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戦後日本における就学費・子育て費をめぐる財政法制度構造に関する総合的研究

本年度は、研究成果の総括として、これまで解析を進めてきた教育費・子育て費をめぐる社会保障制度の日本型システムの特質をふまえ、そのもとで起きてきた特殊な教育法現象を分析の対象におき、その様相の解明を行った。分析結果ならびに学会発表等の研究活動ならびに研究成果刊行物は次のとおりである。第一に、日本型教育財政システムの下では、教育条件整備行政を通じた教育内容統制がすすめられ、この問題は教育法現象としては学習指導要領の法規性の有無をめぐる争いとして展開された。分析結果は、石井拓児「学習指導要領の性格をめぐる歴史的考察と教育法研究の課題」(『日本教育法学会年報』第47号、有斐閣、2018年4月、114-123頁)として示した。第二に、特殊な教育財政システムのもとでは、学校の自律性を強く拘束することとなり、ここに日本型福祉国家をめぐる学説的対立を生じさせてきた。分析結果は、石井拓児「教育財政ガバナンスの構造的変容と学校経営の自律性をめぐる理論的課題」(『日本教育経営学会紀要』第60号、第一法規、2018年5月、16-29頁)としてまとめた。第三に、大学財政・大学授業料分析を進め、とりわけ戦後日本における大学財政システムとして特別予算制度の成立過程とそのもとでの運用実態に着目、日本における大学自治・学問の自由をめぐる法制度論的問題状況を検証した。その研究成果は、民主主義科学者協会法律部会の総会にて「大学自治と財政」をテーマに学会発表を行い(招待)、その後、「新自由主義大学改革と大学財政システムの変容ー日本型大学財政システムの歴史的特質と問題点ー」としてまとめ、本論文は近く学術雑誌にて公刊される予定である。本年度は、世界各国における教育財政・福祉財政制度の実現形態について網羅的な把握をすめるための基礎的なデータベースセットの開発をすすめた。また現物給付・現金給付の各制度について、その類型的な把握につとめるとともに、日本における諸制度の特質について分析をすすめた。石井拓児「福祉国家における義務教育制度と学校づくりー「多様な教育機会確保法案」の制度論的・政策論的検討ー」(『日本教育政策学会年報』23、2016年7月、八月書館、28-43頁)、石井拓児「公教育財政制度の日本的特質と教育行政学研究の今日的課題ー教育における福祉国家論と内外事項区分論争を手がかりにー」(『日本教育行政学会創立50周年記念誌』2016年10月、教育開発研究所、23-36頁、査読有)、石井拓児「戦後日本における教育行政学研究と福祉国家論ー福祉国家教育財政研究序説ー」(『教育論叢』第60号、2017年3月、3-17頁)として発表した。あわせて二度の海外調査を通じ、米国ペンシルバニア州における公教育の無償性をめぐる歴史資料の収集をすすめた。今後、1920年代における公教育の無償性のための政策検討グループによる報告書を手がかりに、その思想的背景と制度設計の解明をすすめることになる。その一方、ペンシルバニア州では、2000年代以降、次第に公教育における保護者の私費負担が、全米のなかでも突出して高まってきていることに着目し、公教育の無償化原則がいかなる構造と仕組みによって解体させられてきたか、きわめて興味深い事例を提供している。この件に関しても、ペンシルバニア州立ハリスバーグ図書館所蔵の資料を収集した。当初の計画通りに作業がすすめられているが、米国の教育財政制度・福祉財政制度は、州によって細かな違いがあるため、いくつかの州をピックアップすることでさらに細かな制度研究を進める必要性が生じてきている。上記、ペンシルバニア州の制度事例は、立法化・政策化過程における制度検討資料が多数存在していることが判明したため、かなり細かな分析が可能な状態となっている。以上により、ここまでの進捗状況は、おおむね順調と判断した。本年度は、福祉国家類型論の学説史的展開を概括するとともに、日本の特殊な社会構造をその歴史性とともに明らかにする作業をおこなった。また、こうした特殊な社会構造と日本の教育行政・制度との関連性について考察するとともに、この特殊性ゆえに戦後日本の教育行政学研究にもたらされた理論的影響を究明し、今後の克服すべき理論的課題を提示した。その研究成果は、「戦後日本における教育行政学研究と福祉国家論ー福祉国家教育財政研究序説ー」(『教育論叢』第60号、2017年3月、3-17頁)として発表した。2017年10月の総選挙では、各政党がにわかに「教育無償化」を掲げ、その後、政府は公約実現のために「人生100年構想会議」を立ち上げ、本格的な政策検討をすすめている。こうした新しい社会状況、社会的要請に研究的に貢献するため、本年度の後半は、高等教育における教育無償化および若者・青年向けの社会保障の在り方を横断的に検討する作業を行った。各国共通の動向としての高等教育費をめぐるコストシェア(ジョンストン)の状況を俯瞰的にとらえつつ、青年向け社会保障(例えば交通や住宅)の在り方が深くかかわりながら、その制度形態には多様性がみられること、そして、青年向け社会保障制度が巨大な空白となっている日本において、コストシェア(すなわち教育費の私的負担)が拡大しつつあることを見出しつつある。また、海外では、コストシェアの問題状況をふまえ、高等教育の無償化に向けた本格的な政策検討が進められている地域や、立法化を準備しつつある国もある。

アメリカのカリフォルニア州では、「州立大学無償化法案(College for all act)」がすでに用意されているが、2018年3月には、同地を訪問し、関係者へのインタビューを行い、情報を収集した。世界各国で、教育無償化をめぐる具体的な動きがみられるようになってきたため、当初の研究計画通りとはなってはいないが、制度論的にはむしろ計画段階よりも現在の方が研究を進めやすい状況がひろがっており、おおむね順調に進展していると判断できる。本年度は、研究成果の総括として、これまで解析を進めてきた教育費・子育て費をめぐる社会保障制度の日本型システムの特質をふまえ、そのもとで起きてきた特殊な教育法現象を分析の対象におき、その様相の解明を行った。分析結果ならびに学会発表等の研究活動ならびに研究成果刊行物は次のとおりである。第一に、日本型教育財政システムの下では、教育条件整備行政を通じた教育内容統制がすすめられ、この問題は教育法現象としては学習指導要領の法規性の有無をめぐる争いとして展開された。分析結果は、石井拓児「学習指導要領の性格をめぐる歴史的考察と教育法研究の課題」(『日本教育法学会年報』第47号、有斐閣、2018年4月、114-123頁)として示した。第二に、特殊な教育財政システムのもとでは、学校の自律性を強く拘束することとなり、ここに日本型福祉国家をめぐる学説的対立を生じさせてきた。分析結果は、石井拓児「教育財政ガバナンスの構造的変容と学校経営の自律性をめぐる理論的課題」(『日本教育経営学会紀要』第60号、第一法規、2018年5月、16-29頁)としてまとめた。第三に、大学財政・大学授業料分析を進め、とりわけ戦後日本における大学財政システムとして特別予算制度の成立過程とそのもとでの運用実態に着目、日本における大学自治・学問の自由をめぐる法制度論的問題状況を検証した。その研究成果は、民主主義科学者協会法律部会の総会にて「大学自治と財政」をテーマに学会発表を行い(招待)、その後、「新自由主義大学改革と大学財政システムの変容ー日本型大学財政システムの歴史的特質と問題点ー」としてまとめ、本論文は近く学術雑誌にて公刊される予定である。全世界的規模での量的把握をすすめるため、アメリカ社会保障局(ボルチモア)への調査を計画する。データ収集のほか、データ集積担当者へのヒアリングを行い、制度解析のための基本的な観点(とりわけ制度概念)についてディスカッションをすすめ、今後の制度類型のための視座とする。初等中等教育段階に加え、高等教育段階における現金給付(奨学金、青年手当、青年住宅手当)と、現物給付(大学授業料の無償化、Student Housing)の仕組みにまで着目点を拡大させ、教育財政・福祉財政の制度検討をすすめる。アメリカでは、教育費無償化に向けて、さまざまな制度措置が講じられ、近年では「純授業料」という新しい概念も登場してきている。「純授業料」の算出方法は、きわめて難解で、これに関して活用しうる統計データを見いだせていない。海外の研究者との共同を通じ、この状況を早くとらえることが課題となっている。また、アメリカのいくつかの州では、大学授業料の無償化措置を講じていることから、それらの州における財政状況の検討をすすめつつ、その政策的背景を解明することが今後の課題である。
腸管上皮の自然免疫機能に関与する分泌型レクチンの機能解析

腸管上皮の自然免疫機能に関与しうる分子として見出したRegIVの機能を明らかにすることを目的として研究を行った。その結果、RegIVがマンナンなどの糖鎖に結合すること、さらにグラム陽性菌・陰性菌および真菌に対し、その増殖を抑制する作用を有することを見いだした。これらのことからRegIVは腸管上皮より分泌されるレクチンであり、幅広い微生物に対して抗菌作用を示して、感染防御や腸内フローラ制御に重要な役割を担っていることが示唆された。われわれが摂取する食品には、無数の抗原が含まれており、また病原性微生物が存在することもある。ここで自己と非自己の識別を行い、病原体の侵入を阻止して最前線のバリアとして機能しているのが腸管免疫システムである。このように腸管上皮は外部環境との接点として、体内最大とも言える免疫組織を形成している。獲得免疫と自然免疫が複雑に連携し合ったものがバリアとしての腸管免疫機能である。食品の安全性への関心が高まっている現在、腸管上皮細胞のバリア機能の解明はきわめて重要な課題である。申請者は自然免疫における腸管上皮の役割を解明する目的で、これに関与しうる分子としてヒト腸管上皮モデルであるCaco-2細胞より新奇分泌型レクチン(RegIV)を見いだした。RegIVは、甲殻類の自然免疫に関わる抗菌性C型レクチンと高い相同性を有しており、ヒト腸管腔において抗菌性を発揮している可能性がある。本研究は、自然免疫におけるRegIVの機能を明らかにすることを主たる目的として計画されたものである。本年度ではまず、RegIVの生化学的特性を明らかにすべく、組み換えタンパク質の発現を目指した。大腸菌による発現系を利用して検討したところ、組み換えRegIVの大量発現には成功したが、その大部分が不溶性画分に回収され、可溶化するには至らなかった。一方、動物細胞発現系を用い、COS-1細胞での発現を試みたところ、可溶性画分に目的タンパク質の発現を確認できた。今後、スケールアップすることにより大量に組み換えRegIVを取得する計画である。さらにin situ hybridization法により、腸管上皮におけるRegIV mRNA発現細胞を見いだした。今後、二重染色によりそれがどのような細胞であるか同定する計画である.われわれが摂取する食品には,無数の抗原が含まれており,また病原性微生物が存在することもある。ここで自己と非自己の識別を行い,病原体の侵入を阻止して最前線のバリアとして機能しているのが腸管免疫システムである。このように腸管上皮は外部環境との接点として,体内最大とも言える免疫組織を形成している。食品の安全性への関心が高まっている現在,腸管上皮細胞のバリア機能の解明はきわめて重要な課題である。申請者は自然免疫における腸管上皮の役割を解明する目的で,これに関与しうる分子としてヒト腸管上皮モデルであるCaco-2細胞より新奇分泌型レクチン(RegIV)を見いだした。RegIVは,甲殻類の自然免疫に関わる抗菌性C型レクチンと高い相同性を有しており,ヒト腸管腔において抗菌性を発揮している可能性がある。本年度においては,引き続きRegIVの生化学的特性の解析を行った。前年度構築した動物細胞発現系による組み換えタンパク質を用いて糖結合特異性を検討したところ,マンノース結合性を示唆する結果を得た。しかしながら,この系では得られるタンパク質が少なく,詳細な解析が困難であった。そこで前年度に構築した大腸菌発現系に改良を加えたところ,組み換えRegIVを可溶性タンパク質として大量に発現させること,さらにクロマトグラフィーにより精製RegIVを得ることに成功した。これを用いて糖結合特異性を検討したところ,RegIVがマンノース,マンナンへの結合性を有することを確認できた。このことから,RegIVは真菌などに存在するマンナンに結合することにより抗菌活性を発揮することが示唆された。次年度は,RegIVの微生物に対する抗菌活性を確認する計画である。

前年度までに、大腸菌による組み換えタンパク質を用いて糖結合特異性を詳細に検討し、マンナンへの結合性を有することを確認しており、RegIVは真菌などに存在するマンナンに結合することにより抗菌活性を発揮することが示唆されている。そこで本年度においては、RegIVの微生物に対する抗菌活性について検討した。具体的には、RegIVと各種微生物とを共存させて培養し、一定時間後に形成されたコロニーを計数することによって抗菌特性を解析した。その結果、組み換えRegIVがグラム陽性菌(Bacillus属)、グラム陰性菌(Escherichia属)、および真菌(Candida属)に対して抗菌性を示すことを初めて明らかにした。これらのことから腸管上皮より分泌されるレクチンであるRegIVは、幅広い微生物に対して抗菌作用を示し、感染防御や腸内フローラ制御に重要な役割を担っていることが示唆された。
高周波誘導加熱により誘起される炭素拡散反応を用いたチタンの表面改質法

本研究では,高周波誘導加熱技術を用いて,炭素微粒子を表面に固着させたチタン合金(Ti-6Al-4V)合金を急速に加熱・冷却することにより,高硬さを有する表面硬化層の形成を試みた.また,高周波誘導加熱処理を通じて,チタン合金の微視組織を変化させることにより,チタン合金の疲労強度の改善を試みると共に,処理材の疲労き裂進展挙動について,SEMを用いた詳細な連続観察を行った.その結果,以下の結論を得た.1.上記の方法により,最大硬さHV400(母材硬さ:HV310),厚さ50μmの硬化層が形成された.しかしながら,他の表面改質法と比較すると,本表面改質法により形成される表面硬化層厚さは極めて小であることから,処理条件の設定等について,今後の検討が必要である.2.高周波誘導焼き入れ処理(955°C2.3s,水冷)を施すことにより,チタン合金の疲労強度は28%(470MPa→600MPa)改善された.この疲労強度の改善は,繰り返し応力を負荷した際,焼き入れ時に生ずる残留β相に歪誘起マルテンサイト変態が生ずることに起因して,き裂の発生抵抗が大となるためと考えられる.3.高周波焼き入れを行ったチタン合金のき裂進展挙動について詳細に観察した結果,結晶粒界におけるき裂の屈曲および分岐が多数認められた.しかしながら,進展速度については必ずしも納入材との明瞭な相違は認められなかった.本研究では,高周波誘導加熱技術を用いて,炭素微粒子を表面に固着させたチタン合金(Ti-6Al-4V)合金を急速に加熱・冷却することにより,高硬さを有する表面硬化層の形成を試みた.また,高周波誘導加熱処理を通じて,チタン合金の微視組織を変化させることにより,チタン合金の疲労強度の改善を試みると共に,処理材の疲労き裂進展挙動について,SEMを用いた詳細な連続観察を行った.その結果,以下の結論を得た.1.上記の方法により,最大硬さHV400(母材硬さ:HV310),厚さ50μmの硬化層が形成された.しかしながら,他の表面改質法と比較すると,本表面改質法により形成される表面硬化層厚さは極めて小であることから,処理条件の設定等について,今後の検討が必要である.2.高周波誘導焼き入れ処理(955°C2.3s,水冷)を施すことにより,チタン合金の疲労強度は28%(470MPa→600MPa)改善された.この疲労強度の改善は,繰り返し応力を負荷した際,焼き入れ時に生ずる残留β相に歪誘起マルテンサイト変態が生ずることに起因して,き裂の発生抵抗が大となるためと考えられる.3.高周波焼き入れを行ったチタン合金のき裂進展挙動について詳細に観察した結果,結晶粒界におけるき裂の屈曲および分岐が多数認められた.しかしながら,進展速度については必ずしも納入材との明瞭な相違は認められなかった.
肺パスツレラの微生物モニタリング方法の検討

研究目的精度や再現性の高い動物実験をおこなうためには、実験動物の品質管理の1つである微生物モニタリングが大変重要である。しかし、モニタリング項目の1つである肺パスツレラ(Pasteurella pneumotropica : Pp)は通常のモニタリング方法ではモニターマウスでの摘発が困難であるため、Ppを摘発出来る微生物モニタリング方法を確立することを目的とした。研究方法熊本大学生命資源研究・支援センター動物資源開発研究施設内で飼育されている実験中のマウスから培養検査によりPp陽性マウスを摘発する。Pp陽性マウスのケージに、購入したSPF、4週齢、♀のCrj : ICRマウスを同居させ、Pp自然感染マウスを作成する。Pp自然感染マウスの培養検査をおこなってPpのマウス体内分布を調べる。Pp自然感染マウス飼育中飼育室内環境からのPp分離を試み、モニターマウスのケージに混和するのに適した材料および採取時期を探す。モニターマウスのケージに混和するのに適していると予想した材料を実際にモニターマウスのケージに混入し、Ppが摘発出来るか確認をおこなう。研究成果Pp自然感染マウスの口腔スワブ、気管からは100%、結膜、膣からはそれぞれ80、60%と比較的高率に、被毛からも40%の個体からPpが分離できたが、胃、小腸内容物、盲腸内容物、糞便からはほとんど検出できず、分離された菌数も少なかった。マウスを飼育する環境については、マウスに給与後3日目の給水瓶中の飲水から2.5×10^5/mlのPpが分離できたが、床敷などその他の材料からは分離できなかった。そこで、Pp陽性マウス給与後3日目の給水瓶中の水0.1mlをオートクレープ滅菌水道水200mlに混和して2,000倍希釈し、モニタ-マウスと同じSPF、4週齢、♀のCrj : ICRマウスに飲水として与え、1週間継続して飲用させたところ、1週間後に50%のマウスの口腔スワブおよび気管からPpが摘発できたことから、給水瓶の水を利用するとモニターマウスにPp汚染を反映させることが出来る可能性が示唆された。
小型高効率回転機の最適設計手法の構築を目指した伝熱流動特性の解明

回転電気機械(以下回転機)は発電機あるいはモータとして、広く社会で使用されている。回転機の効率化、小型化のためには、回転機を冷却するための伝熱流動特性の把握が必要不可欠である。本研究は、回転機の伝熱流動特性を、実験的、数値解析的に把握し、対流熱伝達機構の解明を含む最適冷却設計手法の構築を目的とする。平成30年度は,回転機を模擬した構造として,内円筒に溝を有する二重円筒,噴流を付加した内円筒に溝を有する二重円筒を対象として,流動可視化実験と伝熱実験,三次元数値解析を行った.内円筒に溝を有する二重円筒に対して可視化実験と三次元数値解析を行った結果,溝内部において循環する渦の形成と回転方向の後方側壁面において剥離して逆流する渦の形成を確認した.この壁面から流れが剥離した領域では,高温の流体が滞留することで伝熱が妨げられ,これにより溝壁面の回転方向によって伝熱性能が変化したことが明らかとなった.噴流を付加した内円筒に溝を有する二重円筒に対して,流動可視化実験と三次元数値解析を行った結果,噴流Reynolds数と回転Reynolds数の比によって流動様式を分類可能なことを示し,通風冷却による空冷式発電機の冷却性能を向上できることを示した.モデル化した回転電気機械に熱回路網法を適用し,熱回路網法の実機適用性について調べた.その結果,構築した熱回路網法から予測される各部品の温度分布と伝熱実験装置から実測した温度分布は良い一致を示し,熱回路網の実機への適用性を確認した.以上より,回転電気機械の円筒面の形状変化が及ぼす伝熱流動特性への影響を明らかとし,小型高効率な回転電気機械の実現に向けた最適設計手法の構築を達成した.以上の実験的ならびに解析的知見は,工学分野だけでなく社会に対してもグリーンイノベーションへの貢献としてインパクトを与えることが予想される.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。回転機は、永久磁石が埋め込まれたロータと、コイルが巻かれたステータで構成される。平成28年度は、回転機の形状を模擬したテスト部を製作し、流動可視化実験を行った。また、高精度かつ高速な数値解析手法を構築し、実験で得られた流動挙動を用いて妥当性確認を行った上で、回転機における伝熱流動特性を調べた。代表的な回転機の形状を模擬して、内円筒に溝を有する回転二重円筒を製作し、トレーサ粒子をテスト部内に満たして、高速度カメラを用いた流動可視化実験を行った。その結果、PIVによる速度場を計測することに成功し、内円筒の溝を循環する渦構造が形成していることが明らかとなった。また、通風冷却を模擬した流動を付加したところ、溝を循環する渦構造が変化することがわかった。また、回転数の時間変化の依存性を調べた結果、定常回転数の場合と比較して、非定常回転の場合には流動遷移が遅れる傾向を示した。内円筒に溝を有する二重円筒の数値計算では、回転座標系で流動と温度の時間発展を解くアルゴリズムを構築することに成功し、実験で得られた流速結果と数値計算を比較することで、計算コードの妥当性を確認した。さらに、内円筒に溝を有する二重円筒において、実験同様、溝を循環する渦構造が形成することを確認し、渦構造による円筒間の対流熱伝達の影響を明らかにした。また、回転数の時間変化が及ぼす伝熱流動特性の影響を調べた結果、回転数変化によって熱伝達率が増加する傾向を示した。平成28年度当初の計画であった、回転機の形状を模擬したテスト部の製作、ならびにその流動可視化実験は達成できた。また、回転数の時間変化による流動構造への影響を確認した。数値解析では、高精度かつ高速な数値解析手法を構築し、実験で得られた流動挙動を用いて妥当性確認を行った。以上で得られた知見をもとに、本年度では査読付き雑誌論文1本が採録決定、査読付き国際会議1件、国内学会3件を発表し、熱流体工学分野の最先端研究に携わる国内外の研究者と活発に議論してきた。さらに、平成29年度の研究計画である、数値解析を用いた回転機における伝熱流動特性の調査を本年度から始めることができており、当初の予想を上回るペースで研究が進展している。また、数値解析の妥当性確認のためのデータベースにおいて不足している条件があるため、今後、その部分を補う実験を行う必要がある。数値解析の乱流モデルについては、検討で止まっているため、来年度は乱流モデルの検証と妥当性確認を実施する予定である。

平成29年度は、回転機の形状を模擬したテスト部を透明なアクリル製で製作することで、流動可視化実験を行った。また、ヒータが埋め込まれたロータに熱電対を取り付け、回転二重円筒間の熱伝達率計測実験を行った。さらに、メッシュの再構成が不要な数値解析手法を構築し、実験で得られた流動挙動を用いて妥当性確認を行った上で、回転機における伝熱流動特性を調べた。内円筒に溝を有する回転二重円筒としたテスト部を透明なアクリル製で製作し、高速度カメラを用いた流動可視化実験を行った結果、溝を循環する渦構造が形成していることが明らかとなった。また、通風冷却を模擬した流動を付加したところ、溝内部の渦と噴流が干渉する結果が得られた。噴流Re数と回転Re数の比によって溝内部の流動様式が遷移する結果が得られた。内円筒に溝を有する回転二重円筒間の熱伝達率を計測するため、高温に耐えられる金属製の実験装置を製作し、温度計測実験を行った。その結果、回転中の溝壁面における温度分布の計測に成功し、熱伝達率の算出を行った。得られた熱伝達率は、既存の平滑な円筒面における熱伝達率の実験相関式と同様の傾向を得た。内円筒に溝を有する二重円筒の数値計算の結果、実験と同様、溝を循環する渦構造が形成することを確認し、渦構造による円筒間の対流熱伝達の影響を明らかにした。通風冷却を模擬した計算では、計算体系を構築し噴流により溝壁面が冷却される挙動を確認した。噴流流速を増加させることで壁面近傍での熱の授受が促進され、冷却性能が向上することがわかった。平成29年度当初の計画であった、回転機の形状と流動を模擬したテスト部の製作、ならびにその流動可視化実験は達成できた。また、金属製の実験装置を製作し、温度計測を行うことで熱伝達率を実験的に算出した。数値解析では、回転機内部の速度場や温度場を可視化し、実験で得られたデータと統合することで、対流熱伝達機構を明らかにした。さらに数値解析において、内部形状や流動構造を変更し、各形状や流動における伝熱流動特性を取得した。以上で得られた知見をもとに、本年度では査読付き雑誌論文1本、査読付き国際会議1件、国内学会2件を発表し、熱流体工学分野の最先端研究に携わる国内外の研究者と活発に議論してきた。さらに、平成30年度の研究計画である、数値解析を用いた回転機における伝熱流動特性の調査とそれによる熱伝達率相関式の構築を本年度から始めることができており、当初の予想を上回るペースで研究が進展している。また、数値解析の妥当性確認のためのデータベースにおいて不足している条件があるため、今後、その部分を補う実験を行う必要がある。回転電気機械(以下回転機)は発電機あるいはモータとして、広く社会で使用されている。回転機の効率化、小型化のためには、回転機を冷却するための伝熱流動特性の把握が必要不可欠である。本研究は、回転機の伝熱流動特性を、実験的、数値解析的に把握し、対流熱伝達機構の解明を含む最適冷却設計手法の構築を目的とする。平成30年度は,回転機を模擬した構造として,内円筒に溝を有する二重円筒,噴流を付加した内円筒に溝を有する二重円筒を対象として,流動可視化実験と伝熱実験,三次元数値解析を行った.内円筒に溝を有する二重円筒に対して可視化実験と三次元数値解析を行った結果,溝内部において循環する渦の形成と回転方向の後方側壁面において剥離して逆流する渦の形成を確認した.この壁面から流れが剥離した領域では,高温の流体が滞留することで伝熱が妨げられ,これにより溝壁面の回転方向によって伝熱性能が変化したことが明らかとなった.
矯正治療中に生じる歯根吸収のNotchシグナルとWntシグナルの関連性

In vivoにおいて強い矯正力を負荷してから7日目で圧迫側歯根膜にJagged1陽性細胞の発現を認めた。また至適矯正力を付加してから7日目で圧迫側歯根膜にWnt5a陽性細胞の発現を認めた。In vitroにおいては1 gのcompression forceを加えた群(1 g群)ではWnt5aの遺伝子発現が4 gのcompression forceを加えた群(4 g群)ではJagged1の遺伝子発現が増加した。以上のことから強い矯正力を負荷した際はNotchシグナル関連遺伝子が,至適矯正力を負荷した際はWntシグナル関連遺伝子が多く発現することが示唆された。目的:矯正治療による歯根吸収発生において、歯根膜細胞と破骨前駆細胞におけるシグナル伝達が関与することが示唆されている。強い矯正力によりヒト歯根膜細胞(hPDL cells)のNotchシグナルが活性化され、RANKL、IL-6の発現が促進されることで、歯根吸収を引き起こすことが報告されている。また、hPDL cellsにおいて、Wntファミリー遺伝子であるWnt5aが著明に発現し、石灰化誘導にてその発現が上昇することが明らかになっている。このことより、矯正学的歯の移動時に生じる歯根吸収の発生に歯根膜細胞と破骨前駆細胞におけるNotchシグナル伝達とWntシグナル伝達が関与している可能性が考えられる。そこで本研究では、Wntシグナルが矯正学的歯の移動時における歯根吸収に及ぼす影響およびNotchシグナルとの関わりについて検討した。結果及び考察:In vivoでは圧迫側歯根膜に破骨細胞が発現し、歯根吸収が認められた。平成27年度の計画では、in vivoでラットを用いた実験的歯根吸収モデルにて、歯根膜細胞におけるNotchシグナル関連遺伝子及びWntシグナル関連遺伝子の発現を検討すること、遺伝子ノックアウトマウスを用いてRANKL、RANK、OPG、ALP、COL1の発現量を検討する予定であった。実験的歯根吸収モデルにおいて、強い矯正力を負荷した際に歯根吸収が生じることは確認できたが、Notchシグナル関連遺伝子及びWntシグナル関連遺伝子の発現を検討することまでは遂行できなかった。また、遺伝子ノックアウトマウスを用意することが困難であり、実験が遂行できなかった。In vitroにおいては平成28年度に行う予定であったhPDL cellsにおける圧迫側モデルを用い、Wnt関連遺伝子の発現を検討することができた。資料及び方法:In vivoにおいて、Wistar系雄性ラットの上顎第一臼歯を50gの矯正力にて牽引し、当該部の切片は免疫組織化学染色を行った。In vitroでは、hPDL cellsにwnt5aを100ng/mlの濃度で作用させ、ALP、COL1の遺伝子発現量を検討した。結果及び考察:In vivoでは圧迫側歯根膜に破骨細胞が発現し、TRAP、RANKL、IL-6陽性細胞の発現が認められた。In vitroではhPDL cellsにおいて、ALP、COL1の遺伝子発現の増大が認められた。このことから、矯正学的歯の移動時における歯根吸収にwntシグナルが関与している可能性が考えられる。平成28年度では平成27年度に遂行できなかったin vivoでの実験的歯根吸収モデルにて歯根膜細胞におけるNotchシグナル関連遺伝子及びWntシグナル関連遺伝子の発現を検討し、遺伝子ノックアウトマウスを用いてRANKL、RANK、OPG、ALP、COL1の発現量を検討する。28年度が最終年度であるため、記入しない。歯科矯正学28年度が最終年度であるため、記入しない。
前立腺肥大症の膀胱刺激症状に関するα1受容体サブタイプの研究

ヒト正常膀胱、及び尿流動態検査にて尿道閉塞が証明された閉塞膀胱におけるα1受容体のmRNAの発現、及びα1受容体の各サブタイプ(α1a、α1b、α1d)の各々のmRNA発現量は、平成13年度に報告した。今年度は、受容体の発現量の検討に加えて、各種α作動薬に対する排尿筋収縮反応を検討した。平成14年度に検討した症例数は、昨年と同様手術時に得られた正常膀胱10例、及び閉塞膀胱7例であった。mRNAのレベルでα1受容体の発現を検討した結果、受容体の総量は非常に少量であり、さらに各サブタイプの検討でも、発現量はごく微量であった。さらに正常膀胱と閉塞膀胱におけるα1受容体の総量、及び各サブタイプの発現比率を比較すると、その差は昨年の検討と同様非常にわずかであった。次に、採取した排尿筋から得られた筋切片を用いて、α1作動薬であるフェニレフリン、及びノルエピネフリンに対する収縮反応を検討した。その結果、正常でも閉塞膀胱でも、フェニレフリンは10^<-5>Mから収縮反応を起こしたが、10^<-4>Mで得られた最大収縮反応は、カルバコール10^<-7>M収縮の僅か5%未満であった。さらにノルエピネフリン投与では、10^<-5>Mで微小な収縮反応(1%未満)を示したが、10^<-4>Mから逆に弛緩反応に移行した。以上の結果から、(1)ヒト正常膀胱にはアドレナリン受容体はごく僅かしか発現していないこと、(2)閉塞膀胱になってもα1受容体のmRNAは、α1作動薬に対する収縮反応の乏しさが裏付けているようにほとんど増加しないことが明らかとなった。したがって、そのサブタイプであるα1dは、膀胱平滑筋レベルで刺激症状に関与するとは考えられないことが示唆された。ヒト正常膀胱、および尿道閉塞が証明された閉塞膀胱におけるα1受容体のmRNAの発現、および、α1受容体サブタイプ(α1a、α1b、α1d)各々のmRNA量を定量し、α1受容体の総量と各サブタイプの比率が閉塞によりどのように変化するかを検討した。平成12年度に検討した症例数は、手術時に得られた正常膀胱9例、および閉塞膀胱8例であった。α1受容体の発現をmRNAのレベルで検討したところ、α1受容体の総量は非常に少量であった。さらに各サブタイプの検討でも同様に発現量はごく微量であった。正常膀胱と閉塞膀胱におけるα1受容体の総量、および各サブタイプの発現比率を比較すると、その差は非常にわずかであり、閉塞による変化を捉えるまでにはいたらなかった。次の課題は、さらに症例を増やしてわずかの変化を捉えることと、薬理学的な検討を加え、膀胱平滑筋におけるα1受容体の役割を検討することである。
高速反応/高安全兼備の革新蓄電池を実現する分子階層型固体電解質の開発

安全かつ高性能な全固体電池の実現を目的とした、高分子固体電解質と無機固体電解質の複合型電解質を提案した。高分子固体電解質については、伝導カチオン種の種類によらず、おおむね同様のイオン伝導機構を有することを明らかにした。一方、固体電解質については、粒内のバルク抵抗の寄与が大きいものの、粒子同士の接触(粒界)の影響が大きいことが推察される結果を得た。近年革新的蓄電池の新しい一形態として期待される電解質の形態として、機能分担の化学に基づく分子階層型固体電解質を提案し、大型化・安全性・高出力・長寿命などを全て達成する革新蓄電池系を実現することを最終的な目的とする。そのステップとして、1分子階層として無機・高分子・イオン液体をそれぞれ最適な場所に配置・デザインすることにより、目的性能の蓄電池系を得る。2作製した分子階層型固体電解質の伝導機構・界面形成の深い理解、セルアッセンブリーを中心とした技術の構築により、本蓄電池系を達成する。即ち、電気化学・材料科学(無機化学・高分子化学・溶液化学)・物理化学等などの垣根を越えた融合領域における新規学理構築の可能性を秘めた研究を行い、実学の観点からも新規革新蓄電池系他、化学エネルギー貯蔵材料への展開が可能なブレイクスルー技術を確立することを最終的な目的とする。2015年度はA.高性能固体電池実現のための、電解質・電極の詳細物性把握及び計測・評価技術の開発、B.分子階層型固体電解質の作製・評価の2項目を設定し、以下の対応する成果を得た。特に高分子・無機電解質の階層性を利用した高性能の電解質構築を目標とし、初年度の本年は要素研究を中心に、研究を推進した。・高分子固体電解質に関しては、リチウム・ナトリウム・マグネシウム・カルシウムイオン伝導性の電解質を作成・評価し、その熱挙動・伝導機構を明確にした。・無機電解質に関しては、PGSE-NMR法などを用い、粒内・粒界の伝導因子を分けて整理することができるようになった。・解析手法の一つとして、NMRイメージング法の測定原理を構築した。NMRによる伝導の速度を映像として見積ることに成功した。目標に関しての進捗は充分であると判断できるため、(2)概ね順調に進展していると考えられる。当該年度に得られた成果は、2016年度内を目途に学術論文などで成果の公知化を図りたい。固体電解質の革新電池への適用を目的として、高分子及び無機電解質の伝導機構を電気化学的手法および拡散測定によりこれを明確にした。高分子固体電解質については、カチオン種を種々に変化させた際の伝導機構を熱物性及びイオン伝導性の観点から検討を行い、カチオン種に関わらず概ね高分子セグメントの緩和運動と共に伝導が発現するいわゆるカップリング系であることを見出した。無機固体電解質については、バルク拡散のみならず、粒界における伝導障壁も確認する事ができ、双方の固体電解質の間での差異を明確にした。さらに、NMRイメージングにより、複数の固体電解質の伝導性能を同時かつ比較可能な形で得ることに成功した。本研究では、分子階層型固体電解質を用いた固体電池の高性能化を実現するため、以下に示す3つの研究項目を設定し、以下の検討を進める。後半1年である平成28年度は電解質・固体電池の最適化及び大型化に向けた検討を行う。分子階層型固体電解質の主要材料となる、無機/高分子固体電解質・イオン液体其々の深い理解とともに、セルアセンブリの技術を活かし、これを実現する試みである。1高性能固体電池実現のための、電解質・電極の詳細物性把握及び計測・評価技術の開発:固体電解質への導入Li塩濃度の最適化、及び最適な化学構造の決定。2分子階層型固体電解質の作製・評価:Li伝導性・電気化学安定性及びハンドリングに最も優れた固体電解質組成の決定。3分子階層型固体電解質を用いた固体電池の作製・評価:最適材料を集約した高性能固体電池の実現、及び特性改善因子の抽出。ラミネートセルによるデモ運転、課題抽出。電気化学次年度に大気圧型グローブボックスを購入し、研究加速を図る方針としたため。以下の物品購入などを行い、研究の加速を図る。・大気圧型グローブボックス・露点計・電極微細加工装置
適応型制御アルゴリズムによる投薬システムの全自動化

近年,麻酔薬による意識レベルの定量的指標として大脳皮質内の脳波活動を表すEEGが有効であることがわかってきた.特に,最近の研究ではEEGを処理した信号であるBISが,意識レベルの変化と密接な関連があることが報告されている.本研究では,手術における麻酔薬投与にだいひょうされる,投薬の自動制御アルゴリズムを開発し,オンラインで観測されるBIS値をフィルタリングして,ノイズを除去したより精度の高いパフォーマンス変数を提案した.また,適応制御器を含めた閉ループ系全体の安定性を不確かさの下で数理的に保証した.近年,麻酔薬による意識レベルの定量的指標として大脳皮質内の脳波活動を表すEEGが有効であることがわかってきた.特に,最近の研究ではEEGを処理した信号であるBISが,意識レベルの変化と密接な関連があることが報告されている.本研究では,手術における麻酔薬投与にだいひょうされる,投薬の自動制御アルゴリズムを開発し,オンラインで観測されるBIS値をフィルタリングして,ノイズを除去したより精度の高いパフォーマンス変数を提案した.また,適応制御器を含めた閉ループ系全体の安定性を不確かさの下で数理的に保証した.本年度は,適応型自律的投薬システムを開発するにあたっての前提となる,人の麻酔薬に対する意識レベルの反応モデルの構築に取り組んだ.特に,数年来の共同研究者である麻酔科医との連絡を緊密に取り,彼の臨床での経験と意見を参考にしながらモデル化を行った.想定する麻酔薬は現在臨床で一般的に用いられているpropofolとmidazolamとした.一般に,薬物の体内での器官間の移動はコンパートメントシステムで表されることが知られており,propofolとhiidazolamに対しそそれぞれ2-コンパートメント,3-コンパートメントシステムとしてモデル化を行い,その際まだ考慮に入れられていない麻酔薬による心拍機能の鎮静作用のより厳密なモデル化の検討を行った.また,シミュレーションに使用するBISのノイズ信号として適当なデータを麻酔科医の意見を参考にしながら検討した.特に,数値計算ソフトであるMatlabを用いて実際のデータをフーリエ変換等の加工を施しながら,最も実際の環境に即した条件が得られるよう比較・検討した.より安定的な制御入力(麻酔薬注入レート)信号を生成するには,フィルタの活用が有効であるとの共通認識を得た.さらに,適応制御器そのものの改良も行い,ニューラルネットワーク等のインテリジェント制御も含めて,より不確定性の高い問題設定においても有効に運用できる制御器の枠組みについても検討を行った.平成19年度では,まず前年度構築した人の麻酔薬に対する反応モデル(コンパートメントモデル)を用いて,適応制御則の構築を行った.特に,スタンダードな適応制御器の開発に加え,ニューラルネットワークを用いた適応・学習側の開発を行った.既に先行研究において,脳波計測から導かれるBIS信号はノイズを含むことがわかっていが,このノイズの影響をアクチュエータの出力において軽減させるための方策は次年度の研究課題となった.これに先立ち,現在はノイズが持つ特性を解析し,周波数や強度などの特徴量を抽出する作業中である.また,ノイズの成分を平滑化するために,オブザーバの導入やフィルタの使用の可能性を検討中である.さらに,コンパートメントシステムとしての汎用性を鑑み,システムとして確率的要素を取り込んだモデルを再構築し,確立微分方程式で表されるシステム表現の必要性に関する知見を得た.この確立微分方程式によるコンパートメントシステムの表現形式は,麻酔薬の投薬ダイナミクスのみならず汎用的であるため,他の生物・生理学システムの保存則を伴うシステムに対してもその確率的振る舞いを有効に表現できると期待される.本課題研究最終年度となる本年度は,昨年度構築した人の麻酔薬に対する,適応制御則を拡張し,外乱を含むシステムへの適応制御則の安定性を考察した.特に,スタンダードな適応制御器の開発に加え,ニューラルネットワークやファジィロジックなどを用いた適応・学習則を構築し,外乱に対するロバスト性を検討した.既に先行研究において,脳波計測から導かれるBIS信号はノイズを含むことがわかっているので,このノイズの影響をアクチュエータの出力において軽減させるための方策としてローパスフィルタを用い,平滑化することによって麻酔薬の投与レートが滑らかになることを確認した.さらに,麻酔薬のコンパートメント間移動時に,その移動係数に外乱が生じる場合を想定し,確率的コンパートメントシステムの数理的概念を新たに提唱した.この定義に基づき,目標点(セットポイント)が有界収束安定であるための条件を導出した.最後に,コンパートメントシステムモデルの新たな適用先として,がん細胞数を抑制する治療にも応用し,本アルゴリズムの拡張性の可能性を見いだすことができた.当初計画で予定していた,麻酔薬のコンパートメント間の移動において時間遅れを想定した場合のモデルは定式化することができたが,非負入力を用いた際の安定条件の定式化は現在検討中である.3年間の一連の研究としては概ね予定通り研究が進展し,期待された成果をえることができた.
星間雲の進化におけるシクロプロペニリデン及びシクロプロペニルカチオンの役割

生成過程と反応性の面からC_3H_3^+イオンの構造についての知見を得るために、3種のC_3H_4分子(シクロプロペン,アレン,及びメチルアセチレン)から光イオン化で生ずるC_3H_4^+イオンのそれぞれを3種のC_3H_4と反応させ,生成するC_3H_3^+の飛行時間(TOF)スペクトルの測定を行った。実験はしきい電子ー2次イオンコインシデンス法を用い,しきい光電子をTOFの基準とした。したがって,得られたスペクトルは内部エネルギ-が選択されたC_3H_4^+の反応から生ずるC_3H_3^+のスペクトルになっている。これらの反応にはC_3H_3^+を生ずるチャネルのほかに,C_3H_5^+,C_6H_7^+を生成するチャネルがあるが,測定の結果、後二者のTOF分布は非常にシャ-プであるのに対してC_3H_3^+のTOFだけが異常にブロ-ドになり,親イオンのTOFとC_6H_7^+のTOFの間の全領域にわたって分布していることがわかった。このC_3H_3^+イオンの異常性は、反応分子構造にはよらずどの系にも共通して見られるが、この領域内での相対強度(分布)は反応系に依存する。これらのスペクトルの解析から,シクロプロペンイオンとシクロプロペン又はアレンとの反応では生成機構の異る2種類のC_3H_3^+が生成することが明らかにされた。反応室に反応ガスの代りにアルゴンを入れた実験ではC_3H_3^+は生成しなかったことから,2つの機構はどちらもC_3H_4^+の衝突誘起解離過程ではなく,中性反応分子の方もC_3H_4であることによるものであることがわかった。また、衝突の相手としてC_3D_4(アレンーd_4)を用いた場合に生ずるC_3D_3^+のピ-クは1種類しかなく,C_3H_3^+とは異った位置に現れる。以上のことから,2種類のC_3H_3^+はいずれもC_3H_4^+イオンからH原子が引抜かれてできるものであることがわかった。これらが星間空間で異った役割を演じていると考えられている直線状及び環状構造のものに対応するかどうかを検討中である。
磁気細胞分離システムを用いた大腸癌スクリーニング法の開発

1.糞便CEA、CA IIの測定:carbonic anhydlase II(CA II)やCEAは大腸癌細胞内に豊富に存在するが、糞便中に出現する機序としては単一ではなく、癌以外の組織や体液、血球など複数の因子が関与しているとされている。そこでまず、健常者ならびに大腸癌患者の糞便蛋白の定量を行い、出血や血漿蛋白漏出のマーカーである糞便hemoglobin(Hb)やalbumin(Alb)、α1 antitrypsin(α1 AT)濃度と比較検討した。その結果、(1)大腸癌患者の糞便CA II、CEA濃度はともに健常者に比べ有意に高かった。(2)健常者において糞便CA II高濃度の検体がみられ、糞便Hb、Alb、α1AT濃度と有意に相関した。CA IIは癌細胞以外にも赤血球中に高濃度に含まれるため、健常者にみられる高い糞便CA II濃度には、Hb、Alb、α1ATと同様に、痔疾等の出血機序が少なからず関与していると考えられる。(3)健常者における糞便CEA濃度も高値の検体がみられたが、出血や血漿蛋白漏出のマーカーの糞便濃度との相関はCA IIの場合に比べ低かった。健常者の糞便中には、癌組織由来のCEAときわめて類似したCEA関連抗原(NFA-1、NFA-2、NFCAなど)が存在し、免疫学的にはこれらの物質を識別できないことが本結果をもたらしたと推察される。2.磁気細胞分離システムによる糞便からの上皮細胞の分離:HEPES緩衝液で希釈分散した糞便に、上皮細胞の糖ペプチド膜抗原に対する特異抗体Ber-EP4を結合したビーズを混和し上皮細胞(膜)を分離した。本研究では、大腸癌患者におけるDNA量およびCA II濃度は報告例(Loktionov A et al. Clinical Cancer Research,4,337-342,1998)に比べ低い結果となった。この差異は、本研究における凍結保存便の使用により生じた可能性が考えられ、今後新鮮便を用いた検討を予定している。
非実験研究での介入効果推定法の総合的研究と実用化

本研究では、この10年間に社会科学全般で爆発的に普及した介入効果・因果効果推定法について、特に心理・教育分野において重要な研究デザインである様々な準実験デザイン、学校ー教室ー個人などの階層性のあるデータ、メタ分析、発達データ等のパネル調査やテスト実施に必要とされる等化をルービン因果モデルによる統一的な枠組みで表現し、どのような研究デザインにどのような仮定が必要かを明確化するとともに、これらに対して精度の高く頑健な因果効果推定法を開発する方法を開発し、いくつかの応用研究を実施しその有用性を確認した。本研究の目的は、この10年間に社会科学全般で爆発的に普及した介入効果・因果効果推定法について、特に心理・教育分野において重要な研究デザインである様々な準実験デザイン、学校ー教室ー個人などの階層性のあるデータ、メタ分析、発達データ等のパネル調査やテスト実施に必要とされる等化を因果モデルの統一的な枠組みで表現し、どのような研究デザインにどのような仮定が必要かを明確化するとともに、これらに対して精度の高く頑健な因果効果推定法を開発することである。平成26度は準実験の様々なデザインを因果モデルの枠組みで統一的に記述し、どのようなデザインにどのような仮定・制限が存在するかを明確化するべく、以下の研究を実施した。1:研究目的(A)<準実験デザインの因果モデルとしての整理>のうち、心理・教育・社会学等で利用されうる準実験デザイン(Shadishら2002)について網羅的に"潜在的結果変数"を用いたRubinの因果モデルの観点から定式化をし直す研究を行った。具体的には処置の交換を含む不等価の事前事後デザインや、一度介入や処置が行われた後、介入の除去が行われるデザインなどについて、潜在的結果変数アプローチから整理しなおした。さらに、これらのデザインから因果効果が正確に推定できるための前提条件を明確にする研究を行った。2:目的(B)<各モデルの欠測データモデルとしての一般的記述>についての研究を行った。具体的には階層性のあるデータはこれまで因果モデルでは表現できなかったが、レベル2(学級ー生徒の学級や個人ー時点の個人)における変数を因果効果に影響を与える調整変数として定式化することで表現可能にし、またこれについての解析を行う方法を開発した。3:目的(F)<外部データのないデザインへの実証実験調査>のためのパネル調査の予備調査を開始した。本研究では、この10年間に社会科学全般で爆発的に普及した介入効果・因果効果推定法について、特に心理・教育分野において重要な研究デザインである様々な準実験デザイン、学校ー教室ー個人などの階層性のあるデータ、メタ分析、発達データ等のパネル調査やテスト実施に必要とされる等化を因果モデルの統一的な枠組みで表現し、どのような研究デザインにどのような仮定が必要かを明確化するとともに、これらに対して精度の高く頑健な因果効果推定法を開発することである。平成27年度には「準実験デザイン」「マルチレベルデータ」「複数の無作為化実験の比較解析」「メタ分析」などを因果モデルの枠組みのもとに整理するべく、以下の研究を実施した。1:目的(C)<特に階層性のあるデータ特有の問題の解決>のうち、応用上重要である「複数の無作為化研究の比較解析」について統計モデルによる明確化と原因の説明を行い、シミュレーション研究によって検証した。2:目的(C)のうち、階層性のあるデータで調整変数への割り当てに着目したロバストな共変量調整法を新たに開発した。これにより上記1などの問題を解決する際に必要と考えられる、対象者・被験者のレベル2ユニットへの配置が無作為でない(学校や教室、研究、地域などで対象者の様々な背景要因が異なる)割り付けの問題をレベル2の調整変数を用いた割り当ての調整に置き換えることが可能になり、解析の精度が格段に向上することが期待される。3:目的(E)<妥当性検証>のうち上記項目2で開発した手法に対してシミュレーション研究及び大規模公開データおよび研究協力者から提供される複数のデータに対して、統計的因果効果推定の諸手法が利用可能な形になるようにデータの整理と整形を行い、妥当性検証を行った。4:昨年度の成果をまとめ論文投稿を行った。平成27年度に予定した研究のうち、パネル調査の一部を除き実施した。パネル調査については共同研究先とパネルを共有することでサンプルサイズの増加とより多時点での実施が期待されるため次年度に実施する。平成28年度は以下の研究を実施した。(1)目的(D)<仮定の少なく精度の高い因果効果推定法の拡張>として、研究代表者が開発した仮定の少なく精度の高い統計的因果効果推定法(セミパラメトリックベイズ法,Hoshino, JASA, 2013)の考え方を平成26年度の研究項目3で定式化した統一的なモデルに対して適用ができるように拡張した。既存の手法や研究項目6で提案される解析法との違いは、この手法が母数推定を直接同時モデルから行うという点であるが、ここでも階層性のあるデータで調整効果(+媒介効果)がレベル2変数によって起きるという要素をモデルに含める方法を開発した。

(2)目的(E)のうち上記研究項目1で開発された手法のシミュレーション研究による妥当性検証を行った。(3)目的(E)のうち大規模公開データおよび研究協力者から提供される複数のデータに対して、上記研究項目1での提案手法と既存手法の性能比較を行った。(4)提案手法の適用を行うための実験調査の一部を実施した。(5)昨年度の成果をまとめて論文投稿を行った。パネル調査については国内で実施されたマルチレベルかつ大規模な縦断調査データが入手可能になり、この予算については別の調査実験に充てることとした。研究計画書に記載した研究項目のうち、研究代表者がすでに開発した仮定の少なく精度の高い統計的因果効果推定法(セミパラメトリックベイズ法,Hoshino, JASA,2013)について調整効果を含む統一的なモデルに対して適用ができるように拡張する方法を開発し、大規模なシミュレーション研究により提案手法の妥当性検証を行った。また無作為化の行われている公開データ(RCTの公開データ)、および研究協力者が提供する複数のデータ(教育データとマーケティングデータ)など「答え合わせ」が可能なデータについて、提案手法と既存手法の性能比較を行い、提案手法の優位性が示された。また準実験デザインのうち処置の除去や交換が行われている場合など、応用研究上よく利用されているデザインであってもこれまでデータの公開が行われていないものがあるため、これらについて本研究で実際に実験調査を実施し答え合わせを行った。また、得られた成果について日本統計学会や日本行動計量学会、人工知能学会、応用統計学会など複数の学会に成果を発表し、論文を執筆した。そのうちの一つは統計学での竜力氏の一つであるcomputationalstatistics and data analysisに掲載され、またRCTにおいて不服従がある分析の解析結果は社会心理学・政治学の一流紙communication researchに、またがん検診に関する準実験状況での因果効果推定の解析結果は疫学・予防医学の一流紙であるamerican journal of preventivemedicineにそれぞれ応用解析として掲載された。また現在も複数の論文が統計学のトップジャーナルに査読中、改稿中である。本研究では、この10年間に社会科学全般で爆発的に普及した介入効果・因果効果推定法について、特に心理・教育分野において重要な研究デザインである様々な準実験デザイン、学校ー教室ー個人などの階層性のあるデータ、メタ分析、発達データ等のパネル調査やテスト実施に必要とされる等化をルービン因果モデルによる統一的な枠組みで表現し、どのような研究デザインにどのような仮定が必要かを明確化するとともに、これらに対して精度の高く頑健な因果効果推定法を開発する方法を開発し、いくつかの応用研究を実施しその有用性を確認した。平成26年度に予定していた研究については実施したため。但しパネル調査自体の実施については予備的な段階にとどまっている。長期的な効果を検証するための共同研究を現在実施している。