hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
悪性脳腫瘍におけるＩＤＨ１変異とＩＧＦＢＰ７,ＣＯＬＡ１の役割

悪性脳腫瘍の予後はIDH1変異の有無により左右される。また、悪性脳腫瘍の中には腫瘍の元となる癌幹細胞が存在していることが知られており癌幹細胞を標的とした治療法の開発が次世代の癌治療として期待されている。また、癌幹細胞は一種類ではなく多種類あり、増殖速度や治療反応性がことなる。我々はこれらの多様性にIGFBP7とCOLA1が関わっていることを明らかとした。H26年度に本研究課題の契機となった一人の悪性脳腫瘍患者から分離した異なったクローンに関する論文を発表した(アメリカ癌学会招待講演などで発表)。クローンは一人のアメリカ人女性の悪性脳腫瘍患者から、無血清培地で脳腫瘍幹細胞株を樹立し、さらに4つの細胞からsubcloneを作製した。従来の幹細胞培養条件に加えてCD133陰性細胞にもがん幹細胞が存在することを勘案し、CD133等のマーカーに頼らない方法で樹立した。いくつかのcloneはEGF/FGFを添加して幹細胞培養条件下でcoatingが無くても接着するものもあれば、浮遊するものもあり、Nestinなどの幹細胞マーカーを発現しているが、成長速度、表面マーカー、浸潤能、腫瘍形成能等に差異がある。これらをcDNA arrayにて解析した結果、IGFBP7とCOLA1の発現の差異と性格の違いが一致したことから本研究を開始したが、IDH1以外に悪性脳腫瘍の多様性を司る因子があるようであり模索している。IDH1変異とCOL1A及びIGFBP7との直接的な関係は未だ不明であるが、研究の中で新たにEGFRvIIIが悪性脳腫瘍の多様性を司る因子である可能性をwestern blotにて確認した。EGFRvIIIの発現パターンとCOL1A, IGFBP7とは一致しないが、EGFRvIIIの下流因子である、Akt/Stat3など一般的に知られた経路以外に興味深い知見を得ている。DH1変異とCOL1A及びIGFBP7との直接的な関係は未だ不明であるが、研究の中で新たにEGFRvIIIが悪性脳腫瘍の多様性を司る因子である可能性をwestern blotにて確認した。本研究成果の一部は「The evidence of glioblastoma heterogeneity.」としてScientific report誌に発表した。この中でIGFBP7, COLA1が悪性脳腫瘍の多様性に関与していることを明らかにしたが、本研究終了までにIDH1変異との関係を明らかにすることは叶わなかった。その要因として、IDH1変異の有無に分けて検討するには症例数が少なかった事が挙げられる。我々の脳腫瘍幹細胞は広く本邦、米国、韓国、イスラエルなど約20の研究施設などに提供している。他施設との共同研究やその成果を、日本脳神経外科学会、米国脳腫瘍学会なので発表することが出来た。前述のように論文発表により本研究開始にあたるベースは出来たが、当該年度に計画していた、既に保有しているIGFBP7とCOLA1の発現レベルが異なり、悪性度のことなる脳腫瘍幹細胞モデルを使用し、si/shRNAなどにより詳細に検討することに関しては、脳腫瘍幹細胞に最適なsiRNAが可能な実験機器の購入に至らず停滞している。患者組織標本からIDH1変異の有無とIGFBP7, COLA1の発現の相関関係に併せて患者予後について検討することに関しても、患者組織標本の保存状態の問題及び研究者所属病院から退院した患者のデータベース化が滞っており進んでいない。この点に関しては本研究立案時より予想を上回って患者追跡が困難であると反省している。先に述べたようにIDH1変異にこだわらずにEGFRvIIIとその下流因子との関係を明らかにすることが、COL1A, IGFBP7と直接繋がらないにせよ先決と思われる。脳神経外科学分野当初の研究計画では今年度に、低酸素下でのIDH1, IGFBP7, COLA1の動態と血管新生阻害薬の有効性の検討を行う予定であったが、未だIDH1 mutation患者からの脳腫瘍幹細胞株の樹立に至っておらず、IDH1 mutation下においてのIGFBP7とCOLA1の発現動態が、IDH1 wtと異なるのか確認に至っていない。このため、IDH1 mtの脳腫瘍幹細胞株を樹立することが早急である。しかしながら、IDH1変異患者のサンプルが運良く得られたとしても確実に腫瘍幹細胞株を確立出来るとは限らないため困難も予想される。本研究遂行にあたり、岐阜大学病院で治療したにも関わらず、退院後に転院を繰り返す等により予後決定を判断するデータベースが未完成であることが判った。研究遂行の為にも、早急にデータベース化を進める予定である。消耗品が当初の予定よりも安価に購入できたため。計画通りに使用したが、消耗品が当初の予定よりも安価に購入できたため、3,201円の次年度繰越金が生じた。

研究計画に沿って消耗品、実験動物に充てる。この繰越金を含め、サンプル、試薬、抗体等の購入と論文校正費用、論文投稿料に使用する予定である。
アジア教育史体系成立への理論的・基礎的研究-教育と国家との関係を中心として-

3年間にわたる今回の研究では、特に東アジアの教育史を中心に、中央・北アジア及び東南アジアの教育を歴史的に研究を加え、概略、次のような成果を得た。1.東アジアについては、中国を中心とした古代中世以来の流れを検討した。特に古代の女子教育思考、中世における都市教育の実態をさぐり、そして儒教教育思想の展開を検討し、さらに中国に流入したキリスト教思想との具体的な関係を考察した。以上の様な教育思想の歴史的流れの上にたって、第二次世界大戦時における中国の教育の実態をさぐり、それが現在の中国及び台湾の教育上に、どのように展開しているかを、特に教科書問題そして放送教育というような面を中心に検討を加えた。2.中央・北アジアについては、教育思考として、まずチベットの民族思考の中心となるボン教に焦点をあて、特にボン教の11世紀以降における南部古伝学派の学説の展開を中心に考察した。また、北アジアについては、第二次世界大戦時における内蒙古に焦点をあて、内蒙古における日本の教育政策がどのようなものであり、どのような影響を与えたかを検討した。3.東南アジアについては、特に東南アジアの諸民族が第二次世界大戦後の独立によって、どのように民族の教育体制を創設しているかに焦点をあて、具体的に、シンガポ-ル・マレ-シアの中国系の人々の師弟教育の実態、そしてインドにおける仕事経験教育の実態について、調査研究をすすめた。従来発表してきた『現代アジア教育史研究』をはじめとする77篇の論及をもとに,アジア諸国教育史の歴史的流れをもととして,歴史的影響がアジア諸国の教育の現状に,どのような特色を表明してきているか,そしてどのような問題を生どているかを検討し,研究の焦点を明確にすることに本年度の研究の中心を置いた.このために研究分担者の分担課題と問題点とをまず提示したが,その結果,日本の教育史的課題(多賀・吉岡・奥田・井原).東アジア諸国の教育的課題(鈴木・笹島・山崎・鍾・吉田・伊原・片山・古垣).東南アジア諸国の教育史的課題(弘中・光嶋・野口・磯辺)の三課題別構成が考えられた.このような分担課題をもとに,研究分担者間の研究上の交流と,問題の構造的・統一的把握のために,研究分担者全員による研究討論総集会を62年9月20日・63年1月5日・2月7日の3回にわたり開催した.第1回総集会では光嶋氏よりチベットにおける現地資料調査の結果をもとに報告を受け,主として資料収集の方法論について討議を展開した.第2回総会には広く分担者以外の東洋教育史研究者の参加を得,鍾氏より中国・台湾の初等教科書の比較分析の報告を受け,アジア諸国の学校教育思想の分析方法について討議を展開した.第3回総集会には弘中氏よりインド・タイにおける職業教育の現状の現地調査報告を受け,主として現地調査と文献資料の比較方法論について討議を展開した.以上の3回の研究集会を中心とした研究調査の討論を通じ,本研究課題の究明には,各国における歴史的な実態とその影響,特にアジア諸国における発展途上国の場合には,植民地時代に教育残渣の影響を無視することができず,またその影響の離脱の度合いの強い程,現代における国家と教育との関係が鮮明化されてきており,この点の究明により,アジア教育史体系の体系化が可能となるとの結論を得た.なお成果として62年度研究調査報告を刊行した.昨年度の研究成果をもとに、アジア諸国教育史の歴史的流れをもととして、歴史的影響がアジア諸国の教育の現状に、どのような特色を表明してきているか、そして、どのような問題を生じているかを検討した。昨年に引き続き「日本の教育史的課題」、「東アジア諸国の教育史的課題」、「東南アジア諸国の教育史的課題」の3グループにより研究を進めたが、研究分担者間の研究上の交流と、問題の構造的・統一的把握のために、研究分担者全員による研究総集会を63年9月5日・64年1月7日の2回にわたり開催した。

第1回総集会では古垣氏より「宋代の殿試について-御試官日記を中心に」なる基調報告を受け、中国における教育体制研究上の、旧思想と新思想の連続と非連続をどのように考えるべきかについて議論を展開した。第2回総集会では鈴木氏より「満洲教育専門学校の推移」なる基調報告を受け、東アジア・東南アジアの多くの国にみられる植民地時代の教育残渣の影響をどのように解明するか、そして、その影響からの離脱の度合いの強い程、現代の国家と教育の関係が鮮明化されてくることが、インド・台湾等々の例をも併せて討論された。以上のような研究活動を通じ、東アジアグループでは、旧思想教育の考察として山崎氏「東アジア前近代女子教育史資料の研究」、新思想への黎明として吉田氏「入華キリスト教宣教師と性理論」、植民地教育の一端として鈴木氏「善隣協会と回民女塾の教育」、現代教育として磯辺氏「中国の放送大学について」等。東南アジアグループでは、光嶌氏「12・13世紀ボン教南部古伝学派について」等。日本グループでは、戦後教育を特色づける一端として奥田氏「公民館長の決裁権限の現状」等が中間報告論稿としてまちめられ、来年度への研究礎石として資料印刷の上、各研究分担者に配布した。昨年度までの研究成果をもとに、アジア諸国の教育の歴史的流れの中で、歴史的影響がアジア諸国の教育の現状に、どのような特色を表明してきているか、そして、どのような問題を生じているかに焦点をあて研究をすすめた。特に最終年度にあたる今年度は、一応のまとめを得るべく、東アジア、北・中央アジア、東南アジアの三地域について、研究分担者相互の構造的・統一把握のために、10月29日に全員による研究集会を開催して、活発な意見交換を実施した。その方向に従って次のような成果を得た。1.東アジアについては、古代中性以来の儒教教育思想の系譜を女子教育・都市教育というような具体面から探り、さらにキリスト教思想の流入について考察した。そうした歴史的流れの上にたって、第二次世界対戦時における中国の教育の実態を探り、それが、現在の中国及び台湾の教育上にどのような発展となっているかを、主に教科書問題そして放選教育の面を中心に検討を加えた。2.北・中央アジアについては、この地域の民族思考の中心となっているボン教に焦点をあて、11世紀における弾圧後の再興をもとにした学統学説の発展と特色を明らかにした。また近現代における特色として、内蒙古に対する日本の教育政策の実態とその影響を検討した。3.東南アジアについては、特に、これらの地域の諸民族が第二次世界大戦後の独立によって、どのような民族の教育体制を創設しているかに焦点をあて、具体的に華人会館を中心とした中国系の人々の教育振興策、そして、インドにおける仕事経験教育の実態について調査研究をすすめた。
視覚系における並列情報処理経路の時空間相互作用

視覚マスキング現象であるメタコントラストについて、ヒトを被験者とする心理物理実験および麻酔・非動化したネコの大脳皮質一次視覚野(V1)ニューロン活動の記録実験を行った。これにより初期視覚系における時空間特性の異なる並列情報処理経路間の相互作用の実態及びメカニズムを解析した。1)ヒト心理実験:被験者の視野に正弦波縞の円形刺激(ターゲット)を呈示し、その周囲に同時又は少し遅れて正弦波縞のアニュラス(マスク)を呈示したときのターゲットの知覚がマスクの図形特徴(縞の方位、空間周波数)に依存してどのように妨害されるかを検討した。その結果、処理速度が速く、図形特徴に特異性が示さず、コントラスト感度の高いマスク効果と、処理速度が遅く、図形特徴に特異性を示し、コントラスト感度の低いマスク効果が観察された。これらの結果は霊長類の視覚並列情報処理経路として知られる大細胞系および小細胞系の特性と部分的に対応すると考えられた。2)ネコ一次視覚野のニューロン活動:ヒトで用いたのと同様の正弦波縞刺激をネコV1ニューロンの受容野及びその周囲に短時間呈示したときに、受容野周囲刺激がニューロン応答をどのように修飾するのかを解析した。2つの刺激を同時に呈示した場合には早いタイミングで、低空間周波数のマスク刺激による抑制性修飾が見られ、時間経過と共に有効周波数が高い側にシフトすることが観察された。また受容野周囲を8分割して、マスク刺激をそのうちの2カ所に呈示する実験を行ったところ、受容野のend方向とside方向のいずれに最大抑制を生じる場所があるかはニューロンによって異なったが、2カ所のみの刺激で、受容野周囲全体を刺激したのと同等の抑制性修飾を示すニューロンが多数観察された。以上の結果は、種を越えて並列視覚情報処理経路間の相互作用が、初期視覚系の情報処理に寄与していることを示している。ヒトを被験者とする心理物理実験および麻酔・非動化したネコの大脳皮質一次視覚野(V1)ニューロン活動の記録実験により、初期視覚系における時空間特性の異なる情報処理経路間の相互作用の実態及びメカニズムを解析した。その結果、速い経過で生じるが図形特徴に特異性が示さず、コントラスト感度の高いマスク効果と、遅い経過で生じ、図形特徴に特異性を示し、コントラスト感度の低いマスク効果が観察された。これらの結果は霊長類の大細胞系および小細胞系の特性と部分的に対応すると考えられた。

これにより初期視覚系における時空間特性の異なる並列情報処理経路間の相互作用の実態及びメカニズムを解析した。1)ヒト心理実験:被験者の視野に正弦波縞の円形刺激(ターゲット)を呈示し、その周囲に同時又は少し遅れて正弦波縞のアニュラス(マスク)を呈示したときのターゲットの知覚がマスクの図形特徴(縞の方位、空間周波数)に依存してどのように妨害されるかを検討した。その結果、処理速度が速く、図形特徴に特異性が示さず、コントラスト感度の高いマスク効果と、処理速度が遅く、図形特徴に特異性を示し、コントラスト感度の低いマスク効果が観察された。これらの結果は霊長類の視覚並列情報処理経路として知られる大細胞系および小細胞系の特性と部分的に対応すると考えられた。2)ネコ一次視覚野のニューロン活動:ヒトで用いたのと同様の正弦波縞刺激をネコV1ニューロンの受容野及びその周囲に短時間呈示したときに、受容野周囲刺激がニューロン応答をどのように修飾するのかを解析した。2つの刺激を同時に呈示した場合には早いタイミングで、低空間周波数のマスク刺激による抑制性修飾が見られ、時間経過と共に有効周波数が高い側にシフトすることが観察された。また受容野周囲を8分割して、マスク刺激をそのうちの2カ所に呈示する実験を行ったところ、受容野のend方向とside方向のいずれに最大抑制を生じる場所があるかはニューロンによって異なったが、2カ所のみの刺激で、受容野周囲全体を刺激したのと同等の抑制性修飾を示すニューロンが多数観察された。以上の結果は、種を越えて並列視覚情報処理経路間の相互作用が、初期視覚系の情報処理に寄与していることを示している。
カンディンスキ-の作品におけるキュビスムの造形的関与

本研究は昨年度の考察に続くものであり、これまで否定的に捉えられたきたカンディンスキーとキュビスムの繋がりに新たな解釈を加えるものである。今年度は特に、第一次世界大戦直前のカンディンスキーの作品と、当時キュビストとして注目されはじめていたロベール・ドローネーの作品にみられる造形上の諸特徴を比較・検討し、カンディンスキーの「抽象絵画」成立期におけるキュビスムの重要性を改めて指摘するとともに、カンディンスキーがピカソとブラックに続くキュビストのなかでもドローネーに接触した理由を明らかにし、抽象を推し進めるにあたって彼が拠り所としたものを考察した。1911年の秋、写真でドローネーを知ったカンディンスキーは、ドローネーへ積極的に働きかけて同年末の通称「第1回青騎士展」へ出展させ、書簡のやりとりを重ねる。先学の研究では、カンディンスキーに紹介されて実際にドローネーのもとを訪れたクレー、マルク、マッケとドローネーの影響関係が問題視され、明らかにされてきた。ドローネーの《窓》や《円環》のシリーズとカンディンスキーの「抽象的な」作品との類似を指摘する論考もいくつかあるが、むしろそれらに先行し、彼が実見している《サン・セヴラン教会》《エッフェル塔》《街》のシリーズがピカソらのキュビスムと並んでカンディンスキー作品の生涯にわたる特徴である「枠構造」導入の契機となった点で重要だと考えられる。則ち、キュビスムの二次元性と三次元性の共存する画面は、新たな絵画空間を求めるカンディンスキーにとって大きなヒントとなり、枠構造という彼の生涯の特徴に結びついたのである。さらにピカソやブラックの対象の物質性への拘りに異議を唱えていたカンディンスキーが、ドローネー作品に対象の再現以上のものを感じとり、彼を自分と同じ精神性を持つキュビストと見なすことで、キュビスムの諸特徴を参照しやすくした点も検証された。これまでにも同時代の前衛画家たちに与えたキュビスム影響は多くの研究者によって明らかにされ、カンディンスキーと親しい画家たちとキュビスムの関係も少なからず論じられている。一方、カンディンスキーとキュビスムの関係については僅かにその可能性を示唆した言及があるのみで、具体的な論考に欠けるばかりか、むしろ否定的な意見が目立っている。カンディンスキーを巡る厖大な研究は、画家の「抽象絵画」成立期の作品を中心に、画面から具象的なモティーフを読み取り、その起源を遡って意味を探り、作品の主題、精神的背景の考察に力が注がれてきた点に特色があるように思われる。本研究の目的は、そうした方法から見落とされてきた造形上の問題を扱い、従来の論考の弱点に言及するとともに、カンディンスキーの作品が当時の美術運動と複雑に絡み合いながら展開、意味レヴェルでは質の異なるキュビスム作品と同時並行的な類似現象が見られるのみならず、実は造形的に密接な関係にあることを解明することにある。今年度はカンディンスキーと主にピカソを巡るドキュメント調査に基づき、第一次世界大戦前の二人の作品について比較・対照し、分析を行った。抽象絵画のあり方を模索中のカンディンスキーにとっての命題は、画面から対象を排除することである。元の形がわからないまでに対象を解体し、パッサージュを使って画面を均一化するキュビスムの手法は革新的であり、カンディンスキーもピカソを特に評価した。カンディンスキーの画面でもパッサージュ、対象の溶解という現象が見られるようになり、画面も均一化される。またキュビスムの平面性と立体性の共存する画面は結果的に対象を中央に纏め、四隅に余白を生じる構成となるが、これもカンディンスキーの作品に取り入れられ、枠構造という生涯の特徴に結びついた。多くの関連資料も彼とキュビスムの繋がりを裏付け、キュビスムからの寄与が検証された。

さらにピカソやブラックの対象の物質性への拘りに異議を唱えていたカンディンスキーが、ドローネー作品に対象の再現以上のものを感じとり、彼を自分と同じ精神性を持つキュビストと見なすことで、キュビスムの諸特徴を参照しやすくした点も検証された。
情報アクセスに関わる教育カリキュラムと技術的課題の体系化

本研究の目的は、これまでに開発してきた情報教育カリキュラム(平成8年度文部省科学研究補助金基盤研究(B)(1)「情報教育のための小中高の接続性を有したカリキュラムの開発」等)から、特に情報アクセス(本研究では情報の受信、受容のみならず情報発信をも含めた利用者の行為概念をさして、アクセスという用語を用いる)に関わる問題について、教育的、社会的、技術的観点から調査及び研究を行うことである。本年度は、4つの研究対象領域(知的財産権、プライバシー、アクセス・有害情報、コンピュータ乱用の諸問題[セキュリティ等])毎に次のような研究活動を行った。(1)情報アクセスに関する問題点の整理(2)小中高を想定したカリキュラムの構成(3)指導マニュアル(技術的、法的)の作成(4)技術的課題の調査(5)主体(行為)の責任の捉え方具体的には、現在生じているこれらの対象領域に関係する社会的及び教育的問題を整理し、児童・生徒が自らの目的で情報を取り扱う場合の基本的な姿勢、態度をまとめた。そして、これらの対象領域の態度を形成させて理解させるようなカリキュラムを開発した。また、指導マニュアルの作成に関しては、児童・生徒に監督者(教師および親権者)としての基本的な姿勢、態度をまとめ、児童・生徒が被害者にも加害者にもなり得るこれらの対象領域の問題に対して、監督者としての対処法を指導マニュアルとして作成した。さらに、法学的な立場からの検討も行った。
大阪における近代商業デザインの調査研究

初年度は先行調査の成果に基づいて、資料の収集に力を注ぐことに重点を置き、次年度はそれに基づく考察を加え研究を深め、内装デザイン、建築デザイン、あるいは公的研究機関や出版活動など、デザイン研究の傾向や風俗・文化まで分野と視野を拡げることができた。まず、資料という点で新聞広告が重視された。商業美術などと呼ばれた作品は、本来消費され捨てられてしまい、ものとして現存することが非常に希であるなか、新聞広告だけはマイクロフィルムとして残されており、今回のように年代を追い、系統だった調査ができる。殆どが無名の図案家であるなかから、今回は今竹七郎の仕事が重点的に明らかにされた(下村朝香、宮島久雄)。今竹の原点が神戸時代にあること、大阪では高島屋の広告図案だけでなく他社の化粧品の新聞広告においても優れた仕事を残したこと、いずれもが西洋の影響を受けながらも独自の和風図案を達成していること、などが明らかになった。その一方で、京都で制作されたと思われる映画広告や大阪の地下鉄広告では、背景となる観客層や旅客者の量的な限界から優れた図案に達しなかったことも明らかにされた(西村美香、植木啓子)。デザインを取り巻く環境の重要さが明らかになっている。この環境という点で、大広告主である百貨店の商業空間環境の重要さも明らかにされた(徳山由香、畑智子)。また、大阪府立商品陳列所は図案振興機関として、文芸誌『美術と文芸』・『柳屋』は情報雑誌として、やはり広告図案の環境形成に大きな役割を果たしたことも明らかになっている(菅谷富夫、井上芳子)。第2次世界大戦前、大阪の商業が活況を呈した時期に商業デザインも活発であり、欧米の近代デザインに学びつつも、他方では大阪市民各層のニーズに応じた独自の展開をしめしていた。本研究の目的はこれを各分野に業種に即して解明しようとすることであるが、本年は主として資料と作品の収集に努めた。西村は松竹座など映画の広告(映画プログラム《「松竹座ニュース」「京都キネマクラブ」》、新聞広告、ポスター)を整理、広告に用いられた独特の書体に注目し、図案文字と新書体開発について解明した。今井は酒類・食品類の広告(ポスター、ラベル、引札)を整理し、販売促進の実態を調査した。菅谷は製薬業の広告(パンフレット類)を整理し、コピーが大衆薬の広告においても重要だったことを解明した。植木は市営交通、鉄道省線、各私鉄の広告を掲出枠との関係から整理した。宮島は大丸と高島屋の新聞広告を調査、森脇高行、柴田可寿馬、高岡徳太郎、今竹七郎の作品を整理し、アメリカの影響を受けながら、市内、近郊在住の市民のニーズに対応した大阪的な広告図案、イラストを分析した。下村は今竹七郎の神戸時代(大丸神戸店)、百貨店以外の仕事(福田源商店のランランポマードなど)を調査し、広告における女性に対する意識に注目した。井上は小美術店「柳屋」の広報活動を調査、分析した。畑と徳山は百貨店等の商業スペースに注目し、畑はそごう百貨店(村野藤吾設計)のエレベータ扉装飾に携わった漆工・島野三秋、奥村霞城の仕事を調査し、徳山は阪急百貨店の開店、増築拡大、移転等の推移に注目し、百貨店の内装デザインが商業施設としてのイメージと機能を担いつついかに発展、展開したかを調査した。初年度は先行調査の成果に基づいて、資料の収集に力を注ぐことに重点を置き、次年度はそれに基づく考察を加え研究を深め、内装デザイン、建築デザインあるいは公的研究機関や出版活動など、デザイン研究の傾向や風俗・文化まで分野と視野を拡げることができた。

殆どが無名の図案家であるなかから、今回は今竹七郎の仕事が重点的に明らかにされた(下村朝香、宮島久雄)。今竹の原点が神戸時代にあること、大阪では高島屋の広告図案だけでなく他社の化粧品の新聞広告においても優れた仕事を残したこと、いずれもが西洋の影響を受けながらも独自の和風図案を達成していること、などが明らかになった。その一方で、京都で制作されたと思われる映画広告や大阪の地下鉄広告では、背景となる観客層や旅客者の量的な限界から優れた図案に達しなかったことも明らかにされた(西村美香、植木啓子)。デザインを取り巻く環境の重要さが明らかになっている。この環境という点で、大広告主である百貨店の商業空間環境の重要さも明らかにされた(徳山由香、畑智子)。また、大阪府立商品陳列所は図案振興機関として、文芸誌『美術と文芸』・『柳屋』は情報雑誌として、やはり広告図案の環境形成に大きな役割を果たしたことも明らかになっている(菅谷富夫、井上芳子)。
受容体発現細胞の可視化によるキスペプチン神経系新規機能の探索と生理学的解析

本研究では、真骨魚類に属するメダカを用いて、生殖状態に応じてキスペプチン神経系が司る脊椎動物に保存された未知の機能の解明を目的としている。近年、哺乳類を用いた知見から定説となりつつある、神経ペプチド、キスペプチンが担うキスペプチン神経系の生殖腺機能調節因子としての役割は、真骨魚類をはじめとする非哺乳類には当てはまらないことが示唆されてきている。我々はこれまでの研究において、キスペプチン受容体、Gpr54-1を発現する細胞特異的にEGFPで蛍光標識した遺伝子組換えメダカを用い、パッチクランプ法によるGpr54-1発現細胞の神経活動の解析を行うとともに、各群の投射部位をインサイチュハイブリダイゼーション法、免疫組織化学等の手法により組織学的に解析した。また、同細胞が発現する神経伝達物質として、近年報告されてきた新規ニューロペプチド等を同定した。そして、キスペプチン神経系の有力な出力経路の一つとして、脳内に局在するこのGpr54-1ニューロン群が脳下垂体に顕著に投射し、キスペプチンシグナルを介した脳下垂体ホルモン等の内分泌制御を司るという仮説を立てるに至った。この仮説の検証のため、まずは上記の共発現が示唆されたニューロペプチドの受容体の脳及び脳下垂体での発現をダブルインサイチュハイブリダイゼーション(double ISH)等の組織学的手法により検証してきた。以上の解析より、キスペプチン神経系の機能として、脳下垂体における何らかの内分泌制御が示唆されてきている。キスペプチンの生殖腺機能調節以外の機能についての詳細な報告は未だないため、本研究から重要な神経内分泌学的知見が得られることが期待される。さらに、最近の哺乳類におけるキスペプチン神経系の報告も加味すると、本研究で示唆された機能が脊椎動物共通のキスペプチン機能である可能性もあり、解明時のインパクトは大きいと考えられる。昨年度の解析対象であった複数の脳下垂体ホルモンとキスペプチンシグナルの下流にあるニューロペプチドの受容体の共局在を検証するための組織学的手法(ダブルインサイチュハイブリダイゼーション法)において、最適なプロトコルを検討し、試行を繰り返した結果、予備的な実験結果からの予測に反して、解析対象であったホルモン分泌細胞において当該受容体mRNAの共発現はないことが示唆された。また、各種脳下垂体ホルモンの発現変動を解析するための定量的PCR (qPCR)では、データのばらつき等から最適条件を精査する必要性が生じた。また、樹立予定であった各種遺伝子組換えメダカに関してもEGFP標識の特異性の低さ等から確立が遅れている。一方、電気生理学的手法による神経活動の解析については徐々に進んでおり、複数の脳下垂体ホルモンがキスペプチン神経系の制御を受けていることが示唆できたが、記録条件の検討に当初の予想よりも時間がかかった。これらの解析の遅れから、現在執筆中、投稿予定ではあるものの、現時点で学術論文での成果発表には至っていない。昨年度、共同研究者より供与された各種KOメダカの系統を用い、現在、表現型を解析中である。今後、qPCR法による野生型との比較から、キスペプチンが脳下垂体ホルモン発現に及ぼす影響を詰めていく。また、上記の各KO系統を用いた次世代シーケンス(RNA-seq.)の結果から、キスペプチンの標的遺伝子についても解析する。野生型との比較により、各系統で発現変動している遺伝子群を網羅的に検出するRNA-seq.の結果を受け、ダブルインサイチュハイブリダイゼーション法、qPCR法等で検証する予定である。さらに、キスペプチン神経系が脳下垂体ホルモンの発現ではなく放出を制御している可能性を探るため、標的細胞特異的にカルシウムインジケーター、GCaMPを発現する遺伝子組換えメダカの系の樹立、利用を急ぐ。これによりキスペプチン等の神経ペプチド投与時の脳下垂体の軸索終末でのカルシウム応答をイメージングすることが可能となる。Gpr54-1発現細胞が脳下垂体への特徴的な投射を示すことも考慮すると、生理学的にキスペプチンが脳下垂体ホルモン分泌に寄与することが十分に推測される。以上の解析により、これまで解析を進めてきたGpr54-1ニューロンの脳下垂体での作用機序の解明に加え、KO系統の表現型解析から、キスペプチン神経系の司る他の神経経路についても解析を行う予定である。本研究では、真骨魚類に属するメダカを用いて、生殖状態に応じてキスペプチン神経系が司る、脊椎動物に保存された未知の機能の解明を目的としている。我々はこれまでの研究において、キスペプチン受容体、Gpr54-1を発現する細胞特異的にEGFPで蛍光標識した遺伝子組換えメダカを用い、Gpr54-1発現細胞の神経活動の解析を行うとともに、各群の投射部位を組織学的に解析した。また、同細胞が発現する神経伝達物質として、近年報告されてきたニューロペプチドB(NPB)等を同定した。そして、キスペプチン神経系の有力な出力経路の一つとして、脳下垂体における、NPBを介したソマトラクチン(SL)、プロオピオメラノコルチン(POMC)等の脳下垂体ホルモンの分泌制御が仮説として浮上した。

この仮説の検証のため、NPB受容体、Gpr8の脳下垂体での発現分布、及びSL、POMCとの共発現の有無を、インサイチュハイブリダイゼーション等の組織学的手法により検証してきた。また、NPBペプチドの脳下垂体ホルモン発現変動への寄与を検証するため、NPBペプチドを脳下垂体あるいは個体へ投与し、各種脳下垂体ホルモンの発現量変動を定量的PCR法で解析してきた。最近では、共同研究者から供与されたNPB、Gpr8のノックアウトメダカの利用、Gpr8発現細胞、Gpr54-2発現細胞特異的にEGFP標識した遺伝子組換えメダカの作製を行っている。以上より、キスペプチン神経系の機能として、NPBを介した内分泌制御が示唆されてきている。キスペプチンとNPBの機能連関の報告は未だないため、本研究から重要な神経内分泌学的知見が得られることが期待される。SL、POMCとGpr8の共局在を検証するための組織学的手法においては、現在までのところ、明瞭な結果が得られていない。脳下垂体における受容体に対するインサイチュハイブリダイゼーションは、特に蛍光二重標識の場合、発現量次第では明瞭なシグナル検出が困難であることがわかってきた。Gpr8の場合も、二重標識の際、標識する試薬によってシグナル検出の状態が異なり、最適なプロトコルを検討中である。各種脳下垂体ホルモンの発現変動を解析するための定量的PCRでは、NPB投与によりSL発現が減少する傾向が見られているため、NPBを介したSLの発現制御が示唆されている。しかし、脳下垂体の処理条件の検討の必要性も判明した。脳下垂体を脳から単離して直ちにRNA抽出した場合と、単離した脳下垂体を培養液中で数時間インキュベートした場合とでは、後者ではNPBペプチドの添加の有無によらず、有意にSLの発現量が低くなることから、NPB以外のSL発現制御因子の存在も示唆された。したがって、定量的PCRを用いた実験手法に関しても、精査する必要がある。このため予定していたSLペプチドの合成と、婚姻色を示す魚種への投与実験は中止した。また、キスペプチン受容体のもう1つのサブタイプであるGpr54-2発現細胞についても、Gpr54-1と同様に、特異的にEGFP標識した遺伝子組換えメダカの作製を続けているが、有用な系統の樹立には至っていない。現在、Gpr54-2と類似したEGFPの脳内発現分布を示す個体が得られているため、免疫組織化学とインサイチュハイブリダイゼーションの併用により、EGFPシグナルがgpr54-2発現細胞特異的なものかを確認する段階である。Gpr54-1発現細胞の電気生理学的解析については上記の実験を優先的に進めたため、まとまったデータが得られていない。今後、同細胞の神経活動について、生殖状態との関係、日内変動の有無など解析する予定である。本研究では、真骨魚類に属するメダカを用いて、生殖状態に応じてキスペプチン神経系が司る脊椎動物に保存された未知の機能の解明を目的としている。近年、哺乳類を用いた知見から定説となりつつある、神経ペプチド、キスペプチンが担うキスペプチン神経系の生殖腺機能調節因子としての役割は、真骨魚類をはじめとする非哺乳類には当てはまらないことが示唆されてきている。我々はこれまでの研究において、キスペプチン受容体、Gpr54-1を発現する細胞特異的にEGFPで蛍光標識した遺伝子組換えメダカを用い、パッチクランプ法によるGpr54-
統計的学習問題に対する情報源符号化アルゴリズムの応用に関する研究

本研究では(1)情報源符号化問題における情報源モデルのエントロピー・レートの特性解析および(2)効率的な情報源符号化アルゴリズムを統計的学習問題へ応用し有効性を検証することを数値実験によって行った.(1)については従来よりも広いクラスのモデルを対象として,モデルの設定によってエントロピー・レートとその上界・下界の値の振る舞いにどのような影響を与えるかを実験した.(2)についてはあるクラスの決定木問題に対して符号化アルゴリズムを応用した手法の予測精度の解析を数値実験によって行った.また実データに対しても予測アルゴリズムを適用し手法の有効性を検証した.本研究は,情報源符号化(データ圧縮)アルゴリズムを統計的学習問題に応用することにより,理論的な性能が保証された効率の良い学習アルゴリズムを構築することを目的としている.本年度は,(1)情報源モデルクラスの解析とエントロピー・レートの導出,(2)情報源モデルに対する効率的な情報源符号化アルゴリズムの構成の2点について検討を行った.(1)情報源モデルクラスの解析とエントロピー・レートの導出:情報源符号化(データ圧縮)問題において,情報源モデルのエントロピー・レートは理論的な圧縮限界を与えるという意味で工学的に非常に重要な指標である.一方,自然言語処理分野でもエントロピー・レートは言語モデルの指標として重要な意味を持っている.言語構造を考慮した情報源モデルは,一般的に複雑な構造を有しており,エントロピー・レートは陽に導出されていない.本年度はこれまでの研究を継続し,エントロピー・レートの理論的な解析を行った.エントロピー・レート存在するクラスについての検討や,語頭条件とよばれる制約条件を満たさないモデルに対してエントロピー・レートの上界や下界を導出することについて取り組み,その性質を明らかにするための解析を行った.(2)情報源モデルに対する効率的な情報源符号化アルゴリズムの構成:情報源符号化アルゴリズムは情報源の確率構造を逐次的に推定するメカニズムであり,より実データに即した拡大された情報源モデルに対する情報源符号化アルゴリズムは,一般的な機械学習問題へも応用が可能である.決定木やモデル選択問題に対して情報源符号化アルゴリズムを構成して実データに適用し,学習性能の評価を行った.本研究は,情報源符号化(データ圧縮)アルゴリズムを統計的機械学習の問題に応用することによって,理論的な性能が保証された計算効率の良い学習アルゴリズムを構築することを目的としている.本年度は(1)ベイズ符号化アルゴリズムの機械学習問題への応用,(2)言語構造を考慮した情報源モデルクラスの特性解析と効率的な符号化アルゴリズムの構成,および(3)経済・経営データに対する機械学習アルゴリズムの応用について考察を行った.(1)ベイズ符号化アルゴリズムの機械学習問題への応用:ベイズ符号はベイズ決定理論によって性能が理論的に保証されたアルゴリズムであり,これを機械学習問題に応用することで学習精度を向上することが期待できる.データ構造が木で表現されるモデルを主な対象として,ベイズ符号化アルゴリズムを近年応用されているブースティング手法やランダムフォレストなどの集団学習の手法と組み合わせる手法について検討を行った.(2)言語構造を考慮した情報源モデルクラスの特性解析と効率的な符号化アルゴリズムの構成:昨年度に引き続き,情報源符号化の問題を対象として情報源モデルクラスの特性,特に情報源のエントロピー・レートについて理論的と数値実験の両方による解析を行った.また,これらの情報源に対する効率的な情報源符号化アルゴリズムについても検討を行った.(3)経済・経営データに対する機械学習アルゴリズムの応用:経済・経営や地域データ等を対象として,本研究課題で検討を行っている学習アルゴリズムを適用してその動作や挙動について分析を行い,データの特性とアルゴリズムを適用する際の調整の方法について検討を行った.本研究は,情報源符号化(データ圧縮)アルゴリズムを統計的機械学習の問題に応用することによって,理論的な性能が保証された計算効率の良い学習アルゴリズムを構築することを目的としている.本年度は引き続き(1)ベイズ符号化アルゴリズムの機械学習問題への応用,(2)言語構造を考慮した情報源モデルクラスの特性解析,および(3)経済・経営データに対する機械学習アルゴリズムの応用への検討を行った.(1)ベイズ符号化アルゴリズムの機械学習問題への応用:ベイズ符号はベイズ決定理論によって性能が理論的に保証されたアルゴリズムであり,これを機械学習問題に応用することで学習精度を向上することが期待できる.データ構造が木で表現されるモデルを主な対象として,ベイズ符号化アルゴリズムを決定木の学習と組み合わせる手法について検討を行った.(2)言語構造を考慮した情報源モデルクラスの特性解析:情報源符号化の問題を対象として情報源モデルクラスの特性,特に情報源のエントロピー・レートについて理論的と数値実験の両方による解析を行った.複雑な確率構造をもつ情報源から計算機シミュレーションによって情報系列を生成させ,系列がもつ特性について考察を行った.(3)経済・経営データに対する機械学習アルゴリズムの応用:経済・経営や地域データ等を対象として,本研究課題で検討を行っている決定木アルゴリズムや混合モデルを用いた手法を適用して分析を行い,データの特性とアルゴリズムを適用する際の調整の方法について検討を行った.本研究では(1)情報源符号化問題における情報源モデルのエントロピー・レートの特性解析および(2)効率的な情報源符号化アルゴリズムを統計的学習問題へ応用し有効性を検証することを数値実験によって行った.(1)については従来よりも広いクラスのモデルを対象として,モデルの設定によってエントロピー・レートとその上界・下界の値の振る舞いにどのような影響を与えるかを実験した.(2)についてはあるクラスの決定木問題に対して符号化アルゴリズムを応用した手法の予測精度の解析を数値実験によって行った.

また実データに対しても予測アルゴリズムを適用し手法の有効性を検証した.(2)については昨年度までと同様,拡張した情報源モデルクラスに対する特性の分析を行っているが,モデル構造の複雑性のために明確な結果が得られておらず,進捗に遅れがある.そのため,これらの情報源モデルに対する符号化アルゴリズムの構築に関する検討も達成度に遅れがある.統計的学習理論本課題の最終年度を迎えることもあり,次年度は(2)の理論解析よりも(1)のアルゴリズムの構築と(3)の実問題への応用に軸足をおいて検討を進める.その中で得られた知見を反映させながら(2)の分析も進めていく.上記(1)において,拡張したモデルに対する理論解析を行っているが,モデルの構造が複雑になることで解析が困難となり,計算機による数値評価を援用しながらの実験的な評価検証を伴う解析を行っているため,達成度に遅れがある.(2)では実データと想定しているモデルとの間にかい離があると考えられ,対象とする実データに対して,構成したアルゴリズムが良い性能を示すまでに至っていない.今年度まで実施している数値実験では,現在継続して使用中のコンピュータや記憶装置で数値実験を行うことが可能であることから計画当初の機器を購入していない.国内・海外への旅費も支出していない.次年度以降は,本年度に引き続き(1)の情報源モデルの性質の解析と(2)の情報源モデルに対する効率的なアルゴリズムの構成および性能評価を,数値実験と理論的な解析によって実施する.さらに,対象とする問題の実データについて,データの特性を反映した情報源モデルの拡張の検討を進め,そのモデルクラスに対する効率的なアルゴリズムの構成を行う.次年度は,実データに対する大規模数値実験を実施するための機器を購入する.また国内・海外旅費の支出を見込んでいる.
小胞体内腔に存在するEFハンド型カルシウム結合蛋白質の機能と遺伝子解析

本研究は、研究代表者により発見された小胞体内腔に存在するEFハンド型カルシウム結合蛋白質、レティキュロカルビンの構造と機能、及びその遺伝子構造を明らかにすることを目的とした。当該年度の研究の結果、次の点が明らかになった。1)レティキュロカルビン遺伝子の構造の全体像が明らかになった。即ち、レティキュロカルビン遺伝子は、6個のエクソンと5個のイントロンとからなることが判明し、その結果、レティキュロカルビンの遺伝子構造(エクソン・イントロン構造)は、S100蛋白質、カルモジュリン、あるいはカルビンディンのそれとはかなり異なることが判明した。また、そのプロモーター領域には、3個のGCボックスと1個のCATボックスが存在することも明らかになった。なお、TATAボックスは認められず、レティキュロカルビンの発現が構成的であるということと一致している。2)マウスのcDNAクローンに続いてヒトレティキュロカルビンのcDNAクローンを単離したところ、ヒトレティキュロカルビンは、マウスレテイキュロカルビンに対して、アミノ酸配列では90%以上のidontityを示すことが判明した。興味深いことに、ヒトとマウスのレティキュロカルビンは、カルシウム結合モチーフだけでなく、分子全体にわたってその配列が保存されている。このことは、レティキュロカルビンの機能が、単にカルシウムイオンを結合することだけでなく、カルモジュリンの様に他の蛋白質に結合し、その調節因子として働いている可能性を強く示唆している。事実、レテイキュロカルビンに90および40kDaの蛋白質が結合していることも明らかとなった。さらに、カルボキシ末端にある小胞体残留シグナルであるHDEL配列も両者で保存されていた。このことはHDEL配列が単に小胞体残留シグナルとして機能しているだけでなく、たの蛋白質の機能発現において何らかの役割を担っていることを強く示唆している。本研究は、研究代表者により発見された小胞体内腔に存在するEFハンド型カルシウム結合蛋白質、レティキュロカルビンの構造と機能、及びその遺伝子構造を明らかにすることを目的としている。即ち、レティキュロカルビン遺伝子は、6個のエクソンと5個のイントロンとからなることが判明し、その結果、レティキュロカルビンの遺伝子構造(エクソン・イントロン構造)は、カルモジュリンやトロポニンcのそれとはかなり異なることが判明した。2)マウスのcDNAクローンに続いてヒトレティキュロカルビンのcDNAクローンを単離したところ、ヒトレティキュロカルビンは、マウスレティキュロカルビンに対して、アミノ酸配列では90%以上のidentityを示すことが判明した。このことは、レティキュロカルビンの機能が、単にカルシウムイオンを結合することだけでなく、カルモジュリンやトロポニンcの様に他の蛋白質に結合し、その調節因子として働いている可能性を強く示唆している。事実、レティキュロカルビンに90および40kDaの蛋白質が結合していることも明らかとなった。

当該年度の研究の結果、次の点が明らかになった。1)レティキュロカルビン遺伝子の構造の全体像が明らかになった。即ち、レティキュロカルビン遺伝子は、6個のエクソンと5個のイントロンとからなることが判明し、その結果、レティキュロカルビンの遺伝子構造(エクソン・イントロン構造)は、S100蛋白質、カルモジュリン、あるいはカルビンディンのそれとはかなり異なることが判明した。また、そのプロモーター領域には、3個のGCボックスと1個のCATボックスが存在することも明らかになった。なお、TATAボックスは認められず、レティキュロカルビンの発現が構成的であるということと一致している。2)マウスのcDNAクローンに続いてヒトレティキュロカルビンのcDNAクローンを単離したところ、ヒトレティキュロカルビンは、マウスレティキュロカルビンに対して、アミノ酸配列では90%以上のidentityを示すことが判明した。興味深いことに、ヒトとマウスのレティキュロカルビンは、カルシウム結合モチーフだけでなく、分子全体にわたってその配列が保存されている。このことは、レティキュロカルビンの機能が、単にカルシウムイオンを結合することだけでなく、カルモジュリンの様に他の蛋白質に結合し、その調節因子として働いている可能性を強く示唆している。事実、レティキュロカルビンに90および40kDaの蛋白質が結合していることも明らかとなった。さらに、カルボキシ末端にある小胞体残留シグナルであるHDEL配列も両者で保存されていた。このことはHDEL配列が単に小胞体残留シグナルとして機能しているだけでなく、この蛋白質の機能発現において何らかの役割を担っていることを強く示唆している。
学習到達度をパフォーマンス指数で評価するプログラミング教材の開発

2020年から小学校においてプログラミング教育が必修化されるなど,初等中等教育の現場に,プログラミング学習が導入されつつあり,様々な教材や教育方法が開発・提案されている。しかしながら,その評価方法は,できた,できないの二値的な判断になりがちであり,プログラミング学習の到達度に応じた定量的かつ詳細な評価方法が確立されているとは言い難い。本研究では,プログラムの「はたらき」を数値化した「パフォーマンス指数」によりプログラム学習者の到達度を評価できる教材を開発し,小学校高学年および中学校でのプログラミング教育に使用することを目指すものである。本研究で開発する教材のきめ細かい評価による個に応じた学習支援や学習者の主体的な取り組みなどが可能になり,プログラミング学習の効果向上に貢献することを狙いとする。研究期間全体の課題として(1)教科内容に即した教材の検討,(2)パフォーマンス指数の算出方法とプログラム難易度との関連の考察,(3)プログラム作成者の学習到達度とパフォーマンス指数との関連の考察,の3つを掲げた。平成30年度は,主に(2)の課題について検討し,ライントレースロボットを題材とした教材およびおそうじロボットを題材とした教材により大学生を対象とした試行を行った。ライントレースロボットの実践では,ロボットが走行するコースをプログラムの難易度に応じて選択できるようにし,難易度の高いコースを走行するとゴールタイムが早くなることを確認した。おそうじロボットの実践では画像情報から走行軌跡を記録し,難易度の高いプログラムのほうが課題の達成率が高まることを確認した。平成30年度は,主にパフォーマンス指数の算出方法とプログラム難易度との関連の考察を行い,ライントレースロボットを題材とした教材およびおそうじロボットを題材とした教材による実践を通じて検討した。ライントレースロボットを題材とした教材では,ゴールタイムをパフォーマンス指数として定義することで,また,おそうじロボットを題材とした教材では,フィールド内の既走行部分の面積をパフォーマンス指数として定義することで,難易度の高いプログラムによって結果が変わることを確認できた。これらのことはこれまで感覚的に把握していたことであるが,平成30年度の研究によって明らかにすることができた。これらの成果を論文投稿し,採録されることが決定している。また,教科内容に即した教材についても,小中学校の現職教員と検討を進めており,次年度以降の教材開発につながる情報を集められている。以上のことから,当初の計画どおりおおむね順調に研究が進展していると言える。平成30年度に取り組んだ実践は,大学生を対象とした試行であった。今後は「教科内容に即した教材の検討」として,小学生や中学生が作成可能なプログラミング環境を用いたプログラミング教材を検討する。コンピュータ内で完結するシミュレーションベースのものや実物を動かす実験ベースのものの双方を候補とする。学校教育の中での使用を念頭に置いているため,算数,理科,技術等の教科内容に即した複数の教材を検討する。ここでは,学年ごとの単元進行に詳しい小中学校の現職教員に助言を頂きながら開発を進める。また,「パフォーマンス指数の算出方法とプログラム難易度との関連の考察」として,平成30年度は,ライントレースロボットを題材とした教材およびおそうじロボットを題材とした教材のように,何か一つの指標から指数を計算するパターンのみを考察したが,二つ以上の指標から一つの指数を計算するものなども考察する。二つ以上の指標から一つの指数を算出する際には,それぞれの指標をどの程度重視するかという重み係数の設定などが重要になるため,数値シミュレーションおよび数学や情報工学の考え方も取り入れながら分析を進める。

これらの成果を論文投稿し,採録されることが決定している。また,教科内容に即した教材についても,小中学校の現職教員と検討を進めており,次年度以降の教材開発につながる情報を集められている。以上のことから,当初の計画どおりおおむね順調に研究が進展していると言える。平成30年度に取り組んだ実践は,大学生を対象とした試行であった。今後は「教科内容に即した教材の検討」として,小学生や中学生が作成可能なプログラミング環境を用いたプログラミング教材を検討する。コンピュータ内で完結するシミュレーションベースのものや実物を動かす実験ベースのものの双方を候補とする。学校教育の中での使用を念頭に置いているため,算数,理科,技術等の教科内容に即した複数の教材を検討する。ここでは,学年ごとの単元進行に詳しい小中学校の現職教員に助言を頂きながら開発を進める。また,「パフォーマンス指数の算出方法とプログラム難易度との関連の考察」として,平成30年度は,ライントレースロボットを題材とした教材およびおそうじロボットを題材とした教材のように,何か一つの指標から指数を計算するパターンのみを考察したが,二つ以上の指標から一つの指数を計算するものなども考察する。二つ以上の指標から一つの指数を算出する際には,それぞれの指標をどの程度重視するかという重み係数の設定などが重要になるため,数値シミュレーションおよび数学や情報工学の考え方も取り入れながら分析を進める。試行実験の学生協力者に謝金を計上していたが,授業内で試行実験を行ったため,謝金が生じなかった。必要な試行実験は次年度以降に繰り越す予定である。
光順応による網膜フィードバックシナプスの可塑的制御機構

網膜においては光順応に伴い、視細胞の感度低下や桿体から錐体への切り替えのみならず、神経回路網に可塑的な変化が生じ、受容野特性が調節される。本研究においては、神経節細胞の受容野における時空間特性をマルチ電極法を利用して解析する方法や細胞形態の変化を微小膜容量変化として捉える方法を開発した。ICチップの微細加工技術を利用して作成した64極のマルチ電極上にカエルの剥離網膜標本を置き、コンピュータで生成したランダムピクセル刺激を網膜に提示した。この光刺激によって発生した神経節細胞群の光応答を逆相関法を使って解析した結果、平均輝度が低下するにつれて持続的にスパイクを発射するディミング検出細胞では、暗順応状態から明順応状態になると、時間分解能が高まると共に高いコントラストを検出するように受容野の時間特性が変化することが明らかになった。また、同一網膜に含まれるディミング検出細胞間の相互相関を解析したところ、これらの神経節細胞はスパイクを発生し且つ広い空間受容野を持つ神経細胞(おそらくアマクリン細胞)から共通入力を受け取っていること、また、周期性を持って発火することが判明した。網膜から単離した双極細胞を使ってエクソサイトーシスに伴う微小膜容量変化を測定した結果、即時放出可能なシナプス小胞群と動員されて放出可能になるシナプス小胞群の存在が強く示唆された。神経終末部に導入したCa緩衝物質の作用から、前者はCaチャネルのごく近傍に存在し、後者はやや離れて存在すると思われる。このような伝達物質放出機構が順応に伴いそれぞれどのように制御されるかについて引き続き解析中である。