hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞外マトリックス（ＥＣＭ）シートを用いた難治性偽関節の低侵襲治療法の開発

本研究の目的は、細胞外マトリックス(ECM)シートを用いて、難治性偽関節の治療が可能か否かを実験的に検証することである。ECMシートの作製は、間葉系幹細胞由来の骨形成細胞(OSC)シートを液体窒素処理により殺細胞化して作製した。第一段階の検証としてECMシートの細胞の生存率は0.2%であること、ECMシートにはI型コラーゲンが破壊されずに含有されること、ECMシートに骨誘導能はあるが骨形成能は少ないことが予想された。第二段階として以下を検証した。OCSシートとECMシートにm-PERとプロテアーゼ阻害剤を用いて細胞融解とタンパク質抽出を行なった。ELISA法によりBMP-2, VEGF, bFGFを定量した(n=6/群)。さらに、12週齢Fischer 344ラット18匹を使用し偽関節モデルを作成、9匹にECMS2枚を偽関節部に全周性に巻くように移植した。シート移植しない偽関節群とECMS移植群の2群で単純X線、組織像、力学試験により比較した。結果は以下のとおりである。1)BMP-2は99%( 1シートあたりの平均含有量OCS: 31.2pg, ECM: 30.8pg)、bFGFは75% (OCS: 288pg, ECM: 217pg)VEGFは67%(OCS: 2797pg, ECM: 1869pg)残存した。2)8週での骨癒合率は、OSCシート移植群で100%、ECMシート移植群で14%であった。偽関節群の組織所見は、骨折部の瘢痕形成と骨皮質の萎縮であった。ECMシート移植群は5週でシート内の旺盛な石灰化が観察され、8週で骨性架橋を認めた。力学試験では、平均最大強度が偽関節群:10.3±9.6 N、ECMシート移植群:45.2±24 Nであった(p=0.008)。平均最大強度はECMS移植群が偽関節群と比較して有意に高値を示した。ECMシートに含有される成長因子を評価することで、骨形成に関わるたんぱく質、成長因子が維持されることが判明した。この結果は移植実験におけるECMシートの骨形成能保持の根拠となる。今回は同系移植のみでの評価となるが、免疫拒絶が全くない環境では著明な骨形成を確認できた。この結果はECMシートが骨誘導能と骨伝導能を併せ持つマテリアルであること示唆し、今後同種移植や異種移植を行う実験においても偽関節部の骨形成を想定できる。ECMシートを人工骨に巻いてラット皮下に移植する実験においては、組織検査で骨誘導能をシートが持つことが示唆された。しかしながら、Real time PCR法でオステオカルシンやアルカリフォスファターゼは検出されず、十分な骨形成を確認できなかった。ラット皮下は骨細胞がない場所であり、臨床で重度骨折や偽関節を治療する際ある程度骨細胞のある場所への移植が予想される。したがって本研究で偽関節モデルにシートを移植する際には、骨膜や骨髄を残すモデルで実験を進めるのが適切と考えた。ECMシートに骨誘導能と骨伝導能が存在することが判明したが、その抗原性を評価していない。シート内に存在すると考える死細胞にはHLAが残存しており、それが今後同種移植や異種移植において免疫拒絶反応を起こす可能性がある。同種移植においてその骨形成能を評価すること、さらには免疫反応を評価することが今後の課題である。約3万円の余剰金が発生したが、次年度に繰り越す予定である。研究計画の進捗によって研究備品購入に変更が生じたため、最終年で購入し研究を完遂させる予定である。
独自の合成方法論を基盤とするプローブ分子の創製

1)プレウロサイクロアジリジンのプローブ化プレウロサイクロアジリジンはスギヒラタケ食中毒の原因物質として注目されており,当研究室では当該分子の改良合成法を確立した.この合成では,D-セリンから誘導されるガーナーエステルに過剰量のMeMgBrを作用させジメチル基の導入を行ったが,プレウロサイクロアジリジンのプローブ分子の合成では,ガーナーエステルへのアルキル基とメチル基の段階的な導入により,リンカーを有する前駆体を合成した.今後,これまでと同様に末端のアミノ基の導入はNs-strategyにより行い,アジリジン環は光延反応により構築することで蛍光プローブが合成可能である.合成したプローブ分子を用いてスギヒラタケ食中毒の原因究明に取り組むことができる.2)MFPAのプローブ化強力なグルタミン酸受容体アゴニスト活性を有するMFPAは,脳機能解明に貢献する分子ツールとして期待されており,申請者は,分子間C-H挿入反応を鍵段階としてMFPAの全合成を達成している.本合成法を基盤として合成中間体であるMFPA保護体の芳香環上メトキシ基のパラ位選択的なヨウ素化反応を行った後,得られた化合物のヨウ素原子を起点として,プロパルギルアルコールと園頭カップリングによりリンカー部分を導入し,アルコールをアジドへと変換することでプローブ前駆体を合成した.得られた前駆体と別途調整したTokyoGreen(TG)誘導体とを脱水縮合し,蛍光プローブ分子の合成を達成した.合成したプローブ分子は顕微鏡による解析により生細胞での動態の観察を可能にするだけでなく,競合実験にも応用できる特徴があり,当該分野における研究の発展が期待される.25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。1)プレウロサイクロアジリジンのプローブ化プレウロサイクロアジリジンはスギヒラタケ食中毒の原因物質として注目されており,当研究室では当該分子の改良合成法を確立した.この合成では,D-セリンから誘導されるガーナーエステルに過剰量のMeMgBrを作用させジメチル基の導入を行ったが,プレウロサイクロアジリジンのプローブ分子の合成では,ガーナーエステルへのアルキル基とメチル基の段階的な導入により,リンカーを有する前駆体を合成した.今後,これまでと同様に末端のアミノ基の導入はNs-strategyにより行い,アジリジン環は光延反応により構築することで蛍光プローブが合成可能である.合成したプローブ分子を用いてスギヒラタケ食中毒の原因究明に取り組むことができる.2)MFPAのプローブ化強力なグルタミン酸受容体アゴニスト活性を有するMFPAは,脳機能解明に貢献する分子ツールとして期待されており,申請者は,分子間C-H挿入反応を鍵段階としてMFPAの全合成を達成している.本合成法を基盤として合成中間体であるMFPA保護体の芳香環上メトキシ基のパラ位選択的なヨウ素化反応を行った後,得られた化合物のヨウ素原子を起点として,プロパルギルアルコールと園頭カップリングによりリンカー部分を導入し,アルコールをアジドへと変換することでプローブ前駆体を合成した.得られた前駆体と別途調整したTokyoGreen(TG)誘導体とを脱水縮合し,蛍光プローブ分子の合成を達成した.合成したプローブ分子は顕微鏡による解析により生細胞での動態の観察を可能にするだけでなく,競合実験にも応用できる特徴があり,当該分野における研究の発展が期待される.今年度は、脳神経系に作用する化合物に焦点を絞りノビレチン(脳機能改善薬のリード化合物と期待),プレウロサイベルアジリジン(2004年に社会問題となった食中毒の原因物質であると予想し研究中)の全合成又は改良合成法をの確立とプローブ分子化を行った.ノビレチンは.ヒドロキシアセトフェノン誘導体にアシルドナーをアルキル化させて合成できるβ-ジケトンを経由する独自のフラボン合成法により効率的な合成法を確立した.さらに我々は,当研究室で見出したフラボン環の5位選択的な脱メチル化反応により得た化合物の水酸基へのリンカーのアルキル化反応とノシル基を用いた合成戦略による窒素原子の導入により,プローブ分子前駆体の合成を行った.今回合成した前駆体の末端アミノ基を足がかりとしてビオチン及び蛍光基の簡便な導入を行った.現在,HASタンパクの結合したノビレチン-キャリアタンパク質複合体の合成法の確立と,この免疫原により抗ノビレチンリコンビナント抗体の作製を進めている.プレウロサイベルアジリジンは,既に全合成を達成しているが,従来法では量的供給が全く追いつかず,活性試験に遅れが生じる可能性が出た.そこでまず,プレウロサイベルアジリジンの大量供給を再検討した.その結果,安価に合成可能なガーナーエステルに対するアルキル基とメチル基の導入を段階的に行う従来法に加え,精製法を大幅に改良することで,大量合成が容易となった.改良合成法を基盤として,プレウロサイベルアジリジにンリンカーを有するビオチンや蛍光(Tokyo-Green)プローブユニットを合成に着手した.ノビレチンのプローブ化は,大量供給法がすでに確立しており,プローブ化も当初の計画通り反応が進行し,目的物が得られている.現在,HASタンパクの結合したノビレチン-キャリアタンパク質複合体の合成法を検討中であり,予定通りに進展している.プレウロサイクロアジリジンのプローブ化は,今年度,大量供給法を確立した.現在,プローブ分子の合成も佳境に入っており,予定通りに進展している.

今後研究は,ノビレチン及び,プレウロサイクロアジリジンのプローブ化と生物活性試験を推進すると共に,強力なグルタミン酸受容体アゴニスト活性を有するメトキシフェニルカイニン酸(MFPA)のプローブ化に着手する.グルタミン酸受容体の研究では,トリチウムのような放射性同位体(RI)でラベル化されたカイニン酸誘導体による競合アッセイによって,生物活性が評価されている。しかし、RIを使用したアッセイには専用の設備が必要とし、被爆の危険性もある.今後の研究により,蛍光プローブ分子の創製が実現出来れば,専用の設備なしで蛍光顕微鏡下に直接細胞を観察しながら,生物活性評価が可能となる.また、MFPAがカイニン酸を遥かに超えた活性を有していたため、MFPAに蛍光プローブユニットを付与した化合物にも有効な活性を有することが期待される.25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。
動的論理の代数的一般化とその複雑さの理論解析

本年度の前半は、前年度のKleene寓圏(推移閉包演算付きポジティブ関係計算)のEXPSPACE決定可能性の結果の動的論理的な拡張を試みた。しかし、その体系が複雑化したため、いま一度問題の単純化に切り替えて研究をおこない、以下の結果を得た。1.関係計算と3変数一階述語論理の間の表現力の等価性をポジティブな場合に拡張した。とくに推移閉包付きポジティブ関係計算が、3変数単項推移演算閉包付きポジティブ存在論理と表現力が等価であることがわかった。この結果は、申請者博士論文に記載した。2. 1.の対応関係の基づいて上記の結果を拡張して、(変数制限のない)単項推移閉包演算付きポジティブ存在論理の等式理論のEXPSPACE決定可能性を示した。本結果については、現在投稿準備中である。3.決定不能性に関して、1文字制限付き関係計算の決定不能性を示した。既存の(ポジティブでない)一般の関係計算の等式理論の決定不能性の結果を強化して、文字を1種類だけに制限した(結合・和・補のみの演算からなる)関係計算についても決定不能であることを示した。この結果の系として、グラフ上の3変数一階述語論理の決定不能性も明らかにした。この結果は、国際会議ICLA '19で発表をおこなった。また、上記と並行して、十数年の間未解決問題であった中間論理に関する問題である「古森-鹿島の問題」に対する反例を与え、数理論理学に関するいくつかの国内会議で発表をおこなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。動的論理の代数的一般化に向けて、その部分構造である(関係)クリーニ代数に関して以下の3つを行った。1関係クリーニ代数に関係積と逆関係の演算を加えた代数の等式理論がEXPSPACE完全であることを示した。この代数の等式理論と一致するクリーニ寓圏の等式理論の決定可能性に関する問題は未解決とされており[Brunet・Pous, LICS'15]、この問題についての決定可能性とその完全な計算量クラスを与えることができた。この内容についての論文は、理論計算機科学分野のトップ国際会議のひとつであるLICS'17に採択された。2関係クリーニ代数に関係積と命題論理に関するテストを加えた代数の等式理論がEXPSPACE完全であることを示した。この系として、関数的なモデルのもとでも決定可能であることを導いた(動的論理では決定可能ではない例)。この内容は、非古典論理に関する国際会議で発表を行った。3言語モデルのクリーニ代数(正規表現)の等号条件の弱化による一般化についての考察を行った。主な結果としては、"言語の測度に基づくある弱い同値関係"と"標準的な同値関係"の間の任意の強さの等式に基づいた等式理論がすべてPSPACE困難であることを示した。この内容についての論文は、国際会議GandALF'16に採択され発表を行った。1、2の決定手続きは、正規表現における文字列上の偏微分(Antimirov's partial derivatives)を(パス幅が制限された)グラフ上の偏微分に拡張することによって得られる。当初の今年度の予定であった2を拡張した動的論理の公理化への応用にむけた決定手続きの構築については、上記の偏微分を発展させる方向で現在進行中である。今年度の計画に含まれていた関係積を加えた動的論理の決定手続きについては進行中であるものの、今年度得られたグラフのパス幅に基づいた決定手続きは(当初来年度の予定としていた)グラフクラスの制限に基づく動的論理の計算量クラスの特徴付けと関連するため、おおむね順調であると考える。また、クリーニ寓圏の決定可能性に関する内容や等号条件の弱化による等式理論の一般化に関する内容は当初の計画に含まれていなかったため、当初の計画以上に研究が進んでいると評価する。本年度は、動的論理とその部分構造である関係クリーニ代数に関して以下の研究を行った。1.関係クリーニ代数に積演算と逆関係を加えた代数の等式理論がEXPSPACE完全であることを示した。この代数の等式理論と一致するクリーニ寓圏の等式理論についての決定可能性および計算複雑性については、国際会議LICS'15で未解決[Brunet and Pous, LICS' 15]とされており、この問題についての決定可能性とその厳密な計算量クラスを与えることができた。この決定手続きは正規表現における文字列上の微分(Antimirov's derivatives)をグラフ上の微分に拡張する方針による。この結果は、理論計算機科学分野のトップ国際会議のひとつであるLICS'17で発表を行った。2.1の拡張として集合の補演算を加える拡張が考えられる。この演算を加えることで等式に関するエンテイルメントを1つの等式で表現できるなどの強い表現力をもつ一方で、多くの関係代数が決定不可能になってしまうことが知られている。そこで、任意の補演算を許さず、補演算の適用範囲を変数単体に限定した場合(atomic negationとよばれる)についての考察をおこなった。なお、関係クリーニ代数にatomic negationを加えて拡張した場合には決定可能であることが知られている。1の代数にatomic negationを加えて決定可能になるかどうかは明らかではなかったが、これは決定不可能(より正確にはcoRE完全)であることが分かった。

3.1のグラフ上の微分を拡張する手法にもとづいて、1の代数をもつ動的論理(Propositional Dynamic Logic with Intersection and Converse)への拡張をおこなった。クリーニ寓圏に関する結果(研究実績の概要1)については得られているものの、グラフ上の微分を用いた手法の動的論理への拡張(研究実績の概要3)については現段階では公開されている論文が存在しないため、論文の公開にむけて準備する必要がある。また研究実績の概要2に関連する内容についても現段階では口頭発表のみであるため、論文としてまとめる必要性がある。本年度の前半は、前年度のKleene寓圏(推移閉包演算付きポジティブ関係計算)のEXPSPACE決定可能性の結果の動的論理的な拡張を試みた。しかし、その体系が複雑化したため、いま一度問題の単純化に切り替えて研究をおこない、以下の結果を得た。1.関係計算と3変数一階述語論理の間の表現力の等価性をポジティブな場合に拡張した。とくに推移閉包付きポジティブ関係計算が、3変数単項推移演算閉包付きポジティブ存在論理と表現力が等価であることがわかった。この結果は、申請者博士論文に記載した。2. 1.の対応関係の基づいて上記の結果を拡張して、(変数制限のない)単項推移閉包演算付きポジティブ存在論理の等式理論のEXPSPACE決定可能性を示した。本結果については、現在投稿準備中である。3.決定不能性に関して、1文字制限付き関係計算の決定不能性を示した。既存の(ポジティブでない)一般の関係計算の等式理論の決定不能性の結果を強化して、文字を1種類だけに制限した(結合・和・補のみの演算からなる)関係計算についても決定不能であることを示した。この結果の系として、グラフ上の3変数一階述語論理の決定不能性も明らかにした。この結果は、国際会議ICLA '19で発表をおこなった。また、上記と並行して、十数年の間未解決問題であった中間論理に関する問題である「古森-鹿島の問題」に対する反例を与え、数理論理学に関するいくつかの国内会議で発表をおこなった。以下を並行して進める:1グラフ上の偏微分の手法を変化させることで、より一般的に他にどのような代数に適用できるのか、また他にどのようなグラフクラスとの対応がとれるのかについての考察を行う。2とくに様相論理の決定手続きを与えるような拡張を試みる。3クリーニ寓圏やそれに関連する様相論理の公理化に関しては未解決な問題が多くあるため、これらの問題についてグラフ上の偏微分を用いたアプローチからの考察を行う。以下を並行して進める:1.現在までの進捗状況で挙げたとおり、グラフ上の微分を用いた動的論理の決定手続きに関する内容について、論文としての公開をめざす。2.クリーニ寓圏が表現するグラフ言語はパス幅が制限されているだけでなく木幅2の制限がある。グラフ上の微分および決定手続きが、より一般的なグラフ言語に対しても拡張できるかどうかについて検討する。
2型糖尿病患者の網膜循環へのアディポサイトカインの影響と集学的な網膜症治療法の確立

2)臨床研究2型糖尿病患者では網膜症発症前よりも網膜血流が低下していることを初めて明らかにし(Nagaoka, 2010, IOVS)、この網膜血流低下には腎機能低下が関与していた(Nagaoka, 2013, Diabetes Care)。平成22年度の研究により、以下の成果を得た。1)ネコを用いたin vivo実験により、急性高血糖負荷により、血管内皮依存性の網膜血管拡張因子であるブラジキニンによる網膜血流増加反応が減弱することから、高血糖負荷により網膜血管内皮機能が減弱することが明らかとなった。また、高血糖負荷後に正常血糖に戻すとこのブラジキニンによる血流増加反応が改善することから、適切な血糖改善により血管内皮機能障害が改善されると推測された。さらに、活性酸素除去剤Tempolの前投与によりブラジキニンの血流増加反応が改善することから、この高血糖による血管内皮機能障害には酸化ストレス増加が関与していると推測された。2)2型糖尿病における網膜循環動態についてはこれまで詳しい検討がなされていなかった。我々は、網膜症のない、あるいはごく早期の網膜症を有する2型糖尿病患者を対象として、レーザードップラー眼底血流計による網膜血流量測定をおこなった。この横断研究により、網膜症のない病期ですでに網膜血流量は低下しており、軽度網膜症においても血流量は低下したままであることを明らかにした。また、網膜血流量と血中LDLDおよびクレアチニンの値は負の相関関係があり、脂質異常症および腎機能が網膜循環に影響を及ぼすと考えられた。また、網膜血流量が低値である群では、有意にHbAlcが高値であり、血糖コントロール不良により網膜循環が障害されている可能性が示唆された。以上の結果から、網膜症早期より網膜循環を改善させる薬剤により適切に介入することによって、その後の糖尿病網膜症の発症・進展を予防できる可能性が示唆された、平成23年度の研究により、新しい糖尿病網膜症治療法の開発につなげたいと考えている。本年度の研究成果として、以下の知見を得た。1)ピオグリタゾンの網膜血管に対する拡張作用ピオグリタゾンはインスリン抵抗性改善剤として2型糖尿病患者に広く処方されているが、その網膜循環への影響については明らかではなかった。今回、ブタ網膜摘出血管を用いた検討で、ピオグリタゾンには用量依存性に網膜血管拡張作用があり、血管内皮からの一酸化窒素(NO)産生を介していることが明らかになった。今後、ピオグリタゾン投与により2型糖尿病患者の網膜循環の変化を評価し、網膜症の発症・進展の予防につながるかどうか、検討したいと考えている。2)フェノフィブラートの網膜血管に対する拡張作用大規模臨床研究の結果から高脂血症治療薬フェノフィブラートの網膜症抑制効果が報告されているが、その詳しいメカニズムは不明であった。我々はブタ網膜摘出血管を用いた検討で、フェノフィブラートには用量依存性に網膜血管拡張作用があり、血管内皮からの一酸化窒素(NO)産生を介していることが明らかになった。3)培養網膜血管内皮細胞へのシェアストレスの影響過去に我々は網膜血管には高いシェアストレスがかかっていることを報告しているが、シェアストレスそのものの血管内皮への作用については詳しい検討がなされていなかった。今回我々は培養網膜血管内皮細胞にシェアストレスを負荷する装置を作成し、シェアストレス負荷により血管拡張物質NOのmRNAの発現は亢進し、反対に血管収縮物質ET-1のmRNAは低下することが明らかとなった。本研究より、以下の成果が得られた。1)基礎研究ブタ摘出血管を用いたin vivo研究では、高脂血症治療薬フェノフィブラート(Omae, 2012, IOVS)、PDE阻害剤シロスタゾール(Tanano, 2013, IOVS)が血管内皮依存性に網膜動脈を拡張させることを明らかにした。この成果から、これら薬剤による網膜循環改善作用が期待される。また、ホモシステインが網膜血管内皮機能を障害することが明らかとなった(Omae, 2013, IOVS)。ネコを用いたin vivo研究では、急激な全身血圧の上昇に対して網膜動脈は血流を一定にするように収縮するが、この際に血管内壁にかかる者シェアストレスの増加に伴い一酸化窒素NOも放出されていることが明らかとなった(Nakabayashi, 2012, Exp Eye Res).2)臨床研究アディポサイトカインの影響については、思ったような結果が現在のところ得られていない。平成24年ども引き続き検討していく。24年度が最終年度であるため、記入しない。アディポサイトカインの影響については、思ったような結果が現在のところ得られていない。In vitro摘出血管での検討を進めると共に、in vivo実験での検討も進めていきたい。
科学・ものづくり教育における安全衛生プログラムとコンテンツの開発

「科学・ものづくり教育における安全衛生プログラムとコンテンツの開発」に係わる研究を行いました。本研究の成果は,学習指導要領と教科書の分析,論文・著書,翻訳,講演発表にまとめました。科学・ものづくり教育における安全衛生は,各々の教育の多くの場面で多様な内容と方法で係わっています。あらゆることを想定し,網羅してプログラムとコンテンツを作成しましたが,まだ今後の課題として残されていることが多々あります。なお,安全衛生に係わる研究では,特に理念研究,実践研究,比較研究に区分して行い,ITEEA(国際技術・工学教育者学会),日本産業技術教育学会,日本教材学会,等で講演発表を行いました。科学・ものづくり教育は,主に小学校では図画工作の「工作」,理科,中学校では技術・家庭科の「技術科」,理科があるが,その中でも技術科は,実習工具や実験器具,電気機器,機械を数多く使用するため,教室・施設の換気や照明等の室内環境と共に,児童生徒の安全衛生を確保する必要がある。そのためには,ものづくり教育における安全衛生を支援する学習内容(コンテンツ)と,教育課程の中で効果的かつ効率的な安全衛生教育を遂行し,そして積極的に推進できる系統的かつ体系的なプログラムを開発する必要がある。このことを,本研究の目的としている。本年度は,このための準備段階として,(1)我が国の安全衛生教育の核と位置づけられる中学校技術科について,その学習指導要領ならびに教科書の分析を試み,次に,(2)諸外国の技術教育の中でも,伝統的技術から現代的技術に関わる教育内容を含み,また,教室の施設・設備,各種工具・機器の安全衛生面が充実している米国について,そこで使用されている教科書の内容を検討した。なお,(3)安全衛生教育を進める上で大事な「教材」をキーワードとして,その機能(利用と役割)について種々の分析を試みた。なお,以上のことを支援するために,安全衛生教育に着目し,教育内容・方法を検討しているフィリピンの高等教育機関の調査,安全衛生教育を実践している台湾の中等学校の調査,米国ITEEA事務局長とコロラド州立大学教授を招聘して「技術教育における安全衛生教育」の講演会を実施した。そして,本年度の成果を公表するために,米国ITEEA年次大会に出席して発表を行った。ここでは,世界の研究者から,本研究への指導をいただいた。科学・ものづくり教育は,主に小学校では図画工作の「工作」,中学校では理科,技術・家庭科の「技術科」で行われているが,その中でも技術科は,実習工具や実験器具,機器・機械等を数多く使用するため,教室や施設の換気・照明等の室内環境と共に,児童生徒の安全衛生を確保する必要がある。本研究は,これらのことを目的としている。本年度は,このために,我が国の安全衛生教育の核と位置づけられる中学校技術科について,学習指導要領の変遷と安全衛生との関わりについて分析を試みた。次に,諸外国の技術教育の中で,伝統的技術から現代的技術に関わる教育内容を含み,また,教室の施設・設備,各種工具・機器の安全衛生面が充実している米国について,そこで使用されている教科書の内容を前年度に引き続いて検討した。また,安全衛生教育を進める上で大事な「教材」をキーワードとして,その機能(利用と役割)についてさらなる分析を行った。そして,実際の中学校でどのような安全衛生教育が行われているかについてのアンケート調査を実施した。なお,以上のことを支援するために,安全衛生教育に着目した教育内容・方法を展開している岩手大学教育学部・工学部,台湾・台北市立龍門中学校と国立台湾師範大学産業技術学部を訪問して,本研究課題への参考とした。一方,技術教育が世界で初めて学校教育に導入されたフィンランドのユバスキュラ大学技術教育教授のアキ・ラジネン氏を招聘して,「フィンランドの技術教育における安全衛生教育」と題した講演会を実施した。そして,これら本年度の成果を公表するために,米国ITEEA年次大会に参加して発表を行った。我が国は,国際社会の中で最も科学技術が進んだ国の一つであり,それを支えている教育は科学・ものづくり教育である。将来を担う児童生徒に効果的な科学・ものづくり教育を行うことは大変重要である。ただし,科学・ものづくり教育を積極的に進める一方において,児童生徒の安全衛生を確保しての教育は極めて大事である。そこで,本研究では,科学・ものづくり教育における安全衛生教育を支援する内容(コンテンツ)の開発と,教育課程の中で有意な安全衛生教育を推進できる系統的かつ体系的なプログラムを開発することを目的としている。本年度は,上記に資するため,1現在の中学校学習指導要領技術科に見られる安全衛生に関する事項を抽出して,小学校の理科と図工,中学校の理科,高校の理科と情報を比較検討した。次に,2現在注目されているESD(持続可能な開発のための教育)活動について,愛知県内のユネスコスクールである幼稚園,小学校,中学校,高校,特別支援学校,大学の全校(約60校)を対象として,安全衛生教育の実状を調査した。この後,対象を全国に拡大してユネスコスクール全校(約700校)を対象としてアンケート調査を実施した。一方,3全国の中学校に教材・教具等を提供している教材会社を対象とした聞き取り調査を実施して,全国の学校における安全衛生教育の取り組みと各会社の安全衛生教育の取り組みについて把握することを試みた。続いて,4実際の中学校の管理職で教育・研究面で実績と経験を有する教師を対象とした聞き取り調査を実施した。

これらの各種調査より,学校教育における現状ならびに今後の安全衛生教育の方向性に関する有意義な資料と成果が得られた。以上の結果は,5日本産業技術教育学会,日本教材学会,そして米国におけるITEEA(国際技術教育・工学教育者学会)年次大会において,講演発表あるいは論文発表を行って公表した。我が国は,最も科学技術が進んだ国の一つであり,それを大きく支えている教育は科学・ものづくり教育である。将来を担う児童生徒に,効果的かつ効率的な科学・ものづくり教育を行うことは大変重要である。また,科学・ものづくり教育を進めると同時に,児童生徒の安全衛生を確保する教育も大事である。本研究では,科学・ものづくり教育における安全衛生教育を支援する内容(コンテンツ)の開発と,教育課程の中で有意な安全衛生教育を推進できる系統的かつ体系的なプログラムを開発することを目的としている。本年度は,上記に資するため,1現在の小学校学習指導要領の生活科,理科,図画工作科に見られる安全衛生に関する事項を抽出して,各々の内容を比較検討した。2現在喫緊の課題であるESD(持続可能な開発のための教育)活動について,愛知県内のユネスコスクールである幼稚園,小学校,中学校,高校,特別支援学校,大学の全校を対象として,安全衛生教育の実状を把握するアンケート調査を実施し,その結果を論文として発表した。また,3全国のユネスコスクールを対象としたアンケート調査を実施し,講演発表を行った。現在,研究誌に投稿中である。4一方,実際の小学校,中学校の技術科教師ならびに管理職を対象とした聞き取り調査を実施すると共に,一堂に会しての研究会を実施した。これらの各種調査・研究により,学校教育の現状ならびに今後の安全衛生教育の方向性に関する有意義な資料と成果が得られた。以上の成果は,5日本産業技術教育学会全国大会,米国におけるITEEA(国際技術教育・工学者学会)年次大会において,講演発表を行った。本年度は,科学・ものづくり教育における安全衛生学習を支援するために必須となる,コンテンツとプログラムの開発のための文献研究,学校への聞き取り調査,研究会の開催等を行って進めた。その内容は,次の通りである。1小学校学習指導要領の生活科,理科,図画工作科に見られる安全衛生に関する事項を抽出し,比較検討した。2ESD(持続可能な開発のための教育)活動について,愛知県内のユネスコスクールである幼稚園,小学校,中学校,高校,特別支援学校,大学の全校を対象として安全衛生教育の実状を把握するアンケート調査を実施し,論文として発表した。3全国のユネスコスクールを対象としたアンケート調査を実施し,講演発表を行った。4実際の小学校,中学校の技術科教師ならびに管理職を対象とした聞き取り調査を実施すると共に,研究会を実施した。そして,5日本産業技術教育学会全国大会,そして米国におけるITEEA(国際技術教育・工学者学会)年次大会において,講演発表を行った。
低次元非線形力学系の構造と分岐

Henon mapに代表される,最も単純な非線形写像の構造と分岐を解明するという研究計画を実行するため、主に次の2つの方向から研究を行い、以下のような成果を得た.(1)Henon mapの分岐は、horseshoe mapの生成過程や、Hamiltonian systemの最も単純なモデルを含んでおり、非線形力学系の分岐を知る上で、最も基本的な対象であると言える.この研究では、Henon mapの分岐ダイアグラムの構造を探るために、その周期点曲面というものに着目した.これらの形状と、その相互の位置関係がわかれば、Henon mapの分岐の様子をある程度記述できるのである.現在の段階では、次のような結果が得られている.周期点曲面には1次元部分と双曲型部分とが含まれており、これらの部分に於いては、対応する周期のdynamicsは、itineraryという記号列によって完全に記述されている.この研究では、これらの1次元部分と双曲型部分とが、互いにどのようにつなぎ合わされているのかを表すための、記号列に関する極めて自然な十分条件を見いだした.(2)これまでの研究により得られたmissing block expressionを一般化し、何らかの位相不変量を構成するためには、双曲型不動点の安定多様体と、不安定多様体とのintersectionの様子をより詳しく見る必要がある.今年度の研究においては、Henon mapに対して、今までに得られているものよりもはるかに精密にこれらを表示する、計算機プログラムを作成した.これにより、Henon mapがhorseshoe mapになる以前の、全く新しいタイプのhyperbolicityが見つかってきており、不変量を構成するための、新たな知見が得られつつある.Henon mapに代表される,最も単純な非線形写像の構造と分岐を解明するという研究計画を実行するため、主に次の2つの方向から研究を行い、以下のような成果を得た.(1)Henon mapの分岐は、horseshoe mapの生成過程や、Hamiltonian systemの最も単純なモデルを含んでおり、非線形力学系の分岐を知る上で、最も基本的な対象であると言える.この研究では、Henon mapの分岐ダイアグラムの構造を探るために、その周期点曲面というものに着目した.これらの形状と、その相互の位置関係がわかれば、Henon mapの分岐の様子をある程度記述できるのである.現在の段階では、次のような結果が得られている.周期点曲面には1次元部分と双曲型部分とが含まれており、これらの部分に於いては、対応する周期のdynamicsは、itineraryという記号列によって完全に記述されている.この研究では、これらの1次元部分と双曲型部分とが、互いにどのようにつなぎ合わされているのかを表すための、記号列に関する極めて自然な十分条件を見いだした.(2)これまでの研究により得られたmissing block expressionを一般化し、何らかの位相不変量を構成するためには、双曲型不動点の安定多様体と、不安定多様体とのintersectionの様子をより詳しく見る必要がある.今年度の研究においては、Henon mapに対して、今までに得られているものよりもはるかに精密にこれらを表示する、計算機プログラムを作成した.これにより、Henon mapがhorseshoe mapになる以前の、全く新しいタイプのhyperbolicityが見つかってきており、不変量を構成するための、新たな知見が得られつつある.
近世日本の歴史人口学的総合研究ー宗門改帳の分析とデ-タベ-ス化ー

1)史料調査・東京都、および兵庫県高砂市所在の史料を調査。一部についてマイクロフィルム撮影を行った。2)基礎シ-ト作成・福島県郡山を中心とする地域については基礎シ-ト作成を完了した。これにより、郡山(上町・下町)ほか周辺農村6ヵ村を含む地域の歴史人口学研究が可能となった。3)機械読取りフォ-ム作成・上記の基礎シ-トから、合計7種類の機械読取りフォ-ムを作成するのであるが、福島県郡山を中心とする地域のうち、郡山下町を除いて、作成を完了した。なお、光ディスク用のフォ-ムについては、光ディスク利用のソフト開発が遅れているため、見送った。4)デ-タのコンピュ-タ入力・上記の各種シ-トのファイル入力プログラムは完成しているので、福島県郡山周辺地域、会津山間部村落、山山形県天童市近くの村落について、ファイル入力を行った。入力デ-タのチェックは、既入力分については、ほとんど完了している。この入力デ-タから、プログラムを用いて人口学的指標を取り出す作業が次のステップであるが、直接にこれを行うには、コンピュ-タの能力が不足しているので、出生、死亡、結婚、移動、人口静態統計、動態統計についての中間デ-タベ-スを作成し、作業の効率化を図った。移動および動態統計以外については、プログラムも完成し、各町村ごとに人口統計を引き出すことが可能となった。5)単年度について、地域的な広がりを持った人口史料を収集し、これを整理して地域の人口構造を分析する作業は、幕末維新期について可能であり、武蔵多摩郡の一部、越前国については整理を完了、他にも4地域について史料収集を終え、パ-ソナルコンピュ-タを利用して、デ-タベ-スを作成する準備が整った。1.史料の所在調査および収集。61年8月全国(北海道・沖縄県を除く)各区市町村教育委員会ならびに各地の図書館・資料館、大学史学科宛に、第1回アンケート(約4500通)を発送、近世人口関係史料の所在情報を問い合わせた。約3600箇所より回答を得、約3分の1は何等かの有意回答であった。これを全国地図にドットし、史料所在地図を作成した。これによれば、史料残存度の高い地域として、南東北、関東、新潟、長野、濃尾、近畿の各地方が浮び上って来た。逆に、残存度の低い地方は、北東北、北陸、中国、四国、九州である。62年1月、有意回答を得た各機関に第2回アンケート調査を発送し、詳細な情報の獲得を目指している。回収に予定以上の時間を有するので、この整理は来年度の課題となった。すでに有していた情報および調査結果にもとずき、史料のマイクロフィルム撮影を以下の地域について実行した。福島県郡山市、同県二本松市、広島県竹原市、松江市、新潟市、山形市。また、都内では、明治大学刑事博物館、立教大学図書館。2.史料整理。マイクロフィルムから基礎シートの作成は、福島県郡山、およびその周辺農村、岐阜県大垣市周辺農村について完了した。3.機械読取可能シートおよびデータ入力プログラムの作成。個人経歴シート、年齢シート、世帯シート等、7種類の機械読取シートのフォームを完成し、導入した富士通K-270オフィスコンピュータへの入力を、郡山近辺の陸奥国下守屋村のデータについて開始した。またレーザーディスク用に、10種類のファイルを決定し、原史料の持つ全情報の収容が可能となった。4.全国地名コードの作成。江戸時代の地名を緯度・経度等の地理的属性、支配・石高等の歴史的属性を記入するデータベースの作成で、デジタイザの導入によって、作業はかなり省力化されたが、地図の読み取りは手作業であり、完成にはなお時間を要する。1.史科所在調査および収集. 61年度より実施している全国の近世人口関係史料所在調査は,第2次アンケートの回答整理,所在地図の作成を行い,また,都内各機関の所蔵する史料を含めて,対象とする江戸時代の町村を示す所在地図を完成した.これにもとずき,福島県二本松市,長野県飯田市,兵庫県高砂市,新潟県寺泊町,新潟市に史料調査を実施した.2.史料整理・マイクロフィルムから基礎シートの作成は,収集済の奥州郡山周辺の農村史料について行なったが,本年度の実施作業において, 6年ごとに作成されている原史料から,毎年の状況を記載するシートの作成を行うことに成功した.これにより,幕府の人口調査年(子午年)に合わせて調査を行っている諸藩の史料を,毎年調査されている場合と同様に取扱うことが可能となり,史料利用の範囲が大きく拡大した.3.機械読取可能シートおよびデータ入力プログラム,データベース作成プログラムの作成.前年度に続いて,年代シート,地名シート,町村シート,料シート,個人経歴シート,年齢シート,世帯シート,の7種類の機械読取シートのフォームを完成し,前年度購入した富士通K-270オフィスコンピューターへの入力プログラム,一部の中間データ・ベースファイルプログラムを完成した.4.データ入力.上記の完成にともない,まず奥州郡山附近農村のデータ入力を開始し,安積郡日出山村の入力を終わり,プログラムのテストを行った.5.全国地名コード(地名シート)の作成,前年度に引き続き,江戸時代の地名を緯度・経度等の地理的属性,支配・石高等の歴史的属性を記入するデータベースの作成で,デジタイザの導入によって,作業はかなり省力化されたが,高度の読み取りが手作業であるため,濃尾地方の一部および,奥州郡山周辺のみにとどまった.1.史料収集。

61年度より実施している全国の近世人口関係史料収集は、史料所在アンケート調査の結果に基き、都内機関(本年度は主に国立史料館)および兵庫県高砂市教育センター、岐阜市岐阜県歴史資料館について実施し、多くの史料を収集することが出来た。2.史料整理。マイクロフィルムから基礎シートの作成は、昨年来継続している奥州郡山周辺の農村史料、および都市郡山について行い、完成を見た。本年度より新たに、上記の長期(100年間以上)にわたって連続して利用可能な史料の整理だけでなく、播磨国高砂町のように比較的短期間、また、本年収集した、旧武蔵国多摩郡、飛騨国各郡史料のように、単年度だが、広い領域にわたって残存する史料整理の開発に着手した。これには、パーソナル・コンピュータを利用し、市販のアプリケーション・ソフトを用いて整理することが最も効果的であることが判明した。本格的な作業は現在進行中である。3.機械読取可能シートおよびデータ入力プログラム、データベース作成プログラムの作成。前年度に続いて、個人経歴シート、年齢シート、世帯シート、の7種類の機械読取シートのフォームを完成し、購入済の富士通K-270オフィスコンピュータへ既に完成している入力プログラムにより、中間データ・ファイルプログラムを完成させた。4.データ入力。上記の完成にともない、まず奥州郡山附近農村のデータ入力を開始し、前年の安積郡日出山村に引き続き、同郡下守屋村、郡山町の入力をほとんど終えた。5.全国地名コード(地名シート)の作成。前年度に引き続き、江戸時代の地名を緯度・経度等の地理的属性、支配・石高等の歴史的属性を記入するデータベースの作成で、デシタイザの導入によって、作業はかなり省力化されたが、濃尾地方のおよび、奥州郡山周辺にとどまった。1)史料調査当初予定していた調査対象地域のうち、史料のマイクロフィルム撮影が可能になった、兵庫県高砂市教育センター所蔵の、旧播磨国加古郡高砂の宗門改帳調査に全力を注いだ。高砂を形成する29の町のうち、26の町の史料が残存して居り、天保2年以降、明治4年までの幕末維新期の港町の歴史人口学的研究を可能にしてくれる。本年度は、残存史料の約3分の2にあたる19の町の史料の撮影を完了した。2)基礎シート作成当時予定していた福島県、岐阜県に含まれる既収集史料の整理、基礎シート作成を行い、奥州郡山を中心とする地域、美濃平坦部を対象とする地域の研究を実現させる準備を整えた。また、兵庫県に替って、京都、奈良の町方の史料整理、基礎シート作成を完了した。3)機械読み取りフォーム作成奥州郡山(上町・下町)および周辺農村(日出山村、下守屋村、仁井田村、笹原村)の基礎シートから、家族および個人を単位としたフォーム3種類を作成し、現時点で郡山下町の一部を残してほぼ完了した。延総人口は4万人以上、シート枚数は約10万枚に達している。4)プログラム開発上記のフォームをコンピュータにファイルし、人口学的分析を行うには、プログラムが必要である。これらを外注し、SEと協力しつつ開発を進めた結果、ファイル用のプログラムは完成したが、分析プログラムを作成する前に、中間ファイルの作成が必要であることが分り、現在その完成を急いでいる。
悪性中皮腫早期診断のための工学的解析手法を用いた細胞診検査新技術開発

悪性中皮腫と反応性中皮細胞の細胞診標本の顕微鏡画像を使用し、核クロマチン分布状態を数値解析ソフトウェアMatlab(ver.R2012a, MathWorks Inc., Natick, MA., USA)を用いて、これまで各種テクスチャ解析(核全体およびheterochromatin領域、euchromatin領域の信号値、euchromatin面積比、local binary pattern(LBP)およびTamura特徴量を算出した。今回は3種類の異なる空間周波数および8種類の異なる角度を有するgabor fiterセットによる特徴量を算出した。これら特徴量を用いて統計解析ソフトウェアIBM SPSS Statistics 22,(IBM Corp.,Armonk, NY., USA)による統計学的解析ならびに機械学習機support vector machineによる判別分析を行った。加えて、得られた特徴量に対して、従来から用いられている病理・細胞診断学的な顕微鏡を用いた細胞組織形態学的鑑別所見と比較することで、特徴量とクロマチン所見の関係と有用性を検討した。今年度は、8種類の方向、3種類の空間周波数が異なる24種類のガボールフィルタ(Figure 1)を細胞診顕微鏡画像の反応性中皮細胞および悪性中皮腫細胞核に対して畳み込み処理を行い、信号の平均値、標準偏差、尖度および歪度を算出、それら特徴量を用いて、統計学的解析および線形サポートベクターマシーンによる判別分析を行った。統計学的解析では、Mann-Whitney U-testを用いた。空間周波数(ガウス関数)が2πおよび3πであるガボールフィルタを用いて算出した特徴量では、有意な差を示した(0,0001以下)特徴量が多く認められた。3種類の空間周波数別のgabor filterの平均特徴量をtable 1に示す。今年度は、gabor fiterを用いたSVM判別分析結果の解釈を行う。すなわち各特徴量の値と細胞の形態学的側面を比較して、特徴量と細胞形態の関係を現場で細胞診検査や病理診断を行っている細胞検査士や病理医に役立てるように解明したい。また、Gabor filterの結果を踏まえて、gaussian 1次・2次導関数によるfilterおよびlaplacian filter setを用いて、平均信号値、標準偏差、歪度および尖度をMatlabにて算出することでfilter setを使用した際のSVMによる判別率を比較する。また同時に、これまで明らかになった研究成果について日本臨床細胞学会などで発表、海外紙に論文投稿を行い、学外研究者と議論をかわして研究方針の修正などブラッシュアップを行う。昨年度開発を行った核特徴量計測用プロトタイプソフトウェアを使用して、プロトタイプソフトウェアの実際の研究に対して仕様の調査を行なう。悪性中皮腫と鑑別を要す反応性中皮細胞やある種の癌では、熟練した細胞検査士や専門医の経験による形態学判断による診断を行っているが、鑑別が困難な症例に遭遇することも少なくない。悪性中皮腫の早期診断は細胞診検査で行われる事が多いが、細胞異型に頼る細胞診では、免疫組織化学的な方法を加味して判断をしているのが現状である。そして進行した悪性中皮腫の治療は困難であるが、MRIなどの医用画像上に現れる前の早期発見による早期治療が最も効果的である。今回の研究では悪性中皮腫細胞および鑑別を要する反応性中皮細胞核のクロマチン分布状態を数値化し、細胞異型を判断する画像解析技術を用いて悪性中皮腫を早期に発見し、患者の利益に寄与することを目的とする。悪性中皮腫、反応性中皮細胞の細胞診標本に対し、光学顕微鏡に接続されたデジタルカメラによる画像撮影を行った。必要な領域の画像を選択し、細胞核など解析領域を画像編集ソフトウェアphotoshop(CS5, Adobe Systems Inc., San Jose, CA., USA)を使用して指定、テクスチャ解析などの画像解析手法(輝度値、形状特徴および濃度共起行列)により特徴量を算出した。これらの画像解析手法は、効果がありそうな手法を画像解析研究の論文検索により候補として取り上げ採用した。採用した解析手法のプログラムを数値解析ソフトウェアMatlab(ver.R2012a, MathWorks Inc., Natick, MA., USA)上で作製し、動作確認後特徴量を抽出した。得られた特徴量に対して、SPSSにより統計学的解析(相関・有意差検定等)、形態学的観察等に基づき有効特徴量を選択した。そして得られた特徴量を使用して、Matlab上でコードした機械学習機Support vector machineを用いて判別分析を行った。反応性中皮細胞症例24例、悪性中皮腫症例29例を今回の研究に使用することができ、症例数としては十分である。各症例をデジタルカメラによるカラー撮影した顕微鏡画像に対し、画像のカラー成分をR(赤)、G(緑)およびB(青)チャンネルに分離し、それぞれ核の輝度値、形状特徴および濃度共起行列による特徴量を算出した。輝度値は平均輝度値および分散値を求め、輝度平均値はGおよびBチャンネルにおいて反応性中皮細胞より悪性中皮腫の方が有意に低値を示した。分散値および標準偏差値は全てのチャンネルにおいて反応性中皮細胞より悪性中皮腫の方が有意に高値を示した。形状特徴は、核の大きさに関わる特徴である核の最大・最小半径、周囲長、面積と、核の形に関わる特徴である複雑度、円形度、線形度および針状比を求めた。円形度を除くすべての形状特徴で反応性中皮細胞より悪性中皮腫細胞の方が有意に高値を示した。円形度は反応性中皮細胞より悪性中皮腫細胞の方が有意に低値を示した。

形状特徴の特徴量を用いた場合が最も低い判別率を示し、輝度値および形状特徴より濃度共起行列の特徴量を用いた方が高い判別率を示した。すべての特徴量を用いた判別結果では86.8%という結果を示した。判別率向上の余地はあるものの、まだ使用していない解析手法があるため、判別率を向上させることは可能と思われる。また免疫染色を行わずに8割強の症例で、鑑別が難しい反応性中皮細胞と悪性中皮腫を判別することができたので研究は概ね順調に進行していると思われる。悪性中皮腫と鑑別が困難な反応性中皮細胞の細胞診標本を用いて顕微鏡画像を取得し、核クロマチンの分布状態を数値解析ソフトウェアMatlab(ver.R2012a, MathWorks Inc., Natick, MA., USA)により作成されたコードを用いて、テクスチャ解析を行った。今年度はtexture特徴量のうち、local binary pattern(LBP)、Tamura特徴量および大津のしきい値により領域分割を行い、euchromatin面積比とheterochromatin領域、euchromatin領域の信号値を算出することにより反応性中皮細胞と悪性中皮腫細胞核の特徴を数値化した。反応性中皮細胞および悪性中皮腫の細胞核から得られた各特徴量に対して統計解析ソフトウェアIBM SPSS Statistics 22,(IBM Corp.,Armonk, NY., USA)にて特徴量の有意差検定を行った。その後、得られた特徴量をもちいて機械学習機support vector machineによる判別分析を行った。各特徴量の算出と機械学習機support vector machineによる判別分析はMatlabでコードしたプログラムを用いて実施した。また、得られた特徴量に対して、従来から用いられている病理・細胞診断学的な顕微鏡を用いた細胞組織形態学的鑑別所見と比較することで、特徴量の意味と有用性を検討した。なお、第56回日本臨床細胞学会で発表した演題名「悪性中皮腫における客観的数量化技術開発および機械学習機による判別分析研究」は、ポスター優秀演題賞を受賞した。LBP特徴量はtarget pixelの信号値が周辺pixelの信号値との差に着目し、その組み合わせを頻度として算出している。Target pixelが周辺のpixelよりも輝度値が高い、すなわちTarget pixelが周辺のpixelよりも明るいことを示している。この頻度が低いと明るい点が少なく、クロマチンは増加していると考えられる。悪性中皮腫では、反応性中皮細胞よりこの頻度が少ない。一方、target pixelの周囲半分が、target pixelより信号値が高く、残りの半分は信号値が低いパターンは、クロマチン顆粒のcornerやedgeを表している。粗顆粒状のクロマチン分布では、このパターンの頻度は高くなる。
材料機能のメカニズム解折と可能性予測

原子・分子レベルの視点にたち、材料の枠組みを超え、横断的、ヨコ糸的性格をもった新しい機能性材料についての研究がC小領域で行われている。この一環を担うCo_1研究班の研究は、この立場より電子状態理論、電気伝導物質、有機磁性体、イオン伝導物質、高分子物性などについて理論的、実験的になされている。とくに本計画研究班では材料機能のメカニズム解折と可能性予測、超電導体の輸送現象、機能性高分子の力学的、電気的極限制能についての振動分光法による研究、材料機能の機能発現における電子論的研究が行なわれた。これらの成果をまとめると、(1)ヨコ糸的性格をもつ材料研究においては、材料を原子(イオン)組立材料と、分子組立材料に分類し、研究の方法論を追究することが理論的にも有効であり、現実的であると結論された。また後者については、低分子、高分子、錯体金属錯体の三種類のうち、剛直性高分子、錯体ポリマーは新出発物質として注目されることを指摘した。(2)分子組立材料の配向制御は、材料設計における重要課題であり、電子相関の正しい考慮、非結合原子間相互作用の評価など理論的課題が残されている。(3)酸化物高温超電導体の超電導メカニズムの理論的考察より、臨界電流に予想される異常が、BCS超電導体かどうかを区別する有用な方法になることが指摘された。(4)有機導体で、Cu^<++>を含む物質が、酸化物超電導体との関連からも重要であることが示された。(5)有機導電物質においてドーパントを介した鎖間導電機構が重要であること、振電相互作用、電子間の相互分極と超電導性の関連についても考察をすすめた。(6)高分子繊維の力学性能に関連して、特有な高次組織の役割と、その力学モデルの妥当性について考察した。平面ジグザグ、らせん、剛直分子鎖などについての分光学的研究の結果を総括し、分子構造から弾性変形の分子機構や弾性定数の値を予測する一般則を導くことができた。