hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レプトン対測定による質量生成機構の実験的解明

本年度は本実験に向けた検出器開発と実機製作を行った。本実験においては原子核中でφ中間子を生成し、その電子・陽電子対への崩壊を利用して中間子の質量スペクトルの測定を行う。本研究で使用する検出器は、運動量の測定を目的としたものと、電子識別を目的としたものがある。いずれの検出器においても高計数率耐性および数100mT以上の磁場中での安定した動作が求められている。また、電子識別に関しては、バックグラウンドとして電子の約100倍の数のπ中間子が想定されているため、上記の動作環境の中で高い確率で電子を識別し、π中間子を棄却することが重要である。本研究で使用する検出器の中で、申請者は電子識別に使用する鉛ガラスカロリメータの開発と実機製作を行った。鉛ガラスカロリメータの実機製作に向けて、主に読み出しに使用する光電子増倍管の開発と試験を行い、本実験での使用を可能な状態にした。その上で、年度の後半にはカロリメータ実機の製作を開始し、現時点でカロリメータ2モジュールの製作が完了している。これはスペクトロメータの方位角15°-45°、仰角±15°を覆う実機である。次年度初頭で残りの4モジュールの実機製作を行い、2019年6月にはスペクトロメータの方位角15°-105°、仰角±15°を覆う鉛ガラスカロリメータをスペクトロメータ中に設置する予定である。また、また、カロリメータ実機を支える架台の設計も進め、本実験で必要な全てのカロリメータ用の架台の詳細なデザインを決定した。架台の各部位が最大4tの鉛ガラスの重量を支えることができるように設計しており、年度後半より架台の製作を進め、1/3を既に完成させた。光電子増倍管の増幅機構の入射光量に対する線型性を高計数率下において実現するために、光電子増倍管のデバイダ回路の開発を行った。本実験に向けた検出器開発を行った。本研究で使用する検出器の中で、申請者は鉛ガラスカロリメータを担当している。本年度は鉛ガラスカロリメータの実機製作に向けて、主に読み出しに使用する光電子増倍管の開発と試験を行い、本実験での使用を可能な状態にした。本年度行った研究に関して、具体的に述べる。本実験においては、ベクター中間子の電子・陽電子対への崩壊を利用して質量スペクトラムを測定する。鉛ガラスカロリメータを電子識別に使用し、以下のような特徴的な環境において動作させる。1,高計数率(最大1MHz/1読み出し)2,磁場(数100mT)1, 2,のような環境下ではカロリメータに使用する光電子増倍管の増幅率や入射光量に対する線型性が損なわれる可能性がある。したがって、光電子増倍管のテストおよび改良を行い本実験での使用に堪えるものを250本ほど製作した。また、カロリメータ実機を支える架台の設計も進め、本実験で必要な全てのカロリメータ用の架台の詳細なデザインを決定した。本研究で使用するスペクトロメータを2019年度秋までに完成させる。また、ほぼ同時期に実験で使用する陽子ビームを供給する高運動量ビームラインがJ-PARCハドロン実験施設において完成する予定である。2019年度末には完成したビームラインの試運転および調整を施設側と協力して行う。その後、ビームを利用したスペクトロメータ全体の試運転を行う予定である。中間子生成用の原子核ターゲットとしては銅と炭素を使用する。主にスペクトロメータ全体の質量分解能および電子識別能力に関して性能の評価を行い、ω中間子をはじめとするベクター中間子の生成量の確認を行う。スペクトロメータの性能評価が終わり次第、φ中間子の質量変化に注目した物理データの取得を行う予定であり、15000個のφ中間子に関するデータを取得する見込みである。

鉛ガラスカロリメータの実機製作に向けて、主に読み出しに使用する光電子増倍管の開発と試験を行い、本実験での使用を可能な状態にした。その上で、年度の後半にはカロリメータ実機の製作を開始し、現時点でカロリメータ2モジュールの製作が完了している。これはスペクトロメータの方位角15°-45°、仰角±15°を覆う実機である。次年度初頭で残りの4モジュールの実機製作を行い、2019年6月にはスペクトロメータの方位角15°-105°、仰角±15°を覆う鉛ガラスカロリメータをスペクトロメータ中に設置する予定である。また、また、カロリメータ実機を支える架台の設計も進め、本実験で必要な全てのカロリメータ用の架台の詳細なデザインを決定した。架台の各部位が最大4tの鉛ガラスの重量を支えることができるように設計しており、年度後半より架台の製作を進め、1/3を既に完成させた。光電子増倍管の増幅機構の入射光量に対する線型性を高計数率下において実現するために、光電子増倍管のデバイダ回路の開発を行った。本実験に向けた検出器開発を行った。本研究で使用する検出器の中で、申請者は鉛ガラスカロリメータを担当している。本年度は鉛ガラスカロリメータの実機製作に向けて、主に読み出しに使用する光電子増倍管の開発と試験を行い、本実験での使用を可能な状態にした。本年度行った研究に関して、具体的に述べる。本実験においては、ベクター中間子の電子・陽電子対への崩壊を利用して質量スペクトラムを測定する。鉛ガラスカロリメータを電子識別に使用し、以下のような特徴的な環境において動作させる。1,高計数率(最大1MHz/1読み出し)2,磁場(数100mT)1, 2,のような環境下ではカロリメータに使用する光電子増倍管の増幅率や入射光量に対する線型性が損なわれる可能性がある。したがって、光電子増倍管のテストおよび改良を行い本実験での使用に堪えるものを250本ほど製作した。また、カロリメータ実機を支える架台の設計も進め、本実験で必要な全てのカロリメータ用の架台の詳細なデザインを決定した。本研究で使用するスペクトロメータを2019年度秋までに完成させる。また、ほぼ同時期に実験で使用する陽子ビームを供給する高運動量ビームラインがJ-PARCハドロン実験施設において完成する予定である。2019年度末には完成したビームラインの試運転および調整を施設側と協力して行う。その後、ビームを利用したスペクトロメータ全体の試運転を行う予定である。中間子生成用の原子核ターゲットとしては銅と炭素を使用する。主にスペクトロメータ全体の質量分解能および電子識別能力に関して性能の評価を行い、ω中間子をはじめとするベクター中間子の生成量の確認を行う。スペクトロメータの性能評価が終わり次第、φ中間子の質量変化に注目した物理データの取得を行う予定であり、15000個のφ中間子に関するデータを取得する見込みである。
若手外国人社員の視点を通じた日本型プロアクティブ行動の質的分析

日本企業に就職した外国人社員が企業参入に伴う組織社会化を経験する時、彼らは組織の影響を一方的に受けるだけの存在なのだろうか。北米の組織社会化研究によると、組織内の個人は常に受身の存在ではなく、新人でもプロアクティブ行動(自身や職場に変革を与える能動的・予見的な行動)をすると言う。この行動自体はユニバーサルなものと考えられるが、組織の規範や評価は文化に依るため、日本には日本の企業文化に影響されたプロアクティブ行動があると予想される。その特徴を明らかにするため、日本人が無自覚な文化規範に鋭敏な外国人社員を対象に、自身や職場の改善のため自発的に手がけた行動をインタビューして質的に分析する。
概日時計を介するUV適応体制と細胞代謝の時間的調整

概日リズムは多くの生物に共通して見られる生理学的性質だが,バクテリア,菌類,植物,動物で使われている中枢時計遺伝子には共通性が乏しく,各々平行進化で獲得されてきたと思われる。一方,時間生物学黎明期の重要な研究者として知られるColin Pittendrighは,昼間の紫外線からDNAのダメージを回避するために,細胞分裂のタイミングを制御する必要から概日システムが進化してきたとの仮説を唱えた。実際,UVと概日システムの間にはいくつかの関連が指摘されている。たとえば,紫外線からDNA複製エラーを修復するために機能するPhotolyaseの類縁蛋白質Cryptochromeは時計同調に関わる青色受容体もしくは時計中枢の転写抑制因子として機能することが知られている。また,緑藻類のミドリムシやクラミドモナスでは,UV耐性(ないしUV感受性)に概日リズムが報告されている。しかし,どのような機構で中枢時計がUV耐性リズムを駆動しているのか,その分子的な実態はいかなる生物でも明らかにされていない。一つには,UV耐性リズムの報告されている緑藻類では,まだ中枢時計の分子解析に未解明の部分が多いことが考えられる。そこで,私たちは,単細胞性シアノバクテリアSynechococcus elongatus PCC 7942に着目し,UV耐性リズムの有無と,あるとすればそのメカニズムを解析することを意図した。予備的段階で,私たちはSynechococcusが特定の条件で顕著なUV耐性リズムを示すことを明らかにし,それが時計遺伝子群kaiABCの制御下にあることを発見した。今年度はそのリズムについて分子遺伝学的な解析を行い,グリコゲン代謝とUV耐性に密接な関係があることを示した。UV感受性に関する変異解析から,時計出力系因子群(転写出力に関わるKaiC結合性ヒスチジンキナーゼSasAとそのパートナー応答因子のRpaA)およびグリコゲン代謝に関わる遺伝子群がUV耐性リズムと密接に関連することが示された。グリコゲンの異化が進行する時間帯あるいは変異株でUV耐性が抑制される傾向が見られたことから,私たちはグリコゲン代謝を通じたエネルギー代謝と,UV耐性付与にトレードオフがあるとの仮説を立てた。実際に,異所的にグルコーストランスポーターを導入して糖代謝を変更してみると,UV耐性が変調することを実験的に示すことができた。現在,これらの結果をまとめて2019年度前半の論文掲載を目指して論文を執筆している。この報告は,単にUV耐性リズムの報告をシアノバクテリアにおいて追加しただけでなく,時計遺伝子との関連,光回復酵素との関連,細胞内代謝との関連を明らかにした点で,「概日システムとUV耐性の関連」について最も進んだ研究例を提供するものである。さらに,エネルギー代謝とUV耐性のトレードオフの構図は,より一般的な「エネルギー代謝と一般的なストレス応答の関係性」を議論するうえで新たな知見を提供するものであり,学術的な意義は高いと考えている。最初の論文化に必要なデータの補強を優先して行う。また, sasA遺伝子欠損株におけるUV耐性リズムやグリコゲン代謝については検討していたが,rpaA欠損株においても同様の解析を行っておく。今までの一連の解析はUV-Cでのみ行ってきたため,UV-BやUV-Aについても解析することを検討している。光回復酵素がUV耐性の日周変動に寄与していることは昨年度の解析で示したが,一方で光回復酵素活性あるいはUVに基づくDNA損傷修復自体の概日振動は示すことが出来ていない。これらの解析を行うとともに,より一般的なシアノバクテリアの時計出力の分子機構解析の観点から,シグマ因子による概日転写制御の解析を行う。既に高振幅な概日発現を示す三つのシグマ因子の破壊株のトランスクリプトーム解析や,シグマ因子の発現変調によるゲノムワイドな概日発現プロファイルの影響を解析しており,これらのシグマ関連変異株においてもUV耐性リズムの検討を行う。

UV感受性に関する変異解析から,時計出力系因子群(転写出力に関わるKaiC結合性ヒスチジンキナーゼSasAとそのパートナー応答因子のRpaA)およびグリコゲン代謝に関わる遺伝子群がUV耐性リズムと密接に関連することが示された。グリコゲンの異化が進行する時間帯あるいは変異株でUV耐性が抑制される傾向が見られたことから,私たちはグリコゲン代謝を通じたエネルギー代謝と,UV耐性付与にトレードオフがあるとの仮説を立てた。実際に,異所的にグルコーストランスポーターを導入して糖代謝を変更してみると,UV耐性が変調することを実験的に示すことができた。現在,これらの結果をまとめて2019年度前半の論文掲載を目指して論文を執筆している。この報告は,単にUV耐性リズムの報告をシアノバクテリアにおいて追加しただけでなく,時計遺伝子との関連,光回復酵素との関連,細胞内代謝との関連を明らかにした点で,「概日システムとUV耐性の関連」について最も進んだ研究例を提供するものである。さらに,エネルギー代謝とUV耐性のトレードオフの構図は,より一般的な「エネルギー代謝と一般的なストレス応答の関係性」を議論するうえで新たな知見を提供するものであり,学術的な意義は高いと考えている。最初の論文化に必要なデータの補強を優先して行う。また, sasA遺伝子欠損株におけるUV耐性リズムやグリコゲン代謝については検討していたが,rpaA欠損株においても同様の解析を行っておく。今までの一連の解析はUV-Cでのみ行ってきたため,UV-BやUV-Aについても解析することを検討している。光回復酵素がUV耐性の日周変動に寄与していることは昨年度の解析で示したが,一方で光回復酵素活性あるいはUVに基づくDNA損傷修復自体の概日振動は示すことが出来ていない。これらの解析を行うとともに,より一般的なシアノバクテリアの時計出力の分子機構解析の観点から,シグマ因子による概日転写制御の解析を行う。既に高振幅な概日発現を示す三つのシグマ因子の破壊株のトランスクリプトーム解析や,シグマ因子の発現変調によるゲノムワイドな概日発現プロファイルの影響を解析しており,これらのシグマ関連変異株においてもUV耐性リズムの検討を行う。出来るだけ残額がないように調整したつもりだったが,手違いで582円の残額を遺してしまったため。最終年度においてはこのようなことが無いよう心がけたい。
磁性ジョセフソン接合を用いたプログラマブル断熱的超伝導回路の研究

磁性ジョセフソン接合であるπ接合を含む断熱的量子磁束パラメトロン(AQFP)回路のシミュレーション方法及び設計方法の検討、並びにπ接合の作製プロセスの検討を行った。通常の超伝導回路用シミュレータ(JSIM)でπ接合を扱うために、ジョセフソン接合と磁束バイアスを用いて、π接合を等価的に表現する方法を考案した。この方法を用いて回路シミュレーションを行い、π接合を含むAQFP回路が正常に論理動作することを示した。また、π接合を含むAQFP回路の消費エネルギーを解析し、通常のAQFP回路と同様に断熱的にスイッチング動作を行うことを示した。さらに、通常のジョセフソン接合を用いずに、π接合のみでAQFP回路を設計する方法を確立した。この結果、デバイス作製プロセスの特徴に合わせて(例えば、ジョセフソン接合とπ接合の両方を集積できる場合もあれば、π接合のみしか集積できない場合も考えられる)、様々なバリエーションのAQFP回路を設計することが可能となった。この点は、AQFP回路に特有のデバイス作製プロセス上のメリットである。以上の研究成果は、Journal of Applied Physicsよりパブリッシュされた。また、注目度の高さから、Editor's Pickに選出された。π接合を含むAQFP回路実現に向けた基盤技術となる、磁性ジョセフソン接合の作製プロセスの確立とジョセフソン臨界電流等の物理特性の体系的な評価を行った。また、3接合SQUIDの作製を行い、臨界電流値の磁場変調パターンの測定を行い、π接合実現に向けた知見を得た。予定していた検討項目である、π接合を含む断熱的量子磁束パラメトロン(AQFP)回路のシミュレーション方法及び設計方法の検討、並びにπ接合の作製プロセスの検討は、いずれもおおむね順調に進んだと考えている。シミュレーションに関しては、通常のジョセフソン接合と磁束バイアスで等価的にπ接合を表現する方法を考案し、π接合を含むAQFP回路のシミュレーションに成功した。また、通常のジョセフソン接合を用いずに、π接合のみを用いてAQFP回路を設計する方法を確立した。π接合の作製に関しては、基盤技術となる磁性ジョセフソン接合の検討を行った。今後は、確立したシミュレーション及び設計方法、並びに作製プロセスを用いて、π接合を含む基本的なAQFP回路の動作実証を目指す。研究代表者・竹内は、π接合のデバイスパラメータを用いてAQFP回路の設計及びシミュレーションを行う。また、シミュレーションにより正常動作が確認された回路のマスクレイアウトを作成し、分担者・山下が回路の作製を行う。作製されたAQFP回路を液体ヘリウム中で評価し、π接合を含むAQFP回路の動作実証を行う。この際、回路のエラーレートや動作安定性を評価する。動作が安定しない場合には、測定結果をフィードバックし、AQFP回路の再設計を行う。研究分担者・山下は、前年度に確立した磁性ジョセフソン接合技術をベースとして、π接合を含んだ基本的なAQFP回路の作製を行う。作製にあたっては、π接合のみで構成される回路に加え、特性制御に実績のある従来のジョセフソン接合(SIS接合)によって構成される回路へのπ接合導入も検討し、AQFP回路の作製を行う。

作製されたAQFP回路を液体ヘリウム中で評価し、π接合を含むAQFP回路の動作実証を行う。この際、回路のエラーレートや動作安定性を評価する。動作が安定しない場合には、測定結果をフィードバックし、AQFP回路の再設計を行う。研究分担者・山下は、前年度に確立した磁性ジョセフソン接合技術をベースとして、π接合を含んだ基本的なAQFP回路の作製を行う。作製にあたっては、π接合のみで構成される回路に加え、特性制御に実績のある従来のジョセフソン接合(SIS接合)によって構成される回路へのπ接合導入も検討し、AQFP回路の作製を行う。
社会不安障害に対するPEPを考慮した認知行動的介入法の効果検討

本研究は,社会不安者において活性化されやすい社会的場面の回顧的処理で,不安感情やネガティブな自己知覚が顕著であるpost-event processing(PEP)に焦点を当てた。社会不安の維持においてPEP,反すう,心配といった認知的処理がどのようなメカニズムで社会不安に影響を与えるのかについて検討した。また,社会不安障害患者を対象として,ビデオフィードバックを用いたPEPに対する介入を行い,その効果を検討した。社会不安障害の治療については認知行動療法が有効であると報告されているが,治癒率を考慮すると未だ改善の余地があると示唆されており,認知行動療法による社会不安障害の効率化された治療法を開発することが本研究課題の目的であった。先行研究における社会不安のpost-event processing (PEP)に関する検討は,多くがアナログ研究であり,臨床群によるデータは少ない。しかしながら,社会不安障害は,スペクトラム障害と考えられることが指摘されているため,幅広い社会不安傾向の程度におけるPEPの活性レベルを把握することが必要である。したがって,PEP活性化の程度を測定するpost-event processing Questionnaireの日本語版を作成し,健常者と社会不安障害患者の両者を対象としてPEPQ得点の差異を検討した。健常群と社会不安障害群におけるPEPQ得点の平均点を比較した結果,社会不安障害群の得点が有意に高いことが認められた。この結果から,社会不安障害の人では,そうでない人に比べてPEPが活性化されやすいという海外の先行研究が本邦でも支持され,社会不安障害に対する認知行動的介入においてPEPが重要な側面を持っていることが裏打ちされた。また,そもそもこれまでに用いられてきた社会不安障害への認知行動的介入に対するPEPの反応性も明らかにされてこなかった。したがって,認知行動グループ療法の前後にPEPと社会不安症状を測定し,PEPの認知行動的介入に対する反応性を検討した。今年度では十分な人数による検討ができなかったが,集まったデータからは,PEPに対する従来の認知行動的介入による効果は認められなかった。来年度,継続した検討を行い,引き続き検討を行っていくこととする。なかでも,本研究は,社会不安者において活性化されやすい社会的場面の回顧的処理で,不安感情やネガティブな自己知覚が顕著であるpost-event processing(PEP)に焦点を当てている。PEPは,反すうや心配といった認知的処理と強い類似性を持っていると考えられ,これまでの研究でこれらの認知的処理の思考様式における異同を明らかにしてきた。しかしながら,反すうと心配はPEPと同様に社会不安と強い相関関係があり,強い関連を持っていることも明らかにされている。したがって,社会不安の維持においてPEP,反すう,心配といった認知的処理がどのようなメカニズムで社会不安に影響を与えるのかについて検討した。その結果,PEPは反すうや心配の活性化の始まりとして機能し,PEP→反すう→心配→社会不安症状という処理の流れの影響が強いことが示唆された。さらに,社会不安障害患者を対象として,ビデオフィードバックを用いたPEPに対する介入を行った。その結果,対象者はビデオフィードバックを契機にPEPや社会不安,社会的場面の回避,他者評価懸念を低減させたと視察された。また,反すうや心配も漸減し,上記の知見と一致した変化を見せた。したがって,社会不安障害患者においてもビデオフィードバックによってPEPが低減され,それによって反すう,心配,社会不安症状が低減する可能性が示された。
展示空間の表象文化論的研究

本研究は平成6年度から3年間にわたって、個別研究とグループ討議を積み重ね、その全体を文化・社会的な装置としての展示空間の歴史・構造・機能という3つを軸に集約させた。1.展示空間の歴史は建造物に内在、あるいは密着したものから、広く開かれたニュートラルな空間への展開とまとめられる。この変遷は、その時代や土地の社会・文化状況と密接に絡まりながら、見せる側、見る側の意識の変容と結びつき、展示されるもの自体の意味の変化をもたらしている。2.空間構造としては、とくに現代においては、展示品を内部に含み込む従来型のものから、開かれた空間への展示品の設置、展示品そのものが展示空間となる形、電子メディアによる情報の提示にいたるまで、きわめて多様化している。われわれが平成7年度に行ったオ-ディオ・コンフェレンス《耳のための映像》も、そうした試みのひとつに位置づけられる。また、閉じた構造をもつ場合にも、展示品自体の質の変化によって、より多元的な空間構成が行われており、いくつかの美術館に関してその準備段階も含めた実地研究を行うことができた。3.展示空間の機能は、展示されたものとそれを受けとめる人との間になんらかの関係をつくりだすことであり、その場における情報伝達の内容と形式が主要な問題となる。この点に関しては、とくに近年話題となっている美術館教育について、現場からの報告(平成8年度、キュレーター、福のり子氏)を得ることができたのは、大きな収穫である。(1)平成6年度は、西洋および東洋における展示空間の歴史と構造の解明に重点をおき、基本的資料を収集するとともに、各分担者がそれぞれの役割分担・研究テーマに応じて個別に研究を進め、2度にわたる合同研究会で意見交換と問題点の議論を行った。そこで特に問題になったのは、展示される作品の特質(主題・素材・形状・商品価値など)とそれがおかれる空間の性質との相互関係、および「展覧会」(あるいは博覧会)という制度と「展示のための空間」の出現の歴史的関連である。これらの問題に関しては、7年度以降、具体的な事例に即して研究を深めるとともに、「文化装置」としての展示空間についての理論構築が必要であるとの結論に達している。(2)マルチメディア対応コンピュータを用いて、既設の展示空間に関するデータベースの作成に着手したが、人手と時間の不足のために入力件数はまだ不十分であり、7年度以降の精力的な取り組みが必要である。(3)予定していた岡山県奈義町現代美術館および香川県直島町美術館文化村への調査旅行は阪神大震災のためにとりやめ、かわりに個々の研究分担者による実地調査(水戸芸術館、松本市の新美術館構想など)を行った。(4)本年度後半に東京大学教養学部美術博物館の改修工事が行われ、美術博物館の使用が不可能になったため、外部の研究者を招いたシンポジウムおよび関連展示などは行うことができず、来年度以降に先送りとなった。本年度は、各研究分担者が個別的研究を進めるとともに、合同研究会をほぼ3か月に1度のペースで開き、展示空間の歴史と構造、文化・社会的な表象装置としての機能と意味について検討を重ねてきた。建物の改修など、種々の理由により東京大学教養学部美術博物館における展覧会の開催にまでは至らなかったが、近代ヨーロッパにおける「展覧会」という制度と「展示のための空間」の出現の問題、それに並行した不特定多数の人に見せるものとしての「芸術作品」の成立の問題など、歴史的な面での問題の深化がみられた。また、展示空間の機能の面では、近年とくに発達の著しいインターネットなどの電子メディアを通した「仮想現実」における作品展示の実態を探るとともに、ファーレ立川、《水の波紋》展(9月青山)のように都市空間を展示場所とする試みや、荒川修作による《養老天命反転地》(岐阜県養老市)のように大規模な空間そのものを作品化する試みを分析することによって、現代社会においてますます広がりを見せ、質的な変貌を遂げている《展示》の問題が新たな様相を帯びて浮かび上がってきた。この多様なあらわれを歴史的な展望につなげていくことが今後の課題である。

実践的な活動としては、平成8年1月にエマニュエル・ルベ氏による《耳のための映像》の催しを美術博物館主催によって行った。複数のコンピュータを用い、観客参加の形でリアルタイムに作品を制作・提示していくこの試みは、インタラクティヴな作品展示という、まさしく現代的な方向性を指し示すものとして大いに注目された。「展示されるもの」と「展示のための場所」、「作者」と「観客」の区別が意味を失う、こうした新しいタイプの「展示空間」の解明も今後の課題である。本研究は研究の最終年度にあたり、これまでの研究をもとに、役割分担ごとの個別的研究をより深化させながら、全体を文化・社会的な装置としての展示空間の歴史・構造・機能という3つを軸に集約させた。その成果は別途報告書にまとめられるが、その主な内容は次のとおりである。1.展示空間の歴史は建造物に内在、あるいは密着したものから、広く開かれたニュートラルな空間への展開とまとめられる。この変遷は、その時代や土地の社会・文化状況と密接に絡まりながら、見せる側、見る側の意識の変容と結びつき、展示されるもの自体の意味の変化をもたらしている。2.空間構造としては、とくに現代においては、展示品を内部に含み込む従来型のものから、開かれた空間への展示品の設置、展示品そのものが展示空間となる形、電子メディアによる情報の提示にいたるまで、きわめて多様化している。閉じた構造をもつ場合にも、展示品自体の質の変化によって、より多元的な空間構成が行われており、いくつかの美術館に関してその準備段階からの実地研究を行うことができた。3.展示空間の機能は、展示されたものとそれを受けとめる人との間になんらかの関係をつくりだすことであり、その場における情報伝達の内容と形式が主要な問題となる。この点に関しては、とくに近年話題となっている美術館教育について、現場からの報告(キュレーター、福のり子氏)を得られたことは、本年の収穫である。
全身完全透明化手法を用いた包括的神経活動・免疫応答可視化技術の開発

東京化成工業との共同研究により、1600以上にわたる化合物に対して透明化能を定量的に評価を行った。その際に透明化能の評価軸を1)脂質除去効率、2)骨可溶化効率、3)ヘム遊離(脱色)能、4)屈折率、5)蛍光タンパク質保持能、6)膨潤能、に分けてそれぞれの能力を定量した。その結果、全身丸ごと透明化に有用な試薬を同定することに成功したに及ばず、透明化に必要な化合物の物性を明らかにすることができた。考察の結果、脱脂に対してアミンやアミノアルコールが有用であること、屈折率調節に対してアミドおよび芳香環を有した化合物が有用であることなどである。これらの考察に基づいてCUBIC-L, CUBIC-R等と名付けた試薬を開発した。開発した試薬は東京化成工業社から購入が可能である。開発した透明化試薬を用いて、マウス脳、腎臓、肝臓、脾臓、肺、心臓、などの主要臓器を透明化のデモンストレーションを行った。また、骨を含めたマウス全身や、ヒトの1cm3程度の大きさの臓器片も透明化することが確認され、スケーラビリティを実証した。膨潤された脳を高解像度ライトシート顕微鏡で観察することにより、全細胞の検出が可能になった。正確に全脳全細胞を検出することで、一細胞解像度脳アトラスを作成し、活動マッピングや発達解析など多様な応用を試みた。結果、海馬歯状回に機能的に分けられた領域が発見されたことに加え、臨界期において特定の脳領域において細胞数が減少する現象を突き止めた。類似の解析は他の臓器にも応用可能である。ヒト病理組織への応用を鑑み、死後検体の組織を実際に透明化し観察することで一細胞解像度の三次元観察を実施した。また免疫染色法と組み合わせることでヒト脳組織内の血管構造を三次元的に観察することや、核染色と組み合わせることで腎臓の糸球体構造を詳細に描出することを行った。本試薬の病理組織に対する応用が期待される。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究は全脳全細胞解析をはじめとして、全身全細胞解析に向けて大きな進捗のある一年となった。全脳に含まれる全細胞をもれなく観察可能とすることは全脳全細胞解析を行う上で必須な条件である。組織膨潤法を組織透明化法と組み合わせることで、全脳の全細胞を観察可能とする技術基盤を構築した。さらに高解像度および高速なライトシート顕微鏡と組み合わせることで、実質解像度が0.65マイクロメートルのイメージングシステムを構築することに成功した。これを用いて全脳を観察することで、約14テラバイトのデータ容量からなる、全脳高解像度画像を作り出した。核染色を導入することで、全細胞を染めることで全脳の全細胞の検出を試みた。全脳の全細胞を検出するには高速な細胞検出アルゴリズムが必要であるがグラフィックプロセッシングユニットを導入することで大規模データを2日ほどで処理した。検出された全細胞に対して領域情報を加えることで、一細胞解像度マウス脳アトラスの創出に成功した。本研究のコンセプトは全身に対しても適応可能であり、全身全細胞解析に向けた大きな一歩を踏み出すことに成功した。全脳全細胞解析を実施することで、一細胞解像度マウス脳アトラスを構築した。この応用は幅広いが、マウス脳の発達の度合いを一細胞レベルで解析することに応用を行った。その結果、マウスの臨界期に対応する時期において、体性感覚野および視覚野の皮質第2から4層にかけて有意な細胞数の現象が観察された。また、細胞の活動を観察するために、Arc-dVenusマウスを用いて薬物刺激後に観察を行った。薬物未投与のコントロール郡とともに、一細胞解像度アトラスにマッピングを行い、細胞の活動を一細胞解像度で解析を行った。これにより、海馬の歯状回顆粒細胞層が上層と下層で機能的に別れていることを同定した。このような解析は、細胞活動以外の情報、例えば細胞腫情報でも可能であり脳領域を機能に基づいて正確に同定することができる。このような解析のコンセプトは全身にも応用可能で、全身全細胞解析が可能となれば、個体レベルのシステムバイオロジーの実現に飛躍的に近づく。

膨潤された脳を高解像度ライトシート顕微鏡で観察することにより、全細胞の検出が可能になった。正確に全脳全細胞を検出することで、一細胞解像度脳アトラスを作成し、活動マッピングや発達解析など多様な応用を試みた。結果、海馬歯状回に機能的に分けられた領域が発見されたことに加え、臨界期において特定の脳領域において細胞数が減少する現象を突き止めた。類似の解析は他の臓器にも応用可能である。ヒト病理組織への応用を鑑み、死後検体の組織を実際に透明化し観察することで一細胞解像度の三次元観察を実施した。また免疫染色法と組み合わせることでヒト脳組織内の血管構造を三次元的に観察することや、核染色と組み合わせることで腎臓の糸球体構造を詳細に描出することを行った。本試薬の病理組織に対する応用が期待される。個体レベルのシステムバイオロジーを実現するためには、個体に含まれる全細胞を一細胞解像度で検出する手法が求められる。そのためには、個体の全身を骨を含めて透明にする手法の開発が必須である。本研究では、全身を透明にする試薬をすでに開発をしている。しかしながら、全細胞をもれなく観察するためには、非常に高い透明度が求められるため、現在のプロトコルをさらに改善することで、全身透明化プロトコルを最適化したものとする。そのような手法を通して透明化されたマウスとライトシート顕微鏡を組み合わせることで、全身全細胞解析を行う。核染色を用いて全細胞をもれなく観察することをはじめとして、レポーターマウスやラベルされた免疫細胞を導入することで全身の免疫細胞を特異的にかつ包括的に検出をする。膨大な情報量になることが想定されるため、最適化されたアルゴリズムを開発し、正確な網羅解析を目指す。物理刺激や薬物刺激などさまざまな条件を模索することで、全身の免疫細胞の局在を骨内部を含めて観察を行う。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
MUレーダーを用いたメソスケール現象に関する4次元解析の研究

梅雨期の中間規模擾乱を、MUレーダーを用いて連続的に観測し、一点観測であるが、時系列データを取得し、4次元同化作用を用いることにより、詳細な解析を得ることを主目的として、7月6日10日にわたり観測した。不幸なことにこの期間は、梅雨の中休みで、降水を伴う擾乱は観測されず、大気中層の混合層のデータが得られた。解析手法を確立するために、87年2月17日18日の低気圧の例について研究を行なった。まず、モデルを用いる前に、天気図から、低気圧の移動速度、及び、移動方向を読みとり、単純な時間-空間変換法でデータとし、ゾンデのデータ等と一緒にして解析を行なった。その結果、2月17日21時前後の12時間をとると、信楽を中心に130°Eから140°Eにいたる直線上のデータが得られたことになる。130°E、140°Eにおけるゾンデとの比較をみても、この変換が、妥当なものであることが確認された。これらのデータを基に、解析を行なってみると、四国沖に存在する積雲域から、東方に向けて伝播する内部重力波(周期6時間程度)が解析された。この様な豪雨に伴う内部重力波の解析は、以前にも、Ninomiya(1982)で指摘されたが、MUレーダーで解析されたことは興味深いことである。
特殊反応場を利用した機能階層化材料の創製と電子・分子機能への展開

本研究では,系を特徴づける分子レベル,ナノレベルあるいはそれ以上のレベルの階層同士が機能面で絡み合っている系を,「機能階層系」と定義し、これをキーワードにした材料の探索を、薄膜合成や超高圧合成などの特殊反応条件を活用し行った。酸化チタン粒子や金属Pd粒子をメソポーラスシリカで包含した複合体の(光)触媒作用、超伝導金属窒化物や反強磁性窒化物の高圧合成や薄膜合成などにより、特殊反応条件の特徴の現れた、あるいは界面における相互作用が物性に大きく影響を与える系が見出された。本研究では,系を特徴づける分子レベル,ナノレベルあるいはそれ以上のレベルの階層同士が機能面で絡み合っている系を,「機能階層系」と定義する.本研究ではこの「機能階層化」をキーワードにした材料の探索を,薄膜合成や超高圧合成などの特殊反応条件を活用し行う,本研究では特殊反応場として、(1)超高真空を用いた単結晶薄膜合成,(2)超高圧,(3)水熱合成およびナノ多孔体構造の利用に加えて、(4)溶融塩中での電解合成を活用する。探索の対象は、超伝導体の特性、特に転移温度の制御、ナノメートルサイズの無機分子をビルディングブロックとしたナノ階層構造の創製、ナノあるいはミクロ多孔体と微粒子の新しい複合化構造の構築などである。種々の特殊反応場で特徴ある無機物質材料の創出を試みた。超高真空を用いる薄膜系では、30K級の高い転移温度をもつことが知られている超伝導体Ba_<1-x>K_xBiO_3の薄膜を合成し、基板の効果で物性制御することを試みた。Ba_<1-x>K_xBiO_3薄膜を種々のxにおいてMgO,SrTiO_3基板上に成長し、格子歪みについて検討した。どちらの基板でも、大きく張力のかかった薄膜が生成した。これは、酸素欠陥を伴い基板上に膨張した状態で成長した薄膜が酸素中アニールにより収縮したためと考えられる。今後、応力と物性の関係を調べていく。水熱合成条件を用いる多孔体系では、酸化チタン微粒子を結晶性多孔体であるゼオライトと複合化した新しいタイプの光触媒材料の開発を試みた。微粒子の周りにゼオライトを成長させる場合、ドライゲルコンバージョン法が適していることがわかった。このように合成した複合体は気相の2プロパノールを高活性で光触媒分解できた。さらに分子性化合物の系では、モリブデンクラスター塩化物の有機塩基塩が、アルコール吸収脱離により3次元的な構造とクラスター分子が層状に配列した異方的な構造の間を可逆的に変化した。層状の構造はマーデルングポテンシャルの観点からは不安定であるはずであり、吸収された分子、有機塩基分子と無機クラスター分子間の相互作用が層状ナノ構造を安定化していると考えられる。メカニズムの詳細は今後の課題であるが、これは、分子性イオン結晶を用いたナノ構造の構築に新たな視点を与えるものである。以上、初年度において種々の特殊反応場を用いたナノ構造の構築に関していくつかの端緒を得ることができた。本年度は、主に(1)酸化チタン多孔体複合光触媒系,(2)Ba_1-xK_xBiO_3(BKBO)薄膜の基板界面の効果による構造制御,(3)逆ReO_3型窒化物への異元素導入,および(4)窒化ホウ素(h-BN)薄膜合成を行った.(1)の複合光触媒は,酸化チタン結晶粒子とそれを被覆している多孔体が,光触媒機能と吸着機能をそれぞれ分担しその階層構造中において機能面で複合化した機能階層化材料である.結晶粒子と多孔体の界面が性能を決める鍵であるが,本年度,結晶粒子を表面修飾してから複合化することにより光触媒性能が大幅に向上することが示唆された.今後,界面に関する情報を得るためにも速度論的検討も視野に入れる.(2)のBKBO薄膜については,前年度基板からの応力のかかったエピ膜合成に成功していたが,安定に超伝導特性を得ることが困難であることが分かった.PLD法では,Kの蒸発を補うためKフラックスを他の元素比を変えずに制御することが難しく,次年度は合成法を根本的に見直す.すでに予備的な成果が得られている.(3)の逆ReO_3型窒化物としてCu_3Nを用いたが,高圧下においても200300°Cの低温で分解し窒素を放出することがわかった.異元素の挿入は困難であったが,低温で使用可能なin-situ窒素源としてCu_3Nが利用できる可能性が示された.さらに,(4)のh-BN薄膜合成では,スパッタ法によりh-BN薄膜を合成し,赤外ATRと反射赤外法,X線回折を用いて構造の解析を行った.赤外ATRで通常の吸収スペクトルでは現れないシグナルが観測され,これはLOモードに帰属されると思われるが,確定的ではない.長距離秩序,短距離秩序との関係をさらに調べる必要がある.

本研究では,系を特徴づける分子レベル,ナノレベルあるいはそれ以上のレベルの階層同士が機能面で絡み合っている系を,「機能階層系」と定義する。本研究ではこの「機能階層化」をキーワードにした材料の探索を,薄膜合成や超高圧合成などの特殊反応条件を活用し行う。本研究では特殊反応場として、(1)超高真空を用いた単結晶薄膜合成,(2)超高圧,(3)水熱合成およびナノ多孔体構造の利用に加えて、(4)溶融塩中での電解合成を活用する。探索の対象は、超伝導体の特性、特に転移温度の制御、ナノメートルサイズの無機分子をビルディングブロックとしたナノ階層構造の創製、ナノあるいはミクロ多孔体と微粒子の新しい複合化構造の構築などである。これにより、従来行われてきた材料の階層構造構築の研究から大きく踏み出し、「機能階層系」の設計の学理を構築することを試みる。バルクCrNは270-280K付近に構造転移を伴う反強磁性転移点を持つが、α-Al203(0001)基板に成長したエピタキシャルCrN薄膜の転移温度が、膜厚の影響を受けて50Kもの大きな変化を示すことを見出した。ある膜厚より薄い場合、転移温度が高温にシフトすることから、転移後の歪んだ構造がエピタキシーの効果で安定化しているものと推定され、薄膜化により磁気転移温度が大きく変化した顕著な例とみることができる。一方、立方晶MnNは、CrN,VNなど他の立方晶-窒化物に比し異常に大きな格子定数をとるがその原因は不明である。立方晶MnNは、従来、正方晶のMnNとの混合物としてしか得られていないため、詳しい解析がなされていない。本研究で、薄膜合成の手法を用いることにより立方晶MnNの単相合成に初めて成功した。電気伝導測定の結果、立方晶MnNが金属電導を示すことが初めて確認された。今後この単相薄膜試料を用いてさらなる解析を進める。一方、ペロブスカイト構造を基本構造にもつ新規な酸化物BaSbO3を初めて合成できた。これは溶融塩中での電解合成により可能となった。この化合物は高い超伝導転移温度をもつBa-K-Bi-O系酸化物の関連物質であり、今後その物性に興味がもたれる。本研究では,系を特徴づける分子レベル,ナノレベルあるいはそれ以上のレベルの階層同士が機能面で絡み合っている系を,「機能階層系」と定義する.また、本研究では特殊反応場として、(1)超高真空を用いた単結晶薄膜合成,(2)超高圧,(3)水熱合成およびナノ多孔体構造の利用に加えて、(4)溶融塩中での電解合成を活用する。酸化チタン結晶粒子がメソポーラスシリカに包含された階層構造の光触媒作用による気相有機分子の分解を行い、吸着能と有機物分解能の関係を調べた。溶融KOH中の電気化学合成により、白金電極上に成長させたBa_<1-x>K_xBiO_3において、成長途中で溶融塩の組成を変化させ結晶内に接合界面を形成した試料の組成と超伝導について検討した。BaOHを結晶成長途中で添加しxの値を変化させ磁化の温度依存性を測定すると2種の超伝導応答が現れた。詳細に検討した結果、接合界面に形成されるごく薄い層の超伝導が反磁性応答に大きく反映していることが分かった。さらに、接合界面の外側の結晶相は、下地の格子定数に近づくようにKOH中にわずか(0.5%以下)に含まれるNaをBiサイトに取り込むという、下地の効果が成長する結晶相の組成を大きく変化させる界面の顕著な効果が観測された。微量なNaを取り込む効果は、BiをSbに変えたBa-Sb-O系でもみられ、電気化学合成で得られたペロブスカイト酸化物は、BサイトのSbの一部がNaに置換した化合物であることがわかった。
房室弁におけるペプチド性神経支配

1.サルの僧帽弁にはNPY性神経が密に分布し、これらの神経はinterstitial cellと密接な関連をもつことを発表した(Histol.Histopathol.1993)。2.サルの房室弁を免疫電顕的に検索した結果、(1)弁尖部には心房筋は存在せず心房側の上皮下に平滑筋様の特徴を持ったinterstitial cellsの薄層が存在すること,(2)NPY性神経終末は、interstitial cellと心房側の上皮下にterminateすること,などが明らかになった。これらの結果から、NPY性神経はサルの房室弁の機能にinterstitial cellsや上皮を介して深く関与することが示唆された(Anatomical Recordへ投稿中)。ラットguineapigの房室弁におけるペプチド神経の分布をwhole-mount標本で検索した結果、(1)ラットにはVIP,NPY,CGRP性神経が、guinea pigではこれらに加えてさらにSP性神経も分布すること、(2)各ペプチド性神経は、房室弁の各弁尖毎に特徴ある分布パターン、密度,ramificationを示すこと、(3)各ペプチド性神経は共通して僧帽弁前尖に最も密に分布すること、などが明らかになった。ペプチド性神経の房室弁での詳細なmappingは、これらの神経の房室弁での機能の解明に大きな役割を果たすものと思われた(Anatomy and Embryologyへ投稿中)。
非言語による説明し、伝え合う算数的活動の開発研究

新学習指導要領では、言葉、数、式によって表現する方向性が示されている。数、計算、図などの算数の概念は抽象的であり、言葉や数、式で表現することは困難である。そこで、本研究では、非言語により、説明し、伝え合う算数的活動を開発研究した。まず、数と計算や図形の問題を具体的な算数的活動を通して考えさせる。つぎに、数と計算や図形について見出した自分の考えを、具体物を使った算数的活動を通して、身体的レトリックによって説明させたり、ビジュアルコミュニケーションによって伝え合ったりする活動を実証的に研究した。研究成果として、非言語により算数的活動は、児童にとって有効な表現方法であることを検証できた。知識基盤社会化、グローバル化等の変動の激しいパラダイムを受けて言語活動の充実が叫ばれている。算数・数学科においても言語活用の充実の観点から「数学的な思考力・表現力」を育成する授業改革がさけばれ、自分の考えを分かりやすく説明し、伝え合う活動を重視した授業改善が行われている。ところが、こうした授業改革では、抽象的な言葉、数、式を用いて説明し,伝え合う算数的活動が強調され,子どもの数学的思考と数学的な表現が遊離している。数量や図形の概念・原理は抽象的であり、内面化の発達途上にある子どもには、具体物を使って思考し、表現することはできても、言葉、数、式を用いて思考、表現することはできない。そこで、1年次は具体物を使って思考し、「非言語によって自分の考えを説明し伝え合う活動」と構成要素を多角的視点に立って分析し、「拠り所」「「論理」「可視化」が重要な要素であることを検証してきた。2年次における研究では、「非言語から言語による算数的活動への円滑な移行」に関する有効な方策を検討し、構築した。「非言語(具体的操作)による説明し伝え合う活動」と「言語による説明し伝え合う活動」の両者の間に「イメージ(図)による説明し伝え合う活動」を策定し、非言語から言葉、数、式、言語を使って説明し伝え合う算数的活動へ有効かつ円滑に移行できるようにした。実践的検証では、PDCAサイクルに従って、第3学年「植木算」、第5学年「分数」「図形の内角の和」をケースにして授業実践、多角的分析、省察を通して検証してきている。知的基盤社会化、グローバル化に対応して、言語活動の充実の充実が叫ばれ、算数科では言葉、数、式、記号を用いた数学的表現力が重視されている。しかしながら、算数科の主要な「数と計算」「図形」などの概念や原理は抽象的で、初めから言葉、数、式、記号で説明し、伝え合うことを児童に求めても難しい現状がある。そこで、本研究では、数図ブロックなどの具体物を使ったり、テープ図や数直線を使ったりするなどして、非言語で説明し、伝え合う算数的活動の開発研究を行った。1年次は、演算の意味や計算の仕方を数図ブロックなど具体物を使って、説明する授業実践を通して、非言語による説明力を育成する算数的活動を実証的に探究しした。2年次は、非言語による説明を言葉、数、式とつないでいけばよいかを、三角形の内角の和が180になることを帰納的に考えたり、四角形の内角の和が360になることを演繹的になることを図を使って操作しながら、言語化、記号化して説明させ、非言語による説明と言語による説明の融合のプロセスを検討した。最終年度の3年次は、非言語による数学的表現と言語による数学的表現力が乖離している「数と計算」に焦点を当て、第2学年のD(1)加法と減法の相互の関係を、テープ図を操作して3段に問題場面を非言語で表し、その図を逆向きにテープ図をとらえさせて説明させると、加法と減法の相互の関係が逆算関係にあることをとらえさせる実験授業を行った。非言語による説明力を育成する算数的活動では、図を3段に構成させる算数的活動、構成した図を逆向きにみる算数的活動にすることに有効性が認められた。研究を通して、具体物を使った操作的な説明活動、伝え合い活動は、低学年に限らず、高学年でも有効であることを検証できた。さらに、操作的な活動に伴ってつぶやくモノローグが言語化に有効であることが明らかになった。非言語による「説明し、伝え合う算数的活動」の開発を行う。数と計算、図形の概念や原理は児童にとって抽象的で理解しにくいものである。言語活動の充実を重視した新学習指導要領では、言葉、数、式を使って説明する算数的活動を重視しているが、発達段階を考慮すれば難しいと考えられる。そこで、本研究では具体物を使って思考し、自分の考えを、「非言語によって説明し、伝え合う算数的活動」の開発を行う。

次に、非言語による「説明し、伝え合う算数的活動」の要素の分析を行う。数量や図形の問題を解決し、自分の考えを非言語よって「説明し、伝え合う」ための要素の分析を行う。相手を説得し、共感を得るためのは「可視化」「論理」「拠り所矢根拠」が重要な要素となると考え、実験授業を通して要素を明らかにする。さらに、非言語による「説明し、伝え合う算数的活動」の授業モデルを構築する。数量や図形の問題を具体物を使って数学的に思考し、自分の考えを非言語によって説明し、伝え合う授業の授業モデルを数例の授業実践研究を通して構築する。おおむね達成している。理由は、授業実践研究を通した事例研究では、「非言語から言語による説明し、伝え合う算数的活動への移行」の方策として策定した「イメージ(図)による説明し伝え合う活動」が機能するという示唆を得たことによる非言語による「説明し、伝え合う算数的活動」の開発を行った。第1学年で「色板並べ」等の事例研究を通して、非言語による「説明し、伝え合う算数的活動」の開発をすることができた。つぎに、非言語による「説明し、伝え合う算数的活動」の要素の分析をおこなった。児童が説明し伝え合う活動を行う場合、「具体物が根拠になること」「具体物を動かず順版が、論理的思考になること」「具体物の操作が思考過程を可視化する要素になる」ことが明らかになった。さらに、非言語による「説明し、伝え合う算数的活動」の授業モデルの構築を行った。第1学年で「色板並べ」、第4学年の「回転の角」、第5学年の「内角の和」の実験授業を通して、非言語による「説明し、伝え合う算数的活動」の授業モデルを構築することができた。今まで取り組んできた「非言語により説明し、伝え合う算数的活動」のカリキュラム検討し、策定する。それととともに、非言語から言語による算数的活動へ移行する指導システムを授業実践を通して実証的に検証し、策定する。1非言語から言語による算数的活動の円滑な移行の方略の構築「非言語による説明し、伝え合う算数的活動」から「言葉、数、式等の言語による説明し、伝え会う算数的活動」の円滑な移行の方略を構築する。具体的には、両者の溝は大きいので、それをつなぐ段階として、具体物を念頭に浮かべて操作する「イメージ」による説明し、伝え合う算数的活動」を構想し、その有効性を実証的に有効性を検証していく。2「イメージにより説明し、伝え合う算数的活動」の開発非言語から言語による算数的活動へ移行する有効な方略として、「イメージにより説明し、伝え合う算数的活動」の開発を行う。具体物を実際に頭の中でイメージ操作できるようにするための算数的活動を開発し、非言語から言語による算数的活動の有効な移行の方略を実証的、分析的に検証する。1非言語による説明し、伝え合う「算数的活動」の最適な教材・教具の開発費を含めた物品費25万2研究成果、研究取材のための研究旅費8万3研究成果報告書の印刷製本費15万4消耗費2万「非言語によって説明し、伝え合う算数的活動」と「言語により説明し、伝え合う算数的活動」を「イメージによって説明し、伝え合う算数的活動」で架橋、往還、融合を図る有効性を探究するために、授業実践研究を行う。そのための経費として、下記の酔う研究費の使用計画を立てている。・物品費300000円、・旅費100000円、・人件費50000円、・その他50000円、合計500000円
自家移植を目的とした耳介軟骨のtissue engineering

自家移植を目的とする耳介軟骨の再生実験として、自家膝関節(犬)より採取した軟骨細胞を単離し、耳介形状を有する生分解性ポリマーに播種した。実験群として、4群(軟骨細胞のみを播種した群、骨膜組織のみを縫合した群、軟骨細胞を播種した後、骨膜を付加した群、基材のみの群)を作成し、自家移植およびヌードマウス皮下へ移植した。その結果、ヌードマウス移植後11週目において、耳介形状を有する複合体の外観形態を観察したところ、耳介形態は、全ての群において保持されていた。また、組織学的検討を加えた結果、軟骨細胞群および軟骨細胞滑膜群において、分化した小円形の軟骨細胞とSafranin Oに強く染色された細胞外基質が認めれた。一方、骨膜群では、基材の骨膜側に沿って骨組熾の形成が認めれた。また、基材のみの群では、わずかなマクロファージ様細胞の浸潤は認めたが、軟骨、骨絹織などの新生組織の形成は認められなかった。Laser capture assisted PCR法の結果より、コラーゲンII型の遺伝子発現は軟骨細胞群および軟骨細胞/骨膜群のみに認めれ、特に、軟骨細胞/骨膜群では発現がdown regulationされる傾向を認めた。今後、自家移植モデルにおける長期的観察の結果を検討している。1988年Vacantiらは、組織工学の手法を用いて、in vitroで遊離させた軟骨細胞をポリマーに播種した後に、細胞-ポリマー複合体を小動物(ヌードマウス)の体内に移植して、異所性に硝子軟骨を再生した。この結果を参考にして、我々の実験では、軟骨細胞と生分解性ポリマーを組み合わせて大動物に自家移植を行い、耳介の3次元的構築を有する軟骨組織の分化・再生を誘導することを目標とした。本年度の実験ではまず細胞数が複合体に与える影響、細胞採取部位が複合体に与える影響を検討した。自家繁殖犬を用いて、関節軟骨および肋軟骨を採取した。軟骨組織は、細切して、0.3% collagenaseにて酵素処理(室温、14時間)し、ナイロンフィルターで濾過して軟骨細胞浮遊液を作成した。単離した軟骨細胞は、F12に10% FBS, ascorbic acidを添加した培地で継代培養して増殖させた。本手技が確立できたため、増殖させた軟骨細胞をヒト耳介形態を有する3Dポリマー(PGA/PLLA)に播種して、細胞・ポリマー複合体を作成し、これを犬およびヌードマウスの皮下に移植した。その結果、移植10週目における細胞数および採取部位が複合体の形態に与える影響は少なく、継代培養条件が最終的な複合体の形態に関与している事が示唆された。今後さらに、長期間移植された組織を採取して、軟骨組織再生および3次元形態について詳細な解析を予定している。また、組織学的検討を加えた結果、軟骨細胞群および軟骨細胞/骨膜群において、分化した小円形の軟骨細胞とSafranin Οに強く染色された細胞外基質が認めれた。一方、骨膜群では、基材の骨膜側に沿って骨組織の形成が認めれた。また、基材のみの群)では、わずかなマクロファージ様細胞の浸潤は認めたが、軟骨、骨組織などの新生組織の形成は認められなかった。