hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
色収差およびカラーフィルタ絞りを利用したアオリ光学系による距離推定技術の開発

これまでにアオリ光学系による距離推定方式を,車載用途などリアルタイム用途で利用しやすい方式として確立することを目的とし,研究を進めてきた.特に,車両の全周囲にわたって距離推定を行うなど,事故予防運転や自動運転等に活用できるよう,本方式の改良や工夫を行ってきた.その中でもメインとなる研究対象は,距離推定範囲の広範囲化および高精度化である.ただし,光学系に起因する画像の劣化によって,どうしても鮮鋭度(焦点ぼけ)の推定誤差が大きくなる.本方式では,鮮鋭度を使い広範囲の距離推定を行うことから,鮮鋭度の推定誤差はそのまま距離推定の誤差に大きく影響を与える.しかし,光学系の改良によるレンズ収差の抑制には大きな制約がある.例えば,一般的な解決手法として異なる材料や曲率のレンズを複数枚組み合わせて利用する方法が考えられるが,光学系の大型化や重量増などシステムの設置および利用において不便さが生じるという別の問題を引き起こす.そこで,推定誤差を引き起こす要因となっていたレンズ収差を逆に利用することで,距離推定精度の向上を図ることにした.まず,手を付けたのが色収差である.一つのセンサでRGBそれぞれの画像を取得することになるが,RGBそれぞれで焦点距離が異なるため,異なる光学系で3枚のアオリ画像を入手したのと同様の効果を得ることができる.よって,2台のカメラでそれぞれ3枚の画像,つまり全6枚の画像を使い距離推定を行う手法の研究を行った.なお,本研究では,主に6種類のアオリ光学系の最適な設定について検討を行った.具体的には,各周波数帯域でどの距離推定範囲を担うかを検討することで,距離推定の高精度化と広範囲化の両立を図った.距離推定精度の向上と距離推定範囲の拡大を意図した方式改善を検討するにあたって,まず色収差の利用を進めた.ただし,実機による実験を実施する前に,レンズシミュレータを使うことで,実機を使った実験においてどのような結果得られるかをある程度予測する作業を行った.その際,予想以上にRGBの各周波数によって距離推定できる範囲が異なることがわかり,また,あえて色収差を活用することから,従来の色収差を抑制する一般的なレンズ設計とは大きく方針や考え方が異なることから,距離推定用途に最適なレンズ設計に苦慮した.具体的には,多数のレンズパラメータ設定の試行錯誤に非常に多くの時間を要した.従って,絞りの活用に関するシミュレーションまで作業を進めることはできなかったが,色収差の利用に関しては非常に多くの情報を取得できた.引き続き,色収差による距離推定の精度改善および広範囲化を図るとともに,カラーフィルタを用いた絞りの利用についても検討する予定である.なお,カラーフィルタによる絞りの利用については,カラーフィルタの透過周波数帯域および開口径の二つについて議論する必要があるが,これらはこれまでに検討してきた色収差の利用に関する検討事項と組み合わせると非常に大きな次元で最適解を探すことになる.従って,各パラメータの最適値の探索に多くの時間を割く必要があることが考えられる.加えて,ニューラルネットワークの活用についてもこれまで以上に積極的に進めていく予定である.特に,ニューラルネットワークのユニット数・層構造の検討に多くの時間を割く予定である.最終的には,これまで利用していた一眼レフカメラによる大型の簡易撮影装置ではなく,比較的小型の撮影装置で単レンズを利用した光学系および小型イメージセンサを組み合わせた撮影装置を構築し,それを用いた性能限界について調査をする予定である.これまでにアオリ光学系による距離推定方式を,車載用途などリアルタイム用途で利用しやすい方式として確立することを目的とし,研究を進めてきた.特に,車両の全周囲にわたって距離推定を行うなど,事故予防運転や自動運転等に活用できるよう,本方式の改良や工夫を行ってきた.その中でもメインとなる研究対象は,距離推定範囲の広範囲化および高精度化である.ただし,光学系に起因する画像の劣化によって,どうしても鮮鋭度(焦点ぼけ)の推定誤差が大きくなる.本方式では,鮮鋭度を使い広範囲の距離推定を行うことから,鮮鋭度の推定誤差はそのまま距離推定の誤差に大きく影響を与える.しかし,光学系の改良によるレンズ収差の抑制には大きな制約がある.例えば,一般的な解決手法として異なる材料や曲率のレンズを複数枚組み合わせて利用する方法が考えられるが,光学系の大型化や重量増などシステムの設置および利用において不便さが生じるという別の問題を引き起こす.そこで,推定誤差を引き起こす要因となっていたレンズ収差を逆に利用することで,距離推定精度の向上を図ることにした.まず,手を付けたのが色収差である.一つのセンサでRGBそれぞれの画像を取得することになるが,RGBそれぞれで焦点距離が異なるため,異なる光学系で3枚のアオリ画像を入手したのと同様の効果を得ることができる.よって,2台のカメラでそれぞれ3枚の画像,つまり全6枚の画像を使い距離推定を行う手法の研究を行った.なお,本研究では,主に6種類のアオリ光学系の最適な設定について検討を行った.具体的には,各周波数帯域でどの距離推定範囲を担うかを検討することで,距離推定の高精度化と広範囲化の両立を図った.距離推定精度の向上と距離推定範囲の拡大を意図した方式改善を検討するにあたって,まず色収差の利用を進めた.ただし,実機による実験を実施する前に,レンズシミュレータを使うことで,実機を使った実験においてどのような結果得られるかをある程度予測する作業を行った.

その際,予想以上にRGBの各周波数によって距離推定できる範囲が異なることがわかり,また,あえて色収差を活用することから,従来の色収差を抑制する一般的なレンズ設計とは大きく方針や考え方が異なることから,距離推定用途に最適なレンズ設計に苦慮した.具体的には,多数のレンズパラメータ設定の試行錯誤に非常に多くの時間を要した.従って,絞りの活用に関するシミュレーションまで作業を進めることはできなかったが,色収差の利用に関しては非常に多くの情報を取得できた.引き続き,色収差による距離推定の精度改善および広範囲化を図るとともに,カラーフィルタを用いた絞りの利用についても検討する予定である.なお,カラーフィルタによる絞りの利用については,カラーフィルタの透過周波数帯域および開口径の二つについて議論する必要があるが,これらはこれまでに検討してきた色収差の利用に関する検討事項と組み合わせると非常に大きな次元で最適解を探すことになる.従って,各パラメータの最適値の探索に多くの時間を割く必要があることが考えられる.加えて,ニューラルネットワークの活用についてもこれまで以上に積極的に進めていく予定である.特に,ニューラルネットワークのユニット数・層構造の検討に多くの時間を割く予定である.最終的には,これまで利用していた一眼レフカメラによる大型の簡易撮影装置ではなく,比較的小型の撮影装置で単レンズを利用した光学系および小型イメージセンサを組み合わせた撮影装置を構築し,それを用いた性能限界について調査をする予定である.ソフトウェアシミュレーションを使ったレンズ設計の検討に非常に多くの時間を費やしたこと,および国内外の学会発表のための旅費については,別途予算を利用したことが次年度使用額を生じさせた主な理由である.今後は,実機を使った実験を進めることで,予定通り予算を消化する予定である.
開水路粗度急変部における流れの遷移と流砂機構に関する研究

1.様式の異なる3種の護床工粗面及び滑面の固定床から移動床へと低面粗度が急変する区間を対象として、静的及び動的洗掘過程の基礎実験と水理解析を行い、護床工様式の違いが洗掘穴の形状特性に及ぼす影響について検討した。護床工直下流の洗掘形状は、各ブロックの粗度要素突起間の延長測線上で深掘れが著しく、横断方向に凹凸のある3次元的な形状を示し、その間隔や高低差は粗度要素の形状と配列によって決まる。それらの洗掘穴中央部の縦断形状には、ブロックの幾何形状による顕著な差は現れず、それぞれはいずれも時間的にほぼ相似な形状を示す。砂床上の摩擦速度は、初期状態では粗度変化点付近に最大値があって流下方向に漸減するが、洗掘の進行とともに洗掘域の摩擦速度が急激に減少し、最終平衡状態では逆に粗度変化点直下流で最小値をとり、流下方向に増加する。この摩擦速度の実測値と非平衡流砂量式を用いた洗掘過程の計算では、実験値にほぼ対応した結果が得られた。一方、滑面下流部では射流が持続し、側壁から水路中央に向かう衝撃波を伴った波状跳水が発生して、護床工がある場合よりも大きな洗掘穴が形成された。2.加古川水系万願寺川の西脇井堰下流に設置されているホロースケア護床工の下流において、平水時に詳細な河床測量と洗掘穴内の流速分布測定を行い、最大洗掘深によって河床縦断形状を無次元化すれば、最大洗掘深の発生位置と上流斜面の勾配が実験結果と一致すること、洗掘穴形成時とは流量条件が異なるが、護床工基面よりも下方の流速分布の流下方向変化は、実験結果とほぼ同一の傾向を示すことを明らかにした。3.法勾配1割の法面が滑面からイボ型護岸模型による粗面に変化する台形水路を対象として、側壁粗度急変部の流れ特性に関する実験を行い、流速の3次元分布を詳細に計測して、底面粗度と同様に急変部法面近傍から内部境界層が発達していくことを指摘した。本研究では,イボ型護床ブロックの粗面から移動床への粗度急変部を対象とした局所洗掘過程の基礎実験と水理解析を行うとともに,実際河川の堰直下流に設置された護床工周辺の河床形状の実測と検討を行った。まず,粗度急変部の局所洗掘に関する基礎実験では,ホロ-スケア模型からなるイボ状粗面に続く均一砂床の河床変動を,靜的および動的洗掘条件下で測定し,両者ならびに床固め下流の局所洗掘に関する既往の実強における最大洗掘深と洗掘範囲の時間的変化の特徴を明らかにした。一方,動的洗掘過程を5段階に分け,各洗掘段階の固定砂床上で流速分布,底面せんだん応力および底面圧力の分布を詳細に測定し,洗掘の進行に伴うそれらの分布の変化とブロック粗度要素の影響について考察した。その結果,護床工直下流の洗掘形状は,各ブロック間の測線上で深掘れが著しく横断方向に凹凸のある3次元的な形状を示すが,縦断形状は時間的にほぼ相似であって,最大洗掘深が粗度変化点からその洗掘深は時間的にほぼ相似であって,

最大洗掘深が粗度変化点からその洗掘深の35倍の距離が生じること,砂床上の摩擦速度は,初期状態では粗度変化点付近に最大値(下流等流部の2倍)があって流下方向に低減するが,洗掘の進行とともに洗掘減の摩擦速度が急激に減少し,最終平衡状態では粗度変化点下流で最小値(砂の移動限界以下)をとり,流下方向に増加することが示された。この摩擦速度の測定値と非平衡流砂量式を用いて洗掘過程の計算を行い,実験値にほぼ対応する結果を得た。つぎに,加古川水系万願寺川の西脇井堰の護床工下流における平水時と出水直後の河床測量を行い,実験で得られた3次元的な洗掘形状が現地でも形成されること,最大洗掘深を用いて無次元化した河床縦断形状の特徴が最大洗掘深の発生位置とその上流斜面の勾配に関して実験結果と一致するが,下流斜面の勾配は減水期の埋め戻し過程の影響を受けて実験値のそれより緩くなっていることなどを明らかにした。本研究では、3種の護床工について、粗面から移動床への底面粗度急変部を対象とした洗掘過程の基礎実験と水理解析、並びに実際の護床工下流における河床形状の実測と検討を行った。さらに、滑面と護岸ブロック模型からなる側壁粗度急変部の流れ特性について実験的に考察した。まず、粗度急変部の局所洗掘に関する基礎実験では、昨年度のホロ-スケア模型に加えて、6脚ブロック粗面、半球粗面及び滑面路床に続く均一砂床の河床変動を同じ動的洗掘条件下で測定し、護床工様式の違いが洗掘穴の形状特性に及ぼす影響を明らかにした。その結果、護床工直下流の洗掘形状は、各ブロックの粗度要素間の延長測線上で深掘れが著しく、横断方向に凹凸のある3次元的な形状を示し、その間隔や高低差は粗度要素の形状と配列及び横断方向の間隔によって決まることが判った。それらの洗掘穴中央部の縦断形状及び最大洗掘深の発生位置には、ブロックによる顕著な差は現れず、いずれも時間的にほぼ相似な形状を示した。一方、滑面路床下流部では射流が持続し、側壁から水路中央に向かう衝撃波を伴った波状跳水が発生して、護床工がある場合よりも大きな洗掘穴が形成された。つぎに、加古川水系万願寺川の西脇井堰3tホロ-スケア護床工の下流において、平水時に詳細な河床測量と洗掘穴内の流速分布測定を行い、最大洗掘深による無次元河床縦断形状では、最大洗掘深の発生位置と上流斜面の勾配が実験結果と一致すること、護床工基面より下方の流速鉛直分布の流下方向変化は、洗掘穴形成時とは流量が異なるが実験結果とほぼ同一傾向を示すことなどを明らかにした。また、法勾配1割の法面が滑面からイボ型護岸模型による粗面に変化する台形水路において、流速の3次元分布を詳細に計測し、底面粗度急変部と同様に、法面近傍において内部境界層が発達することを指摘した。
難接着性補綴材料を接着可能にする小型紫外線照射装置の開発

難接着性補綴材料である熱硬化性樹脂への紫外線照射(UV)の効果を紫外線殺菌庫で確認した.紫外線の波長の異なるUV-Cの効果はUV-Bよりやや劣っていた.義歯床用ポリアミド系樹脂ついて評価したところ,いずれの製品も接着強さの改善が認められた.この紫外線照射効果は,サンドブラストを併用することでより向上した.この結果をもとに,UV-B紫外線ランプ3本を中央に配置した小型紫外線照射装置の試作した.熱硬化性樹脂で作製したファイバーポストの接着強さを評価したところ,試作紫外線照射器は紫外線殺菌庫での処理時間よりも短時間で接着強さが向上し,他の材料でもその効果を期待することができる.難接着性補綴材料とされている熱硬化性樹脂を用いていた歯科築造用ファイバーポスト表面に対する紫外線照射の効果を紫外線殺菌庫にて確認した.紫外線殺菌保管庫で用いられているUV-Bランプと,より短波長であるUV-Cランプを,マトリックスレジンとしてUDMA樹脂,エポキシ樹脂とPMMA樹脂を用いたファイバーポストの表面に紫外線照射したときの,ランプの種類と照射時間が接着強さに及ぼす影響を評価した.UV-C, UV-Bのいずれのランプでも,マトリックスレジンにかかわらず有意な接着強さの向上が認められた.UV照射の効果は熱可塑性のPMMA樹脂では大きいものの,熱硬化性のエポキシ樹脂,UDMA樹脂ではやや小さかった.また,接着強さに及ぼす処理時間はUV-CとUV-Bでは異なり,UV-Cの効果はやや劣っていた.赤外分光法により紫外線照射後の樹脂表面の分子構造の変化を評価したところ,C-OとC-Hの吸収ピークに変化が認められた.また,接着性に乏しいとされている義歯床用ポリアミド系樹脂2製品の接着についてUV-B照射を行った表面の接着強さをせん断試験で評価したところ,いずれの製品もUV-B照射により接着強さの改善が認められた.この紫外線照射効果は,サンドブラストを併用することで,接着強さはより向上した.また,加速度劣化試験であるサーマルサイクルを負荷しても接着強の減少の程度は小さかった.この結果をもとに,UV-B紫外線ランプ3本を中央に配置し,中央部のステージが回転する小型紫外線照射装置の試作した.この照射装置を用いてファイバーポストの接着強さを評価したところ,紫外線殺菌庫での処理時間よりも短時間で接着強さが向上した.難接着性補綴材料である熱硬化性樹脂への紫外線照射(UV)の効果を紫外線殺菌庫で確認した.紫外線の波長の異なるUV-Cの効果はUV-Bよりやや劣っていた.義歯床用ポリアミド系樹脂ついて評価したところ,いずれの製品も接着強さの改善が認められた.この紫外線照射効果は,サンドブラストを併用することでより向上した.この結果をもとに,UV-B紫外線ランプ3本を中央に配置した小型紫外線照射装置の試作した.熱硬化性樹脂で作製したファイバーポストの接着強さを評価したところ,試作紫外線照射器は紫外線殺菌庫での処理時間よりも短時間で接着強さが向上し,他の材料でもその効果を期待することができる.まず初めに紫外線殺菌保管庫に用いられているUV-Bランプと,より短波長であるUV-Cランプを用いて,マトリックスレジンの異なるファイバーポストの表面に紫外線照射したときのランプの種類と照射時間が接着強さに及ぼす影響を評価した.UV-Bのランプでは,マトリックスレジンに関わらず有意な接着強さの向上が認められた.UV照射の効果はPMMAでは大きいものの,エポキシ樹脂,UDMAではやや小さかった.しかしながらUV-C照射を行っても接着強さにあまり向上せず,UV-Cの効果はやや劣っていた.また,接着が難しいとされているポリアミド系樹脂2製品の接着についてUV-B照射を行った表面の接着強さをせん断試験で評価したところ,いずれの製品もUV-B照射により接着強さの改善が認められた,試作紫外線照射装置は,当初は市販製品に補助電灯を配置し,排オゾン装置を組み込むことを検討したが,紫外線の出力が小さいために,特に排オゾン装置が必要ないことが判明した,紫外線照射による効果もUV-BとUV-Cで明確な差が認められなかったため,UV-Bランプを3本配置した小型紫外線照射器を試作した.現在はこの試作小型紫外線照射器によるファイバーポストの接着強さに及ぼす影響を検討している.難接着性材料の表面改質に及ぼす紫外線波長の違いを検討したところ,従来用いているUV-BがUV-Cよりも大きな効果が得られることが明らかとなり,従来のUV-Bランプを用いて試作紫外線照射器を作製した.この試作器による接着性強さへに及ぼす照射時間について現在検討している.また,現在までに得られた結果について投稿原稿を作成中である.試作装置を用いて,市販ファイバーポストとレジンセメントとの接着性,射出成形型の熱可塑性樹脂と常温重合レジンとの接着について,照射時間,照射距離を変化させてどのように影響するかを検討する.以上の結果を国内外の学会にて報告し,論文投稿を行う予定である.接着性試験を行うための材料及び,国外の学術大会への参加および,国内外の雑誌への投稿・別刷り代として使用する予定である.
顔の残効を利用した顔空間の深索的研究

本研究課題では、従来の顔研究で全く注目されてこなかった、リアリズムの次元を検討対象とした。ここでいうリアリズムとは、顔が作り物であるか(人造顔)、それとも現実の人間の顔であるか(自然顔)を表す次元を意味する。実は心理学以外の分野ではリアリズムの心理的影響が既に議論されており、中でもロボット工学における「不気味の谷」仮説が近年注目を集めている。この仮説は、ロボットに対する人間の印象が、ロボットの外観のリアリズムによって影響を受けるであろうと述べている。本研究ではまず、この仮説を検証するため、リアリズムのレベルが様々に異なる顔画像を被験者に呈示し、リカート法を用いて印象評定をさせた。実験の結果は、不気味の谷仮説を支持するものであり、人間の顔知覚メカニズムがリアリズムによって系統的な影響を受けることが確認された。次にこの不気味の谷現象を順応パラダイムの中で検討した。今回は、目の大きさを拡大した顔を観察し続けると(順応段階)、その直後のテスト段階で観察した顔の目の大きさが、通常よりも小さく感じられるという現象(目の大きさの残効)を利用した。順応段階とテスト段階の両方で自然顔を観察した場合には残効が顕著に生じたが、順応段階で人造顔、テスト段階で自然顔を観察すると、残効は生じなかった。この結果は、自然顔と人造顔が、顔空間の異なる領域で分離して表現されると仮定することで理解できる。しかしながら、順応段階で自然顔を観察すると、その効果がテスト段階の人造顔に影響することが確認されたため、リアリズムに関連した顔空間の構造は、上記の単純な仮説では十分に理解できないこともわかった。このような複雑な顔空間の構造を検討するためには、リアリズムの次元に注目したさらなる検討が必要である。本研究課題では、顔の残効現象を利用して、顔空間の構造を検討することを目的としている。顔を持続的に観察すると(順応)、その直後には、顔の見え方が通常とは変化する現象が知られている。この現象を顔の残効と呼ぶ。残効はどのような場合にも生じるわけではなく、順応の際に観察した顔と、残効確認時に観察する顔との共通性などに依存して、残効が生じる場合もあれば、そうでない場合もある。このような知見を手がかりとして、人間の視覚系内に存在すると考えられている、顔空間と呼ばれる視覚表象の構造(知覚次元)を検討することが可能であると期待されている。本研究課題では、検討すべき顔空間の次元として、リアリズムの次元に注目した。我々は作り物の顔と現実の人間の顔を容易に区別することができる。このことは、顔の見かけのリアリズムの程度が、知覚次元の一つとして存在することを意味しているが、リアリズムの次元は、これまでの顔知覚研究ではほとんど検討されてこなかった。近年、不気味の谷と呼ばれる仮説が注目されている。これは、作り物の顔を徐々にリアルな顔に近づけていくと、人間の観察者に対する印象が向上していくが、リアリズムの程度があるレベルに達すると、急激に印象が悪化するはずだ、とする仮説である。不気味の谷仮説が正しければ、それはおそらく我々の視覚系の、リアリズム判断の特性を反映していると考えられる。そこで本研究では、まず、不気味の谷仮説を、顔画像の印象評価実験を行うことで検討し、この仮説の妥当性を確認した。次に、不気味の谷現象を、残効実験のパラダイムの中で確認するための実験を開始した。顔の残効が、リアリズムの程度の違いを超えて転移するのかどうかを検討するのが主な目的であり、平成18年度もデータ収集を引き続き行う予定である。
新任教師がもつ生徒指導におけるジェンダー観の構築・変容過程

本研究は、新任教師(大学四年生時含む)へのインタビュー調査を行うことによって、教師のもつ生徒指導におけるジェンダー観の構築及び変容過程を明らかにすることを目的としている。平成30年度は、平成29年度から行なっているインタビュー調査の継続実施及び新たにインタビュー対象者を選定し、調査を行なった。また、『月間生徒指導』のタイトル分析を行なった。第1のインタビュー調査の継続実施について、平成29年度に調査を行なった9名のうち、8名に継続して調査を行なった。継続調査は7-8月に8名に調査を行い、そのうちの2名は3月にも再度調査を行なった。7-8月の調査では、新任教師として1学期を終えたばかりの時期であることから、「1学期をふりかえった感想」、「困難だったこと」、「想定以上にやれたこと」、「二学期以降の課題と目標」について聞き取りを行なった。2-3月調査では、新任教師として一年を終える時期だったので、先と同様の内容を1年間全体をふりかえって聞き取りを行なった。また、平成29年度調査でとらえきれなかった部分を補完するために、新たに4名の大学4年生にインタビュー調査を行なった。第2の『月間生徒指導』のタイトル分析では、『月刊生徒指導』の1971年から2018年11月までの記事タイトルを対象にしている。ジェンダーの視点から得た知見では、『月刊生徒指導』において、「女」と「男」をテーマにしたものが多数存在し、両者を区別して論じながら、「女」が多く語られていることが明らかになった。男女問わず問題視されている「非行」「いじめ」などのテーマも、わざわざ「女子」を冠にしたタイトルを設けている記事も存在する。「女」を別にして語るということは、「男」を語るものとの間に、なんらかの相違点が存在する可能性があると考えられる。インタビュー調査に関して、事前の計画通りに進行している。当初の計画では、教師としての初年度に二度インタビュー調査を行う予定であったが、2名のみの実施となった。これは対象となった教師たちが年度末に多忙であり、日程調整等が難航したためである。インタビューを実施できなかった教師たちから、五月の連休時や夏の長期休暇であれば対応可能という連絡をもらっている。年度末に予定していた調査は今後、協力者の都合に応じて適宜日程を調整し、継続した調査が行えるようにしている。また、教師のジェンダー観の変容を明らかにする予定であったが、新任教師へのインタビュー調査から、新たな研究課題も生まれた。それは、新任教師特有の困難や多忙である。具体的には、新任教師たちの想定以上に授業準備の時間が取られること、部活動指導等により長時間の労働時間に全てが新しい業務であることの多忙などである。今後は、この点についても関心を持ちながら調査を行なっていく予定である。次に、『月刊生徒指導』の分析は、膨大な資料データの整理を効率よく行い、タイトル分析を行うことができた。タイトル分析を行うことで、『月刊生徒指導』の全体像を把握することが可能となった。また、上述したように、タイトルだけでもジェンダーの視点から興味深い知見を得ることができた。インタビュー調査は継続して実施する。まず、平成31年度に2年目教師として働くインタビュー協力者には、5月の連休及び夏の長期期間中に2回目のインタビューを実施する予定である。既に、調査依頼は行なっている。また、平成30年度末にインタビュー調査を実施できた2名に関しては、引き続き平成31年度末に3回目のインタビュー調査を行う予定である。聞き取りの内容は、2回目の調査に関しては、新任教師としての1年間の経験についてである。その中で、生徒指導観の変容や学級運営の課題等について聞き取っていく。3回目の調査に関しては、教師としての2年目の経験について、これまでの調査同様に聞き取りを行なっていく。平成31年度に新任教師となる協力者には、平成30年度同様に、夏の長期休暇期間に1回目のインタビュー調査を行う予定である。聞き取り内容に関しては、平成30年度と同様の予定である。『月刊生徒指導』の分析は、実際の記事内容を分析していく。タイトル分析で明らかになったように、男女を区別して生徒指導を行なっている可能性が示唆された。そこで、記事タイトルにジェンダーの要素が含まれたものを抽出し(例えば、タイトルに「女」が含まれているもの)、そこで語られるジェンダーについて詳しく分析を行なっていく予定である。そのために、先行研究の検討及び分析枠組みの構築、新任教師への継続的なインタビュー調査の実施、『月刊生徒指導』の資料収集と分析、という研究計画を設定した。第一について、「生徒指導」及び「教育言説」に関する先行研究の整理のため、必要な文献収集に努め、現在分析枠組みを検討中である。後述する『月刊生徒指導』の分析では、テキストマイニングの技法を用いることが有効ではないかと考えている。また、著者の属性や性別も重要な変数であると考えられるため、タイトルをカテゴリー別に分類し、それらの変数との関係性について分析を行っていく。インタビュー調査については、「職業的社会化」研究、「教師の発達」研究から示唆を得た。ジェンダーの観点から分析された生徒指導研究は、心理学領域に多く見られたが、教育社会学の領域でもいくつか重要な研究が存在していることが明らかとなった。

第二について、インタビュー項目の設定を行い、教職を目指している学生に協力を依頼し、インタビュー調査を9名(女性6名・男性3名)に実施した。一人あたり60分超から120分ほどのインタビュー時間で、学校教育段階での経験や人間関係に関する考え、新任教員として働くにあたり課題に感じていることなどを聞きとっている。現在、インタビューデータの書き起こしを行っている。第三について、『月刊生徒指導』の資料収集を行った。現在、当該雑誌で扱われているタイトル及び著者についてデータ入力を行っている。資料が膨大であるが、現在1990年代後半まで入力を終えている。文献の収集、インタビュー調査に関しては事前の計画通りに進行している。生徒指導に特化した教育社会学研究の蓄積はそれほど多くないが、子どもの相互作用研究や校則研究などを手がかりに先行研究の整理を行っている。インタビュー調査者の人数が事前に計画していたものより少なくなっているが、インタビュー調査を行っている段階で、協力者の赴任先が、宮崎・熊本・大分・長崎・福岡・鹿児島・滋賀・兵庫と非常に多岐に渡った。今後継続して調査を行うにあたり、1年あたりの人数を多くすることで、日程調整や継続調査の困難が生じやすいと考え、安定的に調査を行える人数を模索するため、まずは9人で行った。また、インタビューをしているなかで、調査者が協力者の語りを誘導する恐れがあったため、明確に「社会のジェンダー観」やそれに対する個人的考えを質問することは控えた。『月刊生徒指導』の資料が膨大なため、データ入力にやや時間を要している。データ入力当初は、ページ数や小さなコラム、読書案内等の項目も入力していたが、作業が膨大になることに加え、分析の焦点が定まらなくなる恐れもあるため、まずはタイトル・著者・著者の属性に限定してデータ入力を行っている。本研究は、新任教師(大学四年生時含む)へのインタビュー調査を行うことによって、教師のもつ生徒指導におけるジェンダー観の構築及び変容過程を明らかにすることを目的としている。平成30年度は、平成29年度から行なっているインタビュー調査の継続実施及び新たにインタビュー対象者を選定し、調査を行なった。また、『月間生徒指導』のタイトル分析を行なった。第1のインタビュー調査の継続実施について、平成29年度に調査を行なった9名のうち、8名に継続して調査を行なった。継続調査は7-8月に8名に調査を行い、そのうちの2名は3月にも再度調査を行なった。7-8月の調査では、新任教師として1学期を終えたばかりの時期であることから、「1学期をふりかえった感想」、「困難だったこと」、「想定以上にやれたこと」、「二学期以降の課題と目標」について聞き取りを行なった。2-3月調査では、新任教師として一年を終える時期だったので、先と同様の内容を1年間全体をふりかえって聞き取りを行なった。また、平成29年度調査でとらえきれなかった部分を補完するために、新たに4名の大学4年生にインタビュー調査を行なった。第2の『月間生徒指導』のタイトル分析では、『月刊生徒指導』の1971年から2018年11月までの記事タイトルを対象にしている。
超海洋パンサラッサ－古テチス海インタフェイスのテクトニクス復元

本研究課題は、イラン高原から中央アジアを通ってアジア東縁に点在する古生代後期(特に3.22.7億年前)の低温高圧型変成岩とオフィオライト構成岩に着目し、超海洋パンサラッサと古テチス海のインタフェイスについての未解決問題の解決に取り組むものである。最終年度(平成30年49月)は、前年度までに得られたデータを総括しながら総合研究を展開した。また、昨年度に引き続き、変成海洋玄武岩試料から分離したジルコンを韓国の基礎科学資源研究所において高質量分解能型二次イオン質量分析装置(HR-SIMS)をもちいた高確度のウラン・鉛年(U-Pb)代測定を試みた他、変成堆積岩についてはレーザーアブレージョンと四重極型誘導結合プラズマ質量分析(LA-ICPQMS)をもちいた砕屑性ジルコンの年代頻度パターンの把握を行った。西オーストラリア大学の共同研究者らと、初年度・次年度に日本列島の複数の古生代地質体のから岩石採取し、鉱物分離を行った砕屑性ジルコンについて、局所ウラン・鉛年代測定と局所ハフニウム同位体組成の同時測定を大量に実施し、得られたデータの解析を行った。スペインのサラマンカ大学で変成鉱物についての高精度の酸素・水素同位体組成分析も実施した。ELEFANTコードを用いたコンピューターによる3Dダイナミクスのモデリングと、GPlatessソフトウェアを用いた超海洋パンサラッサと古テチス海周辺のプレート境界の変遷の可視可を進めた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は、イラン高原から中央アジアを通って東アジアに点在する古生代後期の低温高圧型変成岩に着目し、超海洋パンサラッサと古テチス海のインタフェイスについての未解決問題の解決に取り組むものである。46.5億年の地球史において超大陸パンゲアを取り囲む超海洋パンサラッサと古テチス海の関係は、地球科学における第一級テーマであり、これまでに様々な復元モデルが提案されてきた。しかしインタフェイスに関する統一理解には達していない。本研究は古生代後期(特に、3.22.7億年前)の低温高圧型変成岩のグローバルな連続性な連続性に着目し、構造地質学・変成岩岩石学、地球年代学、古地磁気学を相補的に組み合わせた総合研究を行う。初年度(平成28年9月開始)はイラン高原の古生代後期のエクロジャイト相変成岩の岩石学・鉱物学的解析を行った。中央海嶺玄武岩質のエクロジャイトからジルコンを分離し、韓国の基礎科学資源研究所において二次イオン質量分析装置でU-Pb測定を行った。変成堆積岩にいてもジルコンを分離し、レーザアブレーションICP質量分析装置で砕屑性ジルコンの頻度分布を把握した。また、イラン高原の標本と一緒に、西南日本の古生代後期の低温高圧型変成岩(蓮華変成岩)から分離したフェンジャイト質雲母の酸素・水素同位体組成のスペインのサラマンカ大学で測定を行った。本研究課題に関係した国際学会のセッションを起案し、論文執筆をはじめた他、次年度の野外地質調査のための準備を進めた。研究計画起案の段階で既に分析のための海外共同利用施設の打合せを十分に行い、さらに解析するための岩石標本を選定・準備していたため計画通りに研究を進展させることができた。本研究課題は、イラン高原から中央アジアを通ってアジア東縁に点在する古生代後期の低温高圧型変成岩とオフィオライト構成岩に着目し、超海洋パンサラッサと古テチス海のインタフェイスについての未解決問題の解決に取り組むものである。平成29年度は、研究初年度(平成29年10月平成30年4月)に引き続き、イラン高原から中央アジア、日本列島、ロシア沿海州の古生代後期(特に3.22.7億年前)の低温高圧型変成岩の連続性に着目し、構造地質学・変成岩岩石学、地球年代学、古地磁気学を相補的に組み合わせた総合研究を実施した。昨年度に引き続き、変成海洋玄武岩試料から分離したジルコンを韓国の基礎科学資源研究所において高質量分解能型二次イオン質量分析装置(HR-SIMS)をもちいたU-Pb年代測定を試みた他、変成堆積岩についてはレーザーアブレージョンと四重極型誘導結合プラズマ質量分析(LA-ICPQMS)をもちいた砕屑性ジルコンの年代頻度パターンの把握を行った。初年度の予察的実験を発展させる形で、西南日本及びロシア沿海州の古生代後期の変成岩からフェンジャイト質雲母を分離し、スペインのサラマンカ大学で高精度の酸素・水素同位体組成を系統的に行った。比較のため西南日本の中生代低温高圧型変成岩のフェンジャイト質雲母についても同じ分析を行い、普遍性の検証を行った。さらに、日本列島の古生代プレート境界岩の野外地質調査を行い新しい試料も得た。超海洋パンサラッサー古テチス海に関して3編の学術論文を公表し、6件の学会発表を行った。最終年度に向けて、ELEFANTコードを用いたコンピューターによる3Dダイナミクスのモデリングと、GPlatessソフトウェアを用いた超海洋パンサラッサと古テチス海周辺のプレート境界の変遷の可視可を開始した。計画通りに構造地質学・変成岩岩石学・地球年代学・古地磁気学の解析が進んでいることに加え、本研究課題の成果の一部が学術論文に公表されはじめた。

本研究課題は、イラン高原から中央アジアを通ってアジア東縁に点在する古生代後期(特に3.22.7億年前)の低温高圧型変成岩とオフィオライト構成岩に着目し、超海洋パンサラッサと古テチス海のインタフェイスについての未解決問題の解決に取り組むものである。最終年度(平成30年49月)は、前年度までに得られたデータを総括しながら総合研究を展開した。また、昨年度に引き続き、変成海洋玄武岩試料から分離したジルコンを韓国の基礎科学資源研究所において高質量分解能型二次イオン質量分析装置(HR-SIMS)をもちいた高確度のウラン・鉛年(U-Pb)代測定を試みた他、変成堆積岩についてはレーザーアブレージョンと四重極型誘導結合プラズマ質量分析(LA-ICPQMS)をもちいた砕屑性ジルコンの年代頻度パターンの把握を行った。西オーストラリア大学の共同研究者らと、初年度・次年度に日本列島の複数の古生代地質体のから岩石採取し、鉱物分離を行った砕屑性ジルコンについて、局所ウラン・鉛年代測定と局所ハフニウム同位体組成の同時測定を大量に実施し、得られたデータの解析を行った。スペインのサラマンカ大学で変成鉱物についての高精度の酸素・水素同位体組成分析も実施した。ELEFANTコードを用いたコンピューターによる3Dダイナミクスのモデリングと、GPlatessソフトウェアを用いた超海洋パンサラッサと古テチス海周辺のプレート境界の変遷の可視可を進めた。今後当初の計画通り、次年度は西南日本の古生代後期の地質の野外地質調査を実施する。本研究は従来の変成岩岩石学に古地磁気学を応用する。低変成度の変成岩類(弱変成付加体構成岩類)の特に、枕状溶岩、チャートの定方位コア試料を系統的に採取し、残留磁気測定を実施する。計画通りに天然試料の解析を進める。それに加えて地球ダイナミクスの3Dモデリングを行い、総合的に超海洋パンサラッサー古テチス海のインターフェイスの復元を推進する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
資源分布と経済成長に関する動的モデルの構築と計量分析

豊かな天然資源は、資源国の経済に停滞と成長という相反する結果をもたらしている。このような資源と経済成長の非単調な因果関係を説明するため、本研究では従来の「量」的な資源の豊かさの定義に加え、資源投資の収益率に影響を及ぼす資源の地理的な「密集度」を新たな豊かさの指標として着目した分析を行った。その結果、天然資源量が豊富で且つ密集度の高い場合に限り、経済成長を押し上げる効果があることがわかった。天然資源の賦存量と立地特性を鑑み、資源開発の優先度を見極めることで、経済成長を促すような資源政策を考えることが可能となる。このような資源と経済成長の非単調な因果関係を説明するため、従来の「量」的な資源の豊かさの定義に加え、本研究では、資源投資の収益率に影響を及ぼす資源の地理的な「分散」を新たな豊かさの指標として用いる。当該年度には、資源の量と分散に基づく投資決定問題を内生化した動的モデルの構築を行った。まず、天然資源の分散度合が資源利用に伴う社会生産関数の選択問題に影響を及ぼすと仮定し、貧困トラップモデルに倣ったシンプルな経済成長理論モデルを構築した。その際、天然資源の分散度合いをパラメータとして明示的に生産関数に組み込み、成長過程において資源分散が投資収益率にもたらす影響の説明を試みた。その結果を基にした比較静学分析により、天然資源の分散度合いが小さい場合、つまり資源が比較的密集している場合は、長期的な社会資本ストック(経済成長)が高位均衡へと収束し、天然資源の分散度合いが大きい場合は、長期的な社会資本ストックが低位均衡へと収束することが説明できたといえる。このように、天然資源の分散度合いが経済成長経路に違いをもたらす主要因は、規模の経済性にあると考えられる。天然資源は、地理的に密集しているほど高収益率を背景とした多くの投資を誘引し、さらに周辺インフラストラクチャーへの設備投資による社会関係資本の増加などの波及効果も期待できるからである。つまり、地理的に天然資源が集中しているほど規模の経済性の恩恵を受けることができるのである。この結果より、資源の地理的な分散は、資源投資の収益率、さらには経済成長経路に対して重要な影響を及ぼすことを理論的に示すことができた。前年度(平成25年度)には、資源の量と分散に基づく投資決定問題を内生化した動的モデルの構築を行った。その際生じてきたモデルの制約を解決すべく、今年度は、協力体制にある動的マクロモデル専門家との意見交換を積極的に行い、理論モデルのブラッシュアップに努めた。改善策のひとつとして、産業集積などの分析に用いる立地論を応用し、資源の集中と資本投資レベルの関係性に対する説明を試みた。また、理論分析と並行して、既存の天然資源分布データを基に実証分析を実施した。まず、ケース・スタディとして、イギリスの植民地であり、ダイヤモンド資源に依存するシエラレオネとボツワナというアフリカの2か国を取り上げ、比較分析を行った。それぞれの国のダイヤモンド資源には大きな特徴の違いがあり、シエラレオネのダイヤモンドは、広範囲にわたり小規模な鉱山が点在しているのに対して、ボツワナは大規模な鉱山が数か所に集中している。分析の結果、このダイヤモンド資源分布の違いとそれに伴う投資レベルの違いが、独立時にはほぼ同じ経済レベルにあった両国のその後の成長過程に大きな違いをもたらしている可能性が高いことが分かった。このような資源と経済成長の非単調な因果関係を説明するため、従来の「量」的な資源の豊かさの定義に加え、本研究では、資源投資の収益率に影響を及ぼす資源の地理的な「分散度合」を新たな豊かさの指標として用いた。まず、資源量と資源分散度合に基づく投資決定問題を内生化した理論モデルの構築を行った。具体的には、ビッグ・プッシュモデルを資源セクターと非資源セクター間に応用し、資源セクターからのリターンが資源量と分散度合の両パラメータによって決まる社会的生産関数を構築した。これにより、最適な資本投資が、両パラメータの変化によって収穫逓減型の生産体制(に伴う経済成長の停滞)、もしくは収穫逓増型の生産体制(に伴う経済成長の促進)のいずれに決定するかを説明した。次に、この理論モデルをベースとした構造推定モデルの構築に加え、空間データに依拠した資源分散指標を新たに構築し、資源量と共に経済成長率への影響を検証した。資源分散指標の構築には、資源埋蔵エリア間の距離を基に試算するクラスター化インデックス・アプローチを採用し、各国の資源分散度合を計測した。計量分析では、世界各国の石油・天然ガス資源とダイヤモンド資源の2資源を事例とした検証を行った。空間データの制約により、推計は資源国の経済成長率を左辺に置いたクロスセクション推計を用いた。その結果、資源量と分散度合は経済成長に対して相反する効果をもたらしうるものの、それらの統計的有意差は推定モデルの仕様や操作変数による影響を受けやすいことが明らかになった。よって、推定モデルの頑健性を改善するための精査が引き続き必要となる。

豊かな天然資源は、資源国の経済に停滞と成長という相反する結果をもたらしている。このような資源と経済成長の非単調な因果関係を説明するため、本研究では従来の「量」的な資源の豊かさの定義に加え、資源投資の収益率に影響を及ぼす資源の地理的な「密集度」を新たな豊かさの指標として着目した分析を行った。その結果、天然資源量が豊富で且つ密集度の高い場合に限り、経済成長を押し上げる効果があることがわかった。天然資源の賦存量と立地特性を鑑み、資源開発の優先度を見極めることで、経済成長を促すような資源政策を考えることが可能となる。基本的な理論モデルは構築できており、当初課題に対する改善策も考えることができたものの、今後も継続的な理論モデルの改善とそれに沿ったシミュレーション分析を展開する必要があるため。また、実証分析面に関しては、上述の事例分析に加え、より一般的な分析を滞りなく進めていく必要がある。資源経済学前年度同様、シミュレーション分析の準備を行いつつ、理論モデルのブラッシュアップに引き続き努める。同時に、実証分析から得られた結果を研究会や学会で発表する機会を持ち、フィードバックの収集を行う。構築した理論モデルから一定の成果を得たものの、モデルの制約が依然多く、今後も継続的に改善を続けていく必要があるため、やや遅れていると判断した。当該年度に予定していた学会発表が行えなかったため、旅費分の次年度使用額が生じた。平成26年度以降に予定しているシミュレーション分析の準備を行いつつ、理論モデルのブラッシュアップに努める。その際、協力体制にある動的マクロモデル専門家との意見交換を以前より積極的に行ったり、関連する研究会や学会に参加したりすることで、必要な知見の収集・整理を行う。次年度使用額とH27請求額をあわせて旅費や広報費用として重点的に用いることで、研究成果を発信するための研究会や学会への参加・発表を行う機会を増やす予定である。当該年度に購入を予定していた物品の納入が遅延した。また、在籍学部が電子ジャーナルの整備計画を進めている中途であったこともあり、それと重複しないように新規の電子ジャーナル講読や論文集の購入を一時見合わせた。これらが、次年度使用額の生じた主な理由である。当該年度に購入を予定していた物品は、次年度の4月に納入済である。また、電子ジャーナルの講読や論文集の購入についても、学部の整備方針が決定次第、不足分を調達する予定である。次年度分として請求した研究費は、当初の予定通り、打合せや研究会・学会などへの出張費と、英語論文校閲委託費などの論文作成関係費として使用する計画である。
治療関連造血器腫瘍発症の予防を目指した病態および分子機序の解明

治療関連造血器腫瘍の頻度や遺伝子異常、原因となる薬剤について解析を行い、急性前骨髄球性白血病(APL)治癒後の治療関連白血病にRUNX1変異やキメラ遺伝子が関与することを示した。APL治療プロトコール含まれるエトポシドが造血幹細胞に対してMLLやRUNX1遺伝子のゲノム障害を引き起こす可能性を示唆した。さらにRUNX1変異がBMI1と協調して治療関連MDS/AML発症に関わることを検証した。悪性腫瘍に対する化学療法・放射線療法の進歩により、原発腫瘍の寛解率・治癒率は飛躍的に向上した。しかし一方で、治療関連の二次癌として急性骨髄性白血病(AML)や骨髄異形成症候群(MDS)が増加している。これらの治療関連AML・MDSは治療抵抗性のことが多く、原発腫瘍の増悪を伴って全身状態が悪化し、急速に不幸な転帰をとることが多い。本研究計画では、治療関連造血器腫瘍が(1)どれ位の頻度で起こっているのか(疫学的実態調査)、(2)どのような原因で起こるのか(遺伝子異常の検索)、(3)どのような治療と関連して起こるのか(薬剤量・放射線量の解析)を解明する。そこで本年度は、急性前骨髄球性白血病(APL)治癒後の治療関連白血病について、解析を行った。APLは治療成績が優れており予後良好で治癒の期待できる白血病である。しかし近年、APL治癒後のAML・MDSの報告が相次いでいる。そこでAPL全症例の調査を行い、124例中再発10例、治療関連AML・MDS11例を解析した。治療関連AML・MDS例の腫瘍細胞は初発や再発APLのものとは異なり、幼若な造血幹細胞から発生したものであった。遺伝子異常としてRUNX1点突然変異やキメラ遺伝子などが同定され、APL白血病細胞とは異なる正常あるいはpreAPL造血幹細胞がAPLに対する治療により遺伝子異常を獲得して発症していることが示唆された。これは既存のAPL治療に警鐘を鳴らす研究結果であり、学会や論文で報告した。また高齢者APLに対する治療成績が著しく悪いことを示し、新規高齢者白血病治療戦略の構築に寄与した。悪性腫瘍に対する化学療法・放射線療法の進歩に付随し、治療関連の二次癌として急性骨髄性白血病(AML)や骨髄異形成症候群(MDS)が増加している。本研究計画では、治療関連造血器腫瘍の頻度や遺伝子異常、原因となる薬剤・放射線について解析する。昨年度、急性前骨髄球性白血病(APL)治癒後の治療関連白血病にRUNX1変異やキメラ遺伝子が関与することを示したが、これらAPL治療プロトコールにはエトポシドが含まれていた。そこで本年度は、エトポシドを用いた造血幹細胞に対するゲノム障害実験解析を行った。ヒト臍帯血からCD34陽性細胞を分取して増幅し、通常治療に用いる濃度のエトポシドに1時間曝露した後、様々な期間培養した。コントロール細胞も同様に培養を行い、曝露3時間後および1-2週間後にDNAを抽出した。MLL遺伝子、AML1遺伝子等の転座切断点が集積する領域を、inverse PCR法を用いて増幅し、キメラ遺伝子の検出を行った。エトポシド曝露後3時間では、多数の再構成バンドが認められたことから、エトポシドによりDNA切断後、修復機構が働くもののかなりの確率で転座が生じていることが明らかになった。しかし1-2週間経過すると、再構成バンドは減少することから、クローン性に増殖していくものはまれで、ほとんどが淘汰されることが推測された。その一方で、コントロール細胞では1-2週間の培養後に再構成バンドが増加したことから、抗癌剤などの曝露がなくても、サイトカイン存在下で急速に増幅している造血幹細胞は、経過中に遺伝子再構成が起こりやすいことが示唆された。こめことは胎児白血病やドナー由来白血病などの原因を考えるうえで重要な所見と考えられ、学会で報告した。本研究計画では、治療関連造血器腫瘍の頻度や遺伝子異常、原因となる薬剤・放射線について解析をおこなってきた。急性前骨髄球性白血病(APL)治癒後の治療関連白血病にRUNX1変異やキメラ遺伝子が関与することを示し、APL治療プロトコール含まれるエトポシドが造血幹細胞に対してゲノム障害を引き起こす可能性を示唆した。そこで本年度は治療関連MDS/AMLを発症させる原因遺伝子異常(RUNX1変異)を導入したヒト造血幹細胞、およびマウスBMTモデルの解析を行った。RUNX1のD171N変異は治療関連MDS/AMLに最も高頻度にみられる変異である。この変異をヒトCD34陽性細胞に導入すると、自己複製能の亢進、分化抑制、3血球系の異形成、未分化性が認められるが、増殖能は欠いていた。この細胞ではBMI1が低発現であったが、RUNX

1変異を有するMDS患者のCD34陽性細胞では、BMI1高発現であったことから、両者の協調作用を検討した。D171N変異とBMI1の共発現により、ヒトCD34陽性細胞、マウスモデル共に増殖性の亢進が認められた。また、D171N変異を導入したCD34陽性細胞に後からBMI1を導入すると、高リスクMDS様の芽球増加を伴う緩やかな細胞増殖が認められた。以上のことから、BMI1がRUNX1変異と協調して治療関連MDS/AML発症に関わることが示された。以上の結果を学会で報告し、学術誌への投稿を行った。昨年度同定したAPL治癒後MDS/AMLについて、原因となったと考えられる抗癌剤エトポシドの遺伝子傷害作用を確認した。24年度が最終年度であるため、記入しない。治療関連MDS/AMLを発症させる原因遺伝子異常を導入したヒト造血幹細胞、およびマウスBMTモデルの解析を行う。
遺伝的改変細胞を用いた細胞性粘菌多細胞体の運動における構成単細胞の運動性の解析

細胞性粘菌の多細胞期の移動体は光に向かって移動運動を行う。移動体運動を制御しているのは細胞間cAMPシグナリングによって協調した移動体内の細胞の運動である。移動体内を三次元的に動く細胞の運動と、移動体全体の走光性運動を関連づけるために、三次元的な細胞の移動運動の解析を行う必要がある。このために光学流動を数値的に測定し、結果する速度ベクトル場を解析する手段は細胞性粘菌の多細胞期に応用されている。私は昨年度に二次元蛍光動画像の測定の定量性評価、及び三次元動画像の速度ベクトル場測定アルゴリズムの考案・開発を行った。移動体内で他の細胞とは違った運動を行う一部の細胞が、走光性における移動体の方向転換、即ち先端部分の屈曲に関わっていることがこれまでに示唆されている。移動体は分化した幾種かの細胞から構成されており、移動体の運動方向転換=形態変化のかぎとなる細胞はこれらの細胞のうちの一種類である可能性がある。細胞種に特異的な運動を検討するため、今年度は(1)三次元速度ベクトル場法の開発を更に進め、全体的に協調した方向・速度で移動する細胞群の中で、特殊な運動を行う細胞の動きを検知するアルゴリズムを考じた。(2)抗原抗体法を用いた分化細胞の特異的なラベリングを発展させ、蛍光顕微鏡法において最適な蛍光特性をもち、退色がほぼ皆無であるQdot(量子ドット)を使用する手段の開発を始めた。(3)分化細胞の特殊な運動における細胞間cAMPシグナリングの活性変化の関与を調べるため、遺伝子導入によるcAMPレセプターの強制発現・阻害の影響を検討し、(4)細胞分化のかぎであるPKA、プロテオソームの阻害剤による低強度の阻害を行った。これまでのところ(3,4)の処理を移動体に行う上でいくつかの困難な点が見出され、方法の再検討が必要である。(5)三次元動画像の取得は画像デコンボルーション法にのみ依存していたが、赤外領域で使用可能なニポウ式共焦点顕微鏡が開発されたため、その試用を開始した。このことで三次元的な細胞運動をより精細な蛍光画像として取得することが可能になり、三次元速度ベクトル場測定の精度の向上が見込まれる。移動体運動を制御しているのは移動体内の細胞の運動である。移動体内を三次元的に動く細胞の運動と、移動体全体の走光性運動を関連づけるために、三次元的な細胞の移動運動の解析を行う画像処理方法の開発と適応化を行った。これまでにも光学流動を数値的に解析し、結果をベクトル表示させる手段は細胞性粘菌の多細胞期に応用されている。しかしこれらの解析は二次元のビデオシークエンスの解析であり、またその定量性の評価も厳密になされていない。そこで、二つの研究を平行して行った。一つ目は二次元シークエンスの測定の定量注評価である。さまざまな速度・角度・輝度・半径をもつ蛍光ビーズが二次元平面状を運動するシークエンスを作成し、これらのビーズの運動をどれだけ正確に測定することができるのかを評価した。また、これらの評価を行う過程で、測定精度を向上させるために独自の手段による画像ノイズの除去アルゴリズム、蛍光シグナルのフィルタリングアルゴリズムを開発した。二つ目は三次元シークエンスの光学流動測定アルゴリズムの開発である。基礎的なアルゴリズムは二次元のアルゴリズムを拡張することで得られた。結果の表示方法は新たに開発した。細胞の一部を赤外蛍光標識した移動体を暗黒条件に置き、Z軸制御装置を搭載した蛍光顕微鏡で三次元的な経時撮影を行った。作成したアルゴリズムを使って三次元的な細胞の運動の光学流動を測定し、その運動方向に関してこれまでに予測されてきた細胞の移動運動に沿う定量的な結果を得ることができた。今後、二次元シークエンスの処理で用いた定量性の評価と同様に、三次元的なビーズの運動を再現しその測定結果の定量性の評価を行う。またノイズ除去、蛍光シグナルのフィルタリングを実装する。さらに光照射時の移動体の方向転換と細胞の運動を関係付ける予定である。

(2)抗原抗体法を用いた分化細胞の特異的なラベリングを発展させ、蛍光顕微鏡法において最適な蛍光特性をもち、退色がほぼ皆無であるQdot(量子ドット)を使用する手段の開発を始めた。(3)分化細胞の特殊な運動における細胞間cAMPシグナリングの活性変化の関与を調べるため、遺伝子導入によるcAMPレセプターの強制発現・阻害の影響を検討し、(4)細胞分化のかぎであるPKA、プロテオソームの阻害剤による低強度の阻害を行った。これまでのところ(3,4)の処理を移動体に行う上でいくつかの困難な点が見出され、方法の再検討が必要である。(5)三次元動画像の取得は画像デコンボルーション法にのみ依存していたが、赤外領域で使用可能なニポウ式共焦点顕微鏡が開発されたため、その試用を開始した。このことで三次元的な細胞運動をより精細な蛍光画像として取得することが可能になり、三次元速度ベクトル場測定の精度の向上が見込まれる。