hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
看護の臨床能力向上のためのOSCEを用いたシステムモデル構築に関する研究

看護における臨床能力評価方法としてOSCE(Objective Structure Clinical Examination:客観的臨床能力試験)の導入を行うために、看護教育期間のどの時期にどのような評価を行うことが妥当であるか、実技・試問ステーションの設定、模擬患者・シミュレーションの設定、評価基準について検討し、看護におけるOSCEを用いたシステムを開発することを目的とする。16年度は、臨地実習前後(以下実習とする)の学生にOSCEを実施し、評価基準、フィードバックなどシステムとして、実施可能であるという成果を得た。今年度は、さらに看護教育におけるOSCEをシステムとして確立していくために、試問の内容と提示方法について検討を加える。OSCEでは把握しにくいといわれている認知領域に関して、CBT(Computer Based Test)を用いて、試問を実施した。試問の内容は、(1)看護面接、(2)妊婦診察、(3)産褥子宮復古観察、(4)新生児のバイタルサイン測定、(5)沐浴の母性看護技術の5課題であり、各課題に10問前後の設問を用意し、各設問について34の解答から選択し、正解であれば次の設問に進めるように設定した。昨年度のOSCE実施時と同じ被験者に再度実施を依頼し、7名より承諾が得られた。5つの各課題の実技ステーションの後に、その課題の試問ステーションを設定した。全OSCE終了後、被験者全員によるグループインタビューを行い、CBTによる試問の感想、試問内容についての意見を集約した。また、被験者の試問ステーションの解答の順番、解答に要した時間を測定した。CBTの実施により、被験者は、実技ステーションでの実施内容について、どのような視点で観察し、アセスメント、実施にいたるかの過程を試問により再確認していた。また、この試問は、自己学習教材として利用できるという評価であった。今後は、この試問内容をさらに精選し、実技と試問との内容の整合性を高めることが課題である。看護における臨床能力評価方法としてOSCE(Objective Structure Clinical Examination:客観的臨床能力試験の導入を行うために、看護教育期間のどの時期にどのような評価を行うことが妥当であるか、臨床で用いられる技術等の項目を抽出し、実技・試問ステーションの設定、模擬患者・シミュレーションの設定、評価基準について検討し、看護におけるOSCEを用いたシステムを開発することを目的とする。今年度は、臨地実習等で用いられる技術項目についての評価基準、評価マニュアルの作成及び卒業前の学生にOSCEを実施し、OSCEを導入における準備する物品、評価方法、課題の設定についての検討を行った。評価基準を作成にあたり、母性看護学領域で実施している技術項目の中から、特にさまざまな技術項目の総合項目となっている「悪露交換」に着目し、技術の構成要素を分析した。また、卒業前の臨床能力としては、その状況を判断し、適切な技術ができるということが重要であることから、ある技術について実際にOSCEを実施してみて、課題の設定の仕方、準備する物品、評価方法、模擬患者の設定の仕方などを検討した。卒業前OSCEとして考えるにあたって、卒業前の学生(助産師課程修了)と卒業後23年目の助産師を対象に、「弛緩出血」の事例について3つの課題を用意し、それらの課題遂行により、「出血性ショック」という緊急性の高い状態への変化について適切な判断を行い、必要な技術の実施ができるかを把握するものとした。今回の実施を通して、課題設定の方法やステーションの準備、模擬患者の設定など、今後検討すべき項目が明らかとなった。次年度は、臨地実習開始前後の学生にOSCEを実施し、看護実践能力の把握を行い、卒業前のOSCE実施までの評価方法を一連のシステムとなるように評価基準、評価マニュアル、模擬患者の養成などを行っていく。今年度は、臨地実習前後(以下実習とする)の学生にOSCEを実施し、評価基準、フィードバック、試問設定について検討し、OSCEを受けた学生の課題に対する評価を分析し、OSCEで用いる課題の検討を行う。研究承諾した学生8名を対象に、(1)看護面接、(2)妊婦診察、(3)産褥子宮復古観察、(4)新生児のバイタルサイン測定、(5)沐浴の母性看護技術の5課題について、各課題は、1名の評価者が評価表に基づき行った。試問では、測定値や対象の状態をアセスメントする内容を記述式で問うものであった。「看護面接」の内容は理解していても、対象への声かけや陣痛状態観察などの実施ができなかった。これは、対象者の現在の状態についてのイメージが不十分であり、必要なケアに結びついていなかったためと考えられる。産褥子宮復古観察では、判断などを含んだ複合的課題のため難しいとの学生の感想であった。実習前OSCE実施時は、自分自身の実技について十分に振り返りできない学生もいたことから、実習前には看護技術の習得度を把握することを目的とした単独技術の課題設定が望ましい。実習前では、事例をイメージ化しやすいような課題の設定の工夫や技術の根拠を明確化できる課題の提示の必要性が示唆された。次年度は、学生の学習習得状況をふまえてOSCEの内容(課題)の検討、試問の内容と提示方法、模擬患者の導入などの検討、システムモデル構築し、システムモデルの実施、評価を行っていく。

看護における臨床能力評価方法としてOSCE(Objective Structure Clinical Examination:客観的臨床能力試験)の導入を行うために、看護教育期間のどの時期にどのような評価を行うことが妥当であるか、実技・試問ステーションの設定、模擬患者・シミュレーションの設定、評価基準について検討し、看護におけるOSCEを用いたシステムを開発することを目的とする。16年度は、臨地実習前後(以下実習とする)の学生にOSCEを実施し、評価基準、フィードバックなどシステムとして、実施可能であるという成果を得た。今年度は、さらに看護教育におけるOSCEをシステムとして確立していくために、試問の内容と提示方法について検討を加える。OSCEでは把握しにくいといわれている認知領域に関して、CBT(Computer Based Test)を用いて、試問を実施した。試問の内容は、(1)看護面接、(2)妊婦診察、(3)産褥子宮復古観察、(4)新生児のバイタルサイン測定、(5)沐浴の母性看護技術の5課題であり、各課題に10問前後の設問を用意し、各設問について34の解答から選択し、正解であれば次の設問に進めるように設定した。昨年度のOSCE実施時と同じ被験者に再度実施を依頼し、7名より承諾が得られた。5つの各課題の実技ステーションの後に、その課題の試問ステーションを設定した。全OSCE終了後、被験者全員によるグループインタビューを行い、CBTによる試問の感想、試問内容についての意見を集約した。また、被験者の試問ステーションの解答の順番、解答に要した時間を測定した。CBTの実施により、被験者は、実技ステーションでの実施内容について、どのような視点で観察し、アセスメント、実施にいたるかの過程を試問により再確認していた。また、この試問は、自己学習教材として利用できるという評価であった。今後は、この試問内容をさらに精選し、実技と試問との内容の整合性を高めることが課題である。
培養下での海馬ニュ-ロンのシナプス形成とNMDA受容体の機能に関する研究

本研究の目的は、単層培養条件下で海馬ニュ-ロンに興奮性シナプスを形成させ、可塑性変化を含むシナプス伝達機構およびシナプス伝達に関連する受容体の機能をin vitroの実験条件下で明らかにすることであった。研究の結果は次の三点に要約される。1.単層培養条件下でラット新生児の海馬CA3,4野とCA1野ニュ-ロン間で興奮性シナプスを形成させることを試みた。海馬を薄切し、CA1野のみを切りわけ酵素処理によりCA1ニュ-ロンを単離し、ついでCA3,4野ニュ-ロンは単離せずに小組織片のままとし両者を混合培養した。約3週間培養した後、CA3,4野ニュ-ロン群を電気刺激し、CA1ニュ-ロンからwhole-cell clamp法により膜電流記録を行い、興奮性シナプス後電流の発生することを確認した。またこのシナプス後電流は時間経過のはやい成分と遅い成分の二つの部分からなり、前者はグルタミン酸受容体のうち非NMDA受容体の活性化によるものであり、後者はNMDA受容体の活性化によるものであることを明らかにした。2.培養条件下で形成させた興奮性シナプスで、海馬ニュ-ロンの可塑性変化の一つである長期増強が発現させ得るか否かについて検討した。現在までの所、長期増強を安定に発現させることに成功していない。その理由の一つとして、シナプス後ニュ-ロンからwhole-cell clamp法による記録を行っているために細胞内液がパッチ電極溶液で置換され細胞内情報伝達系が正常に機能していないことが考えられる。この問題を解決するためにナイスタチン法を導入し、シナプス後細胞の細胞内環境を保持して実験を行うことを予定している。3.培養海馬ニュ-ロンに発現するNMDA受容体の特性の一つとして,この受容体の活性化が細胞外液のカリウムイオン濃度の増加により、選択的に顕著な抑制を受けることを明らかにした。
脊髄における痛覚過敏メカニズムの神経活動イメージングによる解析

本研究では、炎症性痛覚過敏と損傷性痛覚過敏のモデル動物を作成し、それらの脊髄後角神経興奮の増強へのグリア細胞の関与を、膜電位イメージングとカルシウムイメージングによって調べた。実験の結果、脊髄後角での神経興奮は、コントロールに比べて炎症、損傷のどちらのラットでも増大していたが、その増強には、神経損傷ラットでは、ミクログリアが深く関与しており、炎症ラットではアストロサイトが深く関与していることがわかった。末梢組織の炎症や、神経の損傷によって、痛覚過敏と呼ばれる痛みが生じる。この痛みは、末梢の病巣が治癒しても持続する特徴を持ち、痛覚を処理している中枢神経系での変化が原因だと考えられている。脊髄内神経の可塑性によって起きる中枢性感作は、そのメカニズムの1つであると考えられている。また、近年、グリア細胞が神経可塑性に深く関わっていることが示唆されている。一方で、痛覚過敏を起こしている動物では、脊髄後角内のグリア細胞の増殖や、肥大化が見られることや、このような形態変化に伴ってグリア細胞が活性型となり、さまざまな神経伝達物質を放出することが知られている。また、グリア細胞の働きを薬理的に阻害すると、痛覚過敏が抑制されることも報告されている。しかし、グリア細胞が脊髄での神経可塑性や中枢性感作にどのように関与しているのかを直接示した研究は今までにない。脊髄後角での神経興奮は、コントロールに比べて炎症、損傷のどちらのラットでも増大していたが、神経損傷ラットには、ミクログリアが深く関与しており、炎症ラットにはアストロサイトが深く関与していた。また、神経損傷ラットでは、ATPの還流によってカルシウムシグナルを示す細胞の数が増大しており、これはミクログリアの抑制およびP2X_4受容体の拮抗によって抑制された。さらに、SR101によって脊髄スライスを染色することによって、アストロサイトのみを染色でき、他の細胞と識別できることがわかった。グリア細胞がニューロンと同様に神経伝達物質を放出する機能を持っていること、受容体が膜上に存在することが明らかとなり、記憶や学習の研究を中心に、神経情報処理に積極的に関わっていることがわかってきた。本研究は、痛覚過敏におけるグリア細胞の役割を明確にすることを目的とした。プリン受容体の作動薬であるATPおよび代謝型グルタミン酸受容体の作動薬であるDHPGを投与して脊髄後角でのカルシウムイオン動態を解析した。実験の結果、SR101で標識された細胞は、持続時間の長いカルシウムシグナルを示し、SR101で標識されなかった細胞は、持続時間の短いスパイク状のシグナルを数回示すという特徴が見られた。また、コントロールマウスに比べ、末梢組織に炎ATPに対してカルシウムシグナルを示す細胞がSR101陽性細胞で有意に増加していた。しかし、個々の細胞のカルシウムシグナルの振幅の大きさ、持続時間の長さについては変化が見られなかった。SR101非標識細胞のカルシウムシグナルについては、振幅の大きさ、持続時間の長さおよび反応を示した細胞の数のいずれも差は見られなかった。また、カルシウムシグナルを示した細胞の数は、ATPの受容体のうちのP2X7受容体の阻害薬であるBrilliant Blue Gによって有意に減少したが、その他のATP受容体の阻害薬であるPPADSでは変化が見られなかった。次に、感作にこのようなアストログリアの変化が関与しているかを調べた。

実験の結果、膜電位イメージングによって計測される神経興奮の遅い成分が、正常マウスに比べて、痛覚過敏マウスで増大していた。また、痛覚過敏マウスの神経興奮の遅い成分はBrilliant Blue Gによって、49%まで減少した。当初計画した論文の採択数にいたっていないため。24年度が最終年度であるため、記入しない。SR101によって脊髄スライスを染色することによって、アストロサイトのみを染色でき、他の細胞と識別できることがわかったので、今後はアストロサイトの役割についてカルシウムイメージングによって調べる。
レチノイン酸によるヒト口腔癌細胞株の増殖、分化の遺伝子転写制御機構

本課題ではヒト顎下腺腺癌細胞株(HSG)用いてレチノイン酸(RA)による細胞増殖や分化の分子機構をレチノイン酸レセプター(RAR)による転写制御の面から検討している。私共は、昨年度にひき続きRAによるRARを介した転写調節系へのCOUP-TFIの関与を調べたが、本年度は、特にトランスフェクション法を用いて転写活性化の面から検討した。(1)レポーター遺伝子のトランジェントトランスフェクション法による検討: RA応答性RA応答配列を上流に有するルシフェラーゼ(Luc)レポーター遺伝子を、単独であるいはCOUP-TFI発現ベクターとともにHSG細胞に同時導入し、RA処理後の細胞可溶性画分中のLuc活性を測定した。Lucレポーターを単独で導入すると、Luc活性はRAの濃度依存的に上昇した。COUP-TFI発現ベクターを同時導入すると、レポーター単独で見られたリガンド依存的なluc活性の上昇はCOUP-TFI発現ベクターの導入量に依存して抑制された。(2)レポーター遺伝子のステーブルトランスフェクタント細胞における検討: RA応答配列を上流に有するβ-ガラクトシダーゼ(β-gal)レポーター遺伝子を安定に導入したRAT-1細胞をRA処理するとRAの濃度依存的にβ-Gal活性は増加したが、COUP-TFI発現ベクターを同細胞にさらに一過性に導入し発現させたところ、RA依存的β-Gal活性の上昇は顕著に抑制された。また、細胞活性染色においてももRA依存的β-Gal活性の青染が消失した。以上より、RAによる増殖や分化の制御にCOUP-TFIが重要な役割を担っていることが示唆された。私共は、HSG細胞におけるレチノイン酸(RA)による増殖や分化の分子機構をレチノイン酸レセプター(RAR)による転写制御を中心に検討してきた。最近、私共はRARの転写制御におけるヘテロダイマーパートナーであるRXRをHSG細胞よりクローニングしたが、この際、RXRファミリーに属しRA作用の負の制御に関与すると考えられているCOUP-TFIもクローニングされた。そこで本年は、RAによるRARを介した転写調節系へのRXRならびにCOUP-TFIの関与を調べるため、以下の実験を行った。抗体作成のための抗原タンパクを得るため、大腸菌におけるCOUP-TFIの発現実験を試みた。まず、COUP-TFIのcDNAを大腸菌発現ベクターに組み込み、これを用いて大腸菌TG1細胞をトランスフォームさせ組換体を作成した。この大腸菌における組換体COUP-TFIタンパクが安定して発現しているかについては現在検討を行っている。一方、COUP-TFIのN末端側のunique配列を利用したペプチド抗体は現在作成中である。(2)ゲルシフト法によるDNA結合能の解析これまでに、RARはRXRとヘテロダイマーを形成することによりレチノイン酸応答配列(Retinoic Acid Responce Element,RARE)と結合することが明らかとなっているので、本実験においては、RARとRAREとの結合に対するCOUP-TFIの存在の影響をゲルシフト法により調べた。COUP-TFIはホモダイマーとしてRAREと濃度依存的に結合した。In vitro発現RAR-RXRヘテロダイマーあるいはHSC核抽出物(0.4MKCl)とRAREとの結合の際にin-vitro発現COUP-TFIが共存すると、RAREとの結合バンドの強度は有意に減少し、COUP-TFIとRAREとの結合バンドとみられる第二のバンドが出現した。これらの結果より、COUP-TFIはRAR-RXRヘテロダイマーとRAREとの結合を抑制することによりRAによる転写活性化を制御する働きを担っていることが推測された。
反転授業のためのインタラクティブな講義コンテンツおよびビューアアプリの開発

反転学習における事前学習においては,学生が授業の前に講義ビデオを視聴して予習し,授業時間中は演習等のアクティブラーニング等に取り組むことが一般的である.学生は講義ビデオを視聴する行為は基本的に受動的な活動である.また,学生が実際に講義ビデオによる学習を行ったかを確認することも難しい.本研究では,講義ビデオに代わり,ノベルゲームのプラットフォームをベースとした,学生のインタラクションにより閲覧を進める仕組みを備えた,事前学習のための講義コンテンツの方式を提案し,そのためのコンテンツの開発と,そのコンテンツを閲覧するための専用のビューアアプリを開発する.さらにコンテンツ作成支援のためのツールや,学生のアクティビティの記録を詳細に記録し学生へのフィードバックを支援するためのツールも合わせたシステムの開発を行う.これまでの具体的な成果は以下の通りである.昨年度の研究において考案した,学生がインタラクティブに学習を進めることができる事前学習モデルでは,学生は講義ビデオの代わりに,スライドと文字および合成音声による説明を自分の操作で読み進める.また自身の理解度に応じて発展的な学習や,基礎的な学習への,枝分かれしたパスで学習に取り組む.そのため,コンテンツが分岐して進める仕組みを設ける必要がある.2018年度は,まず全員が共通で学ぶ基本的な学習パスのための教材開発を行った.また,分岐先としての発展的な学習の内容,および基本的な学習の内容について,検討を行い,一部を開発した.一方,事前学習コンテンツ閲覧のためのビューアアプリ開発のため,Unityによるアプリ開発についての調査,および試験的に機能の実装のテストを行った.本研究にて対象としている授業のうち,2018年度より開講した「情報メディア基礎1」については,基本的な授業設計と教材開発を行い,授業を実施した.その結果を踏まえて,補足の説明が必要となるトピックの検討や,関連した発展的な学習や,最終課題への機能追加,改良等のトピックについて検討し,一部の教材コンテンツの開発に取り組んだ.これらの授業設計および授業コンテンツに基づき,その予習のための事前学習コンテンツの内容を検討した.また,事前学習コンテンツのためのビューアアプリにおいては,学習スライドとしてのテキストや説明のための図表等に加えて,学生にコンテンツ閲覧を促すための教員のアバター等の導入についても検討しており,試験的にアバターとして用いる3DCGモデルの作成や,Unity上での実装についての調査も行った.2019年度は,2018年度に設計し,開発に着手した授業内容およびそのための事前学習コンテンツの開発をさらに進め,コンテンツの完成を目指す.さらに,その予習のための事前学習コンテンツの内容を決定し,そのための巣態度を中心としたコンテンツの開発を行う.一方,事前学数コンテンツのためのビューアプリについて,枝分かれしたパスに対応したコンテンツ提示,テキスト読み上げ,活動記録(コンテンツ閲覧記録)に加えて,学生にコンテンツ閲覧を促すための教員のアバターを提示する機能について調査し,実装方法を検討する.それらに基づいて,ビューアアプリの開発計画を立てる.反転学習における事前学習において,学生は講義ビデオを視聴するが,これは基本的に受動的な活動である.また,学生が実際に講義ビデオによる学習を行ったかを確認することも難しい.本研究では,講義ビデオに代わり,ノベルゲームのプラットフォームをベースとした,学生のインタラクションにより閲覧を進める仕組みを備えた,事前学習のための講義コンテンツの方式を提案し,そのためのコンテンツの開発と,そのコンテンツを閲覧するための専用のビューアアプリを開発する.さらにコンテンツ作成支援のためのツールや,学生のアクティビティの記録を詳細に記録し学生へのフィードバックを支援するためのツールも合わせたシステムの開発を行う.これまでの具体的な成果は以下の通りである.まず学生がインタラクティブに学習を進めることができる事前学習モデルを考案した.考案したモデルの概要は次の通りである.学生は,講義ビデオの代わりに,スライドと文字および音声による説明を自分の操作で読み進める.また,自分の理解度に応じて,発展的な学習に取り組んだり,基礎的な学習で理解を深めたりできるよう,コンテンツが分岐して進む仕組みを設ける.ここで提案した事前学習モデルに沿った授業設計およびそのための授業コンテンツ開発のため,まず通常のレベルのコンテンツを開発して授業において活用し,そこで考えられるより基礎的な学習や,発展的な学習についての情報を収集した.次に,事前学習コンテンツ閲覧のためのビューアアプリに必要な機能として,インタラクティブ性や,流れの分岐などが挙げられるが,これらを実装できる開発環境についての調査を行なった.学生が興味を持って取り組めるエンターテイメント性等も考慮して,Unityで開発することに決定した.本研究にて対象としている授業のうち,平成29年度より開講する「情報メディア基礎実習1および2」については,まず基本的な授業設計と教材開発を行う必要がある.講義の基本的な流れを作り,その授業を実践することにより,より発展的な学習が求められるトピックや,より基本的な解説等が必要なトピックなどが洗い出される.平成29年度は,具体的な授業の設計と教材の開発を行い,基本的な授業の流れをつくるとともに,発展的な学習と基本的な学習の実装を進めるトピックの洗い出しを行なった.また,それらのコンテンツをどのように提示し,どのように事前学習を進めるのかについて検討した.具体的には,講義の事前学習コンテンツを見ながら,具体的なトピックについての説明を埋めていく「要点のノート」を,予習の際に作成するモデルを検討している.反転学習における事前学習においては,学生が授業の前に講義ビデオを視聴して予習し,授業時間中は演習等のアクティブラーニング等に取り組むことが一般的である.学生は講義ビデオを視聴する行為は基本的に受動的な活動である.また,学生が実際に講義ビデオによる学習を行ったかを確認することも難しい.

本研究では,講義ビデオに代わり,ノベルゲームのプラットフォームをベースとした,学生のインタラクションにより閲覧を進める仕組みを備えた,事前学習のための講義コンテンツの方式を提案し,そのためのコンテンツの開発と,そのコンテンツを閲覧するための専用のビューアアプリを開発する.さらにコンテンツ作成支援のためのツールや,学生のアクティビティの記録を詳細に記録し学生へのフィードバックを支援するためのツールも合わせたシステムの開発を行う.これまでの具体的な成果は以下の通りである.昨年度の研究において考案した,学生がインタラクティブに学習を進めることができる事前学習モデルでは,学生は講義ビデオの代わりに,スライドと文字および合成音声による説明を自分の操作で読み進める.また自身の理解度に応じて発展的な学習や,基礎的な学習への,枝分かれしたパスで学習に取り組む.そのため,コンテンツが分岐して進める仕組みを設ける必要がある.2018年度は,まず全員が共通で学ぶ基本的な学習パスのための教材開発を行った.また,分岐先としての発展的な学習の内容,および基本的な学習の内容について,検討を行い,一部を開発した.一方,事前学習コンテンツ閲覧のためのビューアアプリ開発のため,Unityによるアプリ開発についての調査,および試験的に機能の実装のテストを行った.本研究にて対象としている授業のうち,2018年度より開講した「情報メディア基礎1」については,基本的な授業設計と教材開発を行い,授業を実施した.その結果を踏まえて,補足の説明が必要となるトピックの検討や,関連した発展的な学習や,最終課題への機能追加,改良等のトピックについて検討し,一部の教材コンテンツの開発に取り組んだ.これらの授業設計および授業コンテンツに基づき,その予習のための事前学習コンテンツの内容を検討した.また,事前学習コンテンツのためのビューアアプリにおいては,学習スライドとしてのテキストや説明のための図表等に加えて,学生にコンテンツ閲覧を促すための教員のアバター等の導入についても検討しており,試験的にアバターとして用いる3DCGモデルの作成や,Unity上での実装についての調査も行った.平成29年度に行なった,事前学習モデルについての検討結果,およびビューアアプリや教員の使用するツールに求められる機能についての検討結果を基に,講義コンテンツビューアアプリ,活動記録機能の開発に着手する.ビューアアプリはPCだけでなくスマートフォンやタブレットでの利用も想定している.開発するアプリやツールに求められる機能の実装方法を明らかにした上で,適切な開発環境を検討し,開発を行う.さらに,対象となる授業のための事前学習コンテンツの開発も行う.
急性中耳炎治療における肺炎球菌フェーズ変化と治療への応用

本研究では、vitro実験系として、肺炎球菌株L82016、EF3030、TIGR4を用いて肺炎球菌の増殖とフェーズ変化、莢膜量におよぼす抗菌薬の影響についてinhibition ELISAで検討した。共培養系を用いて上皮培養細胞へ感染した肺炎球菌の組織侵入とフェーズ変化を観察した。vivo実験系として、まずOpaqueおよびTransparent型固定株を用い、CBA/Nマウス鼻咽腔へ接種し、鼻咽腔への定着と宿主の免疫応答の検討を行った。次に、先の基準株3株をBalb/c byjマウスへ経鼻摂取し、各解剖学的部位に応じた定着とフェーズ変化を検討し、抗菌薬のフェーズ変化への影響も評価した。薬剤耐性肺炎球菌の増加により、特に肺炎球菌が頻回に検出される2歳以下の乳幼児において、急性中耳炎などの感染症の治療に大きな問題が生じるようになった。なかでも肺炎球菌による急性中耳炎の臨床経過は重症を示すことが多く、遷延化すると考えられる。最近の我々の研究で急性中耳炎にて外来受診をした患児の中耳・鼻咽腔からの肺炎球菌Tranparent型Opaque型の存在の割合を、catalaseを含有したTryptic soy agar寒天培地を用いて検討すると鼻咽腔ではTransparent型として存在するが、中耳由来の肺炎球菌はOpaque型として存在する可能性が高いことがわかってきた。また肺炎球菌は環境に合わせて莢膜量を変化させる。鼻咽腔では、莢膜が薄いTranparent型が優位であるのに対して、中耳貯留液中では莢膜が厚いOpaque型が優位である。本研究では、肺炎球菌の感染過程における莢膜量の変化およびマクロライド系抗菌薬による莢膜量の変化を検討する。肺炎球菌株をTHY培養液で培養した後に、TSA寒天培地にてコロニーの形態を検討するほかELISA法によりクラリスロマイシン添加による莢膜量の変化を検討する。Detroit562細胞をもちい、培養細胞上に肺炎球菌を添加した後の上皮細胞への付着と莢膜変化を検討した。クラリスロマイシン添加群ではTranparent型株が有意に多く、莢膜抗原量は非添加群に比べて有意に低値であった。肺炎球菌は、莢膜量を変化させることで、培養細胞間隙へ侵入し感染をきたす。クラリスロマイシンは肺炎球菌の莢膜量を減弱させる。これらのことからも、肺炎球菌の莢膜量変化が肺炎球菌の定着に極めて重要と考える。今回の実験計画では本研究では教室の今までの研究成果を踏まえ、肺炎球菌の莢膜構造の変化であるフェーズ変化に注目し、鼻咽腔および中耳腔といった環境因子の肺炎球菌フェーズ変化に与える影響を検討を目的としている。現時点では肺炎球菌の形態分類が可能となり、クラリスロマイシンの影響に関する検討もできている。近年、急性中耳炎をはじめ非侵襲性の上気道感染症から経口抗菌薬治療に十分に反応しない薬剤耐性難治性中耳炎あるいは急性乳様突起炎に進展する症例が増加しており臨床的に大きな問題となっている。肺炎球菌は局所の環境に適応し莢膜を変化させる。これをPhase Variationという。この変化による肺炎球菌の形態は莢膜の薄いTransparent型と莢膜が厚いOpaque型の2つに分類されている。Transparent型は、上皮細胞に付着する際に有利であり、Opaque型は補体結合性が低く、貪食処理に抵抗し,組織内で長期に存在することで重症感染症を引きおこすためOpaque型の方が病原性が高いと報告されている。本研究では、肺炎球菌の病原因子の中で重要な莢膜多糖体に注目し、肺炎球菌のPhase Variationにより宿主防御機構を巧妙に逃避し、鼻咽腔に定着し、保菌されるメカニズムを解明するとともに、抗菌薬による莢膜の変化を検討した.クラリスロマイシンは肺炎球菌のTransparent型からOpaque型への変化を抑制しTransparent型を誘導することが浮遊菌でも細胞付着菌でも同様の結果が得られた。クラリスロマイシンが莢膜に作用して病原因子である莢膜多糖体を減少させ、肺炎球菌を病原性の低いtransparent型へと誘導するという結果を得ることができた。特に研究推進に支障はきたしていない。

本研究では、vitro実験系として、肺炎球菌株L82016、EF3030、TIGR4を用いて肺炎球菌の増殖とフェーズ変化、莢膜量におよぼす抗菌薬の影響についてinhibition ELISAで検討した。共培養系を用いて上皮培養細胞へ感染した肺炎球菌の組織侵入とフェーズ変化を観察した。vivo実験系として、まずOpaqueおよびTransparent型固定株を用い、CBA/Nマウス鼻咽腔へ接種し、鼻咽腔への定着と宿主の免疫応答の検討を行った。次に、先の基準株3株をBalb/c byjマウスへ経鼻摂取し、各解剖学的部位に応じた定着とフェーズ変化を検討し、抗菌薬のフェーズ変化への影響も評価した。今後肺炎球菌のフェーズ変化におよぼす抗菌薬のコンビネーション療法の影響に関して検討予定である。。BHI培養液にて最小発育阻止濃度の1/8、1/16、1/32、1/64、1/128の濃度に希釈した抗菌薬を肺炎球菌に暴露させ、対数前期増殖期:Early log phase(600nmにおける吸光度が0.3)および対数中期増殖期:Mid log phase(600nmにおける吸光度が0.5)での肺炎球菌の増殖とフェーズ変化、莢膜量の評価を行う。この際2種類の抗菌薬を併用することにより、その相乗効果でより効果がえられないかを検討し、臨床における急性中耳炎の治療に抗菌薬の併用療法が効果を与える可能性を探る。また今年度はフェーズロック株を用いたマウス鼻咽腔感染モデルを用いて肺炎球菌に易感染性を示すCBA/Nマウス鼻咽腔へ接種した後の宿主免疫応答について検討する予定である。肺炎球菌に対する予防、治療は様々なワクチン、抗菌薬があるが、この環境に応じて遺伝子変異や組み替えを多様に行うことでワクチンからのエスケープ機構を獲得し、抗菌薬に対する耐性菌も出現してきている。このことから従来の抗菌薬治療はPK/PD理論に基づいた治療戦略であるが、急性中耳炎には肺炎球菌の病原性を視野に入れた治療の検討が必要と考えられる。感染症、肺炎球菌の莢膜構造の変化であるフェーズ変化に注目し、鼻咽腔および中耳腔といった環境因子の肺炎球菌フェーズ変化に与える影響について検討を行っている。平成27年度には、フェーズの変化に関しては肉眼的な観察とともに肺炎球菌のフェーズ変化の定量化を行い、抗菌薬の影響について研究を行っていたが肺炎球菌培養やassayに関する費用が想定より少なくすんでいる。必要備品、試薬を購入したが残金が生じた。平成28年度以降では、肺炎球菌標準株を用いさらに肺炎球菌の増殖とフェーズ変化への環境因子や抗菌薬併用療法の影響について検討する予定である。さらに、マウス感染モデルを用い、抗菌薬による肺炎球菌フェーズ変化への影響についてin vivoでの検討および培養上皮細胞に肺炎球菌を感染させ、上皮細胞への付着、侵入時の肺炎球菌のフェーズ変化について調べる予定である。次年度での実験において試薬等を購入し、残金が生じれば返金する予定である。
文化的景観保全の観点からみた都市内社寺林の管理計画手法に関する研究

近年認識の高まりを見せている「文化的概念」の取り扱いにあたって、まず景観研究の現状を踏まえた上で、景観研究が内包する近年の課題を整理し、その上で文化的景観を取り扱うことの意義について考察した。さらにわが国における文化的景観の代表例として、特に都市部においては宗教施設である神社仏閣の存在によって形成される、社寺林を中心に構成される地域の景観やが重要であることを示した。社寺林の文化的景観の価値を規定するものとして、その自然立地環境とその信仰との関連性を重視し、対象を神社に絞り、東京都板橋区を中心に、渋谷区、中野区、新宿区、豊島区、北区、練馬区などにおいて50ヶ所の神社の現地踏査を行なった。『東京都神社名鑑』所収の神社について、信仰軸と地形の方向性の関係を中心に分析を行なった。その結果、神社における信仰軸、すなわち遥拝の方向と地形の関係にある程度の共通性が認められた。従来理解されている、遥拝方向に高所(山や丘)を擁する神社の立地は当然確認されたが、これとは反対の、遥拝方向に低所(谷、河川、沼、湿地)などを擁する神社が多数認められ、板橋区周辺においてはこのケースのほうが、高所遥拝型にくらべて事例の多いことが明らかとなった。またこうした神社は、特に埼玉県さいたま市の氷川神社を勧請した諸地域の氷川神社において顕著であった。この要因として、文化人類学的手法による古事記の分析により、従来の一般的解釈である「天-地」とは異なる、「地-水」関係を見出す既往研究の適用可能性について考察を行なった。さらに文化的景観として神社およびその周辺環境を価値付け、保全を図る際の留意点について整理を行なった。(1)都市における社寺林の価値認識に関する基本的概念の検討平成16年度調査においては、まず都市における社寺林の価値認識に関する基本的概念の検討を行う目的で、「社叢」という概念に着目し、その価値認識について検討を加えた。すなわち、特に明治後半期以降制度化される、現在でいうところの文化財保護行政に相当する、史蹟名勝天然記念物保存の制度化の課程において、「社叢」という概念がどのように価値付けられたかについて、特に明治後期から昭和初期にかけて天然記念物保存の制度化に尽力した植物学者、三好学、白井光太郎らの言説を分析した。その結果当初史跡とも重なる広い環境概念であった社叢が、生態学的関心が中心となる天然記念物の概念に固定化していき、これが戦後も継承されていく過程を読み取ることができた。(2)環境史・社会史の観点からの社寺林調査一方、環境史・社会史の観点からの社寺林調査にも着手した。平成16年度は、社寺林を含めた神社の立地を周辺自然環境及び歴史環境との対応から把握することを目的とし、神社の種類に対応した立地の特徴について調査を行った。東京ないしその近郊を対象に、「氷川神社」に代表される「出雲系」の神を祭神とする神社の立地を調査した。まだ調査は十分ではないが、大国魂神社(東京都府中市)、氷川神社(埼玉県大宮市)、氷川神社(東京都板橋区)など、河川や沼地など、水環境との関連性が強く示唆され、社寺の立地と自然環境の関係にもいくつかのタイプがあることが想定されさらに調査を継続中である。1.文化的景観としての都市内社寺の価値付けに関する概念的整理近年認識の高まりを見せている「文化的概念」の取り扱いにあたって、まず景観研究の現状を踏まえた上で、景観研究が内包する近年の課題を整理し、その上で文化的景観を取り扱うことの意義について考察した。

2.東京都板橋区及び周辺における神社の立地環境調査からみた文化的景観の特性社寺林の文化的景観の価値を規定するものとして、その自然立地環境とその信仰との関連性を重視し、対象を神社に絞り、東京都板橋区を中心に、練馬区、豊島区、中野区、新宿区などにおいて現地踏査を行なった。『東京都神社名鑑』所収の神社について、信仰軸と地形の方向性の関係を中心に分析を行なった。その結果、神社における信仰軸、すなわち遥拝の方向と地形の関係にある程度の共通性が認められた。従来より理解されている、遥拝方向に高所(山や丘)を擁する神社の立地は当然確認されたが、これとは反対の、遥拝方向に低所(谷、河川、沼、湿地)などを擁する神社が多数認められ、板橋区周辺においてはこのケースのほうが、高所遥拝型にくらべて事例の多いことが明らかとなった。またこうした神社は、特に埼玉県さいたま市の氷川神社を勧請した諸地域の氷川神社において顕著であった。この要因として、文化人類学的手法による古事記の分析により、従来の一般的解釈である「天-地」とは異なる、「地-水」関係を見出す既往研究の適用可能性について考察を行なった。さらに文化的景観として神社およびその周辺環境を価値付け、保全を図る際の留意点について整理を行なった。
神経回路の可視化手法の開発

記憶・学習、感覚情報処理、情動、概日時計など、脳がもつさまざまな機能では、特定の神経回路における遺伝子発現が重要な役割を果たしている。われわれは生きているマウスの脳で、遺伝子発現の変化を観察できる系の開発を目指した。記憶・学習を含むさまざまな脳機能と関連して誘導されることが知られているArc遺伝子のプロモーターと分解促進型の蛍光蛋白遺伝子を用いてトランスジェニックマウスを作成した。このマウスの脳を解析すると、蛍光蛋白が非常に強く発現していた。さらにin vivoで観察すると、光刺激、触覚刺激など種々の刺激に対して、蛍光強度が大きく変化することがわかった。われわれはこのマウスを用いて、通常の12時間:12時間の明暗サイクルで飼育した場合の大脳皮質における蛍光シグナルの変化について調べた。その結果、大脳皮質視覚野領域以外にも光刺激(部屋の明かり)に反応して蛍光シグナルが著明に誘導される領域が見出された。このような蛍光シグナルの変化が、実際のArc遺伝子の発現変化を正確に反映しているかどうか調べるため、定量的PCRの手法を用いてArc遺伝子の発現量を解析した。その結果、蛍光シグナルが誘導された領域では、確かにArc mRNAも強く誘導されていることがわかった。これらの結果は、生きているマウスの脳で遺伝子発現の変化を蛍光で観察できる系が完成したことを意味すると同時に、今まで捉えることができなかった現象もこの系を用いることによって捉えることが可能になったことを意味する。記憶・学習を始めとした、脳の可塑的変化に際して、遺伝子レベルの変化が生じている神経回路を検出し、さらにそれをリアルタイムに観察できる系の開発を目指した。Arc遺伝子やZif268遺伝子は、記憶・学習など脳に可塑的な変化が生じる際に誘導されることが知られている。これらの遺伝子のプロモーターに、新たに開発した短時間半減期型の蛍光蛋白dVenusの遺伝子をつないだトランスジェニックマウスを作成し、解析を行った。解析したいずれのトランスジェニックマウスでも、脳にdVenusの発現が見られたが、特にArc遺伝子のプロモーターを用いたトランスジェニックマウスでは、脳に強い蛍光が見られた。さらに、このマウスの眼から光刺激を行うと、大脳皮質の視覚野領域に非常に強い蛍光が誘導された。このような大脳皮質の蛍光の変化は、マウスの頭蓋骨を薄く削り、透明化することで、in vivoで且つ経時的に観察することができた。また、光刺激後の脳でdVenusの免疫組織化学を行うと、大脳皮質の一次視覚野および二次視覚野の領域で、IからIV層、およびVI層の神経細胞で、レポーターdVenusが強く誘導されていることが明らかになった。これらのことから、視覚刺激によって活性化された神経回路を検出し、さらにそれをin vivoでリアルタイムに観察する系の開発に成功したと考える。今後、このトランスジェニックマウスを用いて、様々な脳機能と対応した神経回路を解析していく予定である。
乳癌の再発・転移における乳癌幹細胞および上皮間葉転換(EMT)シグナルの解析

我々はこれまでに、乳癌細胞株において癌抑制遺伝子産物であるRbタンパク質の発現をRNA干渉法により抑制すると、上皮間葉転換(EMT)誘導転写因子の一つであるZEBを介してEMTが誘導されることを見出した。ZEBの発現を抑制する薬剤を探索するために阻害剤スクリーニングを行い、いくつかのZEB阻害剤を得ることができた。その一つはサイクリン依存性キナーゼ(CDK)に対する阻害剤であり、Rb不活化型の乳癌細胞株にCDKインヒビターを添加すると、上皮マーカーの発現が増加し、癌細胞の増殖能および浸潤能が低下した。また、Rb陰性乳癌細胞において、細胞内在CDKインヒビターであるp16の発現を抑制し、乳癌幹細胞表面マーカーの発現を調べたところ、CD44+/CD24-で示される乳癌幹細胞の割合が増加した。細胞周期の進行を制御するCDK4/6-Rb-p16経路は、EMTシグナルや癌幹細胞の性質にも関与していることがわかり、癌の再発や転移における重要な経路である可能性があり、CDK4/6インヒビターはこれらに複合的に作用する可能性が示唆された。上皮間葉転換(EMT)は、癌の浸潤・転移のプロセスに関与することが示唆されている。また、癌組織は癌幹細胞を起点として構築され、癌幹細胞は抗癌剤や放射線などの治療に抵抗性を示し、再発の原因となることが示唆されている。近年、EMTと癌幹細胞は生物学的に密接な関係があることが乳癌細胞を用いた解析で示されている。我々はこれまでに、乳癌細胞株において癌抑制遺伝子産物であるRbタンパク質の発現をRNA干渉法により抑制すると、EMT誘導転写因子の一つであるZEBを介してEMTが誘導されることを見出した。その一つはサイクリン依存性キナーゼ(CDK)に対する阻害剤であり、Rb不活化型の乳癌細胞株にCDKインヒビターを加えると、上皮マーカーの発現が増加し、癌細胞の増殖能および浸潤能が低下した。細胞周期の進行を制御するCDK4/6-Rb-p16経路は、EMTシグナルや癌幹細胞の性質にも関与していることがわかり、癌の再発や転移における重要な経路である可能性が示された。CDK4/6インヒビターはこれらに複合的に作用する有効な治療薬となりうることが示唆された。上皮間葉転換(EMT)は癌の浸潤・転移のプロセスに関与することが示唆されている。我々はこれまでに、乳癌細胞株において癌抑制遺伝子産物であるRbタンパク質の発現をRNA干渉法により抑制するとEMTが誘導されることを見出している。Rb不活化により誘導されるEMTシグナルが、乳癌細胞の再発・転移に貢献するかを個体レベルで明らかにし、さらにEMTシグナル阻害剤の乳癌幹細胞への作用および乳癌の再発機構の分子背景を明らかにすることを目的として本研究を行っている。当該年度においては、Rb不活化の下流でEMT誘導転写因子ZEBが乳癌細胞の生存や浸潤に関与することを明らかにした。RNA干渉法によりRb陰性乳癌細胞のZEBの発現を抑制すると、細胞が上皮様に変化し増殖能および浸潤能が低下したことから、ZEBが乳癌の悪性化を決定付ける因子の一つであり治療の標的となりうると考え、ZEBの発現を抑制する薬剤を探索するために阻害剤スクリーニングを行った。いくつかのZEB阻害剤を得ることができ、その一つはサイクリン依存性キナーゼ(CDK)に対する阻害剤であり、免疫不全マウスに同所移植したヒト乳癌細胞の増殖を抑制することができた。

また、Rb陰性乳癌細胞において、細胞内CDKインヒビターであるp16の発現を抑制し、乳癌幹細胞表面マーカーCD44およびCD24の発現を確認したところ、CD44陽性・CD24陰性細胞の割合が増加し、乳癌幹細胞の増加が示唆された。さらに、p16陽性細胞と比較して抗癌剤に対する感受性が低下することがわかった。これらの成果をそれぞれまとめ、論文として発表した。Rb不活化によって誘導されるEMTシグナルがZEBという因子を介していることを明らかにし、さらにZEBに対する阻害剤を同定し、マウスに移植した腫瘍に対して抗腫瘍効果を確認することができた。EMTシグナル阻害剤の乳癌幹細胞への作用および乳癌の再発・転移機構の分子背景を明らかにすることという目的に対して、おおむね順調に進展していると考える。乳癌細胞にEMTシグナル阻害剤を添加し、乳癌幹細胞表面マーカー(CD44およびCD24)の発現の変化を解析し、さらに、分離した乳癌幹細胞にEMTシグナル阻害剤を添加し癌幹細胞としての形質変化を解析する。また、EMTシグナル阻害剤が乳癌の再発・転移を個体レベルで抑制するか、乳癌転移マウスモデルを用いて検討する。主にマウスモデルを用いての解析を行うため、動物・飼料代、実験用材料・試薬の消耗品に主な研究費を使用する。また、日本乳癌学会学術総会および日本癌学会学術総会、日本癌治療学会学術集会、日本分子生物学年会、米国癌研究会議(AACR)、米国臨床腫瘍学会(ASCO)、サンアントニオ乳癌シンポジウム(SABCS)等において、研究成果を発表するために旅費として使用する計画である。
報酬に関連する刺激により引き起こされる情動変化の特徴づけ:中毒に関する検討

薬物条件付け刺激による心理的(情動)変化を検討可能な動物モデルの作出を本研究の目的とした.実験の結果,薬物と関連づけられた刺激が情動に影響を及ぼす性質を獲得することが明らかとなった.また,報酬が期待可能な環境下では負の心理状況に変化する事が示唆された.この心理的変化は報酬を期待できない環境へスイッチすることで消失する事も分かった.この実験モデルは薬物依存と心理状況の変化の関係を理解を深めるための一助となることが期待される.薬物条件付け刺激による心理的(情動)変化を検討可能な動物モデルの作出を本研究の目的とした.実験の結果,薬物と関連づけられた刺激が情動に影響を及ぼす性質を獲得することが明らかとなった.また,報酬が期待可能な環境下では負の心理状況に変化する事が示唆された.この心理的変化は報酬を期待できない環境へスイッチすることで消失する事も分かった.この実験モデルは薬物依存と心理状況の変化の関係を理解を深めるための一助となることが期待される.本プロジェクト初年度の目的は、依存性薬物などの報酬を予知させる刺激による情動変化を測定する事である。情動の状態を測定するために味覚反応性テストの手法を用いた。実験動物としてC57BL6Jマウスを用いたが、この実験手法に関してマウスの報告は非常に少なく、C57BL6Jにおいては皆無であったため、はじめにC57BL6Jマウスの味覚反応性を検討した。その結果、ラットの甘味(スクロース)や苦味(キニーネ)に対する反応とほぼ同様であった。次にこの手法と報酬を予測させる条件付けの手法を組み合わせて実験を行った。実際にはマウスをテスト用ケージに入れて30分後に報酬を与えること繰り返すことによって、その環境(ケージ)による報酬予測を誘発させた。報酬予測の条件付け過程、報酬予測の消去過程のいくつかの時点で味覚反応性テストを行い、(1)絶食させ餌を報酬として与える、(2)不断給餌で餌を報酬として与える、(3)覚醒剤を報酬として与える、以上の3群を比較した。絶食、不断給餌群では、ケージ内での行動量(予測的行動)が条件付けを繰り返すことによって増加していったが、覚せい剤群では同様の現象は見られなかった。この行動は、不断給餌群に、食物を与えなくなった場合でのみ消去できた。また、絶食群、覚せい剤群では報酬予測がキニーネへの反応を増加させた。条件付けが消去すると共にこの反応が消えたことから、報酬予測が情動状態を負の方向にシフトさせることが明らかとなった。他の実験において飼育用ケージ内での覚せい剤の反復投与は、味覚反応性を変化させないことを確認した。また、薬物依存において大きな問題である再発に関する情動変化を研究するために、弁別刺激を用いたオペラント条件付けを考案した。この手法において、刺激は報酬自体ではなく、報酬が入手可能である事と関連づけされる。この手法と味覚反応性テストを組み合わせる予定である。薬物依存の治療上主要な目標は再燃(薬物摂取行動の回復)の抑制である.再燃は薬物と関連付けられた刺激により誘起される事が知られている.しかしこのような刺激を提示される事により心理状況(情動)がどのように影響を受けるのか,そしてその変化がどのように薬物依存の発達,維持,再発に関与しているのかは,これまでほとんど検討がなされていない.そこで薬物条件刺激の提示によりどのように心理に影響を受けるのか,また薬物依存へ移行する際にどのような心理的な変化が生じるのかの検討を本研究の目的とした.心理状況の変化は味覚への反応を観察する事で検討可能と考えられるが,これまでにマウスの味覚反応を観察している報告は皆無であった.そこで予備試験としてC57BL6マウスにおける味覚反応の特徴付けを行った.その結果,このマウスにおいても甘み刺激と苦み刺激に対する味覚反応を確認できた.はじめに,薬物と関連づけられた刺激によりどのように心理状況が変化するのかを調べる目的で,モルヒネ,メタンフェタミン,ナロキソンによる条件付け場所嗜好性(嫌悪性)試験と味覚反応試験を組み合わせた実験を行った.その結果,実験群間を比較した場合には味覚反応に薬物条件付けの影響は確認できなかったが,実験群内を比較するとナロキソン場所嫌悪反応と味覚嫌悪反応に正の相関が見られた.このことから薬物条件刺激が心理(情動)に影響を及ぼす性質を獲得する事が示唆された.次に薬物依存の移行期の心理的な変化を検討する目的で,報酬が期待可能な環境下で味覚反応試験を行った.その結見,報酬が期待可能な環境下では味覚反応の中でも苦みへの嫌悪反応が増加する事が明らかとなり,負の心理状況に変化する事が示唆された.この心理変化は報酬を期待できない環境へスイッチすることで消失する事も分かった.この実験モデルは薬物依存と心理状況の変化を理解する為の一助となると期待できる
数学研究支援のための自己学習型数式処理系の設計と開発

本研究では,自己学習型の数式処理系の設計・開発を目標としつつ,数学研究の現状に照らし合わせて,その支援のための数式処理系のあり方についての検討を行った.その要点は,(1)無限個の変数や非可換な変数を含む数式処理の実際的研究と,(2)複数の数式処理システム間で数式データを相互にやりとりするためのプロトコルの問題,の2点である.研究代表者は,主に(1)を担当し,非線形の可積分な微分・差分方程式系と,Lie環とWeyl群の表現の研究における数式処理の実践を通じて,無限変数の問題の雛形として微分多項式のグレプナ基底について,また非可換変数の問題の雛形としてCoxeter群の数式処理について,実際的アルゴリスムの検討を行った.その成果についてはもう少し完成度を高めた上で公表したい.研究分担者は主に(2)を担当し,分散数式処理系のプロトコルである,openXMの設計と実装を行い,Risa/AsirとKan/smlの間で数式処理系のネットワークを実現した.当初の研究課題の実現には未だ遠いが,そのための第一歩を踏み出すことができたと思う.本研究では、数学研究の現状に照らし合わせて、その支援のための数式処理系のあり方についての検討を行い、課題の自己学習型数式処理系を設計・開発することを目指している。検討の結果、数式処理系の核は我々の目的にとって必要な最小限の規模のものとし、目的にあったシステムの構築を集中的かつ効率的に行い、既に確立している数式処理系の一般的機能(通常の数体系、多項式、有理式の処理に関連した機能)については、幾つかの数式処理系とのネットワークを介して実現するのが現実的であるとの結論に達した。今年度は、核となるシステムの構築のための理論的考察と、数式処理系のネットワークの構築のための研究について進展があった。研究代表者の野海は、非線形の可積分な微分方程式の研究と、コクセタ-群の表現の研究における数式処理の実践(参考論文)を通じて、爆発的に増大するデータの問題を検討し、無限グレプナ基底を処理するためのシステムの大まかな描像を得た。そのアイディアは、可換環・非可換環の通常のグレプナ型のアルゴリスムと論理式の還元のアルゴリスムを融合することであるが、これを具体化しシステムとして実現するためには、理論的な研究と実装のための研究の両方が必要である。これを、次年度に継続して行う予定である。研究分担者の高山は、数式処理系のネットワークに関連して、分散数式処理系のプロトコルの研究を行い、open xxxプロトコルの基礎部分の設計および実装をおこなった。この成果については、現在論文を準備中である。本研究では,自己学習型の数式処理系の設計・開発を目標としつつ,数学研究の現状に照らし合わせて,その支援のための数式処理系のあり方についての検討を行った.その要点は,(1)無限個の変数や非可換な変数を含む数式処理の実際的研究と,(2)複数の数式処理システム間で数式データを相互にやりとりするためのプロトコルの問題,の2点である.研究代表者は,主に(1)を担当し,非線形の可積分な微分・差分方程式系と,Lie環とWeyl群の表現の研究における数式処理の実践を通じて,無限変数の問題の雛形として微分多項式のグレプナ基底について,また非可換変数の問題の雛形としてCoxeter群の数式処理について,実際的アルゴリスムの検討を行った.その成果についてはもう少し完成度を高めた上で公表したい.研究分担者は主に(2)を担当し,分散数式処理系のプロトコルである,openXMの設計と実装を行い,Risa/AsirとKan/smlの間で数式処理系のネットワークを実現した.当初の研究課題の実現には未だ遠いが,そのための第一歩を踏み出すことができたと思う.