hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カメの情報処理様式に関する比較心理学的研究

消去抵抗はC7が最大で,次にC14そしてC21となり,OEEが見いだされた。この結果は,習得試行数の関数として報酬期待が増し、無報酬で生起するフラストレーションは報酬期待の大きさに対応して接近反応を妨害するとしたフラストレーション仮説の予測を支持する。ラットでも大報酬下でOEEが生起するが,その場合習得試行数が100試行を越えれば消去抵抗には差が見られないことから,一般にカメはラットより報酬期待の漸近値到達が遅れると考えられる。本年度の第1の目的は平成6年度に行った2つの実験結果を総合して、カメにおけるフラストレーションと道具的条件づけとの関連を考察することであった。2つ目の実験において、過剰訓練消去効果(OEE)が見られ、学習へのフラストレーション関与の可能性も考えられた。しかしこの実験結果の詳細な分析とこれまでのカメを用いた報酬の逆説現象の研究結果、特に分散試行条件下での諸結果を併せて考えると、ラットと異なりカメの場合はフラストレーションのような情緒成分を媒介とする学習を支持する実質的な証拠が薄い。むしろ、サカナのような非媒介型の学習で仮定されるCarry-over(ある種の般化減少)に基づく条件づけにより学習が規定されている可能性が残る。それ故、媒介型と非媒介型を対立させる実験計画を用いた今後の研究が必要とされる。第2の目的は、過剰訓練逆転効果(ORE)に関する発展的な追加実験を行い、カメの弁別学習の機構を探ることであった。先行実験では、左右の位置を関連手掛かりとするT迷路での弁別課題でORE(及び逆ORE)が見られなかった。注意理論によれば、無関連刺激を増やし、位置弁別学習に特有の運動の自動化を防ぐことにより、OREが生起することを予測する。そこで、白黒のカードを無関連手掛かりとして導入し、反応の自動化を防ぐ目的で出発箱の出口にゴム製のカ-テンを取り付けた。その結果、過剰訓練は逆転弁別の速さに影響することがなく、OREは見られなかった。先行実験と比較すると、原学習の習得が遅れたにもかかわらず、逆転学習が促進された。この事実は注意理論からも解釈されるが、同時に反応負荷の増大がもたらす効果という伝統的な理論的枠組みでも説明され得る。これまでのカメの弁別学習の実験結果からは、『注意過程』の学習への積極的な関与は認められないといえる。
靭帯組織成分から構成される組織工学的人工靭帯の開発

靭帯成分であるコラーゲン、エラスチンと靭帯細胞を組み合わせた本来の靭帯を模倣した新規組織工学的人工靭帯の開発を目的とする。靭帯は骨との結合部が靭帯、軟骨、骨の段階的な構造となっており、本研究では、細胞の骨基質マーカーを上昇させるエラスチン材料を人工靭帯の骨結合部分に用いることで段階構造の再現を目指す。また、生体外で人工靭帯に対し、加圧などの刺激をあたえ、靭帯化、骨化を促す条件を検討し、最終的に生体内への移植および評価を予定している。
高品質窒化ホウ素半導体へのin-situドーピング

エネルギーの有効利用や利便性に優れた電気電子機器の開発には、バンドギャップが大きい半導体を用いたパワーデバイスの開発が必要である。本研究では、放電プラズマ蒸着法による窒化ホウ素膜の気相合成過程において、ドーパントを反応雰囲気へ添加することによって、膜中へドーピングを行った。そしてドーパントを添加した膜の構造、組成、電気特性の評価を通して、電気伝導性を向上させるドーピング条件を見出し、電気伝導性を制御するための指針を確立した。工学
出芽酵母ATM関連因子Tel1によるDNA損傷認識機構の解明

Tel1と結合する因子をTwo-hybrid法を用いて探索した結果、Xrs2が得られた。昨年、Xrs2がTel1のDNA損傷部位への結合を制御することを発表した。xrs2破壊株と比べてtel1破壊株はDNA損傷応答異常の表現型が弱いため、Xrs2はTel1以外の因子をも制御している可能性が考えられた。その候補としてMec1が挙げられる。Mec1はTel1と重複してDNA損傷応答を制御している因子である。Mec1とXrs2の関係を明らかにするため、以下の実験を行った。Rad53はDNA損傷に応答してMec1、Tel1依存的にリン酸化され、活性化することが知られている。まず、DNA損傷依存的なRad53のリン酸化を、mec1、tel1、xrs2各破壊株において解析した。その結果、Rad53のリン酸化はmec1破壊株では大きく減少し、tel1破壊株では正常に見られ、xrs2破壊株では部分的に減少することが分かった。このことからXrs2はMec1経路を部分的に制御していると示唆された。Exo1はエキソヌクレアーゼ活性を持つタンパクであり、DNA損傷修復においてXrs2と重複して機能している。Exo1がXrs2と重複してMec1経路を制御している可能性をRad53のリン酸化を指標に検討した。その結果、xrs2破壊株で見られたRad53の弱いリン酸化はxrs2 exo1二重破壊株では見られなかった。次にクロマチン免疫沈降法を用いてMec1のDNA損傷部位への結合がXrs2とExo1に制御されているか検討した。その結果、Mec1のDNA損傷部位への結合はxrs2破壊株では部分的に減少し、xrs2 exo1二重破壊株では検出限界以下であった。以上の結果から、Xrs2とExo1はMec1のDNA損傷部位への結合を促進することでDNA損傷応答を制御していると考えられる。Tel1がどのようにDNA損傷応答を制御しているかを明らかにするため、Tel1周辺で機能している因子をTwo-hybrid screenによって探索した。その結果、Tel1と結合する因子としてXrs2のC末が得られた。Xrs2はMre11、Rad50と複合体を形成し、DNA損傷修復やチェックポイントの活性化に関与することが知られている。Tel1とXrs2が細胞内で結合しているかどうか免疫沈降法によって検討した。その結果、Tel1とXrs2の細胞内の結合が認められ、その結合はXrs2のC末に依存することが明らかになった。次にDNA損傷応答におけるTel1とXrs2の関係を明らかにするため、Xrs2のC末を欠失した変異株、xrs2-11株を作成した。tel1破壊株とxrs2-11変異株のDNA損傷感受性とチェックポイント活性化能を検討したところ、これらの変異株は同様の表現型を示すことが明らかになった。Tel1がDNA損傷部位近くに結合するかChromatin immunoprecipitation法により検討した。その結果、Tel1はDNA損傷部位近くに結合し、さらにその結合はXrs2のC末に依存することが明らかになった。以上の結果から、Tel1はXrs2のC末を介してDNA損傷部位近くに結合し、DNA損傷応答を制御していると考えられる。
尿路上皮腫瘍の多発性の機序について -DNAフィンガープリント法による解析-

尿路上皮腫瘍(膀胱癌、尿管癌、腎盂癌)数十例のサンプルを手術検体より採取し、これからGenomic DNAを抽出、アガロース電気泳動にて分解、変性のないサンプルを選び、その後の実験に供した。ヒトDNA中に散在する特異的繰り返し配列に相補的なプローブ(CACCACCACCAC)を用いてサザンブロットハイブリダイゼイションを施行したところ個体特異的な泳動パターンを得ることに成功したが、現在までのところ腫瘍、正常組織の間で明らかな泳動パターンの相違は認められていない。今後ミニサテライトプローブであるMZ-1などを用いたサザンブロットハイブリダイゼイションならびに蛍光分析装置(FACS)によるDNAploidy patternの検索も併せて行う予定である。なお同じサンプルを用いて染色体末端の繰り返し構造に相補的な配列(TTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG)をプローブにしてサザンブロットハイブリダイゼイションを行ったところ腫瘍では染色体末端構造の短縮が見られ、その程度は深達度の大きいものでは比較的軽微であることが判明した(1995年度日本泌尿器科学会総会で発表予定)。また尿路上皮腫瘍では11番染色体短腕のWT1(ウィルムス腫瘍の抑制遺伝子)遺伝子座に比較的高頻度に欠失をおこすとされており、WT1遺伝子の微細な変異、および欠失の有無についても検討した。結果は原発巣より得られたサンプルでは明らかなWT1遺伝子の異常は認められなかったが、いくつかの培養癌細胞では特異的な変異がみられ、これらの結果については第85回アメリカ癌学会総会、第52回日本癌学会総会で発表した。
免疫抑制薬のヒト末梢Tリンパ球増殖抑制作用に及ぼすインスリンの影響

腎移植患者の原疾患の多くは糖尿病性腎症である。末期糖尿病の治療にはインスリンが用いられることから、申請者は患者末梢血単核細胞(PBMC)の免疫抑制薬感受性に及ぼすインスリンの影響を検討した。慢性腎不全患者のPBMCのT細胞マイトゲン応答性増殖に対する免疫抑制薬の阻害効果は、インスリンにより低下した。一方インスリン受容体拮抗薬は本インスリンの作用を軽減させた。インスリン受容体は、PBMC中の単球に多く発現していた。インスリンが単球に作用し、PBMCの免疫抑制薬感受性を低下させる可能性を示した。これらの知見は、インスリン使用患者に対する免疫抑制薬の個別療法に重要な示唆を与えるものと考えられた。健常者末梢血単核細胞(PBMC)を用い、グルココルチコイドおよび各種免疫抑制薬のリンパ球増殖抑制作用に対するインスリンの効果とその背景にある分子機序を以下の様に検討し、各実績を得た。1.T細胞マイトゲンで刺激した健常者PBMCの増殖に対するプレドニゾロン、シクロスポリン、タクロリムス、あるいはミコフェノール酸の抑制効果に及ぼすインスリンの影響を、ヒトPBMCの薬物感受性試験法(Hirano、Int Immunopharmacol review、2007年)を用いて検討した。いずれの免疫抑制薬の効果に対しても、5または50μU/mLのインスリンは有意に減弱作用を示した。2. PBMC中のT細胞におけるインスリン受容体数と、上記インスリンの効果との関連を調べた。インスリン受容体発現量や受容体陽性細胞率を、抗インスリン抗体で標識した細胞のフローサイトメトリー解析により算出した。インスリン受容体はマクロファージ様細胞に存在することを示したが、上記インスリンの効果との関連は明確でなく、次年度以降の課題とした。3.免疫抑制薬の効果に対するインスリンの作用機序を明らかとするため、インスリン受容体アゴニスト/アンタゴニスト(S961)の存在下に、上記インスリンの効果を調べた。S961がインスリンの効果を減弱させることを示した。以上の検討結果より、インスリンはPBMC中のマクロファージ様細胞上のインスリン受容体を解して、免疫抑制薬の作用を修飾している可能性を示唆した。本研究を開始する前の予備的検討結果から、インスリンがPBMCのT細胞マイトゲン応答性増殖に対するグルココルチコイドの抑制作用を減弱させるという知見を得ていた。本年度はこの知見を支持するより確実なデータを得ることができた。さらに、予定通りシクロスポリン、タクロリムス、およびミコフェノール酸の抑制効果に対しても、インスリンの減弱作用を確認できた。これらの基本的現象は、今後本研究を遂行するための基盤となる。さらに本年度は、PBMC中のマクロファージ様細胞にインスリン受容体が存在すること、およびその阻害薬はインスリンの効果を遮断することを確認できた。以上の点を勘案し、初年度としておおむね順調に研究が進展していると判断された。健常者および慢性腎不全患者の末梢血単核細胞(PBMC)を用い、グルココルチコイド(GC)や各種免疫抑制薬のPBMC増殖抑制作用と、それに対するインスリンの影響を検討した。また、健常者PBMCを用いたインスリンの作用機序の解析を、より詳細に行った。まず、健常者PBMCを用いた検討では、PBMC中のCD14抗原を発現する単球画分に、インスリン受容体を持つ細胞が多く存在することを見出した。さらに、インスリン受容体阻害薬のS961存在下に、PBMCをインスリンおよびGCと培養すると、GC感受性が回復した。このことから、インスリンが単球を刺激し、それより産生されるサイトカイン等の因子が、T細胞のGC感受性を減弱させている可能性を示した。またインスリンは、MAPKを活性化し、さらにGCによるMAPKの抑制を解除させた。これらの結果から、インスリンの作用にはMAPK活性化が関与するものと考えられた。以上の結果の一部を英論文化し、公表した。次に、腎移植の対象となる慢性腎不全患者のPBMCを用いて、まずGCの増殖抑制作用を検討した。その結果、糖尿病を合併しインスリンを使用していた慢性腎不全患者において、GCや各種免疫抑制薬の増殖抑制作用に対するPBMC応答性が減弱している可能性を示唆した。さらに本研究では、PBMCのGC感受性に及ぼす天然化合物の作用も検討した。中国の防已に含まれるテトランドリンは、炎症性疾患の治療に用いられている。そこで、PBMCのGC感受性に及ぼすテトランドリンの効果を検討した。テトランドリンは、健常者および慢性腎不全患者PBMCのGC感受性を回復させた。このことから、テトランドリンがインスリンの作用を抑えてGCの効果を回復させる可能性について、今後合わせて検討したい。一方、慢性腎不全患者のPBMCを用いた検討では、現在12例の検体を入手できているものの、予定通りの症例数に比べてやや少ない。患者PBMCを用いた検討は、引き続き行っていく予定である。腎移植における維持免疫抑制療法や自己免疫疾患の治療に、副腎皮質ステロイド薬(GC)が広く用いられているが、これらの患者の中にはGC療法に抵抗性を示す症例も散見される。申請者はこれまで、科学研究費助成の元、患者末梢血単核細胞(PBMC)のGC感受性が同薬の治療効果と相関することを明らかとし、学術誌等に発表してきた。一方、PBMCのGC耐性発現の分子機序には不明な点が多かった。腎移植患者の多くは、糖尿病性腎症により慢性腎不全となりその後腎移植を施行されている。また慢性腎不全患者のPBMCは、GC耐性を示す傾向にある。

末期糖尿病の治療にはインスリンが用いられることから、申請者は患者PBMCのGC感受性にインスリンが影響を及ぼしているものと考え、本研究を実施した。健常者および慢性腎不全患者のPBMCのT細胞マイトゲン応答性増殖に対し、プレドニゾロンは抑制効果を示すが、インスリンは治療に使われる濃度でプレドニゾロンのPBMC増殖抑制効果を有意に減弱させた。さらに、インスリンはPBMCのT細胞マイトゲン応答性増殖に対するシクロスポリン、タクロリムス、およびミコフェノール酸の増殖抑制効果も減弱させた。インスリン受容体拮抗薬がこれらインスリンの作用を軽減させたことから、インスリンの作用は受容体を介して発現することを示唆した。PBMC中の各種細胞のインスリン受容体の有無を調べたところ、単球に多く発現していることが分かった。このことから、インスリンは単球に作用し、さらに単球から放出されるサイトカイン量に影響を及ぼすことにより、PBMCのプレドニゾロン感受性を低下させている可能性を示した。以上本研究は、インスリンがPBMC中の単球に作用し、GCをはじめとする各種免疫抑制薬の効果を減弱させることを示唆した。これらの成果は、免疫抑制薬の個別療法を行う上で、臨床上きわめて重要な知見と考えられる。腎移植患者の原疾患の多くは糖尿病性腎症である。末期糖尿病の治療にはインスリンが用いられることから、申請者は患者末梢血単核細胞(PBMC)の免疫抑制薬感受性に及ぼすインスリンの影響を検討した。慢性腎不全患者のPBMCのT細胞マイトゲン応答性増殖に対する免疫抑制薬の阻害効果は、インスリンにより低下した。一方インスリン受容体拮抗薬は本インスリンの作用を軽減させた。インスリン受容体は、PBMC中の単球に多く発現していた。インスリンが単球に作用し、PBMCの免疫抑制薬感受性を低下させる可能性を示した。これらの知見は、インスリン使用患者に対する免疫抑制薬の個別療法に重要な示唆を与えるものと考えられた。健常者PBMCを用いた平成27年度の成果を踏まえ、平成28年度以降は健常者、糖尿病性腎症を合併する慢性腎不全患者、あるいは腎移植患者のPBMCを対象とし、グルココルチコイドや各種免疫抑制薬のPBMC増殖抑制作用に対するインスリンの影響を検討する。具体的には、以下の項目について、患者PBMCを対象とした検討を進める。1・T細胞マイトゲンや抗CD3抗体等で刺激した患者PBMCの増殖に対するヒドロコルチゾンおよび各種免疫抑制薬の効果に及ぼすインスリンの影響を、ヒトPBMCの薬物感受性試験法を用いて検討する。対象とする患者数は、慢性腎不全患者および腎移植患者共に30例前後とする。臨床検体は、東京医科大学やけいゆう病院の協力を得て入手する。2.平成27年度における健常者PBMCを用いた検討結果から類推されるインスリンの作用機序に則り、同じ手法を用いて患者PBMCに対するインスリンの効果の作用機序を確認する。
妊娠中毒症発症における血漿過酸化リン脂質還元酵素の役割について

血漿過酸化脂質は血管内皮細胞を傷害することから、アテローム性動脈硬化症などの原因の一つと考えられている。妊娠中毒症に見られる高血圧、浮腫、蛋白尿などは血管内皮細胞の傷害が関与していると思われる。我々はヒト血漿には血漿グルタチオン・ペルオキシダーゼ(PGPx)以外にも過酸化脂質を代謝する新しい酵素が存在することを証明してきた。本研究では、(1)この酵素を血漿より精製し、その本体および酸素学的な性質を解明すること、(2)妊娠中毒症におけるこの酵素の臨床的役割を解明することを目的として研究を行って来た。3年間にわたる研究により、ヒト血漿過酸化脂質還元酵素は主にApolipoprotein B100、およびApolipoprotein A1にあることが判明した。その他にもこの活性を担うタンパク質の存在が認められたが、個々のタンパク質の寄与率は低かった。また、ApoA1の過酸化脂質還元の分子機構の解明をめざし、この活性を担うメチオニンを含むペプチド3種類を化学合成し、その活性を測定したところすべてのペプチドに活性があること、および過酸化脂質の還元に伴ったメチオニンスルフォキサイドの形成が確認され、過酸化脂質還元の分子機構が明らかになった。また、本研究を通して、安定した過酸化脂質還元活性の測定法の開発を試みたが、昨年度までに開発することに成功した。この方法を用いて妊娠中毒症の患者血漿を中心に測定したところ、正常妊娠者、妊娠中毒患者で全く差が認められなかったが、妊娠中毒症を発症しなかったHigh-risk群では明らかな活性上昇が認められた。血漿過酸化脂質還元の主役であるPGPxには変化が認められないことから、妊娠中毒症における血漿過酸化脂質量の上昇におけるこの活性の重要性を証明できた。血漿中の過酸化脂質は血管内皮細胞を傷害することから、アテローム性動脈硬化症などの高血圧症の原因の一つと考えられている。妊娠中毒症に見られる高血圧についても、その発症に血漿過酸化脂質の関与が疑われている。我々は、この血漿過酸化脂質を代謝、還元し、無毒化する全く新しい酵素が血漿中に存在することを見出した。そこで、本研究では、この新しい過酸化リン脂質還元酵素について、1.ヒト血漿より精製し、酵素学的な性質を解明するとともにその本体を明らかにすること、2.妊娠中毒症患者の酵素量を測定し、各種の臨床的パラメーターと比較することにより、血漿過酸化リン脂質還元酵素の臨床的役割を解明することを目的とした。今年度の研究では、まずこの酵素の精製を行なった。ヒト血漿より硫安分画(30-50%)、HiLoadQ Sepharose、phenyl Sepharose、HiTrapHeparineカラムにより精製を進めたところ、過酸化リン脂質還元活性は、3つのピークに分離した。その内の一つについて更にゲルろ過にて精製したところSDS-PAGEで分子量28KDaの単一バンドを示すまでに精製できた。最終標品は血漿での活性より約120倍にまで比活性が上昇していた。このものについて、N末端のアミノ酸配列を決定したところ、Apolipoprotein A1であることが判明した。また、妊娠中毒症患者における血漿解析については正常妊娠50例、High-risk妊娠40例、妊娠中毒症患者20例の採血を終え、現在血漿過酸化コレステロール・エステル量、血漿グルタチオン・ペルキシダーゼ活性、および血漿過酸化リン脂質還元酵素活性を測定している。加えて、血漿過酸化脂質還元酵素の本体が、一部Apolipoprotein A1であることが判明したことから、患者血漿におけるApolipoprotein A1量の測定を準備中である。血漿中の過酸化脂質は血管内皮細胞を傷害し、アテローム性動脈硬化症などの高血圧症の原因の一つと考えられている。

妊娠中毒症に見られる高血圧については、多くの原因が考えられているが、血漿過酸化脂質に起因する血管内皮細胞の傷害が関与していると思われる。我々は、この血漿過酸化脂質を代謝、還元し、無毒化する全く新しい酵素が血漿中に存在することを見出した。そこで、この新しい血漿過酸化リン脂質還元酵素について、1.ヒト血漿より精製し、酵素学的な性質を解明する。2.妊娠中毒症患者の酵素量を測定し、各種の臨床的々パラメーターと比較検討することにより、この酵素の臨床的役割を解明することを目的とした。一昨年度の研究において、血漿過酸化脂質還元酵素を精製していく過程でHiTrapQカラムにて分画したところ、過酸化脂質還元活性は3つのピークに分かれ(ピークA,B,C)、ピークCの本体はApolipoprotein Alであることが判明した。本年度はピークBについても精製を進め、その部分アミノ酸配列を決定したところApolipoprotein Bl00であることが判明した。そこで、ApoAl.B100の両リポタンパクの過酸化脂質を還元する反応機構についても検討したところ、これらの蛋白に含まれるメチオニンのイオウ(S)が酸化されてスルフォキサイド(SO)に変換されていることが判明した.また、アルブミンなどに含まれるメチオニンにはこの活性は認められず、特異性の高いものであることが証明された。次に妊娠中毒症における血漿過酸化脂質還元酵素の活性、血漿グルタチオン・ぺルオキシダーゼ(PGPx)活性、および過酸化脂質量を測定した。その結果、妊娠中毒症の患者血漿では正常妊娠者に比べて過酸化脂質還元活性に約20%の上昇が認められた。同時に過酸化脂質量も15%ほど増加していたが血漿過酸化脂質の代謝で最も重要と思われていたPGPx活性に変化は認められなかった。これらの結果より、妊娠中毒症患者における過酸化脂質の上昇と対応しているのはPGPxではなく、過酸化脂質還元活性であることが判明した。今後、より詳細に検討し、血漿過酸化脂質還元活性の臨床的な役割を解明する予定である。血漿過酸化脂質は血管内皮細胞を傷害することから、アテローム性動脈硬化症などの原因の一つと考えられている。妊娠中毒症にみられる高血圧、浮腫、蛋白尿などは血管内皮細胞の傷害が関与していると思われる。我々はヒト血漿には血漿グルタチオン・ペルオキシダーゼ(PGPx)以外にも過酸化脂質を代謝する新しい酵素が存在することを証明してきた。本研究では、(1)この酵素の酵素学的な性質を解明すること、(2)妊娠中毒症におけるこの酵素の臨床的役割を解明することを目的とした。昨年度までの研究より、ヒト血漿過酸化脂質還元酵素がApolipoprotein B100、およびApolipoprotein A1にあることが判明した。本年度は、ApoA1の過酸化脂質還元の分子機構の解明をめざし、この活性を担うメチオニンを含むペプチド3種類を化学合成し、その活性を測定したところ全てのペプチドに活性があること、および過酸化脂質の還元に伴ったメチオニンスルフォキサイドの形成が確認され、過酸化脂質還元の分子機構が明らかになった。
都市人工空間における健康影響サ-ベイランスシステム

1)<都市人工空間における環境汚染物質の発生源探索>___ー:浮遊粉塵の粒子別計測法を開発した。地下鉄駅ホ-ムで採取した試料は、鉄を主成分とする粒子が50%以上の寄与率を示し、一部自動車交通由来の粒子が検出された。2)<大気浮遊状金属化合物のモニタリング>___ー:速度論的識別モ-ドHPLC法によるバナジウム計測の高感度化(検出限界は10pg)に成功し、仙台市中心部のng/m^3レベルのバナジウムの経日変化を捉えることに成功した.3)<大気浮遊状変異原物質の暴露評価>___ー:個人暴露濃度はピレンで0.67ng/m^3であった。多環芳香族ニトロ化合物の自動計測システム(蛍光検出HPLC)を構築した。個人暴露濃度は、1ーニトロピレンで0.101であった。<4)屋内店舗街、屋内駐車場における多環芳香族炭化水素のモニタリング:>___ーベンゾ(a)ピレン濃度は、屋内店舗街では0.5ng/m^3、屋内駐車場では、1.7ー1.9であり、自動車排ガスとの関連を示唆した。<5)ガス状変異原性物質の暴露評価>___ー:発ガン性のホルムアルデヒの大気中濃度レベルは、新築直後の住宅内で0.250ppm、一般住宅では、0.007であった。6)<アレルギ-惹起物質の免疫学的評価>___ー:屋内浮遊粒子状物質のアレルギ-惹起特性の評価システムを確立し、試料の水溶性分画にアレルギ-惹起能、免疫抑制能を持つ物質の存在を確認した。7)<病院環境における空中塵の評価>___ー:手術室の空中塵と有害物質の5分間に1回の連続測定により、手術室の清浄度、患者への汚染暴露を評価できた。8)<都市人工空間における視聴覚環境の評価と最適制御>___ー:高周波音の快感誘起効果によるα波帯域の活性化に関し、脳波帯域別パワ-相対値比較法、電位分布色分け視覚化法、を開発し、α波帯域の活性化の時間的遅延を考慮して評価する必要性を明かにした。9)<大気環境の最適制御に関する数理モルの開発>___ー:自動車排気ガスによる汚染を予測する高密度市街地の拡散場に適した数値計算モデルを開発した。
視交叉上核外概日振動体の局在と機能

本研究は、従来哺乳動物で唯一の概日振動体(生物時計)の存在部位とされてきた視床下部視交叉上核(SCN)以外にも概日周期を持つリズムを生体の多くの機能に発現させるSCN外概日振動体の存在の発見に基づき、その局在と振動機構の解明を目的として行われた。実験には盲目ラット及びSCNの破壊後、概日リズムの消失したラットを用いた。SCN概日振動体の局在の検索:この振動体は、強力なカテコ-ルアミン(CA)放出薬であるメトアンフェタミン(MA)投与でリズムを発現するため、CA作動性神経系に焦点を当て6ハイドロキシトパミン微量注入による選択的破壊の影響を調べた。しかし、側脳室、側座核及び視床下部外側野への注入後も、MAによるリズム発現がみられたため、振動体はこれ以外の部位に存在すると考えられる。SCN外概日振動体の機能的検索:MAと類似の構造あるいは薬理機能をもつ14種の薬物をSCN破壊ラットに慢性投与し自発行動へのリズム発現の有無を調べた。その結果、メチルフェニデ-トとマジンド-ルで行動量の増加に伴いリズムが発現した。次に、フリ-ランしている盲目ラットの行動を、アニメックスと回転カゴの2種の行動計で記録したところ、アニメックスで記録した行動リズムはMA投与で相対的協調を示したが、SCN内概日振動は全く影響されず、一方、回転カゴによる輪回し行動リズムはMA投与で相対的協調を起こしにくいが、SCN内振動体の周期が延長した。以上の結果、SCN外概日振動の発現には行動亢進が極めて重要であること、また、輪回し行動の負荷でSCN内外の振動体間のカップリングが増強することが分かった。食餌性振動との相関:MAにより発現するSCN外概日振動は周期的制限給餌に同調した。しかし、同じくSCNに依存せず、概日周期を持つ食餌性振動とはSCN内振動体との関係、食餌周期への位相関係、2相性のメラトニンリズム等の点で異なる。本研究は、従来哺乳動物で唯一の概日振動体(生物時計)の存在部位とされていた視床下部視交叉上核(SCN)以外にも概日周期を持つリズムを生体の多くの機能に発現させるSCN外概日振動体の存在の発見に基づき、その局在と振動機構の解明を目的として行われた。本年度はSCNの電気的破壊後、概日リズムの完全に消失したラットを用い以下の実験を行った。1.SCN外概日振動体の局在の検索:この概日振動は強力なカテコールアミン(CA)放出薬であるメトアンフェタミン投与で機能が発現されるため、CA作動性神経系の選択的破壊の影響を調べた。しかし、SCN破壊ラットの側脳室に慢性的に設置したカニューレからの6ハイドロキシドパミンの投与は、メトアンフェタミンにより発現するリズムの周期や位相に変化を起こさなかった。2.振動機構の解明:SCN非依存性リズムを発現させるメトアンフェタミンは、神経末端でのCAの放出促進やモノアミンオキシダーゼ活性阻害を行い、強い覚醒作用と食欲抑制作用をもつ。そこで、類似の化学構造や薬理作用を持つ他の薬物によるリズム発現の有無を調べた。

フェネチルアミン、メチルエフェドリン、イミプラミン、カフェイン、MAO阻害剤のトラニルサイプロミンやクロルジリン、ドパミン作動薬のアポモルフィン等ではリズムの発現はなかったが、メチルフェニデイトの投与で行動量の増加に伴い一定周期のリズムが発現され、マジンドールでも行動量増加とリズム形成がみられた。以上の結果、行動量の亢進がリズム発現に重要な要素であることが示唆された。3.食餌性振動との相関:周期的制限給餌によって発現する食餌性振動もSCNに依存しない。そこで、2種のSCN非依存性振動の相関を検索する目的で、メトアンフェタミン投与で明瞭なリズムを示しているラットに周期的制限給餌を行ったところ、メトアンフェタミン依存性行動リズムは給餌周期に同調した。本研究は、従来哺乳動物で唯一の概日振動体の存在部位とされていた視交叉上核(SCN)以外にも概日周期を持つリズムを多くの機能に発現させるSCN外概日振動体の存在の発見に基づき、その局在と振動機構の解明を目的として行われた。SCN外概日振動体の局在の検索:この概日振動は、カテコ-ルアミン(CA)放出薬であるメトアンフェタミン(MA)投与で機能が発現され、また、昨年の研究により他の交感神経作動薬によるリズム発現も分かっている。昨年度は側脳室に6ハイドロキシドパミンを投与したが、リズムに変化はみられなかった。本年度はCA作動性神経のより選択的な破壊のため、SCN破壊ラットを用い、行動亢進に重要な側坐核、およびSCN外で網膜視床下部路が終わっている視床下部外側野への6ハイドロキシドパミンの微量投与を行った。しかし、MAによりリズムの発現が見られたため、これらの部位が振動体の局在部位とは考え難い。SCN外概日振動体の機能的検索:SCN内外の2つの概日振動体の相関を明らかにするため、フリ-ランしている盲目ラットの行動を、アニメックスと回転カゴの2種の行動計で記録した。アニメックスで記録した自発行動リズムはMA投与で相対的協調などの著しいリズム変化を示したが、SCN内概日振動は全く影響されていないことが分かった。回転カゴによる輪回し行動リズムはMA投与で相対的協調を起こしにくいが、投与後のフリ-ランリズムからSCN内振動体の周期を延長させることが分かった。これは輪回し行動の負荷でSCN内外の概日振動体のカップリングが増強し、周期が延長したためと考えられる。食餌性振動との相関:食餌性振動もSCNに依存せず、概日周期を持つ。しかし、SCN破壊ラットを用いた本年度の研究から、MAにより発現する振動は、食餌周期への位相関係、2相性のメラトニンリズム等の点で食餌性振動と相違があることが明らかとなった。
眼組織における薬物代謝についての研究(チトクロームP-450酸化とグルタチオン抱合)

薬物代謝は,薬物のバイオアベイラビリティや副作用を理解する上で重要である.薬物代謝は通常,侵入してきた薬物に極性基を導入する第一相と,極性基を導入された薬物に作用して抱合化合物をつくる第二相の2段階を経て進む.本研究では第一相と第二相の両方を取り上げ,以下の結果を得た.(1)毛様体は眼球組織のうちで最も薬物代謝酵素活性の高い組織である.この組織のチトクロームP-450の含量を測定したところ,肝臓の3%程度の含量で,この含量は大気と常時接している肺とほぼ同程度であった.チトクロームP-450に関係するミクロゾーム電子伝達系成分についても定量した.(2)ウサギにフェノバルビタールを繰り返し投与して,チトクロームP-450の誘導を眼内各組織について免疫組織化学的に調べた.数日内の投与で,角膜上皮,結膜,毛様体上皮に誘導がみられた.特に,毛様体での誘導が著しかった.フェノバルビタールの投与を1週間以上続けると,毛様体上皮は変性し,チトクロームP-450は毛様体に検出できなかったが角膜上皮や結膜では検出できた.そのような例では,水晶体上皮にも検出でき,水晶体での誘導には毛様体の変性が先行することが分かった.(3)眼圧降下薬であるメタゾラミドのグルタチオン抱合に,グルタチオンS-トランスフェラーゼは触媒しないことが分かった.抱合産物の化学構造を質量分析と赤外線吸収スペクトルとから推定した.この抱合化合物はγグルタミルトランスペプチターゼの基質になった.(4)解熱薬であるアセトアミノフェンやその誘導体を株化した水晶体上皮細胞(TOTL-86)の培養液中に入れ培養し,それらの細胞に対する毒性作用を致死率を指標として調べた.一級アミノ基や水酸基を持つものは毒性が強かった.アセトアミノフェンの毒性作用は,チトクロームP-450の誘導試薬であるフェノバルビタールの共存によって少し増強した.薬物代謝は,薬物のバイオアベイラビリティや副作用を理解する上で重要である.薬物代謝は通常,侵入してきた薬物に極性基を導入する第一相と,極性基を導入された薬物に作用して抱合化合物をつくる第二相の2段階を経て進む.本研究では第一相と第二相の両方を取り上げ,以下の結果を得た.(1)毛様体は眼球組織のうちで最も薬物代謝酵素活性の高い組織である.この組織のチトクロームP-450の含量を測定したところ,肝臓の3%程度の含量で,この含量は大気と常時接している肺とほぼ同程度であった.チトクロームP-450に関係するミクロゾーム電子伝達系成分についても定量した.(2)ウサギにフェノバルビタールを繰り返し投与して,チトクロームP-450の誘導を眼内各組織について免疫組織化学的に調べた.数日内の投与で,角膜上皮,結膜,毛様体上皮に誘導がみられた.特に,毛様体での誘導が著しかった.フェノバルビタールの投与を1週間以上続けると,毛様体上皮は変性し,チトクロームP-450は毛様体に検出できなかったが角膜上皮や結膜では検出できた.そのような例では,水晶体上皮にも検出でき,水晶体での誘導には毛様体の変性が先行することが分かった.(3)眼圧降下薬であるメタゾラミドのグルタチオン抱合に,グルタチオンS-トランスフェラーゼは触媒しないことが分かった.抱合産物の化学構造を質量分析と赤外線吸収スペクトルとから推定した.この抱合化合物はγグルタミルトランスペプチターゼの基質になった.(4)解熱薬であるアセトアミノフェンやその誘導体を株化した水晶体上皮細胞(TOTL-86)の培養液中に入れ培養し,それらの細胞に対する毒性作用を致死率を指標として調べた.一級アミノ基や水酸基を持つものは毒性が強かった.アセトアミノフェンの毒性作用は,チトクロームP-450の誘導試薬であるフェノバルビタールの共存によって少し増強した.1.毛様体におけるチトクロームP-450およびミクロゾーム電子伝達系構成成分、薬物代謝酵素活性の定量。と殺場より得たウシ眼球より毛様体を切り出し、そのミクロゾーム分画におけるこれら構成成分含量、酵素活性を定量した。チトクロームP-450含量は、ミクロゾーム蛋白量mg当り32ピコモル、チトクロームb5含量は52ピコモルNADHチトのロームCレダクターゼ活性、NADPHチトクロームCレダクターゼ活性は、それぞれ268,18ナノモル/分であった。エトキシレゾルフィンを基質とする薬物代謝酵素活性は、ミクロゾーム蛋白質量mg当り2.1ピコモル/分であった。これらの値は、肝臓で測定された値の約4%であり、肺上皮で測定された値とほぼ同程度であった。2.眼組織におけるチトクロームP-450の誘導。特定組織においてチトクロームP-450が誘導されるかどうかということは、薬物の作用副作用をみる上で重要である。ウサギを実験動物としてフェノバルビタールを誘導薬として免疫組織化学的に眼球各部について誘導現象がおきるかどうか調べた。の結果、体重1kg当り80mgを4日間投与すると、角膜土皮、結膜、毛様体上皮にチトクロームP-450の誘導をみた。

更に投与を続けると、角膜上皮、結膜では誘導現象はみられるが、毛様体は変性しチトクロームP-450が検出できなくなった。代って水晶体では検出できた。このことは、水晶体での誘導には毛様体の変性が先行することを示し、眼房水の産生にあたって、薬物代謝酵素が異物除法という生理的な役割を担っていることを示唆していると考えられる。3.有機溶媒による視覚障害と薬物代謝酵素の関係。ERGを指標として視害障害を検出しようと試みているが、まだ実験系の確立に成功していない。
東日本大震災におけるＣＦＷの実態調査と災害対応技術としての確立

Cash for Work(以下CFW)とは、災害復旧・復興事業に被災者を雇用し、賃金を支払うことによって、被災者の自立を促すと同時に、よりよい災害対応や復興を実現する手法である。本研究では、東日本大震災で被災した岩手県や宮城県に焦点を当て、CFWの事例として緊急雇用創出事業を取り上げ、被雇用者の属性調査や労働市場の調査などを行った。その結果、緊急雇用の被雇用者は高齢者であったり、女性であったり、学歴の低い人々などなど比較的脆弱な層を多く含んでいることが明らかになったが、他方で扶養家族を持つ人は少なく、子育て世代など本格的収入を必要とする人々は少ないことが明らかになった。Cash for Workの具体的事例の一つとして、政府による緊急雇用創出事業に焦点をあて分析を行った。本研究は三つのパートから構成される。第一のパートは、就労者調査、すなわちCash for Workに実際に就労した人々に関する調査である。ここでは、宮城県気仙沼市で活動している気仙沼復興協会の就労者について、その属性に関するデータを収集し、分析を行った。就労者は再雇用が困難である40代、50代の労働者の割合が多く、雇用のセーフティネットとしての役割を果たしていることが示唆されたが、住宅が全壊した労働者の占める割合は低下していることから、震災に起因する失業ではなく構造的な失業者の割合が上昇していることが伺える。第二のパートは、労働市場調査である。被災地における賃金水準のデータを入手し、入力を行った。また、気仙沼ハローワーク管内の事業所へのヒアリング調査を実施し、緊急雇用がもたらした被災事業所への影響について調査を行った。南三陸町は被災地の雇用に占める緊急雇用の割合が高い。このため、被災事業者の労働力確保が困難であると予想されたが、むしろ隣接する気仙沼市の方が求人を満たせない事業所が多いことが明らかになった。このことから、被災地の人材不足感は、緊急雇用が主たる要因ではないということが示唆された。第三のパートは復興環境の調査である。フィールドワークや統計分析によって、被災地の雇用問題はむしろ都市計画や住宅復興の遅れにより、人口流出が著しいことに起因していることなどが明らかになった。これらの成果発表と、被災地における雇用創出の実態把握を目的として、静岡と大阪にてCFWに関するシンポジウムを開催した。被災地における雇用状況に関して、以下の調査を行った。第一の就労者調査については、緊急雇用創出事業により実施されたいくつかの事業(岩手県大槌町、釜石市、大船渡市における仮設住宅支援員事業、および石巻市における行政事務支援事業など)について、すべての被雇用者の属性データを入手し、分析をおこなった。その結果、いくつかの重要な事実が明らかになった。まず、緊急雇用は子育て世帯など、扶養家族を多く抱える人には届いていないことが明らかになった。加えて、大槌町など被害が激甚な地域においては、緊急雇用に就業する直前の失業期間が極端に長いことから、専業主婦層など従来労働市場に参加していなかった人々が主に雇用されていることが明らかになった。この結果は、緊急雇用がそもそも雇用の継続を意図したものであったにも関わらず、実際に雇用されているのは労働市場にいなかった人材であったというパラドックスを示している。第二の労働市場調査については、被災三県についてのデータの入力が完成した。第三の復興状況調査については、大規模な復興事業を行っている地域ほど人口流出が著しいという印象を持ったため、これについての実証的な分析を行った。その結果、面的整備事業規模は震災以降の人口増加率に負で有意であることがあきらかになり、面的整備をより多く行っている地域ほど人口流出が大きいという結果が明らかになった。このことは、復興事業が労働供給を制約している可能性を示唆するものである。今年度は、東日本大震災で実施された緊急雇用創出事業については、岩手県、宮城県、福島県の三県及びそれぞれの県内市町村の事業実施状況についてのデータを収集し、分析を行った。その分析からは以下のような結果が得られた。第一に、三県全体で、2015年度計画までで126,800人の雇用を創出しており、その中でも福島県が45%を占めるという点である。原発事故による長期避難という特殊な被災形態が、避難先での短期的な雇用ニーズを生み出したと言える。第二に、ほとんどの事業が極めて小規模であるということである。被雇用者数が10人未満の事業が、事業数のほぼ9割を占めることが明らかになった。これは途上国で実施されるCash for Work(CFW)とは大きな違いである。途上国で実施されるCFWと比較して、我が国の緊急雇用については雇用関連法規のコンプライアンスが強く求められるからである。また、昨年度収集した、大槌町、釜石市、大船渡市、石巻市における緊急雇用就業者の個人属性等のデータと、就業構造基本調査における求職者のデータを比較して分析をおこなった結果、緊急雇用就業者については、次のような特性があることがわかった。第一に、岩手県内の事業については、緊急雇用の就業者は比較的高齢であり、最終学歴も低く、単身女性の割合も多く、元々非正規雇用であった人の割合が比較的高いということがわかった。すなわち、緊急雇用は脆弱な階層に雇用機会を提供することに成功している。第二に、他方で単身者が多く、扶養家族を持たない人が大半を占めることから、家族を育てるために比較的高い収入を必要としている層は緊急雇用の対象から結果的に除外されてしまったことが示唆される。

Cash for Work(以下CFW)とは、災害復旧・復興事業に被災者を雇用し、賃金を支払うことによって、被災者の自立を促すと同時に、よりよい災害対応や復興を実現する手法である。本研究では、東日本大震災で被災した岩手県や宮城県に焦点を当て、CFWの事例として緊急雇用創出事業を取り上げ、被雇用者の属性調査や労働市場の調査などを行った。その結果、緊急雇用の被雇用者は高齢者であったり、女性であったり、学歴の低い人々などなど比較的脆弱な層を多く含んでいることが明らかになったが、他方で扶養家族を持つ人は少なく、子育て世代など本格的収入を必要とする人々は少ないことが明らかになった。就労者調査、復興状況調査については、ほぼ計画した通りに研究が進捗しており、十分な成果を得ていると評価できる。しかしながら、労働市場調査については予定していた労働供給曲線の推計を行うことができなかった。これは、入手したデータが内部資料であったため、データのエラーチェックが十分に行われたものではなかったことに起因している。しかも、研究者の側ではそのチェック実施することはできない。このため、その処理をどのように行うかの検討に時間を要した。但し、最終的には一定割合のデータにエラーが生じていると仮定して統計的に処理することで方向が固まったため、研究の進捗の障害とはならない。27年度が最終年度であるため、記入しない。災害経済学引き続き、いくつかの地域における緊急雇用の就労者についてのデータ収集に努める。また、原発災害の特殊性を明らかにするため、福島県楢葉町をフィールドとして、同地域における雇用の復興状況についても調査を行う。労働市場調査については、得られたデータを元に、被災地における労働供給が時系列とともにどのように変化したかについて引き続き分析を行う。またこれらの成果を報告書としてまとめる。平成25年度に掲げた目標のうち、就労者へのアンケート調査は多賀城市にて実施した。またそれに代わるものとして、就労者の履歴書をベースとした個票データが、大船渡市、釜石市、大槌町で可能となり、アンケート調査よりも精度の高い分析が可能になった。また労働市場のモニタリングとデータ収集についても順調に進んでいる。岩手・宮城・福島の3県のハローワークから、業種別・就労形態別の月次の求人求職数ならびに平均賃金のデータの入手が完了し、宮城県についてはデータベース化も完了した。加えて、CFWが実施された地域における労働市場への影響について、求人を行った事業所へのヒアリング調査も完了した。復興事業の進捗度合いと、それらによってCFWに求められる業務の整理についても完了した。7月には米国・コロラドで実施されたNatural Hazard Workshopにて報告を行った。労働供給曲線の推計作業の前提となるデータに無視できないエラーが多数見られたため、それらの処理方策を検討した結果、推計作業が来年度にずれ込んだことが理由である。平成25年度において原則として被災地の緊急雇用は終了し、平成26年度については新規に雇用されることがない。
北海道における特別支援教育の実施サポートシステム構築に関する基礎研究

○研究目的本研究は、北海道の広域性や小規模学校の多い地域性に対応した特別支援教育の実施サポートシステム構築のための基礎的研究を行うことを目的とした。北海道教育大学附属特別支援学校には、年間50校以上から相談・支援についての問い合わせがあり、特別支援教育コーディネーターが主に対応してきた。しかし、広大な地域にへき地小規模学校が多数ある北海道では、支援する側の旅費等の資金な負担や移動時間が多くかかるといった問題があった。本研究では、ITを活用した安価かつ迅速な支援方法を試行して、従来のサポートシステムとの比較から、その効果と可能性を明らかにしようとした。○研究方法相談実施校の中から20校を抽出し、相談依頼校と附属特別支援学校(申請者)問をSkype(無料のインターネット電話)のビデオ通話を利用し、Webカメラで動画像と音声をつなぎ、所属学校にいながら特別支援教育のサポートを実施した。アンケートを実施して、Webカメラを使ったサポート方法の効果と課題を明確にし、従来法との比較を行い、Webカメラを使った双方向遠隔相談の実用化の可能性を明らかにしてきた。○研究成果相談において、初回は、相談依頼学校へ出向いて、面談や観察、心理検査によるアセスメント等の支援を実施した。その際にWebカメラを使った双方向遠隔相談によるサポート方法を提案し、ビデオ通話の接続方法を説明した。実用化の可能性は各学校で検討していただいた。直接訪問と比較して、出張費の削減ができ、2回目以降であれば、電話やメール等では難しい正確な情報・実態の把握および即時性のある対応などが期待できるという評価だった。一方でWebカメラの設置やSkypeの接続に不慣れな学校もあり、継続した支援が必要だった。費用を負担するので訪問してほしいという要望もあり、サポートシステムの構築について検討した。
デジタル教材におけるエージェント型学習支援に関する研究

デジタル教材への書込みを利用してクイズを生成し,eラーニングシステムで出題することで繰り返される学習(書込み学習)を自動支援することの可能性について調査した.そのような学習環境を実現するための枠組みと基本機能について検討し,書込み学習の効果を書込みの変化や意識から確かめた結果,書込み学習による個別学習支援の可能性が示唆された.(1)教材知識から書込みの内容と意図を抽出する機能,(2)教材知識と書込み(内容と意図)から学習ノートを作成支援する機能,(3)教材知識と学習ノートからクイズを生成する機能を有するデジタル教材への書込みが可能なエージェント型学習支援システムを開発して当該機能が主体的学習を促進するか検証するため,昨年度整備した実験システムを用いて予備実験を行った.その結果,本実験に向けて主体的学習を促進できるかどうかの変化を確認するための基礎データの収集分析ができた.具体的には最終年度に向けて以下を実施した.上期は,昨年度までに整理した基本データ(書込みサンプル)を用いてシステム機能を検証するとともに設計を見直し,インタフェース機能の絞り込み(着目するフレーズの囲み込みのみに限定したインタフェースエージェントの簡略化),質問生成機能の実現可能性の確認(エージェントプラットフォームによる質問生成エージェントの簡略化)を行った.下期は,実験用のデジタル教材を作成してタブレットPC上で書き込みの収集分析を行い,絞り込んだシステム機能の妥当性を確認した.また,同じ内容で紙ベースの教材を用いた書き込みの予備実験を行い比較用データを収集分析した.(1)教材知識から書込みの内容と意図を抽出する機能,(2)教材知識と書込み(内容と意図)から学習ノートを作成支援する機能,(3)教材知識と学習ノートからクイズを生成する機能を有するデジタル教材への書込みが可能なエージェント型学習支援システムを開発して当該機能が主体的学習を促進するか検証するため,本年度は実験システムの開発プラットフォームの整備,データの収集整理を行った.具体的には次年度に向けて以下を実施した.上期は,システムの開発環境整備,基本データ(書込みサンプル)の収集と整理,システム機能の概要設計を行った.開発コンピュータへのソフトウェアの設定やテスト用の実機の購入など開発環境を整備する.学習者のインタフェースの構成,基本データを基に抽出した意図やテキストデータの項目を絞り込みながら知識表現モデルやクイズのパタン,システム構成などの概要を設計した.下期は,概要設計に基づいたシステム機能の詳細化,特に教材知識から書込みの内容と意図を抽出する機能,および教材知識と書込み(内容と意図)から学習ノートやクイズを作成支援する機能を検討した.また,書込みのためのインタフェースエージェントを実装するためのタブレットPCを導入してアプリケーションの開発環境の準備を進め実装法を検討した.(1)教材知識から書込みの内容と意図を抽出する機能,(2)教材知識と書込み(内容と意図)から学習ノートを作成する機能,(3)教材知識と学習ノートからクイズを生成する機能を有するデジタル教材への書込みが可能なエージェント型学習支援システムを開発して当該機能が主体的学習を促進するか検証するため,昨年度の結果を受け,絞り込んだエージェントの機能に基づいて最終評価実験を行った.具体的には,コンピュータサイエンス分野の教材を対象に,学内の実験協力者による紙ベースの書き込み実験5回,デジタル教材での書き込み実験4回,学外の実験協力者による紙ベースの教材の書き込み実験3回,デジタル教材での書き込み実験1回を実施した.また,異なる分野への展開の可能性を調べるため語学の教材を対象に紙ベースの書き込み実験を6回実施した.その結果,絞り込んだ機能で20-40程度の書き込みを抽出可能なこと,クイズ生成も適合率より再現率を重視することで学習範囲をカバーする支援が可能なことがわかった.しかし,実験に不十分な点があり,書き込みの質的/量的変化,知識の定着などを確認するため追加実験を繰り返すことが必要なことがわかった.(1)教材知識から書き込みの内容と意図を抽出する機能,(2)教材知識と書き込み(内容と意図)から学習ノートを作成する機能,(3)教材知識と学習ノートからクイズを生成する機能を有するデジタル教材への書き込みが可能なエージェント型学習支援システムを開発して当該機能が主体的学習を促進するか検証するため,書き込みの質的/量的変化などを確認する二つの追加実験を行った.上期は,一般知識を題材にして,数名の学生が行ったデジタル教材への書き込み,書き込みによるクイズ,クイズ後の同一題材への書き込みを1サイクル実践した.クイズの正答率やクイズ前後の書き込みの質的/量的変化の比較からクイズの正答率や書き込み箇所における関係が示唆された.下期は,専門基礎知識を題材にして,複数サイクルの書き込みとクイズを数十名の学生で繰り返し実践し,その変化を比較するとともに書き込み学習支援についてアンケートで意識調査を行った.書き込みを着目知識を示すことに限定した実践を通じて,学習者によって書き込みに対する意識に差がありそうなこと,学習のレベルに応じて書き込みスタイルに変化がありそうなことが示唆された.書き込みの個人差はクイズにバリエーションを与える可能性があること,書き込み箇所に関連したクイズの蓄積再利用がデジタル教材を活用した書き込みに対するフィードバック(eラーニングシステムとの連携)のひとつとなる可能性があることなどが示された.デジタル教材への書込みを利用してクイズを生成し,eラーニングシステムで出題することで繰り返される学習(書込み学習)を自動支援することの可能性について調査した.

そのような学習環境を実現するための枠組みと基本機能について検討し,書込み学習の効果を書込みの変化や意識から確かめた結果,書込み学習による個別学習支援の可能性が示唆された.最終研究成果をまとめるにあたり,実験データに不備があることが判明したため.教育工学事業期間延長を申請し,承認後,追加実験のための準備手配をする.準備ができ次第,実験データを追加収集して最終成果報告をまとめる.また,研究発表等を通じて最終研究成果を公表する.(1)教材知識から書込みの内容と意図を抽出する機能,(2)教材知識と書込み(内容と意図)から学習ノートを作成支援する機能,(3)教材知識と学習ノートからクイズを生成する機能を有するデジタル教材への書込みが可能なエージェント型学習支援システムの開発において,各機能の設計見直しとアルゴリズムの検討はおおむね順調に進んだ.一方,エージェントの機能や実現法を見直したため,当初の実施計画に対してプロトタイプの開発作業はやや遅れ気味になった.(1)教材知識から書込みの内容と意図を抽出する機能,(2)教材知識と書込み(内容と意図)から学習ノートを作成支援する機能,(3)教材知識と学習ノートからクイズを生成する機能,を有するデジタル教材への書込みが可能なエージェント型学習支援システムの開発において,各機能の基本設計はおおむね順調に進んだ.一方,インタフェースエージェントを実装するための機材として予定していたタブレット端末の発売がずれたため当初の実施計画に対してプロトタイプの開発作業が遅れた.成果公表のための経費を予定していたが,評価データに不備があることがわかり補助事業期間を延長して追加実験を行うことにしたため.次年度は研究の最終年度のため,一部を机上でシミュレートするなどエージェント機能を切り分けることで本実験が可能な最低限のプロトタイプシステムの開発を重点的に行う.特に,教材のメタ知識を用いて学習者の書き込み意図の抽出,書込み意図からデジタル教材における当該個所の特定,書込みと抽出された意図からデジタル教材における当該個所の特定,時系列情報も含めて上記当該個所をテキストデータとして出力,など必要に応じて事前に準備する.これらテキストデータから異なるパタンのクイズを生成するエージェントを実装し,e-learningシステムのクイズ機能を用いて,学習者個人の書込みから主体的学習が促進されるか評価する本実験を年内に実施できるよう研究を推進してゆく.遅れを取り戻すとともに基本データを増強する.プロトタイプシステムの開発を急ぐとともに各機能の不具合などないか詳細に検証する.