hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
GALR2を介する頭頸部癌分子標的治療薬の開発

代表的なG蛋白共役受容体であるGalanin受容体2型(GALR2)を標的とする頭頸部癌の新規分子標的治療薬の開発のため,GALR2の頭頸部癌細胞への遺伝子導入を行い治療効果を検討した.GALR2アンタゴニスト別の殺細胞効果の実験では,GALPにおいて強力な殺細胞効果を示した.アンタゴニスト別の情報伝達経路の検討では,GALPにおいてPI3K/Aktの抑制効果が強かった.何れのアンタゴニストでもGALR2は差細胞周期停止作用とアポトーシス誘導作用が認められた.セツキシマブの存在下では,GALR2の殺細胞効果に対するセツキシマブの増強効果が認められた.GALPは有用な頭頸部癌治療薬となり得る.本研究は,頭頸部癌の癌抑制遺伝子として知られるGalanin受容体2型(GALR2)を標的分子とする頭頸部癌への新規治療薬の開発を目標とする.申請者らはこれまで, GALR2が頭頸部癌細胞に強力なアポトーシスを誘導することを見出した.更に,ウイルスベクターによる生体への遺伝子導入法も確立した.現在の分子標的治療薬はセツキシマブのように受容体型チロシンキナーゼを標的とするものであるが,近年,GALR2のようなG蛋白共役受容体(GPCR)を標的とする分子標的治療薬も開発されるようになった.GALR2は,情報伝達経路が多彩で,遺伝子変異が多い頭頸部癌治療に適した分子標的である.また,セツキシマブの標的分子である上皮成長因子受容体(EGFR)との共通の情報伝達経路も多く,セツキシマブ耐性を克服する機序に関連することが示唆されている.このためGALR2を標的とする治療薬の開発は新たな頭頸部癌分子標的治療の進歩に大きく寄与するものと思われる.本研究は,Galanin受容体2型(GALR2)を標的分子とする頭頸部癌への新規治療薬の開発を目標とする.申請者らはこれまで, GALR2が頭頸部癌では癌抑制に働き治療標的として有用であることを確認した.更に,ウイルスベクターによる生体への遺伝子導入法も確立した.現在の分子標的治療薬はセツキシマブのように受容体型チロシンキナーゼを標的とするものであるが,近年,GALR2のようなG蛋白共役受容体(GPCR)を標的とする分子標的治療薬も開発されるようになった.GALR2は,情報伝達経路が多彩で,遺伝子変異が多い頭頸部癌治療に適した分子標的である.また,セツキシマブ耐性を克服する機序に関連することが示唆されている.このためGALR2を標的とする治療薬の開発は新たな頭頸部癌分子標的治療の進歩に大きく寄与するものと思われる.これまで,GALR2発現プラスミドを作成し頭頸部癌細胞株に導入することができた.リガンド刺激による頭頸部癌の増殖抑制効果も確認している.更に,GALR2遺伝子導入による放射線感受性および抗癌剤の感受性が上昇することは確認できたが,この情報伝達経路が予想以上に複雑なため解析に時間を要している.代表的なG蛋白共役受容体であるGalanin受容体2型(GALR2)を標的とする頭頸部癌の新規分子標的治療薬の開発のため,GALR2の頭頸部癌細胞への遺伝子導入を行い治療効果を検討した.GALR2アンタゴニスト別の殺細胞効果の実験では,GALPにおいて強力な殺細胞効果を示した.アンタゴニスト別の情報伝達経路の検討では,GALPにおいてPI3K/Aktの抑制効果が強かった.何れのアンタゴニストでもGALR2は差細胞周期停止作用とアポトーシス誘導作用が認められた.セツキシマブの存在下では,GALR2の殺細胞効果に対するセツキシマブの増強効果が認められた.GALPは有用な頭頸部癌治療薬となり得る.本研究は,Galanin受容体2型(GALR2)を標的分子とする頭頸部癌への新規治療薬の開発を目標とした.申請者らはこれまで, GALR2が頭頸部癌では癌抑制に働き治療標的として有用であることを確認した.更に,ウイルスベクターによる生体への遺伝子導入法も確立した.現在の分子標的治療薬はセツキシマブのように受容体型チロシンキナーゼを標的とするものであるが,近年,GALR2のようなG蛋白共役受容体(GPCR)を標的とする分子標的治療薬も開発されるようになった.GALR2は,情報伝達経路が多彩で,遺伝子変異が多い頭頸部癌治療に適した分子標的である.また,セツキシマブ耐性を克服する機序に関連することが示唆されている.このためGALR2を標的とする治療薬の開発は新たな頭頸部癌分子標的治療の進歩に大きく寄与するものと思われる.本研究で明らかになった点は,以下に要約できる.1. GALR2はウイルスベクターを用いて頭頸部癌細胞に遺伝子導入可能であり,十分な殺細胞効果を示すこと.3.セツキシマブの作用機序はEGFRのリガンド結合部位に結合しEGFRの下流の情報伝達経路を遮断するものであるが,GALR2の刺激は,セツキシマブの作用を増強する可能性がある.実際,安定発現細胞株による実験では,その併用効果が示された.このため,GALR2の情報伝達経路の活性化はセツキシマブ耐性化克服の一助となり得ると考えた.GALR2を発現するプラスミドを作成し頭頸部癌細胞に導入することができた.更に,遺伝子導入による細胞増殖の抑制効果も確認できた.

現在,GALR2遺伝子導入による放射線感受性,抗がん剤,特にセツキシマブに対する感受性の変化を検討中であるが,明確な結論を得るに至っていない.更に.GALR2特異的リガンドによる殺細胞効果に関する検討も現在検討中である.現在行っているGALR2導入後の放射線および抗癌剤に対する感受性の変化をもたらす情報伝達系に関する知見を整理する.具体的には,GALR2はリガンド刺激により,MAPキナーゼ経路およびPI3K/Akt,更には,JAK-STAT経路のすべての経路を刺激しうるが,リガンド刺激の強弱により主体となる情報伝達経路が異なり,最終的な細胞動態にも影響を与えているものと思われる.これらの経路の相互関係を,更に解析し,最も治療に有用な刺激法を明らかにする.頭頸部外科学現在行っているGALR2導入後の放射線,抗がん剤に対する感受性の変化について早急に結論を出すとともに.予備実験で認められたGALR2特異的リガンドであるGalanin-Like-Peptide (GALP)の効果について,経時的および経濃度的に検討する.これに加えてM1145,やM1153のような他のGALR2特異的アゴニストに関してもできるだけ多数検討する.GALR2は,Galanin刺激ではMAPキナーゼ経路およびPI3K/Akt経路に関連するが効果の強いアゴニストを選択した後,これらの刺激によるJAK-STAT経路,MAPキナーゼ経路およびPI3K/Akt経路などの変化を検討し,GALR2特異的アゴニストが通常のGalanin刺激と異なる点を明らかにする.実験に必要な消耗品であるプラスチック器具や培養液の消費が少なく抑えられたこと.発現プラスミドの構築が予想より順調であったこと.実験に必要な消耗品であるプラスチック器具や培養液の消費が少なく抑えられたこと.発現プラスミドの構築が予想より順調であったため.今後は,情報伝達系の更なる解析のため消耗品の使用量も増加することが予想される.今後は,アゴニストごとの殺細胞効果や放射線感受性や抗がん剤感受性を検討する予定である.これに伴い消耗品の使用量も増加することが予想される.
宇宙初期のダストの物理化学進化とその観測および天体形成史に及ぼす効果の解明

宇宙初期の星間ダスト(星間塵)の供給源と考えられる超新星爆発において、放出されたガス中でのダストの形成と超新星残骸中での衝撃波によるダストの破壊を計算し、宇宙初期の超新星爆発時に星間空間へと供給されるダストの質量やサイズ分布を明らかにした。また得られた結果を基に、宇宙初期で期待されるダストによる可視紫外線領域の星間減光曲線を見積もった。さらに、超新星のタイプ(爆発時の外層の厚さの違い)によって、ダスト形成過程がどのように影響されるかを調べた。超新星残骸中での衝撃波によるダストの破壊過程を取り扱い、宇宙初期の超新星爆発時に形成されたダストの進化と破壊効率、星間空間に供給されるダストの種類や質量、サイズ分布を明らかにした。衝撃波により掃かれた高温のガス中では、スパッタリングによってサイズの小さいダストが支配的に破壊され、サイズの大きいダストのみが星間空間へと放出される。また生き残ったダストの一部は、フォーワード衝撃波後面に形成された密度の高いガス中にトラップされ、そのダストの組成が超金属欠乏星で観測されるFe, Mg, Siの存在量を再現できる可能性があることを示した。星間空間中に放出された各ダスト種のサイズ分布を基に、ダストによる紫外線線領域の星間減光曲線を計算し、高赤方偏移銀河での観測結果と比較した。その結果、計算された減光曲線は波長にほとんど依存せず、観測の不確定性の範囲内で高赤方偏移銀河の減光曲線と一致した。したがって本計算結果は、宇宙初期や若い銀河では、星間ダストの供給源として超新星爆発が支配的な役割を果たしていることの重要な証拠を与える。Ib型超新星2006jcによって放出された物質中でのダスト形成計算を行い、この超新星では爆発後およそ50日という早い時期にダストが形成されることを明らかにした。さらに、赤外天文衛星AKARIによる爆発の約200日後の観測結果との比較を通じて、形成されるダストの種類、質量や温度について検討し、超新星爆発時でのダストの形成過程の解明に大きな進歩をもたらした。爆発後およそ60日という異例に早い時期にダストの形成が確認された特異なIb型超新星2006jcの「すばる」「MAGNUM」「かなた」望遠鏡による可視光観測、赤外線天文衛星「AKARI」の近:中赤外線観測結果を基に、超新星2006jcの親星の素性や爆発の性質、形成されたダストの起源や組成を解明する研究を行った。超新星2006jcは先行観測からすでに、正.爆発前の進化段階で水素外層を失っていた、2.爆発時のエネルギーが通常の超新星より一桁大きい、ことが示峻されており、それゆえまず対応する超新星モデルに対してダスト形成計算を実行した。その結果、爆発後およそ50日に、爆発によって放出された物質中で実際にダストが形成すること、また形成するダストのサイズは0.01ミクロン以下と比較的小さいことを明らかにした。さらに、「AKARI」による爆発の約200日後の観測結果との比較を通じて、形成されたダストの種類、質量や温度について検討し、爆発時に形成された主なダストは炭素質であること、新しく形成したダストに加えて、親星の進化末期の星風中で凝縮したより低温のダストが超新星周囲に存在することもわかった。また、星の進化理論モデルとの比較から、超新星2006jcは太陽の40倍以上の質量の星が、一生の間に度重なる質量放出活動を経て超新星爆発に至ったことを明らかにした。これらの研究結果は、1.超新星爆発時の水素層の厚さによって、形成するダストの凝縮日数やサイズは大きく影響される、2.ダストの形成および星周ダストの存在・組成が、親星の質量だけでなく親星の進化史にも重要な制限を与えることができる、3.これらの研究の成果は、日本の最先端の観測機器と理論モデルのコラボレーションにより実現された、などの大きな意義と重要性をもつ。赤外天文衛星AKARIによって観測された超新星残骸G292.0+1.8の赤外スペクトルエネルギー分布と超新星衝撃波により加熱されたダストからの熱放射スペクトルの計算結果との比較から、G292.0+1.8の星周空間に存在するダスト種はシリケイト質で、星周ガスは水素原子密度で0.5/ccに対応する密度を持つことを明らかにした。本研究により、衝撃波によるダストの破壊・加熱・熱放射計算と赤外観測結果との比較は、星周密度構造や超新星親星の質量放出活動を探る有用なプローブになることを示す。また、重力崩壊型超新星のうち、その進化段階で外層の水素をほとんど失ったIIb型超新星爆発でのダスト形成計算と、その後の超新星残骸中でのダストの進化計算を行った。計算の結果、IIb型超新星で形成されるダストの平均半径は0.01μm以下で、外層を失っていないII-P型超新星のものと比べて一桁程度小さく、それゆえ形成されたダストは星間空間に放出されず、衝撃波に掃かれた高温のガス中で破壊されることがわかった。

これより、超新星爆発時のダスト形成過程は超新星のタイプ(外層の厚さ)に影響されること、またIIb型超新星は星間ダストの主な供給源として寄与しないことを明らかにした。さらに、これらのダストの形成・破壊計算を基に導出したダスト熱放射スペクトルは、その爆発がIIb型と同定されたCassiopeia A超新星残骸の赤外スペクトルを矛盾なく再現できることを示した。これらの研究は、星間ダストの供給源としての超新星の役割に重要な示唆を与えるだけでなく、超新星衝撃波によるダストの破壊・加熱の基礎物理過程の理解に大きな飛躍をもたらす。
吸入麻酔薬による臓器障害とストレス蛋白の役割

吸入麻酔薬投与後の臓器障害の中で代表的なものとしてハロタン麻酔後の肝障害があげられるが、その発症機序は未だ明らかでない。雄性ラットにフェノバルビタールを投与することによって肝ミクロゾームにヘム蛋白である薬物代謝酵素:チトクロームP450(P450)を誘導した後、低濃度酸素下にハロタンを吸入投与すると、肝障害が発生することが明らかとなっている。我々はこの系で低酸素下にハロタンを吸入させた直後にP-450の量と酵素活性の両者が減少し、吸入24時間後に著しい肝障害が認められることを報告した。本研究では、ヘム代謝の律速酵素であるヘムオキシゲナーゼ(HO)がハロタン肝障害においてストレス蛋白として生体防御的に機能しているのではないかと考え、先ず、ラットハロタン肝障害モデルにおけるHOの誘導を転写レベルで検討した。その結果HOmRNAは低酸素下ハロタン吸入終了6時間後に肝に強く誘導されることを見出しその際、細胞内遊離ヘム量がHO mRNAの増加に先だって認められたことから、ヘム依存性酸化的ストレスがHOの誘導に関与すると考えられた。次に、HOの組織局在を免疫組織化学法により検討した。その結果、HO蛋白は肝障害の認められる中心静脈周囲の肝実質細胞に特異的に発現していることが明らかとなった。さらに、ハロタン肝障害にHOが果たす役割を明らかにするために、HOの強力な誘導物質であるヘミン前投与によるHO活性の上昇がハロタン肝障害に及ぼす影響を検討した。その結果、ヘミン前投与群ではヘミン非投与群に比べ、肝逸脱酵素である血清ALT値の低下と肝組織障害の著しい軽減が認められた。これらの事実は、肝遊離ヘムがpro-oxidantとしてハロタン肝障害に関与し、誘導されたHOは細胞毒である遊離ヘムを分解することにより、生体防御的に働く可能性を示している。雄性ラットにフェノバルビタールの投与により肝にヘム(鉄-プロトポルフィリン体)含有蛋白である薬物代謝酵素:チトクロームP450(P450)を誘導した後、低濃度酸素下に吸入麻酔薬ハロタンを投与すると肝障害が発生する(ハロタン肝障害モデル)。このとき低酸素下ハロタン吸入後にP450量の減少、肝細胞の遊離ヘム量の増加、ヘム分解の律速酵素であり、かつストレス蛋白(HSP)であるヘムオキシゲナーゼmRNAが誘導されたことから、ヘム依存性酸化的ストレスがハロタン肝障害の原因となり、誘導されたヘムオキシゲナーゼは細胞毒である遊離ヘムを分解し、抗酸化物質であるビリルビンを産生することにより生体防御的に機能していることを示唆した。さらに、ヘムオキシゲナーゼが生体防御において果たす役割を明らかにするために、、ヘムオキシゲナーゼ活性の測定、in situ hybridization法でヘムオキシゲナーゼmRNAの発現部位を、免疫組織化学染色法を用いてヘムオキシゲナーゼの局在を検討している。現在、ヘムオキシゲナーゼ活性が低酸素吸入24時間で対照の約4倍に増加し、組織免疫染色では、肝の中心静脈周辺にヘムオキシゲナーゼが局在する傾向を認めている。また、本モデルにおいて代表的なストレス蛋白であるHSP 70 mRNAの発現も同時に検討したところ、ヘムオキシゲナーゼmRNAとは異なる転写調節を受けていることが明らかとなっている。雄性ラットにフェノバルビタールの投与により肝にヘム(鉄-プロトポルフィリン体)含有蛋白である薬物代謝酵素:チトクロームP450を誘導した後、低濃度酸素下に吸入麻酔薬ハロタンを投与すると肝障害が発生する(低酸素ハロタン肝障害モデル)。

このとき低酸素下ハロタン吸入後にチトクロームP450量の減少、肝細胞の遊離ヘム量の増加、ヘム分解の律速酵素であり、かつストレス蛋白(HSP32)であるヘムオキシゲナーゼmRNAが誘導されたことから、ヘム依存性酸化的ストレスがヘムオキシゲナーゼの誘導に関与すると考えられた。次に、ヘムオキシゲナーゼの組織局在を免疫組織化学法により検討した。その結果、ヘムオキシゲナーゼ蛋白は肝障害の認められる中心静脈周囲の肝実質細胞に特異的に発現していることが明らかとなった。さらに、ハロタン肝障害にヘムオキシゲナーゼが果たす役割を明らかにするために、ヘムオキシケナーゼの強力な誘導物質であるヘミン前投与によるヘムオキシゲナーゼ活性の上昇がハロタン肝障害に及ぼす影響を検討した。その結果、ヘミン前投与群ではヘミン非投与群に比べ、肝逸脱酵素である血清ALT値の低下と肝組織障害の著しい軽減が認められた。これらの事実は、肝遊離ヘムがpro-oxidantとしてハロタン肝障害に関与し、誘導されたヘムオキシケナーゼは細胞毒である遊離ヘムを分解することにより、生体防御的に働く可能性を示している。
中小地震と区分した激甚地震災害リスクの算出

既存地震ハザード図は、2011年巨大地震直後の短期間以外地震ハザードを過剰評価していた。日本では中小地震で被害が殆どない特質を生かして、激甚災害に絞ったリスク検討のため、適正な地震ハザードの算出方法を検討した結果、地震の場所と規模、タイプを指定すれば直接地表の震度を推定できる新たな経験式を用いて震度を推定することと、震度の出現頻度に単純なべき乗分布ではなく、大震度に頭打ちのある上に凸な分布を用いることが有効であった。今回の成果を、従来のシナリオ固定の被害想定に替わり、リスク要因を項目毎にマップ上に配置することで動的に激甚災害の被害想定分布が出せる、リスクマップ作成へ展開させていきたい。発生頻度の高い中小地震は、殆どが過去の大地震の余震であり、大地震とは発生の物理的仕組みが異なると考えられる。幸い日本では明治以来の社会インフラや建物の耐震性向上を積み重ねてきたので、中小地震の発生による災害リスクは非常に低い。従って中小地震とは区分して、本当に激甚な被害をもたらす「本震」だけにしぼった「地震災害リスク」が日本では有効である。そこで、中小地震とは区分した地震災害リスクの評価手法確立をめざした研究を開始した。初年度である平成26年度には、まず研究環境の整備を行い、研究代表者と分担者とが同じソフトウェアで情報共有が効率的に行えるようにした。また、2005年から10年間の実際のデータと、2005年3月に公表された30年間のハザード予測と比較する検定に着手した。一般には塗り分け地図の形で公表されている2005年当時のハザードの1kmメッシュ毎の詳細数値が入手できたので、現在日本で利用されている地震ハザードの値が、確率的に許容範囲内にあるかの詳細な検証が可能となった。また、激甚災害のハザードを定量化する上で、地域的に離れてしかも災害頻度が低い南西諸島の過去の事例のなかで、激甚に入れるべき可能性が高いが、被害情報が中央政府に明瞭には掌握されていなかった1911年喜界島沖地震に関して、被害地を実踏して、激甚グループに分類すべきであることを確認したほか、関東地方に関して過去400年間の被害地震に関して深さの情報を付加して震央も精査したカタログの準備ができた。次年度は引き続いて激甚災害のハザード関数の開発の試行と、現行ハザードの検証作業とを行うとともに、6月にポツダムで開催される国際地震統計ワークショップにおいて議論を深める予定である。昨年度データを準備できた、現在日本で地震ハザードマップとして公表されている地震動予測地図に関して2005年から30年間の予測値に対する実際のデータを対比して、予測確率が大きすぎることが検証された。この情報を用いて、ハザードを中小地震とは区分して、激甚災害に絞った関数とする作業に着手した。その中で、現在広く使われている逆ガウス分布の平均値と形状係数の設定方法を変える方法を試行した。また、ドイツのポツダムで開催された国際地震統計ワークショップに参加して、ハザードに関する議論を行うとともに、海外におけるハザードとリスクの取り扱いなどに関する情報を収集した。また、会議前には、欧州で最も古くからウィーヘルト地震計による記録が保管されているゲッチンゲン大学に立ち寄り、日本で発生した20世紀の大地震の波形記録や古い地震カタログを閲覧して、ハザード関数の元データの精緻化のためのデータも取得した。リスクネットワーク研究会にも参加して、数理的なリスク研究の情報を収集した。さらに、ハザード関数の元データの精緻化の一例として、元禄地震で隆起したとされる房総半島南部の海岸段丘に関する現地踏査や史料の精査、年代測定用試料の採取等フィールドワークの実施や、位置に議論がある富士川河口断層帯入山瀬断層周辺の地形面分類図の作成のため、視差の異なる写真の組み合わせから立体的な地形を計算できるソフトウェアを整備して、安政東海地震時における駿河湾最奥部の三角州地形に関する検討を実施した。その結果、激甚災害の原因となる巨大地震は、従来信じられてきたような固有地震の単純な更新過程ではなく、ある程度の規模や場所の差違をもって似たような場所で発生してきたことが明瞭となりつつある。従って地震リスクの算出には、発生時間だけでなく、空間的にもばらつきを許容したハザード関数が必要であることが判った。研究分担者の就職は、大変良いことだと思っていたが、現実には教育に費やす時間が当初の見積もりより相当に大きく、研究時間を確保するのが予想より困難な状況となった。また、理論的な助言を得る予定であった椿教授が統計数理研究所を離れてAdministrative jobに占有される状況となってしまった。そのため、研究的な議論を十分に深める時間の確保が、当初の予定より減ってしまったため、効率的な研究の進展が困難となりつつあり、やや全体に遅れ気味と感じている。現在日本で発表されている全国の震度予測のハザードマップは、国際誌の論文で統計的吟味に堪えないと批判されている。実際に社会的注意喚起に努めようとする余り、ハザードの元になる地震発生確率を過大に設定し、ハザードマップで本来示すべき地域の特徴などがマスクされ、リスクを取るべきユーザーに肝心な情報が見えなくなっている。そこで本研究では地震リスクを正しく選択できるように、地震ハザードの算定方法の改善になる、統計的にも地球物理学的にも妥当な設定で探ってきた。過去400年間の被害地震記録から推定した日本各地での震度のデータのべ8700を取りまとめ、また阪神大震災以降20年間余の間の稠密計測震度観測結果の分布等から、予測震度の誤差としてガウス分布が採用されている点がハザードを過大推定する原因の一つであることが明らかになった。

震度は07までの限定値であり、特に計測震度が6以上になる確率はそれ以下と比べて大変小さくなっていることから、予測震度の誤差として7-震度と変換した値に対してガウス分布ではなく、ガンマ分布やワイブル分布を適用すると改善される。また、地震規模別頻度分布として通常使われているG-R式を用が、実際には地学的にある程度の幅はあるものの、最大地震が場所毎に頭打ち値が存在しているので、例えばη値など既に提案されている、指数分布の端を急速に減衰させる形の分布関数を用いれば、これも分布の裾に位置する激甚ハザードを空間的に発生し易い場所により配分できる効果がある。このように、分布の裾の低確率部分を震度空間でも地理的空間でも均等ではなく、過去400年間の実績に基づいて配分する方法の導入は、ハザードの予測値を現行より地域的特性が反映でき、且つ検定にも対処できる予測に繋がることが本研究で目途をつけられた。今後は得られた成果の実装実験を行っていきたい。既存地震ハザード図は、2011年巨大地震直後の短期間以外地震ハザードを過剰評価していた。日本では中小地震で被害が殆どない特質を生かして、激甚災害に絞ったリスク検討のため、適正な地震ハザードの算出方法を検討した結果、地震の場所と規模、タイプを指定すれば直接地表の震度を推定できる新たな経験式を用いて震度を推定することと、震度の出現頻度に単純なべき乗分布ではなく、大震度に頭打ちのある上に凸な分布を用いることが有効であった。今回の成果を、従来のシナリオ固定の被害想定に替わり、リスク要因を項目毎にマップ上に配置することで動的に激甚災害の被害想定分布が出せる、リスクマップ作成へ展開させていきたい。当初は東北地方から着手と予定していたが、関東地方の方が近世の情報が多い事、地震活動が高いことから、こちらのカタログの整備が進展した。また、従来ハザードの検証作業は、当初の予想より詳細な元データが入手できたので、検証作業を予定より細かく実施しているため、年度を跨いでしまったが、順調に推移している。最終年度となる平成28年度に、満足のいくハザード関数の創出を行うことを最優先させ、具体的な事例検討の部分を縮小することを考慮しながら、当初の目標を達成できるように、研究を推進する。地震統計予定どおりETAS効果による中小地震を除いたハザード関数の開発と、それに対応したリスク表現を試行するとともに、議論を行ってモデルを深めたい。研究分担者が参加した学会の開催が2016年4月となったため、次年度に外国出張旅費を利用することになったため平成27年度は大きな残額が生じた。また、ハザード元データの精緻化のための外注作業の発注が遅れて、納品が年度をまたぐ状況であったので、次年度に繰り越した。購入予定していたソフトウェアに試用期間があり、とりあえず平成26年度の研究に利用する時期が年度末に近かったので試用期間内で年度が終了し、購入の必要がなかった。実際の購入は次年度となった。4月既に分担者は予定の海外学会に参加して旅費や登録料等を支出ずみである。また、年度当初は外注が混雑していないので、速やかに発注作業を実施する予定である。次年度に当該ソフトウェアを購入して全額使用予定である。
コンピュータ制御による矯正治療用予測模型の試作

コンピュータ制御による矯正治療用予測模型の試作を目的として,1.三次元形状計測装置の開発,2.予測模型のシミュレーションシステムの開発,3.三次元形状計測の臨床応用を行った.1.三次元形状計測装置の開発レーザー光を応用した工業デザインモデル計測装置を小型化し,口腔内石膏模型情報を高速,高精度に取得できる三次元形状計測装置を開発した.また,計測時の不可視領域を減少させるために,模型取り付け治具を改良し,レーザー光切断角度の異なる2種類の三次元点群データを入力,合成する方法を開発した.この結果,口唇口蓋裂症例のような上顎前歯部に極めて複雑な形状を有する模型についても高精度の入力が可能となった.2.予測模型のシミュレーションシステムの開発(1)システム開発:改良小型化された計測機を入力部として,画像処理装置,コントローラーのパーソナルコンピュータ,計測データから三次元画像生成と予測模型のシミュレーションを行うエンジニアリングワークステーションから構成されるシステムを開発した.(2)予測模型のシミュレーション:予測模型生成の各工程でルール化出来る部分の自動設計用データベースを開発し,個々の歯の自動排列アルゴリズムを構築した.すなわち,歯冠形態を代表平面に置き換えて予測する歯列弓ライン上に自動排列することにより,三次元的歯の移動の自動化と高速化が可能となった.また,外科矯正治療に必要とされる歯列弓全体の三次元的移動も可能となった.3.三次元形状計測の臨床応用口唇口蓋裂患者の上顎歯列弓拡大前後の口蓋容積,表面積,口蓋形態の変化様相について裂型別に比較検討した.また,顎変形症患者の外科的矯正治療に伴う臼歯部の前頭面変化様相について臨床的評価を行った.コンピュータ制御による矯正治療用予測模型の試作を目的として,1.三次元形状計測装置の開発,2.予測模型のシミュレーションシステムの開発,3.三次元形状計測の臨床応用を行った.1.三次元形状計測装置の開発レーザー光を応用した工業デザインモデル計測装置を小型化し,口腔内石膏模型情報を高速,高精度に取得できる三次元形状計測装置を開発した.また,計測時の不可視領域を減少させるために,模型取り付け治具を改良し,レーザー光切断角度の異なる2種類の三次元点群データを入力,合成する方法を開発した.この結果,口唇口蓋裂症例のような上顎前歯部に極めて複雑な形状を有する模型についても高精度の入力が可能となった.2.予測模型のシミュレーションシステムの開発(1)システム開発:改良小型化された計測機を入力部として,画像処理装置,コントローラーのパーソナルコンピュータ,計測データから三次元画像生成と予測模型のシミュレーションを行うエンジニアリングワークステーションから構成されるシステムを開発した.(2)予測模型のシミュレーション:予測模型生成の各工程でルール化出来る部分の自動設計用データベースを開発し,個々の歯の自動排列アルゴリズムを構築した.すなわち,歯冠形態を代表平面に置き換えて予測する歯列弓ライン上に自動排列することにより,三次元的歯の移動の自動化と高速化が可能となった.また,外科矯正治療に必要とされる歯列弓全体の三次元的移動も可能となった.3.三次元形状計測の臨床応用口唇口蓋裂患者の上顎歯列弓拡大前後の口蓋容積,表面積,口蓋形態の変化様相について裂型別に比較検討した.また,顎変形症患者の外科的矯正治療に伴う臼歯部の前頭面変化様相について臨床的評価を行った.1.(株)ユニスンですでに開発されている工業デザインモデル計測装置の小型化を図った。加えて、前歯歯頸部等のレーザー光不可視領域をカバーするために、模型を乗せる駆動部が90度回転する測定部を開発し、歯列模型入力データの高精度化を図った。2.改良小型化された計測装置を入力部として、画像処理装置、コントローラーのパーソナルコンピューターと計測データから曲面定義を行うポストプロセツサ-のエンジニアリングワークステーションから構成されるシステムを開発し、咬合模型を三次元画像として表示させた。さらに、画像表示されたデータに従来から試行している予測模型作成のための角度情報、距離情報、歯列弓形態情報を与え、画像上で個々の歯を移動する予測模型のコンピューターシミュレーションを可能とした。また、本コンピューターシミュレーションを外科的矯正治療を必要とする顎変形症患者に応用し、上下顎別々に排列した歯列弓を画像上で咬合させるコンピューターサージェリーを可能とした。3.口蓋表面積、口腔内容積の三次元計測ならびに任意の指定断面位置のワイヤーフレームモデル表示による口蓋形態、側方歯群の頬舌側歯軸傾斜算出プログラムを作成した。これらの医療情報プログラムを用いて、片側性口唇口蓋裂患者の上顎歯列弓拡大前後の口蓋形態の三次元変化様相ならびに顎変形症患者の外科手術に伴う口腔内容積の変化を検討し、治療前後の臨床評価を行った。1.非接触三次元形状計測装置の開発,改良顎態模型形状計測における不可視領域を減少させるために,模型を乗せる取り付け治具を回転させ,レーザー光切断角度の異なる二種類の三次元点群データファイルを作製し,前歯部データと臼歯部データを一つのファイルに合成する方法を開発した.その結果,前歯部オーバーハング部のデータ入力が可能となり,口唇口蓋裂症例のような上顎前歯部に極めて複雑な形状を有する顎態模型の三次元画像表示を可能とした.2.予測模型シミュレーションソフトの開発従来,ハンドワークにより作成されている予測模型のコンピュータシミュレーションを図るために,ルール化出来る部分の自動設計用データベースを開発し,個々の歯の自動排列アルゴリズムを構築した.すなわち,大量の点群データを操作性良く取り扱うために,個々の歯の歯冠形態を代表平面に置き換えて自動排列することにより,三次元的歯の移動の自動化と高速化が可能となった.

この結果,同一症例で複数の治療計画に基づく予測模型のシミュレーション画像も短時間で作成され,本システムの臨床的有用性が示唆された.3.三次元形状計測システムの臨床応用片側性および両側性口唇裂口蓋裂患者の上顎歯列弓拡大前後の口蓋面積,口蓋容積,口蓋形態の三次元変化様相について比較検討し,裂型別の差異を明らかにした.また,顎変形症患者の外科的矯正治療に伴う臼歯部の前頭面変化様相について臨床的評価を行った.
説得力を高める国語科学習指導の実践的研究～ビジュアルツールと意見交流活動を核に～

1研究目的多文化共生の社会では,説得力のある意見が求められる。そこで,自らの意見を吟味して説得力を高めることができる生徒の育成のために,学習指導要領の「意見形成」に関する指導事項に重点を置いた単元を開発する。また併せて自分の意見を組み立てるためのビジュアルツールと,意見交流活動での生徒相互のモニタリングの有用性を検証する。2研究方法文学的作品(小説)を読み,「課題に対する意見をもつ段階」と「意見を吟味し説得力を高める段階」を連携させ,「話すこと・聞くこと」に関わる言語活動を含んだ各学年8時間程度の単元を開発する。問題解決ボックスやマンダラマップなどのビジュアルツールを使ったワークシートを作成して「意見形成」を促す。また問答型の意見交流活動をタブレットPCで録画し,それをもとに意見の変容や妥当性を分析する。そして,「意見形成」及び説得力に関する意識の変容等を映像・表現物・テスト・事前事後アンケートの結果で検証する。3研究成果各学年8時間の単元を開発した。第1学年ではピラミッドチャートを使って『少年の日の思い出』(ヘルマン・ヘッセ)を読み,登場人物へのインタビュー記事を書いた。第2学年では問題解決ボックスを使って『走れメロス』(太宰治)を読み,主題に迫るポスターセッションを行った。第3学年ではマンダラマップを使って『故郷』を読み,結末の表現に込められた作者の意図をふまえ書評を書いた。ビジュアルツールを使うと比較・関連付け・順序付けなど,自分の思考の流れが可視化でき,生徒は自分の意見を比較的容易にまとめることができていた。欠落した部分も明確になるので,意見の説得力を高める一助となった。また,意見交流会をタブレットPCで撮影して,自分の意見を分析することは評価の即時性もあり生徒の学習意欲を喚起した。生徒の意見の変容の過程やアンケート結果から,文章を読み意見をもつことへの苦手意識の解消,意見交流することの意義の理解,意見の説得力を高める方法の習得について成果が見られた。
生態リスク評価の緻密化と環境識別問題に対するベイズ的接近

我々は環境問題に現れる数理的な問題を解決するための統計的方法について研究した。具体的なテーマは、生態リスク評価、汚染発生源解析、太陽放射エネルギー、土砂災害、化学物質に対する細胞応答であった。生態リスク評価については、急性毒性から慢性毒性を推定する方法を提案した。汚染発生源解析については、室蘭港底質のPCB汚染の発生源について検討した。太陽放射エネルギー、土砂災害、化学物質に対する細胞応答については、現象に対応する統計モデルを開発した。生態リスク評価については、急性毒性(半数影響濃度、EC50)と慢性毒性(無影響濃度、NOEC)の関数関係について検討した。最も合理的な生態リスク評価方法であるEPAFの計算には種の感受性を使うが、種の感受性は慢性毒性データに基づき同定される。しかし、慢性毒性データの取得にはかなりのコストが掛かる。コストを削減する方策として、相対的にコストの安い急性毒性データの利用が考えられる。実際、急性毒性から慢性毒性を予測する方法は既に実用化されている。ただし、予測方式として従来は急性慢性毒性比が利用されてきた。この予測方式は急性毒性と慢性毒性の比例関係を前提にしている。そこで、藻類、ミジンコ、および魚類の様々な化学物質に対する急性毒性と慢性毒性のデータを用いて、前提の妥当性について調べた。その結果、藻類、ミジンコ、魚類の何れでも、両毒性間に比例関係は認められなかった。化学物質を難分解性と良分解性に分けても同様の結論であった。そして、両毒性間のより合理的な関係は、対数線形関係であるのが分かった。発生源解析については、本来的には識別不能な未確認発生源に関する推論を可能にするため開発したベイズ的方法の精度向上について検討した。従来は事前分布として一様分布を仮定していたため、真値が小さいと推定値は過大になり、逆に真値が大きいと推定値は過小になるという系統的な偏りが生じていた。この系統的な偏りを減少させるため、推定された事後分布を事前分布として使用し再度推定する経験ベイズ的方法について考察した。方向統計学については、理論的考察を行い、特に分布理論を展開する一方で、環境、海洋、地震といった分野への応用について検討した。生態リスク評価については、最も合理的な評価方法と言える期待影響割合(EPAF)のベイズ推定法を提案し、その使用を推奨してきた。ただし、EPAFを使用するためには種の感受性分布を同定する必要があり、そのためには種毎の慢性毒性データが必要であるが、慢性毒性の評価には多くのコストが掛かる。そこで、評価コストが比較的安価な急性毒性から慢性毒性を推定する方法について検討してきた。今年度は昨年度に引き続き、藻類、ミジンコ、魚類を対象に、化学物質に対する急性毒性と慢性毒性の関数関係について検討し、両者の対数線形関係を確認できたため、論文化した。今回の検討で特徴的だったのが魚類に関するデータの少なさである。それでも魚類については監視化学物質に対する法的要請があるため最低限のデータを確保できたが、他の脊椎動物についてはコストの問題からデータを確保するのは容易でないのが実情である。そこで、脊椎動物の毒性データを安価に取得するため、神経毒に着目し、化学物質に対する神経細胞の電気的応答をモデル化しようと考えている。発生源解析については、時間情報を組み入れた場合、季節変動の影響を受けるのが分かった。それ故、時空間情報を組み入れると、時空間季節変動モデルが必要になるが、広領域を対象にした場合、計算量が膨大となり、実行が困難になる。そこで、この問題を緩和するため、ベイズ型クリギングについて検討した。方向統計学については、角度を含むデータの統計的モデリングと環境データへの応用、およびマレーシアにおける地すべりのリスク評価手法の研究を行った。生態リスク評価については、期待影響割合のベイズ推定法を提案し、その使用を推奨してきた。そして、提案した方法を使用する際に問題となる感受性分布の同定に必要な慢性毒性データの不足を補うため、急性毒性から慢性毒性を推定する方法を提案した。発生源解析については、数学的に識別不能とされる環境汚染に対する未知発生源の寄与率を推定可能にするベイズ的方法を提案し、その有用性を示すと共に、適用範囲を拡大するため時空間情報等の補助情報の利用拡大について検討した。今年度は室蘭港底質のPCB汚染の発生源について検討し、成果を国際学会および国際雑誌に発表した。方向統計学については、環境データの中で特に角度データのモデル化に焦点を当てて研究を行った。説明変数に角度データを含む場合の多変量回帰モデルにおいて、外れ値もしくはモデルに強い影響を与えるデータ検出のための統計的診断法を開発した。理論を太陽放射エネルギー測定データに応用してデータ解析するとともにシミュレーションにより理論の検討を行った。また、土砂災害の軽減を目指して、斜面崩壊時刻を予測するための時系列モデルおよびロジスティック回帰モデルについて研究した。毒性の基礎研究については、毒性をもたらす化学物質に対する細胞応答のモデル化を試みた。具体的には、リガンド依存イオンチャネル等に代表される化学物質レセプターを入力として引き起こされる細胞興奮の能動性を、細胞内イオンによる電気的特性に着目し、等価回路による解析を行った。この成果は、化学物質に対する細胞応答の電気物理的モデルの提案であり、電気的解析手法の導入による数値的アプローチの基盤となると期待できる。

汚染発生源解析については、室蘭港底質のPCB汚染の発生源について検討した。太陽放射エネルギー、土砂災害、化学物質に対する細胞応答については、現象に対応する統計モデルを開発した。生態リスク評価については、急性毒性から慢性毒性を推定する問題が一段落し、毒性を安価に評価する目的から化学物質に対する神経細胞の電気的応答のモデル化に着手した。電気応答モデルに関しては、細胞外から流入するイオンとそれによって構成される電気的領域によって電気的能動性を示すモデルを構築し、論文発表を行った。この電気的能動性のモデルからネットワークが構築された時の同期動作のモデル化が可能になる。発生源解析については、時空間モデルに関する検討が順調に進展している。方向統計学については、角度を含むデータの統計的モデリングと環境データへの応用について研究の結果、ディスク内の非対称分布を提案した論文が多変量統計学の専門誌のJMVA誌に掲載された。データの構造としては、緯度・経度のような球面上の位置とそれに伴う線形量(たとえば放射線量や地震の強度)データを扱えるものとなっている。統計科学生態リスク評価については、電気応答モデルの開発に注力する。これまでの研究により、神経細胞単体でのモデル化および神経ネットワークのモデルを、主にイオン流入、流出と電気領域により示すことができたが、さらにこれに関わる化学物質、特に細胞エネルギー代謝に関わるATP, c-AMP等に及ぼす毒性物質の影響について検討を行う。発生源解析については、広領域を対象にしても時空間季節変動モデルの実行可能性を確保できるベイズモデルを開発する。方向統計学については、方向統計学の観点によるリスク評価の研究を引き続き推進する。さらに、地すべりのリスク評価手法の開発を進める。生態リスク評価については、本年度の目的であった、急性毒性と慢性毒性の関数関係を特定できた。慢性毒性に関する観測誤差を含むデータと予測誤差を含む予測値が混在した状況下で種の感受性を同定する方法についても考察を実施した。発生源解析については、本年度の目的であった、バイアスを低減させる事前分布の開発について考察を実施した。時間情報を組み入れたベイズ的方法については、方法の開発までは至らなかったが、遅れていたデータの取得を年度内に完了できたので、問題ないと考えている。方向統計学については、想定以上に進展し、十分な業績をあげている。研究分担者を追加したこともあり、翌年度分と併せて有効に利用しようと考えたため。生態リスク評価については、研究協力者による生態毒性試験に関わる生物統計手法の標準化が遅れており、進展に影響が出る可能性がある。遅れのために研究代表者に余力が生じた場合は、余力を他の研究者から協力を依頼されている別の環境統計分析に振り向ける考えである。発生源解析については、研究協力者の組織化が更に進んでおり、目的達成に向け順調な進展が期待できる。
早期食道癌全周性切除後狭窄に対する予防法の開発

本研究は、早期食道癌に対し、より低侵襲治療を目指す消化器内視鏡治療分野、とくに広範囲粘膜切除術において、しばしば問題となる術後食道狭窄の予防をキチン含有微生物由来バイオマテリアルシートを用いて行うという試みである。本研究では、生体ブタモデルを用いた広範囲食道粘膜切除による狭窄モデルの開発に成功、また、生体ブタ皮下移植モデルによるキチン含有微生物由来バイオマテリアルシートの有効性を確認した。消化管での検討では、シートがずれたり、破れたりと潰瘍部にとどまらせることが困難であり、現在、原材料の改良など、さらなる工夫・改良を行っている。我が国において食道がんは5対1の割合で男性に多く、その死亡率(人口10万対)は1980年から2001年の約20年間に男性で7.8から14.7へと88%増加、女性も2.1から2.6へと24%増加し、悪性新生物の死亡率ではそれぞれ第6位と第13位に位置する。また、食道は解剖学的に他の消化器臓器と異なり漿膜を有していないことから、食道がんがん周囲に浸潤しやすく、またリンパ節転移も多く全体として予後不良な疾患である。近年、早期食道がんにおいて積極的に内視鏡的粘膜下層剥離術(ESD)による治療を行い、研究代表者は、現在までに約150例を施行している。その中には、外科的切除(手術)による肉体的負担から、内視鏡的切除の相対適応病変も多数含まれるが、広範囲病変の内視鏡治療においては食道の管腔が狭いことから生じる術後狭窄の問題が残されている。そこで、低侵襲治療である内視鏡治療の利点を活かすため、何らかの術後狭窄の予防に関する新たなアプローチが必要であると考え、早期食道がん全周性切除後狭窄に対する新規予防法の開発を目的として研究を実施した。ブタの背部の皮膚を2ヶ所剥離し、一方には傷を保護するために透明シートのみを貼り、もう一方には酵母由来キチン含有多糖シートを貼ってそのうえに透明シートを貼って治癒過程を経過観察した。酵母由来キチン含有多糖シートを貼ったものは張らないものよりも周囲の腫脹は少なく、治癒過程も早い傾向にあった。消化管での検討ではシートと同成分薬液を内視鏡的に作成した胃潰瘍に局注したところ、1週間後では局注した方が治癒傾向にあったが、2週間後での観察では局注していない方が治癒傾向にあった。また、生体ブタに内視鏡下に半周の潰瘍を作成すると、ヒトと同様に2週間後には食道狭窄が認められた。早期食道癌の内視鏡治療において、広範囲病変の内視鏡治療においては食道の管腔が狭いことから生じる術後狭窄の問題が残されている。そのような場合、術後狭窄予防のため内視鏡治療後、週1から2回の頻度で、数か月にわたり内視鏡的バルーン拡張術を行っている。低侵襲治療である内視鏡治療の利点を活かすため、何らかの術後狭窄の予防に関する新たなアプローチが必要であると考えられる。本研究では、全身麻酔を施行したミニブタの食道に全周性の仮想病変を想定した。内視鏡的粘膜下層剥離術の型通り、食道壁は非常に薄いため、術中穿孔予防のため粘膜下層に生理食塩水で希釈したヒアルロン酸ナトリウムを局注し、十分に筋層との距離を確保した後、フラッシュナイフ^<TM>等の電気メスを用いて食道粘膜を切開、直接粘膜下層を視認しながらそのまま粘膜下層の剥離、仮想病変の切除を行い、筋層表面が露出した人工潰瘍を作成、その後、約2週間で食道は完全に狭窄することで食道狭窄病変モデルを作成した。また、マウスの皮膚欠損モデル、生体ブタの皮膚欠損モデルにおける皮下移植実験において、キチン含有微生物由来バイオマテリアルシートは従来用いられていたシートよりも、その創傷治癒期間が短く有効であると考えられた。現在、消化管潰瘍部における検討を行っているが、シートがずれたり、破れたりと潰瘍部にとどまらせることが予想以上に困難であり、現在、原材料ならびに形状の改良など、シートの工夫・改良を行っている。
状況モデル構築のための英文理解促進アプリケーション開発と評価

本研究は、マルチメディアを用いた外国語としての英語教育の効果を最大化することを目的とし、文字、音声両方における英語テキストの意味理解を促進するために開発したアプリケーション(2次元/3次元アニメーションを用いた語彙学習アプリケーションと、解答時間制限機能が付いた語彙学習アプリケーション)が、実際に利用者のリーディングやリスニング活動を通した英語テキスト理解を促進するかについて、研究期間中様々な設定の元で実証的に検証を行ってきた。結果としては、1)イメージを用いた語彙学習アプリケーションは、語彙学習そのものを促進するだけでなく、学習した語彙を含むリーディング、リスニング両方のテキスト理解を促進するが、イメージのマルチメディア化による差異(2次元アニメーションと3次元アニメーション)は見られなかった。また、2)英単語の意味想起の自動化を補助する時間制限機能付き語彙学習アプリケーションは、単語の意味想起の自動化を促進するだけでなく、学習した単語を含むリーディングのテキスト理解も促進することが分かった。これらの研究成果は国内外の学会で発表し、また研究論文として公表することができた。実際の教育利用を想定した上での教材開発と効果検証を行った結果、マルチメディアの言語教育が持つ意義を再度認識させることが出来たという意味で、本研究は成功であったと判断することが出来る。今年度は、3年計画の初年度ということもあり、本研究の基盤になる項目、即ち「外国語学習の効果を意味理解の観点から検証する」点に焦点を絞って研究を行った。その理由として、心理学の観点からは文章(意味)理解の研究が多く行われているが(但し殆どが母国語を対象)、外国語教育の観点からは殆ど行われていないため、研究者が想定する教育的効果を心理学の指標で測定できるのかを見極める必要があったからである。具体的には、コンピュータのメリットを活用した、立体画像や動画を用いた学習教材と、従来の媒体である紙の上でも再現可能な、平面図を用いた学習教材(内容は前者と全く同一)を利用した学習者が、その後のリーディング活動による文章理解において内容理解の深さに差があるかについて、Kintsch & van Dijk(1983)の「状況モデル(Situation Model)」の枠組みを用いて実験を行った。結果としては、両者に統計的な差はなく、現時点では図のマルチメディア化による意味理解の深化を認めるところには至っていない。しかし研究デザイン、被験者の確保、意味の深化の度合いを測るリーディング教材に改善の余地があるため、23年度の研究においても、この研究は継続する必要があると思われる。しかし今年度の基礎研究を通し、今後の研究に対する課題が見つかった。今回実験を通して意味の深化を段階的に測定するために「状況モデル」の枠組みをそのまま用いたが、理論をそのまま利用すると、「意味理解」の定義が限定され、かつその検証方法も限られてしまい、本研究の可能性を自ら狭めてしまうことが判明した。そのため23年度からは(本研究のタイトルに「状況モデル」とあるが)「意味理解をより深める」という本研究の原点に立ち返り、意味をより深く理解するための外国語としての英語学習教材を、今後の主要な学習ツールとなるiPodやスマートフォン用に開発し、その学習効果を検証していく所存である。23年度は、3年計画である本研究の最も重要な年と位置付け、実際に教材を開発し、その学習効果に対する検証を試みた。その研究成果は国際学会での発表、および海外のジャーナルへの投稿という形でその意義を世に問うことができた。なお海外ジャーナルへの論文は現在修正版を提出したところであり、23年度の業績として記すことができないが、遅くとも24年度中の発刊が予定されている。今年度は、語彙学習およびテキスト理解を深化すると想定されるマルチメディア機能の1つである、「反応時間制限機能」に着目した。いくつかのマルチメディア英語教材にはすでに反応時間、すなわち提示された質問に対する解答を出すまでの時間を調節できる機能がついているが、この機能がテキスト理解にどのような役割を果たすか、そして実際に効果があるかは全くと言っていいほど検証されてこなかったため、本研究では実際にその機能を備えた語彙学習ソフトウェアを作成し、その語彙学習への効果、およびその語彙を含むテキスト理解への効果を検証することにした。この機能が外国語学習に有効である根拠として言語情報処理の「自動化」を挙げることができる。

例えば読みという行為は、提示されたテキストの解読と、内容理解という処理を同時並行的に行われるものであるが、特に外国語の場合は、語彙の解読により多くの時間と認知資源が用いられるため理解に使える資源が減少する結果、テキスト理解が困難になるとされる。この問題を解決するには、言語情報の解読を自動化させることで認知資源を出来るだけ理解処理にトレードオフすることが重要である。今回のアプリケーションの特徴である「反応時間制限機能」は自動化を促進し、テキスト理解を促進するという仮説を立て、検証を行った。その結果、「反応時間制限機能」を持つアプリケーションを利用した学習者は、学習した語彙数、その反応時間、そしてその語彙を含むテキストの理解が全て、それを利用しなかった学習者よりも向上することが判明した。この結果により、我々の立てた仮説が正しいことを立証することが出来た。24年度は本研究の最終年度であるため、今まで行ってきた研究開発を客観的に評価することを主目的とし、学会発表や論文の形で発表することに重きを置いた。その結果3つの国際学会にて発表を行うことができ、そのうち2つの学会ではプロシーディングも執筆した。更に本研究に基づく論文が、ケンブリッジ出版から発行されている国際論文誌にて掲載されるに至った。本研究の新規性は、単にモバイル端末を利用した学習という点だけではなく、テクノロジーが与えるインパクトを「テキスト理解」という目的を達成するためにいかに利用されるべきかに注目した点にあるが、この観点は外国語教育におけるテクノロジー利用の語彙学習について主流となっている考え(語彙は付随的に学ばれるべき)と対立するものであった。つまり本研究は、語彙を明示的に、つまり語彙の意味を理解することを主目的として学習し、その成果を(学習した語彙が含まれる)テキスト理解の深度によって検証しようと試みていたが、本年度に行った研究発表及び論文を通して、本研究の新規性がある程度認められ、学習効果があると評価されたと考えている。語彙を明示的に学習することは、日本では非常に頻繁に行われる方法であるのだが、世界的には決して多くの賛同を得られるものではなかった。本研究は、これを「本流から逸脱した方法」として否定し放棄するのではなく、日本という、英語を日常の生活で多く触れる機会がない状況において英語を学習する効果的方法とみなし、その状況でのテクノロジーの有効性を検証してきた。この3年間の研究実践に基づく研究論文発表によって、その意義はまだ十分とは言えないが、認知されたものと考える。今後も外国語教育とテクノロジーの関係を、単なる先行研究の受け売りではなく、日本での学習環境の特性を考慮した上で検証し、具体的な研究開発・実践を行っていく所存である。英語学習用iPodアプリケーションを開発し、それを用いた学習効果実験の結果、語彙学習を促進するだけでなく、文章理解も促進することが明らかとり、その結果を学会での発表、及び国際ジャーナルへの投稿という形で具現化することができたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。