hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
構造的脳型情報処理システ厶のためのスパイク駆動型位相振動子集積回

脳の情報処理様式をまねて,スパイクパルスの時間タイミングによって時間軸情報処理を実行するパルス結合位相振動子系をCMOS集積回路技術で設計・開発した.まず,24個の振動子の結合系を実現する集積回路を試作し,その測定により回路パラメータと結合振動子動作の関係を解析した.次に,画像処理用として30x30画素相当の900個の振動子を結合した系を実現する集積回路を設計・開発し,画像領域分割動作を確認した.さらに,集積回路製造で不可避的に生じる素子バラツキの影響を抑制するための回路構成法を考案した.本課題で研究しているパルス結合型位相振動子は,振動子が特定の位相タイミングでスパイク発火を行うとともに,結合している他の振動子からスパイクを受け取ったタイミングで,位相応答関数(結合関数)にしたがって自身の位相状態を更新するモデルである.平成23年度に設計・試作したパルス結合型位相振動子集積回路では,当初の予想通り,回路を構成するMOSトランジスタの特性バラツキのために,チップ上の複数の振動子回路の固有振動周期がばらついていることがわかった.このバラツキの同期動作への影響を回路シミュレーションで調べたところ,スパイク発火周期を決定するキャパシタへの充電電流量よりも更新のための電流量が十分大きければ,バラツキにもかかわらず同期動作が行えることがわかった.しかし,更新電流量を大きくしすぎると,情報処理への適用が制限されるため,充電電流源であるトランジスタの特性バラツキを補正して,発火周期を決定する充電電流量を一定にする回路を考案した.回路シミュレーションにより補正が行えることを確認して,チップ試作を行った.パルス結合型位相振動子モデルを情報処理に適用するには,各振動子が結合関数を生成する必要がある.これは結合している他の振動子からスパイクを受け取ったタイミングで結合関数と同型の電流波形を生成することにより実現できる.状態更新はこの電流波形をスパイクパルスでスイッチングし,キャパシタに充電すればよい.結合関数をコンパクトにかつ低電力で生成する回路を考案した.すなわち,論理回路により正負の値を有する3値関数波形を生成し,スイッチングに用いるスパイクパルス幅を可変にすることで,矩形関数から台形関数,三角形状の関数までを生成する回路を考案し,実回路で動作を確認した.脳の情報処理様式をまねて,スパイクパルスの時間タイミングによって時間軸情報処理を実行するパルス結合位相振動子系をCMOS集積回路技術で設計・開発した.まず,24個の振動子の結合系を実現する集積回路を試作し,その測定により回路パラメータと結合振動子動作の関係を解析した.次に,画像処理用として30x30画素相当の900個の振動子を結合した系を実現する集積回路を設計・開発し,画像領域分割動作を確認した.さらに,集積回路製造で不可避的に生じる素子バラツキの影響を抑制するための回路構成法を考案した.スパイクパルス結合型位相振動子モデルを0.25ミクロンCMOS技術により回路実装し,2振動子の結合系を実現して,試作チップの測定により,回路パラメータと結合振動子動作の関係を解析した.振動子は充電用キャパシタとその端子電位をモニタする比較器,しきい値に達すると電圧をリセットする放電回路から構成した.比較するしきい値は,パルスを出力するタイミングを決めるものと,電圧をリセットするためのものと2種類用意し,両者のレベルを変えて安定動作を図った.結合関数は,同相同期および逆相同期をそれぞれ実現する±sin関数を,論理ゲート回路で容易に実現できる近似3値関数で構成した.このとき,0値を実現する区間を設定することにより,同相・逆相同期を安定的に実現できることを見いだした.さらに,特定の位相差で安定する異相同期状態も実現できることを見いだした.ある振動子がスパイクパルスを出力する時は,その振動子の状態が0であるタイミングなので,そのスパイクパルスを受け取った振動子において,そのタイミングでの状態値に基づいて状態更新を行うと,それは結合している振動子との差分で更新することに等しい.そのため,結合素子との差分で状態更新するモデルとして表現できるガボールフィルタや結合MRFモデルをこの回路で実現できる.結合MRFモデルを実現するCMOSLSI回路を設計し,試作LSIで動作を確認した.しかし,CMOS素子の特性バラツキのために振動子の位相がばらつく問題が確認され,それを解決する必要がある.パルス結合型位相振動子の結合系をCMOS回路で実装し,試作チップで動作解析まで行った.また,H24年度に予定していた,結合MRFモデルを実現するCMOSLSI回路の設計も実施し,試作LSIで動作を確認できた.結合MRFモデルを実現するCMOSLSI回路では,CMOS素子の特性バラツキのために振動子の位相がばらつく問題が確認されたので,それを解決するために改良設計を行い,実LSIチップにてバラツキ軽減の効果を評価する.H23年度に余った研究費と併せて,H24年度にCMOS集積回路チップの改良設計を行うための人件費に主に充てる.
3次元共振法による弾性係数計測システムの開発

3次元共振法は、小型の立方体や円柱体試験片の複数の固有振動数から弾性係数を逆計算する方法であり、金属からセラミックスや複合材料に及ぶ広範囲の材料に対して、非破壊で極めて高精度の計測が可能である。また、弾性マトリックスの各要素を求めることにより、物質の結合エネルギーの評価や弾性異方性をもつ材料の機械的性質の評価にも適用可能である。しかし、基本振動から高次振動に至る固有振動数の正確な計測、モードの同定、および弾性係数の逆計算の処理が複雑であり、膨大な計測時間と経験を要するため、従来の静的な引張り・曲げ試験や一軸の曲げ・ねじり共振法と比較すると研究室レベルの利用に留まっている。本研究では、これらの3次元共振法の問題点を解決し、実用化が可能な計測システムの開発を目指した。システムを、固有振動数の計測、固有振動数の計算、モード同定の3モジュール構成とし、モジュール間のデータの受け渡しと制御方法を検討した。特に、モード同定のモジュールでは、対話処理と振動モードの可視化により、経験の浅い利用者にも試験片の固有振動数の測定と振動モードの同定作業が容易に行えるようにヒューマンインタフェースを構築した。これにより、弾性係数の計測に要する時間が大幅に短縮されたばかりでなく、共振ピークが欠落したり判別するのが困難な試験片に対しても、より正確な弾性係数の計測が可能であることを確認した。本システムは全てのデータ処理がパソコン上で行われており、ノートパソコンのシリアルポートに固有振動数の測定装置を接続することにより、ポータブルで安価な実用システムへの適用が期待される。本研究の目的は、3次元共振法による弾性係数計測システムを開発し、金属材料からセラミックスや複合材料に及ぶ広範囲の材料に対して、短時間で高精度の弾性係数の計測を可能とすることにある。今年度は、全体のシステム構成とユーザーインタフェースに関する検討を行い、システムを「固有振動数の計算モジュール」、「固有振動数の計測モジュール」、「制御および弾性係数計算モジュール」に3分割して開発に着手した。固有振動数の計算モジュールは、大型計算機上で開発された円柱体と立方体の固有振動解析プログラム(レーレーリッツ法に基づく)をパソコンに移植し、固有振動数計測モジュールからのデータを受け取り、リアルタイムの弾性係数計測を可能とした。試験片形状は、従来の円柱と立方体に加えて、新たに球状の試験片(ボールベアリング)に対してもプログラムの開発を開始した。固有振動数の計測モジュールは、シリアルインタフェースを介して、パソコンからの測定器(スペクトルアナライザ)の制御とデータ取り込みが可能であることを確認した。制御および弾性係数計算モジュールは、モードの欠落やスプリットをデータの確信度として捉え、最小二乗計算を行う自動同定方法とGUIを用いてモード同定を対話的に行う方法の両方について検討を加えた。また、対話的なモードの同定を支援する目的で、3次元CGを用いた振動モードの可視化プログラムを開発した。振動モードの可視化は、固有振動数測定時の試験片の支持方法や振動モードの同定作業を支援する上で効果がある。次年度は、振動モードの同定方法の検討を継続し、モジュールを統合したシステム構築を進めるとともに、各種材料の弾性係数の計測を実際に行い、システムの完成度を上げてゆく。

システムを、固有振動数の計測、固有振動数の計算、モード同定の3モジュール構成とし、モジュール間のデータの受け渡しと制御方法を検討した。特に、モード同定のモジュールでは、対話処理と振動モードの可視化により、経験の浅い利用者にも試験片の固有振動数の測定と振動モードの同定作業が容易に行えるようにヒューマンインタフェースを構築した。これにより、弾性係数の計測に要する時間が大幅に短縮されたばかりでなく、共振ピークが欠落したり判別するのが困難な試験片に対しても、より正確な弾性係数の計測が可能であることを確認した。本システムは全てのデータ処理がパソコン上で行われており、ノートパソコンのシリアルポートに固有振動数の測定装置を接続することにより、ポータブルで安価な実用システムへの適用が期待される。
肥満・耐糖能異常を合併したアルコール性肝障害におけるALDH2遺伝子多型の影響

飲酒関連疾病の予防のための過量飲酒マーカーとして肝逸脱酵素値が用いられている。しかし、ALDH2*2を保有者では飲酒によってこれらが上昇しないことが明らかとなった。ALDH2*2保有者の肝臓では、代償的な抗酸化ストレスシステムが発達しており、肝障害が緩和されると考えられた。これは類似動物モデルでも観察され、ALDH2欠損に特異的な現象ではないようである。ALDH2*2保有者は飲酒習慣があることが多い。ALDH2*2保有者は飲酒関連癌のリスクが高く、特に飲酒量を制限する必要がある。しかし、ALDH2*2保有者では肝逸脱酵素値による過量飲酒の警告は不適切であり、この現象の周知が急務である。2013年8月までに保存受精卵から生体復元したAldh2ノックアウトマウスを得、動物飼育を開始、遺伝子検査法等の立ち上げを行ったうえ予備検討を行っている。Aldh2ノックアウトマウスと野生型マウス、ヘテロザイゴートにエタノールを投与し、血清ALT値、体重をモニターしながら寿命を観察したところ、濃度依存的にAldh2ノックアウトマウスの寿命のみが短縮し、血清ALT値は低下した。観察開始時の体重、血清ALT値、投与エタノール濃度などで補正を行ったうえで重回帰分析を行ったところ、血清ALT値の低下は寿命の短縮と独立していることが分かった。これらの成果を論文にまとめた(Alcoholism: Clinical and Experimental Research誌に掲載予定)。Aldh2ノックアウトマウスに生後10週齢より5週間エタノールを投与した検討で、血清ALT値が野生型マウスにおいて変化が少ないのに対し、Aldh2ノックアウトマウスで大きく低下したことをこれまでに報告したが(2008年)、このメカニズムを検討するべく追加検討を行った。Aldh2ノックアウトマウスでは酸化ストレスを生むCYP2E1が肝組織内で誘導されており、同時に抗酸化ストレス蛋白であるヘムオキシゲナーゼが誘導されていた。相関分析により様々な要因で誘導されたCYP2E1が抗酸化ストレス蛋白を誘導し、酸化ストレスを減少させ、TNFαを介して組織障害を低下させている可能性が示唆された。(投稿中)変異型ALDH2は、アルコール性肝障害にたいして保護的な役割を果たすことが、疫学研究や動物実験で示されている。とくに、飲酒によって上昇すると考えられている血清肝逸脱酵素が変異型ALDH2保有者では上昇せず、逆に低下することが示されている。つまり、変異型ALDH2保有者において、飲酒量や健康影響のマーカーとして血清肝逸脱酵素が不適当であると言える。本研究課題では、アルコール性肝障害における肥満・耐糖能異常とALDH2遺伝子多型の交互作用に着目している(上記の関連が、肥満・耐糖能異常を合併した場合にも同様であるのか、それとも逆の関連となるのかに着目)。しかし、最近の大規模なゲノムワイド関連研究などで、ALDH2遺伝子多型が肥満・耐糖能異常の発症じたいに関係することが示されはじめた(変異型ALDH2保有者でBMIや血糖値が低い傾向)。そこで本年度はAldh2ノックアウトマウスを用いて基礎的な検討を行った。Aldh2ノックアウトマウスと野生型マウスを通常飼育し、体重や血清アディポカインの比較検討などをおこなった。体重はオスマウスでは差が認められず、メスでは高週齢マウスでノックアウトマウスが比較的低値を示した。血清レプチン濃度はオスノックアウトマウスで野生型マウスよりも低値を示した。アディポネクチン、PAI-1、レジスチンには差が認められなかった。(第17回Aldh2ノックアウトマウス学会で発表)飲酒による肝障害は、ALDH2*2保有者において緩和されることが、疫学研究や動物実験で示されている。本研究課題では、これに肥満や耐糖能異常が加わった場合、どのような影響があるかを検討することを課題とした。しかし、いまだに基本的なメカニズムの検索が不十分であることから、2015年度は以下のような研究を行った。ALDH2*2保有者における肝障害の緩和メカニズムを示唆する研究論文を発表した。一昨年度発表した研究論文では脂質代謝関連タンパクや酸化ストレスを緩和するSODが関連することを示したが、本研究論文ではあらたにヘムオキシゲナーゼ1(HO-1)の関与を示している。HO-1の誘導は飲酒の有無にかかわらず観察された。ALDH2*2保有者では生体由来のアルデヒド類に暴露され続けることにより、酸化ストレス応答システムが誘導されるのではないかと考えられた。これらの成果を踏まえ、血清肝逸脱酵素値における飲酒とALDH2遺伝子多型の交互作用について総論を発表した。このなかで、ALDH2*2保有者においては血清肝逸脱酵素値が飲酒量のマーカーとして不適切であることが臨床医学や予防医学の現場で認識される必要があることを述べた。さらに、ALDH2の基礎的知識から最新の研究成果をまとめた総論(遺伝子、タンパク質の構造、変異型ALDH2タンパク質の構造、酸化ストレスとのかかわり、諸疾患とALDH2*2遺伝子のかかわり、今後の課題、等)を発表した。基本的なメカニズムの検索が不十分であったため健常人において、不活性型ALDH2遺伝子多型保有者が飲酒した場合、血清肝逸脱酵素値が上がりにくいことが実験・疫学的検討で示されてきた。不活性型ALDH2遺伝子多型保有者は飲酒関連がんのリスクが高く、とくに飲酒を節制する必要があるにも関わらず、通常過量飲酒の指標となる血清AST、ALT、GGT値が上がりにくいことは、飲酒問題の気づきの機会を奪うことにつながる。

動物実験から、肝障害の抑制と発がんリスクの増加は同時に引き起こされる現象であることが示唆されたため、肝障害と発がんのリスクを同じスペクトルで解釈するのは不適切である。また、健常人でなく肥満・耐糖能異常を合併した場合、ALDH2遺伝子多型がどのように影響するかを検討するため、動物実験を行い、健常者と同様に不活性型ALDH2遺伝子多型保有者で血清AST、ALT、GGT値が上がりにくいことを示したが、これらの問題について、和文、英文の総論を執筆し、周知を図ることを目指した。また、メカニズムの検討結果として、肝臓のALDH2の代償機構として、CYP2E1の誘導とそれによる酸化ストレスの緩和を担うヘムオキシゲナーゼ1の誘導を確認した。抗酸化ストレス系はアルコール性脂肪肝誘発モデルや、四塩化炭素による肝炎誘発モデルでも確認された。また、ALDH2同様に抗酸化機能不全をきたすモデル動物(GCLMノックアウトマウス)でも同様の検討を行い、ALDH2欠損と似通った代償機構が誘導されていることを確認した。飲酒関連疾病の予防のための過量飲酒マーカーとして肝逸脱酵素値が用いられている。しかし、ALDH2*2を保有者では飲酒によってこれらが上昇しないことが明らかとなった。ALDH2*2保有者の肝臓では、代償的な抗酸化ストレスシステムが発達しており、肝障害が緩和されると考えられた。これは類似動物モデルでも観察され、ALDH2欠損に特異的な現象ではないようである。ALDH2*2保有者は飲酒習慣があることが多い。ALDH2*2保有者は飲酒関連癌のリスクが高く、特に飲酒量を制限する必要がある。しかし、ALDH2*2保有者では肝逸脱酵素値による過量飲酒の警告は不適切であり、この現象の周知が急務である。最近の報告から、計画していた検討の前に、基礎的検討を行う必要がでてきたため。基礎的検討が終了ししだい計画を進める衛生学基礎的検討が終わり次第、計画通りに進める。受精卵の生体復元等のステップにより動物の搬入が遅れ、計画していた検討が遅れているが、採取済みデータの解析や冷凍保存組織の解析等の手段により研究成果があったため残額がすくないため残額が小さいため今年度分とあわせて使用する計画通りにすすめる。一方で肝組織からの初代培養手法を適宜導入し、短期間で成果がでるように工夫する。次年度予算と合算して使用する残額が少ないため次年度分と合わせて使用する
鶏卵管内の抗精子免疫応答とその内分泌的調節

(1)家禽の受精率改善のための基礎的研究として卵管内における抗精子免疫応答とその内分泌的機構を検討した。(2)卵管粘膜における免疫担当細胞(抗原提示細胞(MHCクラスII), T及びBリンパ球及び免疫グロブリン(IgG, IgM, IgA)含有細胞)の局在と分布の調節機構を特異抗体を用いて免疫組織学的に解析した。この結果,卵管粘膜は免疫担当細胞を豊富に含み,これらは特に精子の貯蔵や受精の場である漏斗部と膣部には有意に多く含まれることが明らかにされた。またこの粘膜内の免疫担当細胞は産卵中の鶏では多く休産中では減少すること,およびこれらはエストロジェンの作用によって増加するがプロジェステロンによる影響は受けないことも明らかにされた。(3)産卵鶏を交配し,卵管内での精子の動態を電子顕微鏡により解析した。この結果,多くの精子は子宮膣移行部に存在する精子貯蔵腺に貯蔵されたが,一部の精子は交配数時間のうちに卵管の子宮移行部の粘膜表面から固有層に進入し,この間に粘膜上皮細胞により貪食されることを明らかにされた。一方,粘膜内では貪食された精子周囲にマクロファージ様の抗原提示細胞とTリンパ球が集積し粘膜組織内での抗精子免疫応答の発現が示唆された。(4)卵管内に存在する抗精子免疫応答抑制因子を検討したがこれは確立するに至っていない。しかし,卵管粘膜による精子貪食や貪食された精子への免疫担当細胞の遊走の程度に個体差が認められたので,これらの程度が高かったものは同因子の影響が小さいことも考えられ,同因子の存在は推定される。
閉塞性黄疸下肝流入血行遮断並びに肝切除限界の研究

雑種成犬を用い、胆嚢摘出兼総胆管結紮切離を行って閉塞性黄疸を作成し、機能と形態の両面から閉塞性黄疸肝に対する肝流入血行遮断の許客限界や肝切除限界について検討し、以下の結果を得た。1.一期的並びに減黄術後の二期的肝切除限界:閉塞性黄疸作成2週後に肝切除兼総胆管ナニ指腸吻合による減黄術を行うと、4週以上生存率は40%肝切除では71%、70%肝切除では22%であり、肝切除前のICGRmax値が一期的肝切除限界を明解に表現していた。一方、閉塞性黄疸作成後3週で減黄術を行いその2週目或は3週目に70%肝切除を行うと、例え肝予備力がcritical level以上に回復していても網内系や凝固線溶系機能の回復が不良な2週目では肝切除後4週未満に死亡するものが多く、減黄術後3週目の肝切除では4週生存率67%と有意に良好であった。2.肝流入血行遮断の許容限界:閉塞性黄疸作成後2.3週目に肝流入血行を遮断し同時に減黄術を施行すると、その許容限界は黄疸2週目及び3週目のそれぞれの群において、肝動脈遮断では2時間及び1時間、門脈遮断では20分及び10分、肝動脈・門脈同時遮断では10分及び5分であり、黄疸持続期間が長くなる程、遮断許容時間は短縮し、特に肝動脈遮断では肝広範壊死の発生が死因であり、例え生存例でも減黄効果は不良で減黄術のみのものに比べ有意に黄疸の遷延が電顕的にも認められた。3.肝流入血行遮断後再潅流下での肝切除限界:閉塞性黄疸作成後2週目、3週目にそれぞれ肝動脈・門脈同時遮断を10分及び5分間行い、その後遮断解除し、それぞれ60分間再潅流した後に40%肝切除兼減黄術を行うと、1週以上生存率は減黄術のみの群に比し有意に不良で(閉塞性黄疸作成2週群40%、黄疸3週群20%)、いずれも肝組識中や血中の過酸化脂質の増加を認めたが、肝流入血行遮断前にフリ-ラジカルスカベンジャ-を投与しておくと生存率の向上や肝障害の改善が認められた。雑種成犬を用いて閉塞性黄疸を作成し、その肝切除限界や肝流入血行遮断の限界を検索し、さらに減黄術後の黄疸遷延の病態を機能と形態の両面から明らかにして、胆道癌の治療成績の向上に役立てんとするものである。1.一期的黄疸肝切除限界:胆嚢摘出兼総胆管結紮により閉塞性黄疸を作成しその2週後に肝切除兼総胆管十二指腸吻合による減黄術を行ったところ、40%肝切除群では71%が4週以上生存したのに対し、70%肝切除群の4週生存率は33%と低率であった。しかるに一期的な広範肝切除であっても長期生存の可能性があり、これを機能的肝切除限界からみると、肝切除前のICG Rmax値が0.19mg/kg/min以上なら例え黄疸存在下でも一期的な70%肝切除が、また0.14mg/kg/min以上であれば40%肝切除が安全に施行できるという明解な成績が得られた。2.減黄術後の黄疸遷延と肝流入血行遮断の限界:閉塞性黄疸作成後2、3、4週目に減黄術のみを行い、その可逆性を機能と形態の両面から検索すると、黄疸作成後3週目になると減黄効果は不良で回復は機能的にも形態的にも遷延し、4週目減黄群では全例10日以内に死亡した。肝微細構造からみても肝細胞糸粒体cristaeに膜面積は門脈域、中心域でともに減少し不可逆的所見を示し、またkupffer細胞は肥大し類洞に充満して、sinusoidal blockを示していた。一方、黄疸作成後2週、3週目に肝流入血行を遮断し同時に減黄術を施行すると、その限界は黄疸2週目及び3週目でそれぞれ肝動脈遮断では2時間及び1時間。門脈遮断では20分及び10分。肝動脈門脈同時遮断では10分及び5分であり、黄疸持続期間が長くなる程、遮断許容時間は短縮し、特に肝動脈を遮断すると肝広範壊死の発生を認め、減黄術のみの群に比べ有意に肝機能回復は不良であった。以上の成績に基づき次年度は血行遮断下肝切除後の病態を検討する。

一方、閉塞性黄疸作成後3週で減黄術を行いその2週目或は3週目に70%肝切除を行うと、例え肝予備力がcritical level以上に回復していても網内系や凝固線溶系機能の回復が不良な2週目では肝切除後4週未満に死亡するものが多く、減黄術後3週目の肝切除では4週生存率67%と有意に良好であった。2.肝流入血行遮断の許容限界:閉塞性黄疸作成後2.3週目に肝流入血行を遮断し同時に減黄術を施行すると、その許容限界は黄疸2週目及び3週目のそれぞれの群において、肝動脈遮断では2時間及び1時間、門脈遮断では20分及び10分、肝動脈・門脈同時遮断では10分及び5分であり、黄疸持続期間が長くなる程、遮断許容時間は短縮し、特に肝動脈遮断では肝広範壊死の発生が死因であり、例え生存例でも減黄効果は不良で減黄術のみのものに比べ有意に黄疸の遷延が電顕的にも認められた。3.肝流入血行遮断後再潅流下での肝切除限界:閉塞性黄疸作成後2週目、3週目にそれぞれ肝動脈・門脈同時遮断を10分及び5分間行い、その後遮断解除し、それぞれ60分間再潅流した後に40%肝切除兼減黄術を行うと、1週以上生存率は減黄術のみの群に比し有意に不良で(閉塞性黄疸作成2週群40%、黄疸3週群20%)、いずれも肝組識中や血中の過酸化脂質の増加を認めたが、肝流入血行遮断前にフリ-ラジカルスカベンジャ-を投与しておくと生存率の向上や肝障害の改善が認められた。閉塞性黄疸に対する肝切除限界や減黄術の是非が種々の立場から論じられているのにもかかわらず、基礎的にこれらの病態を詳細に検討した報告は少ない。本研究では雑種成犬を用い胆嚢摘出兼総胆管結紮切離を行って閉塞性黄疸を作成し、平成元年度は機能と形態の両面から閉塞性黄疸肝に対する一期的あるいは二期的肝切除限界を検討し、肝切除後の病態と長期予後を明らかにしてきた。一方、高度の閉塞性黄疸を伴う肝門部癌の根治切除に際しては肝流入血行遮断を必要とする症例が少なくなく、平成2年度は閉塞性黄疸減黄術後の可逆性と肝流入血行遮断の許容限界及び病態について検討し、以下の結果を得た。1.減黄術後の黄疸遷延:閉塞性黄疸作成後2、3、4週目に総胆管十二指腸吻合による減黄術を行い、その可逆性を機能と形態の両面から検索した結果、黄疸作成後3週目になると減黄効果は不良で、その回復は機能的にも形態的にも遷延し、4週目減黄群では全例10日以内に死亡した。肝微細構造からみても、肝細胞ミトコンドリアではcristaeの膜面積が門脈域、中心域でともに減少し不可逆的所見を示し、またKupffer細胞は肥大し類洞に充満してsinusoidal blockを示した。2.肝流入血行遮断の許容限界と病態:閉塞性黄疸作成後2、3週目に肝流入血行を遮断し同時に減黄術を施行すると、その許容限界は黄疸2週目及び3週目でそれぞれ、肝動脈遮断では2時間及び1時間.門脈遮断では20分及び10分.肝動脈・門脈同時遮断では10分及び5分であり、黄疸持続期間が長くなる程、遮断許容時間は短縮し、特に肝動脈を遮断すると肝広範壊死の発生を認め、減黄術のみの群に比し有意に肝機能の回復は不良であった。以上の成績に基ずき最終年度は、虚血再潅流障害の立場から肝流入血行を遮断し、再潅流後の肝切除限界や黄疸遷延の病態について検討する。雑種成犬を用い、胆嚢摘出兼総胆管結紮切離を行って閉塞性黄疸を作成し、機能と形態の両面から閉塞性黄疸肝に対する肝流入血行遮断の許客限界や肝切除限界について検討し、以下の結果を得た。1.一期的並びに減黄術後の二期的肝切除限界:閉塞性黄疸作成2週後に肝切除兼総胆管十二指腸吻合による減黄術を行うと、4週以上生存率は40%肝切除では71%、70%肝切除では22%であり、肝切除前のICGRmax値が一期的肝切除限界を明解に表現していた。
ＴＧＦ‐βシグナルによる血管・リンパ管新生の分子機構解明

成体の血管やリンパ管新生におけるTGF-βシグナルの役割について解明するために、タモキシフェン誘導的に血管およびリンパ管内皮細胞特異的に遺伝子を欠損するマウス、Smad2/3 CKO, TbRIIBEC-CKO,TbRIILEC-CKOマウスを作成して解析した。その結果、Smad2/3 CKOマウスは胎生致死となるものの、TGF-βシグナルによる血管の成熟機構分子メカニズムを明らかにした。さらに、腫瘍モデルマウスを作製したところ、TGF-βシグナルは腫瘍血管・リンパ管新生を抑制するだけでなく腫瘍転移を促進するシグナルであることを見出した。血管新生は個体の発生や恒常性維持だけでなく、がん細胞の増殖にも必要な過程である。がんの悪性化においてTGF-βは腫瘍転移だけでなく血管新生を制御して悪性化に関与することが知られている。TGF-βシグナル分子の遺伝子改変マウスの解析から、TGF-βは血管を形成する血管内皮細胞や血管平滑筋細胞の増殖・分化を制御することが示されたが、これらの遺伝子改変マウスでは血管新生不全により胎生10日目前後に致死となりそれ以後の解析は不可能であった。そこで、血管新生におけるTGF-β・ALK5シグナルの分子メカニズムを解明するために、血管内皮細胞特異的にALK5シグナルの細胞内標的分子Smadを欠損させたマウス、Smad2F/F;Smad3-/-;Tie2-Cre(Smad2,3コンディショナルダブルKO(CDKO))マウスを作製・解析した。その結果、Smad2/3CDKO胚は胎生13.5日までに全身からの出血で死亡した。CDKOマウス胚では血管新生は誘導されているが、その血管構造において血管平滑筋細胞のリクルートが減少していた。その原因として血管内皮細胞でのN-cadherinの発現量低下を確認し、TGF-βがSmad2/3を介してN-cadherinの発現と局在を制御して血管平滑筋細胞のリクルートを調節し、血管の成熟機構に関与していることを明らかにした(in press)。CDKOマウスより血管内皮細胞を樹立し、変動している遺伝子群、microRNA群を多数同定しており、血管の成熟に関与する分子の解析を行っているほか、リンパ管新生における役割についても解析を行っている。TGF-βファミリーに属するBMPはId1の発現を介して血管新生を促進する。これまでにE2-2がId1と結合して血管新生を抑制することを報告したが、さらにE2-2に結合する新規タンパク質FAM96Bを同定した。この分子はDAF(domain unfuction)ドメインを有しているが、この領域を介してE2-2のhelix-loop-helix領域と結合することを明らかにした。血管新生は個体の発生や生体の恒常性維持だけでなく、がん細胞の増殖にも必要な過程である。がんの悪性化において、TGF-βはがん細胞の増殖促進、EMT誘導による腫瘍転移促進を促す因子であるが、血管新生における役割については未解明のままである。これまでに報告されたTGF-βシグナル分子の遺伝子改変マウスの解析から、TGF-βは血管内皮細胞や血管平滑筋細胞の増殖・分化に関与することが示されたが、これらの遺伝子改変マウスでは血管新生不全により胎生致死となることから、腫瘍血管新生における役割については十分に解析できていない。そこで、TGF-βII型受容体のコンディショナルノックアウトマウスと、タモキシフェン投与により血管内皮細胞またはリンパ管内皮細胞特異的に遺伝子を欠損させるマウスとを交配させ、TbRII-BEC-CKOとTbRII-LEC-CKOマウスを作製した。このマウスを用いて、LLC細胞またはB16メラノーマ細胞を移植した腫瘍移植モデルを作成し、腫瘍血管新生、リンパ管新生について検討した。その結果、血管内皮細胞特異的にTGF-βシグナルを欠損させると、腫瘍血管新生が促進した。また、リンパ管内皮細胞特異的にTGF-βシグナルを欠損させるとリンパ管新生が促進した。さらに、TbRII-BEC-CKOとTbRII-LEC-CKOマウスにおいて、肺への腫瘍転移が抑制された。以上の結果より、TGF-βは腫瘍血管・リンパ管新生を抑制する因子であるが、がん転移を抑制させることが明らかとなった。またリンパ管新生におけるTGF-βシグナルの役割の詳細については不明な点が多い。

そこで、タモキシフェン誘導により血管内皮細胞またはリンパ管内皮細胞特異的に遺伝子を欠損させるマウス、TβRII; Pdgfb-icreER(血管)、TβRII; Prox1-creER(リンパ管)マウスを作製・解析した。特に腫瘍が誘導する血管リンパ管について解析するために、LLCまたはB16メラノーマを移植した腫瘍モデルにて解析した。内皮細胞においてTGF-βシグナルを欠損させると、腫瘍が誘導する血管・リンパ管の動的制御が変動しており、現在このメカニズムについて詳細に検討している。また、がん微小環境におけるTGF-βシグナルの役割についても検討したところ、短時間刺激ではTGF-βシグナルが減少したが、長期的な刺激においてはSmadのリン酸化レベルの低下にも関わらずTGF-βシグナルが増強していた。このメカニズムの詳細についても検討している。Id1に結合し、血管新生を抑制する分子E2-2の新規結合タンパク質FAM96Bを同定し、その機能を報告した(Cancer Sci.)。腫瘍が形成する血管・リンパ管においてTGF-βシグナルを欠損させた場合、とても興味深い現象を見出している。現在、その現象のカギを握る分子の同定を進めているが、順調に進んでいる。TGF-βシグナルが血管の成熟を促すシグナルであるという知見からも解析を進めており、おおむね順調に進んでいるといえる。25年度が最終年度であるため、記入しない。血管新生におけるTGF-β&#61487;ALK5シグナルの分子メカニズムを解明するために、血管内皮細胞特異的にALK5シグナルの細胞内標的分子Smadを欠損させたマウス、Smad2F/F;Smad3-/-;Tie2-Cre (Smad2,3コンディショナルダブルKO (CDKO))マウスを作製・解析した。その結果、Smad2/3CDKO胚は胎生13.5日までに全身からの出血で死亡した。CDKOマウス胚では血管新生は誘導されているが、その血管構造において血管平滑筋細胞のリクルートが減少していた。その原因として血管内皮細胞でのN-cadherinの発現量低下を確認し、TGF-βがSmad2/3を介してN-cadherinの発現と局在を制御して血管平滑筋細胞のリクルートを調節し、血管の成熟機構に関与していることを明らかにした。成体解析も順調に推移しており、とくに腫瘍血管・リンパ管新生におけるTGF-βシグナルの役割について、新規の知見を見出している。研究代表者の移動により、小動物用超音波高解像度イメージングシステムの利用が困難になった。現在、類似の機器を所有する他大学との連携を進めようと準備を始めている。タモキシフェン誘導により血管内皮細胞またはリンパ管内皮細胞特異的に遺伝子を欠損させるマウス、TβRII; Pdgfb-icreER(血管)、TβRII; Prox1-creER(リンパ管)マウスをを利生した腫瘍モデルにおいて、TGF-βシグナルを欠損させた際、腫瘍転移に変化があることを見出した。
インターネットトラフィック異常検出への機械学習の適用に関する研究

本研究のゴールは,異常検出器によって発見された異常をネットワーク管理者・運用者が,正確かつ有用なカテゴリ分けをできるような分類手法を提供することにある.ネットワーク異常イベントの分類に関しては既存研究でいくつか述べられているが,多くの研究では,異常イベントに対応するシグネチャの数は10未満と少ない.他方,DDoSやスキャンなどの限られた異常イベントに関しては,詳細なタクソノミーが構築されているが,ネットワーク異常イベント全体としてみると,そのカバー率は低い.さらには,既存研究では,タクソノミーの構築ツールや構築したタクソノミーを他の研究者が利用することができないため,再現性や一般性に関して問題がある.この研究では,ネットワーク上で生じる異常イベントの分類および,その詳細なシグネチャーを含むタクソノミーを構築し,そのトラフィックの振る舞いに関する特徴を調査した.タクソノミーは木構造で表現され,各ノードは異常イベントタイプに対応し,エッジはそれらの関係性を表している.グラフのルートは全てのイベントに対応し二つのノード正常・異常のを持つ.異常イベントはさらにサービス不能攻撃とスキャンに分類され,それらはさらに詳細な異常イベントを特徴づける.正常イベントは異常検出器によって検出されるものの,ネットワーク管理者の観点では異常とは言えないものであり,大量のトラフィックを送受信するフロー(heavy hitter)や一つの送信者から多数の受信者へデータを転送するフロー(point-multipoint)等に分類される.異常イベントは各々を特徴づけるシグネチャーから構成され,本研究では,80以上のシグネチャーを導出した.さらに本研究の有用性を示すために,パブリックに利用可能なトラフィックレポジトリに提案手法を適用したところ,既存手法と比較して,10%程度の精度改善がはかられた.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は2つのサブトピックから構成されている.一つ目は教師無し機械学習によるネットワークトラフィック異常検出器の設計・実装・評価.二つ目は複数の異常検出器の組み合わせによる性能改善である.具体的な研究項目は下のとおりである.(1)研究分担者が博士論文で提案したクラスタリングベースの異常検出器の規模拡張性の改善を行った.提案アルゴリズムでは状態空間のサイズに応じてクラスタリングを行うため,状態空間の増大とともに処理速度が大きくなる問題があり,そのままでは日米インターネットバックボーントラフィックデータに適用することは困難であった.この問題に対して,・クラスタリングアルゴリズムの再検討を行い,より規模拡張性の高いクラスタリングアルゴリズムを実装,評価した.その結果,検出性能はほぼ同程度で,規模拡張性に優れた異常検出器を開発することができた.(2)福田研究室で開発している,複数の異常検出器の組み合わせフレームワークであるMAWILabでは,より信頼できる出力結果を得るために,複数の異常検出器によるある種の「投票」を行う.既存アルゴリズムでは,教師無し学習であるSVDを用いた判定アルゴリズム(SCANN)を用いている.本年度は,SCANNへの入力である,正常・異常を表す基準点からの距離を各種定義し,より精度の高い判定が得られる距離を導入した.この新たなアルゴリズムを日米インターネットバックボーントラフィックトレースに適用し,異常検出器の精度向上を確認した.この結果は,査読付国際会議論文として発表した.平成25年度は,インターネット異常検出器間の性能を比較し,また,異常検出器を組み合わせた際の性能向上を目指すために, Chord図に基づく,異常検出器間の性能解析・パラメータチューニング手法の研究開発を行った.Chord図は,ゲノムの進化・分類過程を表すための視覚化手法として知られているが,本研究では, Chord図の円周上に各異常検出器で発見された異常イベント数を孤として配置し,異なる異常検出器で発見された異常イベントのうち共通して発見されたオーバーラップ部分を孤の間の辺として表現する.既存手法であるベン図では異常検出器の数が3を越えると視覚的に表現・理解することが困難になるが, Chord図を用いることで5つの異常検出器の性能を比較することが可能となった.これにより,各異常検出器のパラメータ依存性の大小,および各異常検出器で検出可能な異常のタイプの違い等を視覚的に評価した.さらに,複数の理論的な背景の異なる異常検出器の組み合わせによるインターネットトラフィック異常検出システムであるMAWILabに,提案手法を適用することで,既存システムに比べて約20%の精度向上が実現できた.この結果は,情報ネットワーク分野の査読付国際会議論文として発表した.また,検出された異常イベントの原因を特定するには,異常イベントに対してその理由付けをラベルとして付与する必要があるが,このラベルを異常検出器の出力より,経験的に抽出する方法の研究開発に着手している.この異常イベントタクソノミーは検出された異常の重要度や類似度を判定するためには必要不可欠のものであり,得られた結果は平成26年度に論文投稿を行う予定である.本研究のゴールは,異常検出器によって発見された異常をネットワーク管理者・運用者が,正確かつ有用なカテゴリ分けをできるような分類手法を提供することにある.ネットワーク異常イベントの分類に関しては既存研究でいくつか述べられているが,多くの研究では,異常イベントに対応するシグネチャの数は10未満と少ない.他方,DDoSやスキャンなどの限られた異常イベントに関しては,詳細なタクソノミーが構築されているが,ネットワーク異常イベント全体としてみると,そのカバー率は低い.

さらには,既存研究では,タクソノミーの構築ツールや構築したタクソノミーを他の研究者が利用することができないため,再現性や一般性に関して問題がある.この研究では,ネットワーク上で生じる異常イベントの分類および,その詳細なシグネチャーを含むタクソノミーを構築し,そのトラフィックの振る舞いに関する特徴を調査した.タクソノミーは木構造で表現され,各ノードは異常イベントタイプに対応し,エッジはそれらの関係性を表している.グラフのルートは全てのイベントに対応し二つのノード正常・異常のを持つ.異常イベントはさらにサービス不能攻撃とスキャンに分類され,それらはさらに詳細な異常イベントを特徴づける.正常イベントは異常検出器によって検出されるものの,ネットワーク管理者の観点では異常とは言えないものであり,大量のトラフィックを送受信するフロー(heavy hitter)や一つの送信者から多数の受信者へデータを転送するフロー(point-multipoint)等に分類される.異常イベントは各々を特徴づけるシグネチャーから構成され,本研究では,80以上のシグネチャーを導出した.さらに本研究の有用性を示すために,パブリックに利用可能なトラフィックレポジトリに提案手法を適用したところ,既存手法と比較して,10%程度の精度改善がはかられた.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。対象とした異常検出器の規模拡張性に問題があったものの,新たなクラスタリングアルゴリズムを用いることで問題を解決した.二番目のトピックに関しては論文発表も行うことができ,当初の計画どおり進展している.平成24年度より進めていた異常検出器の比較手法を発展させ視覚化による手法を確立できた点で,研究は順調に進展していると考える.次年度は,(1)クラスタリングベースの異常検出器の検出精度の向上を目指す.(2)複数異常検出器の組み合わせフレームワークに,教師付学習方式を導入することを検討する.平成25年度後半に着手したタクソノミーをもとに,異常検出器の出力結果を分類し, 10年間にわたるインターネットバックボーントラフィックトレース中に検出された異常イベントの振る舞いを定量的に評価する予定である.
形状記憶合金のゴム状弾性と安定化現象に関する研究

形状記憶合金は機能性材料として各方面で利用されているが、その適用範囲をさらに広げることや制御性を高めることが課題となっている。形状記憶現象を引き起こすのはマルテンサイト変態と呼ばれる結晶相変態であり、このような課題の追求にはマルテンサイト変態についての一層深い理解が必要である。これに関連して銅系形状記憶合金では、ゴム状弾性と呼ばれる擬弾性効果と安定化現象と呼ばれる記憶喪失現象が知られており、その原因究明が課題とされていた。これについて、筆者らはこれら二つの現象は密接な関連があり、ともに合金の短範囲規則度の時効変化が原因であるとの説を提出していた。本研究はこの説をさらに検証するために、実験的に理論的に調べたものである。得られた成果を要約すると次のようになる。(1)銅合金マルテンサイト相に低温の時効熱処理を施し、これによるゴム状弾性の発現とマルテンサイト相の安定化の進行状況とを調べ、これらがほぼ同じ時定数を持つことを確かめた。(2)銅合金マルテンサイト相における短範囲規則度の時効熱処理による変化を電気抵抗測定とX線回折測定によって追跡し、これらの変化の時定数がゴム状弾性および安定化現象の時定数とほぼ一致することを確かめた。これは上記の説を支持する結果となっている。(3)モンテカルロ法を用いた理論計算によって短範囲規則度の温度変化を求め、ゴム状弾性の出現条件を求めた。これよりゴム状弾性が規則不規則遷移温度の近辺でもっとも強く現れることを見出した。また、安定化現象についても理論計算し、母相からの急冷温度とマルテンサイ相での時効温度とのふたつの兼ね合いで安定化の強さが決まることを明らかにした。本研究は形状記憶合金においてゴム状弾性と呼ばれている擬弾性現象と安定化現象として知られる記憶消失現象とについて、それらの原因を原子論的レベルにおいて解明することを第一の目標とした。申請者らはこれらの現象の現れる原因がともに合金の短範囲規則度変化にあると考えているが、このモデルを実証するために実験的にまた理論的に研究を行っている。この研究によって現在までに以下のようなことが明かになった。(1)これらの現象は銅合金においては室温から373K程度の低温時効熱処理によって発現する。(2)変形応力として測ったゴム状弾性の強さの増大は、低温時効による試料の電気抵抗率の減少と強い相関がある。両者の変化の時定数はほぼ等しい。(3)逆変態温度によって評価した安定化の度合いの変化も、ゴム状弾性および電気抵抗率変化とほぼ等しい時定数を持っている。(4) X線回折実験によれば時効熱処理によって長範囲規則度は低下する。一方、この時効によって電気抵抗率が低下することは短範囲規則度が上昇することを示している。(5)クラスタ変分法及びモンテカルロ法による規則度変化の理論的シミュレーションによれば、時効熱処理の条件によっては長範囲規則度が低下するにも拘らず、短範囲規則度が上昇する場合がある。(6)以上により、ゴム状弾性および安定化現象は長範囲規則度の変化とは直接関係はなく、主として短範囲規則度の変化が原因であると結論できる。

得られた成果を要約すると次のようになる。(1)銅合金マルテンサイト相に低温の時効熱処理を施し、これによるゴム状弾性の発現とマルテンサイト相の安定化の進行状況とを調べ、これらがほぼ同じ時定数を持つことを確かめた。(2)銅合金マルテンサイト相における短範囲規則度の時効熱処理による変化を電気抵抗測定とX線回折測定によって追跡し、これらの変化の時定数がゴム状弾性および安定化現象の時定数とほぼ一致することを確かめた。これは上記の説を支持する結果となっている。(3)モンテカルロ法を用いた理論計算によって短範囲規則度の温度変化を求め、ゴム状弾性の出現条件を求めた。これよりゴム状弾性が規則不規則遷移温度の近辺でもっとも強く現れることを見出した。また、安定化現象についても理論計算し、母相からの急冷温度とマルテンサイ相での時効温度とのふたつの兼ね合いで安定化の強さが決まることを明らかにした。
アジアにおける「地理的探究に基づく学習」の導入と実践に関する比較研究

2年目になる2018年度の研究活動では、これまでの対象地域である香港とシンガポールに加え、韓国と中国まで研究地域を広げた。これにより、持続可能な世界を目指し、生徒自ら地球的および地域的な課題の解決策を探る「地理的探究に基づく学習」が、アジアにおいてどのような内容と方法で導入され、実践されているのかをより幅広く探ることができた。具体的な研究成果は以下である。1韓国の沈光澤教授(晉州敎育大学)と一緒に韓国の社会科教科書を分析した。時期別に地域の記述がいかに教科書叙述に反映され、またその記述がどのように変化してきたのかを明らかにし、日本地理教育学会においてその研究成果を発表した(「韓国の社会科教科書に反映された地域認識とその記述の変化」日本地理教育学会第68回大会口頭発表大阪教育大学、2018)。2韓国の沈光澤教授(晉州敎育大学)、中国の董玉芝教授(延辺大学)との共同研究を行なった。近年改訂された3国の高校地理教育課程の開発背景とその内容を比較し、その相違点と共通点を明らかにし論文にまとめた(韓国・中国・日本における高等地理教育課程の開発動向の分析、韓国地理環境教育学会、27(1)、pp.29ー52(韓国語))。香港やシンガポールを対象とした前年度の研究成果と同様に、韓国や中国の地理教育でもコンピテンシーを重視していることが確認できた。以上のことを踏まえ、最終年度である2019年度は、アジア各国の高校段階における「地理的探究に基づく学習」の特徴を比較検討し、国内外での学会発表・投稿論文としてまとめることを目標とする。当初の香港とシンガポールに加え、韓国と中国にも研究地域を広げ、アジアにおいてどのような内容と方法で「地理的探究に基づく学習」が導入され、実践されているのかをより幅広く探ることができた。特に、韓国と中国の研究者との共同研究を通して、日本の関連学会にて口頭発表を行い、韓国の関連学会にて論文を掲載することができた。このことより、順序に研究が進んでいると判断した。最終年度になる2019年度においては、これまでの研究成果(2017年度:香港・シンガポール、2018年度:韓国・中国)を踏まえ、アジア各国の高校段階における「地理的探究に基づく学習」の特徴を比較検討し、国内外での学会発表・投稿論文としてまとめることを目標とする。持続可能な世界を目指し、生徒自ら地球的および地域的な課題の解決策を探る「地理的探究に基づく学習」が、アジアにおいてどのような内容と方法で導入され、実践されているのかを探ることが、本研究の目的である。初年度である平成29年度は、以下のような大きく二つの研究活動を行ってきた。1香港とシンガポールの地理教育の動向を把握するために、中学校カリキュラムおよび教科書などを含む文献研究を行い、日本地理教育学会にてその研究成果を発表した(「地理的な見方・考え方を導く地理的問いー香港とシンガポールの中学校地理カリキュラムの比較を通してー」日本地理教育学会第67回大会上越教育大学)。そこで得た成果を踏まえ、研究内容を再検討し、論文にまとめることができた(「地理的見方・考え方の育成と地理的探究に基づく学習ーアジアの地理カリキュラムの比較を通して」、『21世紀の教育に求められる「社会的な見方・考え方」』)。以上のことを踏まえ、香港とシンガポールの高校段階における「地理的探究に基づく学習」の特徴を比較検討し、国内外での学会発表・投稿論文としてまとめることを次年度(平成30年度)の目標とした。関連する国際学会において日本の地理教育について発表を行い、参加したアジア各国の地理教育研究者と意見交換を行うことができた。また、文献研究を通して、香港・シンガポールの地理教育の動向を把握することができ、さらにその研究成果を国内の関連学会にて発表し、論文にまとめることができた。当初の研究計画であった香港・シンガポールでの現地調査を実施することできなかったが、国際学会への参加・発表などの計画以上の成果もあり、最終的な研究目的を達成することには問題ないと判断できた。

香港やシンガポールを対象とした前年度の研究成果と同様に、韓国や中国の地理教育でもコンピテンシーを重視していることが確認できた。以上のことを踏まえ、最終年度である2019年度は、アジア各国の高校段階における「地理的探究に基づく学習」の特徴を比較検討し、国内外での学会発表・投稿論文としてまとめることを目標とする。当初の香港とシンガポールに加え、韓国と中国にも研究地域を広げ、アジアにおいてどのような内容と方法で「地理的探究に基づく学習」が導入され、実践されているのかをより幅広く探ることができた。特に、韓国と中国の研究者との共同研究を通して、日本の関連学会にて口頭発表を行い、韓国の関連学会にて論文を掲載することができた。このことより、順序に研究が進んでいると判断した。香港・シンガポールの高校段階における「地理的探究に基づく学習」の導入と展開を比較検討し、国内外の学会で発表することにより、その結果を検証し、研究論文としてまとめる。このような当初の平成30年度研究計画に加え、平成29年度に実施できなかった現地調査を早い段階で行うことにする。最終年度になる2019年度においては、これまでの研究成果(2017年度:香港・シンガポール、2018年度:韓国・中国)を踏まえ、アジア各国の高校段階における「地理的探究に基づく学習」の特徴を比較検討し、国内外での学会発表・投稿論文としてまとめることを目標とする。当初の研究計画においては、香港・シンガポールの現地調査を通して関連資料を収集し、関係者とのインタビュー、授業参観を行う予定であったが、現地調査を実施することができなかった。そのため、当初の平成30年度研究計画に加え、平成29年度に実施できなかった現地調査を早い段階で行うことにする。2018年度11月から長期在外研究を取り、イギリスにて研究を行っている。そのため、後期の研究費使用ができなかった。最終年度であるため、これまで使用していなかった人件費は資料整理などのために学生補助で使う予定である。