hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光子モード制御を用いたＥｕ添加ＧａＮ赤色ＬＥＤの高輝度化

様々な非発光過程を有する希土類添加半導体の発光過程の評価は、その複雑さから困難であったが、本手法は他の材料にも適用可能な有用な方法である。また、これまで成長条件やLED構造の最適化により希土類添加半導体の発光強度増大が試みられてきたが、微小共振器の適用による発光強度増大という新しいアプローチの有用性も示せた。微小共振器を用いた希土類添加半導体の電流注入下での発光強度増大の観察は初めてであり、研究は順調に進行しているといえる。本年度は1「Eu添加GaNの発光メカニズムの解明」と、2「微小共振器を用いたEu添加GaN赤色LEDの発光強度増大とそのメカニズムの解明」に取り組んだ。具体的な内容を以下に示す。1Eu添加GaNの発光強度を増大させる指針を得るためには、発光メカニズムに対する深い理解が不可欠である。前年度、通常は解析されない時間分解フォトルミネッセンスの立ち上がり成分に注目し、Eu添加GaNの発光メカニズムに基づいた解析式を導出・適用することでエネルギー輸送過程の解明に成功した。また、解析で得られた値より、Euの発光遷移確率(W_Eu)が発光過程のボトルネックであることが判明した。今年度は、成長条件を変化させた試料の解析を行うことで、Eu添加GaNの発光メカニズムのさらに詳細な理解を試みた。その結果、Eu添加GaNの発光効率と発光強度は、GaNからEuへのエネルギー輸送レート、GaN母体での非輻射遷移レート、Eu発光サイト数、W_Euなどにより決定されることを、初めて定量的に明らかにした。2微小共振器中では光の状態密度が変調されることで、発光遷移確率や発光の結合モード定数の増大が期待される。そこで、前年度は導電性AlInN/GaN DBRの成長条件を確立し、微小共振器構造を有するLEDを作製した結果、4.6倍の積分発光強度増大に成功した。そこで今年度は、微小共振器構造を有するLEDに対して詳細な解析を行った。結果として、GaNと空気界面の臨界角以下の発光成分が増大したために、光取り出し効率が向上したことが確認された。これは、時間領域有限差分法による計算結果とも、定性的に一致した。積分発光強度は4.6倍の増大、発光遷移確率は1.06倍の増大であったため、光取り出し効率は4.3倍の増大に成功した。二年目には、当初の計画では三年目に行う予定であった共振器構造を用いた高輝度Eu添加GaN赤色LEDの作製を行う。また、共振器中にEu添加GaNを作製することによる発光特性の変化についても詳細な評価を行う予定である。本年度作製した微小共振器を有するLED構造は作製プロセスが最適化されていなかったために、発光強度自体は大きくなかった。そこで、今後は微小共振器構造を有するLED構造の作製プロセス最適化により、Eu添加GaN赤色LEDの更なる高輝度化を達成する予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
神経保護作用を担うアストロサイトの発達に伴うシナプス伝達変化に関する研究

アストロサイトは脳内における主要なグリア細胞であり、シナプスの形成、発育、安定化、除去に関与している。従って、アストロサイトの状態変化や老化は、シナプスにおける情報伝達に影響を与え得る。本研究では、アストロサイトを長期培養し、老化モデルとしての有用性と、シナプス伝達に対する影響を検討した。結果、培養9週目以降において、invitroにおける老化様症状を呈することを発見し、興奮性シナプス伝達は低下することを明らかにした。シナプス伝達の低下は、幼若期におけるシナプス伝達に類似していたことから、アストロサイトの老化は、シナプス機能を脆弱すると結論した。脳の老化に伴って、アストロサイトにも加齢的変化が生じる。しかし、アストロサイトの加齢が、シナプス伝達にどのような影響を与えるのか不明な点が多い。本研究代表者が当該研究課題に対して交付申請して以来、それを解明した研究報告は国内外ともに未だに皆無であった。前年度までの結論では、1アストロサイトを長期培養(>9週間)すると老化マーカーであるβ-ガラクトシダーぜ染色陽性細胞が増加する、2老化アストロサイトと新生ニューロンを共培養すると、自発性シナプス開口放出とシナプス小胞数は減少する、4興奮性シナプス数は変わらない、5アストロサイトを16週間培養しても、9週間培養の結果と同程度である、ことが明らかとなった。すなわち、アストロサイトの老化によるシナプス伝達の低下には、神経終末部におけるサイレントシナプスの発現率の増加が関与している可能性が示唆された。そこで最終年度では、サイレントシナプス発現を検証するために、同一細胞で蛍光観察して検証した。同一細胞で活動シナプスをFM1-43、興奮性シナプスをVGLUT1抗体で染め分けてサイレントシナプスの比率を定量したが、統計的に有意な差は認められなかった。加えて、アストロサイトの長期培養環境における老化促進のメカニズムに関しても実験を行なった。結果、長期培養によってGFAP発現率の増加が認められ、これは既に報告されている結果と一致した。一方、炎症マーカーであるNF-kappaBも定性・定量したが、有意な差は認められなかった。このことより、in vitroにおける加齢培養系は、炎症を伴わない老化であることが示唆された。以上の結果より、アストロサイト長期培養系は老化モデルとして有用であると結論した。加えて、シナプス伝達の低下も明らかとなったので、学術論文としてまとめ、専門誌PLoS ONEに掲載された。しかし、シナプスを取り囲むアストロサイトの加齢が、シナプス伝達にどのような影響を与えるのか不明な点が多い。本研究代表者が当該研究課題に対して交付申請して以来、それを解明した研究報告は国内外ともに未だに皆無である。本研究代表者は次に挙げる疑問を解決するために実験を行なった。(1)シナプスを支持するアストロサイトが老化的衰弱性を示した場合、シナプス機能は低下するか?(2)アストロサイトが加齢的安定性を示した場合、シナプス機能は強化されるか?(3)何れかのシナプス伝達変異が見つかった場合、その分子メカニズムは何か?結果、以下のことが明らかとなった。(1)アストロサイトを長期培養(>9週間)すると老化マーカーであるβ-ガラクトシダーぜ染色陽性細胞が増加した。(2)老化アストロサイトと新生ニューロンを共培養しパッチクランプ法にてシナプス伝達を解析したところ、Evoked EPSCの減少は減少した。(3)自発性シナプス開口放出とシナプス小胞数は減少した。(4)免疫染色法により、興奮性シナプスをシナプス小胞蛋白であるVGLUT1抗体にて同定したが、シナプス数は変わらなかった。(5)アストロサイトを16週間培養して超加齢状態となるかを、染色法とパッチクランプ法で確認したが、アストロサイト9週間培養の結果と同程度であった。(6)シナプス伝達の低下には、シナプス後膜ではなく神経終末部におけるサイレントシナプスの発現率の増加が関与している可能性が示唆された。以上の結果より、アストロサイト長期培養は老化モデルとして有用であると結論した。加えて、シナプス伝達の低下が明らかとなったので学術論文としてまとめ、専門誌に投稿中である。1.計画していた免疫染色において多重染色にも成功し、シナプスの同定に関して信憑性のあるデータを取得できた。2.本研究課題遂行にあたり、米国アイオワ大学のProf. Harataとの共同研究を開始することができた。3.次年度に論文投稿を予定していたが、23年度内に論文投稿することができ現在リバイスの最終段階である。23年度は、アストロサイトの老化により神経終末部におけるサイレントシナプス発現率は増加することを発見した。しかし、その発現メカニズムは不明のままである。そこで、次年度では以下の項目に焦点を当てて研究を遂行する。1.アストロサイトの長期培養によりアポトーシス様細胞が増加するかを核染色により確認する。2.神経終末部サイレント

シナプスと興奮性シナプスの同時染色(Moulder et. al.)に挑戦し、アストロサイトの老化によるシナプス恒常性の変化を視覚的に捉える。3.アクティブゾーン関連蛋白であるBassoonが、アストロサイト老化によるシナプス変異のターゲット分子であることが予想できたので、BassoonとVLUT1を多重免疫染色することでアストロサイト老化による影響を検討する。次年度は免疫染色法を使った実験が主体となる。従って、抗体など比較的高価な消耗品購入が増えることが想像できるので、研究費の大半は実験標本の培養と免疫染色の消耗品代として計上する予定であるまた、米国アイオワ大学のProf. Harataとの共同研究の進捗状況にもよるが、次年度中に1度訪問することも考えている。
原発性リンパ浮腫患者に対する新たな治療法の開発（サイトカインを標的とした治療）

2018年度においては、2017年度のうちに臨床の場から得られた組織検体の「「病理組織学的検討結果」をもとに、preliminary reportの形での論文化を行った本研究の最終目的は(1)原発性リンパ腫発症メカニズムの仮説提唱をすること並びに(2)原発性リンパ浮腫に対する新たな治療法としてのFactor X阻害薬の効果を検討することである。ここで、(2)については(1)がある程度の認知、認証を得ていることが前提となる。このためまず、2017,2018年度は(1)に注力した。具体的には、対照として続発性リンパ浮腫患者から得られた組織検体を、原発性患者からの組織検体と同様に各種染色(通常のヘマトキシリン-エオジン染色のほかに、各種サイトカインや炎症マーカーに対する免疫組織化学的染色を含む)で処理し、それぞれの組織学的な共通点と差異を検討した。この結果、Factor Xについては原発性リンパ浮腫に(続発性リンパ浮腫と比較して)有意に組織内沈着を認めたが、これ以外については明らかな有意差が認められなかった。以上の結果より、原発性リンパ浮腫の発症に関するFactor Xの関与機序などを考察および報告し、「原発性リンパ浮腫発症のメカニズムの仮説提唱」を行うこととして,論文化を完了した。一方、(2)については、(1)の結果や成果をもとに当院の倫理委員会を通過させるための研究計画書などを作成した。この計画書は2018年4月より施行となった、いわゆる「臨床研究法」に合致するものとなるよう、当院および大学の各機関と調整をしつつ遂行が必要になり,準備中である。当病院の倫理委員会で臨床研究計画書を通過させるにあたり必要な、説得力のある根拠としての上記のごとき論文化されたデータが不足している状態であった。現在,論文は投稿後で査読および審査待ちの状態であり,これと平行して,Factor Xに対する既存の阻害薬の製薬会社と,保険適用外使用についての検討のため連絡を取っている状況である.場合によっては院内での先進医療推進の許可取得や,医師主導型治験なども視野に入れている.上記のように、論文が受領され次第これを論拠として臨床研究計画を作成し,当院の臨床研究に関する倫理委員会へ提出する予定である.通過した後は、予定通りに臨床研究を遂行する方針である。2018年度(平成30年度)の進捗が予定より若干遅れており、発表を目的とした各種学会への参加出席(旅費など)やその準備に充当するための人件費や謝金などが予定より少なくなった。このため2018年度では不使用となった資財が若干生じた。今後研究の進行に伴い、各種学会への、主として発表を目的とした参加による出張費の計上や、データ整理および資料・論文作成などに伴う人件費や謝金の計上がでてくる可能性が高く、次年度使用額として申請する。
ハイブリッドシステムの解析・設計に関する研究

本研究では,物理系の制御という観点から,状態の不連続性を含む一種のハイブリッドシステムと,多くの物理系を表記することのできる一般化ハミルトニアンシステムを取り扱い,以下のような成果をあげた.まず,ハイブリッドシステムの重要なクラスの一つとして自律ジャンプを持つシステムを取り扱った.このようなシステムに対しては今まで十分な解析結果が得られていないため,Well-posed性(一意解の存在を保証する性質)や安定性などのシステムの重要な基本性質に対する解析を行った.その結果,Well-posed性に対する必要十分条件を導き,ある不変集合内での安定性をLMIによって表現した.さらに,水位に制約を持つタンクシステムのシミュレーションによって提案した解析法の有効性を検証した.これに関する結果は,システム制御情報学会論文誌(2004)及びAmerican Control Conference(2003)(査読のある国際会議)において公表した.次に,機械システムやメカトロニクス系などの物理システムを対象とし,実用上,応用範囲の広い一般化ハミルトンシステムについての考察を行った.このシステムに対する軌道追従問題について検討し,一般化正準変換を用いて,物理システムの特性を生かした制御法を提案した.さらに,この方法を機械システムや電気-機械システム,非ホロノミックシステムに適用し,それらに対する軌道追従制御補償器を導出した.最後に,磁気浮上系に対する実験によりその有効性を検証した.これに関する結果は,Automatica(2003)において公表した.本研究では,物理系の制御という観点から,状態の不連続性を含む一種のハイブリッドシステムと,多くの物理系を表記することのできる一般化ハミルトニアンシステムを取り扱い,以下のような成果をあげた.まず,ハイブリッドシステムの重要なクラスの一つとして自律ジャンプを持つシステムを取り扱った.このようなシステムに対しては今まで十分な解析結果が得られていないため,Well-posed性(一意解の存在を保証する性質)や安定性などのシステムの重要な基本性質に対する解析を行った.その結果,Well-posed性に対する必要十分条件を導き,ある不変集合内での安定性をLMIによって表現した.さらに,水位に制約を持つタンクシステムのシミュレーションによって提案した解析法の有効性を検証した.これに関する結果は,システム制御情報学会論文誌(2004)及びAmerican Control Conference(2003)(査読のある国際会議)において公表した.次に,機械システムやメカトロニクス系などの物理システムを対象とし,実用上,応用範囲の広い一般化ハミルトンシステムについての考察を行った.このシステムに対する軌道追従問題について検討し,一般化正準変換を用いて,物理システムの特性を生かした制御法を提案した.さらに,この方法を機械システムや電気-機械システム,非ホロノミックシステムに適用し,それらに対する軌道追従制御補償器を導出した.最後に,磁気浮上系に対する実験によりその有効性を検証した.これに関する結果は,Automatica(2003)において公表した.
NMDA受容体NR2B/NR2A置換マウスによるシナプス伝達制御の研究

1)神経細胞特異的Rac1ノックアウトマウスの作成低分子量G蛋白質Rac1の神経回路形成およびシナプス可塑性おける機能をin vivoで明らかにするため、Rac1欠損マウスを、rac1の翻訳領域をloxPで挟んだrac1染色体DNAのBACトランスジーン(floxed-rac1-EGFP)でレスキューする実験を計画し、6系統の独立なrac1(+/-)/floxed-rac1-EGFPトランスジェニックマウス(Tg)を得た。現在、これらのマウスと小脳プルキンエ細胞特異的にCreを発現するrac1(+/-)/L7-Creマウスと交配し、rac1(+/-)/floxed-rac1-EGFP/L7-Creマウスを作成中である。このマウスはプルキンエ細胞特異的にRac1を欠損するはずで、神経細胞の樹上突起の形態、神経回路形成、グルタミン酸受容体を介した興奮性シナプス伝達を解析予定である。ES細胞を用いる遺伝子操作マウスの作成はi)ターゲッティングベクターの作成ii)ES細胞へのベクターの導入、相同組換え体の単離iii)キメラマウスの作成と交配の3つの過程からなる。我々は効率的なマウス作成法を確立するため、フィーダーを必要としないES細胞を用いたノックアウトマウスの作成のためのセットアップをすでに行った。さらに、本研究のNR2B/NR2A置換マウスの作成ではI)の段階を簡略化するため、すでにマウスのほぼ全領域がゲノムデータベースの検索によって入手可能なC57BL/6の染色体DNAを用いたターゲッティングベクターによりマウス作成を試みた。144個のG418耐性クローンを解析したが、相同組換え体は得られなかった。現在、129/Svの染色体DNAを用い、ターゲッティングベクターを再構築中である。1神経細胞特異的Rac1欠損マウスの作成(1)コンディショナルRac1欠損マウス作成のためのrac1遺伝子全長を含むBACクローンをマウス129染色体DNABACライブラリーから新たに単離した。さらに、開始コドンを含むエキソンの5'非翻訳領域にloxPを導入するベクター、およびrac1遺伝子の最終エキソンのpolyA付加シグナルの3'領域にloxP-EGFPを導入するベクターをrecAをcisに持つBACDNA改変用ベクターを用いて作成した。この2つのベクターをrac1BACDNAを持つ大腸菌に導入し、相同組換えにより、これら2つの構築をrac1BACDNA中に導入した(flox-rac1-EGFP)。このDNAを前核期受精卵にインジェクションし、現在flox-rac1-EGFPトランスジェニックマウス(Tg)を4系統得た。(2)フィーダーを必要としないES細胞を用いたノックアウトマウスの作成のためのセットアップを行ったごRac1ターゲッティングベクターを新たにES細胞にトランスフェクションし、相同組換え体の単離、ES細胞の杯盤胞期胚へのインジェクションによりキメラマウスを作成し、現在rac1(+/-)マウスを得た。このマウスとflox-rac1-EGFP Tg、さらに部位特異的プロモーターCreマウスを交配することにより、部位特異的Rac1欠損マウスが完成する。NR2B/NR2A置換マウス作成のため、NR2B遺伝子を含むBACクローンをマウス129染色体DNABACライブラリーから新たに単離した。さらに、NR2AcDNAを入手し、現在置換マウス作成のためのベクターを構築中である。
燃料ガス産生微生物資源の高効率スクリーニング法の開発

マイクロ培養器とは、1個体の微生物を格納して培養することのできる非常に小さなガラス製容器です。環境中に存在する様々な微生物をこのマイクロ培養器に入れて培養すると、一部の微生物は、水素やメタンなど燃料となるガスを生産して容器を満たし、容器とともに浮上して分離されます。この分離方法を研究することは、非常に効率よくガスを生産する微生物だけを容易にかつ効率的に選び出す方法を確立することにつながり、未発見の新微生物が発見されて廃棄物等からエネルギーを生産する新しい発酵工学を生み出すきっかけとなるものです。本研究ではその具体的方法論を確立し、既に候補となる複数の新種微生物を単離することができました。「浮上したマイクロ培養器からの水素の検出」培養器が浮上して到達する液面にパーティションを設置し、微小に構成したC-Pt/電極により、微生物の水素産生を個別に検出する計画です。基材の製作、電極の形成、界面に浮上したマイクロスフィアを観察する顕微鏡装置の製作、定電圧印可回路の製作について完了しました。また、予備的に行った環境微生物の産生する二酸化炭素、還元性ガス(水素、硫化水素)、酸化性ガス(酸素)の化学的検出に成功しました。水素などの還元性ガスの電極応答については、極微小電流計へのバックグラウンド電流の影響の排除について課題があり、実証的結果を得るために条件の最適化中です。液面パーティションは浮上したマイクロ培養器を個別に捕獲するために設置しました。素材として、化学的に不活性なPDMS材料によりマイクロモールド法により作成しました。100μmのパターンを形成するために、感光性樹脂薄膜に微細パターンマスクを通して紫外線感光させることで形成したネガパターンを鋳型として作成しました。形成したPt電極に定電圧を印加し、浮上マイクロスフィアの内在ガスの検出を試みました。観測された電流はサブnA程度で、かつマイクロスフィアからの拡散過程の揺らぎにより電極応答が影響を受けやすく、防震台や静電遮蔽に関して条件を最適化する必要があることがわかりました。この装置の製作により、浮上したガス産生微生物のうち、さらに水素産生により浮上した微生物のみを選択的に回収できます。本研究の目標である環境微生物の産生ガスの種類による効率の高いスクリーニングの実現のため、今回の試作で得られた改善点と課題を踏まえながら装置を完成させる必要があります。鹿児島県周辺の火山性土壌、温泉水、貧栄養土壌からの試料から水素産生微生物の単離を試み、16S rRNA遺伝子配列解析により同定を試みました。燃料ガスを産生する微生物の多くが、極端な極限環境や低炭素源環境において発見され易い傾向にあることは、これらの微生物が、増殖力の強い一般的な微生物との競争がない過酷な環境で、しかも特殊な代謝系を発達させることにより初めて今日まで生存できたものと考えられます。鹿児島県霧島火山域の硫化水素泉や火山灰堆積土壌、与論島湖沼泥などから試料採取を試み、数百種のマイクロ培養器の浮上を、またそのうち十数種のガス産生微生物を単離し、遺伝子配列解析から新規微生物であることを確認しました。これらが水素産生していることは、強い酸化剤と接触させることによりマイクロ培養器が気泡を失って沈降することにより判別できました。また、16S rRNA遺伝子配列解析による同定が困難な試料も多数ありましたが、複数微生物の共存によりガス産生に至ったものが大多数を占めたことから、本方法が単一の微生物を単離する方法であるのみならず、適切な組み合わせの微生物共生系をそのまま見出すことのできる新しい方法であることが判明しました。試験的に既存の嫌気性微生物と好気性微生物を共存させて得られたマイクロ培養器の中にそれらが共存していることを電子顕微鏡で観察して確認できました。これらの成果は、本方法が優れた代謝活性を持つ微生物の共存系をコンビナトリアルなアプローチで見出すことのできる方法であることを証明したものと言えます。本研究は、当初目標の微生物コンタミネーションの排除、目的微生物を含むマイクロ培養器の分離装置の試作、環境微生物に対する浮上微生物の単離などを達成できました。産生した水素ガスの検出については感度のさらなる向上が必要であることがわかり、次の開発への具体的な方向性が確立しました。マイクロ培養器外部へのNi無電解プレーティングを行い、金属薄膜の形成と紫外線による外部微生物の殺菌を効率よく行う装置を試作しました。この装置は、マイクロ培養器が浮上するときに通過する経路を、紫外線を透過するポリジメチルシロキサン材料で構成し、浮上実験を紫外線照射下で行うことで、浮上と同時に紫外線殺菌する装置です。試験管状の容器を傾け、中にマイクロ培養器を入れ、浮上が起こると管内壁に沿って上昇し、その途中をマイクロ流路になるような挿入部を構成しました。

すなわち、容器の内壁と密着することで、円筒形の材料の表面に施された100マイクロメートル幅の溝がマイクロ流路を形成し、マイクロ培養器が浮上する過程で自動的に流路に集まるような入口の形状をデザインしました。この流路構造を8回回転対称な配置に設け、紫外線ランプで照射することで培養器外部全面の殺菌を実現しながら、さらに流路出口でマイクロ培養器を回収しやすいように、マイクロピペットの先端にフィットする構造を採用しました。これにより、手作業で紫外線滅菌を試みた場合に比べて半自動的に殺菌操作を行うことができるようになり、しかも容器を回転させて、回収するためのマイクロ流路を切り替えることで、浮上時間の早いものから遅いものへと連続的に分別することができるようになりました。この分別により、ガスの産生が活発な微生物を内包したマイクロ培養器を、それ以外のものから分離して回収できること、また浮上時間の分布から、試料に含まれる微生物系のガス産生能力ブンプを決定することができるようになりました。一方、金属薄膜の厚さをより薄くすることで、紫外線の遮蔽効果を維持したまま、マイクロ培養器の見かけの比重を下げ、浮力による浮上が起きるための最小気泡サイズの条件を緩和する最適化を行いました。無電解プレーティングの厚さは還元剤濃度と処理時間で制御できました。本研究の目的は、水素ガスなどの有用燃料ガスを効率よく産生する未発見の微生物資源を、簡便かつ効果的に発見する、新規な微生物単離法を確立することです。本研究が提案する単離法は、ガス産生能力に基づいた自らの浮力で微生物を単離するものであり、難培養性の微生物にも適用できます。それが確立すれば、今まで発見されていない国内の環境からの新発見も期待できます。土壌や湖沼などから、前処理なしに直接ガス産生能力のある微生物が単離されれば、その成果を燃料ガスの生物生産などの分野に速やかに応用できます。既に、単一の微生物を担持したマイクロスフィアを環境試料から直接に調製することに成功し、該当年度には各種ガスの産生を化学的に検出することができました。電気化学的検出にはまだ課題があるものの、そのために必要な微細パターンを使ったマイクロスフィアのスクリーニングと、個別マイクロスフィアの放出する溶存ガスの電気化学検出に使用する装置の試作が完了し、新たに見出された課題に対して条件を最適化することにより克服する方針を得ています。目的達成のための進捗は十分に達成していると考えています。第1年度の目標とした、培養器を金属薄膜でコーティングして、外部だけを紫外線照射することにより殺菌するための装置の試作を達成し、それを用いてガス産生微生物だけの単離、微生物群のプロファイリング、能力の高い微生物の分離などが可能となりました。この結果を第2年度へ継承することで、残る計画に着手しやすくなりました。一般環境試料からの水素産生微生物の単離・同定を試みます。すなわち、鹿児島県周辺の火山性土壌、温泉水、貧栄養土壌からの試料から水素産生微生物の単離を試み、16S rRNA遺伝子配列解析により同定を試みます。新規に有用な微生物を発見する可能性が高い候補地の情報が既に得られており、サンプリングした試料から水素産生微生物を選択的に単離して、本法の汎用性を確立し、またその新水素産生微生物を広く提供する計画です。
建築空間の地震時安全性に関する総合的評価手法の構築

本研究は、都市地震防災、およびその計画策定に役立てるために、建築物空間における地震時における安全性を構造・空間機能の両面から総合的に評価することを目的として平成9年度より進められてきた。本年度は平成9年度に引き続き、以下の諸点について研究が進められた。1. 3方向地震力の作用する鋼構造立体骨組の振動台実験の結果より、水平2方向の断面力の相互作用、柱軸力の変動が構造物の動的応答さらには動的崩壊過程に大きく影響を及ぼすことを明らかにした。また、これまでに構築してきた立体構造物の応答解析手法を拡張し、その解析結果を今回の実験結果と比較することにより、本解析手法が立体的な振動特性を良く表現できることを確認した。さらにはこの手法を用いてパラメトリックな解析を行い、柱軸力の変動や上下方向の地震力などが水平応答に及ぼす影響の定量的な評価を試みた。2.平成9年度に引き続き、実際の地震の際の条件(入力振動、家具の種類、設置状況など)を考慮したパラメトリックな家具の振動実験を行い、各種実験条件とその振動・転倒状況の関係を明らかにした。また、これらの家具の実験結果および家具の振動解析の結果を基に、家具の転倒危険度を評価する手法を構築すると共に、家具転倒を基とした室内散乱程度の推定手法の構築を試みた。3.各自治体における建築空間被害の軽減への取り組みに関するアシケート調査結果に関して、二次的なとりまとめおよび考察を行い、自治体における建物の地震被害推定および耐震診断・補強への取り組み、地震防災対策に関する現状などを明らかにした。さらには、この結果より防災行政における建築空間の安全性評価・向上のための手法構築の必要性が示された。本研究では、都市地震防災計画の策定に役立てるために、建築物空間における地震時における安全性を構造・空間機能の側面から総合的に評価することを目的としている。本年度の研究成果を以下にまとめる。1)実際の地震の際の条件に応じた家具の振動台実験を行いその振動性状・転倒状況を調べた。パラメータとしては入力振動の方向、家具の種類、設置状況などを考慮した。また、加速度計などのセンサーを取り付け、家具の応答加速度・変位を明らかにし、各種パラメータと振動性状との関連について明らかにした。その結果、家具の種類、設置状況により家具のロッキング量は大きく変化すること、特に、水平2方向および3方向入力の場合、家具の振動が不安定になり、応答量が増大する傾向にあることが明らかとなった。2)3方向地震力の作用する場合の建築空間の崩壊過程を明らかにするために、鋼構造立体骨組の振動台実験を行った。パラメータとしては地震力の方向(水平1方向、水平2方向、3方向)および建物階数とした。その結果、1方向入力時は安定した履歴を示したのに対し、2方向、3方向入力時では履歴が不安定な部分が生じ最大応答も増加する部分が多くみられた。水平2方向の断面力の相互作用、柱軸力の変動が構造物の応答に大きく影響を及ぼすことが明らかとなった。3)各自治体における建築空間被害の軽減への取り組みに関するアンケート調査を行った。アンケートの設問としては、建物の地震被害推定および耐震診断・補強への取り組み、地震発生時の対応、防災対策の現状などを挙げた。全国の約500自治体に発送し、そのうち50%程度が回収できた。現在データのとりまとめを行っており、来年度引き続き検討を加えていく予定である。
体脂肪燃焼・運動持久力を高める食品の機能に関する研究

トウガラシ(以下RP)の辛味成分カプサイシンは、最近の研究で、マウスにおいて持久力を増加させ、これがカテコールアミン分泌による脂肪酸利用の増加のためと報告がある。そこで、最大運動強度の8090%となる踏台昇降運動において、RP摂取がヒトの心肺機能、エネルギー代謝および内分泌系に及ぼす影響について検討した。1.実験方法被験者は、2022歳の健康な男子5名、RPは、0.1g,0.5g,1g(市販品、カプサイシン含量2.5mg/g)を用いた。RP摂取後、安静60分、踏台昇降運動(40cm、30回/分)10分、回復30分を測定した。2.結果心拍数は、0gは踏台昇降運動10分で心拍数が172拍まで上がったのに対し、0.1gは171拍、0.5gは160拍、1gは164拍と有意な低下であった。血糖値は、安静1時間、運動後、回復時でRP摂取有無による差はなかった。血中乳酸値は運動後、回復後でRP群の方が低く、運動直後、回復20分後で0gと1gにおいて有意な差であった。特に運動直後では、0gで8mmol/lまで上昇したのに対し、RP群は6mol/l以下であった。RPは乳酸蓄積を抑え、またその効果は量に依存していた。血中脂質はRP摂取後の安静1時間で、遊離脂肪酸濃度を上昇させなかった。一方運動後では、0gは遊離脂肪酸濃度が減少したのに対し、RP群は上昇する傾向にあったが有意な差ではなかった。トリグリセライド濃度については、RPの摂取有無による差はなかった。アドレナリンでは、運動後の分泌量は、0gが0.13ng/ml、0.1gが0.08ng/ml、0.5gと1gが0.07ng/mlで、RP摂取がアドレナリン分泌量を抑え、RP量に依存していた。ノルアドレナリは、運動後、0gが0.92ng/ml、0.1gが0.79ng/ml、0.5gと1gが0.75ng/mlで、分泌量の増加を抑え、RP量に依存した。ドーパミンは安静時、運動時、回復時において影響はなかった。ヒトを対象として、エネルギー代謝と脂肪の燃焼を促進させる食品が持久運動能力にどのような影響を与えるのか、エネルギー代謝解析のための指標を用いて検討を行った.1.実験方法;健康な男子学生7名を被検者とし、エネルギー代謝亢進効果および脂肪燃焼効果があるトウガラシをメルクマ-ルとして、これを0g・1g・2g・5g投与し、投与2時間後に運動負荷を行った.プロトコールは運動強度VO2max50%・30分、60%・3分、70%・3分、80%3分のエルゴメーターによった.エネルギー状態および呼吸循環状態は呼気ガス分析装置および心電計を用いて測定した.2.結果;強度50%の運動負荷では、酸素摂取量は、コントロールに比べ、投与量に応じて多かったがいずれもコントロールを下回った.また運動強度があがっても同様に低下した.呼吸商では、1g摂取が60%運動強度以下でコントロールを下回り、脂肪燃焼の割合が高くなったが、2g、5gではむしろ糖質代謝の割合が高まった.代謝当量は、1015%各運動負荷時で低下しが認められた.心拍数はトウガラシ摂取により各運動強度で低下し,低下の割合はで60%負荷時で大きかった.呼吸数もトウガラシ量に関係なく少なくなり、特に50%の後半60%でその傾向は強かった.酸素脈値でも低下が見られ、特にトウガラシ1g50%強度下で効果が強く、末梢組織での酸素取込み能が高まっているという結果を得、従来から考えられているエネルギー代謝への影響だけでなく、呼吸中枢への影響が示唆された.トウガラシの成分が酸素運搬系機能の改善あるいは呼吸循環器系の機能亢進に働く可能性を確認するため、トウガラシの摂取が運動負荷時および回復期の心拍に及ぼす影響について検討した。1.方法20-21才の健康な学生15名を対象とし、食後2時間以上の空腹時にトウガラシ1gを摂取させた。1時間後に踏み台昇降を3分間行わせ、その後の10分間のリカバリー期にわたって、ハートレートモニターバンテージを用いて心拍を測定し、対照は、トウガラシ摂取なしとした。また、18-19才の健康な学生4名を対象とし、食後2.53時間の空腹時にトウガラシ1gを摂取、1時間後に踏み台昇降を限界まで行い、運動中と終了後10分間のリカバリー中の心拍および昇降運動継続時間を測定した。2.結果3分間の踏み台昇降運動中の心拍数は、トウガラシ摂取が対照を下回った。また、運動後の心拍の回復は、トウガラシ摂取で早く、特に、リカバリー初期では顕著であった。また、定常状態への回復時間も早まった。一般体力測定で行われる心拍数をスコア化する方法でも有意にトウガラシ摂取でスコアが高まった。また、4名の踏み台昇降運動継続時間に有意な増加が認められた。これらの結果は、トウガラシの摂取がトレーニング効果と同様に運動時心拍数の減少、運動後の心拍回復の加速、運動時間の延長などの運動耐容能を高めることを示唆している。

また心肺機能等への影響のほかに、トウガラシの成分による糖質や脂質の供給が高まった可能性も考えられ、事実、血糖値の増加は確認した。トウガラシ(以下RP)の辛味成分カプサイシンは、最近の研究で、マウスにおいて持久力を増加させ、これがカテコールアミン分泌による脂肪酸利用の増加のためと報告がある。そこで、最大運動強度の8090%となる踏台昇降運動において、RP摂取がヒトの心肺機能、エネルギー代謝および内分泌系に及ぼす影響について検討した。1.実験方法被験者は、2022歳の健康な男子5名、RPは、0.1g,0.5g,1g(市販品、カプサイシン含量2.5mg/g)を用いた。RP摂取後、安静60分、踏台昇降運動(40cm、30回/分)10分、回復30分を測定した。2.結果心拍数は、0gは踏台昇降運動10分で心拍数が172拍まで上がったのに対し、0.1gは171拍、0.5gは160拍、1gは164拍と有意な低下であった。血糖値は、安静1時間、運動後、回復時でRP摂取有無による差はなかった。血中乳酸値は運動後、回復後でRP群の方が低く、運動直後、回復20分後で0gと1gにおいて有意な差であった。特に運動直後では、0gで8mmol/lまで上昇したのに対し、RP群は6mol/l以下であった。RPは乳酸蓄積を抑え、またその効果は量に依存していた。血中脂質はRP摂取後の安静1時間で、遊離脂肪酸濃度を上昇させなかった。一方運動後では、0gは遊離脂肪酸濃度が減少したのに対し、RP群は上昇する傾向にあったが有意な差ではなかった。トリグリセライド濃度については、RPの摂取有無による差はなかった。アドレナリンでは、運動後の分泌量は、0gが0.13ng/ml、0.1gが0.08ng/ml、0.5gと1gが0.07ng/mlで、RP摂取がアドレナリン分泌量を抑え、RP量に依存していた。ノルアドレナリは、運動後、0gが0.92ng/ml、0.1gが0.79ng/ml、0.5gと1gが0.75ng/mlで、分泌量の増加を抑え、RP量に依存した。ドーパミンは安静時、運動時、回復時において影響はなかった。
ヒト胎児期における喫煙曝露と遺伝要因の交互作用による小児神経発達への影響の解明

妊娠中の喫煙曝露と化学物質に対する遺伝的感受性の個体差が胎児発育に関与することはいくつか報告されてきたが,出生後の神経発達・認知機能への影響についてはまだ十分な検証がされていないことから,妊娠2335週に前向きコーホート研究に登録した妊婦を対象として,胎児期の喫煙曝露と母親の遺伝的感受性素因による交互作用が小児神経発達に及ぼす影響を検討した。外来異物と結合してチトクロムP450(CYP)などの発現誘導に関与しているアリル炭化水素受容体(AhR)やたばこ煙に含まれる化学物質である多環芳香族炭化水素類(PAHs),ニコチンやニトロソアミン類などの代謝,解毒に関与する酵素の遺伝子多型およびDNA修復に関与する酵素の遺伝子多型について解析したが,喫煙曝露による小児神経発達への遺伝-環境交互作用に有意な関連は認められなかった。妊娠期の喫煙曝露は乳幼児期や学童期の神経行動発達に影響を及ぼす可能性が示唆されているが,関連は認められないという報告もあり,化学物質に対する遺伝的感受性の個体差が一致しない要因の一つと考えられている。妊娠期の喫煙曝露と遺伝的感受性の個体差が低出生体重やSGAに関与することはいくつかの報告があるが,神経発達・認知機能への影響についてはまだ十分な検証がされていないことから,2002年に立ち上げた前向きコホート研究の約500名の妊婦とその児からなる対象集団において胎児期における喫煙曝露と母親の遺伝的感受性素因による交互作用が小児神経発達に及ぼす影響を検討する。質問紙調査で把握している社会経済的状況,栄養状態,飲酒,喫煙などの生活習慣および診療録から収集した分娩,出生時の母児の状態,在胎週数,新生児体格等の記録を総合的に解析した。インフォームドコンセントを経て得られた末梢血中の白血球からDNAを抽出し,外来異物と結合してチトクロムP450(CYP)などの発現誘導に関与しているアリル炭化水素受容体(AhR)やたばこ煙中の多環芳香族炭化水素類(PAHs)の代謝・解毒酵素であるCYP,グルタチオン転移酵素(GST)の遺伝子多型,さらに,ニコチンやニトロサミン類などの活性に関与する酵素の遺伝子多型をReal-time PCR装置を用いたTaqMan法で解析した。乳幼児期の神経行動発達評価には生後6ヵ月時に直接検査であるベイリー乳幼児発達検査(BSID-II)と質問紙による育児環境調査を実施した。胎児期の喫煙曝露と母親の遺伝的感受性素因が6ヵ月児の心理発育指標(MDI)および心理運動発達指標(PDI)に及ぼす影響を検討したが有意な関連は認められなかった。今後は,たばこ煙中化学物質代謝に関与する他の遺伝子多型の解析,生後18ヵ月時のBSID-IIやファーガン乳幼児認知機能検査(FTII)の解析を行ない,胎児期の喫煙曝露が小児神経発達に及ぼす影響について検討する。胎児期の喫煙曝露と化学物質に対する遺伝的感受性の個体差が出生時体重低下やSGAに関与することはいくつかの報告があるが,乳幼児期や学童期の神経行動発達への影響についてはまだ十分な検証がされていないことから,2002年に立ち上げた出生コホートの約500名の妊婦とその児からなる対象集団において胎児期における喫煙曝露と母親の遺伝的感受性素因による交互作用が小児神経発達に及ぼす影響を検討する。質問紙調査で把握している社会経済的状況,妊娠期の栄養状態,飲酒,喫煙などの生活習慣と出生後の養育環境および診療録から収集した分娩,出生時の母児の状態,在胎週数,新生児体格等の記録を総合的に解析した。インフォームドコンセントを経て得られた末梢血中の白血球からDNAを抽出し,たばこ煙中化学物質として多環芳香族炭化水素類(PAHs)の代謝・解毒酵素であるチトクロムP450(CYP),グルタチオン転移酵素(GST)の遺伝子多型やニトロサミン類などの活性に関与する酵素の遺伝子多型をReal-time PCR装置を用いたTaqMan法で解析した。乳幼児期の神経行動発達評価には生後18ヵ月時に直接検査であるベイリー乳幼児発達検査(BSID-II)を実施した。胎児期の喫煙曝露と母親の遺伝的感受性素因が18ヵ月児の心理発育指標(MDI)および心理運動発達指標(PDI)に及ぼす影響を検討したが有意な関連は認められなかった。今後は,たばこ煙中化学物質代謝に関与する他の遺伝子多型の解析,生後7ヵ月時のファーガン乳幼児認知機能検査(FTII)や生後42カ月時の認知機能検査(K-ABC)の解析を行ない,胎児期の喫煙曝露が小児神経発達に及ぼす影響について検討する。

胎児期の喫煙曝露と化学物質に対する遺伝的感受性の個体差が出生時体重低下やSGAに関与することはいくつかの報告があるが,乳幼児期や学童期の神経行動発達への影響についてはまだ十分な検証がされておらず,影響を及ぼす可能性が示唆される一方で関連は認められないという報告もある。本研究では,2002年に立ち上げた出生コーホートの約500名の妊婦とその児からなる対象集団について胎児期における喫煙曝露と母親の遺伝的感受性素因による交互作用が乳幼児期の小児神経発達に及ぼす影響を検討した。質問紙調査で把握している社会経済的状況,妊娠期の栄養状態,飲酒,喫煙などの生活習慣と出生後の養育環境および診療録から収集した分娩,出生時の母児の状態,在胎週数,新生児体格等の記録を総合的に解析した。インフォームドコンセントを経て得られた末梢血中の白血球からDNAを抽出し,外来異物と結合してチトクロムP450(CYP)などの発現誘導に関与しているアリル炭化水素受容体(AhR)やたばこ煙中化学物質として多環芳香族炭化水素類(PAHs)の代謝・解毒酵素であるCYP,グルタチオン転移酵素(GST)の遺伝子多型およびニトロサミン類などの代謝に関与する酵素の遺伝子多型をReal-time PCR装置を用いたTaqMan法で解析した。乳幼児期の神経行動発達評価として生後42ヵ月時に対面検査である認知機能検査(K-ABC)を行い,さらに母親には認知能検査(簡易版WAIS-R)を実施した。42ヵ月児のK-ABC平均得点は,経時処理尺度が99.7±16.9,同時処理尺度が105.1±12.4,認知処理過程尺度が103.2±12.7および習得度尺度が99.9±13.9で日本人の同年齢の幼児とほぼ同じであった。胎児期の喫煙曝露と母親の遺伝的感受性素因が42ヵ月児の経時処理,同時処理,認知処理過程および習得度に及ぼす影響を検討したが有意な関連は認められなかった。
有機金属化合物を利用した環状化合物の新規クロスカップリング反応開拓研

我々は広義のthallation-palladation法という概念を確立し、本概念を演繹的に展開し、これまでにcross-coupling法としてタリウム化合物とオレフィン化合物間で進行する狭義のthallation-palladation反応、有機ホウ素化合物間とのホータル反応、有機スズ化合物間とのチンタル反応の開拓に成功してきた。本年度はさらにチンタル反応の合目的性を高めるため、2.一方先の概念を有機ケイ素化合物群との反応にも展開し、Aと各種有機ケイ素化合物との新規なcross-coupling法を見出す事に成功し、本法をサイタル反応と命名した。本法の収率はチンタル反応よりやや劣るが、試薬となる有機ケイ素化合物群が豊富で入手容易である点および空気や水の存在下でも進行する点が本法の長所となっている。
微小重力下での高速衝突におけるクレーター形成過程の解明

近年、様々な小天体表面上のクレーター詳細画像が取得されてきただけでなく、はやぶさ2計画により世界初の小惑星上での宇宙衝突実験が行われた。これらの天体は非常に重力が微小であるが、クレーター形成に微小重力がどう影響を与えるかの理解は乏しい。本研究では簡易な落下塔を高速衝突施設のチャンバー内に構築し、秒速数キロメートルの衝突速度での微小重力衝突実験を実現することを目指す。また同時に数値シミュレーションを実行し、衝突実験の結果との比較を通して数値シミュレーションの妥当性を検証し入力パラメータの較正を行う。得られた結果をもとに、小天体、特に小惑星Ryuguの表層について議論を行う予定である。
英文訳読による指導の効果と評価の妥当性に関する、心的表象モデルに基づく検証

本研究は日本人英語学習者の英文読解における英文訳読と読み手の理解との関係を検証している。実験1から4を通し英文和訳や要約課題などを含めたテスト形式と採点方法の妥当性について検証した。また、英文訳読で検証される逐語的理解が、筆記再生課題や要約課題で検証される心的表象の構築に対して及ぼす影響を実験5において検証し、であることを明らかにした。本研究は、英文訳読による指導の効果(弊害)と評価の妥当性についての検証である。4年計画の初年度は次の4点を実施した:(1)英文和訳テストの実証研究の考察。(2)全国英語教育学会で提言した中高大連携の実践研究「英文和訳を超えたリーディングの指導」の総括。(3)訳読テストの代替としてのコミュニカティブな英文読解テストの検証。(4)次年度以降、実証実験で使用する予定のリコール(筆記再生)について実施および採点方法の文献・実証研究。第1の実証研究では、(a)英文和訳テストを課す場合、英文や採点方法によって妥当性や信頼性に変化がないか、(b)採点者の指導経験の違いによって、英文和訳テスト採点にどのような違いが生じるのか、考察した(ARELEおよびJLTA Journalに掲載)。第2の実践研究については、特に「英文パラフレーズ」を、「平面的な」和訳に対して、同じ内容を「別の英語で表現する(different version)」ことにより、「幅のある深い読み、幅のある意味理解」を可能とし、「心的表象を形成する」ためにイメージを膨らます「読み」と考察し、具体的な指導方法の提言を行った(英語授業研究学会紀要他)。第3の他テスト検証では、テストの構成概念が公表されているケンブリッジ英検を核として、英検(STEP)、IELTS、TOEIC、TOEFL、GTEC(ベネッセ)、ACE(桐原)を比較、さらに、これらのテストで良く用いられる図や挿絵について訳読に代わる手段として検証した(ARELEおよびJACETに掲載)。最後のリコールについては、代表者が主催する、院生を中心とした「筑波リーディング研究会」において先行研究を重ね、Cued recallおよびFree recallについて実証研究を行い、現在その結果について分析を行っているところである。4年計画の2年次は、初年度に実施したリコール(筆記再生)の実証データを、代表者が主催する「筑波リーディング研究会」において次の2つの学術論文にまとめた。このリコールは、次年度以降、心的表象モデルに基づく実証実験を行う上で核となる手法である。(ARELE論文)読解テストとしての筆記再生課題は、質問項目の難易度に左右されないという利点がある一方で、記憶テストではないかという批判が絶えない。記憶力の影響を軽減するために課題遂行時に文章の一部を検索手ががりとして与えることがあるが、これらの手がかりの性質と引き出される情報との関連は明らかではない。本研究では2つの実験から、(1)読解熟達度によって再生される情報の質(重要性)に違いがあるか、および(2)再生されやすい情報と再生されにくい情報をそれぞれの手がかりとして与えることで、筆記再生にどのような影響が見られるか、の2点を検証した。その結果、手がかりのない状態でも再生可能な情報が与えられた場合には手がかりが余剰な情報となり、再生を促進しないという結果が示された。(JACET論文)読み手が読解中に構築し保持している心的表象へのアクセスが不可欠となるテストとしてのリコールテストに対しては、表象として残る最小の意味単位を反映した採点方法として命題分析が適すると考えられているが、L2における多くの研究ではアイデアユニットが用いられている。本研究では命題単位とアイデアユニット単位による結果の違いを検証した。その結果、どちらの採点方法であっても、L2で書かれた文章のリコールをL1で行った場合にはL1-L2間の統語構造的な相違が影響することが分かった。L2テキストの内容理解を測るためには、その影響を最小限に抑える必要を考慮した場合には、主語の脱落の許容や、文情報の統合を許容する度合いの高いIU単位の採点方法を採用した方が良いと結論付けた。4年計画の3年次は2年次に実施した実証データを学術雑誌(ARELE・JLTA Journal)に投稿し採択されている(以下、論文1・論文2)。また、最終報告書に向けて以下の調査を実施した(以下、調査1)。論文1:テキスト理解の複数のレベルを反映するテスト項目を自由記述式と多肢選択式の2種類の形式で実施した。その結果、自由記述式では心的表象においてマクロ構造の構築に重要な理解レベルを要求するthematic questionsの難易度が最も高く、inference questionsが続き、テキストに明示されている情報の理解を必要とするparaphrase questionsが最も易しいことを示した。一方、多肢選択式においては理解レベルが難易度に反映されないことを示した。論文2:多肢選択式読解テストにおいてどのような錯乱肢が読み手の理解を妨げるかを検証し、テキスト中と選択肢中の語彙の重複が大きい場合には受験者がその錯乱肢を選択しやすくなることを示した。

上記の結果と2年次の研究結果をまとめると、本研究の対象となる学習者はテキスト理解において心的表象を構築する際、(a)明示的な詳細情報の読み取り(つまりミクロ構造の構築)の困難は小さいが、(b)詳細情報を統合し、テキスト全体が何を伝えているのかを要約する(つまり、マクロ構造の構築)ことに困難を持つ可能性が示された。そこで、調査1において、明示された情報の理解を反映する和訳課題、詳細情報とともに構築された心的表象を反映するリコール課題、そしてマクロ構造を反映する要約課題を実施し、(1)読み手がどのレベルにおいて躓いているのか、(2)低次での躓きが高次の理解にどのような影響を及ぼしているのかを検証した。本調査の結果から英文訳読指導が心的表象の構築に及ぼす影響について考察する。最終年度は次の観点から検証を行った。(RQ1)筆記再生で産出される情報は、英文和訳で産出される情報をどのように反映しているのだろうか。(RQ2)要約で産出される情報は、筆記再生で産出される情報をどのように反映しているのだろうか。65名の大学生をTOEFLのリーディングで3つの熟達度群に分け、より熟達度の差を明確にするため、上位群と下位群の分析を行った。参加者は、まず長いテキストを10分間で読み、その内容について12分間で筆記再生を行った。その1ヵ月後、同じテキストを読み250字以内の要約を10分間で書くよう指示された。さらに、英文和訳課題は宿題として出し、次回の授業に提出した。さらにその3ヶ月後に、短いテキストを5分間で読み、その内容について7分間で筆記再生を行った。その3週間後、同じテキストを読み150字以内の要約を7分間で書くよう指示された。英文和訳課題は長いテキストと同様に宿題とした。その結果、RQ1については、英文和訳課題での誤りが筆記再生課題に反映されており、特に短い文章においてこの傾向が顕著であった。英文和訳課題で表れていた下位レベルの誤りが、筆記再生課題にも影響を及ぼしていた。また、筆記再生課題のみで熟達度間の有意差が現れていた箇所もあったが、これは英文和訳課題で差が現れていた周囲にあるアイデア・ユニットであったため、命題間ネットワークが構築できなかったために一貫した心的表象が構築されなかったと考えられる。次に、RQ2に関しては、長い文章のみにおいて筆記再生課題と要約課題に共通点が見られた。両課題において熟達度間に有意差が見られたアイデア・ユニットは、英文和訳課題では有意差が見られなかったため、読み手は文字通りの理解はできていても高次レベルの処理が阻害されていたと考えられる。短い文章ではこのような傾向が早られなかった理由としては、長い文章では筆記再生課題で産出される情報が縮約されたためであろう。
家庭における消費者教育支援の提案―子どものメディア利用を題材とした教材開発－

本研究は、家庭生活におけるメディア利用について、保護者と幼児・児童が共に振り返ることのできる体験型消費者教育教材の開発を目的とした。今年度は、幼児・児童のメディアとの関わり方の実態把握、および既存教材の収集に努めた。まず、既存の教材のテーマや特徴を把握するため「スマートフォン及びタブレット、家庭用ゲーム機」に焦点をあて、関連図書及び既存教材を収集した。これらのメディアの使用方法に関する教材は、事業者、業界団体、NPOなどにより開発されていた。ネットいじめや、SNSの個人情報保護、安全をテーマとした教材は多く確認できた。お金の使い方、商品・サービスの選択の仕方、支払い方法等、消費者教育をテーマに焦点化した教材の開発が求められると考えた。漫画やイラストを多用した図書や、動画教材が多くみられ、幼児・児童の関心を引く工夫及び、保護者と共に確認しやすい内容であることが重要な要件であることが示唆された。また小学校以上の子どもを対象とした教材が多く、幼児を対象とした教材はあまり見られなかった。続いて、先行研究の整理に加え、メディアに関する研究に携わった研究者および教育現場で務める教員、家庭に乳幼児のいる保護者からの聞き取りを実施することができた。その結果、家庭内でのメディアに関するルール作りについて、ゲームなどのサービスについて親が理解できていないため必要なルールがわからない、子どもがメディアを通じて何をしているかわからない、などの意見が見られた。様々なルールのケースを体系的に整理し、ルール項目の作成が必要であることが示された。また、使用する時間や課金金額など数値化できる基準については、親と子が一緒に基準を作ったり、家庭内での状況に合わせて基準の見直しができたりするような仕組みが必要であることが明らかになった。
応用上の制約を考慮した高次分割表解析法の開発研究

主要な研究業績は次の通りである。1.2次元分布関数FとGの同一性をF≦Gに対して検定するノンパラメトリック検定問題を、r×r分割表の周辺和に順序制約条件がある場合の周辺和同一性検定問題として定式化し、最強力最緊迫検定を導くとともに、各周辺の尤度比統計量の合成から得られる新しい検定を2つ導入し、数学的性質を吟味するとともに検定相互間の効率比較を行った。2.医学データを分類表に表すとき、診断の不確実性、測定誤差等のため、誤分類が生じるというゆゆしい問題がある。誤分類の確率を見込んだ分割表解析モデル、およびその計算アルゴリズムを開発した。また、高血圧の追跡データに実際に適用し、その有効性を実証した。3.目的関数、制約関数に凸性も通常の意味の微分可能性を仮定せず、また制約集合も凸錐とは限定しない一般的非線型制約問題を考察し、局所最適解のための高次必要条件を導いた。通常の微分に代るものとして高次Neustadt微分、集合に対しては高次変分集合の概念を用いている。4.2元分類表に関する基礎理論として、2次元セルオートマトンに付随する力学系の挙動について考察した。2種類の制約条件の下での力学系の不動点を求めるアルゴリズムを作り、不動点を具体的に求めた。また、セルオートマトンCa-90(m、n)に付随する特性数K(m、n)について、存在性を解明し、存在する場合の特性数の上限(倍数)を得た。5.Jacobi formの空間には、Siegel modular群のHecke代数が作用するが、Eisenstein Seriesに対しHecke代数のすべての生成元に対して、その作用を具体的に計算した。これによりMaass関係の完全な一般化が得られた。