hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
母語を活かした指導を目指す教員養成モデルの構築

日本語指導が必要な子どもに対する「特別の教育課程」が提唱され、平成26年度より各教育現場での展開が始まっている。そこで、本研究は、「特別の教育課程」で求められる教員の資質とは何かを探り、それを教員養成の段階で醸成するべく、実際に学部生や院生が「外国につながる子ども」に学習支援を行い、どのような資質が得られるかを分析した。具体的には、ある公立中学校にて、外国につながる子ども達に対して「教科・母語・日本語相互育成学習モデル」を用いた学習支援を継続的に行い、関わった大学生・大学院生の気づきや学びを学習支援記録やインタビューをもとに描き、それらが得られる背景を描いた。本研究は、新たに始まったばかりの日本語指導が必要な児童生徒への「特別の教育課程」の編成と実施を見据え、母語指導を視野に入れた教員養成モデルの構築を目指したものである。具体的には、日本語指導が必要な子どもが在籍する公立中学校をフィールドに、地域のボランティア団体に所属している教員志望の学生と中学校の学校教員が連携し、プロジェクトの計画・課題特定・課題解決・評価という一連のプロセスを通して、いかなる資質を獲得していくかを継続的に追究していく。初年度である平成26年度は、地域と学校の協力を得てプロジェクトチームを立ち上げた。次に、対象となる教員志望の学生の認識を中心に、課題の整理を行った。今回対象とした教員志望の学生は、前年度に大学で年少者日本語教育学に関する授業を履修しており、そこで言語少数派の子どもの教育に対してどのような認識を得たのかを分析した。今後はそのように授業等で得た知識が実践の場でどのように具現化されていくのかを見ていく予定である。次年度以降はチームでプロジェクトの見直しを行い、そのプロセスが当事者の認識や実践にどのような質的変容をもたらすかを見ていく。本研究は、新たに始まったばかりの、日本語指導が必要な児童生徒への「特別の教育課程」の編成と実施を見据え、母語指導を視野に入れた教員養成モデルの構築を目指したものである。具体的には、日本語指導が必要な子どもが在籍する公立中学校をフィールドで、地域のボランティア団体に所属している教員志望の学生と中学校の教員が連携し、母語を活用した学習支援プロジェクトを継続的に行っていく。プロジェクトの計画・課題特定・課題解決・評価という一連のプロセスを通して、参加者がいかなる資質を獲得していくかを継続的に追及していく。初年度は東京都のある公立中学校の協力のもと、母語を用いた学習支援プロジェクトチームを立ち上げ、約15名の子ども達を対象に、週1回の学習支援を行った。同プロジェクトには、学校教員3名と地域ボランティア約10名が関わっている。2年目にあたる平成27年度は、前年度より継続して学習支援を週1回のペースで行い、学習支援場面のやりとりおよび参加者の内省をデータとして収集した。また、ボランティア団体に参加しているメンバーへのインタビューを行い、意識調査を行った。2年目の終わりに、プロジェクトメンバーであった学校教員の大幅な異動や地域ボランティアの新加入等があったため、3年目はそのような現状を踏まえつつ、新たな参加者がどのような資質を見出していくかをさらに追及していく。研究代表者の異動があり遠方になったため、学習支援に付随する打ち合わせ等が頻繁に持てなくなり、当初の予定よりやや遅れが生じている。しかしながら、初年度に立ち上げたプロジェクトの見直しを行い課題を整理した上で、2年目も継続した学習支援プロジェクトを行いデータを収集することができた。文部科学省が「日本語指導が必要な児童生徒への『特別の教育課程』による日本語指導」を交付し、平成26年度より施行が始まった。これは、当該児童生徒の日本語の能力を高める指導のみならず,当該児童生徒の日本語の能力に応じて行う各教科等の指導も含むものであることが目指されており、指導者は児童生徒の実態の把握,指導計画の作成,日本語指導及び学習評価を担うものとされている。これは、枠組みは決まっているが、その内容は各教育現場が独自に作成していなければならないものであり、関わる指導者の担う部分が大きいと言える。そこで、本研究では、このような指導に関わる教員の養成を念頭におき、実際に児童生徒への学習支援プロジェクトに関わることで、教員志望の学生にどのような資質が得られるかを探っていく。なお、特徴として、日本語指導のみに特化せずに母語指導を視野に入れた学習支援を行う。言語少数派の子どもにとって、母語と日本語の二言語を十分に発達させることの意義は多くの知見が示している通りである。しかしながら、具体的に二言語育成を実践にうつしている教育現場は少ない。これらを踏まえ、本研究では、具体的に、日本語指導が必要な子どもが在籍する公立中学校をフィールドとし、地域のボランティア団体に所属している教員志望の学生と中学校で日本語学級を担当する教員が協働し、母語を活用した学習支援(具体的には「教科・母語・日本語相互育成学習モデル」をとりいれた学習支援)のプロジェクトを継続的に行っていく。プロジェクトの計画・課題特定・課題解決・評価という一連のプロセスを通して、参加者がいかなる資質を獲得していくかを追及し、母語を活かした指導を目指す教員養成モデルの構築を目指す。本研究は、ある公立中学校をフィールドに、日本語学級担当教員と地域ボランティアが協働し、言語少数派の子どもへの学習支援プロジェクトを行う。そのプロジェクトに日本語教員や学校教員を志す学生がボランティアとして関わることで、どのような成果があるかを検証し、教員養成のあり方を追究していくものである。

しかしながら、2015年度末に、中学校の日本語学級担当教員の予期せぬ異動があり(3名中中心メンバーの2名が異動し、新たに日本語学級に初めて関わる教員が配置された)、これまで共に当該プロジェクトを進めていた教員構成が2016年度は大きく変わるという事体が生じた。また、研究代表者の本務校での業務が急激に増えたことから、コンスタントなデータ収集が難しくなるという事体が生じた。そこで、2016年度は、経験豊富なボランティアによる学習支援等のみを継続して行うこととし、新規のデータ収集や分析、予定していた研究発表等を見合わせることとなった。その間、プロジェクトのあり方を見直し、新規体制で再開するための教材作成等の準備を進めた。これらの状況を総合的に判断し、当初の計画より進捗状況がやや遅れていると判断した。平成26年度より「日本語指導が必要な児童生徒への『特別の教育課程』による日本語指導」が施行された。当該課程では指導枠組みこそ定められているが、その内容は各教育現場が独自に作成しなければならず、指導者の担う部分が大きい。そこで本研究では、このような指導に関わる教員の養成を念頭におき、実際に外国につながる子どもへの学習支援プロジェクトに関わることで、支援を行った学生(対象学生)にいかなる資質が得られるかを探った。本プロジェクトの特徴は、日本語指導に特化せず母語指導を視野に入れた教科学習支援を行ったことにある。具体的には、実際に外国につながる子どもが通う公立中学校をフィールドとし、対象学生が、地域ボランティアの一員として「教科・母語・日本語相互育成学習モデル」に基づく学習支援をチームで継続的に行った。実際の学習支援や、付随する活動(チーム内/学校との打ち合わせ、情報交換、教材作成、支援記録の作成と共有等)を通し、対象学生の中に学習の計画・課題特定・課題解決・評価という一連のプロセスが見られた。これらを通し、対象学生は、児童生徒の日本語能力を高める指導のみならず、児童生徒の母語の能力の育成、各言語力を踏まえた個別の教科学習計画や評価の実施を行っており、「特別の教育課程」で求められる資質を得ている様子が見られた。またそれをサポートするための諸要素が描かれた。2017年度は、中学国語教科書の母語訳文及び教材(中国語・英語)が全学年分完成し、他機関でも活用できる土台ができた。本研究期間中に研究代表者の異動等があり計画に遅れが生じたが、実践やその分析から得られたことをもとに、2017年6月には富山で、2018年4月には新潟で、当該学習支援プロジェクトの講演やワークショップを行い、成果を広く還元することができた。引き続き実践と研究を継続していく中で、結果を現場に還元していく予定である。日本語指導が必要な子どもに対する「特別の教育課程」が提唱され、平成26年度より各教育現場での展開が始まっている。そこで、本研究は、「特別の教育課程」で求められる教員の資質とは何かを探り、それを教員養成の段階で醸成するべく、実際に学部生や院生が「外国につながる子ども」に学習支援を行い、どのような資質が得られるかを分析した。
現代ラテンアメリカにおける地方政治の役割に関する比較研究

筆者は2006年の6月から7月にかけてメキシコ大統領選挙の選挙実施状況について調査を、そして10月から11月にかけてはアメリカ合衆国に住むメキシコ出身の移民社会に関するフィールドワークを行い、その成果の一部を学術雑誌やメキシコの地元メディアに発表した。6月には米墨の選挙監視NGO、Global ExchangeならびにAlianza Civicaのグループと合同で、選挙不正、特に政府与党による補助金などを通じた買票行為の可能性や有権者への圧力の有無について調査を行った。この際にはメキシコシティーに加え、クライアンテリズムが色濃く残るといわれ、また先住民人口が多く慣習法による村長の選出など独自の政治制度が見られる南部オアハカ州を訪れ、州政府を中心とした権威主義的な政治慣行の様子とそれに対抗する野党や市民団体の様子を取材した。また、7月の選挙当日にはこれまで度々調査を行ってきたユカタン州で選挙監視員として活動し、その成果の一部は現地の報道雑誌に寄稿した。特別研究員として研究を進めてきたこの3年間で自分の研究が最も変化した点は、移民の影響を地域社会、そして地方政治の研究に取り入れたことである。この観点から、アメリカ合衆国に住むメキシコ系移民と、彼らと母国メキシコの社会との関わりについて調査を進めてきたが、8月にはその最初の具体的な成果である書評論文「アメリカ合衆国におけるメキシコ系移民社会」を発表し、また10月から11月にかけては、アメリカ・カリフォルニア州のロサンゼルスとサンフランシスコ近郊で、移民によって組織された大規模な集会を取材し、また移民団体の代表に会うなどの調査をおこなった。12月には、住民の約4割が移民しているといわれるなど近年大きな変化をとげつつあるユカタン州ペト市において聞き取り調査を行い、また同州出身の移民向けに同州のニュースや移民を巡る動向などの情報をのせたウェブサイトの運営者に話を聞くなどして、移民と故郷の社会の紐帯、そして軋轢について考察を深めた。平成16年度は3年間の現代ラテンアメリカ地方政治の比較研究プロジェクトの出発点として、以前から研究を進めてきたメキシコのユカタン州の事例を中心に研究を行った。2004年9月から2005年3月にかけて、断続的にアメリカ・イェール大学に滞在し、ユカタン史の第一人者であるG.ジョセフ教授が中心になって収集した20世紀ユカタン地方史関連の文献調査に当たったほか、同大学のラテンアメリカ研究カウンシルや農業研究プログラムなどが主催する研究会に積極的に参加した。これらの研究会に参加することにより、アメリカ合衆国への移民の問題など、メキシコの国内にとどまらない幅広い社会的変動について有益な示唆を得ることができた。これらの文献調査・研究交流によって受けた示唆をもとに、ユカタン州地域社会のより総合的な理解を深めるため、2004年12月に2週間の現地調査を行った。具体的な調査内容は、文書館での文献調査、農村でのフィールドワーク、そして政府関係者へのインタビューである。文献調査では、80年代から90年代にかけて、民主化と並行して進んだ国家主導経済から新自由主義経済への移行が、どのように地域社会に影響したのかを地方新聞・雑誌などの資料を収集した。農村地域におけるフィールドワークでは、20世紀を通じてユカタン州の主要作物であったサイザル麻栽培の現在の状況を確認したほか、農地利用の転換の取り組みやそれによる農村の社会構造の変化についても聞き取り調査をおこなった。また、州政府関係者へのインタビューでは、前述の移民問題についての政府の取り組みについて、聞くことができた。なお、これらの研究成果はこれまでのフィールドワークの成果と併せて、2005年4月のアメリカ中西部政治学会(MPSA)において口頭発表するのをはじめとして、順次発表していく予定である。ラテンアメリカにおける地方政治の変容は、民主化、地方分権化などの全国レベルでの政治体制・制度面での変化に加え、新自由主義経済政策の導入に代表される経済的な変化、そして移民の増加に代表される社会的変化といった、政治システムとは直接関係のない様々な経済・社会変容と密接に関連している。本研究ではこうした前提に基づいて、メキシコ・ユカタン州を主たるフィールドとし、現地での州・自治体レベルでの政治の実態を調査した。具体的には、同州州都のメリダ市ならびに南部のペト市・オシュクツカプ市、北部のテルチャック市などにおいて、これらの町からアメリカ合衆国への移民の地域社会における役割、そして地方政府の移民との関わり合いについて、聞き取り調査をおこなった。これと平行して、経済活動の変化の一端を探るため、同州南部における野菜や果物など、輸出向け商品作物の導入や、需要の低迷により衰退したものの、根強く生産の続いている伝統的な産品、サイザル麻の生産農家の現状と生産者組合の政治活動についても、聞き取り調査ならびに文献収集を行った。特に、サイザル麻生産の転換点となった1992年の国営ロープ会社の解体については、重点的に新聞・雑誌などの資料収集を行った。これらの調査に基づいた研究成果の一部は、2006年3月のラテンアメリカ研究学会(Latin American Studies Association)サンフアン大会において発表された。来年度は、こうした調査の延長として、分権化が地方政府の機構に具体的にどのような影響を与えたのかを、教育などの行政部門にたずさわる関係者へのインタビューや、同様の他地域に関する研究との比較により、明らかにすることを目標とする。

6月には米墨の選挙監視NGO、Global ExchangeならびにAlianza Civicaのグループと合同で、選挙不正、特に政府与党による補助金などを通じた買票行為の可能性や有権者への圧力の有無について調査を行った。この際にはメキシコシティーに加え、クライアンテリズムが色濃く残るといわれ、また先住民人口が多く慣習法による村長の選出など独自の政治制度が見られる南部オアハカ州を訪れ、州政府を中心とした権威主義的な政治慣行の様子とそれに対抗する野党や市民団体の様子を取材した。また、7月の選挙当日にはこれまで度々調査を行ってきたユカタン州で選挙監視員として活動し、その成果の一部は現地の報道雑誌に寄稿した。特別研究員として研究を進めてきたこの3年間で自分の研究が最も変化した点は、移民の影響を地域社会、そして地方政治の研究に取り入れたことである。この観点から、アメリカ合衆国に住むメキシコ系移民と、彼らと母国メキシコの社会との関わりについて調査を進めてきたが、8月にはその最初の具体的な成果である書評論文「アメリカ合衆国におけるメキシコ系移民社会」を発表し、また10月から11月にかけては、アメリカ・カリフォルニア州のロサンゼルスとサンフランシスコ近郊で、移民によって組織された大規模な集会を取材し、また移民団体の代表に会うなどの調査をおこなった。12月には、住民の約4割が移民しているといわれるなど近年大きな変化をとげつつあるユカタン州ペト市において聞き取り調査を行い、また同州出身の移民向けに同州のニュースや移民を巡る動向などの情報をのせたウェブサイトの運営者に話を聞くなどして、移民と故郷の社会の紐帯、そして軋轢について考察を深めた。
STMプローブ誘起ラマン分光装置の開発とナノ物質の分子レベルでの局所構造評価

本研究は、ナノ領域の振動スペクトルを空間選択的に得ることを目的とし、測定システムの開発を行うと同時に、システムの動作確認のための分子系の開発も行った。測定システムは、走査型プローブ顕微鏡とラマン分光計を組み合わせたものである。ラマン励起は488nmの半導体レーザーにより行い、検出器には冷却型電荷結合型素子を用いた。走査型プローブは、白金イリジウム合金ワイヤーを機械的に先鋭化させ、その表面に化学的還元反応により銀をめっきして作製した。プローブ先端の銀粒子の大きさは電子顕微鏡観察により100-300nmであることを確認した。空間分解能を調べる標準試料を検討するため、レーザーを用いたナノ構造体作製に取り組んだ。最初にペリレン誘導体に355nmのパルスレーザーを照射しナノ構造体の作製を試みたが、ポリインなどの副生成物が生成することが明らかとなった。チオフェン誘導体を用いた場合には、光重合反応によって空間選択的高分子化が起こることを確認した。これを利用して導電性ポリチオフェンからなるグレーティング構造体を355nmのレーザー光の干渉パターン照射により作製した。最適条件では線幅約2μm、間隔約3μm、高さ平均200nm程度の格子ができた。この構造体について、表面増強ラマンスペクトルの測定を行った。チオフェン環の伸縮に帰属される1400-1550cm^<-1>の平均シグナル強度について10x10点のスペクトル強度マッピングを行ったところ、グレーティング構造を明瞭に確認できた。最終的に50nm程度の分解能があるということを示唆するデータが得られた。本年度は個々のナノ微粒子の構造評価を行うため走査プローブ顕微鏡の探針直下での表面増強ラマン効果に着目し,原子間力顕微鏡(AFM)の探針を用いた表面増強ラマン分光装置(SERS/AFM)により,単一ナノ微粒子のラマンスペクトル測定を試みた.測定対象ナノ微粒子はペリレンテトラカルボン酸二無水物(PTCDA)粉末にCo微粒子を混合した試料(PTCDA-Co)をターゲットとして10^<-5> Torr程度に排気されたチャンバー内でNd:YAGレーザーの3倍波を0.5Jcm^<-2> pulse^<-1>で30ショット照射してアブレーションさせ,飛散物質をガラス基板上に堆積させることにより得た.個々のナノ微粒子構造を詳しく調べる為,粒子径約70nmのナノ微粒子に対してSERS/AFMによる観察を行った.SERS/AFM測定では顕微ラマン分光測定に比べて,見かけ上4倍程度のラマンピークの強度増加が認められた.増幅率は少なくとも100倍以上と見積もられた.得られたラマンスペクトルは通常測定によるスペクトルと同様,1290,1360および1600cm^<-1>に明瞭なピークが確認できた.これより,今回対象とした微粒子はポリペリナフタレン(PPN)と呼ばれる一次元グラファイト構造を基本骨格とするものであることが示された.以上,本研究により個々のナノ微粒子の構造評価が可能であることが分かった.現在,更なる高感度測定のためにAFMチップ先端の形状およびコーティング金属の厚さの最適化を行いつつ、様々な条件で作製したナノ微粒子に対してトポグラフモードおよび1290cm^<-1>をモニターとしたラマンモードの同時測定によるマッピングを試みている.さらに本来の目的である走査トンネル顕微鏡(STM)探針による表面増強ラマン分光装置の設計および作製を行い,2005年2月に代表研究者である西尾の研究室に導入した.研究代表者である西尾は昨年度導入した顕微ラマン分光装置のステージ上に新たに走査トンネル顕微鏡(STM)を備え付け、STM/SERS(表面増強ラマン分光)装置を構築し、その動作確認を行った。

空間分解能に関して、除震台の問題、電気的ノイズの問題でサブナノレベルには届かず、さらに改良を加える必要があるが、百nm程度の分解能は得られたので、実際にいくつかのナノ微粒子に対してSTM/SERS測定を試みた。測定対象とするナノ微粒子について液相でのレーザーアブレーションに着目した。今回はポリペリナフタレン(PPN)の出発物質として用いられるペリレンテトラカルボン酸二無水物(PTCDA)に対して水、およびエタノール中でNd:YAGレーザーの3倍波(波長355nm)を集光照射させることによりPTCDAのナノ微粒子化に成功した。生成したナノ微粒子を石英基板上に分散させSTM/SERS測定を試みた。その結果、通常の表面増強ラマン分光では信号が極めて弱くスペクトルを得ることができなかったが、STM探針をナノ微粒子に接近させSTM/SERS測定を行ったところ、1290,1360,1600cm^<-1>に明瞭なピークを有するラマンスペクトルが得られ、生成した個々のナノ微粒子がPTCDAであることが確認できた。研究分担者の福村は、既存のSTM装置に反射型ラマン分光装置を装着し、反射型STMSERS装置を開発した。これによりグラファイトをはじめとする不透明基板上に担持したカーボンナノチューブなど様々なナノ物質のSTM/SERS測定の道が開けた。最終年度である来年度は、本年度の成果を踏まえ、構築したSTM/SERS装置に対して、除震機構の改良、電磁シールドの導入により空間分解能の向上を図り、レーザーアブレーション法により作製したPPNナノ微粒子をはじめとする様々なナノ物質の個別構造評価を試みる。導電性高分子であるポリチオフェンからなるグレーティング構造体をレーザー光照射により作製し、走査型プローブ顕微鏡を用いた表面増強ラマン分光法を用いて構造評価を行った。5,5'-ジブロモ-2,2'-ビチオフェン(DBBT)を大気中ホットプレートを用いて180°Cに加熱し,ITOガラス基板上で融液とした.DBBT融液にパルスNd:YAGレーザーの三倍波(355nm,10Hz)を,格子の幅2μm,間隔3μmのスリットを通して照射した.C-Br結合切断に始まる光重合により,ポリチオフェンからなるグレーティング構造を得た.ポリチオフェンの生成は,FT-IR,ラマンおよびUVスペクトル測定により確認した.最適条件ではグレーティング構造におけるポリチオフェン格子の線幅は約2μm,間隔は約3μm,高さは平均200nm程度であった.この構造物について,走査型トンネルプローブを用いた表面増強ラマン分光法を用いてSERSスペクトルを測定した.チオフェン環の伸縮に帰属される1400-1550cm^<-1>の平均シグナル強度について10x10点のSERSマッピングを行った.このマッピング画像から,STM/SERS測定によりグレーティング構造を明瞭に確認できた.導電性のITOガラス基板はSTM観察上無視できない電気的な凹凸が存在するためSTM単独ではきれいな画像を得ることができないが,STM/SERS測定はそのような基板上においても構造物を調べるのに有効であることが明らかとなった.
半導体2次元電子系の量子輸送:量子ホール効果

GaAs/AlGaAs界面2次元電子系バタフライ型ホールバー試料に流す電流密度の増加に伴う量子化ホール抵抗の崩壊および量子ホール効果における無散逸状態のブレイクダウン(破綻)について、現象のランダウ凖位充填率依存性、および量子化ホール抵抗崩壊における臨界電流の温度依存性を測定した。1.充填率依存性:磁場5.7T、温度0.35Kで、ランダウ準位充填率4の近傍で量子化ホール抵抗崩壊電流I_α(collapse)ならびに量子ホール効果ブレイクダウン電流I_α(breakdown)の磁場依存性を測定した結果、二つの臨界電流の差I_α(breakdown)-I_α(collapse)は充填率が4からズレるに従って滅少し、充填率が3.85以下ならびに4.15以上では両者の臨界的振るまいは消失した。2.崩壊臨界電流の温度依存性:量子化ホール抵抗がホール電場の変化に対して鋭く崩壊する現象は、量子ホール効果状態が単純なアンダーソン局在状態ではないことを示す。崩壊する臨界電流値の温度依存性を測定することにより、量子ホール効果相が非量子ホール効果相に転移する相境界の温度依存性は超伝導転移と似ていることが判明した。ランダウ準位充填率依存性の測定過程で、量子化ホール抵抗の崩壊の符号は充填率4と3.9の間では単純な予想に反して負となることが判り、研究課題となった。この現象は試料に依存することが判明し、2次元電子系に並列に導入された高抵抗の効果であることを明らかにしつつある。相境界ホール電場の温度依存性については、量子ホール効果相が消失する温度までの測定を行った結果について検討しつつある。量子化ホール抵抗崩壊のプローブ幅依存性は、今後の課題である。量子ホール効果における量子化ホールプラトーは、いわゆる無損失状態のブレイクダウン、即ち対角抵抗の急激な増加が観測されるような電流の増加に対しても、精度が低い測定では一定に保たれるように観測される。けれども、われわれが行ったppmレベルの高精度量子化ホール抵抗の測定では、対角抵抗の急激な増加が現れる電流よりも小さい電流で量子化ホール抵抗は電流増加に対して急峻な変化を示す。われわれは、この現象を量子化ホール抵抗の電流による崩壊と呼ぶ。本研究は量子化ホール抵抗の電流による崩壊現象を実験的に明らかにすることを目的として計画された。本年度の研究実績を以下に示す。1.量子化ホール抵抗崩壊電流のランダウ準位充填率依存性:GaAs/AlGaAs2次元電子系の量子化ホール抵抗の崩壊臨界電流Icと対角抵抗のブレイクダウン臨界電流Ibを、温度0.3Kでランダウ準位充填率ν=4の近傍(磁場:約6T)で測定した。(Ib-Ic)はν=4で最大で、充填率の変化に対して減少し、ν>4.12とν<3.88で符合が反転する。符号が反転するとき、ホール抵抗と対角抵抗の電流依存性はなだらかになる。2.温度依存性:量子化ホール抵抗崩壊臨界電流の温度依存性は小さく、活性化型ではない。量子ホール効果における量子化プラトーは,いわゆる無損失状態のブレイクダウン,即ち対角抵抗の急激な増加が観測されるような電流の増加に対しても,精度が低い測定では一定に保たれるように観測される.けれども,われわれが行っているppmレベルの高精度測定では,無損失状態のブレイクダウン電流よりも小さい電流でホール抵抗は量子化値から急峻な変化を示す.この現象を量子化ホール抵抗の電流による崩壊と呼ぶ.本研究はこの現象を実験的に解明することを目的として計画され,本年度は量子化ホール抵抗崩壊電場の温度依存性を測定した.GaAs/AlGaAsへテロ接合

2次元電子系で測定部幅が60μmと35μmのバタフライ型ホールバーを用い,量子化プラトー中心磁場における崩壊現象はホール電場に依存することを明らかにした.ランダウ準位充填率v=4(磁束密度は60μm試料に対して5.0T,35μm試料に対して5.7T)で崩壊ホール電場F_<HC>の温度依存性を測定し,温度上昇に対してF_<HC>が減少する結果を得た.われわれが提案した無損失の量子ホール相と損失相がホールバーの電流方向に交代していて,崩壊ホール電場で量子ホール相が消失する模型(S.Kawaji et al.:Physica B56(1998)256)が成立すると考えて,二つの電子相の境界をF_<HC>(T)=F_0{1-(T/T_0)^n}と表すとき,60μm試料に対する0.8Kから5Kの温度領域で測定した結果から,F_09kV/m,T_07.5K,n2が導かれた.量子ホール効果における量子化プラトーは,いわゆる無損失状態のブレイクダウン,即ち対角抵抗の急激な増加が観測されるような電流の増加に対しても,精度が低い測定では一定に保たれるように観測される.けれども,われわれが行っているppmレベルの高精度測定では,無損失状態のブレイクダウン電流よりも小さい電流でホール抵抗は量子化値から急峻な変化を示す.この現象を量子化ホール抵抗の電流による崩壊と呼ぶ.本研究はこの現象を実験的に解明することを目的として計画された.これまでに解明されたのは下記2点である.(1)崩壊はホール電場による.(2)ホール電場により部分的に損失相が形成されて対角抵抗が現れるが,向き合ったホール・プローブ問に無損失の量子ホール効果相が存在するかぎりホール抵抗は量子化値を保つ.ホール・プローブをつなぐ量子ホール効果相の損失相への変化が量子化ホール抵抗の崩壊である(S.Kawaji et al. : Physica B56(1998:256).本年度は,信頼度が高いホール・バー試料を追加して,(3)昨年度に引き続き,崩壊ホール電場の温度依存性を測定し,量子ホール効果相と非量子ホール効果相即ち損失相の境界がF_<HC>(T)=F_0{1-(T/T_0)^2}と表されることを明らかにした.(4)先に報告した(H.Iizuka et al. : PhysicaB6(2000)132)崩壊電場のランダウ準位充填率依存性は充填率が小さい領域で素朴な理解と一致しない振る舞いを示すことは高抵抗の存在によることを明らかにした.並列高抵抗が存在しないと考えられる試料で,素朴な考えと一致する充填率依存性を測定できた.即ち,ホール抵抗はランダウ準位充填率がプラトー量子数iを越える領域では崩壊後に減少するが,プラトー量子数以下の領域では崩壊後に増加して,いづれも量子化値から古典的ホール抵抗値に近づく.
AD／HDのｉＰＳ細胞を用いた生物モデルの解析

・iPS細胞の作成・培養:健常者およびAD/HD患者由来の複数のiPS細胞を作成した。健常者、AD/HD患者由来のいずれのiPS細胞も、フィーダーフリーでの継代培養により分化誘導実験に必要な細胞数が得られている。実験結果の解析のためには症例数を増やすことが望まれるため、AD/HD患者のリクルートを進めている。患者と研究者のスケジュール調整を容易にするために、凍結保存した単核球からiPS細胞を作成する手法を導入し、研究協力を得やすい環境を整えるよう努めている。・iPS細胞からドーパミン神経細胞への分化誘導:先行研究で報告されたSDIA法を用い、健常者由来の細胞からドーパミン神経細胞に分化誘導することに成功した。得られたドーパミン神経細胞の性質について検討が必要であり、免疫染色による蛋白質の局在の確認や、ドーパミン取り込み能の測定等の解析を行っている。・iPS細胞から大脳皮質様組織への分化誘導:先行研究で報告されたSFEBq法を用い、健常者由来の細胞から大脳皮質組織に分化誘導することに成功した。免疫染色を用いた解析で、大脳皮質様構造が効率良く形成されていることを確認しており、健常者由来の大脳皮質様構造の解析を進めている。更に、AD/HD患者由来のiPS細胞から大脳皮質組織への分化誘導実験を行い、大脳皮質様構造の形成を確認した。更に解析を進めていく。AD/HD患者のリクルートは当初の予想より難航しているが、iPS細胞から神経組織への分化誘導実験は順調に進んでおり、全体的にはおおむね順調に進展していると思われる。・AD/HD患者のiPS細胞からの分化誘導を更に進めていく。分化誘導させた大脳皮質様組織を用い、健常群とAD/HD群との比較検討を行う。・ドーパミン神経細胞への分化誘導実験も並行して進めていく。健常者及びAD/HD患者由来のドーパミン神経細胞を分化誘導し、代表的なAD/HD治療薬への反応性等について検討を行う。・iPS細胞の作成・培養:健常者およびADHD患者由来の複数のiPS細胞を作成し、解析に必要な経代培養を行っている。また、従来の方法であれば採血後すぐにiPS細胞の作成を開始する必要があったが、それでは患者と研究者のスケジュールの調整が困難であることが少なくなく、症例を増やす上で大きな障害となっていた。しかし、近年、凍結保存した単核球からiPS細胞を高い効率で作成することが可能になったため、症例を順調に増やすべく、凍結保存した単核球からiPS細胞を作成する新たな手法を導入した。・iPS細胞からドーパミン神経細胞への分化誘導:iPS細胞からドーパミン神経細胞を高効率に作成することができるSDIA(Stromal cell Derived Inducing Activity)法を用い、マウス由来のフィーダー細胞であるPA6細胞とiPS細胞の共培養によるドーパミン神経細胞に分化誘導させ、解析を行っている。・iPS細胞から大脳皮質組織への分化誘導:まずES細胞を用いて大脳皮質組織に分化誘導する手法を検討した。その上で、現在、iPS細胞から大脳皮質組織への分化誘導の培養実験を行っているところである。ADHD患者のリクルートは当初の予想より難航しているが、iPS細胞を用いた実験は順調に進んでおり、全体的には概ね順調に進展していると思われる。・ADHD患者のリクルートをより強力に進めていく。凍結単核球を用いたiPS細胞作成法の導入により、患者と研究者のスケジュール調整が容易になった。そのため、今後はリクルートがより進展すると期待される。・iPS細胞から作成したドーパミン神経細胞の性質のキャラクタライズを行い、更に代表的なADHD治療薬が及ぼす作用について検討を行う。・iPS細胞から分化誘導した大脳皮質組織を用いて解析を実施する。

・AD/HD患者のiPS細胞からの分化誘導を更に進めていく。分化誘導させた大脳皮質様組織を用い、健常群とAD/HD群との比較検討を行う。・ドーパミン神経細胞への分化誘導実験も並行して進めていく。健常者及びAD/HD患者由来のドーパミン神経細胞を分化誘導し、代表的なAD/HD治療薬への反応性等について検討を行う。
知の創造を図る協同的な教授学習システム及び教師支援プログラムの開発

本研究は、これまでの教授学習論を再考し、知識が他者との相互作用の中で創造される過程を明らかにし、新たな協同的な教授学習理論と指導方法を構築すること、及び、構築した協同的な教授学習理論と方法をもとに、教師への支援体制を確立し提供することを目的としている。研究は、次のように行った。(1)はじめに、今日、研究者の間で関心を集めている協同的(協調的)な学びの研究以前に実践されてきたアメリカ合衆国と日本の協同的な学習研究について考察を行った。次に、社会的構成主義等の考えに依拠した協同的な教授・学習研究について検討を行った。(2)我が国の理科の教師が小グループを活用した授業についてどのように捉えているかその実態調査を行い分析した。(3)協同的な学習を理科学習に取り入れその効果について検証授業を行い、協同的な学びを深める授業デザインを検討した。その内容は、次の5点である。1.小グループの話し合いを理科学習に取り入れることの効果、2.小グループを構成しているメンバーの組み合わせの違いが学習に及ぼす影響、3.相互協力関係から生まれる子どもの概念構成、4.話し合いの場面へ外化物を導入することの効果、5.協同的な学習を支える環境づくり。こうした協同的な学習の検証授業とその実践研究の中から得られてきた知見は、子どもが知識を形成していくには、自分の考えを明確にし、他者の考えが見えるようにすることが必要である(外化、外化物)、情報を収集する場を用意し、調べた情報をもとに話し合いをさせる必要がある(事前の知識)、グループは、小学校段階では等質、中学校段階では異質のメンバーで編成することが有効である、協同的な学習を支援する学習環境の構築が不可欠であるということである。こうした研究成果を踏まえ、子どもが自分で知識を形成し、理解を深めていく授業デザインを示した。本研究は、近年注目されるようになった学びにおける社会性や社会的相互作用の研究を踏まえ、知が他者との相互作用の中で構成される過程を明らかにし、科学観・授業観の転換に基づく新たな協同的な教授学習モデルの構築と具体的かつ実践的な教師支援プログラムの開発・提供を目的としている。本年度は、協同的な学習に関する国内外の研究の理論的背景と手だてを総括し、教授学習理論の構築を行った。また、小集団学習の現状調査と協同的な学習による授業を試行した。協同的な学習の先行研究を調べた結果からは、日本では高旗(1978)の自主協同学習、相沢(1970)の自主的協同学習、末吉(1967)らの自発協同学習が提案されており、協同学習とは呼ばれていないが塩田により開発されたバズ学習も協同的な学習に含めることができた。また、アメリカ合衆国ではジョンソン兄弟らが開発したラーニングトゲザー(1975)アロンソンらが開発したジグソー(1978)、スレイヴンが開発したSTAD(1978)、シャランらが開発したGI(1980)等の多様なコーオペレーティブ学習をみることができることが分かった。しかし、これらの研究には現代的な科学観や認知科学の研究の成果を踏まえ子どもが他者との関わりの中からどのように知を構成していくのか、その手だてをどのように取るかについては十分検討されていないことが分かった。一方、小集団で行われている学習状況の調査からは、多くの教師がグループ学習を取り入れる理由は、実験器具、施設などの不足を補うためであり、話し合いで理解が深まったり、科学的な見方が深まると期待している教師は少ないことが分かった。

そこで、グループ構成が協同的な学習に及ぼす効果やこれまでの研究成果を踏まえ試案を構築した協同的な学習の実験授業を実施し、その成果を学会等で発表してきた。本研究は、近年注目されるようになった学びにおける社会性や社会的相互作用の研究を踏まえ、知が他者との相互作用の中で構成される過程を明らかにし、科学観・授業観の転換に基づく新たな協同的な教授学習モデルの構築と具体的かつ実践的な教師支援プログラムの開発・提供を目的としている。本年度は、協同的な教授学習システムの構築に向けて、1.協同的な学習に関する教授学習理論の検討を行う。2.協同的な学習を支援する評価システムの開発と試行を行う。3.協同的な学習の授業実践とその分析・評価を行うの3点から研究を行った。初年度の先行研究の分析に基づき、本研究で示す協同的な学習とは、理論は解釈であるとする相対的な科学観に依拠し、相互に関わり協力する中で自らの知を構築していく学習であるとした。協同して学習する際の基本として、個人の責任を明らかにし、振り返りの活動を重視することをあげ、その中で他者と関わる技能も身に付けさせることを取り上げた。こうした協同的な学習の授業実践の中から得られてきた知見は、知を構築していくには、(1)自分の考えを明確にし、他者の考えが見えるようにすることが必要である(外化、外化物)、(2)情報を収集する場を用意し、調べた情報をもとに話し合いをさせる必要がある(事前の知識)、(3)グループは、小学校段階では等質、中学校段階では異質のメンバーで編成することが有効であるの3点である。また、協同的な学習の中で学びを深めていくには、児童生徒が何をしたいのかと同時に、評価指標を創出し、どこまでできればよいのかを明確にしていくことが必要であることも明らかにしてきた。本研究は、これまでの教授・学習論を再考し、知識が他者との相互作用の中で創造される過程を明らかにし、新たな協同的な教授・学習理論と指導方法を構築すること、及び、構築した協同的な教授・学習理論と方法をもとに、教師への支援体制を確立し提供することを目的としている。本年度は、研究を総括し、教授・学習の理論と方法の構築を次のように行ってきた。(1)はじめに、今日、研究者の間で関心を集めている協同的(協調的)な学びの研究以前に実践されてきたアメリカ合衆国と日本の協同的な学習研究について考察を行った。次に、社会的構成主義等の考えに依拠した協同的な教授・学習研究について検討を行った。(2)我が国の理科の教師が小グループを活用した授業についてどのように捉えているかその実態調査を行い分析した。(3)協同的な学習を理科学習に取り入れその効果について検証授業を行い、協同的な学びを深める授業デザインを検討した。その内容は、次の5点である。1.小グループの話し合いを理科学習に取り入れることの効果、2.小グループを構成しているメンバーの組み合わせの違いが学習に及ぼす影響、3.相互協力関係から生まれる子どもの概念構成、4.話し合いの場面へ外化物を導入することの効果、5.協同的な学習を支える環境づくり。こうした協同的な学習の検証
鉱物・流体包有物形成における分別作用:岩石形成過程への新アプローチ

岩石中の班晶中の鉱物包有物や流体包有物の形成メカニズムを明らかにするために、水熱反応実験と変成岩の解析を行った.石英中に包有物を取り込ませる実験では,水熱下で結晶成長する自形面を出す前のラフな成長面により包有物を取り込みやすいことを明らかにした.また、三波川変成帯のざくろ石を解析し、反応に関与しない鉱物を取り込んでいること、また周囲の粒界を割りながら包有物として取り込むダイナミックなプロセスを明らかにした.岩石中の班晶中の鉱物包有物や流体包有物の形成メカニズムを明らかにするために、水熱反応実験と変成岩の解析を行った.石英中に包有物を取り込ませる実験では,430°C、30MPaの超臨界状態において,水熱下で結晶成長させて,初生的な流体包有物も鉱物包有物も作成することに成功した.包有物は結晶成長の初期段階で多く取り込まれており,一方で,自形面を形成した後にはあまり取り込まれていない.このことは,初期のラフな成長面をもつ成長段階において,包有物を取り込みやすいことを明らかにした.また、三波川変成帯のざくろ石を解析して、ジルコンや黄鉄鉱などのざくろ石成長反応に関与しない鉱物を取り込んでいること、また、包有物を取り込む時期は選択的に結晶成長の開始時であることを明らかにした.また、メタチャート中の骨格だけ残っているざくろ石は、結晶方位がランダムでざくろ石に仕切られた各部屋は単一の結晶が入っており,周囲の石英をまた周囲の粒界を割りながら包有物として取り込でいるということを明らかにした.また、熱力学的な計算により,このような変わった組織を持つざくろ石は通常よりも100°C以上低温か非常に過飽和な状態で成長したことを示唆した.このように包有物は単に母結晶と平行な条件を記録しているのではなくて,むしろ流体移動や結晶成長過程などのダイナミックなプロセスをそこから読み取れる可能性を示唆した.岩石中の班晶中の鉱物包有物や流体包有物の形成メカニズムを明らかにするために、水熱反応実験と変成岩の解析を行った.石英中に包有物を取り込ませる実験では,水熱下で結晶成長する自形面を出す前のラフな成長面により包有物を取り込みやすいことを明らかにした.また、三波川変成帯のざくろ石を解析し、反応に関与しない鉱物を取り込んでいること、また周囲の粒界を割りながら包有物として取り込むダイナミックなプロセスを明らかにした.本年度は大きく分けて2つの方向で研究を進めた。石英結晶成長の水熱実験:本年度は、流通式水熱反応実験装置を設計、構築した。430度31MPaの条件で、高濃度のSi水溶液から2週間程度で、基板上から数ミリメートルの石英を成長させることに成功した。この石英を複屈折イメージングシステムを用いて解析すると、様々な結晶方位をもつ基盤中の石英粒子がまずその自形面を出すように成長し、その後、自形的な形状を維持しながら成長するという2つの結晶成長ステージがあることが明らかとなった。この成長した石英中には多数の流体包有物が含まれるが、ステージ1では大きな流体包有物が含まれるが、自形面で成長する最後のステージではほとんど包有物が取り込まれないことが分かった。このことは、結晶成長表面のラフネスが流体包有物を取り込むか否かをコントロールしている可能性を示唆する。三波川変成帯のザクロ石斑状変晶の解析:三波川変成帯四国中央部の汗見川ルートの地質調査を行い、ザクロ石帯に存在するチャートから非常に特徴的な組織を持つザクロ石を見いだした。このザクロ石は、周囲の石英を多数取り込んでいるスケルタルな形状をしており、周囲の石英結晶のサイズが大きいところでは大きな結晶を取り込み、小さな結晶の場所では小さな結晶を取り込んでいる。このことは、結晶成長する際に取り込む粒子のサイズは周囲の基質の粒子サイズに依存しており、石英粒子を粒界で割って取り込んでいる可能性がある。本研究は、水熱実験と天然の変成岩・鉱物脈の解析をもとに、鉱物・流体包有物のとり込みメカニズムを明らかにすることを目的としている。本年度は、震災後の実験室立ち上げの遅れなどがあったにもかかわらず、水熱実験装置を構築し、石英の結晶成長実験を成功させ、その中に流体包有物を確認している。これは、次年度につながる大きな第1歩といえる。さらに、三波川変成帯の調査より、鉱物包有物の取り込みメカニズムのモデル化に非常に適していると考えられる組織を発見し、解析を進めている。天然での解析は、どのような資料を用いるかによって進展が左右されるものであり、現時点での進行具合はおおむね順調といえる。石英結晶成長による流体包有物作成の水熱実験(4ー6月):過飽和度、成長速度、基盤結晶の方位をコントロールした実験を行う。それぞれの実験後に薄片を作成し、流体包有物のサイズと空間分布が上記の実験条件の何にコントロールされるかを明らかにする。石英結晶成長による鉱物包有物作成の水熱実験(10ー12月):析出基板上に白金蒸着を行い、結晶成長の際に不純物をとり込むのかどうかを検証する。また、様々な鉱物粉末を基板上に設置し、成長の際に包有物として取り込む条件を明らかにする。

天然のザクロ石斑状変晶の包有物取り込み過程の解析(7ー9月):ザクロ石の中に取り込まれている石英の結晶方位とマトリックス石英の結晶方位をEBSDを用いて測定し、包有物として取り込む際に結晶をローテンションさせるのかどうかを明らかにする。その他、包有物サイズなどの組織解析を行う。モデル化(1ー3月)上記の実験および天然の解析を元に、包有物取り込みのメカニズムに対するモデル化を行う。旅費300千円:電子プローブ顕微鏡によるザクロ石、および実験で作成した石英の組成分析を東京大学大学院新領域創成科学研究科(柏キャンパス)で行うための分析旅費(100千円)。研究成果発表および情報収集のための旅費(100千円)。三波川変成帯の調査、岩石試料採取旅費(100千円)。:物品費:300千円:水熱反応装置の消耗品(ステンレス反応管、連結具等)(200千円)。薄片作成用消耗品(100千円):その他:100千円英文校正前年度分未使用額390千円は、震災の影響により、水熱実験装置の復旧に予想以上の時間がかかったため、予定していた実験の一部を行えなかったためである。研究全体の進捗は、天然試料の解析をその分進めたため問題はない。未使用分の使用計画:水熱実験用消耗品(ステンレス製反応管、連結具、熱電対、耐火レンガ等)300千円:実験用鉱物試料90千円
術前に於ける呼吸筋の疲労状況と術後肺合併症との関係

術前における呼吸筋の疲労状況と術後肺合併症発生との関係を明らかにする事を目的として、上腹部手術例を対象として研究を行い以下の結論を得た。1.35例中4例(11.4%)に肺炎及び無気肺などの術後肺合併症を認めた。発生例の内3例は、所謂老人例であった。2.非発生例に比して発生例における吸気負荷遂行時間及びMIPは夫々少なかった。又%肺活量並びに一秒率は、発生例においても正常であったが、肺合併症発生予測スコアの点数は発生例ではいずれも12点以上と、高値を示した。3.栄養摂取をIVHに依存している例では、経口摂取群と比べて栄養状態には差が認められなかったが、%V^^025は減少し、一方CV/VCは増大していた。従って、IVH群では末梢気道の病態が悪化している事が示唆された。4.術後肺合併症発生例では手術前より呼吸筋が疲労しやすい状態にあったと思われるが、肺合併症発生例が少なかったので推計学的処理を行いえなかった。今後は症例数を増やして得られた結果を明らかにする予定であるが、呼吸筋力の動態をより簡別に知る方法も検討する必要があると思われた。今回行ったMIPとMEP測定は、この面からも良好である。呼吸不全は呼吸筋の疲労に起因するという概念が呼吸生理学に導入され,呼吸筋の疲労現象を定量することが可能になったが,外科領域における呼吸筋の疲労に関する研究は比較的少ない.報告者は術前における呼吸筋の疲労度が術後肺合併症の発生に対していかなる影響を及ぼすかについて検討した.本年度は研究開始年度であるので,それ程多くの成果を得なかったが,上腹部手術例を対象として,術前の肺機能(含む,呼吸筋の疲労状況)と術後低酸素血症の程度及び肺合併症の発生状況との関係について検索し,以下の結果を得た.1.呼吸筋の疲労度は年齢の高群の方が強かった.2.老人例では,術前より呼吸筋の疲労度が強い例において術後低酸素血症が強い事が示唆された.3.呼吸筋の疲労は,横隔膜において一番強く認められ,腹直筋における測定は不可能であった.4.筋電図解解析プログラムを改良し,解析に要する時間が短縮された.5.症例を重ねる事により,最終年度には肺合併症発生に対する因果関係を示唆し得ると思われる.術前における呼吸筋の疲労状況と術後肺合併症発生との関係を明らかにする事を目的として、上腹部手術例を対象に2年間にわたって研究を行い当該年度において以下の結論を得た。1.肺合併症発生例では、吸気負荷遂行時間が短かく、その上MIPも減少している傾向を得た。発生例では%肺活量並びに一秒率はいずれも正常であったが、術後肺合併症発生予測スコアの点数はいずれも12点以上と、高値であった。2.IVHに栄養依存している例では%〓25は減少し、その上CV/VCは高値を呈した。この傾向は高齢者において特に強かった。3.本年度の結果により、術後肺合併症発生例では術前より呼吸筋は疲労しやすい状況にある事が示唆された。しかし肺合併症発生例が少ない為、推計学的処理を行う事が出来なかった。4.今後は上記の結果を推計学的に明らかにする事が必要である。その点には呼吸筋の動態をより簡単に測定する検査法の出現が望まれる。今回行ったMIPとMEPの測定はその一つであるが、呼吸筋の寄与率などと平行して検討する予定である。
中脳における排尿抑制部位の研究

これまで電気刺激で中脳中心灰白質(PAG)の吻側背側に排尿を抑制する部位を認め、その神経線維連絡と神経伝達物質について検討してきた。前回の報告のように、橋排尿促進部位(PMC)にFluoro-Goldを微量注入し、逆行性標識されたPAGの神経細胞をGABAで二重染色する試みは失敗した。また今回、PAGの排尿抑制部位にbiocytin(順行性のニューロトレーサー)を注入し、さらに仙髄の電気刺激で膀胱収縮を誘発する部位にHRP(逆行性のニューロトレーサー)を注入し、PMCでの両者のシナプス結合を電子顕微鏡で観察しようと試みた。しかし、電気刺激で何回も仙髄を穿刺した後ではHRP漏れてしまい思うように橋まで染色されなかった。一方、biocytinは神経細胞体に取り込まれ、神経終末を標識するが、PAGの排尿抑制部位にbiocytinを注入し、biocytinと親和性の高いstreptavidinを結合させた蛍光色素のAlexa Flour【◯!R】R488で染色し蛍光顕微鏡で観察した。吻側橋被蓋部の三叉神経中脳路の内側に多数の発色を認め、この部分はPMCに一致するため、PAGには排尿抑制の神経細胞体が存在し、PMCを直接抑制している可能性が示唆された。さらに、PAGの排尿抑制部位に興奮性アミノ酸であるN-methyl-D-aspartate(NMDA)を微量注入すると自律性膀胱収縮は完全に抑制された(電気刺激では神経細胞体ばかりでなく、神経線維も刺激してしまう。興奮性アミノ酸は神経細胞体を刺激するが、神経線維は刺激しない。)。以上より、前回の検討を加えてまとめると、吻側PAG外縁背側には膀胱収縮を抑制する細胞体が存在し、直接にPMCを抑制し、その神経伝達物質としてはGABAが一部関与している可能性が示唆された。吻側PAG外縁背側の排尿抑制部位についての報告はこれまでなく、投稿準備中である。電気刺激で中脳中心灰白質(PAG)の吻側背側に排尿を抑制する部位を認めたことは、第7回神経因性膀胱学会で当科谷口が報告した。今回、橋の排尿促進部位(PMC)との神経線維連絡とその伝達物質について検討した。中枢での抑制系の伝達物質として頻度が高いのはGABAであり、PAGのGABAの分布密度は中枢神経系でも高いことが報告(1966 Minard, F.N)されている。1998Joseph W.Cheuのネコの視床下部での防御行動の神経線維連絡と伝達物質(GABA)の検討で用いられた手法と同様に電気刺激でPMCを探り、Fluoro-Goldを微量注入し逆行性にPAGの抑制の神経細胞を染色し、蛍光抗体法にてTexas-redでGABAを染め、その細胞を二重染色することを試みた。電気刺激をしない状態では中脳吻側からPMC付近においてPAGの辺縁にGABA陽性の神経細胞が染まった。また、PAGの背側だけではなく腹側にも認められた。その細胞形態と染色された部位はPMCから逆行性に染色されるPAG辺縁の神経細胞体に類似していた。以上については第10回日本排尿機能医学会にて報告した。しかし、二重染色はまだうまくいっていない。一方、PAGとPMCの同時電気刺激では排尿は抑制されるが、PMCにGABAの拮抗薬であるビククリンを注入すると、PAGの抑制効果は減弱する。このことより、PAGの抑制のニューロンはPMCを抑制しており、その伝達物質がGABAであることが示唆される。このことについては、第92回日本泌尿器科学会総会で報告する予定である。)。

以上より、前回の検討を加えてまとめると、吻側PAG外縁背側には膀胱収縮を抑制する細胞体が存在し、直接にPMCを抑制し、その神経伝達物質としてはGABAが一部関与している可能性が示唆された。吻側PAG外縁背側の排尿抑制部位についての報告はこれまでなく、投稿準備中である。
水素結合を含む物質の反磁性異方性と非磁性物質における新たな磁気機能の開拓

固体物質の大多数は自発磁化の性質をもたず、その磁気的効果が検討されることはあまりなかった。この研究では生セッコウ、方解石、尿素、グラファイト、水晶、KDP、雲母、正長石など磁石の性質を有さない普通の結晶が、永久磁石レベルの低い磁場で回転・整列することを初めて見出だした。整列は反磁性化率の異方性(Δχ)_<DIA>のために引き起こされるが、現存する膨大な数の物質について、(Δχ)_<DIA>はほとんど測定のままである。そこで微小重力空間に浮遊させた結晶、磁場で回転振動させ(下図)、その周期から従来にない高感度で(Δχ)_<DIA>を検出する方法を開発した。その一方で、(Δχ)_<DIA>がある程度大きい場合には馬蹄形磁石の中に結晶を吊るすだけの単純なシステムでも検出できることを見出した反磁性異方性は、結晶の中の電子の広がりが原因と考えられる。この研究では「個々の結合軌道の電子分布が原因である」とする仮説によって、(Δχ)_<DIA>の測定値を矛盾なく説明した。言うまでもなく固体は化学結合で形成されており、未測定の物質の整列特性をこの仮説で予測することができる。それによるとほとんどの(Δχ)_<DIA>は、上記の2つの測定法で検出できる。自発磁化を有さない固体が磁場で回転振動する現象は、過去の報告には見られない。磁石の作用は方位磁石が地磁気で回転振動するという直感的な現象によって古くから広く認識され、そのような認識が今日の数々の磁気デバイスを創出する一因となった。今回、同様の回転振動が通常の結晶で観察されたことで、"磁石"以外の固体物質も日常的な磁場強度で活性であるという認識が、今後広がると期待される。反磁性結晶粒子の磁場配向を実用化する試みは、強磁場を前提として進めており、研究対象も一部の物質に限られている。一連の研究の結果(Δχ)_<DIA>の検出や結晶粒子の磁場配向実験が、ほとんどの反磁性物質について、実用的な低磁場で実行できる展望が得られた。なお反磁性結晶に含まれる磁性イオンの寄与を評価した結果、これらのイオンに起因する常磁性磁化率の異方性により、配向に要する磁場強度は、さらに大きく減少することが明らかとなった固体物質の大多数は自発磁化の性質をもたず、その磁気的効果が検討されることはあまりなかった。なお反磁性結晶に含まれる磁性イオンの寄与を評価した結果、これらのイオンに起因する常磁性磁化率の異方性により、配向に要する磁場強度は、さらに大きく減少することが明らかとなった一般に反磁性異方性は電子の空間分布の異方性に由来するが、無機酸化結晶においては、結合軌道の電子分布が上記異方性の主要部分を担っていると考えられる。研究代表者は無機絶縁酸化物の反磁性異方性(Δχ)_<DIA>の起源を解明する目的で、測定値の集積とその解析を進めてきた。具体的には、結晶中の個々の結合軌道が一定の(Δχ)_<DIA>値を持ち、その単純和により結晶固有の反磁性異方性が発生すると仮定して理論値を計算した。その結果、測定で得た測定値および安定軸の方向が矛盾なく説明され、結合軌道一本当りの反磁性異方性の値が推定された。