hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
移植用バイオマテリアルと再生移行組織との強固な接合技術の開発

バイオマテリアルと再生組織との強固な結合を達成するにあたり、材料の修飾は重要である。本研究ではチタンやジルコニア/アパタイトといった移植用生体材料の新しい合成方法、表面改質方法を応用することで、材料と生体組織との親和性ならびに接合性向上を達成した。また、これら材料を用いることで組織再建、再生を複合化した新しい欠損組織治癒方法の提案が可能となった。バイオマテリアルと再生組織との強固な結合を達成するにあたり、材料の修飾は有効である。そこで、本年は特に、材料表面の物理、化学修飾を中心に行った。使用した材料は、チタン、およびジルコニア/アパタイト複合体である。チタンにおいては、ナノチューブの形成ならびに、その陰極酸化により高い表面積と細胞接着性を確保した。また、ジルコニア/アパタイト複合体では、ポリマースポンジへの無機スラリー浸漬後、焼結することで高連通気孔を有する焼結体を作成した。また、違うアプローチとして、原料結晶サイズをコントロールしたアパタイトを使用することで、微細表面孔構造を有した焼結体を作成した。これら複合体は、ともに、高い表面積の確保につながり、結果的にタンパク質吸着、細胞接着の高い材料作成に成功した。また、材料中へのアパタイト添加量により、これらタンパク質、細胞親和性の制御が可能であることも見いだした。さらに、アパタイトから溶出するカルシウムイオン濃度が周囲骨芽細胞の分化、増殖といった機能に影響を及ぼすことも見いだした。上記のとおり、特に硬組織をターゲットとした移植用バイオマテリアルにおいて、組織との親和性を高めるための物理的、化学的修飾に成功した。来年度はこれら、新規合成材料のin vivoでの生体組織との接合などに関して評価を進めて行く予定である。本年度は、まず、骨髄間養系幹細胞をもとに作成した厚みのある三次元細胞シートを用い、細胞シートと材料との親和性について検討を行った。その結果、細胞シートを構成している細胞は、チタンおよびジルコニア/アパタイト複合体、といった硬組織再建用材料に対して、良好な接着を示し、高い接合力を示すことが明らかとなった。そこで、本細胞シートの骨再生部位、すなわちin vivoにおける硬組織再建用材料、宿主骨との親和性を確認するための検討を行った。具体的には、ラット頭蓋骨に作成した人為的骨欠損部(直径6mm)に、あらかじめ成形しサイズを合わせたジルコニア/アパタイト複合多孔体を挿入し、その材料上をこの細胞シートで覆うことで創傷部保護剤、ならびに組織再生誘導剤として用いた。埋入後任意の時期に取り出したサンプルを対象に、非脱灰切片による組織染色像ならびにμCTによる骨量解析を行った結果、埋入多孔体内への新生骨の侵入、ならびに高い骨再生が認められた。また、多孔体上部には層状構造の細胞シートの残存を確認することができ、また、層状細胞シートは宿主骨部分まで延長していた。以上のことから、厚みのある細胞シートは骨補填材、ならびに宿主骨との親和性が高く、骨再生誘導に有効である可能性が示唆された。生体安全性が高く、骨再建、再生用生体埋入材料としての使用頻度が高いジルコニア/アパタイト系材料、チタン材料について、その表面修飾を施した。1つは、ジルコニア/アパタイト複合体における出発基材の粉末サイズを変えることによる表面粗造性の付与、および高分子スポンジを含有後焼結することで獲得できる多孔性の付与である。もう1つはチタンのアルカリ加熱処理による、表面へのナノポア、ミクロポア作製および表面粗造性の付与である。これら表面処理の結果、材料は細胞、組織に対してこれまで以上に高い親和性を示した。具体的には材料表面上での細胞接着、増殖が有意に増加した。さらに、生体組織との高い接合性を示した。最終的に、このジルコニア/アパタイト複合多孔性材料を生体に埋入し、骨再生ならびに生体骨との接合性について検討したところ、この材料は生体骨と高い接合性を示し、また、材料周囲の再生を達成しつつ再建材料として残存するということが明らかとなった。以上のことから、大きな骨欠損に対する骨再建/再生を複合的に達成できる材料としてこれら材料が有用である可能性が示された。人工材料ならびに生体骨組織との高い親和性、また、組織再生時の有効性まで確認できていることから、本研究は概ね順調に進んでいると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。組織との強固な接合性を長期にわたり、維持するためには、細胞シートに十分な強度が必要になる。今後は、細胞分化や基質産生の誘導により、細胞シートの強度を高める方法について検討し、生体組織とのさらに強固な接合を達成できるよう研究を進める。
C型肝炎からの肝発がんに関わる酸化的DNA損傷修復遺伝子群の解析

MutYH遺伝子SNPが肝発がんの予測マーカーとしての有用であることが示唆された。またChIP on chipアッセイにより接着分子、転写因子および血管新生因子などをはじめとする101種類の遺伝子が損傷を受けることが明らかとなった。さらに治療・予防実験として、鉄キレート剤が酸化的DNA損傷を介した肝発癌の阻止に有効であることを検証した。本研究では、C型肝炎からの肝発がん過程に酸化的DNA損傷の修復遺伝子群の異常が関与するかを検証することを目的としている。平成19年度の検討では、以前に、C型肝癌で有意に検出されることを我々が新たに見出したMutyh遺伝子SNP(rsXXXXXXX)のhetero/minor homo形質の持つ意義を検討する目的で、まずゲノムワイド網羅的SNP解析から遺伝子連鎖解析を行っているところである。現段階では、上述したhetero/minor homo形質を呈する患者DNAサンプルを用いて700,000種類のSNP arrayにて解析し、Mutyh遺伝子座(1番染色体)近傍の遺伝子SNPの中で連鎖している候補遺伝子を840種類に絞り込んだ。現在さらにサンプルサイズを増やして検討中であり、平成20年度内には同定できるものと予想している。また、もう一つのアプローチとして上述したMutyh SNPはintron内に存在するため、転写・翻訳を規定している可能性についても検討中であり、SNP変異を導入したLUC発現ベクター系を構築し、SNP形質とMutyh遺伝子発現について検討する準備が整ったところである。最終的には、Mutyhの発現異常がC型肝癌の発症に関与する可能性について明らかにする予定である。本研究では、C型肝炎からの肝発癌過程に酸化的DNA損傷の修復遺伝子群の異常が関与するかを検証することを目的としている。平成20年度の検討では、以前にC型肝癌で有意に検出されることを我々が新たに見出したMutyh遺伝子SNP(rsXXXXXXX)のhetero/minor homo形質の持つ意義を検討する目的で、real time PCR法によりRNA発現量を測定し、major homo形質と比較し発現の低下を確認した。一方のアプローチとして、ChIP on chipアッセイにより、HCC発症患者と未発症患者における損傷遺伝子をスクリーニングしたところ、接着分子、転写因子および血管新生因子などをはじめとする101種類の遺伝子が損傷を受けることが明らかとなった。さらに肝のROS産生増加によって肝炎・肝癌を自然発症するLECラットにROS産生抑制剤(ICL-670)を投与し治療実験を行ったところ、ICL-670を20mg/kgおよび30mg/kg投与で肝炎の鎮静化が得られることが明らかとなった。これらの結果はMutyh発現異常により各種の遺伝子損傷が惹起され発癌にかかわることを示唆し、易発癌者の囲い込みならびにMutyh発現是正による発癌抑制治療の可能性そしてROS産生抑制剤による発癌抑制治療の可能性を示したものと考えられる。
低強度運動が認知機能を増強する分子基盤の解明：新たな運動処方の開発を目指して

運動は骨・筋のみならず脳、とりわけ認知機能を司る海馬に作用し、神経新生や認知機能の向上など有益な効果をもたらす。研究代表者らは、これまでに低強度運動でも十分に海馬の可塑性が高まることを明らかにしたが、そのメカニズムは未だ不明である。そこで、本研究では、低強度運動が海馬機能を高める分子基盤について検証した。その結果、低強度の運動効果は、アストロサイトの神経栄養効果や海馬で合成されるニューロステロイドの作用を介すことを明らかとなった。また、遺伝子発現の網羅的解析により、脂質代謝やタンパク質合成に関連した新たな分子基盤を同定した。これらの知見は、低強度運動の効果を解明する糸口となることが想定される。私共は,運動強度を自由に調節できるトレッドミルを利用した独自の走運動ストレスモデルを開発・利用し,低強度(<LT)で26週間(最低2週間で可)の運動トレーニングが海馬神経新生を増強する一方,中・高強度(>LT)運動ではむしろ低下が起こることを証明したが,そのメカニズムは未だ明らかとなっていない.近年,グリアの一種であるアストロサイトから分泌されるWntタンパク質の分泌と作用を通じて神経幹細胞から神経の分化に決定的役割を演ずるとする仮説が提唱され(Gage教授と研究分担者の桑原ら、Nat Neurosci,2009),アストロサイトが低強度運動誘発性の神経新生に対し,主要な役割を担っていることが想定される.そこで,平成23年度はマウスを用い,LTを基準とした異なる強度で2週間の走運動トレーニングを課し,低強度運動がアストロサイトの増殖を促し,神経新生に促進的に作用するかWnt-3aタンパク質発現などから検討した.その結果,海馬歯状回アストロサイト数および新生アストロサイト数は各群問いずれの部位においても有意な差はみられなかった.一方,低強度運動は神経分化を促すアストロサイトのWnt3発現を高めることを明らかにした(FASEB,2011).アストロサイトは活性化することで神経栄養因子の産生や分泌を促進し,神経細胞に作用することが想定されるので,2週間の走運動トレーニングはアストロサイト数の増加ではなく活性化(viability)を促すことで神経新生の促進している可能性がある.アストロサイトが分泌するWnt3はWnt-βカテニン経路を介して神経幹細胞の神経細胞分化を抑制している遺伝子の抑制を解除する(脱抑制)ことから,運動で活性化したアストロサイトが神経細胞や神経幹細胞に対して神経栄養因子を介した神経栄養的役割を担っていることが強く示唆された.運動は筋同様に脳の可塑性を高め、記憶や認知機能を向上させる。これまでに、記憶や学習を司る海馬の神経新生やその機能はストレス伴わないLT(乳酸性作業閾値)未満の低強度運動(ME)でも十分に高まることを明らかにした。さらに、その促進因子として、海馬で合成されるニューロステロイドやアストロサイトから分泌されるWnt3の関与を報告している。しかし、その分子機構は複雑で決定的な機構解明には至っていない。そこで本年度は、低強度運動による海馬機能の向上に関わる分子基盤の網羅的な探索を行った。実験はこれまでと同様にWistar系雄性ラットを用い、安静群、ME群、高強度運動(IE)群の3群に分けた。6週間のトレッドミル走運動を行わせた後、海馬を摘出、解析を行った。分子基盤の探索には遺伝子発現の網羅的解析が可能なマイクロアレイを用い、その情報を基にIngenuity Pathways Analysis(IPA)によって各運動条件で変化がみられた遺伝子ネットワークの推定を行った。その結果、MEでは604個、IEでは415個の遺伝子に変化がみられ、両強度で共に変化がみられた遺伝子はわずか44個であった。これらの遺伝子の中に、脳由来神経栄養因子やインスリン様成長因子といった、運動に伴う海馬の機能向上に関与することが過去に報告されている遺伝子は含まれなかった。またIPAにより、MEでは特に脂質代謝(Apoe, Cd36)やタンパク質合成(Igf2, Irs1)に関わる遺伝子群に変化がみられることが明らかになった(p < 0.05)。これらの結果は過去に想定されていた機構とは異なり、脂質代謝やタンパク質合成がME特異的な機構として海馬機能の向上に寄与していることを示唆する。また、先行研究ではアルツハイマー病(AD)の一因として脂質代謝の異常が想定されており、本研究の知見はMEのADの予防や改善効果を期待させる。今後は、ADなどの神経変性疾患に対するME効果の検証が必要である。記憶の中枢である海馬では生涯にわたり神経細胞が新生され,走運動により増加する新たな神経細胞は記憶力や空間認知機能の向上に寄与する(van Praag et al., 1999)。

この運動効果の作用機序解明は,運動が筋同様に脳の可塑性を高めることを裏付け,脳機能を高める運動処方開発などへの貢献が期待される。しかし,その最適な運動条件や背景となる神経基盤は未だ不明である。私どもは最近,独自の運動モデルを駆使し,低強度運動でも海馬の神経新生を高め,その効果は精巣摘出ではなく、アンドロゲン拮抗薬により消失することを明らかにした。アンドロゲンは海馬でも合成されることから,低強度運動は海馬のアンドロゲン濃度を高め,神経新生を促進している可能生が高い。本年度は運動が海馬神経新生を高める機構解明を目指し,低強度運動が海馬アンドロゲン濃度を高めるか検討した。被験動物には神経新生を高める2週間の低強度運動を課し、その後、有機溶媒により海馬から性ステロイドを抽出した。これまで海馬の性ステロイドの定量は困難だとされてきたが,本実験では共同研究者である川戸教授らが確立した,HPLC(高速液体クロマトグラフィー)とLC-MS/MS(液体クロマトグラフィー・タンデム質量分析法)を併用する方法を採用し、その定量が可能となった。その結果,低強度運動は海馬のアンドロゲン(DHT)濃度を高め,その効果は精巣摘出したラットでも同様であることが明らかになった。これまで、性ステロイドはアンドロゲンであるテストステロンからエストラジオール(E2)に変換されて作用するとされてきたが、海馬のE2濃度に有為な差は見られなかった。この結果は海馬アンドロゲン,特にDHTが神経新生を促進する新たな因子であることを示唆する。今後,アンドロゲンを中心とした神経新生の促進機構解明が期待される。実験動物で得られた運動効果をヒトに応用するには生理的な運動強度の設定が不可欠である。ラットでは、研究代表者らが走行中の乳酸性作業閾値(LT)を決定し、LT以下のストレス反応を伴わない低強度運動でも十分に海馬の可塑性が高まることを示した。今後、より詳細な分子メカニズムやアルツハイマーモデルを用いた運動効果の検証など、遺伝子改変マウスを用いた実験を実施する必要がある。しかし、マウスでは血液量が少なく運動強度の設定には至っていない。その解決策として、LTとほぼ一致し、非侵襲的な換気ガス分析から決定される換気性作業閾値(VT)が有望である。そこで、今年度は、換気ガスの測定可能な代謝チャンバーを用い、マウスの運動モデルを確立し、VT以下の低強度運動が海馬の神経新生を高めるか確認した。実験には12週齢のC57/6Jマウスに漸増負荷運動を課し、代謝チャンバーを用いて走行中の換気ガスを測定した。その結果、マウスのVT速度は、平均して分速12.1±1.7mで出現することが明らかになった。この算出したVTを基準に、低強度(分速7m)と高強度(分速17m)群に分け、30分間の一過性走運動を課し、運動終了後に血中乳酸値と血糖値を測定したところ、一過性走運動の直後では安静群や低強度群と比べ、高強度群では有意な乳酸値と血糖値の上昇を確認した(p<0.01)。また、4週間の走運動トレーニングがマウスの海馬神経新生に及ぼす影響について検証した。神経新生は増殖細胞マーカーであるKi67と成熟神経細胞のマーカーであるNeuNを用いて評価し、4週間の低強度運動は増殖細胞およぶ新生神経細胞数を有意(p<0.05 )に高めることを確認した。
放射線化学基礎過程研究の新展開

放射線化学とは、高エネルギ-の粒子線が物質に及ぼす効果を調べる化学をいい、放射線による物質の初期イオン化・励起の過程と、それに引き続いて起こる電子、正負イオン、励起原子分子、ラジカルの反応過程を主要研究対象とする。特に近年、これら放射線の種類が従来の狭義のもののみでなく、放射光、加速電子線、重イオン線のように加速器から得られる制御の容易なものが加わって、新たなインパクトを与えはじめているところである。このような状況は、国内のみならず、欧米を中心として国際的に急速に高まりつつあり、国際原子力機関IAEAのもとで国際共同研究(日本から籏野が出席)がスタ-トすることになった。このような背景を踏まえて、国内においてもこの国際共同研究に対処する研究者間の有機的な連繋を作り、標記の課題について企画調査を行うことを本研究の目的とした次第である。本研究においては、我が国における放射線化学およびこれと密接に関連する分野の活発な研究者の参画のもとに、別冊の報告書に示すように分担者の専門領域を組合わせて有機的な連繋を組んで、標記の課題について調査を行い、それぞれの研究の現状把握・解析と今後の展望をまとめて、2回の研究会を開催した。最初(平成元年8月28、29日)は分担者全員による報告、第2回(平成2年1月8、9日)は第1回目報告の内容を踏まえて、これからいくつかの中心課題を選ぶとともに関連分野からの参加者も加えて比較的長時間の講演と徹底した討論を行った。これらの報告と成果は、分担者全員によって和文と英文の報告としてまとめられ、文部省ならびに国内の関連研究者へ配布されるとともに、IAEAの上記の国際共同研究の場で本研究代表者から各国の主要研究者へも配布され、わが国のアクティビティ-として紹介が行われる予定である。
海馬新生ニューロンによる神経回路構築機構

本研究では、海馬歯状回において、神経回路構築における新生ニューロンの個性を規定している細胞認識分子群の同定を試みる。神経個性を決定する分子群は神経活動依存的に発現しているとの仮定のもと実験を進める。神経個性を規定する細胞認識分子群は、個々の神経細胞ごとに発現パターンが異なっていると考えられる。神経活動依存的に発現することが知られているc-fosやArc遺伝子が海馬歯状回でモザイク状に発現していることを考えると、同定を目指す神経活動依存的に発現する細胞認識分子もモザイク状に発現していることが予想される。本研究では、海馬歯状回において神経細胞ごとに発現パターンの異なる、特にモザイク状に発現している、細胞認識分子に注目する。我々は、脳のIn Situ hybridizationのデータベース(Allen Institute Brain Atlas)を活用し、海馬においてモザイク状に発現している遺伝子群を同定した。これらモザイク状に発現する遺伝子群の機能とその発現パターンを制御しているものの実体はなんであろうか。これら遺伝子群は精神活動を制御しているとの仮定のもと研究を進める。今後、マウスの精神状態が変化する際に、これらモザイク状に発現する遺伝子群の発現パターンが変化しないかについて検討していく。注目する精神活動としてはまず、強制水泳による恐怖の記憶を考えている。マウスは一度強制水泳を体験すると、その体験を記憶し、次回の試験では無動時間が長くなる。また、他の精神活動としては、(躁鬱)気分を考えている。抗うつ作用は海馬歯状回にも依存していると考えられているからである。
大規模非線形システムの実用的な大域的求解法に関する研究

大規模非線形システムの数値解析の分野では、「問題の本質的難しさ」「理論研究の不足」「理論的に優れた方法が提案されているが、実現容易性が低く、実用化が困難である」などの理由により、未解決のままとなっている問題や、理論が実用に結びつかない問題が数多く生じている。特に「任意の初期値から必ず解に収束するアルゴリズム」「すべての解を求めるアルゴリズム」などの大域的求解法の分野では、その重要性にもかかわらず未解決のまま残されている課題が多い。本研究では、大規模集積回路をはじめとする様々な非線形システムに対する効率的で実用的な(実現容易な)大域的求解法の開発を行った。大規模集積回路をはじめとする非線形システムの数値解析の分野では、「問題の本質的な難しさ」「理論研究の不足」「理論的には興味深い方法が提案されているが、実現容易性が低く、実用化が困難である」などの理由により、未解決のままとなっている問題や、理論が実用に結びつかない問題が数多く生じている。本研究では、著者(研究代表者)が理論と実用をつなぐ位置に立っているという特殊性を背景に、このような問題に焦点をあてた研究を行い、様々な大規模非線形システムに対する効率的で実用的な大域的求解法の開発を行う。本年度は、大規模集積回路をはじめとする非線形システムの効率的かつ実用的な大域的求解法の開発とその応用・実用化を目的として、以下のような研究を行った。1.LP縮小という新しい手法を用いた非線形回路の効率的な全解探索法を開発した。その結果、数年前までは“NP困難"という呪縛からとても解けないと考えられていた数千数万変数クラスの非線形方程式の全解探索に世界で初めて成功した。この研究については電子情報通信学会の回路とシステム軽井沢ワークショップで奨励賞を受賞したほか、国際会議SCAN2008でも大きな注目を集めた。また国際会議IEEE ISCAS2009やIEICE Transactionsにも採録となっている。2.特殊な変数変換の手法に基づく区分的線形回路の全解探索法を開発し、それにより全解探索アルゴリズムの計算効率を大幅に向上させた。この研究については国際誌International Journal of Circuit Theory and Applicationsに採録となっている。3.上記のアルゴリズムで使用する混合方程式は定式化が困難なため実用面では使用されていないことに着目し、SPICEのネットリストから混合方程式を簡単に導出する方法を提案し、その実現容易性を飛躍的に向上させた。この研究については電子情報通信学会論文誌で発表した。4.整数計画法を用いた実現容易な全解探索法を考案した。この研究に対しては2009年4月に開催される電子情報通信学会回路とシステム軽井沢ワークショップでの招待講演を依頼されている。5.集合値写像の概念を用いた非線形回路の新しい変動解析法を開発し、その有効性を実証すると共に、国際誌Journal of Circuits, Svstems, and Computersで発表した。1. LP縮小という新しい手法を用いた非線形回路の効率的な全解探索法を開発した。その結果、数年前まではNP困難という呪縛からとても解けないと考えられていた数千数万変数クラスの非線形方程式の全解探索に世界で初めて成功した。この研究については担当学生が電子情報通信学会の回路とシステム軽井沢ワークショップで奨励賞を受賞したほか、国際会議IEEE ISCAS2009でも発表され、大きな注目を集めた。また応用数学系の国際誌Applied Mathematics and Computationでも発表された。2.直流動作動作点解析のための効率的な可変利得ホモトピー法を開発し、その大域的収束性を証明した。この研究については国際会議NOLTA2009で発表した。3.全解探索において有利となる混合方程式は定式化が困難であることに着目し、SPICEの過渡解析を用いて混合方程式を簡単に導出する方法を提案し、その実用性を飛躍的に向上させた。この研究については電子情報通信学会回路とシステム軽井沢ワークショップと国際会議NOLTA2009で発表した。この研究については回路とシステム軽井沢ワークショップで招待講演を行ったほか、国際会議IEEE NCN2009で発表した。5. Verilog-Aを用いた各種ホモトピー法の実装法を提案し、ホモトピー法のIP(Intellectual Property :設計資産)化によるアナログ設計の設計品質の向上が期待できることを示した。この研究については電子情報通信学会総合大会で発表した。

本年度は、大規模集積回路をはじめとする非線形システムの効率的かつ実用的な大域的求解法の開発とその応用・実用化を目的として、以下のような研究を行った。1.LP縮小という新しい手法を用いた非線形回路の効率的な全解探索法を開発し、更にその改良版を考案した。この成果については応用数学の分野の国際誌Applied Mathematics and Computationで発表した。2.直流動作動作点解析のための効率的な可変利得ホモトピー法を開発し、その大域的収束性を証明した。この研究については、その初期バージョンを昨年開催された国際会議NOLTA2009で発表したが、本年度はホモトピー関数の構造に着目した効率化手法を考案し、その計算効率を大幅に改善した。またこの成果の一部を電子情報通信学会論文誌で発表した。3.全解探索において有利となる混合方程式は定式化が困難であることに着目し、SPICEの過渡解析を用いて混合方程式を簡単に導出する方法を提案し、その有効性と実用性を飛躍的に向上させた。この成果については国際誌lnternational Journal of Circuit Theory and Applicationに投稿し、採録となった。4.整数計画法を用いた実現容易な全解探索法を考案し、電子情報通信学会回路とシステム軽井沢ワークショップで発表した。5.Verilog-Aを用いた各種ホモトピー法の実装法を提案し、ホモトピー法のIP化によるアナログ設計の設計品質の向上が期待できることを示した。6.非線形回路の全解探索をSPICEだけを用いて実現する方法を考案し、電子情報通信学会ソサイエティ大会で発表した。本年度は、大規模集積回路をはじめとする非線形システムの効率的かつ実用的な大域的求解法の開発とその応用.実用化を目的として、以下のような研究を行った。1.LP縮小という新しい手法を用いた非線形回路の効率的な全解探索法を開発し、更にその改良版を提案した。2.前述の研究により5千5万変数規模の非線形方程式の全解探索に成功したが、これらのアルゴリズムは必ずしも初心者が簡単にインプリメントできるものではなかった。本年度は整数計画法や可分計画法を用いたプログラミングのいらない実現容易な非線形回路の全解探索法を開発し、その実用化と普及を図った。またその成果を国際誌Journal of Computational and Applied Mathematicsに論文投稿し、採録となった。3.直流動作動作点解析のための効率的な可変利得ホモトピー法を開発し、その大域的収束性を証明した。この研究については、その初期バージョンを一昨年開催された国際会議NOLTA2009で発表しているが、本年度はホモトピー関数の構造に着目した効率化手法を考案し、その計算効率を大幅に改善した。またその成果を電子情報通信学会論文誌に論文投稿し、採録となった。
幼児期における「親密にみえる支配関係」の実態と指導方法についての協働研究

今年度は、1)「親密に見える支配的関係」が保育者にどのように認知されているか、クラス年齢による特徴や昨年度からの継続性を明らかにする、2)支配的な関係を崩して対等な関係を構築していく過程と方法について、参与観察と担任からの聴き取り調査によって明らかにすることを目的とした。2018年8月なかば9月上旬にアンケート追跡調査を行い、現在のクラスで「よく一緒にいるが楽しいか疑問」「ボス的な子どもー従属的な関係)」の数、具体的なエピソード、対応方法等について公立・民間園の保育士延べ515名(回収率82.3%)から回答を得て、うち2歳児5歳児クラス、幼児混合クラスの担任、延べ305名分を分析。昨年第1回調査時に「支配的な関係」が「ある」と回答されたクラスの割合をクラス(年齢)間で比較すると有意差が認められ、2歳児クラスで有意に少なく、5歳児クラスで有意に多かった。第2回調査で第1回調査からの追跡結果が得られたクラスの中で、関係の変化をみたところ、3歳児クラスまでは関係が解消あるいは新たに出現する割合が高く、3歳児以降では「支配」関係が継続する割合が高いとみられる。これらの関係を認知している保育士の対応・手応え(a.様子を見る、b.働きかけたが変化なし、c.方法がわからない、d.働きかけている)について、2回分の回答を合計してクラス年齢別で割合を比較したところ、「様子を見る」が3歳児クラスと「幼児混合」クラスで有意に多く、5歳児クラスで有意に少ないこと、「働きかけたが変化なし」が5歳児クラスで有意に多いことがわかった。2園の5歳児クラスで参与観察と聴き取りを行った記録より、乱暴や威圧的な言動で周りの子どもたちから避けられる傾向があった子どもが、グループ替えと盛り上がった遊びをきっかけに対等な関係を築き、話し合いで双方の思いをぶつけ合うことが大きく変化していくことが示唆された。自身の公務が激増したことと保育士不足の影響により保育園への訪問日や複数園の打ち合わせ調整が難しく、初年度の遅れを取り戻すことができなかったこと、及び、被災状況を考慮して協力依頼を控えたことによる。引き続き、幼児期における「ボス的な子ども」に対する指導実践(先行研究)の収集と分析を行う。また、協力が得られる園において参与観察及び保育者とのカンファレンスを行い、「親密にみえる支配関係」を対等平等な関係へと発展させていく指導実践のもとで、子どもどうしの関係がどのように変化するかを、エピソード記述の分析を通して明らかにする。研究会を通じた指導方法の提案と実践の展開過程における形成的評価を行う。最終年度として、外部講師を交えたカンファレンスと公開シンポジウムを行う。学童期に顕在化する「いじめ行動への加勢・傍観」は、意に反してもボス的な子どもの言動に同調したり、暗黙に従ったりするなどの「支配関係」がベースにあると考えられる。本研究では、幼児期の「親密に見える支配関係」に着目し、その実態を明らかにするとともに、「支配関係」を崩して「対等性」にもとづく親密な関係を構築する指導方法を保育者と協働して明らかにしていくことを目的とする。本年度は、幼児期の「仲間はずし」や「親密に見える支配関係」が保育者に認知されているかどうか、それが見られ始める時期、及び、どのような手立てが講じられたのかを明らかにするために、京都府下の民間保育園22か園、大津市内の公立・民間35か園の保育士に「気がかりな友だち関係」に関するアンケート調査を行い(89月)、260名から回答を得た(回収率は72.2%)。25歳児クラスの担任の回答を分析したところ、「現クラスで感じられる支配的な関係の数」の各年齢平均値は、順に0.26、0.41、0.41、0.75で、2歳児<3,4歳児<5歳児であった。こうした関係に対して、どの学年でも最も多いのが「様子を見ている」で、「指導方法がわからない」が3歳児クラス、「これから働きかける」割合は、4、5歳児クラスで他の学年より多かった。全回答者のうち、これまでの保育で「仲間はずれ」と「支配的関係」に気づいたのは順に34.4%、50.6%であった。担任期間中にそうした関係がどうなったかについては、「仲間はずれ」の場合、「解消」が49.4%、「持続」が25.9%、「不明」が24.7%であり、「支配的関係」の場合は順に、47.2%、30.4%、22.4%であった。「意図的な働きかけ」や「改善のきっかけ」については74のエピソードが収集された。指導方法が分からず、関係改善や経過の認識ができないケースが多いことから、今後の課題が明らかになった。11月に保育士による不適切な行為が発覚した園があり、第三者委員会が立ち上げられ、その委員長となって園内職員に対するアンケートとヒアリング調査を行うことになった。再発防止のための報告書作成に多大なエフォートを割くことになり、当初予定していた事例検討と追跡調査を延期せざるを得なくなった。

2018年8月なかば9月上旬にアンケート追跡調査を行い、現在のクラスで「よく一緒にいるが楽しいか疑問」「ボス的な子どもー従属的な関係)」の数、具体的なエピソード、対応方法等について公立・民間園の保育士延べ515名(回収率82.3%)から回答を得て、うち2歳児5歳児クラス、幼児混合クラスの担任、延べ305名分を分析。昨年第1回調査時に「支配的な関係」が「ある」と回答されたクラスの割合をクラス(年齢)間で比較すると有意差が認められ、2歳児クラスで有意に少なく、5歳児クラスで有意に多かった。第2回調査で第1回調査からの追跡結果が得られたクラスの中で、関係の変化をみたところ、3歳児クラスまでは関係が解消あるいは新たに出現する割合が高く、3歳児以降では「支配」関係が継続する割合が高いとみられる。これらの関係を認知している保育士の対応・手応え(a.様子を見る、b.働きかけたが変化なし、c.方法がわからない、d.働きかけている)について、2回分の回答を合計してクラス年齢別で割合を比較したところ、「様子を見る」が3歳児クラスと「幼児混合」クラスで有意に多く、5歳児クラスで有意に少ないこと、「働きかけたが変化なし」が5歳児クラスで有意に多いことがわかった。2園の5歳児クラスで参与観察と聴き取りを行った記録より、乱暴や威圧的な言動で周りの子どもたちから避けられる傾向があった子どもが、グループ替えと盛り上がった遊びをきっかけに対等な関係を築き、話し合いで双方の思いをぶつけ合うことが大きく変化していくことが示唆された。自身の公務が激増したことと保育士不足の影響により保育園への訪問日や複数園の打ち合わせ調整が難しく、初年度の遅れを取り戻すことができなかったこと、及び、被災状況を考慮して協力依頼を控えたことによる。保育者を対象とした2回めのアンケートを行い、1回めのアンケート調査時の担任クラスから持ち上がった保育者の回答を分析し、3,4歳時クラスから、4,5歳児クラスへの移行にともなう友達関係の変化を明らかにする。親密に見える「支配関係」に着目した指導が行われずに問題が継続しているケース、及び、指導が行われたものの望ましい変化がみられなかったケースを抽出し、担任保育者への聴き取り調査とカンファレンス、保育場面の観察を開始する。幼児期における「ボス的な子ども」に対する指導実践(先行研究)の収集と分析を行う。協力が得られる園において参与観察及び保育者とのカンファレンスを行い、「親密にみえる支配関係」を対等平等な関係へと発展させていく指導実践のもとで、子どもどうしの関係がどのように変化するかを、エピソード記述の分析を通して明らかにする。研究会を通じた指導方法の提案と実践の展開過程における形成的評価を行う。引き続き、幼児期における「ボス的な子ども」に対する指導実践(先行研究)の収集と分析を行う。また、協力が得られる園において参与観察及び保育者とのカンファレンスを行い、「親密にみえる支配関係」を対等平等な関係へと発展させていく指導実践のもとで、子どもどうしの関係がどのように変化するかを、エピソード記述の分析を通して明らかにする。最終年度として、外部講師を交えたカンファレンスと公開シンポジウムを行う。理由の一つとしては、本科研費の内定が決定する前に、一般研究費でアンケート調査の準備を行っていたことがあげられる(切手の購入、発送作業に係る謝金等)。
Eugene O'Neillを準備する19世紀末から20世紀初頭のアメリカ演劇

1.長田:『終わりなき日々』論では、オニールの全作品中もっとも異論の多い本作をオニールの思想と哲学の大きな転換点、総括と反省の成果と位置づけ、その転換を語る作者の仕掛けが主人公ジョンの「不倫」衝動であることを明らかにし、作者の総括の根本点が現代人の「理性主義」批判であったことを明らかにした。また、「オニールと女性」では、オニール劇に登場する女性が、写実主義、自然主義に基づく人物造形というよりは、理性主義、父権主義的キリスト教文明の中で救出を必要とされる「情念」の表象としての側面が強いことを指摘し、オニール劇に一貫して流れる「情念の救出」と「情念の浄化」という二つの大きな「物語」があることを明らかにした。2.市川:Desire under the Elms論では、タイトル中の語Desireに注目し、23年後に上演されたウィリアムズのA Streetcar Named DesireにおけるDesireの表象と比較し、両作品に反映されたアメリカ社会の一面を明らかにしようとし、オニールは、当該作品発表当時アメリカで優勢であった父権主義とアメリカン・ドリームから脱却して、「欲望」を手がかりに魂と肉体の新しい出発を試みたことで高く評価されるとした。また、「ユージーン・オニールとアメリカ演劇の成長」においては、遡って、オニール演劇のルーツを思索の実験的展開以外に求める試みを行った。その結果、Long Day's Journey into Nightは、ウィリアムズのThe Glass Menagerieと並ぶ「告白」形式の鎮魂の劇であり、この形式がアメリカの演劇観客の理解力に適合し、エンタテインメントとしてのアメリカ演劇は、一気にストレート・プレイに成長したことを論じた。3.大森:『日陰者に照る月』論では、「母なる豊饒神」の再生を主題とした隠喩的物語の層を明らかにすることで、フェミニスト批評家が作り出してきた、女性を「母親」役に閉じ込める性差別主義者としてのオニール像の解体を試みた。『地平の彼方』論では、現代の「荒地」という文学的トポスをいち早く開拓した作品としてその先進的現代性を論じた。『アナ・クスリティ』論では、イプセン、ワイルド、アンデルセン等の現代人魚ナラティヴ群と比較考察しながら、オニールがエロス的女性像の復権という主題を海と陸の象徴体系の中で追求していることを明らかにした。本年度は、ユージン・オニールの作品について研究分担者の成果があった。1、大森裕二氏の「『日陰者に照る月』--「娘」から「母」への変容を求めて」は、この作品をオニールの「農場劇三部作」の最後として捉えることで、そこに「母なる豊穣神」の再生を主題とした隠喩的物語の層を明らかにするもの。同時にそうすることで、フェミニスト批評家が作り出してきた、女性を「母親」役に閉じ込める性差別主義者としてのオニール像を覆した。2、市川節子氏の「二つの"Desire"--Eugene O'NiellのDesire Under the ElmsとTennessee WilliamsのA Streetcar Named Desire--

その1.再生を準備するDesire(Desire Under the Elms)」は、タイトルとなる「欲望」(Desire)に注目し、23年後に上演されたウィリアムズの『欲望という名の電車』における「欲望」の表現と比較することによって、両作家の作品に反映されたアメリカ社会の一面を明らかにしようとする考察の前半部である。オニールは、劇発表の1924年ごろにアメリカで優勢であった父権主義、アメリカン・ドリームに象徴される物質主義から脱却して、「欲望」をてがかりに、魂と肉体の新しい出発を試みたことで高く評価されるべきだとしている。市川研究員は、『楡の木陰の欲望』における"desire"という言葉に注目して、オニールが「欲望」をピューリタン的・否定的に描くのではなく、「自然」と密着した生命力の根源としての「女性的原理」、そして「魂」につながるものであることを指摘した。市川研究員はさらに同じ「欲望」をウィリアムズの「欲望」とも比較検討した。長田研究員は、すべての会の報告を整理し、修正、統合する役を演じつつ、個別報告としては『喪服の似合うエレクトラ』をとりあげ、この作品がいかにオニールの他の作品-『楡の木陰の欲望』『偉大なる神ブラウン』『奇妙な幕間狂言』とその最も深い部分でつながり、作者の根源的な思想を展開していたこと、それがこの作品で一定の完成を見るにいたっていたことを分析した。その際オニールの根本にある思想こそは、登場人物の成熟の過程をそそままアメリカ文明の蘇生衝動、蘇生渇望として重ねることであった。1.長田:『終わりなき日々』論では、オニールの全作品中もっとも異論の多い本作をオニールの思想と哲学の大きな転換点、総括と反省の成果と位置づけ、その転換を語る作者の仕掛けが主人公ジョンの「不倫」衝動であることを明らかにし、作者の総括の根本点が現代人の「理性主義」批判であったことを明らかにした。また、「オニールと女性」では、オニール劇に登場する女性が、写実主義、自然主義に基づく人物造形というよりは、理性主義、父権主義的キリスト教文明の中で救出を必要とされる「情念」の表象としての側面が強いことを指摘し、オニール劇に一貫して流れる「情念の救出」と「情念の浄化」という二つの大きな「物語」があることを明らかにした。2:市川:論文「ユージーン・オニールとアメリカ演劇の成長」では、オニール演劇のルーツを思索の実験的展開以外に求める試みを行った。その結果、Long Day's Journey into Nightは、ウィリアムズのThe Glass Menagerieと並ぶ「告白」形式の鎮魂の劇であり、この形式がアメリカの演劇観客の理解力に適合し、エンタテインメントとしてのアメリカ演劇は、一気にストレート・プレイに成長したことを論じた。3:大森:論文「海と陸の詩学」では、オニールの初期作品『アナ・クリスティ』を、イプセン、ワイルド、アンデルセン等による現代人魚ナラティヴ群と比較考察しながら論じ、作者オニールがエロス的女性像の復権という主題を海と陸の象徴体系の中で追求していることを明らかにした。
DNA構造転移とバイオミネラリゼーションの調和による動的躍動なナノ結晶クラスター

DNA分子は高分子電解質の性質を持ち、DNA表面にカチオンが濃縮することによって、渦上に凝集したグロビュール構造へ転移する。本研究では、研究代表者が近年開発した金属イオンを用いたDNAグロビュール構造の形成技術と自身がこれまで蓄積したバイオミネラリゼーション技術を組み合わせることによって、目的結晶構造を持つ金属・半導体・セラミックスナノ結晶をDNAグロビュール構造に沿ってクラスター化させる技法を確立し、そして、外的刺激によって可逆的に構造・機能が変化するナノ結晶クラスターを作製し、エレクトロナノデバイスと多機能生体治療ナノ輸送体としての応用展開を目指した。本研究では、申請者が近年開発したDNAグロビュール構造を鋳型とした金属ナノ結晶クラスター化技術と自身がこれまで蓄積したバイオミネラリゼーション技術を組み合わせることによって、目的結晶構造を持つ金属・半導体・セラミックスナノ結晶をDNAグロビュール構造に沿ってクラスター化させる技法を確立する。そして、外的刺激によって可逆的に構造・機能が変化するナノ結晶クラスターを作製し、電磁気ナノデバイスと多機能生体治療ナノ輸送体としての応用展開を目指す。本年度は、λファージ由来のλ-DNA分子表面にパラジウムイオンを濃縮させることによって、λ-DNA分子をひも状構造から中間遷移構造を経てグロビュール構造へ転移を引き起こさせることには成功しているため、他の金属イオンをλ-DNA溶液中に加え、各金属イオン濃度変化によるλ-DNA分子の形態変化を観測したところ、他金属イオンでもDNAはグロビュール転移をすることを見出した。また、λ-DNA分子は球状のグロビュール構造を形成するが、他種のDNA分子を使うことによってドーナツ状やロッド状の構造を形成し得ることが報告されているので、他種のDNA分子も用いて金属イオン濃度変化によるDNA分子の形態変化を観測した。その結果、T4GT7-DNAを用いて行ったところ、ドーナツ状に金属ナノ粒子を自己組織化させることに成功した。研究代表者は、λファージ由来のλ-DNA分子表面にパラジウムイオンを濃縮させることによって、λ-DNA分子をひも状構造から中間遷移構造を経てグロビュール構造へ転移を引き起こさせることに成功している。そして昨年度までに、他種のDNA分子を用いて球状やドーナツ状の構造を形成させることに成功し、それら金属イオン濃度変化によるDNA分子の形態変化を観測することに成功した。そこで本年度は、DNAグロビュール構造を鋳型とした金属・半導体・セラミックスのナノ結晶クラスター体の作製を目指して、昨年度に達成した至適DNAグロビュール構造に濃縮された各金属イオンを鉱物化し、ナノ結晶クラスターを作製することを行った。金属イオンを濃縮したDNAグロビュール構造にNaBH_4やアスコルビン酸などの化学還元剤を用いてバイオミネラリゼーションを行った。その結果、グロビュール構造に沿って、数nmの金属ナノ粒子が50mm程度にアセンブリした自己組織化体が形成されたが、還元力の違いによってその自己組織化体の大きさと均一性に差ができ、還元力が緩やかなものほど自己組織化体の均一性が高かった。一方、還元力が大きいものは、グロビュール構造が変性してしまうため、均一性が低下するが、ナノ粒子アセンブリ構造が数珠つなぎになった興味深い構造体を形成した。これは、速い還元反応のため、一つのグロビュール構造が複数に分裂したためと考えている。以上から、還元速度の制御することによってグロビュール構造に忠実なナノ粒子アセンブリ体を形成させることに成功した。本研究では、DNA分子が表面にカチオンを濃縮することによって、渦上に凝集したグロビュール構造へ転移することを利用し、そのDNAグロビュール構造を鋳型とした無機ナノ結晶クラスター構造を作製し、外的刺激によるナノ結晶クラスターの構造と機能的応答の評価、および、動的ナノ輸送体としての開発を行った。外的刺激によるナノ結晶クラスターの構造・機能的応答の評価を行うために、DNAグロビュール構造を鋳型とした金属ナノ結晶クラスターに水素を吸蔵させた時の電気特性を評価したところ、通常、水素が急増すると素材の電気抵抗は増加するのに反して、抵抗値が減少していた。これは、水素を吸蔵することによって金属ナノ結晶の体積が増大し、ナノ粒子間が接合したため電流が流れやすくなったためと考えている。また、水素吸蔵後に真空処理して電子顕微鏡で構造を評価したところ、水素吸蔵処理前と構造に変化がなかったことから、この水素応答工程では、ナノ結晶クラスター構造は壊れることがないことが示された。さらに、この金属ナノ結晶クラスターは水中で高分散したので、水溶液に懸濁して、磁場下で円偏光二色性スペクトルを測定した。その結果、磁場の強度変化とプラズモン吸収領域に現れるスペクトル強度に比例関係以外の相関が現れ、磁場下でナノ結晶クラスター構造が変化している可能性が示された。

また、動的な多機能ナノ輸送体の開発として、1つのDNAグロビュール構造に金イオンを濃縮して、DNAグロビュール構造を鋳型とした金属ナノ結晶クラスターを形成させ、その金表面を利用して、酸化鉄を合成することによってヘテロナノ結晶集合体を作製した。その際、薬剤存在下でクラスター化させたところ、ナノ結晶集合体内部に薬剤を内包させることに成功した。そして、このヘテロナノ結晶集合体に磁場を照射したところ、若干ではあるが、薬物の放出を確認できた。
酵母減数分裂における相同的組換え活性化機構

遺伝的組換えは、減数分裂において著しい活性化を受けるが、その仕組みについては不明な点が多い。出芽酵母減数分裂期組換えの大半は、ホットスポットと呼ばれる染色体領域に生じるDNAの二重鎖切断によって開始される。これまでに、このホットスポット領域のクロマチンが、ヌクレアーゼの攻撃を受けやすいオープンな状態になっていること、またクロマチン構造が減数分裂期に変化し、さらにヌクレアーゼの攻撃を受けやすいある種の状態をとることを示した(Ohta et al., EMBOJ. 13,5754,1994)。本年度は、まずクロマチン構造変化が起きる箇所を塩基配列のレベルで決定した。その結果、クロマチン構造変化は、ホットスポットの領域内の複数の箇所で発生していることを明らかにした。最近、他のグループにより二重鎖切断部位も塩基配列レベルでは多数の箇所で生じることが明らかにされた。その結果と比較すると、クロマチン構造変化が二重鎖切断部位に近接した部分に集中して起きていることがわかった。次に、クロマチン構造変化に関わる遺伝的要因を調べ、二重鎖切断に必須な遺伝子であるMRE2とMRE11がクロマチン構造変化に関与していることを明らかにした。一方、二重鎖切断に必須なRAD50遺伝子を破壊した株では、有為なクロマチン構造変化が認められた。RAD50とMRE11の二重変異株について調べると、クロマチン構造変化はMRE11欠損株と同程度にまで抑制されていた。以上の結果から、1)クロマチン構造変化が組換え開始に必要な因子に依存していること、2)クロマチン構造変化は二重鎖切断より前に起こる反応であることが示された。また、RAD50とMRE11の遺伝子産物同士が複合体を形成している可能性が示唆されていることを考えあわせると、クロマチン構造変化はMRE11遺伝子産物を含む組換え開始複合体がホットスポット上に相互作用する状態の反映であると考えられる(投稿準備中)。また上記研究過程で、減数分裂期に活性化されるミトコンドリア由来の新規のエンドヌクレアーゼを見出し、その性質を明らかにした(Mol. Gen. Genet.印刷中)。
障害児体力管理のための生理的諸指標の標準化と療育システムへの活用に関する総合研究

本研究は、心身障害児の体力管理に寄与する有効な生理的諸指標の抽出と、それを利用した自動的な管理システムの構築をめざしたものである。まず、障害児の体力(積極面と防衛面の両面を含む。)管理に関与する疾病、障害等の概念規定と分類について、WHOの国際分類・定義及び米国のDSMーIII・DSMーIV定義等を参考として検討を加えた。次に抽出された生理諸指標間及び体力管理への関係について、一定の確率をもった危険水準を設立するために、2変数間の変動を各変数の標準偏差(σの倍数で表現)と歪度(標準偏差の3乗)によって表現する手法を導入した。(σ:シグマ)さらに、それら各種の体力管理上、注目される危険水準を管理者(教諭、養護教諭、保母、看護婦、栄養士等)に自動的に提示出来る一種の診断用エキスパ-ト・システム(推論エンジンを内蔵する。)の開発も合わせて実施した。これら三要素を、実際の教育場面における難治性レノックス型のてんかん児の発作等の管理、ぜんそくの予測肺活量1秒率(FEV1.0/VCp,呼出力と気道の抵抗を示す。)の管理、さらには、血友病の年間出血状況(有症率)の管理に応用し、これら重度の心身障害児の教室における活動のみならば、特に寄宿舎における夜間の体力管理に一定の成果をあげた。一方、ぜんそく児の発作等への訓練上の対応として、水泳・サ-キットトレ-ニングなどの方法をとり入れて、その効果の測定も合わせ実施した。本年度の研究は,初年度でもあるので,ぜんそく児やてんかん児などより重度の障害児の生理諸指標を総合的に集積し,その中からクリティカルな指標に着目し一定範囲の判定を引き出し,同時にコンピュータ利用による障害児の体力及び療育システムの試験的な構成を目指した.また,数回にわたる研究分担者・研究協力者の会合を通して,基盤となる概念の共通理解を深めた.即ち,基本的シエマとして「病因ー病理ー徴候」のモデルと「一次予防」「二次予防」「三次予防」段階によるプロセスコントロールの概念を整理し,各段階における基盤的指標の収集とぜんそく等の特定の疾病に関する特異的生理指標を検討した.例えばより精度の高い, %VC, FEV, %, RR,などの肺機能の指標について,実験的試行を通じて検討した.その結果,呼出力関係の指標の重要性が判明した.また.難治性のレノックス型のてんかんについては,てんかん波検出(脳波)と気温など気象パターンとの連関も解析した.また,並行して,自動的判定機能をめざしたマイクロコンピュータ利用のエキスパート・システムの構築に関しても,基本となる知見の検討を行い,特に生理諸指標の意味ネットワークのモデルと推論エンジンの構造について検討した.本研究は、心身障害児の体力管理に寄与する有効な生理的諸指標の抽出と、それを利用した自動的な管理システムの構築をめざしたものである。まず、障害児の体力(積極面と防犯面の両面を含む。)管理に関与する疾病・障害等の概念規定と分類について、WHOの国際分類・定義及び米国のDSM-III・DSM-IV定義等を参考として検討を加えた。次に抽出された生理諸指標間及び体力管理への関係について、一定の確立をもった危険水準を設立するために、2変数間の変動を各変数の標準偏差(σの倍数で表現)と歪度(標準偏差の3乗)によって表現する手法を導入した。

これら三要素を、実際の教育場面における難治性レノック型のてんかん児の発作等の管理、ぜんそくの予測肺活量1秒率(FEV1.0/VCp、呼出力と気道の抵抗を示す。)の管理、さらには、血友病の年間出血状況(有症率)の管理に応用し、これら重度の心身障害児の教室における活動のみならず、特に寄宿における夜間の体力管理に一定の成果をあげた。一方、ぜんそく児の発作等への訓練上の対応として、水泳・サ-キットトレ-ニングなどの方法をとり入れて、その効果の測定も合わせ実施した。
酸素過剰層状酸化物バルク単結晶における酸素バブリング現象の解明とその応用

本研究では、酸素過剰層状酸化物La_2CuO_<4+δ>単結晶の酸素バブリング現象のメカニズムを解明しLa_2CuO_<4+δ>単結晶の高性能酸素イオン固体電解質や酸素ガスフィルターへの応用の可能性を探るため、La_2CuO_<4+δ>層状構造に基づく過剰酸素イオンの挙動を詳細に調べた。本研究で使用したLa_2CuO_4単結晶は四楕円型赤外線集光加熱単結晶製造装置を用いてTSFZ法により育成した。得られた単結晶は、直径5mm,長さ40mm程度の大きさであり、金属光沢のあるクラックフリーの単結晶であることを確認した。そして、La_2CuO_4育成結晶に過剰酸素を導入するためにテフロン製高圧容器を用いてKMnO_4水溶液中で化学酸化を行い、SQUID磁化率測定装置を用いた直流磁化率の測定を行った。その結果、2段階の超伝導転移が観測され、そのT_cは15Kと25Kであった。しかも、酸化処理時間が増加するに従って補足される磁束が減少することと15K相が徐々に25K相に変化していく様子が観測された。別に処理した結晶片では、最適な磁束補足状態になるために過剰酸素イオンが処理後数日経過する間に再配列する傾向が観測された。これは、より低い自由エネルギー状態になるために室温でドーパントが移動したことによると考えられる。既報のデータをもとに本研究で得られたT_c値から過剰酸素量を見積もったところ、過剰酸素量がδ=0.04もしくはδ=0.03と0.04の混在、まさにミサビリティギャップ内にあることがわかった。この結果からLa_2CuO_<4+δ>単結晶の低ドープ域において室温程度の低温でもミサビリティギャップ内の過剰酸素イオンがより複雑な振る舞いを示すことが明らかになった。本研究では、酸素過剰層状酸化物La_2CuO_<4+δ>単結晶の酸素バブリング現象のメカニズムを解明しLa_2CuO_<4+δ>単結晶の高性能酸素イオン固体電解質や酸素ガスフィルターへの応用の可能性を探るため、酸素バブリング現象や酸素イオン伝導度またLa_2CuO_<4+δ>の層状構造に基づくそれらの大きな異方性を詳細に調べて、室温から高温における単結晶内の格子間酸素の挙動を解析する。さらに、La_2CuO_<4+δ>単結晶と酸素ガスとの界面反応の活性化を検討することでLa_2CuO_<4+δ>単結晶の新機能性を探索する。本研究を遂行するに当たって、まず、層状酸化物La_2CuO_4単結晶を四楕円型赤外線集光加熱単結晶製造装置を用いてTSFZ法により育成した。そして、La_2CuO_4育成結晶に過剰酸素を導入するために高圧容器を用いてKMnO_4水溶液中で化学酸化を行い、SQUID磁化率測定装置を用いた直流磁化率の測定の結果をもとに最適な化学酸化条件を決定した。酸素過剰La_2CuO_<4+δ>単結晶のバブリング現象が光触媒作用による可能性を探るため、現在、酸素過剰La_2CuO_<4+δ>単結晶の光触媒効果およびその異方性を測定しているところである。また、酸素過剰La_2CuO_<4+δ>単結晶のイオン伝導性およびその異方性を測定するために、その測定システムを設計・製作している段階である。この結果からLa_2CuO_<4+δ>