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近世・近代価格機構の形成過程-財市場と金融市場の効率性と経済主体の行動-

本研究課題に関する平成21年度の成果は,以下の2点に要約される.第一に,滋賀大学付属史料館所蔵「近江国蒲生郡鏡村玉尾家文書」の分析が,計画通り進捗したことである.1.現在の近江八幡市の西南に在した農家である玉尾家は,敦賀より魚肥を仕入れる肥料仲間に加盟し,仕入れた肥料を近隣の村々へ販売することを生業としていたこと,2.肥料販売の代価としては,米を受け取ることが多かったこと,3.全ての取引が,大津市場における時価に基づいて行われていたこと,の3点が実証された.玉尾家による肥料販売活動,並びに米穀購買活動が,正確に,大津市場における時価を反映していたという事実は,当該期における市場経済の伸展度を示すものとして特筆に値する.以上の研究成果は,社会経済史学会において報告され,そこでの知見を踏まえた論稿を「取引統治効果の深化と派生-近世期地方米市場の拡大-」として,現在,学会誌『社会経済史学』に投稿中である.第二に,近世日本における司法制度と米市場との関わりを明らかにした点である.当時にあって最も重要な財市場・金融市場であった大坂米市場においては,米取引を巡る紛糾に関して,江戸幕府が訴権を否定することはなく,一貫して,取引当事者の財産権を保障し続けていたことが明らかとなった.大坂米市場においては,もはや近代と比肩し得るだけの制度的基礎を備えていたのである.市場制度の,近世から近代への移行過程を捉えるという,本研究課題の第二の主題はここに達成されたと考えている.以上の成果をまとめた論稿は,『歴史と経済』,『史学雑誌』に掲載された.以上の成果は,東京大学大学院経済学研究科に提出した学位請求論文「近世大坂米市場分析-効率的市場の形成と展開-」として結実し,2010年3月24日,同研究科より博士号(経済学)を授与された.本研究課題に関する平成20年度の成果は,以下の2点に要約される.第一に,滋賀大学付属史料館所蔵「近江国蒲生郡鏡村玉尾家文書」の撮影と解読が,計画通り進捗したことである.現時点で明らかになったことは,1.現在の近江八幡市の西南に在した農家である玉尾家は,敦賀より魚肥を仕入れる肥料仲間に加盟し,仕入れた肥料を近隣の村々へ販売することを生業としていたこと,2.肥料販売の代価としては,米を受け取ることが多かったこと,3.全ての取引が,大津市場における時価に基づいて行われていたこと,の3点である.玉尾家による肥料販売活動,並びに米穀購買活動が,正確に,大津市場における時価を反映していたという事実は,当該期における市場経済の伸展度を示すものとして特筆に値する.近世日本における経済主体の,価格に対する反応を観察することが,本研究課題の一つの主題であるが,そのための準備作業は想定通り進捗したものと考える.第二に,近世日本における司法制度の実態解明が進んだことである.当時にあって最も重要な財市場・金融市場であった大坂市場を対象として実証分析を行った結果,大坂米市場においては,米取引を巡る紛糾に関して,江戸幕府が訴権を否定することはなく,一貫して,米に関する財産権を保障し続けていたことが明らかとなった.これにより,大坂米市場が,財市場としてのみならず,金融市場としても隆盛を極めた背景として,江戸幕府による財産権の保護が存在したことが実証されたのである.市場精度の,近世から近代への移行過程を捉えるという,本研究課題の第二の主題に取り組む上で,ここで得られた成果は,重要な基礎作業となると確信する.本研究課題に関する平成21年度の成果は,以下の2点に要約される.第一に,滋賀大学付属史料館所蔵「近江国蒲生郡鏡村玉尾家文書」の分析が,計画通り進捗したことである.1.現在の近江八幡市の西南に在した農家である玉尾家は,敦賀より魚肥を仕入れる肥料仲間に加盟し,仕入れた肥料を近隣の村々へ販売することを生業としていたこと,2.肥料販売の代価としては,米を受け取ることが多かったこと,3.全ての取引が,大津市場における時価に基づいて行われていたこと,の3点が実証された.玉尾家による肥料販売活動,並びに米穀購買活動が,正確に,大津市場における時価を反映していたという事実は,当該期における市場経済の伸展度を示すものとして特筆に値する.以上の研究成果は,社会経済史学会において報告され,そこでの知見を踏まえた論稿を「取引統治効果の深化と派生-近世期地方米市場の拡大-」として,現在,学会誌『社会経済史学』に投稿中である.第二に,近世日本における司法制度と米市場との関わりを明らかにした点である.当時にあって最も重要な財市場・金融市場であった大坂米市場においては,米取引を巡る紛糾に関して,江戸幕府が訴権を否定することはなく,一貫して,取引当事者の財産権を保障し続けていたことが明らかとなった.大坂米市場においては,もはや近代と比肩し得るだけの制度的基礎を備えていたのである.市場制度の,近世から近代への移行過程を捉えるという,本研究課題の第二の主題はここに達成されたと考えている.以上の成果をまとめた論稿は,『歴史と経済』,『史学雑誌』に掲載された.以上の成果は,東京大学大学院経済学研究科に提出した学位請求論文「近世大坂米市場分析-効率的市場の形成と展開-」として結実し,2010年3月24日,同研究科より博士号(経済学)を授与された.
樹冠モデルとしてのフラクタル構造物の抵抗と後流乱流の関係に関する研究

街路樹や防風林の役割を果たす樹木の風による抵抗のほとんどが樹木を覆う葉々の広がり(樹冠)によるものである.本研究は,樹冠の形状をほぼ同じフラクタル次元を持つシェルピンスキー四面体をモデルとして,樹木に掛かる抵抗および後流の速度分布を明らかにした.シェルピンスキー四面体の抵抗係数はほぼ一定となること,乱流の性質は最小要素(葉)の大きさで決まることが分かった.本研究の目的は,樹木のような物体の空気抵抗のメカニズムを樹木に掛かる抗力と後流乱流を測定することにより,明らかにすることである.このために,葉が木の幹の周囲をフラクタル状に空間分布していることに着目し,樹冠と同じフラクタル次元の人工物に掛かる力と周囲の流れの測定を行う.1年目は,次の3点を研究課題とした.(1)フラクタル構造物の空気抵抗測定のための基本設計と製作,(2)多点熱線プローブ用固定台および移動装置の設計製作,(3)フラクタル構造物周りの基本流れの測定.(1)は,フラクタル構造体を研究室所有の少額の3次元プリンターで製作することにした.3次元フラクタル構造は複雑なため,部位毎の印刷に工夫が必要で,試行錯誤の末,所望の構造物を製作することができた.抵抗測定には,6分力ロードセルを購入した.構造物の支持方法で,力については問題ないものの,想定以上のモーメントが掛かることがわかり,今年度は抵抗のみを測定できる設計変更で対応した.(2)は,多点熱線流速計の設計と材料購入に留まった.また,熱線流速計については細線検知部が室内の埃等で破損するほど脆弱であるので,応答性を落として,太線でより頑丈なものも設計した。また,多数のピトー管でも測定できるように準備した.(3)は,(2)の進捗が思わしくなかったので,(1)の抗力測定を先行させ,次のような知見を得た.予備実験として,フラクタル構造物と等しい投影面積の平板の抵抗を測定し,既知のデータと同等の測定ができることを確認した.段数の異なるシェルピンスキー四面体の測定では,期待に反して,高風速15m/s超,または高レイノルズ数10の5乗超では,抵抗は風速の2乗に比例する.特筆すべきは,抗力の実効値と平均値の比で,平板では5%であったものが,多重度が上がるほど小さくなり,3段では約1%まで低下することが分かった.項目によっては,抵抗測定など2年目の計画を前倒して,進められたところもあったが,一方,構造物の後流測定のための速度測定装置については,熱線流速計の回路に関して改良を加えようと試みたため(通常,両電源動作するものを片電源動作に仕様変更),回路設計に時間を費やしてしまい,計画が順調に進まないときのために,熱線流速計を購入したものの,多点測定できる速度測定装置を1年目の間に製作できなかった.その間に,埃対策のための応答性が低い(乱流の細かい変動は捉えられないが,構造体から発生する後流の大きな渦は捉えられる)太線の熱線流速計の設計および小型圧力変換素子によりピトー管で多点で計測できるように,電子部品等の材料を調達した.本研究の目的は,樹木のような物体の空気抵抗のメカニズムを,樹木など自然界の物体が持っているフラクタル形状(縮尺に依らず,形状が相似形)に着目し、樹木に掛かる抗力と後流乱流を測定することにより、解明することである。この目的のために、樹木の樹冠と同じフラクタル次元をもつシェルピンスキー四面体を樹木のモデルとして採用し、この人工物に掛かる抗力と周囲の流れの測定を行う。研究の2年目では、抵抗の測定法の改良を行った。1年目では,梃子の原理を使って、1方向のみの力を測定したが,2年目では、3つのロードセルを購入し、3方向の力を同時にかつ独立に測定することにした。1年目で測定されていた周期振動が、主に鉛直方向に働く横力によって、生じていることが分かった。後流速度分布測定に関しては、小型のピトーを10本、鉛直方向に並べ、水平方向へ移動できる装置に設置し、流路断面の速度分布を効率的に測定できるようにした。シェルピンスキー四面体の段数(多重度)によって、平均速度分布が大きく異なることが分かった。段数が増えるほど、後流の幅は狭くなり、速度欠損(周囲流速からの減速)が増大する。異なる速度分布にもかかわらず、全体の抗力は段数によってほとんど変化しないことが分かった。また、多点同時測定のデータから、段数が大きくなるほど、周囲の流れの巻き込みが小さくなることも分かった。後流速度分布より運動量の法則を介して予測される抗力は、直接測定の抗力とほぼ一致しており、測定が健全に行われていることも確認した。熱線流速計の開発に関しては、安価で本研究の目的に合う、回路の組み合わせを試行錯誤し、基本回路設計と応答性能などの動作確認を行った。2年目は,力測定装置と速度多点測定装置を完成し、シェルピンスキ四面体の抗力測定と後流分布測定を予定通り実施することができた。後流測定については、新規に購入した3つのロードセルで3方向の力を独立に簡便に測定できるようになった。また、測定の際に力が正確に測定できるように、不要なモーメントが測定器に掛からない工夫を施した。

後流速度の多点計測に関しては、熱線流速計を使う前に、多数購入した圧力変換器を用い、ピトー管で10点同時に測定できる装置を作成した。ピトー管は鉛直方向に並べられており、移動装置で、水平方向に主流流れを横断して、測定が可能となっている。熱線流速計に関しては、安価な電子部品の組み合わせで動作する回路を設計し、ピトー管から置き換えられるような状況にまでなった。本研究の目的は,樹木のような物体の空気抵抗のメカニズムを,樹木など自然界の物体が持っているフラクタル形状(縮尺に依らず,形状が相似形)に着目し、樹木に掛かる抗力と後流乱流を測定することにより、解明することである。この目的のために、樹木の樹冠と同じフラクタル次元をもつシェルピンスキー四面体を樹木のモデルとして採用し、この人工物に掛かる抗力と周囲の流れの測定を行う。研究の最終年は,段数の影響を調べるために,前年の2倍の大きさの樹木モデルを3次元プリンターで作成し,抗力および後流の速度分布を測定した。多重度が最大(4段)の場合,3段以下のものに比べ,抵抗係数(CD値)が0.8から0.6に低下した.力の変動値の周波数解析をすると,スペクトルの形状は風速によらず,測定系の固有振動が出ていることがわかった.この影響は風速に反比例して小さくなり,本実験の最大速度22m/sでは1%以下であった。後流の速度分布を半値幅と最大速度欠損で整理すると,後流の広がりは下流に行くに従って,ゆっくり広がっており,速度欠損の減少速度が一般的な物体の後流より遅い(距離のべき指数が小さい)ことがわかった.速度分布は半値幅を基準に正規分布より尖った分布となり,運動量の解析よりこれが抵抗を小さくしている要因であることが示唆される.変動値の分布に関しては,ピトー管測定では管内の気柱共鳴により変動値を過大評価することが,熱線流速計測定の比較でわかった。勾配拡散を仮定し,混合距離を評価したところ,混合距離はシェルピンスキー四面体の最小四面体の大きさでまとめられることがわかった.街路樹や防風林の役割を果たす樹木の風による抵抗のほとんどが樹木を覆う葉々の広がり(樹冠)によるものである.本研究は,樹冠の形状をほぼ同じフラクタル次元を持つシェルピンスキー四面体をモデルとして,樹木に掛かる抵抗および後流の速度分布を明らかにした.シェルピンスキー四面体の抵抗係数はほぼ一定となること,乱流の性質は最小要素(葉)の大きさで決まることが分かった.抗力測定に関しては,1年目に得られた結果の再現性を確認し(2年目49月),現在,抗力のみしか測定できないものを,横力の少なくとも一成分は測定できるように測定方法に改良を加えていく(1012月).更に,構造物の寸法など測定条件の細部について改良点などを検討していく.後流の速度測定については,まず購入した熱線流速計で1点計測で測定点を変更しながら,後流の速度分布の平均構造を明らかにしていく(59月).それと同時に,調達した電子部品を組み上げ,動作確認を行う(69月).その後,多点測定用治具を組み(10月)多点同時測定を実施する(11月).抗力と速度の同時測定については,プロトタイプ(熱線1チャンネル+ロードセル1チャンネル)のデータ取り込みについては8,9月中に実施し,多チャンネル同時測定に関しては1月頃から実施を行う.2年目に作成したシステム(ロードセルによる力測定とピトー管による速度測定)で力と速度の同時を測定を行い、2年目の実験の再現性を確認する(3年目49月)。同時並行で、多数(30100個)の熱線流速計回路を作成する.10個作成したところで、ピトー管を熱線流速計に置き換え、2年目の実験の再現性を確認する(3年目49月)。
レトロウイルス組込みによる突然変異誘導を利用したHIV感染制御因子の探索

本研究は正常のT細胞においてHIV-1感染を支持ないし阻害する宿主因子を探索することを目的として研究を行っている。特にウイルスへの細胞侵入からインテグレーションまでにおいて、感染に対して負に関与する宿主因子を探索する方法の開発を試みている。方法としてはHIV-1感染感受性細胞にレトロウイルスの宿主ゲノムへの組み込みを利用した突然変異導入法を使用し、内因性の遺伝子を活性化することにより突然変異細胞集団を形成し、これらの細胞集団に感染性HIV-1やHSV-TKやmouse CD24(HSA)をリポーターとして有するHIV-1を感染させ、感染を免れて生き残ってくる細胞集団を選択濃縮し、レトロウイルスベクターによって活性化している遺伝子をクローニングおよび同定していく。昨年度は突然変異導入レトロウイルスベクターを構築したがウイルス力価が低く、効率のいい形質転換ができなかった。そこで本年度はpuromycin耐性遺伝子を有するHIVベクターの3'LTRのU3領域にプロモーター、FLAGタグならびにスプライスドナー(SD)を逆位に挿入したレンチウイルスベクターを構築した。このベクターの構築によりレトロウイルスベクターに比較して高力価のウイルスを回収することが可能になった。そこでこのベクターをHIV-1感染感受性細胞に導入し形質の異なる突然変異細胞集団を作製した。現在この突然変異細胞集団にHIVを感染させ、HIV-1感染抵抗性細胞を樹立している。特にウイルスへの細胞侵入からインテグレーションまでにおいて、感染に対して負に関与する宿主因子を探索する方法を中心に開発している。具体的には、HIV-1感染感受性細胞にレトロウイルスの宿主ゲノムへの組み込みを利用した突然変異導入法を使用し、内因性の遺伝子を活性化することにより突然変異細胞集団を形成し、これらの細胞集団に感染性HIV-1やHSV-TKやmouse CD24(HSA)をリポーターとして有するHIV-1を感染させ、感染を免れて生き残ってくる細胞集団を選択濃縮し、レトロウイルスベクターによって活性化している遺伝子をクローニングおよび同定していく。昨年度はマウスレトロウイルスベクターの3'LTRのU3領域にプロモーター、FLAGタグならびにスプライスドナー(SD)を逆位に挿入した種々のレトロウイルスベクターを構築した。しかしながら構築したレトロウイルスベクターをVSVG発現ベクターとともにレトロウイルスパッケージング細胞にトランスフェクションしてレトロウイルスベクターを産生させたが、ベクターの力価が低く、使用したマウスレトロウイルスベクターに問題があるものと考えられた。そこで本年度はpuromycin耐性遺伝子を有するHIVベクターの3'LTRのU3領域にプロモーター、FLAGタグならびにスプライスドナー(SD)を逆位に挿入したレンチウイルスベクターを構築する。このベクターをHIV-1感染感受性細胞に導入し、puromycin耐性の細胞を選択して、種々の内因性の遺伝子が活性化された、形質の異なる突然変異細胞集団を形成する予定である。
cDNAマイクロアレイによる甲状腺癌関連遺伝子の検索

[目的]癌研究における遺伝子解析はさまざまな方面からなされている。そのなかで、c-DNAマイクロアレイ解析は多数の遺伝子発現を同時に解析できる極めて有効な方法である。甲状腺癌の研究においては、未だマイクロアレイを用いた広範囲の遺伝子発現スクリーニングの報告はない。我々は、高密度cDNAマイクロアレイを用いて、26例の甲状腺乳頭癌に対して体系的遺伝子発現解析を行っている。[方法]手術時に癌部および非癌部より一部組織を切除し-80°Cで凍結保存した検体を用いた。凍結組織よりtotal RNAを抽出し10010000倍に増幅後、正常部にはCy-3で、癌部にはCy-5でそれぞれ蛍光標識したcDNAプローブを合成し、スライド上にあらかじめスポットしておいた9216遺伝子に競合的ハイブリダイゼーションさせ遺伝子の発現状況を見た。蛍光信号の読み込みの際には、"GenePix"ソフトを用いて、蛍光強度の読み込みと同時に、スポット周囲のバックグラウンドレベルにより信号強度を補正した。また、"ScoreCard"ソフトを用いてシグナルの信頼限界ラインを特定し、ハウスキーピングジーンをコントロールにして信号強度を正規化した。そうして得られたデータをもとに、"GeneSpring"解析ソフトを用いてGeneListを作成した。Cy-3・Cy-5の信号強度がともに信頼限界レベル未満のデータは切り捨て、蛍光強度比が2.0以上のものを「発現上昇」、0.5以下のものを「発現低下」、その間のものを「発現に変化なし」と判定した。[結果・考察]50%(13例)以上の症例で発現上昇が認められた遺伝子は337、発現低下が認められた遺伝子は1134であった。それらの遺伝子に対してクラスター解析を行い、サンプル間で発現状況の似通ったものをグループ化したが、それらのグループを規定する特定の遺伝子の同定には至っていない。今後、腫瘍の大きさ・転移再発の有無・術前のサイログロブリン値などでグループ分けし、各因子に関係した遺伝子の解明を目指す。
可搬UVレーザーを用いたTA実験大気蛍光望遠鏡の較正

宇宙から飛来する極限的高エネルギーを持った素粒子を検出し、その到来方向・エネルギー・粒子種を求め、活動銀河、銀河の衝突など宇宙における極限的高エネルギー現象を解明するための観測装置が、日米韓露の国際共同研究として、2008年から米国ユタ州で稼働し続けている。本研究では、この観測装置のエネルギー較正のための「標準光源」として、射出方向可変で、持ち運び可能な紫外線レーザー光源を製作し、その性能を評価し、較正装置として十分な性能を有していることを確認した。本格的な較正装置としての運用は2011年度から開始される。米国ユタ州で継続されている国際共同実験「宇宙線望遠鏡実験」の大気蛍光望遠鏡は電子線型加速器(LINAC)による電子ビームで較正されるが,LINACによる較正を全ての望遠鏡に反映させ,高頻度で較正するためには,その移動が容易で任意の場所に設置でき,その射出方向が可変であるような「スタンダードキャンドル」が必要である。これに加えて,十分小さい(ビーム径の細い)光源を用いることで,望遠鏡の各セグメント鏡の視線方向を独立に知ることができ,結果として,撮像面上のあらゆる点での合成鏡の収差を知ることができる。この目的のために,本研究では可搬UVレーザー光源を製作し,TA実験の大気蛍光望遠鏡を較正光源とする。平成20年度は,UVレーザー射出装置のコンポーネント,すなわち,UVレーザー,エナジーメーター,GPS架台望遠鏡,などを購入し,各コンポーネントの動作試験を行った。特に架台の制御ソフトウェアは宇宙線望遠鏡実験ライダー(LIDAR)チームによってすでに開発されたものを用いた。制御・動作に問題はなく,ソフトウェアの開発に必要な期間を無くすことができた。一方,UVレーザーはユタ州の観測施設にいったん輸送され,動作試験が行われ,予定どおりの出力が確認された。北半球最大の極高エネルギー宇宙線観測装置である宇宙線望遠鏡(Telescope Array, TA)実験のための「スタンダードキャンドル(較正用標準光源)」として、射出方向可変で可搬なUVレーザー光源を製作する。TA実験は世界で初めて高エネルギー加速器ビームで較正される「宇宙線カロリーメーター」であるが、この加速器は固定され射出方向も鉛直のみであることから、較正できるのはカロリーメーターのごく一部である。そこで本研究によって可搬・方向可変のUVレーザーを製作し、TA実験の全望遠鏡を較正し、エネルギースケールの系統誤差15%以下、望遠鏡の点像分布関数と光軸の系統誤差0.1°以下を達成する。本年度は、レーザーなどの装置を経緯台に固定するための台を設計し製作した。経緯台制御系の調整、および遠隔運用試験を行った。本装置は頻繁に設置と移動を繰り返す予定であるため、方向調整法を確立した。そのポインティング精度は0.1°以下であることを確認した。合わせて、TA大気蛍光望遠鏡のシミュレーションプログラム・イベント再構成プログラムを基にレーザー光によるイベントのシミュレーションプログラム・データ解析プログラムの作成に着手した。北半球最大の極高エネルギー宇宙線観測装置である宇宙線望遠鏡(Telescope Array, TA)実験のための「スタンダードキャンドル(較正用標準光源)」として、射出方向可変で可搬な紫外線レーザー光源を製作した。TA実験は世界で初めて高エネルギー加速器による電子ビームで較正される空気シャワー観測装置であるが、この加速器は固定設置されているため、較正されるのはTA実験を構成している望遠鏡のごく一部に限られる。そこで、本研究で製作した紫外線レーザー光源を用いて全ての望遠鏡を較正する。H20年度に装置を製作し、H21年度には架台部の制御プログラムの開発とポインティング精度0.1゚を確認した。H22年度にはTA実験内での運用を開始した。併せて、レーザー光の大気散乱光による擬似的空気シャワー事象のためのシミュレーションプログラム、およびデータ解析プログラムを開発し、完成させた。これらによって、大気蛍光望遠鏡の較正装置は完成した。電子加速器の定常運用が始まれば、これとの共同運用を開始する。現在のところは、TA実験内中央レーザー施設内に設置されている紫外線レーザー光線の較正のために、共同運用を行い、装置の絶対光量の決定精度などの評価のためのデータ解析を行っている。
有理型関数の真性特異点集合の対数容量

1.C上の全不連結なコンパクト集合Eに対し、Eの各点を真性特異点とし、Eの補集合で有理型な関数の族をM_Eとかく。E={∞}の場合の値分布理論は詳しく研究され、美しい理論が形成されている。しかし、Eが非可算集合の場合の値分布理論は難しく、Ahlfors,Tsuji,Holdstrom,Matsumotoらの先行研究がある程度で、未だ研究されていない問題が多い。本研究では、例外分岐した有理型関数は「3つのPicard除外値をもつ関数」の一般化であることに着目し、Picardの大定理の一般化を考える上で、例外分岐した有理型関数に主眼をおいて研究した。そこで、「例外分岐した有理型関数の存在を許さない非可算集合Eは存在するか?そのEの性質として対数容量はどうなるか?」を研究の目標とした。2.(1)石谷・広海は複素力学系からの理論の応用について考察した。(2)辻・蟹江は例外分岐した関数の被覆面の幾何的性質を研究した。(3)谷口は特異点集合の対数容量の計算にコンピューターを活用した。(4)脇本・露峰・古関・新田は真性特異点集合の在り方について考察した。(5)研究代表者の黒川はこれらの新しい知見を総括し、名大の松本幾久二の援助を得て論文として成果をまとめた。3.論文の主な成果は次の定理である。「定理:Eを比{ξ_n},ξ_<n+1>=O(ξ^r_n),r=(1+√<33>)/4,をもつCantor集合とする。そのとき、M_Eのいかなる関数もEの各点の近傍で例外分岐することはできない。」1.C上の全不連結なコンパクト集合Eに対し、Eの各点を真性特異点とし、Eの補集合で有理型な関数の族をM_Eとかく。」
周期変動する界面の移動速度が結晶の成長パターンに及ぼす効果の理論的研究

結晶の成長パターンが如何にして形成されるかという問題を解くには、非平衡状態で結晶と環境相を分割する界面の各時刻各点での移動速度(成長速度)を求める必要がある。界面の移動速度は、1)環境相から界面への成長単元である原子・分子の輸送過程、2)界面での成長単元の取り込み過程である界面カイネティックスの2つの素過程を考慮した拡散方程式を解くことによって求めることができる。ところで、従来の結晶成長におけるパターン形成の研究では、準定常近似を仮定しており、従って、界面の移動速度の時間変動から生まれると予想される周期構造のパターンの形成に関しては、未解決な問題が数多く残されている。本研究では、時間依存した拡散方程式を数値解析的に解くことにより、界面の移動速度が振動する条件を定量的に調べた。その結果、線形な界面カイネティックス(過飽和度に対して線形に成長速度が増加)の条件下で、強制的な遠方の過飽和度の振動に対して界面の運動は安定な挙動をとることが、数値解析的に確かめられた。今後、線形な界面カイネティックスに対して、界面の運動が振動しないことを、解析的に証明する必要がある。また、非線形な界面カイネティックス、特に2次元核形成過程を取り入れた場合、界面過飽和度が核形成の臨界過飽和度の付近で振動するれば、界面の運動が振動すると考えられる。現在この境界条件を考慮した数値実験が進行中である。本研究の結果は、来年度物理学会の分科会で発表予定である。
２型糖尿病における人工的膵臓刺激装置設計のための数理モデル研究

2型糖尿病の新治療法開発を目指し、膵臓電気刺激療法の原理モデルを提案した。具体的には、血糖値を制御するインスリン分泌に関わる膵β細胞の活動を数理モデルにより表現し、次の成果を得た。1)電気刺激のモデルとして、白色雑音に対する膵β細胞の応答をシミュレーションにより検討し、バースト発火の頻度上昇などインスリン分泌促進に関わる挙動を発見した。2)膵β細胞における背景電流を加味したモデルを提案し、生理学実験と整合性のとれた挙動を再現した。2型糖尿病の新しい治療法を開発するために、糖代謝(インスリン分泌)に関わる膵β細胞のダイナミクスを数理モデルを用いたシミュレーションにより解析した。特に、膵β細胞の1細胞に関する実験で観測されていた発火パターンを再現する目的において、グルコース(糖)による外部刺激ではなく、細胞膜に存在するイオンチャンネルのコンダクタンスを調整することにより、ダイナミクスを制御可能なことを発見した。これは、糖の量に応じてインスリンを分泌するという機能が低下している細胞においても、代替的な方法によってインスリン分泌を促進することができうることを示唆するため、糖尿病治療への応用という観点から重要な結果といえる。また、シミュレーションを行った数理モデルのダイナミクスを力学系的視点から解析することにより、発火パターンの数理的な構造を明らかにした。これにより、どのイオンチャンネルがより頻度の高い発火を引き起こすかを判定することができた。また、この他、膵β細胞がどのようなネットワーク構造をもつことで、その電気的信号を素早くネットワーク全体に行き渡らせることができるかという問題意識のもと、ネットワークの位相構造に対するネットワーク上でのダイナミクスの解析手法を提案した。提案手法の有効性を調べるために、様々な実世界のネットワークにおいて大規模なシミュレーションを行い、提案手法が既存手法よりも優れていることを示した。これらの研究実績は、査読付き国際論文誌2編、査読付き国際会議論文1編にまとめて報告した。糖尿病治療のための膵β細胞の発火パターンの制御手法を提案するという目的のもと、細胞表面のイオンチャンネルのコンダクタンス制御により、単一細胞の発火頻度の調整が可能であることがシミュレーションにより確認できた。この制御法は電気的刺激にも関わりうるため、初年度の結果として重要である。さらに、ネットワークの構造解析に関する研究を行うことができたため、膵β細胞のネットワーク上でのダイナミクスを研究する上で有用な方法の提案に至った。これらの成果により、2年目以降の研究をより加速する形となったといえる。2型糖尿病の新治療法開発のために、糖代謝(インスリン分泌)に関わる膵β細胞の数理モデルの構築を生理学的に妥当な観点から行った。膵β細胞のインスリン分泌には様々なイオンチャネルが関与しており、なかでも,インスリン分泌を促進する非選択性陽イオンチャネルの役割が近年注目されている.今年度は,非選択性陽イオンチャネルの1つであるTRPM2(Transient Receptor Potential Melastatin 2)チャネルに着目した.TRPM2チャネルの数理モデルを構築することで,TRPM2チャネルが膜電位に与える影響を数理的に調査した.数理モデルとして,膵β細胞の膜電位挙動を示す基本的な数理モデルと知られているChayモデル(Chay, 1985)を用いた.Chayモデルは,電位依存性ナトリウム及び電位依存性カルシウムの混合チャネル,電位依存性カリウムチャネル,カルシウム依存性カリウムチャネルを考慮した簡易モデルである.当該数理モデルを解析した結果,TRPM2チャネルが1)膜電位をさらに脱分極させ,2)活動電位群発性振動周期の短縮と持続時間を延長させることが示された.このほか、膵β細胞のネットワークの挙動を解析するために、膵β細胞と同様な電気的活動を示す。ニューロンの数理モデルを用いて、その不規則応答の解析や、集団活動としてのリズム現象の解析を行った。これらの研究実績は、査読付き学術誌論文2編、査読付き国際会議論文3編、査読付き国内会議1編にまとめて報告した。膵ベータ細胞の数理モデル化とその生理学的妥当性の検証については、順調に進んでおり、学会発表を適宜行ってきている。また、膵臓の刺激アルゴリズムの構築にむけては、神経細胞ネットワークの数理モデルを代替的に利用して、その応答をシミュレーションなどで検証している。この神経モデルをβ細胞のモデルへ置換していくことを現在検討している。さらには、生理学データからのモデルの妥当性の精度を向上させるべく研究を進捗させている。2型糖尿病の新治療法開発のために,糖代謝(インスリン分泌)に関わる膵β細胞の数理モデルの構築を生理学的に妥当な観点から行った.さらに,膵β細胞の数理モデルに対して,刺激入力に対する応答特性をシミュレーションにより検証した.まず,膵β細胞のインスリン分泌に寄与することが近年注目されている非選択性陽イオンチャネルの1つであるTRPM2(Transient Receptor Potential Melastatin2)チャネルに着目した.TRPM2チャネルの数理モデルを構築し,TRPM2チャネルが膜電位に与える影響を数値的に調査した.数理モデルとしては,膵β細胞の膜電位挙動を示すKeizer-Magnusモデル(Keizer, Magnus, 1989)を用いた.当該数理モデルを解析した結果,TRPM2チャネルが1)静止膜電位を脱分極させ,2)バースト発火の周期の短縮と持続時間を延長させることを確認できた.これらは生理学的実験にて観測されている事実と整合する.このほか,膵β細胞の外部刺激に対する挙動を解析するために,膵β細胞と同様な電気的活動を示す神経細胞の数理モデルに対して,不規則的な外力と周期的な外力に対する応答をシミュレーションにより解析した.数値解析の結果,不規則外力,周期外力ともにバースト発火のスパイク数を増加させる効果があることが判明した.

これにより,インスリン分泌の上昇を外部刺激により促進する可能性が検討できるようになった.さらに不規則外力の設計に関わる理論的研究を行った.2型糖尿病の新治療法開発を目指し、膵臓電気刺激療法の原理モデルを提案した。具体的には、血糖値を制御するインスリン分泌に関わる膵β細胞の活動を数理モデルにより表現し、次の成果を得た。1)電気刺激のモデルとして、白色雑音に対する膵β細胞の応答をシミュレーションにより検討し、バースト発火の頻度上昇などインスリン分泌促進に関わる挙動を発見した。2)膵β細胞における背景電流を加味したモデルを提案し、生理学実験と整合性のとれた挙動を再現した。今後の研究推進方策として、まず実データに基づいた数理モデルの改良を検討する。特に、単一の膵β細胞に関する実験結果や生理学的知見を連携研究者から提供してもらえるため、実データによるモデルの妥当性の評価が次の論文に繋がると考えている。さらに、その結果を踏まえて、正常でない細胞やネットワーク構造を踏まえた細胞刺激のためのアルゴリズムの構築を数理モデルベースで進めていく予定である。今後の研究推進方策として、まず、平成28年度までに構築した膵β細胞のモデルを実データをもとにパラメータfittingなど行い、より妥当なモデルを検討する。さらに、インスリン分泌に関わる膵β細胞への刺激アルゴリズムの構築のためにネットワーク上にある各細胞へ、同一ではないが相関を持った外部入力を与えたときの挙動をシミュレーションにより検討する。最後に、生理学的に妥当なモデルと提案する刺激アルゴリズムを合わせることで、糖尿病治療法につながるプロトコルを提案する予定である。数理情報学年度途中で、当初予定になかった旅費支出があり、研究費に不足が生じた。そのため前倒し支払申請を行ったが、その申請時に不足額が不明であったため、前倒し支払申請額を余裕をもって行ったため、その分が未使用となった。発表した国際会議が国内で開催されたため、旅費が想定より低かったためである。また、数理モデル検証において、モデルが想定より簡略化できたため現行の計算機によりシミュレーション可能であったためである。次年度の交付額と合算して,計画的に使用する予定である。本残額は、数理モデルのシミュレーションのための消耗品購入に使用する予定である。海外における国際会議での発表を計画している。同時に、ワークステーションを購入して、大規模数理モデルのシミュレーションを予定している。
クリティカルシンキングを活用した小中連携の英語教育の教員養成カリキュラム開発

本研究では、学習者がクリティカルシンキング、つまり、学習者が自らの思考過程や学びのプロセスに目を向けて学ぶこと(メタ認知能力)を育成することを活用し、大学の「英語科教員養成」科目として、小学校外国語活動を位置づけて、小・中の英語教師を養成するために、学習者の自律的教育実践を行い、児童や生徒一人一人の個性を引き伸ばすことを目指す教育をすることができる教授法を開発することを検討し、そのカリキュラムを構築した。そして、中学校英語教育に円滑に繋げる指導ができる教員を養成するカリキュラムとして研究成果を『新しい小学校英語科教育法』にまとめた。22年度には、まず、物品費によって購入した図書などを利用してクリティカルシンキング、教員養成制度およびそれに関わる周辺領域の理論的な研究を行った。併せて海外出張先(フィンランド、フランス、シンガポール)についての事前調査も行った。また国内の学会(外国語教育メディア学会、小学校英語教育学会、中部地区英語教育学会)に出張し多くの発表を聞く機会を得て、発表者から個別に有益な情報を得た。海外出張として9月にフィンランド、フランスの各国で小学校1校、中学校1校、中等学校1校と日本語補習校(パリ)を視察した。また11月にはシンガポールで日本人学校(小学校、中学校)、シンガポール現地校(小学校2校、中学校1校)とNational Institute of Educationを視察した。いずれの学校でも英語の授業を参観し、学校長、担任やその他の教員と意見交換する機会が持てた。フィンランドではヘルシンキ市郊外のエスポー市の総合学校(小中併設)を訪問し、授業参観と併せて校長や一般の教員に話を聞き、学校内での教員配置の実際や勤務形態などについて聞き取りを行った。ヘルシンキ市内の中等学校(中高併設)でも授業参観とともに、教員配置や教員の経歴などを個別に調査した。フランスではフランス甲南学園トゥレーヌ高等部を訪問し、学校の授業の様子を調査するとともに、フランスの教育制度について現地の情報を得た。またパリの日本語補習校でもどうようにフランスの教育制度について日本語補習校に通う子供たちの実態との関連で調査した。シンガポールでは現地校での授業参観とともに、National Institute of Educationでは、シンガポールにおける教員養成の実際を授業参観などを通じて体験することができた。研究テーマとしているクリティカルシンキングの考え方を利用した教員養成制度との関係で、訪問した学校で教員との面談の時間を確保し聞き取りを行った。23年度には、22年度の物品費によって購入した図書や海外出張先で購入した教科書をはじめとする教材などを利用して、小中連携の英語教育、英語教育の教員養成カリキュラム研究を継続した。また、23年度は特に、現職教員研修のあり方について、「小中英語教員研修会」を7月と12月の2回開催したが、その研修会で小中学校教員の英語教育に関する意識調査を行った。そして、その結果について全国英語教育学会にて発表した。(タイトル「クリティカルシンキングを養成する現職教員研修のあり方について:小中学校教員の英語教育に関する意識調査を基にして」)さらにまた、現職教員研修だけでなく、教員養成の観点からも本研究を進めている。愛知教育大学外国語教育講座英語専攻では、中高の教員免許に加え、小学校の教員免許を取得する学生も多い。そのため、担当している「小学校英語科教育法」とゼミ生を中心として実施しているC小学校での「英語アシスタント」の事例研究を基にして、「小学校教員養成における「英語科教育法」の位置づけについて」として、第11回小学校英語教育学会(大阪教育大学)で小学校外国語活動を指導するための教科教育法について、その内容、カリキュラム開発について発表した。更に、これは、「外国語活動教員養成-質的向上を目的とした大学での理論と教育現場の実践の融合」と題する論文として『英語展望』第119号に掲載された。また、日本教育大学協会研究集会にて、「小学校外国語活動における教員養成カリキュラムを踏まえたテキスト教材の開発-教員養成系大学の連携における共通プログラムを通して-」を発表した。そして、その研究を発展させる形で、高橋・柳(編著)による『新しい小学校英語科教育法』(協同出版)を出版した。24年度には、23年度・22年度の物品費によって購入した図書や海外出張先で購入した教科書をはじめとする教材などを利用して、現場教師の学びによる教員研修や英語教育の教員養成カリキュラム、及び、小中連携の教員養成カリキュラム研究を継続した。また、現職教員研修からクリティカルシンキングを活用した教員養成のあり方を研究するために「小中英語教員研修会」を8月1回と12月2回の計3回開催した。とりわけ、12月15日に岐阜聖徳学園大学羽島キャンパス7号館で開催した「岐阜県教育実践研究会」では、「小中学校の英語教育を担う英語教員の指導法や英語スキル等の資質向上、及び、教員間の交流や情報交換を行う。」ことを目的として、現場教員に企画から参加してもらったことで、研修の内容について十分な議論ができ、現場教員の意見を反映させたプログラム内容となった。当日のプログラムは、評価についての講演、現場教師と大学研究者が協同で研究している英語劇の実践発表、学校現場で役立つワークショップ、分科会・交流会、シンポジウム等を現場教師と研究者の協同で行った。

さらに、現職教員研修だけでなく、教員養成の観点からも本研究を進めてきた。愛知教育大学外国語教育講座英語専攻では、中高の教員免許に加え、小学校の教員免許を取得する学生も多い。そのため、担当している「小学校英語科教育法」とゼミ生を中心として実施している愛知県内の小学校での「英語アシスタント」の教育現場での実践実習研究を踏まえて、海外での教育実習を実施するプログラムも研究対象として考案した。そして、これらの内容を発展させて、現場の教員養成カリキュラムの開発として、教員養成課程での理論と実践のテキストとして、現在『小学校の外国語活動授業づくりのポイント』(出版社ジアース教育新社)をまとめおり、平成25年6月に出版する予定である。文献研究だけでなく、本年度は現職教員研修とアンケート結果から得られた示唆を、外国語活動教員養成の質的向上を目的とした大学での理論と教育現場の実践の融合の研究として行っている。これは、来年度のクリティカルシンキングを活用したカリキュラム開発のまとめへと繋げていくことができる。24年度が最終年度であるため、記入しない。22年度は文献研究を、23年度は、教員が自分自身で状況の変化に対応できるものの考え方(クリティカルシンキング)を身につけることが出来る研修を行うための調査と実践方法についての研究を中心に行った。最終年度では、これらの理論と実践を融合させたカリキュラム開発を提示したい。
干潟域における大気・海面・土壌間の熱・物質相互作用に関する研究

干潟上の大気・陸面・海洋相互作用に伴う,熱・物質輸送のメカニズムを解明することを目的とし,熊本港北側の干潟域に設置してある自動気象観測塔で乱流フラックス観測を実施した.風速・気温などの乱流統計量の特性を解析した結果,海風条件では,干潟の干出・冠水時のいずれも安定度パラメータと良い関数関係が見られた.一方,陸風条件では,陸域・干潟・海水上に生じる移流・拡散の効果が重要である.干潟上のエネルギーフラックスは,干出時刻および継続時間に応じ,地表面温度の加熱率が支配されることにより,顕熱フラックス・潜熱フラックス共に昼間の増加量が支配される.午前中の冠水時の潜熱輸送は100Wm-2以下である一方,干出とともに最大600Wm^<-2>に達する.日没直後数時間の冠水条件下では,不安定状態が維持され,海面から大気への100-150Wm^<-2>の熱フラックスが観測された.夏季の晴天日を対象として,干潟上の地表面・海水面温度の時空間分布を赤外線サーモグラフにより観測した.干出時の温度変化率は5°C/時を超え,砂漣や巣穴等によりパッチ状の水溜りが形成され,空間方向に対し3°C以上の温度差が現れる.これらの微地形の影響について,熱物性の不均質性を考慮して,3次元の熱・水分移動の数値計算を行ったところ,砂漣の峰から谷間への浸透効果や法面の傾斜による入射日射エネルギーの数%のバイアスにより,地表面温度の不均質分布が形成される結果が得られた.また,LANDSATによる海面温度推定アルゴリズムの開発に際し,日平均値のトレンド解析を行い,測定時刻に対する線形補間で十分な測定精度が得られることを示した.干潟上の二酸化炭素の収支は,夜間には大気側への排出,昼間の冠水時に海水側への取り込まれる傾向が観測された.日積分値で収支を求めたところ,4月から5月の春先には,干潟・海水側に吸収され,定生動物が活発となる夏季では,大気側への正の輸送が行われる傾向にあることが明らかとなった.干潟上の大気・陸面・海洋相互作用に伴う,熱・物質輸送のメカニズムを解明することを目的として,熊本港北側の干潟域に設置してある自動気象観測塔で乱流フラックス観測を実施した.乱流フラックス観測より得られる,風速・気温などの乱流統計量の特性を解析した結果,海風条件では,干潟の干出・冠水時のいずれもMonin-Obukhovの安定度スケールと良い関数関係が見られた.一方,陸風条件では,陸域・干潟・海水上に生じる乱流統計量の水平傾度による,移流・拡散の効果が無視できない結果が得られた.干潟上のエネルギーフラックスは,干出時刻および継続時間に応じ,地表面温度の加熱率が支配されることにより,顕熱フラックス・潜熱フラックス共に昼間の増加量が支配されることが明らかとなった.日没直後2-3時間は,大気側へ100Wm^<-2>を超える潜熱フラックスが観測された.赤外線サーモグラフにより,8月の晴天日を対象として,干潟上の地表面・海水面温度の時空間分布を観測したところ,干出直後から1時間に5°C以上地表面温度が上昇し,砂連や巣穴などの微地形によりパッチ状の水溜まりが作られることにより,±1.5°C以上の温度の偏差が現れることが確かめられた.干出時の顕熱・潜熱フラックスの増大は,測定点近傍の地表面温度の加熱効果が非常に重要であることが確かめられた.二酸化炭素フラックスは,夜間には大気側への正のフラックス,昼間の冠水時に海水側への正のフラックスが観測される傾向にある.日積分値で収支を求めたところ,4月から5月の春先には,干潟・海水側に吸収され,定生動物が活発となる夏季では,大気側への正の輸送が行われる傾向にあることが明らかとなった.また,本研究費で購入した土壌呼吸測定装置を,干潟の干出時のみに設置して自動測定できるように,チェンバーを新規作成し,土壌呼吸観測を開始した.干潟上の大気・陸面・海洋相互作用に伴う,熱・物質輸送のメカニズムを解明することを目的とし,熊本港北側の干潟域に設置してある自動気象観測塔で乱流フラックス観測を実施した.風速・気温などの乱流統計量の特性を解析した結果,海風条件では,干潟の干出・冠水時のいずれも安定度パラメータと良い関数関係が見られた.

一方,陸風条件では,陸域・干潟・海水上に生じる移流・拡散の効果が重要である.干潟上のエネルギーフラックスは,干出時刻および継続時間に応じ,地表面温度の加熱率が支配されることにより,顕熱フラックス・潜熱フラックス共に昼間の増加量が支配される.午前中の冠水時の潜熱輸送は100Wm-2以下である一方,干出とともに最大600Wm^<-2>に達する.日没直後数時間の冠水条件下では,不安定状態が維持され,海面から大気への100-150Wm^<-2>の熱フラックスが観測された.夏季の晴天日を対象として,干潟上の地表面・海水面温度の時空間分布を赤外線サーモグラフにより観測した.干出時の温度変化率は5°C/時を超え,砂漣や巣穴等によりパッチ状の水溜りが形成され,空間方向に対し3°C以上の温度差が現れる.これらの微地形の影響について,熱物性の不均質性を考慮して,3次元の熱・水分移動の数値計算を行ったところ,砂漣の峰から谷間への浸透効果や法面の傾斜による入射日射エネルギーの数%のバイアスにより,地表面温度の不均質分布が形成される結果が得られた.また,LANDSATによる海面温度推定アルゴリズムの開発に際し,日平均値のトレンド解析を行い,測定時刻に対する線形補間で十分な測定精度が得られることを示した.干潟上の二酸化炭素の収支は,夜間には大気側への排出,昼間の冠水時に海水側への取り込まれる傾向が観測された.日積分値で収支を求めたところ,4月から5月の春先には,干潟・海水側に吸収され,定生動物が活発となる夏季では,大気側への正の輸送が行われる傾向にあることが明らかとなった.
日本の発展途上国に対する理数科教育援助:教室レベル・インパクトの評価

本研究の目的は、近年、拡大する傾向にある日本の発展途上国に対する理数科教育支援について、既に実施された、あるいは現在実施中の技術援助事業を教室レベルにおけるインパクトの視点から、横断的に評価することにより、その有効性と効率性を明らかにすること、さらに、評価結果の事業間フィードバックの可能性を模索することにあった。3年計画の本調査の中核的部分は、1年度目の導入研究において検討した共通の分析枠組みを活用して、調査対象5カ国(フィリピン共和国、インドネシア共和国、ケニア共和国、南アフリカ共和国、ガーナ共和国)で実施した現地調査(フィールドワーク)であった。この調査は現地側協力者と日本側研究者が共同で行った。調査手法は、教室での観察、教員、生徒に対するアンケート・面接、フォーカス・グループ等のデーター収集に基づく定性的分析を主とし、事例によっては定量的な検討を加味した。現地調査の結果は、平成17年12月15日17日にケニアッタ大学(ケニア・ナイロビ市)で開いた研究ワークショップで相互比較の視点から検討を加え、各事例報告にまとめた。研究ワークショップでは、各国での事例分析の結果を横断的に統合するためのメタ分析のあり方についても討議した。本研究の成果は、研究課題に関連する文献のサーヴェイ、5カ国における事例研究の結果、横断的分析により得られる示唆から成る最終成果報告書にまとめた。本研究の目的は、近年、拡大傾向にある日本の対発展途上国理数科教育支援について、既に実施された、あるいは現在実施中の技術援助事業を教室レべルにおけるインパクトの視点から、横断的に評することにより、その有効性と効率性を明らかにするとともに、評価結果の事業間フィードバックの可能性を模索することにある。3年計画で行う本研究の初年度は、導入研究として、事例検討対象領域として選択した理数科教育分野でこれまでに実施された、あるいは実施中の国際協力事業団技術協力事業5案件(フィリピン、インドネシア、ケニア、南アフリカ、ガーナ)のそれぞれについて資料の収集と分析を行い、共通の事業内容の記述を作成した。また、既存の文献サーチと調査対象国への出張調査に基づき、援助の教室レベルでのインパクトを分析するための共通の枠組み構築を行った。この研究は、各対象国について日本人研究者と現地研究者各1名からなるチームを形成して実施することにしている。この研究体制確立のため、平成16年1月21日23日に、フィリピン大学国立理数科教育研究研修所で研究ワークショッブを行い、対象事業に関して共通の理解を得るとともに、来年度のフィールドワーク実施に向けて分析枠組みと手法の共有するための議論を行った。初年度の研究活動の成果は、対象5事業の内容を記述するペーパーと共通の分析枠組みペーパーである。本研究の目的は、近年、拡大する傾向にある日本の発展途上国に対する理数科教育支援について、既に実施された、あるいは現在実施中の技術援助事業を教室レベルにおけるインパクトの視点から、横断的に評価することにより、その有効性と効率性を明らかにすること、さらに、評価結果の事業間フィードバックの可能性を模索することにある。3年計画の2年度目に当たる本年度は、初年度の導入研究において検討した共通の分析枠組みを活用して、調査対象5カ国(フィリピン共和国、インドネシア共和国、ケニア共和国、南アフリカ共和国、ガーナ共和国)で現地調査(フィールドワーク)を開始した。この調査は現地側協力者と日本側研究者が共同で実施するもので、その中間成果を交換し、今後の研究の方針を修正・再確認するため、平成17年2月28日3月2日に、広島大学教育開発国際協力研究センターで、研究ワークショップを行った。調査手法は、教室での観察、教員、生徒に対するアンケート・面接、フォーカス・グループ等のデーター収集に基づく定性的分析に傾斜している。現地調査の具体的な手法を共有するという意味でワークショップは多くの成果があった。

3年計画の本調査の中核的部分は、1年度目の導入研究において検討した共通の分析枠組みを活用して、調査対象5カ国(フィリピン共和国、インドネシア共和国、ケニア共和国、南アフリカ共和国、ガーナ共和国)で実施した現地調査(フィールドワーク)であった。この調査は現地側協力者と日本側研究者が共同で行った。調査手法は、教室での観察、教員、生徒に対するアンケート・面接、フォーカス・グループ等のデーター収集に基づく定性的分析を主とし、事例によっては定量的な検討を加味した。現地調査の結果は、平成17年12月15日17日にケニアッタ大学(ケニア・ナイロビ市)で開いた研究ワークショップで相互比較の視点から検討を加え、各事例報告にまとめた。研究ワークショップでは、各国での事例分析の結果を横断的に統合するためのメタ分析のあり方についても討議した。本研究の成果は、研究課題に関連する文献のサーヴェイ、5カ国における事例研究の結果、横断的分析により得られる示唆から成る最終成果報告書にまとめた。
食用油脂類の酸化劣化とその抑制に関する研究

高度不飽和脂肪酸,トリグリセリド,レシチンの均一系,ミセル系,リポソーム系の酸化反応を、連鎖開始剤を用いて一定速度で開始ラジカルを発生させながら行なった。酸化反応初期における酸化度を定量的に分析する方法について検討し、酸素酸化の第一次生成物であるハイドロパーオキサイドを化学発光法により高感度で測定できることを見出した。すなわち、ハイドロパーオキサイドと次亜塩素酸ナトリウムを反応させると直ちに強い化学発光が生じ、3分位で減衰することを認めた。リノール酸メチル,リノレイン酸メチル,ジリノレオイルレシチンなどのハイドロパーオキサイドについて検討した結果、それぞれについて、ハイドロパーオキサイド濃度と総化学発光量の間に直線関係が成り立つことを認めた。この化学発光法は、微量(100ナノモル)のハイドロパーオキサイドの定量的検出法として有効と考えられる。水溶性のラジカル捕捉剤による脂質の酸素酸化反応に対する抗酸化作用について検討し、次の結果を得た。アスコルビン酸,尿酸,システイン,グルタチオンは、水溶液中のラジカルを速かに捕捉するが、ミセルおよびリポソーム膜内の油層にあるラジカルを捕捉することはできない。しかし、水層にあるアスコルビン酸と、リポソーム膜内のα-トコフェロールから生成するクロマノキシラジカルは反応してα-トコフェロールが再生され、両者は相乗的に抗酸化作用を行なう。α-トコフェロールは極めてすぐれた抗酸化剤である、リノール酸メチルのペルオキシラジカルを5.1×【10^5】【M^(-1)】【S^(-1)】の速度定数で捕捉することを認めた。均一溶液中では、トコフェロールの2位の側鎖の有無、長さはその抗酸化能に影響を及ぼさないが、リポソーム膜への保持については側鎖が大きな効果をもつことが分った。トコフェロール同族体の抗酸化作用の差についても検討した。