hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
赤血球型AMPデアミネース欠損の遺伝子解析

これらの結果から日本人以外の他のアジア人や欧米人での頻度や変異の分布がさらに興味深いものとなった。また異なった変異の存在も示唆され、これらの変異の同定にとって、AMPD-3の染色体遺伝子構造の解明の必要性が増大した。ヒトのAMPデアミネースには基本となる種類のアイソザイムが存在し、遺伝子AMPD-1は筋型を、AMPD-2は肝型を、そして第3の遺伝子AMPD-3は赤血球型をコードしている。赤血球型酵素の完全欠損例は、我々が世界で最初に健常人中で発見しているが、この研究ではヒト赤血球型AMPデアミネース欠損の遺伝子変異を固定し、変異遺伝子のスクリーニングを行い、遺伝子変異の種類や変異遺伝子の頻度、分布などを明らかにすることを最終目標とし、またこれらの検討を簡便かつ迅速に行うため、AMPD-3の染色体遺伝子の構造の解明を並行してすすめ、今年度、以下の成果を得た。1)前年度同定した主たる変異R573Cの遺伝子スクリーニングを行い、変異全体の約75%がこの変異によることが明らかになったが、残りの25%は他の遺伝子変異によると考えられ、cDNAあるいはゲノムDNAの分析で、12例から9種の変異(600de1T,N31OK,A320V,M324T,R331C,R402C,Q433X,W445R,P585L)の同定に成功した。この結果、日本人における赤血球型AMP deaminase欠損の遺伝子変異は同一の変異遺伝子R573Cが約75%を占め,残りの25%は異なった遺伝子変異をもつと考えられる。2)酵素活性を発現する大腸菌ベクターに遺伝子変異600de1T,M324T,R331Cを導入し、これらの変異も主たる変位R573C同様、酵素欠損の原因であることを確認した。3)PCR法を駆使し、ゲノムの全エクソン・イントロン接合部の塩基配列を明かにし、ゲノムからののエクソン部を増幅できるようプライマーをデザインし、今後の変異の同定を容易にした。また、LA-PCR法によりゲノム遺伝子を6つのパートに分けて増幅可能とし、AMPD-3遺伝子のおおよその全長を明らかにし得た。
異なる経験情報をコードする各神経細胞群を同一個体内で同定・活性制御する新技術開発

本課題では、神経活動依存的にトリ肉腫ウイルス受容体を発現する遺伝子改変マウスと、この受容体特異的に感染する組み換えレンチウイルスを作製・利用することで、時間的に離れた各イベント時に活性化した神経細胞群に対し、好みのトランスジーンを繰り返し組み込み可能とする新規技術を確立した。この技術により、新規空間暴露と1週間後の即時フットショック時に活性化した細胞を、それぞれGFPとRFPで同一個体内の海馬と扁桃体で標的化することに成功した。記憶は、学習時の感覚入力に応答し活性化した神経細胞群にコードされることが定説となっていることから、確立した本技術は記憶獲得細胞の標的化・人為的操作を可能にする。c-fos-tTAマウスは、神経活動依存的に転写因子tTAを発現誘導すること、TRE-TVAマウスは、tTAの発現依存的にドキシサイクリン非存在下でTVAを発現することが既に報告されているため、これらをかけ合わせて作製する新規c-fos-tTA x TRE-TVAマウスでは、神経活動依存的にドキシサイクリン非存在下でTVAが発現誘導されることが予想された。EnvAをエンベロープに持つ組み換えレンチウイルスは、TVA発現細胞に特異的に感染しトランスジーンを宿主細胞ゲノムに組み込むことから、これらの融合により特定のイベント経験時に活性化した神経細胞特異的遺伝子導入法の確立を目的として研究を行った。人工授精・胚移植により実際にc-fos-tTA x TRE-TVAマウスを作出し、イベント特異的な神経活動履歴を持つ細胞標的化のために、ドキシサイクリン除去のタイミングの検討を行い、電気痙攣刺激と新規空間暴露による神経活動誘導によりTVAの発現動態様式を観察することでイベント特異的なTVA発現細胞の発現誘導を確立した。この条件下で、c-fos-tTA x TRE-TVAマウスへの同一期の電気痙攣刺激と新規空間暴露により神経細胞を活性化後、この刺激で活性化した海馬と扁桃体へGFPかRFPいずれかの蛍光タンパク質発現を誘導するEnvAウイルスの感染を行った。これにより、神経活動履歴を持つ細胞の標的化が、GFPもしくはRFPの発現により確認された。さらに、複数回の時間的に離れた2つのイベント時に活性化した細胞を標的化するためのドキシサイクリン除去・添加時期を確立し、この条件下で、新規空間暴露と1週間後の即時フットショック時に活性化した細胞を、EnvAウイルスの感染によりそれぞれGFPとRFPで同一個体内の海馬と扁桃体で標的化することに成功した。EnvAをエンベロープに持つ組み換えレンチウイルスは、TVA発現細胞に特異的に感染しトランスジーンを宿主細胞ゲノムに組み込むことから、本年度は、これらの融合により特定のイベント経験時に活性化した神経細胞特異的遺伝子導入法の確立を目的として研究を行った。人工授精・胚移植により実際にc-fos-tTA x TRE-TVAマウスを作出した。イベント特異的な神経活動履歴を持つ細胞標的化のために、ドキシサイクリン除去のタイミングの検討を行うとともに、電気痙攣刺激と新規空間暴露による神経活動誘導によりTVAの発現動態様式を観察し、イベント特異的にTVA発現細胞が出現する条件を確立した。さらに、複数回の時間的に離れた2つのイベント時に活性化した細胞を標的化するためのドキシサイクリン除去・添加時期を検討し、各イベントに対応しTVAを発現誘導できる条件を確立した。この条件下で、c-fos-tTA x TRE-TVAマウスへの同一時期の電気痙攣刺激と新規空間暴露により神経細胞を活性化後、この刺激で活性化する海馬と扁桃体へGFPかRFPいずれかの蛍光タンパク質発現を誘導するEnvAウイルスの感染を行った。複数回のイベント経験に対応し活性化した各細胞群を異なる蛍光タンパク質で標的化することを目標としているが、現在その基盤が確立できつつあるため。文脈性恐怖条件付け学習において、条件刺激(CS)と即時無条件刺激(US)への時間差での暴露は、それぞれ主に海馬と扁桃体に経験をコードする回路を構築する。さらに、両回路の連合がCS特異的な恐怖記憶を成立させる。c-fos-tTA x TRE-TVAマウスへのCS、US提示後、それぞれGFP、RFP発現EnvAウイルスを海馬と扁桃体へ感染させ、CS、USそれぞれ、または両刺激に応答し活性化した細胞群の同定を図る。

さらに、CSへの再暴露による連合記憶の想起後に内在性c-Fosタンパク質の発現検出を行うことで、CS提示時、US提示時、記憶想起時という異なる3つのタイミングでの海馬、扁桃体の各脳領域内で記憶成立に関与した細胞群の同定を行う。上記技術が確立できたとともに結果を確認できたならば、これまで不可能であった3回以上の異なる時期の活性化回路群の同定が達成されたことになる。平成24年度、9,866円の助成金が未支出となったが、これは、購入予定であった研究試薬の国内在庫が無かったためである。平成25年度、この研究試薬の購入に平成24年度の未支出金を使用する。これに加えて、平成25年度は、複数回のイベント後にウイルス注入を行うためのマウスの吸入麻酔機を購入する。また、標的化したイベント時に活性化した細胞を光遺伝学を用いて人為的活性制御するため、光刺激用レーザーを購入予定である。組み換えウイルス作成に関する試薬、組織化学関連試薬、人工授精関連試薬、そして、実験用マウスを購入する。日本神経科学会や北米神経科学会(Society for Neuroscience)の年会等に参加し、本課題を取り巻く最新の研究に関する情報収集を行うため、旅費として研究費の使用を希望する。
炎症性腸疾患モデルマウス(サイトカインγ鎖欠損)を用いた腸炎の免疫学的解析

〔実験1〕【対象・方法】colitisを発症した生後12週齢のγ_c^<-/Y>マウスを用い,colitisを発症していない生後6週齢のγ_c^<-/Y>マウスを対照として,組織学的検討,大腸lamina propria lymphocyte (C-LPL)におけるcell populationの解析,ELISA法によるC-LPLにおけるサイトカイン産生の解析,細胞内サイトカインFACSによるサイトカイン産生の解析を行った.【結果】colitisを発症したγ_c^<-/Y>マウスでは対照マウスに比し,crypt depthの伸長,Goblet cellの減少,粘膜下層における炎症性細胞浸潤がより顕著に認められた.C-LPLにおけるcell populationの解析では有意なCD4^+T細胞の増加を認めた.C-LPLにおけるサイトカイン産生ではIL-6の無刺激下での産生を有意に認めた.細胞内サイトカインFACSではCD4^+T細胞のIL-6産生を認めた.〔実験II〕【対象・方法】colitisを発症したγ_c^<-/Y>マウスでは,病態形成によってIL-6を産生するCD4^+T細胞の関与が示唆されたため,以下の実験にてその検討を行った.colitis未発症の生後8週例のγe^<-/Y>マウスに抗IL-6 receptor(IL-6R)モノクローナル抗体を投与し,colitis発症が抑制されるかをisotype control抗体を投与した群を対照として比較検討した.colitisを発症したγ_c^<-/Y>マウスよりCD4^+T細胞を分離しC, B,17 SCIDマウスの腹腔内に移入,colitis発症が認められるか否かをγ_c^<-/Y>マウスより分離した細胞を移入した群と比較検討した.【結果】抗IL-6R抗体を投与されたγ_c^<-/Y>マウスはisotype control抗体を投与された対照群に比し,炎症は軽度にとどまっており,抗IL-6R抗体を投与することにより,colitis発症が抑制された.Colitisを発症したγ_c^<-/Y>マウスよりCD4^+T細胞を移入したSCIDマウスには,対照群に比し,炎症は高度で,病態形成性CD4^+T細胞を移入することによりSCIDマウスにcolitis発症が認められた.【結語】【背景】1993年以降,各種遺伝子欠損マウスに慢性腸炎が自然発症することが報告され,IBDモデルとして研究に用いられている.その一つであるIL-2 receptor γchain欠損マウスはγchainを欠損し,このサブユニットはIL-4,IL-7,IL-9,IL-15と共通しているため同時にこれらILのレセプター機能も消失もしくは不十分となる(Disanto JP et al.Immunology 92,1995).このマウスはNK細胞の消失,T, B細胞の減少,胸腺や末梢リンパ組織の著明な低形成,パイエル板の消失,脾腫などを特徴としさらに生後8週頃より炎症性腸疾患類似の大腸炎を併発する.この大腸炎発症のメカニズムは不明であり今後の検討が待たれるところである.【結果】1.IBD発症マウスでは肉眼的には脱肛・大腸の浮腫及び内腔の狭小化,病理組織学的にはcrypt depthの伸長,Goblet cellの減少,粘膜下層における炎症性細胞浸潤など大腸炎に特徴的な所見が認められた.2.C-LPLにおけるcell populationの解析では著明なCD4+T cellの増加を認めた.3.FACSによるTCR V βrepertoireの解析ではへは著、IBD発症マウスでVβ14の比率が著明に高くなっていた.4.C-LPLにおけるサイトカイン産生ではIL-6のspontaneousな産生を認めた.5.細胞内サイトカインFACSではCD4+T cellのIL-6産生を認めた.【考察】TCRV β14など限られたusageを示すCD4+T cellがTh2系サイトカインとくにIL-6に依存したヘルパー活性を示しIBDの病態形成に深く関わっていることが示唆された.〔実験1〕【対象・方法】colitisを発症した生後12週齢のγ_c^<-/Y>マウスを用い,colitisを発症していない生後6週齢のγ_c^<-/Y>マウスを対照として,組織学的検討,大腸lamina propria lymphocyte (C-LPL)におけるcell populationの解析,ELISA法によるC-LPLにおけるサイトカイン産生の解析,細胞内サイトカインFACSによるサイトカイン産生の解析を行った.【結果】colitisを発症したγ_c^<-/Y>マウスでは対照マウスに比し,crypt depthの伸長,Goblet cellの減少,粘膜下層における炎症性細胞浸潤がより顕著に認められた.C-LPLにおけるcell populationの解析では有意なCD4^+T細胞の増加を認めた.C-LPLにおけるサイトカイン産生ではIL-6の無刺激下での産生を有意に認めた.細胞内サイトカインFACSではCD4^+T細胞のIL-6産生を認めた.〔実験II〕【対象・方法】colitisを発症したγ_c^<-/Y>マウスでは,病態形成によってIL-6を産生するCD4^+T細胞の関与が示唆されたため,以下の実験にてその検討を行った.colitis未発症の生後8週例のγe^<-/Y>

マウスに抗IL-6 receptor(IL-6R)モノクローナル抗体を投与し,colitis発症が抑制されるかをisotype control抗体を投与した群を対照として比較検討した.colitisを発症したγ_c^<-/Y>マウスよりCD4^+T細胞を分離しC, B,17 SCIDマウスの腹腔内に移入,colitis発症が認められるか否かをγ_c^<-/Y>マウスより分離した細胞を移入した群と比較検討した.【結果】抗IL-6R抗体を投与されたγ_c^<-/Y>マウスはisotype control抗体を投与された対照群に比し,炎症は軽度にとどまっており,抗IL-6R抗体を投与することにより,colitis発症が抑制された.Colitisを発症したγ_c^<-/Y>マウスよりCD4^+T細胞を移入したSCIDマウスには,対照群に比し,炎症は高度で,病態形成性CD4^+T細胞を移入することによりSCIDマウスにcolitis発症が認められた.【結語】
ミラクリン蛋白質による味覚変革機構の検討

ミラクリンは酸味を甘味に変換する蛋白質として知られている。しかし、ミラクリンがどのような分子機構によって、味覚変革を引き起こすかは不明である。一方、味覚受容体として、甘味を感知する受容体(T1R2/T1R3)、酸味を感知する受容体などが見出されている。これらの物質レベルでの知見から、ミラクリン蛋白質と甘味受容体、あるいは酸味受容体との相互作用が味覚変革の分子機構である可能性が高い。本研究では、味覚変革機構の解明を目標とし、まず味覚変革蛋白質ミラクリンを活性のある形で、大量に発現するシステムの構築を進めた。その結果、世界で初めて、大腸菌を用いた活性型ミラクリンの発現、精製に成功した(論文投稿準備中)。これは今まで、ミラクリンの味覚修飾作用には糖鎖が必要であるとする従来の定説を覆すものであるが、同時にミラクリンが活性を持つためには、ホモ二量体を形成することが必須であることを示している。なお糖鎖を持つシロイヌナズナを用いた発現系ではほぼ全てが二量体を形成するのに対し、糖鎖を持たない大腸菌を用いた発現系では、二量体を形成するものが少ないことがわかり、ミラクリンの糖鎖は二量体形成の安定性に寄与することが示唆された。一方、甘味受容体を培養細胞に発現する系の構築を行い、免疫学的に蛋白質の発現を確認した。今後は、受容体蛋白質と組換えミラクリンとの相互作用を検討していく予定である。なお、本研究の内容は平成19年度の「ひらめき、ときめきサイエンス」・「食のライフサイエンス」として採択され、高校生向けに研究の説明を行った。一方、味覚受容体として、甘味を感知する受容体(TIR2/TIR3)が見出された。この受容体は7回膜貫通型のG蛋白質共役型受容体で、ヘテロ二量体を形成することが報告されている。これらの物質レベルでの知見から、ミラクリン蛋白質と甘味受容体との相互作用が味覚変革の分子機構である可能性が高い。本研究では、味覚変革機構の解明を目標として、味覚変革蛋白質ミラクリンを活性のある形で、大量に発現するシステムの構築を進める。同時に、甘味受容体を培養細胞に発現する系の構築を開始している。大腸菌での発現系の構築に成功し、その蛋白質を抗原として抗体の作製を行った。その抗体を用いて、種々の発現系のミラクリンを同定している。その結果、ミラクルフルーツから精製したミラクリンに比べ、大腸菌で発現させたミラクリンは分子量が若干小さく、糖鎖がないことがわかった。そのため、大腸菌で発現させたミラクリンは精製後、不安定であり、機能性検査をするためには、発現方法、精製方法を検討する必要がでてきた。ただし、大腸菌で発現させたミラクリンは未変性ゲルの電気泳動の結果、一部はダイマーを形成していることがわかり、味覚修飾作用を保持している可能性がある。一方、シロイヌナズナ、及び培養細胞による発現系を検討した結果、ミラクルフルーツの発現に成功した。現在、詳細についてさらに検討を進めている。
公判の「振り返り」が裁判員による情報の重みづけに及ぼす影響の検討

本年度の主な研究実績は次の2点であった。第一に、前年度に行った模擬裁判実験で得られた知見を精緻化し、法と心理学会第14回大会において研究報告を行った。第二に、前年度に引き続き、模擬裁判実験を行い、公判を「振り返る」ことによって裁判員が焦点を向ける情報の範囲にどのような変化が生じるか検討を行った。今年度は、対象とする事案を変更した上で、前年度に準じた手続きで実験を行い、前年度に得られた知見の一般性を検討した。実験手続きは次の通りであった。まず、模擬裁判の様子(帰宅途中の5歳児が殺人事件を目撃し、被告人が犯人である旨証言を行う。しかし、被告人は犯行を否認している)を冊子で参加者に提示した。その後で、実験条件の参加者は、質問紙1に回答することによって公判の「振り返り」を行った。統制条件の参加者は、事件とは関係のない挿入課題を行った。次に参加者は、裁判員として4人から6人程度のグループで、被告人が有罪か無罪かの話し合い(評議)を行った。評議終了後に行った質問紙2の結果について分析を行うことで、参加者がどのような情報に焦点を当てていたか検討を試みた。質問紙2で得られた評定値について、条件(統制条件、実験条件)×質問項目(30項目)の2要因混合計画法による分散分析を行った。その結果、条件の要因に有意な主効果はみられなかった。このことから、振り返りを行うことで、必ずしも焦点化される情報の範囲に変化は見られない可能性が示唆された。以上について、2014年3月2日に慶應義塾大学で行われた「新学術領域・法と人間科学」の成果報告会において報告を行った。25年度が最終年度であるため、記入しない。公判から得られる情報は膨大であり、裁判員は必ずしも全ての情報を焦点化する(関心を持ち留意する)わけではないと考えられる。焦点化される情報の範囲が狭い場合、他の情報との関係性が吟味されないままに特定の情報が過度に重みづけられることや、ある情報が評議で取り上げられても十分吟味されないといった懸念が想定される。本年度は模擬裁判実験を行い、回顧的な自己意識に関するメタ認知研究の方法論を援用し、公判を「振り返る」ことによって、焦点化される情報の範囲が拡張されるか検討を行った。その際、(1)質問紙による調査と、(2)評議の発話分析を行うことで、裁判員の意識レベルと行動レベルの両面からこの問題を検討することを目的とした。模擬裁判の様子を冊子で参加者に提示した後で、振り返り条件の参加者には、質問紙1に回答することで公判の「振り返り」を行った。統制条件の参加者には、事件とは関係のない挿入課題を行った。その後、参加者は裁判員として、5人または6人のグループで、被告人が有罪か無罪かの話し合い(評議)を行った。評議終了後、参加者がどのような情報を焦点化していたか調べる目的で、「各情報をどの程度気に留めながら評議に参加していたか」を尋ねる質問紙2に回答を求めた。質問紙2で得られた評定値について、実験条件(統制条件、振り返り条件)×質問項目(30項目)の2要因混合計画法による分散分析を行った。その結果、質問項目の要因に有意な主効果が見られた(p .001)。このことは、各参加者が必ずしもすべての情報を一様に高い水準で焦点化していたわけではないことを示唆している。一方、実験条件の要因の主効果に有意差はみられなかった。また、実験条件と質問項目の要因との交互作用は有意傾向であった(p .10)。

意識レベルの観点からは、振り返りを行うことで、焦点化される情報の範囲に変化は見られない可能性が示唆された。評議で得られた発話データの分析が遅れているため、上記の通り判断した。予備実験も含め、模擬裁判実験を行う上で同時間帯に参加可能な実験参加者の確保に時間を要したことで、スケジュールに遅れが生じ、その結果として評議内容の反訳作業に遅れが生じている。今後は、より広範に実験参加者を募ることや、模擬裁判実験の実施時期を見直すことで、この問題を解消したいと考えている。今後は、評議における発話内容の反訳作業をすみやかに完了し、「振り返り」が裁判員の発話に及ぼす影響について、抽出語の幅の広がりや、特徴語の傾向の変化といった観点から分析を行う。これにより、振り返りが裁判員による情報の焦点化に及ぼす影響について行動レベルでの検討を行う予定である。その結果得られた知見も踏まえ、実験の枠組みを精緻化した上で、次年度の研究計画の遂行にあたる。25年度が最終年度であるため、記入しない。
予断のあるケースにおいて良質な裁判員裁判を行うための話し合い技法の研究

本研究では誤った予断を持った個人で構成される集団で,(1)正しい判決を出すために話し合い技法の導入が効果を持つか,(2)課題に成功・失敗する集団にはどのような特徴があるのかを検討した。ラウンドロビン技法,ワードウエブ技法を導入して「隠れたプロフィール」型の問題解決実験を行ったところ,両技法の導入は有意な効果を持たなかった。ただし,一定の条件下ではラウンドロビン技法が,妥当な判決を導く効果が見られた。本研究は,集団による問題解決である裁判員裁判において,メンバー(裁判員)の予断,偏見を乗り越え,適切な判断,判決に至るには,どのような方策をとれば良いのかについて実験社会心理学的視点からの実証的検討を行い,提言を試みるものである。具体的にはメンバーが持つ予断,偏見といった初期選好や偏った情報分布が正しい問題解決を妨げる「隠れたプロフィール」課題を小集団で解決する実験場面を設定し,社会心理学・教育心理学分野で採用されている「話し合い技法」を導入することで,判決(集団決定)に肯定的効果が発生するか否かについて実験的検討を行う。平成22年度は,研究の第一段階として,話し合い技法の一つである「ラウンドロビン」法を導入し,「隠れたプロフィール」型の裁判課題を,大学生を対象にして実施した。「ラウンドロビン」法とは,話し合い集団のメンバーに言話し合いへの平等な参加をもたらし,情報の共有を促進することを目的とした技法である。実際の技法としてはメンバーの発言する順序を指定し,この順序を守り一定時間,話し合いを進行するものである。実験計画は「ラウンドロヒン」法を使用させた実験群と特に話し合い技法に関する教示のない「統制群」の比較となる。平成22年度,実験を実施したところ,男女大学生124名の参加が得られ,実験データを収集することができた。しかしながら、計画した実験計画に十分なサンプルの大きさを確保することは単年度のみでは不可能であるため,本研究の実験を23年度にも再び実施することとする。平成22年度には,新たにデータマイニング用の統計アプリケーションの導入を行ったところであり,問題解決に成功するケース・失敗するケースそれぞれについて,話し合いの結果,個人の私的意見にどのような効果が発生するのか,典型的なパターンはあるのかなどについて23年度以降,検証する段階にある。平成22年度は,研究の第一段階として,話し合い技法の一つである「ラウンドロビン」法を導入し,「隠れたプロフィール」型の裁判課題を大学生を対象にして実施した。「ラウンドロビン」法とは,話し合い集団のメンバーに話し合いへの平等な参加をもたらし,情報の共有を促進することを目的とした技法である。実験計画は「ラウンドロビン」法を使用させた実験群と特に話し合い技法に関する教示のない「統制群」の間の比較を行うものである。平成23年度では22年度に引き続き「ラウンドロビン技法」を導入した小集団実験を実施したところ,様々な指標において,統制群と実験群の間に統計的に有意な差異はないという結果を得ている。したがって,平成24年度においては,実験条件の修正を行い,再度,実験を実施する予定である,また,実験条件の如何に関わらず,問題解決に成功するケース・失敗するケースそれぞれについて,話し合いの結果,個人の私的意見にどのような効果が発生するのか,典型的なパターンはあるのかなどについて検証し,報告書を作成する予定である。本研究は,偏見,予断を持つメンバーによって構成される「隠れたプロフィール」型の裁判課題において,メンバーが妥当な判断をするためにどのような方策をとればよいのか実験社会心理学的視点から提言を行うことを目的としている。具体的には1教育場面で使用される話し合い技法が効果を持つのか否か,2問題解決に成功する集団と失敗する集団の特徴に違いがあるのか否か等を検討した。平成23年度までに実施した小集団実験において,上記の話し合い技法導入の効果が統計的に有意なものでなかったことから,平成24年度においては追加的な実験を行った。「隠れたプロフィール型」の裁判員課題は,1討議メンバーの初期選好が正しい答えとは別である,2メンバー間の情報の共有と精緻な構成が必要である,という性質を持つ。この2を排除し,課題難易度を下げた実験を行ったところ,実験的な操作(ラウンドロビン技法の導入)の効果は統計的に有意なものではなく,「話し合い技法」の効果は明らかとならなかった。

一方,これまでのデータの集積から,問題解決に成功・失敗した集団の性質について一定の傾向があることも示された。例えば,メンバーの初期選好が「無罪」「有罪」で拮抗している集団の場合,正解に達成することができたのは,「話し合い技法」を導入している場合であった。以上より,「話し合い技法」の導入で,予断,偏見を乗り越えた妥当な判断にいたるといった効果は示されなかった。しかし,集団内の初期選好の構成と「話し合い技法」導入の間に一定の肯定的効果があること,および,少なからぬ集団において不適切な結論(無罪であるのに有罪と判断してしまうケースが存在すること)が示されたことから,裁判員裁判といった集団による問題解決において,妥当な結論にいたるための技法開発の余地と必要性はあるものと考えられる。平成22年度および平成23年度において,小集団実験を2回実施しており,200名以上の実験参加者のデーターを蓄積している。ただし,当初の仮説とは異なる結果が見られているため,平成24年度においても,実験条件を修正し,さらにデータ収集を行うことが必要であると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予測とは異なる実験結果が得られており,想定していない要因が実験結果に影響している可能性がある。例えば,現実に裁判員制度が開始され,実験参加者が,様々な報道に接し始めたこと。本研究で使用されている課題の複雑さ,難易度といった問題が考えられる。また,実験で使用している「話し合い技法」への習熟の問題も考えられる。したがって,平成24年度においては,小集団実験に先立ち,実験参加者に本研究で使用する「話し合い技法」に習熟させる機会を設けるなどの処置が必要であると考える。あるいは,今後の研究において,まったく別種の「話し合い技法」の導入を検討することも有用であろう。何れにしても,突然,集合したメンバーが良好な話し合いを開始するとは考えられず,何らかの話し合いの構造を提供する必要があるだろう。
ガウスの和の積表示とテ-タ関数の積公式

ガウスの和の符号決定問題に対して、テ-タ関数の無限積表示をヒントとしてアタックすることが当初の目的であった。しかし、この方向に関しての研究は(それが仮に可能であるとすれば)準備段階にとどまった。今回の成果は、調書で少しだけ触れた別の方向への進展である。これは、2次剰余記号に関するガウス和の三角関数の等分点の値における積表示をアーベル関数論を用いて虚数乗法論の範疇で拡張しようとするものである。2次のガウスの和の表示式を種数0のアーベル関数の特殊値の積によるものと解すれば、C.R.Matthewsらによる、3および4次のガウスの和の適当な楕円関数の特殊値による積表示という一般化があり、5次以上の剰余記号に関するガウスの和も適当なアーベル関数の特殊値の積として表示できるのではないかと期待される。2、3、4次のガウスの和の場合、1の2、3、4乗根の群が作用する三角関数あるいは楕円関数の特殊値の積がそのガウスの和の2、3、4乗になるという事実が基本的である。したがってそのような事実をより高い種数のアーベル関数に対しても与えられるならば目的の表示が得られるかも知れない。そのような事実は種数2のある一つの場合にD.Grantによって発見された。今回の研究では、その証明を改良しつつ種数2および3のいくつかの別のアーベル関数に対しても同様の結果を得た。証明は、ヤコビ多様体が円分体に虚数乗法をもつような代数曲線に付随するリーマンのテ-タ関数が、志村・谷山の意味で正規化されているという事実の筆者による発見に基づいている。証明に際し、細部にかなり微妙な部分があったが、今回それらの部分を切り抜けることに成功し、論文“Complex multiplication formulae for curves of genus three"としてまとめ専門雑誌に投稿した。議論のため京都大学、静岡大学、都立大学、東北大学に出張し、文献収集や証明のチェックを行った。
単クローン性形質細胞の腫瘍性格の解析

形質細胞の単クローン性増生は常に腫瘍性格を有するとは限らない.形質細胞の腫瘍性格発現の客観的指標を求めて次のような事項について検討した.骨髄腫細胞はpoly(ADP-ribose)合成能が高く,蛍光抗体法を用いてほとんどの細胞に証明されることを明らかにした.一方,良性単クローン性免疫グロブリン血症では単クローン性形質細胞の約10-15%に証明されるに限ざない.今後,良性型より骨髄腫に移行する例について経時的変動を追跡したい.2.核小体局在性J鎖について骨髄腫細胞の核小体にJ鎖が局在することを免疫蛍顕的に証明した.この現象と臨床像との関係について考察した.末期骨髄腫例では核小体を有する骨髄腫細胞の94-100%に核小体局在性J鎖を証明した.末期に至らない骨髄腫例ではこの割合が0-58%であり有意差を示した. J鎖陽性の大きい核小体は激症型骨髄腫の指標になると考えられる.今後,核小体J鎖と細胞質J鎖の関係が問題となる.3.形質細胞の空胞形成と貪食能について骨髄腫細胞が血球を貪食し,その後に室胞形成を示すことに注目した.またμ鎖病にみるように骨髄腫細胞の空胞化が著明で,ここにライソゾーム酵素反応を認めることを証明した.このように骨髄腫細胞のあるものは貪食能を有する.この機能を形質細胞の腫瘍性格は密接に関連しているように考えられる.今後,貪食現象,空胞化過程における詳細な生化学反応を考察する必要があろう.4.骨髄腫細胞内におけるアミロイド線維形成について稀にみられるこの現象は先の貪食能と密接に関連する,アミロイド症の生因に新しい視点を与えるものである.形質細胞の単クローン性増生は常に腫瘍性格を有するとは限らない.形質細胞の腫瘍性格発現の客観的指標を求めて次のような事項について検討した.骨髄腫細胞はpoly(ADP-ribose)合成能が高く,蛍光抗体法を用いてほとんどの細胞に証明されることを明らかにした.一方,良性単クローン性免疫グロブリン血症では単クローン性形質細胞の約10-15%に証明されるに限ざない.今後,良性型より骨髄腫に移行する例について経時的変動を追跡したい.2.核小体局在性J鎖について骨髄腫細胞の核小体にJ鎖が局在することを免疫蛍顕的に証明した.この現象と臨床像との関係について考察した.末期骨髄腫例では核小体を有する骨髄腫細胞の94-100%に核小体局在性J鎖を証明した.末期に至らない骨髄腫例ではこの割合が0-58%であり有意差を示した. J鎖陽性の大きい核小体は激症型骨髄腫の指標になると考えられる.今後,核小体J鎖と細胞質J鎖の関係が問題となる.3.形質細胞の空胞形成と貪食能について骨髄腫細胞が血球を貪食し,その後に室胞形成を示すことに注目した.またμ鎖病にみるように骨髄腫細胞の空胞化が著明で,ここにライソゾーム酵素反応を認めることを証明した.このように骨髄腫細胞のあるものは貪食能を有する.この機能を形質細胞の腫瘍性格は密接に関連しているように考えられる.今後,貪食現象,空胞化過程における詳細な生化学反応を考察する必要があろう.4.骨髄腫細胞内におけるアミロイド線維形成について稀にみられるこの現象は先の貪食能と密接に関連する,アミロイド症の生因に新しい視点を与えるものである.
イオン液体を用いた異元素含有ゼオライト鋳型炭素の合成と応用

イオン液体を原料の一部として利用することで、B,Nを豊富に含むゼオライト鋳型炭素の合成に成功した。得られた試料は窒素のみを含有するゼオライト鋳型炭素よりも高い酸素還元活性を示した。また、電気化学的手法により、大きな疑似容量を発現するキノン類官能基やフラン型と思われるエーテル類官能基を大量に導入することに成功した。得られた試料は有機電解液中で最大330 F/gの容量を示した。さらに、ゼオライト鋳型炭素にPtナノクラスターを高分散担持した試料においては、水素のスピルオーバー能が極めて高いことも見出した。B, Nを豊富に含むイオン液体である1-Ethyl-3-methyl-imidazolium tetracyanoborateのゼオライトへの導入について検討した。ゼオライトのカチオンがH+である場合、イオン液体のカチオンの身が細孔内に導入され、アニオンが細孔内に導入されないことが判明した。しかし、ゼオライトのカチオンをNa+にすることで、カチオンとアニオンの両方を細孔内部に導入できた。しかも、ゼオライトの細孔容積のほぼ全てをイオン液体で満たすことができた。これを炭素化し、ゼオライトを除去したところ、炭素化収率が低く骨格が細いせいで高比表面積の炭素が得られなかった。そこで熱処理過程でアセチレンを流通させ化学蒸気堆積による炭素析出を行うことで骨格を強化したところ、比表面積が1500 m2/g、ホウ素含有量が3.2 wt%であるBN含有ゼオライト鋳型炭素が得られた。高比表面積と高ホウ素含有量を両立し、なおかつ長周期規則構造をもつ炭素材料はこれまでに例が無く、画期的な成果である。また、ゼオライト鋳型炭素への電気化学的ヘテロ原子導入についても検討を行った。硫酸電解液中、比較的低電位で大量の酸素官能基を導入可能であり、この手法は機能化ゼオライト鋳型炭素の調製に有用である。そこでスペインのアリカンテ大学のCazorla教授のグループと共同でin situでの炭素構造変化について詳細な検討を行った。さらに、ヘテロ原子を骨格に埋め込んだゼオライト鋳型炭素の合成のみならず、ゼオライト鋳型炭素のもつ1.2 nmの細孔内部へ異元素を含むナノ粒子・ナノクラスターを導入することによるヘテロ原子含有ゼオライト鋳型炭素の調製も行った。NaYゼオライト細孔内部にイオン液体である1-ethyl-3-methyl-imidazolium tetracyanoborateを導入し、さらにアセチレンCVDを行うことでB, Nの異元素を含有するゼオライト鋳型炭素を合成した。H26年度には、比表面積が1500 m2/g、ホウ素含有量が3.2 wt%のゼオライト鋳型炭素の合成に成功していたが、H27年度にはアセチレンCVD条件の最適化を行い、比表面積1884 m2/g、ホウ素含有量3.0 wt%を達成した。これらの値は、過去に報告されているホウ素含有多孔性炭素材料を大幅に凌駕している。さらに、今回合成した異元素含有ゼオライト鋳型炭素は過去には例が無い規則性ミクロ細孔を有しているため物質移動での優位性も期待できる。合成したBN含有ゼオライト鋳型炭素の電気化学キャパシタの電極材料としての性能評価を有機電解液中(1M EtN4BF4/PC)にて実施した。その結果、異元素ドープによる比容量の増加が確認でき、また未ドープのゼオライト鋳型炭素に比べてレート特性が向上した。ゼオライト鋳型炭素のポスト修飾による異元素導入に関する検討も行った。EtN4BF4/PC電解液中で適切な電位範囲で掃引することで、ゼオライト鋳型炭素のエッジサイトにキノン型およびフラン型の含酸素官能基を導入することができ、なおかつこれらの官能基は可逆的な酸化還元反応により疑似容量を発現することがわかった。従来から活性炭等の多孔性炭素においても有機電解液中での疑似容量発現が示唆されていたが、今回は活性炭に比べて約10倍ものエッジサイトをもつゼオライト鋳型炭素を用いることで、この疑似容量発現の起源を明らかにすることができた点でも意義が大きい結果と言える。さらに、ゼオライト鋳型炭素および一般の炭素材料のエッジサイトの電気化学的な反応性に関する基礎的検討も実施した。申請当初は、イオン液体を原料としたヘテロ原子含有ゼオライト鋳型炭素の調製を目的としていたが、この目標はおおむね達成できた。ホウ素を含有する多孔性炭素の合成は難易度が高く、従来の研究では高いホウ素含有量(1 wt%以上)と高比表面積(1000 m2/g以上)の達成は極めて困難であった。しかし本研究においては、イオン液体を原料としてゼオライトを鋳型とすることで、従来は達成不可能であった3.0 wt%のホウ素含有量と1884 m2/gの高比表面積の両立を達成できた。合成した異元素導入ゼオライト鋳型炭素の電気化学キャパシタの電極材料としての特性を評価するため、有機電解液中での測定を実施した結果、従来の未ドープ試料に比べて高いレート特性を達成した。また、ポスト修飾によるゼオライト鋳型炭素への異元素導入についても、多機関との共同研究として検討を進めた結果、酸化チタンナノ粒子や白金ナノ粒子の導入による光触媒能および水素化触媒能の付与に成功した。また、電気化学的手法によるレドックス活性種の導入による疑似容量の発現にも成功しており、電気化学的手法における官能基の導入

メカニズムに関する基礎的検討も進めている。このように、ポスト修飾法によるゼオライト鋳型炭素への異元素導入および機能化に関しても多くの成果が得られており、従来の計画以上に研究が進展している。さらに、ゼオライト鋳型炭素および一般の炭素材料のエッジサイトの電気化学的な反応性に関する基礎的検討を進めており、水素終端エッジサイトが重要な役割を果たしている点が明らかになりつつある。エッジサイトの反応性は異元素導入のみならず、炭素材料の腐食や劣化に関する有用な知見を与えるため、産業界から特に注目されている。H28年度は、昨年度合成に成功したBN含有ゼオライト鋳型炭素のXPSや電子顕微鏡による構造解析を進めた。XPSによる分析から、Bの存在形態としてBC3, BC2O, BCO2, BNが主たるものであり、酸化型(BO3)は殆ど存在しないことが明らかとなった。また電子顕微鏡観察からゼオライトに由来する規則構造の維持が確認された。BN含有ゼオライト鋳型炭素において確認された電気化学キャパシタの疑似容量へのB含有官能基の寄与を調べるため、ポスト修飾によりBCO2のみを大量にドープしたゼオライト鋳型炭素を調製して検討を行った結果、BCO2基は疑似容量に関与しないことが明らかになった。すなわち、BN含有ゼオライト鋳型炭素の疑似容量の起源はBC3, BC2O, BNのいずれかであることが明らかとなった。ホウ素含有炭素の疑似容量の起源については従来は曖昧にしか理解されてこなかったが、今回の検討で該当する部位を絞り込むことができた。しかしながら、BN含有ゼオライト鋳型炭素の疑似容量はNのみを含有するゼオライト鋳型炭素には及ばないことがわかった。電気化学キャパシタの疑似容量増加の方法として、BNドープがNドープよりも優れているとする論文が複数報告されているが、少なくともゼオライト鋳型炭素の場合にはNドープのみの方が有利であることがわかった。ゼオライト鋳型炭素および一般の炭素材料のエッジサイトの電気化学的な反応性に関する基礎検討も進めた結果、電気化学キャパシタにおける酸化劣化の原因の1つが水素終端エッジサイトであることを実験的に明らかにした。この知見を利用すれば、安価な活性炭に簡単な処理を施すことで高耐久性のキャパシタ電極を作製することが可能となる。一方、BN含有ゼオライト鋳型炭素の酸素還元活性を評価した結果、Nのみを含有する試料より活性が高いことが示された。今後、触媒としての利用が期待される。イオン液体を原料の一部として利用することで、B,Nを豊富に含むゼオライト鋳型炭素の合成に成功した。得られた試料は窒素のみを含有するゼオライト鋳型炭素よりも高い酸素還元活性を示した。また、電気化学的手法により、大きな疑似容量を発現するキノン類官能基やフラン型と思われるエーテル類官能基を大量に導入することに成功した。得られた試料は有機電解液中で最大330 F/gの容量を示した。さらに、ゼオライト鋳型炭素にPtナノクラスターを高分散担持した試料においては、水素のスピルオーバー能が極めて高いことも見出した。当初は、イオン液体を原料としたヘテロ原子含有ゼオライト鋳型炭素の調製を目標としていたが、この目標はおおむね達成できた。
熱プラズマによるフロンの分解

環境問題となっているフロンの熱プラズマ分解について検討した。まず、反応系を概観するため、平衡組成の計算を行った。計算した反応系はCーClーF,CーClーFーH,CーClーFーO,CーClーFーHーOの4種類を考えた。これらはそれぞれフロンのみの分解、水素を添加して分解した場合、酸素を添加した場合、水素と酸素の両方または水を添加した場合に対応する。この際に考慮した化学種は73種である。計算の結果、水素と酸素(または水)を添加した場合はFはHFと、ClはHClとなり、C成分はCOまたはCO_2となって安定に存在し、これらの生成物は処理が簡単なことから、フロンの分解は水素と酸素を同時に添加することが望ましいことが推測された。次にこの分解条件における軸方向1次元の速度、温度、濃度分布を仮定した速度論的解析を行った。計算に考慮した化学種は26種で60の素反応を仮定した。計算の結果、反応ガス流量比がいかなる場合でもCCl_2F_2はすぐに分解し、さらにガス流量比がCCl_2F_2:H_2:O_2=1:2:1の場合、最終生成物はCO,CO_2,H_2O,HF,HCl,Cl_2、またCCl_2F_2:H_2:O_2=1:2:0.5の場合、最終生成物はCO,HF,HClとなった。また水を添加した場合(CCl_2F_2:H_2O=1:2)の結果は、CCl_2F_2:H_2:O_2=1:2:1の結果と同様であった。さらにCl_2の生成抑制には過剰のH_2が効果的であった。実験は、DCプラズマジェットを用いて水素、酸素とともに規制対象であるフロンー12(R12)の分解を行った。その結果、R12のピ-クはガスクロで検出されず、分解が完全に行われていることが確認された。そしてCO_2やCOの転化率は数値計算結果とほぼ一致したが、HF,HCl,Cl_2の定量が困難なため結果の比較ができず、これについて今後さらに検討する必要があると考えられた。以上総括すると、フロンの熱プラズマ分解は腐食性の強いガスが生成されるものの大量に短時間に処理できる方法として十分に有効であると考えられた。平成2年度は理論的考察として厳密な平衡組成の計算を行い、分解生成物の推測を行った。これは熱プラズマが非常に高温のため反応速度が速く平衡状態に達しやすいためである。計算の結果、フロンのみの分解では固定炭素やCF_4などのハロカ-ボンが生成した。

水素を添加した場合は固体炭素やHF、HCl、C_2HClなどが生成し、酸素添加の場合はCO、CO_2、COF_2といった物質の生成が見られた。これらいずれの場合も有害物質の生成や固相の析出という、プロセス化するには不利な点が見られた。一方、水素と酸素を添加した場合はFはHFとClはHClとなり、C成分はCOまたはCO_2となって安定に存在した。そして、これらの生成物は処理が簡単なことから、フロンの分解は水素と酸素を同時に添加することが望ましいことが推測された。実験では、DCプラズマジェット(4kw)を用いて水素、酸素とともに規制対象であるフロンー12(R12)の分解を行った。その結果、R12のピ-クはガスクロで検出されず、分解が行われていることが確認された。また煤の生成も見られなかった。しかし、銅製の水冷管の腐食が激しく、今の状態では多量のR12を分解できないと考えられた。また他の有毒な生成物について、ガスクロ以外の方法による検討が必要であると思われた。平成3年度は2年度に引続き実験を行い、反応物質である特定フロンCCl_2F_2や分解生成物であるCOやCO_2の転化率ついて検討した。そして実験結果および平衡計算結果を踏まえ、軸方向1次元の速度、温度、濃度分布を仮定したフロン分解反応の速度論的解析を行った。計算に考慮した化学種はAr,CO_2,CO,O,O_2,H,H_2,OH,H_2O,Cl_2,Cl,HCl,C10,F_2,F,HF,COCl,COCl_2,COF,COF_2,FO,CF_2,CF,ClF,CClF_2,CCl_2F_2の26種であり、これらの間に60の素反応を仮定した。分解条件は実験条件と同様、つまり水素と酸素を同時に添加した場合を計算した。その結果、CO、CO_2の転化率は実験結果と比較的良い一致がみられ、計算結果の妥当性が示された。この計算結果より以下のことが推測された。ガス流量比がいかなる場合でもCCl_2F_2はすぐに分解する。そしてガス流量比がCCl_2F_2:H_2:O_2=1:2:1の場合、最終生成物はCO,CO_2,H_2O,HF,HCl,Cl_2であった。さらにH_2を2割多く添加した場合(CCl_2F_2:H_2:O_2=1:2.4:1)、このCl_2の生成が抑えられた。一方、CCl_2F_2:H_2:O_2=1:2:0.5の場合、CO_2,Cl_2は生成せず、最終生成物はCO,HF,HClとなった。また水を添加した場合(CCl_2F_2:H_2O=1:2)の結果は、CCl_2F_2:H_2:O_2=1:2:1の結果と同様であり、この場合もH_2を過剰に添加することでCl_2の生成を抑制できた。このようにガスの流量比により生成物の組成が変化することが数値計算により示されたが、HF,HCL,Cl_2の定量が困難であるため、実験結果と計算結果の比較ができず、この点について今後さらに検討する必要があると考えられた。本研究は今年度が最終年度にあたり総括として、フロンの熱プラズマ分解は大量に短時間に処理できる方法として十分に有効であると考えられた。
シリコンチップ上の可変フォトニックデバイス

MEMS技術により,シリコンSOI基板上にフォトニック結晶周期の構造を製作した.構造は,自立のシリコン格子およびピット構造など数種類を製作した,これらの構造の上にGaN量子井戸結晶を成長した.構造の種類により,横方向のGaN結晶成長が増強され,なめらかな結晶面を持つ周期構造を成長できる場合が観測できた.このような結晶においては,蛍光測定において高い放射効率が得られることが確認できた.またシリコン基板上にGaN結晶を成長し,シリコン基板を深堀エッチングにより掘り抜いて,GaNの自立スラブ構造を試作した.このGaNスラブ構造にサブ波長領域のフォトニック構造を加工して光学特性を測定した.構造の製作には電子線描画を用いる場合とサブミクロン直径の微小ガラス球の自己凝縮マスクを用いる方法を試みた.製作したサブミクロン構造においては,加工前に比較して強い蛍光を観測することができた.このように,サブミクロンのMEMS加工とシリコンおよびGaN半導体を組み合わせることで,新しいフォトニック構造を提案し,優れた特性が得られることを示すことができた.MEMSアクチュエターとの組み合わせにおいては,シリコンにアクチュエータを形成し,フォトニック構造を組み合わせる方法と提案,実証したことに加えて,シリコン基板上に形成したGaN半導体薄膜をミラー形状や周期可変回折格子構造に加工して,フォトニック構造と組み合わせる方法を提案,実証した.これらの成果により本研究の目的の大部分を達成できた.特に新たにGaN半導体材料を導入したことで,提案研究課題を大きく進展できたことは有効であった.MEMSのマイクロアクチュエータ構造をSi基板に製作した後,GaN量子井戸結晶を成長した.発光特性を確認し,フォトニック構造をアクチュエータと組み合わせて可変にできる方式の1つを実現できた.また,SOIウエハの260nm上層シリコンを用いて,フォトニック結晶構造を製作し共鳴構造を試作した.同心円構造の場合,偏向無依存め特性が得られ,新しいフィルタデバイス実現への端緒が得られた.またSi基板上にGaN結晶を成長し,Si基板をSiの深堀エッチングにより掘り抜いて,GaNの自立スラブ構造を試作した.このGaNスラブ構造にサブ波長領域のフォトニック構造を加工して光学特性を測定した.すこし長い波長であるが,1.5μm領域の共鳴格子においては,狭い帯域の共鳴効果が得られ、GaN材料における共鳴格子デバイスの実現の可能性を示すことができた.黄色から赤の領域の量子井戸を形成し,Si基板を取り除いた自立構造を実現することで,光閉じ込め効果が高くなり,蛍光強度の極めて大きな増強が確認できた.青色領域でも自立スラブ型フォトニック構造を形成し発光強度の増強を調べたが.微細加工により蛍光が強く劣化すること分かり.エッチング加工法の改良が必要であることが示された.青色などの短い波長領域では周期が短くなるため,相対的加工精度が低下し,現状では効率のよい共鳴効果はまだ実現できていないと考えられた.MEMS技術により,シリコンSOI基板上にフォトニック結晶周期の構造を製作した.構造は,自立のシリコン格子およびピット構造など数種類を製作した,これらの構造の上にGaN量子井戸結晶を成長した.構造の種類により,横方向のGaN結晶成長が増強され,なめらかな結晶面を持つ周期構造を成長できる場合が観測できた.このような結晶においては,蛍光測定において高い放射効率が得られることが確認できた.またシリコン基板上にGaN結晶を成長し,シリコン基板を深堀エッチングにより掘り抜いて,GaNの自立スラブ構造を試作した.このGaNスラブ構造にサブ波長領域のフォトニック構造を加工して光学特性を測定した.構造の製作には電子線描画を用いる場合とサブミクロン直径の微小ガラス球の自己凝縮マスクを用いる方法を試みた.製作したサブミクロン構造においては,加工前に比較して強い蛍光を観測することができた.このように,サブミクロンのMEMS加工とシリコンおよびGaN半導体を組み合わせることで,新しいフォトニック構造を提案し,優れた特性が得られることを示すことができた.MEMSアクチュエターとの組み合わせにおいては,シリコンにアクチュエータを形成し,フォトニック構造を組み合わせる方法と提案,実証したことに加えて,シリコン基板上に形成したGaN半導体薄膜をミラー形状や周期可変回折格子構造に加工して,フォトニック構造と組み合わせる方法を提案,実証した.これらの成果により本研究の目的の大部分を達成できた.特に新たにGaN半導体材料を導入したことで,提案研究課題を大きく進展できたことは有効であった.
直接操作・感覚運動を代替する支援機器は重症心身障害児のユーザー体験を拡張するか

本申請課題では,1MID児の主体的反応等をPC画面の入力に変換することで,障害のない子どもが発達初期に体験する感覚運動様の直接操作を代替するシステムを作成し,2作成したシステムによってMID児のユーザー体験(UX)が拡張されるか検証を加え,3直接入力型ユーザーインタフェース(UI)によって拡張されるユーザー体験を客観的に評価する方法を開発した.研究結果より,視線入力式・直接入力型UIやタッチ入力式・直接入力型UIは,研究協力児のUXを拡張する効果が高いことが示された.平成28年度は,重症心身障害(MID)児へのアクションリサーチを中心として,直接入力型ユーザーインタフェース(UI)と間接入力型UIによってMID児のユーザー体験(User Experience、UX)に変化が見られるか,質的・量的側面から検討を行った.1.直接入力型UI・間接入力型UIを実現する実験端末の作成:視線入力装置と微細筋緊張感知カメラを用いて,直接入力型UI(視線入力)と間接入力型UI(微細運動によるスイッチ入力)の実験端末を作成した.1直接入力型UI:視線入力装置によって測定した眼球の動きを,画面上のカーソルの動きに変換する.2間接入力型UI:障害児者用スイッチを画面上のカーソルの動きに変換するアダプターを介して制御用システムに接続する.2.重症心身障害(MID)児を対象としたアクションリサーチ:重症心身障害児等が利用する学校・施設環境に研究協力を依頼し,愛媛県在住のMID児3名を中心に,繰り返しデータの収集を行いながら,信頼性・妥当性の高い測定方法を検討すると共に,予測される反応のモデルの構築を試みた(仮説の生成→臨床的実験→データの確認→仮説の修正→臨床場面での再検討を繰り返すアクションリサーチ).平成28年度の研究計画は全て着手しており,データの収集を開始している.ただ,国内外の学術論文誌等に投稿した論文の審査に時間がかかっており,成果公表が遅れている.挑戦的萌芽2018報告書平成29年度は、平成28年度に行ったアクションリサーチの成果を基盤としつつ、直接入力型ユーザーインタフェースと間接入力型UIによる重症心身障害児(MID児)のユーザー体験の変化・差異について予測モデルを修正した。これらの取組の中で、ユーザーインタフェースのアクセシビリティ、ユーザビリティを客観的に評価する手法を明確に示すことができた。MID児の直接入力型・間接入力型ユーザーインタフェースのユーザー体験を比較するための客観的手法に関わる先行研究はほとんど無かったことから、本成果はヒューマンインタフェース学会論文誌に投稿し、採択された。平成30年度発行号の第2巻として発行される予定である。この成果において、間接入力型ユーザーインタフェースでも、キーガード等のオプションを調整することで、アクセシビリティ、ユーザビリティを向上させられることが明らかとなった。また、直接入力型ユーザーインタフェースは、導入時にはMID児自身もユーザー体験の拡張を実感していると推測できる反応(例:間接入力型UIでは短時間で閾値に達して馴化するが、直接入力型UIでは長時間課題に取り組む)が観察される。ただし、ユーザーの認知・言語発達を適切に把握しなければ、ユーザー体験に天井効果が生じうる可能性が示唆された。今後、視線入力型UIにおいて、認知・言語発達に応じて発展的にユーザー体験を拡張する課題(ゲーム等)を選定できるシステムを準備する等の課題が発見された。本申請課題では,1MID児の主体的反応等をPC画面の入力に変換することで,障害のない子どもが発達初期に体験する感覚運動様の直接操作を代替するシステムを作成し,2作成したシステムによってMID児のユーザー体験(UX)が拡張されるか検証を加え,3直接入力型ユーザーインタフェース(UI)によって拡張されるユーザー体験を客観的に評価する方法を開発した.研究結果より,視線入力式・直接入力型UIやタッチ入力式・直接入力型UIは,研究協力児のUXを拡張する効果が高いことが示された.平成28年度に実施したアクションリサーチによって得られた知見から,直接入力型UI・間接入力型UIによるMID児のUXの変化について予測モデルを構築・修正する.愛媛県を中心として研究協力児を募り,実験を行う。検証を行う状況・条件を統制し,短時間での実験実施・測定(1研究協力者2030分,信頼性確認のため5回測定)を計画している.得られたデータは統計的処理を加え,仮説「スイッチインタフェースによる間接操作型のAT(間接入力型UI)に比べ,感覚運動による直接操作を代替するAT(直接入力型UI)の方が、MID児のUXを拡張する」について検証を加える.特別支援心理学