hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
キャリア発達の視点を備え、地域社会と連携し得る道徳教育のアプローチと教材の開発

本研究の目的は,子どもの「生きる力」の育成という観点から道徳教育とキャリア教育の一体化の可能性を追求することにあった。本研究では道徳教育において中核となる諸理念についての検討と,道徳教育とキャリア教育の実践・調査を通じて,キャリア教育の視点から実施される道徳教育という理念を彫琢し,教材を作成した。キャリア発達を備えた道徳教育では,家庭や地域社会との連携を図りながら,教師と児童・生徒及び児童・生徒同士の人間関係を深めることができる。このアプローチと教材によって、互いに連携しながら学校運営と道徳教育を行える教員と地域住民の「高度化」に貢献することが期待される。初年度は「道徳教育とキャリア教育の一体化」を目指した現状調査を、特に国内に力点を置いて進めながら、理論と実践の両面から研究の進捗を図った。理論面では、道徳教育における内容項目の検討を進め、特に「家族愛」について西洋における起源についての研究成果を踏まえて、その道徳教育における特質と意義を明らかにした。また「公共性」原理についても近代以降の展開を明らかにした。実践面においては、キャリア教育のアウトリーチ型の実践を行いその結果を検証した。また学校現場の教職員だけでなく地域住民・大学教員・学生らが支援者となって参画する試みを多面的に分析し、また学校で教員が教材を導入する際に生じ得る著作権の問題についても検討を進めた。現状調査を進めながら、検討会・研究会等にも参加し、活発に学術的な議論を行うことで研究を促進することができた。また研究成果も一定程度報告することができた。国外での調査を次年度に実施することとしたため、次年度は国外での調査研究を行い、成果を上げたい。2年目は初年度における研究実績を踏まえ、「道徳教育とキャリア教育の一体化」を目指した現状調査を国内・国外において進めながら、理論と実践の両面から研究の進捗を図った。特にドイツ及びオーストリアにおける現状調査を実施しながら、同時に研究ネットワークの構築にも努めた。理論面では内容項目についての検討を、特に「自由」「自律」について進め、道徳教育における特質と意義を明らかにした。また道徳教育の史的変遷を跡付けながら現代的課題を明らかにすることを試みた。特に情報モラル教育の観点から、児童・生徒の道徳性の発達をいかに支援していくかという課題に取り組み、キャリア発達の観点との接合を試みた。さらに、ヨーロッパに起源を持つ道徳教育における重要概念についての原理的な検討を進め、その一部を翻訳するなどして検討・議論の土台とした。実践面では教材の草稿版を作成し、改稿を重ねるとともに、複数の協力者に評価を依頼するなどして課題を明確化し、それを試行版にまで高めるために検討を重ねた。また、児童・生徒のキャリア形成のイメージ化を促進するために、専門分野(特に看護・養護・保健分野)における知見を得ることに努め、研究ネットワークを強化した。学校現場の教員と地域住民とが一体となって教育課題に取り組む際の現実的・効果的な手段や課題を把握するために、コミュニティ・スクールの在り方について、実際の運営を分析しながら検討を進めた。初年度に引き続き国内における現状調査を進めながら、国外における現状調査も進めながら、検討会・研究会等にも参加し、活発に議論を行うことで研究を進めることができた。この研究成果の一部については論文や著作の形態で一定程度報告することができた。また、予定している教材の草稿版を完成させた。次年度は、この教材草稿版を試行版に高めた上で、最終的には完成版としてまとめることとしたい。初年度から最終年度に至るまで,「道徳教育とキャリア教育との一体化」を目指して現状調査の研究を国内外で進め,また初年度に作成した教材草稿版を教材試行版にまで練磨してきた。最終年度は,国外,特にドイツの学校における先行事例の調査や国内での事例調査に基づいて,グローバルな視点から研究を進め,児童・生徒ひとりひとりの要求・特徴・能力に応じたケアとしての「キャリア教育の視点から実施される道徳教育」という理念の彫琢及び教育実践のための教材完成版の作成を実現した。この教材完成版を活用して,子どものキャリア形成に大きな影響を及ぼす地域住民と,道徳教育・キャリア教育を専門とする大学教員・大学院生との双方が関わり合いながら,「道徳教育とキャリア教育の一体化」を包含する実践とその分析を行った。この分析結果や作成した教材については,国際的な視点を含む評価を受けるための検討会を通じて,その成果の確認を行った。以上を通じて,本研究における最終年度の成果としては,次の2点にあると言える。ひとつは,実施前の「道徳の教科化」を見越して,道徳教育とキャリア教育を接合するという観点から,キャリア発達の視点を備え,かつ地域社会と連携し得る道徳教育の実現へのアプローチの開発を実現することができたことである。もうひとつは,その具体的な成果物として,実践を交えながら,児童・生徒の道徳的涵養を児童・生徒のキャリア教育の側面から進め,かつ教員自身と学校全体の質の「高度化」を実現する可能性を持つキャリア教育と道徳教育とを接合する教材を開発したことである。このようなアプローチと教材双方の開発により,教員研修と児童・生徒指導の両面から,教員・学校・地域社会の連携に基づいた包括的な教育の実現可能性を高め,児童・生徒が主体的に自らの将来への視野を拡げて充実した豊かな生を営み続けることに寄与する萌芽を開拓した。

本研究では道徳教育において中核となる諸理念についての検討と,道徳教育とキャリア教育の実践・調査を通じて,キャリア教育の視点から実施される道徳教育という理念を彫琢し,教材を作成した。キャリア発達を備えた道徳教育では,家庭や地域社会との連携を図りながら,教師と児童・生徒及び児童・生徒同士の人間関係を深めることができる。このアプローチと教材によって、互いに連携しながら学校運営と道徳教育を行える教員と地域住民の「高度化」に貢献することが期待される。今後も引き続き国内での現状調査を進めながら、検討会・研究会を積極的に開催・参加するとともに、さらに調査を国外にまで広げること等を通じて、研究目的に沿った成果をあげることを目指したい。今後も引き続き国内及び国外での現状調査を進めながら、検討会・研究会を積極的に開催・参加しながら、教材草稿版を実践し調査を行うことで、完成版にまで高め、キャリア発達の視点から地域社会と連携した道徳教育の推進に寄与することを目指したい。道徳教育・倫理学人件費・謝金で計上していた調査補助等を次年度以降に延期したため。最終年度である次年度において研究計画の完遂をより有効・確実になすために次年度への繰越を行ったため。国外調査を行った上で、調査補助等に充てる予定である。研究計画上で実施が予定されている教材作成及び、教材使用後に得られるデータの分析に有効に活用する計画である。
国際研究集会「無限自由度量子系の解析学」開催のための企画調査

この企画研究では場の量子論、量子統計力学の数学的研究の研究状況を調査し、近い将来、日本国内で国際研究集会を開催する可能性を検討した。8月上旬に研究分担者および関連した分野の研究者と集中的に研究連絡を行った。2003年3月にマルセイユで行われるワークショップに1週間参加して情報収集を行う。科学的面から判断して、以下の研究会のテーマとして適当である。(1)部分因子環理論を使った共形場理論の研究:この分野で近年顕著かつ独創性に富むな成果としては、Feng Xu(カルフォルニア大学)、河東泰之(東京大学)らの研究がある。Feng Xuは、Wess-Zumino-Witten模型から定まる部分因子環と、頂点代数理論を結び付け、組み合わせ的な問題を解析的手法で解決している。河東は、部分因子環の理と2次元共形場理論セクターの構造解析を進める方法論を作っている。ヨーロッパの局所場の量子論の研究者により、Feng Xu-河東の研究の発展的応用が期待される。(2)量子系における非平衡定常状態の研究:90年代に非相対論的場の量子論のハミルトニアンのスペクトル解析が進み埋蔵固有値の問題などこれまで数学的には厳密に扱えなかった問題の研究が進みつつある。これと独立にD.Ruelleはある種の非平衡定常状態の研究を提案しているが、上記のスペクトル解析の成果を応用することで解決の可能性が出てきた。この方面の研究は日本とヨーロッパで独立して行われている。国際研究集会を日本で開催することで、より深いレベルの情報交換が行われると考えられる。以上の状況をふまえ、この企画調査研究で想定した研究会を2-3年先をめどに行うのが妥当である。資金面や学術面で関連学会からの協力を得られるかどうかより実務的レベルの検討をこの1年をめやすに行いたいと結論した。
超炭素鎖化合物の全合成による立体化学および生物機能の解明

平成30年度は,アンフィジノール3(AM3)の全合成による絶対配置の確認および構造活性相関研究を行った。AM3は渦鞭毛藻Amphidinium klebsiiが産生する分子量1326の超炭素鎖化合物であり,強力な抗真菌活性を示す。AM3はポリオール部分や二つのTHP環部分およびポリエン部分が直鎖状に連なった特徴的な構造を有する。AM3の絶対配置は1999年に提出された。しかし多くの不斉中心が鎖状部分に存在するため,絶対配置の最終的な決定は困難であった。本申請者は,収束的な合成戦略によるAM3の世界初の全合成に成功した。合成過程の難題である分子量が2000程度の2大セグメント,すなわちポリオール部分に相当するC1-C29セグメント,およびビステトラヒドロピラン部分に相当するC30-C52セグメントの連結には大きな困難を伴ったが,種々の条件検討の結果,鈴木ー宮浦カップリングを利用することで克服できた。さらに,ポリエン部分に相当するC53-C67セグメントとのJukia-Kocienskiオレフィン化反応を経由して,各セグメントから僅か5段階(最長直線工程数:40段階,総工程数:112段階)で合成する方法を開発した。本法は他のアンフィジノール類縁体の合成にも応用可能な一般性のある合成法である。さらに簡略化AM3アナログ分子の設計と合成を行い,天然物と同程度の抗真菌活性を有する人工分子の創製に世界で初めて成功した。分子量1326の中分子であるアンフィジノール3(AM3)の,収束的な合成戦略による世界初の全合成に成功したため。さらに,簡略化AM3アナログ分子の設計と合成を行い,天然物と同程度の抗真菌活性を有する人工分子の創製に初めて成功し,新しい抗真菌剤開発への道を開くとともに,作用機構に関する重要な示唆を与えたため。ブレビスルセナールーF(KBT-F)は,ニュージーランドで発生した赤潮の原因毒であり,分子量が2054の超炭素鎖化合物である。KBT-Fの環構造を持つ部分の相対配置はNMRにより決定されているが,環同士の連結部分の相対配置は明らかになっていない。また,5個の不斉炭素原子についても,相対配置が明らかになっていない。そのため,可能なジアステレオマーの数は,28個,すなわち256個と膨大な数になる。これらのすべてのジアステレオマーを合成することは困難であるため,計算科学と合成化学を組み合わせた戦略により相対配置の決定を行う計画である。1)マクロモデルを用いて可能な256個のジアステレオマーについて配座解析を行い,ボルツマン分布を求める。2)得られた構造情報を基に,スパルタンを用いてポピュレーションを加味した13C NMRの化学シフトを計算する。3)天然物の13C NMRの化学シフトとの比較を行い,差の小さいものを選別する。4)選別した候補化合物を化学合成し,天然物の13C NMRとの比較を行い,KBT-Fの全相対配置を決定する。KBT-FのVWX環部に相当するジアステレオマーの候補化合物は以下の様に合成する計画である。すなわち,W環部は,ビニロガス向山アルドール型の反応を用いて構築することにし, X環はWittigオレフィン化反応,分子内オキサMichael反応を経由して合成する計画を立てた。

KBT-Fの環構造を持つ部分の相対配置はNMRにより決定されているが,環同士の連結部分の相対配置は明らかになっていない。また,5個の不斉炭素原子についても,相対配置が明らかになっていない。そのため,可能なジアステレオマーの数は,28個,すなわち256個と膨大な数になる。これらのすべてのジアステレオマーを合成することは困難であるため,計算科学と合成化学を組み合わせた戦略により相対配置の決定を行う計画である。1)マクロモデルを用いて可能な256個のジアステレオマーについて配座解析を行い,ボルツマン分布を求める。2)得られた構造情報を基に,スパルタンを用いてポピュレーションを加味した13C NMRの化学シフトを計算する。3)天然物の13C NMRの化学シフトとの比較を行い,差の小さいものを選別する。4)選別した候補化合物を化学合成し,天然物の13C NMRとの比較を行い,KBT-Fの全相対配置を決定する。KBT-FのVWX環部に相当するジアステレオマーの候補化合物は以下の様に合成する計画である。すなわち,W環部は,ビニロガス向山アルドール型の反応を用いて構築することにし, X環はWittigオレフィン化反応,分子内オキサMichael反応を経由して合成する計画を立てた。
皮膚悪性腫瘍における細胞成長因子の局在

また、最近、申請者は内臓癌、血液系悪性腫瘍により惹起されたと考えられる、膠原病症例を多数経験し、原発癌、皮膚組織における各種細胞成長因子の局在を調べ、いくつか興味ある知見を得た。
記憶の想起を増強する神経回路の解明

記憶障害の多くは想起の障害によって生じるが、想起を増強する神経回路レベルの研究は乏しく、想起の増強を可能にする薬物は存在しない。これまでに申請者は、H3受容体逆アゴニストがヒスタミン放出を増大させ、マウスおよびヒトの記憶想起を増強させることを明らかにしてきた。そこで本研究では、神経活動を選択的に操作する手法を活用して、「ヒスタミン神経系の活性化が想起を増強し、失われた記憶を回復させること」を明らかにするために研究を行った。神経活動を選択的に操作するためにDREADD(Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs)システムを用いた。DREADDの1つであるhM3Dqもともとヒトのムスカリン受容体だが、変異が含まれているために内因性のアセチルコリンとは結合せずに、人工的なリガンドであるCNO (Clozapine-N-Oxide)と結合する。CNOがhM3Dqに結合すると、導入した神経細胞は活性化する。マウスに新規物体認識試験を取り組ませ、そのテスト前にDREADD法を用いて、ヒスタミン神経系を選択的に活性化した。1週間後のテストにおいて、コントロールマウスはほとんど物体を思い出さなかったが、ヒスタミン神経を活性化させたマウスは物体の記憶を思い出した。ヒスタミンは嗅周皮質の神経細胞を興奮させる働きを有している。そこで嗅周皮質の神経細胞の活動をDREADD法を用いて選択的に活性化させた。新規物体認識試験のテスト前に、嗅周皮質の神経細胞の活動を上昇させると、この場合もマウスは物体の記憶を思い出した。本研究は、ヒスタミン神経系が認知機能障害の治療におけるターゲットになることを示唆する点で意義が大きい。記憶は生物の行動を制御する重要な脳機能である。記憶障害は認知症の主症状の1つで、生活の質を著しく低下させる。記憶、学習は獲得、固定化、想起の3つの過程に分類されるが、実際の記憶成績の低下は想起の障害によって引き起こされることが多い。一度は覚えたが時間の経過や認知症の進行によって思い出せなくなる。しかし、手がかりを与えられると再び思い出せるようになることから、脳内に記憶痕跡は残っていると考えられる。一見失われたように見える記憶も、記憶の想起を増強すれば回復できると考えられる。しかし、記憶の想起を増強し記憶を回復させる研究は非常に乏しく、記憶を回復させる薬物は存在しない。ヒスタミン神経系は記憶、学習に深く関与する。そこで、ヒスタミン神経系を活性化させれば、記憶の想起が改善し、一度忘れた記憶も回復するのではないかと考えた。これまでに嗅周皮質の急性スライス標本を用いた検討で、ヒスタミンが自発活動を上昇させることを明らかにした。そこで、自発活動の上昇が記憶の回復に十分かを調べた。DREADDシステムを用いて、PRhニューロンの自発活動を上昇させた。野生型マウスのPRhの興奮性ニューロンに、hM3D(Gq)受容体を発現するAAVを投与した。リガンドであるCNOを投与し、PRhニューロンの自発活動を上昇させた場合、忘れた記憶が回復するかを調べた。新規物体認識試験を用いて記憶の想起を評価した。1日目にトレーニングを行い、7日目にテストを行った。テスト前にCNOを投与し、PRhの自発活動を上昇させた。その結果、新しい物体に対する探索時間が長くなること、つまりPRhの自発活動の上昇によって古い物体を思い出せるようになることを明らかにした。ヒスタミンH3受容体逆アゴニストの投与によって、失われた記憶が回復する現象について、2016年度は自発活動の上昇がメカニズムの1つであることを明らかにした。DREADDシステムを用いて、嗅周皮質の自発活動を人為的に上昇させた。記憶が想起できなくなったマウスに対して、嗅周皮質の自発活動を上昇させた場合、このマウスは記憶を思い出すことができた。これは、当初の計画通りの準備、実験を行った結果である。さらに、次年度以降の研究をスムーズに進めるため、ヒスタミンニューロンを選択的に操作するための遺伝子改変動物(HDC-Creマウス)の準備を進めている。マウスを所属研究施設に導入し、繁殖を進めている。また、ヒスタミン神経系を活性化した場合、in vivoで神経活動に与える影響を調べるため、神経活動のイメージング法の開発にも取り組んでいる。以上のことを総合的に評価し、本研究課題は概ね順調に進展していると考えた。

これまでにヒスタミンH3受容体逆アゴニストの投与によってヒスタミン神経系を活性化させると、忘れた記憶が回復することを明らかにしてきた。しかしH3受容体はヒスタミンニューロン以外のニューロンの神経終末にも存在し、H3受容体の抑制によって他の神経伝達も活性化する。そこでヒスタミン神経系の活性化が記憶の回復に十分であるかを検証するため、薬理遺伝学的なヒスタミン神経系の活性化を試みた。ヒスタミンニューロン特異的にCreリコンビナーゼを発現するHDC-Creマウスの結節乳頭核にCre依存的にhM3D(Gq)受容体を発現させるアデノ随伴ウイルスを投与した。hM3D(Gq)発現ニューロンは人工的なリガンドclozapine N-oxideによって活性化する。新規物体認識試験のトレーニング7日目にclozapine N-oxideを投与すると、思い出せなかった物体記憶が回復した。この結果は、ヒスタミン神経の活性化が記憶回復に十分であることを示唆している。ヒスタミンH3受容体逆アゴニストの投与によって、失われた記憶が回復する現象について、2017年度はヒスタミン神経系の選択的な活性化による記憶回復を明らかにした。HDC-Creマウスの結節乳頭核にCre依存的にhM3D(Gq)を発現するアデノ随伴ウイルスを投与し、人工的なリガンドclozapine N-oxideを投与することで、ヒスタミン神経の選択的な活性化を実現した。これは、当初の計画通りの準備、実験を行った結果である。さらに、次年度の研究をスムーズに進めるため、in vivoで神経活動を測定する準備にも取り組んでいる。嗅周皮質に極細のGRINレンズを挿入し、カルシウムセンサーGCaMPの蛍光変化をイメージングする。この実験のなかで、ヒスタミン神経を活性化し記憶が回復した際に、どのような神経活動が観察されるかを明らかにする。以上のことを総合的に評価し、本研究課題は概ね順調に進展していると考えた。記憶障害の多くは想起の障害によって生じるが、想起を増強する神経回路レベルの研究は乏しく、想起の増強を可能にする薬物は存在しない。これまでに申請者は、H3受容体逆アゴニストがヒスタミン放出を増大させ、マウスおよびヒトの記憶想起を増強させることを明らかにしてきた。そこで本研究では、神経活動を選択的に操作する手法を活用して、「ヒスタミン神経系の活性化が想起を増強し、失われた記憶を回復させること」を明らかにするために研究を行った。神経活動を選択的に操作するためにDREADD(Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs)システムを用いた。DREADDの1つであるhM3Dqもともとヒトのムスカリン受容体だが、変異が含まれているために内因性のアセチルコリンとは結合せずに、人工的なリガンドであるCNO (Clozapine-N-Oxide)と結合する。CNOがhM3Dqに結合すると、導入した神経細胞は活性化する。マウスに新規物体認識試験を取り組ませ、そのテスト前にDREADD法を用いて、ヒスタミン神経系を選択的に活性化した。
二重特異性モノクロナ-ル抗体の作製

BALB/cマウスを、西洋ワサビのペルオキシダ-ゼ(HRP)、OM型赤血球、G3M G1型IgG3蛋白、G3MB3ST型IgG3蛋白またはG1M F型IgG1蛋白のF(ab')_2フラグメントで免疫しそのリンパ節細胞と同系マウスの骨髄腫細胞(P3U1)とをポリエチレングルコ-ルで融合させて培養し、クロ-ニングを行った。その結果、抗HRP、抗G3MG1、抗G3M Tおよび抗GIM Fモノクロナ-ル抗体を産生するハイブリド-マが得られた。二重特異性モノクロナ-ル抗体を作製するために、まず抗HRP産生ハイブリド-マと抗G3MT産生ハイブリド-マとを融合させて培養し、クロ-ニング後、酵素免疫測定法(ELISA)によって抗体スクリ-ニングを行った。すなわち、マイクロプレ-トをG3M T陽性のIgGでコ-トし、これを捕捉抗体としてHRPを捕捉させ、基質を加えて発色させた。三つの陽性ウェルのハイブリッドハイブリド-マを拡大培養し、同様にELISAによって抗体力価を測定したが、抗G3M Tが産生されているにもかかわらず抗HRPは検出されなかった。原因として、(1)抗HRP産生ハイブリド-マ自体に問題があった、(2)ハイブリッドハイブリド-マの拡大培養中に染色体が脱落した、(3)ハイブリッドになっていない抗G3MT抗体がハイブリッド抗G3MT/HRP抗体と競合し阻止抗体としてはたらいた、等の可能性が考えられた。原因を究明し、目的とするハイブリッドハイブリド-マの確立を急いでいる。
動吻動物をモデルとした深海性メイオベントスの多様性に関する研究

日本海域,オホーツク海域,西日本太平洋域にて深海性動吻動物の調査を行い,新たに100個体以上の動吻動物の採集に成功した.また,新規採集標本ならびに研究開始前に採集してあった標本よりDNA抽出をおこない,COI遺伝子塩基配列を決定した.DNA抽出を行った標本は抽出過程で外部骨格を隔離し,形態証拠標本として後の形態観察に用いている.またDNA抽出に用いなかった標本についても,順次観察を進めている.また標本比較のために,深海性動吻動物標本コレクションのあるフンボルト博物館(ドイツ)での標本観察を行った.約200個体のCOI遺伝子塩基配列決定を試みたうち,103個体の配列を決定することができた.この中には少なくとも58種の深海性動吻動物が含まれており,そのほとんどは未記載種であることが示唆された.形態証拠標本ならびに形態標本の観察結果がそろい次第,順次新種として記載していく予定である.現在世界中で知られる動吻動物の種数が約230種であることと比較すると,日本近海深海底における動吻動物の種多様性はきわめて高いことが明らかになった.また多くの種は単一海域のみに出現し,その生息水深帯も狭いことが示唆された.現段階では海域ごとの調査地点数に偏りが大きく,海域間での多様性の比較は難しい.しかし今後,調査地点を増加することで,さらに多くの動吻動物種が発見できるとともに,海域間の多様性/生物相比較が可能になると思われる.日本海域,オホーツク海域,西日本太平洋域にて深海性動吻動物の調査を行い,新たに100個体以上の動吻動物の採集に成功した.また,新規採集標本ならびに研究開始前に採集してあった標本よりDNA抽出をおこない,COI遺伝子塩基配列を決定した.DNA抽出を行った標本は抽出過程で外部骨格を隔離し,形態証拠標本として後の形態観察に用いている.またDNA抽出に用いなかった標本についても,順次観察を進めている.また標本比較のために,深海性動吻動物標本コレクションのあるフンボルト博物館(ドイツ)での標本観察を行った.約200個体のCOI遺伝子塩基配列決定を試みたうち,103個体の配列を決定することができた.この中には少なくとも58種の深海性動吻動物が含まれており,そのほとんどは未記載種であることが示唆された.形態証拠標本ならびに形態標本の観察結果がそろい次第,順次新種として記載していく予定である.現在世界中で知られる動吻動物の種数が約230種であることと比較すると,日本近海深海底における動吻動物の種多様性はきわめて高いことが明らかになった.また多くの種は単一海域のみに出現し,その生息水深帯も狭いことが示唆された.現段階では海域ごとの調査地点数に偏りが大きく,海域間での多様性の比較は難しい.しかし今後,調査地点を増加することで,さらに多くの動吻動物種が発見できるとともに,海域間の多様性/生物相比較が可能になると思われる.
多種共存のおける地下部アロメトリー仮説の検証

養分吸収を重要視する種は,より多くの細根を地表近くに配置することが予測され,乾燥しがちな立地を生息地とする種は,土壌深部にまで細根を配置させるだろう.この細根配置のトレードオフを"地下部アロメトリー仮説"と呼ぶことにする.地下部アロメトリー仮説を検証するために,マレーシア国パソ保護林と水俣市の照葉樹林を研究地に調査を行った.植物の分布の偏りから種の生息場所の嗜好性を明らかにし,さらに嗜好性が明らかとされた種の地下部の構造を調べた.養分吸収を重要視する種は,より多くの細根を地表近くに配置することが予測され,乾燥しがちな立地を生息地とする種は,土壌深部にまで細根を配置させるだろう.この細根配置のトレードオフを"地下部アロメトリー仮説"と呼ぶことにする.地下部アロメトリー仮説を検証するために,マレーシア国パソ保護林と水俣市の照葉樹林を研究地に調査を行った.植物の分布の偏りから種の生息場所の嗜好性を明らかにし,さらに嗜好性が明らかとされた種の地下部の構造を調べた.本年度、調査計画では熱帯雨林での海外調査を行う予定であった。しかし、諸事情(実父の体調悪化(危篤)、2007年没)の事由のため、長期間日本を離れることができず、行うことができなかった。そこで本年度は、熊本県水俣市及び熊本市内の照葉樹林において、植物の地下部の形態を調査した。双子葉木本性植物樹種に加えて、単子葉木本樹種であるタケ(モウソウチク)の地下部(地下茎)についても、調査を行ったので、その結果について概要を報告する。竹林の拡大はいたるところで問題となっており、熊本でも頻繁に観察される事象である。竹林の拡大は地下茎により行われるので、植物の地下部のアロメトリーを探る本研究課題のカバーする範囲である。熊本市内の竹林において地下茎のネットワークを掘り起こすことで確認した。モウソウチクの地下茎は、複雑なネットワークを形成し、各竿の関係は、位置が近いからと言って、直接地下茎でつながっているわけではないことが確認された。また、来春のタケノコの形成と関係する、休眠芽もいくつか観察された。これらの休眠芽は、地下形の上でランダムに分布しているようであった。今回の調査では、長さの次元(地下茎の長さの関係)しか定量していない。今後は質量の次元も測定することで地下部アロメトリーをより深く理解し、地下茎の身長すなわち竹林分布に対する知見を深めたい。また、この調査で地下部を観察するための作業時間等が大まかに推定できるようになった。この知見をもとに、来年度以降行う熱帯林内での地下部観察作業のスケジュールを作成する。19年度はマレーシア国パソ保護林にて1週間の野外調査を行った.パソ保護林には,生態学長期観察のための50-ha調査区が設置されている.そして,この調査区に出現する種の多くが生息地スペシャリストだと言われている.さらに,50-haのデータを用いれば、生息地スペシャリストにとって,種特異的な最適な生息地を明らかにすることができる.このような生態情報を持つ熱帯雨林はパソ保護林以外ほとんどなく,だからこそ,当保護林は種間比較による地下部アロメトリー仮説の検証に適している.さらに、パソ保護林には1996年度に植えられたフタバガキ科の実生が残っている。そこで,19年度はマレーシア国パソ保護林にて、1996年度に植えられた植物を対象に、(1)細根の配置には養分・水分吸収戦略間のトレードオフが成立するか?(2)より乾燥する立地を好む種は,そうでない種に比べて根が深いか?(3)より貧栄養な立地を好む種は,そうでない種に比べて,地表付近に細根を集中させているか?を検証するための野外調査を行った.野外調査により、5種60本の植物をサンプリングすることができた。ここでサンプルされた実生は、現在、オーブン乾燥や、質量測定などの処理中である。データがそろえば、50ha調査区の毎木データと照らし合わせて、サンプルした植物の生息地嗜好性を明らかにし、さらに、移植後10年間の成長と、地下部の構造との関係について解析を進めていく予定である。また,研究成果は逐次学会誌等に発表してゆく.本年度は、マレーシア国パソ森林保護区にて野外調査を行った。調査内容は、(1)昨年度の掘り起こし調査により地上部-地下部現存量を定量した5種に対する、更なるサンプル数を増やすための掘り起こし調査と、(2)これら5種の熱帯天然林内での分布(ハビタット)確認の調査である。パソ天然林には長期森林観察のための50ha調査区が設置されている。この調査区内での調査対象種の分布を、現地踏査により確認した。調査対象の5種のうち2種はこの調査区に出現したので、この調査区を用いて分布を確認することができた。残りの2種の分布は50ha調査区内で確認できなかったので、パソ天然林内各地での分布を観察することハビタットの確認を行った。残りのShorea macrophyllaは外来種であり、本来の分布はボルネオ島なので、ボルネオ島での本種の分布の情報を文献調査で調べた。サンプルされた実生は、オーブン乾燥や質量測定などの処理が終わっている。

現在、本野外調査で確認した50ha調査区等の分布(ハビタット)データと照らし合わせて、サンプルした植物の生息地嗜好性を明らかにしている。さらに、成長や死亡などの動態データと地上部・地下部の構造との関係について解析を進める予定である。これらの解析により、(1)細根の配置には養分・水分吸収戦略間のトレードオフが成立するか?(2)より乾燥する立地を好む種は,そうでない種に比べて根が深いか?(3)より貧栄養な立地を好む種は,そうでない種に比べて,地表付近に細根を集中させているか?という地下部アロメトリー仮説の検証を進めているところである。
幼稚園・小学校・中学校の支援移行期における有機的連携に関する研究

○研究目的本研究では、教師(就学前施設から中学校)が引継シート(平成22年度から相談支援ファイルに改定)を用いて保護者との連携をどのように行い、活用しているかなどの意識を明らかにし、相談支援ファイルの有効性について検討を行った。○研究方法本研究は、就学前施設・小中学校のヒアリング調査で予備調査を行った後、自由記述式の質問紙を作成し実施した。調査期間は平成22年10月1日から10月29日までである。質問紙は「保護者との連携」、「関係機関との連携」、「施設内での活用」、「相談支援ファイルに関する意見要望」の4項目で構成されていた。調査対象は、平成22年度の療育施設(2名)、公立保育所(14名)・民間保育所(20名)、公立幼稚園(23名)・私立幼稚園(9名)の園長又は主任、小学校(24名)・中学校(11名)、支援学校(1名)の特別支援コーディネーター、全104名を対象に調査を実施した。○結果質問紙の回収率は、療育施設、公立保育所、私立幼稚園は100%、民間保育所は70%であった。特別支援コーディネーター(小学校:83.3%、中学校・支援学校:100%)であった。まず「保護者との連携」に関しては、保護者と面談や家庭訪問時に子どもの情報を共通理解するために役立てられていた。一方、相談支援ファイルを作成する承諾を保護者から得ることに苦労していた。「関係機関との連携」に関しては、進路先の機関とやりとりする機会が少ないので、引継いだ情報が進路先でうまく活用されているかわからない。進路先の活用状況を知るために、関係機関同士で継続的に情報交換を行いたいという意見が出された。施設内での活用については、子どもの指導や保護者との連携に役立てている。一方で、相談支援ファイルの管理方法に課題を抱えている機関もあった。相談支援ファイルへの意見要望としては、相談支援ファイルをどのように機能的に活用していくのか検討することが大切などの意見が出された。
近藤問題に関連した非フェルミ流体論的状態の発生条件の総合的研究

ウラン系等ある種のf^2-配位のイオンの希薄磁性合金の極低温での異常、あるいは量子二準位系に関連して二チャンネル近藤モデルが注目されていた。本研究課題では1)二チャンネル近藤モデルによる非フェルミ流体的状態の発生したときにそれに特有な動的励起の特徴2)現実の系を解析する場合に、モデル科にあたり落とした相互作用の現実での効果、また、それが動的励起にどのように現れるか、3)二チャンネル問題とは一応切り離して、結晶場と近藤効果の競合する現実の系で見いだされた興味ある現象の起源の解明、を目的とした。1)については、散乱行列の虚部がω^<1/2>べきの異常性を持つことを示した。ウランの場合に電気抵抗がT^<1/2>べきで減少することのあることが実験で見いだされており、謎とされていた。数値繰り込み群の計算により結合定数が非常に大きいときには散乱行列がω=0での値から減少して抵抗が増大することのあり得ることを示した。現実の実験といかに関連するか現在検討中である。2)について量子二準位系では伝導電子間のクーロン相互作用がある。阪大基礎工三宅グループとの共同研究により、非フェルミ流体状態はこの相互作用にたいして安定であることを示した。しかし、スピン帯磁率にも対数異常を生じ、検証可能であることを指摘した(雑誌論文第4項)。他に、情報を交換しながら行なったた東工大斯波グループの研究でウラン系において異常の生じる領域がかなり広いことが示された。これに関連してアンダーソンモデルの立場からの理解を進める研究を実行中である。3)についてCePd_2Al_3で従来の結晶場理論にもとづく四重極応答理論では零となるべきc_<33>モードの音速のソフト化が実験で見いだされ未解決の問題であった。これにつき近藤効果を含んだ四重極応答を考えることによりソフト化の起源を明らかにした(投稿中)。
気象衛星画像による天空輝度分布の予測に関する基礎的研究

本研究の目的は、気象衛星画像を元にして大気中の水平方向と高度方向の雲の3次元的な分布をモデル化し、そのときの太陽位置(高度と方位角)をパラメータとして、天空の輝度分布を予測する手法を開発することである。本研究では、大気の状態を直接的にモデル化し、気象衛星画像データをパラメータとして天空輝度分布を予測する。この昼光光源モデルは、地上での実測データに依存するこれまでの回帰モデルとは異なり、天空輝度分布、直射日光照度、全天空照度など地上での測定データに依存しないので、測定所の設置が困難な地域にも適用することができる。まず、気象衛星(ひまわり)が1時間毎に撮影する地球表面の可視光線画像および赤外線画像に画像処理を施し、大気中の雲の反射率と温度の水平分布を6kmメッシュで求めた。つぎに、大気モデルにより雲の温度を高度に変換し、高度と反射率の組み合わせによって、雲形を同定した。さらに、雲形と太陽高度による雲の吸収率モデルにより雲の透過率を求め、雲頂の全昼光照度によって雲底の輝度を求めた。また、気象衛星の撮影と同期して、地上で天頂輝度と全天空照度を実測し、予測手法の精度を検証した。今後、様々な天候、季節、時刻の画像の蓄積による雲形の同定精度の向上、大気の放射伝達過程を考慮した日射のモデル化、建築設計への応用技術の開発など、課題を残している。
免疫抑制受容体PIRーBによる自己応答性の制御

いくつかのB細胞表面の抑制性レセプターの欠損マウスに共通して見ちれる現象として,自然免疫を担うB1細胞集団の増加がある。B1細胞の自己増殖性を維持するためにはB細胞受容体から入力されるシグナルが必要であり,これを抑制性受容体が阻害するため,と大くくりに理解されているが,その実体はよく分かっていない。他の抑制性受容体欠損の場合と同様にPIR-B(ヒトLILRB1/B2に相当)欠損においても腹腔B1細胞が加齢とともに増加する現象が見られていたが(Ujike A.et al.A.Nat.Immunol.2002),我々はB1細胞からのIgMタイプのリウマチ因子(RF;抗IgG Fc自己抗体)の産生が特に亢進していること,さらに今回,世界に先駆けて,Fas^<Ipr>変異との合併によりこの産生が顕著に亢進してIgGタイプのRFが増加し,糸球体腎炎を発症して死亡率が上昇することを観察した。この制御機構においてはTLR9の活性亢進が関係し,PIR-B欠損によってとりわけBtkのリン酸化が亢進してこれがTLR9下流のNF-κBのリン酸化亢進につながっていることが解明された(Kubo et al.J.Exp.Med.2009)。現在ではさらにB1細胞,およびB2細胞上でのPIR-Bの制御様式,B細胞レセプターやTLRシグナルの制御,細胞膜上での動態,抗体産生制御,新規リガンドの探索と作用解明を進めている。免疫制御受容体であるPIR-B/LILRBによる自己抗体産生の制御の機構を探る一環として、自然抗体の産生、PIR-B欠損における自己抗体の産生におけるTLR9の活性亢進機構を解明する。またそのシグナル伝達経路の中でどのポイントで制御が行われているか、同定する。PIR-B欠損において腹腔B-1細胞が加齢とともに増加する現象が見られていたが、B-1細胞からのIgMタイプのリウマチ因子(RF ;抗IgG Fc自己抗体)の産生が亢進していること、さらにFas欠損との合併によりこの産生が顕著に亢進してIgGタイプのRFが増加し、糸球体腎炎を発症して死亡率が上昇することが明らかになった。この制御機構においてはTLR9の活性亢進が関係しており、PIR-B/LILRB欠損によってとりわけBtkのリン酸化が亢進してこれがTLR9下流のNF-κBのリン酸化亢進につながっていることが解明された(Kubo et al. submitted)。よって今後はこのPIR-B/LILRBとTLR9との直接あるいは間接的な相互作用の分子機構を解明する方向で研究を進める。またB-1細胞が自然抗体、とりわけRFなどの自己抗体の主要なソースであることが明確になってきたため、これの細胞表面上のPIR-B/LILRBなどの制御受容体を賦活化させるアゴニストの開発、IVIg中の成分などの検索を行い、新しい免疫療法の開発に取り組む。
占領期日本における中等学校の質保証政策

本研究は、GHQによる占領期に日本で展開された、学校基準の設定・遵守と学校評価の2つの政策に着目して、当時の中等学校の質保証方策の構想を明らかにしようとするものである。本研究により、諸々制度上の不備はあったものの、学校の教育条件も含む質保証と教師の専門性の尊重を基調として、学校基準と学校評価とが関連性をもって構想されていたことが明らかになった。この知見は、現代の教育活動・学校経営の質保証方策としての学校評価の在り方を覆すものである。本研究は、学校の「質保証」方策として学校基準の設定・遵守(以下、学校基準政策)と学校評価政策の2つが構想されていたGHQ(General Headquarters)による占領期の教育政策に着目することで、これらの政策の現代の学校の「質保証」方策としての可能性を提示することを目的とする。平成27年度は、主に占領期初期における中等学校に関する基準政策の1政策過程分析と2政策内容分析を行った。1947年3月制定の学校教育法は学校設置基準の設定とその遵守により学校で提供される教育の最低限の質を保証する仕組みを採用し、これを受けて、1948年1月に高等学校設置基準が制定された。この高等学校設置基準は、当初は恒久基準と暫定基準の二層構造を内在するものとして提起された。この二層構造は暫定基準の最低基準性を強調し、暫定基準を満たした学校も恒久基準を目指すべきことを求めるものであったが、立案過程において、それらの規定は全て削除された。これにより、高等学校設置基準は学校の「質保証」方策としては重要な、基準の最低基準性や最低基準を踏まえてさらなる高次の水準への「不断の努力」を学校関係者に求める仕組みを欠くものとなった。このことが結果的に、高等学校設置基準の形骸化を招いたものとも考えられる。こうした高等学校設置基準の立案過程や学校の「質保証」方策の観点から見た特徴についてはこれまでほとんど論じられてこず、占領期の学校基準政策がその後ほとんど機能しなかった理由を推論するものとして意義がある。占領期初期の学校基準政策、特に学校教育法・高等学校設置基準の立案に関わった文部省、CIE(Civil Information and Education Section)、教育刷新委員会、帝国議会等の政策主体について一次資料を分析し、加えて、両法令の複数の草案を比較分析することで、高等学校設置基準についてはほとんど明らかになっていなかった立案過程を明らかにした。また、両法令を、「質保証」方策の観点から、どのような範囲の学校水準(基準の範囲)を、どの程度の高さ(基準の高低)で、またどのような仕組みで達成・維持しようとしていたのか(保障の仕組み及び基準の拘束力)を論じ、その結果、こうした仕組みが立案過程でどのように崩れていったのかまでを明らかにすることができた。他方で、同時期に、日本において学校評価政策はまだ登場していないことも、一次資料の検討により指摘することができた。この高等学校設置基準に関する知見は、全国学会誌に論文を投稿し、査読を経て掲載決定の連絡を受けている。そのため、当初の計画通りに研究を進め、期待以上の成果を得ることができたと考えている。平成28年度は、占領期中期・後期における学校基準・学校評価の両政策の1政策過程分析と2政策内容分析を行い、論文化した。具体的には、対象となった政策は、『新制中学校・新制高等学校望ましい運営の指針』(文部省学校教育局編、教育問題調査所、1949年)、『中学校・高等学校管理の手引』(文部省初等中等教育局編、教育問題調査所、1950年)、『中学校・高等学校学校評価の基準と手引(試案)』(文部省内学校評価基準作成協議会編、実教出版、1951年)である。この分析により、占領期の学校基準・学校評価政策の特徴として以下の3点が明らかになった。(a)その基準の設定範囲が現代と比較して、より包括的である、(b)学校基準方策は基準の定立のみならずその充足を国の役割として位置づけている、(c)学校評価政策は最低限度の「質保証」を図るのみならず学校のより高次の「質向上」方策として位置づいているということである。本研究の成果により、占領期学校評価政策の形成過程が初めて包括的・実証的に明らかにされるとともに、それと学校基準政策とが中等学校の「質保証」方策として牽連性をもって当時捉えられていたことが明らかになった。以上の研究成果は、博士論文「占領期日本における学校評価政策ー新制高等学校の水準保障の観点からー」としてまとめ、平成28年12月に東京大学大学院教育学研究科より博士号取得を認められた。今後は、占領期後期の学校評価政策に対象を移して、引き続き占領期の中等学校の質保証方策の在り方を解明していきたい。

学校評価政策は、国会や教育刷新委員会などの表舞台ではなく文部省内部において進められていたため、日本側の政策過程の資料のみならずCIEレポートを用いてCIE側からみた文部省の動きを明らかにするのが本研究の手法の特徴である。ただ、占領期後期は、占領の終了を見越したためか、CIE自体の動きが消極的となり、その結果、CIEレポートの量が減ってしまう。その代わりに、『文部時報』等の政府刊行物や『内外教育』等の雑誌が充実してくるので、こうした資料を活用し、政策過程分析を行うこととしたい。28年度が最終年度であるため、記入しない。教育行政学28年度が最終年度であるため、記入しない。
熊野沖陸側斜面における海底斜面崩壊プロセスの解明

本課題では地震発生帯の"海底地すべりプロセス"の理解を深める目的で熊野沖南海トラフ陸側斜面の海底地すべりを研究した.熊野沖南海トラフでは分岐断層付近に海底地すべりの崩落崖が顕著に発達しており海底地すべりの発生が分岐断層の活動となんらかの関係があると推測されるが,その実体は明らかにされていない.IODP Exp.333で掘削された海底地すべり層の輸送過程をさらに詳細に調べるため,「かいこう7000II」による調査,NSSによる白鳳丸の調査を海底地すべり滑落崖が発達する斜面において行った.「かいこう7000II」の調査ではC0018の直上の最も新しいと考えられる馬蹄形をした海底地すべり痕において調査を行った.海底地すべり側方滑落崖は10-20m程度の比高があり,0.26km3の堆積層が崩壊していると考えられる.しかし滑落崖は10m程度の厚い泥に覆われ崩壊は最近起ったものではないと推定される.崖頂部の堆積層の深度5cm以下の勇断強度は地すべり痕内部の堆積層に比べると著しく高く,崩壊とともに表層堆積物が削剥された事が伺え,勇断強度が変化する直上の地層の年代が地すべりの起った年代である可能性が高い.NSSを使った白鳳丸の調査では地すべり層の海底下イメージから地すべり層の供給方向の復元を試みた.C0018で掘削された最上部の地すべり層は,掘削地点で海底下1mにあった.NSSの高解像度サブボトムプロファイラーでそのイメージを追跡し供給源を探った.その結果,地すべり層の削り込みと見られる構造が北北東から南南東にあり,地すべり層MTD1は北北東から供給されたと推定される.この方向は別途「ちきゅう」で採取したコアの構造解析から見積もられた方向と整合的であり,今後このようなアプローチにより海底地すべりの時空間的発達が明らかになる事が期待できる.熊野沖陸側斜面における海底斜面崩壊を考察するため,その分布を知る事を目指している.降下テフラの基準面は地域的な時間同時面を設定するには非常に有効であり,表層堆積物を使って表層崩壊の分布を知ることができる.三瓶山を起源とする三瓶浮布テフラ(2.1万年)がこの海域では特徴的に認められる事が分かり,また陸側斜面最上部のテラスでは火山灰から20万年近い地層の欠損があることが分かったので,International Field Conference and Worksに参加し,熊野沖陸側斜面に分布するテフラについて報告した.海底斜面崩壊プロセスの解明のため,熊野沖陸側斜面において水深2690mの馬蹄形地形が発達する海域で無人探査船「かいこう7000II」を用いて調査をおこなった.3潜航計画されていたが荒天のため1潜航の調査しか実施できなかった.斜面崩壊の産状を詳しく知るために,目視観測をおこない,表層堆積物試料の採取・海底下の音響データを取得した.調査の結果,馬蹄形地すべり痕側方滑落崖は10-20m程度の比高があり,その高さ分の堆積層が崩壊していることが分かったが,崖は泥に覆われており,表層崩壊は最近起った物ではなさそうである.海底崖頂部の堆積層の深度5cm以下の剪断強度は,地すべり痕内部の堆積層に比べると著しく高く,崩壊とともに表層堆積物が削剥された事が伺え,剪断強度が変化する直上の地層の年代が地すべりの起った年代である可能性が高い.本課題では地震発生帯の"海底地すべりプロセス"の理解を深める目的で熊野沖南海トラフ陸側斜面の海底地すべりを研究した.熊野沖南海トラフでは分岐断層付近に海底地すべりの崩落崖が顕著に発達しており海底地すべりの発生が分岐断層の活動となんらかの関係があると推測されるが,その実体は明らかにされていない.IODP Exp.333で掘削された海底地すべり層の輸送過程をさらに詳細に調べるため,「かいこう7000II」による調査,NSSによる白鳳丸の調査を海底地すべり滑落崖が発達する斜面において行った.「かいこう7000II」の調査ではC0018の直上の最も新しいと考えられる馬蹄形をした海底地すべり痕において調査を行った.海底地すべり側方滑落崖は10-20m程度の比高があり,0.26km3の堆積層が崩壊していると考えられる.しかし滑落崖は10m程度の厚い泥に覆われ崩壊は最近起ったものではないと推定される.崖頂部の堆積層の深度5cm以下の勇断強度は地すべり痕内部の堆積層に比べると著しく高く,崩壊とともに表層堆積物が削剥された事が伺え,勇断強度が変化する直上の地層の年代が地すべりの起った年代である可能性が高い.NSSを使った白鳳丸の調査では地すべり層の海底下イメージから地すべり層の供給方向の復元を試みた.C0018で掘削された最上部の地すべり層は,掘削地点で海底下1mにあった.NSSの高解像度サブボトムプロファイラーでそのイメージを追跡し供給源を探った.その結果,地すべり層の削り込みと見られる構造が北北東から南南東にあり,地すべり層MTD1は北北東から供給されたと推定される.この方向は別途「ちきゅう」で採取したコアの構造解析から見積もられた方向と整合的であり,今後このようなアプローチにより海底地すべりの時空間的発達が明らかになる事が期待できる.
画像特徴量の自動生成を用いた医用画像からの病変検出システムの自動開発

コンピュータ検出支援(CADe)システムの開発において,モダリティや検出病変の種類を横断した汎用的な自動開発手法に向けた基盤技術を構築する目的にむけて,複数の局所画像特徴量の自動生成に関する検討を行った.この研究では,学習データが十分にない状態でのCADeシステム開発の可能性を考慮し,病変データの量によらない特徴量自動生成法という観点で検討を行った.1つ目の検討は,正常(健常)な解剖構造のアピアランスデータのみを学習した深層畳み込みオートエンコーダ(Deep CAE)を用いた,異常検知的な特徴量生成である.正常な解剖構造のみ学習したDeep CAEは,正常データからは学習どおりに潜在変数抽出やデータ復元ができる一方で,学習済の正常パターンとは異なる病変パターンが入力された際には潜在変数抽出やデータ復元にずれが生じることを期待した.胸部CT上の肺結節および正常組織の画像パッチ認識問題を例に,Deep CAEによる自動生成特徴量を用いた認識性能検証実験を行った結果,提案法の有用性が確認された.この研究成果に関連して,国際会議1件および国内学会1件の発表を行った.2つ目の検討は,同じく正常な解剖構造である解剖学的ランドマーク(LM)の高精度認識を実現する深層畳み込みニューラルネットワーク(Deep CNN)の転移学習である.CNNは,特徴量抽出器と識別器を併せ持ったモデルである.ある認識タスクで学習したCNNは,しばしば別認識問題を解くための特徴量抽出器として用いられる(転移学習の1種).本研究は,複数LMを高精度認識するDeep CNNの学習により,医用画像処理に汎用的な特徴量抽出器が生成されることを期待したものである.実験的な検証の結果,97.2%の精度で20LMの認識を行うCNNを得るに至った.この研究成果は,2019年6月の国際会議で発表予定である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。また,フレームワークの機能拡張のため,畳み込みニューラルネットワーク(CNN)による正常解剖構造(解剖学的ランドマーク:LM)の画像特徴量生成に関する初期検討を行い,その成果を電子情報通信学会・医用画像研究会にて発表した.LMとは,解剖学的にも画像パターン的にもユニークな特徴を持つ,人体内に一意に定義可能な解剖学的局所構造(臓器や骨の先端や分岐,関節部など)のことである.一般的に,人体の症状によらず必ず一意に存在するLMの局所アピアランスデータは,有病症例からしか抽出ができない病変領域のアピアランスデータと比べて,大量収集が容易である.一般的に,機械学習(とりわけ深層学習)には大量の学習データを要するため,本研究では,CNNの学習を1LMによる初期学習と2病変データによる転移学習あるいはFine Tuningに分ける方策を採った.本検討は1に係るものである.体幹部CTから手動で抽出した7種類のLMのアピアランスデータ(LMを中心とした3次元パッチ画像)について,LMの種類を認識するCNNを学習し,86%のLMクラス認識精度の実現に至った.フレームワーク初期バージョンの論文発表およびLM認識処理の初期検討結果については,本領域主催の国際シンポジウムでも報告を行った.当初は,特徴量生成器のための正常解剖構造の学習法を複数検討する予定であった.しかし,現状ではCNNによるLMの認識を基盤とした特徴量生成の検討,特にLMを認識するCNNの初期学習について検討中であり,CNNの病変認識処理へのFine Tuningの検討には至っていない.主な理由は,研究代表者の所属機関が変更となったことである.現所属機関で本研究を遂行するための研究倫理申請,前所属機関との共同研究契約(前所属機関が保持管理する医用画像データの研究利用に不可欠)に時間を要したため,実質的な研究の開始時期が遅延してしまった.現在は,それらの研究を妨げる状況が解決したため,研究遂行に支障は無いと考える.コンピュータ検出支援(CADe)システムの開発において,モダリティや検出病変の種類を横断した汎用的な自動開発手法に向けた基盤技術を構築する目的にむけて,複数の局所画像特徴量の自動生成に関する検討を行った.この研究では,学習データが十分にない状態でのCADeシステム開発の可能性を考慮し,病変データの量によらない特徴量自動生成法という観点で検討を行った.1つ目の検討は,正常(健常)な解剖構造のアピアランスデータのみを学習した深層畳み込みオートエンコーダ(Deep CAE)を用いた,異常検知的な特徴量生成である.正常な解剖構造のみ学習したDeep CAEは,正常データからは学習どおりに潜在変数抽出やデータ復元ができる一方で,学習済の正常パターンとは異なる病変パターンが入力された際には潜在変数抽出やデータ復元にずれが生じることを期待した.胸部CT上の肺結節および正常組織の画像パッチ認識問題を例に,Deep CAEによる自動生成特徴量を用いた認識性能検証実験を行った結果,提案法の有用性が確認された.この研究成果に関連して,国際会議1件および国内学会1件の発表を行った.2つ目の検討は,同じく正常な解剖構造である解剖学的ランドマーク(LM)の高精度認識を実現する深層畳み込みニューラルネットワーク(Deep CNN)の転移学習である.CNNは,特徴量抽出器と識別器を併せ持ったモデルである.ある認識タスクで学習したCNNは,しばしば別認識問題を解くための特徴量抽出器として用いられる(転移学習の1種).本研究は,複数LMを高精度認識するDeep CNNの学習により,医用画像処理に汎用的な特徴量抽出器が生成されることを期待したものである.