hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
学級のソーシャル・キャピタルによる格差抑制効果の研究

学級におけるソーシャル・キャピタルが、学級集団レベルでの子どもの学習意欲の向上と学習意欲の格差抑制に対して及ぼす効果を明らかにした。また、学級におけるソーシャル・キャピタル醸成のプロセスを記述するために、学級ソーシャル・キャピタルが高い学級の担任と低い学級の担任の行動観察を通して、再発話による影響力の違いを特定した。本研究課題は、学級集団におけるソーシャル・キャピタルの醸成が、能力等の格差抑制に対して及ぼす効果を、定量的アプローチによって明らかにするとともに、また、定性的アプローチを通して、ソーシャル・キャピタル醸成から格差抑制に至る過程を明らかにすることである。第1年次は、本研究課題の解明のために予備的に実施していた仙台調査の定量的データと、松山調査の定性的データの分析を行い、2年次以降の本格的調査のための方向性を確認した。研究成果は、現在、報告書及び論文にまとめている。児童相互、あるいは教師と児童のつながり(学級ソーシャル・キャピタル)が、児童個々の学習意欲の向上と格差の抑制に対してよい影響を及ぼすことが、定量的データの分析を通して明らかにされている。また、30日程度の観察とテンタビューによって得た定性的データから、教師によるリボイシング(再発話)や日々の児童への言葉掛けの蓄積によって、学級ソーシャル・キャピタルが醸成されていく過程を、記述することができた。また、第1年次には、第2年次以降の学級レベル調査のリサーチデザインをまとめた。調査対象は、福岡市内の小・中学校であり、福岡市教育センターとの共同研究の形式をとるように、現在、調整を進めている。第1年次の予備調査は、サンプルが100学級程度と少ないため、結果の妥当性に課題がある。また、いわゆるワンシヨットサーベイの限界を超えていない。そこで、サンプル数を大幅に増やし、2年間の追跡調査を実施する。特徴的な学校・学級の観察・インタビューをも、あわせて予定している。予備調査の研究成果を、計量調査班が論文「学級におけるつながりは学習意欲の格差を抑制できるかーソーシャル・キャピタルの視点からの分析ー」にまとめて発表することができた。学級において子ども相互につながりがある場合、また、教師と子どもとの間につながりがある場合、学級レベルでの学習意欲が向上し、学習意欲の格差が抑制されることが明らかにされた。また、事例調査班では、2本の事例研究を報告書論文としてまとめた。「データを活用した学校改善の実践的研究ーつながり醸成に焦点をあてた学力向上事例を中心にー」では、学力向上に焦点をあてた学校・学級経営を事例として、子どもたちの学習意欲の向上と抑制の過程を記述している。また、「児童を取り巻くつながりと学ぶ意欲の関係」では、授業観察記録の分析を通して、日常的に、子ども相互あるいは、教師と子どものつながりが醸成されていく過程を記述している。さらに、平成27年度は、165校を対象とする児童生徒・保護者対象質問紙調査を実施し、児童生徒5057名、保護者4553名のデータを収集することができた。予備調査のデータ分析、事例研究の推進ともに、論文としてまとめることができており、おおむね順調に研究は進展している。本研究の研究成果である露口健司(2016)『つながりを深め子どもの成長を促す教育学ー信頼関係を構築しやすい学校組織・施策とはー』では、第3章において、学級レベルでのソーシャル・キャピタルが学級レベルでの学習意欲の向上と学習意欲の格差の抑制に効果を有していることを、A県を対象とする104学級を対象とする計量分析によって明らかにした。教師と子どもたちの教室内での信頼・互酬性規範・対話交流(ネットワーク)が、子ども達の集団レベルでの学習意欲を高めるだけでなく、集団内での学習意欲の格差を抑制する効果を有していることが判明した。学級経営が学習意欲に対して及ぼす効果を示唆する調査結果であると言える。こうした結果は、B県を対象とする119学級を対象とした調査(藤田奈津子・露口健司・平松義樹・城戸茂(2016)「児童を取り巻くつながりと学ぶ意欲の関係」『小学校区においてソーシャル・キャピタルを醸成する教育政策の探究』教育政策プログラム)においても追認されている。特定自治体だけでなく、別の自治体を対象とした調査研究においても、同様の結果が得られることを確認することで、エビデンスの質を高めることに成功している。また、藤田他(2016)では、学級ソーシャル・キャピタルが高い学級と低い学級とでは、教師による再発話(リボイシング)の質と量が異なる実態を、事例校への1年間に及ぶ観察や、複数の教職員及び児童に対するインタビュー調査等の質的方法によって明らかにしている。学級においてソーシャル・キャピタルを醸成し、また、それが子ども達の学習行動をどのように変容するのかの記述に成功している。予備調査(仙台調査・松山調査)の実施に成功し、第2年次に実施する調査のデザインを確立することができた。平成28年度は、平成27年度と同様の学校を対象とする質問紙調査を実施する。また、公立A小学校を対象とする事例研究を現在推進中である。つながりづくりが学習意欲の向上・格差抑制に至る過程を、学級活動や道徳に焦点をあてて記述し、分析を行う。教育学福岡市内全域の小・中学校対象調査を、第2年次に実施する。

また、あわせて、学級レベルにおける学習意欲の向上過程、あるいは学習意欲格差の抑制過程の記述のために、質的調査を実施する。学校調査を職能団体との共同調査として実施できたため、質問紙の郵送に係る必要が大幅に節約できたことによる。調査に係る旅費を、メール等の活用で効率化できた。また、ICレコーダーやUSB等の記録媒体を他の研究費で購入したため。研究成果の発表数を拡充する。また、国際学会での発表(それに伴う校正費等が必要)を予定する。2年目、研究成果の報告予定が複数あるため、研究成果報告の旅費にあてる予定である。
並列計算機による強相関電子系の数値的研究

本研究計画において強相関電子系の基底状態および有限温度の熱力学を大規模な数値計算を用いて研究した。数百台規模の並列計算機、ベクトル化機能に優れたスーパーコンピュータ、およびそれらの中間にあるワークステーションクラスターの3つのタイプの計算機資源を用いて様々な種類の数値計算を実行し、以下のような成果が得られた。1次元近藤格子の有限温度における局所物理量の動的相関関数を有限温度密度行列繰り込み群によって調べた。ホールをドープしたときの局所的な電荷とスピン揺らぎの動的相関関数を計算し、ドープに伴う小さなエネルギースケールが現れることを示した。またこの新しいエネルギースケールが基底状態のラッティンジャー液体の励起と関係していることを示した。さらに、局在スピン間のRKKY相互作用と各サイトの伝導電子が局在スピンをスクリーニングする近藤効果の競合を、局所的スピン相関およびサイト間の反強磁性的スピン相関を計算することにより示した。2次元t-J模型の1電子励起スペクトルを計算し、特に波数(π,0)の1電子レベルとd波超伝導相関の関係を調べた。原子間の電子のホッピングをコントロールして(π,0)の1電子レベルをフェルミエネルギーに近づけると超伝導相関が発達することを示し、物質設計に示唆を与えた。量子モンテカルロ法を2重交換模型に適用して、遍歴電子系の強磁性相転移の臨界指数を数値的に決定した。アルゴリズムを100台程度のワークステーション/PCのクラスター上で並列計算するように実装した。数値計算の新手法の開発の点では、強相関電子系の普遍的モデルの1つであるt-J模型の数値的対角化のプログラムの並列化に向けて、MPIライブラリーを利用した数値計算アルゴリズムの改良およびオブジェクト化を行った。強相関電子系の基底状態波動関数および熱力学を計算するための量子転送行列の数値計算を並列処理するための予備的研究を行った。また強相関電子系の動力学について以下の研究を実行した。近藤絶縁体にホールをドープしたときの局所的な電荷およびスピン揺らぎの動的相関関数を計算し、絶縁体におけるエネルギーギャップと共にドーブに伴う新たな小さなエネルギースケールが現れることを示した。またこの小さなエネルギースケールが基底状態のラッティンジャー液体のスピンと電荷の励起と関係していることを示した。2次元tーJ模型の1電子励起スペクトルを計算し、特に波数(π,0)の1電子レベルとd波超伝導相関の関係を調べた。次近接、次々近接原子間の電子のホッピングによって(π,0)の1電子レベルが動く時、このレベルがフェルミエネルギーに近いほど超伝導相関が発達することを示し、物質設計に示唆を与えた。有限温度密度行列繰り込み群の手法を典型的な強相関系の1つである1次元近藤格子系に適応して、電荷をドープした近藤絶縁体の電荷とスピンの動力学を数値的に研究した。局在スピン間のRKKY相互作用と各サイトの伝導電子が局在スピンをスクリーニングする近藤効果の競合を、局所的スピン相関およびサイト間の反強磁性的スピン相関を計算することにより議論した。また、量子モンテカルロ法を2重交換模型に適用して、遍歴電子系の強磁性相転移の臨界指数を数値的に決定した。量子モンテカルロ法のアルゴリズムを100台程度のワークステーション/PCのクラスター上で並列計算するように実装した。数値計算テクニックの新手法の開発の点では、強相関電子系の普遍的モデルの1つであるt-J模型の数値的対角化のプログラムの並列化に向けて、数値計算アルゴリズムの改良およびオブジェクト化を行った。メッセージパッシングモデルを用いてMPIライブラリーを利用した並列化の実装を実行中である。
自己組織化ナノドットフェライト薄膜の高密度磁気記録用パターン化媒体への応用

本研究では、磁性酸化物(フェライト)薄膜の応用に関して、その極薄領域薄膜では、金の自己組織化下地層を用いた超高密度垂直磁気記録用パターン媒体の基礎的研究を行った。金下地層、特に金ナノドットを形成した場合、ナノドットでは基板加熱のための赤外線を吸収し高温になり、ドットのない部分では赤外線は透過(ガラス基板の場合)温度上昇が少ない。すなわち金ドット上では昇温が容易であり、フェライトの結晶化を選択的にできる。これによって自己組織化的に高密度記録が可能なパターン化媒体を形成しようとするものである。本研究では、直流マグネトロンスパッタ法ならびに高周波スパッタ法を検討した。前者では、100度付近で18nm程度のナノドットが形成されることが明らかになった。更に高温ではドット径は増加する結果になっている。この金下地層上にストロンチウムフェライト層を基板温度500°C前後で形成すると、磁気力顕微鏡ではドット状の磁区が観察される。またTEMで断面構造を観察すると、金ドット上では六方晶フェライトの格子像が、そして金ドットの無い部分では何も観察されず、非晶質状態であることが明らかになった。一方、後者では、原因は究明できてないが数ナノメートルの極微細な金スポットが形成できることが明らかになった。規則配列化に関しては不十分である。今後金ナノドット規則配列化条件の最適化が重要であり、薄膜形成時のバイアス電圧等を詳細に検討する必要がある。磁性層としてより低温形成可能なスピネル系薄膜の検討を行い、保磁力が数キロOeと言う高保磁力化に成功した。電波吸収体としての厚膜に関しては、スプレイコーティング法により、Y型フェロックスプレーの形成を確認している。しかしながら再現性に関しては十分な成果は得られてない。25年度半期は、スピネルフェライトのナノパーティクルに関する研究も行い、チップインダクターとして使用可能な特性の優れた微粉末を形成できた。(抄録なし)本研究では、六方晶フェライト薄膜の応用に関して、その極薄領域薄膜では、金の自己組織化下地層を用いた超高密度垂直磁気記録用パターン媒体の基礎的研究を行った。本研究では、金ナノドットの形成条件を詳細に検討している。スパッタ法を用いた場合、ガス圧、基板温度など種々の形成条件によって形成される薄膜の構造は変化する。ここでは基板温度を変化することにより、形成される金ドット構造を明らかにした。一般に基板温度を上昇すると、付着粒子の移動度が活性化され各密度が低くなり、粒子サイズは大きくなる。しかし金薄膜の場合、室温で形成すると微小クラックの入った連続構造となるが、100度付近で18nm程度のナノドットが形成されることが明らかになった。実際の電波吸収特性に関してはまだ行っていない。

電波吸収体としての厚膜に関しては、スプレイコーティング法により、Y型フェロックスプレーの形成を確認している。しかしながら再現性に関しては十分な成果は得られてない。25年度半期は、スピネルフェライトのナノパーティクルに関する研究も行い、チップインダクターとして使用可能な特性の優れた微粉末を形成できた。電波吸収体に関する研究がやや遅れているが、全体としてはおおむね順調に進展している。パターン化媒体において、金ドット上のみ選択的に結晶化(磁性体化)することには、成功している。今後はパターン化媒体で重要な磁性体の規則配列化、換言すれば金ナノドット下地の規則配列化が最も重要である。スパッタ粒子の帯電によるクーロン斥力によって規則配列化が可能かどうかを検討したい。(抄録なし)
肺炎球菌感染症難治化の要因としてのバイオフィルムと治療戦略

本研究において、肺炎球菌によるバイオフィルムの研究に適切な観察システムを確立した上で、臨床分離株及び標準株によるバイオフィルム産生能を比較し、同時に、共焦点レーザー顕微鏡を用いて、バイオフィルムの形態を観察した。また、meropenem(MEPM)の添加により、TIGR4株に対して、Planktonic状態及びバイオフィルムにおける主要な薬剤耐性、病原性及び付着因子に関する遺伝子の発現を測定した。さらに、抗生剤を未投与時において、同様な方法にて測定された各遺伝子の発現と比較し、結果として、MEPM投与後、バイオフィルムにおける一部の病原因子や薬剤耐性遺伝子の発現が増加していたことが示唆された。本研究の目的は本邦において、臨床的に問題となっているペニシリン耐性肺炎球菌を含めた肺炎球菌が人気道上皮細胞上にバイオフィルムを産生し、耐性化の一因となっているかどうかを明らかにし、かつ治療戦略をたてることである。薬剤感受性株、多剤耐性株及びATCC49619株を対象とし、ペニシリン耐性、マクロライド耐性及びキノロン耐性遺伝子の特徴を調べた結果、多剤耐性株は遺伝子の変異箇所が薬剤感受性株に比べ多かった。また、Microtiter biofilm assay(24時間培養)による検討では、薬剤感受性株0.3705,多剤耐性株2.1325, ATCC49619株1.9635と薬剤感受性株に比べ、多剤耐性株によるバイオフィルム産生度が有意的に高かった。今後、共焦点顕微鏡、電子顕微鏡やcontinuous flow cell chamberなど方法による観察を行い、更に肺炎球菌の血清型別によるバイオフィルム産生の変化を確認し、より詳細に解析する予定である。また、各薬剤耐性遺伝子はバイオフィルム産生に関与する可能性が示唆されているが、今後、該当遺伝子はバイオフィルム産生に影響する可能な関連因子として検討していく予定である。今後、以上の培養方法により、共焦点顕微鏡、電子顕微鏡やcontinuous flow cell chamberなどの方法による観察を行い、更に人気道上皮細胞(BEAS-2B)上に肺炎球菌バイオフィルム産生の特徴を確認し、より詳細に解析する予定である。また、各薬剤耐性遺伝子はバイオフィルム産生に関与する可能性が示唆されているが、今後、該当遺伝子はリアルタイムPCR法にて、バイオフィルム産生に影響する可能な因子として研究していく予定である。ATCC BAA-344(TIGR4)株を対象とし、Tlypticase Soy broth(TSB),Mueller Hinton Broth(MHB),Brain heart infusionbroth(BHI),及びBHIにグルコース(10mg/ml)を添加したsBHI計4種類の液体培地を用いて、24及び48時間培養し、バイオフィルムを産生させた後、共焦点レーザー顕微鏡により、バイオフィルムの形態を観察した。結果として、sBHIを培養液とした場合はほかの培養方法より、菌の増殖は安定し、より高いバイオフィルムの産生が観察された。
LHC計画アトラス実験による素粒子物理の研究

平成11年度はアトラス測定器の7年にわたる建設の2年目となりアトラスグループ全体として建設が進んだ。日本が担当している部分の建設も進みつつあり、その一方でデータ処理や物理解析準備の開発研究が進んだ。以下その日本が担当部分の進展を述べる。(1)ミューオントリガーチェンバー関係:薄ギャップトリガーチェンバーのプロトタイプを約10枚テスト製造し基本性能を調べた。大量生産のための治工具を製作し、量産の工程をほぼマスターした。アンプデスクリ回路の開発を終わり40万チャンネル分の製造を完了した。そのチップを載せたボード約3万枚の製造を終了した。後段のトリガー回路の各重要エレメントの設計ならびに試作も並行して進んだ。(2)ミューオン時間測定用特殊VLSI:CMOS回路の試作は予定どおり進んだが、入力回路の消費電力が高すぎるので設計を修正している。(3)シリコン飛跡検出器:シリコン検出器センサーの量産を開始した。検出器読出し回路試作とモジュール組立て装置開発がほぼ終了した。マウント用ロボット完成し英国に送った。(4)超伝導ソレノイド:超伝導コイルは完成しその低温機器とその制御システムを建設した。(5)データ収集:ギガビットイサーネットを使ったイベント構成のテストをCERNと協力して行った。基本性能は確認されたが技術的な問題も出てきた。(6)LCH実験に期待される物理の検討を開始した。当科学研究費補助金の援助を受けて推進しているLHC計画アトラス実験による素粒子物理の研究では、研究の最終目標であるヒッグス粒子の探索などの研究を行う実験装置「アトラス」の建設を国際協力で行う段階に入った.日本の研究者が建設を担当するすべての事喉で著しい進展があった.日本が建設責任をすべて担う超伝導ソレノイドでは、12kmの超伝導ケーブル製造が完了し、もっとも重要なコイル巻も終了した.超伝導ソレノイドを冷却し運転するための液体ヘリウア制御系のシステム設計が完了した.ミューオントリガーチェンバーの試作は3回行われ、大量生産のためのノウハウの蓄積に大きな進展があり、2000年に大量生産開始のメドがついてきた.またトリガーチェンバーの検査設備も神戸大で完成しチェンバーの性能が確認された.またイスラエルと共同でチェンバーの高頻度状態でのテストを行い実験の環境下での運転可能性を確認できた.トリガーチェンバー用の電子回路のうち初段の集積回路が完成した.また後段の回路システム設計をほぼ終了した.シリコン半導体飛跡検出器センサーの開発研究は終了し大量生産の仕様が固まった.センサーを組み合わせて電子回路を載せるモジュールは試作品を製造し各種のテストを行った.ミューオン飛跡測定システムの時間差測定集積回路を0.3ミクロンルールのCMOSで試作しテストを行い次の設計に進んでいる.解析ソフトウエアー用シミュレーションのために新しい技術を用いた標準プログラムGEANT-4を開発し世界の研究者にリリースした.これを用いてアトラス実験の素粒子反応のシミュレーションソフトウエアーの構築に着手した.最新データ収集技術のテストのためギガビットイサネットのテストを関連業者と始めるメドがついた.シリコン検出器では米国と欧州で行っている電子回路の開発に遅れが出ており対策を講ずる必要がある他は、これらの建設作業はほぼ予定通り進行している.平成11年度はアトラス測定器の7年にわたる建設の2年目となりアトラスグループ全体として建設が進んだ.日本が担当している部分の建設も進みつつあり、その一方でデータ処理や物理解析準備の開発研究が進んだ.以下その日本が担当部分の進展を述べる.(1)ミューオントリガーチェンバー関係:薄ギャップトリガーチェンバーのプロトタイプを約10枚テスト製造し基本性能を調べた.大量生産のための治工具を製作し、量産の工程をほぼマスターした.アンプデスクリ回路の開発を終わり40万チャンネル分の製造を完了した.そのチップを載せたボード約3万枚の製造を終了した.後段のトリガー回路の各重要エレメントの設計ならびに試作も並行して進んだ.(2)ミューオン時間測定用特殊VLSI:CMOS回路の試作は予定どおり進んだが、入力回路の消費電力が高すぎるので設計を修正している.(3)シリコン飛跡検出器:シリコン検出器センサーの量産を開始した.

検出器読出し回路試作とモジュール組立て装置開発がほぼ終了した.マウント用ロボット完成し英国に送った.(4)超伝導ソレノイド:超伝導コイルは完成しその低温機器とその制御システムを建設した.(5)データ収集:ギガビットイサーネットを使ったイベント構成のテストをCERNと協力して行った.基本性能は確認されたが技術的な問題も出てきた.(6)LHC実験に期待される物理の検討を開始した.
ドム語の民族誌的言語資料の調査研究

このプロジェクトの目的はドム人の民族言語学的データを収集し、これまで知られていなかった語彙を含むドムの言語システムを記述・分析することにあった。三回の現地調査の結果得られたデータによりドム語の語彙に見られる語構造上の特徴、および人間の知覚の彼らなりの理解方式が明らかになった。またドム内の方言差や周辺言語との歴史的関係の一部を知ることができた。成果は論文、学会発表、招待講演などで公表した。ドム語の語彙・テキストをまとめ、言語学、人類学の資料として利用されうるデータを収集し、調査研究する。より具体的には伝統的な行動様式、動植物を含む周りの環境について、またそれらの資源としての利用方式などについてドム語による聞き取り調査を行ない、話者の語りを記録、分析する。各年度の調査は語りの内容のテーマを絞って対象とする。本年度は、6月に、シドニー大学で開催されたパプア諸語に関する国際学会に出席、シンブー諸語のトーンの再構に関して発表し、おもなパプア諸語研究者に研究計画を周知し、協力関係を確立した。続いて基盤研究(B)#20320065(研究代表者大西正幸)の予算で8月に、シンブーを中心に現地調査、ドム周辺地域の言語方言踏査を行なった。この際、GPSにより地理的情報のデータを得ることも実験的に行なった。言語/方言境界の輪郭や地域特徴の分布の一部がこの調査によって明らかになった。また調査ビザ取得の準備ができた。3月の調査前まで、これまで収集したドム語語彙のうち植物に関する語彙をリストし、調査ビザ取得後、現地調査では主に植物の名称や利用方法について聞き取り調査を行なった。植物については、樹木を中心とした調査になったが、雨期ということもあり、茸に関するドム語話者の民族的な知識についても資料を集めることができた。動物については調査地にあまり獣が出ないため、鳥が中心になった。以上のテーマを軸にした自然発話をMarantz PMD660(録音機)+AKG C1000Sで録音、重要なものについては話者と協力しながら書き起こした。場所表現を数言語対照した論文をエスペラントで発表、パプア諸語の比較言語学的研究の現在の到達点を示すPapuan Pasts所収の諸論文の英文書評を大西正幸と共同執筆、ドム語語彙の意味論的側面についての記述を発表したほか、成果の一部は国立民族学博物館でも口頭発表した。8月、9月の調査前まで、これまで収集したドム語語彙を整理し、現地調査では伝統行事に関する語彙・表現のほか、前年度に引き続き植物の名称や利用方法について聞き取り調査を行なった。写真による記録も行なった。また、これまで主に関ってきたグミネ地区のドムのほか、シネシネ地区とのドムとも接触し、ドム内の方言差についても情報を得ることができた。語彙的な相違だけではなく分節音やトーンの音声的実現における相違があることが分かった。2月、3月にかけて基盤研究(B)#20320065(研究代表者大西正幸)の予算でシンブーを中心に現地調査、ドム周辺地域の言語方言踏査を行なった。この際、GPSにより地理的情報のデータも得、言語/方言境界の輪郭や地域特徴の分布がさらに詳しく分かってきた。この調査と他のシンブー諸語地域でなされた先行の植物学的調査の結果を対照することで、8月、9月に収集したデータの一部の植物学的同定が可能になった。本年度ははじめに、これまでに収集した語彙と談話データによりシンブー諸語の中でのドム語の通時的な位置づけに関する研究、および談話資料に現れる従属節の性格に関する研究を進めた。前者については4月と5月に総合地球環境学研究所で、後者については7月に国語研究所で発表をし、現地調査による言語研究者と意見を交換した。現地調査に先立ち応募者がこれまでに集めたドムの動植物の生態についての知識や資源利用の仕方に関するデータを整理した。8月から9月にかけての現地調査では記録の少ない方言を主な調査地として、これまでのデータを補う形で動植物に関する語彙・談話収集を行った。Maranz PMD660(録音機)+AKG C1000Sで録音し、重要なものについては話者と協力しながら書き起こした。写真による記録、GPSによる調査地点の記録も行った。3月には関連するプロジェクトである基盤研究(B)#20320065(研究代表者大西正幸)の予算でシンブーを中心に現地調査、ドム周辺地域の言語方言踏査を行なった。ドム周辺の言語方言の調査により、シンブー語の中ではニマイ・ディカが言語的にドムに最も近いこと、およびスワウェとノマネがドムとは系統的に遠縁にあたることがほぼ確実になった。

方言分岐の歴史と語彙の分布の一致とずれの一部が明らかになったほか、ニマイの植物語彙についての先行研究とドム語の植物語彙の対照を始めることができた。本年度は最終年度であるため、テキストと語彙を整理して、これまでの調査で不足な点をまず洗い出した。その結果、主にドム"2"方言のデータが必要であると考え、8月31から9月22日にかけて行なった現地調査ではドム"2"方言の話される地域に入った。ニューギニア航空のKundiawa直行便が運航を取りやめているため往路Goroka経由、復路Mt Hagen経由となった。調査ではこれまでのデータを補う形で動植物・伝統行事に関する語彙・談話収集を行なった。発話はMarantz PMD660(録音機)+AKG C1000S(マイク)で録音、重要なものについては話者と協力しながら書き起こした。写真による記録も行った。基盤研究(B)#20320065(研究代表者大西正幸)の研究活動との連携により、シンブー諸方言の語彙と比較考察することでこれまで知られていなかったドム語の語源が多く明らかになった。収集した語彙と談話データにより、ドム語の語の音韻・形態的特徴、および意味単位としての語彙項目の特徴について成果を英文でまとめている。複数の語からなる語彙項目について特に注目したものである。意味的に非常に特異な語、稀薄な語彙的意味しか持たない語が、形態・統語的に独立の単位として振る舞う例を示し、ドム語の類型的な特徴として位置付けたものである。2月に成果の一部をオランダのVU University、およびポーランドのAdam Mickiewicz Universityで口頭発表した。論文も準備中である。
季節海氷域の実態に基づく数値海氷モデルの構築

季節海氷域の振る舞いを正しく予測するために必要となる数値海氷モデルを構築することを目的として、オホーツク海や南極海で現場観測を行い季節海氷域の基本的な特性の解析を行った。その結果、氷厚発達過程の特徴、合成開口レーダーが氷厚分布推定に有用であること、比較的小さな氷盤分布の一般的な特徴など、モデルの構築に有用な知見が得られた。また、海氷内部応力の検証を行うために海氷漂流データセットの作成も遂行した。今年度は数値モデルの開発の準備段階として、1.これまでに得られたオホーツク海氷データの総まとめ、2.Landsat衛星の画像の収集、3.現場観測データの収集と解析、それに4.オホーツク海と南極海の海氷漂流データの構築に主要な時間を費やした。1.に関しては、オホーツク海南部で得られた海氷コアや積雪のサンプルデータを詳細に解析し、この海域の海氷の一般的な特性を明らかにした。特に成長過程に焦点をあてて、氷厚成長過程にとってraftingやridgingのような力学的なプロセスが重要であること、また、氷厚約40cmまでは平坦な海氷が二重に重なるrafting過程が卓越し、それよりも厚い氷は数10cm厚の氷盤が破壊を伴って乗り重なるridging過程が重要になってくるように、成長過程には二段階が存在することなどを結論付けた。これらの結果は論文にまとめられ、モデルの構築にあたって重要な基礎資料となることが期待される。3.に関して、当初予定していたオホーツク海観測に加えて、平成18年8月10月にドイツ研究船「Polarstern」に乗船し、南極ウェッデル海北西部の海氷観測に参加する機会を得た。平成19年2月にはオホーツク海南部で巡視船を用いて海氷観測を行い、双方の海域でヘリコプターを用いたビデオ観測により氷盤解析用の画像、海氷の構造特性に関わる資料などを収集できた。4.に関しては、SSM/I画像から得られた海氷密接度分布と併せて、海氷内部応力のパラメタリゼーションに必要なデータセットを構築することができた。以上のように、研究代表者が約2ヵ月半の南極航海観測に参加したこともあって、当初予定していた従来のモデルの特性の把握までには至らなかったが、当研究課題に関わる基礎データを2つの異なる季節海氷域で収集できたため、今後有意義な解析を進めてゆきたいと考えている。今年度は数値モデルの開発に必要となるデータセットの構築に力を注ぎ、1.これまでに得られたオホーツク海および南極ウェッデル海の観測データのまとめ、2.衛星データを用いて氷厚分布を検出する手法の開発、3.現場観測データの収集と解析、それに4.オホーツク海と南極海の海氷漂流データの作成に主要な時間を費やした。1.に関しては、オホーツク海南部で得られた海氷や積雪のサンプル解析から、この海域の海氷の氷厚成長過程における力学的に乗り重なるプロセスの重要性などを明らかにし、これらの結果は論文として公表された。また、南極ウェッデル海に関しては、特に季節海氷域の一つの重要な側面である積雪の海氷への寄与を酸素安定同位体比の計測により定量的に明らかにした。2.に関しては、航空機搭載型Pi-SARの検証観測を通して、オホーツク海の氷厚分布はL-band SARを用いて推定が可能であることを示し、更にオホーツク海におけるALOS/PALSARの現場検証も実施した。観測結果を現在論文にまとめているところである。3.に関して、当初予定していた観測に加えて平成19年9月10月にオーストラリア研究船に乗船し、東南極域の海氷観測に参加する機会を得た。平成20年2月には計画通りオホーツク海南部で巡視船を用いて海氷観測を行った。双方の海域でヘリコプターを用いたビデオ観測により氷盤解析用の画像などの資料を収集できた。4.に関しては、データを2005年まで拡張した。以上のように、研究代表者が南極航海観測に急遽参加した事情もあって、当初予定していたモデル開発までには至らなかったが、当研究課題に関わる基礎データが様々な側面から収集できて本題に取り組む準備が整ったと考えている。今年度は昨年に引き続いて数値モデルの開発に必要となる基礎データの作成のために航海観測で取得したデータの解析に力を注いだ。特に1.参加した2つの南極航海(ウェッデル海とウィルクスランド沖)の観測データの解析、2.オホーツク海の海氷を対象として衛星データによる氷厚分布を検出する手法の開発、それに3.従来型の海氷モデルの検証のための基礎データの作成に主要な時間を費やした。1.に関しては、季節海氷域において海氷の成長に重要な役割を果たす積雪の特性のまとめ、さらに海氷の融解過程に影響を及ぼす氷盤の大きさ分布の解析に取り組んだ。その結果、積雪の海氷成長への寄与や一年氷と二年氷での特性の相違などが明らかになった。後者については海域によらず氷盤には自己相似性があり、径数十mを境に2つのレジームが存在することをつきとめた。これは季節海氷域の数値モデル化に際して有用な事実であり、現在結果を論文に執筆中である。

2.に関しては、航空機搭載型Pi-SARの検証観測を通して、氷厚分布は表面凹凸分布と密接に結びついている故にL-band SARを用いて推定が可能であることを明らかにした。この論文は受理され近く公表予定である。更にオホーツク海におけるALOS/PALSARの適用可能性についても現場検証観測を行い有望な結果が得られた。この結果は数値モデルの検証に役立てられる。3.に関しては、AMSR-Eによる日々の海氷密接度分布、NCEPの気象再解析データの整備を行い数値モデルの検証の準備がほぼ整った。以上のように、航海観測データの解析に多くの時間を費やした事情もあって、当初計画していたモデル開発までには至らなかったものの、それに関わる重要な基礎データの解析を当初の計画以上に深めることができたので、今後も継続して本課題に取り組んでゆきたいと考えている。
心理臨床家と工芸職人の専門家アイデンティティの世代継承性:継承プロセスと心理力動

『世代継承性研究の展望ーアイデンティティから世代継承性へー』(岡本祐子他編著,2018,ナカニシヤ出版,総503ページ)を刊行した。世代継承性(generativiry)に関する心理学的研究は,その研究成果全体を展望し論評したまとまった書物が見られない。本研究の初年度である2018年度は,世代継承性に関する研究の土台を作るべく,1950年以降今日までErikson, E.H.のgenerativiryの概念・理論に基づいて行われた諸外国と国内のすべての研究論文を,PsychoINFOにて検索・入手し,領域別に展望・論評した。また世代継承性研究の課題と展望について論じた。この研究の成果をまとめ,『世代継承性研究の展望』として刊行した。本書は,これからの世代継承性研究の基盤,水先案内となる著作である。主要な内容は,以下のとおりである。第1部世代継承性をとらえるヴィジョンと射程(1. 21世紀のアイデンティティと世代継承性ーその視点と課題ー, 2.Eriksonの「ジェネラティヴィティ」概念の基盤,3.意味生成の「ジェネラティヴィティ」, 4.世代継承性が意味するものとそれを可能にするもの, 5.Eriksonの人生と生成継承性, 6.ライフサイクルの「はめば歯車」とトラウマの世代継承)第2部世代継承性研究の動向と展望(1. Eriksonの世代継承性の理論・概念の検証, 2.高齢期・定年退職期の世代継承性, 3.成人期の世代継承性, 3.青年期の世代継承性, 4.キャリアと世代継承性, 5.世代継承性に関する臨床的研究, 6.世代継承性の民族的研究, 7.セクシュアリティ,ジェンダーと世代継承性, 8.わが国における世代継承性研究の動向と展望)当初は,初年度から研究計画書に記載した実証的研究に着手する予定であった。しかし,Eriksonの世代継承性(generativity)に関する概念と研究については,アイデンティティ研究ほどには整理されておらず,先行研究はさまざまな領域にわたり拡散していることが判明した。そこで,まず今後の実証的研究の基盤となる著作『世代継承性研究展望ーアイデンティティから世代継承性へー』を刊行し,課題・問題の絞り込みを行った。2年次以降は,本書のレヴューに基づいて,実証的研究を進める予定である。研究計画書に記載した通り,面接調査による実証的研究を進める。本研究初年度の2018年度は,世代継承性(generativity)研究の動向と展望をまとめた著書の作成に多大な時間を要したため,研究計画書に記載した実証的研究は2019年度に実施することに変更した。そのため,調査研究旅費等は2019年度に持ち越した。
暗視野輪帯光学系を用いたSiウエハ加工表面欠陥計測に関する研究

本年度は,前年度で設計した暗視野輪帯光学系を組み込んだ基礎実験光学系を構築し,様々な微小欠陥に対する基礎データを取得,さらには従来手法では検出が困難な多層配線構造を持つ薄膜表面の欠陥検出実験を試み,以下のような研究成果が得られた.(1)暗視野輪帯光学系を用いた基礎実験光学系の構築光源として,可視域短波長発振レーザの一つであるArイオンレーザ(スペクトラフィジクス(株)製spinnaker)の488nmの発振線を用い,冷却式高感度デジタルCCD(Roper Scientific(株)製CoolSNAP fX),フーリエ変換像伝搬用リレーレンズ,ならびに前年度に試作した全方向輪帯集光スポット照射系を組み込んだ基礎実験装置を構築した.以上の構成により,広角度(マイナス2μmのデフォーカスセッティングにおいて約130度幅内の散乱光分布を取得可能)にわたる散乱光分布を一括して三次元データとして取り込むことが可能であることを確認した.(2)Siウエハ加工表面欠陥計測基礎実験およびAFM(原子間力顕微鏡)による検証上述の実験装置を用いて,提案手法の有効性について実験的に検討を行った.まず,FIB加工によりベアウエハ上に擬似的に作製した溝状欠陥に対する散乱光検出実験により,本実験装置の欠陥検出基本特性を調査した.そして,多層配線構造を持つ薄膜表面の欠陥検出実験を試み,検出欠陥のAFMによる同定を行った.その結果,本手法により,従来手法では検出が困難だったSiO_2薄膜上の深さ10nmという超微小スクラッチの検出が可能であることが確認された.本研究は,全方向輪帯集光スポット照射系と暗視野広角度受光系を組み合わせた暗視野輪帯光学系を用いる新たな欠陥計測原理に基づき,欠陥の方向性の影響を受けることなく,0.1μm以下といった微小なSiウェハ加工表面欠陥を,その識別も含め高速に計測可能な手法の確立を目的とした基礎研究である.本年度は測定原理の確立,全方向輪帯集光スポット照射系の設計・試作を行い以下のような研究成果が得られた.(1)計算機シミュレーションによる測定原理の確立理論解析の第一段階として,電磁波散乱理論に基づいた計算機シミュレーションを行い,入射角,光源波長,偏光などの光学パラメータと種々の微小表面欠陥との光散乱特性について基礎解析を行った.これから,NA0.95の対物レンズで全方位輪帯入射を実現することにより,欠陥の方向性の影響を受けることなく,高感度で欠陥の検出が可能であることが分かった.(2)全方向輪帯集光スポツト照射系の設計・試作上述のシミュレーション結果に基づき,高NA対物レンズ,偏光子,高精度デフォーカス量調整用ピエゾアクチュエータ等を組み合わせた全方向輪帯集光スポット照射系の設計・試作を行なった.ここでは,輪帯ビームを得るために,φ1200mmの中央部円形遮光フィルタを採用した.そして,NA0.95の対物レンズを用いて,入射角度70の斜方入射ビームを輪帯状に全方位から実現できること,高精度デフォーカス量調整用ピエゾアクチュエータにより,その輪帯照射スポットを高精度に制御可能であることが分かった.本年度は,前年度で設計した暗視野輪帯光学系を組み込んだ基礎実験光学系を構築し,様々な微小欠陥に対する基礎データを取得,さらには従来手法では検出が困難な多層配線構造を持つ薄膜表面の欠陥検出実験を試み,以下のような研究成果が得られた.(1)暗視野輪帯光学系を用いた基礎実験光学系の構築光源として,可視域短波長発振レーザの一つであるArイオンレーザ(スペクトラフィジクス(株)製spinnaker)の488nmの発振線を用い,冷却式高感度デジタルCCD(Roper Scientific(株)製CoolSNAP fX),フーリエ変換像伝搬用リレーレンズ,ならびに前年度に試作した全方向輪帯集光スポット照射系を組み込んだ基礎実験装置を構築した.以上の構成により,広角度(マイナス2μmのデフォーカスセッティングにおいて約130度幅内の散乱光分布を取得可能)にわたる散乱光分布を一括して三次元データとして取り込むことが可能であることを確認した.(2)Siウエハ加工表面欠陥計測基礎実験およびAFM(原子間力顕微鏡)による検証上述の実験装置を用いて,提案手法の有効性について実験的に検討を行った.まず,FIB加工によりベアウエハ上に擬似的に作製した溝状欠陥に対する散乱光検出実験により,本実験装置の欠陥検出基本特性を調査した.そして,多層配線構造を持つ薄膜表面の欠陥検出実験を試み,検出欠陥のAFMによる同定を行った.その結果,本手法により,従来手法では検出が困難だったSiO_2薄膜上の深さ10nmという超微小スクラッチの検出が可能であることが確認された.
セメント・石灰による改良粘性土の工学的性質における微生物の影響

ナタ豆由来ウレアーゼ菌の代謝活動によりCaCO3の析出促進、粘性土の強度増強の効果を実験的に検討した。蒸留水にナタ豆粉末、尿素、CaCl2を同時に混ぜることを方法1、先にナタ豆粉末と尿素を混合し、微生物の活動が活発になってから、CaCl2を混合することを方法2とする。方法2の溶液中のCaCO3の析出率(実際の析出量と理論上の析出量の比)は方法1のよりかなり高かったが、析出したCaCO3は塊にならず粉末になった。方法1の溶液の場合、CaCO3の析出量が高いほど、改良した粘性土の強度が高かった。しかし、方法2の溶液の場合、CaCO3の析出量と改良した粘性土の強度の間に相関関係は認められなかった。平成25年度は主に(1)白ナタ豆由来尿素分解菌(ウレアーゼ菌)による炭酸カルシウム(CaCO3)の沈降促進効果、と(2)尿素・CaCl2・ナタ豆混合液(微生物溶液)を粘性土に混入して、粘性土の強度増加について実験的に検討し、定量的に評価した。CaCO3の沈降促進効果について、ナタ豆0.125g/l、尿素・CaCl2それぞれ0.25Mol/lの溶液中にCaCO3の析出率は約42%になった。これは市販されている尿素分解菌の析出率と同等の値になっている。粘性土の強度増加について、コラム沈降試験で検討した。同じ含水比で、微生物溶液を入れたケースの非排水せん断強度は蒸留水のみを入れたケースの約2倍になった。微生物溶液から析出したCaCO3は粘土粒子間の結合を強化したと考えられる。平成25年度は尿素分解菌(ウレアーゼ菌)の培養、セメント・石灰が混合した高pH溶液中の菌の生存状況の究明、ウレアーゼの炭酸カルシウム(CaCO3)の沈降促進効果の確認を実験的に行った。ウレアーゼの代謝活動によりアンモニアが発生するので、溶液中のアンモニア濃度を測定してウレアーゼの代謝活動の活発化を評価した。まず自然有明粘土中に大量な尿素分解菌が存在していないことを試験的に確認できた。次にナタマメ粉末と尿素を用いて、ウレアーゼの培養を行い成功した。1mol/lの尿素水溶液中、ウレアーゼ菌は約20日間代謝・繁殖活動が増え続け、その後減少傾向に入り、約10日後栄養がなくなり死亡した。また、ウレアーゼの代謝活動により溶液のpH値が9.5 - 10まで上がった。続けて乾燥重量5%の石灰を混合した粘性土と乾燥重量10%のセメントを混合した粘性土を用いて、一軸圧縮試験の供試体を作製し、それぞれを蒸留水とウレアーゼ菌・尿素を含む溶液中に養生した。溶液中アンモニア濃度の変化および経過時間1、2、4週間の試料の一軸圧縮強度を測定し、容器底部における沈殿物の状況を観測した。この試験から、石灰あるいはセメントを混合した土試料を入れた溶液中にウレアーゼ菌が生存でき、CaCO3の沈降促進効果があることが分かった。しかし、ウレアーゼ菌・尿素を含む溶液中の試料の圧縮強度は蒸留水中のものより大きく低下した。その理由は尿素がポソラン反応を遅らせたためと考えている。平成26年度は引続き白刀豆由来尿素分解菌(ウレアーゼ菌)による炭酸カルシウム(CaCO3)の析出促進効果、尿素・CaCl2・刀豆粉末混合液(微生物溶液)を粘性土に混合して、粘性土の強度増加及び影響要因を実験的に検討した。主に以下のこと明らかにした。(1)微生物養生によるCaCO3の析出率への影響:尿素・CaCl2・刀豆粉末を同時混合することをケース-1とし、尿素・刀豆粉末を混合し、2週間養生後、CaCl2を混合すことをケース-2とする。ケース-2のCaCO3析出率はケース-1より高かった。しかし、ケース-1の場合、析出したCaCO3は結晶の塊になったが、ケース-2の場合、析出したCaCO3は粉状になっていた。(2)CaCO3の析出量と粘性土の強度増加:前述のケース-1の条件で、CaCO3の析出量と析出率が異なる微生物溶液を製作し、有明粘土に混合した。それを2ー3週間養生後、粘性土の非排水強度を室内ベーンせん断試験により測定した。CaCO3の析出量が多い溶液の場合、粘性土の強度が高かったことが分かりました。

前述ケース-2の条件で、実験した結果、CaCO3の析出量と粘性土の強度の間に相関性が見つけなかった。つまり、CaCO3の析出量・率だけではなく、析出したCaCO3の結晶状況も粘性土の強度増加に影響を及ぼしている。地盤工学平成25年度は以下の二つの課題を計画した。微生物による浚渫土・建設発生粘性土の改良方法の検討と効果の評価粘性土の強度増加に微生物の量、尿素・CaCl2の濃度と養生期間の影響を実験的検討この二つの課題にについて、計画通りの実験を実施し、概ね予想した成果を得られた。平成24年度に三つの課題を計画した。ほぼ計画通りに研究が進んだと判断する。(1)尿素分解菌の検出について、有明粘土中に大量な尿素分解菌が存在していないことが分かり、代わりにナタマメ粉末を用いたウレアーゼ菌の培養に成功した。(2)セメント・石灰を添加した溶液中のウレアーゼ菌の生存・繁殖状況について、pH値が10ぐらいの溶液中でもウレアーゼ菌が生存・繁殖できることが確認できた。(3)ウレアーゼ菌のCaCO3の沈降促進効果について、ウレアーゼ菌と尿素を加えた溶液中に石灰あるいはセメントを混合した土を入れた場合、容器底部に白い沈殿物が観測でき、CaCO3の沈降促進効果があると考えている。微生物濃度の測定。今までナタ豆の量の影響を実験的に検討した。溶液中の微生物濃度(単位体積中微生物の個数)を直接測定できなかった。平成26年度、微生物溶液を希釈して、電子顕微鏡で直接微生物の個数を数える。大型モデル試験。平成25年度の沈降試験は直径100mm、高さ200mmのモルトで実施したが、平成26年度、直径300mm、高さ800mmのモルトで実験する予定である。また、モデルに酸素(空気)供給の影響も検討する。市販とナタ豆由来尿素分解菌の効果の比較。微生物濃度が同じ条件で、沈降試験により市販の尿素分解菌とナタ豆由来菌による粘性土強度増加の効果を比較検討する。平成24年度の研究成果により、尿素の添加で石灰あるいはセメントによるポソラン反応を遅らせることが分かった。平成25年度の研究は以下の二つの方面で進めたい。(1)セメントあるいは石灰を混合したポソラン反応が終わっていない粘性土に対して、急結剤の併用によってその強度におけるウレアーゼ菌の影響を検討する。(2)セメントあるいは石灰による改良した養生4週間(主なポソラン反応が終了)の試料を蒸留水とウレアーゼ菌・尿素を加えた溶液中にそれぞれ養生し、その長期強度におけるアーゼ菌の効果(影響)を究明する。残りは約6万円しかなかった。年度中に全部消化するよりも、本研究の最終年度平成26年度に回した。大型沈降試験モルト作成費として使う予定である。主に実験用消耗品、旅費と謝金三つのカテゴリーで研究費を使用する。平成24年度の繰越金を含めると86万の直接経費がある。消耗費:40万円旅費:20万円謝金:20万円その他:6万円
上皮細胞分化における細胞接着関連蛋白質の役割。ダブルノックアウトES細胞を用いた解析

本研究は細胞間接着に関与する分子が細胞の増殖、分化にどのように関与しているのかを明らかにすることを目的といている、今年度の研究成果は以下の点である。1)細胞接着装置局在蛋白質の標的組換え細胞接着装置に局在するαカテニン、βカテニン、モエシン、ZO-1について、これらの分子を発現しない細胞を標的組換えの技術を用いて作成することを試みた。それぞれの染色体遺伝子を単離し常法によりターゲッティングベクターを作成した。その際蛋白質の発現が全く見れらないようにするためできるだけ開始メチオニンコドンに近い部分に変異を導入した。相沢/八木らが確立したES細胞株TT2を用いて相同組換えを行ったことろ、これまで全ての遺伝子について少なくとも一つの細胞株についてシングルノックアウトに成功した。2)ダブルノックアウト細胞単離の試みシングルノックアウトに成功した細胞株を用いて細胞レベルでのダブルノックアウトを試みた。薬剤濃度をあげる方法をそれぞれの細胞株について試みたが今のところ成功していない。現在、ダブルノックアウト細胞の単離技術に検討を加えているところである。3)今後の改善点これまでのモエシン、βカテニンのターゲッティングベクターは効率が非常に悪く、相同組換え細胞が非常に低い確率でしか単離できなかった。現在変異を導入する位置などを変更した新しいターゲッティングベクターの作成に取り掛かっている。今後シングルノックアウト細胞を複数単離すること、個体レベルや細胞レベルでダブルノックアウトの細胞を得ることを試みる。
細胞死様式の制御による安全かつ有効な光線力学療法の確立

がんの低侵襲な治療法の1つである光線力学的治療法(PDT)において,腫瘍組織選択的な治療を行うために適切な細胞死様式を引き起こす治療条件を求めることは安全かつ有効なPDTの実施する上で重要である.細胞死様式は治療条件により変化すると考えられている.またPDTの治療効果はPDT中に生じる一重項酸素量に依存する.そこで,本研究では,PDTによる細胞死様式と一重項酸素量の累積値との関係について,計算機シミュレーションにより検討した.低侵襲ながん治療法である光線力学療法(PDT)において安全性・有効性の高い施術が求められている.PDTにおける細胞死様式を制御し,正常組織への副作用を制御することが解決策となると考えられる.本研究では,細胞死様式の制御のために計算機シミュレーションを応用することが本研究の目的である.今年度の研究では,PDTの細胞障害を誘発する一重項酸素の生成量を推定するための計算機シミュレーションを開発し,この成果を特許として出願した.本シミュレーションは,PDT用光源の発光スペクトル,および一重項酸素生成量子収率等を入力することで,種々のPDTの治療条件に対する治療効果を推定する.シミュレーションを用いて推定した治療効果の妥当性を評価するために,まずPDTによる細胞死の閾値を推定できるか検討したところ生成された一重項酸素量のオーダーは妥当であることが確認された.次に,治療領域の推定が可能かどうか,実測値と比較したところ,シミュレーションによる推定値は過大評価となった.この課題を解明するため,各入力パラメーターの妥当性について調べることとした.具体的には,一重項酸素生成量子収率の実測を検討している.さらに今年度は新規PDT用光源の研究開発において,効率的に治療条件を評価できるモデルである鶏卵移植腫瘍組織の光学特性を計測した結果を報告した.鶏卵移植腫瘍組織の光学特性は担がんマウスの腫瘍組織の光学特性と同等であることが定量的に示された.これより,PDT用新規光源の開発において治療条件を効率的に求められるだけでなく,シミュレーションの妥当性の評価においても有用なツールとなることが明らかとなった.計算機シミュレーションを実装し終え,シミュレーションの確度および精度の検討を行うために,実験値との比較を行った.当初の計画では,妥当性が得られる予定であったが,シミュレーションの確度が低いことからシミュレーションに用いていたパラメーターの見直しが必要となった.シミュレーションで用いているパラメーターの一つである一重項酸素生成量子収率は文献値を引用しており,数値の妥当性を評価するために実測することとした.そこで,確度の高い測定法を用いて一重項酸素生成量子収率を測定し,シミュレーションの確度向上について再検討している.実測した一重項酸素生成量子収率は文献値とは異なる値が得られており,現在実測値の再現性を確認している.以上より,シミュレーションの開発において,当初の計画からやや遅れている.平成28年度は,計算機シミュレーションの精度を高めるために,光感受性物質の一重項酸素生成量子収率の測定を行った.PDTにより生成される一重項酸素の濃度に関連する要因の一つは光感受性物質の一重項酸素生成量子収率である.一重項酸素の生成量子収率が文献により報告されているが,文献値を用いて計算機シミュレーションにより治療領域を評価した結果,実測値に比べると確度は73%であった.そこで本研究では,一重項酸素を直接的に検出可能なことから最も正確な手法であると考えられている,一重項酸素由来の波長1270 nmの発光の検出を利用した計測方法によって,既存のPDT用光感受性物質であるタラポルフィンナトリウム,次世代の光感受性物質として期待されているプロトポルフィリンIX(PpIX)およびPpIX lipidの一重項酸素生成量子収率を決定した.その結果,それぞれの一重項酸素生成収率は0.56,0.76および0.84であった.また計算機シミュレーションの妥当性について検討するために担がんマウスを用いて行ったPDT実験により評価した治療領域の結果と上記一重項酸素量子収率を用いて本シミュレーションにより推定された治療領域とを比較した.実験によってPDTにより腫瘍組織が壊死した幅の最大値は3.5 mmであるのに対して計算機シミュレーションの結果では3.95 mmであった.このことから計算機シミュレーションの確度は87%であると考えられた.正確な一重項酸素生成量子収率を用いることで計算機シミュレーションの確度が13%まで増加した.以上の結果より,構築した計算機シミュレーションモデルを用いて治療条件の妥当性や安全性・有効性を評価することで,必要となる実験の条件を絞り込んだ上で,少数例の非臨床試験や臨床試験を行い,新規のPDTをスムーズかつ合理的に実用化へ導くことが可能であると考えられる.がんの低侵襲な治療法の1つである光線力学的治療法(PDT)において,腫瘍組織選択的な治療を行うために適切な細胞死様式を引き起こす治療条件を求めることは安全かつ有効なPDTの実施する上で重要である.細胞死様式は治療条件により変化すると考えられている.またPDTの治療効果はPDT中に生じる一重項酸素量に依存する.そこで,本研究では,PDTによる細胞死様式と一重項酸素量の累積値との関係について,計算機シミュレーションにより検討した.平成27年度に実装した計算機シミュレーションの確度を高めるための各パラメーターの実測,およびシミュレーションの妥当性の確認を行う.実測値をもとに改良を加えた計算機シミュレーションの評価を行い,シミュレーションを完成させる.がん組織におけるPDTの効果は,細胞壊死による周辺組織の炎症,血管閉塞,組織内の薬剤分布など,組織学的な外乱が加わり,治療領域にばらつきが生じる.

このため,細胞系におけるPDTの効果について評価することにより,外乱を少なくし,PDTによる細胞損傷閾値の決定も検討している.生体組織光学次年度開始すぐに購入したい消耗品を計画しているため、約1万円を次年度使用分とした。次年度助成金請求額(60万円)とあわせて、消耗品費として43万円、旅費用として12万円,論文執筆等その他6万円を使用する計画である。