hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
クラウドソーシング型問題解決メカニズムの研究

クラウドソーシング型問題解決メカニズムとして以下を考案・解析した。(1)請負者の不均等な割当てを回避するため、グループ分割に基づく協調的タスク割当て法を考案した。(2)報酬配分法としてゲーム理論で提案されているShapley値に基づく配分を用いた場合、労働力の過小供給が生じ得ることを示した。(3)解の妥当性を維持するために投票がよく用いられる。投票に要する費用を抑制しつつ、意思決定の質を向上させるために、逐次参加m票先取投票メカニズムを考案した。投票は優れた意見集約方法の一つである.近年,マルチエージェントシステム研究でも投票方式に関する議論が盛んとなり,また,実フィールドにおいても,例えば,Apacheプロジェクトにおいて,コード修正やパッケージリリースの可否が投票によって決められているApacheにおける投票方式の特徴は,(1)逐次参加と,(2)m票先取の可決条件である.つまり,投票者は逐次投票を行うが,投票開始直後か,投票締切が近いかといった情報を得ることができる.また,単純多数決ではなく,先にm票集めた時点で投票は終了し,提案の可決・否決が決定される.これらは,オンラインコミュニティでの意思決定に対する,(1)投票者の負荷軽減,(2)意思決定の迅速化に役立つものと考えられるさて,あるApacheプロジェクトでは,20名程度のコミュニティで3票先取が可決条件となっている.ここで疑問となるのは意思決定の品質である.つまり,3票先取による結果が,メンバ多数の支持案と一致しているのかどうかである.仮に,メンバ全員に投票を強制するとすれば,つねに多数派の支持案に決定可能である.しかし,特にオンラインコミュニティにおいては,投票の強制は難しく,無理にそうすれば,メンバに負荷(何らかの費用)を生じさせる.つまり集合的意思決定の質と投票に要する費用とをどう釣り合わせるかという課題が存在する.この課題に対して,本稿ではモデルを用いた解析を行い,社会的余剰の観点では,選好比率が大きいときに,より注意深く可決票数mを選択する必要があることを明らかにした(1)逐次参加型m票先取投票方式の開発投票はクラウドソーシングにおける意見集約法の一つとして重要である.意思決定の質の向上と意思決定にかかる費用の削減のバランスをうまく取ることで,社会的余剰を改善する投票方式が望まれている.H22年度に,m票先取方式が,全員強制参加投票方式,ランダム意思決定方式と比べて,社会的余剰を改善する点で有効であることを示した.しかし,最適なmの設定方法については明らかになっておらず,実際に適用する上で課題があった.H23年度は,この課題に対し,動的計画法を用いて各投票者の最適行動を計算し,mの値を変化させて社会的余剰を計算することで,最適なmの値を算出する方法を考案した.この結果をマルチエージェントに関する国際会議PRIMA2011で発表した.(2)サービス合成における報酬配分方法の開発クラウドソーシングにおいて,全体で得られた報酬を個々にどう配分するかは重要な課題である.本研究では,個々の請負者の活動がサービスにラッピングされているとの立場を取る.その上で,報酬配分法には,(a)個々のサービスが過小供給とならないこと,また,(b)サービス検索効率の点で,個々のサービスが無駄に細分化されて提供されることがないことが要求される.しかし,ネットワーク上で提供されるサービスに関しては,価格を含め,その利用条件設定に関する柔軟性から,均等配分やShapley値に基づく方法など,従来の報酬配分方法では要求を満たせないことを指摘し,解決の方針を示した.この結果をサービス指向コンピューティングに関する国際会議ICSOC2011で発表した.本研究の目的はクラウドソーシング型問題解決のためのメカニズムデザイン理論の確立である.平成24年度には,以下の成果を得た.まず,(1)逐次参加型m票先取投票方式における戦略行動の分析を行った.投票はクラウドソーシングにおける意見集約法の一つとして重要である.本研究では,意思決定の質の向上と意思決定にかかる費用の削減を両立させる方法としてm票先取方式を提案してきている.しかし,これまでの分析では,投票者の投票順が外生的に与えられると仮定しており,投票状況を観察するために投票を遅延するといった戦略的行動を考慮していなかった.この課題に対し,各投票者の効用を分析することで,m票先取方式が投票順序に関する戦略的行動の影響をあまり受けないことを明らかにした.この結果を情報処理学会論文誌で発表した.つぎに,(2)グループ分割によるコンペ型クラウドソーシング制御法を開発した.プロジェクト型と並び,コンペ型もクラウドソーシングの主要なフォーマットの一つであり,その実施方法の確立は重要な課題である.報酬設定による制御も一つの方法であるが,市場価格といったものが存在するため,その適用範囲はある程度限られる.そこで,本研究では組織論的観点から,請負者をグループに分けて,グループ内で競わせることで,全体の問題処理効率を向上させることを考えた.ここで課題となるのはグループ分けの方法である.

本研究では,請負者の能力に応じて高スキル請負者グループと低スキル請負者のグループを作る場合と,能力に依らずランダムに請負者をグループ分けする場合とを比較し,後者の方が全体としての問題処理効率が向上することを示した.この結果を知的エージェント技術に関する国際会議IAT-2012で発表した.本研究では,(a)タスクの協調的割当ての実現,(b)報酬配分における透明性の確保,(c)解の妥当性維持を課題として挙げた.H23年度までの成果は,課題(b),課題(c)の解決に関するものであり,国際会議水準の成果を得ており,おおむね順調に進展していると考える.24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度では,項11で挙げた課題(a)に取り組む.具体的には,Amazon Mechanical Turk上で実験を行い,クラウドソーシングの品質向上を実現する金銭的インセンティブ設計方法を開発する.特に遂行上の問題点はないと考える.24年度が最終年度であるため、記入しない。
一次元量子可積分系と付随する直交多項式の理論と応用

交付申請書に記載した研究の目的および本年度の研究実施計画に基づき,本年度は,非対称多変数直交多項式を固有関数の直交関数系に持つ,Calogero-Sutherlandタイプの量子可積分系に関する研究を進めた。trigonometricタイプのSutherland模型,Ruijsenaars模型の固有関数については,それぞれリー代数,アファイン・リー代数のルート系に関連させて,一般化できることが知られている。また対応する非対称直交多項式固有関数もルート系に付随するヘッケ代数,アファイン・ヘッケ代数を用いて統一的に扱うことが可能であることが,CherednikやOpdamらによって明らかにされていた。同様の定式化が与えられていなかった,調和振動子型の外場を持つCalogeroタイプの模型の固有関数に対応する,多変数エルミート多項式,多変数ラゲール多項式について,それぞれA型,B型のルート系に関連させた形式での代数的な定式化を与えた。Jacobi多項式やMacdonald-Koornwinder多項式の場合とほぼパラレルな定式化で解析を行い,非対称多変数エルミート多項式と非対称多変数ラゲール多項式の代数的な構成法と,ノルムの計算,対称化・反対称化に成功した。その成果は以下の通りである。1)trigonometricタイプのSutherland模型,Ruijsenaars模型の固有関数については,それぞれリー代数,アファイン・リー代数のルート系に関連させて,一般化できることが知られている。CherednikやOpdam流のDunkl演算子を用いたヘッケ代数の表現の観点から,これらの模型に対応する非対称多変数Jacobi多項式やMacdonald-Koornwinder多項式の代数的な構成法を与え,ノルムの計算法を与えた。さらに対応するワイル群の性質を用いて,これらの非対称多項式の対称化・反対称化を行い,ノルムの計算法を与えた。2)調和振動子型の外場を持つCalogeroタイプの模型の固有関数に対応する,多変数エルミート多項式については,以上のようなルート系に関連させた形式での統一的な取り扱いが可能かどうか,また完全には答がでていない。Jacobi多項式やMacdonald-Koornwinder多項式の場合とほぼパラレルな定式化で解析を行い,その結果,A型とB型の場合については,Jacobiの場合比較して,ルート系の観点からは不自然さが残るものの,非対称多変数エルミート多項式の代数的な構成法と,ノルムの計算,対称化・反対称化に成功した。他の型については現在解析を進めている。
新教育職員免許法の下における教員養成カリキュラムに関する総合的調査研究

本研究は、新教育職員免許法下の教員養成カリキュラムに関する総合的調査研究を目的とし平成2、3年度にわたる2年間の継続研究である。初年度の調査研究(新法下の教員養成カリキュラムに関する全大学からの資料収集・分析、アンケ-ト調査等)、及び第2年度の調査研究(教員養成と一般教育に関するアンケ-ト調査、歴史的・理論的・比較教育的研究等)より得られた成果は多く、その一部は各年度の日本教育学会研究大会に発表した。研究成果の概要は次の通りである。全国的規模の総合的調査により、大学の教員養成現場における新免許法、新大学設置基準に関する意見や対応の全体的状況・傾向が把握され、新制度のもとでの教員養成カリキュラムの特徴や改善充実の課題・視点・方法を多面的に分析することができた。また、関連する問題の理論的・歴史的・比較教育的考察により、その意義がいっそう深く究明できた。例えば、第1に、教員養成カリキュラムの基準法制は、新免許法による国家基準の強化より、新大学設置基準の趣旨である緩和・大綱化の方向が支持されていること。第2に、新制度下の教員養成カリキュラムは各大学でかなり多様であり、それぞれに大学の事情や自治が反映していること。第3に、同一の免許法の適用にもかかわらず教員養成の諸条件の大学格差は極めて大きく、その水準維持・向上のための格差是正・条件整備の必要性が明らかになったこと。第4に、教員養成カリキュラムにおける一般教育の重要性の認識が高く、専門教育と一般教育の有機的総合が課題とされていること。本研究の諸成果は今後の各大学の教員養成カリキュラムの研究・改善にとって大いに参考になると思われる。教育職員免許法の改正に伴う新カリキュラムが、1990年度から実施された。本研究は2年間の継続研究であり、その改正過程の問題、意見、カリキュラムの実態・特徴等を、国公私立大学(短大を含む)にわたり全国的規模で総合的に調査研究することを目的とする。第1年次の本年度は、これらの問題に関する全大学対象(回答者:教職課程・教育学科主任等)のアンケ-ト調査と関係資料(履修要覧などを掲載した学生要覧、講義要項等)の収集を行い、研究報告書・『新教育職員免許法下の教員養成カリキュラムに関する調査研究』(B4版・全42頁)にその一端をまとめ、日本教育学会の研究大会(1990年8月30日、九州大学)に発表し、その後も、研究分担者によりこれらのデ-タの分析と共同討議をすすめている。第1年次の研究により到達した主な知見等は以下の通りである。(1)教員養成に関する大学の類型別(国大学[教員養成系大学・一般大学]、私立大学、短期大学)の格差・差異が具体的に把握できたこと。(2)教員養成の実情、特に教職専門教育科目担当教員の配置状況の問題点と条件整備の課題が鮮明になつたこと。(3)教員養成カリキュラムをめぐる法制と大学現場の意見・方針とギヤップを含む諸関係が明らかになったこと。(4)教員養成においてめざされる多様な教師像とカリキュラム基準のあり方等の関連が分析できたこと。これらを通じて、「大学における教員養成」、開放制免許制などの実情が大学の類型に即して具体的に究明された。第2年次の研究では、収集資料の分析、大学類型別の事例研究に加え、一般教育と専門教育の区分廃止に伴う教員養成カリキュラム上の問題について考察し、新カリキュラムの総合的調査研究を仕上げ、研究報告書をまとめる予定である。本研究は新教育職員免許法下の教員養成カリキュラムに関する総合的調査研究を目的とする2年間の継続研究である。1991年6月の大学設置基準の大綱化のもとで、教育職員免許法・関係法令においても一般教育に関する科目の規定が廃止されるほど、教員養成カリキュラム法制に大きな変化が生じた。

平成3年度の本研究では、この問題をテ-マとし、教育学研究者や学生に対するアンケ-ト調査の実施を中心に、教員養成と一般教育のカリキュラムの関係を総合的に研究することを課題とした。この調査研究により明らかになった事実は以下の諸点である。第1に、教員養成における一般教育の重要性に関する認識がきわめて高いこと。第2に、一般教育の現状には批判・不満がきわめて強いこと。第3には、一般教育をめぐる理念と現実の乖離を改善する改革が重要な課題であること。第4には、その方法として、教育条件の整備、履修基準の自由化、授業改善の努力などが必要なこと。第5に、大学設置基準のおける一般教育に関する科目・単位規定の廃止には支持が少ないこと。その他である。また、教員養成と一般教育に関する関係の問題は、理論史・政策史・実践史において総合的・統一的認識・関連付けは不十分であり、教員養成カリキュラムにおいて一般教育の意義をどう考え、改善充実するかの問題は、今後の重要な研究課題であることが明確になった。
戦後日本の地方紙と政治過程――地域の権力としての側面に着目して

本研究課題の目的は、戦後日本の地方紙が世論形成や政治過程に与えた影響について多角的に解明することであった。本年度は主に下記のプロジェクトに並行して従事した。1.前年度より引続き取り組んでいる「地方紙接触が有権者の投票参加を支えている」という仮説を自然的実験的事例とパネルデータを用いて検証した論文が、査読付き学術誌である『年報政治学』に掲載された。2.国政選挙における有権者の候補者選択の近接性の実態と背景について新聞接触と関連付けて分析し、日本選挙学会の年次大会や研究会で口頭報告を行った。3.地方紙を含めた現代日本の各新聞の社説を網羅的に収集・データ化し、機械学習を応用したテキスト分析の手法で数値化する研究に、学外の研究者と共同で取り組んだ。研究成果は日本政治学会の年次大会や研究会で口頭報告を行い、英文学術誌への投稿に至った。4.各地方紙が、共同通信の配信する「資料版論説」をどの程度利用して社説を書いているのかを、計量テキスト分析の指標を用いて推定し、地方紙間・トピック間の多様性を析出した。分析結果は日本マス・コミュニケーション学会の秋季研究大会で口頭報告を行った。5.戦後日本の地方紙のイデオロギー的論調がどのように形成されてきたのかを解明するために、各新聞の憲法記念日関連社説を国立国会図書館のマイクロフィルムなどを用いて網羅的に収集し、テキストデータ化と分析に取り組み、来年度の日本政治学会の年次大会に口頭報告として採択された。6.地方紙が地元政治家の活動やニュースをどのように報道しているのかについて、ポジティブ・ネガティブの側面から研究を行った。具体的には、1マルチレベルの政治家を地方紙が日常的に報じる量と内容をデータ化する作業を行った。2政治家のスキャンダルに関する地方紙・全国紙の報道をデータ化・分析し、来年度の日本選挙学会の年次大会にポスター報告として採択された。1本の査読付き論文が国内学術誌への掲載に至ったほか、3つの国内学会と各種研究会にて複数のプロジェクトに関する成果報告を行うことができた。また、次年度に実施する予定の聞き取り調査やインターネット調査、各種分析などの研究構想も明確化しており、着実に準備を進めている。本年度は主に歴史資料の定性的分析や計量分析を中心に研究に取り組んだため、地方紙関係者への聞き取り調査など次年度に行う必要がある作業も残っているももの、全体的に見れば当初の予定通りに順調に研究が進展している。最終年度は、本年度に行った複数のプロジェクトの研究成果について国内学会の年次大会などで報告するとともに、その他のプロジェクトについても作業を進めた上で各種研究会で報告し、フィードバックを得る。また、国内外の査読付き学術誌への論文投稿も並行して行い、可能な限り最終年度内の掲載決定を目指したい。さらに、各地方紙関係者への聞き取り調査や、回答者を一部の都道府県に限定した独自のインターネット調査の実施にも従事する予定である。

最終年度は、本年度に行った複数のプロジェクトの研究成果について国内学会の年次大会などで報告するとともに、その他のプロジェクトについても作業を進めた上で各種研究会で報告し、フィードバックを得る。また、国内外の査読付き学術誌への論文投稿も並行して行い、可能な限り最終年度内の掲載決定を目指したい。さらに、各地方紙関係者への聞き取り調査や、回答者を一部の都道府県に限定した独自のインターネット調査の実施にも従事する予定である。
表面形状制御微粒子のレオロジー

本研究はせん断下の濃厚微粒子溶液に生じる非ニュートン性の流体挙動に注目し,微粒子の粗さがみかけ粘性および動的粘弾性に及ぼす影響を実験的に調査することを目的としている。粒子に凹凸が存在することで,溶液中の微粒子の濃度が高い場合にはそれらが物理的に接触するような状況が生じると考えられる。摩擦現象(トライボロジー)の観点からは表面間の凹凸の接触は接触点が減れば低摩擦,噛み合うようなことがあれば高摩擦となることが知られており,微粒子集団の流動においてもこれらの影響が表れるのかに注目をしている。このような検討を実験的に行うためには微粒子表面に規則的な凹凸を付与する必要があり,レオロジー挙動を調べるためには安定的に凹凸を付与した微粒子を得られる必要がある。そこで『微粒子の作製ならびに凹凸構造の付与』,『凹凸付与微粒子のレオロジー評価』の2段階で研究を進めることとしている。本年度は『微粒子の作製ならびに凹凸構造の付与』部分について実施した。凹凸構造の付与方法として微粒子表面へのリンクル(シワ)の付与に着目した。リンクルは柔軟基板上に薄い硬膜がある場合に,基板側方からのひずみによって表面に生じる座屈パターンである。リンクルの断面形状は正弦波状であり,安価に形状の制御を行うのに優れている。既往の方法として,1g満たない量のゴム微粒子表面を混酸により表面を酸化することで硬膜を付与すると同時に座屈を引き起こす方法が報告されており、これをレオロジー測定に耐えられる量の微粒子を得られるよう検討した。膜透過を利用したPDMS微粒子調製について研究が進展したためやや遅れている。表面に凹凸構造を持った微粒子の作製に取り組んだ。リンクルについて数多くの研究がされている熱硬化性PDMSを用いて、従来の1gに満たないスケールから10gスケールでの調製を目指した。ホモディスパーによりPDMSゾルをPVA水溶液へ微細した溶液を膜透過することで粒径を整えることができた。一次分散させたPDMS液滴は10数100ミクロンの直径であったが、膜透過により1ミクロン前後の直径の液滴を得た。膜乳化では粒径は膜孔径の数倍になることが知られているが、同等サイズの滴が得られた点、透液速度がすぐに低下してしまう点から分級されていることが示唆された。他方で疎水性PTFE膜(孔径5ミクロン)によるPDMSの直接透過が可能であり、10mL程度のPDMSゾルを直接にPVA水溶液中に膜透過させることができた。PDMSの微細化については超音波ホモジナイザーも実施可能と思われたが、加熱される可能性があるため今回は取りやめたまた、得られた粒子については混酸による表面酸化を実施し,SEM像からリンクル構造について評価した。膜透過させた1ミクロン程度のPDMS粒子およびホモディスパーにより多分散の粒径分布とした粒子をそれぞれ混酸により酸化させると10ミクロン以上の直径の微粒子表面には350800 nm程度の周期の凹凸構造が観察された。またリンクルの凹凸の周期はPDMS粒子の粒径と相関がみられた。混酸組成が同じであれば粒径によって波長を作りわけらえることが明らかになった。また、曲面上における波長から逆算される酸化膜の厚みは5 nmであると見積もられた。疎水製膜によるPDMSゾルの直接膜透過により、多量の微粒子調製の可能性が見られたことから孔径の大きな疎水性のシラスポーラスガラス膜を用いて多量の微粒子合成を試みる。レオロジーのパートに関しては凹凸形状の付与が10ミクロン以上の粒子に対してしかできていない。そこで,粒径をこのような大きなものに選定した上で懸濁液化を進めていく。粒子濃度によりシアシニング・シアシックニングのいずれかが発現するのかを検討し、その巨視的な流動・凝集状態の観察に焦点を絞ってリンクル構造を付与した微粒子懸濁液のレオロジー特性について明らかにしていく。

既往の方法として,1g満たない量のゴム微粒子表面を混酸により表面を酸化することで硬膜を付与すると同時に座屈を引き起こす方法が報告されており、これをレオロジー測定に耐えられる量の微粒子を得られるよう検討した。膜透過を利用したPDMS微粒子調製について研究が進展したためやや遅れている。表面に凹凸構造を持った微粒子の作製に取り組んだ。リンクルについて数多くの研究がされている熱硬化性PDMSを用いて、従来の1gに満たないスケールから10gスケールでの調製を目指した。ホモディスパーによりPDMSゾルをPVA水溶液へ微細した溶液を膜透過することで粒径を整えることができた。一次分散させたPDMS液滴は10数100ミクロンの直径であったが、膜透過により1ミクロン前後の直径の液滴を得た。膜乳化では粒径は膜孔径の数倍になることが知られているが、同等サイズの滴が得られた点、透液速度がすぐに低下してしまう点から分級されていることが示唆された。他方で疎水性PTFE膜(孔径5ミクロン)によるPDMSの直接透過が可能であり、10mL程度のPDMSゾルを直接にPVA水溶液中に膜透過させることができた。PDMSの微細化については超音波ホモジナイザーも実施可能と思われたが、加熱される可能性があるため今回は取りやめたまた、得られた粒子については混酸による表面酸化を実施し,SEM像からリンクル構造について評価した。膜透過させた1ミクロン程度のPDMS粒子およびホモディスパーにより多分散の粒径分布とした粒子をそれぞれ混酸により酸化させると10ミクロン以上の直径の微粒子表面には350800 nm程度の周期の凹凸構造が観察された。またリンクルの凹凸の周期はPDMS粒子の粒径と相関がみられた。混酸組成が同じであれば粒径によって波長を作りわけらえることが明らかになった。また、曲面上における波長から逆算される酸化膜の厚みは5 nmであると見積もられた。疎水製膜によるPDMSゾルの直接膜透過により、多量の微粒子調製の可能性が見られたことから孔径の大きな疎水性のシラスポーラスガラス膜を用いて多量の微粒子合成を試みる。レオロジーのパートに関しては凹凸形状の付与が10ミクロン以上の粒子に対してしかできていない。そこで,粒径をこのような大きなものに選定した上で懸濁液化を進めていく。粒子濃度によりシアシニング・シアシックニングのいずれかが発現するのかを検討し、その巨視的な流動・凝集状態の観察に焦点を絞ってリンクル構造を付与した微粒子懸濁液のレオロジー特性について明らかにしていく。PDMS微粒子の作製方法として膜透過を用いることが粒径を揃えるのに有利であることが分かってきたことから、本研究に専用に使用可能な加圧ディスペンサーおよび消耗品となる膜を超音波ホモジナイザーに代わって導入する予定である。
トンネル科学反応における多次元・多体効果の理論

本研究では、多次元のトンネル現象の新しい半古典理論を構築し、その科学反応への応用を行った。特に、(1)トンネル座標以外の振動励起、脱励起のトンネルへの効果、(2)多次元トンネル化科学反応系(時間依存のトンネル現象)で、反応確率を高めるためのエネルギー注入モードや、生成物のエネルギー分布のあり方、(3)多体効果としてのカオスとトンネルの関わり、(4)同時に複数の粒子がトンネルする共同現象、等を定性的かつ定量的に解明しつつある。我々の提案した多次元トンネル理論は、配位空間にトンネル次元と非トンネル次元を許容する。運動のパリティーと称する、1か-1の指数を各次元に割り付け、1については通常の古典力学的運動(ニュートン運動)、-1については反ニュートン運動、つまり、ポテンシャルの坂を登っていく運動が許される。後者の次元がトンネルに対応するが、系全体は非分離系として運動するので、トンネル次元と非トンネル次元は、相互作用してエネルギーの交換を行う。全てのパリティーは1のとき通常の古典力学(ニュートン力学)に復帰する。トンネル現象は、ニュートン解の空間から、幾つかの(通常1個の)パリティーを負に変えることによってトンネル位相空間に移り、そこに滞在してから、再びパリティーを1に戻してニュートン空間に戻る軌道の集合と捉えられる。この一般化された古典力学解を経路積分に組み込み、トンネルを許容する半古典理論を構成した。これを一般的な化学反応系に応用したところ、トンネルチューブと呼ぶ多様体の存在とその重要性が明らかになった。トンネル現象を起こし易くするためのエネルギー注入のモードや、生成物におけるエネルギー分布などが、このトンネルチューブの大きさによって決定されていることが分かった。
認知特性の偏りを包括した学童期英語指導の体系化に関する研究

昨年度に引き続き、公立小学校の5,6年生対象に調査を進めた(5年110名、6年111名)。英語の音と文字を結び付ける指導法統合的フォニックスの教材のひとつ、「ジョリーフォニックス」が開始される前に日本語、英語の課題を実施し、それぞれの相関を確認したところ、日本語課題は全て5,6年の間で成績差がなく、英語課題内では1課題を除き有意差がみられた。また各項目間では5年時に相関がなかったいくつかの日本語・英語課題のペアで6年時に相関が生じていることが示された。英語課題で生じた学年間差は、1年間、6年生がすでにジョリーの指導を受けていたことによる成績向上が原因と考えられる。また、5年でみられなかった日本語、英語課題間での相関が6年時でみられたことから、指導経過に伴い、習得可能な子どもたちには語の音認識、操作効率や書字能力への指導効果がみられる一方で、一部の子どもたちには効果に直結していない可能性が示された。したがって、この「伸びにくい子どもたち」の背景を引き続き探るとともに、今後の指導に生かしていくことが重要である。また、1年指導が経過した2018年の年度末にも同様の課題を実施しており、現在分析中である。指導前に比し、何がどのように変容したのか、引き続き縦断調査とデータ分析を進める予定である。なお、調査で成績不振とされた児については、学級担任に結果をフィードバックして情報共有を行い、通常の指導のなかでも注意深く観察し、必要であれば更なる掘り下げ検査に繋げることとした。対象地域の担当者の尽力により、調査は概ね順調である。しかし、開始当初予期していなかった、「中学年(3,4年生)からもジョリーフォニックスを導入する」という事態になり、調査内容の一部見直しを検討中である(中学年からの実態も調査できるよう再調整)。2018年度の調査結果(指導前後)の分析を進めるとともに、2019年度は引き続き、今まで調査対象であった5,6年生に指導効果検証のための課題を実施する。また、当該地域では、2019年度より3,4年生にも「ジョリーフォニックス」を導入することが決定した。このため、当初「高学年を対象」とすることを想定していた調査内容を一部見直し、3年生からも同様に課題を実施し、その指導効果を確認できないか調整中である。英語の音への認識は「早期であればより効果的」との指摘も多いため、学童期のどの段階から、どのような指導によって効果が出せるのか、との点を検証することは本研究においても重要な研究課題である。加えて、当初の予定にあった「日本語での読み書きが困難な子どもたちへの効果」についても、引き続き検証を続ける(必要に応じて個別の掘り下げ検査を実施し、日常的な指導に生かす)。本年度は予定通り、検証対象のM市の児童がジョリーフォニックス(以下JP)による指導を定期的に受講した。また同時並行的にJPでの指導効果、日本語の読み書きの苦手さを検出するスクリーニングで用いる際の課題(日本語課題)の準備を行い、内容検証のため、JPを英語指導に導入していない他市(市街中心部;以下A市)の学校でも同様の課題を用いて結果を分析した。対象児童数はM市が5,6年生計970名、統制群のA市は5,6年計63名であった。両課題を実施した時期はM市でのJP指導も約半年間進んだ1112月であったが、両者に興味深い違いがみられた。すなわち、1日本語書字課題(平仮名、片仮名、漢字)の成績は統制群のA市がM市に比べ高かった2日本語音韻課題の成績はM市が有意に高かった3英語課題は当然のことながらJP指導が入ったM市が有意に高かった、との結果であった。平仮名、片仮名、漢字の日本語書字課題成績は教育環境がより整ったA市が高いにもかかわらず、日本語の音韻課題の成績はM市が上回った。この事実から、半年間JPで英語の文字ー音の関係を日常的に指導されたM市の子どもたちの、音への敏感性が増したのでは?との仮説が導き出された。つまり、英語指導での文字ー音の強化の効果が日本語にも汎化したのではないか、との予測である。我々は普段の生活のなかで、日常的に使用していることばの「音」の側面に意識を向けることはほとんどない。しかし英語学習のなかで「一つひとつの音をしっかり認識する」活動を通して、自然に母語を構成する音への認識も高まることが期待できる。このことはすなわち、もともと学習障害等認知能力の偏りによって「音韻」の弱さを持っている子どもたちにとって弱さを補強するトレーニングにもなる上、JPは多感覚で学ぶため、記憶の定着も期待できる。今後、使用した課題も活用しながら、さらなる効果検証を続ける予定である。課題の検証に時間がかかったため、一斉課題実施の後、個別のスクリーニング実施まで至らなかったが、平成30年度JP指導開始前には実施できるめどがついている(すでに一斉課題は実施済み)。また、JP指導のスーパーバイザーである研究協力者の日程の都合上、平成29年度3月に来日となったため、それに伴う諸活動が多少遅延したが、特にJP指導その他の検証に大きな遅れは来していない。

英語の音と文字を結び付ける指導法統合的フォニックスの教材のひとつ、「ジョリーフォニックス」が開始される前に日本語、英語の課題を実施し、それぞれの相関を確認したところ、日本語課題は全て5,6年の間で成績差がなく、英語課題内では1課題を除き有意差がみられた。また各項目間では5年時に相関がなかったいくつかの日本語・英語課題のペアで6年時に相関が生じていることが示された。英語課題で生じた学年間差は、1年間、6年生がすでにジョリーの指導を受けていたことによる成績向上が原因と考えられる。また、5年でみられなかった日本語、英語課題間での相関が6年時でみられたことから、指導経過に伴い、習得可能な子どもたちには語の音認識、操作効率や書字能力への指導効果がみられる一方で、一部の子どもたちには効果に直結していない可能性が示された。したがって、この「伸びにくい子どもたち」の背景を引き続き探るとともに、今後の指導に生かしていくことが重要である。また、1年指導が経過した2018年の年度末にも同様の課題を実施しており、現在分析中である。指導前に比し、何がどのように変容したのか、引き続き縦断調査とデータ分析を進める予定である。なお、調査で成績不振とされた児については、学級担任に結果をフィードバックして情報共有を行い、通常の指導のなかでも注意深く観察し、必要であれば更なる掘り下げ検査に繋げることとした。対象地域の担当者の尽力により、調査は概ね順調である。しかし、開始当初予期していなかった、「中学年(3,4年生)からもジョリーフォニックスを導入する」という事態になり、調査内容の一部見直しを検討中である(中学年からの実態も調査できるよう再調整)。当初の予定通り、年度初めに一斉スクリーニングを実施し、その後結果によって個別に対応する予定である。また、定期的に指導効果を測定し、子どもたちの伸びを確認しつつ子どもの認知特性との関連性を検証する。さらに、今年度中学1年生に進学した昨年度小6生についても、中学校での英語の成績を縦断的に追跡し、従来までのJP指導を受けていない学年の子どもたちとの比較を通して効果検証を進める予定にしている。2018年度の調査結果(指導前後)の分析を進めるとともに、2019年度は引き続き、今まで調査対象であった5,6年生に指導効果検証のための課題を実施する。また、当該地域では、2019年度より3,4年生にも「ジョリーフォニックス」を導入することが決定した。このため、当初「高学年を対象」とすることを想定していた調査内容を一部見直し、3年生からも同様に課題を実施し、その指導効果を確認できないか調整中である。英語の音への認識は「早期であればより効果的」との指摘も多いため、学童期のどの段階から、どのような指導によって効果が出せるのか、との点を検証することは本研究においても重要な研究課題である。加えて、当初の予定にあった「日本語での読み書きが困難な子どもたちへの効果」についても、引き続き検証を続ける(必要に応じて個別の掘り下げ検査を実施し、日常的な指導に生かす)。次年度使用額が生じた理由として、年度途中に来日する予定だった研究協力者の予定が29年度3月にずれ込み、その分の旅費が計上できなかったことと、当初購入予定であった教材が、指導上の理由から次年度に繰り越されたことの2点が挙げられる。来日予定が遅れたことによる、計画遂行上の支障はなく、また購入予定教材についてもすでに手配済みであり、今年度も当初計画に基づき粛々と計画を進める予定である。英国在住の研究協力者の旅費等を予定していたが、日程調整がうまくいかず、結局Skypeなどでの調整となり、持ち越すこととなった。
オーダーN遮蔽KKRグリーン関数法による局所エネルギー解析

オーダーN・全電子・フルポテンシャル遮蔽KKRグリーン関数法に基づいた電子状態計算パッケージKKRnanoに局所構造解析プログラムを組み込み、ユーリッヒ研究センターのBlue Gene/Qと理化学研究所の「京」上でプログラムの最適化チューニングを行った。実際に開発したKKRnanoプログラムを、世界で初めて高エントロピー合金、熱電物質、太陽電池材料、永久磁石材料等に適用し、局所環境効果が電子状態や磁気特性等の物性に与える影響をミクロな立場から理論的に解明した。従来の試行錯誤的なトライアル・アンド・エラーによる新機能材料探索が限界に近づいてきているなか、プロセスを大幅に短縮可能な新物質探索手法の開発、第一原理計算・デザイン主導による新物質開発が社会的急務となっている。従来の第一原理電子状態計算手法では計算コストの面からナノ・サブミクロンスケールの対象を取り扱うことが不可能であるため、マテリアルデザインやデバイスデザインをナノ超構造物質に対してより正確に行うには大規模系(数千から数百万原子)を高精度かつ高速度に扱える計算手法(オーダーN法:計算コストが原子数Nの1乗で増加する)の確立が必要不可欠である。また現実のデバイス構造を考えると単純な周期系からはほど遠く、不純物欠陥・転移・結晶粒界相等の不規則性を考慮する必要がある。このツールを用いることで、ナノ超構造体の局所構造・局所エネルギーの安定性、電子構造、磁気状態を効率よく調べることが可能になる。既に新機能物質である強磁性相変化物質や強磁性高エントロピー合金のマテリアルデザインに成功している。KKRnanoはドイツ・ユーリッヒ研究所所属のBlue Gene/Q (JUQEEN)上で最適化されており、数十万原子の大規模系に対して適用可能であることを確認している。申請時の計画通りドイツ・ユーリッヒ研究所との密な共同研究体制を整えることに成功した。実際に5月17日7月8日、9月199月30日、12月12日12月17日の3回に渡りユーリッヒ研究所に滞在しPeter Dederich教授、Stefan Bluegel教授、Rudolf Zeller博士らと共同研究を行なった。共同研究を通じ、KKRnanoプログラムパッケージの開発・拡張も順調に進んでいる。KKRグリーン関数法に基づいた構造緩和、局所エネルギー解析、スピン・軌道相互作用やノンコリニア磁性、磁気相互作用(交換相互作用とジャロシンスキー・守谷相互作用)等の計算が可能になった。また擬似的最小残差法、ブロック巡回行列の前処理、グリーン関数に対する実空間における局所相互作用領域等を利用することで、KKRnanoプログラムパッケージの高速・高精度化を達成した。実際に開発したKKRnanoプログラムパッケージを高エントロピー合金であるAlCrFeCoNiとCrFeCoNiに適用し局所エネルギー解析を行うことにより、その電子状態、磁気特性を解明し、また局所構造の安定性からFCC-BCC相転移のメカニズムを明らかにした。これらの結果は学術論文雑誌としてを投稿されている。また計算物質科学人材育成コンソーシアム・滞在型共同研究事業を利用して、新たに東京大学物性研究所の尾崎泰助特任教授との共同研究を立ち上げた。その中で、密度汎関数理論における全エネルギーの軌道・サイト分解法と磁気的交換相互作用の高精度計算法を新たに提案した。前年度に開発したオーダーN・全電子・フルポテンシャル遮蔽KKRグリーン関数法に基づいた電子状態計算パッケージKKRnanoに局所構造解析プログラムを組み込み、ユーリッヒ研究センターのBlue Gene/Qと理化学研究所の「京」上でプログラムの最適化チューニングを行った。これらのチューニングにより配置・構造・スピン不規則相かつ粒界相を含む複雑なナノ超構造体に対して局所構造解析が可能になる。より現実的な系での大規模電子状態計算とマテリアルデザインが実行できるようになり、デザイン主導のもと高効率・環境調和エネルギー変換材料、次世代ナノエレクトロニクスを実現する新機能材料の開発速度を格段に向上させることを期待できる。これらの結果は、平成29年度中に2つの学術論文雑誌にアクセプトされ掲載されている。また、最終年度であったため国内・国際会議での招待・口頭・ポスター講演により本研究課題の結果を世界に積極的発信し理論・実験研究者と議論を行った。また研究成果を社会に発信・貢献するために平成29年度に大阪大学で開催されたコンピュテーショナルマテリアルデザインワークショップ(CMD)で、開発したプログラムの講義とチュートリアルを行った。計画書に従い、当初の計画通り平成29年度は開発したアプリケーションツールとユーリッヒ研究所所属のスーパーコンピューター「Blue Gene/Q」や理化学研究所所属の「京」を利用し、以下に述べる配置・構造不規則性や結晶粒界を含むナノ超構造体に対して計算機マテリアルデザインを応用する:(i)「スピノーダル・ナノ分解によって形成された自己組織化ナノ超構造を利用した高効率太陽電池材料のデザインと実証」、(ii)「酸化物や永久磁石の粒界によって誘起される磁気物性の理論的解析」、(iii)「抵抗変化型メモリにおける動作原理の解明」。

計算結果が整い次第、実験者によるデザインの実証を要請する。実験者からの意見、フィードバックを取り入れつつ計算機マテリアルデザインを実行する。研究を遂行する上でトラブルやデザインの方向性に問題が生じた時は、平成28年度に新たに締結した2国間交流事業(スウェーデン・ウプサラ大学とオーストリア・ヨハネスケプラー大学)を通じて、他研究グループと意見を交換することで対処する。平成29年度は時間が許す限りミーティング、ワークショップ、国内・国際会議に出席し他研究者とコンタクトを取る。また、本研究課題で開発するKKRnanoプログラムと局所エネルギー手解析手法は他のナノエレクトロニクス材料のマテリアルデザインにも適用可能なので、コンピュテーショナル・マテリアルズ・デザイン(CMD)ワークショップを利用しプログラムの公開も平行して行う。物性理論
SiCセラミック薄膜表面への触媒機能付与に関する研究

炭化ケイ素(SiC)セラミックス前駆体であるポリカルボシラン(PCS)の薄膜を無機転換して得られるSiC薄膜は、耐熱性、耐食性に優れた水素分離フィルター等への応用が期待されているが、水素透過量及び分離比の向上が課題となっている。そこでH17年度にポリマー前駆体法により合成したSiC薄膜の構造及び組成を調べるとともに、イオン注入による白金等の水素分解触媒層形成や、高エネルギーイオンビームの透過によるナノホール構造の形成によるSiC薄膜のガス透過性制御の可能性を検討した。x線回折の結果からSiC薄膜は非晶質構造であること、RBSの結果から原子数比si:c:o=0.25:0.23:0.52とSiC繊維に比べ酸素が過剰な構造であることが明らかになった。このSiC薄膜に種々の条件でイオン照射を行い、照射前後の水素及び窒素の透過量を測定した。薄膜を貫通する条件でHXeを1x10^<12>ion/cm^2照射した場合、窒素の透過量は僅かに増加するが、水素は照射前に比べて0.8以下に減少した。また、照射量を1x10^<14>ion/cm^2まで増大した場合、窒素の透過量も0.9に減少した。、これは、無機化温度としては比較的低い800°Cで焼成された非晶質なSiC薄膜が、イオン照射により約10%収縮し、分子ふるい機構iにより水素のみが選択通過できる空孔が減少したためと考えられる。また、Ptを5x10^<15>ion/cm^2イオン注入した場合、水素及び窒素の透過量は、それぞれ0.25及び0.77に減少した。これは注入されたPtがSiC薄膜中で局所的に高密度層を形成し、ガス分子の通過を妨げたためと考えられる。本研究は、炭化ケイ素セラミック(SiC)薄膜に、ニッケル、白金等の水素分解触媒として用いられる金属を、濃度勾配をつけてイオン注入することで、原子状水素の発生やSiC薄膜内部への水素拡散の機能を有するイオン注入層を系統的に作製すること、及びSiC薄膜とイオン注入層との界面接着状態と水素分離能との関連性を明らかにすることを目的とする。本年度は、ポリマー前駆体法及びパルスレーザー蒸着法によりSiC薄膜の形成を試みた。ポリマー前駆体法では、シクロヘキサンに溶かしたケイ素高分子(ポリカルボシラン:PCS)を多孔質アルミナ基板30x30mmにディッピングにより成膜し、-20°C、空気中で2MeVの電子線を2MGy照射することで架橋した。これを不活性ガス中800°Cで焼成することによりSiCセラミックスへ転換した。セラミック化時の収縮に伴うクラックや、多孔質基材の起伏によるピンホール等を抑制するため、0.5μm以下の厚さで35回コーティングを繰り返すことで、欠陥の無いSiC薄膜を形成することができた。また、パルスレーザー蒸着法によるSiC膜の作製では、1パルスあたり150mJのエキシマレーザー(波長:248nm)を2mm×3mm程度の集光し、繰返し周波数10HzでSiCターゲットの照射し、真空中で基板温度500°Cを保持したアルミナ及び石英基板上に成膜を行った。ラザフォード後方散乱法およびX線回折法により、SiC膜の構造評価を行った結果、SiCの組成で非晶質状のSiC膜が形成していることがわかった。次年度は、これらのSiC薄膜にイオン注入を行い、ガス透過性との関連を評価する予定である。

炭化ケイ素(SiC)セラミックス前駆体であるポリカルボシラン(PCS)の薄膜を無機転換して得られるSiC薄膜は、その非晶質構造からガス選択分離性を有しており、耐熱性、耐食性に優れた水素分離フィルター等への応用が期待されているが、水素透過量及び分離比の向上が課題となっている。そこで本研究では、イオン注入による白金等の水素分解触媒層形成や、高エネルギーイオンビームの透過によるナノホール構造の形成によるSiC薄膜のガス透過性制御の可能性を検討した。多孔質アルミナ基板にPCS-シクロヘキサン溶液を製膜し、不融化後に焼成してセラミック化しSiC薄膜を形成した。この薄膜に種々の条件でイオン照射を行い、照射前後の水素及び窒素の透過量を評価した。薄膜を貫通する条件でHXeを1x10^<12>ion/cm^2照射した場合、窒素の透過量は僅かに増加するが、水素は照射前に比べて0.8以下に減少した。また、照射量を1x10^<14>ion/cm^2まで増大した場合、窒素の透過量も0.9に減少した。これは、無機化温度としては比較的低い800°Cで焼成された非晶質なSiC薄膜が、イオン照射により約10%収縮するため、分子ふるい機構により水素のみが選択通過できる空孔数が減少したためと考えられる。また、Ptを5x10<15>ion/cm^2イオン注入した場合、水素及び窒素の透過量は、それぞれ0.25及び0.77に減少した。これは注入されたPtがSiC薄膜中で局所的に高密度層を形成し、ガス分子の通過を妨げたためと考えられる。
世紀転換期から戦後の美術交流における新納忠之介の文化財保護活動に関する研究

1.茨城県天心記念五浦美術館所蔵「新納忠之介旧蔵資料」(以下「新納資料」)の調査を実施した。「新納資料」は、新納が携わった業績に関する書簡、葉書、写真、調査文書、図面、雑多な事務文書など様々な形態の資料で構成され、新納の業績の多様性、重要性を物語っている。平成30年度は、ボストン美術館に関する書簡から、新納のボストン美術館およびアメリカでの動向を明らかにするとともに、明治43年イギリス、フランス、ベルギー、オランダ、イタリア、エジプトを歴遊した時の手帳やスケッチブックから、現地での美術体験や人的交流の把握を試みた。平成31年度は、戦後のウォーナー来日時の文化財被害状況調査に関する書簡や写真類について調査し、終戦直後の日本の文化財保護における新納の役割を考察する。2.資料の整理、写真撮影、データ保存、翻訳、翻刻、解読、内容の分析を行った。平成30年度は、岡倉覚三のボストン勤務時代における新納の活動に焦点をあて、彼の(1)国際社会における活動、(2)国際的なネットワークの実態、(3)海外における体験について明らかにすることを目指した。資料の分析は平成31年度も継続し、(4)戦後の文化財被害状況調査における役割を検討する。3.新納の文化財保護活動に大きな影響を与えた岡倉覚三の思想と仏教との関係についてインドで開催された国際会議で報告した。また岡倉が訪れたインドの仏教遺跡を視察し、現地で研究者のレクチャーを受けることで、日本美術院第二部が文化財保護の主たる対象とした仏教美術に関する知見を深めた。4.資料整理と活字による資料紹介などを通して明らかになった新納の業績を、申請者の所属する学会(日本比較文学会)において口頭報告する準備を行った。当初の予定通り、茨城県天心記念五浦美術館所蔵「新納資料」のうちボストン美術館に関する資料の調査を実施し、明治43年欧州、エジプト歴遊に関する資料の分析を着手した。さらに、その成果をもとに申請者の所属する学会(日本比較文学会)において口頭報告する準備を行った。加えて、新納の文化財保護活動に大きな影響を与えた岡倉覚三の思想と仏教との関係についてインドで開催された国際会議で報告した。また、岡倉が訪れたインドの仏教遺跡を視察し、現地で研究者のレクチャーを受けることで、日本美術院第二部が文化財保護の主たる対象とした仏教美術に関する知見を深めた。1.新納忠之介の欧州歴遊、および大英博物館の依頼による百済観音立像模造制作などについて、現地の学芸員と連絡をとり、情報を交換しながら関連資料を調査する必要がある。今年度は明治43年の欧州歴遊の実態を調査するため、渡欧して関連施設を調査する。2.「新納資料」や今後の調査で得た資料の翻刻・翻訳を行い、内容を精査し分析する。その成果を活字化し、社会に発信する。具体的には『五浦論叢:茨城大学五浦美術文化研究所紀要』に発表し、研究成果を茨城県天心記念五浦美術館と共有する。翻刻や翻訳に時間を要し、計画通りに進まない場合、古文書解読や翻訳業務に従事する者に校閲や翻訳を委託する。3.資料整理と活字による資料紹介などを通して明らかになった新納の業績を、申請者の所属する学会(日本比較文学会など)において口頭報告し、論文投稿の準備をする。

また、岡倉が訪れたインドの仏教遺跡を視察し、現地で研究者のレクチャーを受けることで、日本美術院第二部が文化財保護の主たる対象とした仏教美術に関する知見を深めた。1.新納忠之介の欧州歴遊、および大英博物館の依頼による百済観音立像模造制作などについて、現地の学芸員と連絡をとり、情報を交換しながら関連資料を調査する必要がある。今年度は明治43年の欧州歴遊の実態を調査するため、渡欧して関連施設を調査する。2.「新納資料」や今後の調査で得た資料の翻刻・翻訳を行い、内容を精査し分析する。その成果を活字化し、社会に発信する。具体的には『五浦論叢:茨城大学五浦美術文化研究所紀要』に発表し、研究成果を茨城県天心記念五浦美術館と共有する。翻刻や翻訳に時間を要し、計画通りに進まない場合、古文書解読や翻訳業務に従事する者に校閲や翻訳を委託する。3.資料整理と活字による資料紹介などを通して明らかになった新納の業績を、申請者の所属する学会(日本比較文学会など)において口頭報告し、論文投稿の準備をする。平成30年度は資料調査における翻訳校閲は法人への委託としたため、経費を抑えることができた。平成31年度における翻訳校閲のために使用する予定である。
深部痛覚に対するタッチの効果とその神経性機序

麻酔動物の下腿に押圧刺激を与えると心拍数の変化が認められる。本研究課題では、骨格筋刺激で生じる心機能変化を指標に、麻酔動物で筋痛を評価する方法を確立することを目的とした。麻酔下ラットの心拍数、動脈圧および心臓交感神経活動を記録して実験を行った。下腿筋押圧刺激により生じる心拍数の変化(増加・減少)は、心臓交感神経を遮断することによりほぼ消失した。さらに心臓交感神経活動を記録すると、押圧刺激で生じる心拍数の変化は、神経活動の変化に同期して生じることが分かった。下腿筋に起炎物質を投与して炎症を誘発すると、押圧刺激により生じる心臓交感神経活動および心拍数の増加反応が増強することが示された。本研究は、深部痛覚刺激に対する軽微な機械的皮膚刺激(タッチ)の効果とその神経性機序を解明することを目的とする。今年度は、麻酔ラットを用いて深部痛覚強度を測定することの出来る実験モデルを確立した。具体的には、ラットをハロセンで初期麻酔した後、ウレタン(1.4g/kg)を皮下投与し、十分に麻酔が効いた状態で手術・実験を行った。実験中、気管に挿入したカテーテルより人工呼吸を行い、体温を生理的範囲内に維持した。頚動脈に挿入したカテーテルより動脈圧を測定し、得られた血圧波形より瞬時心拍数を算出した。侵害刺激として、圧刺激(10N/cm2)をラットの下腿内側面(下腿三頭筋の表面)に30秒間与えた。皮膚接触面が直径6mmの刺激圧子を用いた圧刺激中、心拍および血圧の変化が見られた(最大変化:平均10拍毎分および12.5mmHg)。圧刺激範囲を4分の1にすると、侵害性圧刺激に対する循環反応は減弱した(平均3.7拍毎分および5.4mmHg)。一方、非侵害性圧刺激(2N/cm2)では、心拍・血圧共にほとんど変化が見られなかった(最大変化:平均3.7拍毎分および2.8mmHg)。機械刺激領域の皮膚支配の神経(伏在神経および後大腿皮神経)を切断して、侵害性圧刺激を与えたところ、圧刺激により誘発される循環反応の程度にほとんど影響は見られなかった(最大変化:平均11.5拍毎分および8.1mmHg)。以上の結果より、機械的圧刺激によって生じる循環反応は、麻酔ラットにおける筋の痛覚強度の指標になると考えられる。今年度は、前年度に作成した実験モデルの改良を試みた。具体的には、麻酔条件を吸入麻酔(イソフルレン)に変更し、長時間にわたり麻酔深度を安定に維持することのできるようにした。実験は、ラットを人工呼吸し、体温を生理的範囲内に維持して行った。頸動脈に留置したカテーテルより動脈圧を測定し、得られた血圧波形より瞬時心拍数を算出した。侵害刺激は前年度の研究で確立した方法を用いた。具体的には、ラットの下腿に圧刺激(10N/cm2)を30秒間与え、血圧および心拍数の変化を記録した。その結果、イソフルレン1.2-1.4%(0.85-1MAC)の状態で与えた下腿筋への侵害刺激で誘発される血圧・心拍の反応は、刺激前の血圧レベルに依存して、増加あるいは減少反応となることが分かった。具体的には、安静時の平均血圧が100mmHg以上の時には、降圧および徐脈性の反応を生じ、100mmHg未満の時は昇圧および頻脈性の反応を生じた。一方、皮膚へのピンチ刺激は、安静時の血圧に依存せず、多くの場合、昇圧および頻脈性の反応がみられた。骨格筋への侵害刺激は、刺激の種類や麻酔の種類や深度により昇圧・頻脈性および降圧・徐脈性の反応が混在する傾向にあることが報告されていた。今回、同じ麻酔深度でも刺激前の血圧レベルに依存することが明らかとなった。本年度は、前年度までに確立した実験モデルを用いて、骨格筋への機械的圧刺激による循環反応とその神経性機序を明らかにした。実験は、イソフルレンで麻酔したラットを用い、下腿筋への持続的な圧刺激(30秒間)により誘発される心拍数および血圧の変化を記録した。その結果、下腿筋への圧刺激により心拍数の上昇または低下が認められた。心拍反応の方向性は刺激前の安静時心拍数のレベルに依存し、安静時心拍数が比較的低い時に心拍上昇反応が生じ、安静時心拍数が比較的高い時に心拍低下反応が生じた。刺激前の安静時心拍数と心拍反応との間には負の相関が認められた。血圧についても心拍数と同様の変化が認められ、刺激前の安静時血圧と血圧の変化との間にも負の相関が認められた。下腿筋刺激により誘発される心拍反応に寄与する自律神経を明らかにするため、心臓交感神経および迷走神経を各々遮断して実験を行った。その結果、心臓交感神経遮断により心拍反応の程度が有意に減弱した。一方、迷走神経遮断による有意な影響は認められなかった。続いて、心臓交感神経より遠心性活動を電気生理学的に記録し、下腿筋への圧刺激による応答を検討した。