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脳外科用電気焼灼子における電気材料の改良

脳外科手術において、放電現象を利用したピンセット型電気焼灼子による止血操作が多用されているが、電極表面に生体組織が付着して、操作の停止、正常組織の損傷が発生する。著者らは組織の付着が生体組織中の炭素と電極金属との反応によるとの観点から炭素との反応が極めて少ない銅、銀系合金を用いて付着しない電極材料を開発した。しかしそれらの合金の強度が低くいために、電極材料として適用できない。よってそれらの合金の強度および耐蝕性の向上を試みた。得られた結果は次の通りである。1.0.3%Al_2O_3を微細に分散した銅合金は1000°Cの焼鈍においても硬度Hv170以上をいじする耐熱性を有し、しかも食肉による実験において組織の付着もなく電極材料として期待できる特性を示した。ただし電極表面を防止するために耐蝕性の向上が必要である。2.耐蝕性に優れた18Kに相当するAu-20%Cu-5%Ag系のAuCu規則相組織合金は生体組織の付着が極めて少なく、しかも硬度はHv=270とAl_2O_3分散銅合金より高い。本系合金を用いた電気焼灼子による臨床試験においても良好な結果が得られた。脳外科手術において,放電現象を利用し,ピンセット型の電気焼灼子を用いた止血操作が多用されているが,電極表面に生体組織が付着し,操作の停止あるいは正常組織の損傷の発生する危険が伴う。著者らは、生体組織の付着が組織中の炭素と電極材料との反応によるとの考えから炭素との反応が殆んどない銅、銀原合金を用いて生体組織が付着しない電極材料を開発した。しかし、それらの合金は強度、耐熱性、耐食性が乏しいために,本原合金を用いた電極を繊細な形状にすることが不可能であった。特に手術が顕微鏡下でのマイクロサージェリーが発達し,電極形状がより繊細にしかも耐熱性のある強度を有する電極材料が要求されている。本年度は耐熱性のあるCu,Ag原合金を得る目的で,CuにAl_2O_3が微細に分散した合金を作装し、その電極特性を測定した。結果を要約すると次の通りである。1.銅合金にAl_2O_3を分散した合金は硬度Hv=200以上に達し、しかも、800°C程度の焼鈍においても硬度の低下が少くないことを確認した。2.上記合金を冷間加工により強化処理を行い.電極を試作し、食肉による組織付着実験を行ったところ、組織の付着が認めらず、良結果が得られた。3.動物実験による試作した電気焼灼子の実験でも良好な結果が得られてい。以上の結果を基にして,合金組成および強化方法の最適条件を見出して電極特性の向上を図り、臨床実験を計画している.脳外科手術において、放電現象を利用したピンセット型電気焼灼子による止血操作が多用されているが、電極表面に生体組織が付着して安定な操作が困難になる。著者らは、組織の付着は組織中の炭素と電極金属との反応によって起ることを明らかにし、炭素と反応しない銅、銀系合金を用いてピンセット型電気焼灼子を作製し、組織との付着を防止することに成功した。しかし合金の強度およびその耐熱性が低いため、電極を繊細な形状の電極にすることは困難であって耐久性の増強が必要である。本年度はそれらを改良するために、銅合金中にAl_2O_3を微細に分散させて耐熱性の向上を図り、本合金が食肉による実験において組織の付着がないことを見出した。平成6年度の本研究の最終年度には上記合金を用いて焼灼子を作製し臨床実験を行う予定である。脳外科手術において、放電現像を利用したピンセット型電気焼灼子による止血操作が多用されていえるが、電極表面に生体組織が付着して、操作の停止、正常組織の損傷が発生する。しかし、それらの合金の強度、耐熱性が低いために、ピンセットの繊細な先端部として用いるのに適用しない。それらの合金の強度および耐熱性の向上を図った。

Al_2O_3を微細分散した銅合金は耐熱性が優れて、しかも食肉による実験において組織の付着もなく電極材料として期待できる結果が得られた。ただし保管および消毒中に電極表面が変色し、耐蝕性の向上が望まれる。その解決としてAu-Cu-Ag系合金について検討を追加した。その結果、純金では組織の付着が発生するが、耐蝕性に優れた18Kに相当するAu-20%CU-5%Ag合金においてAuCu規則相とすると食肉による実験では組織の付着が極めて少なく、しかもAl_2O_3分散銅合金より強度がHv=270と高い結果が得られた。ピンセットの先端部に用いる電極材料として、耐熱性を向上する必要があるならば、銅合金と同じ手法で、Al_2O_3を微細分散した合金とすることが考えられる。臨床実験の結果に基づいて状況を判断する。
輸送シグナルとしての糖鎖マンノース6リン酸選択的付加機構の解明

種々の細胞において新しく生合成された酸性加水分解酵素は、N-アセチルグルコサミン-1-ホスホトランスフェラーゼ(GPT)の作用により、リソソーム輸送タグとなるマンノース6リン酸残基が付加される。そして、これがマンノース6リン酸結合タンパク質にトラップされ細胞内のリソソームに輸送される。この機構において、GPTの糖鎖に対する基質特異性は以前より生成物であるリソソームタンパク質の糖鎖構造解析の結果より推定されていた。しかし、それらはリソソームへ輸送中、或いはリソソーム内において糖鎖の修飾を既に受けている可能性があり、GPT本来の基質特異性とは異なっている可能性がある。そこで、我々は、精製したGPTと蛍光標識した各種糖鎖を用いてin vitroの系でGPTの基質特異性を検討した。我々は、まずウシ膵臓ミクロソーム分画よりイオン交換、金属キレートおよびConAクロマトグラフィーなどによりGPTを精製した。これと2-アミノピリジル化した様々な高マンノース型糖鎖を基質として反応させ、得られた生成物を逆相および順相カラムで分離し、TOF-MS、弱酸加水分解、グリコシダーゼ消化などにより生成物の構造を推定した。その結果、高マンノース型糖鎖の1-6鎖非還元末端に位置するマンノース残基に最も良くN-アセチルグルコサミン-1-リン酸が付加され、次に1-3鎖の非還元末端から一つ内側のマンノース残基に良く付加されることが判明した。また、グルコースが一残基ついた付いたGlcMan9GlcNAc2にもGPTが反応し、2カ所のN-アセチルグルコサミン-1-リン酸付加サイトの存在が判明した。
ヒ素処理技術の革新に向けたスコロダイト結晶合成における鉄のRedox機構の解明

非鉄製錬において、製錬副産物中に濃縮されるヒ素の安定固定化に向けた革新的技術の確立が必要不可欠となっている。本研究では、ヘマタイト(Fe2O3)等の固体酸化鉄(III)を原料としたスコロダイト(FeAsO4・2H2O)結晶の生成・成長機構の解明をさらに深化させるべく、固体中の3価鉄(Fe(III))ならびに溶液中の2価鉄(Fe(II))イオンの役割解明に向け、固体酸化鉄としてマグネタイト(Fe(II)Fe(III)2O4)を用いたスコロダイト合成実験、ならびに鉄の安定同位体を用いた実験を行う。さらには、廃液循環利用の技術開発に向けた基礎実験も行い、解明した反応機構を基盤としたヒ素の安定固定化に向けた革新的な低環境負荷処理プロセスの開発を行う。
空置腸管内蓄尿における水・電解質代謝異常の研究

1.臨床的研究として前年度にひき続き,腸管蓄尿式尿路変向16例,回腸導管18例について,(1)手術前後の電解質と酸塩基平衡,(2)溶質一定食摂取後の脱水時・利尿時における水・電解質代謝について検討した。結果は,回腸導管では手術前後で変化を認めなかったが,腸管蓄尿式では術後に血清重炭濃度の低下と血清Cl・尿素窒素の上昇を示し,呼吸性の代償を伴う血液pH低下も認められた。脱水時と利尿時の比較では,脱水時において腸管蓄尿式の方が回腸導管よりも明らかに尿量が多く、尿浸透圧が低値を示していた。すなわち腸管膀胱内に水が分泌されていることを示す結果であり,腸管内に蓄尿を行う場合には慢性アシド-シス対策としての利尿飛状態の維持が必要である。また,腎機能障害が存在する場合,回腸導管よりも腸管蓄尿式において体液異常が顕著に出現することが判明した。2.イヌを用いた実験で,20cmの回腸を遊離し,回腸を通過した右腎尿と,本来の左腎尿とを分離採取できるモデルを8頭作成し,水・電解質を負荷して回腸における成分吸収について検討した。結果は,水,Na,K,Caは,尿の浸透圧や当該物質の濃度によって回腸から吸収されるが分泌されるかが異っているが,尿素窒素,Clはつねに吸収されており,クレアチニンはほとんど変化がないことが判明した。実験は継続中である。3.九州沖縄地区における1989,1990年の尿路変向手術症例を調査した。1034例が集計され,回腸導管は325例(31%),腸管蓄尿式は49例(5%)を数えた。何らの術後合併症は,前者で54%,後者で85%に存在することが判明した。水腎症,細菌尿など,腎への影響がある合併症は腸管蓄尿式に有意に多い。1.腸管を利用した蓄尿式尿路形成手術(腸管膀胱)を受けた患者8名に対し,尿中溶質量を一定にするための食餌を6日間摂取させ,脱水時と利尿時とに分けて,血中・尿中の窒素成分,水・電解質,pHおよび血液ガス代謝を測定した。その結果,腎機能が正常であっても,重炭酸イオンの異常な尿中排泄と高塩素血症の傾向とが,脱水時・利尿時のいずれにおいても認められた。また,脱水状態においても著名な尿量減少は認められず,尿浸透圧は460mOsm/l以下で異常低値を示し,腸管膀胱からの溶質の再吸収あるいは水の分泌を示唆する成績が得られた。さらに尿素窒素は利尿時に排泄量の増加が認められ,利尿状態における腎髄質浸透圧勾配の低下が原因として推測された。現時点では,他の成分についての一定の傾向は認めていない。以上より,腸管膀胱においては脱水時だけでなく利尿時にも水・電解質などの代謝異常が発生ていることが判明した。2.イヌの空置腸管における水・電解質などの吸収,分泌を実験的に検討するためのモデルとして,尿素,クレアチニン,塩化ナトリウム,塩化カリウム,重炭酸ナトリウムを配合した人工尿について,組成比率の検討を続けている。3.九州地区における腸管利用尿路変向手術(蓄尿術式を含む)の実態調査および術後3カ月における各種合併症の発生状況についての調査を開始しており,1990年3月末までの成績を,同年4月以降に中間集計する。1.コックパウチまたはインディアナパウチに蓄尿を行っている13例および回腸導管の8例について溶質量を一定に制限した食事のもとに脱水時・利尿時における水・電解質代謝を比較検討した結果,パウチ内蓄尿を行う方が脱水時において明らかに尿量が多く,尿浸透圧も低いことが判明した。これは腎より分泌された高張尿がパウチ内に貯蓄する間に,パウチ壁の腸粘膜を介して水がパウチ内に移動することを示している。また,パウチ内蓄尿,回腸導管のいずれにおいても,利尿時の尿中溶質排泄量は脱水時のそれよりも約20%多いことが明らかになった。上記の結果は,パウチに由来する脱水状態が起りうること,およびその予防と腎機能の維持に,水分摂取が大切であることを示している。2.インディアナパウチ形成術後に合併した急性腎不全の原因を追求し,パウチ容量およびコンプライアンス不足によるパウチ内圧の上昇が尿管通過障害を招くことを明らかにした。すなわちパウチ形成術では,尿管腸吻合部に狭窄や逆流がないことだけでは十分ではなく,パウチの容量と内圧とが腎に大きな影響を及ぼすことを知った。3.九州における1989年の尿路変向症例について実態調査を行い腸管内蓄尿を行う30症例を集計,分析した。その結果,イレウスなどの手術合併症が36.7%に,尿失禁・導尿困難などのパウチの機能に関する合併症が50%に,腎・尿管の合併症を36.7%に認め,何らかの合併症を伴う症例は80%にも及ぶことが明らかになった。4.雑種成犬を用いる実験的研究では,回腸の一部を空置し腹壁に開口させて反覆蓄尿に耐えるモデルの作成を試みており,安定した蓄尿量と貯留時間を得るための手技を検討中である。また,人工尿中の腸管粘膜を通過しうる電解質と非通過性分子について,濃度変化を観察中である。

1.臨床的研究として前年度にひき続き,腸管蓄尿式尿路変向16例,回腸導管18例について,(1)手術前後の電解質と酸塩基平衡,(2)溶質一定食摂取後の脱水時・利尿時における水・電解質代謝について検討した。結果は,回腸導管では手術前後で変化を認めなかったが,腸管蓄尿式では術後に血清重炭濃度の低下と血清Cl・尿素窒素の上昇を示し,呼吸性の代償を伴う血液pH低下も認められた。脱水時と利尿時の比較では,脱水時において腸管蓄尿式の方が回腸導管よりも明らかに尿量が多く、尿浸透圧が低値を示していた。すなわち腸管膀胱内に水が分泌されていることを示す結果であり,腸管内に蓄尿を行う場合には慢性アシド-シス対策としての利尿飛状態の維持が必要である。また,腎機能障害が存在する場合,回腸導管よりも腸管蓄尿式において体液異常が顕著に出現することが判明した。2.イヌを用いた実験で,20cmの回腸を遊離し,回腸を通過した右腎尿と,本来の左腎尿とを分離採取できるモデルを8頭作成し,水・電解質を負荷して回腸における成分吸収について検討した。結果は,水,Na,K,Caは,尿の浸透圧や当該物質の濃度によって回腸から吸収されるが分泌されるかが異っているが,尿素窒素,Clはつねに吸収されており,クレアチニンはほとんど変化がないことが判明した。実験は継続中である。3.九州沖縄地区における1989,1990年の尿路変向手術症例を調査した。1034例が集計され,回腸導管は325例(31%),腸管蓄尿式は49例(5%)を数えた。何らの術後合併症は,前者で54%,後者で85%に存在することが判明した。水腎症,細菌尿など,腎への影響がある合併症は腸管蓄尿式に有意に多い。
超複素信号理論の構築とそのディジタル信号処理への応用

本研究は超複素信号理論の構築とそのディジタル信号処理への応用に関して研究したもので,以下のような成果が得られた.・ハミルトンの4元数と縮退4元数のいずれが信号処理に適しているのかを検討した.その結果,複素ディジタル信号処理の自然な拡張として信号及びシステムが表現できるハミルトンの4元数の方が優れているという結論を得た.・超複素係数システムの構造について研究を行ない,その性質を明らかにした.まず,1次超複素係数伝達関数の四つの成分の解析を行ない,その基本的性質を解明した.次に,線形システムを構成する基本素子を求め,この伝達関数の実現回路を導出した.また,超複素係数全域通過伝達関数を定義し,その四つの成分を求めた.・2次の実伝達関数を1次超複素係数全域通過伝達関数の一つの成分として実現する方法を導出した.超複素係数回路を用いて2次実伝達関数を実現すると,回路のクリティカルパスの長さが実係数の1次回路と同じになるため超複素乗算を並列処理することにより高速処理が可能となるという利点がある.さらに高次の実伝達関数を超複素係数回路で実現する方法についても検討した.本研究は超複素信号理論の構築とそのディジタル信号処理への応用に関して研究したもので,以下のような成果が得られた.・ハミルトンの4元数と縮退4元数のいずれが信号処理に適しているのかを検討した.その結果,複素ディジタル信号処理の自然な拡張として信号及びシステムが表現できるハミルトンの4元数の方が優れているという結論を得た.・超複素係数システムの構造について研究を行ない,その性質を明らかにした.まず,1次超複素係数伝達関数の四つの成分の解析を行ない,その基本的性質を解明した.次に,線形システムを構成する基本素子を求め,この伝達関数の実現回路を導出した.また,超複素係数全域通過伝達関数を定義し,その四つの成分を求めた.・2次の実伝達関数を1次超複素係数全域通過伝達関数の一つの成分として実現する方法を導出した.超複素係数回路を用いて2次実伝達関数を実現すると,回路のクリティカルパスの長さが実係数の1次回路と同じになるため超複素乗算を並列処理することにより高速処理が可能となるという利点がある.さらに高次の実伝達関数を超複素係数回路で実現する方法についても検討した.
ヒト歯髄細胞のドナー個体差を利用した脊髄損傷治療の研究

われわれは、これまで抜歯した智歯より300ライン以上のhDPCsを樹立し、hDPCsの高い増殖能、低酸素やChemicaldifinedされた環境での培養、iPS細胞への誘導など、再生医療資源としての有用性を報告してきた。また、近年、共同研究者である岐阜薬科大学の福光先生らのグループによって、脊髄完全切断モデルラットにおいてFGF2に誘導される脊髄内在性間葉系細胞が損傷後の機能回復に効果を示すという報告がされた。このモデルを用いて我々は、FGF2処理したhDPCsが、脊髄完全切断モデルラットの運動機能を著明に回復させること、運動機能回復効果において有意にドナー個体差があることを明らかにしてきた。そして、回復効果を認める細胞株に共通して発現変化する遺伝子GABRB1を見出し、このドナー個体差の比較検討により、FGF2処理でhDPCsにおけるGABRB1の発現上昇が乏しいラインは回復効果を示さない事、つまりGABRB1が機能回復効果を促進させる事が確認された。この「個体差」を解析する事が、脊髄損傷治癒過程におけるFGF2処理したヒト歯髄細胞の役割の解析、そして脊髄損傷後の機能回復のメカニズムの解明に繋がると考える。豊富な歯髄細胞バンクを活用して「個体差」を利用することに大きな意味があり、将来の再生医療に新しい方向性を与えるであろう。われわれは当該年度の研究成果としてさらにGABRB1のタンパク発現をウエスタンブロットにて確認し、GABRB1の機能的な役割について追求しようと試みた。また脊髄損傷の機能回復が乏しかった歯髄細胞ラインにおいて、過酸化水素への耐性実験を行い、個体差が存在するのか確認している。現在、これらをまとめた内容を論文にして現在、投稿中である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。我々は、これまでに、ヒトの親知らずから歯髄細胞(human Dental Pulp Cells:hDPCs)を300ライン以上樹立し、再生医療資源としてのヒト歯髄細胞の様々な有用性を報告してきた。そして、若年者の歯髄細胞が成人に比べると高いiPS細胞誘導効率を示し、その原因遺伝子のひとつがホメオボックス遺伝子DLX1であることをつきとめた。これらの結果を受け、脊髄完全切断モデルラットにFGF2で処理したhDPCsを移植し、脊髄損傷完全切断モデルラットにおいて、FGF2処理した歯髄細胞と非処理細胞を移植し、PBS (Phosphate Buffered Saline)を投与したコントロール群と比べてFGF2処理したヒト歯髄細胞が損傷後の有意な運動機能回復効果を持つことを確認してきた。われわれは、FGF2処理したhDPCsが神経損傷を回復させる効果を持ち、さらにはドナー間に明らかな効果の違いがあることを確認し、FGF2に応答する遺伝子の解析から、損傷後の機能回復効果と連動するFGF2応答性遺伝子GABRB1の存在を見出した。更に機能回復を認めなかったライン(DP296)と同様にhDPCsにおけるFGF2処理によるGABRB1の低応答ライン(DP185)を見つけ、同様に脊髄損傷モデルラットに移植し、機能回復効果を評価すると、コントロールと比して有意な運動機能回復を認めなかった(論文投稿中)。これらの結果から、これまでの樹立した豊富な細胞ラインから様々な年齢においてGABRB1のFGF2応答性を調べたところ、年齢によって負の相関傾向が有る事を確認した。GABRB1の遺伝子が損傷回復の予見させるマーカーとなる可能性が示唆された。論文投稿がなかなか終了せず、当初我々が計画していた実験ではない追加実験や投稿ジャーナルとのやりとりが必要となり、進捗状況をやや遅れていると評価した。まず歯髄細胞にFGF2処理によってGABRB1遺伝子が機能的に発現しているのか追求する。

またGABRB1遺伝子が脊髄損傷機能回復効果へ与える影響を検証するために、FGF処理によってGABRB1の有意な発現上昇を示すhDPC株、またはそうでないhDPC株に発現抑制、または強制発現させた細胞を作製し、移植後の回復効果を解析する。FGF2処理によって有意なGABRB1発現上昇を認めたDP1、DP31、DP165をsiRNAによってGABRB1発現抑制させた細胞を作製する。またFGF2処理よって有意な発現上昇を認めなかったDP185、DP296をウイルスベクターもしくはプラスミドによってGABRB1強制発現させた細胞を作製する。作製した細胞を脊髄損傷モデルラットに移植し、GABRB1の発現が脊髄損傷回復に与える影響を運動機能、電気生理学的形態学的に評価する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
ケラチン遺伝子発現制御に関与する転写因子の精製・クローニング

近年,ケラチンK17はケラチンの中で唯一,IFN-γによって誘導されるケラチンであることが判明した。K17は筋上皮細胞などで発現するが正常表皮細胞には存在せず,病的状態では乾癬や腫瘍において発現されてくるため過増殖型とも呼ばれるが,ユニークな機能として細胞の収縮能や形状変化,あるいは細胞外マトリクスとの相互作用にも関係するらしいことが推測されている。一方,IFN-γをはじめとする細胞表面のサイトカインレセプター活性化によるシグナル伝達は,近年精力的な研究によりJAK-STATシグナル伝達経路の発見へと至り,IFN-γ刺激ではSTAT-91が細胞質内でチロシンリン酸化を受けて迅速に核へ移行し,自ら直接DNA上のGAS(IFN-γactivation site)に結合することによって遺伝子転写を活性化することが判明した。そこで筆者は,IFN-γによるK17発現制御機構を解明するため,K17遺伝子調節領域DNAのdeletionをCATベクターに組み込んだプラスミドを正常表皮細胞にトランスフェクトし,IFN-γの存在しない非存在下で培養後CATアッセイを行って転写活性を測定し,IFN-γの制御を受ける部位のmappingを試みたところ,2カ所においてIFN-γinducibilityに有位な差が認められ,この2つはともにGASとして機能していると考えられた(実際それらは既報告のGASと塩基配列上ホモロジーを有する)。ゲルシフトによってSTAT-91のGASへのin vitroにおける結合が証明され,さらにSTAT-91に対するモノクローナル抗体添加でバンドがスーパーシフトすることが示された。結局,K17遺伝子の発現を誘導するIFN-γによって活性化される転写因子STAT-91は,通常細胞質内に存在するシグナル伝達分子でもあり,IFN-γが細胞表面のレセプターに結合してシグナル伝達が起こると核内に移行し,K17遺伝子上流域にあるGASに結合することが証明されたわけである。このことは,リンパ球がIFN-γシグナル伝達経路を介して最終的にケラチノサイトの細胞骨格蛋白を誘導しうることを示しており,表皮細胞とリンパ球の関連を検討する上で非常に興味ある知見であるといえよう。
日本周辺海洋上で形成する中規模渦状対流雲に関する研究

1.近年,気象衛星観測によって数10Km数100Kmの水平規模をもつ,いわゆる中規模擾乱が対流雲系として明瞭に示されるようになった.これらは従来の気象観測網では検出し難いものである.本研究では,日本付近の中規模渦状体流雲に着目し,(1)通常の気象観測資料の他に静止気象衛星「ひまわり」観測資料を用いて渦状擾乱を検出し,発生から消滅に至るサイクルを追跡する.(2)その擾乱と一般場との関係を調べる.(3)数値実験および室内模型流体実験により中規模渦の発現機構を究明する.(4)風のシアーや収束を伴う一般流中の積雲対流群モデルを改良し,数値モデルにそれを導入して渦状擾乱のライフサイクルの追跡を試みることなど研究目的とする.2.上記の事項に関する研究を実施し,以下の結果を得た.(1)最近数年間につて気象衛星「ひまわり」の3時間毎の雲画像を調べてみると,日本海上で数10Km数100Kmの水平サイズをもつ渦状雲が,発現する頻度の高い海域はa)朝鮮半島東方およびb)北海道西方の二つに限定される.これらの渦状雲は低気圧性の回転を示し,北西から南東へ10ms^<-1>の速さで移動し,多くは数時間のライフタイムであり,その一部は本邦日本海沿岸に上陸し,間もなく消滅する.(2)日本海上寒帯気団内の水平シアーと収束を伴う帯状雲の発現し易い海域は上記渦状雲の頻発域と一致する.すなわち, a)沿海州からの北よりの風と朝鮮半島からの西よりの風とによる朝鮮東方海上の収束帯, b)沿海州からの西よりの風と北海道側からの東よりの風とによる北海道西方海上の収束帯とである.(3)対流圏上層には発達した気圧の谷あるいは寒冷渦,下層では北西季節風という状況下で形成される厚い潜在不安定層中に地形の影響を受けて水平シアーを伴う収束帯が強化されてい.中規模渦状雲はそこに発現し,日本海豪雪の要因の一つとなる.1.近年,気象衛星観測によって数10Km数100Kmの水平規模をもつ,いわゆる中規模擾乱が対流雲系として明瞭に示されるようになった.これらは従来の気象観測網では検出し難いものである.本研究では,日本付近の中規模渦状体流雲に着目し,(1)通常の気象観測資料の他に静止気象衛星「ひまわり」観測資料を用いて渦状擾乱を検出し,発生から消滅に至るサイクルを追跡する.(2)その擾乱と一般場との関係を調べる.(3)数値実験および室内模型流体実験により中規模渦の発現機構を究明する.(4)風のシアーや収束を伴う一般流中の積雲対流群モデルを改良し,数値モデルにそれを導入して渦状擾乱のライフサイクルの追跡を試みることなど研究目的とする.2.上記の事項に関する研究を実施し,以下の結果を得た.(1)最近数年間につて気象衛星「ひまわり」の3時間毎の雲画像を調べてみると,日本海上で数10Km数100Kmの水平サイズをもつ渦状雲が,発現する頻度の高い海域はa)朝鮮半島東方およびb)北海道西方の二つに限定される.これらの渦状雲は低気圧性の回転を示し,北西から南東へ10ms^<-1>の速さで移動し,多くは数時間のライフタイムであり,その一部は本邦日本海沿岸に上陸し,間もなく消滅する.(2)日本海上寒帯気団内の水平シアーと収束を伴う帯状雲の発現し易い海域は上記渦状雲の頻発域と一致する.すなわち, a)沿海州からの北よりの風と朝鮮半島からの西よりの風とによる朝鮮東方海上の収束帯, b)沿海州からの西よりの風と北海道側からの東よりの風とによる北海道西方海上の収束帯とである.(3)対流圏上層には発達した気圧の谷あるいは寒冷渦,下層では北西季節風という状況下で形成される厚い潜在不安定層中に地形の影響を受けて水平シアーを伴う収束帯が強化されてい.中規模渦状雲はそこに発現し,日本海豪雪の要因の一つとなる.1.近年気象衛星観測によって数10km数100kmの水平規模をもついわゆる中規模擾乱が対流雲系として明瞭に示されるようになった。これらは従来の気象観測網では検出しがたいものである。本研究では日本付近の中規模渦状対流雲に着目し(1)通常の気象観測資料の他に静止気象衛星「ひまわり」観測資料を用いて渦状擾乱を検出し、発生から消滅に至るサイクルを追跡する。(2)その擾乱と一般場との関係を調べる。(3)数値実験および室内模型流体実験により中規模渦の発現機構を究明する。(4)シアーや収束帯を伴う一般流中の積雲対流群モデルを改良し、数値モデルにそれを導入して渦状擾乱のライフサイクルの追跡を試みることなどを目標とする。2.本年度は上記の事項に関する研究を実施し、以下の結果を得た。(1)最近数年間について日本周辺海洋上で見出される渦状雲を気象衛星「ひまわり」の雲画像資料を用いてその地理的・季節的な分布を調べ、特徴を整理した。(2)中規模渦状雲は冬季日本海上で比較的多く発現するので、それらの一部について、通常の地上・海上・高層気象観測,レーダ観測資料を衛星雲画像で検出された渦状雲と重ね合わせて、その動的構造を解析した。

(3)また、渦状雲を含む一般場の解析も同時に行ないその発現機構を解明するための材料を整備しつつある。その際、昭和60年度末に購入されたカラーグラフィックターシサールを用いて画像解析する手法を開発しつつある。(4)一方暖かい海面上で寒気層が下から加熱されて生ずる中規模細胞状対流の発現機構を実験的に調べる。流体層の下面から水の電気分解で一様に微小な気泡(直径25μm)を発生させ、続けると定常状態で細胞状対流が形成される。この手法を用いて、対流細胞の縦横比(扁平度)がどのようにして制御されるかを検討しつつある。
ブラックホールの量子情報物理学的研究

ブラックホール蒸発において、ホーキング輻射とブラックホールの間の量子もつれの時間発展は、これまで明確な理解がなされていなかった。有力な仮説としては「ペイジ曲線仮説」が提案されている。蒸発後期には、地平線面積に比例するベッケンシュタイン-ホーキング(BH)エントロピーと、ブラックホールの熱力学的エントロピーと、エンタングルメントエントロピーが高い精度で一致するという内容である。これに対して、本研究遂行者である堀田を第一著者とする論文(Phys. Rev. Lett. 120, 181301 (2018).)では、この仮説が成り立たない可能性を指摘した。蒸発をするブラックホールから出るホーキング輻射と同じ熱的性質を示す量子ビット多体モデルの構築に成功し、そのモデルでペイジ曲線仮説に出てくる3つのエントロピーは互いに大きく異なる値をとることを示した。特に量子もつれ指標であるエンタングルメントエントロピーはBHエントロピーよりはるかに大きな値をとれるため、これまで議論されてきたブラックホール防火壁パラドクスなどを根本から見直す必要性がでてきた。ブラックホール蒸発がユニタリー性を満たしつつ、熱輻射だけが空間に残される場合、無限遠方に伝搬するそのホーキング粒子間の相互作用も小さくなるため、自由場のホーキング粒子の純粋化パートナーの研究はブラックホール情報喪失問題において重要である。我々はこれに対して任意のホーキング粒子モードを固定したときのパートナー粒子モードを求める一般公式を構築することに成功した(Prog. Theo. Exp. Phys., Issue 10 (2018);J. Phys. A: Math. Theor. 52 125402 (2019))。これはどのように初期の重力崩壊の詳細情報がホーキング粒子とパートナーに記憶されるのかと言う問題に対して大きな示唆を与える。ブラックホールは少なくとも古典的には、質量、電荷、角運動量の3つの量だけでその時空は特徴づけられる。これらの量は「毛」と表現されるが、一方この少なさが、ブラックホールが持つ膨大な量のエントロピーとの間に矛盾があるように思われてきた。質量が大きいほどエントロピーは増加するので、質量無限大極限で、この問題は先鋭化している。一方この極限で、事象の地平面近傍領域の時空曲率は零に近づき、平坦なミンコフスキー時空で記述可能となる。地平面は、平坦時空を一様加速度運動する観測者に対するリンドラー地平面へと写像される。この場合、その総和が無限大量のエントロピーになるミクロな物理状態の存在はこれまで謎とされてきた。[1]の論文では、この問題に対する説得力のある仮説を提示し、その詳細な解析を行った。一般相対論の一般座標変換の一部はリンドラー地平面近傍ではゲージ自由度から物理的自由度を創発することが示された。異なる多数の物理的状態が出現し、ソフトヘアと呼ばれる電荷量で区別することができる。この状態が質量無限大極限でのブラックホールエントロピーの起源になっていると考えることができる。この電荷は地平面を通過する波の情報を重力的に記憶する機能を持つが、純粋な重力波の情報は蓄えられないことも示された。この性質は重要であり、自由度を量子化したときに生じる量子複製不可能定理に関するパラドクスを解決する鍵になっている。ブラックホール時空の漸近的対称性に関するテーマに関しては重要な進展があり、その結果を既に受理された論文として公開できている。またペイジ曲線に関する解析も進んでおり、間もなく論文を投稿する段階にある。ブラックホール蒸発におけるブラックホールとホーキング輻射の間の量子もつれの時間発展について研究を行った。ホーキング輻射の温度とブラックホールのエネルギーと関係式を再現する、量子ビットモデルを具体的に構築し、エンタングルメントエントロピーが熱的エントロピーやベッケンシュタイン-ホーキングエントロピーよりもはるかに大きいことが分かった。量子もつれの時間発展に対しては、広く支持されてきたペイジ曲線と呼ばれる仮説があったが、その予想を覆す結果であり、その論文はPhysical ReviewLettersに受理された。蒸発するブラックホールは輻射でエネルギーを失うと、その温度が上がる負の比熱という特徴があったが、これを重力場に特有な零エネルギー励起であるソフトヘアの蒸発を解析に採り入れたことで再現できた。熱輻射を出すセクターとブラックホールの部分系が欠落した真空セクターの2つが現れるため、系の熱的エントロピーは地平面面積に比例するベッケンシュタイン-ホーキングエントロピーより大きくなり、また真空状態とのもつれの寄与からエンタングルメントエントロピーは熱的エントロピーより更に大きくなった。またブラックホールなどの曲がった時空における量子情報物理学の理解を深める実験の理論的サポートも起こっている。量子ホール系のエッヂ電流を用いて本研究者が提案している曲がった時空上での量子エネルギーテレポーテーションを実装する予備実験として、基盤上を運動するエッジ電流励起の透過、反射を制御する実験論文に参加し、Applied Physics. Lettersに受理された。ブラックホール蒸発におけるペイジ曲線仮説は多くの研究者によって受け入れられてきた自然な仮説と考えられてきたが、それが実際には成り立たない可能性を初めて示すことができた。またホーキングがベッケンシュタイン-ホーキングエントロピーを導入したときに用いた論理も必然を失い、これが熱的エントロピーやエンタングルメントエントロピーよりはるかに小さい可能性を明らかにできたことは大きい。このためハイインパクトファクターの雑誌であるPhysical ReviewLettersにも論文が受理されることとなった。

有力な仮説としては「ペイジ曲線仮説」が提案されている。蒸発後期には、地平線面積に比例するベッケンシュタイン-ホーキング(BH)エントロピーと、ブラックホールの熱力学的エントロピーと、エンタングルメントエントロピーが高い精度で一致するという内容である。これに対して、本研究遂行者である堀田を第一著者とする論文(Phys. Rev. Lett. 120, 181301 (2018).)では、この仮説が成り立たない可能性を指摘した。蒸発をするブラックホールから出るホーキング輻射と同じ熱的性質を示す量子ビット多体モデルの構築に成功し、そのモデルでペイジ曲線仮説に出てくる3つのエントロピーは互いに大きく異なる値をとることを示した。特に量子もつれ指標であるエンタングルメントエントロピーはBHエントロピーよりはるかに大きな値をとれるため、これまで議論されてきたブラックホール防火壁パラドクスなどを根本から見直す必要性がでてきた。ブラックホール蒸発がユニタリー性を満たしつつ、熱輻射だけが空間に残される場合、無限遠方に伝搬するそのホーキング粒子間の相互作用も小さくなるため、自由場のホーキング粒子の純粋化パートナーの研究はブラックホール情報喪失問題において重要である。我々はこれに対して任意のホーキング粒子モードを固定したときのパートナー粒子モードを求める一般公式を構築することに成功した(Prog. Theo. Exp. Phys., Issue 10 (2018);J. Phys. A: Math. Theor. 52 125402 (2019))。これはどのように初期の重力崩壊の詳細情報がホーキング粒子とパートナーに記憶されるのかと言う問題に対して大きな示唆を与える。今後も研究計画に沿って、堅実に解析を進めていく予定である。またそれに必要な専門的知識、世界での最新の研究進展に関する情報の提供を得るために、多くの世界的な研究者との交流を図り、研究計画推進に役立てる所存である。最終年度であるため、より広い視野で量子重力理論構築に寄与する量子情報物理学の基礎を発展させたいと考えている。ブラックホール蒸発における情報喪失問題では、自由落下する観測者と、加速しながら地平面外部に留まる観測者では、時空の記述が異なる可能性がブラックホール相補性として提案されている。情報理論としての量子力学では一面からは量子的対象物とも扱える観測者の存在とそのモデル化は重要である。どのように量子時空を観測者は認識し、計量していくのかを探るため、量子コンピュータや量子AIとしての量子深層学習の基礎的研究と、時空計量への応用も考えていきたい。現在投稿準備中の論文の英文校正料支払いのため。現在年度をまたいで論文原稿を作成中であり、その原稿の英文校正料を残しておいたため。新年度にすぐに使用する予定。
高周期14族元素環状ポリイン配位子をもつ遷移金属錯体に関する研究

近年、炭素π電子系の高周期元素類縁体が知られるようになった。そこで高周期元素からなる環状π配位子もつ有機金属錯体の構造や性質の解明を行った。本研究ではケイ素、ゲルマニウム等の高周期14族元素からなるシクロブタジエンジアニオンやシクロペンタジエニドを合成し、その構造や電子状態を比較検討した。テトラゲルマシクロブタジエンジアニオンは現在知られている6π電子配位子の中では最も重い高周期元素からなる化合物である。高周期14族元素からなる不飽和化合物の化学は、現代の有機金属化学の基盤を築く研究として発展してきた。炭素π電子系の高周期元素類縁体となる環状ポリエン化合物も知られるようになり、その基本的性質も明らかになりつつある。そこで高周期元素からなる環状π配位子もつ有機金属錯体を合成し、その構造や性質の解明を研究目的とした。これまで骨格環内の一つの原子を高周期元素に置き換えた化合物は比較的多く研究されてきたが、環内骨格原子全てあるいは複数個の高周期元素を持つものは現在までに我々の研究を除きほとんど報告例がない。本研究では、ケイ素、ゲルマニウム、スズ等の高周期14族元素からなるシクロブタジエンジアニオンやシクロペンタジエニドを系統的に合成し、その構造や電子状態を精密に比較検討した。平成21年度の研究成果では、新たにテトラゲルマシクロブタジエンジアニオンの合成と構造解析に成功した。これは現在知られている6π電子シクロブタジエンジアニオン同族体の中では最も「重い」高周期元素からなる化合物である。X線構造解析により分子構造を明らかにし、すでに合成に成功している同族の炭素類縁体およびケイ素類縁体との比較を行った。その結果、炭素シクロブタジエンジアニオンとは異なり、非芳香族性を示すことが分かった。また、芳香族性の有無に関して分子軌道法を用いた理論計算により検証し、ケイ素シクロブタジエンジアニオンと類似した性質を有することを明らかにした。高周期元素シクロブタジエンジアニオンは高周期元素π電子系化合物の新たな機能性を開拓するとともに、金属錯体への環状π配位子としての応用も期待される。高周期14族元素からなる不飽和化合物の化学は、現代有機金属化学の基盤研究として発展してきた。炭素π電子系の高周期元素類縁体も知られるようになり、その基本的性質も明らかになりつつある。平成22年度の研究成果では、新たにテトラゲルマシクロブタジエンジアニオンを利用した遷移金属錯体の合成と構造解析に成功した。これは現在知られている6π電子シクロブタジエン配位子の中では最も「重い」高周期元素からなる化合物である。その結果、フロンティア軌道の性質を反映して高周期元素になるほどHOMOが上昇し、LUMOが下がることが実験的に明らかとなった。高周期元素シクロブタジエンジアニオンは高周期元素π電子系化合物の新たな機能性を開拓するとともに、新たな環状π配位子としての応用も期待される。ケイ素,ゲルマニウム,スズ等の高周期14族元素からなる不飽和化合物の化学は、現代有機金属化学の基盤研究として発展してきた。炭素化合物との特性の相違が明確になってきており,応用研究を視野にいれた展開の機が熟してきたといえる.そうした背景のもと,高周期元素からなる環状π配位子もつ有機金属錯体を合成し、その構造や性質の解明を研究目的とした。本基盤研究(C)の課題においては,平成21および22年度までに,ケイ素、ゲルマニウム等の高周期14族元素からなるシクロブタジエンジアニオンやシクロペンタジエニドの高効率的合成法を確立した.平成23年度に得た特筆すべき成果としては(1)テトラゲルマシクロブタジエンジアニオンを利用した遷移金属錯体の合成と構造解析(2)6π電子シクロブタジエン配位子の遷移金属配位子としての特性の解明(3)高周期元素シクロブタジエンジアニオンを用いた新しいシリレン錯体およびゲルミレン錯体の合成に達成したこと等が挙げられる.特に成果(2)に関しては,フロンティア軌道において高周期元素になるほどHOMOが上昇し、LUMOが下がることを反映し,極めて明確に周期性が認められることを実験的かつ理論的に明らかにした.

つまり,テトラゲルマシクロブタジエン配位子は同族の炭素系やケイ素系の配位子と比較して,最も強いπドナーであることが今回の研究により明らかとなった.以上の研究成果は典型元素と遷移金属のさらなる共同効果,相乗効果を期待させるものであり,新たな環状π配位子として応用するための基盤となる.
貴族院多額納税者議員の研究

本研究では、広島県、岐阜県、香川県などで多額納税者議員の関係史料を調査収集した。また、貴族院内で多額納税者議員を率いた貴族院子爵議員谷干城の関係史料の収集及び整理を行った。その結果、多額納税者議員互選における「調整」の事例を見出し、地域選出の議員として衆議院議員との連携による政治活動を明らかにし、さらに明治後期には院内会派が多数派を形成するため、会派への勧誘競争が激化するなど政治的に比重を増すに至る政治状況を明らかにした。本研究は、帝国議会・貴族院について、特に貴族院多額納税者議員の総合的研究を行うものである。具体的には、貴族院多額納税者議員の政治活動を明らかにし、その政治的な役割について検討し、従来の研究を実証的再検討し、多額納税者議員を再評価する。この目的を達成するため、本研究では、地方所在の多額納税者議員の史料調査を基本とする。この史料調査を通じて、多額納税者議員の互選の実態、すなわち、(1)多額納税者議員の互選における「調整」の詳細や地域社会との関係、(2)多額納税者議員の地域代表としての役割や産業振興との関連、(3)衆議院議員との関係や中央政界に於ける位置、その政治会派所属状況及び貴族院内有爵議員との関係など、以上の3点について究明する。本年度の研究は、貴族院多額納税者議員の互選過程の究明及びその政治活動の実態解明のため、多額納税者議員関係史料の所在調査・収集を中心に以下の通り行った。先ず、国立国会図書館憲政資料室所蔵未刊文書の調査であるが、憲政資料室所蔵諸家文書の中から多額納税議員発信の書簡を調査して、議員の履歴・史料状況とあわせたデータベースを作成し、今後の史料調査のための基礎作業を行った。また、香川県坂出市鎌田共済博物館において「鎌田勝太郎関係史料」の調査を行った。所蔵史料は、多量に存在しているため今回は、予備調査として主要史料の仮目録を作成し、次年度以降、本格的調査を行う予定である。さらに青森県青森市に出張し「笹森儀助関係史料」の中の多額納税者議員選挙関係史料を収集した。収集史料により、青森県における明治後半期の多額議員互選の実体(すなわち政党間競争の影響と利益関係)の一端を解明し得られるものと考えられる。また、広島県広島市における調査により、広島県出身の多額納税者議員八田徳三郎関係史料及び橋本吉兵衛関係史料の調査を行った。この調査では、八田家史料により、互選関係の究明が、橋本史料により、多額議員の政治的連携関係の究明が可能になる見込みである。また、山形県山形市における調査により、山形県における多額納税者議員関係史料に関する所在調査を行い、次年度以降の調査のため、調査先との協力関係をつくることが出来た。以上の通り、今年度の調査は、多額納税者議員の基礎研究のために、当初の計画通り進めることが出来た。また、研究成果の公表として、日本政治学会における口頭発表など貴族院に関する新たな研究視点を提示することが出来た。次年度以降、研究計画に従い、さらに地方所在多額納税者議員史料の調査・収集を行うと共に、新史料の発掘も可能な限り行っていきたいと考えている。本年度の研究は、昨年度に引き続き、貴族院多額納税者議員の互選過程の究明及びその政治活動の実態解明のため、多額納税者議員関係史料の所在調査・収集を中心に以下の通り行った。まず、岐阜県歴史資料館における多額納税議員松原芳太郎の関係史料を調査収集した。この史料は「松原幸雄家文書」に含まれるものであるが、岐阜県に於ける多額納税者議員の互選過程を究明する為に有用な史料であり、現在その分析検討を進めている。また、広島県呉市入船山記念館の「澤原家寄託文書」を調査し、澤原為綱・俊雄両多額納税者議員の関係史料を収集することが出来た。この史料では、広島県に於ける多額納税者議員互選や多額納税者議員の中央政界に於ける、貴族院と衆議院議員の連携が示されており、また多額納税者議員と有爵議員や勅選議員との政治会派の活動の実態が明らかになると思われる。また、昨年度から引き続き、国立国会図書館憲政資料室所蔵未刊文書の調査を行い、多額納税者議員と他の貴族院議員との政治的連携などに関わる史料を調査した。さらに、貴族院子爵議員である谷干城の関係史料について、御子孫から調査及び目録作成を許されたので、この史料目録を作成した(『青山史学』27号掲載予定)。この史料群によって、多額納税者議員を多数含む貴族院内政治会派「懇話会」その後身の「土曜会」の政治活動を明らかにすることが出来ると見込まれる。以上、本年度の研究は、概ね計画通りに進行した。特に多額納税議員と政治会派を同じくする谷干城関係史料の詳細な調査を行い得たのは、本研究にとって大きな成果になると考えられる。次年度以降、研究計画に従い、現在まで収集した史料の分析検討を行うと共に、地方所在多額納税者議員史料の調査・収集を行っていきたいと考えている。

本年度の研究は、昨年度までに引き続き、貴族院多額納税者議員の政治活動の実態解明のため、多額納税者議員関係史料の所在調査・収集を行い、併せて史料分析を、以下の通り進めた。まず、多額納税者議員「鎌田勝太郎関係文書」の調査を継続して行った。本年度から、史料所蔵先である香川県坂出市の鎌田共済会郷土博物館の協力を得て、未整理であった本史料の全体について史料整理を開始することとなった。本関係文書には、多額納税者議員の貴族院内政治会派に関する史料、請願関係史料などがあり、史料整理を行うことによって本研究の進展を見込むことが出来る。また、貴族院子爵議員として活躍した谷干城の関係史料の分析を行ったが、貴族院内会派の「懇話会」「土曜会」などを通じての多額納税者議員との政治的連携を確認することが出来た。その主要な点については、本年度に行った「谷元臣氏所蔵「谷干城関係文書」小展示会・シンポジウム」において、口頭発表した。なお、「谷干城関係文書」の史料整理を終了し、史料所有者の了解のもと国立国会図書館へ寄託手続きを進めると共に、国会図書館に於いて史料整理目録作成に関する講演を行う機会を得た。また、昨年度から引き続き、国立国会図書館憲政資料室所蔵未刊文書の調査、同法令議会資料室の議会関係史料の調査を行った。以上、本年度の研究は、概ね計画通りに進行した。特に多額納税議員か「鎌田勝太郎関係文書」の史料整理を開始することが出来たことは、本研究の大きな成果につながると考えられる。次年度は、「鎌田勝太郎関係文書」につき、引き続き史料整理を続ける予定である。本年度の研究は、引き続き、貴族院多額納税者議員の政治活動を解明するため、多額納税者議員関係史料の検討・分析を、以下の通り進めた。まず、多額納税者議員「鎌田勝太郎関係文書」の調査であるが、史料所蔵先である香川県坂出市の鎌田共済会郷土博物館所蔵の未整理史料について史料整理及び目録作成を行った。本関係文書には、特に互選関係史料、香川県政との関連史料に見るべき物が多い。なお、本関係文書所収の貴族院内政治会派に関する史料や議会内の政治活動に関する史料については、『法律時報』(2010年5・6・10月号)の「史料の窓」欄で史料紹介を行った。また、本年度まで、多額納税者議員を多数含む貴族院内の会派「懇話会」を率いた貴族院子爵議員の谷干城の関係史料の分析を継続して行ってきたが、その成果を、谷干城の政治思想と政治活動の全体を検討した上、特に貴族院議員時代の活動に注目し『谷干城』(中公新書)にまとめた。これにより貴族院で議論された国家・国民に対する考え方の一端を明らかにした。さらに、本年度までに各地で調査収集した貴族多額納税者議員の史料及び、国立国会図書館憲政資料室所蔵未刊文書の調査、同法令議会資料室の議会関係史料の分析、検討によって得た知見については、谷干城の思想なども含め来年度の早い時期に、シンポジウムなどによりその成果を口頭発表する機会を設ける予定である。特に、明治期における各地の多額納税者議員の互選関係史料を収集できたことは、選挙実態を解明することにつながると考えられる。なお、「鎌田勝太郎関係文書」の史料整理については、その総量は膨大な数に上るため、今後も継続して史料整理を続ける必要がある。
教師のキャリア形成に関する二つの"モデル"-教育心理学的考察

わが国の教員の生涯キャリアは単線truckである。これは簡単にいえば、一般教員からスタートして教頭、校長に昇進していく「管理職」キャリアtruckが一本だけ設置されているに過ぎない。また教育界において、教職は専門職と言いながら、専門職の実態は明らかではない。本研究は、こうした管理職truck一本の教職生涯キャリアに対して、専門職truckを加えることにより、多様にすべきことを提案したものである。端的に言えば、複数のmultiple truckの構築を提言したものである。加えて、一般の教員の生涯キャリアを、初任者教員のステージから、さらに体験活動や教育研修を深めていって、よりレベルの高い基幹教員にステージを向上させることが不可欠である、と提言することにしている。すなわち、初任者教員を対象にした(1) Step-up Stageと、その後に続く(2) Expert Stageの二段階の生涯キャリアを構想することになった。こうした考え方の社会的妥当性を検討するために、調査研究や教職専門家によるbrain stormingを多数回にわたり、実施して成果をめざしたものである。またキャリア形成のために、研修プログラムを試論的に構築し。参考に資することとした。初年度として県教育委員会に協力を依頼して、共同研究チームを立ち上げた。すなわち、管理部省、義務教育課長、高等学校課長、教職員課長、総合教育センター部長のほか、校長を2名研究員として会合を重ねることとなった。研究の実績は、大きくは三つである。第一の研究実績は、本県における「教師のキャリア形成」の現実を踏まえるために、実態報告書を書き表すことであった。これは論文を完成しているので、平成22年度の椙山女学園・教育学部紀要に掲載することになっている。第二の実績は、教師のキャリア形成について、二十代から五十代にいたる生涯を見渡して、「キャリア形成モデル」を作成したことである。これには、「専門職トラック」と「管理職トラック」の双方を包含するとともに、もう一つの重要な視点として、三十代の半ばに、教師のすべてが目ざさねばならない「中期」の目標を取り入れたことである。その上に立って、「「専門職モデル」と「管理職モデル」が実施される、という考え方をとることにしている。これが当初の案にはない新しいモデルとなっている。弟三としては、「キャリア形成モデル」を実証的に検証するために、一度に大数の調査を実施するよりは、少数の適切な被調査者を選んで、モデルを深く検討し提言をしてもらうことにした。これは次年度の当初の課題である。愛知県教育委員会の協力を得て、毎月会合を重ねながら、教育関係者にヒアリング、調査などを実施して、以下のような研究を果たした。1) 20代から50代までの教員の生涯を見わたした教職の「キャリア形成モデル」を策定した。このモデルについて、その社会的妥当性、実現可能性について検討するために、退職した校長経験者を対象にして、モデルについて意見を聴取し、そこで得られた種々の意見、知見を参考にして、さらにキャリア形成モデルを発展させた。二段階モデルになった。次年度は、このモデルに基づいて、基礎研修プログラム、課題研修プログラム、専門職・管理職研修プログラムなどを対応させながら、キャリア形成の実際の過程をシミュレーションする。2)愛知県教育委員会が所管する教職のキャリア形成やその研修プログラムの実態を調査し、椙山女学園大学・教育学部・紀要に関係者と連名で論文発表した。その題名は以下の通り。題名「愛知県教育委員会における教職員の指導力向上の取組」本年度も愛知県教育委員会の協力をえて、およそ隔月に研究会を開催して、キャリアモデルについてのヒアリング結果について再検討したり、提起された問題について再分析してきた。その結果は、教員の生涯を見通した最終的なキャリア・モデルを構想することとなった。その要点を略述すると、40年近い教職の生涯キャリアを大きく二つに分析することとなった。前半は20代から30代後半までの(1)Step-up過程とその後の(2)Expert過程とし、Expert過程に至るためには、教員としての基幹的務能力を完成することを求めることとした。ここで基幹的務能力とは教科指導能力、生徒指導能力、特活指導能力、メネージメント能力の四領域を定義し、Step-up過程はその基礎的力を習得することと定義した。

その上に立ってExpert過程では、教職を三つのタイプに区分して処遇することとする。一つは管理職教諭で主幹教諭、教頭、校長とし、二つは専門職教諭で指導教諭、主席教諭とした。この二つはそれぞれの専門的職務特性によって教職を遂行するものである。第三は基幹教諭で担任職務を中心に児童生徒を指導する教諭である。この教職キャリア・モデルを実現するために、都道府県レベルの教職研修体系はいかにあるべきか、実際の研修体系プログラムを基にして、新しいキャリア・システムにマッチした研修プログラムを検討した。そこで指摘されたのは、教職のキャリア形成に大きな影響力をもつものが、各学校が独自で行っている自発的な現場研修であり、こうした校内の自己研修活動の実態を把握することであった。最後に職能に応じたキャリア・モデルとその研修プログラムを実際に教育行政活動の一環として遂行するためには、どのような問題があるかを検討し、分析した。大きくは文部科学行政の支援が指摘されたが、個々の都道府県・市町村の自立的な取り組みが大前提であり、地元から教職のキャリア・モデルが自立的に実践されなければならないことを明らかにした。こうした認識、自覚が教育委員会教職員との共同の研究で芽をみたことは意義が深いと考える。こうした研究過程で諸外国のあり方が新しいキャリア・モデルの構築に大きく貢献していた。
建築基礎構造設計のための深部および浅層地盤の動的特性評価法の提案

本研究は大きく二つの目的からなる。一つは山形盆地を研究対象として、常時微動および地震観測記録の分析と理論モデルによる数値解析により深部地盤構造を推定し、杭支持層よりも深い地層での地震波増幅特性の影響が杭基礎の地震時挙動や耐震設計にどのような影響を及ぼすかについて定量的に検討する。もう一つの目的である浅層地盤の動的特性評価については、住宅など小規模建築物の敷地地盤において常時微動観測観測および表面波探査を行い、ごく浅い表層地盤の振動特性を評価し、地盤の動的特性と地盤の支持力や沈下など、静的・準静的な特性との相関を定量的に評価する方法を検討する。