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窒化アルミインジウムガリウム砒素の五元混晶成長と光電子集積回路実現への基礎検討

本年度は良質なAlGaInAsN/Siの窒化物五元混晶を作製する為の前準備段階として、InN/Si、InNAs/Si、InGaNAs/Si等のSi基板上にInを含有した二元、三元、四元系の窒化物混晶成長において薄膜の結晶性向上のための基礎的検討を開始し、Inを含む窒化物系半導体の混晶結晶成長では基本的に高温成長できない為に、Inの含有量を増加するにつれ薄膜自体の結晶性が大幅に悪化してしまうという致命的な問題点が明らかになった。また、InNの二元混晶系でさえ8.5K以下の極低温下においてもPL発光が全く観測されておらず、窒化物五元混晶系の探索研究以前にこれらの問題点をまず解決することが先決であると判断した。まず、Si基板上にInNの結晶成長条件の最適化を検討し、250°Cの低温でバッファ層を10nm作製した後、500°Cで成長することと、成長中のECRプラズマ種からの357nmにピークを持うプラズマ発光線の強度を従来より2倍強くし、かつ391nmにピークを持つ窒素分子イオンからのプラズマ発光線の強度を非常に弱くしたプラズマ条件下で成膜を行うことによって六方晶系InN薄膜の結晶性を大幅に向上させることに成功した。また、成長直前にSi基板の窒化処理を行った場合には六方晶InNが主体的に成長し、薄膜自体の結晶性も大幅に向上するのに対し、窒化処理を行わない場合には結晶性が悪化し、アモルファス化することも明らかとなった。さらにこれらの結晶系の結晶性を改善するための手段として高温赤外線炉によるアニール実験を行った結果、アニール温度の増加によって結晶性が著しく向上することがわかったが、550°C以上の温度での高温アニールでは膜の表面モフォロジーが大幅に悪化することがわかった。これは、InN薄膜表面からのN原子の再蒸発に起因した現象であると考えられる。本年度は良質なAlGaInAsN/Siの窒化物五元混昂を作製する為の前準備段階として、InN/Si、InNAs/Si、InGaNAs/Si等のSi基板上にInを含有した二元、三元、四元系の窒化物混晶成長において薄膜の結晶性向上のための基礎的検討を開始し、その問題点を洗い出した。この結果、わかったことはInを含む窒化物系半導体の混晶結晶成長では基本的に高温成長できない為に、Inの含有量を増加するにつれ薄膜自体の結晶性が大幅に悪化してしまうという致命的な問題点が明らかになった。また文献調査の結果、InNの二元混晶系でさえ8.5K以下の極低温下においてもPL発光が全く観測されていないことが明らかとなり、窒化物五兀混晶系の探索研究以前にこれらの問題点をまず解決することが先決であると判断した。この為、まずSi.基板上にInNの結晶成長条件の最適化を急逮検討した。その結果、250°Cの低温でバッファ層を10nm作製した後、500°Cで成長することと、この時ECRプラズマ種からのプラズマ発光線の強度を従来より2倍強くしたプラズマ条件下で成膜することによって世界で初めて立方晶系と六方晶系のInNからと考えられたPL発光線を極低温下から100Kまでの広い測定温度域に渡って観測することに成功した。

また、立方晶InNと六方晶InNの晶系制御は成長直前にSi基板の窒化処理を行った場合には六方晶InNが主体的に成長するのに対し、窒化処理を行わない場合には立方晶InNが主体的な成長が起こり、成長直前の基板窒化条件に大きく左右されていることも明らかとなった。現在、さらにこれらの結晶系の結晶性を改善するための手段として高温赤外線炉の導入も行い、膜質向上に向けた検討を開始し始めた。本年度は良質なAlGaInAsN/Siの窒化物五元混晶を作製する為の前準備段階として、InN/Si、InNAs/Si、InGaNAs/Si等のSi基板上にInを含有した二元、三元、四元系の窒化物混晶成長において薄膜の結晶性向上のための基礎的検討を開始し、Inを含む窒化物系半導体の混晶結晶成長では基本的に高温成長できない為に、Inの含有量を増加するにつれ薄膜自体の結晶性が大幅に悪化してしまうという致命的な問題点が明らかになった。また、InNの二元混晶系でさえ8.5K以下の極低温下においてもPL発光が全く観測されておらず、窒化物五元混晶系の探索研究以前にこれらの問題点をまず解決することが先決であると判断した。まず、Si基板上にInNの結晶成長条件の最適化を検討し、250°Cの低温でバッファ層を10nm作製した後、500°Cで成長することと、成長中のECRプラズマ種からの357nmにピークを持つプラズマ発光線の強度を従来より2倍強くし、かつ391nmにピークを持つ窒素分子イオンからのプラズマ発光線の強度を非常に弱くしたプラズマ条件下で成膜を行うことによって六方晶系InN薄膜の結晶性を大幅に向上させることに成功した。また、成長直前にSi基板の窒化処理を行った場合には六方晶InNが主体的に成長し、薄膜自体の結晶性も大幅に向上するのに対し、窒化処理を行わない場合には結晶性が悪化し、アモルファス化することも明らかとなった。さらにこれらの結晶系の結晶性を改善するための手段として高温赤外線炉によるアニール実験を行った結果、アニール温度の増加によって結晶性が著しく向上することがわかったが、550°C以上の温度での高温アニールでは膜の表面モフォロジーが大幅に悪化することがわかった。これは、InN薄膜表面からのN原子の再蒸発に起因した現象であると考えられる。
国民精神総動員期における民衆動員の日韓比較研究

「内地」における帝国臣民化政策を視野に入れながら大日本帝国が植民地朝鮮で構築した総力戦体制の課題を戦没者遺家族に対する軍事援護、銃後における軍事援護による皇国臣民化を中心に「内地」と比較して考察した。近衛文麿内閣は国民精神総動員運動と国家総動員法にもとづく戦時経済体制と軍事援護体制を両輪とする総力戦体制を構築することで、長期化する支那事変を乗り切ろうとした。総力戦体制の構築は植民地朝鮮においても行われた。「内地」から約一年遅れの昭和13年7月、国民精神総動員運動朝鮮連盟が結成され、「内地」で掲げた「挙国一致・堅忍持久・尽忠報国」の三大目標に加え、「内鮮一体」と「皇国臣民化」を旗印とした国民精神総動員運動が開始された。軍事援護は、朝鮮軍事後援連盟と軍人援護会朝鮮本部が両輪となって、「内地人」出征兵士や陸軍特別志願兵を対象に行われたが、やがて朝鮮人軍属遺家族に対する軍事援護も始まった。軍事援護を通じて、朝鮮人男子を「内地人」と同様に帝国臣民として育成する皇国臣民化を実現することで、植民地朝鮮においても、総力戦体制の構築が強力に推進された。とりわけ、朝鮮における総力戦体制の構築を、皇国臣民化という観点から、戦没者遺家族に対する軍事援護に関する研究や、「朝鮮人婦人」に対する「精神教化」に言及した研究は少ない。以上のことを踏まえ、銃後における軍事援護が、京城護国神社において行われる戦没者の慰霊・顕彰に加え、戦没者遺家族に対する慰問・慰藉であり、「内地」で日常的に見られた光景が朝鮮でも見られたことを解き明かした。また、「内地」の「戦没者未亡人」に対して行われた「誉の家」を守る「婦徳」が、朝鮮人の「戦没者未亡人」に対しては「後進の勇士を導く」「精神教化」として行われ、こうした「精神教化」を通して朝鮮人婦人の皇国臣民化が推進されたことを明らかにした。29年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、植民地朝鮮における「皇国臣民」化への民衆動員の諸相を、1京城護国神社の成立過程から造営における民衆動員2京城護国神社の慰霊と顕彰を通じ戦没者遺家族への精神的動員を中心に考察した。京城護国神社の創建は、朝鮮民衆を「皇国臣民」化への精神的動員の一環として推進されたことや、創建過程において「内地の指定護国神社とは多くの側面で異質であった」ことから、「内地」の護国神社と京城護国神社との相違点に注目した。『毎日申(新)報』『京城日報』『東亜日報』の分析を通じ、京城護国神社の創建過程と造営における民衆動員、慰霊と顕彰の京城護国神社は、「内地」と朝鮮の戦没者遺家族を対象とした精神的動員の場として働いたことを解明した。「内地」の護国神社の場合、護国神社の崇敬地域内に本籍を置く戦没者が祭神の対象になるのに対し、朝鮮では本籍に関係なく、戦没の際、該当護国神社との地域的関係性を前提として祭神の対象が付属規定されていることは、「内地人」の戦没者を祭神の対象にするためである。護国神社の創建は、陸軍特別志願兵制度の実施により朝鮮人の中から戦没者が出ることに対する備えと、「一死尽忠」すれば靖国神社と護国神社に祀られる「国体国風」思想へ朝鮮人を同化させようとする考えが共存していることを論じ、護国神社造営の勤労奉仕には、学生と官民団体が動員されたと述べた。京城護国神社は、「半島に由緒のある護国の英霊」を祀ることで内鮮人をして戦没者遺家族に精神的援護を行わせたことは、軍事援護の内鮮一体化にほかならない。注目すべきは、「護国の神の精神は即ち遺族の精神」であるとし、戦没者の母や妻からなる「護国婦人会」を結成して「部隊の精神的な指導活動」を行うことを提案している点から、「祭神の半面」となる戦没者遺家族のうち、母や未亡人に精神的教化を意図したことである。本研究成果を含めて今年度博士論文に提出する予定である。

軍事援護を通じて、朝鮮人男子を「内地人」と同様に帝国臣民として育成する皇国臣民化を実現することで、植民地朝鮮においても、総力戦体制の構築が強力に推進された。とりわけ、朝鮮における総力戦体制の構築を、皇国臣民化という観点から、戦没者遺家族に対する軍事援護に関する研究や、「朝鮮人婦人」に対する「精神教化」に言及した研究は少ない。以上のことを踏まえ、銃後における軍事援護が、京城護国神社において行われる戦没者の慰霊・顕彰に加え、戦没者遺家族に対する慰問・慰藉であり、「内地」で日常的に見られた光景が朝鮮でも見られたことを解き明かした。また、「内地」の「戦没者未亡人」に対して行われた「誉の家」を守る「婦徳」が、朝鮮人の「戦没者未亡人」に対しては「後進の勇士を導く」「精神教化」として行われ、こうした「精神教化」を通して朝鮮人婦人の皇国臣民化が推進されたことを明らかにした。愛知県護国神社に関する史料調査を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。
寄生虫・エキノコックスの終宿主免疫応答の解析と抗原解析による免疫誘導への可能性

終宿主におけるエキノコックス再感染時の獲得抵抗性を観察するために、虫卵形成異常を示すエキノコックスの分離株Aと正常な虫卵形成を示す分離株Bを用いて犬への感染実験を行った。再感染群には分離株Aを経口投与し、5週間後に分離株Bを経口投与した。対照群には分離株Aの投与は行わず、分離株Bのみを経口投与した。エキノコックス成虫に対するモノクローナル抗体、EmA9およびEmiで糞便内抗原の排出動態を観察したところ、再感染群の分離株B投与後の抗原排出量は対照群よりも抑制され、再感染時に分離株Bの定着が制限されたことが疑われた。また、実験感染後の回収虫体は両群とも大きな差がなかったが、再感染群では子宮に虫卵を包蔵しない虫体が多く含まれ、分離株Aの寄生のために、分離株Bの定着が阻害されたことを示唆する結果となった。分離株A,Bの回収数については、回収虫体のDNA分析を適用して算出する予定である。さらに、野外で捕獲したキツネよりエキノコックス成虫を回収し、成虫抗原を作成し、また、密度分離法によって成虫より虫卵を分離して虫卵抗原を作成し、スナネズミ由来の原頭節抗原とあわせて、各種エキノコックス抗原に対する血清抗体価を測定したところ、感染後に血清抗体価が上昇したが、両群間に顕著な差は認められなかった。糞便内IgAについても同様の解析を行う予定である。また、腸管の炎症反応の有無を見るために、血清急性相蛋白(CRP)の経時変化を観察したところ、感染後1週目にCRPの上昇が見られ、炎症が起こっていることが示唆された。なお、現在、経口免疫の効果判定法として、代替終宿主であるハムスターに原頭節の感染実験を行い、原頭節抗原、成虫抗原および虫卵抗原を用いたパイエル氏板および腸管膜リンパ節のリンパ球増殖反応の実験系を確立中である。多包条虫の成虫虫体抽出抗原に対して作成されたモノクローナル抗体、EmA9は、糞便内抗原検出による多包条虫終宿主の診断薬として有用であることが示され、また、排出される糞便内抗原価の経時変化をみることにより、実験感染における寄生虫体数を把握できる。札幌近郊で駆除された野生キツネの剖検結果と直腸便を用いた糞便内抗原検出結果を比較した結果、寄生虫体数と糞便内抗原価には相関(r=0.779,P<0.01)が見られ、糞便内抗原価が寄生虫体数の指標となることがわかった。多包条虫の代替終宿主ゴールデンハムスターにおける防御免疫応答を観察するため、再感染実験(1回および3回免疫感染)および経口免疫実験(成虫および原頭節虫体抽出抗原ならびに成虫排泄分泌抗原をアジュバント(cholera toxin)と共に経口投与)を行った。再感染群の免疫感染時に虫体が定着したことの確認は糞便内抗原価を測定することによって行った。各群はチャレンジ感染後3日目に剖検した。諸感染群に対する各群のチャレンジ感染後の回収虫体数は、再感染群で顕著に少なかったが、経口免疫群に差は認められなかった。再感染群においては、各種抗原に対する血清IgG、IgAおよび腸管内洗浄液中のIgA抗体価の上昇が認められた。一方、経口免疫群においては、どの抗原で免疫した群も、成虫排泄分泌抗原に対する血清IgG抗体価の上昇のみが観察され、腸管内洗浄液中のIgA抗体価の上昇はみられなかった。また、回収虫体数と腸管洗浄液中のIgA抗体価を比較したところ、ELISAのOD値が0.6を越える固体はすべて回収虫体数が少なかった。以上、多包条虫再感染時に回収虫体数の顕著な減少が観察され、代替終宿主における再感染防御と多包条虫虫体抗原に対する全身の血清IgGおよびIgA応答ならびに局所における腸管内IgA応答との関連が示唆された。

なお、現在、経口免疫の効果判定法として、代替終宿主であるハムスターに原頭節の感染実験を行い、原頭節抗原、成虫抗原および虫卵抗原を用いたパイエル氏板および腸管膜リンパ節のリンパ球増殖反応の実験系を確立中である。
パイロープーグロシュラーガーネット固溶体の高圧合成実験及びその結晶化学的研究

ケイ酸塩ガーネットの一般化学式X_3Y_2(SiO_4)_3で表され、パイロープ(Mg_3Al_2Si_3O_<12>)とグロシュラー(Ca_3Al_2Si_3O_<12>)は高圧下で連続固溶体を形成し、イオン半径の小さなMgと大きなCaが等価な8配位席を占有している。単結晶試料の合成実験には岡山大学固体地球研究センターのマルチアンビル型高圧発生装置を用い、1試料のみ大阪大学理学部宇宙地球科学科のキュービックアンビル型高圧発生装置を使用した。合成実験は出発物質としてMgO、CaO、Al_2O_3、SiO_2(試薬特級)の目的組成値の混合物に数モル%のPbO(試薬一級)をフラックスとして加えたものを用いた。出発物質をレニウム箔でカプセル状に包み込み、MgOセルに組み込み、56GPa,15001600°Cで812時間保持した後、急冷した。出発組成とは多少のずれがあるものの固溶体系列をなす単結晶試料の合成に成功した。得られた自形単結晶は最大のもので100μm程度であった。良質の単結晶を選別し、大阪大学理学部宇宙地球科学科および同大学産業科学研究所の四軸X線回折計を用いて、回折強度データを収集した。2000年3月現在、そのうちの三試料について結晶構造の精密化を終了した。化学組成値はX線回折実験後に被験試料をXMAで分析し決定している。Dempsey(1980)は8配位席でのMgとCaの秩序配列の可能性を示唆しているが、詳細なX線回折実験の結果、今回の試料にはその証拠を見出すことはできなかった。結晶構造の精密化は空間群がIa3dとして行い、23%の良好な一致度因子を得ている。格子定数の変化はベガードの規則より若干正に湾曲し、原子間距離ではX-O_1距離でごく僅かな正の湾曲傾向が認められる。マルチアンビル型高圧発生装置を主に用いて、パイロープ-グロシュラー固溶体系列の単結晶合成実験を行なった。補助的にキュービックアンビル型高圧発生装置も使用した。合成実験は出発物質としてMgO、CaO、Al_2O_3、SiO_2の所定量の試薬混合物に数モル%のPbOをフラックスとして加えたものを用い、56GPa、14001500°Cの条件で行った。現在までに両端成分を除いて組成系列上にほぼ連続して分布する数種類の組成を持つ単結晶合成に成功した。いずれの単結晶も最大数十ミクロン程度の微小な自形結晶である。本年度には単結晶X線回折実験は(Mg_<1.11>Ca_<1.01>)Al_2Si_3O_<12>,及び(Mg_<1.48>Ca_<1.52>)Al_2Si_3O_<12>の組成を持つ二試料についてのみ行なわれた。回折実験に用いた試料は0.12×0.12×0.20mmの結晶片及び直径0.06mmの自形単結晶である。なお、化学組成値はX線回折実験後に被験試料をXMAで分析し決定した。後者の結晶はほぼ均一組成であったが、前者の結晶にはMg/Ca比に若干(数%)の組成ゆらぎが存在している。格子定数はそれぞれ11.601(1)及び比11.689(2)Åである。Dempsey(1980)は8配位席でのMgとCaの秩序配列の可能性を示唆しているが、今回の試料にはその証拠を見出すことはできなかった。結晶構造の精密化は空間群がIa3dとして行った。それぞれ275個及び165個の独立反射を用いてRFINE2により精密化を行い、R=0.033及び0.072の結果を得た。格子定数の変化はベガードの規則より若干正に湾曲していることが確認できる。個々の原子間距離に注目するとX-O_1距離がごく僅かに正の湾曲傾向にある。

2000年3月現在、そのうちの三試料について結晶構造の精密化を終了した。化学組成値はX線回折実験後に被験試料をXMAで分析し決定している。Dempsey(1980)は8配位席でのMgとCaの秩序配列の可能性を示唆しているが、詳細なX線回折実験の結果、今回の試料にはその証拠を見出すことはできなかった。結晶構造の精密化は空間群がIa3dとして行い、23%の良好な一致度因子を得ている。格子定数の変化はベガードの規則より若干正に湾曲し、原子間距離ではX-O_1距離でごく僅かな正の湾曲傾向が認められる。
酵素抗体法を応用したウシ代謝性ホルモンの測定法の確立に関する研究

著者らは、ウシの代謝性ホルモン、特に成長ホルモン(bGH)、インスリンおよび甲状腺ホルモン(T_4)を獣医臨床現場で応用可能な検査法として、radioimmunoassay(RIA)法以外の方法で、かつ測定の正確性と反応感度に優れたEnzyne Immunosorbentassay System(EIA法測定システム)を開発するために、ウシ体内組織からの各ホルモンの高純度分離精製法ならびにEIA法を応用した各血清ホルモン値の測定法について検討し、以下に示す知見を得た。1.ウシの下垂体、膵臓および甲状腺からBGH、インスリン、チロキシン(T_4)を分離し、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)および/またはゲル濾過法による精製を実施したところ、何れも極めて精製純度の高い単一成分を分離できた。2.これらの各分画をSDS-PAGE、等電点、イムノブロッテイング法などにより解析したところ、各蛋白分画は何れも精製純度の高い各ホルモンであった。3.次いで、これらの各ホルモンの免疫学的測定法を確立するために、まず、Avidin-Biotin Complex(ABC)法およびAlkaline Phosphatase(ALP)を用いた吸光測定によるEIA法・サンドウイッチ法による基本的なアッセイ系の反応条件を検討した。その結果、再現性の高い安定な測定成績を得た。4.EIA法により健康牛や病傷牛などの血清中のbGH、インスリン、T_4濃度を測定し、RIA法による濃度と相関性の高い成績を得た。しかし、低濃度領域におけるインスリン・bGHの測定値では精度の高い成績を得ることができなかった。5.したがって、EIA法によるこれらのホルモンの血清中濃度測定に当たっては、抗体の固相化法および血清処理法についてさらなる検討が必要と思われた。本研究を次の項目に準じて実施し、以下の成績を得た。1.ウシの下垂体(bGH)、膵臓(インスリン)および甲状腺(T_4)から既報の各ホルモンの分離法を応用し、そしてこれに高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を適応させて精製を行った。その結果、何れも極めて精製純度の高い単一成分を分離し得たことを明らかにすることができた。2.次いで、これらのホルモンを各種の物理化学的および免疫学的手法により、各々の特性について検索したところ、何れも精製純度の高い単一成分であり、かつ各々の抗体とピュアーに反応する蛋白質であることが解った。3.以上の知見から、これらの各分離された蛋白質は、それぞれが目標とした精製度の高いホルモンであることが理解された。4.これらの各ホルモンの免疫学的測定法を確立するために、まず、Avidin-Biotin Complex(ABC)法およびAlkaline Phosphatase(ALP)を用いた吸光測定による酵素抗体法(EIA)法・サンドウイッチ法を基本として、これに各々若干の改良を加えつつ、基礎的なアッセイ系の反応条件について検討し、目的とする一応の成果を得ることができた。しかし、インスリンおよびbGHへの検量線の作成については、さらなる高感度領域について検討する必要があると思われた。5.健康牛および各種の病傷牛などからの血清を用いてEIA法による測定を試みたところ、いずれもラジオイムノアッセイ(RIA)法と相関性の高い測定結果を得ることができた。しかし、インスリンおよびbGHの測定値にあっては、特に低濃度領域において精度の高い測定成績を得ることができなかった。6.したがって、EIA法によるこれらのホルモンの血清中濃度測定の改善に当たっては、抗体純度の向上、IgGを解離させたFabフラグメントの固相化などについて、さらに検討することが必要であると思われる。また、血清サンプルによっては、反復する測定によってもRIA法の値とかけ離れるケースがあったが、これらのデータの解離を是正するためには、血清の処理法についてさらなる吟味が必要と思われた。
口腔白板症における発癌機序の解析および治療法の確立

口腔癌および前癌病変(白板症、扁平苔癬)、前癌状態(粘膜下線維症)の組織を用いて、遺伝子異常の検索を行った。前癌病変の癌への「なりやすさ」、クロナリティを判定するために、多重病変を有する患者の癌組織、あるいは前癌病変の組織を用いて遺伝子変異、染色体上の変異を検討し、公表した(Oncogene,20:2235-2242,2001)。今回新たに前癌病変、前癌状態の症例を169例についてp53遺伝子変異の検索を行い、白板症で8/115(7%)、扁平苔癬で3/22(14%)、粘膜下線維症で2/32(6%)に異常を認めた。また、同時に口腔癌組織でも検索を行い、p53遺伝子の特定部位の異常と予後が相関することを示した(日本口腔外科学会雑誌,47:649-655,2001)。このp53遺伝子の異常を同定する方法としてyeast functional assayを用い、より簡便、正確な診断を可能にした。これらの結果は第5回国際癌予防シンポジウム(Geneve)にて公表した。p53遺伝子に異常を認めた症例は今後経過を観察し、悪性化の有無を確認する。また、これらの患者の血液を用いて、Cytochrome P-450、Glutathione-S-transferaseの遺伝子多型を解析することによって、発癌物質に対する宿主の感受性について検討し、発癌物質に対して抵抗性であり、口腔癌になりにくい宿主の存在を突き止めた(Carcinogenesis, in press)。以上の結果より、口腔粘膜における遺伝子異常は癌化の比較的早い段階で起こっており、特に発癌物質に高い感受性を有するような宿主に対しては、このような時期に癌予防のための生活習慣の改善が必要でと思われた。外科的治療法が口腔白板症の発癌率を低下させるか否かを検索した。対象は6ヶ月以上の経過観察(平均観察期間4年)が可能であった口腔白板症142例とした。初回生検時、高度の上皮異形成を示したもの7例、中等度の異形成を示したもの36例、軽度の異形成を示したもの48例であった。他の51例では異形成を認めなかった。これらの症例中、外科切除を施行したもの(外科切除群)75例、凍結外科を施行したもの(凍結外科群)12例、外科切除および凍結外科の双方を施行したもの(外科切除+凍結外科群)4例であった。また、外科的治療を施行しなかったもの(経過観察群)51例であった。以上の症例中9症例(6.3%)で白板症が癌化し、癌化までの期間は316年(平均7年)であった。外科切除群、凍結外科群、外科切除+凍結外科群および経過観察群の発癌率はそれぞれ1/75(1.3%)、3/12(25.0%)、1/4(25.0%)、4/51(7.8%)であった。外科切除群では経過観察群と比較して発癌率が低かったが、凍結外科施行症例(凍結外科群、外科切除+凍結外科群)では高い発癌率を示した。他方、高度、中等度、軽度の異形成を示した症例および異形成を認めなかった症例の発癌率はそれぞれ0/7(0.0%)、1/36(2.8%)、6/48(12.5%)、2/51(3.9%)であった。上皮異形質の程度と発癌率との間には明確な関連を認めなかった。以上の結果から、口腔白板症の発癌を抑制するためには、外科切除が有効である可能性が示唆された。

他方、軽度の異形成を示した症例および異形成を認めなかった症例でも癌化していることから、これらの症例においても発癌予防のための治療が必要であると考えられた。昨年度に引き続き、口腔癌および前癌病変(白板症、扁平苔癬)、前癌状態(粘膜下線維症)の組織を用いて、遺伝子異常の検索を行った。噛みタバコの習慣のあるスリランカの口腔癌ではp53遺伝子のエクソン5に遺伝子の一部欠失を含む比較的大きな遺伝子異常が数多く認められた。これは日本人の口腔癌やDMBA誘〓ハムスター頬粘膜扁平上皮癌ではあまり認められず、噛みタバコ中にp53遺伝子のエクソン5に特異的に異常をきたす因子が含まれていることを示唆している(International Journal of Cancer,77:839-842,1998)。またこれらの異常が癌化のどの段階で起こっているか、また、前癌病変の癌への「なりやすさ」、クロナリティを判定するために、多重病変を有する患者の癌組織、あるいは前癌病変の組織を用いて遺伝子変異、染色体上の変異を検討し、公表した(第90回米国癌学会)。今回新たに前癌病変、前癌状態の症例を169例についてp53遺伝子変異の検索を行い、白板症で8/115(7%)、扁平苔癬で3/22(14%)、粘膜下線維症で2/32(6%)に異常を認めた。このp53遺伝子の異常を同定する方法としてyeast functional assayを用い、より簡便、正確な診断を可能にした。これらの結果は第5回国際癌予防シンポジウム(Geneve)にて公表した。p53遺伝子に異常を認めた症例は今後経過を観察し、悪性化の有無を確認する。また、特に粘膜下線維症は口腔粘膜全体が侵される病変であり、field cancerization theoryを考慮した治療法の開発が必要である。口腔癌および前癌病変(白板症、扁平苔癬)、前癌状態(粘膜下線維症)の組織を用いて、遺伝子異常の検索を行った。今年度は前癌病変の癌への「なりやすさ」、クロナリティを判定するために、多重病変を有する患者の癌組織、あるいは前癌病変の組織を用いて遺伝子変異、染色体上の変異を検討し、公表した(Oncogene,20 : 2235-2242, 2001)。また、これらの患者の血液を用いて、Cytochrome P-450、Glutathione-S-transferaseの遺伝子多型を解析することによって、発癌物質に対する宿主の感受性について検討し、発癌物質に対して抵抗性であり、口腔癌になりにくい宿主の存在を突き止めた(Carcinogenesis, in press)。以上の結果より、口腔粘膜における遺伝子異常は癌化の比較的早い段階で起こっており、特に発癌物質に高い感受性を有するような宿主に対しては、このような時期に癌予防のための生活習慣の改善が必要でと思われた。
工学系留学生のための教科書読解支援Viewシステムの開発研究

本研究においてアカデミック分野における効果的な読解技法の習得支援を目的に可変的で可塑性の高い読解支援システムを開発し、以下の成果をあげた。(1)読解支援システム日本語非母語話者のための教育では、日本語能力や知識を補うために読解、学習支援が行われるが、教科書は日本語の文章だけではなく、画像により情報を提示することが多い。また、テキストと画像が相補関係にあり、文章に省略が多く、一文の構造が複雑だという特徴がある。そこで、教科書に不足している情報を補填するという方向で、教科書のマルチメディア化により読解を支援することを検討した。教科学習支援の一環として利用する教材を想定し、教科書以外から画像やテキストを取り込み、また、内部のデータに基づいてテキスト内の語彙の重要性を数値等で示し、教材準備の際の参考資料を備えることで元の教科書の補填を試みた。補填材料は、単語の読み方、イメージを膨らませるための画像や音声など、本来のテキストにはないものである。これにより、学習者の能力に合わせて教材を可変させられる教科学習のための読解支援システム開発を行った。(2)係り受け推敲システム日本語の係り受け構造の把握を視覚的に容易に実現する、Ajaxを用いたWEBアプリケーションツールを作成した。このシステムは、従来の文構造表示システム(日本語読解学習支援システム「あすなろ」)と比較して、(1)簡便な表示(位取りスレッド表示)、コンパクトな出力表示、(2)タイムラグのない操作性の実現、(3)出力結果を容易に修正でき(係り受け関係、文節区切り、語順変更、省略要素の復元)、保存ができる、という利点がある。このシステムにより教師が学習者に文構造を提示、解説することが容易に実現できるようになった。また、学習者も自ら自由に文構造を操作し変更、加工、保存ができるので、可塑性とインタラクティブ性の高いシステムが実現できた。学習者に対する読解支援をどのようにすれば可能になるのかについて、過去の第二言語習得研究における知見をまとめると以下のようになる。a.学習者の能力レベルに応じてボトムアップ処理とトップダウン処理の両面から学習支援を行わなければならない。b.読解における状況モデル構築に必要な文章中の既知語率が96%以上であるという研究に基づくと、学習者の語彙レベルに応じたものでなければならない。c.自律的な学習と学習効率を高めるためには学習者が自分自身の学習過程が把握できるようなシステムが必要である。JSP(Japanese for Specific Purposes)の分野では、コンピューターによる支援システムの構築が盛んに行われているが、学習者のボトムアップ処理に焦点を当てたものが多く、トップダウン処理を支援するものが乏しい。この両者の処理を支援するシステムが必要である。本研究では、ボトムアップ・トップダウン処理の促進システムを構築するために、ボトムアップ処理の面に関しては言語処理(文字、語彙、文法)を支援するものを、トップダウン処理の面に関しては文章構造の処理を支援するものを作った。前者に関しては、これまで形態素解析ツール茶筌やJUMAN、KNPを用いた読解支援システム(リーディングチュウ太、あすなろ)があるが、係り受け解析ツールCabochaを用いたものはこれまでなかった。このCabochaが出力する情報と辞書を照合させて視覚化するプログラム(CGI)を試作した。これにより、日本語の文構造の基本である主題・題述関係表示、訳語・読み・品詞表示が視覚的に可能になった。後者に関しては、XMLを用いて元の文章を目的に応じて自由自在に加工処理ができるようにプログラム作りを行った。

これにより既有知識とテキスト情報を統合した読みを助ける仕掛けを施すことが可能となった。1)漢字データベースの構築初級・中級日本語教科書で学習する漢字と工学分野で使用される漢字の差異を調べるために、以下の書籍で使用されている漢字からなるデータベースを作成した。2)文脈つきキーワード検索システムの構築日本語教科書と工学分野で使用されている語彙、表現、文型のそれぞれの差異を調べるために、KWICシステムを次の手順で構築した。日本語初級と中級教科書、学部物理学教科書と機械系実験教科書の電子テキスト化、検索システムの構築3)日越漢字辞書の作成工学分野においてカバー率約8割の高使用頻度漢字約300字を用いてベトナム人学習者用に漢字学習システムの構築を以下の通り進めた。漢字、音読み、漢越音、画数、専門漢字熟語、ベトナム語訳からなるデータベースの構築と音読み、漢越音、画数による検索システムの構築4)日越辞書の作成ベトナム人学習者を対象にした日越辞書の作成を以下の手順で行った。「基礎日本語学習辞典ベトナム語版」の入力作業、見出し語にレベル別情報の付与(日本語能力試験4級、3級、2級、1級及び級外)、検索機能の付与5)教科書の電子的再構造化教科書読解には教科書の文脈スキーマの認識能力が不可欠である。そこで、学習者のレベルや問題点に適合するように教科書を電子的に再構造化して提示するシステムを考え、思考活動を誘導する単語の流れや学習の流れを形成する文章構造と、それらと同価値に扱われている画像を同列に扱う場合における教科書内のコンテンツの再構成化を検討した。学習者の読みをマルチメディア化により支援するシステム(1)とボトムアップ的に支援するツール(2)を開発した。(1)読解支援システム日本語非母語話者のための教科学習では、日本語能力や知識を補うために読解、学習支援が行われる。しかし、教科書は日本語の文章だけではなく、画像により情報を提示することが多い。また、テキストと画像が相補関係にあり、文章に省略が多く、一文の構造が複雑だという特徴がある。そこで、教科書に不足している情報を補填するという方向で、教科書のマルチメディア化を検討し、読解を支援することを検討した。今年度は、教科学習支援の一環として利用する教材を想定し、教科書以外から画像やテキストを取り込み、また、内部のデータに基づいてテキスト内の語彙の重要性を数値等で示し、教材準備の際の参考資料を備えることで元の教科書の補填を試みた。補填材料は、単語の読み方、イメージを膨らませるための画像や音声など、本来のテキストにはないものである。これにより、学習者の能力に合わせて教材を可変させられる教科学習のための読解支援システム開発を目指した。(2)文構造表示ツール日本語の文構造の把握を視覚的に容易に実現する、Ajaxを用いたWebアプリケーションツールを作成した。
蛋白質合成開始素過程の解析とポリアミンの役割

1. 4種の塩基配列が少しずつ異なるOppA mRNAの開始領域130merより成るRNAを合成し、fMet-tRNAのリボソームへの結合のポリアミンによる促進とポリアミンによるRNAの構造変化を検討した。その結果、ポリアミンはShine-Dalgarno(SD)配列と開始コドンの二次構造を弛めること、及びOppA mRNAはSD配列と開始コドンAUGが12ヌクレオチドと通常のmRNAに比べて間隔が開いているが、この間隔を狭めることによりfMet-tRNAのリボソームへの結合を促進し、OppA合成を促進していることが明らかとなった。2.動物の蛋白質合成開始の律速段階である40Sリボソーム亜粒子の開始コドンAUGまでのmRNA上のスキャニングにはeIF4F(4A、4E、4G複合体)と、eIF4BによるRNAへリカーゼが重要な役割を果たす。カナダのSonenbergのグループは4Eの過剰産生ががん化を引き起こすこと、また私達は4Gの過剰産生ががん化を引き起こすことを見出した。この両者のがん化の違いを検討したところ、4Eの場合はリン酸化が重要であり、mRNAの5′-非翻訳領域(5′-UTR)が比較的短いmRNAか6の蛋白質合成が促進を受けた。一方、4Gの場合は5′-UTRの長いmRNAからの蛋白質合成が効率よく促進された。従って、4E及び4Gの過剰産生によるがん化の機構は異なっていることが示唆された。現在、4Eのリン酸化、5′-UTRの長さの異なるmRNAからの蛋白質合成に対するポリアミンの効果を検討中である。
環電流効果を利用した保磁力の大きな純有機ナノサイズ棒磁石の創成

平成18年度においては、水素結合連鎖間の配列様式が制御可能なニトロニルニトロキシドラジカル誘導体の合成し、結晶構造とバルク磁性の相関を構成分子の環電流効果と関連づけながら研究目的とした。具体的には、分岐水素結合により集積したナノ棒磁石どうしの配列様式を合成化学的に制御するために、ベンゾイミダゾールまたはインドールのベンゾ環部分を部分的に窒素原子に置換した誘導体および5-位または6-位にハロゲン原子(Cl、Br)を導入した誘導体を合成した。結晶構造解析の結果、これら誘導体は、母体と同様の積層カラム構造を形成した。SQUID磁気測定の結果、ラジカル分子間に強磁性的な相互作用。Cl、Br体では、6位に導入されていた。Cl、Br体では、ハロゲン原子を介して積層カラム間に弱い反強磁性的相互作用が観測された。さらに、対応する6-ハロインドール誘導体では、特定のカラム間でより強い反強磁性的相互作用が優勢となり、Cl体は,1.9K、Br体は、2.1K付近でメタ磁性転移が観測された。これは、これまでの純有機メタ磁性体と比較して1桁高い温度である。また、窒素原子を置換したイミダゾ[c]ピリジン骨格を導入した誘導体では、1K付近で比較的大きな保磁力を有するバルク強磁性体に転移した。既知のニトロニルニトロキシラジカル誘導体に比べ転移温度は高く、保磁力も大きい。複素環部位の環電流効果または、カラム環の交換相互作用がスピン整列に大きく寄与していることが示唆された。計算化学的手法を用いて詳細なスピン整列メカニズムの解明を進めている。以上より、ベンゾイミダゾール環およびインドール環を系統的に化学修飾し、2次元的なメタ磁性体大きな保磁力を有するバルク強磁性体の結晶を見出すことに成功した。平成16年度においては、水素結合連鎖間の配列様式が制御可能なラジカル誘導体の合成研究、構造-磁性相関を研究目的とした。具体的には、分岐水素結合により集積したナノ棒磁石どうしの配列様式を合成化学的に制御するために、インドールの5-または6-位に、イオン半径の異なるハロゲン(E, Cl, Br)を1つ導入した一連の誘導体を合成することができた。生成ラジカルの安定性が高く、様々な条件下で結晶を作成することが可能であった。5F-および6F-体は、bemzimidazol-2-yl nitronyl nitroxyl (BIm-NN)と同様の機構で強磁性的相互作用を発現しナノ棒磁石としての特性を示した。一方、5Cl-、5Br-体は、溶媒分子を包接した2量体を形成し、2量体内では強い強磁性的相互作用が働いていた。6Cl-,6Br-体もBIm-NN類似の積層カラム構造を形成した。高温部の磁気特性もBIm-NNと酷似していたが、低温部ではメタ磁性体特有の磁場依存性を示した。さらに、ベンゾ環に導入されたハロゲン原子とニトロキシル酸素原子の接近が、磁気的相互作用の次元拡張に大きく影響することを計算化学的手法で明らかにすることができた。以上のように、ハロゲン化インドール構造を有するNN誘導体を系統的に合成し、集積体形成にハロゲン原子導入位置が大きく影響すること、その効果は塩素、臭素の場合に顕著であることを明らかにした。平成17年度においては、水素結合連鎖間の配列様式が制御可能なラジカル誘導体の合成研究、構造-磁性相関を研究目的とした。具体的には、分岐水素結合により集積したナノ棒磁石どうしの配列様式を合成化学的に制御するために、一連のN原子を1つ含むピリド環および2つ含むピリミド環を導入したベンゾイミダゾール誘導体を合成した。結晶構造解析の結果、ピリミド環を導入した誘導体は、母体と同様の積層カラム構造を形成した。SQUID磁気測定の結果、ラジカル分子間に強磁性的な相互作用が存在することがわかった。窒素原子を介して積層カラム間にも弱い強磁性的相互作用が観測された。一方、ピリミド環を導入した誘導体では、結晶性の化合物が得られなかった。複数のプロトンアクセプターサイト導入による分子内および分子間水素結合の乱れが生じたと判断した。低温で3次元的な強磁性スピン整列が観測された誘導体について、交流磁化率測定を行ったところ、約1Kでバルク強磁性体に転移していることが確認された。積層カラム内の強磁性カップリングに加え、積層カラム間の相互作用がバルク強磁性発現に大きく寄与していることを合成化学的に実証することができた。以上より、ベンゾイミダゾール環に窒素を1つ導入すると、積層カラム環の磁気的相互作用が促進されるというナノ棒磁石のスピン整列に関する新たな知見が合成化学的に明らかにされ、1次元性の強い物質系でもバルク強磁性体に変換できることを示すことができた。

SQUID磁気測定の結果、ラジカル分子間に強磁性的な相互作用。Cl、Br体では、6位に導入されていた。Cl、Br体では、ハロゲン原子を介して積層カラム間に弱い反強磁性的相互作用が観測された。さらに、対応する6-ハロインドール誘導体では、特定のカラム間でより強い反強磁性的相互作用が優勢となり、Cl体は,1.9K、Br体は、2.1K付近でメタ磁性転移が観測された。これは、これまでの純有機メタ磁性体と比較して1桁高い温度である。また、窒素原子を置換したイミダゾ[c]ピリジン骨格を導入した誘導体では、1K付近で比較的大きな保磁力を有するバルク強磁性体に転移した。既知のニトロニルニトロキシラジカル誘導体に比べ転移温度は高く、保磁力も大きい。複素環部位の環電流効果または、カラム環の交換相互作用がスピン整列に大きく寄与していることが示唆された。計算化学的手法を用いて詳細なスピン整列メカニズムの解明を進めている。以上より、ベンゾイミダゾール環およびインドール環を系統的に化学修飾し、2次元的なメタ磁性体大きな保磁力を有するバルク強磁性体の結晶を見出すことに成功した。
臭素化ダイオキシンを蓄積する海産無脊椎動物を対象とした毒性リスク評価

ダイオキシン類の塩素が臭素に置換した臭素化ダイオキシン類(PBDDs)による人の健康や生態系への影響が懸念されているが、PBDDsに関する国際的な毒性評価は定まっていない。また、低臭素化ダイオキシンは、海藻類によって生合成されるため天然起源とされ、特に海産無脊椎動物に高蓄積するが、そのリスク評価また毒性機序については不明である。本研究の概要は、無脊椎動物のモデル生物および野生生物を研究材料として、PBDDs各異性体の毒性影響濃度を生態毒性試験法で決定し、国際機関の環境政策への適用を目指す。また、PBDDsの影響を分子レベルで網羅的に解析し、包括的なリスク評価へと展開することである。
シタネストーオクタプレシンのフェリプレシン濃度の違いによる麻酔時間への影響

シタネストーオクタプレシンに添加されているフェリプレシンの濃度を変え、麻酔効果に及ぼす影響について体性感覚誘発電位を用いて比較検討した。対象は雄性ウイスター系ラットで、セブフルレンで麻酔導入後パンクロニウムで不動化しSEPの測定は、局麻薬0、1mlを眼窩下孔部に注入し、注入直後より5分後までは1分間隔で、10分後より120分迄は5分間隔で測定した。0.03u/mlフェリプレシンンを対照として、0.005u/ml、0.01u/m、0.02u/ml、0.06u/ml、0.12u/ml、フェリプレシン含有3%プリロカインとを比較し、P1-N1間の頂点間振幅を測定しコントロールを100として各時間の頂点間振幅をパーセント変換した。消失したP1-N1波が再び出現してきた時間を麻酔効果消失時間と考え、フェリプレシン濃度との相関を調べ、相関係数は0.78で順相関が認められた。すなわちフェリプレシン0.005u/mlからo.12u/mlまでは、濃度依存的に麻酔作用時間は延長した。
自分の健康と命を守り、自己を成長させ、体と心と社会的な健康の土台を育む就学前教育

自分の健康と命を守り生涯にわたる健康の実現と維持に必要な力を明らかにすることを目的として、ニュージーランドの幼児教育カリキュラム(Te Whariki)と日本の新しい保育所保育指針・幼稚園教育要領・認定子ども園教育・保育要領の分析を開始した。またニュージーランドで近年広く取り入れられている保育の記録法であるLearning Storyについて、ニュージーランドの就学前教育施設(幼稚園・保育所・保護者主体の自主保育施設)で実地調査(記録の閲覧および保育士へのインタビュー)を行い、Te Whariki(カリキュラム)の概念の保育の現場での実現方法についてのより深い理解と検証を行った。また保育現場での子どもの観察を、日本の保育所およびニュージーランドの就学前教育施設で行った。これらの成果の一部を、「発育発達と子育て支援の視点から見た日本とニュージーランドの子どもの健康と健康教育」,人文研究, 197, 43-54, 2019.で報告した。さらに子どもの支援をすることが、大人の学びと成長の機会になることを検証するためのプレ調査を開始した。学生に保育所での3歳児および4歳児との自由遊びの機会を与え、参与観察(1時間)を3回行ってもらい、参与観察時の子どもと大学生の活動内容・学生自身の振り返り、エピソード記述、学生が見て・感じて・考えたことを日誌に書いて提出して貰った。研究者による学生達の様子と行動変化の観察(メタ観察)と学生達が記載した日誌の質的分析を現在進めている。2018年度の9月にニュージーランドで就学前教育(幼児教育)の視察調査、幼児教育カリキュラム(Te Whariki)と保育記録方法(Learning Story)の調査を行った。また2019以降に行う予定であった日本の保育所での学生達の保育への参与観察のプレ調査を2018年から開始することができた。どのような力を育むことを就学前教育は目指しているのかについての検証は、日本の保育所保育指針等とニュージーランドの幼児教育カリキュラム(Te Whariki)は予定通り分析を進めている。スウェーデンの国定の就学前教育カリキュラム(Lpf&ouml; 98)は、2019年度から解析を行うことができる予定である。2019年には、スウェーデンの国定の就学前教育カリキュラムの質的分析(内容分析)を行い、日本の保育所保育指針等およびニュージーランドの幼児教育カリキュラム(Te Whariki)の分析結果との比較検証を行う。またスウェーデンの保育の視察調査を行う。保育の参与観察(対象:4歳と5歳の子ども達)を行うとともに、2019年度以降に予定していて2018年度にプレ調査を開始することができた学生達の参与観察、および研究者による学生達の観察(メタ観察)を、プレ調査の成果を活用して本格的に開始する。日本の子どもの健康と命を守るための教育と支援についての2018年度の研究成果を、2019年6月にInternational Academic Conference, Education(ダブリン)で発表する予定である。また、研究者による学生達の様子と行動変化の観察(メタ観察)と学生達が記載した日誌の質的分析のプレ調査の報告を2019年9月の日本体育学会で行う予定である。

保育の参与観察(対象:4歳と5歳の子ども達)を行うとともに、2019年度以降に予定していて2018年度にプレ調査を開始することができた学生達の参与観察、および研究者による学生達の観察(メタ観察)を、プレ調査の成果を活用して本格的に開始する。日本の子どもの健康と命を守るための教育と支援についての2018年度の研究成果を、2019年6月にInternational Academic Conference, Education(ダブリン)で発表する予定である。また、研究者による学生達の様子と行動変化の観察(メタ観察)と学生達が記載した日誌の質的分析のプレ調査の報告を2019年9月の日本体育学会で行う予定である。2018年度にスウェーデンでの共同研究調査を予定していたが、先方(海外の連携研究者)の都合で2019年度に延期になったため、次年度使用額となる調査旅費が生じた。
共鳴の輪の中で：音楽の場とその形成について

3人5人の参加者の脳波計測データの実時間分析しそのデータを音や映像に変換し芸術表現を行った、さらにこのシステムを双方向化、つまり、参加者がその音や映像を再び体験し、その結果を脳波が変化し音や映像も変化するという、フィードバックループする状況をインスタレーションとして発表した。多数の人が簡単に装着できる脳波計を開発し、10人以上の人が同時に脳波計測できるシステムの準備をおこなっており、次のフェーズで実施公開する。本研究はまず、音楽聴取時の複数の人間の脳波間の相関、つまり音楽形成の場の特徴を視覚化、聴覚化し、それを最終的には芸術表現へとつなげていこうとするものであるが、EMOTIV(脳波計)を35台同時計測し,そのデータを実時間で分析するシステムは4月中にそのプロトタイプが出来上がり、それと並行し視覚化、聴覚化のためのシステムのプロトタイプも準備され、それらのシステムを使い、4月に六本木アートナイト、10月(山梨学院大学)と9月(筑波大学)において、インスタレーションとして公開し、そこから得られたデータ、知見を構成論的にこれらのシステム(分析/視覚化/聴覚化)の調整に生かし、研究を推進した。寺澤、中川は本研究に関連して聴覚化、視覚化の研究を個別に進め、次のステップを用意している。堀も脳波計測のアルゴリズムの研究を進めている[研究論文、研究発表欄参照]。本研究では最終的には30台程度の脳波の同時計測、分析、視聴覚化を目指すが、当初予定していたEMOTIV(脳波計)の後継機種のハードウェアとしての壊れやすさ、不安定さが問題視される状況となり、年度の終わりから慶応大学の三木研究室の新しい脳波電極を用い共同で脳波計制作を行うための準備を始めた。本研究はほぼ順調に進んでいるとはいえるが、当初予定していた脳波計の後継機の性能が良くなく、我々の要求を満たす機種を探索したが、見つけることができなかった。慶応大学の三木准教授が開発した新しい乾式電極はテストの結果、大変ノイズが少なくまた、装着においてストレスが少ないことがわかり、三木准教授とこの新しい乾式電極を使った脳波計を共同開発する予定である。この計画変更により、脳波計購入に予定されていた予算は脳波計の共同開発に使われることになる。新しい脳波計の設計に関する基本方針,仕様を定め,制作を行った。帽子製作者と脳波計を載せるキャップのプロトタイプを完成した。作品に関わるソフトウェア構成を決定した。-解析ツールボックスを用いたソフトウェア開発を行い,脳波の分析が行えるようになった。慶応大学の三木研究室と共同で頭髪をかき分け、頭皮に正確にフィットする電極を載せる機構を開発した。キャップに電極をのせ、基本的な動作を確認した。年度末に予定されている、インスタレーション作品に用いる基本的なBCIパラダイムを検討し,脳波の分析結果の作品への反映の仕方を決定した。複数の脳波計からのデータの実時間解析の実験を公開データを使っておこなった。当初、購入予定の脳波計の後継機種の性能、およびに耐久性に問題があったことに発する、新しい脳波計の自作は計画していたほど順調には進展しなかった。本来ならば当年度中に、複数の人間の同時計測ための、プロトタイプの大量(10台程度)の複製を予定していたが、これは最終年度の前半へ持ち越された。また、それに関連した複数の人間の同時計測からのデータ解析のアルゴリズムの実験、選択は行われなかった。研究実績の概要最終年度である本年度は前年度から引き続きおこなっているパフォーマンスのためのシステムの構築とそのシステムをつかった複数の脳波同時計測データの相関の解析を基に本研究の目標である、実時間のデータ解析を伴う、視聴覚表現、インスタレーションを目指してきた。しかしそれらを構成する個別の研究は進展しているものの、それらの総合としての作品を制作するには至っていない。前年度から慶應大学の三木研究室と帽子制作事業者ダブルリボンと制作を行なってきた脳波計はデザイン性の高いものが複数個製作され、また、ERPなどの十分な精度のある計測が可能であることが検証された。この三木研究室との共作のモデルの完成は本研究にとって重要である、脳波計の自己管理下での制作、安定供給という課題はクリアーされ、3Dプリンターで用意した部品に三木研究室制作の電極を差し込むことで1時間程度で組み立てることができる。代表者である古川と分担者である中川は脳波計をつかった視覚化、聴覚化の研究を進めており、それらはオーディオ・ビジュアル・インスタレーションとして発表されており、その成果は次の段階で全体のシステムにインテグレイトされる。分担者である堀、大村らも脳波の分析のアルゴリズムの研究をすすめている。これらの個別の研究を総合するかたちで、本研究の最終的な成果は2018年度中に具現化され、まとめられ、年度の後半、次年度にインスタレーション、パフォーマンス、研究発表として公開される。

初年度において5台程度までの脳波計の同時計測、実時間分析そしてそれらの視覚化、聴覚化のシステムのプロトタイプは完成したが、[現在までの進捗状況]で書いたように、本年度は乾式電極を使った脳波計の共同開発を行うと同時に、現在のシステムを、本研究の核となる脳波データの分析アルゴリズムとそこから得られたデータの聴覚化、視覚化へのマッピングの最適解を得るため、つぎのステージのシステムへとグレードアップし、視覚化、聴覚化の先にある芸術表現へつなげていく作業を行う。実際には初年度においてマッピング時に固定されていたパラメーターを可変なものとし、新たなユーザーインターフェイスにより、耳と目と身体を使っって、単なる視覚化、聴覚化を超えて、芸術表現をも含む新たな空間を探索し、最終年度の芸術表現、作品などを準備する。脳波計がある程度完成するまでは、既存の公開されている複数の脳波の同時計測データを利用する。今後の作業工程としては,ここまでに準備してきた諸要素を完成させ,作品の形で統合させることである。とりわけ複数の脳波の同時計測から得られた各個人のデータ間の相関の聴覚化、視覚化をもとにした芸術表現の部分には十分な時間をとってシステムの調整を行はなくてはならい。また、そのためには複数の人間の同時計測ための脳波計の完成が8月の終わりまでに必要になる。10月、12月に予定されているインスタレーション形式での作品展示のあとは、そこから得られた知見を論文として発表する。29年度が最終年度であるため、記入しない。実験音楽29年度が最終年度であるため、記入しない。