hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水生植物の環境適応戦略

1)ガマは自生地からの採集に加え、温室内で生育させて供給ができるようになった。ウリカワは宇都宮大学雑草科学研究センターから供給をしていただけることになった。2)ガマとウリカワの無酸素培養法を種々検討した結果、高純度窒素ガスから、調圧器、微量フローバルブをステンレス管で配管した装置を組み立て、0.01%以下の酸素濃度で培養することを可能にした。2.無酸素条件でのガマ根茎芽とウリカワ塊茎芽生えのアルコール脱水素酸素(ADH)の活性変動ガマ幼芽では、一日の無酸素処理によりADH活性は急激に上昇し、その比活性は十日間に渡り上昇すが,ガマ緑葉では一時的活性の上昇しか認められない。また,ウリカワ塊茎の初期成長は,無酸素条件のほうが,空気中よりも早く成長することが明らかとなり,ADHの活性も無酸素条件での上昇が認められた。従って,これら植物の強い嫌気耐性とADHの活性の上昇が関連していることを示している。3.無酸素条件でのガマ根茎芽とウリカワ幼植物体のタンパク質合成^<35>S-Met,Cysを使い、ガマ幼芽とウリカワ幼植物体のin vivoタンパク質合成の変化を二次元電気泳動で調べた。一日の無酸素処理により、^<35>Sの取り込み量が著しく減少し、翻訳レベルでのタンパク質合成の質的、量的変化が見られることが明らかとなった。一方,ウリカワでは、無酸素条件で合成されなくなるポリペプチドもあるが、ガマに比べて好気条件でのタンパク質合成の多くが変わりなく発現されることが特徴的なことがあきらかとなった。これらの結果は,ガマとウリカワ嫌気耐性機構に大きな違いがあることを示唆するものと考えられる。1.実験植物の選定本研究目的は、水生植物の中でも特に強い嫌気耐性を示す植物の適応現象を、主に代謝生理の面から説き明かすことにある。仙台市近郊で自生し、その目的に適った水生植物で入手可能なものを、本学理学部植物園の内藤俊彦博士の協力を得て検索した。その結果、仙台市愛子の河川に自生しているガマ(Typha latifolia L.)を先ず実験材料としてスタートすることにした。ガマの温室内での栽培も試みている。今春の生育状況によっては、栽培法の改善も検討しなければならない。2.ガマの(絶対)嫌気条件での成長市販窒素ボンベガスを培養器(3Lデシケーター)に数十分間連続通気し、これを12日おきに行なうことによりガマの根茎を嫌気処理した。25°C、暗黒のこのような嫌気条件で、ガマの幼芽は少なくとも1ヵ月は生存し、成長することが分かった。嫌気条件での成長と代謝活性について、二酸化炭素の放出量の変動や、^<14>Cグルコースを用いた糖代謝の変化について検討を加える予定でいる。3.ガマの嫌気条件下でのタンパク質合成嫌気条件で特異的に発現しているタンパク質を検索するために、poly(A)^+RNAのin vitro翻訳産物の分析を始めている。嫌気条件で10日培養したガマの根茎から、塩酸グアニジン/フェノール法によりRNAを抽出し、オリゴ(dT)セルロースにより、poly(A)^+RNAを調製した。このpoly(A)^+RNAのin vitro翻訳は、biotin in vitro tranaslation kit(Boehringer)で行い、ビオチン化タンパク質をSDS-PAGEで分離後、PVDF膜にブロットし、ストレプトアビジン-PODのルミノール基質との反応による蛍光をX線フィルムにより検出した。次年度初旬には、二次元電気泳動法により、嫌気条件下で特異的に発現するタンパク質の種類を確定できるものと期待している。

1)ガマを自生地での採集が困難な冬季でも、温室内で生育させて供給ができるようになった。2)昨年度実施した培養装置では、酸素濃度が1%以下にすることができないことが明らかとなった。種々検討の結果、高純度窒素ガスから、調圧器、微量フローバルブをステンレス管で配管した装置を組み立て、0.01%以下の酸素濃度で長期間培養することを可能とした。2.無酸素条件でのガマ根茎芽のアルコール脱水素酵素(ADH)の活性変動無酸素条件での幼芽と緑葉でのADHは活性変動を比較検討した。幼芽では、一日の無酸素処理によりADH活性は急激に上昇し、その比活性は十日間に渡り上昇する。緑葉では、一時的活性の上昇しか認められず、幼芽の強い嫌気耐性が、ADHの活性の維持と密接に関連していることが示唆された。3.無酸素条件でのガマ根茎芽のタンパク質合成1)ガマ幼芽の可溶性タンパク質を二次元電気泳動で分析した結果、無酸素条件で、特に50kDa以下の大きさで、低いpIを持つ数種のポリペプチドの含量が劇的に変化することが明らかとなった。2)35S-Met,Cysを使い、ガマ幼芽のin vivoタンパク質合成の変化を二次元電気泳動で調べた。一日の無酸素処理により、35Sの取り込み量が著しく減少し、翻訳レベルでのタンパク質合成の質的、量的変化が見られることが明らかとなった。現在、その二次元電気泳動パターンの変化を詳細に検討している。3)ガマ幼芽のin vitroタンパク合成産物の変化を調べるために、様々な方法でpoly(A)+RNAの単離を試み試みているが、翻訳活性のあるpoly(A)+RNAが未だ安定して取れない。その原因を現在調査中である。
高温面の急速冷却中に形成される安定な固液接触面の拡大開始に関する熱的特性の解明

液体の沸点よりも十分高い温度の固体面(高温面と呼ぶ)を液体で冷却するとき、この高温面が液体によって安定的に濡らされるかどうかは、高温面を冷却するときの伝熱特性を理解する上で非常に重要な問題となる。即ち、高温面が安定的に濡らされるとそこでの熱流束が濡らされない場合と比較して100倍以上大きくなる。本研究では、安定な濡れ開始条件を測定するために必要な特殊な温度測定法を開発し、その条件を実験的に検討した。同時に濡れ開始条件に対して均一自発核生成(マイクロ秒以下で蒸気が爆発的に生成される現象)という視点から理論解析し、その特性を明らかにした。実験装置及び目標とする測定方法の妥当性を検証した.固液接触が生じる限界温度についてのモデルを提案し,固液接触時の限界温度,即ち下限界温度の特性を検討した.その結果,固体表面にスケールなどが付着すると下限界温度が大きく影響を受ける.そのスケールの熱慣性が下限温度に及ぼす影響を解析的に明らかにした.解析結果は,従来報告されている実験結果と定性的に良く一致している.高温面の非定常冷却中固液接触が繰り返し発生する,その状況下での固体表面温度と表面熱流束を逆問題解析手法を用いて正確に測定することができた.また,非定常冷却中の表面温度が下限界温度以下に達成した時刻以降に生じる濡れ面の拡大についての観察を行った.濡れ面の拡大を支配するパラメーターについては,検討中である.液体の沸点よりも十分高い温度の固体面(高温面と呼ぶ)を液体で冷却するとき、この高温面が液体によって安定的に濡らされるかどうかは、高温面を冷却するときの伝熱特性を理解する上で非常に重要な問題となる。表面温度測定用の温度センサーを試作し,その測定精度の検証を行った.試作された温度センサーの測定精度は,測定感度0.1 ms程度であること,測定された温度と逆問題解から推定された温度との比較から高温面を急速冷却するときの温度センサーとして十分な精度であることが確認できた.使用される高温加熱面には温度センサーが直接圧着溶接されている.圧着された温度センサーが高温実験域でも十分な熱耐性を持っていることを予備実験で動作確認した.温度センサーと高速ビデオカメラ(100万コマ/秒)を同期させた光学計測装置を製作した.高温面を液噴流で急速冷却した時の固液接触面の開始条件と濡れ面の拡大について検討を進め,急速冷却中に得られた冷却曲線は,固体表面の時間平均温度で加熱面上での固液の特性を正確に表していないことを作成した温度センサーを利用することによって明らかにすることができた.すなわち,高温面の非定常冷却中の温度降下は固液の接触(核沸騰状態)と非接触(膜沸騰状態)を繰り返しながら,緩やかな温度降下をしている.更に,この温度降下がある温度(臨界温度)に到達すると濡れ面が急に拡大し,高温面が急冷に冷却される.このときの表面温度と熱流束の測定が可能となった.ただ,この臨界温度を支配する物理量については今後検討する必要がある.高温面に液滴を接触させると高温面がある温度以上のとき液体の急激な蒸発によって安定な固液の接触が達成されなくなる.この液体の急激な蒸発が固液接触面での均一自発核生成によって生じるというモデルを提案し,そのモデルの妥当性を3条件(1)固体表面温度が高速上昇する時に形成される爆発的な蒸気塊,(2)高温面に液体が接触する時の爆発的な蒸気塊,(3)固体表面熱流束が非常に大きい時の爆発的な蒸気塊に対して適用し,従来報告されていた爆発的な蒸気塊形成の観察結果と一致することを平成25年度報告した.平成26年度では,提案した均一自発核生成モデルをアルコールに適用し,アルコールで観察された結果についても適用できることを確認した.更に,平成24,25年度に作成した高感度温度センサーを装着した高温面にアルコール液滴を落下させる実験を行った.アルコール液滴が高温面に接触した直後に爆発的な蒸発が発生し,安定な固液の接触が達成されず,不安定な固液の接触を繰り返すことが高速ビデオ撮影で観察された.一方,この不安定な固液の接触中に高温面の表面温度は徐々に降下している.そして,高温面の表面温度がある温度になったとき均一自発核生成による爆発的な蒸気生成が終了し,安定な固液の接触が形成される.不安定な固液の接触から安定な接触に遷移するときの表面温度が,提案されてモデルで説明できることを明らかにした.そして,この遷移表面温度に及ぼす酸化膜のスケール,液体の温度や固液熱物性の影響について検討し,その影響を明らかにした.熱工学非定常冷却中の固液接触繰り返しにおける表面温度と表面熱流束を逆問題解析を適用することによって正確に推定することができるようになった.推定された温度変化と熱流束変化から固液接触時間を推定することができるようになった.安定な固液の接触開始時の温度を明らかにすることができた.そして,安定な固液接触の拡大について検討することが可能となった.

表面温度測定用の温度センサーの製作とその耐熱性を検証し,開発された温度センサーを利用して,非定常冷却中の固液の接触とその時の表面温度と表面熱流束の測定がなされるようになった.温度測定と光学装置との連携によって,高温面の急速非定常冷却中の濡れ面の拡大の様子を定性的に把握することが可能となった.この結果,固液の接触面の拡大と表面温度や表面熱流束の変化を定量的に検討する準備が整った.予備的に得られた温度測定結果と研究室で開発された逆問題解析を連携することでより正確な固液接触時の特性を把握することが可能となった.本測定で得られた固液の接触に関する基本的な成果が,液噴流を用いた高温面の急速冷却特性の検討に利用できる.固液接触時の表面温度と表面熱流束変化と高速ビデオカメラから得られた高温面上の流動状況とを連成させ,固液接触と非接触を繰り返す状況下での濡れ時間と非濡れ時間の関係と冷却曲線上でそれらの時間がどのように推移しているかを解析する.解析された流動状況と表面温度と熱流束の関係を検討する.固液の接触特性と熱的な関わりを検討する.具体的には,高温面の温度を水で冷却する場合,500 700°C,またアルコールで冷却する場合,200 300°Cの範囲で,また液体の衝突速度もできるだけ広い範囲で変化させる.高温面に圧着溶接された温度センサーを用いて,固液接触時の表面温度と表面熱流束変化と高速ビデオカメラから得られた高温面上の流動状況とを連成させ,固液接触と非接触を繰り返す状況下での濡れ時間と非濡れ時間の関係と冷却曲線上でそれらの時間がどのように推移しているかを解析する.解析された流動状況と表面温度と熱流束の関係を検討する.さらに,ある温度(臨界温度)を支配する因子について,固体側からの熱流束の変化に注目して検討を進める.臨界温度という用語を用いて,固液の接触問題を説明した方が,理解し易いため,この表現が広く使用されている.しかし,「高温面上での濡れ面の拡大という現象は,固体側から熱伝導で伝えられた熱と固体表面上で固体と接触している液体あるいは相変化後の蒸気との動力学的な釣り合いから決定されている筈である.」という視点(観察結果)から推察すると,この現象を支配しているのは,温度ではなくて熱流束であるという考え方の方がより自然な発想であろう.このような観点から,固液の接触特性と熱的な関わりを検討する.具体的には,高温面の温度を水で冷却する場合,500 700°C,またアルコールで冷却する場合,200 300°Cの範囲で,また液体の速度もできるだけ広い範囲で実験を行なう.そこで測定されたデータを基に,上述の観点から検討進める.1.実験を遂行するために必要な消耗品を購入するための予備費を計上2.研究成果を国内の学会で広く公表するため,及び研究調査,打ち合わせのための旅費を計上3.実験遂行及び実験結果の整理に必要な補助員(大学院学生)を雇用するための費用を計上
軽水炉シビアアクシデント時の溶融凝固燃料の冷却・事故拡大防止に関する研究

まず、実験装置制作を行った。試験流体にはAK225を使用する予定であったが、報告者達のこれまでの本課題関連研究との連続性確保の観点から、R-113を使用した。テスト部は内径40mm、外径80mm、長さ220mmの銅製厚肉円筒である。このテスト部外側にシースヒータを巻き加熱する。加熱長さは200mmである。銅円筒内側にはガラス管を同心状に入れ、銅円筒内壁とガラス管外壁間に環状のテスト流路を構成する。テスト部は垂直に配置される。環状流路の間隙は0.3、0.5、1.0、2.0、5.0mmの5種類である。ガラス管内側にファイバースコープを挿入し、流動状況をCCDカメラで撮影記録する。また、内筒も金属加熱面とした実験も行った。実験は、(1)下部密閉系(発生蒸気上方排出)、(2)液下端排出発生蒸気上方排出、の2種の実験を行った。テスト部を約250°Cまで昇温し、飽和温度にあるR-113液をテスト部上部プレナムに導きテスト流路へ侵入させる。主な得られた結果は、(1)間隙5.0mmでは大きな液の浸入が見られ、下部にまず液がたまり、この液面上昇により上方へ向かって壁面クエンチング(急冷)が生じていた。下端解放とした場合には、液侵入があるものの壁面は高温に保たれ、クエンチングは上方から下部へ向かって進行していた。間隙2.0mmの場合も、液の浸入はやや少ないものの、同様なクエンチング過程が見られた。一方、間隙1.0mmではクエンチングは上部から下部へ向かって進行していた。更に間隙の狭い0.5mmでは急冷は見られず、緩慢な冷却が継続した。(2)内管に発熱の有る場合と無い場合とで、(1)で得られた基本的現象に差異は見られていない。(3)クエンチングが生じる場合、熱流束と壁面過熱度の関係は、プール沸騰の場合のそれに酷似していた。但し、膜沸騰熱流束、極大熱流束ともに、間隙の減少にともない小さくなっていた。(4)熱伝導と壁面熱伝達を組み合わせた急冷過程の解析数値計算を行った。・壁面温度と熱流束の関係が適切に与えられた場合、急冷過程・急冷伝播速度の実験結果を再現できる。・急冷伝播速度は、Pe数とBi数との関係で第1次近似として整理できることを確認した。まず実験装置制作を行った。試験流体にはAK225を使用する予定であったが、報告者達のこれまでの本課題関連研究との連続性確保の観点から、R-113を使用することにした。装置は密閉ループであり、テスト部、上部プレナム、コンデンサ兼液だめタンク、ポンプ、流量計及び熱電対等の計装品で構成される。

テスト部は内径40mm、外径80mm、長さ220mmの銅製ブロックである。この銅ブロックの外側にシースヒータを巻き加熱する。加熱長さは200mmである。銅ブロック内側にはガラス管を入れ、銅ブロック内壁とガラス管外壁間に環状のテスト流路を構成する。テスト部は垂直に配置される。環状流路の間隙は0.3、0.5、1.0 2.0、5.0mmの5種類である。テスト部外壁から内壁近傍まで熱電対を入れテスト部温度を測定する。鉛直方向8箇所、周方向に4箇所、計32箇所でテスト部温度を測定する。実験は0.1MPaで行う。ガラス管内側にファイバースコープを挿入し、流動状況をCCDカメラで撮影記録する。実験装置完成後、直ちに実験を開始した。実験は、流下液による下部密閉系(下端閉鎖、発生蒸気上方排出)狭隘環状流路高温壁リウエッティング実験である。テスト部を約250°Cまで昇温し、飽和温度にあるR-113液をテスト部上部プレナムに導きテスト流路へ侵入させる。流路伝熱面の冷却が始まり、全長にわたって冷却が完了して実験は終了する。この間のテスト部熱電対からの出力をAD変換器を介してPCへ取り込み収録する。収録された温度データーから伝熱面熱流束、並びに伝熱面表面温度を計算にて求める。流路間隙が5.0mmと広い場合は、高温伝熱面は伝熱面への液の到達により順次急冷されていたが、0.5mmと狭い場合には流路壁面の急冷は生じず、緩慢に流路壁は冷却されていた。今後新たに取得される実験結果と併せ、詳細解析を進めていく予定である。平成12年度の実験で、内筒のガラス管壁面が冷温部の役割を為し、加熱面が高温乾きの状態にありながら、この冷温部を伝って液が流下し、下部で蒸発して上昇蒸気流となり、加熱面を冷却する現象が見られた。特に、流路間隙が狭い場合この影響が顕著であった。そこで、平成13年度は、内筒も金属加熱面とする試験部を追加作成し、平成12年度のテスト部と併せて実験を行った。テスト流路外管内径は40mm、外管内壁と内管外壁間の流路間隙は0.3,0.5,1,2,5mmの5種類である。伝熱面を約300°Cまで昇温し、定常になった後、飽和温度にあるR-113液を上部プレナムに導きテスト流路へ侵入させる。その後のテスト伝熱面熱電対からの出力をデーターレコーダーで収録する。一方、テスト部ガラス管の内側に挿入したファイバースコープからの流動状況の画像をVTRに記録する。(1)下部密閉系(発生蒸気上方排出)、(2)液下端排出発生蒸気上方排出、の2種の実験を行った。主な得られた結果は、(1)間隙5.0mmでは大きな液の浸入が見られ、下部にまず液がたまり、この液面上昇により上方へ向かって壁面クエンチング(急冷)が生じていた。間隙2.0mmの場合も、液の浸入はやや少ないものの、同様なクエンチング過程が見られた。一方、間隙1.0mmではクエンチングは上部から下部へ向かって進行していた。更に間隙の狭い0.5mmでは急冷は見られず、緩慢な冷却が継続した。(2)内管に発熱の有る場合と無い場合とで、(1)で得られた基本的現象に差異は見られていない。(3)クエンチングが生じる場合、熱流束と壁面過熱度の関係は、プール沸騰の場合のそれに酷似していた。但し、膜沸騰熱流束、極大熱流束ともに、間隙の減少にともない小さくなっていた。今後、更にデーターの蓄積を行うとともに、流動の影響も含めて、結果の解析を進めていく予定である。平成12年度、13年度に引き続き下端閉及び下端解放のそれぞれに対し、外筒のみ加熱し内筒をガラス管とした場合、また外筒、内筒ともに加熱した場合について実験を進めた。
コンピューター三次元表示による肝臓外科手術支援システム

原発性ならびに転移性肝癌症例について、術前及び術後に撮影された造影CTの各画像を、フラットベッドスキャナー(Epson GT8000,透過原稿ユニット)を用いてコンピューター(Apple Macintosh,7100/66AV)に100dpiの解像度で取り込み、TIFF形式のファイルとして光磁気ディスクに保存した。この断層画像を、画像処理ソフトウエアPhotoshopにて補正を施した後、医用三次元画像再構成ソフトであるVoxelView/Mac(Vital images,Fairfield,lowa)を用いて再構築を行った。その結果、通常の1cm幅のCT画像から、5-6画面/cmの画像補完を行うことにより、(1)肝臓表面の形状、脊柱、体壁、大動脈、門脈系、大静脈と病変部との立体的な位置関係を任意の方向から観察することが可能となった、(2)各画素の透過度を再調整する事により、肝内深くに位置する病変をも透視することが可能となり、術前に切除方法のイメージを把握する上で有用であった、(3)矢状断や前額断方向の断層像の再構築も可能であった、(4)肝切除前後で、その立体像を比較検討することにより、肝再生課程における形状変化を三次元的に把握することが可能であった。検討課題としては、(1)一旦フイルム化されたCT画像を取り込む作業は、位置合わせや解像度設定に無駄が多く、直接CTデータを利用する事が出来れば、作業の効率化、精度の向上がはかれる、(2)体幹部における断層像から、肝臓および大血管のみを抽出する際に手作業が必要である、(3)肝内の脈管像を立体視するためには、CT上の門脈、肝静脈像に対して濃度補正を行い、疑似造影像を作成する必要がある。以上3点が挙げられる。次年度においては、手術室でのon siteでの手術支援の試みや、画像再構成の効率化について改良を重ねる予定である。
ビッグデータ駆動型科学のための仮説生成・検証法開発と材料，生物，医療分野での実証

本研究ではビッグデータに基づいて科学的発見を行うための計算機科学・統計科学技術の研究・開発とその実証である.前者においては,特に,複数の要因が複雑に関連する形式の仮説(以後,複合要因仮説と呼ぶ)の生成と検証を行うための方法を研究・開発することを目的としている.近年の機械学習技術の発展により,複数の要因を複雑に組み合わせた仮説を生成できる基盤が整っている.しかし,ビッグデータから選択された仮説は選択バイアスを持つため,その検証においては適切に選択バイアスを取り除くしくみが不可欠である.本研究では,この目的のため,近年統計科学分野で注目を集めている新たな枠組であるSelective Inferenceの考え方を導入するものである.Selective Inferenceにより,仮説が特定の機械学習によって選択されたことを条件付けたときの統計的推論が可能になると考えられる.後者においては,特に,生物科学,医療科学,材料科学分野で開発した方法の有効性を検証を行うものである.生物科学分野では共同研究者の協力のもと,光吸収型タンパク質のロドプシンの吸光波長の予測因子を発見する課題にとりくみ,また,医療科学分野では共同研究者の協力のもと,疾患感受性要因となる一塩基多型の組み合わせを同定する課題にとりくみ,材料科学分野では共同研究者の協力のもと,イオン伝導性物質の伝導度を効率的に推定する課題にとりくむものである.平成30年度においては,計算機科学・統計科学分野の研究開発として,複数要因の組み合わせのみでなく,特定の構造を持った複数要因の発見と検証を行う方法を開発した.平成30年度においては,計算機科学・統計科学分野の研究開発として,複数要因の組み合わせのみでなく,特定の構造を持った複数要因の発見と検証を行う方法を開発した.特に,時系列などの系列データから予測対象に関連のある部分系列仮説を発見,検証する問題を考察した.系列データから組み合わせ要因を発見する枠組はデータマイニング分野で研究されている系列マイニングの様々な方法を活用した.本研究では,系列マイニングで得られた仮説の選択バイアスを取り除くため,ランダム化に基づく多重検定と選択的推論を利用する方法を開発した.生物科学分野では,タンパク質のアミノ酸配列から特定の性質を持つタンパク質に特徴的な部分配列を抽出し,その評価を行うツールを作成した.医療科学分野では,細胞培養の画像データに対して,細胞のタイプに応じて特徴的な時間変化を抽出し,その評価を行う方法を検討した.材料科学分野では,分子動力に基づくシミュレーション(MDシミュレーション)から特定の性質を持つ材料に特徴的な原子配置の変化を抽出し,その評価を行う方法を検討した.平成31年度においては,計算機科学・統計科学分野の研究開発として,不均一データを特徴づける因子の同定と評価を行う方法を構築する.不均一データを分析するにはクラスタリングなどの教師なし学習を用いて均一なグループに分ける必要がある.クラスタリングでグループ分けをする際には,全体として特徴量の似ている事例を同じグループに,似ていない事例を別のグループに分けることになる.このため,異なるクラスタ間の特徴は,クラスタリングの影響によってより大きく異なるようなバイアスが生じる.そのため,本研究では,Selective Inferenceと呼ばれる枠組を導入することでこのバイアスを取り除いたうえで,不均一データを特徴づける因子の評価を行う方法を開発する.生物科学分野,医療科学分野,材料科学分野のそれぞれにおいてデータ駆動型のアプローチが盛んに研究されているが,これらの分野の多くのデータは不均一なものである.生物科学分野では一細胞分析データの分析に,医療科学分野では精密医療データの分析に,材料科学分野では力学特性データの分析に上記の方法を適用する.本研究の目的はビッグデータに基づいて科学的発見を行うための計算機科学・統計科学技術の研究・開発とその実証である.前者においては,特に,複数の要因が複雑に関連する形式の仮説(以後,複合要因仮説と呼ぶ)の生成と検証を行うための方法を研究・開発する.近年の機械学習技術の発展により,複数の要因を複雑に組み合わせた仮説を生成できる基盤が整っている.しかし,ビッグデータから選択された仮説は選択バイアスを持つため,その検証においては適切に選択バイアスを取り除くしくみが不可欠である.本研究では,この目的のため,近年統計科学分野で注目を集めている新たな枠組であるSelective Inferenceの考え方を導入する.Selective Inferenceにより,仮説が特定の機械学習によって選択されたことを条件付けたときの統計的推論が可能になると考えられる.後者においては,特に,生物科学,医療科学,材料科学分野で開発した方法の有効性を検証する.生物科学分野では共同研究者の井上の協力のもと,光吸収型タンパク質のロドプシンの吸光波長の予測因子を発見する課題にとりくむ.また,医療科学分野では共同研究者の安河内の協力のもと,疾患感受性要因となる一塩基多型の組み合わせを同定する課題にとりくむ.さらに,材料科学分野では共同研究者の豊浦の協力のもと,イオン伝導性物質の伝導度を効率的に推定する課題にとりくむ.平成29年度においては,計算機科学・統計科学分野の研究開発として,スパース高次交互作用モデルの同定と評価を行う方法を構築した.スパース交互作用モデルとは,複数の特徴の高次交互作用項のスパース線形結合で表わされる回帰や分類などの予測モデルである.スパース高次交互作用モデルの同定は,候補となる高次交互作用項の数が膨大であるため,既存のスパースモデル推定アルゴリズムを利用することができない.そのため,本研究では,高次交互作用項の木構造を構築し,枝刈りを行うことですべての高次交互作用を考慮せずにスパース高次

交互作用モデルを同定する方法を構築した.また,その方法において選択された仮説の選択バイアスを除去するため,Selective Inferenceの枠組を導入し,現実的な計算コストで選択バイアス補正を行う方法を構築した.生物科学,医療科学,材料科学分野での実証として,主に,データベースの整備を行った.生物科学分野では,ロドプシンタンパク質のアミノ酸配列と吸光波長の関係を記録したデータベースを作成した.医療科学分野では,一塩基多型と循環器系疾患の疾患の関連を記録したデータベースを作成した.また,材料科学分野ではイオン伝導物質の構造とイオン伝導度の関係を記録したデータベースを作成した.本研究ではビッグデータに基づいて科学的発見を行うための計算機科学・統計科学技術の研究・開発とその実証である.前者においては,特に,複数の要因が複雑に関連する形式の仮説(以後,複合要因仮説と呼ぶ)の生成と検証を行うための方法を研究・開発することを目的としている.近年の機械学習技術の発展により,複数の要因を複雑に組み合わせた仮説を生成できる基盤が整っている.しかし,ビッグデータから選択された仮説は選択バイアスを持つため,その検証においては適切に選択バイアスを取り除くしくみが不可欠である.本研究では,この目的のため,近年統計科学分野で注目を集めている新たな枠組であるSelective Inferenceの考え方を導入するものである.Selective Inferenceにより,仮説が特定の機械学習によって選択されたことを条件付けたときの統計的推論が可能になると考えられる.後者においては,特に,生物科学,医療科学,材料科学分野で開発した方法の有効性を検証を行うものである.生物科学分野では共同研究者の協力のもと,光吸収型タンパク質のロドプシンの吸光波長の予測因子を発見する課題にとりくみ,また,医療科学分野では共同研究者の協力のもと,疾患感受性要因となる一塩基多型の組み合わせを同定する課題にとりくみ,材料科学分野では共同研究者の協力のもと,イオン伝導性物質の伝導度を効率的に推定する課題にとりくむものである.平成30年度においては,計算機科学・統計科学分野の研究開発として,複数要因の組み合わせのみでなく,特定の構造を持った複数要因の発見と検証を行う方法を開発した.平成30年度においては,計算機科学・統計科学分野の研究開発として,複数要因の組み合わせのみでなく,特定の構造を持った複数要因の発見と検証を行う方法を開発した.特に,時系列などの系列データから予測対象に関連のある部分系列仮説を発見,検証する問題を考察した.系列データから組み合わせ要因を発見する枠組はデータマイニング分野で研究されている系列マイニングの様々な方法を活用した.本研究では,系列マイニングで得られた仮説の選択バイアスを取り除くため,ランダム化に基づく多重検定と選択的推論を利用する方法を開発した.
L-H遷移の第一原理シミュレーション手法の構築

乱流輸送モデルのL-H遷移・Hモード放電時の予測確度向上によるL-H遷移の定量的検証手法の確立を目的として、三次元MHD/乱流フレームワークBOUT++を用いてプラズマ乱流を記述する簡約化MHD方程式にイオン種の径方向の力の釣り合いから径方向電場を決定する機構を取り入れたL-H遷移の第一原理コードの開発を行った。コード内部におけるn=0モードの取扱いに起因すると予想される数値的不安定性からL-H遷移の再現には至らなかったが、(1)周辺径電場シアの形成、(2)周辺乱流輸送レベルの低減、(3)周辺圧力勾配の急峻化、のL-H再現に必要となる機構が確認出来た。トカマクプラズマの改善閉じ込めモードの定量的予測を目的として、第一原理コードBOUT++_LHの開発を進めている。低閉じ込めモード(L-mode)から高閉じ込めモード(H-mode)へのL-H遷移機構として加熱パワー印加による径電場の生成とそれに伴う異常輸送の抑制効果に着目し、第一原理シミュレーション研究を行う。本年度はL-H遷移の第一原理モデルの構築と第一原理コード開発に注力し、以下の成果を得た。【第一原理モデルの構築】L-H遷移の第一原理モデルの構築には流束駆動型の簡約化MHD方程式に加熱パワー印加による径電場駆動機構を導入する必要がある。そこで、静電抵抗性バルーニングモード(RBM)乱流によるL-H遷移の第一原理モデル[L. Chone et al. PoP 2014]の物理的背景の調査を行い、径電場駆動機構が熱流束の寄与を取り入れた新古典平行粘性の平均流成分から得られることと同様の手法が電流拡散性バルーニングモード(CDBM)乱流によるL-H遷移モデルに適用可能であることを確認した。また、CDBM乱流によるL-H遷移モデルの構築を行い、適切な極限(スラブ近似、静電極限、二流体効果を無視)の下で静電RBM乱流によるL-H遷移モデルが再現されることを解析的に確認した。【第一原理コード開発】三次元非線形MHD/乱流コードBOUT++上で動作する物理モジュールとしてL-H遷移の第一原理コードの開発に着手した。コードの動作検証のために静電RBM乱流によるL-H遷移モデルを用いた予備的シミュレーションを行い、バルーニングモードの成長と飽和が得られることを確認した。また、米国ローレンスリバモア国立研究所のBOUT++開発グループを訪問し、L-H遷移の第一原理コード開発に適した磁気平衡入力ファイルの作成手法に関して議論を行い、解析的磁気平衡ファイル作成コードの仕様変更に着手した。トカマクプラズマの低閉じ込めモード(L-モード)から高閉じ込めモード(H-モード)への遷移(L-H遷移)ならびにH-モード放電における周辺乱流輸送モデルの予測確度向上に向けた物理的指針を得るために、周辺MHD/乱流コードBOUT++を用いたL-H遷移の簡約MHDコード(BOUT++LH)の開発を行っている。本年度に当初予定していた熱源駆動型簡約化MHDモデル[L.Chone et al, PoP2014]によるL-H遷移の再現はコードの数値的問題により達成に至らなかったが、予備計算において熱源駆動型簡約化MHDモデルによるL-H遷移の再現に必要となる機構、1周辺領域に強いシア構造を持つ径電場の形成、2径電場シアによる乱流抑制、3乱流輸送と熱源のバランスで決定される動的な平均流圧力分布、が確認出来た。また、BOUT++LHコードの数値的問題の解決に向けた取り組みに置いても進展が見られた。1BOUT++コードでは対流微分を評価する際に通常風上差分法が用いられているが、差分の上流化に起因する数値的非線形性がトロイダルモード間の非物理的なチャンネルとなり、物理的に線形化された基礎方程式のマルチヘリシティ計算においても非物理的なトロイダルモードの遷移が引き起こされることを明らかにした。また、この問題は対流微分に対して荒川法等の線形差分スキームを適用することにより解決出来ることを確認した。2BOUT++LHコードの数値的問題が渦度方程式における非共鳴(n=0)成分の取扱いに起因する可能性が高いことが明らかになったため、微分演算子の実装手法や境界条件処理の調査を現在行っている。L-H遷移の第一原理モデルの構築に関しては概ね当初の計画通りに進めることが出来たが、一方で、BOUT++コードによるL-H遷移の第一原理コード開発に関しては予定からやや遅れている。

これは、コード開発は日本原子力研究開発機構でBOUT++コードのIFERC-CSC計算機への移植作業を行っていた研究員と議論をしながら進める予定であったが、本年度の8月に当該研究員が国外の研究機関へ移籍したため、コードの使用方法や内部構造の把握と物理モデルの実装に想定以上の時間を要したことが原因である。そのため、研究計画を一部変更し、来年度に予定していたBOUT++コードの開発グループがある米国ローレンスリバモア研究所への訪問を本年度に前倒しして行った。この訪問でコードの内部動作と入力ファイル作成に関する詳細な情報を得ることが出来たため、今年度の研究活動により、遅れを回復できると考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。核融合学本年度はL-H遷移の第一原理モデルの構築とBOUT++コードを基にしたL-H遷移の第一原理コードBOUT++_LHの開発を行い、二場(渦度、圧力)の簡約化MHDモデルで記述される静電抵抗性バルーニングモード(RBM)乱流による予備計算において不安定性の成長と飽和が得られることを確認した。その成果を踏まえて、電流拡散性バルーニングモード(CDBM)乱流によるL-H遷移シミュレーション手法の構築とCDBM乱流輸送モデルの高度化を次の3段階に分けて遂行する。まず始めに、電子ホール効果と流れの圧縮性を考慮した二場の簡約化MHDモデルによるL-H遷移シミュレーションを行い、ドリフト波不安定性がL-H遷移過程に与える影響を調査する。合わせて、計算条件設定の検討と乱流輸送解析に必要となるコード群の開発を行う。次に、三場(渦度、オーム則、圧力)の簡約化MHDモデルによるL-H遷移シミュレーション手法の構築を行う。低ベータ領域では電磁RBM乱流は静電RBM乱流と等価になるため、始めは低ベータ領域における電磁RBM乱流のL-H遷移シミュレーションを行い、本年度に得られた知見を基に計算結果の妥当性の検証を行う。低ベータ領域における三場のL-H遷移シミュレーション手法を確立した後、高ベータ領域における電磁RBMモデル、CDBM乱流輸送モデルへと段階的にL-H遷移モデルの高度化を行う。最後に、CDBM乱流によるL-H遷移シミュレーションによるパラメータスキャンを行い、圧力シアや磁気シアに対する不安定性成長率や熱拡散係数の応答特性を整理し、L-H遷移時の熱拡散消失に係る要因の定量的な評価を行う。得られた知見を基に、CDBM乱流輸送モデルの高度化を試みる。
哺乳類ミトコンドリアのタンパク質インポート因子の解析

ミトコンドリアタンパク質の多くはサイトソルにおいてプレ配列を持つ前駆体として合成されミトコンドリアに移行する。サイトソルで翻訳された前駆体がミトコンドリアの二重膜を透過するためには、不適切な凝集を防ぎ、膜透過に適したlooseな構造を保つ必要がある。我々は、この過程にhsc70-dj2分子シャペロン系が働いていることをin vitro移行実験系を用いて明らかにした。一方、哺乳類のミトコンドリア外膜上には前駆体の受容体であるTom20が働いている。Tom20は酵母で見出されている受容体因子であるが、一次構造上の相同性は低く、ヒトTom20に見いだされるQ-richドメインは酵母や赤パンカビのTom20には存在しない。我々はin vitroおよび培養細胞を用いた実験系を用いてこのドメインの役割を解析した。その結果Q-richドメインは、オルニチントランスカルバミラーゼ前駆体(pOTC)のプレ配列をもつGFP融合タンパク質(pOTC-GFP)の結合に必要であったが、pOTCでは必要なかった。これとは別に、培養細胞でヒトTom20を過剰発現させると核近傍にミトコンドリアが集積する現象が観察された。この集積にもヒトTom20のQ-richドメインが必要であった。Tom34は酵母のTomにしばしば見出されるモチーフを検索した結果得られた受容体候補である。Tom34は酵母には見出されず、哺乳類に存在する新規なインポート因子と考えられる。Tom34に対する抗体は種々の前駆体タンパク質のin vitroでのミトコンドリア移行を阻害した。Tom34培養細胞に過剰発現させると、前駆体のミトコンドリア輸送が阻害された。ミトコンドリアタンパク質の多くはサイトソルにおいてN末端にプレ配列を持つ前駆体として合成されミトコンドリアに移行する。我々はこれまでにヒト・オルニチントランスカルバミラーゼ前駆体(pOTC)や、green fluorescent protein(GFP)のN末端にpOTCのプレ配列を持つ融合タンパク質(pOTC-GFP)を用いて、培養細胞内でのミトコンドリア移行を解析してきた。その結果、hTom20の過剰発現により、pOTCの移行は阻害されるが、pOTC-GFPの移行は促進されること、また、pOTC-GFPの移行促進にはc末端領域が重要であることを示した。今回、hTom20のC末端領域を欠いた変異型とglutathione S-transferase(GST)との融合タンパク質を用いて、hTom20の各前駆体との相互作用をin vitroで検討した。その結果、C末端領域を頴田hTom20はいづれもpOTC-GFPのミトコンドリア移行を阻害したのに対し、pOTC-GFPの移行はほとんど阻害されなかった。また、hTom20のC末端領域を削ると、いずれの前駆体に対しても結合能が低下し、グルタミンに富む領域を削ると、pOTC-GFPに対する結合能はほぼ完全に失われたが、pOTCに対しては有意に結合能を残していた。異常の結果、グルタミン残基に富む領域周辺が・カルボキシ末端領域とともに前駆体のプレ配列との結合にも重要であることが分かった。

Tom20は酵母で見出されている受容体因子であるが、一次構造上の相同性は低く、ヒトTom20に見いだされるQ-richドメインは酵母や赤パンカビのTom20には存在しない。我々はin vitroおよび培養細胞を用いた実験系を用いてこのドメインの役割を解析した。その結果Q-richドメインは、オルニチントランスカルバミラーゼ前駆体(pOTC)のプレ配列をもつGFP融合タンパク質(pOTC-GFP)の結合に必要であったが、pOTCでは必要なかった。これとは別に、培養細胞でヒトTom20を過剰発現させると核近傍にミトコンドリアが集積する現象が観察された。この集積にもヒトTom20のQ-richドメインが必要であった。Tom34は酵母のTomにしばしば見出されるモチーフを検索した結果得られた受容体候補である。Tom34は酵母には見出されず、哺乳類に存在する新規なインポート因子と考えられる。Tom34に対する抗体は種々の前駆体タンパク質のin vitroでのミトコンドリア移行を阻害した。Tom34培養細胞に過剰発現させると、前駆体のミトコンドリア輸送が阻害された。ミトコンドリアタンパク質の多くはサイトソルにおいてプレ配列を持つ前駆体として合成されミトコンドリアに移行する。サイトソルで翻訳された前駆体がミトコンドリアの二重膜を透過するためには、不適切な凝集を防ぎ、膜透過に適したlooseな構造を保つ必要がある。我々は、この過程にhsc70-dj2分子シャペロン系が働いていることをin vitro移行実験系を用いて明らかにした。一方、哺乳類のミトコンドリア外膜上には前駆体の受容体であるTom20が働いている。今回、Tom22のヒトオルソログを同定し機能解析を行った。その結果、ヒトTom22はアミノ末端領域をサイトソルに、カルボキシ末端領域を膜間スペースに露出し、中央部に膜貫通領域を持つと考えられた。Tom22はTom20とコンプレックスを形成し、Tom22のサイトソル領域は前駆体タンパク質のレセプターとして機能することが示された。前駆体タンパク質とヒトTom22の変異型を用いた解析から、ヒトTom22のサイトソル領域のカルボキシ末端側はプレ配列の結合に、アミノ末端側は成熟体部分の結合に重要であることが示された。また、Tom20は前駆体タンパク質と主にプレ配列を介して結合するのに対して、Tom22はプレ配列と成熟体部分の両方を介して結合することが明らかとなった。
Development of Extracorporeal Lung and Renal Assist Device [ELRAD]

我々は低流量で血中二酸化炭素を高効率に除去することができる新規二酸化炭素除去システムを開発した.昨年度においては,一昨年度に行ったex vivo実験を踏まえて,開発した新システムを改良した上で生体豚を用いたin vivo実験を行った.新規システムは持続血液濾過透析装置に人工肺を組み込み,さらに酸および塩基を投与する構成である.6頭の実験用豚を鎮静,人工呼吸管理としてこれを接続した.In vivo実験は1Baselineプロトコル:血液濾過透析のみ(人工肺に酸素投与を行わない),2人工肺プロトコル:Baselineプロトコルに加えて人工肺から酸素投与を行う,3酸投与プロトコル:人工肺プロトコルに加えて塩酸を持続投与する,4塩基投与プロトコル(新規システム):酸投与プロトコルに加えて塩基を持続投与する,の4つのプロトコルで行った.実験中は常に血中二酸化炭素濃度が一定となるように,人工呼吸器の呼吸数のみを調整した.その結果,人工肺によって除去された二酸化炭素量は,酸投与プロトコルおよび塩基投与プロトコルでBaselineプロトコルに比して1.6倍となった.さらに,塩基投与プロトコルにおける分時換気量はその他のプロトコルの約半分まで減らすことができた.したがって,新規システムによって安全かつ効率的に血中二酸化炭素を除去できることが分かった.今後,臨床応用を目指してさらなる改良を行う.計画したex vivo実験およびin vivo実験を予定通り遂行することができた.その中で,ex vivo実験で確認されたシステムを動物実験に導入しても人工呼吸器の設定を減ずることができない問題が生じたが,システムの改良として塩基投与回路を加えることで,最終的な目標である肺保護療法に適って人工呼吸器設定を減ずることができた.以上から,実験はおおむね順調に進展していると判断した.現段階では,新しいシステムによって有効かつ安全に二酸化炭素を除去できることは証明されたが,一方で多量の酸投与および塩基の投与を要する.したがって,より効率的かつ実臨床に即した方法を模索する必要がある.溶液としての酸以外の方法を現在検索しており,具体的な実験を計画中である.また臨床応用を目指すに当たって安全機構を回路内に導入する必要がある.具体的には,人工肺機能が停止した場合に酸性血液が体内循環に戻らないようにpHアラートシステムの開発が必要と考えている.本研究は,酸塩基平衡を利用してCO2の除去効率を高め,さらに血液透析を組み込んで酸塩基平衡を調整することで,肺と腎臓の両方の臓器補助能を有する新規人工臓器(Extracorporeal Lung and Renal Assist Device [ELRAD])を開発し,その有効性,安全性を実証するものである.本年度は,まず動物実験の前段階として,以下の実験を行った.実験1:二酸化炭素(CO2)注入・除去のex-vivo実験系確立豚血を用いて, CO2注入用人工肺・CO2除去用人工肺・ヘモフィルターの順番に接続したex vivo回路を用いて,CO2除去用人工肺に酸素, CO2注入用人工肺にCO2を流し, CO2を除去・溶存可能であることを確認した.また, CO2濃度を60-70mmHg程度(pH7.4)に安定させられる条件を得た.これにより呼吸不全モデルの血液を得た.実験2:塩酸または乳酸の指摘投与量の実験ヘパリン加豚血に1mol/Lの塩酸および乳酸を追加したうえで血液ガス分析を行った.これによりCO2濃度が200-250mmHg (pH 6.8)まで上げられる投与量を得た.実験3:Ex-vivo酸投与実験実験1で見出した条件下でex vivo回路を構成し,さらに酸の投与を行った.1酸非投与下ではCO2濃度が高いままだが,実験2で得られた酸投与量で除去効率が高まった.2CO2濃度60-70mmHg程度(pH7.4)にはじめに揃えて,CO2濃度の減少推移を酸投与と酸非投与で比較しデータを得た.実験4:人工肺の酸素流量に関する実験1酸素流量の変化によるCO2除去効率の変化の確認酸素流量を徐々に増加させて, CO2濃度の低下を確認した.2人工肺後のpHと塩酸投与時のCL濃度の確認.塩酸および乳酸投与後のpHおよび高乳酸・CL血症の有無を確認した.結果として,軽度の高乳酸血症は認められたが,高CL血症は生じなかった.実験5:ヘモフィルター後のpHの確認と透析液流量の至適化に関する実験人工肺後のpHを確認し,透析液流量を調節した.当初の計画どおり,動物実験を前提としたex-vivo実験系の確立を行った.この実験において,呼吸不全モデル動物と同等の血液を作成し,またその血液を用いてERLADを実行することで,CO2がより効率的に除去できることを示した.動物実験にあたって,最終的に生成される血液に著しい問題点が無いかの確認も行った.すなわち,酸を投与することで溶血反応などの血液的有害事象が生じないか,またpHが7.35-7.45から大きく逸脱していないか,塩酸の投与によって高CL血症が生じないか,乳酸の投与によって高乳酸血症が生じないかである.これらのうち,乳酸投与による高乳酸血症は見られたが,その程度は軽度であり,一般的な運動で生じる量と比較すれば小さなものであることから,ただちに有害事象であるとは考えられなかった.しかし,動物実験に移行するにあたっては,塩酸を選択することを検討している.すでに非酸投与での回路実験を豚で確認しており,その回路自体の安全性は確認できている.

次年度は,実験用動物豚を用いて有用性と安全性を確認するため,現在その設定を調整している.ここまでの進行は,先に提出した計画書とほぼ同一であり,進行は順調である.我々は低流量で血中二酸化炭素を高効率に除去することができる新規二酸化炭素除去システムを開発した.昨年度においては,一昨年度に行ったex vivo実験を踏まえて,開発した新システムを改良した上で生体豚を用いたin vivo実験を行った.新規システムは持続血液濾過透析装置に人工肺を組み込み,さらに酸および塩基を投与する構成である.6頭の実験用豚を鎮静,人工呼吸管理としてこれを接続した.In vivo実験は1Baselineプロトコル:血液濾過透析のみ(人工肺に酸素投与を行わない),2人工肺プロトコル:Baselineプロトコルに加えて人工肺から酸素投与を行う,3酸投与プロトコル:人工肺プロトコルに加えて塩酸を持続投与する,4塩基投与プロトコル(新規システム):酸投与プロトコルに加えて塩基を持続投与する,の4つのプロトコルで行った.実験中は常に血中二酸化炭素濃度が一定となるように,人工呼吸器の呼吸数のみを調整した.その結果,人工肺によって除去された二酸化炭素量は,酸投与プロトコルおよび塩基投与プロトコルでBaselineプロトコルに比して1.6倍となった.さらに,塩基投与プロトコルにおける分時換気量はその他のプロトコルの約半分まで減らすことができた.したがって,新規システムによって安全かつ効率的に血中二酸化炭素を除去できることが分かった.今後,臨床応用を目指してさらなる改良を行う.計画したex vivo実験およびin vivo実験を予定通り遂行することができた.その中で,ex vivo実験で確認されたシステムを動物実験に導入しても人工呼吸器の設定を減ずることができない問題が生じたが,システムの改良として塩基投与回路を加えることで,最終的な目標である肺保護療法に適って人工呼吸器設定を減ずることができた.以上から,実験はおおむね順調に進展していると判断した.ヒトへの導入を目指して,まず実験用動物豚での有効性および安全性を確認する.その方法を以下のように考えている.実験用豚に全身麻酔を行い気管挿管,人工呼吸管理とする.また,静脈麻酔に加えて筋弛緩薬を用いることで人工呼吸器依存とする.呼吸器の設定はAssist controlモードとして呼吸数は固定し,動脈血液ガスでPCO2値が50mmHgとなるように適宜換気圧を調節する.設定されたタイミングで動脈圧ライン,血液浄化回路脱血部分,膜型人工肺前後,ヘモフィルター前後,血液浄化回路送血部分で血液ガスを測定する.人工肺ガス排出ポートにCO2測定器を装着し,CO2除去量を測定する.Primary endpointは動脈圧ラインから測定した血液ガスにおけるPCO2値を50mmHgとするために必要となるPressure control (cmH2O)値の推移とする.また,1人工呼吸器下のPeak pressure(cmH2O),Plateau pressure(cmH2O),Tidal Volume (ml),Minutes Volume (L/min)の推移, 2二酸化炭素除去量(⊿CO2), 3(必要であれば)
近代スポーツの日本的受容に関する研究

本研究は、バレーボール、水泳、テニスなどの近代スポーツの日本的受容について明らかにすることを目的としたものである。本年度は特に、games(遊戯)、スポーツマンシップ、テニス、バレーボールの日本的受容について研究した。その結果、それぞれ次のことが明らかになった。西洋の遊戯(game)の日本的受容は,必ずしも受動的なものではなかった。数多くの西洋の遊戯(game)を積極的に導入し、子供の自然性と快活さを擁護し、児童のレクリエーション習慣(遊戯世界)の形成、遊戯の持つ健康上の効用と道徳的効用という教育的認識を早く摂取した。しかしそれは日本の「国民教育」の形成期におけるナショナリズム、日本の児童、学校教育の実態から西洋的遊戯を膾炙し、「加工」して受容しようとする姿勢の上になされたのであった。テニスは、まず学校の中に取り入れられるが、外国のスポーツをそのまま吸収するのではなく、ゴム製の庭球ボールを開発するとともに、ダブルスを基本とする和式テニス(いわゆる軟式庭球)を普及させた。これは用具の経済的な効率を考えつつ、授業として展開できるように考案されたものであり、教育現場に適した日本的なスポーツの受容といえる。同様にバレーボールも、9人制が推進されたが、これも効率化と、身長や技術的な能力の差異を集団でカバーするという観点からも推進されており、やはり教育的な観点での日本的な受容と言える。以上の事から、日本における近代スポーツの受容については教育的な面、健康増進の面、さらには教育活動としての経済的効率の面から積極的に解釈され、それらの効果を高めるために、近代スポーツを受容、加工していったことが明らかになった。本研究は、運動会、バレーボール、オリンピック、水泳、テニスなどの近代スポーツの日本的受容について明らかにすることを目的とした。運動会の日本的受容について以下のことが明らかになった。わが国の運動会には、教科とは直接関係なくスポーツを楽しむ「競闘遊戯会」(海軍兵学寮)の系譜と、教科としての体操演習の成果を披露する「体操演習会」(体操伝習所)の系譜があるが、明治30年代に入ってこれら二つの系譜が交錯し、現在も行なわれている日本的な学校運動会が成立した。バレーボールの日本的受容について以下のことが明らかになった。バレーボールはYMCAによって日本に紹介されたが、やがて学校の課外活動として普及した。戸外で開かれた競技会において、日没による試合の中止を避けるため、サーブ件の有無に関わらずポイントする方式が考案され、やがて日本的なバレーボール(9人制)を成立させることになった。オリンピックの日本的受容については、東京高等師範学校長の嘉納治五郎、初の日本代表選手である金栗四三をとりあげ、そのオリンピックとのかかわりを検討した。日本オリンピック委員会ではなく、大日本体育協会を設立したことが、国民体育の振興や青少年に対する教育的な面を重要視していたことの表れであり、これらのことが日本的な受容であることを示唆した。水術については、嘉納の東京高等師範学校における高師流泳法について検討した。その結果、伝統的な水術を近代的に改編しつつ、教育的な意味をもたせて展開されたことが示唆された。

しかしそれは日本の「国民教育」の形成期におけるナショナリズム、日本の児童、学校教育の実態から西洋的遊戯を膾炙し、「加工」して受容しようとする姿勢の上になされたのであった。テニスは、まず学校の中に取り入れられるが、外国のスポーツをそのまま吸収するのではなく、ゴム製の庭球ボールを開発するとともに、ダブルスを基本とする和式テニス(いわゆる軟式庭球)を普及させた。これは用具の経済的な効率を考えつつ、授業として展開できるように考案されたものであり、教育現場に適した日本的なスポーツの受容といえる。同様にバレーボールも、9人制が推進されたが、これも効率化と、身長や技術的な能力の差異を集団でカバーするという観点からも推進されており、やはり教育的な観点での日本的な受容と言える。以上の事から、日本における近代スポーツの受容については教育的な面、健康増進の面、さらには教育活動としての経済的効率の面から積極的に解釈され、それらの効果を高めるために、近代スポーツを受容、加工していったことが明らかになった。