hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
森林発達にともなうミズナラの侵入パターンの変化：アカネズミ類による種子散布の影響

アカネズミ類の貯食行動はミズナラの種子散布に有効に働き、また、アカネズミ類は森林環境を選好するため、アカネズミ類による皆伐地への種子散布は皆伐地の森林発達にともない増加していくと予測される。この仮説を検証するため、北海道遠軽町丸瀬布国有林内のミズナラが高密度に混交するトドマツ人工林を対象に研究を実施した。トドマツ植栽木および胸高直径5cm以上のミズナラの年輪解析を実施した結果、ミズナラは、地拵え・トドマツ植栽からトドマツ植栽林閉鎖前までの時期に侵入し、また、ミズナラの侵入時期の頻度分布は、地拵えからおよそ20年後にピークを持つ一山型分布であることが示された。これらのことから、種子散布によるミズナラの侵入は、伐皆・地拵え直後ではなく、トドマツ植栽林がある程度成長してから活発化することが示唆された。また、ミズナラのマイクロサテライト遺伝子座の遺伝子型を解析した結果、弱い空間遺伝構造が検出され、ミズナラの長距離種子散布が示唆された。さらに、無線周波標識を挿入したミズナラ種子をトドマツ林内に設置し、自動撮影装置により種子設置場所を撮影することで、各種子を持ち去った動物種を観察した。その結果、ほとんどの種子がアカネズミ類により持ち去られたことから、アカネズミ類がミズナラの種子散布に大きく貢献していることが明らかになった。次年度に、これらの種子を送受信機により探索することで、アカネズミ類による種子散布は、森林が発達した箇所への散布(トドマツ人工林内の種子散布)が、森林が未発達な箇所(トドマツ人工林に隣接する植栽地)への散布に比べ、活発であるかどうかを確かめる予定である。予定どおり1箇所の調査地において予定数以上の個体および種子を解析し、ミズナラの侵入時期、集団全体の空間遺伝構造および種子の動物散布者について明らかにできた。また、本研究の遂行に必要な「無線周波標識および自動撮影装置による動物種子散布調査手法」を開発し、さらに、調査対象林分の林況を分角順位法で明らかにし、それらの成果を学会で発表するとともに学会誌に掲載した。しかし、ミズナラの侵入時期別の空間遺伝構造の違いについては、ミズナラのトドマツ植栽地への侵入が特定の時期に偏り、初期に侵入したミズナラ個体のサンプルが少なかったため、明らかにできなかった。ミズナラの侵入時期別の空間遺伝構造の違いを検証するためには、初期に侵入したミズナラ個体について、さらに多くの個体を調べる必要がある。追加解析予定の個体については、野外調査および遺伝解析用の葉のサンプリングは実施済みで、樹齢解析用の円盤または成長錐コアの採取が必要である。平成30年度に遠軽町丸瀬布国有林において、無線周波標識を挿入したミズナラ種子をトドマツ林内に設置した。令和元年度にこれらの種子を動物散布後に、送受信機を用いて探索し、各種子について散布動物種と散布箇所との関係性を明らかにすることで、アカネズミ類による種子散布は、森林が発達した箇所への散布(トドマツ林内)が、森林が未発達な箇所(植栽地)への散布に比べ、活発であるかどうかを確かめる。また、同調査地において、平成30年度に解析したミズナラ個体に加え、さらに他のミズナラ個体についても樹齢および遺伝子型を解析することで、ミズナラのトドマツ林への侵入時期別の空間遺伝構造の違いを検証する。北海道の他の国有林においても丸瀬布国有林と同様に、トドマツ人工林内に生育するミズナラについて侵入時期別に空間遺伝構造を解析することで、トドマツ林の発達にともなうミズナラの侵入パターンの変化を検証する。さらに、無線周波標識を挿入したミズナラ種子について動物散布を追跡することで、アカネズミ類による種子散布は、森林が発達した箇所への散布(人工林内)が、森林が未発達な箇所(植栽地)への散布に比べ、活発であるかどうかを確かめる。以上の結果から「アカネズミ類による皆伐地への種子散布は森林発達にともない増加していくこと」を検証し、ミズナラの侵入時期と侵入条件を解明する。

次年度に、これらの種子を送受信機により探索することで、アカネズミ類による種子散布は、森林が発達した箇所への散布(トドマツ人工林内の種子散布)が、森林が未発達な箇所(トドマツ人工林に隣接する植栽地)への散布に比べ、活発であるかどうかを確かめる予定である。予定どおり1箇所の調査地において予定数以上の個体および種子を解析し、ミズナラの侵入時期、集団全体の空間遺伝構造および種子の動物散布者について明らかにできた。また、本研究の遂行に必要な「無線周波標識および自動撮影装置による動物種子散布調査手法」を開発し、さらに、調査対象林分の林況を分角順位法で明らかにし、それらの成果を学会で発表するとともに学会誌に掲載した。しかし、ミズナラの侵入時期別の空間遺伝構造の違いについては、ミズナラのトドマツ植栽地への侵入が特定の時期に偏り、初期に侵入したミズナラ個体のサンプルが少なかったため、明らかにできなかった。ミズナラの侵入時期別の空間遺伝構造の違いを検証するためには、初期に侵入したミズナラ個体について、さらに多くの個体を調べる必要がある。追加解析予定の個体については、野外調査および遺伝解析用の葉のサンプリングは実施済みで、樹齢解析用の円盤または成長錐コアの採取が必要である。平成30年度に遠軽町丸瀬布国有林において、無線周波標識を挿入したミズナラ種子をトドマツ林内に設置した。令和元年度にこれらの種子を動物散布後に、送受信機を用いて探索し、各種子について散布動物種と散布箇所との関係性を明らかにすることで、アカネズミ類による種子散布は、森林が発達した箇所への散布(トドマツ林内)が、森林が未発達な箇所(植栽地)への散布に比べ、活発であるかどうかを確かめる。また、同調査地において、平成30年度に解析したミズナラ個体に加え、さらに他のミズナラ個体についても樹齢および遺伝子型を解析することで、ミズナラのトドマツ林への侵入時期別の空間遺伝構造の違いを検証する。北海道の他の国有林においても丸瀬布国有林と同様に、トドマツ人工林内に生育するミズナラについて侵入時期別に空間遺伝構造を解析することで、トドマツ林の発達にともなうミズナラの侵入パターンの変化を検証する。さらに、無線周波標識を挿入したミズナラ種子について動物散布を追跡することで、アカネズミ類による種子散布は、森林が発達した箇所への散布(人工林内)が、森林が未発達な箇所(植栽地)への散布に比べ、活発であるかどうかを確かめる。以上の結果から「アカネズミ類による皆伐地への種子散布は森林発達にともない増加していくこと」を検証し、ミズナラの侵入時期と侵入条件を解明する。平成30年度は遺伝マーカー選抜などの予備実験および野外調査が予定よりも効率的に進み、物品費および旅費を節約できたため、次年度使用額が生じた。しかし、予定した調査や解析は遂行できたものの、研究の結果、ミズナラの侵入時期別の空間遺伝構造の違いを検出するためには追加解析が必要であることが分かった。このため、次年度使用額230,614円は、追加解析に必要なサンプリングの旅費(100,000円)およびDNA実験試薬などの物品費(130,614円)として使用する。
血管内皮細胞のタイト結合蛋白7H6とがん細胞の血管外脱出の抑制

1.目的血管内皮細胞間にはタイト結合が存在し、イオンや蛋白のみならず炎症細胞や癌細胞のintra-およびextra-vasationに関与していると考えられている。したがって、タイト結合の機能(バリア機能)を調節することにより癌細胞の血管への出入りを制御できる可能性がある。我々が発見したタイト結合蛋白のひとつ、7H6蛋白(barmotin)の発現はバリア機能と相関するため、barmotinのcDNA発現クローニング、シークエンスを行い、barmotinの機能を明らかにすると共に、タイト結合の機能調節機構を明かにする。2.方法と結果1)株化した肺毛細血管内皮細胞(RLE)をtranswellに単層培養し、その電気抵抗(transendothelial electrical resistance:TER)を測定することにより、タイト結合のバリア機能を評価したところ、db-cAMPとretinoic acidは有意にTERを上昇させるとともに7H6の細胞辺縁への発現を誘導した。この時RLEへの癌細胞のもぐりこみは、対照に比べ約60%抑制された。同様の結果は、腹腔中皮細胞を用いた研究でも得られた。2)Barmotinは、1184aaからなる蛋白で、既知の蛋白には高いホモロジーを示すものはなかった。構造を調べると、N末とC末にそれぞれWalker's A siteとWalker's B siteと呼ばれるATPaseに特徴的なドメイン構造が離れて存在し、両ドメインの間にはふたつのcoiledcoilドメインを有していた。このような構造は最近発見された分子モーターSMC familyに特徴的で、barmotinはSMC1 subfamilyに属することが明らかとなった。
超低損失ダイヤモンドパワーデバイス創製のための基盤研究

省エネ・低炭素社会の実現には、電力の変換や制御に用いられるMOSFET等のパワーデバイスの高性能化が有効である。ダイヤモンドパワーデバイスは理論的に現用のSiパワーデバイスの5万倍以上の究極的な性能を実現可能であるとされており、パワーデバイスの構造としてはトレンチ(溝)型が低損失化に最も有利である。ダイヤモンドは硬く、不活性であるため、デバイスグレードのトレンチの形成が非常に困難であったが、申請者が開発した革新的なダイヤモンドエッチング技術により可能となった。本技術を用いて、本研究では、材料・構造的な観点から究極的な低損失化を実現し得るトレンチ型ダイヤモンドMOSFETを創製を目指す。
ダイナミクスモデルによるドライバ間の意思決定スキームの構築

本研究課題では、狭路におけるすれ違い運転などの他者(対向車、歩行者)とのインタラクションを解明するため、ダイナミクスモデルに着目してその行動を解析した。対象とするタスクとして、狭路における駐車車両付近の対向車とのすれ違いを選択した。このタスクにおける戦略としては、相手に道を譲り減速する、あるいは相手より先に進むの二種類存在する。また、相手も同様の戦略を取ることができ、スムーズなかつ安全な運転を実現するためには、どちらかが道を譲り、もう一方が先に進む必要がある。互いに相手とは直接的に意思疎通できないため、相手の行動から自分の戦略を決定するする必要がある。この一連の行動を解析するため、ダイナミクスモデルとしてPieceWise ARX(PWARX)モデルを用いた。その結果、道を譲る、先に行くという運転行動をモデルとして獲得することができた。車両運転のダイナミクス自体は獲得できたものの、車両間のインタラクション自体はうまく再現できないことが多かった。これは相手の戦略を考慮せずにモデルを構築しているためである。この問題を解決するため、PWARXモデルにインタラクションを促す補正項としてスーパーバイザ制御を導入した。スーパーバイザ制御とは、禁止された状態に陥らないように制御対象を制御する手法であり、今回は観測されない状態に陥らないように加速、減速支援を行った。それにより、相手の行動に応じて自分の戦略を切り替えを促すことができ、モデルの振る舞いが実際の運転と近づくことを検証できた。対象とするタスクでは二台の車両データが必要となるため、これを二台のドライビングシミュレータを用いて、マルチプレイヤー型のシミュレータを構築した。このシミュレータ上に狭路のすれ違いタスクを実装し、二人のドライバの運転行動データを取得できた。そのデータに基づきPWARXモデルを獲得でき、インタラクションの補正も実現できたため、おおむね順調に進展している。インタラクションを考慮しなければ、運転行動として正しく表現できないことが分かった。この問題を解決するため、スーパーバイザ制御による補正の導入により、より実際の運転に近い行動を表現できることが分かった。しかし、この補正は議論が不十分であり、より相手の行動を明示的に考えた手法が必要となる。この問題を解決するため、PWARXモデルに合意形成の手法を導入することにより、狭路のすれ違いタスクの表現を目指す。国際会議に投稿をしたが、不採用となってしまったため、その分の旅費および参加費用がそのまま浮いてしまった。使用計画としては、今年度にドライビングシミュレータの保守と補強費用を増やし、取得データの増大を目指す。
身体に触覚インタフェースを重畳する双方向多重化伝送の実現

小型で単純な機構の触覚インタフェースの実現のために皮膚の電気機械特性に着目し,(1)電気インピーダンス計測に基づいて接触情報や手指動作を推定する技術,(2)身体動作や構造を考慮した電気刺激設計により高品質な電気触覚を生成する技術,(3)計測と提示を同一電極で実現する多重化技術を開発し,実対象物の触感の変調や道具操作の教示が可能な触覚拡張現実感システムの構築技術を確立した.本研究では,人の触に関わる動作や操作を記録・推定し,状況に応じて触覚提示を行うことで感覚を補う触覚拡張現実感システムを医療や産業分野で利用可能とするために,使用者に装着感を感じさせないほど小型で単純な機構の触覚インタフェースを実現することを目的としている.初年度であるH25年度では,1生体電気式触覚センサとディスプレイの信号を多重化するための制御システム,2道具の操作状態を計測する生体電気式触覚センサ,3指で加えた力を光学計測するシステムの提案と評価を行った.1では,生体電気式触覚センサの計測信号と電気触覚ディスプレイのパルス刺激信号を多重化するための時分割多重化制御と計測信号の補償方法を提案し,触覚情報の計測と提示が同一の電極で実現されることを確認した.これにより,指中節に取り付けた電極により,指先の触覚を計測すると同時に,人工的な触覚を生成することが可能となり,装置の簡略化が実現される.2では,触動作の一例として指先での道具操作を例に,生体組織と金属道具の接触状態を計測する,電気接触抵抗の計測システムを提案し,モーショントラッキングシステムを用いた評価を行った.組織の単純な変形操作を行った際の出力と動作の関係を調べたところ両者に相関が認められ,操作状態を計測可能であることが確認された.3では,物体の変形をカメラ画像を用いて計測し,指で加えた力を推定する方法を提案し,評価システムとしての利用可能性を調べた.皮膚の変形操作を例に提案システムの出力と較正された力覚センサとの相関を調べたところ,両者の相関が認められ,提案システムの有効性が確認された.本研究では,人の触に関わる動作や操作を記録・推定し,状況に応じて触覚提示を行うことで感覚を補う触覚拡張現実感システムを医療や産業分野で利用可能とするために,使用者に装着感を感じさせないほど小型で単純な機構の触覚インタフェースを実現することを目的としている.H26年度は,1触覚情報を電気的に計測するセンシング手法の改良,2電気触覚ディスプレイの改良,3高品質な触覚提示方法の開発に取り組んだ.1では,これまで接触力のみの計測が可能であった手法を発展させ,物体における接触位置を推定可能な技術を開発した.提案手法では,対象物間に電圧を印加し,複数の電極により取得された電位と導電体の電位分布モデルによる推定電位から逆問題を解くことで,接触力とその部位を推定する.導電シートと金属の接触を例に評価を行ったところ,接触位置を推定可能であることが確認された.2では,これまで開発してきた電気触覚提示装置を改良し,装置の小型化,通信の無線化,接触状態の安定した電極の作製に成功した.電極部は弾性率の高い導電性シリコンで生成され,指と密着した状態を保つことで安定した刺激提示を可能とした.3では,上記で開発した電気触覚提示装置を利用し,電気触覚刺激により指で触れた対象物の質感を電気触覚刺激により変化させることのできるシステムを構築してその知覚特性を評価した.その結果,いくつかの素材の粗さ感覚を電気刺激により制御することが可能であり,実物の触感と電気刺激を組み合わせることで高品質な質感を提示できることが示唆された.本研究では,人の触に関わる動作や操作を記録・推定し,状況に応じて触覚提示を行うことで感覚を補う触覚拡張現実感システムを医療や産業分野で利用可能とするために,使用者に装着感を感じさせないほど小型で単純な機構の触覚インタフェースを実現することを目的としている.H27年度の取り組みでは,1生体電気式触覚センサの改良,2開発した触覚拡張現実感システムの応用と評価を行った.1では,身体と物体の接触力だけでなく,手指の姿勢を推定する方法として手首形状の電気的計測による関節角度推定手法の開発に取り組んだ.予め較正された手指の関節角度を計測可能なデータグローブと提案システムで同時に取得した関節角度のデータを用いて評価を行ったところ,一定の誤差範囲内で各指の関節角度の推定が可能であることが示唆された.2では,歯型彫刻の支援を具体的応用として選定し,刃物での物体加工時における道具操作を開発した装置を用いた触覚拡張現実感システムにより支援するシステムを構築した.刃物と対象物の相対角度に基づいた指先への触覚フィードバックにより角度教示を行った結果を被験者実験により評価したところ,過剰彫刻を防止し,彫刻の失敗を防止することが可能であることが示唆された.したがって,本研究で構築した触覚拡張現実感システムは,歯科を始めとした手作業やその学習の支援において一定の効果が得られると考えられる.小型で単純な機構の触覚インタフェースの実現のために皮膚の電気機械特性に着目し,(1)電気インピーダンス計測に基づいて接触情報や手指動作を推定する技術,(2)身体動作や構造を考慮した電気刺激設計により高品質な電気触覚を生成する技術,(3)計測と提示を同一電極で実現する多重化技術を開発し,実対象物の触感の変調や道具操作の教示が可能な触覚拡張現実感システムの構築技術を確立した.

本研究は,使用者に装着感を感じさせないほど小型で単純な触覚インタフェースを実現することを目的とし,人が物体に触れた情報を電気インピーダンス計測に基づいて推定する触覚情報の電気的センシング方法の開発,高品質な触覚を重畳提示可能な電気刺激手法の確立,触覚センサと提示装置の多重化に取り組むものである.現在までに,触覚情報の電気的センシング方法の開発,電気触覚ディスプレイの開発,高品質な触覚を重畳提示可能な刺激手法の開発,センサとディスプレイの信号を多重化するシステムの基本設計を得ることができている.一方で,高品質な触覚を提示するための電気刺激の安定化に関しては予定していた回路としての改良ではなく,電極部の改良により代替した.今後は,触覚センサと提示装置の統合による応用システムの開発と評価を行う予定である.以上から概ね順調であると考えられる.生体医工学今後は触覚センサと提示装置を組み合わせた応用システムの開発に取り組む.具体的には,手指の操作状態を触覚センサの情報に基づき認識し,人の運動や道具の操作を支援するための触覚情報をフィードバック可能な触覚拡張現実感システムの構築と評価に取り組む.本研究は,使用者に装着感を感じさせないほど小型で単純な触覚インタフェースを実現することを目的とし,人が物体に触れた情報を電気インピータンス計測に基づいて推定する生体電気式触覚センサの開発,高品質な触覚を重畳提示可能な電気刺激手法の確立,触覚センサと提示装置の多重化に取り組むものである.現在までに生体電気式触覚センサおよび電気触覚ディスプレイの基本システムの構築,触覚センサの評価手法の開発,センサとディスプレイの信号を多重化するシステムの基本設計を得ることができている.一方で高品質な触覚提示のための電気刺激技術の確立,触覚センサと提示装置の統合による応用システムの開発には至っていない.以上からおおむね順調であると考えられる.電気刺激回路の改良において,刺激量のフィードバック制御の実装を予定していたが,電極部の改良に代替したため電子部品等の購入に変更が生じた.今後は高品質な触覚生成が可能な電気刺激技術の開発,触覚センサと提示装置を組み合わせた応用システムの開発に取り組む.具体的には,電極の接触状態の安定化,電極位置の最適化,計測信号処理の考案,刺激信号パターンの考案,人の運動や操作を支援する触覚拡張現実感システムの構築・評価に取り組む.次年度は開発した計測・提示装置を用いた触覚拡張現実感システムの構築とその評価を行う.そのために必要な実験資材の準備,評価に利用するカメラなどの計測機器が主な支出内容である.また,研究成果を国内外の学会で発表するための予算についても計上している.研究室異動のため,研究設備を整える上で支出に変更が生じた.次年度は電気刺激回路の改良を行う.そのため,評価に利用する計測機器,電子部品やその製造費が主な支出内容である.昨年度の繰越分については,電子回路部品の購入に補充する.また,昨年の研究成果を発表するための予算についても計上している.
Vlgr1欠損による難聴の原因探求

1)Vlgrl分子の機能ドメインに関する検索本実験を遂行する段階で、海外のグループがVlgrl分子と結合する候補を報告した。我々は、実験の遂行を促進するため、海外の他の研究グループとの共同実験としてVlgrl分子と結合する分子の探索を行った。その結果、Vlgrl分子は、内耳有毛細胞不動毛基部に存在する分子群と結合することが判明した。2)Vlgrl遺伝子欠損マウスの難聴の原因解析Vlgrl遺伝子欠損マウスにおける難聴を聴性脳幹反射および耳音響反射にて検討した結果、内耳性の難聴である可能性が高いことが判明した。そこでVlgrl遺伝子欠損マウスの内耳を、走査型電子顕微鏡を用いて、観察したところ、内耳有毛細胞の不動毛に乱れを生じていることが判明した。Vlgrl分子は神経上皮のみでなく、胎生期後期より、出生後10日頃までの内耳有毛細胞の頂部に発現していることを、免疫組織学的に見出した。さらに、免疫電顕法にて、Vlgrl分子の発現部位を同定した。マウスでは胎生期後期より、生後10日程度まで、内耳有毛細胞の不動毛基部で不動毛と不動毛の間に存在することが判明した。その部位、および発現の時期は、不動毛間をつなぐアンクルリンクに相当することがわかった。そこで、透過型電子顕微鏡を用い、Vlgrl遺伝子欠損マウスにおいてアンクルリンクの形状を観察した。その結果、Vlgrl遺伝子欠損マウスにおいては繊維状の構造物は不動毛間に見出すことが出来たが、明らかなアンクルリンクは確認できなかった。アンクルリンク構造はカルシウムイオンが存在しない状況下では消失することが知られている。そこで、生後2日目の正常マウスの内耳をカルシウムイオンキレート剤であるBAPTA存在下で2時間培養した後、Vlgrlの発現を検討した。その結果、VlgrlはBAPTA存在下で消失することが判明した。以上の結果より、Vlgrl分子は、内耳有毛細胞の不動毛発達に重要な役割を果たしており、アンクルリンク構造と関係が深いことが明らかとなった。Vlgr1分子と結合する分子の検索について現在、ベクターの作製は終わり、細胞にトランスフェクションを行い、発現の確認を行っている。ただし、細胞内では強制発現したVlgr1分子の多くは粗面小胞体に取り込まれ、細胞表面に発現している分子が少ないことが判明した。この現象を避けるため、ベクターの構成を変更する予定である。Vlgr1分子の有毛細胞での発現時期の確認Vlgr1 EYFP knock-inマウスを用い、内耳におけるVlgr1分子の発現部位の検索を詳細に行った。内耳の蝸牛有毛細胞のみならず、平行斑および三半規管膨大部陵の有毛細胞にEYFPの発現を認めた。発現時期に関しては胎生14日より、生後8日までの内耳に発現していることが明らかとなった。Vlgr1遺伝子欠損マウスの難聴の原因解析Vlgr1遺伝子欠損マウスの聴性脳幹反射を詳細に行った。Vlgr1遺伝子欠損マウスの聴力異常は、生後約2ヶ月、および、約6ヶ月の時点においても生後3週時点とほぼ変わらない水準であり、加齢に伴う変化は明らかでなかった。Vlgr1遺伝子欠損マウスとコントロールマウスでは、聴性脳幹反射で観察した聴力の差は低音域より高音域まで約50dBあり、どの音域でも難聴があることが明らかとなった。

また、内耳、特に有毛細胞の機能を反映する耳音響反射を行ったところ、Vlgr1遺伝子欠損マウスでは有意な耳音響反射を認めなかった。以上より、内耳、特に蝸牛の異常が示唆された。Vlgr1遺伝子欠損マウスの内耳を走査型電子顕微鏡により形態学的に検討した。この結果、生後4日以降より、蝸牛外有毛細胞に、感覚を司る不動毛の乱れを認めた。1)Vlgr1分子の機能ドメインに関する検索1-1 Vlgr1分子の細胞外ドメインの機能検索P19細胞を神経系の細胞に分化誘導し、Vlgr1の発現を誘導した。mRNAレベルでは誘導可能であったが、蛋白レベルでの発現を確認することが出来なかった。1-2 Vlgr1分子細胞内ドメインと結合する分子の検索この実験を遂行する段階で、海外のグループがVlgr1分子と結合する候補を報告した。我々は、実験の遂行を促進するため、他の研究グループとの共同実験としてVlgr1分子と結合する分子の探索を行った。その結果、Vlgr1分子は、内耳有毛細胞不動毛基部に存在する分子群と結合することが判明した。2)Vlgr1遺伝子欠損マウスの難聴の原因解析Vlgr1に対する抗体を用い、免疫電顕にて、Vlgr1分子の発現部位を同定した。マウスでは胎生期後期より、生後10日程度まで、内耳有毛細胞の不動毛基部で不動毛と不動毛の間に存在することが判明した。その部位、および発現の時期は、不動毛間をつなぐアンクルリンクに相当することがわかった。そこで、透過型電子顕微鏡を用い、Vlgr1遺伝子欠損マウスにおいてアンクルリンクの形状を観察した。その結果、Vlgr1遺伝子欠損マウスにおいては繊維状の構造物は不動毛間に見出すことが出来たが、明らかなアンクルリンクは確認できなかった。アンクルリンク構造はカルシウムイオンが存在しない状況下では消失することが知られている。そこで、生後2日目の正常マウスの内耳をカルシウムイオンキレート剤であるBAPTA存在下で2時間培養した後、Vlgr1の発現を検討した。その結果、Vlgr1はBAPTA存在下で消失することが判明した。以上の結果より、Vlgr1分子は、内耳有毛細胞の不動毛発達に重要な役割を果たしており、アンクルリンク構造と関係が深いことが明らかとなった。
流域マネジメントのための水文・生態系シミュレータの開発とＬＣＡによる統合的研究

現地観測、流域水文・生態系シミュレータの開発およびLCAによる統合的研究を行い、気候変動や人間活動が流域の環境状態に与える影響を定量的に把握し、環境政策、マスタープランの作成等に資する技術的知見を確立するため、国内外での現地観測、対象とする現象の時・空間スケールに応じたモデリング及び数値実験を行い、環境状態の定量的把握を経て、最適な流域環境対策オプションの決定法に至るまでの手法を構築した。計画2年度目にあたる本年度は、水文・生態系シミュレータとLCAによる統合的解析の実装に着手した。すなわち、気候変動や人間活動等が流域の環境状態に与える影響を定量的に把握し、環境政策、マスタープランの作成等に資する学術的知見を確立するため、国内外における現地観測、対象とする要素の時・空間スケールに応じたモデリングおよび数値実験を行い、環境状態の定量的把握などを経て、最適な流域環境対策オプションの決定法に至るまでの手法を構築した。例えば、水資源問題において特に重要な地域および要素として、愛媛・松山地域を対象とした流域における排水処理マネジメントに着目し、前年度までに開発された水文・生態系シミュレータおよびライフサイクルアセスメント(LCA)を統合し、人間活動、土地利用および地理情報等に基づく環境負荷量に関する時空間的変動の評価手法を確立し、国際学術誌等において発表を行った。次の課題として、高解像度の流域水文・生態系シミュレータを日本域スケールに拡張を行った。本研究により、流域スケールから全国スケールでの水資源および水質の影響評価が可能となった。更に、申請者らがこれまでに開発してきた流域水質シミュレータを応用し、水量・水質に加えて陸面における放射性物質の動態解析手法を構築した。これにより、貯水池などにおける1年から100年スケールでの放射性物質、土砂および水量のポリュートグラフやフラックス等が推計可能となった。本研究成果は、メソスケールトレーサーモデル等の出力を用いて水道取水源のポリュートグラフを出力する事などに応用が可能である。なお本研究による各解析結果は、主要な研究機関に提供されており、水道事業や森林分野への影響予測等、異分野との融合等にも活用されている。計画初年度にあたる本年度は、水文・生態系シミュレータの開発及びLCAによる統合的研究に着手した。具体的には、まず流域水文・生態系シミュレータ開発に関して、地下水からの取水や河川との相互作用、窒素に着目した物質循環及び水温の予測、土砂流出と輸送、さらに気候変動が流域の水収支に及ぼす影響など、次世代型統合水文・生態系モデルの開発要素の中で、LCA分析に不可欠な要素を抽出し、設計・開発に着手した。特に、化石水など、持続的でない地下水の安定的な利用に関する潜在リスクを主要な帯水層等に関して情報収集し、環境リスク分析に資する形で整理した。更に、衛星観測データ及び現地観測データを用いたわが国の全国的な水文・気候学的変動把握を通じて、異なる流域スケールでの降雨の時空間分布、洪水や渇水の外力となる水文・水質・生態系の変化といった水利用に直結する項目について、日本の異なる地域を対象として、定量的にその精度も含めて、再現実験に着手した。これらの成果は国際学術論文として取りまとめられた(Mouri et al., 2012(b)等)。LCAに関しては、流域の水循環において特に重要と考えられる都市の排水処理に着目し、エネルギー収支及びコスト等に関する主要な要素をピックアップして、流域内におけるどの地域で生産されたものであるか、に関する情報を取得するとともに、統合水文・生態系モデルによる分析と照合できるような形式によりデータベースを構築した。更に、水文・生態系シミュレータの開発及びLCAによる統合的解析にも着手し、検証実験を進めており当所の計画以上に順調に進展している。今年度は、水文・生態系シミュレータの高精度化を更に進めるとともに、LCAとの統合的な推計手法を確立し、流域の水系における量的、質的な予測、エネルギー収支及び金銭的換算の推計手法の確立を行う。計画最終年度にあたる本年度は、前年度までに構築された水文・生態系シミュレータを実流域へ適用を行い、土地利用形態及び人間活動状況の変化が流域環境に与える影響評価を中心に行った。特に、国内の代表的な都市域及び地方において、複数の土地利用変化シナリオに基づく比較分析を行い、その効果を定量的に評価した。これにより、流域環境に関して、水理学、水文学的、生態学的といった側面とともに、LCAのような社会的な側面から、多角的な視点での統合的な解析、評価が高精度で可能となった。これらの成果は、国際学術誌において発表を行った。また、流域水文・生態系シミュレータの日本域スケールに拡張を継続し、水量、水質に関する予測精度の向上を行うとともに、境界条件として重要な土地被覆情報についても、詳細な森林樹種等を考慮し、21世紀における日本域での将来推計を行った。更に、これまでに開発されてきた流域水文・生態系シミュレータを応用し、放射性物質の動態解析の手法を構築した。これにより、メソスケールトレーサーモデル等の出力を用いて、水道水源等におけるポリュートグラフ及びフラックス等を出力することが可能となった。

すなわち、本研究では、流域水文・生態系シミュレータ及びLCAとの統合的研究を推進することにより、気候変動や人間活動、及び土地利用の変化等が流域環境に与える影響を定量的に把握し、政策立案やマスタープランの作成等に資する学術的知見を確立するため、国内外における現地観測、対象とする要素の時・空間スケールに応じたモデリング及び数値実験を行い、環境状態の定量的把握等を経て、最適な流域マネジメントオプションの決定に至るまで、多角的な視点で解析及び影響評価等を行う手法を構築した。今後は、流域水文・生態系シミュレータの開発を継続し、各モジュールの精度をさらに発展させるとともに、国内外各地域への適用を進める。流域水文・生態系モデリング学平成24年から平成25年までの研究成果は、概ね以下の通りとなっており、流域水文・生態系シミュレータ及びLCAを用いた統合的研究については、当初の計画以上に進展している。以下に、これまでの進捗状況(研究目的の達成度)を記載する。まず、流域水文・生態系シミュレータの開発に関しては、前年度までに構築された高解像度の環境データベース、詳細な土地利用、人間活動および地理情報等に基づき、日本における各流域のどういう水資源にどの程度依存しているかを把握し、LCAとの統合的解析を行い、環境、エネルギーおよびコストの観点から定量的な環境影響評価を行い、流域マネジメントおよび政策等に資する知見を示した(Mouri et al., 2013c等)。更に、高精度・高解像度の流域シミュレータを国レベルのスケールに拡張し、気候変動への水資源および水質の年々変動、日変動、生態系および放射性物質(セシウム)への影響評価手法を確立した(Mouri et al.,2014a等)。更に、本研究により得られた知見を海外の調査研究に応用し、環太平洋地域の火山群における融雪期における水資源および水質特性への解析を行い、更なる流域シミュレータの開発および流域マネジメントへの新たな知見を得た(Mouri et al., 2014b)。以上の研究成果により、各地域の特性に応じた環境改善オプションの効果が定量的に評価され、施策の立案等に資する情報として提供することが可能となり、気候変動の緩和策及び適応策の最適化等の視点からも総合防災的に減災・環境保全等の実社会の諸課題に資するための学術的基盤が確立された。本年度までの研究成果は、主要執筆者として査読つき国際学術誌10編等に取りまとめられている。平成24年度の研究成果は、概ね以下のとおりとなっており、流域水文・生態系シミュレータ及びLCAを用いた統合解析については、当初の計画以上に進展している。以下に、これまでの進捗状況(現在までの達成度)を記載する。まず流域水文・生態系シミュレータの開発に関しては、日本における流域のどういう水資源にどの程度依存しているのかを把握し、水文・生態系シミュレータへの初期設定条件として高解像度のデータデータベースを構築した。更に、高度化された流域水文・生態系モデルを、これまでに準備された外力データセットを用いて長期積分し、前述の地下水や河川水等の水源分離を行い、現状の水インフラ整備状況のもとで、どの程度水資源賦在量が分布しているのかを推計し、更にLCAに資する形で整備した。
集合論的画像モデルの構築と画像復元・再構成問題への応用

本研究の目的は,集合論的な画像処理の体系であるマセマティカルモフォロジーを画像の復元・再構成問題へ応用すること,および,既存のモフォロジーを拡張し,新しい非線形フィルタの体系を構築することにある.復元・再構成問題への応用では,集合演算で定義される画像の輝度変化を先見情報とする正則化法を提案し,画像の細部を保存しつつ,ガウス性雑音を除去する雑音除去法,および画像の局所構造のサイズに基づく成分分離法を提案した.既存のモフォロジーの拡張では,集合論的画像処理の構成要素である最大値関数,最小値関数を凸関数と凹関数のクラスへ拡張し,モフォロジーの高速処理の特性を生かしつつ,高精度の画像処理を実現した.本年度は,画像の集合論的な処理であるモフォロジカルフィルタを用いた画像の特徴抽出法を画像先見情報として用い,正則化に基づく画像復元問題への適用を行った.モフォロジカルフィルタは,画像を座標と輝度の3次元空間における集合と捉え,集合演算により画像処理を実現するフィルタである.モフォロジカルフィルタを用いた特徴抽出法として,画像の突起と窪みを検出するトップハット変換,画像のエッジを検出するモフォロジカル勾配が提案されてきた.本年度は,両者を,それぞれ画像の先見情報として正則化法に与え,雑音除去,ボケ復元に応用し,その性質の評価を行った.トップハット変換による画像先見情報では,画像が微細な構造要素の和集合として構成されることを仮定し,この仮定に基づき画像を復元する.従来までに提案されてきたトップハット変換は,ガウス性雑音の影響を復元結果から除くことはできなかった.そこで,本研究では,フィルタそのものを連続微分可能な関数で近似し,線形フィルタとしての性質を持たせることで,ガウス性雑音除去も可能とした.連続微分可能な関数でモフォロジカルフィルタを近似することで得られたフィルタをソフトモフォロジカルフィルタと定義し,ソフトモフォロジカルフィルタを用いた正則化について検討し,雑音除去等で有効性を確認した.モフォロジカル勾配による画像先見では,画像復元において最小化の対象となる関数が凸関数であるものの,不連続を含む関数となる.そこで劣勾配法を適用し,画像復元を実現した.モフォロジカル勾配の劣勾配の導出には,モフォロジカル演算と同じく乗算が不要であり,復元問題を高速に解くことができる可能性がある.また,モフォロジカル演算における構造要素の形状についても検討し,従来の正則化で用いられてきたTV(Total variation)よりも,微細な構造を保存できる可能性があることを示した.本研究課題は,集合論的な画像モデルの構築と,その画像復元・再構成問題への応用を提案することを目的としている.平成27年度の研究成果を大きく二つに分けると,一つは集合演算から得られる画像の特徴量を,画像の先見情報として用いる正則化法を提案したこと,および,集合演算に基づく画像のフィルタリング法を,非線形な活性化関数のネットワークと捉え,ニューラルネットワークで用いられている確率的勾配降下法により最適化したことである.前者では,集合演算を,最大値関数を用いて定義することで,集合演算から得られる画像特徴を凸関数として定義し,凸最適化の手法を用いて画像復元ができることを示した.提案した画像特徴および最適化法により,画像をおおまかな骨格とテクスチャ等を含む詳細部に分解し,それぞれに異なるペナルティを課すことで,テクスチャとエッジの保存に優れた平滑化と雑音除去が達成できることを示した.後者では,今までの集合論的な画像処理の枠組みの中で用いられてきた画像処理手法を,大量の事例をもとに最適化することに成功した.さらに,最適化が可能になったことから,従来手法をより複雑な構造を持つネットワークへと拡張し,画像処理に対する性能を向上させることができた.具体的に,インパルス性雑音除去,画像補間,インペインティングへ提案法を応用し,集合演算のみで,反復演算を必要とする変分的なアプローチに匹敵する画像処理が達成できることを示した.集合演算から得られる画像特徴を利用する正則化法では,平成26年度まで,勾配降下に基づく最小化アルゴリズムにより復元問題における最適化を実現していた.平成27年度は,集合演算を最大値関数の和で表現し,最大値関数の近接写像を最適化に導入した.これにより,パラメータに依存せず安定した解を導出することができるようになり,他手法との比較実験で大きな前進があった.さらに,最小化アルゴリズムの改善により,最小化の対象となる目的関数を拡張することができた.この拡張を利用して,画像の成分分離などの応用を実現した.集合演算に基づくフィルタリング手法では,確率的勾配法の導入により,大量の画像事例からフィルタを学習することが可能となった.これにより,従来は経験的に知られていた性質を,機械学習の結果として示すことができた.また,学習されたフィルタを用いることで,従来法よりも高精度な画像復元を実現した.本研究課題は,集合論的な画像モデルの構築と,その画像復元・再構成問題への応用を提案することを目的としている.平成28年度の研究成果の一つは,平成27年度に提案した集合演算から得られる画像特徴量を画像先見情報として用いる正則化法を拡張し,画像構造のサイズに着目した画像成分の分離法を提案したこと,および,集合演算に基づく画像のフィルタリング法を拡張することで,性能の高い新しい非線形フィルタの構造を提案したことである.

前者では,既存の集合演算に基づく画像の特徴量であるモフォロジカル勾配が,L∞ノルムであることを示し,モフォロジカル勾配から得られる画像先見情報をL1-L∞ノルムとして定義した.この画像先見情報による画像復元では,L∞ノルムの性質から,集合演算に用いる構造要素のサイズによって,保存される画像の微小変動のサイズが決まることを実験から示した.この先見情報を複数用いることで,サイズに基づく画像分解を達成し,それぞれに異なる正則化パラメータを与えることで,従来のTV(Total Variation)正則化よりも高い精度で雑音除去を達成できることを示した.後者の研究では,既存のモフォロジカルフィルタの最大値と最小値演算に,畳み込み層を加えた新しいフィルタ構造を提案した.これは,モフォロジカルフィルタの構造を反映させた畳み込み型ニューラルネットワークと解釈することができ,畳み込み型ニューラルネットワークよりも少ない階層で,モフォロジカルフィルタよりも高い雑音除去性能を持つフィルタが構成できることを示した.また,この拡張されたモフォロジカルフィルタに対して,確率的勾配降下法により,畳み込み層の係数を学習する方法を検討した.本研究の目的は,集合論的な画像処理の体系であるマセマティカルモフォロジーを画像の復元・再構成問題へ応用すること,および,既存のモフォロジーを拡張し,新しい非線形フィルタの体系を構築することにある.復元・再構成問題への応用では,集合演算で定義される画像の輝度変化を先見情報とする正則化法を提案し,画像の細部を保存しつつ,ガウス性雑音を除去する雑音除去法,および画像の局所構造のサイズに基づく成分分離法を提案した.既存のモフォロジーの拡張では,集合論的画像処理の構成要素である最大値関数,最小値関数を凸関数と凹関数のクラスへ拡張し,モフォロジーの高速処理の特性を生かしつつ,高精度の画像処理を実現した.本課題の目的の一つは,画像内の特徴を集合論的な画像モデルの構成要素として学習し,画像の先見情報として用いることで従来の画像処理システムを超える能力を持つシステムを構築することにある.学習へ至る過程として,構成要素を固定した場合の画像処理を実現する必要があるが,本年度の研究成果は,この必要な要素を達成している.また,本年度の成果に基づき,知られていなかったモフォロジカルフィルタの性質,利用法を明らかにした.これらの知見は,今後の研究に活用することが期待できる.現在,本研究課題で推進している研究テーマを大別すると,一つはフィルタリングに基づくアプローチであり,もう一つは変分法的なアプローチである.前者では,集合演算によるモフォロジカルフィルタに基づき,そのネットワークの拡張,さらにニューラルネットワークの学習の知見に基づいたフィルタの学習に関して研究を進めてきた.今後,モフォロジカルフィルタを,近年,発達の著しいディープラーニングで利用されている活性化関数を利用して拡張,画像処理フィルタとして新しい知見を得るとともに,新しいネットワークの構造を導出する.
非線型作用素論と非線型偏微分方程式への応用

本研究は,非線形現象の解析を目的として,(a)非線形作用素論の研究(b)非線形偏微分方程式への応用(c)非線形現象の数学モデルの研究(d)数値解析・シュミレ-ションを細項目として進められた。目的達成には,長期間を必要とする研究テ-マであるが,本研究では,具体的な一つの問題として,「相転移・相分離を伴う現象」の数理科学的考察がとりあげられた。まず熱力学のLandawーGinzburg理論を基礎に,相分離現象の数学モデルを設定した。このモデルは,その表現に,非線形多価作用素(凸汎関数の劣微分作用素)を用いられている。この点で従来のモデルよりもより現実的なものと考えられる。さらに,このモデルは単独の方程式ではなく,非線形発展方程式のシステムである。このモデルに関して1.解の存在。一意性及び正則性2.時刻t→+∞のときの解の漸近安定性3.定常解の構造4.時刻tに関する周期解の存在及びその安定性等の結果が得られた。上記のモデルとは別に,単独の非線形発展方程式で,時間遅れやメモリ-効果を有する外力項(非局所的項)を持つようなモデルに対しても上記14についての結果が得られた。得られた結果の一部はすでに発表されており,その他はプレプリントとして公表される段階である。
江戸城障壁画制作に関する総合研究

本研究は、江戸時代にあって最も重大な意味を持つ城郭建築である江戸城の、幕末期における障壁画制作の実態を、総合的に考察しようとするものであった。そのため、美術史学、建築史学、歴史学、という異なる3分野の研究者が集い、日本近世絵画史研究者の活動を中核としながら、各分野で相互に連関する研究を行った。美術史学の成果は、次の通りである。障壁画制作に関連するいわゆる〈小下絵〉には、(1)純然たる草稿としての下絵、(2)施主の意向を伺うために提出した伺下絵、(3)後の参考のために写した複本としての保存用下絵など、各種の様態があり、それらが混然として伝存していることを解明した。(3)の保存用下絵は、その後、いわゆる粉本として使用された形跡がある。さらに、将軍の御用絵師である狩野派や住吉派と、全国に分布した大名の御抱絵師との具体的な関係について、絵画遺品、文献資料の双方から詳細な検討を加え、中央と地方の交流の実態を解明した。両者の関係は、従来考えられていた以上に密接であった。建築史学の成果は、次の通りである。まず、狭く江戸城に限定せず、二条城、京都御所、及び大仙院などの寺院建築、また浅野家江戸霞が関上屋敷を始めとする大名屋敷など、障壁画と建築との関係を具体的に検討した。いわゆる小下絵は、こうした考察を行う際、実に有効な手掛かりを与えてくれるものであった。こうした考察の結果、江戸城障壁画とその下絵、及びそれらと建築とのかかわりが、一層明確に把握されるようになった。歴史学の成果は、次の通りである。まず、狩野晴川院の『公用日記』から、晴川院周辺の絵師の行動を記録する全データの抽出した。その結果、江戸の御用絵師と各地の御用絵師の関係が、具体的に把握できるようになった。なお現在、それらのデータをさらに詳しく分析中であり、今後、新たな知見が得られる可能性もある。初年度は下記の日程で、会議と調査の機会をもち、貴重な知見を得た。1.平成2年7月2628日(於東京)・東京国立博物館特別調査の研究概要報告と同館所蔵資料の調査。・三康図書館所蔵資料の調査。東京国立博物館所蔵資料にはない江戸城障壁画下絵が新たに見出された。2.平成2年10月19日21日(於彦根,京都)・彦根城博物館所蔵資料の調査。彦根藩御用絵師の活動実態を絵画,文書の両面から探った。・二条城本丸御殿(旧桂宮家御殿)および妙心寺塔頭聖沢院の障壁画を調査。平戸藩御用絵師で京都に於ては桂宮家御出入絵師として活動していた片山尚景についてその作風を確認した。3.平成3年2月25日28日(於福岡、久留米)・福岡県立美術館所蔵福岡藩御用絵師尾形家絵画資料の調査。福岡藩江戸藩邸の平面図を見出し、その中の一つの建物(建物名は不明)の上段の間と下段の間に該当する障壁画資料1巻が確認された。・久留米市教育委員会所蔵久留米藩御用絵師三谷家絵画資料の調査。従来は不明であった万延度江戸城本丸御殿の障壁画資料が見出された。それらの中には原寸大の模写もあり、障壁画制作の技法が細部にわたって判明した。さらに、江戸または久留米いずれかの久留米藩藩邸のものと思われる障壁画資料も見出された。

・福岡市博物館所蔵の絵画資料の調査。福岡藩御用絵師衣笠守昌の作風を確認した。・福岡市美術館所蔵の絵画資料の調査。将軍家奥絵師(狩野探幽、常信)、表絵師(狩野益信)の作風を確認した。研究分担者による研究報告は延べ19回行われ、新知見が蓄積された。第2年度は下記の日程で、会議・研究発表および調査の機会をもち、貴重な知見を得た。1.平成3年12月8日12月9日(於東京)・板橋区立美術館所蔵狩野派絵画資料の調査。・東京芸術大学芸術資料館および同図書館所蔵住吉派絵画資料の調査。大和絵系奥絵師の活動の実態を確認するとともに、内裏賢聖障子の貴重な参考資料に接し得た。・東京国立博物館資料館所蔵文献資料の調査。・板橋区立美術館主催「蛎崎波響とその時代」展を見学。日本の北限に位置した松前潘の代表的画人蛎崎波響の画業を総覧した。2.平成4年2月26日2月28日(於仙台、松島)・仙台市博物館所蔵資料の調査。仙台城関係障屏画、仙台潘御用絵師の代表的作品により、桃山・江戸両代に当地方で展開された独特の絵画様式の実態を確認した。・福島美術館所蔵資料の調査。仙台潘主、仙台潘御用絵師、江戸狩野諸家の貴重な絵画作品に加えて、木挽町狩野家に連なる菊田伊洲の粉本・写生・縮図を特別調査、江戸城とも仙台城とも未確認ながら城郭内障壁画の縮図ないしは小下絵とおぼしき新資料を発見した。・仙台市博物館寄託中の瑞巌寺障壁画の調査。江戸初期の仙台潘に移入された大画面障壁画様式の特質を確認した。・瑞巌寺および観瀾亭の特別見学。建築内空間と障壁画の関係を実地に詳しく観察した。研究分担者による研究報告は延べ9回行われ、新知見が蓄積されるとともに、全員による活発な討議が重ねられた。第3年度は、下記の日程で協議・調査・研究発表の機会を持ち、前年度までの成果を合わせて、本研究の最終的な成果を得た。1.平成4年12月21日12月25日(於山口・広島)・山口県立美術館所蔵雲谷派絵画資料の調査。・広島県立美術館・広島市立中央図書館における予備調査。・山口大学影山研究室における打ち合わせ。2.平成5年3月2日3月4日(於広島・岩国・山口・津和野)・広島市立中央図書館所蔵「浅野家江戸霞が関上屋敷御住居襖其他下絵巻物」6巻を調査。住吉派担当の同下絵から同上屋敷数室の平面を復原することに成功した。・広島県立美術館所蔵資料の調査。浅野藩御用絵師の活動実態を絵画資料から探った。・岩国徴古館所蔵資料の調査。岩国藩御館の平面図及び残存障壁害とその下絵から、幕末期の地方における大名古館の障壁画の様態を探った。・岩国藩主吉川家襲蔵絵画資料を調査。同家と関係深かった雲谷派及び狩野派の中央と地方にわたる絵師の広がりが注目された。・津和野藩主菩提寺永明寺の障壁画の調査。同寺書院に保存されている旧藩主居館の襖絵・杉戸絵から、幕末期の地方城郭建築の障壁画の実態をうかがい知り得た。3.研究代表者及び分担者間の協議及び研究打ち合わせを随時行い、本研究の3年間にわたる成果を集積・整理した。4.本研究参加者大多数の直接・間接にわたる協力により、別冊の報告書を作成した。
幼児におけるカテゴリカルな命題での演繹推論の発達

本研究では、幼児のカテゴリカル(対象の属性に関する)命題での演繹推論を検討するため、3つの実験を実施した。実験1では、幼児のカテゴリカルな演繹推論遂行が課題提示の状況によって変化することを、実験3では、3歳児と5歳児のカテゴリカルな演繹推論能力の違いを、実験2では、幼児のカテゴリカルな演繹推論を可能にする要因を明らかにした。これらの結果は、幼児の演繹推論能力のさらなる証拠を提供した。近年、幼児でさえも演繹推論能力を持つことが徐々に示されてきている。しかし、研究としては少数であり、まだ不明確な部分が多い。本研究の目的は、幼児の演繹推論に関して以下の2点について検討することである:(1)幼児の演繹推論に命題内容が及ぼす影響、(2)幼児のカテゴリカルな命題での演繹推論を可能にする要因の検討。(1)に関して、5歳児30名を対象に、因果関係的な条件命題(例:砂遊びをする⇒手が汚れる)とカテゴリカルな条件命題(例:ある生き物が金魚⇒それは水に住む)それぞれでの演繹推論遂行の違いを検討した。その結果、明確な結論を導ける質問(例:ある生き物は水に住まない。その生き物は金魚か?)ではカテゴリカル命題より因果命題で遂行が良くなるが、「結論は出せない」という回答が正しい質問(例:ある生き物は金魚ではない。その生き物は水に住むか?)では因果的命題よりカテゴリカル命題で遂行が良くなるという交互作用が示された。この結果から、幼児であっても敏感に命題内容に反応し、演繹推論の遂行が変化することが示されたといえる。(2)に関して、5歳児25名を対象に、経験的な内容の命題と反経験的な内容の命題(例:ある生き物が鳥⇒それは空を飛ぶ)での演繹推論とワーキングメモリーおよび抑制制御の関連を検討した。その結果、ワーキングメモリーは両命題での演繹推論と関連し、抑制制御は反経験的な命題での演繹推論のみと関連した。この結果から、幼児のカテゴリカル命題での演繹推論を可能にする要因の一部が、ワーキングメモリーや抑制制御であることが示された。本研究の今年度の目的は、幼児の演繹推論に関して以下の点について検討することである:(1)カテゴリカルな命題での演繹推論の発達、(2)幼児のカテゴリカルな命題での演繹推論に及ぼすふりの設定の影響。(1)に関して、3歳児27名、5歳児29名を対象に、幼児にとって経験的なカテゴリカル命題(例:ある生き物が金魚⇒それは水に住む)と幼児の知っている事柄と矛盾する(反経験的)カテゴリカル命題(例:ある生き物が金魚⇒それは空を飛ぶ)それぞれでの演繹推論遂行の違いを検討した。その結果、全体的に3歳から5歳にかけてカテゴリカル命題での演繹推論遂行が向上するが、いずれの年齢でも経験的な命題より反経験的な命題での推論が困難であることが示された。この結果は、幼児期のカテゴリカル命題での演繹推論の発達を明らかにすると共に、彼らの推論の限界を明らかにした。(2)に関して、前述と同様の参加児を対象に、反経験的なカテゴリカル命題での演繹推論に及ぼすふりの設定(課題の前に「不思議な星にいるふりをするよ」と教示する)の影響を検討した。その結果、5歳児ではふりの設定が反経験的な命題での演繹推論遂行を促進するが、3歳児ではそのような影響は見られなかった。この結果から、ふりの設定は幼児の演繹推論を促進するが、その影響は年齢により異なることが明らかとなった。