hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
初等中等教育向けプログラミング学習環境の構築に関する研究開発

本研究の目的は、初等中等教育の各段階に応じたプログラミング学習環境および教材を開発し、それらの有効性を確かめることにある。当初は、我々が開発したプログラミング学習環境oPEN (Javaで記述)をベースに研究を開始したが、多くの小中学校では、ソフトウェアを自由にインストールできないことが多いということが判明したので、昨年度より、インストール不要な、Web上で動作する学習環境の開発を目指すことにした。そこで、Blocklyベースのプログラミング学習環境Blockly PENを開発した。今年度は、Blockly PENに関数定義機能を追加するなど、改良を行い授業で使えるレベルまで完成度をあげた。Blockly PENはブロック言語を対象としており、主として小中学生向けのプログラミング学習環境を目指している。今年度は、これに加えて、さらに、中学生および高校生向けのプログラミング学習環境として、短冊状のプログラム断片を並べてプログラムを作成する学習環境wPENを開発した。wPENもWeb上で動作する学習環境であるが、短冊の並べ方を間違えると構文エラーが発生するなど、ブロック型言語よりもテキスト型言語に近い。wPENでも、DNCL言語を実行することができ、図形描画機能に加えて、プログラムのデバッグのためのブレイクポイント機能を有しており、プログラムの実行の様子を観察することもできるようにしている。Blockly PENで学習をはじめて、その後に、wPENに移行していくことで、シームレスな学習が可能となる。パソコンへのインストールが必要な学習環境oPENを諦めて、あらたな学習環境の開発に移行したことは、当初予期していないことであったが、今年度は、Blockly PENとwPENという2つのプログラミング学習環境を並行して開発してきた。いずれも、ほぼ実際の授業で使えるレベルに達しており、進捗状況としては、概ね順調ということができる。今後は、実際の授業で使用するためのコースウェアの作成が最優先の課題である。早急にコースウェアを開発し、授業で使用してみて評価する予定である。その結果、不足する機能があれば、改良を行うことも今年度の課題である。本研究の目的は、初等中等教育の各段階に応じたプログラミング学習環境および教材を開発し、それらの有効性を検証することにある。初年度である平成29年度は、我々が開発しているプログラミング学習環境oPENに対して、アニメーション機能を追加するための設計と実装が主要な計画であった。しかし、小中学校の現状のコンピュータ環境では、アプリケーションプログラムのインストールが厳しく制限されているところが多いことがわかった。我々が研究のベースとしているoPENもPENもJavaのアプリケーションプログラムであるので、インストールが必要となるため、小中学校で利用してもらえない可能性が高い。そこでoPENをベースにした開発を諦めて、インストール不要なWeb上で動作する学習環境の構築をめざすことにした。新しい学習環境は、googleが提供しているBlocklyと呼ばれるGUIライブラリをベースに新たに設計・開発することにした。この学習環境をBlocklyPENと呼ぶことにする。今年度は、BlocklyPENの基本部分を設計・開発した。今年度開発した機能は、大学入試センターの情報関係基礎で用いられているアルゴリズム記述言語DNCLをベースとしたブロック型プログラミング言語の実行機能と、DNCLへの変換機能、および、図形描画機能の実装を行い、その動作を確認した。アニメーション機能については、まだ実装できておらず、平成30年度に持ち越すことにした。5.研究実績の概要で述べた通り、平成29年度は、我々が開発したプログラミング学習環境oPENをベースにした開発を諦め、Webベースで実行可能なプログラミング環境の開発を目指すことにした。新しい学習環境は、googleが提供しているBlocklyをベースとし、DNCLによるブロック型プログラミングの実行機能、DNCLへの変換機能、および、図形描画機能を実装しその動作を確認している。本年度の当初の計画であったアニメーション機能については、未実装であるが、研究の進捗としては、概ね順調に進展していると判断している。

研究のベースをoPENからBlocklyに変更したことにより、当初の計画より少し遅れることになってしまったが、多くの小中学校のコンピュータ環境においては、この変更により得られるメリット(インストールなしで動作すること)は大きい。今後の研究では、まず、PENについてもWeb上で実行できるものの開発をめざす。PENの基本機能が実現できたのち、図形描画機能およびアニメーション機能の実装をめざす。今後は、実際の授業で使用するためのコースウェアの作成が最優先の課題である。早急にコースウェアを開発し、授業で使用してみて評価する予定である。その結果、不足する機能があれば、改良を行うことも今年度の課題である。予定していた国内出張を多忙のため取りやめざるを得なかったため。来年度、国内出張として使用する予定である。多忙で予定していた出張を取りやめざるを得なかったため。次年度の出張費として使用する。
発達期におけるシナプス競合および脱落のメカニズムの解明

発達後期において機能している神経連絡網の広範な脱落が観察される。このシナプス脱落の機序をマウス胸鎖乳突筋および僧帽筋の神経筋接合部において検討した。未熟動物においては、個々の骨格筋細胞には複数の脊髄運動神経細胞からの軸索が入力している。生後複数入力をもつ筋細胞数は減少し、生後3週目には一つの筋細胞には一つの運動神経終末のみが存在するようになった。ブンガロトキシンでシナプス伝達をブロックするとこの過程は遅延した。逆に、伝達を促進すると終末の脱落は促進された。この結果から、シナプスの脱落はactivity-dependentな過程であることがわかる。複数入力の存在する筋細胞において、個々の神経終末によって筋細胞に惹起される終板電位の大きさは生直後ではほぼ同じである。その後、次第に終板電位の大きさに差が生じ、最終的には小さな終板電位しか惹起できない神経終末は消失してしまう。個々の神経終末から放出されるシナプス小胞数(quantal content)を調べた結果、強い神経終末から放出されるシナプス小胞の数と弱い神経終末から放出される数との比は次第に大きくなった。一方、微小終板電位の大きさを比較すると、しばしば弱い神経終末由来の微小終板電位は強い終末由来のものと比べ小さいものが観察され、quantum sizeの大きさにも差があることが判明した。また、弱い神経終末直下のアセチルコリン(ACh)受容体濃度に非常に希薄な部分がしばしば観察された。この結果から、弱い神経終末下のACh受容体密度が希薄なため、微小終板電位の大きさが強い神経終末のものに比べ小さいことが推測される。以上のように、脱落してゆく神経終末はquantal contentの減少および終末下のACh受容体密度の希薄化によるquantum sizeの減少に起因する機能的脆弱化をともなっていることが考えられる。
フラクタルコーディングによるゲノムデータ解析

非線形ダイナミクスの手法により、DNA配列の新しい解析法を開発し、未知の文法構造を解明することを目的とした。ATGCの4塩基のひとつひとつに、ある写像を割り当て、これを適当な順番で切り替えると、フラクタル集合を形成する。この原理を、シークエンスが実験的に明らかとされているDNA配列に対して適用すると、一つのDNA配列をフラクタル集合に置き換えることが可能となる。これによって、配列の文法構造をフラクタル集合上のダイナミクスとして解析することができる。この手法は数学的には1980年代半ばに、DNAへの適用は1990年に既に報告され、いくつかの論文も提出されているがまだまだ研究の余地がある。例えば、従来の研究では、4塩基を正方形の4分割領域に割り当てる2次元線形写像が主に用いられてきたが、対応させる写像には任意性がある。本研究ではこの点に着目し、最も単純な1次元線形写像を用いた新しい解析方法を考案した。この新手法の一つの特徴は任意の長さの配列から、任意の繰り返し配列を網羅的に探索することが可能である。従来のアルゴリズムに比べて、計算時間および計算量の観点から格段に効率の良い方法であることが分かった。また、欠損、置換検索に対しても適用可能であること、進化の解析に有効に働くことなど興味ある拡張性を持っていることが明らかとなってきた。ただ、この1年間の研究では、解析方法の原理的な考察にとどまっている。実データへ応用することが残されており、今後の研究の課題である。
生体内の過剰なnitric oxide量を制御する食品因子とその発がん予防効果

マクロファージなどの白血球によるNOの過剰産生が発がんの危険因子であるとの考えのもとに、食用植物抽出物のNO産生抑制活性スクリーニングを行った。総計48種(60試料)のメタノール抽出物を試験した結果、200μg/mLの濃度において、アボカド、コマツナ、バジルなど17種(全体の28%)に70%以上の高いNO産生抑制活性が認められた。これらの抑制活性は、NO消去ではなく、iNOS誘導系の阻害と示唆された。ついで、タイ国産のコブミカン(Citrus hystrix DC)の果実より活性物質を検索し、クマリン関連物質のbergamottinが単離できた。bergamottinはRAW264.7細胞において高いNO産生抑制活性(IC_<50>=14μM)を示し、この活性は合成iNOS阻害剤のL-NIO(IC_<50>=7.9μM)に匹敵するものであった。さらにクマリン関連物質のNO産生抑制活性に関する構造活性相関を、23種のクマリン類を用いて検討した結果、これらの活性発現には、プレニル基、あるいはゲラゲラニル基といったテルペン系側鎖が必要であり、さらにこの側鎖に水酸基などによる修飾が入ると活性は消失するという興味深い研究結果を得た。そこで、細胞内への取り込み効率を検討した結果、不活性なクマリン類はほとんど細胞内へ取り込まれず、側鎖への水溶性の賦与が活性の低減化をもたらすことが示唆された。マクロファージなどの白血球によるNOの過剰産生が発がんの危険因子であるとの考えのもとに、食用植物抽出物のNO産正抑制活性スクリーニングを行った。総計48種(60試料)のメタノール抽出物を試験した結果、200μg/mLの濃度において、アボカド、コマツナ、バジルなど17種(28%)に70%以上の高いNO産正抑制活性が認められた。bergamottinはRAW264.7細胞において高いNO産正抑制活性(IC_<50>=14μM)を示し、この活性は合成iNOS阻害剤のL-NIO(IC_<50>=7.9μM)に匹敵するものであった。さらにクマリン関連物質のNO産正抑制活性に関する構造活性相関を、23種のクマリン類を用いて検討した結果、これらの活性発現には、イソプレニル基、あるいはゲラニル基といったテルペン系側鎖が必要であり、さらにこの側鎖に水酸基などによる修飾が入ると活性は消失するという興味深い研究結果を得た。
がん化学療法看護認定看護師の活動における看護ケアの質評価

研究目的はがん化学療法看護認定看護師の活動における看護ケアの質を評価することである。研究の第一段階として、がん化学療法看護認定看護師の活動における質を評価する質指標の作成を行った。認定看護師の役割機能である「実践」「指導」「相談」のうち「実践」に焦点を当て、文献検討とがん化学療法看護認定看護師のスーパービジョンのもとに質評価指標の項目を作成した。質指標に含まれる項目は、1意思決定支援、2有害事象のアセスメントとケア、3化学療法薬の安全な投与管理、4セルフケア支援、5心理社会的サポート、6その他(認定看護師としての能力維持のための取り組み他)とした。今後は作成した質指標の妥当性の検証を行う。研究目的は、がん化学療法看護認定看護師の活動における看護ケアの質を評価することである。本研究は、(1)看護ケア質評価指標の開発、(2)看護ケア質の評価の2段階で実施する。平成24年度に、がん化学療法看護認定看護師の活動における看護ケアの質評価指標のための評価項目を作成した。認定看護師の役割機能である「実践」「指導」「相談」のうち、「実践」に焦点を当て、文献検討の結果、1意思決定支援、2有害事象のアセスメントとケア、3化学療法薬の安全な投与管理、4セルフケア支援、5心理社会的サポート、6その他を構成要素に挙げた。そして、文献検討から得られた知見をそれぞれの構成要素に分類し、質指標の項目とした。平成25年度は、平成24年度に作成した質指標の原案のさらなる洗練化を行った。平成25年に、日本がん看護学会が「がん看護コアカリキュラムpart2(実践編)」を報告した。この報告の中で、がん化学療法看護のコアカリキュラムが提示され、治療を受ける患者の看護に関する5項目について、知識理論と実践の2つの観点から詳細な項目が示された。そこで、平成24年度に作成した質指標の原案と、がん看護の主要な学会である日本がん看護学会の指針を比較し、1質評価指標の項目、2ジェネラリストと認定看護師の看護の質の違いを表現する評価の示し方、の2つの視点から原案の修正を加えた。また、がん化学療法看護認定看護師1名に、専門的な観点からの助言を得て、原案の修正を行った。その結果、質評価指標の構成要素の変更はないが、各構成要素に含まれる評価指標の表現を、より認定看護師の看護の質を示す内容に変更した。平成26年度は、質評価指標の完成と、認定看護師を対象とした質評価の実施を行う予定である。平成24年度は、がん化学療法看護認定看護師の活動における看護ケアの質評価指標のための評価項目を作成した。がん化学療法看護認定看護師の役割は、1実践、2指導、3相談があるが、すべての役割機能を質評価指標に含めると項目数が多くなるため、今回は、1実践の質評価指標を作成することとした。「看護」「質」「指標」「化学療法」「quality」「chemotherapy」等をキーワーズとして国内外の文献を検索した。文献検索の結果、約70文献を検討の対象とした。そして、がん化学療法看護認定看護師1名を研究協力者に位置付け、「認定看護師による質の高い看護実践とはなにか」という視点で文献検討を行った。質指標に含まれる構成要素として、1意思決定支援、2有害事象のアセスメントとケア、3化学療法薬の安全な投与管理、4セルフケア支援、5心理社会的サポート、6その他、を挙げて、文献検討から得られた知見をそれぞれの構成要素に分類し、質指標の項目とした。項目の表現として看護師の行為だけでなく行為の目的や意図を含むようにした。項目数が100を超えたため、現在、項目の精選を行っている。平成25年度の計画として、質指標の原案作成後、専門家パネルによる看護ケア質の評価項目の検討、評価項目を含む質問紙の作成を行う予定である。平成24年25年度に、がん化学療法看護認定看護師の活動における看護ケア質評価指標のための評価項目を作成した。認定看護師の役割機能である「実践」「指導」「相談」のうち、「実践」に焦点を当て、文献検討とがん化学療法看護認定看護師のスーパービジョンのもとに質評価項目を作成した。質指標に含まれる項目は、1意思決定支援、2有害事象のアセスメントとケア、3化学療法薬の安全な投与管理、4セルフケア支援、5心理社会的サポート、6その他であった。平成25年に日本がん看護学会が「がん看護コアカリキュラムpart2」を報告した。コアカリキュラムの内容をもとに、1質評価指標の項目の妥当さ、2ジェネラリストと認定看護師の看護の質の違いを表現しているかの観点から、さらに質評価指標を精選した。平成26年度は、作成した質評価指標の原案について、がん化学療法看護のエキスパートに内容妥当性に関する意見を聞いたところ、認定看護師の高い専門性を示す指標への修正が必要との意見があり、より精度の高い質指標を検討する必要が生じた。そのため、研究計画を変更し、研究期間を平成27年度に延長することとなった。

平成27年度は、質評価指標原案の完成と、全国の認定看護師を対象とした質問紙調査を行う予定である。研究目的は、がん化学療法看護認定看護師の活動における看護ケアの質を評価することである。本研究は(1)看護ケア質評価指標の開発、(2)看護ケア質の評価の2段階で実施する。まず(1)看護ケア質評価指標の開発において、がん化学療法看護認定看護師の活動における看護ケア質評価指標のための評価項目を作成した。認定看護師の役割機能である「実践」「指導」「相談」のうち、「実践」に焦点を当て文献検討を行った結果、1意思決定支援、2有害事象のアセスメントとケア、3化学療法薬の安全な投与管理、4セルフケア支援、5心理社会的サポート、6その他を構成要素とした。がん化学療法看護に関する文献、認定看護師の活動報告に関する文献検討から得られた知見をそれぞれの構成要素に分類し、質評価指標の項目を含む原案とした。さらに平成25年に日本がん看護学会が「がん看護コアカリキュラムPart2(実践編)」を報告したことから、コアカリキュラムで示されたがん化学療法看護におけるアセスメントケアの視点を参考にして、先に作成した原案を1質評価指標の項目、2ジェネラリストと認定看護師の看護の質の違いを表現する評価の示し方、の2つの視点から検討し原案の修正を行った。平成27年度は修正案について、がん化学療法看護認定看護師2名、がん看護専門看護師1名の研究協力を得て質評価指標の内容妥当性について意見を聴取し、若干の修正を加えた。今後は研究目的(2)看護ケア質の評価を行うために、全国のがん化学療法看護認定看護師を対象とした調査を行う。研究目的はがん化学療法看護認定看護師の活動における看護ケアの質を評価することである。研究の第一段階として、がん化学療法看護認定看護師の活動における質を評価する質指標の作成を行った。認定看護師の役割機能である「実践」「指導」「相談」のうち「実践」に焦点を当て、文献検討とがん化学療法看護認定看護師のスーパービジョンのもとに質評価指標の項目を作成した。質指標に含まれる項目は、1意思決定支援、2有害事象のアセスメントとケア、3化学療法薬の安全な投与管理、4セルフケア支援、5心理社会的サポート、6その他(認定看護師としての能力維持のための取り組み他)とした。今後は作成した質指標の妥当性の検証を行う。平成24年から25年度にかけて作成した質評価指標の原案について、平成26年度にがん化学療法看護のエキスパートに内容妥当性に関する意見を聞いたところ、認定看護師の高い専門性を示す指標への修正が必要との意見があり、より精度の高い質指標を検討する必要が生じた。そのため、研究計画を変更し、研究期間を平成27年度に延長することとなった。がん看護平成27年度は、質評価指標原案の完成と、全国の認定看護師を対象とした質問紙調査を行う予定である。平成25年度は、前年度に作成した看護ケア質評価指標をさらに精選し、専門家パネルによる評価項目の事前評価を行う予定であった。看護ケア質評価の精選を慎重に行ったことにより原案の完成に時間がかかり、専門家パネルによる評価項目の事前評価を行うには至らなかったことから、「やや遅れている」と評価した。平成24年度は、がん化学療法看護認定看護師の活動における看護ケアの質を評価する指標の原案を完成させることが目的であった。
二〇世紀最初期における、欧州統合を用意した世界認識・国際秩序観・世界連邦論の解明

本研究は、欧州統合史研究と国際関係史研究を接合し、20世紀前半における欧州統合認識の形成と変容を、世界認識との関わりから再検討するものである。具体的には、ベルギーの書誌学者・平和活動家のポール・オトレ、機能主義者、連邦主義者の国際秩序観ならびに欧州統合観を取り上げ、その思想の展開に影響を与えた国際状況の相互関係に焦点を当てることで、欧州統合を20世紀史の中に位置付けることを最終的な目標とする。2018年度においては、ドイツのキリスト教民主主義政策文書館(ドイツの政党キリスト教民主主義同盟CDUの文書館)に所蔵されているローマ条約期の交渉史料、フランス国立文書館に収録されている連邦主義関連の諸文書(Jean Coutrot、USDR、Marceau Pivertなどの私文書群)、フランス国立文書館手稿部門が所蔵しているアレクサンドル・コジェーブ文書、ロンドンスクールオブエコノミックス(LSE)付属文書館が所蔵しているデイヴィッド・ミトラニー文書を閲覧し、その所蔵状況を確認し、可能なものについては、関係資料を複写・収集した。前年度の研究実施の中で、1958年のローマ条約の成立を終着点として研究の再構成が必要であると認識したが、本年度は当初の研究計画を一部変更して、このローマ条約における連邦主義と機能主義の関係を、西独政府内の議論を軸として検討することとした。当該検討については、2018年度中に論稿の形で執筆し終えた。今後、本論稿を、適宜外部の媒体や研究報告として発表し、フィードバックを受けたい。当初予定していた史料調査、史料収集を実施でき、また、ローマ条約成立期における研究について、2018年度後半期に集中して取り組んだことにより、論稿という形で一つの形にまとめることができた。2017年度に取り組みんだオトレに関する検討については、まだ途上であるものの、全体を通じてみれば、おおむね順調に進展していると言えるのではないだろうか。今後の研究の推進方針として以下を予定している。1)アーカイブ史料収集の推進:2019年度に、連邦主義・国際主義・機能主義に関する二度の史料収集を行う。2020年度は研究計画最終年度であるので、史料収集は可能な限り控え、研究取り纏めに集中する予定である。2)オトレ研究の継続:ポール・オトレの国際秩序認識を抽出する作業に加え、オトレの盟友であったアンリ・ラフォンテーヌの欧州統合観についても検討を進める。さらに、ノイラートなどの同時代的な哲学的認識論とオトレの国際認識の交錯について、検討を引き続き進める。3)連邦主義・機能主義、ローマ条約研究の継続:連邦主義と機能主義が戦間期から戦後からローマ条約形成期にかけて、どのように論じられ方が変わっていき、欧州統合に影響するのかについて、研究論文を中心とした先行研究の整理と、個別論点の設定に引き続き注力する。4)研究会発表:オトレに関する研究報告か乃至は連邦主義・機能主義に関する研究報告を、可能な限り2019年度に実施する。5)成果の発表:オトレに関する論考、連邦主義・機能主義、ローマ条約に結実する欧州統合理念の三点に関して、本科研費研究成果として論文として将来的に公表する。ローマ条約に関する研究については、本研究課題着手以前に従事していた研究の研究成果と合わせて、書籍として刊行することを将来的に予定している。2017年度においては、ベルギー、モンス市の文書館ムンダネウムに保管されているポール・オトレの個人文書を調査した。そもそもわが国において、オトレを対象とする研究は書誌学および建築学以外において存在せず、本研究で課題とする彼の国際政治認識に関する史料状況を明らかにすることから始めなければならなかった。個人文書調査において、2000頁に渡る所蔵史料の複写を行った。またこの作業と並行して、20世紀前半、とくに戦間期における連邦主義ならびに国際主義に関する先行研究文献の精読を進め、連邦主義と国際主義がヨーロッパ統合や国際秩序への構想に対して、いかなる思想的貢献や影響を与えているかについて検討を重ねた。その部分的成果として、2018年3月初頭に世界政治研究会(於東京大学弥生キャンパス)で研究報告、報告タイトル「ローマ条約の成立とは何だったのか:三次元統合と20世紀史の中の欧州統合の位置付けをめぐって」を行った。この研究報告の準備の中で、欧州統合を20世紀史の中に位置付けるためには最終的に1957年に成立するローマ条約を終点として検討することの必要性を強く痛感した。当初は、20世紀初頭から戦間期を経て1940年代までを研究対象年代として想定していたが、今後は、1950年代後半まで拡張したうえで、ローマ条約に結実する欧州統合を支えた思想についても解明を進めることとする。2017年9月に行った史料調査で収集したオトレの個人文書の精読、ならびに連邦主義に関する関連文献の精査過程に遅れがでている。オトレに関しては、想定以上にマニュスクリが乱筆で解読しづらく、彼の国際秩序観をまだ充分には整理できていない。ただし、文書全体を概略すると、以下の点からオトレに接近することが肝要であると考えられる。

1)オトレの国際政治/国際秩序認識は1916年の著作を中核とすること。オトレの史料は完全には精査が終了していないが、彼が国際政治に関してまとまった著作を発表しているのは1916年に刊行した『国際問題と平和』のみである。したがって、この著作におけるオトレの国際認識をまず分析するのが肝要である。2)しかし1930年代まで活発に国際平和に向けた発信をしていること。オトレは1930年代まで世界平和を実現するための構想をメモにまとめていた事が分かった。3)盟友のアンリ・ラフォンテーヌとの相互認識を考慮に入れる必要があること、オトレは外部団体には積極的に参加していないが、ラフォンテーヌは極めて活発である。4)認識哲学との関連で文字情報に頼らない情報の認識構造への注目が政治秩序認識の解明の上で重要であること。ムンダネウムのアーキビストとの議論の中で、オトレの世界認識を考えるならば同時代の哲学的認識論をある程度理解する必要があるのではないかとの示唆を受け、ウィーンを中心とする哲学的議論について、先行研究を整理する必要がある。また、当初想定していた2018年3月に実施予定だった史料取集が、実施できず、当初の進捗予定からみて、やや遅れていると判断せざるを得なかった。本研究は、欧州統合史研究と国際関係史研究を接合し、20世紀前半における欧州統合認識の形成と変容を、世界認識との関わりから再検討するものである。具体的には、ベルギーの書誌学者・平和活動家のポール・オトレ、機能主義者、連邦主義者の国際秩序観ならびに欧州統合観を取り上げ、その思想の展開に影響を与えた国際状況の相互関係に焦点を当てることで、欧州統合を20世紀史の中に位置付けることを最終的な目標とする。2018年度においては、ドイツのキリスト教民主主義政策文書館(ドイツの政党キリスト教民主主義同盟CDUの文書館)に所蔵されているローマ条約期の交渉史料、フランス国立文書館に収録されている連邦主義関連の諸文書(Jean Coutrot、USDR、Marceau Pivertなどの私文書群)、フランス国立文書館手稿部門が所蔵しているアレクサンドル・コジェーブ文書、ロンドンスクールオブエコノミックス(LSE)付属文書館が所蔵しているデイヴィッド・ミトラニー文書を閲覧し、その所蔵状況を確認し、可能なものについては、関係資料を複写・収集した。前年度の研究実施の中で、1958年のローマ条約の成立を終着点として研究の再構成が必要であると認識したが、本年度は当初の研究計画を一部変更して、このローマ条約における連邦主義と機能主義の関係を、西独政府内の議論を軸として検討することとした。当該検討については、2018年度中に論稿の形で執筆し終えた。今後、本論稿を、適宜外部の媒体や研究報告として発表し、フィードバックを受けたい。当初予定していた史料調査、史料収集を実施でき、また、ローマ条約成立期における研究について、2018年度後半期に集中して取り組んだことにより、論稿という形で一つの形にまとめることができた。2017年度に取り組みんだオトレに関する検討については、まだ途上であるものの、全体を通じてみれば、おおむね順調に進展していると言えるのではないだろうか。今後の研究の推進方針として以下を予定している。
環境に優しい次世代型EV用ソフトスイッチング電力変換装置の実証的研究

1.シミュレーションによる回路動作解析と最適回路パラメータ設計本研究で提案するZCS/ZVS複合ソフトスイッチングインバータの詳細な回路動作解析を行なうとともに、実際の装置で問題となってくる様々な寄生パラメータが与える影響をコンピュータシミュレーションにより明らかにするとともに、回路設計ににあたって考慮すべきパラメータを抽出し、最適回路設計法を確立した。2.損失評価シミュレータの開発ソフトスイッチング半導体電力変換装置の動作解析シミュレータに、小型モデル試験器による実験結果より得られたスイッチング半導体デバイスの電気諸特性、実測スイッチング特性を組み込み、半導体電力変換装置の各部導通損失、スイッチング損失を推定可能な損失分析シミュレータを開発した。研究室では評価不可能な大電力容量のEV用電力変換装置の動特性をこのシミュレータにより評価し、その結果をシステム設計要因に反映させた。3.小型モデル試験器の製作(三相インバータ回路)大学内研究室での評価・検討を考慮すると、実際のEV実現に必要な数十kW級の試験器を試作することは非現実的である。そこで数kW級のZCS&ZVS複合ソフトスイッチング方式電力変換装置小型モデル試験器を作成し、動作解析シミュレータ上での動作と、実際にMOSゲート型高速半導体スイッチングデバイスを用いた小型モデル試験器の動作状況を比較検討することで、実際応用上の回路設計要件、制御要件を明らかにした。「シミュレーションによる回路動作解析と最適回路パラメータ設計」電気自動車(EV)駆動用などモータ駆動アプリケーションを想定したVVVF/CVCF動作が可能なZCS/ZVS複合ソフトスイッチング正弦波PWMインバータの詳細な回路動作解析を行なうとともに、実際の装置で問題となってくる様々な寄生パラメータが与える影響をコンピュータシミュレーションにより明らかにした。さらに全負荷電流領域でソフトスイッチング動作可能な回路パラメータの設計手法を明らかにした。「小型モデル試験器の製作」提案するZCS/ZVS複合ソフトスイッチングインバータがシミュレーション通りに動作することを検証するために、3kW出力容量の小型ミニモデル試験器を試作し、動作確認を行った。その結果、シミュレーションにて示したのと同様に、インバータ主回路内スイッチング素子の完全なZVS/ZCS動作を実機にて実現することができ、スイッチング損失がほぼゼロに低減されていることを確認することができた。「損失評価シミュレータの開発」ソフトスイッチング半導体電力変換装置の動作解析シミュレータに、小型モデル試験器による実験結果より得られたスイッチング半導体デバイスの電気諸特性、実測スイッチング特性を組み込み、半導体電力変換装置の各部導通損失、スイッチング損失を推定可能な損失分析シミュレータを開発した。研究室では評価不可能な数10kW級の大電力容量領域における、回路動作特性および回路内の電力損失発生状況をこのシミュレータにより評価することが可能となった。これらの結果を論文にまとめ、投稿した。・小型モデル試験器の製作(三相インバータ回路)平成15年度に本研究で提案するZCZVS複合ソフトスイッチング方式が原理通りに動作することが可能であることを証明した。そこで平成16年度は、提案するソフトスイッチング技術を三相電圧形インバータに適用し、実証的な評価検討を行った。大学内研究室での評価・検討を考慮すると、実際のEV実現に必要な数十kW級の試験器を試作することは非現実的である。そこで最大出力3kW級のZCS&ZVS複合ソフトスイッチング方式を主として比較のためにZVS方式を含め、ソフトスイッチング動作を実現する補助共振転流回路を三相インバータの各相に接続した補助共振転流ポール型の電力変換装置小型モデル試験器を作成した。動作解析シミュレータ上での動作とMOSゲート型高速半導体スイッチングデバイスを用いた小型モデル試験器の動作状況を比較検討することで、実際応用上の回路設計要件、制御要件を導出した。また比較評価のために、三相を一括して処理する補助共振DCリンク方式ソフトスイッチングインバータについても検討を行った。さらに疑似電源回路網を用いた伝導性ノイズ計測を行った。提案するZCZVSソフトスイッチング方式は、スイッチング遷移時に流れる共振電流が他のソフトスイッチング方式と比較して大きめであることもあって、電力変換効率は従来からのハードスイッチング方式と比較してさほど改善効果は見られなかったものの、伝導性ノイズの観点からは優位性を示すことができた。
インスリン情報伝達系におけるプロテインキナーゼSGKとその結合タンパク質の役割

目的インスリンによる代謝調節機構においてはPI3キナーゼとその下流に位置するセリン・スレオニンキナーゼであるPKB/Akt、PKCζ、PKCλなどが関与することが知られている。SGKは全体のドメイン構造はPKB/Aktと異なっているが、キナーゼ領域はPKB/Aktと非常に類似している。さらに、インスリンにより活性化が観察されている。以上のことからインスリンシグナル伝達系にSGKが関与するのではないかと考え、その手がかりとして、相互作用するタンパクの検索を行った。結果(1)SGK結合タンパク質の同定SGKと相互作用するタンパク質を同定する目的で、ヒト脳から作製したcDNAライブラリーをSGKをbaitにした酵母2ハイブリッドスクリーニング法にて検索した。その結果、SGK結合タンパク質としてアダプタータンパクMint2が同定された。Mint2は様々なタンパク・タンパク相互作用部位に見られるPDZドメインを2個持っているが、SGKはそのうちのC末に存在するPDZドメインと会合した。SGK・Mint2の会合はSGKを活性化する試薬である過酸化水素の添加により増強された。(2)IGF1によるSGKを介したK+チャネルの活性化IGF1はインスリンと類似した成長因子で細胞の増殖や、アポトーシスの調節に関与している。一方で、近年、SGKが電位依存性のイオンチャネルの活性化に必要であるという報告があった。そこで、IGF依存性のSGKの活性化がK+チャネルの活性化に関わっているかを検討した。ヒト293細胞のK+チャネルの活性および発現をパッチクランプ法、RT-PCR法などを用いて検討したところ、その過程にSGKが必須であることを明らかにした。(1)キナーゼ不能型SGKのインスリンシグナル系への影響SGKキナーゼのインスリンシグナル系への関与を調べるために、SGKキナーゼの活性化に必要な二つのリン酸化部位(Thr256とSer422)をアラニンに変換した突然変異体を作成し、培養細胞に発現させグリコーゲン合成酵素キナーゼの不活性化への影響を検討したが、突然変異体の発現により、変動は認められなかった。現在、この突然変異体が真のドミナントネガティブ型となっているか、検討しいる。(2)SGK結合タンパク質の解析酵母ツーハイブリドスクリーニングにより、SGK結合タンパク質としてPDZドメインをゆうするMint2を得た。Mint2のSGKへの結合は細胞を過酸化水素で刺激することにより増強した。SGKはインスリンだけでなく、過酸化水素によっても活性化されるため、現在、この相互作用と活性化の関係について検討している。(2)IGF1によるSGKを介したK^+チャネルの活性化IGF1はインスリンと類似した成長因子で細胞の増殖や、アポトーシスの調節に関与している。

一方で、近年、SGKが電位依存性のイオンチャネルの活性化に必要であるという報告があった。そこで、IGF依存性のSGKの活性化がK^+チャネルの活性化に関わっているかを検討した。ヒト293細胞のK^+チャネルの活性および発現をパッチクランプ法、RT-PCR法などを用いて検討したところ、その過程にSGKが必須であることを明らかにした。
改変型エクソソームを利用した新規肝硬変治療法の開発

温度応答性培養皿上で間葉系幹細胞(MSC)にWnt/β-catenin経路阻害剤IC-2を添加し作製する肝疾患治療用細胞シートのマウス肝表面への移植は、薬剤未処理のMSCシートよりも高い肝線維化抑制効果を示す。この線維化抑制効果は、移植した肝葉とは別の肝葉でも認められることから、IC-2により産生が亢進する細胞外分泌因子やIC-2により含有量が変動するエクソソーム中の内包因子が肝線維化抑制に有効と考えられる。平成29年度はIC-2処理MSCの濃縮培養上清からなるセクレトームおよびエクソソームが、肝線維化の主たる要因となる肝星細胞の活性化を抑制することを明らかにした。平成30年度は、まず、IC-2処理MSCより、エクソソーム分泌阻害剤GW4869添加条件下でセクレトームを回収し、同セクレトームの肝星細胞活性化抑制効果を検討した。予想に反し、GW4869添加IC-2処理MSC由来セクレトームは、IC-2処理MSC由来セクレトームと同様に肝星細胞の活性化を抑制した。すなわち、エクソソームだけでなく、エクソソーム以外の細胞外分泌因子に、肝星細胞活性化抑制因子が含まれることが推察された。肝星細胞活性化抑制因子として報告されているMFGE8, thioredoxinに着目したところ、IC-2によりthioredoxinの産生がMSCで上昇したことから、エクソソーム以外の細胞外分泌因子の中で、thioredoxinが肝線維化抑制に関与する事が示唆された。一方、IC-2処理MSC由来エクソソームの肝星細胞活性化抑制効果はmRNAレベルでは認められず、タンパクレベルでのみ認められたことから、今後、エクソソーム中のmiRNAの網羅的解析によりエクソソーム中の肝星細胞活性化抑制因子、肝線維化抑制因子の同定を中心に進める。エクソソームによる肝星細胞活性化抑制効果をエクソソーム分泌阻害実験で検証し、エクソソーム以外に肝星細胞活性化抑制に関わる液性因子の存在が明らかとなり、当初の予定にはない実験を加え、実験計画に遅れが生じた。しかしこれにより、肝星細胞活性化抑制作用を示す液性因子の候補としてチオレドキシンを見出すことに成功した。本研究により、MSCへIC-2を添加することで、MSCエクソソームよりも肝星細胞活性化抑制効果の高いエクソソームを得ることが可能であることを明らかにした。特に、遺伝子発現レベルではなくタンパク発現レベルで肝星細胞活性化抑制効果が認められるので、今後miRNAの網羅的解析を進め、エクソソーム中の肝星細胞活性化抑制因子の同定を進め、より肝線維化抑制効果の高いエクソソームの産生法の確立につなげる予定である。

想定していた実験結果が得られたことで、当初の予定にはない実験を加える等の研究計画の見直しが必要となり、今年度の計画に遅れが生じた。主には網羅的解析を行うための受託解析費用として使用する予定である。
視覚探索の脳内機構の比較神経科学的研究

視覚探索の心理学的な研究は盛んになされ,様々な特性が明らかになっている.しかし,その神経機構は現在まで解明されていない.鳥類では網膜への遠心性投射系(向網膜系)が発達している.現在まで報告者らが明らかにした解剖学的,生理学的知見(文献参照)をもとにすると,鳥類の向網膜系は並列でしかもも独立した約1万個のモジュールで構成されていると見做すことができる.一つのモジュールは,視野のある限局した部位を調節する.仮に活発に活動しているモジュールが順に移動していくと仮定すると,網膜の出力(神経節細胞の活動)を局所的に且つ一時的に増強し,しかも増強する部位を移動させることができる.仮に向網膜系が「注意の向かう」対象のある位置に相当する網膜の部位の出力を増強するとしたら,Treismanらによって提唱された「注意のスポットライト」のモデルを実現する神経機構といえる.この向網膜系が本当に視覚探索に関与しているかは行動実験によって確かめなければならない.今年度はそのための実験システムの一部を構築した.システム全体として刺激画像を提示して,標的図形をpeckさせる方式をとる.システム構成としては刺激提示部,反応計測部,報酬制御部からなり,全体はパーソナルコンピュータ(IBM PS/V Master)で制御される.刺激画像はコンピュータにインストールした画像合成ボード(Cambridge Research System社製VSG2/3)とソフトウェアによって合成し,SVGAモニターに提示する.動物の反応(peckの位置,反応潜時)はモニター前面に装着したアナログ静電容量方式のタッチスクリーン(MicroTouch社製HyperTouch)によって検出する.来年度以降このようなシステムを用いて,向網膜系の除去が動物の視覚探索の能力にどのように影響するかを調べる.視覚探索の心理学的な研究は盛んになされ,様々な特性が明らかになっている.しかし,その神経機構は現在まで解明されていない.鳥類では網膜への遠心性投射系(向網膜系)が発達している.現在まで報告者らが明らかにした解剖学的,生理学的知見(文献参照)をもとにすると,鳥類の向網膜系は並列でしかもも独立した約1万個のモジュールで構成されていると見做すことができる.一つのモジュールは,視野のある限局した部位を調節する.仮に活発に活動しているモジュールが順に移動していくと仮定すると,網膜の出力(神経節細胞の活動)を局所的に且つ一時的に増強し,しかも増強する部位を移動させることができる.仮に向網膜系が「注意の向かう」対象のある位置に相当する網膜の部位の出力を増強するとしたら,Treismanらによって提唱された「注意のスポットライト」のモデルを実現する神経機構といえる.この向網膜系が本当に視覚探索に関与しているかは行動実験によって確かめなければならない.今年度はそのための実験システムの一部を構築した.システム全体として刺激画像を提示して,標的図形をpeckさせる方式をとる.システム構成としては刺激提示部,反応計測部,報酬制御部からなり,全体はパーソナルコンピュータ(IBM PS/V Master)で制御される.刺激画像はコンピュータにインストールした画像合成ボード(Cambridge Research System社製VSG2/3)とソフトウェアによって合成し,SVGAモニターに提示する.動物の反応(peckの位置,反応潜時)はモニター前面に装着したアナログ静電容量方式のタッチスクリーン(MicroTouch社製HyperTouch)によって検出する.来年度以降このようなシステムを用いて,向網膜系の除去が動物の視覚探索の能力にどのように影響するかを調べる.
視覚系における質感情報表現の階層的情報変換

V1,V2,V4の腹側共同実験を実施した。自然画像を元にした刺激、画像統計量を体系的に操作した刺激、DRGW刺激、ランダムドット刺激を使った実験を行った。V1とV4野については32点のマルチ電極により、多数の細胞からの記録を行なった。多点電極からのデータの解析には、スパイクの分離を含む解析環境が必要だが、GPGPUを利用した解析システムが完成した。スパースSTCによる、初期視覚野複雑型細胞がもつ線形フィルタの推定:より少量のスパイクデータから、スパースSpike-Triggered Covariance(STC)解析によりV1複雑型細胞の内部サブユニットを推定するための新解析法を開発した。この解析では、分散共分散行列を4次元の波でスパース推定する。周波数空間でのLASSOを用いることにより、通常のSTC解析と同程度のS/N比の分散共分散行列を推定するのに必要な刺激枚数を1/5から1/10程度に削減することができた。質感情報表現ダイナミクスと画像選択的ユニットの物体認識における役割:第一の実験では、物体表面由来の視覚情報の神経表現が時間とともに変化するのかについて検討した。鎮痛不動化したサルV4野から、多数の自然物体表面画像に対する単一神経細胞活動を記録した。すべての刺激画像ペアに対する刺激画像間距離[神経RDM (representational dissimilarity matrix)]を求めた。また、画像特徴量(方位・空間周波数成分、輝度の分散など)から画像RDMを、意味差判別法により得られたスコアから心理RDMも求めた。画像RDMと神経RDM間および心理RDMと神経RDM間で相関を求めることで、神経細胞集団活動による表現と画像特徴量および心理評価値との比較を行った。研究総括の大澤と分担者の佐々木のグループと分担者の田村のグループが共同し、V1,V2,V4野の視覚刺激に対する神経活動の記録実験を行い、計画に必要なデータの8割程度を取得した。多点記録データは、GPUによるスパイクソーティングが必要だが、今年度までの開発により、完成した。本研究で使用するダイナミックランダムガボール刺激やダイナミックランダムドット刺激が、多くのV4細胞にとっても有効な刺激であることを確認し、データを取得した。昨年度までの研究開発により、共通の視覚刺激システムとデータ解析システムを完成し、多点電極によるデータの取得が順調に進行している。多点電極からのデータの解析には、スパイクの分離を含む解析環境が必要だが、この解析システムの準備も完了した。今後はこのシステムを活用し、研究計画のデータの最終部分を取得する。実験制御コンピューターと、集積されたデータを処理するための解析コンピューターをそれぞれの研究室で使用する。腹側・背側経路相互の情報伝達の様態を調べるために、MTとV4の同時記録実験の最終年度中の実験を目指す。また、研究ではディープニューラルネットを実際の動物の脳と並行して研究することにより、両者を補完的に利用している。本研究のような高次視覚野を扱う研究では、生理学的実験における記録時間の制限がない人工のディープニューラルネットは、実際の脳を考える上で有用である。本研究の主要なアプローチであるマイニング的手法が、ディープニューラルネットを取り入れることにより、さらに有効になるため、この研究も推進する。マイニング的なアプローチでは、実験時にはできるだけ仮定を置かない刺激を用いる反面、解析時には、脳内情報表現の種々の可能性について多様な方向からの理論的な考察が必要になる。そのため、Web会議システムにより、阪大(大澤・田村)と東大(岡田)を結んで、大学院生も含む全員参加でデータ解析や効果的な刺激の生成法について勉強会と打ち合わせを行う。霊長類の視覚系において、一次視覚野V1からMT野までの記録を行った.V1からMT野への入力の性質を調べるため様々な視覚刺激と解析法を適用し、以下の結果を得た。MT野細胞がうける抑制は空間・時間周波数領域において興奮性入力よりも広範に分布しているため、ピークではそれほど強くはないが、周波数領域全体を積分した総合的強度は必ずしも弱くはなく、ほぼ同程度の強度を持つ。したがって、興奮性と抑制性の入力はMT野の細胞においてはバランスしている。この成果は、現在投稿中の論文として査読を経て、改稿版を提出した。ネコの初期視覚野において、最初の単純型細胞および複雑型細胞が次の段の細胞に統合される過程の性質をプーリングの観点から研究した。空間におけるプーリングのみならず、空間周波数と方位の領域におけるプーリングを解析した結果、空間周波数領域においてもプーリングを行っている細胞が存在することを初めて示した。また、方位領域においてもプーリングを行う細胞の存在を示すことができた。さらに、理論的および実験的な解析により、プーリングが両眼視差選択性にもたらす効果を調べた。空間におけるプーリングは両眼性の空間周波数と方位のマッチング精度を飛躍的に向上させ、両眼立体視のための情報処理に重要な役割を担っていることを初めて発見した。逆に、空間周波数領域におけるプーリングは空間的な視差選択性をよりシャープにし、両眼偽対応を除去する効果があることを示した。これらの成果は2編の論文として出版および印刷中である。霊長類の実験システムの開発と解析ソフトウエアの開発はほぼ終了し、実際にデータを取得するところまで進行することができた。また、3件の論文が出版され(印刷中含む)、1件の論文が投稿中である。霊長類の視覚系において、一次視覚野V1, V2, V4, MT野での単一細胞記録を行った。このうち、V1とV4野については32点のマルチ電極により、多数の細胞からの記録を行なった。

MT野からの記録実験では、MT野細胞がうける抑制と興奮性入力の性質を調べた。抑制入力は、空間・時間周波数領域において興奮性入力よりも広範に分布しているため、ピークではそれほど強くはないが、周波数領域全体を積分した総合的強度は必ずしも弱くはなく、興奮生入力とほぼ同程度の強度を持つ。したがって、興奮性と抑制性の入力はMT野の細胞においてはバランスしている。ネコの初期視覚野において、最初の単純型細胞および複雑型細胞が次の段の細胞に統合される過程の性質をプーリングの観点から研究した。空間におけるプーリングのみならず、空間周波数と方位の領域におけるプーリングを解析した結果、空間周波数領域においてもプーリングを行っている細胞が存在することを初めて示した。さらに、理論的および実験的な解析により、プーリングが両眼視差選択性にもたらす効果を調べた。空間におけるプーリングは両眼性の空間周波数と方位のマッチング精度を飛躍的に向上させ、両眼立体視のための情報処理に重要な役割を担っていることを初めて発見した。逆に、空間周波数領域におけるプーリングは空間的な視差選択性をよりシャープにし、両眼偽対応を除去する効果があることを示した。これらの成果は2編の論文として出版された。また、サルが複雑な自然状景を見ているときに、サッケードをしながら視野内の情報をサンプリングする仮定での眼球の動きの性質を行動計測実験とモデルによるシミュレーションにより示した。眼球運動は、主として大きなサケードと小さなサケードからなるモード間を、視覚情報の獲得の過程で遷移することが見出された。研究総括の大澤と分担者の佐々木のグループと分担者の田村のグループが共同し、V1V4 MTまでの視覚刺激と多点記録・解析システムを構築し、実験を開始した。多点記録データは、GPUによるスパイクソーティングが必要だが、このシステムも構築し、現在ソーティングの能力とスピードに関して改良を重ねている。実験が進む前には、MTでは多くの細胞を有効に刺激可能であることはわかっていたが、本年度は実際にV4からの記録を行うことで、本研究で使用するダイナミックランダムガボール刺激やダイナミックランダムドット刺激が、多くのV4細胞にとっても有効な刺激であることを確認できた。V1, V2,V4の腹側共同実験を実施した。自然画像を元にした刺激、画像統計量を体系的に操作した刺激、DRGW刺激、ランダムドット刺激を使ったマイニング的なアプローチにより実験を行った。V1とV4野については32点のマルチ電極により、多数の細胞からの記録を行なった。視覚刺激システムとデータ解析システムを本研究のための合同の実験装置を設置し多点電極によるデータの取得が順調に進行している。多点電極からのデータの解析には、スパイクの分離を含む解析環境が必要だが、この解析システムの準備がほぼ完了した。
ナノ構造シリコンによる偏光制御素子の開発

ポーラス(多孔質)シリコン中のシリコンナノ構造は,堆積法やイオン注入法により作製されたシリコン微粒子とは異なり,ミクロな光学異方性をホすことが知られている.本研究はこのミクロな異方性を応用した光デバイスの開発を目指し,基礎および応用の両面から検討を進めてきた.今年度は特に,直線偏光照射法によるスタティックなマクロ異方性の形成とその機構について詳細な研究を行い,その主な成果として以下のような結果が得られた.1.直線偏光照射下での陽極化成による光学異方性の誘起ポーラスシリコンを作製するための電気化学的陽極化成の際に直線偏光を照射することにより,マクロな光学異方性の形成を試みた.この方法はPolisskiらにより提案されたものであるが,昨年度の研究では異方性の形成は認められなかった.ところが今年度,比較的高い電流密度で陽極化成を行ったところ,非常に顕著な光学異方性の発現を確認することができた.興味深いことに,ここで得られた異方性の方向はPolisskiらの結果とは90度ずれており,彼らの提案した光化学エッチングのみに基づいたモデルを見直す必要があることを示した.陽極化成電流密度依存性とも合わせて考えると,電気化学エッチングが重要な働きをしているものと考えられる.2.光学異方性発現のメカニズム上で述べた違いを生じる原因を明らかにするため,暗所での陽極化成により作製した試料に直線偏光による光化学エッチングを施した.すると,これらの試料はPolisskiらの報告と同じ方向に光学異方性を示した.この結果は,Polisskiらのモデルは光化学エッチングが支配的な場合にのみ適用されうることを示している.電気化学エッチングが支配的な場合は全く異なる結果が得られるとのモデルを新たに提案した.本研究は,ポーラス(多孔質)シリコン中のシリコン微粒子のもつ光学的異方性を利用し,これまでにない新しい偏光制御素子を開発することを目的とするものである.異方性を構造によりもたせるもの(スタティックな異方性)と,電気的あるいは光学的に一時的に異方性を誘起するもの(ダイナミックな異方性)の2つのアプローチにより研究を進め,本年度においてはそれぞれ次のような成果が得られた.ダイナミックな異方性の光学的励起に関しては,その発光特性の異方性(偏光メモリー現象)を本研究で整備した新しい光学測定系にて確認することができた.しかし,電気的特性(光導電率)の評価からは異方性の発現を確認することができなかった.これは,励起に用いた直線偏光の強度が不十分であることなどが原因としてあげられる.この点については次年度も引き続き検討する予定である.なお,本研究において,レーザー光を試料に照射し続けたところ,偏光メモリー特性が変化し,結晶方位依存性が現れることが確認された.このような結晶方位依存性は熱酸化した試料においては確認されているが,レーザー光照射で確認されたのははじめてである.この事実は,ポーラスシリコンの発光におよぼすレーザー照射効果についての定説を覆す可能性があり,重要である.スタティックな異方性の形成に関しては,ポーラスシリコン作製時(陽極化成中)の直線偏光照射による方法を試みた.この方法はPolisskiらにより提案されたものであるが(Appl.Phys.Lett.Vol.70,p.1116,1997),今のところ追試に成功した例は報告されていない.本研究においても,種々の条件(基板,光強度,波長,化成電流密度等)で実験を行ったが,検出可能な異方性の形成には至らなかった.この結果はPolisskiらの実験結果に関して疑問を投げかけるものであり,さらなる詳細な検討が必要とされる.ポーラス(多孔質)シリコン中のシリコンナノ構造は,堆積法やイオン注入法により作製されたシリコン微粒子とは異なり,ミクロな光学異方性をホすことが知られている.本研究はこのミクロな異方性を応用した光デバイスの開発を目指し,基礎および応用の両面から検討を進めてきた.今年度は特に,直線偏光照射法によるスタティックなマクロ異方性の形成とその機構について詳細な研究を行い,その主な成果として以下のような結果が得られた.1.直線偏光照射下での陽極化成による光学異方性の誘起ポーラスシリコンを作製するための電気化学的陽極化成の際に直線偏光を照射することにより,マクロな光学異方性の形成を試みた.この方法はPolisskiらにより提案されたものであるが,昨年度の研究では異方性の形成は認められなかった.ところが今年度,比較的高い電流密度で陽極化成を行ったところ,非常に顕著な光学異方性の発現を確認することができた.興味深いことに,ここで得られた異方性の方向はPolisskiらの結果とは90度ずれており,彼らの提案した光化学エッチングのみに基づいたモデルを見直す必要があることを示した.陽極化成電流密度依存性とも合わせて考えると,電気化学エッチングが重要な働きをしているものと考えられる.2.光学異方性発現のメカニズム上で述べた違いを生じる原因を明らかにするため,暗所での陽極化成により作製した試料に直線偏光による光化学エッチングを施した.すると,これらの試料はPolisskiらの報告と同じ方向に光学異方性を示した.この結果は,Polisskiらのモデルは光化学エッチングが支配的な場合にのみ適用されうることを示している.電気化学エッチングが支配的な場合は全く異なる結果が得られるとのモデルを新たに提案した.