hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腹腔鏡手術における鉗子先端作用力計測と剥離技術分析に関する研究

我々は腹腔鏡手術における剥離操作に注目し、技術レベルの異なる術者が操作中に鉗子先端にどのような力を加え臓器と臓器を剥離するのかという技能分析を行った。今回の検討から、熟練者は始めに弱い水平力とともに垂直力を加えた後、垂直力を減らしながら水平力を増加させており、効率よく剥離操作の際に力を加えていることが理解できた。術者が加える作用力を定量化することは、剥離技術の原理を理解する手段の一つとして有用であると考えられた。今回我々は、腹腔鏡手術における鉗子先端に力を加える手術操作のうち、臓器から臓器を剥がす剥離操作に注目した。操作中の鉗子先端に加わる力を計測するシステムの作成を行い、剥離技能分析を目標とし、操作中に術者が加える力の方向について評価を行った。先端へら型内視鏡用鉗子を先端から約6cmの部位で切断し、両断端の間に3軸力覚センサを装着し、鉗子先端に作用力計測鉗子を作成した。計測される力の方向は、鉗子長軸方向である垂直力、鉗子長軸に対し垂直方向である水平力の2方向とした。本実験では、死体豚から摘出した腎動静脈付きの腎臓を用意し、腎動脈から周囲脂肪組織を剥離する際の、利き腕における鉗子先端作用力の計測を行い、力の方向の検討を行った。対象は腹腔鏡手術認定医1名と執刀経験のない医師1名とした。鉗子先端が臓器に触れてから離れるまでの1回の剥離操作をワンストロークとし同操作を10回ずつ行った。評価項目は、ワンストロークに要した時間、垂直力及び水平力のピークを迎えるタイミング(剥離時間全体に対するピークとなるまでの時間の割合:%)とした。ワンストロークの時間に関しては、熟練医が平均2.76秒、未熟練医が平均3.21秒と熟練医の方が短い時間で剥離を行っていた。ピークのタイミングに関しては、水平力では未熟練医が平均77.3%に対し熟練医が平均80.6%と大きく差は認めなかったが、垂直力に関しては未熟練医が平均81.2%に対し熟練医が平均33.7%と、早くピークを迎えた。計測結果から熟練者は、始めに弱い水平力と共に垂直力を加え、その後、垂直力を減らしながら水平力を増加させていると推察することができた。一方で、未熟練者は剥離開始から垂直力、水平力ともに増加させていると分析することが可能であった。今後、被験者数を増やし熟練者と未熟練者の剥離技術を詳しく行いたいと考えている。我々は、腹腔鏡手術における鉗子先端に力を加える手術操作のうち、剥離操作に注目している。計測される力の方向は、鉗子長軸方向である垂直力、鉗子長軸に対し垂直方向である水平力の2方向と定義している。対象は腹腔鏡手術熟練者(執刀経験症例数100例以上)10名と執刀経験5例以下の初心者、10名とした。鉗子先端が臓器に触れてから離れるまでの1回の剥離操作をワンストロークとし同操作を、10回ずつ行い計測実験を行った。評価項目は、ワンストロークに要した時間、垂直力及び水平力のピークを迎えるタイミング(剥離時間全体に対するピークとなるまでの時間の割合:%)である。ワンストロークの時間に関しては、熟練医が平均2.53秒、初心者が平均3.36秒と熟練医の方が短い時間で剥離を行っていた。ピークのタイミングに関しては、水平方向の力では、熟練者が平均75.2%、初心者は76.1%と大きく差は認めなかったが、垂直力に関しては初心者が平均71.2%に対し熟練医が平均33.7%と、有意に早いタイミングでピークを迎える結果となった。計測結果から熟練者は、始めに弱い水平力と共に垂直力を加え、その後、垂直力を減らしながら水平力を増加させていることから、始めに臓器に触れた位置である剥離点からみて、鉗子を奥へ進めすぎない操作を心がけていると推察することができた。一方で、初心者は剥離開始から垂直力、水平力ともに増加させており、鉗子を剥離点からみて奥へ進めすぎてしまっている分析することが可能であった。今後、被験者に泌尿器腹腔鏡認定医レベルの術者を加える予定である。また、内視鏡トレーニングボックス内で行っている計測結果がwet-laboにおける実験においても、実証出来うるかどうか検討をを行いたいと考えている。

【研究目的】腹腔鏡手術における剥離操作に注目し操作中の鉗子先端に加わる力を計測するシステムを作成し、剥離技能分析を目標とし、操作中に術者が加える力の方向について評価を行った。【方法】死体豚の腎動脈から周囲脂肪組織を剥離する際の、利き腕における鉗子先端作用力の計測を行った。対象は腹腔鏡手術熟練者10名(腹腔鏡手術執刀数、80例750例)、習熟者10名(20例40例)、初心者10名(2例5例)とした。鉗子先端が臓器に触れてから離れるまでの1回の剥離操作をワンストロークとし同操作を10回ずつ行った。評価項目は、ワンストロークに要した時間(T)、垂直力(VF)及び水平力(HF)がそれぞれピークを迎えるタイミングTPV(timing of peak vertical force)、TPH(timing of peak horizontal force)(ワンストロークの剥離時間を100%とし垂直力、水平力がピークとなるまでの時間を%表示)とした。また、症例経験数と、TPHとTPVの差の相関関係の評価および、全剥離操作における剥離作用力の経時的推移の評価を行った。【結果】Tは、熟練者群が最も短い結果となった。TPVは3群ともTPHより早いタイミングでピークを迎え、さらに熟練者のTPVは、習熟者、初心者より有意に早くピークを迎える結果となった。また、手術経験数の増加に伴い、TPHとTPVの差の値は大きくなる傾向にあった。さらに3次近似曲線を用い剥離作用力の経時的推移の評価を行ったところ、手術経験数の増加に伴いVFがピークを迎えるタイミングが早くなる結果となった。【考察】熟練者は、剥離開始時点の剥離点をずらさず、かつ、鉗子が剥離部位より奥へ進みすぎないように操作を行っていると推察することができ、熟練者が注意して行っている安全な剥離操作の力の加え方を理解することが可能であった。剥離操作作用力計測システム開発が可能であり、また、被験者数を増やしたデータ取得を行い、熟練者と初心者の剥離操作の技術分析が可能であった。24年度が最終年度であるため、記入しない。熟練者と初心者の剥離操作の技術分析が可能であったため、今後は、腹腔鏡手術技術認定医レベルの術者の技術分析を行い、技術レベルの差による、作用力の差を評価したい。また、可能であればwet laboでの作用力計測を行いたいと考えている。
発光細菌フラビン/ニトロ還元酵素とその変異体のX線結晶構造解析

発光細菌のフラビン還元酵素は発光現象と密接な関係があり、また、ニトロ還元酵素は突然変異と関連している。本研究では酵素反応機構と基質特異性の機構を原子レベルで明らかにすることを目的とし、発光細菌Vivrio fischeriiが産生するフラビン還元酵素FRaselと大腸菌ニトロ還元酵素NfsAについて結晶構造解析を野性型と変異体について行った。既に野性型FRaselの結晶構造を1.7Å分解能で決定しており、さらに阻害剤であるジクマロールやヒドロキシクマリン、ワーファリン等との複合体についてX綿結晶構造解析を行い、構造を決定した。同時に、ランダム変異を導入した結果、FRaselの活性に関与するとみられたPhe124を種々のアミノ酸に置換した変異体を作製し、酵素反応速度解析を行った。特にPhe124Ala変異体およびPhe124Trp変異体については、変異体酵素単独ならびに、それらと阻害剤との複合体のX線結晶構造解析を行い、基質特異性を実現しているアミノ酸残基について考察した。また、FRaselをはじめNfsA, NfsB等を含む酵素ファミリーは、いずれもフラビン還元活性、ニトロ還元活性、キノン還元活性を有するが、最も活性が高い基質により分類されることが明らかとなった。NfsAについてはPCRによりランダム変異を導入し、活性スクリーニングにかけ、複数の活性変異体を得た。このうちPhe42を11種のアミノ酸に置換した変異体を作成し、NADPH酸化活性について解析した。その結果、基質結合ポケット内のベンゼン環構造が、NADPHの特異性に寄与することが示された。発光細菌Vibriofischeriが産生するフラビン/ニトロ還元酵素FRaseIは、広い特異性を持つ。本研究ではFRase Iについて阻害剤および基質アナログとの複合体ならびに変異体のX線結晶構造解析を行い、酸素反応機構と基質特異性発現の機構を原子レベルで明らかにすることを目的として研究を行った。既にFRase Iの結晶構造を1.7A分解能で決定してあるので、さらに阻害剤であるジクマロールやヒドロキシクマリン、ワーファリンとの複合体のX線結晶構造解析を行い、複合体の構造を決定した。その結果、阻害剤の認識には補酵素であるFMNのイソアロキサジン環およびPhe124のフェニル基により阻害剤のクマリン環をサンドウィッチすること、ならびにタンパク質のIle43の主鎖アミド窒素と阻害剤の酸素原子との間で水素結合を形成することが重要であることが明かとなった。また、FRase Iの活性に関与するPhe124を種々のアミノ酸に置換した変異体を作製して、酸素反応速度解析を行った。そのうちで、Phe124Ala変異体およびPhe124Trp変異体については、変異体酵素ならびにそれらと阻害剤との複合体のX線結晶構造解析を行った。得られた3次元構造から、基質特異性を実現している残基およびそれらの配置の意義について考察した。発光細菌V.fischeriが産生するフラビン還元酵素FRaseIは、広い特異性を持つ。本研究では昨年度FRase Iについて阻害剤および基質アナログとの複合体のX線結晶構造解析を行った。酵素反応機構と基質特異性発現の機構を原子レベルで明らかにするために、今年度はさらにFRase IのPhe124を種々のアミノ酸に置換した変異体の酵素反応速度解析、ならびにPhe124Ala変異体およびPhe124Trp変異体のX線結晶構造解析を行った。また、FRase Iの類縁酵素である大腸菌のニトロ還元酵素NfsBのX線結晶構造解析を2.0Aで決定した。NfsBはFRaseIと同じように、ダイマー酵素でありサブユニットの界面にダイマー当たり2分子のFMNを補酵素として結合していた。また、補酵素FMNの一方の面はタンパク質の側鎖と接触していて、もう一方の面のみが溶媒に露出していた。このことは、これらの酵素がping pong bi bi反応機構に従うことと合致した。

このように、FRaseIとNfsBは3次元構造が良く似ており、発光細菌V.harveyiのフラビン還元酵素FRPとは明らかに異なっていることが分かった。このことは、サブユニットの構造を比較することによりさらに明確にすることができた。
米国国立癌研究所公開データを有効利用した抗癌剤輸送膜蛋白の解明

SLC22およびSLCOに属する29の遺伝子について、NCI-60(細胞株)におけるmRNAの発現を、TaqManプローブ(Applied Biosystems)を用いたリアルタイム定量RT-PCRにて調べた。次に、NCIのWebサイトから、NCI-60の、40,000種の薬剤に対する感受性データを入手した。40,000種の薬剤から、1,429種の、抗癌作用を有する薬剤を選び、それらに対するNCI-60の感受性パターンと、遺伝子発現パターンのPearson correlation coefficientを算出した。解析の結果、高い相関を示すSLCと薬剤の組み合わせが複数抽出された。その中で、SLC04C1と抗癌剤gemcitabibeが比較的高い正の相関を示すことに注目した。SLC04C1が、gemicitabineの感受性に関与しているか否かを確認するために、SLC04C1を強制発現させた細胞とその親株との間で、感受性の違いをみることとした。まず、SLC04C1のトランスフェクタント(stable transfectant)の作製を試みた。完全長cDNA(OriGene)をpcDNA 3.1/V5-His TOPO TA Vector(Invitrogen)に組み込み、SLC04C1を内在的に発現していない細胞株KB-3-1にトランスフェクトした。トランスフェクタントにおけるSLC04C1のmRNAレベルの上昇をリアルタイム定量RT-PCRにて確認した。しかし、蛋白レベルでも発現があることをみるためにWestern blotを行ったところ、細胞膜における発現が確認できなかった。米国National Cancer Institute(NCI)には、NCIが所有する代表的な60種類の癌細胞株(NCI-60)の、100,000種におよぶ薬剤に対する感受性データが存在する。細胞膜において、様々な物質の取り込みを担うトランスポーターであるSolute Carrier(SLC)ファミリーの中から、抗癌剤を基質とするものを明らかにすることが目的であるが、それを、NCI-60におけるSLCの遺伝子発現パターンと薬剤に対する感受性パターンとの相関解析から求めようとすることが本研究の特徴である。これまで、SLCの中のサブファミリーであるSLCOとSLC22併せて29の遺伝子について、NCI-60における発現を調べることを終了した。遺伝子発現量の測定には、TaqManプローブ(Applied Biosystems)を用いたリアルタイム定量RT-PCR(ABI PRISM 7900HT)を用いた。次に、100,000種の薬剤中1,429種に対するNCI-60の感受性パターンと、遺伝子発現パターンのPearson correlation coefficientを算出した。あるSLCの発現が高いほどある薬剤に対する感受性が高いという相関が認められる場合、その薬剤は、相関があるSLCによって取り込まれている可能性がある。現在、候補に挙がったSLCのなかの一つSLCO4C1を高発現させたHEK293変異細胞株とmockベクターをトランスフェクトした株を用いて、候補となった薬剤に対する感受性に差が出るか否かを、細胞増殖抑制試験にて調べているところである。薬剤に対する感受性がSLCO4C1トランスフェクタントで上昇していれば、そのSLCが感受性に寄与していると考えることができる。
建築内外装仕上構法の変遷に関する研究

我が国に於いて普及した建築材料・部品や構法のうち、床及び壁の最も一般的な内外装材料とその仕上構法を対象とし、近代以降、現代に至るまでの我が国に於ける変遷を示した。具体的には、下記の方法により調べた。1,内外装仕上構法の開発と普及過程我が国における床及び壁の最も一般的な仕上材料として、下記の材料を研究対象とした。(1),内面壁仕上材:木質系ボード(合板、パーティクルボード、繊維板)・石膏系ボード・壁紙(2),床仕上材:プラスチック系(ゴム系、リノリウム、アスファルト系、塩化ビニル系)・木質系・カーペット(3),外面壁仕上材:金属製外装材データの収集は文献調査とヒアリングによった。調査結果は、近代以降の建築物の構法調査をはじめ、さまざまな場面で基礎資料として活用できるよう、各種観点から検索可能な形でデータベース化した。2,内外装仕上構法の採用率の変遷オフィスビル・庁舎と集合住宅について、各時代の建物における内外装仕上構法の採用率を建物の各部位毎に調べ、我が国に於ける内外装仕上材料の使用実態とその採用率の変遷を示した。オフィスビル・庁舎は雑誌に掲載された建物から、集合住宅はアンケート調査によって各時代の部位別構法を収集した。3,上記1,と2,の結果の比較採用率の変遷は、内外装仕上構法の変遷データと矛盾しておらず、雑誌やアンケートによる採用率から変遷を推定することが可能であるとの結論を得た。我が国に於いて広く一般に普及した建築材料・部品や構法のうち、主な建築内装材料及び外装材料とその仕上げ構法を対象とし、近代以降、現代に至るまでの我が国に於ける変遷を明らかにした。具体的には、床及び壁の最も一般的な仕上材料を対象とし、材料の開発と普及、それに伴う構法の変化、変遷の社会的・技術的要因を下記の方法により調べた。1.部位毎の材料・構法の概要把握と分類、内外装製品の現状調査:今日まで用いれている材料・構法を部位別に分類し、その概要を把握した。また、実際の建築を対象に、内外装製品の現状を調べた。これらをもとに、我が国における床及び壁の最も一般的な仕上材料として、下記の材料を研究対象として選んだ。(1),内面壁仕上材:木質系ボード(合成、パーティクルボード、繊維板)・石膏系ボード・壁紙(2),床仕上材:プラスチック系(ゴム系、リノリウム、アスファルト系、塩化ビニル系)・木質系・カーペット(3),外面壁仕上材:金属製外装材2,文献調査:社史・業界史、社内資料、雑誌各種、材料や構法に関する古今の書籍から、内外装仕上材料と構法の変遷に関する記述を収集した。3,ヒアリング:企業等で戦後の製品開発に携わった方々など、変遷に詳しい人を対象に行なった。以上により得られた調査結果は、近代以降の建築物の構法調査をはじめ、さまざまな場面で基礎資料として活用できるよう、各種観点から検索可能な形でデータベース化した。次年度は、各時代の建物における内外装仕上構法の採用率を建物の各部位毎に調べ、我が国に於ける内外装仕上材料の使用実態とその変化を明らかにする。1998年度は、オフィスビル・庁舎と集合住宅について、各時代の建物における内外装仕上構法の採用率を建物の各部位毎に調べ、我が国に於ける内外装仕上材料の使用実態とその採用率の変遷を明らかにした。1,オフィスビル・庁舎事務室の内面壁と天井については、1970年代半ば頃から乾式化や防火性の重視を理由にボード系の仕上が多く採用されるようになっていることが分かった。また事務室の床については、1970年頃まで主流を占めていたプラスチック系床材の採用率は、カーペットの登場によって低くなり、その後カーペットの採用率が急速に増えていることが分かった。また、カーペットの内訳として、当初はロールカーペットであったものが1980年代以降タイルカーペットになり、最近ではカーペット採用の殆どがタイルカーペットになっていることがわかった。

2,集合住宅居室における内面壁については、1970年頃から、乾式化や防火性が重視され、ボード下地とともに壁装材による仕上か採用されだし、1980年代以降完全に主流となった。天井についても内面壁より少し遅れて同様の傾向がみられた。しかし、和室の天井に限っては、敷目板張りが現在も依然として多く、和室のイメージを表わす仕上構法として定着しているものと考えられる。また、水まわり床は、19601970年代にかけて主流が単層のフローリングから塩ビシートに変化している。1980年代後半からは逆に複合フローリングが増加していることがわかった。居室の床は、1970年代からカーペットの採用率が高くなり主流となった。その後1980年後半からは水まわり床と同様に複合フローリングが採用されるようになっていることがわかった。
衝突雷: 惑星古環境を探る新たな視点

平成30年度は昨年度までの結果を受け, (1)粉体衝突実験時の多波長計測を実施, (2)放出物カーテンを表現する数値モデルの構築を行った.以下に得られた成果をまとめる.(1の成果)昨年度の粉体標的を用いた衝突実験で,放出物カーテン中に無数の光点が発生することが確かめられていた.今年度はこの光点の素性を探るべく多波長光学計測を実施した.その結果, (i)自発光の主体は2000 Kの黒体放射であること, (ii)高エネルギー現象に特有の周辺ガスや蒸発した粉体組成のプラズマ由来の発光は観測されないこと,(iii)光点の運動は放出物流に沿っていること,がわかった.このことからこの光点は放電のような高エネルギー現象でなく,衝突時の圧縮加熱に起因する可能性が高いことがわかった. (iii)の結果は本研究課題とは直接関係しないが,光点を室内衝突実験時に自発的に発生するラグランジアントレーサとしてみなせる可能性を示唆するものである.画像解析と組み合わせることで,衝突掘削過程を観察するための新しい手法として利用できる.挑戦的研究によって,予期せぬ科学成果が得られた例と言えるだろう.(2の成果)数値衝突計算コード「iSALE」の出力をN体計算「REBOUND」に渡すことで放出物カーテンの構成粒子の運動を表現する数値モデルを構築した.「REBOUND」は構成粒子の運動方程式を数値的に積分し,衝突したと判定された場合は計算で入力している反発係数に応じて速度ベクトルを変更する.「iSALE」の出力値に適当なランダム速度を付加して,「REBOUND」で個々の粒子の運動を追うことで,室内実験で観察されるような放出物カーテンのメッシュパターンを再現できることがわかった.「REBOUND」の運動方程式に周辺ガスによる減速や,電荷分離式を実装するテストも実施した.現在までに粉体衝突現象の多波長観測と,放出物カーテンを表現する数値モデルの基礎の構築が完了した.研究分担者の離脱により当初予定していたた計算を行うことができなくなった.同等の計算を実行可能なオープンソースコードの選定とソースコードの改良に時間を要したため,当初の計画から遅れていることは否めない.そうではあるが, 2種類の数値計算コードの間の受け渡し手順を確立することができており,ソースコードを改良し必要な物理過程を取り入れる手順を確認することができている.今後も実験と数値計算の両側面から衝突雷の発生可能性を探る.具体的には磁性鉱物を含む粉体試料を用い,無磁場中での衝突実験を実施する.衝突実験で光点として観察される物質を実験後に回収し,残留磁化計測を実施する.これまでに光点は初期の粉体の構成サイズよりも大きくなるため,ふるいを用いて選別,回収可能であることを確かめてある.電荷分離が起きていれば,残留磁化が残ることが期待され,残留磁化強度から電荷分離度に制約を加えることができる.数値モデルに大気との相互作用モデルと電荷分離モデルを実装し,実験結果と調和的になるパラメータを求める.ここでのパラメータは衝突時の電荷輸送効率である.天然衝突の空間スケールにおける計算を実施し,衝突雷の発生条件を調べる.天体衝突が起こると粉砕された岩石微粒子が上空へ放出される.このとき火山雷(かざんらい)と同様の放電現象が起こると期待される.我々はこれを「衝突雷(しょうとつらい)」と名付けた.天体衝突の際に衝突雷が発生することを実験的・理論的・数値的に示し,惑星古環境を探る新たな視点を提供することが本研究の目的である.平成29年度には予備実験として宇宙科学研究所の縦型銃を用いて粉体層への衝突実験を実施した.無数に行われてきた過去の衝突実験との差異は,遮光条件かつ光源を用いずに可視光と赤外線の高速カメラで衝突放出物の自発光を観測したことである.結果は以下である.(1)実験室スケールでは大規模な放電構造は形成されない,(2)数mm程度の自発光を放つ光点が無数に発生する,(3)実験後には出発試料の数倍の大きさの熔融を経験したような物体が回収される,(4)上記(1)-(3)の結果は衝突速度やガス圧を変えても定性的には変化しない.特に衝撃加熱がほとんど効かないと予想される秒速2 km/s程度の低速度衝突でも,可視光で自発光が確認されたことは興味深い.何らかのエネルギー局在化現象が起きていることは確かである.小規模な放電現象によるものである可能性を検証すべく今後は可視光, X線の分光器を用いて自発光のスペクトルを取得する予定である.このためX線分光器の選定作業を行い,納品済みである.室内での放出物カーテン形成実験において衝突雷が発生しうるパラメータを探るため、過去の粒子衝突帯電の実験データに基づく解析的な電荷分離モデルを構築した。その結果、粒子の衝突速度分布とサイズ分布を与えれば、任意の実験パラメータ下において衝突雷が発生するかどうかを予言することが可能になった。また天体衝突時の放出速度-放出位置-質量分布を解析的に計算する新しいモデルを構築した.現在までに衝突雷の実験検証に向けた予備実験による手順確立,上空に放出された微粒子群の統計挙動を表現する解析モデルの構築を実施した.X線分光器の選定に時間を要したため,現在までにX線による観察は行うことができていないが,機器の納品は完了している.分担研究者の離脱により数値的検討が進んでいないが,似たような計算が可能なオープンソースの数値コードの利用に向けた検討を開始した.

平成30年度は昨年度までの結果を受け, (1)粉体衝突実験時の多波長計測を実施, (2)放出物カーテンを表現する数値モデルの構築を行った.以下に得られた成果をまとめる.(1の成果)昨年度の粉体標的を用いた衝突実験で,放出物カーテン中に無数の光点が発生することが確かめられていた.今年度はこの光点の素性を探るべく多波長光学計測を実施した.その結果, (i)自発光の主体は2000 Kの黒体放射であること, (ii)高エネルギー現象に特有の周辺ガスや蒸発した粉体組成のプラズマ由来の発光は観測されないこと,(iii)光点の運動は放出物流に沿っていること,がわかった.このことからこの光点は放電のような高エネルギー現象でなく,衝突時の圧縮加熱に起因する可能性が高いことがわかった. (iii)の結果は本研究課題とは直接関係しないが,光点を室内衝突実験時に自発的に発生するラグランジアントレーサとしてみなせる可能性を示唆するものである.画像解析と組み合わせることで,衝突掘削過程を観察するための新しい手法として利用できる.挑戦的研究によって,予期せぬ科学成果が得られた例と言えるだろう.(2の成果)数値衝突計算コード「iSALE」の出力をN体計算「REBOUND」に渡すことで放出物カーテンの構成粒子の運動を表現する数値モデルを構築した.「REBOUND」は構成粒子の運動方程式を数値的に積分し,衝突したと判定された場合は計算で入力している反発係数に応じて速度ベクトルを変更する.「iSALE」の出力値に適当なランダム速度を付加して,「REBOUND」で個々の粒子の運動を追うことで,室内実験で観察されるような放出物カーテンのメッシュパターンを再現できることがわかった.「REBOUND」の運動方程式に周辺ガスによる減速や,電荷分離式を実装するテストも実施した.現在までに粉体衝突現象の多波長観測と,放出物カーテンを表現する数値モデルの基礎の構築が完了した.研究分担者の離脱により当初予定していたた計算を行うことができなくなった.同等の計算を実行可能なオープンソースコードの選定とソースコードの改良に時間を要したため,当初の計画から遅れていることは否めない.そうではあるが, 2種類の数値計算コードの間の受け渡し手順を確立することができており,ソースコードを改良し必要な物理過程を取り入れる手順を確認することができている.「研究実績の概要」で述べたように予備実験で室内実験スケールでは無数の自発光を放つ光点が観察された.光の正体を明らかにするため,可視光, X線領域のスペクトルを取得する.特に何らかの輝線が検出された場合には放電のような高エネルギー密度現象が起きたことを示すことができる,熱で光っているだけであれば,可視光領域に灰色放射の連続スペクトルが観察されることが予想され,原因を切り分けることができる.衝突雷の予言モデルは完成したが、粒子の衝突速度分布がいまだ不定なパラメータとして残っている。今後の研究では, N体数値計算を用いて粒子の衝突速度分布を正確に評価する予定である.月の新鮮なクレータに特徴的なレイ構造を再現する衝突放出物の相互衝突速度を決定し,解析モデルに取り入れる.さらにコードに手を加えて放出物中の電場分布進化を計算する手順を探ることも検討している.今後も実験と数値計算の両側面から衝突雷の発生可能性を探る.
身近な自然現象を科学的にとらえる力をつけさせるための科学教育の構築

1.簡単な教材実験の開発について大学生と中学生を対象にして、中学校第1分野の単元「電気」の学習内容についての調査をした結果、(1)電気用語に対して理解できてないとする意識は、中学生と大学生とで同じ傾向にある。(2)日常生活との関連や活用がはかられない学習内容は、長期的記憶として残りにくい。(3)計算問題中心の学習は、学習者の興味を失わせる原因になることがわかった。そこで、身近な現象を取り入れる1つの方法として、ガスバーナーの炎の音や水溶液からの炭酸ガスの発生音などを測定し、分析することにより、化学反応の評価をする実験法と装置を開発した。雑誌「化学と教育」に“発生音を指標とした化学反応の評価"を発表した。また、熱に関する学習「固体中の熱の伝わり方」や物質の三態変化の学習に役立つ、鮮やかな色変化を伴う実験方法を開発した。2.河川水の水質分析法とその評価河川の水の汚れをはかる方法には、BODの値やCODの値を測定するのがポピュラーである。このプロジェクトでは、水面にみられる泡(洗剤による汚れ)と関係する海面活性剤の水中濃度の測定法を検討した。メチレンブルー法が良く知られているが、この方法は測定にかなりの手間と化学分析の経験を必要とする。そこで、より簡便な市販の「ポナ-ルキット」(Co-5-Cl-PADAPを錠剤化したもの)を使い、分析をした。その結果、この方法は、容易であり信頼のある値がえられることがわかった。生活と結び付く河川水の水質分析は、環境教育やSTS教育に取り入れ易いものである。3.その他水銀のリズム現象の化学教育への活用など大学教育に生かせる方法の検討も行なった。1.簡単な教材実験の開発について(身の回りの生命現象自然現象の再現)生態系で見られるリズム現象や、自然界でみられる周期的現象は、時間的、空間的に変化する協調的現象からなる。そこで、我々は容易で再現性のよい化学振動系である、塩水振動子をとりあげ、様々な非線形現象の発生機構の解明について研究を進めている。今回は、次のような成果がえられた。1)塩水振動子の電位が拡散電位を考慮することによって発生する。2)化学反応とカップリングすると電位振動にパルス的振動が加わる。3)外水槽の表面積に依存して引き込み現象のモードが特徴的に変化する。4)非線形微分方程式のカップリングによるコンピューターシミュレーションにより、実験結果と同様の引き込み現象のモードが得られた。(ビデオ教材の作成)色彩変化に伴うパターン形成:中和反応、イオン化傾向についてのビデオ教材を作成した。中和反応は教科書では主として計算および滴定実験によって体験的に理解を進めるようになっている。滴定実験における反応進行の様子を万能指示薬の色彩変化で観察すると、反応が不均一な反応場から生じて行くことが理解できる。またペ-パーテイッシュの上で中和反応を行うと円形パターンが生じ、楽しみながら反応の本質を理解することができる。ビデオ教材の提示により、化学反応の様子を楽しく理解させることが可能になった。カビの成長パターンの形成:カビの成長をビデオカメラにより24時間監視し、成長の様子をビデオにおさめ教材化することができた。実践に生かすための準備中である。

そこで、身近な現象を取り入れる1つの方法として、ガスバーナーの炎の音や水溶液からの炭酸ガスの発生音などを測定し、分析することにより、化学反応の評価をする実験法と装置を開発した。雑誌「化学と教育」に"発生音を指標とした化学反応の評価"を発表した。また、熱に関する学習「固体中の熱の伝わり方」や物質の三態変化の学習に役立つ、鮮やかな色変化を伴う実験方法を開発した。2.河川水の水質分析法とその評価河川の水の汚れをはかる方法には、BODの値やCODの値を測定するのがポピュラーである。このプロジェクトでは、水面にみられる泡(洗剤による汚れ)と関係する海面活性剤の水中濃度の測定法を検討した。メチレンブルー法が良く知られているが、この方法は測定にかなりの手間と化学分析の経験を必要とする。そこで、より簡便な市販の「ポナ-ルキット」(Co-5-Cl-PADAPを錠剤化したもの)を使い、分析をした。その結果、この方法は、容易であり信頼のある値がえられることがわかった。生活と結び付く河川水の水質分析は、環境教育やSTS教育に取り入れ易いものである。3.その他水銀のリズム現象の化学教育への活用など大学教育に生かせる方法の検討も行なった。
脳血管内治療用デバイスの構造力学モデリングによる治療戦略の患者別決定支援

平成30年度において,1脳動脈瘤に対する血管内治療デバイス(コイル・ステント)の力学挙動を表現するための計算力学モデルを構築し,構築したモデルの応用により,2脳動脈瘤の理想形状モデルへのコイル塞栓術および3屈曲血管に対するステント留置の数値シミュレーションを実施した.治療用デバイスの挙動の表現にあたり,デバイスを構成するワイヤをKirchhoff's rod theoryに基づきモデル化し,ワイヤの弾性抵抗として長軸方向に対する引張圧縮,曲げ,ねじりの3つの弾性エネルギを定義した.ワイヤを2節点で構成される梁要素で有限要素分割し,BattiniとPacoste (Compt. Methods Appl. Mech. Eng., 2002)の共回転定式化により,ワイヤの幾何学的非線形性を考慮して梁要素の内力を求めた.ワイヤと血管壁,もしくはワイヤ間の接触力について,法線方向の接触力はペナルティ法を用いて設定し,接線方向の接触力はslip-stickを考慮した一般化Coulomb則に従う摩擦力を与えた.以上の内力と接触力をワイヤの運動方程式に与え,逐次的に解くことで,大変形および摩擦接触を考慮してワイヤの力学挙動を表現した.構築したワイヤの力学モデルを用いて,2の脳動脈瘤に対するコイル挿入および3の脳血管へのステント留置のシミュレーションをそれぞれ実施し,ともに安定的に動作することを確認した.結輪として,平成30年度は1の目標である計算力学モデルを開発し,2および3のシミュレーション技術の構築をそれぞれ達成した.平成31年度では,開発したシミュレータの各種計算条件がデバイスの展開後形状やその力学場に与える影響について考察を行う.当初の計画通り,脳血管内治療デバイスの力学挙動解析に応用できる汎用的なワイヤの計算力学モデルを構築でき,曲がり梁の大たわみに関するベンチマーク問題を解くことで,構築したワイヤの計算コードの妥当性を確認した.さらに複数のワイヤ間の接触や,ワイヤと剛体壁との摩擦接触を考慮することで,脳動脈瘤へのコイル塞栓術や血管内へのステント留置術のシミュレータ開発にそれぞれに成功した.コイル塞栓シミュレータにおいて,コイルを構築したワイヤとしてモデル化し,コイルの一重らせん形状に起因するみかけの引張圧縮,曲げ,ねじり剛性を全て考慮し,コイルの巨視的な力学特性を満足するコイルの力学モデルを構築した.瘤の理想形状モデルへの挿入シミュレーションを実施し,壁面との摩擦係数の違いによる留置過程のコイルの挙動の変化をとらえることに成功した.ステント留置シミュレータにおいて,複数の独立なワイヤが編み込まれた編み込み型ステントを対象とし,ワイヤの計算モデルを複数編み込むことでステント形状を表現した.カテーテルへのステント留置から屈曲血管への輸送,展開といった臨床における一連のプロセスを全て計算上で表現し,屈曲血管への留置過程におけるステントの力学挙動を安定的に解けることを確認した.平成30年度に開発した脳動脈瘤コイル塞栓および血管内へのステント留置の計算シミュレータを用いて,それぞれの脳血管内治療デバイスにおいて,各種の計算条件の違いがデバイスの留置過程における挙動や展開後の分布形状に与える影響を評価する.ここではコイルやステントを構成するワイヤの力学特性や,壁面との摩擦係数の違いが,各種デバイスの力学挙動に与える影響を定量的に評価し,展開不良のメカニズムを考察する.展開不良のメカニズムとして,デバイスの血管内での大たわみに起因する座屈挙動が予備計算から推察される.この挙動の詳細な理解のため,大たわみにおいて生じる非線形挙動を高精度に評価するための計算モデルの改良を合わせて実施する.平成30年度において,1脳動脈瘤に対する血管内治療デバイス(コイル・ステント)の力学挙動を表現するための計算力学モデルを構築し,構築したモデルの応用により,2脳動脈瘤の理想形状モデルへのコイル塞栓術および3屈曲血管に対するステント留置の数値シミュレーションを実施した.治療用デバイスの挙動の表現にあたり,デバイスを構成するワイヤをKirchhoff's rod theoryに基づきモデル化し,ワイヤの弾性抵抗として長軸方向に対する引張圧縮,曲げ,ねじりの3つの弾性エネルギを定義した.ワイヤを2節点で構成される梁要素で有限要素分割し,BattiniとPacoste (Compt. Methods Appl. Mech. Eng., 2002)の共回転定式化により,ワイヤの幾何学的非線形性を考慮して梁要素の内力を求めた.ワイヤと血管壁,もしくはワイヤ間の接触力について,法線方向の接触力はペナルティ法を用いて設定し,接線方向の接触力はslip-stickを考慮した一般化Coulomb則に従う摩擦力を与えた.以上の内力と接触力をワイヤの運動方程式に与え,逐次的に解くことで,大変形および摩擦接触を考慮してワイヤの力学挙動を表現した.構築したワイヤの力学モデルを用いて,2の脳動脈瘤に対するコイル挿入および3の脳血管へのステント留置のシミュレーションをそれぞれ実施し,ともに安定的に動作することを確認した.結輪として,平成30年度は1の目標である計算力学モデルを開発し,2および3のシミュレーション技術の構築をそれぞれ達成した.平成31年度では,開発したシミュレータの各種計算条件がデバイスの展開後形状やその力学場に与える影響について考察を行う.当初の計画通り,脳血管内治療デバイスの力学挙動解析に応用できる汎用的なワイヤの計算力学モデルを構築でき,曲がり梁の大たわみに関するベンチマーク問題を解くことで,構築したワイヤの計算コードの妥当性を確認した.さらに複数のワイヤ間の接触や,ワイヤと剛体壁との摩擦接触を考慮することで,脳動脈瘤へのコイル塞栓術や血管内へのステント留置術のシミュレータ開発にそれぞれに成功した.

コイル塞栓シミュレータにおいて,コイルを構築したワイヤとしてモデル化し,コイルの一重らせん形状に起因するみかけの引張圧縮,曲げ,ねじり剛性を全て考慮し,コイルの巨視的な力学特性を満足するコイルの力学モデルを構築した.瘤の理想形状モデルへの挿入シミュレーションを実施し,壁面との摩擦係数の違いによる留置過程のコイルの挙動の変化をとらえることに成功した.ステント留置シミュレータにおいて,複数の独立なワイヤが編み込まれた編み込み型ステントを対象とし,ワイヤの計算モデルを複数編み込むことでステント形状を表現した.カテーテルへのステント留置から屈曲血管への輸送,展開といった臨床における一連のプロセスを全て計算上で表現し,屈曲血管への留置過程におけるステントの力学挙動を安定的に解けることを確認した.平成30年度に開発した脳動脈瘤コイル塞栓および血管内へのステント留置の計算シミュレータを用いて,それぞれの脳血管内治療デバイスにおいて,各種の計算条件の違いがデバイスの留置過程における挙動や展開後の分布形状に与える影響を評価する.ここではコイルやステントを構成するワイヤの力学特性や,壁面との摩擦係数の違いが,各種デバイスの力学挙動に与える影響を定量的に評価し,展開不良のメカニズムを考察する.展開不良のメカニズムとして,デバイスの血管内での大たわみに起因する座屈挙動が予備計算から推察される.この挙動の詳細な理解のため,大たわみにおいて生じる非線形挙動を高精度に評価するための計算モデルの改良を合わせて実施する.平成30年度において数値計算用ワークステーションの購入を検討していたが,計算モデル開発の段階では必ずしも多くの計算資源を必要としなかったため本年度の使用を見送った.次年度においては本年度に開発したモデルを用いた複数の計算力学解析を実施するため,数値計算および可視化用に特化したワークステーションを購入する.
時間制約を導入した旅行者の目的地選択モデルの構築

本研究の目的は、離散選択モデルに時間制約を導入したアプローチを基礎とし、旅行者の周遊行動のモデル化を試みることである。現時点で旅行者の周遊行動のモデル化には辿り着いていないが、現時点での結果として、旅行者の集中や分散の予測を行うことができる結果が得られている。このような結果は、渋滞緩和や利用規制の影響予測など、環境保全や観光の分野に限らず、幅広い政策立案に貢献することが期待される。本年度は、Multiple Discrete-Continuous Extreme Valueモデル(以下、MDCEVモデル)を基礎として、周遊行動を分析するための手法開発を行った。周遊行動をモデル化するに当たっては、目的地が空間的に効率的な配置にある場合、周遊することでより大きな効用が得られるような条件設定をMDCEVモデルに加えることである。具体的にはGISデータに基づいて空間的な重みづけを算出し、それを離散選択モデルで用いられるランダム効用モデルの誤差項に導入することを検討した。まず基本となるMDCEVモデル推定のためのプログラミングを試みるとともに、すでに収集されている知床国立公園におけるデータに対して適用を試みた(知床国立公園におけるデータとは2011年に首都圏住民を対象としたアンケート調査で、仮想的な目的地選択とその目的地での時間配分を聴取したデータである)。空間的な重みづけについても、道路距離に基づいて使用するデータの作成を行った。MDCEVモデルは一般的なソフトウェアでは解析できないため、GAUSS上でプログラムを作成することになるが、テキサス大学のC. R. Bhat氏のウェブサイトの情報や、京都大学の栗山浩一氏からの直接指導を受けながら、プログラミングに関する基礎知識を身につけつつ、プログラムの作成を試みている。最もシンプルなモデルについては、暫定的な推定結果を得ているが、空間的な重みづけを用いた分析については、鋭意分析を進めている段階である。得られた推定結果については、環境経済学もしくは交通工学分野のジャーナルに投稿する予定にしているため、文献のレビューなどの執筆準備も行った。本研究の目的は、MDCEVモデル(Multiple Discrete-Continuous Extreme Value Model)を用いて旅行者の周遊行動を分析するための手法開発を行うことである。この手法開発は、理論研究に大きく貢献するだけでなく、旅行者の需要行動の正確な把握を通じて、観光シーズンに発生する交通渋滞の緩和や国立公園をはじめとする自然保護地域における利用分散化など、環境や観光、交通など幅広い分野の政策立案に寄与することが期待されるものである。初年度はMDCEVモデルと関連の深いKTモデル(Kuhn-Tucker Consumer Demand Model)に関する基本文献を収集するとともに、基本的なモデルの構築と推定のためのプログラミングを行った。北海道の国立公園における目的地選択データを用いて、実際に推定が行えることを確認した。次年度(最終年度)では、知床国立公園における目的地選択データと北海道の国立公園における目的地選択データを用いて分析を進める予定であったが、データに課題が残されていたため、新しく入手した全国の国立公園における目的地選択データを用いて分析を行った。その結果、時間配分を考慮しない従来の目的地選択モデルとも整合的な結果を得ることができた。現在、上記までの研究成果をまとめ、国際学会での発表を申請するとともに、このモデルとデータを用いて周遊行動モデルの構築について引き続き作業を進めている。環境経済学目的とする推定結果は得ていないが、ほぼ計画した内容について推敲することができたから。平成26年度は、構築した周遊行動モデルを用いて二つの実証研究を行う予定である。一つは知床国立公園におけるデータを用いて引き続き解析を行うこと、もう一つは、北海道の国立公園データへの適用を行い、時間制約のないシンプルな離散選択モデルによる分析との比較を行うことである。
SPS炭素材の黒鉛結晶性が物性に及ぼす影響の解析

1.研究目的放電プラズマ焼結(Spark Plasma Sintering, SPS)法という材料調製技術は、短時間かつ低温での焼成で緻密な材料が作製できるという特徴を有しており、筆者はこのSPS法を用いた炭素材料(SPS炭素材)の調製と物性評価に関する研究に取り組んでいる。本研究ではSPS炭素材の構造(黒鉛結晶性)に関する詳細な分析、検討を行うことにより、SPS炭素材の構造変化が物性に及ぼす影響を明らかにすることを目指した。2.研究方法コークス粉を原料として、熱処理温度1800°C、圧力60MPaのSPS条件で直径20mm、厚さ5mmのSPS炭素材を作製した。得られた炭素材の嵩密度やショアー硬さ、機械的・電気的・熱的特性を測定した。そして、高精度X線回折装置(リガクRINT-UltimaIII)の平行ビーム光学系によってX線回折測定を行うと共に、データ解析ソフトウエア(JADE7)を用いた結晶構造分析を行い、SPS炭素材のバルク的な結晶構造の解析を試みた。3.研究成果低温・高速焼成が可能なSPS法を用いてコークス粉を原料とする炭素材を作製した。得られたSPS炭素材の諸特性を検討すると共に、高精度X線回折装置(リガクRINT-UltimaIII)による結晶構造分析を行った結果、以下のことが明らかになった。(1)作製したSPS炭素材の嵩密度、ショア硬さ、熱膨張係数の値は、代表的な人造黒鉛材と比較して同程度か、それを上回る値を示した。(2)高精度X線回折装置を用いたSPS炭素材の構造分析の結果、X線回折強度は試料作製時の加圧方向と同じ方向が鉛直方向よりも強く、SPS炭素材の異方性が認められた。(3)SPS炭素材の固有抵抗と熱伝導率の値は、人造黒鉛材と比較すると固有抵抗は大きく、熱伝導率は小さかった。これはSPS炭素材の黒鉛結晶性が低いことが原因であった。
タンパク質膜挿入に必須の糖脂質酵素MPIaseの低温センシングによる発現誘導機構

タンパク質膜挿入反応に必須の「糖脂質酵素」MPIaseの発現量が、培養温度の低下に伴い510倍にまで上昇することが判明したため、その分子機構を明らかにすることを目的として研究を進めた。その結果、以下のような研究成果が得らえた。1.MPIase生合成の律速段階を触媒する酵素CdsA、YnbBのmRNA転写量が温度の低下に伴い5倍以上上昇することが判明した。2.CdsAのmRNA量を低温シフト後に経時的にモニターしたところ、低温シフト5分後に一過的に10倍程度に増加した後、15分後以降には約5倍程度のレベルで安定することを見出した。3.cdsA遺伝子のプロモーター解析の結果、低温下での発現誘導を受けるもの(Pcold)と受けないもの(PispU)があることを見出した。4.PcoldとPispUの間にCspAの認識部位が存在することから、低温シフト後の一過的なCdsAのmRNA量の上昇とそれに続く安定的な上昇を説明できるモデルを考案した。すなわち、低温を感知しPcoldが作動し、そこから転写されるmRNAはCspAにより安定化される。その後CspAレベルが低下するためmRNAレベルは低下するものの、Pcoldは作動し続けるため安定的に高いレベルが保たれるというものである。5.cdsA遺伝子の低温下での発現誘導には、翻訳レベルでの制御も関わっていることを強く示唆する結果を得た。cdsA遺伝子の開始コドン上流にはステムループ構造を形成する配列を同定した。cdsA遺伝子を構成的に発現するプロモーターに連結したとき、このステム・ループ構造を形成できないサブクローンでは、低温下での発現誘導ができなくなっていた。6.MPIaseの低温下での発現量増加は、低温で膜挿入反応が阻害されたことによるストレス応答ではなく、生体膜が低温を感知して引き起こされる特異的な応答であることが明らかになった。29年度が最終年度であるため、記入しない。タンパク質膜挿入反応は低温感受性を示す。低温下では膜の流動性が低下するため、タンパク質膜輸送が大きく影響を受けると説明されているが、その詳細は不明である。モデル生物大腸菌においては、SecYEG等の膜挿入に関わる因子の発現レベルは、低温下でもほとんど変化しない。一方、我々は、タンパク質膜挿入に必須の糖脂質MPIaseの発現量は、培養温度の低下に伴って5ー10倍増加することを見い出した。MPIaseは糖脂質でありながら膜挿入反応を触媒する性質をもつため、「糖脂質酵素(Glycolipozyme)」という概念を提唱している。SecYEGやYidCなどの膜挿入因子の変異株でMPIase発現量を調べた結果、一過的に増加する現象が観察されたが、時間経過と共に低温でのMPIase発現量の増加は観察できなくなった。このことは、タンパク質膜挿入の阻害がMPIase発現量の増加を誘発しているわけではないことを示している。MPIase生合成酵素の同定を試みた結果、リン脂質生合成に関わるCdsAとそのホモログYnbBを同定した。CdsAやYnbBを枯渇させるとMPIaseが枯渇し、逆にCdsAやYnbBを大量生産するとMPIaseも増加した。このことは、CdsA、YnbBによる反応がMPIase生合成の律速段階であることを示している。CdsAのmRNAの発現量は、低温下で大幅に増加することを明らかにした。低温下でのCdsAのmRNA発現量増加に必要な領域を検索した結果、cdsA遺伝子の上流2箇所に低温誘導されると考えられるプロモーター領域を同定した。現在、このプロモーター活性化に必要な転写因子を検索している。この転写因子は、大腸菌における低温センシングに関与する温度計分子である可能性が考えられる。MPIaseの生合成律速酵素CdsAの低温下での発現量増加が主に転写レベルでの制御であることを見出し、発現量増加にかかわるプロモーターを2箇所同定することができた。一方、低温下での発現量増加にかかわる転写因子の同定にまでは至らなかったので、「(2)おおむね順調に進展している。」と評価した。

5.cdsA遺伝子の低温下での発現誘導には、翻訳レベルでの制御も関わっていることを強く示唆する結果を得た。cdsA遺伝子の開始コドン上流にはステムループ構造を形成する配列を同定した。cdsA遺伝子を構成的に発現するプロモーターに連結したとき、このステム・ループ構造を形成できないサブクローンでは、低温下での発現誘導ができなくなっていた。6.MPIaseの低温下での発現量増加は、低温で膜挿入反応が阻害されたことによるストレス応答ではなく、生体膜が低温を感知して引き起こされる特異的な応答であることが明らかになった。今後は、CdsAの低温下での発現量増加に関わる転写因子の同定を最優先課題として実施する。さらに、YnbBにも低温下で発現量増加が見られるかどうか調べる。29年度が最終年度であるため、記入しない。
モンゴル国妊婦の喫煙・受動喫煙が周産期アウトカムに与える影響

本研究は、モンゴル国の妊婦の喫煙・受動喫煙状況をバイオマーカーを用いて評価し、妊娠中の喫煙・受動喫煙が周産期アウトカムに与える影響を明らかにすることを目的とする。妊娠初期に妊婦をリクルートし、呼気中一酸化炭素濃度の測定、尿中コチニンの測定を妊娠初期・中期・後期に行い、分娩後にカルテから情報を収集し、妊娠中の喫煙・受動喫煙が周産期アウトカムに与える影響を明らかにする研究である。
外国人日本語学習者における要求場面の談話進行に関する規範構造

要求行動場面における外国人学習者の不自然な談話の流れや表現から日本人の要求行動の裏にある規範について考察した。そのために6つの要因((1)要求の対象、(2)義務・役割関係、(3)恩恵・受益関係、(4)コスト、(5)断られる可能性、(6)親疎関係)を考慮して要求場面が設定された。質問紙調査においては、各場面で展開されると考えられる会話スクリプトを外国人日本語学習者及び日本語母語話者に作ってもらった。その結果、日本人の会話フローチャートには共通した流れがあり、場面の条件によって変化するが、学習者は場面条件に関わりなく固定化した会話パターンを示すものがみられた。実験調査では、電話を使って、実際にロールプレイを質問紙調査とは別の外国人日本語学習者及び日本語母語話者各12名に課した。電話を受ける側は同一の人物でできる限り同一条件になるようにコントロールした。双方の話し言葉を録音したものを書き起こし、CHILDESという談話分析ソフトにかけられるようにコンピュータ入力を行った。日本人母語話者の間にはかなり共通した談話の流れが実際の会話でも見られたが、外国人日本語学習者は場面により非常に不自然なタイミングや表現、談話の流れがみられた。言語運用能力の未習熟によるものと、外国語を使いながら話すことによる思考の一時的低下(外国語効果)により相手や状況に十分配慮できなかったことが理由として考えられる。日本語における要求行動に規範意識がどのように反映するか、外国人学習者の不自然な発話行為を通じて考察した。今年度、外国人日本語学習者および日本人学生を対象に4つの要求場面における談話を電話を使って採集した。要求場面は対人関係、要求に含まれる内的要因を考慮して選ばれた。調査対象者(外国人日本語学習者:24名、日本人:12名)とその相手(日本人)にそれぞれ課題のロールカードが渡され、電話を介して会話がなされた。音声による情報に限定するため、電話を介した会話を採集対象とした。ロールカード及び相手の応答により会話内容はある程度コントロールしたが、全般に自然会話に近い会話が採集された。この144の会話のテープ資料を書き起こし、談話分析ソフトCHILDESで分析するために、コンピュータへの入力を現在行っている。同一の要求場面における外国人日本語学習者と日本人では、話の切り出し、および話の進め方に異なる方略がとられることがあるが、これは1つには外国語使用に伴う緊張やあせりといった情緒的要因によるものである。さらに日本語能力の不足からくる表現の不適切使用もある。また、外国語を使って何らかの課題を遂行するとき、情報処理容量のうちの言語処理に費やす容量の割合が多くなり、結果的に思考低下につながるという研究もある。しかし、上記の要因以外に学習者がそれぞれの社会の中で身につけた社会的規範(広義の)が要求発話時に出現する。要求を当然なものと見なすか、相手の立場をどの程度考慮するか、待遇表現をどのように選択するか等、日本人との比較および、外国人同士の間のレンジについても考慮を行っている。電話による会話の収集と平行して、音声資料以外の非言語行動も含めて分析を広げるために、ビデオ・写真等による資料も収集している。要求の要因と対人距離・姿勢、身振り等がどのように関連するか検討していく予定である。

実験調査では、電話を使って、実際にロールプレイを質問紙調査とは別の外国人日本語学習者及び日本語母語話者各12名に課した。電話を受ける側は同一の人物でできる限り同一条件になるようにコントロールした。双方の話し言葉を録音したものを書き起こし、CHILDESという談話分析ソフトにかけられるようにコンピュータ入力を行った。日本人母語話者の間にはかなり共通した談話の流れが実際の会話でも見られたが、外国人日本語学習者は場面により非常に不自然なタイミングや表現、談話の流れがみられた。言語運用能力の未習熟によるものと、外国語を使いながら話すことによる思考の一時的低下(外国語効果)により相手や状況に十分配慮できなかったことが理由として考えられる。日本語における要求行動に規範意識がどのように反映するか、外国人学習者の不自然な発話行為を通じて考察した。