)については当初の計画通りノズルを追加して実験を行い,2030mm/s程度の高速化に成功した.また,スクライブ加工が成立する移動速度とレーザ出力の条件について,実験によりその整理を行った.項目(2),(3)については,2点間距離とスクライブ深さが比例する領域について確認し,スクライブ面のそりが発生する条件を実験で確認した.また,その条件について熱弾性解析を行い,2点間距離の差による冷却時の内部温度場の深さ位置,つまり圧縮応力場の深さ位置が浅く,亀裂を進展させる引張応力が大きい場合に,そりが発生していることを示すことができた.FPD等の薄膜ガラスを,レーザにより発生させた熱応力を利用し,表面にのみ亀裂を進展させることで脆性材料にスクライブ線加工を施す技術がある.この手法は,レーザ焦点形状が楕円であることや,加熱直後を水により冷却するなどの条件が必要である.これまでの熱弾性解析で得られた結果から,新しく提案する2点照射の方法で,ガラスを高速スクライブするために,本研究では,2点間距離や出力,移動速度等と割断面状態の関連性などを実験から検証し,計算結果と併せて最適な加工条件設定について研究を行うことを目的として行った.そのために,以下のような実験計画を立てた.(1)実験装置冷却ノズルの改良と冷却熱量の評価,(2)2点間の加熱位置に対する最適な冷却位置の評価,(3)最適な冷却形状の評価項目(1)については,コンプレッサーにより冷却水と空気を混合し,霧状となるようノズル等を改良して実験を行い,赤外サーモグラフィーによりその冷却領域と熱量の算出方法を改良し,FEM解析でも実験結果に近い値を得ることができた.項目(2)については,項目(1)の結果からFEMにおける冷却面面積が精度良く算出されたため,加熱点と冷却点の最適な位置関係について示すことができた.また,項目(3)については,加熱幅に対する冷却幅の最適値について示すことができた.
生理的運動強度からみた柔道技能の構造

柔道は学校体育の中で格技として位置づけられ,正課及び課外体育として実施されている.本研究では柔道技能学習で重要となる技術練習の強度とその基盤となる体格・体力の永準について明らかにしようとした.柔道における投げ技を学習するための基本練習である打ち込みの運動強度について,エネルギー的側面から実験し,技能習熟度,練習様式及び技別の相違について比較し,それらの特徴について明らかにした.また,小学生から中高年者に至るまでの柔道修業者の体格・体力について測定し,柔道練習による効果や発達的特徴について明らかにした.これらの成果は次のように要約される.1.柔道における投げ技の基本練習である打ち込みのエネルギー代謝率(RMR)は,ほぼ1322の範囲にあった.2.投げ打ち込みと最大打ち込みの運動強度は類似していたが,その場打ち込みに比べて有意に高かった.3.打ち込みのリズムが速いほど生理的強度は高くなり,熟練者は未熟練者ざりも全力を出しきる能力が優れていることが推察された.4.休息を入れることにより%〓O2Maxは5.6%, HRは7.6拍ほど有意に低下した.5.柔道技術別にみたRMRは10.718.1の範囲にあり,手技の背負投と肩車は腰技及び足技よりも有意に高い強度を示した.6.柔道修業者の体格・体力は小学校中学年から身体の周育や筋力系が発達しはじめ,中学校・高校期からその特徴が顕著になることが明らかとなった.7.柔道修業者の体力的特徴は,形態が大きく,筋力及び瞬発力が優れているが,呼吸・循環機能,敏捷性及び柔軟性が比較的劣ることが明らかとなった.8.柔道修業者の大力的特徴は,柔道練習を継続している中高年齢者においてもその傾向を維持していることが推察された.柔道は学校体育の中で格技として位置づけられ,正課及び課外体育として実施されている.本研究では柔道技能学習で重要となる技術練習の強度とその基盤となる体格・体力の永準について明らかにしようとした.柔道における投げ技を学習するための基本練習である打ち込みの運動強度について,エネルギー的側面から実験し,技能習熟度,練習様式及び技別の相違について比較し,それらの特徴について明らかにした.また,小学生から中高年者に至るまでの柔道修業者の体格・体力について測定し,柔道練習による効果や発達的特徴について明らかにした.これらの成果は次のように要約される.1.柔道における投げ技の基本練習である打ち込みのエネルギー代謝率(RMR)は,ほぼ1322の範囲にあった.2.投げ打ち込みと最大打ち込みの運動強度は類似していたが,その場打ち込みに比べて有意に高かった.3.打ち込みのリズムが速いほど生理的強度は高くなり,熟練者は未熟練者ざりも全力を出しきる能力が優れていることが推察された.4.休息を入れることにより%〓O2Maxは5.6%, HRは7.6拍ほど有意に低下した.5.柔道技術別にみたRMRは10.718.1の範囲にあり,手技の背負投と肩車は腰技及び足技よりも有意に高い強度を示した.6.柔道修業者の体格・体力は小学校中学年から身体の周育や筋力系が発達しはじめ,中学校・高校期からその特徴が顕著になることが明らかとなった.7.柔道修業者の体力的特徴は,形態が大きく,筋力及び瞬発力が優れているが,呼吸・循環機能,敏捷性及び柔軟性が比較的劣ることが明らかとなった.8.柔道修業者の大力的特徴は,柔道練習を継続している中高年齢者においてもその傾向を維持していることが推察された.1.平均年齢が20.8歳で、柔道経験が5年以上の成人男子6名を対象として(1)体格・体力(2)最大酸素摂取量(V【O_2】Max)および(3)連続打ち込み時の運動強度について測定した。体格・体力については、一般的な方法で測定し、V【O_2】Maxは、トレッドミルを用いて速度漸増負荷法によるオールアウト走で求めた。連続打ち込みの運動強度については、採気はダグラスバッグ法により、【O_2】,【CO_2】濃度の分析は、日本電気三栄製の瞬時ガス分析器を用いて酸素摂取量(V【O_2】)を求めた。心拍数は胸部双極誘導法、呼吸数はサーミスター法とし、テレメーターを用いて連続記録した。(1)体格・体力は、日本人の標準的体格よりもやや優れていた。(2)最大酸素摂取量は、最大値が4.16l/分、最小値が3.19l/分、平均値が3,50l/分となり、日本人の平均値よりも優れていたが、体重当りに換算すると、50.0ml/kg/分となり、日本人の平均値を下まわり、呼吸循環機能が低いことが明らかとなった。(3)連続打ち込み時のV【O_2】は、2.33.0l/分となり、60%80%V【O_2】Max、HRは145拍172拍/分で75%88%HR Maxに相当していた。エネルギー代謝率(RMR)は、1322となった。2.年齢13.3歳から15.3歳までの優秀な中学生男子柔道選手27名について、体格・体力の特徴を検討した。その結果(1)形態面は、一般生徒より優れており、特に体重と周育が優れていた。機能面では、筋力、敏捷性が優れ、パワー及び柔軟性が劣っていた。

(2)全国大会出場の柔道選手と比較すると、形態面は、頸囲、胸囲が劣り、機能面では、パワー、柔軟性及び肺機能が低く、敏捷性が優れていた。(3)発達の傾向を見ると、形態面は、14歳及び15歳(中学2、3年生)で、機能面では、15歳(中学3年生)で高くなり、他のスポーツ選手にもみられるような、年間発育量がこの時期に最も高くなる傾向があることが認められた。
油脂を利用した老化による消化管機能低下を遅延する方法の確立

【目的】私は以前、老化による脂質吸収能の低下を示し、この現象を遅延する方法として、魚油を含む中脂肪食(中脂肪魚油食)が、老化による脂質吸収能低下を遅延し、さらに、老化による肝機能低下や肝臓総コレステロール蓄積も遅延することを示した。加えて、この中脂肪魚油食は老化による腸内細菌の変化に対しても有益な効果を持っていることを明らかとした。以上より、中脂肪魚油食は高齢者にとって有益な食事となり得る事が示された。しかし、魚油は非常に酸化されやすい油脂であり、長期摂取や多量摂取は体内の過酸化脂質量を増加させ、高齢者に悪影響を与える危険性を有していることが分かっている。そこで、本年度は魚油の酸化を防ぐ抗酸化剤であるビタミンEに着目し、中脂肪魚油食の老化による脂質吸収能低下遅延効果を、高齢者にとってより良好な形で解決するための検討を行った。【方法】老化促進モデルマウスSAMP8を、通常食で6ヶ月齢まで飼育する群と15ヶ月齢まで飼育する群を作成した。また、6ヶ月齢から15ヶ月齢まで中脂肪魚油食と中脂肪魚油食のビタミンEを強化した食事で飼育する群も作成した。各群既定の月齢に達した後、各種分析を行った。【結果】脂質吸収能の変化を調べたところ、老化により脂質吸収能が低下したが、ビタミンE強化の有無にかかわらず中脂肪魚油食の摂取でこれが遅延された。しかし、中脂肪魚油食の摂取では、肝臓や小腸の過酸化脂質量が増加していた。一方で、ビタミンE強化の中脂肪魚油食ではこの変化は抑えられていた。以上より、ビタミンE強化の中脂肪魚油食の摂取により、中脂肪魚油食の有益効果を維持しつつ、生体内の過酸化脂質量増加を抑えることができると示され、老化による脂質吸収能低下の遅延を、より良好な形で導けることが示された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。【目的】近年、高齢者の低栄養状態が問題視されており、我々はこの問題の要因として高齢者の消化管吸収能の低下に着目しマウスを用いて研究を行ってきた。その結果、老化により脂質吸収能が低下することをマウスで示し、老齢時からの高脂肪食摂取でこれが抑制されることも示した。しかし、高脂肪食摂取は血清や肝臓の脂質蓄積を強く誘導してしまったため、本研究ではこの悪影響を抑えつつ脂質吸収能低下を抑えるために、中脂肪食や魚油に着目し、これらの効果を検討した。【方法】実験動物として老化促進マウスであるSAMP8マウス(3ヶ月齢、雄性)を用いた。6ヶ月齢まで通常飼育食(4%脂肪食)で飼育する群、15ヶ月齢まで通常飼育食で飼育する群、6ヶ月齢まで通常飼育食で飼育しそれ以降15ヶ月齢まで中脂肪食(8%脂肪食)で飼育する群、6ヶ月齢まで通常飼育食で飼育しそれ以降15ヶ月齢まで魚油を含む中脂肪食である中脂肪魚油食(1.6%魚油食)で飼育する群の計4群を作成し、分析を行った。【結果】老化により脂質吸収能が低下したが、中脂肪魚油食の摂取によりこれが抑制されたことが示された。このメカニズム解析のため、脂質吸収に関わる組織(肝臓、膵臓、小腸)について様々な分析を行った結果、肝臓の老化進行や小腸における脂質吸収関連分子mRNA発現量の老化による低下、小腸の老化による絨毛退化が中脂肪魚油食の摂取で抑えられたことが示され、脂質吸収能低下抑制に関与していることが分かった。また中脂肪食は、血清や肝臓の脂質蓄積促進を誘導しないことが示され、中脂肪魚油食はこの効果に加えて肝機能低下抑制や肝臓脂質蓄積抑制効果を示した。以上より、中脂肪魚油食による老化に伴う脂質吸収能低下の抑制効果と幾つかの代謝パラメーターの改善効果が示され、この食事が老齢者にとって有益な食事となり得ることが分かった。私は、油脂を利用した老化による消化管機能低下を遅延する方法の確立を目指して、特に脂質吸収能の点から研究を行っている。本年度は、脂質摂取による悪影響を抑えつつ老化による脂質吸収能低下を抑制するために、中脂肪食や魚油に着目して研究を行った。その結果、魚油含有中脂肪食の摂取により、老化による脂質吸収能低下を抑えることが示された。またこの食事摂取による、いくつかの代謝パラメーターに対する悪影響は見られなかった。以上より、中脂肪魚油食の老化に対する有益性が示された。老化研究は、実験動物の飼育期間が非常に長く、またその期間の長さ故、個体間のバラツキも大きくなるため、最終的な有意差が非常に出にくい研究である。その為、苦労に対しポジティブな結果を得ることが難しい。しかし、本研究において私は、老化研究におけるこの様な問題を少しでも抑えるために、動物に十分配慮して日々の飼育活動を行った。その結果、上述した様なポジティブな結果を得ることができた。現在私は、本年度の研究結果を原著論文としてまとめている。予想より早い段階で原著論文にまとめられるデータを得られたことは、当初の計画以上の進展であると考える。また今後は、この内容をさらに発展させた研究を行い、高齢者のQOL改善に貢献していく予定である。実験1:老化や食事による腸内細菌変化の検討【目的】老化とは、加齢依存的に機能が低下することで、老化により肝臓や消化管などで様々な機能低下が起こる。

故に、老化進行を抑制する方法の探索は重要であり、今まで研究が行われてきた。私は以前、老化による脂質吸収能低下に対し魚油を含む脂肪強化食(中脂肪魚油食)がこれを抑制でき、老化にとって効果的な食事であることを示した。そして私は、この食事が他の老化表現型に対しどのような効果を持っているのかということに興味を持った。本研究では、老化により生体内で起こる変化の一つとして注目されている腸内細菌叢について老化による腸内細菌の変化が中脂肪魚油食によりどのように変化し、この変化がどのような効果を持っているのかを検討した。【方法】老化促進モデルマウスSAMP8を使用した。通常飼育食で6ヶ月齢まで飼育する群、通常飼育食で15ヶ月齢まで飼育する群、6ヶ月齢まで通常飼育食で飼育し、その後15ヶ月齢まで中脂肪食で飼育する群、6ヶ月齢まで通常飼育食で飼育し、その後中脂肪魚油食で15ヶ月齢まで飼育する群の4群を用意した。各群既定の月齢に達した時、マウスの糞便を回収し、腸内細菌の解析を行った。【結果】老化により脂肪肝や腸炎症と関連する菌が増加したが、中脂肪魚油食によりこの変化が抑えられた。また、老化によりエネルギー消費に関わる菌が減少したが、中脂肪魚油食によりこの変化は抑えられた。以上より、中脂肪魚油食は腸内細菌において老化に対し有益な効果を持っていると考えられた。実験2:油脂に着目した老化による消化管機能低下抑制の検討【目的】老化による脂質吸収能低下をより良好な形で解決するために、魚油の量と魚油の酸化を防ぐ抗酸化剤ビタミンEに着目して検討を行った。【方法】SAMP8に魚油とビタミンEを与え、飼育を行った。【結果】現在飼育中であり、後日詳細な検討を行う予定である。私は以前、老化による脂質吸収能低下を抑制する方法として、魚油を含む脂肪強化食(中脂肪魚油食)の摂取が効果的であり、この食事が老化に対し有益な食事となりえることを示した。本年度は、この中脂肪魚油食が、老化による脂質吸収能低下抑制効果以外に、老化表現型にどのような影響を与えるのかを検討するため、腸内細菌に着目して研究を行った。その結果、老化により、脂肪肝や腸炎症に関連する菌の増加や、エネルギー消費に関わる菌の減少といった腸内細菌叢の変化が見られたが、中脂肪魚油食の摂取によりこれら変化が抑制された。このことから、中脂肪魚油食は、腸内細菌叢の老化による変化に対しても、有益な効果を持っていることが示された。私は本年度、この研究結果を論文執筆・投稿の段階まで進めることができ、現在論文はレフリーによる査読中である。また、腸内細菌・老化・食事をまとめて検討した研究は少なく、この研究は、腸内細菌・老化・食事の関係に対して新たな知見を提供するものとなりえる。また、上記の腸内細菌研究に加え本年度は、老化による脂質吸収能低下を抑制するため、魚油に着目したさらなる研究も行っている。食事中の魚油の量や魚油の酸化を防ぐ抗酸化剤ビタミンEに着目して、老化による脂質吸収能低下を、より良好な形で解決するために研究を行っている。こちらの研究は、現在実験動物の飼育途中であるが、飼育は約1年間続けており、十分な老化進行が確認され次第、速やかに生体分析を行う予定である。本年度は、原著論文の投稿まで研究を進めることができたことに加え、新たな研究のための実験動物の飼育も同時に進めることができたため、当初の計画以上の進展であると考える。
機械の稼働中の騒音低減のための構造変更感度解析

本研究では,把握困難な入力特性は未知のままで,振動騒音を低減するための構造変更箇所を簡便に見出すための感度解析方法を提案した.明らかになったことは,1)質量付加による対策では,具体的な付加質量が定まれば,自己FRFを用いて取り付け後の応答を予測計算することが可能.多軸応答を考慮することも精度向上に有用.2)曲げ剛性の感度解析は,角加速度を計測する必要があり精度確保が困難な場合も多い.この問題を解決するために並進計測に基づくスプライン関数による補間も試みた.3)提案する感度解析法は定常応答を対象にし,周波数領域における対策を想定していたが,過渡応答を対象とした感度解析も可能であることが分かった.1.剛性付加感度解析の検討構造のどこかに補強を加えて振動低減を図る時,どこに補強を加えるべきかを検討する方法が,剛性付加感度解析である.質量付加に比べ,剛性付加は質量増加を前提としないため,構造変更手法としては好まれる.そこで,今年度は剛性付加感度解析の実施上の問題点を検討した.補剛方法として,例えば構造物のある部分の板厚を増加させる場合,ある領域の曲げ剛性が増加することになり,これは相対的な曲げ変形に対する剛性付加として捉える必要がある.そこで,今年の実施においては,曲げ剛性の補強に対する感度解析を容易に実施するため,曲げ剛性を2点の面外方向の相対並進成分に対する剛性付加と近似して感度解析を実施する方法を検討した.具体的にはオートバイのクランクケースの放射音低減を対象とし,対象周波数領域の振動低減のための感度解析を実施した.振動低減の効果を確認できた領域と,曲げ剛性を並進成分の剛性に置き換える精度の問題があることも分かり,継続的に検討する予定である.2.付加減衰のモデル化方法の検討曲げ振動を主体とする構造振動に対して,減衰要素を付加して構造対策を図る場合,減衰要素をなるべく簡便にモデル化し,その特性変化による応答変化を予測する.すなわち,減衰付加感度解析を実構造物に実施するための問題点である,減衰の簡易なモデル化方法に関する基礎検討を行った.曲げ振動に対する減衰付加の感度解析を可能にするために,曲げによる減衰を蝶番型の減衰要素と捉え,実験的にモデル化する方法を検討した.本研究では,把握困難な入力特性は未知のままで,振動騒音を低減するための構造変更箇所を簡便に見出すための感度解析方法を提案した.明らかになったことは,1)質量付加による対策では,具体的な付加質量が定まれば,自己FRFを用いて取り付け後の応答を予測計算することが可能.多軸応答を考慮することも精度向上に有用.2)曲げ剛性の感度解析は,角加速度を計測する必要があり精度確保が困難な場合も多い.この問題を解決するために並進計測に基づくスプライン関数による補間も試みた.3)提案する感度解析法は定常応答を対象にし,周波数領域における対策を想定していたが,過渡応答を対象とした感度解析も可能であることが分かった.1.質量付加,剛性付加による騒音低減の有効確認と問題点の整理構造変更による騒音低減効果を実際に確認し,適用範囲を検討した.1)1点質量付加の検討:提案する感度解析法では付加質量が微小な範囲で成り立つものと仮定しており,付加量がその範囲を超えた場合には,取付け点の自己FRFを用いて再計算する方法を提案している.まず感度に基づく予測精度について検討した.質量付加による動特性変化の非線形性が強い場所と弱い場所があるが,構造変更後の特性を定量的に予測するためには,自己FRFに基づく再解析が簡便でかつ有効であることが分かった.2)複数個所への質量付加検討:複数個所に質量を取り付ける場合には,それらの相互作用の影響を考慮する必要がある.まずは複数個所への質量付加の予測方法を検討し,質量付加点同士の相互作用について検討した.複数個所取付けの場合は,取付け点間の相互FRFを考慮する必要があることを明らかにし,その影響を検討した.3)板厚付加:パネル振動の騒音低減に対しては,曲げ剛性付加を検討する必要があり,研究代表者らは,パネルの板厚付加による構造変更をパネル表面に沿った剛性付加として定式化する方法を提案した.これを実際の板構造物に適用し感度解析を実施した.なお,パネルの曲げ振動を評価するためには,通常測定する面直方向の加速度だけでなく,パネル面の角加速度も測定する必要があり,角加速度を簡便に精度良く測定することが,課題であることが分かった.2.感度と物理現象の関連整理音圧に対する質量付加感度が高くなる理由を考察した.質量付加感度は,音響加振によるFRFと評価点音圧と質量付加点の加速度のクロススペクトルによって表されるため,これらの要素を個別に評価する事が鍵になる.音響加振FRFと音響加振による構造応答FRFをから感度が高くなるメカニズムについて考察した.機械稼働中における低振動化,低騒音化は強く求められている.特に,稼働状況においては振動源から対象物に作用する入力特性の把握が困難な場合や,入力箇所や自由度が不明であることが多い.本研究では,このような場合に把握困難な入力特性は未知のままで,振動騒音低減ための構造変更箇所を簡便に見出す方法を提案した.応答評価量が音圧である場合の提案法の手順は,[1]騒音評価点をスピーカ加振し,構造物の振動応答(加速度)を周波数応答関数(FRF)として計測する.[2]機械稼働中に評価点音圧と構造物上の加速度のクロススペクトルを計測する.この両者の積が構造物の応答点に質量を付加した際の質量付加の感度となる.

感度とは構造物のある点に質量を付加した際の応答変化を付加質量で微分したものであり,着目点の敏感度を示す指標となる.構造変更特性は具体的には,剛性付加,質量付加,減衰付加等であり,いずれの付加に対しても基本的にはFRFを用いて感度を評価することができる.減衰付加については,粘性減衰を仮定した場合の減衰付加感度解析を導いた.これは,剛性付加感度解析と類似の形で表されることを確認した.さらにCAE上の感度解析としては,剛性比例型の比例粘性減衰を対象に減衰付加感度を定式化した.これは要素単位で感度を評価することができるために,CAEモデルを用いた評価法としては有用である.本研究で提案した感度解析法は,機械の稼働状況において構造対策箇所が見つけられることが特徴である.しかし感度が高い部位,低い部位が生ずる理論的根拠を考察することは,力学的メカニズムを把握するという観点からも重要である.最終年度には,この点にも考察を加え,例えば質量付加感度の大小は,各部位の応答に対する質量寄与の大小と密接に関わっていることが分かった.振動工学今年度は放射音低減のための,実稼働感度解析として,剛性感度と減衰感度に関わる研究を進めた.曲げ剛性感度を並進自由度の剛性感度に近似する点については,予測精度に限界があることも明らかになったため,この精度限界をどのように判断するかが重要であると考えている.減衰感度解析については,曲げ振動における減衰要素のモデル化が広い周波数範囲においては困難な点も明らかになったため,減衰感度については,並進自由度に絞って検討を進める方向で検討している.これらは概ね想定した進捗状況である.当初予定した検討事項については,ほぼ想定通りに進んでいる.基本的な構造変更感度の妥当性を概ね確認できた.また問題点として,パネル振動による騒音低減を対象とした剛性付加の構造変更においては,振動の角加速度成分が必要であることが分かった.低減対象とする騒音は,車室内騒音のような閉空間の音圧としていたが,昨今の環境問題への対策などの観点から,開空間における放射音低減の必要も増している.この観点から,新たに放射音低減のための構造変更を検討対象に加えることを予備的に検討しており,今後の研究推進の中で盛り込んでいく事を検討した.なお,当初購入物品として予定していた多チャンネル計測用データステーションについては,現有の備品で代用できることが分かったため購入を見送り,H25年度に実施予定のレーザドップラー等を用いた振動実験に充当することにした.最終年度は,継続課題の検討と研究まとめとして,感度解析の実構造物への適用を視野に入れて,研究を実施する予定である.放射音低減の例においては,効果的な剛性付加領域を絞り込むための適切な方法を引き続き検討する.全体の検討の中で,例えば質量付加感度が構造物のどのような特性に起因してその結果を示しているか,すなわち,動特性と感度の関係についても考察を進める予定にしている.1.質量付加,剛性付加,減衰付加による騒音低減の効果検証1)減衰材のモデル化:減衰材付加については,パネル構造においては曲げ振動に対する減衰付与として捉え,曲げ振動へに対する減衰感度解析を試みる.このためには減衰材の曲げ振動に対する減衰効果を評価しモデル化する必要があり,この減衰のモデル化を含めて実施する.
自閉症モデル霊長類を用いた発達期神経回路再編成の異常の検証

ヒトの脳では、新生児から子供の時期にかけてシナプスが急速に増えた後、大人になるにつれて減っていく。自閉症患者の脳では、シナプスの刈り込みがうまくいかず、余分な神経回路が残っていると考えられている。私たちは霊長類であるマーモセットを使って自閉症の原因に迫ろうとしている。まずマーモセットの脳で「刈り込み」が起こっていることを確認し、さらにバルプロ酸を妊娠しているサルに与えて自閉症の症状を示す霊長類モデルを作り出すことに成功した。本研究では、その脳でシナプスの「刈り込み」が不十分であることを見つけた。ヒト自閉症脳の特徴を反映したサルを用いることで、新しい治療法の開発に貢献できると期待される。研究代表者等は、胎生期のマーモセットをバルプロ酸に曝露することにより、自閉症病態モデル霊長類の作出に取り組んでいる。これまでの行動学的解析からDSM-5を満たす自閉症様症状を示すことが明らかになってきている。この病態モデル個体(VPA群)とバルプロ酸非暴露個体(UE群)の発達期大脳皮質の遺伝子発現解析を比較・解析を行った。先行研究と同じ6つの領野(area9, 12, 14r, 24, TE, V1)、5つの発達ステージ(新生仔、生後60, 90, 180日齢、成体)の遺伝子発現をマーモセット特異的DNAマイクロアレイを用いて調査した。VPA群では、新生仔で長距離神経結合形成に重要な分子の発現低下が認められた。生後60-180日齢で興奮性シナプスのマーカー遺伝子の発現量が上昇しており、この病態モデルでシナプス数が異常に増加していることが推定された。代謝型グルタミン酸受容体関連分子の発現変化も観察され、シナプス特性に異常が生じている可能性がある。また生後180日齢でミクログリアのマーカー分子の発現量が顕著に変動していることがわかった。自閉症患者では頭周囲長が増加し、灰白質組織が厚くなっていることが報告されている。これは自閉症患者のシナプス刈り込み不全を反映しているものと考えられる。VPA群では、生後180日齢・成体で顕著な脳重量の増加が認められ、さらに灰白質が厚くなっており、本モデル動物の脳形態の特徴は自閉症患者の特徴と類似していることがあきらかになりつつある。VPA群では生後180日齢でミクログリアの突起が細くなり、密度が低下していた。これは、自閉症患者ではミクログリアの機能不全により不適切または活動が弱いシナプスを認識することができず、過剰なシナプスが維持されているという仮説を支持する結果である。胎生期バルプロ酸曝露マーモセットは自閉症脳の解剖学的特徴を反映すること、これを形成する遺伝子発現に変化が起きていることが示されつつあり、今後新たな自閉症病態モデル動物として治療法の開発に貢献することが期待できる。ヒトの大脳皮質では、出生直後から幼児期にかけて興奮性シナプスが急速に増え、児童期に最大値に達した後、減少するということが知られている(オーバーシュート型シナプス形成)。このシナプスの「刈り込み」は、霊長類の機能的な神経回路を作り上げるために不可欠な過程とされる。近年、このシナプス形成のダイナミクスの異常が、様々な精神疾患に関与していることが明らかになりつつある。自閉症スペクトラム障害(ASD)の脳ではシナプス数の増加率が大きく、その後の刈り込みが少ないため、過剰なシナプスが維持されており、スムーズな情報伝達ができないと考えられている。本研究では、他個体へ注意を向ける時間が短い、固執性を示すなどDSM-5の診断基準を満たす自閉症様行動を示す胎生期バルプロ酸(VPA)曝露マーモセットの大脳皮質において、ヒトASD患者の「オーバーシュート型」シナプス形成の異常が再現できるか検討を行った。我々は、生後0日齢, 2ヶ月齢(乳児),3ケ月齢(幼児), 6ヶ月齢(青年期)のVPAマーモセットの前頭前皮質(12野)と一次視覚野(V1)の第3層錐体細胞に蛍光色素ルシファーイエローを注入して基底樹状突起全体を可視化した。VPAマーモセットは、定型発達個体と比較して生後2か月齢以降大きな樹状突起展開面積を持ち、どの発達段階においても長い樹状突起をもっていることがわかった。また、定型発達個体と比較して、VPAマーモセットのスパイン密度は生後2ヶ月齢以降上昇していることが観察された。定型発達個体では、生後3か月齢から6か月齢にかけて約30%スパイン密度が低下する「刈り込み」が起こるのに対して、VPAマーモセットでは統計的に有意な変化は観察されず、この霊長類モデル動物でASD患者のシナプス刈り込み不全を再現できていることが分かった。

胎生期バルプロ酸曝露モデルマーモセットでは、生後60日齢(シナプス形成期)、90日齢(シナプス数ピーク期)、180日齢(シナプス刈り込み期)で興奮性シナプスのマーカー遺伝子の発現量が上昇しており、シナプス数が異常に増加していることが推定された。また脳重量の増加と灰白質の厚さの増加が観察された。今後は、樹状突起スパインの密度・総数を詳細に解析する予定である。また「シナプス刈り込み」によって除去される回路の実態について解析を行う予定である。神経解剖学、分子生物学樹状突起および樹状突起スパインの可視化実験に使用する定電流発生装置を貸与してもらうことができ、遺伝子発現解析ソフトウェアの年間ライセンス料を研究室内で共同で使用することができたため支出が減少した。昨年度得られた胎生期バルプロ酸暴露マーモセット大脳皮質の遺伝子発現データの解析を重点的に行うため、遺伝子ネットワーク解析・パスウェイ解析ソフトウェアに関わる支出を見込んでいる。持ち越した研究費は今年度の研究費と合わせて、分子生物学実験試薬類、組織学的解析に係る試薬類の購入に充てる予定である。トレーサー類、in situ hybridization関連試薬、免疫組織化学関連試薬の出費を予定している。また国際学会および国内学会に参加し、成果発表や情報の収集に努めたい。
乳児における感覚と運動の協応

Piaget(1948)は最初の意図的行動として感覚運動的知能の発達の第3段階で出現する第2次循環反応(自分の行動が外界にもたらした興味ある結果を再現させようとする反応)をあげ、およそ4カ月半から始まるとした。本研究はRovee-Collier(1979など)たちの方法を参考にして、乳児の脚でのキック行動とサッキング反応を定量的に測定し、第2次循環反応の特性を検討した.キック反応生後3ヶ月の乳児が強化期に左脚を動かすと、左脚の足首に紐が結わえられており、乳児のキックが直接に頭上のガラガラを揺らすことになった(連動強化条件)。しかし非強化期には紐が足首から解かれているので、キックしても何の効果もない。乳児はすぐに左脚でキックすることを覚えたが、彼の因果概念は通常の成人のものとは随分異なるようであった。乳児は自分の活動に近接してガラガラが音を立てることはよく理解していたが、強化期と非強化期を区別することは難しいようで、紐が足首に結んでなくても頻繁にキックしていた。サッキング反応生後6週の乳児が人工のゴム製乳首をサックすると、強化期にはブザー音がなり、非強化期には音がしなかった。乳児はブザー音を聞くために乳首をサックすることはすぐに覚えたが、非強化期にも頻繁にサックした。乳児期強化期と非強化期を十分に区別できなかった。結論生後3ヶ月ころまでの乳児は強化期での自分の活動と外界の変化との間の因果関係は理解できているようだし、もっとよい結果を求めて自分の活動を修正することもできる。これらの活動はピアジェの定義する第2次循環反応である。しかしながら乳児は非強化期になっても活動を中止することが難しい。乳児は一度なにかやって良い結果が得られたなら、それ以上強化を与えなくてもかなり長い間同じよい結果を期待し続けることができる。これがごく幼い時期の乳児の因果概念の特徴の1つであろう。Piagetが第2次循環反応と呼んだ「意図的行動」がいつ頃kらどのような仕方で発生してくるものかについて検討した。1.意図的行動はおよそ4カ月半頃から始まるというPiagetに対して、Roveeたちは2,3カ月の乳児でも自分のキックによってモビールが揺れることを知ると盛んにキックするようになったし、1度このことを覚えると当分は忘れない、と報告した。しかし私たちはこの反応だけでははまだ第2次循環反応とは呼べないことを指摘した。2.私たちはキックすると頭上のガラガラが揺れて音をたてる条件で、同じく2,3カ月の乳児のキック反応を観察した。Roveeたちの報告では指標として専らキック回数だけが取り上げられているが、これには強化期と非強化期を識別している様子が現れていなかった。しかし私たちの乳児は、強化期にはガラガラをしっかりと見据えて嬉しそうにク-イングをしながらながらキックをしていたのに対し、非強化期には落ちつき無くあちことをキョロキョロ見回し、むずかり声を発しながら、キックしていた。セッションが進むにつれてキックにはガラガラの音が生じるのに必要な強度の調製もできるようになり、乳児は随分詳細に状況を把握していることが示された。3.新生児が外界をコントロールしようとする意図自体はここで取り上げた2,3カ月の時代より更に早い時代からあるのに、ただそれを実現する反応レパートリーが制限されていて表現できないだけのことかもしれない。

意図的行動は注視時間やヒット率を指標にしてよければ2,3カ月の時代に既に始まっているといえるだろうし、「注視+サッキング」を指標にするなら1カ月児でもキック反応を用いたときの2,3カ月児の水準の行動を示すことができるらしい(Kalnins and Bluner)。4.注視は大変早期から条件変化に柔軟に対応して変化する行動であることが確かめられた。注視するだけではガラガラは音をたてないから、これを直ちにキックと同種の意図的行動と考えることはできないにしても、今後の実験でその水先案内役を果たすものとして位置づけることができるのではないか、と示唆された。キック反応Piagct(1948)は最初の意図的行動として感覚運動的知能の発達の第3段階で出現する第2次循環反応(自分の行動が外界にもたらした興味ある結果を再現させようとする反応)をあげ,およそ4カ月半から始まるとした。本研究はRovec-Collier(1973など)たちの方法を一部改良して,23カ月児に習得されるキック反応に第2次循環反応の特性を認められないものかを検討した。キックしても目前のガラガラに何等変化の認められない2分間の統制期と,キックに連動して足に結わえられた紐が目前のガラガラが揺らして音をたてる2分間の強化期とを交互に2回反復して,1日につき計8分観察した。数日間の内に強化期に自分がキックしてガラガラが鳴ったことを確かめ,頻繁にキックしてそれを楽しむとともに,統制期にはキックしても無駄であることを理解した様子が認められれば,第2次循環反応の特性が認められたことになる。観察した23カ月児の半数以上に第2次循環反応の特性が認められた。サッキング反応同様に,1カ月児に習得される人口乳首に対するサッキング反応に第2次循環反応の特性を認められないものかを検討した。サッキングによって何等変化の認められない2分間の統制期と、サッキングに連動してブザ-音が提示される2分間の強化期とを交互に2回反復して,1日につき計8分観察した。観察した1カ月児2名に第2次循環反応の特性が認められた。