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漢方医学教育におけるグローバルスタンダードの構築

富山医科薬科大学では、和漢診療学講座を中心として漢方医学に関する講義、実習を行なっている。今後、学生および教職員の要望に応えこの様な講義は各大学で実施されていくと思われる。しかるに、現時点では漢方医学教育のスタッフの不足、基本となる教材がない等の問題が山積している。本研究は医学教育現場のこのような現状を改善し、全世界的に運用されうる漢方医学教育のグローバルスタンダードとなるコア・カリキュラムの構築を目指すものである。平成13・14年度は主に海外の現状を含む調査にあてられた。主な調査結果を示す。(1)カリフォルニア大学デービス校(米国)カリフォルニア大学デービス校ではランチタイムに過一回一時間8通達続のCAMに関する講義が医学生を対象に行われている。内容は多伎に渡っており,その中の一コマに漢方医学(Chinese Herbal Medicine)があてられている。学生の関心は比較的高く,34割の学生が毎年受講している。しかし,その教育方法に関してはまだまだ手探りの状態である。(2)熙大学(韓国).高雄医科大学(台湾)韓国では専門の医師を養成する目的で専門の大学で長期間かけて教育されている。西洋医学の医師を養成する大学では東洋医学は教えられていない。慶熙大学では黄帝内経,傷寒論などの古典に基づいた,生理学,生薬学,鍼灸などが教えられている。6年次にはインターンとして韓医学専門の病院で実習が行われている。台湾においても,韓国とほぼ同様であった。平成15年度は調査に基づき110分授業4コマ、110分授業8コマ、110分授業16コマを行なうための、コア・テキストブックを作成した。この中で、気血水、陰陽、虚実、五臓論、六病位などの漢方医学的な概念。脈診、舌診、腹診などの基本的診察法。桂枝湯類、柴胡剤、麻黄剤など基本となる方剤の使用法・適応病態などを解説した。さらに、漢方方剤の副作用についても、調査結果をまとめテキストに取り入れている。また、近年Evidence Based Medicine(EBM)の必要性が叫ばれているが、漢方医学教育においても、できる限りエビデンスを提示することが望ましいと思われる。そこで、サブ・テキストブックとなりうるように漢方方剤のエビデンスを集約し、これを一冊の本としてまとめたものが平成15年3月に出版された。テキストブックの中でも漢方医学のエビデンスという項目を渇げ解説している。さらに、漢方医学の基本概念を英語で解説したページ(Introduction to Kampo medicine)も設け外国人の教育にも対応できうるテキストブックとした。主な調査結果を示す。1.情報・資料の収集(1)カリフォルニア大学デービス校(米国)カリフォルニア大学デービス校ではランチタイムに週一回一時間8週連続のCAM(Complementary and Alternative Medicine)に関する講義が医学生を対象に行われている.

内容はホメオパチー・カイロプラクテイス・アユルベーダなど多岐に渡っており,その中の一コマに漢方医学(Chinese Herbal Medicine)があてられている.講師は,地元で開業している中医師である.学生の関心は比較的高く,34割の学生が毎年受講している.しかし,その教育方法に関してはまだまだ手探りの状態である.(2)慶煕大学(韓国).高雄医科大学(台湾)韓国では専門の医師を養成する目的で専門の大学で長期間かけて教育されている・西洋医学の医師を養成する大学では東洋医学は教えられていない.その根底には,両者の既得権を巡る対立などがあり,医師免許の一本化などの動きはにぶい.このような状況下で,慶煕大学では黄帝内経,傷寒論などの古典に基づいた,生理学,生薬学,鍼灸などが教えられている.また,6年次にはインターンとして韓医学専門の病院で実習が行われている.台湾においても,韓国とほぼ同様であった.2.今後の方針.上記の現状をふまえて,西洋医学の医師を養成する医学部において漢方医学教育を行なうための,スタンダードとなる様な教材の作成は,急務と思われる.来年度は,コア・テキストブックの作成に着手しこれを完成させる.富山医科薬科大学では、和漢診療学講座を中心として漢方医学に関する講義、実習を行なっている。今後、学生および教職員の要望に応えこの様な講義は各大学で実施されていくと思われる。しかるに、現時点では漢方医学教育のスタッフの不足、基本となる教材がない等の問題が山積している。本研究は医学教育現場のこのような現状を改善し、全世界的に運用されうる漢方医学教育のグローバルスタンダードとなるコア・カリキュラムの構築を目指すものである。平成14年度は平成13年度に行なった調査等に基づき110分授業4コマ、110分授業8コマを行なうための、コア・テキストブック作成の素案をまとめた。この中で、気血水、陰陽、虚実、五臓論、六病位などの漢方医学的な概念。脈診、舌診、腹診などの基本的診察法。桂枝湯類、柴胡剤、麻黄剤など基本となる方剤の使用法・適応病態などを解説する。漢方方剤の副作用についても、調査を行なっている。その結果もテキストに取り入れる予定である。また、近年Evidence Based Medicine(EBM)の必要性が叫ばれているが、漢方医学教育においても、できる限りエビデンスを提示することが望ましいと思われる。そこで、サブ・テキストブックとなりうるように漢方方剤のエビデンスを集約し、これを一冊の本としてまとめる作業を行なった。近日中に出版される予定である。富山医科薬科大学では、和漢診療学講座を中心として漢方医学に関する講義、実習を行なっている。
ソーシャル・メディアによる組織コミュニケーションの有効性に関する研究

ソーシャル・メディアによる組織コミュニケーションの有効性を論じる枠組みとして,自己生成を概念的枠組みとする知のスパイラルアップ戦略を提唱した.この基盤として,指標の開発,モデル構築,システム設計,シミュレーション,推薦システムの開発など,実態把握と方策立案に取り組んだ.また,情報セキュリティの方策立案や行動促進の課題に取り組んだ.これらの研究成果を国内外の学会などに公表し,知見の交流を行った.ソーシャル・メディアによる組織コミュニケーションの有効性を論じる枠組みとして,自己生成を概念的枠組みとする知のスパイラルアップ戦略を提唱した.この基盤として,指標の開発,モデル構築,システム設計,シミュレーション,推薦システムの開発など,実態把握と方策立案に取り組んだ.また,情報セキュリティの方策立案や行動促進の課題に取り組んだ.これらの研究成果を国内外の学会などに公表し,知見の交流を行った.本年度は,ソーシャル・メディアの有効性を解明するため,ソーシャル・メディアの性質や利用実態の把握,利用状況に着目したモデル化を行った.ソーシャル・メディアによる組織・コミュニティの変革については,関連する研究成果や方法論についての解説論文を公表し,一つのまとめとした.具体的な研究成果の例としては,ソーシャル・メディアにおけるblog,Q&Aサイト,掲示板(HBS)等について,実態に基づく指標化やモデル化を行い,その有効性の解明を試みた.blogについては,その質に関する評価方法を開発するため,その内容における話題の広さや深さに着目した指標化を行ない,その適切さの確認を行った.この指標は,blogの質に着目したフィルタリングに貢献するものと考える.Q&Aのサイトについては,その情報や知識の蓄積や利用を活性化するための制度設計を検討するため,質問や回答を行う参加者の効用に着目したモデルを構築し,シミュレーションを行い,金銭的な報酬のあり方についての知見を得た.この知見は,Q&Aコミュニティの活性化を図る制度の検討に貢献するものと考える.掲示板については,インターネット株式掲示板の投稿内容指標化を試み,指標の有効性を確認した.株式市場の効率性に関し,ソーシャル・メディアのインパクトを解明する上で,意義のある研究と考える.ゲーム理論モデルやチーム理論モデルを基軸としたモデル構築やエージェント・ベースド・シミュレーションを行うことによって,組織コミュニケーションにおけるソーシャル・メディアの有効性についての条件の解明を試みた.その結果,断片性や移転粘着性のある情報や知識の移転問題についての知見を得ることができた.今後は,これらの研究成果をさらに積み重ね,ソーシャル・メディアの組織コミュニケーションにおける有効性を解明するとともに,その有効利用に関する方策を考察することとする.本年度は,ソーシャル・メディアの有効性を解明するため,twitter,SNS,掲示板(BBS),動画サイト等に着目し,その性質や利用実態の把握,利用状況に基づくモデル化,システム設計,エージェントベースドシミュレーションなどを行った.この分野での国際的な知見を糾合するため,社会情報学におけるソーシャル・メディアに関して,国際会議HICSS45のMinitrackの公募に応じたところ,Social Media in Social InformaticsのMinitrackを設置することができ,3セッションおよびOpen Forumを開催することで,一つのまとめとすることができた.具体的な研究成果の例としては,SNSについては,消防隊員の経験に基づく情報や知識を蓄積し,それらの伝承を行うためのモデルとSNSシステムを構築し,同システムが経験や知識の伝承において有効であることを確認した.この知見は,SNSによる経験や知識の伝承を組織化する方法の発展に貢献するものと考える.掲示板については,インターネット株式掲示板の投稿内容分析を積み重ね,株式リターンの説明可能性について検討した.株式市場の効率性に関し,ソーシャル・メディアのインパクトを解明する上で,意義のある研究成果と考える.また,ITセキュリティに関し,情報システム関係者の行動論的特性に着目したゲーム論的モデルを開発し,組織におけるITセキュリティの改善策を検討した.知のスパイラルアップを図るための概念や方法を開発するため,社会シミュレーションの可能性について検討し,ソーシャル・メディアに蓄積されているビッグデータの活用方策を開発する端緒とした.今後は,これらの研究成果をさらに積み重ね,ソーシャル・メディアの組織コミュニケーションにおける有効性を解明するとともに,その有効利用に関する方策を考察することとする.本年度は,ソーシャル・メディアの有効性を解明するため,twitter,SNS,BBS,動画サイト等に着目し,その性質や利用実態の把握,モデル構築,システム設計,エージェントベースドシミュレーションなどを行った.具体的な研究成果の例としては,SNSについては,企業内SNSのメリットとデメリットに関する調査を行い,情報を自ら発信する人ほどデメリットを感じている傾向にあることなどの分析結果を,また,twitterについては,東日本大震災前後の国内のデータに基づき,アカウントの次数中心性と媒介中心性を求め,その差異を分析し,異言語間の仲介をしていると目されるアカウントは媒介中心性が高いといった結果を,さらに,情報セキュリティについては,twitterによって情報セキュリティ行動を共有するシステムを構築し,利用者が情報セキュリティ行動を行なう様子を観察することができた.知のスパイラルアップ戦略については,Auto-Genesisを概念的枠組みとし,Intermediaryの果たす役割の重要性について考察した.総じて,ソーシャル・メディアに蓄積されているビッグデータの活用方策に取り組んだ.今後は,これらの研究成果をさらに発展させ,ソーシャル・メディアの有効利用に関する方策の検証に取り組むこととする.ソーシャル・メディアに関し,twitter,SNS,掲示板(BBS),,動画サイト等の性質やそれらの活用を図るシステム設計等を行って,その有効性が確認できている.また,新たな実態調査により,組織におけるSNSによるコミュニケーションのデータが入手でき,分析に取り組んでいることなどから,研究の目的の達成につき,おおむね順調に進展していると判断している.24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の推進方策については,組織におけるSNSによるコミュニケーションのデータに基づき,ソーシャル・メディアの有効性についての検証を行うこと,ソーシャル・メディアにおけるビッグデータの構造や内容分析の方法論的展開を図ること,知のスパイラルアップを図るための概念や方法を開発するため,社会シミュレーションにおける粒度や現象との接合について検討すること等を通じて,ソーシャル・メディアによる組織コミュニケーションの有効姓に関して,概念的,理論的,方策的検討を積み重ねることとしている.24年度が最終年度であるため、記入しない。
OPA1遺伝子変異を有する優性視神経萎縮症における眼科的および全身的症状の研究

常染色体優性視神経萎縮症(ADOA)の全身合併症を調査するため、JEGCの全30施設にて調査を行った。その結果、全施設で3名のみDOA-Plus diseaseが存在することが確認された。3例ともANを併発しており、1例では失調、外眼筋麻痺を併発していた。東京医療センターおよび慈恵医大における通常のADOA群31例においては、変異の種類はミスセンス変異、ノンセンス変異、スプライス変異、挿入・欠損と多岐に渡っていた。いっぽう、DOA-Plusの3症例についてはすべてミスセンス変異が原因となっていた。本研究は常染色体優性視神経萎縮症(Autosomal dominant optic atrophy、ADOA)の遺伝型、臨床型についての研究である。ADOAは比較的頻度の高い遺伝性視神経疾患で、患者は徐々に進行する視力低下および中心視野の異常を自覚する。約80%の症例で、OPA1遺伝子が発症に関与していると言われる。近年、OPA1遺伝子を持つ患者に、Auditory neuropathy(AN)による聴覚障害の合併が見られることが知られるようになった。さらに最近の研究によって、本疾患には聴覚障害以外にも眼瞼下垂、外眼筋麻痺、Neuropathy、ミオパチーなどの全身症状が発症することが分かってきた。最近の英国の報告によると、優性視神経萎縮症患者において視神経萎縮以外の症状は約20%に発症するとされ、合併症の出現頻度が比較的高いことが分かっている。しかし国内において眼外合併症をともなう優性視神経萎縮症の報告は極めてまれであり、その病態および頻度については不明な点が多い。初年度は、東京医療センターおよび慈恵医大の眼科において、20家系23症例についての検討を行った。このうち、OPA1遺伝子に変異が確認されたものは16家系17症例であり、残りの症例は解析途中である。視神経外症状についは3家系3症例について確認できた。内訳は、ANが2例に見られ、歩行障害は2例に、また外眼筋麻痺が1例に見られた。ANの2症例については、R445Hの変異が見られた。視神経外症状の発症頻度は欧米の報告に比べて高くないものの、今後さらに症例を増やしてその頻度と遺伝子型との関連について検討する必要がある。研究二年目において症例の収集および遺伝子解析が進行し、これまでに東京医療センターおよび東京慈恵会医科大学において、合計35家系45症例がエントリーされた。このうち遺伝子解析が終了した症例は、東京医療センターおよび慈恵医大と合わせて27家系であった。これら27家系のうち、18家系においてOPA1遺伝子に病的変異を認めた。変異の種類としてはアミノ酸置換、欠損、スプライス異常など多岐に渡っており、これらの変異のいくつかはこれまでに報告の無い新規の変異であった。臨床所見は全例で視神経萎縮および中心感度の低下が見られた。眼外症状については、2家系2症例において、Auditory neuropathyによる難聴、および原因不明の軽度難聴が見られた。また、遺伝子検査が終了していない1症例において、外眼筋麻痺および歩行障害が見られた。これまでの検索では日本人の優性視神経萎縮症におけるOPA1遺伝子異常は多岐にわたっていた。眼外症状の発症率は欧米の報告に見られる比率よりも低かった。症例の集積は進んでおり、目標とする30症例はほぼ達成している。研究3年目の時点で、東京医療センターおよび東京慈恵会医科大学において合計45家系50症例がエントリーされた。このうち一時的な遺伝子解析が終了した症例は合計33家系であった。これらのうち22家系においてOPA1遺伝子に病的変異を認めた。変異のタイプとしてはアミノ酸置換、欠損、スプライス異常などが見られ、変異のなかにはこれまでに報告の無い新規変異も含まれていた。臨床所見は全例で視神経萎縮および中心感度の異常が見られた。眼外症状については3家系、3症例においてAuditory neuropathyによる難聴が見られた。また、1症例において外眼筋麻痺および軽度の歩行障害が見られた。さらに、遺伝子検査の確定していない1家系において、Auditory neuropathyを示唆する難聴が見られ、現在耳鼻咽喉科専門医によって精査を行っている。遺伝子検査の結果、日本人の優性視神経萎縮症におけるOPA1遺伝子異常は多岐にわたっており、また、Auditory neuropathyを発症した症例はいずれもアミノ酸置換によるものであった。これまでの報告をまとめると、明らかな眼外症状が見られた症例は3-4症例であり、全体の10%には満たず、欧米の報告にみられる合併症頻度に比べて低い数値であった。ただし、本研究グループにおける合併症頻度は、これまでの国内の報告に比べると比較的多いと考えられる。その理由として、国内では優性視神経萎縮症の眼外合併症の認知度が低いことが考えられ、これを機会に本疾患の正確な病態について全国の眼科医、耳鼻科医に周知すべき必要性が感じられた。症例収集数は目的の数値に達しており、遺伝子解析も7割程度の症例で終了している。合併症例についての耳鼻科等他科依頼についてもおおむね終了している。常染色体優性視神経萎縮症(Autosomal dominant optic atrophy, ADOA)は比較的頻度の高い遺伝性視神経疾患で、患者は徐々に進行する視力低下および中心視野の異常を自覚する。約80%の症例でOPA1遺伝子が発症に関与していると言われる。

OPA1遺伝子を持つ患者には、Auditory neuropathy(AN)による聴覚障害、外眼筋麻痺、Neuropathy、ミオパチーなどの全身症状が発症するDOA-Plus diseaseであることが知られている。海外では視神経萎縮以外の症状は約20%に発症するとされ、合併症の出現頻度が比較的高いことが分かっている。しかし国内においてその病態および頻度については不明な点が多い。本研究では耳鼻咽喉科および神経内科と協力し、本疾患における眼科的、全身的臨床症状、ならびにOPA1遺伝子の遺伝子型について詳細に検討した。遺伝性網膜疾患に関する全国研究チーム(JEGC、全30施設)に呼びかけを行い、ADOAにAN等の全身合併症を含む症例の有無を問い合わせ、該当症例にはOPA1遺伝子検査を行った。その結果、全国で3名のみDOA-Plus diseaseが存在することが確認された。3例ともANを併発しており、1例では失調、外眼筋麻痺を併発していた。東京医療センターおよび慈恵医大における通常のADOA群31例においては、変異の種類はミスセンス変異、ノンセンス変異、スプライス変異、挿入・欠損と多岐に渡っていた。いっぽう、DOA-Plusの3症例についてはすべてミスセンス変異が原因となっていた。本邦におけるADOAの合併症例は欧米に比べて頻度が低く、特にGTPaseドメインのミスセンス変異が関与していることが明らかになった。合併症には軽度な失調も含まれていたため、初期の合併症が見逃されている可能性も考えられた。常染色体優性視神経萎縮症(ADOA)の全身合併症を調査するため、JEGCの全30施設にて調査を行った。その結果、全施設で3名のみDOA-Plus diseaseが存在することが確認された。初年度については、東京医療センターおよび慈恵医大の症例について検討を行った。症例数は20例を超えたが、OPA1遺伝子の解析に時間を要するためにすべての患者の解析は終了していない。また、解析結果にはこれまで報告のない新規変異を持つ症例も見られるため、遺伝子型確定のためには通常のシーケンスのみでは断定するには限界がある。当初の目標症例は達成されつつある。ただし、OPA1遺伝子の変異の種類は多岐にわたっており、同遺伝子における「遺伝子型ー表現型の関連」について結論を出すためには、さらに多くの症例収集を必要とする。また、明らかな眼外合併症を有する症例はまだ3例しか見つかっておらず、欧米の報告との乖離が見られる。合併症の発症率および合併症に強く関連する因子の特定をするためには、さらに多くの症例をエントリーし、遺伝子解析および全身的検査をする必要がある。
磁歪誘導軟磁性効果を利用した新原理超磁歪材料の開発

Fe-Ga急冷薄帯に関して,添加物の利用による結晶粒の微細化を検討したが,Fe-Ga相以外の化合物が析出しやすい傾向が得られ,特性改善は困難であった.そこで,研究計画に掲げた電析手法の確立の方へ研究の主眼を移した。Fe-Gaに関するめっき膜は,Gaを水溶液から析出させることが困難であることから,これまでほとんど報告はなかった.これに対し,近年の環境意識の高まりに配慮し,排水規制物質を用いないめっき浴を採用し,所望する組成を有する比較的厚いFe-Ga膜を作製することできた.めっき浴への添加物を検討し,結晶粒を微細化することが課題となった.Fe-Gaのミクロ構造と磁気特性の関係を明らかにすべく,保磁力の結晶粒径依存性に関して計算機解析を行った.その結果,結晶粒径を小さくすると,Thefenol-Dが20 nm付近の結晶粒径で急激に保磁力が減少するのに対し,Fe-Gaでは100 nm付近から滑らかに保磁力が減少することがわかった.電解めっきによるFe-Ga膜の作製とFe-Gaのミクロ構造と磁気特性の関係解明を主に行った.Fe-Gaのめっき膜に関しては,Gaを水溶液中から析出させることが困難であることから,これまでにほとんど報告がなかった.最近,優れた特性を有するFe-Ga膜が報告されたが,めっき浴内に排水規制されているホウ素を含むホウ酸が用いられていた.そこで,排水規制物質を使用しないめっき浴としてクエン酸浴に着目した.陰極効率のクエン酸依存性を評価したところ,クエン酸量の増加に伴い,急激に陰極効率が減少することがわかり,クエン酸量が少ない方が望ましいことがわかった.少ないクエン酸濃度で作製したFe-Ga膜のXRDパターンから,Fe-Gaの結晶相の析出を確認した.クエン酸量が少ない範囲では,クエン酸添加による結晶粒の微細化効果は観測されなかったため,添加物を用いて結晶粒を微細化することが今後の課題となった.Fe-Gaのミクロ構造と磁気特性の関係を明らかにすべく,保磁力の結晶粒径依存性に関して計算機解析を行った.その結果,結晶粒径を小さくすると,Thefenol-Dが20 nm付近の結晶粒径で急激に保磁力が減少するのに対し,Fe-Gaでは100 nm付近から滑らかに保磁力が減少することがわかった.すなわち,Terfenol-Dで観測されたような急激な特性改善は,Fe-Ga合金では観測されない結果となった.ただし,Fe-Gaの保磁力はもともとTerfenol-Dよりも小さく,また特性の改善が完了する結晶粒径が50 nm付近である.この値はTerfenol-Dの20 nmよりは大きな粒径値であり,Fe-GaはTerfenol-Dよりも組織制御による軟磁気特性が容易であることを示唆するものである.本結果より,当初の予想通り,Fe-Gaはより「磁歪誘導軟磁性効果」を発現しやすい合金系であることが確認できた.Fe-Ga急冷薄帯に関して,添加物の利用による結晶粒の微細化を検討したが,Fe-Ga相以外の化合物が析出しやすい傾向が得られ,特性改善は困難であった.そこで,研究計画に掲げた電析手法の確立の方へ研究の主眼を移した。Fe-Gaに関するめっき膜は,Gaを水溶液から析出させることが困難であることから,これまでほとんど報告はなかった.これに対し,近年の環境意識の高まりに配慮し,排水規制物質を用いないめっき浴を採用し,所望する組成を有する比較的厚いFe-Ga膜を作製することできた.めっき浴への添加物を検討し,結晶粒を微細化することが課題となった.Fe-Gaのミクロ構造と磁気特性の関係を明らかにすべく,保磁力の結晶粒径依存性に関して計算機解析を行った.その結果,結晶粒径を小さくすると,Thefenol-Dが20 nm付近の結晶粒径で急激に保磁力が減少するのに対し,Fe-Gaでは100 nm付近から滑らかに保磁力が減少することがわかった.Fe_(100-x)Ga_xの急冷薄帯を,単ロール法にて作製した。xは0から30の範囲で変化させ,ロール速度は10 m/sとした。作製した薄帯は,As-cast状態でFeGaまたはFeの結晶相から構成されており,軟磁性化の指標となる保磁力の値は,xは0から30の範囲でほぼ一様の2 kA/mであった。ロール速度10 m/s程度の急冷速度では,微結晶構築が不十分であると判断し,ロール速度の増加を検討したが,飛躍的な効果は観測されなかったため,添加物に着目した。結晶粒の微細化を鑑み,Bを添加した(Fe_83Ga_17)_(100-y)B_y急冷薄帯を作製した。yの増加に伴い,X線の回折ピークがブロードになる傾向が得られ,y = 20で非晶質状態となった。yの増加に伴い,非晶質化が進む傾向が得られたが,y = 10以上の試料では,BとFeの化合物と予測されるFeGa相以外の磁性相の析出が観測された。結果として,As-castの状態では,軟磁気特性の改善は観測されなかった。

残留応力の緩和による軟磁気特性改善ならびに非晶質状態からのナノ結晶化を鑑み,y = 20の試料において,300700度での熱処理を施したが,FeB系化合物の析出等により,飛躍的な軟磁気特性の改善は観測されなかった。急冷薄帯に関しては,添加物の利用により,結晶粒の微細化は可能と考えられるが,他の化合物が析出しやすい傾向が得られたため,研究計画に掲げた電析手法の確立の方へ研究の主眼を移すことにした。電析法では,めっき条件や浴への添加試薬により,比較的微結晶を得やすいため,本課題の目標達成には有利である。研究計画では無電解めっき法の適用を掲げたが,無電解めっき法よりも廃液処理や浴管理で有利である電解めっき法によるFeGa膜作製を検討中である。急冷薄帯作製では,研究計画に掲げたFeGa, FeGaM(Mは添加元素)の作製は一通り実施した。研究実績の概要で示したように,添加物を用いない場合,結晶粒の微細化が観測されなかった。ロール速度の高速化を検討したが,ロール速度の増加は,As-cast試料がフレーク状になるため,磁歪特性の測定が困難となった。そこで,添加物を用いることにしたが,Feとの化合物化など所望する結晶相の構築や磁気特性を得るには困難と判断した。以上のことから,急冷薄帯作製に関しては,所望する磁気特性は得られなかったもののほぼ計画通り調査することができたと考えている。めっき手法の確立に関しては,組成制御等課題は多いが,電解めっきによりFeGa膜を作製することができたため,計画通りに進んだと考えている。計算機解析は,プログラミングの段階であり,データ取得まで達成できていない。以上のことから,おおむね順調に進展しているとした。FeGa膜を電解めっきで作製する場合,特にGaの析出電位が大きく卑であるため,一般的に作りにくい材料系である。そのため,国内外の研究報告で,FeGaの電解めっき膜に関する報告は少ない。よって,FeGa膜を電解めっきで作製するプロセス確立を中心に研究を進める。めっき法では,めっき条件やめっき浴への添加試薬により,結晶粒径の調整が比較的容易と考えられる。まずは,浴組成やめっき条件が磁気特性や膜形態に与える影響といった基礎特性を評価する。併せて,計算機解析の実施,作製しためっき膜への熱処理の影響等も評価する予定である。主に,めっきで用いる試薬や装置類の購入に使用する予定である。めっき法は,急冷薄帯法よりも,試料作製は容易であるが,作製パラメータが多く,作製条件が試料特性に与える影響を議論する場合には,多数の試料作製とその特性評価が必要となる。これらには,多大な時間を要することから,大学院生にその業務を委託し,謝金を支払う予定である。成果をまとめ,国内で12件,国外で1件程度の対外発表を行うための旅費として研究費の一部を使用する予定である。
半導体レーザにおける量子ノイズのカオス増幅効果を用いた超高速物理乱数生成

本研究では、半導体レーザカオスを用いることで新たな超高速物理乱数生成方式の開発を行った。半導体レーザカオス信号をアナログ-デジタル変換して論理演算を行うことにより、物理乱数生成の実証実験に成功した。生成された乱数に対して国際標準の統計検定を適用したところ全検定項目に合格し、ランダム性の高い乱数が生成された。さらに物理乱数生成の高速化方式を新たに提案および実装して乱数生成を行ったところ、400Gb/sの乱数生成速度を実現した。加えて物理乱数生成器の非再現性の理論的保証や量子暗号通信への実証実験に成功した。高度情報化ネットワークにおける情報セキュリティの信頼性はランダムな信号列を生成する乱数生成器に強く依存している。従来の擬似乱数生成器は計算機内のアルゴリズムにより生成されるため乱数の予測が可能であるという致命的欠点を有しており、一方で既存の物理乱数生成方式では予測は困難なものの生成速度が遅い(数十数百Mb/s)という問題点がある。そこで本研究では、半導体レーザにおける量子ノイズのカオス増幅効果を用いることで、Gb/sを超える生成速度を有する新たな超高速物理乱数生成方式の開発を目的とする。戻り光を有する2つの半導体レーザにおいてカオスを発生させ、高速AD変換器で周期サンプリングすることで物理乱数生成を行った。本研究では、1.7Gb/sの生成速度での物理乱数乱数の実時間生成実験に成功した。生成した乱数列に対して統計乱数検定を適用したところ、国際標準検定に合格する十分なランダム性を有する乱数の生成が達成された。さらにAD変換器のしきい値電圧やレーザの外部共振器長の変化させることで、ランダム性の高い乱数生成条件について調査を行った。また半導体レーザカオスの帯域拡大実験を行い、10GHzを超える周波数帯域を有するカオスの生成に成功した。本成果は10Gb/s以上の生成速度での物理乱数生成方式における乱数源として利用可能である。さらに本研究で培われた高速物理乱数生成器を量子暗号通信に応用し、量子鍵配送方式の実証実験に成功した。昨年度までに1.7Gb/sでの乱数生成速度が達成されており、本年度は半導体レーザカオスを用いた物理乱数生成器のさらなる高速化を行った。レーザカオスの周波数帯域拡大方式および、1つのサンプリング点から複数の2値乱数を生成するマルチビット生成方式の実装を新たに提案し、実験実証を行った。その結果最高で75Gb/s(12.5GS/s×6ビット)の生成速度での物理乱数生成実験に成功した。マルチビット生成方式の選択ビット数を変化させたところ、最大で下位6ビットを選択することでランダム性の高い乱数生成が実現できた。また理論的進展として、半導体レーザカオスを用いた物理乱数生成の数値解析を行い、カオスのノイズ増幅効果によるエントロピー生成時間を定量的に評価した。その結果ノイズ強度の増加に伴いエントロピー生成時間が減少することが明らかとなった。昨年度までに75Gb/sでの乱数生成速度が達成されており、本年度は半導体レーザカオスを用いた物理乱数生成器のさらなる高速化を行った。2つの半導体レーザを一方向に結合して波長差を調整することにより、カオス波形の周波数帯域拡大を達成した。周波数帯域されたカオス信号を用いて、マルチビット乱数生成およびビット順反転処理により乱数生成を行ったところ、最高で400Gb/s(50GS/s×8ビット)の生成速度での物理乱数生成実験に成功した。本方式ではビット順反転処理を適用することにより、従来用いられていた下位ビット切り出しを行う必要が無く、8ビットを全て乱数生成に使用できる点が優れている。

また理論的進展として、半導体レーザカオスを用いた物理乱数生成の非再現性の評価を行った。ノイズ強度と初期状態記憶時間の関係からエントロピー生成率の算出を行い、半導体レーザカオスを用いることで1Gb/s以上のエントロピー生成率が得られていることが明らかとなった。
算数教育における"図形"領域の学力低下の阻止と学力向上を目指した実証的基礎研究

現行教育条件下における小学生の奥行き空間認識の様相((1)鉛直・水平の世界観→(2)俯瞰的鉛直・水平の世界観→(3)前見取図的世界観→(4)見取図的世界観→(5)数学的遠近法の世界観と設定)を立方体の描画調査から検証した。この結果,中・高学年になっても本来獲得すべき段階の世界観に到達できていない子どもが多いことが分かった。そこで,いろいろな教育に多大な影響を与えるものの,未だその発展の要因が明らかとされていない(2)→(3)の獲得段階(3次元空間の認識の獲得段階)に焦点をあてた。その結果,3年生段階で獲得が可能であることが認められた。一方,この段階への発展の要因について,地面(基底面)に対する上下左右前後及び重ねによる奥行きのとらえの獲得が前見取図的世界観の獲得につながるという仮説をたてた。仮説の妥当性の検証として,3年生段階においてこれらのとらえの獲得が可能である教材を開発し,実践を試みた。開発した教材(3種類)により,3年生を対象として教育実験を行った結果,これらのとらえを獲得できることがわかった。さらに,描画調査によりこれらのとらえを獲得できた子どもの多くは前見取図的世界観に到達すること,すなわち仮説の妥当性が示された。これらのことより,小学校3年生を対象として,地面(基底面)に対する上下左右前後及び重ねによる奥行きのとらえを獲得させる教育を行うことにより,前見取図的世界観の獲得が可能であることが明らかになった。さらにこれらの実践及び先行研究を踏まえ,特に現在不十分である,図形領域の中の「平面」及び「空間」に絞って小学校段階のカリキュラムの開発を試みた。この際,現在見落とされている,子どもの認識,数学の発展,前時代の矛盾の克服,科学技術の発展を見据えて行い,さらに,ユークリッド幾何→射影幾何→位相幾何と発展してきた数学の各重要点を同時並列的に扱うことを意識した。本研究では,前見取図的世界観を獲得できる,具体的な教材及び教育実践案の提案を行い,それをもとにカリキュラムを開発した。すなわち妥当性のあるカリキュラムの一端を開発できたといえる。このことは,現在の算数・数学教育の問題点を打開する一つの方策を実証的に示すことができたものであると考える。まず,現行教育条件下における小学生の奥行き空間認識の様相を立方体の描画調査から検証した。検証するにあたって,子どもの空間認識の発展段階を(1)鉛直・水平の世界観→(2)俯瞰的鉛直・水平の世界観→(3)前見取図的世界観→(4)見取図的世界観→(5)数学的遠近法の世界観と設定した。そこで,本研究ではその打開を目指して,未だその発展の要因が明らかとされていない(2)→(3)の獲得段階に焦点をあてることにした((1)→(2)はすでに明らかにされている)。その結果,小学校3年生段階で獲得が可能であること(獲得の必要性)が認められた。一方,この段階への発展の要因について,先行研究から地面(基底面)に対する上下左右前後及び重ねによる奥行きのとらえの獲得が必要であることが示唆された。このことより,地面(基底面)に対する上下左右前後及び重ねによる奥行きのとらえの獲得が前見取図的世界観の獲得につながるという仮説をたてた。仮説の妥当性の検証の一つとして,様々な描画調査を行った。その結果,前見取図的世界観の獲得には,これらのとらえの獲得が重要であることが示唆された。続いて,3年生段階においてこれらのとらえの獲得が可能である教材を開発し,実践を試みることから,仮説の妥当性を検証することにした。

さらに,描画調査によりこれらのとらえを獲得できた子どもの多くは前見取図的世界観に到達すること,すなわち仮説の妥当性が示された。これらのことより,小学校3年生を対象として,地面(基底面)に対する上下左右前後及び重ねによる奥行きのとらえを獲得させる教育を行うことにより,前見取図的世界観の獲得が可能であることが明らかになった。さらにこれらの実践及び先行研究を踏まえ,特に現在不十分である,図形領域の中の「平面」及び「空間」に絞って小学校段階のカリキュラムの開発を試みた。この際,現在見落とされている,子どもの認識,数学の発展,前時代の矛盾の克服,科学技術の発展を見据えて行い,さらに,ユークリッド幾何→射影幾何→位相幾何と発展してきた数学の各重要点を同時並列的に扱うことを意識した。本研究では,前見取図的世界観を獲得できる,具体的な教材及び教育実践案の提案を行い,それをもとにカリキュラムを開発した。すなわち妥当性のあるカリキュラムの一端を開発できたといえる。このことは,現在の算数・数学教育の問題点を打開する一つの方策を実証的に示すことができたものであると考える。
Leymusと栽培小麦における硝酸化成抑制の遺伝生理的機構

小麦野生株の染色体を導入した小麦栽培種Chinese Springにおける硝化抑制活性を測定し、#2染色体が導入されたChinese Springが高い硝化抑制活性を獲得したことを明らかとした。この結果はPlant and Soil誌に発表された。さらに、本論文が掲載された'Plant and Soil誌の表紙に使われた植物による硝化抑制を示す図を作成した。この論文はScienceのEditors Choiceにも選ばれている。小麦16品種の硝化抑制活性を調べ、栽培品種の中にもTransilvaniaやAccession 4048が高い硝化抑制活性を示すことを明らかとした。さらに、Transilvaniaを用いて生育期間と硝化抑制活性との関係を調べた結果、播種後33日目で80ATU/g根乾物重と高い値を示したが、さらに生育期間が長くなると40日目では16ATU/g根乾物重、61日目では3ATU/g根乾物重と減少していった。16品種を用いたスクリーニング試験は45日間と比較的長い生育期間だったため、硝化抑制活性の低かった品種でも生育の初期段階では高い硝化抑制活性を示すかもしれないことが示唆された。31日目のTransilvaniaとChinese Springを用いて根分泌液を採取する際のNH4C1とKNO3の影響を見たところ、他の硝化抑制活性をもつ植物と同様に、小麦栽培種の硝化抑制活性は硝酸態窒素では低く、アンモニア態窒素により促進されていた。これらの研究成果は国際農林水産業研究センターにおいてさらに引き続き検討され、学術誌に投稿予定である。研究のテーマは以下の二つである。1小麦および小麦近縁種の生物的硝酸化成抑制の研究1小麦および小麦近縁種の生物的硝酸化成抑制の研究Australian Winter Cerealscollectionの在来品種から代表的な近代品種まで幅広い小麦の遺伝資源を用いて小麦の生物的硝酸化成抑制について研究を行っている。現在、近代品種の根より放出された生物的硝酸化成抑制物質を回収し、その各品種の生物的硝酸化成抑制作用について検討している。L.racemosusの生物的硝酸化成抑制研究を進めるためには、水耕栽培が必要である。しかしながら、研究を始めるにあたって、L.racemosusの水耕栽培方法、および最適な植物体の増殖は確立されていなかった。そこでL.racemosusの水耕栽培方法および増殖方法を確立した。現在L.racemosusの根より生物的硝酸化成抑制を抽出し、その生理的メカニズムを研究中である。このプロジェクトで得られた過去の研究成果、および現在行われている研究結果をまとめて、2007年8月にフランスで開催されるThe Rhizosphere 2 conferenceの国際学会で口頭発表する予定である。また西オーストラリア大学との共同研究実現にむけて、各機関との調整を行っている。コムギにおける硝化抑制能を検証するため以下の研究を行った。1.水耕による根の分泌物物回収実験において、カルシウムは根の組織の膜を健全に保つためには、水耕液中にカルシウムが必要である。しかしながらカルシウムが硝化抑制能を評価する際のアンモニア酸化細菌のバイオアッセイに影響する恐れがある。そこでカルシウムのバイオアッセイに対する影響の有無を検証した。その結果、水耕に用いるような低濃度のカルシウムはバイオアッセイに影響しないことが判明した。今後水耕液中にカルシウムを加えることにより、根からの分泌物回収時、根に対する負荷が減少される。2 24品種の在来品種および20品種の改良品種を用いて、各品種の硝酸化抑制機能を検討した。コムギの場合アンモニア毒性に対する感受性が強いため、根の分泌物回収時にアンモニアが強く根の生理に作用する。pHなどを調整し、根に対するダメージを最小限に抑えて、コムギ品種の硝化抑制機能を評価した。コムギは他の種に比べて硝化抑制能は低いが、種内でのBNI能に関する変異が存在していることが判明した。現在、高い硝化抑制能を有する品種と低い硝化抑制能を有する品種を選抜するために、さらなる分析を進めている。3アンモニアが硝化抑制物質の分泌に係わっていることが、これまでの試験から示唆されている。アンモニアと硝化抑制物質の分泌の関係をより深く理解するために、同一固体の根を半分に分け、それぞれの根をアンモニア処理と硝酸処理するルートスプリットシステムを用いて、アンモニアと硝化抑制能の関係を検証した。現在、各サンプルの分析中である。

31日目のTransilvaniaとChinese Springを用いて根分泌液を採取する際のNH4C1とKNO3の影響を見たところ、他の硝化抑制活性をもつ植物と同様に、小麦栽培種の硝化抑制活性は硝酸態窒素では低く、アンモニア態窒素により促進されていた。これらの研究成果は国際農林水産業研究センターにおいてさらに引き続き検討され、学術誌に投稿予定である。
産後うつ病スクリーニング後のインターネット認知行動療法：無作為化比較試験

アプリ開発会社と毎週打ち合せを行いながらアプリ開発を継続し、以下の成果を得た。1.機能の追加を行った(2種類の管理者アカウント(セラピストとアシスタント)によるログイン機能、日記機能、質問の受け付けと回答機能、ワークに対するコメント送信機能、オンライン研究参加承諾、連絡先を含む登録情報と様々な心理測定スケールや関連要因を含む調査項目を入力しデータを収集する機能、調査未回答者へのリマインド機能、毎週のメッセージ自動送信機能)。2.ワークの教示文が紙の教材向けだったものをウェブアプリに対応する形で書き直し、なるべく選択するだけで入力できるようにするなどスマートフォンで入力しやすい方法に改善した。3.用語の統一と、翻訳文の読みやすさの改善、アイコンサイズや色の調整、イラストの作成依頼とアプリ内での配置を行った。また、当初計画では、自治体の母子保健担当保健師が産後に母を訪問する際にリクルートを依頼する予定だったが、自治体から研究への参加承諾が得られず、病院に研究参加を打診することとした。結果、2病院との調整を行い、研究参加同意を得ることができ、リクルート方法の詳細を調整、決定した。また、詳細なアウトカムの測定方法を含むプロトコルを決定し、説明と承諾に関する文書を作成した。倫理的配慮についても詳細を検討して倫理審査に必要な文書を作成し、倫理審査申請を行った。以上により試験開始の準備が概ね完了した。ウェブアプリ開発に予定よりも長く時間が掛かったため。ウェブアプリ開発が遅れたが、2019年春から品質試験とランダム化比較試験のリクルートを開始予定である。平成29年度は、主に行動活性化スマートフォンウェブアプリ開発を行った。・博士課程の学生1名、修士課程の学生1名が協力者となり、チームでの活動を開始した。・英国の研究者と調整を行い、コンテンツの翻訳・使用許可を得ることができた。・虐待関連行動および虐待リスク尺度の系統レビューを行い、RCTで測定するアウトカム指標を検討した。・介入期間、フィードバック回数、包含基準、除外基準等プロトコルの詳細の検討を行った。・シンガポール大学の研究者からアプリ開発や機能に関する助言を得た。・平成29年12月18から22日の5日間、エクセター大学から講師を招き、行動活性化アプリの運用に必要となるセラピストの養成を行った。代表者1名、研究協力者1名が行動活性化のセラピストとして認定を受け、ほか数名が一定のトレーニングを受けることができた。・アプリ開発業者の選定、見積もり、委託契約を行った。アプリの機能(マニュアル、フィードバック機能、質問機能、リマインダー機能、緊急時の対応、将来の拡張性、操作性、保存方法等ユーザビリティー、データの収集・管理方法、ランダム化の方法、盲検化の方法、その他セキュリティー・サーバーの詳細についても交渉を行った。・英国で作成された行動活性化のコンテンツを日本語化し、一部内容を日本に合わせて現地化した。・アプリは一通り完成したが、引き続き検証と修正を行っている。・倫理申請の手続き中である。アプリ開発に予想したよりも時間を要したため。早期にアプリ修正を完了し、パイロット、リクルートおよびRCTを実施する。(理由)アプリ開発の遅れによりランダム化比較試験のリクルート開始時期の遅れ、謝金などがまだ発生していない。(使用計画)主にRCTにおける郵送費と謝金に使用する。予定よりリクルート開始が遅れたため、計画よりもH30年度に多くの郵送費と謝金がかかる予定である。研究の遅れによりH30に計画されていたサーバ運用費、品質試験およびランダム化比較試験の費用(研究参加者謝金その他)を次年度に使用する予定である。
LOF/MetE結合によって引き起こされる生理機能の解析

東北大学の上田らにより開発、改良が進められているCompact Molecular Probe (CMP)法は、生体内のこれまで見過ごされていた弱い結合に基づく生理現象の発見につながることが期待されている。上田らは、エビスグサの葉を開かせるLeaf-Opening Factor (LOF)の標的分子としてメチオニン合成酵素(MetE)を見いだした。我々は昨年度までに、LOF/MetEの結合がどのような経路を経て葉を開かせるという現象を引き起こしうるのかを調べた。その結果、MetE自体が日周で発現量が変化すること、またリン酸の制御を受けることなどが明らかになった。また結合タンパク質の候補として14-3-3タンパク質との相互作用について、酵母two hybrid system (Y2H)を用いて調べたところ、文献では両者の結合が示唆されていたものの、実際には積極的に結合を示唆する結果は得られなかった。またMetEが触媒する主経路はMetの生合成であり、その経路の先にはMetを基質としたエチレンの生合成がある。エチレン生合成の最終前駆物質であるACCに着目し経路の解析を行った。本年度は、再度14-3-3タンパク質とMetEとの結合について、GST融合14-3-3タンパク質を用いて解析した。その結果両者の結合が確認できた。Y2Hの様な直接結合を見る系では結果が得られなかったことを考えると、両者の結合には第3の因子の関与が考えられた。また、エチレン生合成経路との関連を調べるため、エチレンが機能する下流に存在する遺伝子であるethylene response factor (ERF)の発現を調べたところ、ACC添加とLOF添加では発現の様子が異なった。上記のとおり、LOF/MetEは結合し、その作用は分子レベルでは比較的弱い刺激をゆっくりと伝え、葉を開かせていることが考えられた。27年度が最終年度であるため、記入しない。東北大学の上田教授らは、生体内の弱い結合を検出しうるCompact Molecular Probe (CMP)法の発想に基づき、マメ科植物の葉を開かせるLeaf-Opening Factor (LOF)の標的分子としてメチオニン合成酵素(MetE)を見いだした。昨年度我々は、LOF/MetE結合の生理的意義を明らかにする目的で、MetE下流のシグナルカスケードに着目し、MetEとの結合がメタ解析から示唆されている14-3-3タンパク質の関与を中心に研究を進めた。具体的には、(1)リン酸化制御の解析、(2) 14-3-3タンパク質との結合解析、(3)エチレン合成経路への関与の解析の3点を軸として解析を進めた。また、MetE特異的な抗体親和性カラムを用いて、(4)MetEと結合する新奇タンパク質の検索も行った。(1)のリン酸化制御に関しては、二次元電気泳動により日周に伴う変化を解析した。日周に伴いリン酸化状態が変化することが確認された。(2)に関して、他研究室から報告されているメタ解析の結果ではMetEと14-3-3タンパク質の結合が示唆されている。今年度、酵母two hybrid system (Y2H)を用いて実施したin vitroでの結合実験からはMetEと14-3-3タンパク質の直接的な結合は証明できなかった。(3)に関して、エチレン合成に関与するACCを切り口から吸入させ、就眠への影響を調べたところ、ACCにはLOFと同様にエビスグサの葉を開かせる活性があった。しかし、他のマメ科植物との比較から、ACCに対する応答は植物種によって異なっていることがわかった。(4)に関して、抗体の親和性吸着に基づく探索を繰り返したが、結合を示唆するシグナルは得られたが、収量が悪く、関連因子を同定するには至っていない。

上記のとおり、LOF/MetEは結合し、その作用は分子レベルでは比較的弱い刺激をゆっくりと伝え、葉を開かせていることが考えられた。主要な実験の部分で、当初予想していた結果に対して否定的な結果が得られている。本年度は継続し結果が期待できる部分については現状のままで進めるが、積極的に異なる手法を取り入れて目的を達成しようと考えている。概要に記載した(1)に関しては、現状でもリン酸化の関与を示唆する結果が得られている。(2)に関しては当初予想した結果とは異なる結果が得られている。14-3-3自体に複数のアイソフォームがあることが知られており、アイソフォーム間で異なる機能に関与することが報告されている。そこで、現在は異なるアイソフォームのクローニングを進めている。(3)に関して、メチオニン合成経路との関与が示唆される結果が得られている。(4)に関して親和性をベースとした探索を諦め、新たな手法で関連因子の発見を行おうと考えている。全体として、ほぼ予想通りのペースで研究は進行しているが、一部得られた結果が予想と異なることから、今後あらたな対応が必要である。27年度が最終年度であるため、記入しない。概要に記載した(1)に関して、2014年度は日周とリン酸化との関係を中心に解析を進めた。本年度はさらに、メチオニン合成との関連性を明らかにする目的で、メチオニン合成の阻害剤や活性化に関与する物資を投与することでリン酸化状態がどのように変化するかを解析する。解析はまずは簡便な二次元電気泳動法により解析を試み、候補となるものについてはリン酸化部位を特定することで、リン酸化を介したシグナルカスケードを明らかにする。(2)に関して、現在14-3-3アイソフォームのサブクローニングを含め追加実験の準備を進めている。また、Y2Hだけに頼らず、タバコの葉を用いた一過的な発現手法を用い、関連因子との相互作用を明らかにしていく計画である。(3)に関して、薬剤を使った就眠への影響を継続して調べていくと共に、どの様な流れで就眠と関与するのかを明らかにするため、下流にある事が予想される遺伝子発現を中心にACCに対する応答性を調べる。(4)に関して、抗体の親和性吸着に基づく探索を繰り返したが、収量が十分に得られず、関連因子を見出すには至っていない。そこで本年度はMetEを過剰発現する組替え植物の作製、およびタグ付きのMetEを発現する植物を作製する事で、その表現型の変化から関連因子を調べ、タグを用いて新奇関連因子の探索を行う計画である。なおゲノムが利用可能であることが大きなメリットとなることから、今回はゲノム配列が報告されているミヤコグサを用いてMetE関連因子の探索を行う。