hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
パルス列間隔長を用いた実時間高精度光ゲージの開発

2009年、フェムト秒光周波数コム(光コム)が日本における長さの国家標準になった。グローバル・ポジショニング・システム(英語: Global Positioning System, Global Positioning Satellite, GPS、全地球測位システム)や光ファイバーを通して、光コムにつながった長さトレーサビリティー体系を構築可能となる。いつでも、どこでも、誰でも長さの国家標準を参照し、長さ計測を実施できる。この体系に基づいた計測や品質管理などが生産の高度化を推進できる。この体系で簡便に利用できるパルス列間隔長を用いた実時間高精度光ゲージの開発が本研究の目的である。
プラズマ容器壁材料水素リサイクリングにおけるエネルギーおよび粒子バランスの研究

本研究の目的は、核融合炉実験装置壁材料の複雑な条件下での挙動を予測し、その状態での水素リサイクリングを把握するのに必要なデータ・ベースを得ることにある。60年度の研究実績は次の通りである。(1)高温・高照射線量下におけるグラファイト上に堆積した金属膜の挙動(名大工)。クロムをグラファイト上に蒸着し、各温度で金属側からイオンを照射し、金属と炭素との反応および金属原子のスパタリングの測定を行なった。イオンの飛程が金属膜厚にくらべて長い時には、高温では炭化反応が進行し、最終的には【Cr_3】【C_2】が生成することを見つけた。(2)鉄イオン注入のグラファイトからの水素脱離に対する影響(富山大)。鉄を注入したグラファイトに水素を注入し、昇温脱離実験を行ない。鉄を注入しないときに観測された第1ピークが消滅し、第2ピークのみが強く表れることを見つけた。(3)グラファイトにおける水素の吸収放出挙動(阪大工)。グラファイトの水素イオン照射による損傷の模様をSEMで観察した。また700°Cでグラファイトと水素ガスを接触させた結果、水素がグラファイト中に吸収されることを明らかにした。(4) sus316に対する水素同位体の吸蔵に対する酸化膜の影響(九大工)。sus316を水素同位体ガス中に放置し、吸収されるトリチウムの測定の結果、酸化膜の存在によるおくれとトリチウムの拡散係数を求めた。(5) sus304における水素透過スパイクに関する研究(阪大工)。sus304膜に水素を注入し透過する水素量のスパイクの原因が、注入水素イオンによる照射損傷であることを明らかにした。(6)重照射下における水素の再放出(岡山理科大)。模擬計算の結果、水素の再放出における拡散と衝突との相乗効果の寄与を明らかにした。
タブレット端末とスマートフォンを活用した英語語彙力育成システムの開発

本プロジェクトの目的は,小学生から大学生に至る発達段階で有効なICTによる語彙学習システムを構築し,一般公開することである。まず,学習語彙表の妥当性の検証,語彙習得モデルなどの研究調査を行い,学習者が語彙をiPadで楽しみながら学習し,さらに教師がその学習状況をPCでモニタリングできるシステムを完成した。同時にアプリの使用法や教員のモニタリングのための解説書を作成した。アプリの教育的効果の検証はまだ十分にはできていないが,概ね学習者からの学習アンケートの結果では,動機付けの点での指導効果が認められた。学習者や教員のユーザーの観点から,次のプロジェクトで改善すべき点を明らかにした。本プロジェクト会議を4回実施して,研究の方向性について多面的に検討してきた。まず,携帯端末を利用した語彙学習システムの検証タブレット端末,スマートフォン,PCを利用して語彙指導を行う場合,各インターフェースでどんな機能が利用できるかをグループに分かれて総合的に検証した。その結果,基本的なOSは小学校・中学校と高校・大学の2種類を開発すること,各レベルに応じて独自のプログラムを開発することの2点を決定した。小学校班(相澤・磯)は,「小学生向け英単語学習アプリ」の開発を目指した。どんな語彙を選定したらよいかを,全国の小学校の外国語活動担当者にアンケート調査した。中学校班(長﨑・合田)は,高知県の「コレ単」を活用して,受容語彙1200語,発表語彙500語を目指すプログラムを開発することになった。高校班(赤松)は,認知言語学の知見を利用した前置詞の語感を理解させる動画を利用したアプリを開発する。印刷物で指導した場合と比較し,動画が前置詞習得に有効なことを明らかにする。なお,同志社大学の系列高校では,i-Padの導入が決まっているので,研究協力を依頼できる可能性がある。大学班(折田・望月)は,教える語彙としてAcademic Vocabulary Listの9分野のESPリストで50位が候補にする。理論的な背景を踏まえると,単語学習プログラムは,5段階に基づく活動が効果的と思われる。ユーモアのある例文内での推測活動を入れる。以上のように,研究は語彙指導システムの基本設計に時間をかけてきたため,研究成果は語彙学習の関連分野の発表にとどまっている。来年度には,それぞれのレベルで使用できる語彙学習プログラムを完成する予定である。今年度は,小学校班(相澤・磯),中学校班(合田・長﨑),高校班(赤松),大学班(折田・望月・クルソン)の4班構成で,語彙学習システムを構築し,アプリを完成させるためのデータ整理を行った。小学校班では,語彙学習アプリに使用する単語の音声,図,発音などのデータを準備した。先行開発した中学校班のアプリのどの機能を利用し,どんな機能を新たに追加するかを検討した。中学校班は,昨年度末にベトナムの会社に製作を依頼し,アプリが完成した。現在アプリの作動を確認している。高校班では,「認知言語学的アプローチに基づく語彙学習」というテーマで,前置詞の語感を理解させるアプリを開発中である。大学班では,大学生用語彙学習プログラムとして,Academic Vocabulary Listの人文学のリストで,上位100位までの語を使ったアプリ用のデータを準備した。すべての語の例文,音声ファイル等の準備が完了した。今年度は,小学校班(相澤・磯),中学校班(合田・長﨑),高校班(赤松),大学班(折田・デビット)の4班構成で,語彙学習のためのアプリ完成とシステム設計の理論構築を行った。小学校班では,語彙学習アプリに導入する単語の音声,図,発音などのデータを,先行開発した中学校班のアプリのOSを利用した独自のアプリが完成した。年度内ぎりぎりの完成だったため,実験協力校で検証実験はまだ行えていない。中学校班は,昨年度末にアプリが完成し,高知県内の中学校で実験協力者を確保し,高知工科大学のタブレットを借り出して,検証実験を行った。アンケート結果を取りまとめている段階である。高校班では,「認知言語学的アプローチに基づく語彙学習」というテーマで,前置詞の語感を理解させるアプリを完成し,同志社大学の系列校で調査の協力を依頼する状態である。大学班では,大学生用語彙学習プログラムとして,Academic Vocabulary Listの人文学のリストで,上位100位までの語を使ったアプリを完成した。以上の成果は,3月の「言語教育エキスポ」にてシンポジウム発表を行った。アプリや教員用のモニターのプログラムは完成したが,これらを配布するための準備がまだ完了していない。次回のプロジェクトの予備調査として,これらのアプリを配布する準備を完了し,実際に教育現場で利用してもらい,その効果を検証することが必要である。本研究では,小学校,中学校,高等学校,大学と4種類の発達段間に応じたアプリを完成させることが最終目的である。

しかし,予算が限られているために,国内の業者にプログラムの開発を発注できなかった。そこで,ベトナムの会社に中学校用のアプリ開発を依頼して,やっと完成に至った。小学校,高等学校,大学のアプリ開発を,残された予算でどうやりくりするかが今後の課題である。27年度が最終年度であるため、記入しない。英語教育学今後の2年間で,小学校,高等学校,大学の4つのアプリ開発を目指す。ベトナムの会社とスカイプでやりとりして,必要とするアプリの仕様を丁寧に説明している。また,先方の会社に予算の状況も説明して,できる限り語彙学習システムの本来の姿に近いアプリを完成させたい。アプリが完成したら速やかに検証に移れるように,準備を進める予定である。本研究の中核となる携帯端末で利用できるアプリのプログラム化が,限られた予算の範囲以内で,どの程度可能になるかの見通しが,なかなかつかなかった。幸い,研究分担者の合田が知人の会社に委託して,100万円前後で基本OSの開発を依頼できそうなことが判明した。アプリ開発の方針が決まったことにより,平成26年度は今年度の遅れを取り戻せる見込みである。本年度中に,語彙学習システムのアプリの作成を委託する予定であったが,予算以内に作成を委託できる業者を探すのに時間がかかった。そのため,中学校用のアプリ開発を委託し,100万円を計上した。残りの予算は,小学校,高等学校,大学用のアプリの開発費用である。今年度は,小学校,中学校,高校,大学と4つの班別に分かれて,それぞれのレベルで,1つの目安として200語程度を精選し,携帯端末に載せるプログラムを作成する。利用が可能になった段階で,順次,研究協力校で指導効果を検証することにした。次年度,残りの小学校,高等学校,大学用のアプリの作成をベトナムの会社に委託して,本年度執行を保留した予算と次年度の予算で,開発が可能か粘り強く交渉する予定である。語彙学習システム化のプログラム作成が,当初の計画よりも遅れているために,iPadの購入を次年度に延期したため。本格実施に向けて,必要な台数のiPadとWiFiルーターをを購入する。
文化的課題としての察し―対人知覚の文化的スクリプトの検証

他者の心的状態の推測である「察し」はいかなる文化にも存在する。しかしながら、そのプロセスは文化によって異なることが、多くの文化心理学的研究から予測される。本研究では、「察し」とは、文化的自己観を用いて対人知覚をする傾向のことであると考え、その機能の文化差を明らかにするために、文化的自己観に関連する他者理解尺度、心の理論、エモーショナルインテリジェンス、思いやりを基にした察し機能尺度を作成し、さらに実験課題における対人知覚傾向と察し機能との関連を文化心理学的視点から検証した。日本においては相互協調的対人知覚傾向が高いと察し機能得点が高くなる傾向が見られた。他者の心的状態を推測することはいかなる文化にも存在する。本研究では、「察し」とは、文化的自己観を用いて対人知覚をする傾向のことであると考え、人の気持ちを察する傾向を測定し、この傾向が高いほど文化固有の人間関係のモデルを用いがちであるという仮説を検討する研究1.察し機能尺度の作成:他者の心的状態の理解という察しを測る尺度を作成するために、他者理解の基盤となる心の理論尺度(Yoon, et al, 2010など)、他者の心を読む能力としてEmotional Intelligence(Salovey & Myer,1990)尺度,思いやり尺度を日本人大学生120名に実施した。それぞれの尺度の妥当性が確認された。これらを英訳し、また既存の文化的自己観尺度(Interdependence vs Independence scale, Singels)を加え、察し機能得点と文化的自己観とを比較する質問紙を完成させた。また、日本における文化的課題としての「察し」能力との弁別を検討した。研究2.察し機能による対人理解の文化差の実験の準備、予備実験察し機能を測るための対応バイアスの実験について、予備実験を行ったところ、NaらがPC上で作成した対応バイアス実験結果が日米で追試できなかった。そのため、新たに2つの課題を策定した。昨年度予備調査を実施した、文化的対人感情知覚課題であるMesquita& Masudaの実験をベルギールーベン大学大学生80名に実施した。日本でも予備調査を実施し、文化的自己観尺度と併用した本実験の準備を整えた。また、対人理解課題に関して、Odd Bowl課題を参考に新たな実験を作成した。自己と他者への注意の向き方を調べるものである。ミシガン大学と英語と日本語で開発し、ベルギーでの予備調査を経て本実験の準備を行った。私たちはいろいろな形で他者の心の状態の推測している。他者が自分の心のありさまを明言しなくても、他者が何を考えているかを予想し、自らの行動、判断にその情報を利用しているだろう。こうした非明示的な手がかりなしの他者理解は「察し」とされ、文化に生きるために必要な能力である。また、「察し」とは、文化的自己観を用いて対人知覚をする傾向のことである。人の気持ちを理解するためには、文化的自己観を前提として、対人的理解力が形成されていることは、近年の文化心理学の知見から予測できる。本研究では、人の気持ちを察する傾向を測定し、この傾向が高いほど文化固有の人間関係のモデルを用いがちであるという仮説を検討することを目的とした。具体的には、察し機能尺度を作成し、文化的自己観と関連する実験課題との関連をみることを検討した。研究1.察し機能尺度の作成:他者認知として、他者理解の基盤となる心の理論尺度(Yoon, et al, 2010など)、他者の心を読む能力としてEmotional Intelligence(Salovey & Myer,1990)尺度,思いやり尺度からなる尺度を作成し、日本人大学生120名に実施し、その妥当性を検討した。この察し機能尺度と文化的自己観尺度との相関をみたところ、日本では相互協調的課題とで有意であった。研究2.文化的課題実験:文化的対人感情知覚課題であるMesquita& Masudaの実験について、今年度はMasudaの専門的なアドバイスを受け、日本人大学生156名に実施した。また、新しく開発された他者をプライミングしたフランカータスクと同様の手続きで日本での追試を行い、文化的傾向と察し能力との関連を検討した。研究の成果発表を論文として投稿する予定である。本研究では、文化的課題、とりわけ他者の心的状態の推測はいかなる文化にも存在する文化的課題に着目する。「察し」とは、文化的自己観を用いて対人知覚をする傾向のことであると考え、文化差を説明できることになる。人の気持ちを察する傾向を測定し、この傾向が高いほど文化固有の人間関係のモデルを用いがちであるという仮説を検討する研究

1.察し機能尺度の作成:従来用いられてきた複数の対人理解測度を元に、他者の心的状態の理解という察しを測る尺度を作成するために、他者理解の基盤となる心の理論尺度(Yoon, et al, 2010など)、また、他者の心を読む能力としてEmotional Intelligence(Salovey & Myer,1990)尺度,思いやり尺度(Uchida, 2004)については、既存の英語版、日本語版を検討し、予備調査を行った。また、7月に東京でベルギー側研究協力者ルーベン大学メスキータ教授と研究打ち合わせを行い、秋に唐澤がベルギーを訪れ、ベルギーでの実施方法を検討した。3カ国での調整を行った後、日本での予備調査を実施し、項目を同定した。研究2.察し機能による対人理解の文化差の実験の準備、予備実験:対応バイアスの実験について、8月にNaらが使用した、再認記憶課題をPC上で作成した対応バイアス実験を日本語版で作成することを試みた。提示言語の等価性を検討し、最終的な実験プログラムを作成中である。研究3:察し機能による対人認知実験として、Mesquita& Masudaの実験もバッテリーとして適切であると考え、ベルギーと日本で予備調査を実施した。また、夏にはこの研究の基盤となる文化的課題のこれまでの知見を総じて、ISREでの研究発表を行った。本研究は、下記の2つの仮説を検証することを目的としている。研究1「察し機能尺度の作成」については、3つの文化における質問紙尺度が完成したが、今年度中にすべての文化での調査を終えることができなかった。質問紙の等価性および妥当性の確認に時間をとったためである。研究2察し機能による対人理解の文化差の実験課題については、1つの実験で先行研究を追試できなかったため、新たな実験課題を作成することとなり、予定より実験実施が遅れている。今年度の達成目標は、第一に「研究1.察し機能尺度について、複数の尺度をあわせて検討し、察し尺度を作成することであった。7月に東京でベルギー側研究協力者ルーペン大学メスキータ教授と研究打ち合わせを行い、秋に唐澤がベルギーを訪れ、データ分析を行った上で、尺度がほぼ確定した。予備調査を実施し、翌年度の実施の準備が整い、目的は達成されたといえる。研究2についての目標は「察し機能による対人理解の文化差の実験の準備、予備実験の実施」であった。対応バイアスの実験について、英語の実験プログラムを確認し、夏にミシガン大学での研究打ち合わせ、実験機材の確認を行った。日本語およびベルギー語の3つの文化圏において等価の刺激となるよう、その調整に時間を要し、予備実験まで至らなかった。また、察し機能を同定する自己ー他者感情一致の実験課題を追加することにより、察し機能をより明確に同定できると考えた。すでにアメリカ、日本で実施された実験課題であるが、同じ方法でベルギーでの実験課題を作成し、この予備実験は終了している。文化間等価の対応バイアス実験の完成が遅れ気味であるが、追加した実験課題とあわせて、来年度実施する予定に変更はない。したがって、研究の達成はおおむね順調であると最終的に判断している。研究1については、次年度はじめに、文化的自己観を加えた本調査を実施する予定となっている。文化間での等価性の検証に時間を要したため、当初の計画より実施が遅れることになったが、実施から分析まで十分に修了することができると判断している。
高階エネルギー最小化に基づく高次元画像処理のための逐次的エネルギー設計

これまで一般的に使われている低階エネルギーの定式化と学習方法をより高階のエネルギーへ拡張するための手法を提案する。高階エネルギーの具体的な例を複数考え、また多次元や複雑な構造をもつデータへの応用について検証を行った。前者については3DCT画像や時系列動画像に対して行い、領域の過分割(スーパーピクセルおよびスーパーボクセル)の上でエネルギーを定義し、また後者については曲面上に投影されたカメラ画像に対して、抽出された構造化されていない線分集合に対するエネルギーを構築した。本研究は、コンピュータビジョンにおける問題の解法の一つであるエネルギー最小化の枠組みにおいてグラフカットによる解法を扱う。これは効率良く離散最適化問題を解くことができるが、既存のアルゴリズムで解くことのできる問題のクラスに近年まで制限があった。2011年に任意の高階エネルギーを1階に還元して解く手法が提案され、どのような問題にでも適用可能となった。これらは高階エネルギーと呼ばれ、計算コストが大幅に増加し、容易に解けないことが知られている。また、高階のエネルギーをどう定義すべきかも問題である。本年度は、三次元医用画像に対する複数臓器の同時領域分割を対象とし、高階エネルギーの具体的な設計と理論的な解析のための同時確率分布の適用を行った。前者は、設計の難しい高階項の例として、先験的知識を利用する。臓器の境界部分には画素値の変化が鋭く現れる。従来の平滑化項と呼ばれる低階エネルギーでは表現できなかった、連続性と不連続性を両方表現する項を設計した。項は、依存する変数の空間的な配置によりさまざまに変化するが、精度向上が期待でき効果的な配置を構成的に検討した。また、後者は、今後高階項への拡張を行うための準備として、低階項を同時確率の形式で表現し、分割精度への影響を評価した。同時確率分布は1階程度であれば推定はできるものの、より高い次元では学習方法に更なる工夫が必要となることが明らかになった。それぞれ、成果報告として、国際会議MVA2015に投稿し、採択された。本年度は、引き続き前年度で対象とした三次元医用画像に対する複数臓器の同時領域分割および線分情報からの空間構造推定に取り組んだ。高階エネルギーの具体的な設計と理論的な解析の結果から、より組織的な構成を与えるような方法論の確立を目指して進めている。問題に応じたエネルギーのモデリングを自動で行うことが可能となると、深層学習などによるパラメタ調整などが効率よくできることが期待できる。また、スーパーボクセルと呼ばれる過分割をもとにしたエネルギー設計を検討している。これは、高階エネルギーの計算量を大幅に削減できるため、より精度を上げるための一手法となる可能性があると考えている。現在は、スーパーボクセルに対する具体的なエネルギー関数の構成を検討すしている段階である。実験環境の効率化を図るためにソフトウェア設計のさらなる最適化を行った。計画にそって順調に進んでいる。コンピュータービジョンで対象とする推定問題では、主要な定式化としてエネルギー最小化がある。本研究は、その主要な解法の一つである高階グラフカットの理論的な解析を行う。グラフカットは効率的に離散最適化問題を解くことができるが、既存のアルゴリズムでは扱える問題のクラスに近年まで制限があった。2011年以降、より複雑なエネルギーによる定式化を扱うことができるようになり、適用可能な問題の範囲が広がり、問題を解く能力を向上させる可能性が上昇した。しかし、計算コストの増加はもとより、どのような高階エネルギーを定義すべきかという点はいまだ未解決である。本年度は、引き続き三次元医用画像の複数臓器同時領域分割、および全方位画像の空間構造推定に対して、様々な方法を検討し、高階エネルギーの具体的な設計と理論的解析を進めた。前者は、スーパーボクセルによる過分割をもとにした手法を提案し、高階エネルギーの設計の柔軟性が有効であることを確認した。また、計算量の大幅な削減を行うことができ現実的な時間で計算できるようになった。精度面でも従来の手法より改善ができた。後者は、評価用データセットの作成をし定量的な評価を実施した。現在は立方体状の部屋構造を推定するだけにとどまっているため、類似研究との直接の比較は難しいが、枠組みの拡張性からより複雑な構造に対応させることは比較的困難なく可能であると考えられる。具体的な改良とデータセットの作成は今後の課題である。どちらの研究課題も、国際会議での成果報告を行った。国際会議に成果報告を行うことができ、計画に沿って進められている。しかし、類似研究があり、その比較を行う必要が出てきた。

2011年以降、より複雑なエネルギーによる定式化を扱うことができるようになり、適用可能な問題の範囲が広がり、問題を解く能力を向上させる可能性が上昇した。しかし、計算コストの増加はもとより、どのような高階エネルギーを定義すべきかという点はいまだ未解決である。本年度は、三次元医用画像の複数臓器同時領域分割について様々な方法の検討をし、前年度中に報告できなかったスーパーボクセルによる高階エネルギーの具体的な設計と理論的解析の結果を国際会議で報告した。これは、我々が過去に行った複数の研究結果を統合するものであり、また今後さらに研究をすべき点を明らかにしている。特に、医用画像解析では、ディープラーニングに代表されるような大量のサンプルデータを必要とする機械学習手法を適用するのが難しいため、理論的な特徴量探索が重要である。スーパーボクセルによる高階エネルギーはそのような高次特徴をうまく抽出していると考えられる。また、グラフカットによる別の応用として、動画像に対して、ピクセルの空間への拡張手法であるスーパーボクセルの軌跡をもちいた手法を検証した。通常、これについても、国際会議で報告を行った。これらは、今後の高階エネルギーの設計の柔軟性の有効性を高く示しており、引きつづき調査を進めていくべきである。これまで一般的に使われている低階エネルギーの定式化と学習方法をより高階のエネルギーへ拡張するための手法を提案する。高階エネルギーの具体的な例を複数考え、また多次元や複雑な構造をもつデータへの応用について検証を行った。前者については3DCT画像や時系列動画像に対して行い、領域の過分割(スーパーピクセルおよびスーパーボクセル)の上でエネルギーを定義し、また後者については曲面上に投影されたカメラ画像に対して、抽出された構造化されていない線分集合に対するエネルギーを構築した。計画通り概ね順調である。理論的な解析および効率良く大量の実験を行うために、更なるソフトウェアの開発と改良が必要である。これまで扱っていないコンピュータビジョンへの課題への適用を行う。とくに、多視点画像による3次元復元を中心に扱い、研究協力者として参画しているプロジェクトとの連携を目指す。研究期間の延長をし、類似研究手法の追実装と比較実験を行う。コンピュータービジョン今後は、これまでの成果を元に、高階エネルギー項の実験的な調査と、同時確率分布を基にした理論的な高階項の設計を行う。どちらも、効率良く行うためのソフトウェアを開発し、また大規模実験を実時間で行えるように大容量メモリを搭載したマシンを使って行う。また、本成果を物体復元などの別の手法に適用することを検討する。論文採択状況が想定を下回ったため出張を見送った。また、実験用大規模計算機により適した装置が次年度に購入可能になることが判明したため、購入を延期した。
新生児低酸素性虚血性脳障害に対するCaspase阻害物質の予防効果に関する研究

新生児低酸素虚血性脳症(HIE)ではプログラム細胞死(apoptosis)の関与が考えられている。caspaseはこのapoptosisの最終段階を制御する重要な因子である。一方、海馬神経細胞に対する障害は温度の影響を受けやすい。そこで、HIEモデルラットに対しcaspase inhibitorと低体温の両者を併用し、その効果を検討した。【方法】日齢7日のSDラットを、(A)HIE37度+BAF(-)群、(B)HIE29度+BAF(-)群、(C)HIE29度+BAF(+)群、(D)無処置群の4群に分けた。HIEモデルラットを作成し、HIE29度群では環境温度を29度に、HIE37度群では37度とした。BAF(+)群では、負荷直前にcaspase inhibitorであるBAFを投与した。負荷後の海馬caspase-3活性を測定し、さらに日齢14日に結紮側海馬CA1領域の残存神経細胞数を算定した。【結果】(1)caspase-3活性は負荷後上昇し16時間後に頂値を示した。(2)負荷16時間後のcaspase-3活性は、A群6.48±1.71に対して、B群では2.62±0.18と上昇が抑制され、C群では2.05±0.38(以上、Unit/mg protein)とさらに低値を示した。(3)無処置群に対する残存神経細胞数の割合は、A群63%に対して、B群78%、C群94%となり、両者の併用により相乗的に細胞保護作用がみられた。【結論】caspase-3活性と海馬CA1領域神経細胞死は共に低体温にて抑制された。このことは、低体温が遅発性神経細胞死を抑制することを示唆した。さらにcaspaseの抑制物質が有効な治療薬となる可能性が示された。細胞内proteaseの一種であるcaspaseは、apoptosisの最終段階を制御する重要な働きを持っている。平成11年度には、低酸素性虚血(HIE)負荷をおこなった新生仔ラットに対しcaspase inhibitor(BAF)投与と低体温療法を併用し、生化学的、組織学的手法を用いてその効果を検討した。【結果】1)低酸素性虚血負荷がcaspase-3活性に及ぼす影響海馬中のcaspase-3活性はHIE負荷後に急速に上昇し16時間後に最高値となった。2)BAF投与と低体温療法がcaspase-3活性の上昇に及ぼす効果3)BAF投与と低体温療法の効果に関する組織学的検討日齢14の海馬CA1領域における神経細胞数を顕微鏡下で算定した。無処置(D)群の細胞数を100%とすると、A群63%に比べてB群78%、C群94%とBAF投与と低体温療法の併用により、明らかな細胞保護作用が認められた。【今後の課題】低体温による脳障害予防効果がapoptosisの抑制と関連している可能性が示唆され、今後その機序の解明に向けて研究を展開していく予定である。平式11年度の研究から新生児低酸素虚血性脳症(HIE)に対するcaspase inhibitorの予防効果が明かとなった。一方、低体温療法がHIEに試みられるようになってきたので、平成12年度はcaspase inhibitorと低体温の両者を併用し、その効果を検討した。【方法】日齢7日のSDラットを、(A)

HIE37度+BAF(-)群、(B)HIE29度+BAF(-)群、(C)HIE29度+BAF(+)群、(D)無処置群の4群に分けた。HIEモデルラットを作成し、HIE29度群では環境温4度を29度に、HIE37度群では37度とした。BAF(+)群では、負荷直前にcaspase inhibitorであるBAFを投与した。負荷後の海馬caspase-3活性を測定し、さらに日齢14日に結紮側海馬CA1領域の残存神経細胞数を算定した。【結果】(1)caspase-3活性は負荷後上昇し16時間後に頂値を示した。(2)負荷16時間後のcaspase-3活性は、A群6.48±1.71に対して、B群では2.62±0.18と上昇が抑制され、C群では2.05±0.38(以上、Unit/mg protein)とさらに低値を示した。(3)無処置群に対する残存神経細胞数の割合は、A群63%に対して、B群78%、C群94%となり、両者の併用により相乗的に細胞保護作用がみられた。【結論】caspase-3活性と海馬CA1領域神経細胞死は共に低体温にて抑制された。このことは、低体温が遅発性神経細胞死を抑制することを示唆した。さらにcaspaseの抑制物質が有効な治療薬となる可能性が示された。
東アジア各国におけるエネルギー転換が持つ共通課題に関する国際比較研究

“エネルギー転換"、すなわち原子力発電と化石燃料の依存度低減および再生可能エネルギーの主力電力化が、日本・韓国・中国・台湾でも起きつつある。この東アジア4カ国のエネルギー政策は、地球温暖化や大気汚染という環境面だけでなく、再エネによる産業振興という面でも世界的にも注目される。一方、エネルギー転換に伴って発生する共通課題も持つ。これらの課題に対する各国の取り組みや制度設計が相互に影響するのも、この地域の特徴である。本国際共同研究は、東アジア4ヵ国における共通課題に対する政府・企業・市民の、取り組みを学際的アプローチから包括的に分析し、各国の研究者が協力して国際比較を試みる。
オノマトペと比喩表現間の対応関係に基づく聴覚障害児の音声言語概念の獲得支援機構

オノマトペの同値類への分割実験の分析過程で,得られた知見として,清音と濁音間の関係に着目することで,聴覚障害児の音声言語概念の獲得機構に重要となる知識が明らかとなった.すなわち,(コロコロ,ゴロゴロ),(トントン,ドンドン)などの清音と濁音とのペアは,共通の基底概念が存在し得るが,(クンクン,グングン)のペアには,共通の基底概念は認められない.このことは対応する比喩表現の比較からも明らかである.これらの関係の体系化は,効率良く視覚障害児がオノマトペを学習する支援機構を実現する際に重要な要素となると考えられる.例えば,軽く小さなものが転がる様を清音で表現されるオノマトペ(コロコロ)とし,大きな重いものが転がる様を濁音で表現されるオノマトペ(ゴロゴロ)という概念を学習した場合,同様の推論により,匂いをかぐしぐさを表現する「クンクン」に対して,より強く匂いをかぐしぐさを「グングン」と推論・獲得することを訂正する機構(関連付け)を提供する必要がある.そのため,今後,この清音と濁音との関係に着目した,オノマトペの分類・体系化を行なうため,選定リストを見直し,この基準軸から得られる体系化を試みる予定である.オノマトペの同値類への分割実験の分析過程で,得られた知見として,清音と濁音間の関係に着目することで,聴覚障害児の音声言語概念の獲得機構に重要となる知識が明らかとなった.すなわち,(コロコロ,ゴロゴロ),(トントン,ドンドン)などの清音と濁音とのペアは,共通の基底概念が存在し得るが,(クンクン,グングン)のペアには,共通の基底概念は認められない.このことは対応する比喩表現の比較からも明らかである.これらの関係の体系化は,効率良く視覚障害児がオノマトペを学習する支援機構を実現する際に重要な要素となると考えられる.例えば,軽く小さなものが転がる様を清音で表現されるオノマトペ(コロコロ)とし,大きな重いものが転がる様を濁音で表現されるオノマトペ(ゴロゴロ)という概念を学習した場合,同様の推論により,匂いをかぐしぐさを表現する「クンクン」に対して,より強く匂いをかぐしぐさを「グングン」と推論・獲得することを訂正する機構(関連付け)を提供する必要がある.そのため,今後,この清音と濁音との関係に着目した,オノマトペの分類・体系化を行なうため,選定リストを見直し,この基準軸から得られる体系化を試みる予定である.
リン酸マグネシウムアンモニウムの晶析現象を利用したリン及び窒素の除去に関する研究

大都市において汚泥を集中処理する構想、いわゆる汚泥処理基地構想を想定し、汚泥処理の過程で排出される汚泥返流水中のアンモニア、およびリン酸イオンの除去方法の開発が求められている。本研究では、MAP(リン酸マグネシウムアンモニウム6水塩)の晶析現象を利用した排水中の窒素・リン除去プロセスの開発を目的として、その晶析特性と除去特性の関連について、基礎的検討を行った。まず、MAP結晶の晶析特性(対象結晶を支配的に晶析させる排水の水質特性・操作条件)を明らかにするために、回分晶析実験を試み、選択的生成条件(温度、pH、Mg/Pモル比、NH4/Pモル比)を見いだした。この結果に基づいて、回分晶析実験を試み、Mgイオンおよびリン酸イオンの除去過程とMAPの晶析過程の関連について検討し、最適除去率を得るためのpH範囲、Mg/Pモル比を明らかにするとともに、その条件下での、MAP結晶の生成過程をSEM観察による形状、および粒径の測定などにより、核化・成長現象に基づいて考察した。同時に、MAPの固液平衡関係で、決定される液中のアンモニア、リン酸イオンの濃度を低減するための、アルコール添加法についても検討し、溶解度積を1/2に低下できることを明らかにした。MAPの生成過程を考慮し、晶析速度と装置設計法の関連について考察した結果、液側の物質収支、晶析速度に基づいた連続装置の設計手法を提出できた。リン酸マグネシウム6水塩(MAP)は、弱塩基性下、生活排水処理、特に嫌気性消化脱離液の処理の過程で生成することが知られている。本研究では、このMAP晶析現象を利用し、汚泥の脱水処理過程で排出される高濃度の窒素、リンを含有する排水にマグネシウム塩を添加することにより、再利用可能なMAP結晶の形で除去、回収するプロセスを確立することを目的としている。本年度は、その第1段階として、回分操作による反応晶析法の適用を試み、MAP結晶の特性を調査解析した。MAP結晶を選択的に生成する操作条件としては、NH_4^+過剰で、かつMg/P(モル比)が3.0以下、pHは9-10が最適であることを明らかにした。この条件を満たさないと、リン酸マグネシウム塩や水酸化マグネシウムが生成し、効率的な除去ができないことを見いだした。さらに,MAP結晶が選択的に生成する操作条件下で、回分晶析実験を試み、槽内の溶液をオートサンププラーで連続的に採取し、反応成分の経時的変化を測定するとともに、得られた結晶の特性について知見を得た。この結果、濃度低下速度は、イオン積と溶解度積の差の1.14乗に比例し、その速度係数は、初期のイオン積の関数で表すことができた。また、この速度、および結晶核生成までの待ち時間が、核発生速度に影響を及ぼし、結果として、MAP結晶の形態が大きく変化することを明らかにした。さらに、添加するマグネシウム塩の種類により、除去特性が変化することを見いだした。以上より、汚泥の固液分離水中に含まれる窒素、リンをMAP結晶の形で除去回収できる可能性を示すとともに、そのプロセスとして、汚泥の分離水を、MAP晶析プロセスで処理した後、生物学的脱窒素法で残存する窒素分を除去するシステムを提案できた。

この結果に基づいて、回分反応晶析実験を試み、Mgイオンおよびリン酸イオンの除去過程とMAPの晶析過程の関連について検討し、最適除去率を得るためのpH範囲、Mg/Pモル比を明らかにするとともに、その条件での、MAP結晶の生成過程をSEM観察による形状、および粒径の測定などにより、核化・成長現象に基づいて考察した。同時に、MAPの固液平衡関係で、決定される液中のアンモニア、リン酸イオンの濃度を低減するための、アルコール添加法についても検討し、溶解度積を1/2に低下できることを明らかにした。以上よりMAPの生成過程が、反応過程A(マグネシウム、アンモニア、リン酸イオンの反応)、拡散過程B(イオンおよび反応で生成された分子あるいはその集合体の結晶表面への拡散)、および結晶表面でMAP結晶が晶析する過程C(表面集積過程)が直列した過程になることを示した。これより、MAPの反応速度は、比較的遅いので、イオンの除去の側面から見ると、A過程が律速となる。しかし、粒子を大きくすることを目的とする場合、C過程が律速となり、律速過程に応じた操作条件を選定する必要があることを明らかにした。これらの結果に基づいて、晶析速度と装置設計法の関連より考察し、液側の物質収支あるいは、晶析速度に基づいた連続装置の設計法について、その設計手法を提出した。
繊維の良／貧溶媒混合法による収縮性を応用した立体模様導入技術への試み

生分解性ポリ乳酸繊維の良/貧溶媒混合溶液を用いた混合溶媒法による繊維収縮において、布帛の織構造が収縮率に影響を与える因子の一つであることを実験的に明らかにした。更に、収縮した布帛は生分解の初期速度が速くなる知見を得ることができた。新規加工法として、混合溶媒法と染色技術を併用した方法を用いることにより、布帛への立体模様導入と生分解性の向上の新たな付加価値を付与することが可能となり、ポリ乳酸繊維布の衣料品分野への用途展開を拡大する技術の一例として提案する。布帛の収縮性に影響を与える因子の抽出については、ジクロロメタン/エタノール混合溶媒を用いて、テラマック原糸の収縮性について、既に知見が得られている布帛と同様の収縮実験を行った。その結果、同じ良溶媒モル分率では糸の収縮率が大きくなる傾向を示し、布帛の収縮には織構造の影響が反映されていることが示唆された。更に、原糸を用いて布帛を製織し、織密度20/cm、40/cm、80/cmの平織布について同様の収縮実験を行った結果、織密度の増大に伴い、収縮率が減少することが明らかとなった。従って、経糸と緯糸で構成されている空隙の存在と相互の糸の拘束状態が収縮に影響を与える因子の一つであるとの知見を得ることができた。ポリ乳酸繊維における収縮加工の生分解性への効果については、既に収縮実験の知見が得られていた布帛の製造中止に伴い試料の入手が困難となったため、新たにテラマック原糸を使用した布帛の探索とその布帛の収縮特性の検証実験から開始せざるおえない状況となった。新たな布帛の収縮実験の結果、既知の布帛同様、良溶媒モル分率の増大に伴い収縮率が増大し、38モル%で最大収縮率を示したが、既知布帛に比べ、より繊維径が太く、織密度が高い新布帛においては、モル分率2030%では収縮率が高い傾向を示し、最大収縮率は低い値となった。以上のことから、収縮率には繊維径(分子の配向性)が影響するという我々が既に考察している収縮のメカニズム、及び上記で得られた織密度が反映するという結果を更に裏付ける知見を得ることができた。更に、土壌中での生分解性については、アルカリ性・酸性土壌の畑、学内の一般土壌、発酵肥料中(土着菌、乳酸菌、枯草菌)の各環境中に埋めた収縮加工布と未加工布の引張り強伸度と重量について、経時変化を測定した。その結果、アルカリ性・酸性土壌の畑に埋めた収縮加工布では、13週で強度低下を示した。【布帛の収縮性に影響を与える因子の抽出について】ジクロロメタン/エタノール混合溶媒法によりテラマックモノフィラメント糸と同糸で製織した布帛の収縮実験を行った。布帛においては織密度の増大に伴い収縮率が減少し、布帛に比べ糸の収縮率が大きくなった。以上のことから、経糸と緯糸で構成されている空隙の存在と相互の糸の拘束状態が収縮に影響を与える因子の一つであるとの知見を得ることができた。また、新たなポリ乳酸繊維布を試料として収縮実験を行った結果、繊維径が太い試料程収縮率が大きくなる傾向を示し、収縮には繊維径(分子の配向性)が影響するという我々が既に考察している収縮のメカニズムを更に裏付ける知見を得ることができた。【収縮加工の生分解性への影響について】バイオ式家庭用生ゴミ処理機中に収縮率20%に処理した収縮加工布と未加工布を投入し、引張強伸度と重量の経時変化を測定した。収縮加工布、未加工布共に、投入7日後の試料で強度低下を観測し、投入49日後の試料では、未投入試料に比べ未加工布で約23%、収縮加工布では約70%の強度低下を示す結果が得られた。更に、投入70日までの実験期間において、未加工布では重量変化が生じなかったのに対し、収縮加工布では投入40日後に重量減少が観測され、投入日数の経過に伴い重量減少が進行した。同試料の分子量測定を行った結果、収縮加工布、未加工布共に、経過時間に伴い数平均分子量が低下し、その割合は収縮加工布が大きい傾向を示した。以上のことから、収縮加工を施すことにより、生分解の初期進行速度が速くなることが明らかとなった。【新たな用途展開について】混合溶媒法と染色加工技術を融合させた方法による自然循環型衣料品モデルの一例として、収縮加工による立体模様を導入したポリ乳酸繊維布の農作業着の制作を行った。被服材料ポリ

乳酸繊維における収縮加工の生分解性への効果については、既に収縮実験の知見が得られていた布帛の製造中止に伴い試料の入手が困難となったため、新たにテラマック原糸を使用した布帛の探索とその布帛の収縮特性の検証実験から開始せざるおえない状況となり、各環境中に試料を埋める時期が当初の計画より遅くなってしまった。収縮性のテキスタイル制作への適用性の検討については、「布帛の収縮性に影響を与える因子の抽出」の結果を反映させ、製織方法を検討してテキスタイル制作を行う予定であったが、非常に細く透明な26 dtex f1 t0のテラマック原糸の取り扱いが予想以上に困難であったため、テキスタイル作品の制作まで及ばなかった。更に、平成25年度は地域連携活動等の業務が重なったため、エフォートが申請値よりかなり低くなってしまったことも、研究の遅れの一因として挙げられる。ポリ乳酸繊維における収縮加工の生分解性への効果については、平成25年度と同様にジクロロメタン/エタノール混合溶媒を使用して収縮処理した収縮加工布と未加工布を用いて、更に長期に渡り、引張り強伸度と重量の経時変化の観測を実施する。土壌環境については、学内の一般土壌(酸性)と高密度に微生物が生息している高密度微生物培養土、及びコンポスト中の3点に絞り検討することとする。その過程において、変化の顕著な時点をいくつか抽出して分子量の測定等を行い、ジクロロメタン/エタノール混合溶媒系での生分解性への効果の全体像を考察する。従って、当初計画していた良貧溶媒種を変化させて収縮処理した試料での実験は、今後の課題として将来的に検討することとする。布帛の収縮性に影響を与える因子の抽出についても、良貧溶媒種を変化させた実験は、今後の課題とし、平成26年度においては、ジクロロメタン/エタノール混合溶媒系での検討に留め、織密度、織組織を変化させた試料を製織して、織構造の影響について考察することとする。また、極細繊維に対する立体模様付与の可能性の検討については、ナイロンを中心とした極細繊維布帛への混合溶媒法の応用を検討し、収縮に及ぼす繊維径の影響に関する新たな知見を得ることにより、更に収縮のメカニズムについて考察する。実験の遅れに伴い、分子量測定等に適した試料が整わなかったため、試験の実施を平成26年度に見送ることとした。従って、その経費の残額が生じた。平成25年度未使用分は、平成26年度に繰越し、分子量測定等の学外試験の経費に充当する予定である。
小中学校の接続を意図した関数の活用力を育成するカリキュラムの開発に関する研究

本研究では、中学生が関数学習に感ずる困難が関数概念の理解にあるとの予想の下、関数概念の発達に関わる先行研究を視点としながら、中学校の準備段階である算数の関数学習の授業のデザインと実施、分析・考察を行った。これらの結果から関数が数学的対象として形成されるための活動が弱いことが見出された。また中学校での導入時の授業の分析・考察から、中学校でも同様の傾向のあることが見出され、関数学習の本格的な開始に向けた数学的対象としての形成を意識したカリキュラム開発の必要性が指摘された。第1年次として、まず本学大学院でこれまで中学校関数導入時の生徒の学習過程に関わり・行われてきた研究を本研究の観点から再検討したところ、関数の背後にある事象を意識しながら学習しようとするかが、2量の共変性の理解にとっても重要であるとの共通性があり、いわゆる活用が事後的な活動ではなく、導入時からの学習と相互作用的に構築されるべきことが示唆された。一方で、小学校での数量関係領域の授業における抽出児童5名の学習過程のビデオデータを質的に分析したところ、単純な場面では数量関係を適切に把握し、活用できる児童であっても、場面が複雑化した場合には数値合わせ的な思考をしたり、算数的に見て不合理な計算処理を行う傾向があり、単に活用できる/できないの問題というよりも、活用の自己コントロールの問題であること、また二重数直線などの適切な表象によりこの自己コントロールを促進できることが見出された。さらに小学校の関数領域の授業について授業全体と抽出児童4名の学習を記録した。授業では、全国調査などで正答率が悪いとされる大きな数についての外挿に関わる問いかけを意図的に行ってもらった。これにより、中学年の児童であっても数量間の関係をことばの式により表現することで、大きな数についての外挿にも困難を感ぜずに活用が促される様子が観察された。しかし一方で、表などにまとめることで、数値パターンに注意を向け、そのパターンのみに着目して数量関係について考えてしまい、背後にある事象と数量関係との間の関連づけについての意識が低下する様子も見受けられ、上述の知見と併せることで、この関連づけが活用の意識と関連することが考えられた。第1年次において数量関係の生じている現象自体を理解するという意図が伴わない場合に数量間の共変性(covariation)の認識が妨げられる可能性のあることが見出されたことを受けて、第2年次ではそうした現象の理解を意図的に含む学習活動を構成し、それを利用して実際の小学4年生に対して60分×7回の授業を実施した。授業では、自分の見出したきまりと場面で起こっている現象との関連に注意を向けるようにした。さらにそうした関連に注意が向きやすくなることを意図して、第1年次の考察をもとに、事象を意識しやすいよう電子黒板を利用した動的な提示を取り入れたり、事象や問題場面に子どもたちが働きかけることで数量関係が生ずるメカニズムを理解していくという要因にも配慮しながら構成を行った。その上で、授業全体の様子をビデオカメラで記録するとともに、その授業に参加した4名の児童の学習過程もビデオカメラで記録して両者をデータとして分析を行った。その結果、子どもたちは現象に働きかけることで、中学年の児童であっても、そこで生ずる多様な共変性の関数関係の双方、またそれらと場面の変化との関連性に着目できるものの、新しいきまりを見出すことに注意が向きがちで、現象の特性を捉えるようなきまりに着目したり、9見た目の異なるいくつかのきまりの関連性に注意を向けたりすることが生じにくいことが見出された。またそのために、多様な関係性が1つの数量的現象の現れであるとの意識が薄いこと、またそのために関数概念に接続しにくいことが明らかとなってきた。見た目の異なる多様なきまりに注意を向けることから、関数概念の素地となる経験に移行するための活動や手立てを開発する必要性が課題として示された。第2年次で浮き彫りにされた問題をさらに追求し、また中学校での接続を考えるために、第3年次においては、「関数」という数学的対象について理解を促す手立てを組み込んだ学習活動をデザインし、子どもの学習過程の記録・分析を行った。数学的対象としての関数の理解については、従来の研究で関数の構造的把握を促すとされてきた、グラフの全体的特徴に注意を向ける活動を利用した。そうした活動を取り入れた小学校4年生と中学校1年生の授業を記録し、分析を行った。第12年次の知見をもとに場面との関連に配慮した課題提示をしたところ、4年生、中学校1年生のいずれにおいても、グラフの全体的な特徴に注意を向けた思考が無理なくでき、また共変的な捉え方と関数的な捉え方の双方についても自然に行われることが確認された。他方で、これらの思考が場面を離れて行われ、いわば関数的な理解がmodel-ofからmodel-forに移行する部分が自然には十分に展開されにくいが、その萌芽は小学校でも見られることも確認された。

つまり、従来のような手続き的把握から構造的把握への直線的な移行というよりも、それら全てが素朴レベルで生じている状態から、より意図的な把握に移行するというモデルがカリキュラムの構成原理として必要であることが示された。
薄膜型固体電解質燃料電池の試作と電極材料及び改質触媒の評価

固体電解質燃料電池の高出力化の対策として安定化ジルコニアの薄膜化と高いイオン導電性の材料を検討し電池の高出力化を試みた。プラズマ溶射法、スラリ-コ-ティング法、スリップキャスティング法、スプレ-パイロリシス法、イオンプレ-ティング法、スパッタ法など種々の方法を用いて安定化ジルコニア薄膜の作製を試み、さらに各成膜法の特徴に関する知見を得た。スリップキャスティング法とスラリ-コ-ティング法で作製した膜は十分ち密で膜厚も小さいために高い電流密度が得られた。電池出力はスリップキャスティング法とスラリ-コ-ティング法では約0.7W/cm^2と非常に高い値が達成できた。セリア-サマリア系固溶体(SDC)は安定化ジルコニア(YSZ)よりもイオン導電率が高いが、水素との接触により還元され、電子伝導性が現われる。そこで耐還元性に優れるYSZ薄膜とSDC上にコ-ティングした2重構造の電解質を燃料電池に用いた。開回路電圧は0.9Vと理論値に近づき、電解質全体の厚みが740μmと厚いにもかかわらず電流密度は極めて大きい。最高出力も0.62W/cm^2と高いことから将来このような2重構造を有する固体電解質燃料電池の発展も期待できる。固体電解質燃料電池は1000°C程度の高温で運転されるため排熱を利用して燃料電池室の内部で改質反応を進行させることができる。本研究ではまず水熱雰囲気下における表面積の安定性について検討した。1200°C焼成後BaO・6Al_2O_3はAl_2O_3の3倍の高表面積を有する。1000°C以上の水蒸気存在下ではBaO・6Al_2O_3はAl_2O_3よりもはるかに高い表面積を維持している。BaO・6Al_2O_3にNiを担持し水蒸気改質反応を行なった結果、市販の改質触媒では低温で炭素析出が見られたが、Ni/BaO・6Al_2O_3では全温度範囲で炭素析出は全く起こらない、これはBaO・6Al_2O_3が適当な塩基性を有するためと考えられる。
選抜育種による北海道産マルハナバチの高受粉能力系統の作出

北海道産マルハナバチを用いた高受粉能力系統の作出に向けて、以下の研究を行った。(1)家畜育種において利用されてきたBLUP法をハチ類の育種に利用できるように拡張した。(2)系統造成中に定期的に野外から個体を導入する場合を想定し、選抜による遺伝的改良量と系統内の近交係数を予測する理論を開発した。(3)外来種セイヨウオオマルハナバチのミトコンドリアDNAのCOI領域の個体間変異を調査し、本種の北海道集団は強いボトルネック効果を受けていることを明らかにした。(4)道内5か所で採集したエゾオオマルハナバチの翅脈を計測して多変量解析を施し、本種には顕著な地理的分化が認められないことを示した。1.選抜基礎集団の造成平成24年5月と6月に北海道道央および道東地域で、選抜基礎集団を造成するために約100匹のエゾオオマルハナバチの女王蜂を採集し、京都産業大学の実験室内でコロニーの形成を試みた。十分な数のコロニーが得られなかったが、採集場所、採集時期、コロニー形成のための技術については次年度における選抜基礎集団の造成に向けて有用な知見が得られた。2.選抜手法の開発動物育種の分野で用いられてきた選抜手法であるBLUP法を半倍数性の性決定様式を持つマルハナバチの育種に利用できるように拡張・修正した。まず、BLUP法で必要とされる分子血縁行列の計算に際して、雄を2倍体の完全な近交個体とみなす方法と半倍数性の遺伝を2倍体生物におけるX染色体上の遺伝様式とみなす方法を取り上げ、計算効率などを比較した。その結果、後者の方法が計算の煩雑さを軽減でき、動物育種で開発されてきた計算プログラムを利用する上でも有効であることが明らかになった。また、マルハナバチにおいては働き蜂(ワーカー)が一部の雄をする場合や女王蜂が複数の雄と交尾する場合もあることから、父系が特定できない場合の分子血縁係数行列の計算方法についても検討した。3.分子遺伝マーカーの開発とコロニー内の血縁関係の推定セイヨウオオマルハナバチで設計されたプライマー123個から40個を選び、エゾオオマルハナバチにおける増幅を調べた。その結果、9個のプライマーで増幅が認められ、それらのうち6個で変異が確認できた。変異が確認できたプライマーを用いて、コロニー内の血縁関係について調査し、エゾオオマルハナバチでもワーカーによる雄生産や女王蜂の複数回交尾が起こっており、これらをBLUP法による選抜においては考慮する必要があることが示された。平成25年度に実施した研究の概要は、以下のとおりである。1.4ー6月に北海道でエゾオオマルハナバチの女王蜂を採集し、京都産業大学の実験室内に持ち帰り、コロニーを形成させ、基礎集団の規模の拡大に努めた。基礎集団の遺伝的多様性を確保するために、採集は道央(小樽、旭川、富良野)、道東(根室、中標津、別海)で行った。また、交配能力の獲得に必要な休眠処理の温度条件、ケージ内での人工的な交配方法の確立を試みた。約80個体の女王蜂を飼育したが、コロニー形成に至った女王蜂は10%程度であり、さらに飼育技術の改善が必要と考えられた。2.家畜育種で普及しているBLUP法による選抜をマルハナバチをはじめとするハチ類に利用できるように、拡張・修正した。得られた手法の有効性を数値計算によって評価した。また、BLUP法の計算に必要なコンピュータプログラムを開発した。3.北海道での採集個体を材料として、マイクロサテライトの解析を行い、遺伝マーカーとして利用できる変異の探索を行った。また、逸出個体の野外集団への遺伝的影響を評価する上で、野外集団の地理的分化などの集団構造の情報は不可欠である。そこで、マイクロサテライトを遺伝マーカーとした集団構造の解析も開始した。4.系統作出後の維持を見越して、効率的な系統の維持方法について理論的な検討を試みた。とくに、性決定遺伝子座の遺伝的多様性をできるだけ大きく保ち、しかもホモ接合体を生じるような近親交配をできるだけ回避することを目的として、いくつかの交配様式を比較し、実用的に利用できる維持方法の開発を行った。北海道産マルハナバチを用いた高受粉能力系統の作出に向けて、以下の研究を実施した。1.家畜の選抜育種において利用されてきたBLUP法を、半倍数性の性決定、女王蜂が複数の雄と交尾した場合に生じる父性判定の不確実性を考慮して拡張した。2.マルハナバチ類を閉鎖系統として維持した場合、近親交配による近交弱勢が生じる。そのため、系統造成に当たっては定期的に外部から個体を導入する必要がある。