hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高校生を対象とした基礎計算力を育てる指導法の開発

○研究目的数学嫌いの高校生にとって基礎計算力(基礎・基本の計算力)を身につけさせるためのより具体的で実効性の高い指導法とそのための教材・教具の開発を行うとともに,学校における数学の指導において数学嫌いを生み出さないための知見を得る。○研究方法本研究は,以下の手順と方法で実施した。1.平成19年度新1年生を対象とした記述式による計算基礎力テストの作成・実施2.対話手法によりつまずいている生徒の間違った思考の過程を分析3.修正をはかり基礎計算力を獲得させるための指導法の開発4.基礎計算力を獲得・定着させるための教材・教具の開発○研究成果これまでの先行研究で明らかになっている数学嫌いの高校生が数学を嫌いになる理由が「問題が解ける・解けない」以前に,数学を学習するにあたって,その元となる「基本的な計算ができる・できない」ということが問題であったことをふまえ,平成19年度新1年生を対象として記述式の数学計算基礎力テストを作成し実施した。次に,この結果を対話手法によりつまずいている生徒の間違った思考の過程を分析することによって,つまずきが起こる要素・要因を詳細に調べその原因を整理した。さらに,このつまずきが起こる原因をもとに,高校生を対象とした基礎計算力(基礎・基本の計算力)を身につけさせる指導モデルを構築し,これにしたがった指導方法を開発し,平成19年度の1年生の一部の生徒を対象に開発した指導方法による授業を試行した。また,これと同時に授業で利用する基礎計算力を獲得・定着させるための教材や教具についても開発した。そして,終了後のテスト結果やアンケートなどを分析することなどにより開発した指導法や教材・教具の有効性についての検討を行った。上記の分析により,開発した指導法や教材・教具の評価を行った結果,それらの有効性が確認できたことから,数学嫌いの高校生にとって基礎計算力(基礎・基本の計算力)を身につけさせるための一つの実効性のある指導法と教材・教具の開発ができた。また,これらの開発を通して学校教育における数学の指導において数学嫌いを生み出さないための知見についても明らにすることができた。
虚偽検出の基準となる質問表作成－最新の装置で調べる犯行時の記憶とは？―

今回は、計画中のテロ事件について、事件内容の詳細を捜査当局が詳細を把握していない場合の質問方法について検討した。用いた質問表は、裁決項目が含まれていない場合も考慮して、探索型のconcealed information test(SCIT)に非限定の項目(catch-all item;以下ca項目)を加えた方式であった。実験参加者は50名で、有罪群は最初に別室に行き、テロ攻撃の対象施設と、手段について動画を再生して指示を受けた。また、無罪群はクルージングで観光する動画を見せられた。実験室に戻ると、全員がテロ攻撃に関する虚偽検出の実験を受けるように依頼された。指標は皮膚コンダクタンス反応、呼吸曲線長、心拍率の3種類であった。質問内容は、テロ攻撃の対象として、選手村・スタジアム・歩行者天国・地下鉄・遊園地・それ以外、手段として機関銃・ロケット弾・毒物・トラック・航空機・それ以外であった。有罪群の全員に対し、対象施設もしくは手段のいずれか一方には裁決項目が含まれている標的あり系列となり、他方には裁決が含まれていない標的なし系列であった。無罪群については標的ありなし系列とも、無関係な項目ばかりが連続する質問表となった。その結果、有罪群では標的あり系列には他の項目に比べて有意に大きな生理的変化が生じ、標的なし系列では非裁決に比べて、ca項目に対して顕著な生理的変化が生じることが確かめられた。なお、無罪群については裁決・ca項目に対して、非裁決よりも明確な反応が生じることがないことが確認された。探索型SCITの場合、裁決が含まれていないことも実務場面では予想されるが、そのような場合でも、ca項目を入れておくことによって、フォールスネガティブの誤判定を招く可能性が少ないことが明らかにされた。Concealed informationtest(CIT)はウソ発見というよりも、犯行内容の詳細事実に関する認識の有無を判定することで事件との関連性を明らかにする精神生理学的虚偽検出の手段である。本研究では真犯人であれば確実に覚えていることを踏まえて、裁決項目の選択基準を明らかにし、CITのガイドライン作成を目的としている。そこで、まず、統制された実験的場面で質問作成を検証するために、模擬犯罪場面を設定し、模擬犯罪中の生理反応(心拍率・皮膚伝導度反応・呼吸運動)を測定して、犯行内容の記憶定着におよぼす注意の効果を検討した。また、模擬犯罪中に起きる、実験参加者にとっては予期しなかったイベントの発生が、犯行記憶を阻害する効果についても明らかにすることを目的として、26名の実験参加者を募って実験を実施した。その結果、模擬紙幣の置き場所についてはもっとも記銘成績が良く、一方、紙幣の入れ物名や、入れ物の色に関する情報にはきわめて多くの誤情報が混入することが判明し、犯罪捜査の実務検査で使用するべき裁決項目の選択について重要な示唆が得られた。また、模擬犯罪の行動中、注意の高まりを示す呼吸運動抑制や心拍率の低下は、後日の聞き取り調査で正確な記憶再生と結びつきが強いことが判明した。しかしながら、予期せぬイベントの発生が記憶を阻害する効果については、設定したイベント(突然室内でなり出し数十秒継続するアラーム音の発生)が、実験参加者にとって、驚きと警戒感さらには焦燥感をもたらさなかったので、今後、場面を新たに設定し直して検討する必要があることが明らかにされた。窃盗事件の質問作成については、当初の計画通り、室内の複数の場所に隠された模擬紙幣を探索するという、空き巣事件の設定で模擬犯罪を実施した。実験参加者には模擬紙幣の隠し場所や、隠した枚数は知らされておらず、また探索する制限時間を10分として、実務場面にきわめて近い犯行現場を設定するとともに、見つけた枚数に相当する動機づけ(報酬)も約束されていた。したがって、実験参加者の覚醒度が高い状態で行った模擬犯罪について、実施から7日以上経過したのちに聞き取り調査を行うこととしたが、実験参加者の注意と記憶定着の効果については、これまでに明らかにされていなかった結びつきを検証することができた。特に、室内での現金の置き場所の位置はきわめて正確であったので、犯罪捜査でも使うことが奨励されるが、色の情報が記憶に残りにくいことが確かめられたこと重要である。テロ行為に関して、共謀罪であれば計画段階でも検挙することが可能であるが、実行群と計画群を識別することは犯罪の立件上必要である。そこで、実際に実行行為を行う事項群と、単に指示を受けただけの計画群を弁別する質問方法について検討した。方法:実験参加者は男女大学生48名(平均年齢20.6歳)であった。SCR、心電図(HR),呼吸運動を指標とする。模擬犯罪で、実験参加者は,別室に向かい,机上に置いてある5通の封筒から1通を選択し、指示書を取り出して熟読する。そして、実行群は地図上にある東京タワー,東京都庁,東京駅,浅草雷門,国会議事堂の写真の上に、指示された爆発物を置く。計画群は1週間後にテロ行為を行う場所を地図上で確認するのみで,爆発物を見ることはなかった。実験室に戻ると,テロ行為に関する容疑者として,ポリグラフ検査を受けるように求められる。質問は2種類で,爆発物をおいた場所(東京タワー,東京都庁,東京駅,浅草雷門,国会議事堂)と爆発物の種類(地雷型,ダイナマイト型,手りゅう弾型,カバン型,ボックス型)が写真で呈示された。そして、呈示順序を変えて各3回反復実施された。

視覚刺激の持続時間は15秒,質問と質問の時間間隔は25秒一定であった。実験参加者は手に入れるができるので、生理反応の結果によって虚偽が発覚しないように努力することが実験課題であると告げられていた。場所と爆発物の隠ぺいに成功した場合には,500円のクオカードがそれぞれ1枚を得られることが約束されていた。結果のまとめとして、場所に関して、両群を通じて裁決・非裁決の差が有意で、両群とも認識があることが明らかにされた。一方、SCRでは爆発物に関して、実行群では裁決・非裁決の差は有意で計画群では項目の主効果が有意でなかったことから、実行群と計画群を識別することは可能であることが判明した。今回はテロ行為の計画段階のみに関わった容疑者と、実行行為まで行った者を識別する意味で、犯行内容の詳細時間する知識を独立変数とする研究を行った。そして、犯行場所については計画群も実行群も具体的な地図を見せられる犯行指示によって認識があり、セットする爆発物について計画群は目にすることがなく、実行群はそれを手に取って犯行場所に置くという模擬犯罪をデザインした。そして、SCR、呼吸曲線長、HRを指標とするCITの測定を行いながら、場所と爆発物の内容に関する質問を行った。その結果、場所に関しては両群の差がなく、爆発物に関しては実行群のみが識別可能であるという結果を得た。このことにより、テロ事件における、両群の別々という捜査目的にかなった成果が生理反応によって実現可能であることを証明できた。今回は、計画中のテロ事件について、事件内容の詳細を捜査当局が詳細を把握していない場合の質問方法について検討した。用いた質問表は、裁決項目が含まれていない場合も考慮して、探索型のconcealed information test(SCIT)に非限定の項目(catch-all item;以下ca項目)を加えた方式であった。実験参加者は50名で、有罪群は最初に別室に行き、テロ攻撃の対象施設と、手段について動画を再生して指示を受けた。また、無罪群はクルージングで観光する動画を見せられた。実験室に戻ると、全員がテロ攻撃に関する虚偽検出の実験を受けるように依頼された。指標は皮膚コンダクタンス反応、呼吸曲線長、心拍率の3種類であった。質問内容は、テロ攻撃の対象として、選手村・スタジアム・歩行者天国・地下鉄・遊園地・それ以外、手段として機関銃・ロケット弾・毒物・トラック・航空機・それ以外であった。有罪群の全員に対し、対象施設もしくは手段のいずれか一方には裁決項目が含まれている標的あり系列となり、他方には裁決が含まれていない標的なし系列であった。無罪群については標的ありなし系列とも、無関係な項目ばかりが連続する質問表となった。その結果、有罪群では標的あり系列には他の項目に比べて有意に大きな生理的変化が生じ、標的なし系列では非裁決に比べて、ca項目に対して顕著な生理的変化が生じることが確かめられた。なお、無罪群については裁決・ca項目に対して、非裁決よりも明確な反応が生じることがないことが確認された。探索型SCITの場合、裁決が含まれていないことも実務場面では予想されるが、そのような場合でも、ca項目を入れておくことによって、フォールスネガティブの誤判定を招く可能性が少ないことが明らかにされた。
前立腺癌の増殖・再燃に及ぼすガストリン放出ペプチドの影響に関する研究

臨床的に経験した前立腺癌,前立腺肥大症,および剖検時に得られた正常前立腺症例について,ガストリン放出ペプチド(GRP)C末端特異血清R-6902を用い,RIA法にて前立腺組織内のGRP濃度を測定した.その結果,疾患を問わず大部分の症例で前立腺組織内にGRPが検出された.症例数が少ないため,疾患別,臨床的stage,分化度,新鮮例あるいは内分泌抵抗性となった再燃癌との関連性に関する検討はいまだ不十分であるが,内分泌抵抗性となった再燃癌症例で前立腺組織内GRP濃度が極めて高値を示した症例がみられた.このことは,内分泌抵抗性再燃前立腺癌細胞自体がGRPを産生分泌し,前立腺癌の自己分泌増殖因子として作用している可能性があることを示していると考えられた.今後背景因子との関連性をさらに検討する予定である.GRPの血中濃度に関しては,現在我々が用いている測定系では大部分の症例で感度以下であり,検討は困難であった.GRPの前駆体であるproGRPはGRPの約400倍の血中濃度を示し,GRPに比して安定であると報告されており,今後proGRPの測定系を用いて,腫瘍マーカーとしての意義を検討する予定である。免疫組織学的検討では,今まで経験したヒト前立腺癌組織標本について,ABC法により免疫染色を行い,癌組織内のGRPの局在を調べた.その結果,一部の内分泌抵抗性再燃前立腺癌標本において,癌細胞の細胞質に,顆粒状褐色調に染色される陽性細胞を認め,前立腺癌自体がGRPを分泌している可能性が示唆された.しかし,GRP免疫染色の手技はいまだ十分確立されておらず,抗体の希釈倍率,反応時間等に改善の余地があると思われた.今後組織内濃度,血中濃度,免疫組織学的検討について症例数をさらに増やし,種々の背景因子を検討して解析を加える予定である。
piRNA産生場であるタンパク質-RNA凝集体Nuageの形成機構の解明

piRNAは生殖組織特異的に産生される小分子RNAであり、生殖細胞においてトランスポゾンの発現抑制を行う。piRNAは、プライマリー経路とピンポン経路の2つの経路によって産生され、プライマリー経路によって産生されたpiRNAがピンポン経路を駆動することでピンポンpiRNAが産生されると考えられている。piRNA産生の必須因子(piRNA因子と呼ばれる)の多くはRNA結合モチーフをもち、細胞質において顆粒状の局在パターンを示す。特に、生殖細胞では、それらpiRNA因子が凝集し、非膜性の細胞質顆粒体Nuage(ヌアージュ)を形成することから、Nuageの形成がピンポンpiRNA産生に重要であることが示唆されている。本研究では、カイコ生殖細胞(BmN4細胞)におけるNuage形成の分子機構を解析した。具体的には、ピンポン経路に重要なVasaと機能未知piRNA因子Maelに着目して研究を進めた。BmN4では、2つのPIWIタンパク質SiwiとBmAgo3が発現し、プライマリー経路によって産生されたSiwiのpiRNAがピンポンを駆動し、両者によってピンポンpiRNAが作られる。本研究では、BmN4細胞においてもBmMaelがピンポンpiRNA産生に必要であること、さらに、BmMaelがSiwiとプライマリーpiRNA産生に関わるBmSpn-Eと複合体を形成していることを明らかにした。さらに、Spn-EとVasaはそれぞれ異なるSub-typeNuageに局在することが知られているが、BmMaelがSpn-Eボディを形成するための足場として機能し、さらに、Spn-Eボディの形成がBmSpn-EとVasaを結び付け、ピンポン経路を駆動するうえで重要であることを見出した。本研究では、ピンポン経路に重要なVasaと機能未知piRNA因子Maelに着目し、BmN4細胞におけるNuage形成の分子機構に関して研究を進めた。BmN4では、2つのPIWIタンパク質SiwiとBmAgo3が発現し、プライマリー経路によって産生されたSiwiのpiRNAがピンポンを駆動し、両者によってピンポンpiRNAが産生される。VasaはSiwiによって切断したAgo3のpiRNA前駆体を剥がすことによってピンポン経路を促進する。一方、Maelはショウジョウバエの卵形成に必須の遺伝子として発見され、昆虫から哺乳動物まで広く保存されている。本研究で、まず、BmMaelノックダウン細胞におけるpiRNAレベルの変化を調べたところ、BmAgo3のpiRNAがほぼ産生されなくなることが分かった。Ago3のpiRNAはピンポン依存的に産生されることから、BmMaelがピンポンpiRNA産生に必要であることが示唆された。さらに、BmMaelに対するモノクローナル抗体を作成し、相互作用因子を単離したところ、SiwiとプライマリーpiRNA産生に関わるBmSpn-Eと複合体を形成していることが分かった。Spn-EとVasaはそれぞれ異なるSub-type Nuageに局在することが知られており、BmMaelノックダウン細胞では、BmSpn-Eの細胞質顆粒(Spn-Eボディ)が作られなくなった。さらに、BmSpn-EとVasaの相互作用がみられなくなることから、BmMaelはSpn-Eボディを形成するための足場として機能し、さらに、Spn-Eボディの形成がBmSpn-EとVasaを結び付け、ピンポン経路を駆動するうえで重要であることを見出した。これらの結果はNuage形成の仕組みと生物学的な意義をより深く理解するうえで重要な発見であると考えられる。本研究では、BmMaelがSpn-Eボディを形成するための足場として機能し、さらに、Spn-Eボディの形成がBmSpn-EとVasaを結び付け、ピンポン経路を駆動するうえで重要であることを見出した。BmMaelは、核酸結合に機能するHMG-boxドメインと保存されたMAELドメインをもつ。Spn-Eボディ形成におけるBmMaelの分子機能をより詳細に明らかにするため、それぞれのドメイン機能に着目した解析を進めていく。具体的には、Siwi、Spn-E、BmMaelのそれぞれの相互作用ドメインについて免疫沈降法を用いた解析により同定する。さらに、BmMaelはSpn-Eボディの足場として機能することから、その顆粒形成に必要なドメインと作用機序を明らかにする。また、VasaはSpn-Eボディとは異なる細胞質顆粒を形成することが知られており(Vasaボディと呼ぶ)、その形成機構を明らかにする。CLIP法を用いて、Vasaに相互作用するRNAの配列解析とVasa変異体を用いた相互作用RNA、タンパク質の変動を解析する。また、精製Vasaを用いたin vitro顆粒形成実験と、RNAの添加による顆粒サイズや数の変化を解析し、顆粒形成におけるRNAの影響を明らかにする。さらに、それら相互作用分子をノックダウンした細胞におけるVasaボディ形成、Spn-Eボディ形成を解析し、Spn-EボディとVasaボディの細胞質顆粒間の相互作用機構を明らかにする。

特に、生殖細胞では、それらpiRNA因子が凝集し、非膜性の細胞質顆粒体Nuage(ヌアージュ)を形成することから、Nuageの形成がピンポンpiRNA産生に重要であることが示唆されている。本研究では、カイコ生殖細胞(BmN4細胞)におけるNuage形成の分子機構を解析した。具体的には、ピンポン経路に重要なVasaと機能未知piRNA因子Maelに着目して研究を進めた。BmN4では、2つのPIWIタンパク質SiwiとBmAgo3が発現し、プライマリー経路によって産生されたSiwiのpiRNAがピンポンを駆動し、両者によってピンポンpiRNAが作られる。本研究では、BmN4細胞においてもBmMaelがピンポンpiRNA産生に必要であること、さらに、BmMaelがSiwiとプライマリーpiRNA産生に関わるBmSpn-Eと複合体を形成していることを明らかにした。さらに、Spn-EとVasaはそれぞれ異なるSub-typeNuageに局在することが知られているが、BmMaelがSpn-Eボディを形成するための足場として機能し、さらに、Spn-Eボディの形成がBmSpn-EとVasaを結び付け、ピンポン経路を駆動するうえで重要であることを見出した。本研究では、ピンポン経路に重要なVasaと機能未知piRNA因子Maelに着目し、BmN4細胞におけるNuage形成の分子機構に関して研究を進めた。BmN4では、2つのPIWIタンパク質SiwiとBmAgo3が発現し、プライマリー経路によって産生されたSiwiのpiRNAがピンポンを駆動し、両者によってピンポンpiRNAが産生される。VasaはSiwiによって切断したAgo3のpiRNA前駆体を剥がすことによってピンポン経路を促進する。一方、Maelはショウジョウバエの卵形成に必須の遺伝子として発見され、昆虫から哺乳動物まで広く保存されている。本研究で、まず、BmMaelノックダウン細胞におけるpiRNAレベルの変化を調べたところ、BmAgo3のpiRNAがほぼ産生されなくなることが分かった。Ago3のpiRNAはピンポン依存的に産生されることから、BmMaelがピンポンpiRNA産生に必要であることが示唆された。さらに、BmMaelに対するモノクローナル抗体を作成し、相互作用因子を単離したところ、SiwiとプライマリーpiRNA産生に関わるBmSpn-Eと複合体を形成していることが分かった。Spn-EとVasaはそれぞれ異なるSub-type Nuageに局在することが知られており、BmMaelノックダウン細胞では、BmSpn-Eの細胞質顆粒(Spn-Eボディ)が作られなくなった。さらに、BmSpn-EとVasaの相互作用がみられなくなることから、BmMaelはSpn-Eボディを形成するための足場として機能し、さらに、Spn-Eボディの形成がBmSpn-EとVasaを結び付け、ピンポン経路を駆動するうえで重要であることを見出した。
冗長方向を含むシナジー制御・学習モデルの構築とＢＭＩ制御への応用

本研究の目的は、人間の冗長方向の制御方策を調べることによって、冗長方向を含んだシナジー制御・学習モデルを考案し、脳活動情報を用いて冗長ロボットアームを制御するBMI制御へと応用することである。本年度は、目標に冗長方向がある場合の冗長性問題を中枢神経系がどのように扱っているのかを計測実験により確かめた。目標に冗長性がある多様体到達運動と冗長性のない二点間到達運動の間で運動キネマティクスを統制し、運動終点での手先インピーダンスを比較した。計測実験の結果,キネマティクスの統制条件下であったとしても,目標に冗長性がある場合に手先インピーダンスは有意に小さな値となっていた。この結果は,中枢神経系は目標の冗長性問題を陽に解いて多様体到達運動を二点間到達運動に変換するというよりも,目標の冗長性を保持し,多様体到達運動の計画および実行に利用していることを示唆した。また、軌道追従タスクにおいて追従目標に冗長性がある場合と無い場合の、外乱に対する応答を比較した。外乱に対する応答の腕運動はUCM解析によって定量的に評価された。その結果、目標に冗長性が無い場合にはある場合と比較して、必ずしも関節角のばらつきが小さくなるわけではないことを示した。また、目標に冗長性がある場合は、利用可能な関節角の冗長空間(UCM)をより広く使って応答することが明らかになった。さらに、中枢神経系による多関節制御を実現するために、どのように多筋を制御するのかも重要な問題である。本研究では、筋シナジーの観点からこの多筋制御に焦点を当て、実験的に筋シナジー仮説の妥当性を検証する枠組みを考案した。本年度に得られた結果は、中枢神経系による目標の冗長性、すなわち冗長方向の制御方策を実験的に確かめた点で重要な知見であり、制御モデル構築の際に重要なてがかりになると考えられる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本年度は、BMI制御に協調制御を応用する際に重要となる、運動指令の協調に関する研究を実施した。観測した筋張力の試行間のばらつきから、筋骨格系の特性の一つである信号依存ノイズの影響を取り除いたばらつきの分布を運動指令の分布と見なし、その協調関係をUCM解析によって定量的に評価した。シミュレーション実験によって、信号依存ノイズの特性が筋張力の協調関係を形成することがあることを示し、提案した方法によって運動出力から運動指令の協調関係を評価できることを示した。計測実験によって、被験者が左右の肘トルクの合計値をある一定の値にするタスクを繰り返し行った際、合トルクの値を安定化させるために運動指令を協調させていたことが提案法によって明らかになった。さらに、運動学習のタスクに提案法を適用した結果、短期間の運動学習によって変化する運動出力の協調の変化の大部分は運動指令の協調の変化であることを示した。これらの実験結果によって提案法の有用性が示された。本研究で考慮した運動出力の協調と運動指令の協調の関係は、シナジー制御モデルをBMI制御へ応用する際に重要になることに加え、シナジーの神経基盤を探る際にも重要な手がかりとなると考えられる。また、冗長方向の運動制御方策を調べる実験として、随意的な共収縮が冗長方向の運動軌跡にどのような影響を与えるのかを調べた。その結果、共収縮による随意的な関節スティフネスの増大は冗長方向の運動軌跡に影響を与えないことを示唆した。

本年度に得られた結果は、中枢神経系による目標の冗長性、すなわち冗長方向の制御方策を実験的に確かめた点で重要な知見であり、制御モデル構築の際に重要なてがかりになると考えられる。本年度はBMI制御の応用に関連する運動指令の協調評価手法の研究の実施、及び初年度に行う予定であった冗長方向の制御方策を調べる計測実験を実施した。両研究課題共に学会での成果発表を行い、運動指令の協調評価手法の研究に関しては学術論文への投稿準備を行っている。以上の点より、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。平成27年度では、インピーダンス計測による冗長方向の制御方策の定量的評価、及びシナジー制御モデルの構築に取り組む。インピーダンス計測の実験に関しては、実験系の構築及び予備的な運動計測実験に関してすでに完了しており、摂動のパターンなどの実験条件をより詳細に検討することを行う。また、シナジー制御モデルの構築に関しては、従来の制御モデルの拡張による構築を目指す。その際に、これまで行ってきた心理物理計測実験の知見を考慮する。さらに先の計画にある、冗長方向の運動をどのように学習しているのかを実験的に調べ、学習モデルを構築することも予備的に行う。冗長方向の制御方策を調べる実験系をそのまま応用できる、運動学習実験のパラダイムを考案し、実験を行う予定である。
音声障害に見られる病的声帯振動の生成機構に関する研究

従来の声帯振動の観察手段は、発生者の声帯振動がある程度、周期的であることを前庭とした方法であった。病的音声は、周期性が乱れている場合が多く従来の方法は使用できないことが多い。今回の研究では、超高速度〓影法を声帯に応用するとで、不規則な振動の観察が可能となった。さらに構音との関連を見るためにファイバース〓観察を試み無声子音生成の際の声帯振動の開始と停止について知見が得られた。音声学に貢献する事実である特殊な音声として、聴覚的に2つのピッチが知覚される二重声について生成機構を解明した。左右の声帯が非〓していることが認められた。これは、反回神経麻痺による音声障害で最後まで残る不愉快な症状であり、治療が困〓あった。今回の研究で左右声帯の振動体としての物性の違いがこの異常な声質に関与していることが明らかにな〓治療法の開発に寄与しうる知見である。病的な状態として、見逃せないのが悪性腫瘍術後の音声である。音声再獲得のためにさまざまな工夫がなされ〓は喉頭全摘出術後と喉頭部分切除例について検討した。喉頭全摘例の食道発声(咽頭痩発声を含む)において〓調節機構が機能していることが明らかにされた。部分切除例では、音源の確定のために我々のシステムが利用可〓部分切除例では、残存している声帯が音源とはならず、喉頭蓋喉頭面と披裂部粘膜が接近して音源となってい〓なった。したがって音声改善のためには残存声帯をしゅうふくすることより、声帯上部構造を新たに音源として用い〓することのほうが、より効果的であることが示唆された。このような所見はす例の喉頭外症例でも同様であった。今回の研究において、周期性の乱れによる病的音声の生成機構を声帯の振動の面から捕らえることが出来たこ〓成果であるといえよう。声の質に関与する生理学的な要素は、共鳴腔としての声道の音響特性、放射特性を決定するものとして開口の状態等が考えられるが、中でも重要なものは音源としての声帯の振動様式である。しかし観測方法の制限などの理由から、人の様々な発声で見られる声帯振動の解析は十分であるとはいいがたく、且つその生成機序は必ずしも明らかになっているとは云いがたい。本年度は嗄声の生成機序を明らかにするための観測手法の確立と、その有用性の検討を行った。方法は我々の教室で従来から開発を進め実用化している超高速度デジタル撮影法と、電気声門図の同時記録である。対象として、従来の方法では観測できなかった不規則な声帯振動が予測される二重声や高度嗄声の症例である。観察の結果、声帯振動の対称性、規則性の乱れが高度嗄声に関連した声帯振動の特徴であり、その様な声帯振動の乱れがある程度周期的に現れると二重声の聴覚印象が出現することが明らかになった。このような、声帯振動の乱れについての観測はストロボスコピーなどでは原理的に不可能であり、今回採用した超高速度デジタル撮影法が適していることが確認された。また、同時に記録した電気声門図も声門の閉鎖の状態(周期性、両側声帯の接触の程度、声帯振動周期中の声門開放期、閉鎖期の時間など)知るためには有効であるが、たとえば二重声症例のような左右声帯の振動の違いが重要な要因になっている場合の解釈が困難であることが明らかになった。

これらの知見は国内外の学会において発表された。声の質と声帯振動の関連については従来、正常者の定常発声について研究されてきた。従来の声帯振動の観察手段は、発声者の声帯振動がある程度周期的であることを前提とした方法であるからである。我々が対象とした病的音声は周期性が乱れている場合が多く従来の正常音声を対象とした方法は使用できないことが多い。今回の研究では、方法論を確立することが第一の目的であった。超高速度デジタル撮影法を声帯に応用することで、不規則な振動の観察が可能となった。それらの知見は、国内外の学会で発表した。さらに構音との関連を見るために、ファイバースコープによる観察も行った。イメージインテンシファイアーを用いて可能となり、閉鎖子音に際する声帯振動の停止と再開の様子が観察された。音声学に貢献する知見であると考える。特殊な音声として、聴覚的には二つのピッチが聴き取られる二重声音声についての生成機構を観測した。左右の声帯が非同期的に振動していることが認められた。これは、反回神経麻痺による音声障害で最後まで残る不愉快な症状であり、治療が困難な症状である。今回の研究で左右声帯の振動体としての物性の違いがこの異常な発声に関与していることが明らかになった。病的な状態として、見逃すことが出来ないものは、悪性腫瘍術後である。音声の再獲得のために様々な工夫がなされている。今回は喉頭全摘術術後と、喉頭部分切除例について検討した。喉頭全摘例においてもある程度、調節機構が機能していることが示唆された。部分切除例では、音源の確定のために我々のシステムが利用可能であった。残存声帯が音源にならず、喉頭蓋喉頭面と、披裂部の粘膜が接近し音源として機能していることが明らかになった。従って音声改善のためには声帯を修復するより、声帯上部構造を新たに音源として用いることのほうが、より効果的であることが示唆された。これは数例の喉頭外傷例でも童謡であった。
生体内微小環境とのクロストークによる肥満細胞の新規腫瘍化メカニズムの解明

本研究は肥満細胞の腫瘍化における細胞の恒常的増殖シグナルや、生体内における腫瘍の環境適応としての低酸素応答や代謝変化、免疫細胞との相互作用の解析を通して腫瘍細胞の生存戦略を明らかにすることを目指すものである。平成29年度は皮膚内環境が著しく低酸素状態にあることを踏まえ、低酸素応答に関する詳細な解析を行った。その結果、肥満細胞は低酸素に対し血管内皮誘導因子(VEGF)をはじめとする複数の血管新生誘導因子を発現することが明らかになった。低酸素状態において肥満細胞は低酸素誘導因子(HIF1a)を顕著に発現し、その発現抑制によりVEGFの転写も顕著に低下したことから、同経路が血管新生誘導因子発現において重要な因子の1つであることが示唆された。また、腫瘍や炎症状態の皮膚環境で暴露される刺激を想定し複数の炎症刺激に対する細胞応答の解析もおこなったところ、これでもVEGFを含む複数の血管新生誘導因子発現を認め、因子によっては低酸素応答との相乗効果も認められた。これら知見は腫瘍のみならず広く炎症性環境にある肥満細胞が炎症促進的に血管誘導を行う可能性を示唆するものであり、局所炎症状態の修飾要素としての肥満細胞の重要性が明らかにされたものと考えられる。さらに、肥満細胞においては広く免疫抑制分子の1つであるprogrammed death-1 ligand 1(PD-L1)を細胞表面に発現することを見出し、これを受け本年度はCRISPR/Cas9技術を用いてPD-L1ノックアウト肥満細胞腫瘍株を樹立した。次年度PD-L1の有無による免疫応答の差異をin vivo実験を中心に展開する予定である。当初予定していた実験が順調に進捗しており、最終年度での研究成果が見込まれるため。低酸素応答に関してヒト初代培養肥満細胞やイヌ肥満細胞株など、種を超えて広く一般性を有するか検証を行うとともに、肥満細胞に由来する血管新生誘導因子産生が炎症状態を引き起こす原因となり得るのか遺伝子発現制御した初代培養肥満細胞を用いてin vivoで検証する。また、炎症性疾患や腫瘍の臨床検体組織においても同様の現象が認められるのか主に免疫組織化学染色を用いて検証する。さらにPD-L1ノックアウト細胞に対する免疫応答の差異と腫瘍増殖に対する影響をin vivoにて解析する。このような計画により、特に腫瘍・炎症性環境における肥満細胞応答とその意義を明らかにする予定である。本研究は肥満細胞の腫瘍化において恒常的活性シグナルを送る因子の解析を進めると共に、腫瘍が生体内の厳しい環境においていかに環境適応を行うか、腫瘍の生存・増殖に重要と考えられる低酸素応答や代謝系に着目して解析することで腫瘍細胞の生存戦略を明らかにしようとするものである。本年度は恒常的活性シグナル同定のためのアプローチとして、研究代表者が既に明らかにしている幹細胞因子の自己産生に着目してcDNAライブラリスクリーニング系を構築することを目指した。その結果、肥満細胞株からのcDNAライブラリ作製とともに、標的遺伝子のプロモータ領域下流に蛍光タンパク質遺伝子を組み込んだスクリーニング用細胞の樹立を完了し、次年度以降の恒常的活性シグナル因子スクリーニングに向けた基礎的技術を確立した。現在cDNAライブラリを発現させ蛍光タンパク質陽性となった細胞に組み込まれた遺伝子の同定を進めている。細胞の生存戦略に関する解析では、次年度以降に必要な基礎的な情報集積をリアルタイムPCRやウエスタンブロットにより行った。その結果、複数の肥満細胞株において低酸素応答遺伝子をはじめとする遺伝子群の発現を高レベルで認めた。また、非腫瘍細胞を含む肥満細胞において広く外部刺激に対するストレス応答遺伝子群が強く誘導されることも明らかとなった。これらの結果は腫瘍化肥満細胞が様々な戦略を通じて体内で生存する可能性を示唆するものである。次年度以降これらの基礎的知見を基にそれぞれ詳細な解析を行う予定である。平成28年度に計画していたcDNAライブラリスクリーニング系の構築が予定通り進んだとともに、肥満細胞の生存戦略としての応答解析を進め次年度以降の研究の進捗の基礎となるデータ収集を予定通り実施できているため。

当初の計画通りcDNAライブラリスクリーニングをさらに進めるとともに、生存応答解析についても詳細な解析を行う予定である。低酸素応答に関してヒト初代培養肥満細胞やイヌ肥満細胞株など、種を超えて広く一般性を有するか検証を行うとともに、肥満細胞に由来する血管新生誘導因子産生が炎症状態を引き起こす原因となり得るのか遺伝子発現制御した初代培養肥満細胞を用いてin vivoで検証する。また、炎症性疾患や腫瘍の臨床検体組織においても同様の現象が認められるのか主に免疫組織化学染色を用いて検証する。さらにPD-L1ノックアウト細胞に対する免疫応答の差異と腫瘍増殖に対する影響をin vivoにて解析する。このような計画により、特に腫瘍・炎症性環境における肥満細胞応答とその意義を明らかにする予定である。
高温型変成帯の温度圧力履歴の定量的解析

地殻内部での物質の循環,熱の輸送のメカニズムの解明には,変成岩のできた温度圧力条件のみならずその時間変化(温度圧力履歴)の情報が必要である。特に低圧高温型の変成岩は深成岩を伴なう事実から,従来は深成岩からの熱によって形成されたと考えられてきたが,実際の組織・組成のデータを用いた温度圧力履歴の解析は殆んどなされていない。本研究では,代表的な低圧高温型変成帯である領家変成帯の温度圧力履歴の解析と,最高変成度地域の相解析を詳しく行なった。その結果,以下のことが明らかになった。1.低変成度地域では,わずかな温度上昇の間に圧力が200MPa減少した。2.花崗岩に接する中変成度地域では,圧力は変化せずに温度が上昇した。3.最高変成度地域は花崗岩に囲まれており,圧力の減少する温度圧力履歴を示した。4.最高変成度の岩石は角閃岩相高温部に達しているにもかかわらず,その相平衡は単純化したAFM近似で記述できず,Mnが非常に強く影響を与えている。これらの事実から領家変成作用について以下のような形成機構が考えられる。1.原岩がジュラ紀付加体であることから,低変成度地域での温度圧力履歴は領家変成作用が沈み込み帯で形成された付加体が上昇する時に既に起こっていたことを示唆する。2.中変成度までの熱源は,貫入した花崗岩からの熱と考えられるが,最高変成度はこの花崗岩が地殻浅部に貫入した際に下部から運ばれてきたと考えられる。今後,以上のような地殻の運動が岩石の変形構造にどのように保存されているか,岩石微細組織を解析する予定である。
抗体工学的アプローチによる新世代受動喫煙評価システムの開発

我々は先に,モノクローナル抗コチニン抗体を産生するハイブリドーマを樹立し,その"野生型"scFvを調製している.このscFv遺伝子を鋳型として,変異scFv遺伝子ライブラリーを作製し,ELISAから判断して,より親和力が高いscFvクローンを得た.これらを用いる競合型ELISAの条件を最適化して,用量作用曲線を作成したところ,50%阻害値は0.2ng/assayであり,マウス抗体を用いた従来のELISAと比べて大幅な高感度化に成功した.本アッセイ系は,ヒト尿中コチニンの直接測定も可能で,受動喫煙のモニタリングに有用と期待される.我々は先に,低親和力ながら,モノクローナル抗コチニン抗体を産生するハイブリドーマを樹立した.さらに,その"野生型" scFvを調製している.このscFv遺伝子を鋳型として, error-prone PCRにより変異VH及びVLの調製を行った.これら変異VH及びVLをoverlap extension PCRにより連結して,変異scFv遺伝子ライブラリーを作製し,ファージ提示を行った.このライブラリーから,コチニン出発物質であるマウス抗体よりも高い親和力を示すscFv提示ファージクローンについて,固定化コチニンに対するパンニングにより選択をした.得られた"improved binder"のscFv遺伝子を鋳型として,さらに変異の導入と選択を行い, ELISAから判断して,より親和力が高い2種のscFvクローンを得た.これら改良型scFvを用いる競合型ELISAの条件を最適化して,ヒト尿中CTの測定を試みた.その感度を比較したところ,それぞれ0.2 ng/assayであり,マウス抗体を用いた従来のELISA (midpoint 5.3 ng/assay)と比べて大幅な高感度化に成功した.このELISAについて,受動喫煙モニタリング法としての有用性を評価すべく,ヒト尿試料の添加による感度への影響を調べたところ, midpointはそれぞれ0.3, 0.4 ng/assayであり,実用的な感度が十分に保たれていた.健常ヒト尿200検体の測定を行ったところ,ポリクローナル抗体による既存の測定キットとよく符合する結果が得られた.改良型scFvを用いることによりELISAを高感度化することに成功し,受動喫煙下限レベル(510 ng/mL程度)の測定が可能になった.本アッセイ系は,受動喫煙のモニタリングに有用と期待される.我々は先に,モノクローナル抗コチニン抗体を産生するハイブリドーマを樹立し,その"野生型"scFvを調製している.このscFv遺伝子を鋳型として,変異scFv遺伝子ライブラリーを作製し,ELISAから判断して,より親和力が高いscFvクローンを得た.これらを用いる競合型ELISAの条件を最適化して,用量作用曲線を作成したところ,50%阻害値は0.2ng/assayであり,マウス抗体を用いた従来のELISAと比べて大幅な高感度化に成功した.本アッセイ系は,ヒト尿中コチニンの直接測定も可能で,受動喫煙のモニタリングに有用と期待される.我々は先に,低親和力ながら,モノクローナル抗コチニン抗体を産生するハイブリドーマを樹立した.さらに,その総RNAからVHおよびVL遺伝子をクローニングし,これらを結合したscFv遺伝子を大腸菌に発現させて"野生型" scFvを調製している.本年度は,このscFv遺伝子を鋳型として, error-prone PCRによりVH及びVLの全域を増幅し,変異VH及びVLの調製を行った.このとき, error-prone PCR条件に工夫を加え,従来法よりも偏りの少ないランダムな変異の導入について検討を行った.これら変異VH及びVLをoverlap extension PCRにより連結して,変異scFv遺伝子ライブラリーを作製した.このライブラリーをファージミドベクターに組み込んだのち,大腸菌にトランスフォーメーションし,ヘルパーファージを感染させて,ファージ提示を行った. ScFv提示ファージのライブラリーから,コチニン出発物質であるマウス抗体(Ka=4×E6 1/M)よりも高い親和力を示すscFvを提示するファージクローン(CT-#17,Ka=6×E7 1/M))について固定化コチニンに対するパンニングにより選択をした.得られた"improved binder"のscFv遺伝子を鋳型として,さらに変異の導入と選択を行い, ELISAから判断して,より親和力が高い2種のscFvクローン(CT-#54,CT-#106)を得た.平成23年度の計画として挙げていた、抗コチニン野生型scFv遺伝子を鋳型として, error-prone PCRによりVH及びVLの全域を増幅し,変異VH及びVLの調製を行った.このとき, error-prone PCR条件に工夫(dNTPsのバランスの調整など)を加え,従来法よりも偏りの少ないランダムな変異の導入について検討を行い、変異VH及びVLをoverlap extension PCRにより連結して,変異scFv遺伝子ライブラリーを作製した.変異scFv遺伝子ライブラリーをファージミドベクターに組み込んだのち,大腸菌にトランスフォーメーションし,ヘルパーファージを感染させて,ファージ提示を行った.このファージ提示ライブラリーから,コチニンに対して,出発物質であるマウス抗体よりも高い親和力を示すscFvを提示するファージクローン("improved binder")を選択した.

さらに,得られたimproved binderのscFv遺伝子を鋳型として,再び変異の導入と選択を行い,より親和力が高い2種のscFvクローンを得た.以上のように,1年目はほぼ期待どおりの成果が得られている.ScFvを用いるELISAには様々なフォーマットが可能であるが,その得失を系統的に検討した研究例は見当たらない.そこで,まず,昨年度得られたscFvのC末端にFLAGタグを付加して,可溶型タンパク質(scFv-FLAG)として調製する.また,scFvのC末端にアルカリフォスファターゼなどの酵素,または,IgGのFc領域を付加した結合体(それぞれ,scFv-Enz,scFv-Fc)を,遺伝子工学的に作製する.これらの修飾scFvを用いるアッセイシステム,すなわち,(1) scFv-FLAGを,測定対象コチニンとマイクロプレートに固定化したコチニンとに競合的に反応させ,固相上のFLAGタグを酵素標識抗FLAG抗体で検出する方法, (2) scF-Enzを,測定対象コチニンとマイクロプレートに固定化したコチニンとに競合的に反応させ,固相上の酵素活性を直接検出する方法, (3) scFv-Fcを第2抗体固定化プレートに間接的に固定化して,測定対象コチニンと酵素標識コチニンを競合的に反応させる方法を同一の抗コチニンscFvを用いて比較する.最適なシステムについて,その感度と特異性を吟味する.その一方で,ヒト尿試料中のグルクロン酸抱合型コチニン代謝物の一斉加水分解(脱抱合)の条件を確立する.起源を異にする数種のβーグルクロニダーゼを比較し,最適な条件を見出す.上記の最適なELISA系で,脱抱合処理を施した受動喫煙者の尿試料を測定し,添加回収試験,段階希釈試験,日内・日間変動試験などにより,分析システムのバリデーションを行い,高感度な簡易モニタリングシステムを確立する.各種酵素,化学合成オリゴDNA類(PCRプライマーなど),核酸精製キット類(60,000円/100サンプル),シークエンシングキット類(120,000円/100サンプル),ディスポーザブル器具類(試験管,ミクロ試験管,ピペット,シャーレ),scFv遺伝子塩基配列決定の依頼分析を含めた消耗品の購入などのために年間で1,000,000円以上が必要と想定される.また,ライブラリーから単離した多くのscFvについて親和定数をSPRにより解析するが,本分析の受託解析サービスにも基本料金として約1,000,000円,さらに1検体あたり100,000円以上が必要である.これら実験遂行に必要な費用と合わせ、得られた成果を発表するための学会参加費用等に使用する予定である.
網膜下増殖組織形成におけるフィブリンの関与に関する病理組織学的研究

1.摘出したヒト網膜下増殖組織標本の病理組織学的および免疫組織化学的研究1)硝子体手術においてヒト網膜下増殖組織の標本を16例集め,エポキシ樹脂に包埋し,光学顕微鏡,電子顕微鏡下に観察した。網膜下増殖組織の病理組織像は症例により様々であり,また同一標本でも部位により異なっていた。およそ(1)血管を含む硬い結合組織,(2)血管を含まない硬い結合組織,(3)多数の細胞を含む索状組織,(4)細胞が進展したフィブリン塊,そして(5)細胞が見られないフィブリン塊の5型に分けられた。細胞は,血管構成細胞以外は網膜色素上皮細胞であった。剥離した感覚網膜と網膜色素上皮の間に蓄積したフィブリンに網膜色素上皮細胞が伸展し,フィブリンは微細な線維やコラーゲンに置換されて硬い細胞外基質を形成すると考えた。これは創傷治癒における肉芽組織の形成に類似の過程と推測する。2)硝子体手術において得た網膜下増殖組織標本の一部をLR Whiteに包埋し、コラーゲンI,II,III,IV,フィブロネクチン,ラミニンなどの細胞外基質を金コロイドで標識する免疫組織化学電子顕微鏡法で観察した。コラーゲン,フィブロネクチンが増殖した網膜色素上皮細胞で産生されていることを示唆する所見がえられた。2.家兎眼における網膜下増殖組織の実験モデルの臨床経過と病理組織学的研究1)家兎眼の網膜下にフィブリノーゲンを,経硝子体的に注入し,実験的網膜下増殖組織の作成を試みているが,まだ満足できるモデルを作るに至っていない。
構造物の劣化を決定論的に据えた積雪寒冷地における道路維持管理システムの構築

本研究では、凍結防止剤が交通機能に与える影響と凍結防止剤が構造物の劣化に与える影響について分析を行った。両者の維持管理システムの高度化を目指した。最初に、道路交通システムを支えている道路維持管理について検討した。冬期における道路状況を時空間的に把握できるWebデータベースを開発した。さらに、利用者の交通機関分担を考慮した凍結防止剤の最適散布量について検討した。効率的な路面管理や冬期における交通行動の変容が実現されることによって、凍結防止剤利用の抑止が可能となる。一方、凍結防止剤によって劣化が促進するコンクリート構造物の劣化把握を詳細に行った。コンクリートの主材料であるセメントの塩分浸透抵抗性の強化を検討し、具体的な方法を開発した。また、構造物の修繕・修理をマネジメントする必要があるが、鋼構造物を例にその修繕順位の決定方法について検討した。さらに、災害を例に土木構造物の破壊に備えたリスク分散システムの構築を試みた。これらによって、凍結防止剤に強い構造物の実現、緻密な構造物マネジメントが可能となる。凍結防止剤の利用場面を前提とした道路維持管理システムの構築に資する要素技術の開発には成果を残せた。個々の要素を組み合わせた総合マネジメントシステムの構築を目指していたが、残念ながら方向性のみを示すにとどまった。今後、これらの要素技術とその連携が冬期における道路維持管理システムにおいてどのような効果を与えるかについて検討していきたい。本研究は、道路の維持および建設における循環型社会の形成が不可欠と考え、冬期の道路維持管理に関する協調的な社会システムの構築を目指している。平成14年度には、冬期路面管理を踏まえた個々のシステムの評価及び評価技術について、以下のような提案を行うことができた。(1)複合機能型GISの開発:ブール代数アプローチを援用することで、質的データを用いた地域分析を行うためのアルゴリズムを考案し、GISアプリとして活用することを試みた。その結果、カテゴリカルデータによる線形モデルのようなイメージで空間情報を要約することが可能となった。(2)構造物の劣化度評価技術:1)円柱供試体及び角柱供試体を用いた凍結融解試験を行い、凍結融解による劣化度がコンクリートの力学特性に及ぼす影響に関する検討を行った。圧縮強度及び引張強度は,凍結融解作用により生ずる膨張ひずみが大きいほど低下するが、ひび割れ発生後の軟化曲線は劣化していないものよりもより緩やかになることを明らかにした。2)塩化物イオンを浸透させないセメントの開発の為、セメントの化学組成の影響を化学組成の異なるセメントを用いて検討した。拡散係数は急速塩分浸透試験装置(ASTM C 1202)に順じた装置を試作して求めた。早期材齢では、早強セメントの方が積算電流値が小さく、塩化物イオンの拡散が抑制される傾向が認められた。3)音響モニタリングデータを用いて、鋼橋の損傷同定あるいは健全度診断を行う技術について検討した。鋼橋の主桁と横溝を模した実験供試体を用いてサウンドスペクトルを求め、フラクタル次元解析を行った。フラクタル次元と損傷度について整合性のある結果を得た。(3)冬季における交通行動と事故:1)非常時における交通行動のシミュレーション開発を試みた。交通行動を起こして目的を達成することによって得られる便益が存在するものと仮定し、さらに時間費用の増大による交通行動の中止も念頭に置いた非常時における自動車交通行動モデルの構築を行った。2)北海道では正面衝突による重大事故が多く、冬期の2車線道路で発生している。運転者は気づいているにもかかわらず、事故となったケースが非常に多くなっていた。路面表面のすべりとわだちの影響が、対向車線に飛び出すことに影響しており、冬期における路面管理が安全にとって非常に重要であることを指摘できた。(1)凍害・疲労・塩害作用を受けるコンクリートの力学特性のモデル化凍結融解作用および疲労作用を受けるコンクリートの応力-ひずみ関係に代表される力学特性のモデルを構築した。凍結融解作用を起こす温度、水分供給量の履歴、および、疲労作用を起こす応力の履歴を変数としたコンクリートの応力-ひずみ関係、付着-すべり関係をモデル化した。

その際、単独に作用した場合のモデルと両者が組み合わさって作用した場合のモデルの双方を対象としている。モデルは、凍害・疲労作用を受ける部材試験により検証した。(2)凍結防止剤を考慮したコンクリート構造物の延命技術凍結防止剤に含まれる無機電解質、特に塩化物は鉄筋コンクリート中の鉄筋を腐食させ、構造物の寿命を著しく損なう。このため、本研究では既存構造物の補修の際に、塩化物イオンのコンクリート内部への拡散・浸透を防止できるような補修材料を開発した。セメントと有機物の水和反応の際に静電作用による無機イオンの水和物への吸着、収着についての知見を利用している。(3)GIS・リモセン・デジタル写真測量を統合した環境評価・管理・変化予測支援システムの構築GISにリモートセンシング技術とデジタル写真測量技術を取り入れ、路線における様々な交通現象及び交通施設構造物に関する信頼性評価・管理・将来予測の支援システムを構築を試みた。システムに収納するデータベースは、地形環境、気候環境、社会資本ストック、構造物の保有性能(損傷度)及び寿命、利用属性などを有機的に組み合わせ、統合管理を前提としている。(4)交通施設構造物の合理的な常時モニタリング・損傷度診断システムの開発鋼橋における部材・材料レベルを対象に、マイクを用いた音響測定及びAEセンサーによるスペクトル、1/fノイズあるいはフラクタル次元の評価を目的としたミクロモニタリングシステムを開発した。3年間に渡る研究のまとめを行った。2004年4月から10月まで、月1回のペースで、平成14年度と平成15年度に行った研究について報告し、積雪寒冷地における道路維持管理システムの構築について議論を行った。本研究では、凍結防止剤が交通機能に与える影響と凍結防止剤が構造物の劣化に与える影響について分析を行った。両者の維持管理システムの高度化を目指した。最初に、道路交通システムを支えている道路維持管理について検討した。冬期における道路状況を時空間的に把握できるWebデータベースを開発した。さらに、利用者の交通機関分担を考慮した凍結防止剤の最適散布量について検討した。効率的な路面管理や冬期における交通行動の変容が実現されることによって,凍結防止剤利用の抑止が可能となる。一方、凍結防止剤によって劣化が促進するコンクリート構造物の劣化把握を詳細に行った。コンクリートの主材料であるセメントの塩分浸透抵抗性の強化を検討し、具体的な方法を開発した。また、構造物の修繕・修理をマネジメントする必要があるが、鋼構造物を例にその修繕順位の決定方法について検討した。さらに、災害を例に土木構造物の破壊に備えたリスク分散システムの構築を試みた。これらによって、凍結防止剤に強い構造物の実現、緻密な構造物マネジメントが可能となる。凍結防止剤の利用場面を前提とした道路維持管理システムの構築に資する要素技術の開発には成果を残せた。