hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
呼吸系を標的とした新規抗真菌剤の創製に関する研究

新規の標的と作用機序を持つ選択性の高い抗真菌剤の開発が久しく待望されている。特異性の高い呼吸阻害剤の併用が、ミトコンドリアを中心とする病原性真菌のエネルギー代謝に致死的影響を与えて強力な増殖阻害を引き起こすことを、in vitroで確認した。本研究において、病原性真菌類のエネルギー代謝の中心を成すミトコンドリア内膜の呼吸系を標的とする選択性の高い抗真菌剤の実用化・臨床利用の基盤を確立するために、詳細な検討を加えた。病原性真菌のシアン耐性呼吸を担うalternativeoxidase核遺伝子破壊株のエネルギー代謝や酸化ストレス抵抗性を調べることにより、alteranative oxidaseの生理的役割、さらに抗生物質アスコフラノンの電子伝達阻害や増殖阻害のメカニズムに関して新たな知見が得られた。真菌症の主要な原因菌が属するカンジダ属酵母Candida maltosaのalternative oxidase核遺伝子破壊株を、野生株と比較検討した。これまでの研究経過と実績から、シアン感受性呼吸を阻害するアトヴァコンとシアン耐性呼吸を阻害するアスコフラノンの併用によるミトコンドリアの呼吸阻害による増殖阻害は、高い成功確率でin vivo系に応用できるものと予想した。In vitroの種々の条件下で、病原性真菌の増殖に対するアトヴァコンとアスコフラノンの併用効果を調べた。現在真菌症治療の臨床で繁用されている抗真菌剤、すなわちアゾール系抗真菌剤、アムホテリシンB、ミカファンギンとの効果の比較、同時添加による薬物間相互作用なども検討した。現在臨床使用されている抗真菌剤の標的は、細胞壁、細胞膜、ステロール合成系などであるが、新規の標的と作用機序を持つ選択性の高い抗真菌剤の開発が久しく待望されている。アトヴァコンとアスコフラノンの併用が、ミトコンドリアを中心とする真菌のエネルギー代謝に致死的影響を与えて強力な増殖阻害を引き起こすことを、既に確認した。本研究において、真菌類のエネルギー代謝の中心を成すミトコンドリア内膜の呼吸鎖電子伝達系を特異的な標的とする抗真菌剤の実用化の基盤を確立するために、検討を加えた。病原性真菌のシアン耐性呼吸を担うalternativeoxidase核遺伝子破壊株のエネルギー代謝や酸化ストレス抵抗性を調べることにより、alteranative oxidaseの生理的役割、さらにアスコフラノンの電子伝達阻害や増殖阻害のメカニズムが明らかになると考えた。真菌症の主要な原因菌が属するカンジダ属の酵母Candida albicans及びCandida maltosaのalternative oxidase核遺伝子破壊株を作成してあるので、野生株との詳細な比較をおこなった。これまでの研究経過と実績から、シアン感受性呼吸を阻害するアトヴァコンとシアン耐性呼吸を阻害するアスコフラノンの併用によるミトコンドリアの呼吸阻害による増殖阻害は、高い成功確率でin vivo系に応用できるものと予想している。現在臨床使用されている抗真菌剤、すなわちアゾール系抗真菌剤、アムホテリシンB、ミカファンギンとの効果の比較、同時添加による薬物間相互作用なども検討中である。アトヴァコンとアスコフラノンの併用が、ミトコンドリアを中心とする病原性真菌のエネルギー代謝に致死的影響を与えて強力な増殖阻害を引き起こすことを、既に確認した。本研究において、真菌類のエネルギー代謝の中心を成すミトコンドリア内膜の呼吸鎖電子伝達系を特異的な標的とする抗真菌剤の実用化の基盤を確立するために、詳細な検討を加えた。

In vitroの種々の条件下で、病原性真菌の増殖に対するアトヴァコンとアスコフラノンの併用効果を調べた。現在真菌症治療の臨床で頻用されている抗真菌剤、すなわちアゾール系抗真菌剤、アムホテリシンB、ミカファンギンとの効果の比較、同時添加による薬物間相互作用なども検討した。新規の標的と作用機序を持つ選択性の高い抗真菌剤の開発が久しく待望されている。アトヴァコンとアスコフラノンの併用が、ミトコンドリアを中心とする病原性真菌のエネルギー代謝に致死的影響を与えて強力な増殖阻害を引き起こすことを、既に確認した。本研究において、真菌類のエネルギー代謝の中心を成すミトコンドリア内膜の呼吸鎖電子伝達系を特異的な標的とする抗真菌剤の実用化の基盤を確立するために、詳細な検討を加えた。病原性真菌のシアン耐性呼吸を担うalternativeoxidase核遺伝子破壊株のエネルギー代謝や酸化ストレス抵抗性を調べることにより、alteranative oxidaseの生理的役割、さらに抗生物質アスコフラノンの電子伝達阻害や増殖阻害のメカニズムが明らかになると考えた。真菌症の主要な原因菌が属するカンジダ属の酵母Candida albicans及びCandida maltosaのalternative oxidase核遺伝子破壊株を作成してあるので、野生株との比較を追究した。とれまでの研究経過と実績から、シアン感受性呼吸を阻害するアトヴァコンとシアン耐性呼吸を阻害するアスコフラノンの併用によるミトコンドリアの呼吸阻害による増殖阻害は、高い成功確率でin vivo系に応用できるものと予想している。in vitroの種々の条件下で、病原性真菌の増殖に対するアトヴァコンとアスコフラノンの併用効果を調べた。
精神障害者の地域移行を促進する多機関連携によるクラウドシステムの構築と活用

本研究は、精神科病院の長期入院者の退院・地域移行を促進するために、精神科病院・地域事業所・行政による効果的な協働のモデルを構築することを目的とする。全国15圏域の精神科病院と地域移行支援に取り組む事業所を対象に、効果的なチーム支援のためのプログラム要素を検証した。評価ファシリテーターが各圏域を訪問してフィデリティを確認するとともに、実践家が参画しての意見交換会を開催した。これらの取組みにより『効果のあがる病院・地域統合型退院促進・地域定着支援プログラム実施マニュアル&ガイドライン』を作成し、併せてウェブを用いて各地の現場における効果的支援プログラムの向上を図るクラウドシステムを構築した。本研究の目的は、精神科病院に長期在院している社会的入院患者の退院・地域移行を促進し、地域社会での安定した生活への定着支援を実現することによって、精神病床の削減を図るために有効な精神科病院、地域事業所、行政の協働モデルを作るものである。WEBのクラウドシステムを用いて、実践家と協働して各地で展開されている取り組みを検証し、効果的な地域移行・地域定着支援のプログラムモデルとして効果を生み出すプログラム要素やプログラム理論を構築する。合わせて、精神科医療機関及び地域支援機関の実践現場で実施可能な効果的支援ガイドラインと実施マニュアルを作成し、全国各地での効果的地域移行・地域定着支援を推進することが本研究の目的である。「プログラムモデルの形成評価」としては、1プログラム理論の作成、2効果的援助要素の抽出、3実施マニュアルの作成、4フィデリティ尺度の開発、5アウトカム評価指標・尺度の開発、6全国20エリアの機関による効果的プログラムモデル形成評価試行、を行う。現在は、申請者らが開発してきた地域事業所の効果的実施モデルをベースに、暫定モデルに基づき上記手順の13の精査検討と並行して、45をおこなっている段階にあり、6については次年度に実施予定である。「クラウドシステムの整備と運用」については、研究参加機関にIDとパスワードを発行しログイン可能とし、クラウドシステムの内容はエリアIDにより、同一事例に係る精神科医療機関と地域支援機関等の協力機関のみ情報共有を可能とした。利用者アウトカムモニタリングとシステムアウトカムモニタリングを稼働し、クラウドシステムにより評価結果を即時視覚的にフィードバックすることを可能とした。今後このシステムを用いて、地域移行・地域定着支援途上にある利用者のモニタリングを継続し、評価ファシリテーターが研究参加機関とともに評価を行っていく。精神障害者の脱施設化・地域移行支援をめぐっては「病院と地域の連携」が最大の障壁となってきた現状を踏まえ、双方の実践家の取り組みから、より効果的プログラムモデルを現場に適用するための実施マニュアルを作成することとしてきた。しかし、参加予定機関に対する研究プロジェクト説明段階において、精神科病院内における合意形成と倫理審査等に想定以上の多大な時間を要し、さらに参加予定機関の圏域内で連携チームを構成する地域支援機関との密な情報交換に時間を要した。このため、当初予定していたプロジェクト参加機関20圏域の確保に時間を要すると共に、初年度に予定していた「プロジェクト参加機関意見交換会」が年度内には開催できなかった。全国20エリアの参加機関が一堂に会し、クラウドシステムを活用したアウトカムモニタリングの課題、創意・工夫等について議論する場を今後設けて、各地の実践家の取組みと現場の工夫をベースとして、プログラムモデルの形成評価を図り、病院・地域・行政統合型の包括的効果的援助要素を再構成し、フィデリティ評価尺度を開発していく予定である。本研究の目的は、精神科病院に長期在院している社会的入院患者の退院・地域移行を促進し、地域社会での安定した生活への定着支援を実現することによって、精神病床の削減を図るために有効な精神科病院・地域事業所・行政機関の連携協働モデルを作るものである。WEBのクラウドシステムを用いて、実践化と協働して各地で展開されている取り組みを検証し、効果的な地域移行・地域定着支援のプログラムモデルとして効果を生み出すプログラム要素やプログラム理論を構築する。現在は、申請者らが開発してきた地域事業所の効果的実施モデルをベースに、暫定モデルに基づき上記手順の14の精査検討と並行して、56を行っている段階にあり、6については次年度に実施予定である。「クラウドシステムの整備と運用」については、研究参加機関にIDとパスワードを発行してログイン可能とし、クラウドシステムの内容はエリアIDにより、同一事例に係る精神科医療機関と地域支援機関等の協力機関のみ情報共有を可能とした。利用者アウトカムモニタリングとシステムアウトカムモニタリングを稼働し、クラウドシステムにより評価結果を即時視覚的にフィードバックすることが可能とした。精神障害者の脱施設化・地域移行支援をめぐっては、「病院と地域の連携」が最大の障壁ととなってきた現状を踏まえ、双方の実践家の取り組みから、より効果的プログラムモデルを現場に適用するための実施マニュアルを作成することとしてきた。しかし、参加予定機関に対する研究プロジェクト説明段階において、精神科病院内における合意形成と倫理審査等に想定以上の時間を要し、さらに参加予定機関の圏域内で連携チームを構成する地域支援機関との密な情報交換に時間を要した。

このため、当初予定していたプロジェクト参加機関20圏域の確保に至らず、初年度に予定していた「プロジェクト参加機関意見交換会」が初年度内に開催できなかった。全国のプロジェクト参加機関が一堂に会し、クラウドシステムを活用したアウトカムモニタリングの課題、創意工夫等を議論する意見交換会を今年度9月3日に開催することができたが、次年度も同様の機会を設けて、各地の実践家の取り組みと現場の工夫をベースとして、プログラムモデルの形成評価を図り、病院・地域・行政統合型の包括的効果的援助要素を再構成し、フィデリティ評価尺度を開発していく予定である。本研究の目的は、精神科病院に長期在院している社会的入院患者の退院・地域移行を促進し、地域社会での安定した生活への定着支援を実現することによって、精神病床の削減を図るために有効な精神科病院、地域事業所、行政の協働モデルを作るものである。WEBのクラウドシステムを用いて、実践家と協働して各地で展開されている取り組みを検証し、効果的な地域移行・地域定着支援のプログラムモデルとして効果を生み出すプログラム要素やプログラム理論を構築する。合わせて、精神科医療機関及び地域支援機関の実践現場で実施可能な効果的支援ガイドラインと実施マニュアルを作成し、全国各地での効果的地域移行・地域定着支援を推進することを目的としている。今回の研究では、全国15圏域の精神科病院と地域移行支援に取り組む相談支援事業所をチームとして捉え、具体的な支援事例を通して、効果的な支援を構成するプログラム要素を検証した。評価ファシリテーターが各圏域を訪問してフィデリティをチェックするとともに、各圏域の実践家が参加しての意見交換会を開催して、地域移行支援の取組みを前進させるためのガイドライン作成を行った。また、クラウドシステムを活用して支援プログラムの向上を図るために、表計算ソフトを使用してパソコン上で調査及び結果表示まで可能なアプリを作成し、フィデリティ調査時に訪問先で即時にアンカーポイント及びグラフの表示ができるようシステムを構築した。これらの取組みにより、紙媒体で187頁に及ぶ『効果のあがる病院・地域統合型退院促進・地域定着支援プログラム実施マニュアル&ガイドライン』を作成し、地域移行支援に取り組む関係者に広く手交するとともに、WEBを用いて各地の現場における効果的支援を検証し得るクラウドシステムを構築した。本研究は、精神科病院の長期入院者の退院・地域移行を促進するために、精神科病院・地域事業所・行政による効果的な協働のモデルを構築することを目的とする。全国15圏域の精神科病院と地域移行支援に取り組む事業所を対象に、効果的なチーム支援のためのプログラム要素を検証した。評価ファシリテーターが各圏域を訪問してフィデリティを確認するとともに、実践家が参画しての意見交換会を開催した。
遺伝子発現の分子機構

I.免疫共同研究1989年のCNRSとの覚書に基づき、1994年に初めて実現化した免疫学領域における日仏共同研究は、本年度は次の四点にテーマを絞って行なわれた。1.T脂肪の分化・寛容機構の維持の分子機構およびその破綻によって生ずる自己免疫病の発症機構、2.B細胞分化における遺伝子発現の分子機構および情報伝達の分子機構、3.受容体からの情報伝達、4.発生分化と病態である。いづれの分野でも新しい発見があり、この共同研究が実り多いものであることを物語っている。とくに胚発生工学の導入によって新しい発生免疫学領域ともいうべき領域の確立とともに、新発見が沢山出ることが予測された。II.発生学共同研究(a)マウス・ポリコ-ム遺伝子であるmel-18は、ホメオボックス遺伝子群の発現コントロールを介して体軸前後軸の形成におよびリンパ系前駆細胞の増殖に必要であることが示された。もう一つのマウス・ポリコ-ム遺伝子であるbmi-1を欠失したマウス系統とmel-18欠失マウスとを交配することにより、ポリコ-ム遺伝子間で遺伝的相互作用があることを照明した。このダブル欠失マウスの解析によりポリコ-ム複合体の機能を明らかにしうると考える。(b)in vitro培養系の解析において、水晶体線維細胞特異的に発現する遺伝子βB1-クリスタリン遺伝子の上流領域には、エンハンサーPL2配列が存在することを明らかにした。個体レベルにおいても水晶体特異的な遺伝子発現にも重要であるかどうかをトランスジェニックマウスを作成して調べた結果、この配列は必要ではあるが十分ではないことが明らかになった。III.分子認識共同研究thiostreptonによって誘導されるタンパク質は、thiostreptonと結合することによりそのプロモーターからの転写を促進する。そこで、当研究室で単離したthiostreptonと同様の活性を持つ化合物群が、thiostrepton結合蛋白と結合しうるかどうかを検討した。thiostreptonと同様な活性を有する化合物を探索し、土壌微生物の代謝産物からのスクリーニングを行ったところ、新規チオペプチド系化合物promothiocinAおよびB、thotipin、geninthiosin、thioactin、promoinducinを見いだした。次に、チオペプチド化合物の側鎖部分の長さとtipAプロモーター誘導活性の相関を検討したところ、Deala側鎖の長さに依存して強い活性を示すことが判明した。IV.バイオセンサー共同研究アセチルコリンエステラーゼ(AChE)を用いた高感度有機リン系農薬センサーの開発を行った。すなわち、アセチルチオコリンを基質としたときの生成物チオコリンを低電位で酸化するため、メディエーターとしてフェロセン誘導体を固定化したナフィオン膜被覆電極を作製した。また、AChE・メディエーター・ナフィオン固定化電極のアセチルチオコリンに対する電流応答および有機リン系殺虫剤に対するその阻害度を調べた。

また、AChE・メディエーター・ナフィオン固定化電極のアセチルチオコリンに対する電流応答および有機リン系殺虫剤に対するその阻害度を調べた。I.免疫共同研究1989年のCNRSとの覚書に基づき、1994年に初めて実現化した免疫学領域における日仏共同研究は、本年度は次の四点にテーマを絞って行なわれた。1.T細胞の分化・寛容機構の維持の分子機構およびその破綻によって生ずる自己免疫病の発症機構、2.B細胞分化における遺伝子発現の分子機構および情報伝達の分子機構、3.受容体からの情報伝達、4.発生分化と病態である。いずれの分野でも新しい発見があり、、この共同研究が実り多いものであることを物語っている。とくに胚発生工学の導入によって新しい発生免疫学領域ともいうべき領域の確立とともに、新発見が沢山出ることが予測された。II.発生学共同研究(a)マウス・ポリコ-ム遺伝子であるmel-18は、ホメオボックス遺伝子群の発現コントロールを介して体軸前後軸の形成におよびリンパ系前駆細胞の増殖に必要であることが示された。もう一つのマウス・ポリコ-ム遺伝子であるbmi-1を欠失したマウス系統とmel-18欠失マウスとを交配することにより、ポリコ-ム遺伝子間で遺伝的相互作用があることを証明した。このダブル欠失マウスの解析によりポリコ-ム複合体の機能を明らかにしうると考える。(b)in vitro培養系の解析において、水晶体線維細胞特異的に発現する遺伝子βB1-クリスタリン遺伝子の上流領域には、エンハンサーPL2配列が存在することを明らかにした。固体レベルにおいても水晶体特異的な遺伝子発現にも重要であるかどうかをトランジェニックマウスを作成して調べた結果、この配列は必要ではあるが十分ではないことが明らかになった。III.分子認識共同研究thiostreptonによって誘導される蛋白質は、thiostreptonと結合することによりそのプロモーターからの転写を促進する。そこで、当研究室で単離したthiostreptonと同様の活性を持つ化合物群が、thiostrepton結合蛋白と結合しうるかどうかを検討した。thiostreptonと同様な活性を有する化合物を検索し、土壌微生物の代謝産物からのスクリーニングを行ったところ、新規チオペプチド系化合物promothiocinAおよびB、thotipin、geninthiosin、thioactin、promoinducinを見いだした。次に、チオペプチド化合物の側鎖部分の長さとtipAプロモーター誘導活性の相関を検討したところ、Deala側鎖の長さに依存して強い活性を示すことが判明した。IV.バイオセンサー共同研究アセチルコリンエステラーゼ(AChE)を用いた高感度有機リン系農薬センサーの開発を行った。
中高齢者における体力水準の健康影響に関する分析疫学的研究

全国4か所の健康増進センターを1983年から1987年に受診した40歳以上の男女4771人(男2323人、女2448人)を対象として、運動習慣、生活習慣および反復横飛び、立位体前屈、上体起こし、握力、垂直飛び等の体力水準について調査した。この受診者を平成8年まで追跡した結果、4692人の転帰を確認することができた。死亡者は男168人、女51人の計219人であった。悪性新生物による死亡割合は男40.5%、女37.3%、循環器疾患は男18.5%、女19.6%と全国の死亡割合に比べ悪性新生物による死亡割合が高い結果となった。体力水準と死亡の関連についてCoxの比例ハザードモデルを用いて解析した結果、性年齢を調整したハザード比は、反復横飛びが標準未満のものは標準以上のものに比べ1.46(95%信頼区間、1.04-2.05)、垂直飛び1.60(1.09-2.36)と有意に総死亡の危険が高い結果となった。立位体前屈についてはハザード比が1.35(0.95-1.90)と5%水準では有意でなかったが、負の関連がみられた。循環器疾患死亡では垂直飛びが標準未満のものは以上のものに比べハザード比が3.81(1.64-8.84)と有意に高い結果となった。また、反復横飛び、立位体前屈、上体起こし、握力、垂直飛びのうち2つ以下しか標準以上でなかったものは3つ以上標準以上であったものに比べ循環器疾患の死亡のハザード比は2.76(1.07-7.07)と約3倍高い危険となった。これらの関連は、喫煙歴を調整しても同様の傾向がみられた。性別にみると、男でこの関連が顕著であった。体力水準の低いものでは、総死亡、循環器疾患死亡のいずれもリスクを上げていたことから、中高年者の体力水準の向上により、死亡のリスクを低下させることが期待できると考えられた。全国4か所の健康増進センターを1983年から1987年に受診した40歳以上の男女4771人(男2323人、女2448人)を対象として、日常生活活動状況(ADL)、継続的な運動の有無、喫煙・飲酒状況、死亡者については死亡年月日と死亡原因を追跡調査した。平成8年までの死亡が確認できたのは男168人、女51人の計219人(4.6%)であった。生存が確認できたのは男1967人、女2189人の計4156人(87.1%)であった。男の153人、女の164人の計317人(6.6%)については転勤等の理由により追跡ができなかった。体力水準と死亡の関連についてMantel-Haenszel法により予備的に解析を行った結果、体力水準が標準未満であった者は標準以上であった者に比べ性・年齢を調整した死亡の相対危険は、反復横飛び1.41(95%信頼区間1.03-1.91)、立位体前屈1.41(1.03-1.93)、垂直飛び1.59(1.12-2.27)と有意に高い結果が得られた。

上体起こしと握力は有意ではなかったが、標準未満の者は標準以上の者に比べそれぞれ死亡のオッズ比は1.24(0.94-1.63)、1.19(0.83-1.71)と上昇していた。体力水準別に死因割合をみると反復横飛び、握力、垂直飛びが基準以上の者で、基準未満の者に比べ循環器疾患による死亡の割合が低い結果となった。立位体前屈、上体起こしでは循環器疾患による死亡の割合に両群で違いはみられなかった。体力水準の低い者の方が総死亡のリスクが高く、循環器疾患による死亡割合が高かったことから、中高年者の体力水準の向上は、総死亡および循環器疾患の予防に効果があることが示唆された。来年度はコックスの比例ハザードモデルを用いて交絡因子の影響を調整し体力水準の向上の影響をさらに詳細に評価する予定である。全国4か所の健康増進センターを1983年から1987年に受診した40歳以上の男女4771人(男2323人、女2448人)を対象として、運動習慣、生活習慣および反復横飛び、立位体前屈、上体起こし、握力、垂直飛び等の体力水準について調査した。この受診者を平成8年まで追跡した結果、4692人の転帰を確認することができた。死亡者は男168人、女51人の計219人であった。悪性新生物による死亡割合は男40.5%、女37.3%、循環器疾患は男18.5%、女19.6%と全国の死亡割合に比べ悪性新生物による死亡割合が高い結果となった。体力水準と死亡の関連についてCoxの比例ハザードモデルを用いて解析した結果、性年齢を調整したハザード比は、反復横飛びが標準未満のものは標準以上のものに比べ1.46(95%信頼区間1.04-2.05)、垂直飛び1.60(1.09-2.36)と有意に総死亡の危険が高い結果となった。立位体前屈についてはハザード比が1.35(0.95-1.90)と5%水準では有意でなかったが、負の関連がみられた。同様に悪性新生物死亡についてみると、垂直飛びが標準未満のものでは標準以上のものに比べハザード比が1.60(1.09-2.36)とリスクが高かった。循環器疾患死亡では垂直飛びが標準未満のものは以上のものに比べハザード比が3.81(1.64-8.84)と有意に高い結果となった。また、反復横飛び、立位体前屈、上体起こし、握力、垂直飛びのうち2つ以下しか標準以上でなかったものは3つ以上標準以上であったものに比べ循環器疾患の死亡のハザード比は2.76(1.07-7.07)と約3倍高い危険となった。これらの関連は、喫煙歴を調整しても同様の傾向がみられた。体力標準の低いものでは、総死亡、悪性新生物死亡、循環器疾患死亡のいずれかもリスクを上げていたことから、中高年者の体力水準の向上により、死亡のリスクを低下させることが期待できると考えられた。
発達段階に応じた「生きる力」を育成する社会科学習材の開発研究

本研究の目的は,国際化・情報化・環境の悪化といった社会の急激な変化に主体的に対応していくことができるような児童・生徒を育成する社会科授業の改善という視点から,発達段階に応じた「生きる力」を育成する社会科の国際理解学習・環境学習・情報学習に関する学習材を,実験・実証的研究を通して開発していくことである。4年間の本研究の成果は,次の3点である。(1)「生きる力」を育成する社会科授業構成の理論仮説の発見,教材研究,授業計画案の作成,研究授業の実施,授業の分析・評価,理論仮説・授業計画の吟味・修正という実験・実証的研究を通して,不十分ではあるが,学習材の開発を試みたこと。(2)「生きる力」を育成する社会科の学習開発において重視することが必要な視点を明らかにしたこと。社会科国際理解学習では,(1)文化理解の力,(2)関係理解の力,(3)問題解決の力,以上の3点が重要であること。社会科環境学習と社会科情報学習では,共通して,(1)問題発見力,(2)情報活用能力,(3)探求力(思考力),(4)意思決定力(判断力),以上の4点が重要であること。(3)小学校中学年,小学校高学年,中学校の児童・生徒の発達段階に応じた学習材開発の、視点を仮説として設定することができたこと。社会科国際理解学習における文化理解という観点では,小学校中学年では異文化の特色(相違点)の理解,小学校高学年では異文化の特色の背景の理解,中学校段階では異文化の相違点・共通点の背景と文化の一般性の理解が大切であること。社会科環境学習や社会科情報学習では,小学校中学年では問題発見力と情報活用能力の育成を,小学校高学年では探求力の育成を,中学校段階では意思決定力の育成を重視するすることが大切であることである。本研究の目的は,発達段階に応じた「生きる力」を育成する社会科の国際理解学習・環境学習・情報学習に関する学習材を,実験・実証的研究を通して開発していくことである。平成10年度には,(1)全国各地の図書館等からの社会科国際理解教育・環境教育・情報教育に関する文献・資料の調査・収集,(2)文献・資料の調査・収集に基づく国際理解教育・環境教育・情報教育に関する社会科授業の現状と課題の解明,(3)「生きる力」を育成する社会科授業構成の理論仮説の発見,以上の3点について研究を行った。その結果として,次の3点が明らかになった。(1)社会科で育成する「生きる力」とは,国際化・情報化・環境の悪化といった社会の急激な変化や課題に対して一人一人が合理的な社会的判断を行い,適切な社会的行為を選択・決定していくために必要な社会的な見方・考え方であると考えられること。(2)国際理解教育・環境教育・情報教育に関する社会科授業には,事実的な見方・考え方を重視した「理解型」「説明型」の授業と,価値的な見方・考え方を重視した「問題解決型」「意思決定型」の授業があること。(3)これからの国際理解学習・環境学習・情報学習においては,(1)「社会を知る」「社会がわかる」「社会に生きる」ための見方・考え方の育成,(2)内容的・方法的な見方・考え方の育成,(3)学級という社会的関係の中での相互作用を通した見方・考え方の育成,以上の3点が重要であり,そのためには,「理解型」「説明型」「問題解決型」「意思決定型」の授業を統合した「社会的課題の研究学習」を方法原理とする授業構成が必要であること。本研究の目的は,発達段階に応じた「生きる力」を育成する社会科の国際理解学習・環境学習・情報学習に関する学習材を,実験・実証的研究を通じて開発していくことである。

平成11年度には,国際理解学習に焦点をあて,(1)社会科国際理解学習の学習材開発のための教材研究(フィールド・スタディや文献・資料の調査・収集と分析),(2)理論仮説に基づく小学校中学年・小学校高学年・中学校段階の単元レベルの授業計画の作成,(3)授業計画案に基づく研究授業の実施と理論仮説・授業計画案の吟味・修正,以上の3点について研究を行った。その結果として,次の3点が明らかになった。(1)社会科国際理解学習で育成する「生きる力」としては,次の3点が重要であること。(1)自国と他国・他民族の文化の特質を相互に理解するために必要な文化理解の力。(2)もの・人・情報の国際化や現代世界の相互依存関係や競合関係といった国際化社会の現実とそれに伴う諸問題を理解するために必要な関係理解の力。(3)環境問題や核戦争の脅威といった人類が直面しているグローバルな課題を思考・判断する問題解決の力。(2)発達段階に応じた社会科国際理解学習という観点では,例えば文化理解学習の場合においては,小学校中学年では異文化の特色(相違点)の理解が,小学校高学年では異文化の特色の背景(相違点を生み出した地理的・歴史的・社会的条件)の理解が,中学校段階では異文化の相違点・共通点の背景と文化の一般性の理解が大切であること。(3)「生きる力」を育成する社会科国際理解学習の学習材としては,文化理解学習の場合は食文化や遊び・スポーツなどの具体的な日常の生活文化が,関係理解学習の場合は姉妹友好都市関係やスポーツの国際大会などの具体的な国際関係がつかめる活動が,問題解決学習の場合は青年海外協力隊やユニセフなどの問題解決に向けた具体的な国際協力の活動が有効であること。本研究の目的は,発達段階に応じた「生きる力」を育成する社会科の国際理解学習・環境学習・情報学習に関する学習材を,実験・実証的研究を通して開発していくことである。平成12年度には,環境教育に焦点をあて,(1)社会科環境学習の学習材開発のための教材研究(フィールド・スタディや文献・資料の調査・収集と分析),(2)理論仮説に基づく小学校中学年・小学校高学年・中学校段階の単元レベルの授業計画案の作成,(3)授業計画案に基づく研究授業の実施と理論仮説・授業計画案の吟味・修正,以上の3点について研究を行った。(1)社会科環境学習で育成する「生きる力」としては,次の4点が重要であること。(1)具体的な活動や体験を通して環境から知的な問題や実践的な問題を見つけることができる問題発見力。(2)問題を解決するために必要な情報を受信したり,情報を発信したりする情報活用能力。(3)知的な問題「なぜ,どうして」を解決する探求力(思考力)。(4)実践的な問題「どうしたらよいか,どの解決策がより望ましいか」を解決する意思決定力(判断力)。(2)発達段階に応じた社会科環境学習という観点では,小学校中学年では問題発見力と情報活用能力の育成を,小学校高学年では知的な問題を解決する探求力の育成を,中学校段階では実践的な問題を解決する意思決定力の育成を重視するすることが大切であること。(3)「生きる力」を育成する社会科環境学習の学習材としては,環境のよさや現状,環境の働き,環境と人間生活のかかわり,環境の問題(地球温暖化,オゾン層の破壊,熱帯林の減少,酸性雨,海洋汚染,都市・生活型公害),環境保全の取り組みや環境問題解決の新しい知恵などを取り上げることが有効であること。
ハードウェアの動的再構成機能を積極的に利用する計算パラダイムの探求

本研究では、動的に機能を書き換えられれるハードウェアの可能性を追求するために、新しいアーキテクチャ、設計手法、利用方法など様々な面について新しい知見を得ることを目指している。今年度はこれらに関して、以下のような研究を進めた。1.SATを再構成可能なデバイスで解く効率の良い手法の開発ソフトウェアSATソルバはnonchronologicalバックトラッキング、clauseレコーディングを用いて、大幅な速度増加を実現している。しかしながら、これらの手法は複雑な処理を必要とするため、多くのハードウェアSATソルバでは実装されていない。そこで、これらの手法を複雑な処理を用いずに動的ハードウェアで実装する方法を提案した。EDAに関する問題において現在のソフトウェアSATソルバに比べ32-197倍の処理速度増加を見積もる事ができた。2.1ビットプロセッサアレイ向け再構成可能1ビットプロセッサアレイ向けのハード・ソフト協調設計リコンフィギュラブルアーキテクチャ向けのHW/SW分割手法に関しては、既に多くの研究が行われている。しかし、1ビットプロセッサアレイ向けのHW/SW分割手法には、従来の手法をそのまま適用することはできない。そこで、ヒューリスティックなアルゴリズムを用いた1ビットプロセッサアレイ向けHW/SW分割手法を提案した。提案手法は、1ビットアーキテクチャではパイプラン処理が可能であることを考慮して、ハードウェアではパイプライン処理が可能であることをスケジューリングのコスト計算に勘案することにより従来手法よりも効率的なスケジューリングを可能とした。これらの研究成果を踏まえて、今後更なる研究を進め、動的再構成可能なデバイスの利用方法を明らかにすることを目指す。1990年代初めから機能を書き換え可能なハードウェア(FPGA, CPLDなど)を用いて問題を解く「リコンフィギャラブルコンピューティングが従来のノイマン型の計算方式を打破する計算手法として注目され活発に研究されている。本研究では、その可能性を追求するために、新しいアーキテクチャ、設計手法、利用方法など様々な面について新しい知見を得ることを目指している。1配線リソースを考慮した再構成可能1ビットプロセッサアレイ再構成可能ハードウェアの配線面積を減らすことを目標として、ビットシリアルのプロセッサエレメントを配列上にした再構成可能アーキテクチャを提案した。提案したアーキテクチャは、省配線領域であるが柔軟な配線構造、プロセッサエレメント数の拡張が容易であるという特徴を持っている。他の手法より少ないチップ面積でDCT演算器をマッピングできることを確認した。2例外処理を効率的に検出する動的再構成可能計算機アーキテクチャ多くの条件を同時に判定する例外処理を効率的に処理するためのマルチコンテキスト型の粗粒度再構成可能アーキテクチャを提案した。提案したアーキテクチャは、条件により動的にハードウェアを再構成して同時に多くの条件をハードウェアで判定可能なためCPUによる方法よりも高速である。3問題の解法中に状況が変化する計算パラダイムの追及問題の解法中に状況が変化する計算パラダイムが動的再構成可能アーキテクチャの適しているアプリケーションの一つと考えられる。今年度は、Partially Solving Method (PSM)と呼ばれる連立方程式の高速な解法が、この手法の特徴である「お互いに依存関係のない部分問題として分解でき、それらは動的に決定される」という性質を持つことがわかった。今後は、さらに検討を進めて、PSMを解くための再構成可能なアーキテクチャを検討する。1.動的再構成デバイスのためのオンラインタスク配置手法将来の動的再構成デバイスでは例えば、CLB単位ぐらいの粒度で実行時に機能を書き換えられるようになると期待されている。その場合マルチタスクをオンラインで配置して実行することが可能となるが、具体的にどのように配置すべきかを、既存の研究では考慮されていないI/0の通信量を考慮しながら決定する手法を開発した。2.配線リソースを考慮した再構成可能1ビットプロセッサアレイ向けの論理設計昨年度開発した再構成可能1ビットプロセッサアレイ向けの配置配線手法を考案した。1ビットプロセッサアレイではその特殊な配線構造が,アプリケーションマッピングの際の妨げとなっている.そこで,スロットと呼ばれる概念を用いた配置配線を行う手法を考案しその効果を検証した。3.SATを再構成可能なデバイスで解く手法の改良今年度は、SATを再構成可能デバイスで解法する既存の手法において、ホストCPUとの通信量を大幅に削減する方法を考案した。今後は、考案した手法を実装して効果を検証する。

EDAに関する問題において現在のソフトウェアSATソルバに比べ32-197倍の処理速度増加を見積もる事ができた。2.1ビットプロセッサアレイ向け再構成可能1ビットプロセッサアレイ向けのハード・ソフト協調設計リコンフィギュラブルアーキテクチャ向けのHW/SW分割手法に関しては、既に多くの研究が行われている。しかし、1ビットプロセッサアレイ向けのHW/SW分割手法には、従来の手法をそのまま適用することはできない。そこで、ヒューリスティックなアルゴリズムを用いた1ビットプロセッサアレイ向けHW/SW分割手法を提案した。提案手法は、1ビットアーキテクチャではパイプラン処理が可能であることを考慮して、ハードウェアではパイプライン処理が可能であることをスケジューリングのコスト計算に勘案することにより従来手法よりも効率的なスケジューリングを可能とした。これらの研究成果を踏まえて、今後更なる研究を進め、動的再構成可能なデバイスの利用方法を明らかにすることを目指す。
大動脈解離におけるチロシンキナーゼSykによる生体防御機構の解明と治療応用

本研究では、大動脈解離における非受容体チロシンキナーゼSykの役割を明らかにし、治療応用の可能性を探索する。申請者は予備的検討から解離病態において、免疫制御分子Sykがマクロファージおよび平滑筋細胞で活性化すると発見した。また、Sykが解離病態に対し生体防御的に働き、解離抑制的に働くことを示唆するデータを得た。本研究では、解離病態に対しSykを中心とした生体防御機構というこれまでにない新しい視点から解離病態の解明を目指す。本研究によりSykを中心とした生体防御メカニズムのロジックが解明されれば解離病態に対する生体防御機構の統一的理解が得られるであろう。
二酸化炭素資源化に資する低エネルギー条件におけるメタノール合成触媒の開発

脱化石資源に資する二酸化炭素の大規模な資源化手法として、二酸化炭素と水素との化学反応によるメタノール合成が注目されている。本反応は触媒の存在により進行し、既存の触媒では250 °C程度の高温条件が必要である。そのため、より温和な条件で機能する触媒の獲得は重要な課題である。本研究では、研究代表者が見いだしてきたアミジン類のDBUと銅によって発現する触媒機能の知見を基盤として、メタノール合成に資する新規アミジンー銅触媒を開発する。
筋萎縮性側索硬化症に対する再生治療および新規抗アポトーシス治療法の開発

我々はALSモデルマウスとして、G93A mutant human SOD1トランスジェニックマウスを用いて、運動ニューロン死の機序を調べ、かつ様々な試みを行ってきた。そのひとつとして神経栄養因子IGF-1の腰部髄腔内投与による、モデルマウス治療実験がある。この研究では、皮下において浸透圧ミニポンプから腰部髄腔内ヘカテーテルを用いてIGF-1を持続的に投与したもので、血液脳関門の中に直接IGF-1を注入することで、運動ニューロンへの良好なdrug deliveryをねらったものである。この研究では1ヶ月間、注入を持続できるポンプを使用し、毎月ポンプを交換して4ヶ月にわたって治療を行った。その結果、IGF-1髄注によって軽度ながらG93Aマウスの発症が遅延しかつ寿命が延長することを観察した。組織学的検索を行ったところ、運動ニューロン内の生存因子、p-Akt、p-ERKを増加させることがわかり、これらの生存因子がアポトーシスを抑制することにより、臨床的な有効性を発揮することが推測された(Narai H, Abe K. JNeurosci Res,2005)。また、ALS脊髄での神経幹細胞の増殖、移動、分化を検討するため、増殖効果の高い上皮細胞成長因子(EGF)と塩基性線維芽細胞増殖因子(FGF2)投与を行った。発症したALS脊髄では神経幹細胞の増殖、前角への移動が活性化し、EGF+FGF2投与によりさらに活性化され、かつ神経前駆細胞への分化が進んだことがわかった(Ohta Y, Abe K. J Neurosci Res,2006)。Bcl-X_Lの合成誘導体であるFNKは強力な抗アポトーシス作用を持っており、その有効性はすでに培養細胞および脳虚血モデルでは報告されている。そこで、上記のFNKをより中枢神経系に充分に到達しかつ細胞膜を通過して細胞質内で有効性を発揮させるために、FNKと血液脳関門及び細胞膜通過作用のあるPTD(protein transduction domain)を融合し、投与法の改良を加えた。まず、pTAT-HA-GFP vector(Washington University in St.LouisのDr.Dowdyにより供給)よりPTD-HA-GFPを精製し、これを浸透圧ポンプを用いマウス腰髄レベルに1W持続注入し、腰髄運動ニューロンにPTD-GFPが良好に取り込まれることを確認した。次に、PTD-FNKを浸透圧ポンプを用いマウス腰髄レベルに4W持続注入し、それぞれの手法と対照群(人工髄液)において、生存日数、運動量、体重の変化について比較検討した。その結果、PTD-FNK群で有意に生存曲線の延長、運動量の増加、体重減少の抑制を認めた。さらにPTD-FNK群で腰髄の運動ニューロン死を抑制し、cleaved caspase3、9およびTUNEL陽性細胞の有意な減少を認め、抗アポトーシス作用を確認した(Ohta Y,Abe K. submitted)。

その結果、PTD-FNK群で有意に生存曲線の延長、運動量の増加、体重減少の抑制を認めた。さらにPTD-FNK群で腰髄の運動ニューロン死を抑制し、cleaved caspase3、9およびTUNEL陽性細胞の有意な減少を認め、抗アポトーシス作用を確認した(Ohta Y,Abe K. submitted)。我々はALSモデルマウスとして、G93A mutant human SOD1トランスジェニックマウスを用いて、運動ニューロン死の機序を調べ、かつ様々な試みを行ってきた。そのひとつとして神経栄養因子IGF-1の腰部髄腔内投与による、モデルマウス治療実験がある。この研究では、皮下において浸透圧ミニポンプから腰部髄腔内ヘカテーテルを用いてIGF-1を持続的に投与したもので、血液脳関門の中に直接IGF-1を注入することで、運動ニューロンへの良好なdrug deliveryをねらったものである。この研究では1ヶ月間、注入を持続できるポンプを使用し、毎月ポンプを交換して4ヶ月にわたって治療を行った。その結果、IGF-1髄注によって軽度ながらG93Aマウスの発症が遅延しかつ寿命が延長することを観察した。組織学的検索を行ったところ、運動ニューロン内の生存因子、p-Akt、p-ERKを増加させることがわかり、これらの生存因子がアポトーシスを抑制することにより、臨床的な有効性を発揮することが推測された(Narai H, Abe K. JNeurosci Res, 2005)。Bcl-X_Lの合成誘導体であるFNKはBcl-X_Lと比較してより強力な抗アポトーシス作用を持ち、その有効性はすでに培養細胞および脳虚血モデルでは報告されており、このFNKと前述の有効性が確認できたIGF-1を髄腔内投与し、FNKの中枢神経系への移行を亢進させることでよりさらに有効性を高めることを目的としている。FNKおよびFNK-PTD融合タンパク質は、日本医科大学老人病研究所生化学部門教授太田成男先生および麻生定光先生よりすでに供給され、またPTDはWashington University in St.LouisのDr.DowdyからpTAT-HA vectorとTAT-β-gal vectorがすでに供給されており、これからタンパク質を作成しマウスへ腹腔内あるいは静脈内投与することで、HAおよびβ-galを検出し、脳内および脊髄組織内へPTDがどれだけ移行するかを現在検討中である。FNKが中枢神経系に充分に到達しかつ細胞膜を通過して細胞質内で有効性を発揮させるために、投与法の改良を行う。これには、直接的に髄腔内に投与を行う方法と、HIV/TatのPTD(protein transduction domain)をFNKに結合させた物質を投与することで行う。交付期間の2年以内に、神経幹細胞と抗アポトーシス療法(IGF-1およびFNK)の、FNKのALSモデルに対する有効性と安全性、および最も有効な投与法の開発を行う予定である。
側底膜型ペプチドトランスポータの機能解析と遺伝子クローニング

小腸上皮細胞の刷子縁膜に発現するペプチドトランスポータ(PEPT1)は、小分子ペプチドやペプチド類似薬物の吸収を媒介し、生理並びに薬物動態学的に重要な役割を果たしている。さらに近年、ペプチド結合を持たないバラシクロビルなど非ペプチド性化合物もまた、PEPT1に認識・輸送されることが明らかにされ、薬物送達システムの標的分子としても注目されている。一方、小腸上皮細胞の側底膜には、PEPT1とは異なる促進拡散型のペプチドトランスポータが発現し、ペプチド類似薬物の細胞から血管側への移行を媒介している。本研究課題では、1)小腸側底膜型ペプチドトランスポータによる非ペプチド性化合物の認識特性を解析するとともに、2)小腸と腎臓の側底膜型ペプチドトランスポータの機能特性について比較精査した。1)小腸側底膜型ペプチドトラスポータは、PEPT1と同様にδ-アミノレブリン酸など非ペプチド性化合物を認識したが、一部の非ペプチド性化合物は認識しなかった。またδ-アミノレブリン酸の側底膜型ペプチドトランスポータに対する親和性やpHプロファイルは、ペプチド性化合物と類似していた。従って一部の非ペプチド性化合物は、PEPT1と側底膜型ペプチドトランスポータの協調的作用によって経細胞輸送を受けることが明らかになった。また両トランスポータの非ペプチド性化合物に対する認識性の差異は、側底膜型ペプチドトランスポータの遺伝子クローニングを行う際に、有用な知見であることが示唆された。2)腎皮質切片や培養腎上皮細胞を用いた検討より、腎臓には小腸の側底膜型ペプチドトランスポータとは異なる新規ペプチドトランスポータの発現していることを見出した。両トランスポータは、ほぼ類似の基質特異性を有する促進拡散型のトランスポータであるが、基質親和性や輸送の方向性などが大きく異なっていた。この成果は小分子ペプチドやペプチド類似薬物の腸管吸収や腎動態を考える上で、有用な基礎的知見になりうると考えられる。
衝動的攻撃行動を生み出す内分泌および脳内環境の解析

衝動的攻撃行動は社会的な問題となっているにもかかわらず、適切なモデルの作成が行われていなかったことから、神経化学的な解析がなされていない。本教室ではラットに対し微細脳定位手術を行い、脳内の神経伝達物質を変化させた新規モデル動物の作成に成功した。このモデル動物はintactの動物に比べ攻撃行動が顕著に増加し、前後に社会的な行動を伴わないという特徴を持つ。本研究は、このモデル動物の神経科学的な解析を行い、衝動的な攻撃行動の機序を解明することを目的とした。動物を麻酔し、脳定位装置(本申請にて購入)にて固定し、背側および正中縫線核にセロトニン神経毒である5,7-dihydroxytryptamineを注入した。1週間後に上行性のノルアドレナリン神経路に6-hydroxydopamineを同様に注入することでモデル動物を作製した。24時間の行動解析の結果、このラットの概日リズムは正常であった。また、不安状態を示す行動学的な特徴を持っていた。免疫染色およびHPLCによる解析の結果、モデル動物はセロトニンおよびノルアドレナリンが減少していた。このラットは1-DOPAを腹腔内に投与しドーパミン神経系を腑活化する事で、他のラットに対して衝動的な攻撃行動を示した。攻撃行動時の脳内の活動を初期刺激応答性タンパク質c-fosの免疫組織化学によって解析した結果、これまで攻撃行動との関連性を指摘されていなかったカレハ島の細胞群に強い陽性反応を認めた。衝動的な攻撃行動に対する薬理学的検索を、ドーパミン受容体作動薬および阻害薬を用いて行った。D2受容体阻害薬により、濃度依存的にモデル動物の攻撃行動が減少した。また、D3受容体作動薬単独投与によって攻撃性の惹起が観察された。これらのことは、衝動的な攻撃行動にD2あるいはD3ドーパミン受容体が関与している事を示唆している。
光子照射した核の変形の放射化学的研究

放射化学的手法を用いて測定したビスマスの光子(γ線)照射核分裂片の質量収率は,ほぼ同じ励起エネルギーになるα線を照射した場合の質量収率とほぼ同じ形であった。用いた光子(γ線)は,制動放射線のため,単一エネルギーではなく,従って,励起エネルギーも一定ではないが,この点を考慮しても,低エネルギー核分裂の過程は,光照射の場合もα線照射の場合もあまり差はないことが明らかになった。インビーム法による光核分裂片の運動エネルギー測定は,散乱光子が検出器に入射するため,荷電粒子を入射する場合と同様の方法では因難なこと,特に角度分布の測定が因難なことが分かった。単一エネルギー光子による実験も可能であるが,充分な精度の結果を得るには一ヶ月以上の連続実験が必要なこと,一方,制動放射線を用いる場合は,充分厚い遮蔽が必要なことが分かった。従って,先に述べた結果もふまえ,低エネルギーの軽い荷電粒子を入射し,核分裂片の運動エネルギーの測定を角度を変化させて行った。どの角度の全運動エネルギー分布も,従来報告されているのと同様の分裂片質量依存性を示す事を確認した。解析は,これまで報告のない,各分裂片質量毎の運動エネルギー分布の角度依存性に着目し継続中である。今までに明らかになった最も興味ある点は,全運動エネルギー分布に見られた分布の非対称性が,シングル(すなわち片方の分裂片)の運動エネルギー分布ではどの質量でも見られないことである。現在,なぜ対称なシングル2つのエネルギー分布の和である全運動エネルギー分布が非対称になるのか検討中である。また,非対称の全運動エネルギー分布を,対称な2つの分布の和に分解し,分裂片質量毎に,その角度依存性についても解析中である。
高精度立体視画像合成枝術を応用した仮想芸術作品創作支援システムの開発

今日,コンピュータの飛躍的な性能向上を背景にして,仮想現実や拡張現実と呼ばれる技術への関心が高まっている.その応用例として,陶芸や彫刻などの芸術作品創作を計算機上で実現する仮想芸術の研究が行われている.このような芸術作品創作を支援するシステムで仮想物体を表示するには,通常の平面ディスプレイではなく,ヘッドマウントディスプレイ(HMD)や立体視ディスプレイを使用した立体視が望ましい.しかし,従来の立体視においては,視点間距離や画角などの立体視画像生成パラメータとして,人の平均的な値や立体感を強調するような極端な値を使うなど,不完全で不正確な立体視が行われていた.これに対して,観察者個人の視覚パラメータの決定(Eye Calibration)と,それに基づく仮想空間の設定,さらにステレオカメラの設定と統合カメラモデルを用いた高精度立体視画像合成に関する研究を行ってきた.一方,表示する仮想物体に関しては,実際の操作と同様な操作で創作が行えることが望まれる.本研究では,仮想芸術として陶芸を対象とし,一般に陶芸で使用されるろくろを想定した仮想粘土モデリングシステムの開発を行った.仮想的なろくろを実現するためには,粘土の特性を表現する粘土モデルが必要であり,粘土モデルとしてセルオートマトンを用いてシステムの実装を行った.セルオートマトン粘土モデルは,粘土を表現するセルの質量が分配されていくことにより変形を実現するモデルであり,比較的少ない計算量で粘土特性を表現できるモデルとなっている.しかしながら,3次元セル空間での微細な変形操作を行うためには,仮想粘土の構成要素であるセル数が膨大となり,実時間処理を行うことは困難である.本研究では,微細セルへの再帰分割,セルオートマトンの状態遷移規則の適用制限,セルサイズに応じた面の生成を行うことでこの問題を解決した.これにより,実際のろくろで陶芸作品を創作するのと同様に,ろくろによる回転体の成形,3次元での自由形状変形,微細モデリングによる表面彫刻が実時間で操作可能な仮想ろくろシステムを実現した.今日,コンピュータの飛躍的な性能向上を背景にして,仮想現実や拡張現実と呼ばれる技術への関心が高まっている.従来,このような仮想現実や拡張現実では,出力装置としてヘッドマウントディスプレイ(HMD)や液晶シャッター式眼鏡を用いた立体視が行われることが多い.しかし,この立体視において,視点間距離や画角などの立体視画像生成パラメータとして,人の平均的な値や立体感を強調するような極端な値を使うなど,不完全で不正確な立体視が行われていた.これに対して,観察者個人の視覚パラメータの決定(Eye Calibration)と,それに基づく仮想空間の設定,さらにステレオカメラの設定と統合カメラモデルを用いた高精度立体視画像合成に関する研究を行ってきた.このような高精度立体視画像合成の応用例として,仮想現実感技術を利用した仮想芸術作品の作成システムが考えられる.本研究では,3次元的な入出力デバイスを使用し,高精度立体視画像合成技術を応用した仮想芸術創作支援システムを開発することを目的としている.高精度な立体視の特性を生かして,仮想的な3次元空間でのユーザーの創作活動を支援する仕組みを構築するためには、操作デバイスとして,従来から使用されている平面的な入力デバイスであるマウスなどの代わりに,データグローブや位置センサーなどを利用した3次元的で直感的な操作が必要となる.作品をつくる際に使用する材料や工具も,現実の材料や工具を取り入れるだけでなく,仮想的なものとして現実を越えた機能や,3次元の特性を生かした工具や操作方法を開発することが必要である.今年度は,仮想芸術の対象として,陶芸などにつかわれるろくろをシミュレーションしたシステムの開発を行った.仮想ろくろを実現するためパーティクルとセルオートマトンの2種類の粘土モデルを実装した.パーティクルは粘土の粒子を考えその粒子間の引力や斥力を考慮した変形が可能なモデルであるが計算コストが高いという問題点がある.セルオートマトンは粒子間力のような厳密な計算は行わないが,重さが閾値以上となったセルの粘土が分配されていくことにより変形を実現するモデルである.来年度は,仮想年度モデルと立体視のシステムの統合を行う予定である.今日,コンピュータの飛躍的な性能向上を背景にして,仮想現実や拡張現実と呼ばれる技術への関心が高まっている.その応用例として,陶芸や彫刻などの芸術作品創作を計算機上で実現する仮想芸術の研究が行われている.このような芸術作品創作を支援するシステムで仮想物体を表示するには,通常の平面ディスプレイではなく,ヘッドマウントディスプレイ(HMD)や立体視ディスプレイを使用した立体視が望ましい.しかし,従来の立体視においては,視点間距離や画角などの立体視画像生成パラメータとして,人の平均的な値や立体感を強調するような極端な値を使うなど,不完全で不正確な立体視が行われていた.これに対して,観察者個人の視覚パラメータの決定(Eye Calibration)と,それに基づく仮想空間の設定,さらにステレオカメラの設定と統合カメラモデルを用いた高精度立体視画像合成に関する研究を行ってきた.一方,表示する仮想物体に関しては,実際の操作と同様な操作で創作が行えることが望まれる.本研究では,仮想芸術として陶芸を対象とし,一般に陶芸で使用されるろくろを想定した仮想粘土モデリングシステムの開発を行った.仮想的なろくろを実現するためには,粘土の特性を表現する粘土モデルが必要であり,粘土モデルとしてセルオートマトンを用いてシステムの実装を行った.セルオートマトン粘土モデルは,粘土を表現するセルの質量が分配されていくことにより変形を実現するモデルであり,比較的少ない計算量で粘土特性を表現できるモデルとなっている.