hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
C60フラーレン負イオンによるホールスラスタ放電のプラズマ乱流抑制

作業を一部FY31に持ち越している状況であるが、進捗の遅れとしては問題ない範囲であると判断している。3について、プラズマ乱流解析コードの改良およびC60用新規モジュールの構築を予定通り実施した。プラズマ乱流解析コードの改良の際に、スキームを見直すことで、従来必須であった経験則的なパラメタを排除しても、電子ダイナミクスの描像が可能であることがわかった。当初想定よりやや進展のあった項目であると判断している。以上により、全体としては「おおむね順調に進展している」、と判断している。当初からの予定の通り、ホールスラスタにおけるプラズマ乱流に起因する損失抑制を目的として、電流媒体としてC60負イオンを新たに導入し、その影響を実験と数値シミュレーションにて評価する。具体的な作業は、FY31の年次計画通りに進める。まず一部残作業がある、スラスタ改修を早期に完了させ、C60を導入したスラスタ作動を実現する。推力などの推進性能評価や、イオンビーム評価のための計測系はすでに整備されているため、これらを用いて、いくつかの作動条件での特性取得を行い、C60負イオンの影響を実験により評価する。並行して数値シミュレーションによる解析を進め、乱流損失低減の指針を得る。
高分子ゲル中における化学反応に関する研究―金属樹・金属葉の形成を通して―

○研究目的高校化学で一般的な実験として,多くの教科書でも取り上げられている『金属葉』の実験を,通常よく用いられる寒天よりも構造が明確であるκ-カラジーナンを利用した『金属葉』に応用して,化学反応の観点から着目した。ゲルは多量の水を含む擬個体であり,カラジーナンは陰イオン性のゲルであり,クーロン相互作用が期待でき,非常に興味深い化学反応の場となり得ると考え,研究を遂行した。○研究方法安価で購入でき,身近な金属で環境付加も少ない銅塩と鉄片の組み合わせで行い,塩の種類やゲルの硬度の違いによる影響を調べた。続いて,銀樹の報告例が少ないことから硝酸銀と銅片の組み合わせの実験を行った。ゲルはホットプレートまたは電子レンジを用いて均一なものを作製し,一定温度下で成長させるためにインキュベーター内で実験を行った。○研究成果銅塩/鉄片の場合では,硫酸銅よりも塩化銅の方が金属(銅)葉の成長が速かった。塩化物イオンによる影響と考えられる。また,カラジーナン濃度は溶液の体積に対する2%の質量で作製した場合で一番大きく成長した。ラップ等を用いて空気との接触を遮ることにより,溶出する鉄イオンの酸化に由来する褐色の物質の成長を抑えられた。一方,銀は酸化力が強く,還元されやすいため,硝酸銀を用いた場合では他の金属塩では見られない変化が生じた。金属片を静置する前に,ゲル全体が褐色を呈した。ゲルの一部を切り取って,アンモニア水に浸したところ,ゲルの一部溶解が見られたものの,脱色して透明な状態になった。銀のアンミン錯体が形成されたものと考えたが,加熱を続けたり,光を照射することで褐色が濃くなることから,有機物であるカラジーナンにより銀が還元され,コロイド状に微粒子となって分散して存在しているためではないかと考察している。反応機構が不明瞭で複雑であることが予想され,今後も継続して研究を進めたいと考えている。
病弱教育におけるICT機器を利用した遠隔授業

本研究においては、WEB会議システム、ネットワークカメラ、VR機器などを用いた遠隔学習支援をおこなった。WEB会議システムを用いた学習支援では、退院後、感染や体力面上での理由から原籍校に通うことができない生徒に対して、毎日1日1時間の学習支援を行った。分教室籍のときは体調が良好なときでも、なかなか分教室に登校でなかった生徒であったが、遠隔学習支援で1日1時間とすることで生徒への全て授業に参加しなければならないという重圧もなく、3か月間毎日支援を受けることができた。復学後の学習空白を埋める役割はWEB会議システムで十分果たせることを実感した。ただし、原籍校の定期考査や各種テストを受験する際に、問題の受け渡しや十分なテスト監督ができないといった課題は残る。ネットワークカメラを用いた遠隔学習支援は、植物や動物の観察を行った。動植物は院内に持ち込めないが、教科の指導には必ずでてくる内容である。動画を見せるために代替授業は行えるが、どうしても自分で育てた感覚や日々の成長を見ることができない。ネットワークカメラを用いることでリアルタイムでの観察を行うことができ、また自分の見たい角度からも観察し記録媒体に記録することもできるため、夜中の様子なども観察することができた。学習内容面の空白を埋めるためにも大切な役割を果たした。VR機器は入院中の児童生徒と原籍校の友だちとコミュニケーションを取るために用いた。お互いにメッセージを記録し見せたり、行事もVR機器で録画したりすることで、参加した気分になることができた。このような支援も精神的な安定にもつながり、学習支援を行う上で大きな役割を担うことを実感した。
磁気共鳴診断装置に適応する非強磁性医療器具の研究開発

平成8年度は,生検穿刺針ならびにカテーテルの研究開発をした.磁化率の低いカテーテルや穿刺針の先端に磁化率の高いニッケルなどを蒸着することにより,全体としては磁化率アーチファクトの少ない画像が得られ,しかも先端が容易に無信号野として確認できることがわかった.平成9年度は,これらの穿刺針やカテーテルを生犬に繰り返し使用してその安全性と有効性を検討した結果,十分に安全性と有効性が高いことを確認した.平成10年度には,インフォームドコンセントを得た患者に対し,実際にMRIガイドによる穿刺生検と血管造影を試みた(別刷2).MRI以外の画像診断法によっては病変が不明瞭であったり,骨などに邪魔されて良好な穿刺方向が得られないため穿刺生検を施行できなかった症例でも,MRIガイドによる穿刺生検が可能で臨床的有用性は極めて高かった.安全性も高く問題はなかった.血管造影も可能であったが,開放型装置が低磁場であり時間分解能が低くreal-timeのモニタリングがまだ不可能なため,X線透視に比べ手技的にはやや劣りこれからの課題を残した.平成8年度は,生検穿刺針ならびにカテーテルの研究開発をした.磁化率の低いカテーテルや穿刺針の先端に磁化率の高いニッケルなどを蒸着することにより,全体としては磁化率アーチファクトの少ない画像が得られ,しかも先端が容易に無信号野として確認できることがわかった.平成9年度は,これらの穿刺針やカテーテルを生犬に繰り返し使用してその安全性と有効性を検討した結果,十分に安全性と有効性が高いことを確認した.平成10年度には,インフォームドコンセントを得た患者に対し,実際にMRIガイドによる穿刺生検と血管造影を試みた(別刷2).MRI以外の画像診断法によっては病変が不明瞭であったり,骨などに邪魔されて良好な穿刺方向が得られないため穿刺生検を施行できなかった症例でも,MRIガイドによる穿刺生検が可能で臨床的有用性は極めて高かった.安全性も高く問題はなかった.血管造影も可能であったが,開放型装置が低磁場であり時間分解能が低くreal-timeのモニタリングがまだ不可能なため,X線透視に比べ手技的にはやや劣りこれからの課題を残した.現在MRI用穿刺針を開発中である。穿刺針本体は磁化率の低いニッケル・クロム・モリブデン合金が最も良いことが分かりこれを使用している。この芽刺針の先端に、磁化率のやや大きい物質を蒸着することにより先端の位置が正しく、MRI画像上で確認できる方法を考えている。これまで、鉄・白金・銅・亜鉛・ガドリニウム・アルミニウム等を蒸着し、MRI画像上(O、2Tオープン型装置による)における視認性を検討してきたが、その結果、ニッケル粉末を蒸着した場合、視認性が良く、かつ、アーチファクトも小さく、実用化できるとの感触を得た。またグラジェントコイル方向、主磁場方向のうちでは、後者が視認性に影響を与えることも分かった。さらにニッケル蒸着の安定度と再現性を検討し、実用化を進める方針である。IVR(インターベンショナルラジオロジー)は、minimal invasive therapyの1つとして発展している。しかしそのほとんどがX線透視下に行なわれており被曝も小さくはない。我々はMRIを利用したIVR(インターベンショナルMRI)を目ざし研究を重ねている。その1つがMRIで使用可能な生検針やカテーテルの開発である。生検針では、先端に磁化率の大きな金属(Ni)を蒸着したものを開発し、動物実験を経て、人体にも使用可能となった。カテーテルも同様に開発し、犬の血管造影(MRIによる)が可能となった。生検においては、MRIの時間分解能が1frame/数秒でも可能なため、すでに臨床的に利用されるに至ったが、カテーテルを利用した血管造影では1frame/1秒より速い時間分解能が必要である。しかし、現在の開放型MRIは、永久磁石D・2Tのため、このレベルには達せず。臨床応用はこれからの課題である。平成10年度には,インフォームドコンセントを得た患者に対し,実際にMRIガイドによる穿刺生検と血管造影を試みた.MRI以外の画像診断法によっては病変が不明瞭であったり,骨などに邪魔されて良好な穿刺方向が得られないため穿刺生検を施行できなかった症例でも,MRIガイドによる穿刺生検が可能で臨床的有用性は極めて高かった.安全性も高く問題はなかった.血管造影も可能であったが,開放型装置が低磁場であり時間分解能が低くreal-timeのモニタリングがまだ不可能なため,X線透視に比べ手技的にはやや劣りこれからの課題を残した.
線虫を用いた遺伝性疾患・発生異常に関わるAAAタンパク質の分子細胞生物学的解析

p97/VCPに関して:p97/VCPをノックダウンすると、小胞体膜融合に異常をきたし、unfolded protein responseが誘導された。またこれは、IRE-1/XBP-1に依存的であった。欠損変異体を解析した結果、p97/VCPは雌雄同体の生殖腺において精子形成から卵形成への切り替えに重要であることを見いだし、これにはユビキチン-プロテアソーム系によるタンパク分解が関与しており、認識されるタンパク質をいくつかに絞り込んだ。バキュロウイルスを用いた昆虫細胞系でp97/VCPを精製することに成功した。p97/VCPとポリグルタミン凝集体形成との関連を先に報告しているが、実際in vitroでp97/VCPが凝集体形成抑制活性を持つことを見いだした。Spastinに関して:変異体の解析から、spastinは微小管ダイナミクスに関与していることを見いだした。実際、精製したspastinとチューブリンの相互作用を認め、相互作用に必要な領域を特定した。さらに、spastinのATPase活性がチューブリン存在化で強く促進されることも明らかにした。また、発現制御機構の解析から、spastinは時期特異的選択的スプライシングを受け、2種類の産物が存在することを見いだした。Fidgetinに関して:精製したタンパク質を用いたATP加水分解の生化学的解析から、AAAファミリータンパク質において提唱されている「ATPase活性におけるサブユニット間触媒モデル」を強く支持する結果を得た。さらに、ATPを結合することによる分子内構造変換がこのサブユニット間触媒に必須であることを見いだした。また今までは報告の無いシステイン残基も、ATPase活性に必須であることも見いだした。AAAファミリータンパク質p97/VCPは、ヒトやマウスでは1種類しか存在しないが、線虫には2種類のホモログが存在する。それぞれの遺伝子の欠損変異体を入手し、それらを解析した。C06A1.1の欠失変異体は、産卵数が野生体の半分以下に減少し、かわりに未受精卵を多く産むようになることを見いだした。早い段階で精子が観察できなくなり、これは未受精卵を産みはじめる時期と一致していた。さらにC06A1.1の欠失変異体と野生体の雄とを交配させると産卵数が野生体のレベルに回復した。これらのことから、C06A1.1は精子形成に重要な役割を担っていることが示唆される。一方、C41C4.8の欠失変異体ではこのような差異は観察されなかった。両変異体とも運動能・寿命・化学走性などには、野生体と比べて差異は観察されなかった。AAAファミリータンパク質のATP加水分解のメカニスティックを明らかにするために、昆虫細胞を用いて発現・精製した線虫fidgetinホモログについて生化学的解析を行なった。ATPase活性に必須または関連しているアミノ酸残基に変異を導入し、変異タンパク質を精製した。その結果、今までに報告されている重要な残基は線虫fidgetinホモログにおいても重要であることを確認した。単独では活性を持たない変異タンパク質であるが、2種類混合すると組み合わせによって活性が現れることを見いだした。この組み合わせにおいては、ヘキサマーの中に必ず野生型のサブユニット間配列が存在することがわかった。この結果はAAAファミリータンパク質において提唱されている「ATPase活性におけるサブユニット問触媒モデル」を証明するものであると思われる。さらに今までは報告の無いシステイン残基も、ATPase活性に必須であることを見いだした。p97/VCPは、精子形成から卵形成への切り替えに重要であることを昨年度に報告しているが、これにはユビキチン-プロテアソーム系によるタンパク分解が関与しており、認識されるタンパク質をいくつかに絞り込んだ。

バキュロウイルスを用いた昆虫細胞系でp97/VCPを精製することに成功した。p97/VCPとポリグルタミン凝集体形成との関連を先に報告しているが、実際in vitroでp97/VCPが凝集体形成抑制活性を持つことを見いだした。Spastinに関して:変異体の解析から、spastinは微小管ダイナミクスに関与していることを見いだした。実際、精製したspastinとチューブリンの相互作用を認め、相互作用に必要な領域を特定した。さらに、spastinのATPase活性がチューブリン存在化で強く促進されることも明らかにした。また、発現制御機構の解析から、spastinは時期特異的選択的スプライシングを受け、2種類の産物が存在することを見いだした。Fidgetinに関して:精製したタンパク質を用いたATP加水分解の生化学的解析から、サブユニット間触媒機構を強く支持する結果を昨年度に報告したが、今年度はATPを結合することによる分子内構造変換がこのサブユニット間触媒に必須であることを見いだした。
大気中の揮発性・半揮発性有機酸の測定とエアロゾル生成・変質・吸湿特性への寄与

夏季の西部北太平洋において白鳳丸航海(KH08-02)で採取した降水・霧水試料中に低分子有機酸を測定した。測定には、河村らが開発したフィナシルエステル・GC法(Kawamura et al.,1985)の改良版を用いた。試料を、0.1M KOH水溶液にてpH=8.5に調製したのち、ロータリーエバポレーターを用いて濃縮する。濃縮液を陽イオン交換樹脂に通すことによりすべての有機酸をRCOO^-K^+の化学形にする。次に、溶離液を濃縮・乾燥後、誘導体試薬(α,p-ジブロモアセトフェノン)と触媒(クラウンエーテル:dicyclohexyl-18-crown)を加え、アセトニトリル溶媒中で80°C,2時間反応させ、カルボン酸をp-ブロモフィナシルエステルに誘導体化した。有機酸エステルをシリカゲルカラムにより精製した後、ヒドロキシ有機酸のOH基をBSTFAによりTMS化した。札幌および西部北太平洋で採取した試料から分離した有機酸エステルをキャピラリーGCにて測定した結果、C_1-C_<10>直鎖、側鎖および芳香族の有機酸を検出した。更に、乳酸、グリコール酸(ヒドロキシ有機酸)を検出し、それぞれを定量した。また、GC/MSを用いて化合物の同定を行った。西部北太平洋上の降水・霧水中において初めて低分子モノカルボン酸(C_1-C_7、乳酸、グリコール酸、3-ヒドロキシブタン酸)を検出した。降水中(4試料)のギ酸(C1)の濃度は4-725ng/g、酢酸(C2)では30-238ng/g、プロピオン酸(C3)では12-12.5ng/g、ブタン酸(C4)では0.1-5.1ng/g、イソブタン酸(iC4)では0.1-2.7ng/g,Valeic acid(C5)では0.0-1.9ng/g,Isovaleic acid(iC5)では0.0-0.9ng/g,Caproic acid(C6)では0.0-5.3ng/g,乳酸では0-153ng/g,Glycolic acidでは0-32ng/g,3-Hydroxybutanoic acidでは0.1-13ng/gであった。ギ酸・酢酸の濃度は、西部北太平洋で採取した降水中(MROO-K02,2000)のシュウ酸濃度よりも高い傾向にあることが明らかとなり、低分子モノカルボン酸は重要な有機物であることがわかった。一方、霧水試料(n=9)についても測定した結果、ギ酸・酢酸が優位であることがわかった。濃度は、ギ酸で63-360ng/g,酢酸で35-303ng/gであり、雨に比べて著しく高いわけではなかった。また、ヒドロキシカルボン酸も検出された。一つの試料中で乳酸の濃度はギ酸・酢酸よりも高かった。低分子有機酸のガス・粒子相のサンプリングは、以下の方法によっておこなった。2段フィルターカートリッジを用いて大気を吸引した。1段目に中性石英フィルターを(直径47mm)、2段目にアルカリ含浸フィルターを(直径47mmの石英繊維濾紙にKOHを含浸させ乾燥させたもの)を装着した。1段目では、粒子状の有機酸を採取し、第2段目では、ガス状有機酸をカリウム塩として捕集する。有機酸の測定には、河村らが開発したフィナシルエステル・GC法(Kawamura et al.,1985)を用いた。1段、2段目のフィルター試料は、超純水で抽出後、0.1MKOHまたは0.1M HCl水溶液にてpH=8.5に調製したのち、ロータリーエバポレーターを用いて濃縮する。また、GC/MSを用いて、化合物の同定を行った。本研究では夏季の西部北太平洋において初めて低分子モノカルボン酸(C_1-C_<10>、安息香酸、乳酸、グリコール酸を含む)を検出した。C_1-C_<10>、安息香酸の平均濃度は251ng m^<-3>であった。この値は同じ海域において報告されている海洋エアロゾル中の主要成分であるC_2-C_<10>低分子ジカルボン酸の平均濃度に比べて24倍高い。また、本研究におけるC_1-C_<10>低分子モノカルボン酸の平均濃度は都市・郊外域の大気中の値に比べて1/41/50である。また、本研究ではガス+エアロゾル相の全低分子モノカルボン酸に占める乳酸の割合が陸域に比べて高い(西部北太平洋;8.5%、札幌大気;1.0%)ことを発見した。

本試料中では乳酸・グリコール酸を除く低分子モノカルボン酸のうち、約90%がガス相に存在していた。ガス相においては酢酸が一番高い値(137ng m^<-3>)を示し、次いでギ酸(64ng m^<-3>)の順であった。エアロゾル相においては乳酸が一番高い値(25ng m^<-3>)を示し、次いで酢酸(13ng m^<-3>)、グリコール酸(7.3ng m^<-3>)、ギ酸(4.5ng m^<-3>)の順であった。一方、ガス相の乳酸、グリコール酸は低い値を示した。観測期間中、特に外洋域で低分子モノカルボン酸濃度が高く検出され(最大で1295ng m^<-3>)、その地域は後方流跡線解析から海洋起源の気塊の影響を受けていたことが分かった。また、C_1-C_<10>モノカルボン酸は汚染起源のトレーサーである安息香酸との相関を示さないことから人為起源の影響は少ないと考えられる。夏季の西部北太平洋において白鳳丸航海(KH08-02)で採取した降水・霧水試料中に低分子有機酸を測定した。測定には、河村らが開発したフィナシルエステル・GC法(Kawamura et al.,1985)の改良版を用いた。試料を、0.1M KOH水溶液にてpH=8.5に調製したのち、ロータリーエバポレーターを用いて濃縮する。濃縮液を陽イオン交換樹脂に通すことによりすべての有機酸をRCOO^-K^+の化学形にする。次に、溶離液を濃縮・乾燥後、誘導体試薬(α,p-ジブロモアセトフェノン)と触媒(クラウンエーテル:dicyclohexyl-18-crown)を加え、アセトニトリル溶媒中で80°C,2時間反応させ、カルボン酸をp-ブロモフィナシルエステルに誘導体化した。有機酸エステルをシリカゲルカラムにより精製した後、ヒドロキシ有機酸のOH基をBSTFAによりTMS化した。札幌および西部北太平洋で採取した試料から分離した有機酸エステルをキャピラリーGCにて測定した結果、C_1-C_<10>直鎖、側鎖および芳香族の有機酸を検出した。更に、乳酸、グリコール酸(ヒドロキシ有機酸)を検出し、それぞれを定量した。また、GC/MSを用いて化合物の同定を行った。西部北太平洋上の降水・霧水中において初めて低分子モノカルボン酸(C_1-C_7、乳酸、グリコール酸、3-ヒドロキシブタン酸)を検出した。降水中(4試料)のギ酸(C1)の濃度は4-725ng/g、酢酸(C2)では30-238ng/g、プロピオン酸(C3)では12-12.5ng/g、ブタン酸(C4)では0.1-5.1ng/g、イソブタン酸(iC4)では0.1-2.7ng/g,Valeic acid(C5)では0.0-1.9ng/g,Isovaleic acid(iC5)では0.0-0.9ng/g,Caproic acid(C6)では0.0-5.3ng/g,乳酸では0-153ng/g,Glycolic acidでは0-32ng/g,3-Hydroxybutanoic acidでは0.1-13ng/gであった。ギ酸・酢酸の濃度は、西部北太平洋で採取した降水中(MROO-K02,2000)のシュウ酸濃度よりも高い傾向にあることが明らかとなり、低分子モノカルボン酸は重要な有機物であることがわかった。一方、霧水試料(n=9)についても測定した結果、ギ酸・酢酸が優位であることがわかった。濃度は、ギ酸で63-360ng/g,酢酸で35-303ng/gであり、雨に比べて著しく高いわけではなかった。また、ヒドロキシカルボン酸も検出された。一つの試料中で乳酸の濃度はギ酸・酢酸よりも高かった。
集積量子ドット上の電子的な擬似生命体を利用した物理環境センサ

量子ドット集積体上の電子的な反応拡散系で発生する散逸構造のダイナミクスを利用いたセンサデバイスを開発するため、はじめに量子ドット上の単電子現象を利用した非線形振動子ネットワークを設計した。すなわち、量子ドットと基板との間に単電子トンネル接合をつくり、その単電子回路に多重トンネル接合を通してバイアス電流を流す。そうすると、クーロンブロッケードが成立する温度のもとで、単電子回路は非線形振動を生じて化学反応を模擬する非線形振動子となる。振動の非線形特性は回路パラメータによって制御できる。その量子ドット振動子をネットワーク状にキャパシタ結合し、トンネル待ち時間を利用いて拡散の遅れ効果を模擬した。利用できるナノ構造製作プロセスのもとで必要な非線形特性が生じるように量子ドット構造を設計した。次にその振動子ネットワークの電位分布パターンが反応拡散系の置かれた物理環境(電位・温度・光の二次元分布)によって敏感に変化することをシミュレーションにより確認した。ネットワークの電位分布パターンは環境の僅かな不均一によって発生し、その環境の二次元分布で決まる最終形状に成長する。その動作を利用して物理環境の微小な不均一の二次元分布を検出できることを確認した。本センサは量子ドット集積体による電子的な反応拡散系からなる。反応拡散系の構成要素は非線形振動によるリズムを発生する反応セルである。単電子回路で非線形振動セルをつくるために量子ドット構造を利用した。すなわち量子ドットと基板との間に単電子トンネル接合をつくり、その単電子回路に多重トンネル接合でバイアス電流を流す。この単電子回路はクーロンブロッケードが成立する温度のもとで振動を生じるので、それを非線形振動子として利用する。振動の非線形特性は回路パラメータによって異なる。隣接する量子ドット非線形振動セルを結合して共鳴や引込みの現象を生じさせる必要がある。本来の反応拡散系では化学物質の拡散が結合の役割を演じている。一方、本研究の量子ドット反応拡散系では拡散現象に類似した電子的な結合が必要になる。その方法として量子ドット間をキャパシタ結合し、トンネル待ち時間を利用して「拡散現象の遅れ効果」を電子的に模擬した。この結合量子ドット振動子のネットワーク構造を量子ドット集積体上に実現するために、デバイス構造と回路パラメータを設計し、シミュレーション上で反応拡散系としての動作が生じることを確認した。
編集を概念装置とした読むことの学習指導論の再構築とその授業開発に関する研究

現在、読むことの学習指導では、多様な表現活動を行う学習指導が広く行われている。それらの指導方法を編集という概念装置を用いて一元的にとらえることによって、編集としての読むことやその指導方法のプロセスを単純化して組織することができるようになる。また、言語活動の選択や加工によって身に付けさせる読む能力を自在に変化させ具体化することができる。さらに、学習に必要な学習材の提供や教師の支援の方法についても、編集のプロセスに即して適切に行うことができる。これらの考え方を活かして指導方法を工夫し、編集の考え方による書き換え学習や創作学習の授業実践を提案することができた。研究2年目は、まず研究課題1「編集の観点から見た読むことの学習指導の実践研究、理論研究の検討」、並びに研究課題2「編集の観点からの読むことの学習指導モデルの仮説と実践授業による検証」に関わって、これまでの読むことの学習指導における先行する実践や理論を収集し整理して、読むことの指導内容論を中心に成果や課題について検討しまとめた。これにより編集という概念装置を使うことによって現在の読むことの学習指導で提案される理論や実践をとらえ直し、今後の理論や実践における方向性を確認することができた。つぎに、課題2について、特に文学の読むことの学習指導論において、読者がテクスト内の情報、他の種々のテクストの情報、自身の見聞や体験などに関する情報などを相互に関連させ編集して意味を生成することと、それを学習指導論としてどう構築するかということについて、欧米の読者反応論に基づく読書教育を専門とする広島大学大学院教育学研究科教授の山元隆春氏を招聘して、実践拠点校の海神南小学校、大久保小学校や協同的に研究を進める教員とともに講演を聞き、協議を行った。また、読書教育実践の先進的な提案が行われている小学校全国国語教育連絡会・芦屋研究大会、盛岡市立月ケ岡小学校などに参加したり見学したりした。これらの知見から編集によって読み書きを統合的に展開する学習指導モデルを構築するための必要な視点や要素が大まかに具体化してきた。さらに、また課題2に関わって、実践的な授業開発に着手し、実践拠点校の海神南小学校、大久保小学校において書き換えを生かした創作活動やリテラチャー・サークルを生かした話し合い学習などを試行し、編集という発想による意味構築の学習指導に関する学習指導過程、言語活動の組織、教師の見本や手引きなどの学習材の在り方、身に付けさせる能力や態度などに関する知見を得ることができた。研究3年目は、本年度設定した三つの研究課題の内、まず課題1「実践拠点校や実践研究会における授業の実践」について、実践拠点校で構想した単元を実践し、授業研究会でその結果を記録し、分析、検討した。大久保小学校では主に文学テキストについて読み書きを関連させた編集活動の実践、海神南小学校では書き換え活動を活かした実践に取り組んだ。その結果、読み書き連動の編集活動によって、編集活動に応じて読みの認知的な構えや活用される能力が異なること、表現形式や言語活動をメタ認知しやすくなること、能動的な読みの態度が得られること、編集活動の見本に読む能力、書く能力、表現内容、表現形式を組み込むことが容易になるなどの授業づくりに重要な知見が得られた。次に、課題2「読むことの学習指導理論のモデルの検証と見直し」については、課題1における実践の単元開発やその分析、検討によって、第3次で実現される編集活動に内在する読む能力・書く能力の知識・技能を第2次で習得できるように組織すること、児童や学級、学校の学力の実態に応じて編集活動として取り込む読む能力、書く能力を調整することが容易になることなどの知見が得られた。また、編集活動によってエディターである学習者の学習意欲や能動的な態度が得られやすいことが理解された。課題1、2に関わって、メディアリテラシーの研究者である群馬大学教授の中村敦雄氏を招聘して、実践拠点校の海神南小学校、大久保小学校や協同的に研究を進める教員とともに講演を聞き、メディアリテラシーの視点を加味した授業づくりの知見を得た。さらに、課題3「国内における編集活動を中心にした実践資料の収集」については、単元を貫く言語活動に関わる授業実践資料で活用できるものが多くあり、これらの資料を収集し分析し、課題1、2の授業づくりに役立てた。初年度は、研究課題(1)「編集の観点から見た読むことの学習指導の実践研究、理論研究の検討」、並びに研究課題(2)「編集の観点からの読むことの学習指導モデルの仮説と実践授業による検証」に関わって、編集という概念装置るに関わる理論などを収集し検討するとともに、これまでの読むことの学習指導に関わって先行する実践や理論を収集し整理して、成果や課題について検討し整理した。それによって、読み書きを関連させた学習指導を編集という概念でとらえ直すことの有効性やそのための方法、さらに授業づくりや分析の観点、方法などについて知見が得られた。課題(2)に関わって、特に模倣や書き換えなどが積極的に行われてきた短歌の創作という言語活動について、専門家である盛岡大学学長・望月善次氏を招聘して、実践拠点校の大久保小学校や協同的に研究を進める船橋市内の教員とともに講演を聞き、また短歌の創作における模倣や書き換えに関わる講演、実践研究に関する指導、書き換えを取り入れた創作ワークを受けた。実践の蓄積とともに実践に関わる解釈やそこにおける問題、意味づけ方などが明確となり、次年度以降の実践的な課題が具体化してきた。大久保小学校では、読み書き関連を基盤にして創作活動の実践開発に関わる研究に着手した。俳句、詩、物語、随筆などについて、作品を読んで、話題、発想法、人物造形、構成、表現技法などを学び、それを創作活動に生かすような実践開発を行った。

そのような学習活動を推進する上で、指導者の見本が学習材として有効であるとの知見が得られた。船橋市内の国語研究会と協同して進めている書き換えを取り入れた実践開発では、ただ書き換えを行う学習指導では、編集活動としての読み書きにおいて能力に関わる育成が必ずしも十分ではないことなどの知見が得られた。これらの知見によって、編集として読み書きの学習指導を開発する視点や課題が明確になってきた。研究4年目は、本年度設定した二つの研究課題の内、まず研究課題1「実践拠点校や実践研究会における授業実践」については、実践開発の研究拠点校や協同的に研究を行う実践研究会との連携を進めて、特に小学校では読書活動を取り入れた書き換えや編集活動による読むことの学習指導に関わる授業開発や教材開発、中学校ではNIE教育を取り上げ思考や編集の視点からのスクラップ新聞学習に関わる授業開発や言語活動の工夫、そして学習指導モデルの検討などを行うことができた。また、読むことの単元学習で編集に関わるような手法をとっている大村はまの国語実践について理論的に研究する甲斐雄一郎氏や大村実践を取り入れて実践する甲斐利恵子氏を招聘して専門的な知識の提供を受けることによって、編集の視点から大村はま国語実践の学習指導の考え方や方法、言語活動の組織、教材などを検討、考察することの有効性を確認するとともに、現在の読むことの学習指導に対して提案性を有することが確認できた。ただし、補助事業期間延長承認申請書に記した通り、授業開発が完了していないので、実践に関わる検討会議をさらに行い、授業実践の改善をもう一段進めることが望まれる。次に、研究課題2「研究のまとめと成果の発信」については、編集に関わる先行研究や実践などについても資料が集まり、また授業実践に関する記録や実践資料などの蓄積もされてきた。読むことの学習指導における書き換えや編集活動に関わる実践研究会や実践拠点校の成果を書籍にまとめて出版する計画を進めてきている。船橋市小学校国語研究会との連携では書き換えの実践研究書を計画し、また大久保小学校との連携では編集活動を取り入れた創作学習の実践研究書を計画している。ただし、補助事業期間延長承認申請書に記した通り、それらの理論や実践に関する考察をまとめることが望まれる。研究5年目は、これまでに構築した編集を概念装置とした学習指導モデルに基づき、研究会や拠点校で授業を開発し実践を完了させることができた。まず、協力者である千葉県内の小学校国語研究部と連携して、編集活動の一つである書き換えを中心に実践研究を進め、文学的な分野12実践、説明的な分野6実践の計18実践を行った。これらの実践では、平成27年版国語教科書や全国学力学習状況調査、先行実践の書き換え学習を精査した上で、元テキストから新テキストを生成する書き換えによる意味の受容生成ルールを明確化する言語活動を実践した。次に、研究拠点校の小学校では、創作という独自性を重視する学習を編集という発想で捉え直し、文学の創作学習を授業開発した。
表面担持を利用したリチウムイオン二次電池の超高速駆動化とその原理解明

本研究では、既往の粉末電極を用いたリチウムイオン二次電池の研究では解明できなかった「表面担持による高速充放電特性向上機構」について、現在実現可能で最高品質のエピタキシャル単結晶薄膜電極を作製し、適切な評価を行うことにより、電極/電解質界面に着目した最先端の研究を遂行し、材料科学の視点から高速充放電特性向上機構の原理解明を狙う。
大脳メタ記憶システム：磁気共鳴機能画像法に基づく大域構造の解明

研究計画書記載の下位目標(1)(2)において顕著な成果が得られた(Miyamoto et al., Neuron, in press 2017)。即ち、マカクサルに「経験したことがない」というメタ記憶判断を行わせる行動課題を確立し、当該行動課題を用いて磁気共鳴機能画像法(functional Magnetic Resonance Imaging法; fMRI法)によって、「経験したことがない」というメタ記憶判断に係る大脳メタ記憶大域神経回路を同定した。「経験したことがある」というメタ記憶判断に係る大脳メタ記憶回路が大脳前頭葉9野に見出されたのと異なり、「経験したことがない」というメタ記憶判断に係る大脳メタ記憶回路は大脳前頭葉10野に見出された。fMRI法で同定された大脳前頭葉10野の神経活動をGABA-Aアゴニスト微小注入で抑制すると、「経験したことがない」というメタ記憶判断だけに特異的なメタ記憶障害が引き起こされた。「経験したことがある」というメタ記憶判断の障害は起こらなかった。またメタ記憶障害は起ったが、「狭義の記憶システム」には影響が及ばず、記銘・想起自体は障害されないことも判明した。これらの結果に基づき、メタ記憶判断の大脳大域神経回路モデルを提起した。更に研究計画書記載の下位目標(2)の技術的基礎となる霊長類光遺伝学の技術開発においても大きな成果が得られた(Tamura et al. Science 357, 687-692, 2017)。目にした物体が「なじみ深い」か「目新しい」かという相反する印象の判断が、大脳側頭葉の神経細胞が出力する信号の増減によって決まることを、マカクサル光遺伝学による神経活動操作で明らかにした。この結果は、ヒトが、目に入る情報の価値を経験と嗜好に基づいて主観的に評価して行動するメカニズムの解明に繋がると期待される。29年度が最終年度であるため、記入しない。
メソトレキセートの神経毒性メカニズムの解明ーグルタミン酸神経細胞毒性との関連性

メソトレキセート(以下MTX)の中枢神経毒性機序は明らかでない。本研究では、グルタミン酸神経毒性の観点よりMTXが、グルタミン酸トランスポーターの機能に与える影響を検討した。まず、グリア型トランスポーター阻害薬の効果を、新生児ラットの海馬の急性スライス切片を用い、電気生理学的に検討した。その結果、新生児ラットにおいても成熟時同様に機能阻害により神経細胞興奮性が増大した。新生児期においても、トランスポーター機能が抑制されれば、神経細胞毒性が出現する可能性が示唆された。しかし、高濃度のMTX投与における同様の検討では、明らかな興奮性増大を示す電位変化は認められなかった。今回の検討では、MTX投与の急性期において細胞興奮性増大の確証は得られなかった。葉酸拮抗薬であるメソトレキセート(以下MTX)は、小児がんにおける中枢病変の治療薬もしくは予防薬として重要とされるが、その反面、中枢神経障害の副作用が多いことで有名である。この神経毒性については、多因子要因の関与が示唆されているが、明らかなメカニズムは不明である。本研究では、MTXとグルタミン酸神経毒性との関連に注目し、特に、MTXが、細胞外グルタミン酸濃度制御に重要なグルタミン酸トランスポーターの機能および発現に変化を与える可能性について検討することを目的にした。今年度は、MTX投与がグルタミン酸神経毒性を誘発するならば、一時的に組織中の細胞外グルタミン酸濃度上昇により中枢組織の興奮性が増大することが予想される。そこで、幼弱ラット(生後2-3週齢)の海馬スライス切片を作成し、そのスライス切片上において微小電極より得られる細胞外電位を記録し、MTXの各種濃度を持続投与(1時間以上)した際の細胞外電位の変化を検討した。また、電位記録終了後のスライス切片を遺伝子発現定量用に凍結保存した。その結果、高濃度のMTX(10μM)持続投与においても、明らかなてんかん原性変化を示す電位変化等は記録されず、対照群との差異が認められなかった。しかし、現段階において、電位記録等の測定系が安定しておらず、継続して実験を施行する予定である。また、明らかな電位変化を伴う機能変化がなくとも、グルタミン酸トランスポーター等の発現に影響があり、その結果、神経障害がもたらされる可能性があるために、今後、回収したスライス切片よりトランスポーター関連の遺伝子発現を定量的PCRにて検討していく予定である。葉酸拮抗薬であるメソトレキセート(以下MTX)は、特に小児では、中枢神経障害の副作用が多いことで有名である。成熟ラットにおいて、グルタミン酸トランスポーターは細胞外グルタミン酸濃度調整に働き、グルタミン酸細胞毒性より神経細胞を保護していることは明らかになっているが、神経発達の未熟なラットにおけるグルタミン酸トランスポーターの機能的役割については検討されていない。そこで、グリア型トランスポーター阻害薬であるTFB-TBOAを用いた新生児ラット海馬の急性スライス切片を用いた電気生理学的検討を行ったところ、新生児ラットにおいても成熟時同様にグルタミン酸トランスポーター機能阻害により神経細胞興奮性が増大することが明らかににあった。したがって、MTXがグルタミン酸トランスポーター発現や機能に影響を与えれば、神経細胞毒性として働く可能性が示唆された。この点を検証するために、幼弱ラットの急性スライス切片に対してMTXの持続投与下でも電気生理学的検討を行った。しかし、高濃度のMTX投与においても明らかな興奮性増大を示す電位変化は認められなかった。今回の検討では、MTX投与の急性期において細胞興奮性増大の確証は得られなかったが、MTXの神経毒性については慢性変化が強いとされるために、投与後長期における変化を含めて今後さらに検討を重ねていきたい。
環境刺激に対する大腸菌細胞内情報伝達の定量的解析

本研究は,誘引物質のケージド化合物を用いた局所的シグナル導入系,入力刺激に対する細胞応答の高時間分解能計測系を通じて,細胞極に局在したCheZによる情報伝達分子CheY-Pの脱リン酸化および拡散に依存したCheY-P濃度減少が細胞内のシグナル伝達の本質であること,また刺激の無い定常状態において,CheY-P濃度のダイナミックな増減がべん毛モーターの回転方向を直接的に制御することを明らかにした.またシグナル伝達分子として機能的なCheY-GFPの開発に成功したが,GFPの励起光照射によって細胞が忌避応答してしまうなどの課題も明らかとなった.今後の研究遂行にはこれらの課題の克服が必要である.平成26年度は,研究計画に従い,ケージド化合物を用いた局所的外部シグナル導入のための顕微鏡システム構築と,ケージド化合物を用いた局所的外部シグナルに対する細胞応答の計測を行った.本研究では,まず誘引物質であるセリンのケージド化合物(ケージドセリン)を光開裂させるために,405nmのレーザー光を顕微鏡システムに導入し,試料面上でのレーザー光の直径を数十マイクロメートル程度に絞ることによって,標的となる細胞にのみセリン刺激を導入できるようにした.またべん毛繊維に付着させたビーズのカメラ像からモーターの回転方向を自動判別することによって,モーターが反時計回転から時計回転に回転方向転換した瞬間を狙ってセリン刺激を導入した.その結果,セリン刺激導入からべん毛モーターの回転が反時計回転に戻るまでに数百ミリ秒程度を必要とすることがわかった(細胞の応答時間).また,刺激を受容する受容体とモーター間の距離と細胞の応答時間との間に明確な相関関係がみられた.このことから,セリン刺激受容による細胞内シグナル伝達分子CheY-Pの濃度減少(細胞内シグナル)が,受容体の位置を基準とした明確な時間差を伴って,細胞の中を伝わっていることがわかった.また,現在は,上記研究をベースとして,紫色レーザー光およびケージド化合物を用いた刺激導入システムと,青色レーザーを用いたGFP蛍光の計測システムを組み合わせた顕微鏡開発を行っている.本申請研究は,紫レーザー光照射によるケージドセリン開裂を利用し,セリン刺激とべん毛モーターの回転方向転換の時間差から,大腸菌1細胞についてセリン刺激による細胞内シグナルの伝達時間を計測している.平成26年度までの研究で,セリン刺激とべん毛モーターの回転方向転換の時間差からセリン刺激に対する大腸菌の応答時間を高時間分解能で計測し,受容体から距離に応じた(数百ミリ秒の)細胞内シグナルの伝達時間差(細胞内シグナル伝達の方向性)や,この細胞内シグナルの伝達時間差が,細胞内シグナル消去を担うCheZの細胞内局在の位置によって生まれていることを明らかにすることができた.以上のように,細胞外刺激に対する細胞応答を1細胞かつ高時間分解能で計測することで,大腸菌の細胞内では,反応拡散を基本としたシグナル伝達分子CheY-P濃度の減少が,受容体クラスターからの距離に依存した時間差を伴って細胞内を伝搬すること,さらにCheZが細胞極に局在した受容体クラスターでCheY-Pを脱リン酸化することで,時間差を伴ったCheY-P濃度減少の細胞内伝搬を生み出していることが明らかになった.平成27年度は,まず上述の研究結果を学術雑誌へ投稿するための準備を行っており,平成28年度中に投稿を予定している.また平成27年度には,予期せず所属研究室が大阪大学へ移転することとなり,顕微鏡システムなどの計測装置を解体する必要性が生じた.そのため,平成27年度は,研究室の新規セットアップや計測装置の再構築を行い,ケージドセリンの光開裂を利用した細胞応答計測ができるようにするまでの現状復帰を行った.研究実績の概要で記述した通り,平成26年度までの研究で,細胞外刺激に対する細胞応答を1細胞かつ高時間分解能で計測することで,大腸菌の細胞内では,反応拡散を基本としたシグナル伝達分子CheY-P濃度の減少が,受容体クラスターからの距離に依存した時間差を伴って細胞内を伝搬すること,さらにCheY-Pを脱リン酸化するCheZの受容体クラスターへの局在が,時間差を伴ったCheY-P濃度現象の細胞内伝搬を生み出していることを明らかにした.現在,まず上述の研究結果を学術雑誌へ投稿するための準備を行っており,ここまでは概ね順調に進行している.しかし平成27年度は,所属研究室の大阪大学への移転があり,顕微鏡システムなどの計測装置の解体,および細胞応答計測ができるようにするまでに計測装置を現状復帰させる必要があった.そのためH27年度に計画していた紫色レーザー光およびケージド化合物を用いた刺激導入システムと,青色レーザーを用いたGFP蛍光の計測システムを組み合わせた顕微鏡の構築を完了することができなかった.本研究は紫レーザー光照射によるケージドセリン開裂を利用し,セリン刺激とべん毛モーターの回転方向転換の時間差から,大腸菌1細胞について刺激に対する細胞内シグナルの伝達時間を計測している.平成27年度までの研究で,大腸菌の細胞内では,反応拡散を基本としたシグナル伝達分子CheY-P濃度の減少が受容体クラスターからの距離に依存した時間差を伴って細胞内を伝搬すること,細胞極で受容体クラスターに局在したCheZがCheY-Pを脱リン酸化することで,時間差を伴ったCheY-P濃度減少の細胞内伝搬を生み出していることが明らかになった.本成果は平成29年度中に学術誌への投稿を予定している.平成28年度は,研究室移転に伴って再構築した計測システムの評価を行った.GFP励起用の青レーザーの導入を念頭に,顕微鏡システムの改変を試みたところ紫レーザーに光学系に起因する干渉縞が現れた.

干渉縞による試料面での紫レーザー強度の不均一性はケージドセリンの開裂割合に大きく影響するため,紫レーザーの干渉縞の除去を試みた.現時点において幾分改善されたが,正確な計測のためには今後の研究によって干渉縞をできる限り抑える必要がある.またシグナル伝達分子のGFP融合体(CheY-GFP)発現細胞について,紫レーザー照射によって忌避応答してしまうことが予期せず分かってきた.現在,紫レーザーに対し忌避応答しない菌株の作製および評価を行っている.本研究によって大腸菌1細胞のシグナル伝達を,シグナル伝達分子の細胞内動態として描写できるようになってきた.しかし研究の進行にあたり,技術的および生理学的側面の双方から課題もでてきており,今後の研究遂行にはこれらの課題の克服が必要である.本研究は,誘引物質のケージド化合物を用いた局所的シグナル導入系,入力刺激に対する細胞応答の高時間分解能計測系を通じて,細胞極に局在したCheZによる情報伝達分子CheY-Pの脱リン酸化および拡散に依存したCheY-P濃度減少が細胞内のシグナル伝達の本質であること,また刺激の無い定常状態において,CheY-P濃度のダイナミックな増減がべん毛モーターの回転方向を直接的に制御することを明らかにした.またシグナル伝達分子として機能的なCheY-GFPの開発に成功したが,GFPの励起光照射によって細胞が忌避応答してしまうなどの課題も明らかとなった.今後の研究遂行にはこれらの課題の克服が必要である.研究実績の概要で記述した通り,紫色レーザー光およびケージド化合物を用いた顕微鏡システムにより,セリン刺激に対する大腸菌の応答時間(数百ミリ秒)と,受容体の位置を基準とした細胞内シグナル伝達時間の距離依存性(細胞内シグナル伝達分子濃度(CheY-P)の減少)を発見した.この結果を踏まえ,当初の研究計画からさらに踏み込み,現在は細胞内シグナルの方向性を生み出す原因を探索している.本研究において,細胞内シグナルを消去するタンパク質(CheZ)の細胞内局在の位置と細胞内シグナル(CheY-P濃度減少)の方向性の関係を調べており,両者に相関関係があることが分かってきた.現在,この結果を学術雑誌へ投稿するための準備を行っている.また,紫色レーザー光およびケージド化合物を用いた刺激導入システムと,青色レーザーを用いたGFP蛍光の計測システムを組み合わせた顕微鏡開発を開始している.現在は,顕微鏡システムに使用する光学フィルターや光学部品,光学装置の選定,これら光学部品や光学装置を用いたシステムの設計および検証を行っている.また,当初の研究計画に加え,回転電場を用いたべん毛モーターの強制回転システムの構築を開始している.平成28年度は,上述した「紫色レーザー光およびケージド化合物を用いた刺激導入システムと,青色レーザーを用いたGFP蛍光の計測システムを組み合わせた顕微鏡システム」を完成させ,当初の研究計画に従い,以下の実験を進める.1)外部シグナルの入力時間(セリン放出の時間)とGFPを融合したシグナル伝達分子(CheY-GFP)の結合・解離の時間差の計測,2)モーター回転方向転換とCheY-GFPの結合・解離の時間差の計測,
形態知覚における局所的情報と異種属性情報の統合過程に関する研究

平成10年度の目的は,視対象の形態知覚における並列処理機構の統合過程を,視対象認識における局所的情報の統合と異種属性情報の統合の2つの側面から検討するための精神物理学的実験を行い,統合過程の定量的な特性を明らかにすること,および,実験データをもとに神経回路モデルを構築することであった.実験的検討においては,局所的情報から補完的に形成される面及びその境界である輪郭の知覚に着目し,輝度次元で用いられているリバースマッピング法を,両眼視差次元に適用することを試みた.その結果,視差に基づく補完によって奥行き感が得られている図形の一様領域中に,ドット形状のプローブを呈示した場合にはその閾値は補完形状によらずほぼ一定であった.これは,静止網膜像における色の補完事態での色度の増分閾の特性と共通するものであり,奥行き補完過程そのものの特性を明らかにするためには,相対視差に基づくプローブ操作が必要であることが示唆された.また,主観的輪郭/面の知覚強度と誘導図形の布置との関係を調べる実験の結果から,介在する機構として2次の多重フィルター機構が示唆された.神経回路モデルについては,輝度次元における局所情報統合過程を1次視覚野の方位選択性細胞とその水平結合を通してシミュレートするものを構築した.実験による検討とモデル構成の両方から,局所情報統合,異種属性統合の両方の過程の詳細を明らかにするためには,2次フィルター機構の基本特性,特に線形多重フィルター機構との結合と相互作用の詳細を明らかすることが必要であり,先行研究ではそのデータが不十分であることが明確となった.現在,選択的順応などの実験手法を用いて検討を開始したところである.平成9年度の目的は,局在・散在する視覚情報が一つの視対象に属するものとして統合される時にはたらく脳内機構,特に大域的輪郭と面の補完(filling-in)機構の特性を精神物理学的実験を通して明らかにすることであった.そこで,二種類の視覚現象に着目し実験による検討を行った.一つは散在する輝度図形刺激の間に補完されて知覚される輪郭と面の現象(カニッツァ型主観的図形)である.この現象における補完輪郭と面の形成過程の時空間特性をプローブ刺激の検出閾測定によって計測する実験を行った.プローブ刺激には輝度コントラスト変調のガボアパッチを用い,両刺激の相対的位置関係と提示時間タイミングの両方を実験変数として組織的に操作した.結果,カニッツァ図形提示直後に主観的輪郭上での方位選択的な感度上昇が生じ,その後この感度促進量は図形消失まで漸次的に減少していくこと,オフ反応は促進をトリガーしないことなどが明らかとなり,また,閾上特性に関する先行研究で報告されている面領域内での促進は検出閾実験ではごく微量にしか観察されず,画補完過程に関与する側方信号伝播は加減算的なものではなく乗除算的な相互作用であることが示唆された.これらは,1次・2次視覚野レベルでの皮質活動を記述するための基礎資料となる.二つめの視覚現象としては,未知の部分が多い両眼視差処理における局所情報統合過程を明らかにするため,ランダムドットステレオグラムにおける画補完知覚を扱った.両眼視差のみからなる平面または波状の奥行き変化をもつ面の奥行き方向での大域的な傾き知覚量を刺激面積や波状変化の周囲を操作して計測する実験から,粗い空間スケールを有する機構が大域的面の奥行き傾き量を算出するが細かい空間スケールをもつ機構により抑制を受けること,面補完のための局所的視差差分値の空間的統合は異方性を有することなどが明らかとなった.平成10年度の目的は,視対象の形態知覚における並列処理機構の統合過程を,視対象認識における局所的情報の統合と異種属性情報の統合の2つの側面から検討するための精神物理学的実験を行い,統合過程の定量的な特性を明らかにすること,および,実験データをもとに神経回路モデルを構築することであった.実験的検討においては,局所的情報から補完的に形成される面及びその境界である輪郭の知覚に着目し,輝度次元で用いられているリバースマッピング法を,両眼視差次元に適用することを試みた.その結果,視差に基づく補完によって奥行き感が得られている図形の一様領域中に,ドット形状のプローブを呈示した場合にはその閾値は補完形状によらずほぼ一定であった.これは,静止網膜像における色の補完事態での色度の増分閾の特性と共通するものであり,奥行き補完過程そのものの特性を明らかにするためには,相対視差に基づくプローブ操作が必要であることが示唆された.また,主観的輪郭/面の知覚強度と誘導図形の布置との関係を調べる実験の結果から,介在する機構として2次の多重フィルター機構が示唆された.神経回路モデルについては,輝度次元における局所情報統合過程を1次視覚野の方位選択性細胞とその水平結合を通してシミュレートするものを構築した.実験による検討とモデル構成の両方から,局所情報統合,異種属性統合の両方の過程の詳細を明らかにするためには,2次フィルター機構の基本特性,特に線形多重フィルター機構との結合と相互作用の詳細を明らかすることが必要であり,先行研究ではそのデータが不十分であることが明確となった.現在,選択的順応などの実験手法を用いて検討を開始したところである.