hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
英語リメディアル教育におけるチャンツの有効性：リズム習得とWTCに焦点をあてて

本研究は、チャンツのメカニズムならびにリメディアル英語教育を必要とする学習者への影響を明らかにし、該当する大学生対象の英語指導に対する教育的示唆を得ることを目的にしている。平成28年度までに、該当大学生を対象にチャンツを用いた音読練習を2回実施し発音などの技能面を検証ならびにL2WTC(英語を話そうとする意欲)など情意面に関する質問紙調査を実施した。平成29年度は得られたデータを分析し、学会で発表した。平成30年度は学会と書籍の発表(29年度記載)に加え、1部を論文にまとめ発表した。練習回数の平均比較では、5週間で事後の差は確認できず、15週間の音読練習では事後に5%水準で有意な差を確認し、今回は練習量が発音向上に寄与する結果となった。しかし更なる調査が必要である。また、音響分析ソフトで計測した発話の持続時間と英語母語話者による評価スコアの相関を検証した結果、事前・事後ともに負の相関傾向を確認した。これは、持続時間が減少し(発話スピードが上がる)流暢性が増すことによって、英語母語話者はより自然な英語の発音だと認識する傾向があることを示している。質問紙調査の結果では、外国語教室不安と国際的志向性・L1WTC・L2WTC間において負の相関が見られ、また、外国語教室不安と音読評価のスコアには負の相関があった。またリメディアル英語教育を必要とする学習者は、習熟度が高い群と比較した場合、英語学習に対する不安がより高く、英語を話そうとする意欲や海外に対する興味・関心が低い傾向にあることが明らかになった。一方、事前・事後の比較調査では有意な差を確認できず、チャンツを用いた音読練習とWTC間の直接的な関係を明らかにすることは出来なかった。練習回数と発音の変化、学習者の習熟度、心理的要因等の関連について本研究期間内に明らかにできなかった部分については今後もさらに調査と分析を深めていきたい。チャンツは主に小学校の外国語活動など子どもを対象とした指導で使用され、英語のリズム習得の他、学習者の情意フィルターを下げ学習意欲を高める点などが評価されている。本研究では、リメディアル教育を必要とする大学生を対象にチャンツを用いた指導を行い、発音能力など技能面の変化とWTC (Willingness to Communicate)など情意面の変化を検証することで、チャンツのメカニズムならびにリメディアル教育における影響を調査することを目的としている。初年度(27年)は、学会等に参加してチャンツならびにWTCに関する研究成果の情報収集と第1回目の調査を行った。大学生36名を対象にチャンツを用いた指導ならびにWTCに関する質問紙調査を行い、現在結果を分析中である。WTCに関する質問紙調査では先行研究とほぼ同じ結果が得られ、使用した尺度間では国際的志向性、L1WTC、L2WTCにやや強い相関が見られ、外国語教室不安尺度、L1WTC、L2WTCにおいては負の相関傾向が見られた。また「チャンツを用いた指導を受けてWTCが高まったか」という質問項目とL2WTC間においては相関が見られなかったが、L1WTC間においては中程度の相関が見られた。一方、自由記述の項目ではチャンツに関する肯定的意見が多く、今後テキストマイニングも進め更に分析していきたいと考えている。さらに同質問項目と「チャンツは英語の発音能力やリスニング能力の向上に役立つか」という質問項目間においてやや強い相関が見られた。音声の分析結果も併せ、今年度内に学会で発表する予定である。参加した学会等でチャンツやWTCに関する有益な情報が得られなかったこと、被験者や音声分析にあたり評価者の確保が難しかった点が理由としてあげられる。評価者の確保を急ぐと共に分析手法の見直しも行う。チャンツは主に小学校の外国語活動等子どもを対象とした指導で使用され、英語の強勢拍リズムの習得の他、学習者の情意フィルターを下げ、学習意欲を高める点などに効果がみられるのではないかと認識されている。本研究では、リメディアル教育を必要とする大学生を対象にチャンツを用いた指導を行い、発音能力など技能面の変化とWTC(Willingness to Communicate)など情意面の変化を検証することで、チャンツのメカニズムならびにリメディアル教育を対象とする学習者における影響を調査することを目的としている。また、学習者の発音能力を分析する際に用いた音響分析の結果と人間が聞いて評価した結果を比較することで「通じやすい」「分かりやすい」発音に共通する要素についても、何らかの教育的示唆を得たいと考えている。初年度(27年度)は、学会等でチャンツならびにWTCに関する研究成果の情報収集と第1回目の実験として、大学生36名を対象にチャンツを用いた音読指導ならびにWTCに関する質問紙調査を行った。28年度は、引き続き学会等で情報収集するとともに、上記第1回目のWTC質問紙調査の結果について学会で発表した。第2回目の実験としては、大学生60名を対象としてチャンツを用いた音読指導を行い、また120名ほどを対象にWTCに関する質問紙調査を行った。また、英語母語話者2名の協力を得て、第1回目の実験、第2回目の実験、以前の実験で得られた音声データを対象に、英語のリズムに焦点をあててどの程度自然かという観点から1-9段階のスケールで評価してもらった。現在、上記で得られた音声データ、また質問紙調査の結果を分析中であり、終わったものから順次学会等で発表して行く予定である。

平成27年度に出来なかった評価者の確保が28年度は出来たので、人による音声データの発音評価と分析は終わっている。しかし、平成27年度と28年度の実験で得た音声データに関して、客観的な評価方法(音響分析など)についてまだ方針が固まっていないため、それらの分析が遅れている。本研究では、リメディアル教育を必要とする大学生を対象にチャンツを用いた指導を行い、発音能力など技能面の変化とWTC(Willingness to Communicate)など情意面の変化について検証し、チャンツのメカニズムやリメディアル教育を対象とする学習者への影響を明らかにすることを目的としている。また英語発音指導に対して教育的示唆を得ることも目的としている。28年度までに、音読(チャンツ)指導やWTC等に関する質問紙調査を2回行った。29年度は、学会等でチャンツやWTCに関して情報収集を行うと共に、2回の調査結果、また音響分析と人の評価の違いについて分析し、結果を発表した。第1回調査(5週間の音読指導)の音声データ分析対象者は25名、分析対象の課題文は全200文であった。事前事後の評価スコアをt検定で分析したところ、全文・各文ともに有意な差は確認できなかった。変化が特に大きかった5名のスコアに対してウイルコクスン符号付順位検定を行ったところ5%水準で有意な差が確認できた。第2回調査(15週間の音読指導)の音声データ分析対象者は24名、分析対象の課題文は全192文であった。事前事後の評価スコアをt検定で分析したところ、5%水準で有意な差を確認した。また、音響分析ソフトで計測した持続時間と人による事前事後の評価スコアを相関比で検証した結果、発話スピードが上がり持続時間が減少するにつれて評価スコアが高くなるという負の相関傾向を確認した。質問紙調査の結果は、第1回目の調査結果(28年度に発表)同様、外国語教室不安、国際的志向性、LWTC、L2WTC間において外国語教室不安とL2WTCに負の相関が見られた。また外国語教室不安と音読評価のスコアには負の相関があった。以上の結果から、練習時間による差や学習における個人差などについてさらに深く分析する必要があると考えている。チャンツを用いた音読による発音変化に関する調査(2回)の分析、音響分析と人の評価の相違に関する分析、国際的志向性・外国語教室不安・L1WTC/L2WTC質問紙調査の全体的な分析は終わり、順次学会においても発表を行ってきた。しかし、全体的な傾向を明らかにするだけではなく、練習時間による違いを含む「個人差」にも着目し、更に分析を深める必要があると考えている。本研究は、チャンツのメカニズムならびにリメディアル英語教育を必要とする学習者への影響を明らかにし、該当する大学生対象の英語指導に対する教育的示唆を得ることを目的にしている。平成28年度までに、該当大学生を対象にチャンツを用いた音読練習を2回実施し発音などの技能面を検証ならびにL2WTC(英語を話そうとする意欲)など情意面に関する質問紙調査を実施した。平成29年度は得られたデータを分析し、学会で発表した。平成30年度は学会と書籍の発表(29年度記載)に加え、1部を論文にまとめ発表した。
高磁場中における超流動ヘリウム3の表面量子状態

超流動ヘリウム3では、ギャップエネルギーΔ以下に有限の表面準粒子状態密度が存在するが、これがアンドレーエフ束縛状態である。壁の鏡面度Sを大きくするにしたがい、この束縛状態バンドのバンド幅Δ^*が広がり、ゼロエネルギーの表面状態密度が減少すると予測されていた。S=1の極限では、表面状態密度はエネルギーに比例して増加する。このエネルギーに対する線形の依存性は、表面準粒子の分散関係が運動量に線形に依存することと等価であり、S=1でマヨラナコーンが存在することを意味する。我々はSが大きくなると、低エネルギーで新たなピークが現れることを見出した。またバンド幅が増大し、大きなSの領域でギャップレスとなることを確かめた。理論との比較により、この低エネルギーピークは、ゼロエネルギーの表面状態密度が減少することによって現れることが明らかとなった。観測されたSの増加による低エネルギーピークの成長は、ゼロエネルギーの表面状態密度が減少し、マヨラナコーンへと漸近する振る舞いであることを示した。S=1の極限で現れると予測されているマヨラナコーンの存在を強く支持する実験結果である。これまでマヨラナフェルミオンを観測したという明確な結果が無い中で、超流動ヘリウム3の表面マヨラナフェルミオンの存在を示す結果は大きな意味を持つ結果と考えられる。また11Tまでの高磁場でのインピーダンス測定から、A1相とA2相の温度変化が大きく異なり、弱結合の理論的振る舞いからずれることを見出した。強結合効果を取り入れた理論の進展が望まれる。超流動ヘリウム3-B相横波音響インピーダンス測定によって、表面アンドレーエフ束縛状態に起因する表面状態密度の低エネルギー状態の分光的情報が得られることを利用し、境界条件に敏感に依存するアンドレーエフ束縛状態の詳細が明らかとなった。超流動A相においても、音響インピーダンスの温度変化はバルクの寄与では説明できず、表面状態を考慮した理論で説明できることが分かっている。今年度はこの音響インピーダンス測定を、高磁場に拡張し、A1相とA2相の非ユニタリー状態での表面状態を調べた。各相での秩序変数(スピン上向き成分と下向き成分)の成長に伴って、それぞれの相転移温度以下で音響インピーダンスの減少が観測された。しかしその減少量はA1相よりA2相で、はるかに小さなものであった。単純な弱結合の理論では、秩序変数の各スピン成分の結合は存在しない。したがって両相での音響インピーダンスは同様に振る舞い、A相の温度変化のおよそ二分の一の変化をすると予想されている。この音響インピーダンスの異常な振る舞いは、高圧、高磁場でより顕著となった。また低周波の測定ではA2相で増加に転じる振る舞いも見えた。しかし再現性に問題があり、この増加の生じる条件はまだ明らかに成っていない。いずれにせよ、各スピン成分の結合を取り入れないと説明できない、強結合効果の新しい発現を捉えた可能性がある。強結合効果を表面状態の計算に取り入れる理論的な枠組みは現在知られておらず、新たな表面状態の研究を刺激する実験結果となると思われる。
ジオキサヘテロ環形成によるジオールの活性化

2-オキソ-4-フェニル-1,3,2-ジオキサチオラン(1)にトリメチルアルミニウムを反応させると、立体配置の反転を伴って4位にメチル基が導入される。化合物1は1-フェニル-1,2-エタンジオールから一段階で合成できるから、この反応は、煩雑な保護操作なしに1,2-ジオールの立体障害の大きい方の炭素原子上に炭素鎖や官能基を導入する簡便な方法になることが期待できる。そこで、この反応の適用範囲を知るため、化合物1に対するハロゲン原子とアジド基の導入を検討した。基質としてキラルな(S)-1を選び、endo-異性体およびexo-異性体それぞれにジメチルアルミニウムクロリドを反応させたところ、2-クロロ-2-フェニルエタノールが得られたが、立体選択性は殆ど認められなかった[from(endo-(S)-1:64% yield (5% ee)/from exo-(S)-1;75% yield (2% ee)]。Exo-(S)-1とジメチルアルミニウムアジドを、クロロホルム(還流)中反応させたところ、(R)-2-アジド-2-フェニルエタノールが収率84%、立体特異性49% eeで得られた。糖環上へ有機基を導入する反応は、糖をキラル源とした合成化学では重要な素反応である。ヘキソピラノースやペントフラノースの1,2位で環状亜硫酸エステルを形成させれば、アノマー位がカチオン性を帯びた遷移状態がとりやすくなることが期待できる。この点を明らかにするため、3,4,6-トリ-0-ベンジル-α-D-グルコピラノスの1,2-環状亜硫酸エステルに、ジクロロメタン中室温でトリメチルアルミニウムを反応させたところ、(2R,3S,4R,5R,6R)-4,5-ジベンジルオキシ-6-ベンジルオキシメチル-3-ヒドロキシ-2-メチルテトラヒドロピラン(α-2)が収率82%で得られ、その位置異性体である(2S)-メチル誘導体(β-2)の生成は認められなかった。しかし、3,4,6-トリ-0-メチル-α-D-グルコピラノスの1,2-環状亜硫酸エステルに同様な条件でトリメチルアルミニウムを反応させた場合には、(2R,3S,4R,5R,6R)-4,5-ジメトキシ-6-メトキシメチル-3-ヒドロキシ-2-メチルテトラヒドロピラン(α-3:収率42%)と同時に対応する(2S)-メチル誘導体(β-3:収率29%)も生成した。
Cl分布変化とGABA_A受容体を介した各種ストレスによる皮質神経回路の発達異常

妊娠中の精神的ストレスが出生児の脳機能に与える影響が懸念されている。これらストレス脆弱性には臨界期が存在すると考えられる。そこで、神経細胞の種類と細胞発生時期を識別できるモデルマウスを作製し、母体ストレスあるいは出生直後の傷害ストレスが仔脳のGABA作用を撹乱し、細胞の分化・移動の障害を誘発することを明らかにした。さらに細胞種や分化・移動ステージでの感受性の差を解析し、母体ストレスや周産期脳傷害による発達障害の発生メカニズムを検討した。1.母体ストレスモデルマウスの作成と仔マウスへの影響の評価:[福田]妊娠15日目から3日間,45分間の光刺激下での拘束ストレスを毎日3回母マウス(GAD67-GFPknock-inの+/-ないし+/+)に与えた。+/-の母体は+/+の母体より,コントロール群でもストレス群でも有意に血中コルチコステロンが増加していた。胎生17.5日目の胎仔体重,コルチコステロンはストレス群で有意に減少,増加していた。また,+/-の母体の胎仔の変化がより大きかった。母体ストレスの有効性が確認されたので,+/+の母体にストレスをかけ+/-胎仔への影響を評価する系が出来た。GAD67-GFPknock-inマウス母体にBrdUを投与し,E14.5あるいはE17.5に発生した皮質板細胞をラベルした。生後0日齢で大脳皮質FFLを作成し,4日後に脳切片をつくり観察した。興味深いことに,necrotic centerを囲むようにGABA細胞が集積していた。GABA細胞の外周に皮質板細胞の移動が確認され,移動してくるのはE17.5に発生した細胞でE14.5発生の細胞は移動していなかった。3.胎仔脳内タウリン欠乏モデルの作成:[古川,森島]胎仔タウリンは大部分母体由来なのでD-システインスルフィン酸(10mM/kg)をGAD67-GFP knock-inマウスの妊娠13-15日に24時間毎に母体に腹腔内投与してタウリンの合成を阻害したところ,genotypeに関係なくHPLC法で測定した細胞外タウリン濃度は約50%減少していた。免疫組織化学法では,タウリンは辺縁帯と脳室下帯の細胞にきわめて高濃度に存在していた。しかし,タウリン欠乏モデルにおいてもこれらの分布に目下のところ顕著な差は無かった。したがって,各種ストレスによって細胞移動やタウリン分布の変化を検討することの出来るモデルが完成した。Clomeleon遺伝子を導入したグリオーマ細胞はClomeleonの蛍光を発しながら移動するのを観察した。Cl^-変化に応答したClomeleonのFRET効率の変化があたので、移動過程とCl^-ホメオスタシスの変化を同時にしかも時空間的に解析出来た。NKCC1の阻害剤であるbumetanide添加によりグリオーマ細胞の[Cl^-]_iを低下させると、移動速度が上昇することを見出した。2. shRNA法を用いたインビボでのCl^-トランスポーターknock-downモデルの作成:[福田、熊田]3. KCC2強制発現インビボモデルの作成:[福田]胎齢15.5日でFlag-KCC2とEGFPのcDNA plasmidを電気穿孔法で遺伝子導入して移動細胞にKCC2を強制発現させ、胎齢18.5日と、生後7日の大脳皮質細胞に対して、パッチクランプ法を適用してE_<GABA>を記録した。胎齢18.5日におけるKCC2強制発現細胞はリン酸化阻害剤(スタウロスポリン)の投与によりE_<GABA>は過分極側へシフトしたが、生後7日齢では変化なかった。チロシン脱リン酸化阻害剤(5酸化バナジウム酸)では、胎齢18.5日、生後7日齢いずれのKCC2強制発現細胞のE_<GABA>にも影響を与えなかった。すなわち、細胞移動期特異的にKCC2機能がリン酸化により抑制されていた。GAD67-GFP knock-inマウス母体の妊娠14.5または17.5日にBrdUを腹腔内投与し、出生直後の仔にFFLを行い、細胞種間ならびに細胞発生時期による細胞ストレスに対する反応の差異を検討した。「細胞移動にはNKCC1がKCC2に比べて優位で[Cl^-]_iが高い必要がある」という我々の仮説どおり、tangential移動のGABA細胞、radial移動のglutamate細胞いずれにおいても、FFL後の移動細胞では顕著なKCC2発現減少とNKCC1の増加がみられた。胎生17.5日発生の細胞はこれらの幼若回帰が誘導されたが、胎生14.5日発生の細胞には見られなかった。したがって、異常移動によって微小脳回を形成したのは、本来II/III層を構成するはずの胎生17.5日発生細胞であった。NKCC1とKCC2発現変化を比較し、tangential/radial移動や発生時期による差異についても検討する。

一方GABA細胞は発生時期にかかわらず幼若回帰を示しFFL後4日目に傷害創周囲に集積した。細胞外GABAの局在をGABAイメージング法で解析したところFFL後4日目をピークに傷害創で高濃度となっており、FFLによる分化・移動の障害との関連が強く示唆された。2.母体ストレスによる環境ストレスの影響の評価:[福田、古川]GAD67-GFP knock-inマウスに妊娠9-21日の拘束ストレスをかけたが、HPLC法を用いて検討した胎仔脳内のGABAやタウリン量に有意な差はなかった。ストレス期間の変更および測定部位を変更して測定する必要があると結論した。そこで、妊娠15-17日の拘束ストレスに変更した。皮質板細胞の発生や移動に変化はなかったが、拘束ストレス暴露中の胎仔GABA細胞の発生が有意に減少した。また、細胞外GABA濃度はむしろ増加傾向があり、発生障害との関連が示唆された。
幼少期に来日、又は日本生まれのブラジル人児童生徒の実態調査-今後のケアに向けて-

本研究で行った5つの調査結果より、大きく分けて5点の事が明らかとなった。1.公立の小中学校に在籍する外国人児童生徒の教科学習の習得に、来日年齢と滞在期間が与える影響。2.ブラジル人学校の中学と高校の在籍者数の増加、日本滞在年数の長期化、学力上昇傾向。3.ブラジルと日本の文化的背景の違いが子ども達に与える影響。4.ブラジル帰国者が抱える問題の変化。5.日本にあるブラジル人学校の児童生徒、保護者の進路希望傾向。以上の調査結果を各調査機関に報告するだけでなく、他機関での調査結果をお互いに共有することにより相互理解をはかり、ブラジル人児童生徒が現在抱えている問題を様々な視点から理解する機会を提供できた。3種類の調査ブラジル人児童生徒の実態調査として、本研究では下記の3つの調査を行った。(1)愛知県S市での外国人児童生徒の教科学習習得状況調査:S市の小中学校に在籍する外国人児童生徒の国語と算数(数学)の教科学習習得状況の評価を教師に依頼した結果、来日年齢が低い児童生徒ほど評価が低く、また高学年になるほど評価が低くなることが明らかとなった。また、小学校と中学校では教師の評価基準に大きな差があり、教師の評価が高いからといって、実際に教科学習内容を理解しているとは限らないことも明らかになった。(2)ブラジル人学校での教科学習習得状況調査:2002年の同調査と比較すると、中学と高校の在籍者数が大幅に増え、日本滞在年数も長くなっている。また教科学習習得状況としては、留年制度がなくなった影響だけでなく、全体的に学力がアップしていることが明らかとなった。(3)ブラジルでの調査:サンパウロ州の教育庁や、帰国児童生徒とその保護者、来日経験のある児童生徒の受け入れ学校などでインタビュー調査を行い、来日経験のある子ども達が帰国後どのような問題を抱えているか等の調査を行った。これらの調査では、日本とブラジルの教育文化の違いの影響、ブラジルでの来日経験のある子ども達の捉えられ方、ブラジルと日本の学校での外国人児童生徒の受け入れ姿勢の違いなど、多くの要因の存在が明らかとなった。調査結果報告調査(1)の結果を調査協力が得られたS市の学校教育課に報告を行った。校長会で調査結果報告書を配布し、校長から各学校に配布を依頼した。調査を行うだけでなく、調査校に調査報告をすることで今後のケアを考えていこうと試みた。調査報告、発表21年度にS市で行った外国人児童生徒の教科学習習得状況の調査結果を、異文化間教育学会第31回大会で発表(テーマ:外国人児童生徒の教科への評価から見えてくること一国語と算数(数学)の習得状況に対する教師の評価より一)。また、同調査結果をブラジル人学校(H校)や21年度に調査を行ったブラジルの学校、ブラジルサンパウロ州の教育庁へ報告。具体的な支援活動への取り組み:高校進学説明会の実施をS市とブラジル人学校(H校)に提案。ブラジル人学校(H校)での調査(23年3月)小学高学年生徒、中学生、高校生、保護者へ進路希望調査を実施(アンケート用紙使用)。現在調査結果を分析中であるが、多くの保護者や生徒がブラジルや日本での進学を希望しているものの、経済的理由等で困難な状況が明らかとなった。これらの調査結果を来年度予定している同校での進学説明会に役立て、具体的な提案を行う予定である。ブラジル調査(2回目)21年度に行ったブラジル調査で、インタビューした子ども達や教師、保護者への追跡調査を行うとともに、新たに来日経験のある子ども達や、教師、保護者にインタビュー調査を行い、帰国した子ども達の状況を調査した。以下に今回の調査結果を追跡調査とその他の調査に分けて示す。・追跡調査:昨年度インタビューした子ども達(4名)とその保護者(2名)に追跡調査を行ったところ、帰国1年目とは違った問題が明らかになった。家庭問題としては、保護者の仕事の問題、離婚、宗教などが子どもに大きな影響を与えている。学校問題としては、何の問題もなくポルトガル語での教科学習についていけている子とかなり遅れている子、友達関係の変化などが見られた。・その他の調査:サンパウロ州立学校を訪問し校長と主任教師にインタビューした。州立学校と市立学校、私立学校では教師への待遇の差が大きく、これが教育にも大きな影響を及ぼしていることが分かった。また補習授業のあり方が学校によって違い、帰国児童生徒にも影響していると推測できる。
自動車タイヤの転動時騒音発生メカニズムの解明

まず強い異方性積層構造を持つ自動車タイヤが接地しながら転動するときの強制振動応答を解析するために、回転するタイヤのモデリングについて検討した。その結果、一次せん断変形殻理論に基づくせっ頭円錐殻要素を用いた有限要素法により、一般軸対称殻であるタイヤを変肉厚のせっ頭円錐殻要素の集合として近似することとした。以上の方針に基づき、まず内圧,トルク,面内圧縮力のような初期荷重が作用し、回転する一般軸対称殻の過渡的強制振動応答を解析するための数値解析法を開発し、実際に回転する部分球殻,せっ頭円錐殻に衝撃荷重が作用する場合の過渡的強制振動応答を解析し、古典理論(薄肉殻理論)による場合と比較することにより開発した手法の妥当性を検討した。次の段階として、上述のモデルに減衰の影響を取り込み、定常的強制振動応答の数値解析法の開発を行った。すなわち、実際にデータとして与えられるのは非回転時のタイヤのモード減衰比であることから、固有ベクトルを用いて減衰マトリックス[C]を逆構成し、さらにこの[C]にジャイロ項を加えてM-C-K基礎方程式系を導出し、高次モードを省略するためにこの方程式系を状態空間表示し、右固有ベクトルと左固有ベクトルを用いてモード解析し、高次モードをtruncateして定常的強制振動応答を解析する数値解析手法を開発した。さらにこれを回転円筒殻の場合に適用してプログラムの妥当性の検証を行った。今後は、上記手法を実際の転動タイヤに適用してその定常的強制振動応答を解析し、その振動応答値を境界条件として境界要素法による音響放射音圧を解析する数値計算法のプログラムを作成して計算を行い、解析結果に基づいて自動車タイヤの騒音発生メカニズムの解明を行う予定である。本年度は特に、異方性積層構成を有し、内圧を受けて回転するタイヤの強制振動応答解析を行うための基礎となる解析手法の開発を行った。すなわち、厚肉な一般軸対称殻にも対応出来るように、一次せん断変形殻理論に基づくせっ頭円錐殻要素を用いた有限要素法により、内圧、軸圧縮応力、せん断応力(トルク)の三種類の初期応力を受けながら回転する異方性積層殻に衝撃力が加わる場合の過渡振動応答を解析するための手法を定式化し、プログラムを実際に作成した。そして肉厚が十分薄いせっ頭円錐殻及び部分球殻の大端部にステップ関数状及び半波正弦波状集中衝撃荷重が加わる場合について申請者が過去に行った古典殻理論に基づく解析結果と比較することにより、そのプログラムの妥当性の確認を行った。ついでそのプログラムを用いて厚肉な異方性積層構成を持つせっ頭円錐殻及び部分球殻に衝撃入力が加わる場合について解析し、その解析結果を物理的洞察に基づいて考察してタイヤ構造の強制振動を解析するのに十分有効な手段となり得ることを確認した。さらに、等方性材料を仮定して内圧、軸圧縮応力及びせん断応力(トルク)が加わる両端固定のせっ頭円錐殻及び部分球殻に衝撃集中荷重が加わる場合の解析を行って、内圧を受け転動するタイヤ振動を解析するための基礎的検討を行った。平成11年度は、これまでに開発したプログラムに減衰の影響を組み込み、さらに変厚一般軸対称殻が分布荷重あるいは変位拘束を受ける場合の定常振動応答解析が可能となるように解析手法を拡張し、転動タイヤの振動解析を実際に行って、放射される音圧を予測するための境界要素法による解析の境界条件をどのように与えたら良いかの物理的検討を行うことを第一義とする予定である。本年度は昨年度開発した、一次せん断変形理論を用いた有限要素法に基づく、内圧を受けながら回転する異方性積層一般軸対称殻の過渡振動応答解析法に減衰の影響を組み込み、定常的強制振動応答を解析出来るような定式化を試み、さらに変厚の影響を考慮出来るようなプログラムを作成した。

すなわち、減衰の組み込みについては、実測値として与えられるのはタイヤの非回転時のモード減衰比であることから、非回転時の固有ベクトルを用いてモード減衰比から原方程式系の非回転時減衰マトリツクス[C]を導き、この[C]にジャイロ効果による項を加えて[C_G]を作成する。さらにこの[C_G]を用いて原方程式系を状態空間表示し、1階の連立微分方程式系に組み換える。ここで得られるマトリックスは一般に非対称マトリックスであるので、右固有ベクトルと左固有ベクトルを用いてモード解析を行い、高次モードを省略し、強制力が加わった時の定常応答を求めるプログラムを作成した。さらにこれを実際の転動時タイヤの定常応答解析に適用する前段階として、回転円筒殻の場合に適用し、この結果を視覚化して表示するプログラムを開発したところである。平成11年度中に、地面に接地しながら転動するタイヤそのものの定常的強制振動応答解析結果を得るまでには至らなかったが、その基礎はほぼ固まったと考えてよく、数値解析上の難点と当初考えていた減衰の組み込みとモード解析を利用した高次モードの省略の問題はクリア出来た。現在実際に転動しているタイヤそのものの振動解析に鋭意取り組んでいる。
STn抗原を認識するレセプター蛋白のクローニングと胃癌の進展に及ぼす機能の解析

2)近年、ヒトを中心に次々と明らかにされたシアル酸結合性蛋白(レクチン)であるSiglecのなかにも、Siglec 6のようにSTn抗原と結合性を示すものが含まれる。そこで、ESTデータベースの相同性検索により、siglecファミリーに含まれるシアル酸結合性蛋白を同定し、約2.5kbpのcDNAをクローニングした。単離した遺伝子から推定される蛋白はSiglec 6にもっとも高い相同性を示すが、その他のSiglecがもつC末側の膜貫通部位を欠くものであった。それゆえ、糖鎖がsiglecのN末の細胞外ドメインが結合することでリン酸化される細胞質内ドメインのImmunoreceptor tyrosine-based inhibitorymotif(ITIM)も欠くものであった。代表的な培養細胞株と組織での発現を検討し、一部の胃癌細胞株、および胃癌組織において発現を認めた。分泌シグナルをつけ、Protein Aとの融合蛋白として発現させ、COS細胞に発現しIgGセファローズビーズで回収し検討したところ、Fetuinとは結合したが、アシアロ化Fetuinとの結合性は示さなかった。(1)STn抗原認識蛋白の発現クローニングとその解析(2)ESTデータベースの相同性検索による新規siglecの同定及び単離解析近年、ヒトを中心に次々と明らかにされたシアル酸結合性蛋白(レクチン)であるSiglecのなかにも、Siglec 6のようにSTn抗原と結合性を示すものが含まれる。そこで、ESTデータベースの相同性検索により、Siglecファミリーに含まれるシアル酸結合性蛋白を同定し、約2.5kbpのcDNAをクローニングした。単離した遺伝子から推定される蛋白はSiglec 6にもつとも高い相同性を示すが、その他のSiglecがもつC末側の膜貫通部位を欠くものであった。それゆえ、糖鎖がSiglecのN末の細胞外ドメインが結合することでリン酸化される細胞質内ドメインのImmunoreceptor tyrosine-based inhibitorymotif(ITIM)も欠くものであった。分泌シグナルをつけ、ProteinAとの融合蛋白として発現させ、COS細胞に発現しIgGセファローズビーズで回収し検討したところ、Fetuinとは結合したが、アシアロ化Fetuinとの結合性は示さなかった。
レ-ザフラッシュフォトリシス法と組み合わせた衝撃波中でのラジカルの反応の研究

高温条件下でのラジカルや原子といった活性種の化学反応の研究は、同時に多くの反応が進行することや活性種の発生が容易でないことを理由に、正確な速度論的情報を得にくい。衝撃波をラジカルの発生法として利用する場合、発生過程そのものが律速段階となり特定の反応素過程の研究が困難であることが多い。これを克服し、高温環境下での特定のラジカルのパルス的発生とその化学反応の研究を目的として、衝撃波とレ-ザフォトリシスを組み合わせた実験を行なった。本研究では、アセチレン(C_2H_2)の熱解離過程をとりあげ、その中で重要視されながらも高温条件下での研究例のないラジカル種C_2H(エチニル)ラジカルの反応を対象とした。親分子との反応、C_2H+C_2H_2→C_4H_3+Hにおいて生成される水素原子を原子共鳴吸光法により検出し、その濃度の反応時間に対する挙動および生成速度のC_2H_2濃度依存性の測定から、同反応の速度定数を決定した。また、反応速度の温度依存性を1260Kから2487Kの温度範囲で測定し、活性化エネルギ-を決定した。その結果、速度定数(k)は上記の温度範囲でほぼ一定であり、k=(1.66±0.28)×10^<ー11>cm^3molecule^<ー1>s^<ー1>、活性化エネルギ-はほぼ0kcalmol^<ー1>、つまり反応経路上にエネルギ-障害がないことを明らかにした。一方、C_2H_2の熱解離過程の中で重要であるC_2Hラジカルの再生過程の逆反応であるC_2H+H_2→C_2H_2+Hについても同様に、水素原子の生成速度の測定を行ない、高温条件下で初めて反応速度測定を決定した。その温度依存性から活性化エネルギ-が約14kcalmol^<ー1>であることを見いだした。本実験での測定値の、低温(室温付近)への外挿値は、常温での測定例とかなり異なっており、低温条件下と高温条件下で反応生成物あるいは反応機構が異なる可能性を示唆している。以上、衝撃波加熱とレ-ザフォトリシス法の組み合わせにより特定の活性種の、特定の反応の研究を可能にした。
山地社会における土地の周縁化を考慮した垂直的土地利用モデルの再考

今年度は調査村であるラダークのD村では次の調査研究を行った。1)旧土地台帳に現れる家名及び土地保有状況と現在のD村内のそれらとの照合及び変化系統の確認作業,2)耕作放棄が発生した年代と原因に関する聞き取り調査,3)耕作放棄が集中的に生じた地区の耕地に見られる共通属性の抽出作業,4)近年において耕作放棄が逆に解消された地区の耕地の属性調べ,である。以上を通じて,古い土地台帳と地籍図に基づく約110年前から現在に至るまでのD村の土地利用景観の変遷をより詳細に復元できることとなったが,本研究課題の中心的テーマである耕作放棄の問題に関しては,次の知見が得られたことが大きい。1)この地域で歴史的に成立していた水系を上下する垂直的土地利用システムにおいては,垂直利用が有する生態的利点の他に,耕作放棄を防止する社会的装置として大家族制や村落内の互助的共同体制があった。それが有効に機能した結果,「他家による相続例」等も見られていた。2)旧システムが機能不全になり耕作放棄が増加した過去十数年間には,交通輸送条件や就労条件がもたらした域外との関係変化に由来する経済的利点が,生態的利点に上回っただけではなかった。つまり,核家族化や少子化,村落内の互助的共同体制の弱体化という社会的装置の劣化が伴ってマイナス効果をもった。3)しかし一方で,近年でも,大家族の維持や耕作機械等の活用により耕作放棄を阻止しえた例もあることがまた注目された。これらのことから,本科研の最終目標である土地利用モデルの再考に関しては,生態に加えて社会的要素と技術的要素を加えた新たな土地利用モデルを構想しうる段階に至ったといえる。山地社会における耕作放棄等,土地利用度の低下の問題は,これまで主に社会経済的な観点(市場近接性など)や生態的な観点(垂直性など)から検討されてきたが,本研究は,これらのモデルを統合し,山地の農業的土地利用の現状を解釈する新たな分析枠組みの構築を目指している。本年度は,申請者らが以前から調査してきたインド最北部ラダーク地方のD村に関して,英領期の1906年作成の地籍図と土地台帳データを現地研究協力者の多大な協力のおかげで入手することができ,その分析を進めることを主たる作業として行った。この地籍図には村全体の耕地と林地,宅地,荒蕪地が壁面ほどの大きさ一枚の地図として描かれており,斜線を切って地上測量を行ったと思われる地図上の耕地一筆ごとに地番が付されており。また巨大な電話帳ほどの大きさと厚さがある土地台帳の方には,各世帯が保有する耕地一筆毎の地目や土地利用,面積,税額等が記録されているほか,各世帯の数世代にわたる世帯主名も記録されている。読解には,徴税官パトワリが用いる特殊なウルドゥー語の知識が必要だが,このデータから当時の村内の詳密な土地保有・利用状況の復元作業を行うためのデータの読み取りとその蓄積を行うことができた。さらに,D村において以前に実施した現地調査の知見に基づき,生態的な側面を重視しながら歴史的に構築された農業的土地利用が,商品経済の受容・浸透に対応した農業的土地利用へと変化する状況をLand Use Science誌に報告し,山地社会で耕作放棄地を考える新たな視点を国際的にも提案した。本研究では,山地社会における農業的土地利用の変化を文献調査と現地調査により明らかにし,土地利用度の低下の問題を解釈する新たな分析枠組みの構築を目指している。文献調査に関しては,D村の約100年前の地籍図と土地台帳を入手でき,その内容を詳しく分析するため特殊なウルドゥー語のデジタルアーカイブ化やチベット文化圏における地形や農業技術の語彙の整理を進めた。これにより,英領期におけるD村内の約70世帯の所有地の分布やその耕作状況,税額などを復元でき,現在の状況と比較するための基礎資料を準備できた。現地調査に関しても,以前の現地調査で得られた資料を,本研究課題で挙げた視点に基づいて分析し,D村落に設置中の気象観測機器と農地を撮影する自動カメラのデータ収集と整備をおこない,新たな資料を追加するとともに,その近隣に位置するT村の調査許可を申請し,次年度以降の研究を円滑に進めるための準備を進めた。本年度は,ラダークで地籍図の管理担当者を訪問し,地籍図と土地台帳で用いられる特殊な専門用語や文字の解読方法を確認し,これに基づいて地籍図の解読を進め, 110年前のD村を構成した67世帯の土地所有や作付け,水路分布や納税情報などをデータ化した。申請者らがこれまで行ってきた土地所有調査と作付け調査の資料をGIS上に統合し,世帯の労働力や農業経営規模,土地の傾斜や家屋からの近接性などの観点から耕作放棄地の発生要因を分析した。その結果,耕作放棄地の発生には,世帯の労働力や地形などが複雑に絡み合っていることが判明した。この知見は国際学術雑誌に投稿予定である。本研究の根幹をなす部分は,英領期に作成されたウルドゥー語の地籍図及び土地台帳の解読とそのGISデータ化,さらにその歴史GISデータを近年の土地利用状況の実態調査に基づいて作成した耕作放棄地等の土地利用の現況把握と突き合わせることで,耕作放棄等の土地利用変化をもたらした要因の分析をおこなうことである。

ウルドゥー語の地籍図と土地台帳にはこの記録業務に携わるパトワリと呼ばれる専門官でなければ読み書きができない特殊文字と専門用語が用いられているが,本年度は,現地の退官後の専門官を研究協力者に得られたことで,外国人研究者には解読が全く困難なこの英領期の地籍図の解読を大幅に進めることができた。これにより,110年前に調査対象村を構成した各世帯の当時の農業経営のデータを復元し,近年の状況との比較を行うためのデータベースを構築することができた。また,近年の土地利用状況に関しても,空間モデルによる分析を進め,耕作放棄地の発生要因とその社会的な構造との関わりを考察するうえで必要な分析資料を順調に蓄積することができた。今年度は調査村であるラダークのD村では次の調査研究を行った。1)旧土地台帳に現れる家名及び土地保有状況と現在のD村内のそれらとの照合及び変化系統の確認作業,2)耕作放棄が発生した年代と原因に関する聞き取り調査,3)耕作放棄が集中的に生じた地区の耕地に見られる共通属性の抽出作業,4)近年において耕作放棄が逆に解消された地区の耕地の属性調べ,である。以上を通じて,古い土地台帳と地籍図に基づく約110年前から現在に至るまでのD村の土地利用景観の変遷をより詳細に復元できることとなったが,本研究課題の中心的テーマである耕作放棄の問題に関しては,次の知見が得られたことが大きい。1)この地域で歴史的に成立していた水系を上下する垂直的土地利用システムにおいては,垂直利用が有する生態的利点の他に,耕作放棄を防止する社会的装置として大家族制や村落内の互助的共同体制があった。それが有効に機能した結果,「他家による相続例」等も見られていた。2)旧システムが機能不全になり耕作放棄が増加した過去十数年間には,交通輸送条件や就労条件がもたらした域外との関係変化に由来する経済的利点が,生態的利点に上回っただけではなかった。つまり,核家族化や少子化,村落内の互助的共同体制の弱体化という社会的装置の劣化が伴ってマイナス効果をもった。3)しかし一方で,近年でも,大家族の維持や耕作機械等の活用により耕作放棄を阻止しえた例もあることがまた注目された。これらのことから,本科研の最終目標である土地利用モデルの再考に関しては,生態に加えて社会的要素と技術的要素を加えた新たな土地利用モデルを構想しうる段階に至ったといえる。文献調査については,初年度に着手した英領期の地籍図と土地台帳の分析を,現地で活動する徴税官パトワリと現地で協議を行うことで,この資料の読解を深めてデータの活用を高めることを目指す。同時にD村の隣村でありながら生態的条件が大きく異なるT村についても同時期の資料を入手し,約100年前のラダーク地域の農業土地利用の復元作業を拡大する。同時に現地調査によってD村とT村の現在の農業的土地利用の状況を,衛星画像なども用いながら記録し,ラダークに隣接するザンスカルやヌブラ地域も含めた広域調査により村落調査の知見がもつ普遍性について検証する。これらの二つの知見に基づいて山地の耕作放棄等の土地利用度の低下の問題を解釈する新たな分析枠組みの構築を進める。今後は,調査対象村であるD村に関する英国統治期の地籍図と近年の土地利用状況をGIS上で比較することによって,これまでの土地利用の変化と耕作放棄地の発生状況を定量的に把握するととも,近年のD村の社会構成の変化動向や商品作物の普及プロセスを含む開発政策の変遷等の要素も加味して土地利用の歴史的変化を考察する。これによって,とくに研究の焦点としては山地社会で耕作放棄地が発生するメカニズムの解明に努める。その成果は,日本地理学会等で報告するとともに,国際学術誌にも投稿することによって研究成果の国際的な周知にも注力する。
酵母の高浸透圧応答性MAPK経路におけるリン酸化、脱リン酸化を介した活性制御機構

絶えず変化する生活環境に迅速に適応するため、生物はストレス応答MAPK情報伝達経路(SAPK経路)を備えている。酵母のSAPK経路である、高浸透圧応答性のHOG経路、貧栄養条件に応答する擬菌糸経路の活性化には、Ste11 MAPKKKの膜移行が必須である。この膜移行にはSte11結合蛋白質のSte50が膜蛋白質のOpy2と結合する必要があるが、Opy2が2つの主要な結合部位(CR-A,B)と弱い結合部位(CR-D)をもつことがわかった。CR-AはSte50と恒常的に結合し、HOG経路及び擬菌糸経路の両方にシグナルを伝達できる。一方、CR-Bはグルコースに富んだ栄養環境においてYck1/Yck2によりリン酸化をうけた場合のみ、Ste50と結合し、HOG経路に優先的にシグナルを伝達する。また、HOG経路や接合経路が活性化されるとSte50は各経路のMAPキナーゼによりリン酸化をうけ、結合したOpy2から解離することを見いだした。これにより、HOG経路の過剰な活性化を抑制し、接合経路の基底状態の活性を低く維持することが可能になる。以上のように、Ste50とOpy2の結合の動的制御がMAPK経路のシグナルネットワークを微調整するのに重要な働きをすることが本研究で明らかになった。生物は絶えず変化する生活環境に迅速に適応するため、ストレス応答MAPキナーゼ情報伝達経路を備えている。この経路は全ての真核生物で保存されており、高浸透圧環境によって活性化される出芽酵母のHOG経路はその原型といえる。環境ストレスへの応答には、経路を素早く適切に活性化させる正の制御機構に加え、不適切、あるいは過剰な経路の活性化を抑えるための負の制御機構も極めて重要である。本年度はHOG経路のSHO1上流支経路活性化に必須なSte50がHOG経路のMAPキナーゼであるHog1によりリン酸化され、その結合因子であるOpy2との結合が阻害されシグナル伝達が遮断される、という負のフィードバック機構について実験的に検証した。その結果、Ste50は高浸透圧により活性化されるHog1に加え、接合因子により活性化されるKss1やFus3によってもリン酸化をうけること、Ste50はリン酸化をうけるとOpy2との結合性が低下することを示した。さらにリン酸化をうけない変異型Ste50蛋白質を発現する細胞では高浸透圧刺激によるHOG経路活性化が遷延すること、接合経路を活性化させるとFus3/Kss1によりSte50はリン酸化されるため、続いて高浸透圧刺激を与えてもHOG経路の活性化は低いレベルに抑えられることがわかった。以上より、Ste50のリン酸化に伴って生じるOpy2との結合性の低下を通じて、MAPK経路内及び異なるMAPK経路間で負の活性制御機構が働いていることが明らかになった。出芽酵母のHOG経路は高浸透圧により活性化され、高浸透圧適応に関わるストレス応答性MAPK経路である。HOG経路のSHO1上流支経路活性化にはStellの膜移行が必須であるが、これはStell結合蛋白質であるSte50と膜蛋白質であるOpy2との結合を介して起こる。従ってSte50とOpy2の結合を制御することで、HOG経路の活性化のオン、オフ制御が可能である。我々は昨年、MAPキナーゼによるSte50のフィードバックリン酸化を介したSte50-Opy2の結合解除が、HOG経路の負の制御に働くことを示したが、今年度、Ste50-Opy2の結合性はSte50だけではなくOpy2のリン酸化によっても制御されることを明らかにした。Opy2にはSte50との結合領域が3カ所(A,B,及びマイナーな結合部位のD)存在することがわかったが、このうちBはグルコース存在下、カゼインキナーゼのYck1/2によってリン酸化され、リン酸化依存的にSte50と結合し、AとDは主としてグルコース非存在下Ste50と結合し、HOG経路の活性化に働くことが明らかになった。

さらにSte50-Opy2結合はHOG経路のみでなく、低栄養環境で活性化される擬菌糸MAPK経路にも必須であり、この場合はAでの結合のみが必要であることを明らかにした。したがって、栄養環境に応じて結合部位(結合様式)を変えるSte50とOpy2の結合は、細胞が栄養環境と浸透圧環境をモニターし、その情報を統合した上でHOG経路あるいは擬菌糸経路を適切に活性化するうえで、極めて重要な制御点になっていることがわかった。
能動型自成絞りを用いた高剛性空気静圧軸受の研究

本研究の目的は、ナノテクノロジ分野で利用される各種超精密機器の性能を左右する空気静圧軸受の軸受性能向上をめざして考案された能動型自成絞りの特性を解析することである。そのために、この能動型自成絞りを組み込んだ空気静圧スラスト・ラジアル軸受を設計・製作し、軸受剛性、回転精度を測定した。その結果、次のことが明らかとなった。(1)軸受内径29mm、長さ50mmのラジアル軸受に組み込まれた能動自成絞りにより軸受のラジアル方向剛性を無限大にできた。また回転精度は、制御前0.5μm程度であったものが能動制御により0.1μm程度に改善され、軸静止時に制御を行ったときの安定性は30nm程度であった。(2)軸受内径30mm、外径65mmのラジアル軸受に組み込まれた能動自成絞りにより軸受のスラスト方向剛性を無限大にできた。また回転精度は、制御前0.3μm程度であったものが能動制御により50nm程度に改善され、軸静止時に制御を行ったときの安定性は5nm程度であった。つぎに能動自成絞りの汎用性を示すために、既成のエア-スピンドルの改造を行った。このスピンドルのラジアル軸受用絞りのうち3個を能動自成絞りに交換し、特性を測定したところ、組み込まれた能動自成絞りにより、ラジアル方向剛性を無限大にでき、また回転精度は、制御前0.2μm程度であったものが能動制御により30nm程度に改善され、軸静止時に制御を行ったときの安定性も30nm程度であった。以上の結果より、能動自成絞りの有効性が確認された。したがって、この絞りを組み込むことでより高性能で安定した空気静圧軸受システムが実用化され、今後のナノテクノロジ各分野で使用される回転機構を持つ機械・装置の性能を高め、次世代の科学を開拓するための基礎技術の発展に貢献できるものと期待できる。
重症心身障害児・者のためのコミュニケーションデバイスの開発と教育への応用

反応の乏しい重症心身障害児・者(以下、重症児・者と示す)と教育関係者等がインタラクティブなコミュニケーションを行うためのデバイスについて検討した。反応の分析手法として、重症児・者の教育分野で蓄積のある心拍の活用に着目した。4つのサブシステムからなるシステムモデルを考案し、それをもとにデバイスの設計構築を行った。実際に重症児・者を対象として利用した結果、デバイスの基礎的な機能の実現が確認された。前半期はシステムデザインに関する検討を中心に行った。研究協力者の支援のもと、重症心身障害児・者(以下、重症児・者と示す)と関係者(教育者、医療関係者、家族等)がコミュニケーションを取るためのユーザインタフェースの用件について検討した。また、外部からの働きかけに対する重症児・者の反応の状況について把握するため、視覚等の刺激に対する反応を実際に確認した。後半期は、前半期に行った内容をもとに、デバイスの設計を行った。研究初年度の設計内容は、基礎的な機能を実現するプロトタイプの製作を目的とした。システムの要件として、関係者にとって重症児・者の反応を容易に把握しやすくするため、生理指標の中でも簡便に設定が可能な心拍変動を取り上げることとした。また、リアルタイムに心拍の変動を処理し呈示するためのユーザインタフェースデザインについて検討を行った。以上の要件を踏まえてシステムモデルを構築し、それを反映させる形で実装システムを作成した。実装システムは持ち運びに容易なノート型のパーソナルコンピュータ(PC)をメインとし、信号処理および関係者への呈示等のユーザインタフェースはソフトウェアで実現させた。また心拍用のセンサは複数用意して選択可能とした。実装システム作成の後、仕様検査および実際に重症児・者を対象とした試験的利用を行い、その過程でプロトタイプの改善を数回行った。以上の結果、デバイスの基礎的な機能が試作したプロトタイプで実現できることを確認した。平成19年度前半期は、デバイスのプロトタイプの作成を中心に研究を行った。平成18年度に開発した基礎的な機能を踏まえ、当初の計画における残りの部分の実装に取り組んだ。実装システムは、昨年度と同様に持ち運びの容易さを考慮してノート型のパーソナルコンピュータ(PC)をメインとしているが、複雑な処理をリアルタイムで行うために最新のCPUを搭載したモデルに変更した。センサ部においては、平成18年度の利用評価の結果、課題として指摘された利用者の突発的な動きによるノイズ混入の影響を避けるための検討を行った。また、ソフトウェアに関しては、平成18年度に比べ、より多角的な観点から信号処理や分析が可能となるように機能を追加した。これにより、設定画面や結果表示の画面に呈示する情報が増加したため、リアルタイムで結果がわかりやすくなるようにユーザインタフェースの工夫を行った。後半期には、前半期に完成したデバイスを用い、実際に重症心身障害児・者(以下、重症児・者と示す)を対象として利用評価を行った。その結果をもとに、さらにデバイスの改善を行い機能の充実に努めた。利用評価の際には、外部からの働きかけに対する重症児・者の反応の状況を把握するため、視覚等の刺激に対する反応を確認しているが、そのための機能について検討を行い、システムに追加することができた。以上の結果、本年度に予定していた機能が、作成したプロトタイプで実現できることを確認した。本年度は、昨年度までに検討したプロトタイプのデバイスを用い、実際に重症心身障害・者を対象とした教育的支援への適用を試みることを目的とした。まずプロトタイプのデバイスを重症心身障害児・者の療育施設職員に利用していただく機会を設け、デバイスの利用における問題点を明らかにした。その結果を受けてプロトタイプの改善を行った。改善後にデバイスを実際に重症心身障害児・者の教育や療育に利用する機会を設けた。様々な刺激呈示に対する反応についての確認や、コミュニケーションに良い状況を踏まえた働きかけに関して確認を行った結果、本システムの有効性を確認した。一方で実際に教育・療育に利用してみてインタフェース上の課題が得られたので、再び改善を行った。このような教育的支援に関する検討と並行して、関係者がローコストで調達可能なシステム構成についても検討を行った。ここでは、国内だけでなく海外の関係者の利用も想定して検討を実施した。その結果、必要最小限の構成で当初のプロトタイプと同等の処理を実施することが可能なシステムを試作することができた。以上により、本年度は研究最終年度として重症心身障害児・者のためのコミュニケーション支援システムの開発および教育的利用の検討が行われた。実際に試用した結果、システムの教育効果が確認されたといえ、本研究の成果が重症心身障害児・者の教育・療育支援の分野にもたらすものは少なくないと考える。