hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
写経型学習に基づくforループ学習支援環境

C言語を対象としたプログラミング学習において,「forループ」は比較的初期の段階で学習するが,2重ループまで含めると,初学者の理解は容易ではない.本研究課題は,「写経型学習に基づく効果的な支援システムを開発し,提供することで,多くの学習者がforループを理解できるようになる」という仮説を立て,平成3133年度に実施する.開発する学習支援システムは,タイピング練習ソフトを模したものとし,その特色として,学習者の行動から詳細な分析を行う点が挙げられる.C言語を対象としたプログラミング学習において,「forループ」は比較的初期の段階で学習するが,2重ループまで含めると,初学者の理解は容易ではない.本研究課題は,「写経型学習に基づく効果的な支援システムを開発し,提供することで,多くの学習者がforループを理解できるようになる」という仮説を立て,平成3133年度に実施する.開発する学習支援システムは,タイピング練習ソフトを模したものとし,その特色として,学習者の行動から詳細な分析を行う点が挙げられる.
ＶＣＰ阻害剤による網膜色素変性症に対する治療法の開発

神経保護作用の明らかになったVCP ATPase阻害剤が、網膜色素変性の新たな治療法となるか検討した。網膜色素変性モデルであるrd10マウス、および変異ロドプシントランスジェニックウサギにおいて、薬剤投与群では、網膜厚が有意に大きく、網膜電図の振幅も大きかった。遅発性の網膜色素変性モデルマウスであるrd12において、発症後である12カ月齢から薬剤投与を行っても、同様に網膜厚が厚く、網膜電図振幅も大きかった。以上より、新規VCP ATPase阻害剤は、網膜色素変性モデル動物において、形態・機能の両面から、視細胞保護作用があることが明らかになった。新たな神経保護治療法となる可能性がある。1)遅発性網膜色素変性症モデルマウスでの薬剤効果の判定視細胞変性が緩徐におこる網膜色素変性症モデルであるrd12に発症後と考えられる生後1年齢から、薬剤(VCP阻害剤)投与を試み、光干渉断層計にて、視細胞の減少抑制効果があるか、長期経過を見た。視機能に関しては、網膜電図検査にて検討を行った。その結果、薬剤投与群にて、わずかではあるが、網膜の厚みが非投与群と比べて厚いことがわかった。また、明順応下での網膜電図bー波振幅も、薬剤投与群で有意に保たれることがわかった。2)網膜色素変性症モデルウサギへの薬剤投与網膜色素変性症モデルである変異ロドプシンのトランスジェニックウサギに経口にてVCP阻害剤投与を試みた。変性には数カ月を要すとされることから、2,3,4カ月齢にて、光干渉断層計を用い、視細胞の減少抑制効果があるか、経過を見た。視機能に関しては、網膜電図検査にて検討した。その結果、薬剤投与群においては、有意に網膜電図の振幅が保たれ、また、網膜厚も保たれることがわかった。以上より、遅発性網膜色素変性モデルマウスおよび網膜色素変性モデルウサギにおいて、VCP阻害剤が形態的にも視機能的にも保護作用を示すことが明らかになった。1)視細胞保護効果を持つVCP阻害剤の特定:緑内障モデルマウスで、神経節細胞保護効果の確認できた薬剤を中心に、新規合成VCP阻害剤のうち、視細胞に対して保護効果のある薬剤を特定する。まずは、マウス網膜の組織培養あるいは、器官培養において、各VCP阻害剤の有無で、視細胞の生存率を比較する事によって、視細胞に対してより大きな保護作用を持つ薬剤を決定した。2)光干渉断層計を用いた、マウス・ウサギ視細胞の経時変化の検出法確立:網膜視細胞に保護作用をもつ薬剤を、マウス・ウサギモデルに投与するにあたって、同一個体での、視細胞の経時変化を見ることは、大変重要である。光干渉断層計を用い、マウス・ウサギで外顆粒層や視細胞の外節・内節接合部が描写されるかを確認できることを確認した。また、網膜色素変性症モデルマウス・モデルウサギを用いて、視細胞層の菲薄化の経時変化を、画像としてとらえられることを確認した。3)網膜色素変性症モデルマウスでの薬剤効果の判定:視細胞保護効果の確認できた薬剤について、網膜色素変性症モデルマウスへ投与し、視細胞の障害を抑制できるかを確認した。網膜色素変性症モデルマウスとしては、まずはrd1やrd10など、比較的視細胞変性が早いモデルを使用した。薬剤を生後7日齢より毎日腹腔内投与し、生後21,25,29,33日齢にて光干渉断層検査を行い、視細胞層をはじめ、網膜各層の経時変化を追うとともに、網膜電図検査にて視機能を評価した。視細胞層の厚みおよび視機能の両面から、コントロール生食投与群と比較してVCP阻害剤投与群で視細胞の障害が抑制されていることが確認できた。本年度に予定していた実験はほぼ遂行できた。実験結果が徐々にまとまりつつある。4)遅発性網膜色素変性症モデルマウスでの薬剤効果の判定:引き続き、視細胞変性が緩徐におこる網膜色素変性症モデルであるrd12に薬剤投与を試み、光干渉断層計にて、視細胞の減少抑制効果があるか、長期経過を見る。視機能に関しては、同様に、網膜電図検査にて検討する。rd12マウスでは、視細胞の変性に約1年程度かかるため、薬剤投与は前年度から行う。5)網膜色素変性症モデルウサギへの薬剤投与:網膜色素変性症モデルである変異ロドプシンのトランスジェニックウサギ1)に薬剤投与を試みる。薬剤は経口投与および硝子体内投与を試みる。変性には数カ月を要すとされることから、2,3,4カ月齢にて、光干渉断層計を用い、視細胞の減少抑制効果があるか、経過を見る。

6)薬剤投与方法、投与量の検討:効き目のある薬剤が存在する場合、その投与法(経口、硝子体注射、点眼)、最適な投与量を検討するとともに、副作用などが起こらないかを検討する。該当なし
メンタライズ機能に注目したアレキシサイミアの臨床介入ツール開発

本年度は初年度ということもあり、メンタライゼーションを測定する邦訳版尺度の信頼性と妥当性を確認する調査と2019年度に実施予定の親の省察機能尺度の信頼性の確認を行うことを目的とした。Jurist(2017)が作成したメンタライズされた感情認識尺度(Mentalized Affectivity Scale:MAS)を翻訳、バックトランスレーションを行い、最終的に60項目からなる日本語版尺度を作成した。続けて妥当性尺度として、自尊感情尺度、感情調整尺度、TAS-20を用い、Web調査により2049歳の成人695名(男性350名、女性345名)を対象に調査1を実施した。因子分析の結果、38項目3因子で構成され、感情理解、感情調整、感情の表出不全であり、Juristが見出した因子と一致した。なお、妥当性尺度との相関については、幾つか検討課題はあるものの概ね仮説が支持される結果となった。一方、調査2として親の省察機能質問票(PRFQ)日本語版の作成を目的に05歳の子どもを持つ母親318名に対してWeb調査を実施した。Luyten et al(2017)のParental Reflective Functioning Questionnair(PRFQ)の18項目を翻訳、バックトランスレーションした項目を作成し、妥当性尺度として視点別意識尺度、邦訳尺度Parental Self-Agency Measure(PSAM;田坂,2013)、TAS-20を用いた。最終的にPRFQ日本語版は3因子16項目(革新的推察、省察不全、省察的姿勢)で構成され、こちらについても信頼性と妥当性が確認された。以上より、メンタライズされた感情認識尺度およびParental Reflective Functioning Questionnaire日本語版の信頼性・妥当性が確認され、2019年度の家族3者セットデータの調査で使用可能となった。2019年度に妥当性調査を予定していたが、MAS(メンタライズされた感情認識尺度)日本語版の翻訳、バックトランスレーション作業が早く済んだため、2年目に予定していた妥当性調査を2018年度の信頼性調査と合わせて実施することが可能であった。そのため当初の予定より1段階調査が早く進んでいる。2019年度は父親、母親、子どもの3者セットデータを回収し、両親のメンタライズされた感情認識の特性が子どものアレキシサイミア傾向にどのように影響しているのか、あるいは、Pearental Reflective Functionningがどのような影響を及ぼしているのかをWeb調査により明らかにする予定である。これらの調査により3年目に予定している介入研究の基礎と土台を作成する予定である。

当初予定していたWeb調査の質問項目数を回答者負担を勘案し減じたことや調査2で回収可能性がそれほど高くないことが予想されたためN数を減じたことにより当初の見積もり金額よりやや支出が減ったことによる。また、学会等での出張旅費が開催地が近かったこともあり残金が発生したことによる。なお次年度使用額は2019年度に予定している親子3者セットデータの回収のN数を増やすことに使用する予定である。3者セットデータの回収は当初の予定金額を増額することで150名セット(合計450名)で回収できる見込みとなる。
乳癌血管新生における接着因子に関する研究

1.ヒト乳癌臨床例において,fibronectin(FN)の発現陽性例は陰性例に比べ予後良好であった.estrogen receptor(ER)の発現陽性例の予後は陰性例に比べ良好な傾向を示し,予後因子としての重要性はホルモン療法施行例でより明らかであった.plateletderived endothelial cell growthfactor(PDECGF)は癌細胞および間質細胞に発現し,間質細胞における発現陽性例は陰性例に比べ予後不良であった(癌細胞における発現と予後との関連性は認められず).腫瘍内血管密度(intratumoral microvessel density,略してIMD)の高値例は低値例に比べ予後不良であった.各因子相互および既知の予後因子との関連性をみると,正の相関を有するものが,ERと腫瘍分化度,間質PDECGFとIMD,負の相関を有するものが,FNと間質PDECGF,FNとIMD,ERと間質PDECGF,IMDと臨床病期(特にリンパ節転移)であった.以上により,血管新生は臨床的に乳癌の浸潤転移の重要な因子であり,その血管新生に増殖因子VEGF,PDECGFは促進的に,また,接着因子のうち,FNは抑制的に,PECAM-1は促進的に働く.さらに,抗E_2剤であるTAMは,FNの産生を促し,血管新生に抑制的に働くとの結論を得た.1.ヒト乳癌臨床例において,fibronectin(FN)の発現陽性例は陰性例に比べ予後良好であった.estrogen receptor(ER)の発現陽性例の予後は陰性例に比べ良好な傾向を示し,予後因子としての重要性はホルモン療法施行例でより明らかであった.plateletderived endothelial cell growthfactor(PDECGF)は癌細胞および間質細胞に発現し,間質細胞における発現陽性例は陰性例に比べ予後不良であった(癌細胞における発現と予後との関連性は認められず).腫瘍内血管密度(intratumoral microvessel density,略してIMD)の高値例は低値例に比べ予後不良であった.各因子相互および既知の予後因子との関連性をみると,正の相関を有するものが,ERと腫瘍分化度,間質PDECGFとIMD,負の相関を有するものが,FNと間質PDECGF,FNとIMD,ERと間質PDECGF,IMDと臨床病期(特にリンパ節転移)であった.以上により,血管新生は臨床的に乳癌の浸潤転移の重要な因子であり,その血管新生に増殖因子VEGF,PDECGFは促進的に,また,接着因子のうち,FNは抑制的に,PECAM-1は促進的に働く.さらに,抗E_2剤であるTAMは,FNの産生を促し,血管新生に抑制的に働くとの結論を得た.
拡幅型T.B.M.ディスクカッタの掘削と摩耗特性に関する研究

拡幅型T. B. M.カッタビットで端面掘削をした場合の掘削効率が、従来型の平面掘削をする場合の掘削効率と比較して、極めて高くなることを実験的に明らかにすることを目的とした。ここでは、まず2自由面をもつ厚さ15cm、直径32cmのモルタル供試体、大谷石、安山岩および花崗岩の円周エッジ部分において、切削深さ210mm、切削幅550mmの各組合わせの位置にセットされたディスクカッタビットを用いて切削実験を実施した。ビットは直径15cm、厚さ1.5cmの鋼材S45Cで製作されており、先端頂角はπ/6、π/4、π/3radの3種類について試験した。これらの種々の切り込み幅、切削深さにおいて、3種類のカッタビットに作用する接線方向力、向心方向力および垂直方向力をそれぞれ計測するとともに回転動力および推進動力を算定した。回転および推進動力の和で与えられる単位体積当たりの掘削仕事量を計測した単位時間当たりの掘削土量で除することによって求まる掘削比エネルギーについて考察した。その結果、掘削比エネルギーは掘削深さの増加とともに増加するが、切り込み幅の増加とともに指数関数的に減少することが判明した。なお、カッタビットの先端頂角の影響はあまり見られなかった。なお、掘削比エネルギーを最小とする切り込み幅/掘削深さ比率は約5.0であり、この組み合わせにおいて最も効率よく掘削ができることが明らかとなった。その結果、この端面掘削方式での掘削効率は、平面掘削時と比較して、1050倍程度向上すること、およびビットの摩耗量が格段に減少することが実験より判明したので、今後、効率の高い新しい掘削機械の開発を可能ならしめるものである。拡幅型T.B.M.のデイスクカッタの掘削機構を力学的に解明するため、試作した回転掘削装置を使用し、デイスクカッタビットによるモルタル端面の定常掘削特性に関する定常掘削特性について実験的考察を行った。本研究の目的は、2自由面を持つ7日養生後の一軸圧縮強度200kgf/cm^2の厚さ15cm、直径32cmのモルタル供試体の端面を直径15cm、厚さ1.5cm、刃物角π/6、π/4、π/3rad、材質S45Cで製作したカッタビットを使用して、掘削深さ210mm、切り込み深さ550mmの各組み合わせにおいて定常掘削する場合の最適な切り込み深さを求めることである。これらの種々の切り込み幅、切削深さにおいて3種類の刃先角度を有するカッタービットに作用する接線方向力、向心方向力および垂直方向力を計測するとともに掘削土量から比エネルギーを算定した。その結果、単位掘削土量当たりのデイスクカッタの回転仕事量で表現される比エネルギーは、切削深さの増加とともに増加するが刃先角度π/4radにおいて最小値を示し、切り込み幅の増加とともに減少することが判明した。さらに、一例として、切削深さ0.4mmに対するデイスクカッタの軌道間隔を2.0cmとして実験を行った場合の平面掘削時の比エネルギーと同じ切削深さにおいて種々の切り込み幅で実施した端面掘削時のそれとを比較した結果、端面掘削方式が平面掘削方式と比較して726倍と格段の掘削効率を達成することが可能となった。本研究の目的は、2自由面を有する岩石供試体端面のエッジ部分を一定の貫入速度でディスクカッタビットを回転させて掘削する場合の掘削特性を従来型の平面掘削する場合の掘削特性と比較して、拡幅型T.B.Mディスクカッタビットの掘削効率が極めて高くなることを実験的に明らかにしようとするものである。

ここでは、まず2自由面をもつ厚さ15cm、直径32cmのモルタル供試体、大谷石、安山岩および花崗岩の円周エッジ部分において、切削深さ2-10mm、切削幅5-50mmの各組合せの位置にセットされたディスクカッタビットを用いて切削実験を実施した。ディスクカッタビットは直径15cm、厚さ1.5cmの鋼材S45Cで製作されており、先端頂角はπ/6、π/4、π/3radの3種類について試験した。これらの種々の切り込み幅、切削深さにおいて、3種類のカッタビットに作用する接線方向力、向心方向力および垂直方向力をそれぞれ計測するとともに回転動力および推進動力を算定した。回転および推進動力の和で与えられる単位時間当たりの掘削仕事量を計測した単位時間当たりの掘削土量で除することによって求まる掘削比エネルギーについて考察した。その結果、掘削比エネルギーは掘削深さの増加とともに増加するが、切り込み幅の増加とともに指数関数的に減少するが判明した。なお、カッタービットの先端頂角の影響はあまり見られなかった。なお、掘削比エネルギーを最小とする切り込み幅/切削深さ比率は約5であり、この組合せにおいて最も効率よく掘削ができることが明らかとなった。その結果、この端面掘削方式での掘削効率は、平面掘削時と比較して、50倍程度向上することが実験より判明した。従来型の平面掘削をする場合のT.B.Mビットの掘削効率と比較して、拡幅型T.B.Mビットの端面掘削をした場合の掘削効率が極めて高くなることを実験的に明らかにした。ビットは直径15cm、厚さ1.5cmの鋼材S45Cで製作されており、先端頂角はπ/6、π/4、π/3 radの3種類について試験した。その結果、掘削比エネルギーは掘削深さの増加とともに増加するが、切り込み幅の増加とともに指数関数的に減少することが判明した。その結果、この端面掘削方式での掘削効率は、平面掘削時と比較して、1050倍程度向上すること、およびビットの摩耗量が格段に減少することが実験より判明したので、今後効率の高い新しい掘削機械の開発を可能ならしめるものと確信する。
特異なポリシクロプロパン抗菌物質の生合成における骨格構築機構の解明

放線菌が生産する抗菌性物質FR-900848は他に類例のない特異なポリシクロプロパン構造を有する。この化合物が生産されるメカニズムの鍵となる中間体および骨格形成の時期について、初めて実験的証拠を得た。また、FR-900848の生産に関与する酵素遺伝子の探索を行い、遺伝子取得に向けた基盤を構築して新奇遺伝子発見への道を開いた。これまでの予備実験から,抗菌性物質FR-900848の生合成中間体は(1R,2R)-2-methyl-1-cyclopropane-carboxylic acid(1)と予想された。次に,実,験で生産菌に投与した中間体化合物が生体内で代謝された後に取り込まれた可能性を否定するため,分子内の2カ所を重水素標識した中間体アナログを投与実験に供することにした。重水素標識体の合成を種々検討した結果,1のメチル基および2位の標識化合物を以下のように調製した。2-propyne-1-olから3段階で[4,4,4-^2H_3]-2-butyne-1-olを合成し,続くLiAIH_4還元の後に重水処理することで[3,4,4,4-^2H_4]-2-butene-1-olを得た。既知の方法によりシクロプロパン環を導入後,RuCl_3酸化により(1R,2R)-[2-^2H]-2-[^2H_3]methyl-1-cyclopropanecarboxylic acidを合成した。メチル基および2位の重水素化率はそれぞれ>99%,55%となった。これをSNAC(N-acelyl cysteamine)エステルに変換後,FR-900848生産菌であるStreptoverticillium fervensに投与して培養し,生成したFR-900848の重水素NMRを測定したところ,標識位置に対応する化学シフトにシグナルが2本観測された。また積分値はメチル基:2位=6.8:1となり,合成中間体アナログの重水素化率を反映した結果となった。以上のように,重水素化シクロプロパン中間体の合成方法を確立し,またFR-900848生産菌への投与実験により,合成中間体が代謝による分解を経由せずに直接FR-900848の生合成経路に取り込まれることが初めて確認された。本結果は,生合成におけるポリケタイド伸長反応と平行してシクロプロパン環が構築されることを示しており,今後,FR-900848の生合成酵素遺伝子を探索するうえでも重要な情報となる。前年度までに明らかにされたFR-900848の生合成経路から推測すると、目的遺伝子のうち、脂肪酸部位はポリケタイド合成酵素(PKS)により生合成され、ポリエンを生成するドメインの組を基本に持つと考えられた。よって、これまで知られている放線菌のPKS遺伝子との相同性を元に、生合成遺伝子クラスターの探索を行った。FR-900848の生産菌(Streptomyces fervens HP-891)からゲノムDNAを抽出し、制限酵素処理で40kb程度のサイズとした断片からfbsmidライブラリを作製した。異なる種間でよく保存されているPKSのKSの遺伝子配列をもとにして、degenerate PCRを行った。その結果、既知のポリエンマクロライド化合物のKSと相同性を持つDNA断片が得られたので、この断片をプローブにしてコロニーハイブリダイゼーションとサザンハイブリダイゼーションによるスクリーニングを行った。得られた陽性fbsmidのショットガンシークエンス解析の結果から、放線菌Streptomyces natalensisとavermitilisにそれぞれ由来するマクロライドPimaricinおよびFilipinに類似の生合成遺伝子が得られた。それらが持つATドメインの数とERドメインの存在は、予想する生合成遺伝子とは異なるものであった。従って、このプローブで検出されないか感度の弱い他のfbsmid中に目的の生合成遺伝子クラスターが存在する可能性が示唆された。また、先のdegenerate PCRでは他に粘液細菌由来のPKSに類似するDNA断片も得られており、今後はこれをプローブにすることで目的遺伝子を取得できる可能性がある。以上のように、FR-900848の生合成遺伝子クラスター取得に向けた基盤を構築し、新奇PKS遺伝子発見への道を開いた。
地域自立型自然エネルギー需給システムの最適設計と環境影響評価

平成14年度から2年間の研究では、地域社会でのエネルギー需給の自立をめざすシステムを設計し、その運用性能を解析した。ケーススタディのモデル地域として、岩手県の葛巻町を対象として検討を進め、下記の研究成果を得た。1.エネルギーシステムの構成要素を定義。東北の山村地域にて盛んな酪農業、および林業を考慮して、牛糞のバイオガス利用および森林バイオマス資源の熱・エネルギー利用を想定した。これに加えて、既に実績のある太陽光発電と風力発電を含めて、エネルギーシステムの構成要素として抽出した。2.コスト低減と安定運用を目的とするエネルギーシステムの設計。町全体を対象にした電力供給を行うシステムと、牧場サイトに限定して熱電併給を行うシステムの2条件について、設計した。前者では、木質バイオマスのガス化発電の導入が進み、電力供給の約4割を賄えること、残りは風力発電にて賄い、風況による変動の調節として若干の系統電力を必要とすることがわかった。後者では、乳牛の糞尿利用によるバイオガス発電は設備費コストが割高のために導入はほとんど進まない。ただし、糞尿の処理費用として有償価格を設定することによって、電力供給のシェアが増大することがわかった。3.環境影響についての考察。二酸化炭素排出量は、本エネルギーシステムを導入することによって半分以下まで低減できることがわかった。設備費と運転費用、および燃料費を総計した全体費用については、概ね現状と同じになることが明らかになった。ただし、バイオマス利用設備の商用化が十分ではなく装置の費用が割高でかつ利用効率の低い状態にあるために、今後の装置の普及に伴って、コストの低減が期待できる。以上の検討から、地域の自然エネルギー及びバイオマスエネルギーを利活用できるエネルギーシステムを設計し、その性能を明らかにした。複数の再生可能エネルギーを組み合わせた地域総合自然エネルギーシステムの運用特性、経済性とCO_2排出量への影響を評価し、以下のことが明らかになった。1.エネルギーシステムの運用特性について風力発電、太陽光発電、バイオマス発電、GHPの4種類の再生可能エネルギーについて導入の可能性を検討した。風力発電とGHPについては、経済的に導入することが可能であることが明らかとなった。反対に、太陽光発電とバイオマス発電についてはほとんど導入されないことが明らかとなった。この理由として、風力発電は、単位発電容量あたりの建設費が安く、燃料費がかからないため、供給する電力の価格は、1kWhあたり23cents(1cent=1.2円)と非常に安価であるためであると考えられる。2.CO_2排出量について地域総合自然エネルギーシステムを利用した場合の二酸化炭素CO_2排出量を算定した。従来型のエネルギーシステムと比較すると、対象地域で1年間に72%のCO_2排出量が削減できることが明らかとなった。将来、京都議定書が発効されると、各地方自治体に削減目標が課せられると想定される。この地域総合自然エネルギーシステムは、CO_2削減目標の達成のために、有効な方策であると考えられる。3.エネルギーシステムの運用コストについて地域総合自然エネルギーシステムの1年間の運用コストを算出した。従来型のエネルギーシステムと比較すると、8%のコスト削減が可能となり、余剰電力の売却分も考慮すると12%のコスト削減が可能となる。また、地域総合自然エネルギーシステムは再生可能エネルギーを利用するため、従来型のエネルギーシステムに比べ化石燃料の消費量が少ない。将来、北欧等で導入されているような炭素税が課税される場合^<28)>、化石燃料の消費量が少ない地域総合自然エネルギーシステムを利用することによって、エネルギーシステムのコストの削減効果はますます大きくなると考えられる。地域社会でのエネルギー需給の自立をめざすシステムを設計し、その運用性能を解析した。ケーススタディのモデル地域として、岩手県の葛巻町を対象とした。1.エネルギーシステムの構成要素

地域にて盛んな酪農業、および林業を考慮して、牛糞のバイオガス利用および森林バイオマス資源の熱・エネルギー利用を想定した。これに加えて、既に実績のある太陽光発電と風力発電を含めた。2.システム設計町全体を対象にした電力供給を行うシステムと、牧場サイトに限定して熱電併給を行うシステムの2条件について、設計した。前者では、木質バイオマスのガス化発電の導入が進み、電力供給の約4割を賄えること、残りは風力発電にて賄い、風況による変動の調節として若干の系統電力を必要とすることがわかった。後者では、乳牛の糞尿利用によるバイオガス発電は設備費コストが割高のために導入はほとんど進まない。ただし、糞尿の処理費用として有償価格を設定することによって、電力供給のシェアが増大することがわかった。トンあたり七千円以上の処理費用の設定が有効である。3.環境影響地球温暖化物質である二酸化炭素排出量は、本エネルギーシステムの導入によって半分以下まで低減できることがわかった。設備費と運転費用、および燃料費を総計した全体費用については、概ね現状と同じになることが明らかになった。ただし、バイオマス利用設備の商用化が十分ではなく装置の費用が割高でかつ利用効率のまだ低い状態にあるために、今後の装置の普及に伴って、コストの低減が期待できる。
下顎頭に対する局所遺伝子導入法を用いた下顎の成長発育制御に関する研究

昨年度の研究結果である、ラット下顎頭へのIDF-Iの局所投与が、下顎頭の内軟骨性骨形成の過程を活性化させることについては、論文としてJ.Medical and Dental Sci.に掲載され、またJ.Orthodonticsに掲載が予定されている。本年度は、下顎頭の期間培養系を用いた実験をさらに進め、培地にIGF-IのアンチセンスODN,センスODNをそれぞれ添加して培養した下顎頭について、アンチセンスに蛍光をつけたアンチセンスの取り込み実験、および光学、電子顕微鏡による細胞の形態変化の観察とTUNEL法を用いた検索を行った。その結果、IGF-Iアンチセンスは下顎頭関節表面の線維層直下の未分化間葉細胞層の細胞に取り込まれることが示された。また形態学的観察より、これらの細胞層において鎌型の核濃縮を初めとするアポトーシスに特徴的な細胞の変性像が観察されるとともに、これらの細胞にTUNEL陽性反応が確認された。また経時的変化を定量的に解析した実験より、これらのTUNEL陽性細胞は培養開始から培養5日にかけて経時的に増加していくことが明らかとなった。以上の結果より、下顎頭におけるIGF-Iの合成抑制が、下顎頭軟骨細胞の基となる未分化間葉細胞においてアポトーシスを誘導する事が示された。この事実は、下顎頭の成長発育異常をはじめ、顎関節症など下顎頭の病態とも深く関わっているものと考えられた。以上の内容は平成15年第45回歯科基礎医学会にて発表した。本年度は研究計画に従い、IGF-IのmRNAのアンチセンスオリゴヌクレオチドの作製、およびラット下顎頭への薬物の導入法について実験を行った。生後10日のラット下顎頭の無血清器官培養の系において、培養液にIGF-Iアンチセンスオリゴヌクレオチドを添加して2日間培養を行い、組織学的観察を行ったところ、関節表層の線維層直下の所謂embryonic layerの細胞に核濃縮など細胞の変性像が観察され、IGF-Iアンチセンスオリゴヌクレオチドが、下顎頭の成長発育に抑制的効果を及ぼす可能性のあることが示唆された。一方、下顎頭の関節包への薬物の導入方については、上皮を切開し関節包を直視してシリンジにて投与する方法を改良して、上皮を切開することなく直接シリンジにて関節包内に薬液を注入する方法を開発中である。さらに、顎関節包内へIGF-Iを投与し、下顎頭軟骨に惹起される変化を組織学的に観察したところ、軟骨層の幅の増大、軟骨下海綿骨層における骨領域の減少が見られ、また、生体染色による計測の結果からIGF-I投与群において内軟骨性骨形成による成長量が増加していることが明らかとなった。これらの結果は顎関節内への薬物の局所投与により下顎頭組織に影響を与えることが可能であることを示している。以上本年度の実績は論文にまとめ現在投稿中である。今後、実験計画に則り、アンチセンスオリゴヌクレオチドをin vivoの系に移して、組織、組織形態計測学的解析を行っていく予定である。
地方圏における「地域再生」を担う人材育成を目指した地域学習のあり方に関する研究

本年度は,過疎地域における学校統廃合に焦点をあてて実態調査を進めた。具体的には,1千葉県内の学校統廃合の実態把握のための文献・統計調査,22019年度に統合する島根県出雲市立朝山小学校と乙立小学校の統合に伴う学校と地域の対応の実態調査をした。1については,千葉県内の統廃合動向調査や統計調査を中心に実施した。2については,出雲市教育委員会において近年の出雲市における学校統廃合の動向を調査した後,2019年の統廃合(出雲市立みなみ小学校に統合)に向けた朝山小と乙立小の取り組みを学校運営及び社会科授業における地域学習に焦点をあてて調査した。さらに,朝山小と乙立小の統廃合を地域がどのように受容していったのかという点を地域住民の視点から明らかにしていった。具体的には朝山コミュニティーセンター長及び乙立コミュニティーセンター長に対する聞き取り調査と資料収集により,地域が両校の統廃合を受容していく過程と今後の学校運営や学習活動(特に地域学習)への協力の意向について調査した。本年度は,日本地理教育学会や日本地理学会,日本社会科教育学会,日本学術会議等の学会活動及び学内での校務(教育学研究科運営委員長,研究科改組WG)が多忙を極め,十分な研究時間を確保することが出来なかった。次年度は、本年度に引き続き学校統廃合地域に焦点をあて,学校と地域の対応の実態を明らかにした上で,その実態を踏まえて社会科における地域学習のあり方を模索したい。具体的には,2019年度4月に統廃合を成し遂げた出雲市立みなみ小学校のその後の動向を実態調査すると同時に,旧朝山小学校区と旧乙立小学校区の住民への意識調査を実施する。さらに,その比較対象として千葉県内において統廃合を控えている学校を抽出し,学校と地域の対応の実態を明らかにしたい。特に,3・4年の社会科地域学習のあり方については,先行する出雲市立みなみ小学校の事例を参考にしながら考察を進めたい。事例地域としては,香取地域を考えている。前述の研究進度の報告にあるように,本年度は本科研に関わる研究時間を十分に確保することが出来なかった。とりわけ過疎地域における実態調査が大幅に遅れており,次年度に集中して取り組む予定である。具体的には,次の2事例の調査を進める。12019年4月に統廃合を完了した出雲市立みなみ小学校における学校と地域の関係を中心に調査を進める。具体的には,統合後の学校運営の実態,地域との新たな関係づくり,社会科における地域学習の取り組み実態,旧朝山小学校区と旧乙立小学校区の住民の統廃合に関する意識調査等を予定している。助成金は,主に旅費及び児童・住民に対する意識調査とその分析に充てる。22020年4月に統廃合が決まっている千葉県東庄町立小学校5校(神代小・笹川小・橘小・石出小・東城小)について,統廃合に至までの経緯とそれぞれの学校の対応,学校区住民の意識調査を実施する。さらに,それぞれの学校における社会科の地域学習の実施実態を調査し,統廃合後の地域学習のあり方を検討する。また,日本社会科教育学会や全国社会科教育学会,日本教育大学協会全国へき地・小規模校教育部門等の学術大会や研究大会に参加することにより,学界の最新の研究情報を収集すると同時に,研究成果の一部を発表していく予定である。
新食糧法下の米産業の競争構造に関する研究-スーパーの産地把握を中心に-

米主産地の現地調査及び流通業者からの情報提供により、新食糧法下の米流通の規制緩和は、従来の自由米市場ですでに発生していた産地間競争に加えて、卸・小売等の業者間競争を本格的かつ全国的に展開させていることが分かった。具体的には、以下の点である。1.新潟県や北陸3県、島根県などコシヒカリ品種に代表される良食味米の主産地や、大都市近郊産地の千葉・兵庫・滋賀県などでは、生産者及び農協レベルで計画外流通の販売対応が拡大しつつある。そこでは、生産者グループ・法人組織や農協において、栽培協定や品質管理、販売促進の強化など多様な産地マーケティングが展開している。2.スーパーや米卸業者、米小売専門店等の中には、上述の主産地と直接的な取引関係を結ぶ業者も多数登場している。その結果、産地ブランドの地域的細分化が進み、産地間及び流通業者間で競争が激しくなっている。特に、過剰下の買い手市場の中で、大手スーパーの産地掌握が強まっており、農協の米マーケティングの展開に大きな影響を与えている。3.北海道や東北、熊本・佐賀県などの非良食味米産地では、米需給関係の過剰基調のもとで、生産者及び農協の当初の自主販売の動きは止まり、計画流通による連合会での統一販売対応に回帰しつつある。そこでは、米流通再編の担い手である大手スーパー等に対して、経済連・全農の組織再編による系統米販売体制の強化が模索されている。4.米国や中国の海外ジャポニカ米主産地に関しては、産地レベルでの技術開発では食味よりも収量志向が強く、国産米と競合する現地のブランド米(良食味米)は量的には極めて少ない。そのため、品質面で日本との競争力は現在時点では小さいと言えそうだ。2年間の実態調査により,現下の米産業の競争構造に関して以上の点が明らかになった。本年度は新食糧法施行後の産地における取り組み、特に生産者と系統農協の取り組みについて、特徴的な動きを見せている事例に関して、協力者の参加も得て以下のように予備的調査を行なった。(1)低質米地帯の産地動向調査。北海道における農協共販及び米卸売業の実態を調査した。その結果、北海道でのホクレンを中心とした広域産地形成の試みは、基本的には低食味米としての道産米の市場特性に基づいているのだが、自主流通米の殆どの銘柄が同じ価格帯に収斂しつつある現在、大手卸や量販店との対応である程度ロットで競争力を維持しようとするとき、農協販売戦略の1つであることが明かとなった。(2)米産地の再編のひとつの典型と目される福岡県の事例調査。同県では「売れ筋」であるはずのコシヒカリの作付過剰による価格低迷に対して、県内にターゲット市場を絞った「県民米」の新品種の開発とコシヒカリからの品種切り替えを官民共同で積極的に行った。これは、産地にとっての個別の需要を開発段階にさかのぼって生産過程へフィードバックする産地再編の始まりを示す好例といえる。(3)日本有数の早場米産地であり首都東京等の大消費地に近接している千葉県の調査。本県では旧食管法時代には茨城県南地帯とともにいわゆる自由米地帯として知られていた。新食糧法下では、さらに多数の商人系「出荷業者」が農協系統と米の集荷実績を巡って激しい競争を展開していた。大規模生産者の販売先は概ね農協系統3割、商人系3割、自力販売3割という状況であり、また生産調整への参加率も大規模生産者において低いこと等が明らかになった。(4)中国東北地方(黒竜江、吉林、遼寧)の産地調査。生産者、試験研究機関の調査を行なったが、国内では有数の良質米産地でありながら、輸出余力は乏しく、自給体制の強化に努めている。

今後は、今年度と次年度に予定されている他地域(東北、アメリカ)等の動向調査に基づいて、米穀卸・スーパー等流通についての調査を行なう必要がある。本年度は、消費地の米卸や関係団体、主要米生産地における生産者、農協、経済連等の流通対応やマーケティング活動に関して調査を行った。また、国産米と競合する海外産地の輸出能力や米需給に関して、米国カリフォルニアや中国の関係機関の専門家からレビューを受けた。その結果、次のようなことが明らかになった。まず、新食糧法下の米流通の規制緩和は、従来の自由米市場ですでに発生していた産地間競争を本格的かつ全国的に展開させている。とりわけ、新潟県や北陸3県、島根などコシヒカリ品種に代表される良食味米の主産地や、大都市近郊の産地の千葉・兵庫・滋賀県などでは、生産者及び農協レベルで計画外流通の販売対応が拡大しつつある。そこでは、生産者グループ・法人組織や農協において、栽培協定や品質管理、販売促進の強化など多様な産地マーケティングが展開している。さらに、スーパーや米卸売業者、米小売専門店等の中には、これら主産地と直接的な取引関係を結ぶ業者も多数登場している。その結果、産地ブランドの地域的細分化が進み、産地間及び流通業者間で競争が激しくなっている。他方、北海道や東北、熊本・佐賀県などの非良食味米産地では、米需給関係の過剰基調のもとで、生産者及び農協の当初の自主販売の動きは止まり、計画流通による連合会での統一販売対応に回帰しつつある。そこでは、米流通再編の担い手である大手スーパー等に対して、経済連・全農の組織再編による系統米販売体制の強化が模索されている。また、米国や中国の穀物流通関係者からのレビューによれば、両国いずれもジャポニカ米に関しては、産地レベルでの技術開発では食味よりも収量志向が強く、国産米と競合する現地のブランド米(良食味米)は量的には極めて少ない。そのため、価格面ではともかく品質面では日本との競争力は現在時点では小さいという結論に達した。
ミクロン寸法ナノイオン源開発に関する研究

1.ミクロン領域における無磁場ガス放電現象に関する研究直径10μmのガス導入孔を持つアノードと500μm径のイオン通過孔を有するカソードで、アルゴンガスの3keVにおける直流放電を行った。その結果、400nAの電流が得られたがカソードのイオンエロージョンにより約1時間ほどで電流は100nAに低下した。なお、pd積が800mm・Paで放電開始電圧は最低の425V程度であり、パッシェンの法則にしたがった。これに対してヘリウムガスの放電実験では、ガス導入孔径が250μmの場合、pd積(圧力と放電空間距離の積>が3,000mm・Pa以下と小さい場合は放電に要する電圧は600V以上と大きいが、pd積がそれ以上に大きい場合は180Vと低電圧で放電が持続し、安定なヘリウム放電プラズマが得られた。孔径が50μmの場合は、パッシェンの法則とは異なり、放電電圧はガス圧力に強く依存した。同じpd積でも370Paと高いガス圧力では放電電圧は200V程度であったが、43Paでは1000Vと高い放電電圧が必要であった。以上、ヘリウムでは放電開始電圧はガス圧力だけに依存した。2.放電領域に磁場を印加した時のミクロン領域におけるガス放電現象に関する研究20Paのヘリウムガスをガス導入孔径が10μmの穴を通して、放電空間に導入した場合、電極間距離1mmでは放電開始電圧は約1.3kVで、電極間距離にかかわらずほぼ一定であった。つまり、この場合もパッシェンの法則からずれていた。磁場の印加で放電電圧を低下でき、かつ、安定な放電が得られた。3.ミクロン領域放電プラズマからのイオン引き出しに関する研究1020Pa程度の低ガス圧力のヘリウム導入と12kVの電圧で放電を生起した場合、アノードとカソードには370380μAの電流が流れ、イオン電流は10μA程度得られると考えられる。また、今回の実験系では差動排気が完備できていなかったので、コレクターに到達した電流は数10nAと少なかった。しかしながら、ミクロン領域で安定な放電が得られたことから、差動排気を整えれば、更に、細いカソード内壁を通してビーム径の微細なイオンビームが得られると期待される。以上から、ミクロン寸法のナノイオン源を開発できる可能性を得た。1,極微小ナノイオン源電極の微細加工法に関する研究極めて小さい寸法でイオン源を構成するため、電子供給法は電界電子放出を採用し、電子放出電極がイオン引き出し電極を兼ねる陰極とし、陽極にはプラズマ生成室としてのキャビティーを有するものとする2電極イオン源を考案して、その作製方法を研究した。本年度ではミクロン寸法のシリコンフィールドのフォトリソグラフィーによる微細加工過程の諸条件の最適化を行った。その結果、レジストを塗布した酸化膜付シリコン基板に直径20μmの円形ドット列を有するマスクを介して露光・現像し、酸化膜の円形パターン列を形成した。その後にこれをマスクとしてNAH溶液でエッチングして底面直径が20μmのシリコンピラミッド列を形成した。そして、これらのピラミッド先端から電子が放出されることを確認した。2.ミクロン領域におけるガス放電現象に関する研究電子衝突による気体のイオン化には、電子のエネルギー、気体の密度、及びプラズマ生成室の大きさが関連し、プラズマ生成室の寸法が小さい場合には気体粒子と電子の衝突確率を増加させるために、気体密度を増加させる必要がある。2電極構造の陽極に数10μm直径の微小孔を介してアルゴンガスを導入し、陰極に3.5keVを印加した結果、ガス導入圧力を3kg/cm^2とすることで陰極から電子が持続的に放出され、プラズマを生成できることを確認した。2電極を入れた真空室のガス圧力は約2.5x10^<-2>Paと高かった。従って、ガス導入量を低下させることが今後の必要であることが分かった。3.ナノ領域における表面効果荷電粒子発生現象に関する研究液体金属イオン源におけるイオン引き出し実験からイオン放出には数10V/nmの強電界が、シリコンの電界電子放出では数V/nmの電界が必要であることが分かった。従って、先端曲率半径が小さいエミッターからの電界電子放出は、ナノイオン源の電子供給法として適すると考えられる。また、冷陰極であるので熱的な問題も回避できる。

以上、ヘリウムでは放電開始電圧はガス圧力だけに依存した。2.放電領域に磁場を印加した時のミクロン領域におけるガス放電現象に関する研究20Paのヘリウムガスをガス導入孔径が10μmの穴を通して、放電空間に導入した場合、電極間距離1mmでは放電開始電圧は約1.3kVで、電極間距離にかかわらずほぼ一定であった。つまり、この場合もパッシェンの法則からずれていた。磁場の印加で放電電圧を低下でき、かつ、安定な放電が得られた。3.ミクロン領域放電プラズマからのイオン引き出しに関する研究1020Pa程度の低ガス圧力のヘリウム導入と12kVの電圧で放電を生起した場合、アノードとカソードには370380μAの電流が流れ、イオン電流は10μA程度得られると考えられる。また、今回の実験系では差動排気が完備できていなかったので、コレクターに到達した電流は数10nAと少なかった。しかしながら、ミクロン領域で安定な放電が得られたことから、差動排気を整えれば、更に、細いカソード内壁を通してビーム径の微細なイオンビームが得られると期待される。以上から、ミクロン寸法のナノイオン源を開発できる可能性を得た。
青少年期から成人期への移行についての追跡的研究-第三波調査

本研究は小学校から成人期への入り口を経て職業生活の初期段階に至るまでの青少年を対象として、1)青少年期から成人期への移行に関する統計的ポートレートを作成するとともに、2)現代社会における諸「移行」問題を社会学的に考察することを目的とし、関東エリア(K県H市)、東北エリア(Y県S市)において実施してきた第一波調査(2003-2004年)、第二波調査(2006-2007年)の続きとして第三波調査(2009-2011)を実施し、家族、学校、学校外教育、よりマクロな社会文化的環境と関わりながら、定点観測と縦断的研究の視点から青少年の学力形成、進路形成(学校から学校への移行、学校から職業への移行)のメカニズム、諸様態を明らかにした。1)インフルエンザの流行などにより、平成21年度、関東エリアで完成しなかった調査、およびデータのクリーニング等を終えた。2)JELS2009のデータを分析したうえで、関東地方Aエリアの県・市の教育行政部門を訪問し、第三波調査の研究成果を報告した。さらに、対象校(44)、保護者(約1800人)に研究成果のフードバック資料を郵送した。4)JELS2009と上記パネルデータの研究成果を日本教育社会学会第62回大会で5人による2件の共同発表を行った。研究報告のテーマと報告者は以下の通りである。(1)日本教育社会学会第62回大会I-9部会進路と教育(1)(2010年9月18日)・研究の目的と背景(耳塚寛明)・社会関係資本と学力(垂見裕子)・家庭の経済力と子どもの学力(蟹江教子)(2)日本教育社会学会第62回大会IV・8部会社会構造と教育(2)(2010年9月19日)・家庭的背景、学力と子どもの職業観(中島ゆり)・中高生の進路選択・学歴希望と家庭的背景、経済的知識(王傑)1)データコレクション。東北地方○○県のCエリアにおいて、県・市の教育行政と対象校(44)の協力を得て、児童生徒、保護者および学校関係者を対象とする第三波調査を実施した。サンプル数等は以下の通りである。現在、データの初期分析を行っている。・児童生徒質問紙調査(小3 1004名、小6 1092名、中3 1101名、高3 923名)・算数と数学(AT、PA)の学力調査(小3 1004名、小6 1092名、中3 1101名)・担任教員質問紙調査(小3、小6のみ)、中学校窓口調査・保護者質問紙調査、学校を通した配布と回収(小3、小6、中3児童生徒の保護者を対象とする)2)データ分析の成果。ア.関東地方Aエリアの県・市の教育行政部門を訪問し、2009年に実施した第三波調査の研究成果を報告した。対象校(44)、保護者(約1800人)には研究成果のフードバック資料を送付した。イ.関東地方Aエリアで蒐集したJELS2003、2006、2009のデータを分析し、(1)日本教育社会学会第62回大会(2件の共同発表)、Asia Pacific Educational Research Associationのマレーシア大会(シンポジウム形式の共同発表)で口頭発表を行った、(2)報告書として『JELS第14集AエリアWave3調査報告』(計8章)を出版した、(3)お茶の水女子大学グローバルCOEプログラムが編集する『PROCEEDINGS 13』に英論文2本を掲載した。他に、日本家計経済研究所が主催した「第10回パネル調査・カンファレンス」、琉球大学が主催したシンポジウム「ソフトパワーとソーシャルキャピタル学際的研究の展望」において研究成果の口頭発表を行った。データ分析は青少年の学力、進路形成と家庭的背景、学校外教育費投入との関連、学力と社会関係資本、進路選択と生徒の経済的情報ギャップ、青少年の職業観等に着目している。本年度は最終年度として主にデータ分析と成果報告をおこなった。ア.東北地方Cエリアにおもむき、市の教育委員会および小中各学校長対象の成果報告会を実施した。具体的には児童生徒の学力の変化、学力形成の規定要因、教員指導と学力、学力の学校間格差の実態、児童生徒の進路希望の変化および進路希望の規定要因等を、関東地方Aエリアの調査結果と比較しながら報告した。また、高等学校を訪問し、個別に2010年に実施した第三波調査の研究成果を報告した。さらに、対象校および保護者に対し、研究成果のフードバック資料を送付した(約3800部)。

イ.Cエリア2010年度の高校卒業者を対象に、進路について質問紙調査を企画し、郵送による追跡調査を実施した。ウ.東北地方Cエリアで蒐集したJELS2003、2006、2009のデータを分析し、日本教育社会学会第63回大会(2件の発表)および中日教育研究協会第2回大会(1件の発表)で口頭発表を行った。また、報告書として『JELS第15集Cエリアwave3調査報告および香港調査報告』(計8章)を出版した。データ分析は学力の経年変化とその規定要因、学力の学校間格差、学力と学習時間の関連、学習指導方法と学力、高校生の生徒文化と社会観、高校教育を希望しない学生、所得別。子どもの性別にみた教育投資動機、香港の学校外教育に着目している。エ.本調査と比較する目的で、上海にて国際比較調査を実施した(一部、拠点形成事業費により実施)。復旦大学の研究者の協力を得て日本で実施している調査と同様の調査を上海の小中高校で実施した。この結果は2月に当該研究者を上海より招いて「上海の学校外教育」というセミナーを開き報告した。オ.データクリーニングおよびデータ接続。これまでのデータに第三波データの接続をおこなうためのデータクリーニングとデータの接続をおこなった。
運動プログラムのカテゴリー化と汎用化使用に関する脳内神経機構

複数の動作で構成される一連の行動を計画するとき、脳は多様な複数動作の組み合わせをカテゴリー化し、その概念を利用することによって行動のプログラミングを行っている可能性がある。今回の研究ではそのカテゴリー化と概念形成が前頭前野で行われているという仮説をたて、それを検証する一連の実験研究を行った。具体的には、複数の動作(A, B, C, D・・・・)の中から任意の動作を選んでそれをABAB(交互パターン)、AABB(ペアーパターン)あるいはAAAA(モノパターン)の三種類のパターンで記憶依存性に遂行している時の前頭前野の細胞活動を調べる。行っている動作の種類と無関係に、ある特定のパターンの順序運動に依存した活動が前頭前野にどのような特徴をもって存在するか、すなわちあるパターンに選択的に活動する細胞があるか否かを検討する。3種類に大別される複数動作パターン遂行時の前頭前野の細胞活動をしらべた。その結果、複数動作遂行に先行する待機時に多くの細胞が活動の上昇を示した。待機期間中に活動を示す細胞のみを対象として分析した。その結果、大多数の細胞は実行する運動そのものではなく、これから遂行する複数の動作がどんなパターンかということに依存する活動を示した。パターンはモノパターン、交互パターン及びペアーパターンに大別された。77個の細胞が運動の待機期間中に活動の上昇を示し、上述した3種類のうちいずれかに属するパターンを遂行するのに先行して活動を示す細胞が53個記録された。モノパターンに関係した細胞は11個、交互パターンは23個、ペアーパターンは19個であった。大部分の細胞は弓状溝の近傍で主溝の上方から記録された。しかし、弓状溝後端に位置する前頭眼野からは記録されなかった。以上の結果から複数動作のパターンによるカテゴリー化に前頭前野が深く関与していることが明らかになった。今回の研究ではそのカテゴリー化と概念形成が前頭前野で行われているという仮説をたて、それを検証する一連の実験研究を行う。実験動物としてニホンザルを用い、「押す」、「引く」、「回す」の動作が可能なマニピュランダムに前腕を固定し、3種類の動作のうち任意の2種類を2つのパターンで、もしくは1つの動作を連続して遂行させる。仮に行うべき2種類の動作が「押す」と「引く」で、かつ「押す」を最初に行う場合、複数運動パターンは"押す-引く-押す-引く(交互パターン)"、"押す-押す-引く-引く-(2・2パターン)"とする。1つの動作(例えば、押す)の場合は"押す-押す-押す-押す(ぞろ目パターン)"とする。上述した3種類の各運動パターンについて12通りの運動組み合わせを作ってサルに遂行させる。各動作の開始信号は音刺激によって与えられ、各動作終了後マニピュランダムは受動的に元の位置に戻され、サルは次の動作の開始信号を待つ。実際にサルが行うべき動作の順序は最初視覚誘導性に記憶させ、次に視覚情報なしの記憶依存性に行わせる。現在、以上の課題を90%以上で遂行できるように訓練し、無菌的手術を行い記録部位にチェンバーを取り付け、前頭前野からの細胞活動の記録を行っている。今回の研究ではそのカテゴリー化と概念形成が前頭前野で行われているという仮説をたて、細胞活動を記録することによってそれを検証した。

実験動物としてニホンザルを用い、「押す」、「引く」、「回す」の動作が可能なマニピュランダムに前腕を固定し、動作を4回連続して行なわせ、それを1試行とした。3種類の動作のうち任意の1-2種類の動作を3つのパターンで行なわせた。複数運動パターンは3種類あり"交互パターン"は:回す・押す・回す・押す、回す・引く・回す・引く、押す・回す・押す・回す、および、引く・回す・引く・回すの4種類とした。"ペアーパターン"は:回す・回す、・押す,・押す、回す・回す・引く・引く、押す・押す・回す・回す、引く・引く・回す・回すの4種類とした。"単一パターン"は:回す・回す・回す・回す、押す・押す・押す・押す、引く・引く・引く・引くの3種類とした。すなわち、全部で11種類の複数動作をサルに行なわせた。各動作の開始信号は音刺激によって与えられ、各動作終了後マニピュランダムは受動的に元の位置に戻され、サルは次の動作の開始信号を待つ。実際にサルが行うべき4つの動作の順序は最初視覚誘導性に記憶させ、次に視覚情報なしの記憶依存性に行わせる。課題を90%以上で遂行できるように訓練した後、無菌的手術を行い記録部位にチェンバーを取り付け、前頭前野からの細胞活動の記録を行った。241個の課題関連細胞のうち、77個の細胞は最初の運動の開始前に顕著な活動を示した。そのうち、60%以上は3種類の運動パターンに関連した活動を示した。この結果は前頭前野が課題の認知的側面に深く関わっていることを示している。
不平等電界中におけるDNA濃縮を利用した遺伝子導入法の開発

DNAを濃縮するための高周波不平等電界を印加するために、まず、直角のエッジをもつアルミテープを1mmの間隔で配置した電極を作成した。この電極を用いて大腸菌縣濁液に1MHz、150Vの高周波電圧を印加したところ、電極のエッジにおいて大腸菌が濃縮され、同時にパールチェーンが形成されることが確かめられた。また、プラスミドDNAを含む水溶液について同様な実験を行った結果、電極のエッジ付近においてDNAの濃縮が観察された。したがって、高周波電界を印加することにより大腸菌近傍の局所的なDNA濃度が上昇していると考えられる。そこで、高周波電界を印加した後に高電圧パルスを加えることにより、大腸菌に対する遺伝子導入効率を高めることを試みた。導入実験を行うために、高周波電界用の電極に加え、その垂直の方向に電気穿孔用のパルスを印加する電極を設置した。この電極における高周波電界無印加時の遺伝子導入効率を評価を行ったところ、1800V,時定数8msの減衰波パルスを印加することにより、DNA1μgあたり約1×10^8コロニーの導入効率が得られた。そこで、高周波印加電極に1MHzの電界を加え、導入効率への影響を解析した。高周波印加電圧を50V、100V、150Vと変化させた結果、50Vでは遺伝子導入効率に対する効果が見られず、一方、150Vでは大腸菌の生存率が低下する結果として導入効率も減少した。100Vの高周波電界を加えた場合には、高周波電界による遺伝子導入効率の有意な向上が見られた。また、印加時間の導入効率への影響を評価したところ、30秒の印加時間では高周波印加の効果は十分見られなかった。一方、120秒の印加では導入効率は却って低下するために、100V,60秒の高周波印加が最適であると思われる。その際には無印加時の約2倍にあたるDNA1μgあたり約2×10^8コロニーの導入効率が得られた。