hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
画像処理諸分野の精度限界を打破する超汎用メディア横断型基底の導出理論構築

従来より、画像の符号化、復元、認識、検索・推薦等の分野では、直交変換や部分空間法等、基底の導出によって実現される研究が数多く提案されている。また、これらの研究における精度は、導出される基底に大きく依存する。本研究で導出する「画像の近似」と「意味理解」を同時に実現するメディア横断型基底は、「撮像内容」に注目しながら、最適に画像を近似できることから、今後極めて広い分野に対して超汎用的に応用可能であり、その精度向上が期待できる。また、本研究では、画像だけでなく、音楽・音響・映像処理を含むマルチメディア信号処理の広い分野において成果の創出が可能になり、マルチメディア処理の諸分野においてブレークスルーを与えることを明らかにした。本研究では、画像の符号化、復元、認識、検索・推薦等の画像処理諸分野における精度限界を打破する超汎用メディア横断型基底の導出理論を構築した。具体的に、画像とその撮像内容を表すデータの両者を統合的に解析することで、画像の各々の領域に対する意味理解を実現し、同時にその最適な近似を与える基底を導出した。本研究で導出するメディア横断型の基底は、高い汎用性を備えるため、画像処理の様々な分野への応用が可能であり、それらの精度向上が期待できる。したがって、本研究では、得られるメディア横断型基底を広い応用分野に適用することで、各分野においてブレークスルーを与えることが可能であることを明らかにした。次年度以降も、画像処理の諸分野において精度限界を打破する超汎用メディア横断型基底導出理論の構築を目指し、【フェーズ2】「非線形処理を導入したメディア横断型基底の高度化」、【フェーズ3】「メディア横断型基底の工学的応用による画像処理諸分野の精度限界の向上」の順に研究を進める。また、得られた成果について、積極的に発表を行う。本研究で構築されるメディア横断型基底を、これまでの画像符号化・復元で「画像の近似」に用いられてきた基底に置き換えることで、各分野においてその精度限界の向上が可能になることを示す。また、メディア横断型基底は、「意味理解」を同時に実現する基底であることから、これを用いることで、画像中の「撮像内容」の推定を可能とし、画像認識・検索・推薦の分野においてもその精度限界の向上を実現する。画像処理実験用機材の購入を一部見送り、使用中のもので代用したためと、成果発表予定の変更により残額が生じた。実験用機材の購入を一部見送り、使用中の機材で代用したため、および成果発表予定を変更したことにより残額が生じた。実験用機材の購入、成果発表費用等を計画している。
歯の喪失は認知症のリスクになるか-脳MRIデータベースの構築

65歳以上の高齢者を対象に脳MRIと口腔内因子のデータベースを構築した。脳MRIから認知症の原因となる大脳白質病変をFazekas分類に従ってグレード化し、口腔内因子との関連について解析を行った結果、上顎歯数と大脳白質病変の間に有意な相関が認められ、特に上顎前歯との相関が強かった。しかし、下顎歯数との間には相関はみられなかった。脳MRIの再検査を行った被験者について、大脳白質病変の進行と口腔内状況の悪化との関連を分析したが、関連は認められなかった。本研究は、これまで実施してきた「歯の喪失は痴呆のリスクになるか-MRIによる長期前向き研究」をさらに発展させたものである。申請者らがこれまで行ってきた横断研究では、原因と結果の関係が不明であるので、歯の喪失が認知症のリスクになるか否か、なるとすれば他の要因と比較してどの程度のリスクか、またいかなる発生機序によるのかなど、疑問が山積している。これらを明らかにするためには、被験者を長期間追跡調査する前向き研究が必須である。本研究は65歳以上の高齢者を対象に、数年おきに脳MRI検査を実施し、口腔内因子と脳MRIのデータベースを構築することにより、口腔内状況と脳の病態との関連を検討することを目的に行うものである。これまで、脳MRI検査による画像から得られた大脳虚血性病変に関するFazekasスコアと口腔内状況との関連について、上顎歯数および上下顎合計歯数と一部の病変のFazekasスコアとの間に、有意(p<0.05)な負の相関が認められていることから、今回は、歯数については上顎前歯と臼歯、下顎前歯と臼歯に細分し、さらに、アイヒナーの分類にしたがって臼歯部の咬合支持域数をデータベースに追加して分析を行った。Fazekasスコアは、脳室周囲病変(PVH)、深部皮質下白質病変(DWMH)などのスコアの合計値を用いた。その結果、上顎前歯数、上顎臼歯数、咬合支持域数とFazekasスコア合計値との間に有意(p<0.05)な負の相関が認められ、とりわけ、上顎前歯とFazekasスコア合計値との相関が最も強かった。本研究は、これまでの「歯の喪失は痴呆のリスクになるか-MRIによる長期前向き研究」をさらに発展させ、歯の喪失が認知症のリスクになるか、そうならば他の要因と比較してどの程度のリスクか、いかなる発生機序によるのか、などの問題を明らかにするため、被験者を長期間追跡調査する前向き研究を行うものである。本研究では65歳以上の高齢者を対象に、数年おきに脳MRI検査を実施し、口腔内因子と脳MRIのデータベースを構築することにより、口腔内状況と脳の病態との関連を検討することを目的としている。今年度は、脳MRI検査の間隔の設定において重要と考えられる口腔内状況の変化を検討するために、被験者の歯科受診状況ならびに治療内容を調査し、結果をデータベースに追加した。前回の脳MRI検査実施以降も継続して歯科受診歴が確認された被験者は72%であった。それ以外の被験者では歯科受診が中断している可能性が高かった。歯科受診歴が確認された被験者の治療内容の内訳は、補綴治療が61%、保存治療が72%であり、抜歯は7%と少なかった。したがって、歯の喪失が脳MRIに影響を及ぼすと仮定するならば、比較的長いスパンで脳MRI検査を実施する必要があることがわかった。これまで、上顎歯数および上下顎合計歯数と大脳虚血性病変に関するFazekasスコアとの間に有意な負の相関が認められているが、歯周病関連の因子とFazekasスコアとの関係は見いだされていないので、高齢者の歯の喪失の原因として最も重要な歯周病の進行度を定量的に評価することも視野に入れて今後、検討を行う。本研究では、65歳以上の高齢者を対象に、数年おきに脳MRI検査を実施し、口腔内因子と脳MRIのデータベースを構築することにより、口腔内状況と脳の病態との関連を検討することを目的としている。今回から、脳MRI読影担当者が交代となり、DWMH(深部白質高信号域)およびPVH(脳室周囲高信号域)については、従前、前部と後部に分けてスコア化(Fazekasスコア;高いほど悪い状態)していたものを、それぞれ一体化してスコア化することとなった。したがって、従前のデータについては前部と後部で高い方のスコアを採用することとした。新たなデータを追加して、歯数や歯周病の因子、義歯の使用状況等と、DWMHおよびPVHとの関連について年齢調整による偏相関分析を行ったところ、上顎歯数とDWMHおよびPVHとの間に有意な負の相関が認められ、特に上顎前歯とPVHとの相関が強かった。しかし、下顎歯数とDWMH、VHとの間には有意な相関はみられなかった。

また、臼歯部咬合支持域数とPVHとの間、プロービング時出血のある歯数とDWMHとの間にも有意な負の相関が認められた。ただし、出血のある歯数とDWMHとの間の相関は負の相関であり、歯周病の状態が悪いほどFazekasスコアが良好となることから、全体の歯数との交絡が考えられた。一方、脳MRI撮影の再撮影を行った被験者に関しては、1回目の撮影から4年後に再撮影を行った被験者では、上顎前歯が1本喪失し、DWMHのスコアが1上昇していた。3年後に再撮影を行った被験者では、上顎臼歯と下顎臼歯がそれぞれ1本ずつ喪失していたが、ポケット4mm以上の歯数と出血歯数が大幅に減少しており、DWMHおよびPVHのスコアに変化はなかった。研究実績の概要口腔内状況と認知症との関連を検討することを目的に、65歳以上の高齢者を対象に脳MRI検査を実施し、口腔内因子と脳MRIのデータベースを構築した。脳MRIから、大脳白質病変のFazekas分類により、DWMH(深部白質高信号域)およびPVH(脳室周囲高信号域)のスコア化(03)を行い、データベースに新たな被験者のデータを追加して、歯数や歯周病の因子、義歯の使用状況等と、DWMHおよびPVHとの関連について解析を行った。その結果、年齢調整による偏相関分析では、上顎歯数とDWMHの間(r=-0.234; p=0.035)、上顎歯数とPVHとの間(r=-0.339; p=0.002)に有意な負の相関が認められ、特に上顎前歯とPVHとの相関(r=-0.371; p=0.001)が強かった。しかし、下顎歯数とDWMH、PVHとの間には有意な相関はみられなかった。また、臼歯部咬合支持域数とPVHとの間(r=-0.313; p=0.004)、プロービング時出血のある歯数とDWMHとの間(r=-0.291; p=0.008)にも有意な負の相関が認められた。ただし、出血のある歯数とDWMHとの間の相関は、全体の歯数との交絡によるものと考えられた。脳MRIの再撮影を行った被験者については、DWMHおよびPVHが進行(スコアの増加)したか不変か、口腔内状況が悪化(歯数減少、歯周病の増悪など)したか不変かでクロス集計を行った。Fisherの直接法およびMcNemar検定による独立性の検定を行ったところ、有意な関連は認められなかった。すなわち、口腔内状況の悪化と大脳白質病変の進行が関連しているという仮説を証明するには至らなかった。昨年3月の東日本大震災の影響で、本研究を遂行するための施設や被験者の確保について懸念されたが、施設の復旧と患者の復帰が予想より早く進み、本研究もおおむね順調に進捗している。24年度が最終年度であるため、記入しない。次年度は、本研究の最終年度であるので、できるだけ多くの被験者の脳MRI再撮影を行うとともに、新たな被験者も追加していく方針である。脳MRI再撮影のためには、被験者が歯科疾患の治療目的で再来院してもらうことが本来望ましいが、必ずしも期待できないので、新たな被験者の確保にも努めることとする。また、歯周病とFazekasスコアとの関連が認められないことから、歯周病の病態をより定量的に評価する分子生物学的方法の開発も視野に入れて研究を推進する。
酸化還元刺激に応答してマクロな運動出力ができる分子マシンの創製

キノン/ヒドロキノン類は自然界に広く存在する化学種であり、生体内では電子伝達系において生命活動の維持に重要な役割を担っている。キノンおよびヒドロキノンは、それぞれ水素結合受容体および水素結合供与体として働きうるため、その水素結合様式の違いを利用して酸化還元刺激に応答して単結合の回転異性を制御しうる分子およびその集合体の開発を試みた。合成品についてスペクトル解析した結果、モノマーでは予想通りキノン体とヒドロキノン体では単結合に関するトランス・シスの幾何異性が逆転していることが明らかになった。また、酸化還元で総合変換することも明らかになった。分子集合体の創製は研究中である。本研究ではキノン・ヒドロキノンの酸化還元による相互変化に着目し、それぞれ水素結合受容体・水素結合供与体として働くことを期待し酸化・還元刺激に応答して大きく構造変化する分子を合成し、それを分子集合体としてダイナミックな運動体にすることを目指した。25年度は、キノン・ヒドロキノン基本単位を有するデンドリマーの合成および層状構造の構築を行うべく、基本単位の化学修飾法の開発を検討した。ナフトキノンのしくはその還元体に置換反応や付加反応を用いて就職を試みたが、ナフトキノンは水などの求核剤にきわめて不安定であることがわかり戦略変更を余儀なくされた。次に、あらかじめ置換基を導入した原料からキノンを合成することに取り組んだが、この方法も失敗におわった。そこで、分子集合体の合成を検討するの前に、キノンおよびヒドロキノンの物性および反応性を見極めることとした。ナフトキノンの3位にハロゲン原子(Br,Cl),ヒドロキシ基、アミノ基、フェニル基をもつ誘導体を合成した。これらのキノン型化合物およびヒドロキノン型化合物を調製し、それぞれのコンフォメーションを解析した。その結果、3位の置換基が異なると、コンフォメーション変化の仕方が変化するという興味深い現象を見出した。また、キノン型とヒドロキノン型の化合物を可逆的に変換させることにも成功した。分子集合体の創製までに至らなかったが、3位置換基を足掛かりに誘導体合成できる可能性があることを明らかにした。これらは酸化還元により可逆的に相互変化することを特徴としている。ところで、キノンおよびヒドロキノンは、それぞれ水素結合受容体および水素結合供与体として働きうると考えられる。我々は、キノン/ヒドロキノンの水素結合に関する特徴的な性質を利用し、単結合の回転異性を制御しうる分子の設計を試みた。水素結合の相手としてアミドを選び、任意の位置にアミド結合を導入したナフトキノンおよびヒドロナフトキノンを設計し、計算科学的にそれぞれの最安定構造を求めた。また、合成品についてX線結晶構造解析ならびに各種NMR、IRを測定することで水素結合の様式ならびに分子構造について解析した。その結果、予想通りキノン体ではキノンのカルボニル基とアミドNHと水素結合をしており、一方でヒドロキノン体ではフェノール性水酸基とアミドカルボニル基が水素結合をしていることが分かった。すなわち、芳香環とアミドの間の単結合の回転は抑制され、単結合に関するトランス・シスの幾何異性(S-cis/S-trans)が逆転していることが明らかになった。本研究の基盤となるアミドの自由回転の制御および、キノン体⇔ヒドロキノン体での側鎖の向く方向の制御は予定通り達成できた。今後分子集合体の創製を前提としているが、当初予定していたキノン誘導体合成のための化学修飾が困難であることが明らかとなった。特にキノン体の水や塩基、酸に対する安定性と反応性の化学構造に対する相関を明確にせねばならない。今年度より、モノマー分子のスキャフォールドをナフトキノンからフェナンスラキノンに変更することとした。現在合成法を検討しているところだが、これまでの知見より安定性は増すものと予想している。早期にモノマーの合成を終え、当初予定だった分子集合体の作成を急ぐ。該当なし
チャ赤葉枯病菌およびチャ輪斑病菌の代謝産物に関する化学的研究

1.農林水産省野菜・茶業試験場より新たに分与されたチャ赤葉枯病菌Glomerella cingulata No.8903株を大量に培養し、培養液からチャ輪斑病菌の生育を抑制する物質を探索したところ、培養濾液の酢酸エチル中性区分に輪斑病菌の生育を抑制する物質が存在した。この区分をシリカゲルカラムクロマトグラフィ-(ベンゼンーアセトン)で精製したところ、ベンゼンーアセトン(95:5)に活性物質が溶出され、さらにHPLC逆相クロマト(ODS)で精製したところ活性物質が粉末状で得られ、nーヘキサンー酢酸エチルより無色針状結晶が得られた。元素分析,マススペクトルから分子式はC_<11>H_<12>O_4となり、^1H, ^<13>CーNMRスペクトル, ^1Hー^1H, ^1Hー^<13>C COSY NMRスペクトルなどの解析により、この物質をマイコトキシン生産菌であるPenicillum citreoーvirideの代謝産物として既に単離されていたcitreopyroneであると同定した.前年度に使用した静岡県茶業試験場より分与された菌株と代謝産物が異なっていることから、今後、茶園より分離された菌株のもつ病原性と代謝産物の関連性を研究すべきであると考えている。2.(1)チャ輪斑病菌Pestalotia longisetaが生産し、赤葉枯病菌の生育に影響を与える物質を探索したが、顕著に生育を抑制、促進する物質は確認できなかった。1.静岡県茶業試験場,農水省野菜・茶業試験場の協力を得て、人工気象器内で生物検定が可能な赤葉枯病菌の生産する毒性物質の生物検定法を検討した結果、茶葉の付傷接種法を用いることにした。2.培養条件を検討した結果、赤葉枯病菌Glomerella cingulataの生産する毒性物質を得るために、ポテト培地(ポテト煮汁にグルコ-ス、ポリペプトンを加えた培地)を用いて静置培養を行った。3.(1)付傷接種法で生物検定を行うと、培養濾液の酢酸エチル酸性区分に毒性活性が現われた。(2)酸性区分をシリカゲルカラムクロマトグラフィ-(ベンゼンー酢酸エチル系)で精製を行うことにより、毒性活性を示す無色板状結晶(A物質)と微黄色粉末(B物質)の2物質を得ることができた。4.A物質はマススペクトルにおいて分子イオンピ-クM^+m/2136基準ピ-クm/291を示し、また^1HーNMR、^<13>CーNMRスペクトル、融点などから、フェニル酢酸と同定した。B物質のマススペクトルは、分子イオンピ-クM^+m/2175、基準ピ-クm/2130を示し、^1HーNMRスペクトルなどより、B物質をインド-ル酢酸と同定した。5.付傷接種法におけるフェニル酢酸とインド-ル酢酸の毒性活性は、比較的低かった。植物病理学者の研究では、チャ輪斑病菌が初期病斑を形成し、赤葉枯病がその病斑を拡大する可能性があるとされており、また最近オキシスポロンが輪斑病菌の生産する毒素として単離されている。輪斑病菌Pestalotia longisetaを培養し、オキシスポロンを精製・単離した。この輪斑病菌の毒素オキシスポロンと赤葉枯病菌の毒性物質フェニル酢酸とインド-ル酢酸との相乗作用の有無を付傷接種法で検定した。その結果それらの相乗作用は認められなかった。1.農林水産省野菜・茶試験場より新たに分与されたチャ赤葉枯病菌Glomerella cingulata No.8903株を大量に培養し,培養液からチャ輪斑病の生育を抑制する物質を探索したところ,培養濾液の酢酸エチル中性区分に輪斑病菌の生育を抑制する物質が存在した.

この区分をシリカゲルカラムクロマトグラフィ-(ベンゼンーアセトン)で精製したところ,ベンゼンーアセトン(95:5)に活性物質が溶出され,さらにHPLC逆相クロマト(ODS)で精製したところ活性物質が粉末状で得られ,nーヘキサンー酢酸エチルより無色針状結晶が得られた.元素分析,マススペクトルから分子式はC_<11>H_<12>O_4となり, H^1, C^<13>ーNMRスペクトル, H^1ーH^1, H^1ーC^<13> COSY NMRスペクトルなどの解析により,この物質をマイコトキシン生産菌菌であるPenicillium citreoーvirideの代謝物質として既に単離されていたcitreopyroneであると同定した.前年度に使用した静岡県茶業試験場より分与された菌株と代謝産物が異なっていることから,今後,茶園より分離された菌株のもつ病原性と代謝産物の関連性を研究すべきであると考えている.2.(1)チャ輪斑病菌Pestalotia longisetaが生産し,赤葉枯病菌の生育に影響を与える物質を探索したが,顕著に生育を抑制,促進する物質は確認できなかった.
セザンヌに於ける、アンチ・モダニスムの思想

100年以上にわたる、セザンヌの研究史を纏めると共に、その中で主体ー環境論(社会史研究)が担う新しい可能性、並びに、セザンヌ芸術を主体ー環境関係論の立場から明らかにするための方法論を提示した。セザンヌの「アンチ・モダニスムの思想」の形成を、セザンヌが交流した、エミール・ゾラ、カミーユ・ピサロをはじめとする、パリの画塾アカデミー・スイスに集った画家達、ガシェ博士、コレクターのヴィクトール・ショケ、絵の具商のジュリアン・タンギーの思想を調査し彼らからの触発ないしは彼らとの共鳴関係から説明した。ーエクス・アン・プロヴァンス、セザンヌ旧邸宅、ジャズ・ド・ブッファンで開催されたセザンヌ国際シンポジウム「南仏のアトリエ」に参加し、ポール・セザンヌ協会会員、世界のセザンヌ研究者と交流し、「セザンヌのアンチ・モダニスムの思想」に関して意見交換した。ーエクス・アン・プロヴァンスでセザンヌの描いた風景を、現地の「セザンヌ風景保存会」会長の案内の下、調査した。これまで、一度も訪ねたことのなかった、セザンヌの妹夫婦が所持しセザンヌが頻繁に制作を行った、ジャズ・ド・ブッファン近郊のベルビュ、モンブリンから見たサント・ヴィクトワール山、最晩年の制作地、トロワ・ソッテの橋、少年時代の思い出の地、アルク川を訪ねた。「セザンヌのアンチ・モダニスムの思想」形成の場となった現場を確認した。ーパリ、オルー美術館資料室で、セザンヌの個展を開催した画商、ヴォラールの残した資料を調査した。マイクロフィルム化された資料を全て閲覧し、重要な資料は複写を取った。同館図書室では、関連資料を調査、閲覧した。ー当該テーマで博士号を取得すべく、2012年、Ecole des Hautes Etudes en sciences socialesの博士課程学生となったが、提出した計画に従って、パリ在住の指導教授に、論文の一部を事前に提出し、研究指導を受けた。テーマに関して議論し、問題点を検討し、必要な参考文献情報を提供して頂いた。ー「シャピロからカルマイヤーまでーセザンヌの社会史研究の可能性」『探求と方法フランス近現代美術史を解剖する』(編著、2014年3月)を執筆し、博士論文のための方法論を明らかにした。国立新美術館で開催された「セザンヌーパリとプロヴァンス」を調査し、来日中のセザンヌ協会元会長、現会長、パリ・プティ・パレ美術館学芸員と意見交換した。本展に伴って企画された、シンポジウム「「セザンヌーパリとプロヴァンス」展から見る今日のセザンヌ」で、「セザンヌ研究の現在ー研究史から見る今日のセザンヌ像」と題して基調講演を行い、約80年に及ぶセザンヌ研究史を整理し、本研究が前提とする社会史研究の今日的意義を明らかにした。米国に渡航し、ニューヨーク大学教授、プリンストン大学教授、フィラデルフィア美術館学芸員を訪問し、研究テーマに関して議論し専門知識の提供を受けた。また、デラウエア大学教授とは滞在中、電話で、科研のテーマに関して意見交換を行った。本研究のテーマと関係する、フィラデルフィア美術館で開催中の「アルカディアのヴィジョン展」を企画者の説明を会場で受けながら調査した。本テーマで博士論文を提出すべく、フランスに滞在し、パリ高等社会科学研究所教授に指導を求め、研究業績と研究計画を提出して審査を受けた結果、同校の博士号準備過程への登録を承認された。同様に、パリ高等社会科学研究所元教授、パリ第一大学名誉教授と面会し意見交換した。オルセー美術館資料室で、セザンヌの生きた時代に書かれた批評文を網羅的に調査し複写をとった。パリ大学名誉教授、パリ、高等社会科学研究院教授に面会を求め当該テーマに関して議論し専門知識の提供を受けた。エクス・アン・プロヴァンスで開催中の「セザンヌと現代性展」を調査し、同地で開催されたセザンヌ協会会合に出席し、会員数人と当該研究について意見交換した。ニューヨーク、メトロポリタン美術館で開催された「セザンヌ夫人展」、カナダのハミルトン美術館で開催された「セザンヌ静物画展」を調査した。ニューヨーク、メトロポリタン美術館で11月開催された、「セザンヌ・オンライン・カタログ」開設記念会に出席し、世界のセザンヌ研究者数人と意見交換した。当該テーマで、パリ、高等社会科学研究所に提出予定の博士論文の執筆を進めた。A4シングル・スペース約60頁を一年間で執筆し、ガシェ、タンギ-、ショケら、初期セザンヌのコレクターとなった人々の思想や生き方と照らしあわせながら、セザンヌが社会的立場を決定していった上での思想の原点を明らかにした。人文学ー研究成果を博士論文として纏める予定だが、博士課程へ登録し、指導教授の指導の下、論文の執筆を進めている。ーそのための資料収集作業、セザンヌ研究者との情報、意見交換も定期的に行っている。ー収集した資料の分析も着実に進め執筆に反映させている。

ニューヨーク大学教授、プリンストン大学教授、フィラデルフィア美術館学芸員、デラウエア大学教授など、テーマと関連する海外の研究者との意見交換は、予想以上に達成された。特に、研究成果を博士論文として提出するという、最終目標に向けて、パリ高等社会科学研究所教授に指導を求め、博士論文提出資格を得て、Doctorant(博士号準備学生)として登録できたことは大きな成果であった。関連資料の収集も順調に進んだ。国立新美術館で開催されたシンポジウム「「セザンヌーパリとプロヴァンス」展から見る今日のセザンヌ」で、「セザンヌ研究の現在ー研究史から見る今日のセザンヌ像」と題して基調講演を行い、約80年に及ぶセザンヌ研究史を整理し、本研究が前提とする社会史研究の今日的意義を明らかにすることで、論文の、第一章内容がほぼ準備できた。ーこれまで収集した資料を読み込んでいく。ー論文の計画に従って執筆を進める。ー指導教授に論文の一部を送り、面会を求め、指導を受ける。ー関連資料の収集を続ける。ー関連展覧会の調査を継続する。9月13日、エクス・アン・プロヴァンスで開催のシンポジウム「セザンヌのアトリエ」に参加して、各国のセザンヌ研究者と情報交換、意見交換を進める。エクス・アン・プロヴァンスで開催の「セザンヌのアトリエ」展、オルナンで開催の「クールベ・セザンヌ」展を調査する。昨年度に引き続き、オルセー美術館等で資料収集する。論文の目次及び一章を作成し、指導教官の高等社会科学研究所教授に会い、指導を求める。昨年度、オルセー美術館で収集した全資料を精読、読破する。「該当なし」
慢性肝炎の肝細胞障害におけるCD44の役割に関する研究

CD44は、リンパ球、顆粒球、マクロファージをはじめ、線維芽細胞や血管内皮細胞に発現し、リンパ球のホーミングレセプター及び細胞外マトリックスのレセプターとして機能する一方で、リンパ球の増殖及び活性化にも関わるシグナル伝達分子の1つである。慢性肝炎の肝細胞障害機構におけるCD44の役割について、平成9年度は、慢性肝炎患者の血中可溶性CD44の動態について検討した。本年度は、C型慢性肝炎患者の肝組織中の浸潤リンパ球のサブセットを解析するとともに、IFN治療の効果と比較して検討した。C型慢性肝炎患者の肝組織における小葉内及び門脈域周辺に浸潤したリンパ球は、CD8陽性メモリーTリンパ球が主体であった。また、CD44は、門脈域に浸潤したリンパ球及び類洞内皮細胞に発現しており、肝細胞に発現はみられなかった。IFN投与例において、IFN投与終了1年間血中IIIIVRNAが持続陰性化していた症例を著効群、それ以外を無効群として比較検討したところ、著効群では、血清ALT値の改善とhistologic gradeの低下がみられた。著効群と無効群間で、IFN投与前のCD8陽性メモリーTリンパ球数及びCD44の表出に差はみられなかったが、IFN投与後著効群では、CD8陽性メモリーTリンパ球数及びCD44の表出が低下していた。以上のことより、CD44は、慢性肝炎の肝細胞障害機構において、局所の免疫応答に関与している可能性が示唆された。今後、CD44のシグナル伝達系が解明されることにより、治療面での新たな展開が期待される。慢性肝炎の肝細胞障害において、接着分子であるICAM-1及びVCAM-1は重要であるが、病態をより正確に把握するには、他の細胞接着分子やサイトカインの影響をも考慮に入れなければならない。CD44は、リンパ球のホ-ミングレセプター及び、ヒアルロン酸などの細胞外マトリックスのレセプターとして機能する一方で、リンパ球の増殖及び活性化に関わる重要なシグナル伝達分子でもあり、局所の免疫応答に関与しているものと考えられる。本研究では、慢性肝炎の肝細胞障害機構におけるCD44の役割について検討した。ELISA法により測定した慢性肝炎患者の血清中可溶性CD44(sCD44)濃度は、237±64ng/mlで、健常対象群(177±33 ng/ml)に比し、有意に高値であった。ICAM-1、VCAM-1、ヒアルロン酸、及びIV型コラーゲン(IV-C)値との比較では、sCD44値は、ICAM-1(r=0.57、p<0.001)、ヒアルロン酸(r=0.49、p<0.01)と有意な相関を認めたが、VCAM-1及びIV-Cとは相関は認めなかった。また、sCD44はALTと有意な相関(r=0.41、p<0.01)を認めた。IFN投与例で,IFN投与終了1年間血中HCVRNAが持続陰性化していた症例を著効群、それ以外を無効群とし、IFN投与前及びIFN投与終了1年後のsCD44値を測定した。IFN投与前のsCD44は、著効群:239±51 ng/ml、無効群:234±78 ng/mlで、両群間に有意差は認めなかった。IFN投与終了1年後のsCD44は、著効群:190±47 ng/ml、無効群:207±48 ng/mlで、著効群は、IFN投与前値に比し投与終了1年後値は有意に低下していた(P<0.01)。以上のことより、CD44は、慢性肝炎の活動性に関与する重要な接着分子の1つであることが示唆された。
敗血症性腎障害におけるアドレナリン受容体の関与

前年度までの研究結果より腎臓にはα・β受容体が局在していること明らかとし、マウスへのLPS投与では炎症性サイトカインが増加しており、組織及び臓器障害に関与している可能性が考えられた。本年度においてはこれらの作用機序を明らかとするために、HEK293cellを用いた炎症性サイトカイン(TNF-α、IL-6、IL-1β)刺激によるミトコンドリア酸素消費量を測定することでミトコンドリア機能への関与を検討した。TNF-α、IL-6、IL-1β0.5nMをそれぞれ細胞に添加し24時間播種した後に、細胞代謝解析装置フラックスアナライザーFXpにて基礎酸素消費量、最大酸素消費量、ATP産生量を測定した所、IL-6、IL-1βでは有意な変化を示さなかった。TNF-α添加においては対照群(非添加群)と比較して基礎酸素消費、最大酸素消費量は有意に増加していたが、ATP産生量は変化がなかった。これらのことは細胞内で消費された酸素がATP産生に有効に作用せずに活性酸素産生や熱源としての放出などの非エネルギー産生に使用されている可能性が考えられた。またこれらの酸素消費量増大がに解糖系がどのように関与しているかを検討するために、解糖ストレステストを実施した。TNF-α添加においては基礎解糖、最大解糖能共に有意に増加しており解糖系の更新がミトコンドリアでの酸素消費に関与していることが明らかとなった。次にTNF-α添加にそれぞれ4種の受容体(α1,2・β1・2)作動薬を1時間前に添加して測定した。しかしながらこれらの作動薬添加では有意な変化を示さなかった。本年度の研究予定通りに実験を行った。ミトコンドリア機能における炎症性サイトカインの影響を検討した所、TNF-αが強く関与していることを明らかとした。IL-6、IL-1βに関しては今回の実験に関しては有意な関与は認めなかったが、試薬の添加時間や濃度を変えていくことで影響することが示される可能性は高い。しかしながらこれらの検討を行う前にTNF-αのミトコンドリア機能への影響を解糖系の関与を検討することで、作用機序の面からも明らかにすることができた。4種の受容体(α1,2・β1・2)作動薬を1時間前に添加しての測定に関しては有意な変化を示すことができなかったが、まだ添加濃度に関しては予備事件の段階であり、濃度を変えていくことで今後の研究を発展させることが可能だと考えている。今後はTNF-α刺激腎細胞における酸素消費量に対するβ受容体拮抗薬の作用解析を行っていく。従来から敗血症治療ではカテコラミン投与で循環動態を維持することに主眼を置かれてきたが、近年敗血症においてβ受容体拮抗薬の有効性が報告されている。β受容体拮抗薬は抗炎症作用、抗酸化作用などを介して心臓だけでなく、腎保護効果も有すると言われている。本研究ではサイトカイン刺激時における&#61538;受容体拮抗薬の腎保護効果を明らかとする。またβ1とβ2では生理活性が大きくことなるので、それぞれの選択制および非選択制の&#61538;受容体拮抗薬について検討していく。研究方法は培養細胞にTNF-αを添加し各種のβ受容体拮抗薬を前投与し、フラックスアナライザーでミトコンドリア酸素消費量、ATP産生量、プロトンリークを測定し、また解糖系・電子伝達系の総合的な評価を行うことで腎保護作用について明らかとしていく。近年敗血症の病態評価では乳酸値の重要性が指摘されており、本実験では細胞外酸化速度の評価も可能である。これは細胞外乳酸による酸性度を反映しているため、本研究で解糖系へのシフトから嫌気性代謝による乳酸産生の定性的評価が可能とすると考えている。敗血症性腎障害におけるアドレナリン受容体の関与について検討した。敗血症動物モデルとして、LPS投与ラットを使用し、3時間後及び6時間後において採血を実施し、終了時に腎臓を摘出した。6時間後においてコントロール群(LPS非投与群)と比較してLPS投与群では血中クレアチニン、乳酸値が上昇し敗血症性腎障害を発症していた。炎症性サイトカイン濃度を測定した所、TNF-α、IL-1β、IL-6が有意に上昇していた。摘出腎臓を免疫染色にてアドレナリン受容体の発現を測定した所、β受容体の発現量が増加していた。このことは敗血症性腎障害には炎症性反応と交感神経活動の亢進が関与していることを示唆していると考えている。またHEK293cellを用いたミトコンドリアでの酸素消費量測定においては、TNF-α添加で有意に酸素消費量が増大していた。これはTNF-αが細胞での酸素消費量増大をきたすことで酸素需要量の増大から組織内低酸素をきたすことを意味すると考えている。より高濃度のTNF-α添加ではむしろミトコンドリアでの酸素消費量は低下しており、ATP産生も低下していた。このことは高濃度TNFーαーは直接的にミトコンドリア機能不全をきたすと考えている。敗血症時の腎臓ではβ受容体の発現が増大していたため、腎障害発症においては腎血流量の減少だけで無く、β受容体を介した直接的な機序が関与していることが示唆された。動物実験と細胞実験の結果から考えるとβ受容体を介して酸素消費量を増大させている可能性が高い。初年度の到達目標は敗血症腎障害の発症機序を明らかとすることだった。

今回炎症性反応と交感神経活動の亢進が原因であることを示すことができたので、今後研究対象を絞って行くことが可能となった。前年度までの研究結果より腎臓にはα・β受容体が局在していること明らかとし、マウスへのLPS投与では炎症性サイトカインが増加しており、組織及び臓器障害に関与している可能性が考えられた。本年度においてはこれらの作用機序を明らかとするために、HEK293cellを用いた炎症性サイトカイン(TNF-α、IL-6、IL-1β)刺激によるミトコンドリア酸素消費量を測定することでミトコンドリア機能への関与を検討した。TNF-α、IL-6、IL-1β0.5nMをそれぞれ細胞に添加し24時間播種した後に、細胞代謝解析装置フラックスアナライザーFXpにて基礎酸素消費量、最大酸素消費量、ATP産生量を測定した所、IL-6、IL-1βでは有意な変化を示さなかった。TNF-α添加においては対照群(非添加群)と比較して基礎酸素消費、最大酸素消費量は有意に増加していたが、ATP産生量は変化がなかった。これらのことは細胞内で消費された酸素がATP産生に有効に作用せずに活性酸素産生や熱源としての放出などの非エネルギー産生に使用されている可能性が考えられた。またこれらの酸素消費量増大がに解糖系がどのように関与しているかを検討するために、解糖ストレステストを実施した。TNF-α添加においては基礎解糖、最大解糖能共に有意に増加しており解糖系の更新がミトコンドリアでの酸素消費に関与していることが明らかとなった。次にTNF-α添加にそれぞれ4種の受容体(α1,2・β1・2)作動薬を1時間前に添加して測定した。しかしながらこれらの作動薬添加では有意な変化を示さなかった。本年度の研究予定通りに実験を行った。ミトコンドリア機能における炎症性サイトカインの影響を検討した所、TNF-αが強く関与していることを明らかとした。IL-6、IL-1βに関しては今回の実験に関しては有意な関与は認めなかったが、試薬の添加時間や濃度を変えていくことで影響することが示される可能性は高い。しかしながらこれらの検討を行う前にTNF-αのミトコンドリア機能への影響を解糖系の関与を検討することで、作用機序の面からも明らかにすることができた。4種の受容体(α1,2・β1・2)作動薬を1時間前に添加しての測定に関しては有意な変化を示すことができなかったが、まだ添加濃度に関しては予備事件の段階であり、濃度を変えていくことで今後の研究を発展させることが可能だと考えている。今後は敗血症腎障害における原因である炎症反応と交感神経活動の亢進を抑制するような、特にβ受容体拮抗薬をはじめとする治療薬の有効性について研究を進めていく。今後はTNF-α刺激腎細胞における酸素消費量に対するβ受容体拮抗薬の作用解析を行っていく。従来から敗血症治療ではカテコラミン投与で循環動態を維持することに主眼を置かれてきたが、近年敗血症においてβ受容体拮抗薬の有効性が報告されている。β受容体拮抗薬は抗炎症作用、抗酸化作用などを介して心臓だけでなく、腎保護効果も有すると言われている。本研究ではサイトカイン刺激時における&#61538;受容体拮抗薬の腎保護効果を明らかとする。またβ1とβ2では生理活性が大きくことなるので、それぞれの選択制および非選択制の&#61538;受容体拮抗薬について検討していく。
マメ科根粒菌の細胞融合による寄生特性の拡大に関する研究

耐酸性の強いアルファルファ根粒菌の作出を目的として,アルファルファ根粒菌とヤハズソウ根粒菌の細胞融合を試みた。得られた結果の概要は以下のとおりである。1)アルファルファ根粒菌とヤハズソウ根粒菌をpHの異なるYM寒天培地(pH4.0pH8.0)で培養した結果、ヤハズソウ根粒菌は培地のpHが4.0以上で増殖するのに対し、アルファルファ根粒菌はpH5.0以上の培地で増殖した。2)アルファルファ根粒菌とヤハズソウ根粒菌のスフェロプラストの調製法について検討した結果、アルファルファ根粒菌はリゾチーム濃度200mg/lで2時間の処理を行うことによりスフェロプラスト化した。これに対してヤハズソウ根粒菌のスフェロプラスト化にはリゾチーム濃度400mg/lで2時間の処理を要した。3)アルファルファ根粒菌とヤハズソウ根粒菌のスフェロプラストを分子量6000の40%(W/V)ポリエチレングリコールで融合処理した後、200units/mlのペニシリンを用いて融合菌の分離を行った。その結果、ペニシリン6時間処理1回と3時間処理1回の操作で分離した根粒菌はpH4.0のYM培地で増殖し、かつアルファルファの根に根粒を形成した。1.根粒菌の特性についてヤハズソウとアルファルファの根粒菌を分離し,その形態,生育特性,コロニーの形態及び耐酸性について比較検討した.形態では大きな差はないがアルファルファ根粒菌が若干小型である.生育特性はヤハズソウの根粒菌の繁殖力がかなり大である.コロニーの形態にも明らかな差が認められた.また培地のPH3.5で,ヤハズソウの根粒菌は増殖するが,アルファルファの根粒菌はPH5.0以上で,増殖することが明らかになった.2.カルス組織に対する根粒菌の寄生特性についてアルファルファのカルスを単離し,これにアルファルファとヤハズソウの根粒菌を接種したところ,細胞表面にアルファルファの根粒菌は多数付着するが,ヤハズソウの根粒菌はほとんど付着しなかった.また,細胞に根粒菌が付着するとエチレンの発生が顕著に増大することを発見した.この現象で根粒菌が細胞への寄生の可否を検定することができると考えられる.3.根粒菌の融合についてヤハズソウ根粒菌とアルファルファ根粒菌の融合を試みた.根粒菌スフェロプラストの調製にはリゾチウムとNa-EDTAの併用処理が有効であった.ヤハズソウ根粒菌はリゾチウム400mg/lとNa-EDTA37.2mg/lを,含むトリス緩衝液(PH7.2)中で, 1.5時間の処理後,そのほとんどがスフェロプラスト化した.また,同じ条件下でアルファルファ根粒菌を処理した結果,スフェロプラストの形成率はヤハズソウ根粒菌のそれより低かった.得られたスフェロプラストはイースト・マンニット寒天培地上で元の菌体へ復元することを確認した.スフェロプラストの融合には35%のポリエチレングリコールを用いた.融合の確認及び融合菌の選抜方法については現在検討中である.アルファルファ根粒菌とヤハズソウ根粒菌の細胞融合を試み、得られた根粒菌の耐酸性及び寄生特性について検討し、次のような結果を得た。リゾチーム濃度200mg/lで120分処理したアルファルファ根粒菌と同じく400mg/lで120分処理したヤハズソウ根粒菌のスフェロプラストを分子量6000の40%(W/V)ポリエチレングリコールで融合処理した後、200units/mlのペニシリンを用いて融合菌の分離を行った。ペニシリン処理については、処理時間を6時間とし、これを1回、2回及び3回行った区と、6時間処理1回+3時間処理1回及び6時間処理2回+3時間処理1回として区の合計5区を設け処理後の菌体の増殖の速さを培養液の濁度を指標として比較した。

その結果、ペニシリン処理後の菌体の増殖はペニシリン6時間処理1回区で最も速かった。また、ペニシリン6時間処理2回+3時間処理1回区及び6時間処理3回区では菌体の増殖は認められなかった。ペニシリン6時間処理1回区及び6時間処理2回区と6時間処理1回+3時間処理1回区で得られた3種類の菌について耐酸性及び寄生特性を検討した結果、ペニシリン6時間処理1回と3時間処理1回の操作で分離した根粒菌はpH4.0のYM培地で増殖し、かつアルファルファの根に根粒を形成した。
会社から補償される取締役の職務執行についての帰責性

本研究は、今般の会社法制(企業統治等関係)の見直しで明文化することになった会社補償制度について、会社がどこまで取締役らの争訟費用および損害賠償金もしくは和解金を補償すべきかについて適切な考え方を提示することを目的とする。具体的には、いわゆる取締役の誠実な行動を会社補償の要件とするかどうかについて、会社補償制度の設置や運用において先駆的な地位を有するアメリカ(とりわけ、デラウェア州)とイギリスの考え方が分かれていることに鑑みて、両国の判例法や学説をもとに、取締役の誠実な行動とは何か、取締役の誠実な行動が会社補償の範囲を画する際にどのように機能しているか等を検討し、日本法のための示唆を図りたい。
地面インタラクションセンシングによる都市体験の記録と再生

本研究では,歩行時の地面とそれに対する感性情報・振動情報を地面インタラクション情報として定義し,広島大学東広島キャンパス内と京都市内中心部で地面インタラクション情報の計測を行った.また加速度センサにより計測した振動データを用いて感性情報の予測を行い,振動情報から感性情報がある程度の精度で予測可能であることを確認した.さらに街中を歩いた時に生じる街歩き感を地図上に反映させることで可視化を行った.本年度は,研究代表者の栗田が中心となり,地面インタラクション計測器,ならびに振動提示装置の試作を行った.地面インタラクション計測器は,マイクと加速度センサを下駄に取り付けた構成であり,足踏みをしたときに生じる振動ならびに音を計測し,コンピュータに保存することができる.また足底振動提示装置は,下駄に感圧センサと振動子を取り付けた構造であり,感圧センサにより接地を感知して,振動子が振動を足底に与える.振動子からは,現在の路面状況と,目標とする路面状況の差分を与えるようにコンピュータで計算された強度の振動を提示した.この構成によって生成した振動を被験者に提示したときに,被験者の路面歩行感がどう変化するかをSD法により評価する実験を行った.実験では,カーペットの上を静止した状態で足踏みしたときに,砂利ならびに木材の上を足踏みしたときに生成される振動とカーペットの上を足踏みしたときに静止される振動との差分相当の振動を足底振動提示装置から与えた.実験の結果,足底振動提示装置により振動を与えることで,被験者の感じる足踏み感覚に変化が生じることを確認した.本年度の目標である,地面インタラクション計測器ならびに足底振動提示装置の試作を行うことができ,また試作システムが足踏み感覚に与える影響を感性評価することができた.これにより,提案する地面インタラクション情報の計測と提示手法が,都市様相の計測と再現に使える可能性が示唆されたと言える.本年度は,昨年度開発した地面インタラクション計測装置をもちいて,地面ごとで発生する歩行時の感性と足から発生する物理情報の関係を「地面インタラクション情報」として定義し,その計測,解析を行い,相関性を見つけるための研究を行った.歩行時に足から発生する物理情報が地面状態ごとで違いがあるか確認するために,今回の実験では踵部分に発生する衝撃加速度を計測した.次に歩行時に人が地面の状態ごとでどのよう感性を得ているのかを調べた.地面に対する感性評価をSemanticDifferential scale method (SD法)用いたアンケートによる5段階評価で行った.またアンケート結果に対して因子分析を行った.今回の実験では感性評価では9名.加速度計測は5名の健常成人男性を被験者とした.被験者ごとの差異を無くすため,靴を被験者の靴のサイズに合わせて用意した.また,被験者ごとの歩行の間隔を合わせるため,事前に一定のテンポで歩く練習をしてから実験を行った.アスファルト,コンクリート,芝生1,芝生2,砂利道,砂道,砂利の7種の地面に対し,視覚による影響を除くためアイマスクを装着した状態で足踏み又は可能な範囲での歩行動作を行った.その後,SD法を用いた10項目のアンケートによる感性評価を行った.実験の結果,因子分析により,2つの因子が抽出できた.因子1は歩きやすさや好みといった歩行時の心理に関する項目ならびに摩擦などの触感に関する項目の因子負荷量が高いため歩行不安定感因子,因子2については硬さに関する項目の因子負荷量が高いため地面硬度因子と名づけた.また歩行時に発生する衝撃加速度のピーク値が地面硬度因子に対して高い相関があることを確認した.地面インタラクション計測器を利用して,地面歩行感覚の因子分析を行うことができた.また地面歩行時の感性とセンサデータの相関について知見を得ることができた.本年度は,これまでに開発した地面インタラクション計測装置をもちいて,地面ごとで発生する歩行時の感性と足から発生する物理情報の関係から定義した地面インタラクション情報について,計測ならびに解析を行った.地面インタラクション情報として,感性情報は歩行中の地面に対する官能評価アンケートにより,また振動情報をシューズに6軸センサを踵部分に取り付けて計測した.広島ならびに京都で計測実験を実施し,広島での実験結果と京都での実験結果を1つのデータセットとしてまとめ,感性情報の結果を振動情報の結果を用いて重回帰分析により解析した.アンケート結果の主成分分析から,歩行時の地面に対する感性には地面の硬さ感と地面の安定感が抽出された.そこでこれら項目に対する振動情報を用いた重回帰分析を行い,地面の硬さ感と地面の安定感はどちらも決定係数は0.5以上が得られ,また振動情報から感性情報を予測できる可能性が示唆された.また相関係数についても0.70.8程度と高い数値が得られた.最後に,ヒートマップ手法により街歩き感の可視化を行った.京都では河川敷から市街地に近づくほど硬さ感と安定感が高くなり,特に歩道部分が顕著であることが分かった.これは歩道はアスファルトやタイルといった人工的な地面が多いため,人工的な地面は硬さや安定感を有しており,人が歩く上で優れている可能性も示唆している.また中心部でも柔らかい或いは不安定に感じる地面が存在するが,この地面は寺院の敷地にある砂利道や形が異なる石畳である.そのためアスファルトやタイル,整備された石畳と違い,柔らかさや不安定さが生じた可能性が示唆される.街中に寺院があり触感が変化するのは京都の街がもつ触感の特徴と言える.このように地面感の可視化は街の雰囲気を地面インタラクションという観点から特徴化できた.

本研究では,歩行時の地面とそれに対する感性情報・振動情報を地面インタラクション情報として定義し,広島大学東広島キャンパス内と京都市内中心部で地面インタラクション情報の計測を行った.また加速度センサにより計測した振動データを用いて感性情報の予測を行い,振動情報から感性情報がある程度の精度で予測可能であることを確認した.さらに街中を歩いた時に生じる街歩き感を地図上に反映させることで可視化を行った.本年度の成果により,施策した地面インタラクション情報の計測と提示手法が,都市様相の計測と再現に使える可能性が示唆されたが,改変できる感覚は十分とは言いがたいため,今後計測ならびに提示システムの改良を進めるとともに,都市様相を記述するための地面インタラクション情報の抽出を,共同研究者と相談しながら進めていく.本年の実験により,開発した地面インタラクション計測器で地面感性情報を得ることができることがわかったので,最終年度である次年度は,計測ならびに提示システムの改良を進めるとともに,共同研究者と協力して実際の都市を歩行させたときのデータを取得し,地面情報を加味した都市様相マップの作成に取り組む.人間拡張・今年度は試作品評価のための実験にとどまったため,謝金の使用がなかった・成果発表をH28年度開催の学会にまわしたため,H27年度の旅費使用は予定よりも少なかった.都市歩行実験のための計測システムの製作を次年度にまわしたため.・本格的な被験者実験をH28年度以降に実施する.・H28年度以降,成果発表を積極的に行う.都市歩行実験のための計測システムの改良,開発費,歩行実験のための出張費,謝金,成果発表旅費
ハードウェアとソフトウェアの関連の理解に対するマイクロ操作の効果の研究

本研究の目的は,マイクロ操作に基づいた実習指導を行うことで,ソフトウェア(BASIC)の命令の実行によって起こるハードウェア(コンピュータ及ぶ外部機器)のデータの流れや仕組みについて,実質的な理解を図る。結果として,ハードウェアとソフトウェアの関連の学習指導効果を向上することにある。研究の結果,以下の成果を得た。1.学習の効果を向上するため,高水準言語BASICの文の機能,機械語.アセンブラ語の命令,及びマイクロ操作と,ハードウェアのデータの流れや論理演算の状態の変化の関連の実習指導を支援することを目的としたコンピュータシミュレータMOCSを作成した。2.開発したコンピュータシミュレータMOCSを実習に使う群や,既に開発した教育用コンピュータEDCOMを使う群等を設定して実験授業を行い,学習の効果を定性的・定量的に評価した。その結果,次の知見を得た。(1)外部機器の状態の入力や,それを記憶装置に転送するマイクロ操作や低水準言語のプログラムを記述する問題では,パソコンでBASICを用いた群よりも,MOCSやEDCOMでマイクロ操作の実習を行った群が優位であった。(2)外部機器の状態を記憶装置に転送するためのBASICの文の記述では,EDCOMを用いた場合よりも,高水準言語とマイクロ操作及びハードウェアとの関連の実習支援機能を具備したMOCSを用いた群が優位であった。また,OHPによる説明よりも,実物の外部機器のモデルを使った方が優位であった。従って作成したコンピュータシミュレータMOCSとともに,実物の外部機器のモデルを併用してマイクロ操作に基づいた実習を行うことにより,ソフトウェア(BASICの文)の実行によって起こるハードウェア(コンピュータのデータやフローや外部機器のモデル)内のデータの流れや仕組みについて,実質的な理解を向上できることが明らかになった。本研究は,マイクロ操作に基づいた実習指導を行うことで,ソフトウェアの命令の実行によって起こるハードウェア内のデータの流れや論理演算の状態の変化につて,実質的な理解を図る。結果として,ソフトウェアとハードウェアの関連の学習指導効果を向上することを目的とする。このため,(1)マイクロ操作に基づいた実習指導システムを作成し,(2)実習指導に用いる教具やコンピュータシミュレータを作成し,(3)作成したシステムを実際に授業で試行して,マイクロ操作や教具による学習の効果を定性的・定量的に検証する。本年度は,(1)と(2)の実施に先立って,(1)について,マイクロ操作に基づいたハードウェアとソフトウェアの関連に関する実習指導システムを作成し,学部段階の初心者を対象に予備実験授業を行った。(2)について,上記の予備実験授業の経過や結果を考慮に入れ,実習指導を効果的に支援するためのコンピュータシミュレータの機能の検討と,教材の一部を試作した。コンピュータシミュレータと教材の作成作業の過程で,学習者の実態や実習指導上の問題点を把握する必要に迫られた。このため,平成7年度は予備実験授業を先行して行った。予備実験授業では,入力・出力要素,及び演算要素を取り上げ,シミュレータ上でデータの流れと命令の実行の関係をマイクロ操作の水準で実習させた。その結果,コンピュータの入出力の機能とマイクロ操作,低水準・高水準言語の命令間の関連について,マイクロ操作を先行した群は後続した群よりも有意に高い学習効果が得られた。以上の試行結果から,初心者を対象とした場合,特に実感を伴った実習が必要であり,このためハードウェアによる具体的なモデルが必要であると判断した。そこで8年度は,これに対する対応を念頭に,(1)から(3)を実施したい。本研究は,マイクロ操作に基づいた実習指導を行うことで,ソフトウェアの命令の実行によって起こるハードウェア内のデータの流れや論理演算の状態の変化について,実質的な理解を図る。このため,

(1)マイクロ操作に基づいた実習指導システムを作成し,(2)実習指導に用いるコンピュータシミュレータや教具を作成し,(3)作成したシステムを実際に授業で試行して,マイクロ操作や教具による学習の効果を定性的・定量的に検証する。平成8年度は研究目的(1),(2)を下記のように実施した。(1)ハードウェアとして簡単な外部機器(エレベータ)を題材に取り上げ,その制御のしくみをソフトウェアとハードウェアの関連を念頭に実習させる学習指導システムを作成した。これは,BASIC言語の入力や出力命令等の機能と,対応する機械語・アセンブラ語のプログラムやマイクロ操作との関連のもとにハードウェアの制御のしくみを実習させるものである。このための学習ノートを作成した。(2)BASIC言語の命令の機能とハードウェアの動作との関連を,マイクロ操作に基づいて教授・実習させる機能を持つコンピュータシミュレータを作成した。さらに,入力・出力命令によって実際に動作する簡単な外部機器(エレベータ)の教具も作成し,シミュレータのディスプレイ上の動きと教具の動きを同期させて制御のしくみを具体的に把握させる工夫をした。以上の経過と結果については,石川賢:“ハードウェアとソフトウェアの関連の学習指導教材の開発",日本産業技術教育学会,1996に報告した。平成9年度は,目的(3)を中心に実施する。このため,実験授業を実施し,その結果からマイクロ操作に基づいたソフトウェアとハードウェアの関連の学習の効果を検証したい。本年度は、これまでの研究で開発した学習指導システムを用いて、多人数を対象とした実験授業を行い、その結果から学習の効果を定性的・定量的に検証した。1準備:ハードウェアとマイクロ操作、機械語・アセンブラ語,及び高水準言語BASIC間の関連の学習指導を支援するためのコンピュータシュミレータ(MOCS)を完成した。また,多人数を対象とした実験授業を行うため,外部機器として開発したハードウェアのモデル(実物)を改善し,台数を増加した。2実験群の構成:制御側のコンピュータとして開発したコンピュータシュミレータを使うMOCS群,既に開発した教育用コンピュータを使うEDCOM群,市販のパーソナルコンピュータ上でBASICを用いるパソコン群を設定した。また,制御対象の外部機器としては,作成したハードウェアのモデル(実物)を使う場合と,OHPで説明を受ける場合について試行した。3得られた知見:授業では事前・事後テストや意識調査を実施した。その結果から次の知見を得た。(1)外部機器の状態の入力や,それを記憶装置に転送するマイクロ操作や低水準言語のプログラムを記述する問題では,BASICを用いたパソコン群よりもマイクロ操作による実習を行ったMOCS群やEDCOM群が優位であった。