hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
事前知識と視覚知覚　（Ｐｒｉｏｒｓ　ａｎｄ　ｖｉｓｕａｌ　ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ）

我々が受け取る視覚情報は多くの場合曖昧で不確かである。有力な学説によると、我々は既存の知識を使って感覚証拠の曖昧さを解消している。この科研費課題は、ベイズ推定を考察し、視覚情報処理における事前知識(Priors)の脳内メカニズムの解明を目指した。機能的MRI、数理分析、及び行動実験においては、物体の動きが遅い場合に事前知識を使用するという結果を得た。また、事前知識によって物体の位置関係が効率よく脳に伝達されることで被験者の課題成績が向上するという仕組みも調べた。さらに、被験者は事前知識と感覚証拠を統合して意思決定を行っているわけではなく、2つを切り替えている、という発見も得ることが出来た。1.当該課題に従事する研究者を採用。2.行動実験を行い、心理物理実験で被験者に提示するバイアスの選択肢を選別した。"choicemodel(選択モデル)"を実験データに当てはめた結果、被験者はエラーを出した後には、選択肢を変更する傾向があった。しかしこれは、"irrational"(不合理的)な選択であり、課題に対する正解率は低くなった。我々は、この意思決定過程のおける修正・変更という行為は、間違いを起こした後の修正・変更は通常正しいという、ヒトが過去の経験から得たある種のprior(事前知識)であると考える。その後、fMRIのパイロット実験を行い、選択肢を分析した。3.行動実験とfMRI実験から得られた速度に関する事前知識のデータを解析。これらの実験では、視覚刺激のコントラストを落とし、刺激が提示される速度/頻度を変えてみた。その結果、ヒトは実際の速度/刺激頻度を反映する選択肢から、事前知識から予測されるより可能性の高い選択肢へと知覚をシフトする、という人間の行動では周知の結果が得られた。その後のデコーディング及びボクセルポピュレーション分析では、これらの事前知識(priors)に対する反応は、感覚刺激に対する神経反応が表れる大脳皮質の同じエリアである初期視覚野で表れることがわかった。4.上記の結果を論文マニュスクリプトとして取りまとめた。26年度が最終年度であるため、記入しない。神経科学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定通りに行動実験、fMRI実験を行い、データ解析へと進むことが出来た。当初計画通りに、.H24年度に引き続き行動実験とfMRI測定のデータを集積・分析するとともに、後半からは速度弁別課題(speed discrimination task)の行動実験のテストを開始する。前期の実験及び解析が順調に進んだため、下半期では専任の研究員を一旦プロジェクトから退いてもらった。その為次年度への当該(繰越)助成金が生じた。次年度は、当該助成金と合わせた予算の大半は前期の実験計画等に必要である専任研究員の人件費に充当するとともに、解析ソフト及びコンピュータの購入にも充当する予定である。
中性子線用イメ-ジインテシファイヤの開発

中性子ラジオグラフィのための高解像力のイメ-ジインテンシファイア(以下I.I.と略)の開発のために、I.I.の構造、製造法に関して種々の検討を行ない、試作したI.I.についてその光電特性を評価した。具体的にはI.I.の構造として、大口径で画像歪みの少ない近接型又は電磁収束型とした。この結果光電面を平面にでき、入射側の面板製作が容易なものとなった。また入力側は中性子コンバ-タ膜であるGd_2O_3/ZnSと光電膜であるSb蒸着膜の二層構造とし、出力側はZnS蛍光膜を使用した。I.I.の製法として従来とは異なる方法を開発した。即ち真空排気装置に、光電面側の面板部分と真空キャップの付いた排気チップと蛍光面板および仮焼成した低融点ガラスをシ-ル面に塗布した本体部分を分離して装着する。Sbを所定の厚さに光電面側の面板に蒸着した後、両者を加熱して接触し低融点ガラスで真空封着を行なう。次に別の高真空排気装置にこのI.I.を排気チップを用いて取り付け、装置を真空に引いた状態で排気チップよりキャップを除去し、I.I.全体をベ-キングを行なう。この排気チップよりアルカリ蒸気を送りこみ、光電面の活性化を行なった後、排気チップを封じ切る。この方法により蒸着したSbを大気に曝すことなく活性化処理が行なえるため感度が低下せず、またI.I.内部がアルカリ金属で被覆されるため、ゲッタ効果により放出ガスによる感度低下が少ない利点がある。更にこの方法は近接型、電磁収束型の両者に適用でき、また合金化のための温度制御が容易である。今後試作したI.I.を中性子ラジオグラフィ照射場において動作させ、中性子/光変換増倍感度、解像力、ガンマ線効果、感度の経時変化などの特性評価を行なう。
特殊な臨床例に着目した統合失調症の病態研究

GLO1にフレームシフトを持った統合失調症を同定し、終末糖化産物(Advanced Glycation End-products ; AGEs)の蓄積とビタミンB6の枯渇を認めた。この特殊例を一般症例に敷衍すべく、統合失調症45例、対照61例の末梢血でAGEsを計測し、患者の46.7%で有意なAGEs(pentosidine)の蓄積(カルボニルストレス)を認めた(χ2=28.69, df=1, P<0.0001, Odds比=25.81)(Arai et al. Arch Gen Psychiatry 2010、読売新聞6月8日)。患者ではAGEs抑制効果を持つビタミンB6が有意に低下しており(χ2=25.90, df=1, P<0.0001, Odds比=10.58)、補充療法による治療の可能性が示唆され(特願2007-214047、薬事日報2008年12月8日、日経産業新聞2008年12月8日)、ピリドキサミンを用いたカルボニルストレス性統合失調症への医師主導治験を実施した(臨床試験登録UMIN000006398)。1000床以上の精神科病床を有する都立松沢病院の敷地内に研究施設が立地する利点を生かし、同病院の豊富な症例から多発家系や染色体異常の症例を収集してきた実績がある。それらの稀な症例における比較的大きな機能変化をもたらす変異/遺伝子の同定に引き続き、培養細胞・モデル動物を用いた変異/遺伝子の機能解析を行う。in vitroで解明された機能変化で明らかとなった病態を死後脳や患者の臨床情報に基づくin vivo studyへと発展させる。研究は、(1)染色体異常の収集と解析、(2)多発家系の収集と有望な遺伝子の解析、(3)同定された遺伝子の機能解析と病態についての検討、(4)遺伝子変異による生体への影響の解析、(5)モデル動物による研究、(6)統合失調症全般での検討、(7)死後脳研究、(8)バイオマーカー・診断法・治療薬の検討、の手順で進めてゆく。なお、研究の進め方として、(1)、(2)で同定された遺伝子によって(3)から(10)の優先順位は異なり、実際には混在して進行する。モデル動物関連で実績のある理化学研究所・東海大学と豊富な臨床サンプルをもつ松沢病院と協力体制を組み、遺伝子研究だけに軸足をおくのではなく,生化学実験,培養実験,死後脳研究といった複数の研究ストラテジーから研究成果を相互に検証する工夫をしている。本研究のテーマは、特殊な臨床例に着目し、大きな遺伝子効果による著しい病態をクローズアップし、その病態変化をプロトタイプとして、一般症例まで敷衍することである。この趣旨に基づき、染色体転座から報告者が独自に同定したDISC-Mの解析を行った。20年度にはyeast two-hybrid法で7つのbindingpartnerを同定し、それらがneurodevelopmentに影響することを明らかにした。21年度は本研究のテーマを支持するrare variant-commondisease仮説に基づいてDISCMのresequenceを行った。対象は統合失調症500例、双極性障害400例を含む約1400名のDNAを用いた。その結果、11箇所に既知のSNPsを同定し、新規な変異(minor allele frequency, MAF<0.01)およびSNPsを26箇所に同定した。2ヶ所はミスセンス変異であった。興味深いことに、ミスセンス変異を持った2症例は、それぞれ双極性障害で精神病症状を持った非定型な病像を呈していた。こうした稀な変異は比較的大きいオッズ比をもつ大きな遺伝子効果を持つ可能性が示唆された。DISC-Mのノックアウトマウスを用いて水迷路試験を行ったところ、野生型に比べ有意に標的に到着する潜時が長く、学習・記憶が障害されている可能性が示唆された。統合失調症45例、対照61例の末梢血で終末糖化産物(Advanced Glycation End-products;AGEs)を計測し、患者の46.7%で有意なAGEs(pentosidine)の蓄積(カルボニルストレス)を認めた(χ2=28.69,df=1,P<0.0001,0dds比=25.81)(Arai et al.Arch Gen Psychiatry 2010、読売新聞6月8日)。

患者ではAGEs除去系酵素glyoxalasel(GL01)で50%活性低下をもたらすフレームシフト変異や16%活性低下を伴うGlu111Ala多型のAlaホモ接合体を複数認めた。また、患者ではAGEs抑制効果を持つビタミンB6が有意に低下しており(χ2=25.90,df=1,P<0.0001,0dds比=10.58)、補充療法による治療の可能性が示唆された(特願2007-214047、薬事日報2008年12月8日、日経産業新聞2008年12月8日)。本年度は45例とは独立した統合失調症304例と新しい対照119例を用いてAGEsを検討し、患者群で有意なAGEsの蓄積(P<0.0001)とビタミンB6の低下(P<0.0001)が再現された(未発表)。GL01に活性低下を伴う変異が関連したが(χ2=7.72,df=1,P=0.005,0dds比=5.63)、変異を持つ症例は9%に過ぎずない。カルボニルストレス性統合失調症の91%はGL01代謝系以外の要因の関与が示唆された。そこで、カルボニル消去系分子であるesRAGE(Receptor for AGEs)を検討したところ、統合失調症で対照より有意な低下を認めた(χ2=16.33,df=1,P<0.0001,0dds比=6.33)(精神神経学会2010)。カルボニルストレスの治療可能性について検討するために、重症度との関連を解析した。外来症例は入院症例より有意にpentosidine濃度が低かった(P=0.006)。縦断追跡が行おれた入院患者10例のうち退院した5例では全例が退院後にpentosidineが低下し(P=0.008)GLO1活性が上昇していたが(P=0.04)、退院できなかった症例ではこうした変化は認められなかった(精神神経学会2011)。抗精神病薬の影響を除外するために初発未服薬の症例でAGEsを検討してきた結果、21歳の男性で前駆期症状を認めるARMS(At Risk Mental State)症例でカットオフ値を大きく上回るpentosidine上昇(>100ng/ml)を認めた。この症例は精神療法とマイナートランキライザーの投与後、PANSSに有意な改善を認め(P=0.001)、カルボニルストレスが消失した(<55.2ng/ml)(Arai et al. Psychiat Clin Neurosci 2011)。AGEsの低下と症状改善の関連が示唆された。そこで昨年度、AGEs抑制作用を持つ活性型ビタミンB6(pyridoxamine:国内未承認)を用いた第1相試験を行い1800mg/dayで有効血中濃度(AUCO-24>46μg-hr/mL)に到達し、有害事象も認めなかった。そこで、今年度は松沢病院入院中の10例を対象に医師主導治験を開始した(Medical Tribune Pro11月2日、11月14日)。精神科での医師主導治験は初めてであり、未承認薬の医師主導治験は全科を通じて日本初の試みである。
イオン液体中の無限希釈溶質の物性測定と分子シミュレーション法の開発

新たに提案した希釈法の基づく無限希釈活量係数の測定方法は、高粘度液体中の高圧力域においても使用可能である。イオン液体中の無極性あるいは弱極性溶質のヘンリー定数は、溶質の二重結合の数が増加すると減少した。この現象は、イオン液体特有のものであり、分離に利用できる。先ず、研究計画通り高粘性アルコールを使ってデータの健全性を検証した。その結果、若干の改良を加えた。その後、下記の系についてヘンリー定数の測定をおこない良好な結果を得た。これらデータは、新規なものでイオン液体のアニオンおよびカチオンの種類の違いによる溶解度への影響を検討する貴重なデータとなる。分子シミュレーションに関しては、無限希釈活量係数の相関を目的として剛体鎖状分子についての状態式、化学ポテンシャルのシミュレーションを行った。この結果は、剛体鎖状分子を基準にした摂動法として発展できる。下記の系についてヘンリー定数の測定をおこない良好な結果を得た。これらデータは、新規なものでイオン液体のアニオンの種類の違いによる溶解度への影響を検討する貴重なデータとなる。
重力沈降する球形および非球形慣性粒子の非等方乱流クラスタリング機構の解明

本研究では,雲粒子の乱流クラスタリングによって気象レーダ観測における反射強度が増加する効果を,乱流の直接数値シミュレーション(Direct Numerical Simulation, DNS)により定量的に明らかにし,対流雲中のような高レイノルズ数乱流場に適用可能な乱流クラスタリングモデルを構築することを目的としている.本研究の乱流クラスタリングモデルとは,乱流中における粒子の数密度変動のスペクトル密度関数モデルである.今年度は,前年度に実施した大規模3次元DNSデータに基づき,重力沈降する液滴(球形慣性粒子)について,複数粒径の雲粒が混在している場合の乱流クラスタリングモデルの構築に取り組んだ.具体的には,大規模DNSにより得られた,一様等方性乱流中を運動するラグランジアン粒子の数密度変動スペクトルについて,2粒径間のクロススペクトルのコヒーレンスを用いてモデル化した.さらに,2粒径間での重力沈降速度の違いによるクラスタリング強度の低下の影響をモデルに組み込むことに成功した.さらに,構築したモデルを高解像度雲シミュレーションデータに適用し,幅広い粒径分布をもつ積雲でのレーダ反射強度に及ぼす乱流クラスタリングの影響を定量的に示すに至った.本成果についての査読論文が,気象分野の主要国際誌Atmospheric Chemistry and Physicsに掲載された.また,重力沈降速度が大きい場合の非等方乱流クラスタリングの形成機構解明への取り組みを加速するため,Aix-Marseille大学(フランス)との共同研究を開始した.また,氷粒子(非球形粒子)の非等方乱流クラスタリングの特性と形成機構の解析に関し,DNSコードに実装する非球形粒子の運動の計算手法について主要論文の主著者とのディスカッションを行うなど,解析の準備に着手した.今年度には,幅広い粒径分布をもつ実際の雲でのレーダ反射強度を推定する際に必要不可欠となる,複数粒径の雲粒が混在している場合の乱流クラスタリングモデルについて,異なる粒径間での重力沈降速度差の影響を反映したモデルを構築し,査読論文1報の掲載および国際会議発表2件を行うに至った.また,重力沈降する球形粒子の非等方乱流クラスタリングの形成機構の解明のため,粒子数密度のマルチスケール特性の高速解析手法の導入のため,Aix-Marseille大学(フランス)との共同研究を開始した.特に,重力沈降する粒子の乱流クラスタリングに特有のカーテン状クラスタの形成において重要となる,大スケール渦に対する粒子数密度の応答について重要な進展が得られた.また,氷粒子(非球形粒子)の非等方乱流クラスタリングの特性と形成機構の解析の準備にも着手した.以上のように,順調に研究が進展し,論文発表等の研究成果が得られていることから,進捗状況区分を「(2)おおむね順調に進展している。」とした.重力沈降する球形粒子の非等方乱流クラスタリングの形成機構の解明について,マルチスケールでの空間データ解析に優れるウェーブレット法等を導入し,クラスタリング形成に寄与する特徴的スケールの同定を行う.特に,重力沈降する慣性粒子に特有のカーテン状クラスタの形成において重要な役割を果たす,大スケール渦に対する粒子数密度の応答メカニズムを明らかにする.また,氷粒子(非球形粒子)の非等方乱流クラスタリングの特性と形成機構の解析を行う.非球形粒子については,雲乱流のような高レイノルズ数乱流中における乱流クラスタリングに関する知見が極めて少ない.また,非球形粒子では,粒子方位によって重力沈降速度が変わるため,ストークス数が小さくてもカーテン状クラスタが形成される可能性がある一方,不規則な運動によりクラスタリングが弱まる可能性がある.そこで,DNSコードに非球形粒子の運動の計算手法を実装し,粒子方位を考慮した乱流クラスタリングの解析を行う.本研究では,気象レーダ観測において,雲粒子の乱流クラスタリングによって雲のレーダ反射強度が増加する効果を,乱流の直接数値シミュレーション(Direct Numerical Simulation, DNS)により定量的に明らかにし,この効果を対流雲中のような高レイノルズ数乱流場に適用可能な乱流クラスタリングモデルを構築することを目的としている.本研究の乱流クラスタリングモデルとは,乱流中における粒子の数密度変動のスペクトル密度関数モデルである.平成29年度は,粒子の分散を伴う高レイノルズ数乱流場の大規模3次元DNSを実施することにより,重力沈降する液滴(球形慣性粒子)の非等方乱流クラスタリングの形成機構の解明,および複数粒径の雲粒が混在している場合の2粒径間の乱流クラスタリングのマルチスケール相関特性の解明に取り組んだ.具体的には,大規模DNSを実行し,一様等方性乱流中において重力沈降しながら運動するラグランジアン粒子の乱流クラスタリングデータを取得した.本DNSデータを用いて,水平および垂直方向の数密度変動のスペクトル密度関数を算出した.その結果,ストークス数が1より大きい粒子では,重力沈降によって非等方的な乱流クラスタリングが現れること,およびその乱流レイノルズ数依存性が定量的に明らかになった.また,2粒径間の乱流クラスタリングのマルチスケール相関特性について,粒子数密度変動間のクロススペクトルのコヒーレンスを評価し,波数に対する指数関数的な減衰傾向と粒径組み合わせ依存性を明らかにした.本結果は,幅広い粒径分布をもつ実際の雲でのレーダ反射強度を推定する際に,単一粒径に対する乱流クラスタリングモデルを複数粒径が混在する場合に適用することを可能とする重要な成果である.平成29年度には,重力沈降する液滴(球形粒子)の非等方乱流クラスタリングの形成機構を明らかにし,乱流クラスタリングモデルを構築する計画であった.

そのため,重力沈降する粒子を伴う3次元高レイノルズ数乱流場の大規模DNSを実施し,非等方乱流クラスタリングデータを取得した.なお,粒子分布の大規模データを解析するためのスペクトル密度関数算出プログラムの高速化に時間を要しているため,非等方乱流クラスタリングモデルの開発には至っていない.これは,ラグランジアン的な粒子の分布データに対しては既存の高速フーリエ変換手法を適用できないためであり,上記プログラムの高速化に時間を要することは,当初計画の想定の範囲内である.一方で,幅広い粒径分布をもつ実際の雲でのレーダ反射強度を推定する際に必要不可欠となる,複数粒径の雲粒が混在している場合の乱流クラスタリングの影響について並行して解析を行った.その結果,乱流レイノルズ数が204の乱流場の大規模DNSにより得られた粒子分布データを用いて,数密度変動のクロススペクトルのマルチスケール特性を解明するに至った.以上のように,当初計画の想定の範囲内で研究が進展していることから,進捗状況区分を「(2)おおむね順調に進展している。」とした.本研究では,雲粒子の乱流クラスタリングによって気象レーダ観測における反射強度が増加する効果を,乱流の直接数値シミュレーション(Direct Numerical Simulation, DNS)により定量的に明らかにし,対流雲中のような高レイノルズ数乱流場に適用可能な乱流クラスタリングモデルを構築することを目的としている.本研究の乱流クラスタリングモデルとは,乱流中における粒子の数密度変動のスペクトル密度関数モデルである.今年度は,前年度に実施した大規模3次元DNSデータに基づき,重力沈降する液滴(球形慣性粒子)について,複数粒径の雲粒が混在している場合の乱流クラスタリングモデルの構築に取り組んだ.具体的には,大規模DNSにより得られた,一様等方性乱流中を運動するラグランジアン粒子の数密度変動スペクトルについて,2粒径間のクロススペクトルのコヒーレンスを用いてモデル化した.さらに,2粒径間での重力沈降速度の違いによるクラスタリング強度の低下の影響をモデルに組み込むことに成功した.さらに,構築したモデルを高解像度雲シミュレーションデータに適用し,幅広い粒径分布をもつ積雲でのレーダ反射強度に及ぼす乱流クラスタリングの影響を定量的に示すに至った.本成果についての査読論文が,気象分野の主要国際誌Atmospheric Chemistry and Physicsに掲載された.また,重力沈降速度が大きい場合の非等方乱流クラスタリングの形成機構解明への取り組みを加速するため,Aix-Marseille大学(フランス)との共同研究を開始した.また,氷粒子(非球形粒子)の非等方乱流クラスタリングの特性と形成機構の解析に関し,DNSコードに実装する非球形粒子の運動の計算手法について主要論文の主著者とのディスカッションを行うなど,解析の準備に着手した.今年度には,幅広い粒径分布をもつ実際の雲でのレーダ反射強度を推定する際に必要不可欠となる,複数粒径の雲粒が混在している場合の乱流クラスタリングモデルについて,異なる粒径間での重力沈降速度差の影響を反映したモデルを構築し,査読論文1報の掲載および国際会議発表2件を行うに至った.
硫黄元素の特性を活かした光学活性有機リン化合物の合成展開

置換する官能基により性質が大きく異なる有機リン化合物は、ルイス塩基、ブレンステッド酸、生理活性物質の機能性素子として、近年、開発が進められている。本研究では、硫黄元素の特性(α効果と3p軌道によるアニオン安定化効果)を活かしたキラル有機リン化合物の新規効率構築法を確立する。開発した新規効率合成論を駆使し、生理活性物質の合成、新規高機能性有機リン触媒の創製と応用を行う。本研究は、硫黄元素に着目したキラルリン化合物の合成法を模索するもので、学術的な興味のみならず、新触媒、生理活性物質の効率的な生産という実用的なインパクトも期待できる。
網膜疾患に対する血液網膜関門のGLUT1を介した抗酸化物質輸送の意義

抗酸化物質であるvitamin C(ascorbic acid, AA)の網膜への供給機構解明は、網膜の酸化的ストレス保護、さらに網膜疾患の予防および治療において重要である。本研究は、酸化型vitamin C(dehydroascorbic acid, DHAA)の網膜移行性を血液網膜関門(BRB)に存在するヘキソース輸送担体であるGLUT1が担っていることを証明し、糖尿病状態におけるDHAAの網膜への輸送能の変動について解明することを目的とした。ラット網膜へのvitamin C輸送解析は^<14>CラベルしたAAおよびDHAAを用いてintegration plot法で解析した。糖尿病モデルラットはstreptozotocin(STZ,45mg/kg, iv)を投与して作製した。血液から網膜へのBRBを介した透過クリアランスは、[^<14>C]DHAAが[^<14>C]AAと比較して38倍高い値を示した。脳への血液脳関門を介した[^<14>C]DHAAの透過クリアランスは、網膜と同様に[^<14>C]AAよりも38倍高い値を示した。高速液体クロマトグラフィー解析から、網膜に取り込まれたDHAAは主にAAに変換されて存在することが示唆された。STZを投与したラットは、コントロールラットの血中グルコース濃度が7mMであったのに対し、25mMに上昇し、体重は約1/3であった。STZラットにおける[^<14>C]DHAAの網膜への透過クリアランスはコントロールに比べて31%低下した。網膜からtotal RNAを抽出してGLUT1 mRNAを定量した結果、STZラットとコントロールラット間で大きな違いは示されなかった。以上の結果から、網膜へのvitamin Cの供給はBRBに発現しているGLUT1を介してDHAAとして輸送されることが明らかとなった。さらに、糖尿病時にはGLUT1の基質であるグルコース濃度が上昇することから、網膜へのDHAA輸送能が低下し、網膜内vitamin C濃度が減少する可能性が示された。
サファイア加工基板側壁を成長起点とした半極性｛２０－２－１｝面ＧａＮ基板の作製

本研究では、サファイア加工基板(PSS)を使い、光デバイスやパワーデバイスに有望な、大口径・高品質の半極性{20-2-1}自立GaN基板の成長技術の研究に取り組んだ。{20-2-1}GaNは窒化処理を施した{22-43} PSSのc面近傍側壁から成長したが、再現性に課題が残った。{20-2-1}GaN自立基板は、{22-43}面PSSに成長した{20-21}GaN基板の裏面上に成長することで実現した。{20-2-1}GaNは、成長に伴う転位密度の低減が{20-21}GaNに比べて速い特徴があることが新しく見出された。以上のように、半極性{20-2-1}自立GaN基板の作製技術を確立した。本研究目的はサファイア基板全面に高品質半極性{20-2-1}面GaNを成長させ、自立{20-2-1}面GaN基板を得る結晶成長技術を確立することである。本年度は特注品となる{22-43}面サファイア基板に基板表面と平行な面として{20-21}面GaNを成長させる実験を中心に行った。最初に{22-43}面サファイア基板表面にストライプ状のトレンチを形成し、次にそのトレンチのc面近傍側壁からc面GaNをMOVPEを使って成長させ、{20-21}面GaNを得た。GaNの{20-21}面がサファイア基板の表面と平行であることはX線回折で確認した。次に、この{20-21}面GaNテンプレート上にHVPE成長により厚膜成長を行った。最初はヒロックの発生等によりHVPE成長したGaNの表面は荒れた面となり、クラックの発生により厚膜GaNのHVPE成長は非常に困難であった。このヒロック及びクラックの発生の抑制にはSiO2マスクを使った横方向選択成長(ELO:Epitaxial Lateral Overgrowth)が有効であることを見出し、現在では自発分離した2インチ弱の直径の厚膜GaNの作製が可能になっている。自発分離したGaN厚膜は連携する企業で研磨して頂き、表面平坦性の良好なGaN基板を得ている(RMS:0.24nm@5 μm×5 μm)。本研究目的はサファイア基板全面に高品質半極性{20-2-1}面GaNを成長させ、{20-2-1}面自立GaN基板を得る結晶成長技術を開発することである。本年度は{22-43}面サファイア基板を使い、サファイア基板表面と平行な面として{20-2-1}面GaNを成長させる実験を開始した。最初に{22-43}面サファイア基板表面にc軸と直交する方向にストライプ状のトレンチを形成した。次にそのトレンチのc面近傍側壁から、窒化処理を導入することで、-c面GaNをMOVPEにより成長した。この時、サファイア基板表面と平行な面として{20-2-1}面GaNが成長している。成長したGaNの{20-2-1}面がサファイア基板の表面と平行であることはX線回折で確認した。しかしながら、GaN結晶中に基底面積層欠陥(BSF:Basal plane Stacking Fault)を多く含み、更に成長時間を増やしても結晶品質が{20-21}面GaNに比べて大きく劣る結果となった。そこで、実績のある{20-21}面GaNテンプレートを作製し、その上にSiO2マスクを使った横方向選択成長(ELO:Epitaxial Lateral Overgrowth)を応用したHVPE成長を実施し、{20-21}面自立GaN基板を作製した。{20-21}面GaN基板の裏面は{20-2-1}面であるので、その{20-2-1}面GaN上にHVPEによる厚膜成長を実施した。その結果、転位密度、積層欠陥密度の低減に関して{20-21}面とは異なる興味深い結果を得た。本研究の目的はサファイア基板全面に高品質半極性{20-2-1}面GaNを成長させ、{20-2-1}面自立GaN基板を得る結晶成長技術を開発することである。研究実施計画に従い、{20-2-1}面GaNの成長を以下の工程順で検討した。{22-43}面サファイア基板表面にc軸と直交する方向にストライプ状のトレンチを形成(工程1)。トレンチのc面近傍側壁を窒化(工程2)。窒化したサファイアのc面近傍側壁から-c面GaNを成長(工程3)。{20-2-1}面GaNをサファイア基板全面に成長(工程4)。昨年度までに、{20-2-1}面GaNがサファイア基板上に成長できたことはX線回折で確認した。しかしながら、結晶品質が{20-21}面GaNに比べて劣る結果となった。本年度は工程2及び3を省略し、トレンチのc面近傍側壁より低温バッファ層を介して+c面GaNを成長することで、サファイア基板表面に{

20-21}面GaNを成長した(工程5)。次に、HVPEによる厚膜成長及び研磨加工を実施して{20-21}面自立GaN基板を作製した(工程6)。更に、{20-21}面GaN基板の裏面[{20-2-1}面]上にHVPEによる厚膜成長を実施した(工程7)。HVPEの成長条件は、研究室の標準条件を使い、主に転位密度と基底面積層欠陥(BSF:Basal Stacking Fault)密度を評価した。その結果、{20-2-1}面GaNの転位密度の減少速度は{20-21}面GaNに比べて非常に大きく、c面GaNの転位密度の減少速度とほぼ同程度であることを初めて見出し、c面自立GaN基板と同程度の低転位密度化を達成した。一方、BSFに関しては{20-21}面GaNと同程度存在し、成長膜厚の増加とともに減少はしなかった。このように、課題は残しているものの、研究目的であるサファイア基板と同じ面積の半極性{20-2-1}面自立GaN基板を得る結晶成長技術を確立することができた。本研究では、サファイア加工基板(PSS)を使い、光デバイスやパワーデバイスに有望な、大口径・高品質の半極性{20-2-1}自立GaN基板の成長技術の研究に取り組んだ。{20-2-1}GaNは窒化処理を施した{22-43} PSSのc面近傍側壁から成長したが、再現性に課題が残った。{20-2-1}GaN自立基板は、{22-43}面PSSに成長した{20-21}GaN基板の裏面上に成長することで実現した。{20-2-1}GaNは、成長に伴う転位密度の低減が{20-21}GaNに比べて速い特徴があることが新しく見出された。以上のように、半極性{20-2-1}自立GaN基板の作製技術を確立した。{22-43}面サファイア基板へのトレンチ加工(フォトリソグラフィとドライエッチング技術)、c面近傍側壁を含んだサファイア基板の窒化処理の検討、窒化処理後の-c面GaN成長(MOVPE成長)を計画通り実施した。{22-43}面サファイア加工基板の窒化処理をすることにより、当初の目論見通りに-c面GaNが成長を始め、{20-2-1}面GaNがサファイア基板の表面と平行な面として成長することを実験的に確認した。しかしながら、当初危惧していたように、-c面GaNの成長過程でBSFが多数発生し、結晶性を著しく劣化させることが分かった。そこで、当初の実験計画にも記載していたように、研究の方向としては{20-21}面自立GaN基板を作製し、裏面である{20-2-1}面GaNの成長を中心に検討することに方針を変更した。{20-21}面GaNテンプレート上の厚膜GaN成長(HVPE成長)、自発分離した厚膜GaNの研磨加工(外注加工)の検討を実施し、研磨加工ではCMP(化学機械研磨:Chemical Mechanical Polishing)まで行った。{20-21}面GaNと{20-2-1}面GaN上へのHVPE成長を行い、転位密度及びBSF密度の減少に関して比較評価を行った。
ＳＬＥ様から強皮症様へ症状がスイッチするＧＶＨ病動物モデルのメカニズム解析

移植片対宿主病(GVH病)は骨髄移植の主要な合併症である。慢性GVH病は、罹患臓器が全身に渡り、全身性エリテマトーデス(SLE)、全身性強皮症といった自己免疫疾患に類似の臨床像を取る。様々な要因が症状に関与するが、本研究では、宿主(ホスト)側の環境がどのように症状に影響するのかを検討した。正常B6マウスをホストに用いた場合は抗DNA抗体産生や糸球体腎炎を特徴とするSLE型の慢性GVH病が誘導されるのに対し、CD28シグナル欠損マウスを用いた場合、激しい皮膚の炎症や体重減少が起こった。この症状の変化はホストの制御性T細胞の数やサイトカイン産生パターンの変化が要因であることが明らかとなった。骨髄移植は白血病や再生不良性貧血などの治療として行われる。しかし、合併症である移植片対宿主病(GVHD)は、依然として大きな問題でありその克服が期待されている。特に、慢性GVH病(chronic GVHD : cGVHD)のメカニズムは未だ不明な点が多く残されている。当該研究ではbm12マウスリンパ球をB6に移入するcGVHDモデルにおいて、ホストに正常B6マウスを用いた場合はSLE型のcGVHDが誘導されるのに対し、CD28シグナル欠損マウスをホストに用いた場合、激しい皮膚の炎症や体重減少を示すことについて解析を行った。病理所見から、全身性強皮症(systemic scleroderma : SSc)と類似した皮膚や内部臓器の線維化が認められた。病態転換の責任細胞を明らかにするため、B6マウスリンパ球からCD4+、CD8+、NK1.1+細胞をそれぞれ除去し、B6.CD28シグナル欠損マウスに移入し、その後、cGVHDを誘導した。その結果、CD4+ T細胞のCD28シグナル欠損がSSc型cGVHDの発症に起因していた。さらにCD4+ T細胞の中でもTreg.を含んだCD4+ T細胞分画を移入したCD28シグナル欠損ホストで皮膚病変の発症が認められなかった。一方で、それらのホストマウスはSLE型cGVHDを発症した。これらのことから、ホストTreg.の欠損がSLE型cGVHDをSSc型cGVHDに転換させたことが示された。また、Treg.をCD28シグナル欠損ホストに移入するとSLE型に症状が戻るが、Treg.を移入した作用が見られるまでには数日を要することが分かった。以上より、SLE型の症状になるためにはTreg.が存在する環境が一定期間必要であることが明らかとなった。骨髄移植の副作用として移植片対宿主(GVH)病が最も懸念される。免疫抑制剤などの改良により急性GVH病はかなり抑制できるようになっている。しかし、慢性GVH病の発症頻度は大きく改善されておらず、その症状も様々である。我々はこれまでホストの環境がGVH病の症状に及ぼす影響を検討し、その結果、T細胞の活性化に重要なCD28補助シグナルが伝達されないマウス(B6.CD28TM-Tg)をホストとして慢性GVH病モデルに使用したところ、症状が全身性エリテマトーデス(SLE)様から強皮症(SCL)様へスイッチすることを見つけた。本研究では、「スイッチした症状の正確な把握」、「エフェクターT細胞の機能」、「症状変化における補助シグナルの役割」、「制御性T細胞の分布や機能」、を明らかにすること、この疾患モデルにおけるT細胞の活性化を可視化することを目標として研究を推進してきた。本年度は研究計画に沿って、GVH誘導マウスの組織状態の検証を行い、B6.CD28TM-Tgホスト群では、皮膚のみならず消化器系臓器の上皮、肝臓など実質臓器においてもコラーゲンが沈着・蓄積し線維化が進行していることが明らかとなった。野生型B6ホスト群では、DNAに対する抗体(自己抗体)の産生とこれら複合体の腎臓への沈着が見られたが、CD28TM-Tgホスト群は自己抗体の産生は低い一方で、腎臓にはIgG1クラスのみの免疫複合体の沈着が見られた。ドナーCD4+T細胞のサイトカイン産生パターンを調べたところ、B6ホスト群と比較しCD28TM-Tgホスト群ではIL-4産生細胞の割合が高く、その一部は同時にIFN-γも産生していた。誘導時にCD28補助シグナルを阻害するCTLA4-Igを投与したところ、部分的にはSCL様症状の発症が抑制できることが分かった。研究期間内に明らかにすることとして、(1) GVH病誘導マウスの状況把握、(2)症状がSLE様からSCL様へスイッチした原因の究明(3) T細胞の活性化をlive imagingで検出可能なツールの作製、を行うこととした。

本年度は、(1)について、様々な組織標本を作製し、コラーゲンや免疫グロブリン複合体の沈着などを検討した。また、抗体が全く産生されないRAG2KOマウスの組織切片を作製し、SLE様、SCL様それぞれの症状を呈しているマウスより回収した血清で染色したところ、染色パターンが異なった。従って、ホスト環境の違いにより標的抗原がシフトしていることが示唆された。(2)については、B6.CD28TM-TgにB6由来の細胞を移入しGVH病を誘導することでSCL様症状の発症に関与する細胞サブセットを検討した。その結果、B6の脾臓細胞を戻すことによってSCL様症状の誘導が抑制できること、CD4+T細胞のうちCD25+細胞を除去して移入した場合のみSCL様症状が抑制されないことが明らかとなった。また、ドナーCD4+T細胞のサイトカイン産生を調べた結果、CD28TM-Tgホスト群ではB6ホスト群と比較しIL-4産生細胞の割合が高いことが明らかとなった。これらの結果から、ホスト内のCD4+CD25+細胞の有無や機能、及びドナーT細胞の分化や増殖が症状の変化に関与している可能性が明らかになりつつある。(3)については、松田道行教授(京都大学大学院生命科学研究科)がERKの一分子FRETプローブトランスジェニックマウスの作製に成功し、その成果が2012年に報告された。今後共同研究を行い、ホスト環境の違いがドナーCD4+T細胞の活性化にどのような影響を及ぼすのかを検討する。以上、本年度に予定していた実験は進行しており、おおむね目標は達成できている。これまでの結果から、SLE様症状からSCL様症状へのスイッチには、ホストマウスのCD4+CD25+T細胞の割合や機能が関与していることが明らかになってきている。活性化していないCD4+T細胞のうちCD25+T細胞の多くは制御性T細胞として知られている。そこで、制御性T細胞のマーカーとして知られているFoxp3の発現制御下でGFPを発現するマウスを使用し、CD28TM-Tgホスト群における制御性T細胞の分布を検討する。また、申請者の研究室ではCD28TM-Tg以外にCD28の細胞内領域に点変異を持つ変異CD28を発現するマウスを有している。これらのマウスの中に、制御性T細胞の割合が野生型マウスの半分程度のマウスがいる。このマウスを用いてGVH病の症状の推移を検討する。その他、関節リウマチの治療薬としても認可されているT細胞の活性化に重要なCD28補助シグナルを阻害するCTLA4-Igを投与すると、SCL様症状は部分的に抑制されるが、ドナーT細胞の分化や増殖を検討する。さらに、これまでの実験から、CD28TM-Tgホスト群ではドナーCD4+T細胞の中のIL-4産生細胞の割合が高いことが明らかとなってきており、IL-4に対する抗体でIL-4を中和した場合に症状が抑制できるかを検討する。松田道行教授(京都大学大学院生命科学研究科)との共同研究によりERKの一分子FRETトランスジェニックマウスをドナーあるいはホストに用い、ドナーおよびホストT細胞の活性化をin vivoでモニタリングし、症状との関係を明らかにする。該当なし
イスラーム都市における民衆組織と民衆運動に関する研究

イスラーム都市の内部ネットワークを民衆組織と民衆運動の面から解明しようとする本プロジェクトは、次のようなプログラムによって実行された。1.研究会・シンポシウムの開催a.「フェズのメディナと建築」「イスラム都市の街区・中央アジアの例」発表者:山田幸正、堀直(平成元年、6月、東京大学東洋文化研究所)b.「映像資料によるイスラーム都市比較研究の試み」発表者、小松久男(11月、私学共済組合敷島館)c.「アンカラの変容・共和国の首都への道」発表者、設楽國廣(12月、東洋文庫)d.「映像資料によるイスラーム都市比較研究の試み・2」発表者、小松久男、梅村坦シンポジウム「東トルキスタン都市の歴史的展開」発表者、片山章雄、白須浄真、沢田稔、真田安、梅村坦(私学共済組合しらさぎ荘)2.他の研究組織との共同研究清水が6月全体集会で「『市民』の概念と宗教運動・イランの例」を小松が12月のB班研究会で「中央アジア都市民のアイデンティティ変容」を発表3.用語インデックス作成のためのカード整理、アラビア語にかんするものを作成。4.文献目録の作成。アラビア語についての作業を行なった。5.都市の街区図の収集と整理。スキャナーにより、コンピューターに転送して画像処理のための準備作業を行なった。6.都市の街区、民衆組織についての映像資料の整理。本研究組織の代表者、分担者を中心に実施された海外調査「イスラーム都市における街区の実態と民衆組織にかんする比較研究」で得られた映像情報を整理して、他の地域との比較のため保管することにした。4.文献目録の作成。
非平衡系における変形を伴った自発運動：細胞運動とそのモデル系

鳥や魚などの生物集団で規則だった群れ運動が知られている。近年、このような自発運動する粒子(自走粒子)の群れ運動の中に普遍的な性質があると期待され、大きな注目を集めている。自走粒子の運動において変形は重要な変数となり得ることが指摘されており、細胞などの運動において変形と運動に大きな相関があることが実験的に確かめられている。そこで平成25年度は当初の研究計画を元に、変形しながら運動するモデル実験系の開発を進めた。また、粒子の変形の時間スケールが運動の時間スケールと同等であるとき、回転運動が起こり得る。変形がランダムであるとき、この非線形効果は粒子の運動方向変化率の履歴として表れる。そこで、運動方向変化率の相関時間に対する群れ運動の依存性を実験的に明らかにするため、平成25年度中に高い微小管濃度で運動アッセイを行った。形状に対する運動の依存性を調べるため、平成24年度に複雑形状のゲルを作る技術を開発した。この技術を用いて平成25年度に一部分に白金触媒をもつゲルを作成し、白金を触媒とする過酸化水素水の分解反応をエネルギー源とするゲルの自発運動を実現した。このとき粒子の非対称性や形状に応じて、直進運動や回転運動などが起こる。このように平成25年度中に粒子形状と運動がカップルしたモデル実験系の構築に成功した。運動方向変化率が有限の相関時間を持つときの群れ運動のモデル実験系として微小管とダイニンを用いた運動アッセイを行った。その結果、微小管の密度を上げた時に起こる群れ運動が、微小管の長さやダイニン密度に依存していることを発見した。現象論的数理モデルを用いて解析したところ、孤立した微小管の運動変化率の相関時間を用いて実験で観察された群れ運動を再現できることを確認した。このように、平成25年度中に運動方向変化率の相関時間が現実の群れ運動の重要なパラメータであることを実験的に明らかにした。(抄録なし)研究目標の達成のため、本年度は主に下記のような実験系及びモデルの構築を行った。・光によって駆動される液滴の開発表面張力に駆動される液滴運動を実験的・系統的に調べるためには、操作性の高い実験系が必要となる。そこで光を用いて動く液滴の実験系を現在構築中である。この系では実験のオン・オフが光により行うことが可能となり、エネルギー注入の強さを光の強さによって調整できるため、コントローラブルな実験系を作ることができる。これまでに私の研究により、液滴に一様に光を照射して温めると、移流と拡散の非線形カップリングにより臨界強度よりも強い光照射のもとで液滴が動くことが理論的に示されている。そこで赤に染色した水滴を油上に置き上部から緑色の光を照射する光学系を組み立てた。予備実験により照射光の強度が十分強い時液滴は直進性の高い運動を示すことがわかった。・エネルギー変分による現象論的な液滴運動のモデル構築運動する細胞や私の研究する液滴の運動などソフトマターで構成されたアクティブマターは一般に運動中に変形し、そしてその変形と運動は密接に関連付いている。そこで我々は現象論的に表面張力によって駆動される液滴に対してラグランジアンを定義し、その変分から液滴の運動方程式を導出した。このように導出されたモデル方程式を用いると多粒子の運動のシミュレーションを行なっても自然に個々の粒子の体積を保存することができる。ただしこのモデルをシミュレーションするには特殊な数値計算法が必要となるため、金沢大学長山教授、小俣教授らと共同で研究を行った。この数理モデルを用いて液滴の分裂・融合・衝突を再現し、実験との対応があることを示した。近年実験技術の発達や理論的な現象解析が進んできたため、このような自走粒子の集団運動の研究が盛んに行われている。特に、自走粒子の集団中の群れに転じる相転移現象が数理モデルにより発見され、集団運動の中に普遍的な性質があると期待され、基礎物理学的観点から大きな注目を集めている。ここで細胞など柔らかい自走粒子を考えた時、その形状は運動とともに変形する。自走粒子の運動において、変形は重要な変数となり得ることが指摘されており、細胞などの運動において変形と運動に大きな相関があることが実験的に確かめられている。そこで平成24年度は当初の研究計画を元に、変形しながら運動するモデル実験系の構築を行った。将来的には構築した系を用い、変形する自走粒子の集団運動に潜む普遍則の探求を行う。モデル実験系の構築の第一歩としてソフトマターで形作られた容易に制御できる自走粒子を作製している。制御を容易にするためにエネルギー源として赤外線を用いる。光をエネルギー源とするとエネルギーの注入量を用意に制御できるため、広いパラメータで実験可能となり、転移現象など普遍的な側面の探索が容易となる。粒子としては赤外線を吸収するマイクロゲルを用いる。24年度中にマイクロ流路を用いて粒子の大量生成に成功した。23年度中に液滴を用いてほぼ同様の系で液滴運動が起こることを確認しており、25年度中に上記のマイクロゲルを用いて自走粒子系の構築する予定である。23年度中に用いた液滴系だと同じ大きさの液滴を作ることは困難であるが、ゲルだと同じ大きさのゲルを作れ、再現性が高い実験系となる。変形に対する運動の依存性を調べるために、任意のゲル形状を作る技術の構築も行った。

この技術はほぼ完成しており、作成したゲルの自走を試みている。また、将来の集団運動に関する実験を見越して、変形などの遅い変数を持った自走粒子の集団運動に対する数理モデルを構築し、その群れ運動への転移挙動を解析している。鳥や魚などの生物集団で規則だった群れ運動が知られている。近年、このような自発運動する粒子(自走粒子)の群れ運動の中に普遍的な性質があると期待され、大きな注目を集めている。自走粒子の運動において変形は重要な変数となり得ることが指摘されており、細胞などの運動において変形と運動に大きな相関があることが実験的に確かめられている。そこで平成25年度は当初の研究計画を元に、変形しながら運動するモデル実験系の開発を進めた。また、粒子の変形の時間スケールが運動の時間スケールと同等であるとき、回転運動が起こり得る。変形がランダムであるとき、この非線形効果は粒子の運動方向変化率の履歴として表れる。そこで、運動方向変化率の相関時間に対する群れ運動の依存性を実験的に明らかにするため、平成25年度中に高い微小管濃度で運動アッセイを行った。形状に対する運動の依存性を調べるため、平成24年度に複雑形状のゲルを作る技術を開発した。この技術を用いて平成25年度に一部分に白金触媒をもつゲルを作成し、白金を触媒とする過酸化水素水の分解反応をエネルギー源とするゲルの自発運動を実現した。このとき粒子の非対称性や形状に応じて、直進運動や回転運動などが起こる。このように平成25年度中に粒子形状と運動がカップルしたモデル実験系の構築に成功した。運動方向変化率が有限の相関時間を持つときの群れ運動のモデル実験系として微小管とダイニンを用いた運動アッセイを行った。その結果、微小管の密度を上げた時に起こる群れ運動が、微小管の長さやダイニン密度に依存していることを発見した。現象論的数理モデルを用いて解析したところ、孤立した微小管の運動変化率の相関時間を用いて実験で観察された群れ運動を再現できることを確認した。このように、平成25年度中に運動方向変化率の相関時間が現実の群れ運動の重要なパラメータであることを実験的に明らかにした。研究計画に記した実験系の構築は順調に進み、予備的であるものの運動を取り出すことに成功している。また、液滴運動のモデル構築も成功し、計画書通りに進んでいる。さらに得られた結果を下に集団運動についてのモデルづくりにも成功し、研究結果がNature誌に掲載された。以上の理由により、23年度の研究は計画以上に進展していると言える。研究計画では単一の変形する自走粒子に関する研究を行う予定であったが、現在そのような粒子に対するモデル実験系、数理モデルだけでなく、集団運動に関するモデルの構築・解析を行なっている。上にも述べたように近年自走粒子の集団運動に対する注目が基礎研究、応用研究ともに高まっている。本研究は研究計画に述べた研究目標の達成だけではなく、更に一歩先の研究につながり、またそれは大きなインパクトがあるものになると期待される。本研究課題の今後の方針としては基本的には研究計画の通りに行う予定である。まず光に駆動される液滴実験系を洗練させ、液滴運動中の変形と運動の関連性について詳細に調べる。特に液滴の大きさを正確に調整する方法の開発を行う。
「学校認知英文法」構築のための構文教授法の開発：認知言語学の観点から

日本語と英語は出来事のとらえ方が異なっており,それが構文にあらわれている。そこで本研究課題は,日本の中学・高等学校で学習する英語の構文について,特に,五文型,二重目的語構文,関係詞節,there構文に焦点を絞り,日本語を母語とする英語学習者の認知の特徴に沿った新たな教授法を構築した。本研究は,文法項目について,学習者に暗記を強いることのない,新たなアプローチを提案したという点で大変意義がある。本研究課題は,中学・高等学校の現場で教える英語教員が,(認知)言語学の理論的な知識を持たなくても活用することが可能な構文の教授法を開発するための基礎研究を行うことを目的としており,二重目的語,五文型,関係詞節,there構文を対象として研究を行う予定である。研究初年度である平成27年度は,二重目的語構文を対象として,認知言語学および第二言語習得論における先行研究について文献等を中心に調査してまとめた。また中学・高等学校の教科書および英文法の教科書において,当該項目がどのように取り扱われているか調査を行った。さらに日本語を母語とする学習者の英語使用の特徴を探るべく,学習者コーパスを使用して分析を行った。当初は事態把握に関する心理実験を行う予定であったが,パイロットスタディにおいて,言語使用者の描く事態の影響が大きすぎることが判明したため,統制されたトピックで算出されたコーパスを分析することで,事態把握の違いを明らかにすることにした。平成27年度は,英語母語話者,日本語を母語とする英語学習者,中国語を母語とする英語学習者という3つの集団を対象として,二重目的語構文の使用と母語の影響について分析を行った。その結果,日本語を母語とする英語学習者は,主題として導入された出来事の参与者について,二重目的語構文の目的語として言語化しない傾向が有意に観察され,それは学習者の母語である日本語の影響であることが明らかとなった。これらの結果に基づき,認知言語学のEnergy Flow Modelに基づいた教授法および教材の開発を行った。これらの教育効果については,平成28年度に検証実験を行う予定である。当初の計画通り,文献調査および教授法の開発が順調に進んでいるため,当該進捗状況を選択した。本研究課題は、中学校および高等学校の現場で英語を教える教員が、(認知)言語学の理論的な知識を持たなくても活用することが可能な、構文の教授法を開発するための基礎研究を行うことを目的としている。特に本研究では、中学・高等学校の英語の授業で必ず扱う、二重目的語構文、五文型、関係詞節、there構文を対象とし、日本人英語学習者と英語母語話者の違いを「出来事の捉え方の違い」という認知的な観点から体系的に研究し、教授法を開発するための基礎研究を行う。研究2年目である平成28年度は、平成27年度の研究成果を受けて、二重目的語構文に関する教授法を開発した。特に認知文法のエネルギー伝達モデル(Energy Flow Model)に基づいた教授法の開発を行った。平成28年度は、さらに、五文型と関係詞節に研究対象を広げた。日本語と英語の出来事の捉え方の違いが顕著に表れるのが、文型と関係詞節である。英語の出来事の捉え方を典型的に表している第3文型を中心に、5つの文型をどのように位置づけるかについて分析を行い、二重目的語構文で使用したエネルギー伝達モデル(Energy Flow Model)を用いて、五文型を教授する指導方法を開発した。さらに、関係詞節については、大規模学習者コーパスを用いて、日本語母語話者と英語母語話者の関係詞節の使用パターンについて分析を行った。さらに教授法開発に向けて、第3文型のモデルをベースに、関係詞節構文の図式化を行っている。これらの研究結果を受けて、平成29年度は、さらに関係詞節の図式を精緻化し、学習者に理解しやすい教授法へと改良を重ねる予定である。当初の年次計画通り、研究対象である二重目的語構文、関係詞節、五文型に関する研究が順調に進んでいるため。特に本研究では、中学・高等学校の英語の授業で必ず扱う、二重目的語構文、五文型、関係詞節、there構文を対象とし、日本人英語学習者と英語母語話者の違いを「出来事の捉え方の違い」という認知的な観点から体系的に研究し、教授法を開発するための基礎研究を行った。研究最終年度である平成29年度は、平成27年度および平成28年度の研究成果を受けて、五文型と関係代名詞節に関する教授法を開発した。五文型については、平成28年度の研究成果からさらに発展させ、英語の出来事の捉え方の観点から、5つの文型の相互関係を有機的につなぐネットワークモデルを構築した。その結果、現在、教育現場で教えられている第1文型から順番に教えるのではなく、第3文型、第4文型、第2文型、第5文型、第1文型の順番で教える方が、認知的な負荷が低くなることがわかった。さらに関係代名詞節は、「モノとモノの関係に着目する」という出来事の捉え方をする英語において、「モノ」である出来事の参与者に情報を追加する手段であると位置づけ図式化を行った。また、there構文は、英語であるにもかかわらず「場所と存在物の関係に着目する」という日本語の出来事の捉え方に近い捉え方をする構文である。