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授業者の言語力と授業構築との関係性の解明と授業力向上プログラムの開発

本研究の目的は、授業者の言語観と語彙力とに着目し、授業構築力との関連を考察するとともに、言語育成能力のALプログラムを開発することである。平成30年度の研究計画は、1教員が小中学校の教科書教材を基にした授業プログラムをどのように構築していくかの調査、2授業分析と授業方法を踏まえた授業プログラムを多くの教員が集まる場所で実施、の2点であった。具体的に、1については、附属小・中学校の教員が授業を作り上げるときに中心としている観点を捉えた。結果として、文学的な観点を重視している教員は、学習者の言語活動を中心にしながらも、教材の内容を読み取ったり、言語表現内容を重視して教材開発を行っていた。また、語彙的な観点を重視している教員は、文学的教材を使用する際にも、授業の中に言葉そのものに含まれるニュアンスを大切にしたり、言葉から広がる世界観を重要視したりして、授業を構築している。教科書教材は同一でも、授業者の言語観によって授業の方法やねらいとする方向性が変わってくることが明確となった。特に、昨年度の教員経験の差異による授業に対する考え方の差を考慮すると、教員経験が浅いほど教材内容に引きずられる傾向がみられる。これは、2019年の日本国語教育学会誌で挙げられていた「教材を」と「教材で」の授業方法の差異とも呼応する。この言語観と教員経験年数と授業観点の関係性は、平成30年度のアンケート結果とも呼応する重要な示唆を与えてくれる。2の授業プログラムの検証については、日本国語教育学会で模擬授業という形で実際の中学・高校の先生を対象として行った。授業は語彙データを中心とした授業であった。参加者の中で語彙に興味がある教員は強い関心を示したが、語彙よりは文学寄りの先生方により賛同を得られた。その教員の経験年数は20年を超す教員であった。このことによっても、経験年数という変数は本研究からは外せない。本研究はおおむね順調に推移している。第一に授業プログラムの開発について、附属小学校、附属中学校の協力を得ることができ、なおかつ国語教員とともに授業作成に関われている。授業を作り上げる過程で、どのようなことを大切にし、どのような授業が作りたいかを構想段階から共に構築できたことが、今回の言語観の確認と授業内容の関係性を捉えることに大きく寄与している。また、教員の経験年数の差異によって変化がみられることも把握することができた。これは附属教員の年齢構成が適していたこともあるが、平成30年度のアンケート分析の結果とも照合することで、ある程度客観的な知見として得られたと考えている。第二に構築した授業の現場教員の評価であるが、これは日本国語教育学会に参加していた小・中・高等学校の教員に対して実施することができ、その結果や反応を直接聞くことができた。このことにより当初計画をおおむね順調に実施できたと考える。ALとしての言語活動をふんだんに組み込みつつ、語彙データの最新知見と方法を提示した授業であったが、その受け取り方は大変柔軟であり、自身の授業にも生かすことができるという感触であった。ここにも教員経験年数という要因が含まれていることが判明したことは、初期の目標以上の成果であった。ただ、研究計画であった学部学生の模擬授業に対する現場教員の評価・判断ということについては、実施することができなかった。模擬授業を観察する教員の欠如が主な原因である。計画では内地留学の教員にその任を担ってもらう予定であったが、派遣教員の配置が例年通りではなく少なかったことが要因である。令和元年度は最終年度として、1年次に行ったアンケート結果の考察、2年次に行った現場教員との授業プログラム開発を踏まえて、それらの授業を検証する段階に入る。主に2つの研究を行う。一つは現場教員の授業評価アンケートと国語科教員以外の授業づくり。2つめは、昨年度達成されなかった、教員養成学部学生の授業観調査と授業構築との関連を調査することである。これらの総合的知見により、本研究の目的である語彙を中心とした言語観と授業構築の関係性、並びに授業構築への道筋が達成されると考える。国語科教員以外の教員については、小学校の教員を中心にした調査を行うとともに、国語科教員以外になろうとしている学部学生に対する調査によって、国語に対する意識と授業構築の関連性を考察する。研究成果の見通しとして、延べ人数にして2,000以上の授業コメントを回収見込みである。これらのコメントを語彙データと照合して分析することで、言語観と授業との関連という教員養成の現状と課題が明確となることが見込まれる。本研究は、授業者(教員)の言語観と語彙力に着目し、授業構築力との関係性を探るとともに、授業構築力に資する言語能力育成のALプログラムを開発することが目的である。特に本研究は国語科教育を専門としていない小学校教員に於いて重要な問題であり、尚且つ、全ての教科の基礎言語、言語活動として国語で行われることを考え合わせると、本研究は一国語科教育に留まらない汎用性が生じる。近年、教員の年齢構成バランスの不適正な状況に伴い、研修センターと教員養成大学との連携が進行している。さらに、小学校教員育成プログラムなども新たな取り組みとして行われ、教科教育の枠を越えた教員資質の向上が重要な課題である。しかし、教員養成・教員研修のどちらにしても、教師の具体的な言語能力についての言及と調査が行われた研究は少ない。研究実績として、茨城県内の中学校で教科国語を担当している教員に対して、授業への意識変化について勤務経験や年数、学習者の学力調査との関係性を中心に、アンケートによる調査をもとに意識分析を行った。

その結果、教員の授業に対する意識と学習者の学力調査の結果とが同様の傾向を示すことが分かった。また、経験年数による差異も生じていることが判明した。授業に対する好悪の差異は音声言語教育に対して顕著である。ただ、作文教育においては、経験年数の差が15年を境に満足度が変化する。この数値と同様の傾向を示すもの文法的視点がある。よって、経験年数を積み重ねることで、作文指導の具体的な方策、特に文法指導との融合などの教育方法が知見として集積され、満足度となっていると考える。5年未満の教員は教科全般にわたって、教育的必要性を強く感じている。小学校・中学校両方の勤務経験の有無も、音声言語教育に対する意識の差となって表れていることがわかってきている。本年度の研究計画は、「授業者の言語観・言語能力の調査」をテーマとし、授業者である学校教諭と教育学部学生に対する語彙力を中心とした調査を行うことである。具体的には、アンケート形式で行い、2007年度の日本国語教育学会で全国規模で行った国語科教員に対するアンケート調査を基に、同様の項目を立てて比較し、国語科教員、その他の専門教員との差異を導き出す。中心となる教員の意識については、言語観・授業観などのアンケート調査はできている。その結果は、全国大学国語教育学会、日本国語教育学会での発表や教職大学院の年報等で広く示すことができた。具体的には、茨城県内の中学校で教科国語を担当している教員に対して、授業への意識変化について勤務経験や年数、学習者の学力調査との関係性を中心に、アンケートによる調査をもとに意識分析を行った。結果、教員の授業に対する意識と学習者の学力調査の結果とが同様の傾向を示すことが分かった。経験年数による差異も生じているが、その好悪の差異は音声言語教育に対して顕著である。また、茨城県特有の勤務形態である、小学校・中学校両方の勤務経験の有無も、音声言語教育に対する意識の差となって表れている。本研究の目的は、授業者の言語観と語彙力とに着目し、授業構築力との関連を考察するとともに、言語育成能力のALプログラムを開発することである。平成30年度の研究計画は、1教員が小中学校の教科書教材を基にした授業プログラムをどのように構築していくかの調査、2授業分析と授業方法を踏まえた授業プログラムを多くの教員が集まる場所で実施、の2点であった。具体的に、1については、附属小・中学校の教員が授業を作り上げるときに中心としている観点を捉えた。結果として、文学的な観点を重視している教員は、学習者の言語活動を中心にしながらも、教材の内容を読み取ったり、言語表現内容を重視して教材開発を行っていた。
多重主軸形システムマシンの開発

本研究では,次世代生産環境のシステムマシンを構築するためには主軸構造の高度複合化が必要不可欠であるとの観点に立ち,多重主軸の有効性を指摘するとともに,その設計指針となる技術資料を提示すること目的として要素研究を実施し,それらの総合評価を行った.具体的な研究成果は以下のようにまとめられる.(1)多重主軸構造の基本的形態である二重主軸構造を対象に,過去数年間に製作した基本構造に対して通風冷却システムを新たに組み込み,二重主軸の構造特性を評価をするためのプロトタイプを構築した.そして,各種運転条件における主軸系各部の温度・変位挙動の計測を実施した結果,二重主軸の基本的な熱的特性を明らかにすることができた.(2)二重主軸の熱的特性は,軸方向に繰り出し運動を行う内主軸系と,その外側に位置する外主軸系をそれぞれ一つの熱システムと考えたとき,この両者の熱的バランスにより決定されることを明らかにした.また,この熱的バランスの形成に重要な役割を果たすと考察した主軸系内の空隙部に対して通風冷却を行った結果,当該部分の冷却を行うことで,主軸系の熱変形挙動の能動的制御が基本的に可能であることを実験的に明らかにした.(3)多重主軸構造における構成要素間の熱移動を記述するための熱的相関モデルを新たに提示した.そして,本研究で構築した二重主軸構造を対象に行った計算結果を実験結果と比較検討したところ,本モデルが,二重主軸の構造特性を検討するうえで重要となる「内外主軸系の熱的相互干渉効果」を評価するのに有効であることを示した.(4)構造の簡素化及びコンパクト化に有効であることから着目した軸受転走面一体化主軸について,従来形主軸とその力学的特性を比較することにより,多重主軸への適用可能性を検討した.両者の結果がほぼ同じであったことから,軸受転走面一体化主軸を多重主軸構造へ適用することの有効性を指摘できた.本研究では,次世代生産環境のシステムマシンを構築するためには主軸構造の高度複合化が必要不可欠であるとの観点に立ち,多重主軸の有効性を指摘するとともに,その設計指針となる技術資料を提示すること目的として要素研究を実施し,それらの総合評価を行った.具体的な研究成果は以下のようにまとめられる.(1)多重主軸構造の基本的形態である二重主軸構造を対象に,過去数年間に製作した基本構造に対して通風冷却システムを新たに組み込み,二重主軸の構造特性を評価をするためのプロトタイプを構築した.そして,各種運転条件における主軸系各部の温度・変位挙動の計測を実施した結果,二重主軸の基本的な熱的特性を明らかにすることができた.(2)二重主軸の熱的特性は,軸方向に繰り出し運動を行う内主軸系と,その外側に位置する外主軸系をそれぞれ一つの熱システムと考えたとき,この両者の熱的バランスにより決定されることを明らかにした.また,この熱的バランスの形成に重要な役割を果たすと考察した主軸系内の空隙部に対して通風冷却を行った結果,当該部分の冷却を行うことで,主軸系の熱変形挙動の能動的制御が基本的に可能であることを実験的に明らかにした.(3)多重主軸構造における構成要素間の熱移動を記述するための熱的相関モデルを新たに提示した.そして,本研究で構築した二重主軸構造を対象に行った計算結果を実験結果と比較検討したところ,本モデルが,二重主軸の構造特性を検討するうえで重要となる「内外主軸系の熱的相互干渉効果」を評価するのに有効であることを示した.(4)構造の簡素化及びコンパクト化に有効であることから着目した軸受転走面一体化主軸について,従来形主軸とその力学的特性を比較することにより,多重主軸への適用可能性を検討した.両者の結果がほぼ同じであったことから,軸受転走面一体化主軸を多重主軸構造へ適用することの有効性を指摘できた.平成7年度においては,所期の研究目的を達成するために研究代表者及び分担者の綿密な情報交換と共同作業の下で次のような要素研究を遂行し,平成8年度に実施予定の具体的なシステムマシン開発のための準備を整えた.(1)在来の工作機械システムの具体的な構造設計に関する設計データを整理した上で,次世代生産環境に対応可能な新たなシステムマシンの設計仕様を策定した.(2)既に開発済の機能集積形機械のプロトタイプの構造分析を行い,システムマシン開発のための構造変更のための再設計を行った.また,具体的な多重主軸の組込み方法を決定した.(3)複合加工を行う際に特に問題となる多重主軸の運転中の主軸部分の力学的・熱的挙動を捉えるため,新たなインプロセス計測方法を開発した.また,それを用いて複雑な熱的挙動を解明することができた.その成果の一部は日本機械学会論文集に公表した.(4)多重主軸構造の数学モデルを構築した上で,それに対応した実験モデルを製作し,両モデルを用いて複合加工時における複雑な力学的・熱的挙動を解明することができた.また,それらの特性の評価方法を定式化し,運転時に特に重要となる熱変形抑制方法として能動的伝熱促進方法を策定することができた.その成果の一部は日本機械学会全国大会の他,海外の学術会議にて公表した.

(5)複合加工が可能なシステムマシンのテーブル運動制御のためのシステムを設計し,ワークステーション上で,その妥当性を確認した.システムマシンが具備すべき高速・高精度を実現するテーブルマシンに適用可能と考えられる電気粘性流体応用テーブルシステムの基本特性を明らかにした.その成果の一部は日本機械学会論文集に公表した.(6)プロトタイプに組込むことを前提とした最終的な多重主軸の設計仕様を概ね決定することができた.本年度が最終年度であることから、平成7年度に引き続いて研究代表者及び分担者は所期の研究目的を達成するために各種の要素研究を遂行し、以下のような、多重主軸形システムマシンの開発に関する新たな知見を得た.(1)次世代生産システムに適合するシステムマシンを合理的に実現するため、その最も重要な構成要素である主軸系を対象として、多重主軸構造のプロトタイプを設計・製作した.具体的には、前年度までに基本構造を構築した二重主軸に対し、その熱的特性の能動的制御を可能とすることを目的とした通風冷却システムを組み込み、その有効性を示すとともに、主軸系の熱的・力学的特性に支配的に作用する因子を明らかにした.(2)二重主軸の熱的・力学的特性は、内主軸系と外主軸系をそれぞれ一つの熱システムと考えたとき、この両者の熱的バランスにより決定されることを明らかにした.また、この熱的バランスの形成に重要な役割を果たすと考察した主軸系内の空隙部に対して通風冷却を行った結果、当該部分の冷却を行うことで、主軸系全体の熱変形挙動を制御可能であることを実験的に明らかにした.(3)多重主軸構造における構成要素間の熱移動を記述するための熱的相関モデルを提示し、今回構築した二重主軸構造を対象に、各構成要素の熱収支を集中熱容量法を用いて定式化することにより、各種運転条件における熱的特性を評価可能であることを示した.(4)多重主軸のような、複雑な構造を有する主軸構造を構築する際に問題となる「構成要素部品数の増加とそれに伴う主軸の運動精度確保の困難さ」に対処する一方策として、内輪の無い転がり軸受を用いる「軸受転走面一体化主軸」の適用を提案し、その際に基本的に重要となる当該主軸構造の静的・動的特性を検討した.その結果として、軸受転走面一体化主軸の基本的構造特性及び、工作機械主軸系へ適用する際の技術資料を提示することができた.
恐怖記憶の表出が睡眠に与える影響

申請者らは,視床下部のオレキシンニューロンがオレキシンの1受容体(OX1R)を介して扁桃体へ入力する青斑核のノルアドレナリンニューロンを活性化し,恐怖記憶形成および恐怖応答に関わることを見出した。申請者らはこれまでに、OX1R拮抗薬を用いることで、恐怖体験によって形成された恐怖記憶を想起する過程において恐怖応答が減弱することを示した(Soya et al., 2017)。しかし、恐怖応答におけるOX1Rの役割については世界的にも研究が少ない。近年、このOX1R拮抗薬が恐怖記憶の消去を促進することも報告されており(Flores et al., 2014)、PTSD治療薬としての可能性を秘めていることからオレキシンと恐怖応答の関係性に焦点を当てた総説を発表した(Soya and Sakurai, 2018)。また、オレキシンは覚醒の維持に関わる重要な物質であるが、OX1Rを介して下流のセロトニンニューロンやドーパミンニューロンを制御することで、恐怖応答に関与することも明らかになってきている。PTSDやうつ病患者においては高い確率で睡眠障害が併発することが知られている。過度な恐怖による睡眠障害において、オレキシンとその下流の神経回路の役割が明らかになれば不眠に関与する神経メカニズムの解明に寄与できる。オレキシンは下流のモノアミンニューロンに発現するOX2Rを介して覚醒の維持に重要な役割を果たしていることが知られている。申請者らはこれまでにOX1Rが恐怖応答に関与すること、その作用機序として、OX1Rによるノルアドレナリンニューロンの制御が重要であることを報告してきた。これらの知見を基に、恐怖応答におけるオレキシンの役割についての総説を発表した(Soya and Sakurai, 2018)。上半期の研究によって、ドーパミンニューロンやセロトニンニューロンに発現するOX1Rについても恐怖記憶や恐怖応答に関与していることが明らかになってきている。また、OX1Rノックアウトマウスでは野生型に比べて恐怖応答は減弱していたが、恐怖記憶を想起した後に野生型で見られたような過度な覚醒時間の延長は見られなかった。したがって、恐怖応答の度合いによってその後の睡眠覚醒が影響を受けることが示唆される。これまでにOX1R拮抗薬が恐怖応答を減弱させることを報告したが、その後の睡眠覚醒動態を検討することで過度な覚醒を抑える効果についても検討する。これまでの研究によって、オレキシンがOX1Rを介して下流のモノアミンニューロンを制御することで、恐怖応答や過度の覚醒状態にも重要な役割を果たすことが明らかになってきた。また、恐怖応答を減弱させることで、その後の過度な覚醒状態を抑制できる可能性を見いだしつつある。ノルアドレナリンニューロンだけでなく、セロトニンニューロンやドーパミンニューロンにも焦点をあて、神経特異的な手法を用いてこれらのニューロンを操作し、恐怖応答およびその後の過覚醒との関係を明らかにする。また、OX1Rの拮抗薬をこれらのニューロン群の起始核に直接投与することによって、恐怖応答や過度な覚醒状態におけるオレキシンの役割を検討する。

これまでの研究によって、オレキシンがOX1Rを介して下流のモノアミンニューロンを制御することで、恐怖応答や過度の覚醒状態にも重要な役割を果たすことが明らかになってきた。また、恐怖応答を減弱させることで、その後の過度な覚醒状態を抑制できる可能性を見いだしつつある。ノルアドレナリンニューロンだけでなく、セロトニンニューロンやドーパミンニューロンにも焦点をあて、神経特異的な手法を用いてこれらのニューロンを操作し、恐怖応答およびその後の過覚醒との関係を明らかにする。また、OX1Rの拮抗薬をこれらのニューロン群の起始核に直接投与することによって、恐怖応答や過度な覚醒状態におけるオレキシンの役割を検討する。
湿気をトレーサーとする多数室換気測定法に関する応用的研究

非常に単純な隙間分布を仮定した室内空間の湿気容量の設定値に関するシミュレーション検討および実測との比較検討を行った.シミュレーションは,移流を含む換気系と連成した,壁体を1次元熱水分同時移動問題として扱う多数室モデルを用いた.本検討では,より解析しやすいように3次元物体を1次元物体に近似する手法の検討である.比較対象とする実モデルでの測定結果は,換気等の移流の影響を受けること,内部での水分発生量などの詳細な把握が困難なこと,また建築材料の使用量の詳細な把握や境界条件の3次元性などの問題があるが,当該材料を1次元半無限体として扱い,それに表面積を乗じる方法でもほぼ妥当な結果が得られる可能性を確認した.また,学生の研究テーマの題材としてアクリル模型実験の追加実験を行い,湿度の発生方法と実験データの近似方法の再検討を行った.その結果,実住宅クラスの規模では市販の加湿器を応用するレベルでパルス発生を行ったとしても,一般的な湿度センサーでそれを感知できるほどの変化を作り出すことは難しいことが明らかとなった.一般的な利用には,一定発生法を応用する方法が現実的であることがわかった.さらに,実際への適用を睨んで,拘束条件付き最小2乗法などを応用した非線形計画法(NLSSQP法)のプログラム開発検討,シミュレーション値と実測値とからDSO法で予測するプログラム開発を行った.以上より,単純な系ではある程度の精度での同定は可能であるが,隙間分布が複雑化する場合に対する精度評価などの課題が残った.今後,別の機会にこれらの点について検討を行いたい.今年度は,非吸放湿内装を想定した2室モデルの模型実験と実物大住宅でのトレーサーガス発生法の検討,および多数室温湿度計算プログラムにおける換気風量を未知数としたパラメータ同定法に関する検討をおこなった.1/5スケールのアクリルボックスを居室に見立てた2室換気モデルの模型実験では,1室の外部に第1種および第3種機械換気設備を模擬したエアポンプ各1台を設置し,また,もう1室とは相互換気を行うことを想定してテフロンチューブで接続,その中間にマスフローメーターを備えた流量可変ポンプを設置,精密湿度発生装置で発生させた湿席既知の湿り空気を各室および両室にインパルス・ステップ発生させて,湿度測定結果をスペクトル分析した、アクリルボックスの容積に応じた換気回数を0.25ach,0.5ach,0.75achの,3水準に設定して実験した結果,湿度をトレーサーとした場合でも,非吸湿内装では設定した換気回数を±15%の範囲内で同定することができた.この誤差範囲は,サンプリングやドージング位置,瞬時一様拡散の仮定が同定結果に影響を与えていると考えられる.来年度は誤差要因の検討や,さらに室数を増やした検討を行うとともに,湿気物性既知の木材や石膏ボードなどの内装材を設置した場合の実験を行い,多数室温湿度シミュレーションに基づく換気風量同定の検証データとすることを計画している.また,実験住宅レベルでの同定手法についても並行して行った.本検討では,湿気のほかに炭酸ガスをトレーサーとして床下空間にステップ発生させ,相互相関係数から換気経路を同定した.今年度は,昨年度に行った非吸放湿内装(アクリルボックス)による2室モデルの模型実験に引き続き,ボックス内部に湿気容量としての吸放湿材を設置した実験を行い,吸放湿材料と各室の湿度がどのように変化するのかについて検討した.また,数値シミュレーションプログラムの作成と数値実験を行った.まず,模型実験に関して,湿気容量となる物質の湿気物性を把握するため,等温系における吸放湿材料の物性把握実験を行い,その吸放湿特性を把握した.吸放湿物質として木質系炭化材料と木質系材料の2種類を用いたが,材料の形状保持のために一部で金網を用いたため,その材料が湿気伝達率に与える影響を考慮した湿気伝導率の同定や,汎用偏微分方程式ソルバーを用いて2次元での内部絶対湿度分布の表現などを試みた.そうした実験検討により湿気物性を把握した材料をアクリルボックス内に設置して濃度既知のガスをパルス発生させ,換気を想定した風量と湿度変化の関係について実験を行った.今後,湿度の発生法として単純なパルス信号のみではなくM系列信号等も検討する予定である.また,換気系と連成させた多数室温湿度シミュレーションプログラムを用いて,いくつかの換気経路を想定し,各室の湿度変動に壁装の吸放湿がどのように影響するのかについて検討した.その結果,換気風量が0.1achでは躯体の気密性能によって漏気の影響を無視できないことがわかった.0.5ach程度の全体換気量ならば,湿度の発生法によって精度向上が見込まれる.次年度は,ScilabもしくはOctaveを利用する数値シミュレーションによるシステム同定手法の検討を行い,結果をまとめる予定である.非常に単純な隙間分布を仮定した室内空間の湿気容量の設定値に関するシミュレーション検討および実測との比較検討を行った.シミュレーションは,移流を含む換気系と連成した,壁体を1次元熱水分同時移動問題として扱う多数室モデルを用いた.本検討では,より解析しやすいように3次元物体を1次元物体に近似する手法の検討である.比較対象とする実モデルでの測定結果は,換気等の移流の影響を受けること,内部での水分発生量などの詳細な把握が困難なこと,また建築材料の使用量の詳細な把握や境界条件の3次元性などの問題があるが,当該材料を1次元半無限体として扱い,それに表面積を乗じる方法でもほぼ妥当な結果が得られる可能性を確認した.また,学生の研究テーマの題材としてアクリル模型実験の追加実験を行い,湿度の発生方法と実験データの近似方法の再検討を行った.

その結果,実住宅クラスの規模では市販の加湿器を応用するレベルでパルス発生を行ったとしても,一般的な湿度センサーでそれを感知できるほどの変化を作り出すことは難しいことが明らかとなった.一般的な利用には,一定発生法を応用する方法が現実的であることがわかった.さらに,実際への適用を睨んで,拘束条件付き最小2乗法などを応用した非線形計画法(NLSSQP法)のプログラム開発検討,シミュレーション値と実測値とからDSO法で予測するプログラム開発を行った.以上より,単純な系ではある程度の精度での同定は可能であるが,隙間分布が複雑化する場合に対する精度評価などの課題が残った.今後,別の機会にこれらの点について検討を行いたい.
高校「生物」における教育用コンテンツ「動物の細胞組織による実演生物学」の開発

高校「生物」における体系的知識の修得のためには、実験実習等による効果的な補助学習が必要である。特に「動物の細胞・組織」では生命科学社会の健全な発展のためにも臨場感ある実験教材が不可欠と考える。本課題では魚類由来の新たな培養細胞や体全体が実感できる組織標本などを基本素材とし、平素な教育実践の場においても実用可能な新規実験システムの試作とその利用法・シラバスについて検討した。本システムは、細胞レベルの各種実験系「誰でも使える魚類の培養細胞キットとその教材利用法」組織レベルの各種実験系「魚類マクロ組織標本を基本とした生体学習システム」に区分される。個々の実験は連続的に組み合わされ、解剖・組織・細胞・発生・生理(代謝)・病原微生物(ウイルス病)など様々な学習局面と関連させることができる。別法として、授業の合間に連続して行う実演実験の仕様としても試作した(している)。「実演生物学培養細胞による生体の理解:本当に体は細胞からできている?」と標記する実演講義の概要(実験名のみ)を以下に記する。(1)これは生きてる動物細胞、見たことあるかい!,(2)「文字書き実験」の種明かし・ゼラチンって何!?,(3)スリット培養法による生細胞の観察,(4)細胞分裂の観察,(5)分裂ステージを追いかけろ,(6)細胞はどのようにして生きている?,(7)細胞が増え続けるとどうなるの?傷ができたらどうなるの?(8)生体標本とその作製技法の紹介,(9)体の中には何がある,(10)魚類マクロ組織標本の顕微鏡観察,(11)ナイフも刃こぼれ、骨とは何者?,補足講義:(12)ウイルスとガン,(13)ミトコンドリア・DNA等の蛍光観察。試作した実験講義は各地の施設/事業(教員研修会、実験講習会、SPP事業、特別講義など)においても評価・検討され、一部その有効性が実証された。
熱耐性ファルネシル二リン酸合成酵素のフォトアフィニティーラベリングの研究

ファルネシル二リン酸(FPP)合成酵素はジメチルアリル二リン酸(DMAPP)とイソペンテニル二リン酸(IPP)2分子から、ゲラニル二リン酸(GPP)を経てFPPを与える反応を触媒する。FPPはドリコール、ステロイド、ユビキノン、天然ゴム、プレニル化タンパク等前駆体として重要な化合物である。報告者は中等度好熱性細菌Bacillus stearothermophilusより得られる熱耐性FPP合成酵素の生成物の鎖長を決める構造因子を検討すべく、本酵素のフォトラベル化剤の開発、およびフォトアフィニティー・ラベリングを試みた。フォトラベル化剤として二つの型の化合物を合成し検討を行った。一つはアリルアジドを光感受性基として持つ基質アナログを合成した。この官能基を持つ生成物アナログの生化学的評価を行ったところ、競争阻害財として有効に働くことが分かった(Ki値10μM)。この物の共存下、光照射により酵素の失活が見られた。このアナログの1位の炭素につく水素をトリチウムに置き換えた同アナログを合成し、このアナログの共存下、酵素溶液の光照射を行い、タンパク分を集め、SDS-PAGE分析を行ったところ、本酵素に相当する画分に放射性のバンドが認められた。今後はさらに、放射化されたタンパクを用い、標識されたアミノ酸の特定を行う予定である。(秋季年会発表済、投稿準備中)。次に、光感受性基としてベンゾフェノンを持つ基質アナログを合成した。このアナログを用いて、FPP酵素の他にヘキサプレニル二リン酸合成酵素、ウンデカプレニル二リン酸合成酵素についても検討した。各アナログおよび光照射の生化学的評価より、ベンゾフェノン-GPPアナログが、特に有効であることが分かった。アリルアジド基を持つアナログの時と同様に、放射性アナログを用いて大量スケールでの標識、アミノ酸の特定を試みているところである(一部の結果はBioorg.Med.Chem.Lettersに報告済)。ファルネシル二リン酸(FPP)合成酵素はジメチルアリル二リン酸(DMAPP)とイソペンテニル二リン酸(IPP)2分子から、ゲラニル二リン酸(GPP)を経てスクワレン、ドリコールやフレニル化タンハクの前駆体である炭素15個のFPPを与える反応を触媒する。報告者は中度好熱性細菌Bacillus stearothermophilusより遺伝子工学的に得られる耐熱性FPP合成酵素を用いて本酵素の鎖長を決める構造因子の検討すべく、フォトラベル化剤の開発、およびフォトラベリングの試みを行った。基質アナログであるp-azidophenyl-3,7-dimethyl-2E,6E-nonadienyl diphosphate(1)とp-azidophenyl-3-methyl-2E-pentenyl diphosphate(2)を合成した。この二つのアナログはどちらも250nmの紫外線に強い光感受性を示し、短時間に分解することが分かった。また、これらは本酵素の基質としても働き、アナログ1はGPPの0.3%の活性、2は5%の活性を示した。また、どちらも本酵素への阻害効果を示した。特にアナログ1はGPPに対し強い競争阻害を示した(Ki値11μM)。アナログ1は照射時間に依存する光不活性化が観察され、2分間の照射で87%の本酵素活性の失活が見られた。また、この光阻害効果は阻害剤の濃度にも依存することが観察された。本研究で合成した二つのアナログはいずれも本酵素のフォトラベル化剤として有効であることが分かった。

現在はこの光標識剤の放射性同位体・トリチウム(3H)による標識化を試み、本酵素へのフォトラベリングを検討している所である。また、現在、関連した研究結果を投稿中である。本研究の一部を学会(1996・秋)で既に発表済みであり、引き続き報告準備中である。ファルネシルニリン酸(FPP)合成酵素はジメチルアリルニリン酸(DMAPP)とイソペンテニルニリン酸(IPP)2分子から、ゲラニルニリン酸(GPP)を経てFPPを与える反応を触媒する。FPPはドリコール、ステロイド、ユビキノン、天然ゴム、プレニル化タンパク等の前駆体として重要な化合物である。報告者は中等度好熱性細菌Bacillus stearothermophilusより得られる熱耐性FPP合成酵素の生成物の鎖長を決める構造因子を検討すべく、本酵素のフォトラベル化剤の開発、およびフォトアフィニテイー・ラベリングを試みた。フォトラベル化剤として二つの型の化合物を合成し検討を行った。一つはアリルアジドを光感受性基として持つ基質アナログを合成した。この官能基を持つ生成物アナログの生化学的評価を行ったところ、競争阻害剤として有効に働くことが分かった(Ki値10μM)。この物の共存下、光照射により酵素の失活が見られた。このアナログの1位の炭素につく水素をトリチウムに置き換えた同アナログを合成し、このアナログの共存下、酵素溶液の光照射を行い、タンパク分を集め、SDS-PAGE分析を行ったところ、本酵素に相当する画分に放射性のバンドが認められた。今後はさらに、放射化されたタンパクを用い、標識されたアミノ酸の特定を行う予定である(秋季年会発表済、投稿準備中)。次に、光感受性基としてベンゾフェノンを持つ基質アナログを合成した。このアナログを用いて、FPP酵素の他にヘキサプレニルニリン酸合成酵素、ウンデカプレニルニリン酸合成酵素についても検討した。各アナログおよび光照射の生化学的評価より、ベンゾフェノン-GPPアナログが、特に有効であることが分かった。アリルアジド基を持つアナログの時と同様に、放射性アナログを用いて大量スケールでの標識、アミノ酸の特定を試みているところである(一部の結果はBioorg. Med. Chem. Lettersに報告済)。
テラヘルツ時間領域分光法(THz-TDS)を用いたプラズマ診断法の開発

本研究はテラヘルツ時間領域分光法(THz-TDS)を用いた新しいプラズマ診断法の開発を目的として行った。実験では、THz-TDSによる誘導結合型放電プラズマや容量結合型放電プラズマなどの定常放電プラズマや、反応性プラズマの電子密度計測に成功した。また、ダブルプローブ法による電子密度計測の結果と比較することで、THz-TDSでは精度の良い電子密度計測が可能であることが分かった。本研究の目的は、THzパルス波の電場を観測することによって物質の複素誘電率を求めるテラヘルツ時間領域分光法(THz-TDS)利用して、プラズマの電子密度や衝突周波数、反応性プラズマ中で生成されるラジカル(特に高次ラジカル)の新しい計測方法を開発するところにある。THz-TDSは、プラズマのパラメータやプラズマ中で生成されるラジカルを非破壊、非接触でその場観測できる、新たな計測法として期待される。過去の研究で、希ガス(Ar)の比較的密度の高いプラズマ(誘導結合型放電プラズマ)に対して、プラズマ透過後のTHz波の位相の変化と透過率を計測することから、電子密度と衝突周波数を求めることが可能であることが示された。今年度は、分子性ガス(CH_4, CF_4)の比較的密度の低いプラズマ(容量結合型放電プラズマ)の電子密度計測を行った。計測結果からCH_4, CF_4それぞれの容量結合型放電プラズマの電子密度はいずれも10^<15>10^<16>m^<-3>、衝突周波数は10^<11>10^<12>Hzと求められ、この値は他の電子密度計測法で計測された値と近い値であり、THz-TDSによって、反応性プラズマで密度の低いプラズマについても、電子密度、衝突周波数の計測が可能であることが分かった。また、ラジカルの計測実験を行うための実験装置の改良を行つた。今年度は主に、プラズマ生成装置の改良を行つた。今後はさらに分光器の改良を行いS/N比(信号対雑音比)を上げ、THz領域にあるラジカルの吸収スペクトルの計測を行う予定である。本年は、テラヘルツ時間領域分光法(THz-TDS)を用いた新たなプラズマ診断法の開発の一環として、大気圧プラズマの電子密度計測の実験を実施した。計測を行うために、大気圧プラズマを生成するための新しいプラズマチャンバーの設計を行った。真空チャンバー内部に2枚の電極を1.5mm間隔で平行に置き、チャンバーの両端にはTHz波の透過率が高い高抵抗シリコン窓を設置した。真空チャンバー内を真空引きした後にHeガスを導入して大気圧プラズマを生成した所、電極間に一様なプラズマを生成することができた。また、計測を行うにあたって、プラズマ非放電時にチャンバー内へのTHz波の透過テストを行った所、電極間を透過したTHz波の時間波形を計測することに成功し、電極が低分散の導波路としての機能を果たしていることが確認できた。更に、大気圧プラズマ放電時のTHz波の透過波形を計測するために、新たにTHz波の高速検出システムの開発も行い、当該検出システムを用いて大気圧プラズマ生成時のTHz波透過波形の計測を行った。実験結果をもとに、当該システムでのプラズマの放電持続時間やプラズマ中の電子の減少率、THz波検出用の光伝導アンテナの応答時間等を比較した結果、今後、THz波発生用のフェムト秒レーザーの繰り返し周期と同期してプラズマを生成させ、発生させた全てのTHz波をプラズマに透過させることで、プラズマ生成時のTHz波の透過波形の検出が可能となり、大気圧プラズマの電子密度計測が可能になるものと考えられる。本年は、これまでに得られた結果について、招待講演を含め4件の国際会議での講演を行った。
小胞体ストレスシグナルによる、電解質輸送膜蛋白の制御機構の解明

遺伝性高血圧疾患である偽性低アルドステロン症II型(PHAII)の原因遺伝子であるKLHL3/Cullin3複合体はWNKキナーゼの分解を担うが、我々はKLHL3ノックアウトマウス作成によって、生体でのKLHL3の組織分布を明らかにし、さらにKLHL3は二量体を形成して、これに変異KLHL3が組み込まれることにより、優性遺伝型のPHAIIを発症することを明らかにした。本研究によって、KLHL3によるWNKシグナル制御機構は、量だけでなく、我々が過去に報告した、リン酸化などを介した質的な制御も重要であると考えらた。小胞体ストレス亢進を認めるAQP11ノックアウトマウスでは、小胞体でのタンパク修飾、特にpolycystin1の糖鎖修飾不良によって、polycysitin1が膜への移行ができなくなり、機能低下することを報告した(J Am Soc Nephrol.2014)。これは、小胞体ストレスなどで小胞体が機能低下を起こした際に、膜蛋白の発現量/局在/修飾などに様々な変化が起こる事を示唆した。本研究では、塩分やカリウムなどの過剰な負荷/欠乏やそれに関わる液性因子が、小胞体ストレスや酸化ストレスを介して、腎臓尿細管の膜蛋白の蛋白修飾/輸送/機能などをどのように制御するかを明らかにすることを目標としている。また、多発性嚢胞腎研究についても、嚢胞腎を薬剤にて誘導可能なモデルマウスを入手し、飼育を開始しており、小胞体ストレスとの連関を検討可能な段階まですすめた。さらにWNKがKLHL2-CUL3複合体によるユビキチン修飾後、p62を介したオートファジーによる制御をうけていることも共著者として報告した(J Am Soc Nephrol. 2015)。KLHL3リン酸化がWNK4との結合をインスリンなどの液性因子によって制御することも報告した(Biochem Biophys Res Commun. 2015)。WNKシグナルのさらなる解明によって、本年度に3つの原著論文を英文誌に報告した。また、日本腎臓学会YIA(Young Investigator Award,若手研究者賞)を受賞した。塩分負荷や電解質異常に伴うERストレスや酸化ストレスに対する検討については、当初予定していた成果は得られなかったが、代わりに塩分負荷や電解質異常について以下の成果が得られた。塩分を過剰に貯留する偽性低アルドステロン2型(PHAII)の原因遺伝子のひとつであるKLHL3をノックアウトしたマウスを作成し、その表現系について解析を行った。KLHL3のexon3にLacZを組み込み,内因性のKLHL3プロモーター下にβ-galを発現するノックアウトマウスを作製した。その結果、KLHL3では,脳と腎臓での発現が強いということが確認された。また,KLHL3ホモノックアウトマウスの腎臓では,WNK1とWNK4の分解不良による発現増加を認められ,その下流のSPAKとナトリウムクロライド共輸送体(NCC)のリン酸化が増加し,高血圧・高カリウム血症・代謝性アシドーシスといったPHAII様の表現系を示し、新たな塩分感受性高血圧モデルが得られた。この結果はすでに論文にて報告を行っている。電解質負荷に伴うPHAIIの原因となるWNK4-SPAK-NCC経路の制御については、高カリウム血症に伴うカルシニューリン(プロテインフォスファターゼ2B)の活性化がWNK4とSPAKとは独立してNCCを脱リン酸化するという新たな制御機構を発見し報告した(Kidney Int. 2017, Feb91(2):402-411)。慢性腎臓病(CKD)モデルマウスとして5/6腎摘マウスとアリストロキア酸腎症モデルについてい検討し、これらCKDモデルマウスの腎臓において酸化ストレスを受けていることを確認し、CKDモデルマウスではWNK-SPAK-NCC経路が活性化しているという結果が得られている。今後、CKDと酸化ストレス・ERストレスと電解質輸送体の制御のメカニズムについて詳細を検討していく予定である。多発性嚢胞腎モデルマウスにおける、小胞体ストレスの嚢胞腎進展への影響を検討する。電解質異常における腎臓尿細管での小胞体ストレスの検討をおこなう。腎臓内科
枯草菌における転写制御系についての解析

1.枯草菌の二成分制御系YdfHIの解析レギュレーターYdfIを枯草菌内で大量に発現させることによりYdfHIを擬似的な活性化状態にすると、ydfJの転写が特異的に誘導された。これにより、in vivoの条件でYdfHIがydfJの発現に影響を与えていることを証明することが出来た。YdfJは薬剤耐性に関与する遺伝子が含まれるRNDファミリーに属する。そこでΔydfJ株及びΔydfHI株を用い薬剤耐性試験を行ったが、明瞭な結果を得ることは出来ていない。本研究で明らかになったYdfHIによるydfJの転写の制御について学術誌に投稿し、受領された。2.枯草菌の二成分制御系YvrGHbの解析YvrGHbは7個の転写ユニット(wprA, wapA-yxxG, dltABCDE, sunA, sunT-bdbA-yolJ-bdbB, yvrI-yvrHa, sigX-rsiX)に対して正方向の、lytABCオペロンの転写に対して負の制御をすることがわかった。WprA、WapA、LytB及びLytCは枯草菌の主要な細砲表層タンパクである。またSigXは細胞表層の恒常性の維持に関与するECFシグマ因子である。枯草菌においてシグマ因子の発現制御を行う二成分制御系は初めての発見である。YvrGHbの制御下にある遺伝子の機能を考慮すると、ΔyvrGHb株では、細胞表層の状態が変化し、外部からの刺激に対する応答性も変化している可能性が考えられた。そこでΔyvrGHb株を用い、薬剤感受性試験を行った結果、アズトレオナム、セフェピム、バシトラシン及びホスホマイシンに対しての感受性が増加することがわかった。また、ΔyvrGHb株では異常な自己溶解が観察された。以上の結果からYvrGHbは枯草菌の細胞表層の状態の維持、安定化に関与する転写制御系である可能性が示唆された。現在これらの結果をもとに、投稿準備を行っている。枯草菌の二成分制御系YdfHI、YhcYZ及びYvrGHの機能解析を行った。まずYdfHI及びYhcYZの制御下にある遺伝子の特定を行った。方法はレギュレータータンパクと、マイクロアレー解析により候補として挙げられている制御下の遺伝子のプロモーター領域との親和性を、ゲルシフトにより検証した。二成分制御系YhcYZのレギュレーターであるYhcZは、ゲルシフト及び競合試験の結果yknU及びyxiPのプロモーター領域に対して、特異的に結合することがわかった。この結果は二成分制御系YhcYZがyknU及びyxiPの発現を制御している可能性を示している。同様に二成分制御系YdfHIのレギュレーターYdfIは、ydfJのプロモーター領域に対して特異的に結合することがわかり、二成分制御系YdfHIはydfJの発現を制御している可能性が示唆された。YdfJはRND familyに属している。RND familyは抗生物質、重金属の排出ポンプの代表的なグループであり、YdfJもそれらの排出に関係する可能性が考えられる。続いてレギュレーターYdfIのydfJプロモーター上における作用部位をフットプリント法により決定した。その領域にはGCCC-AA-GTACからなるタンデムリピートが存在し、これがYdfIのcis配列であると思われる。また主要な表層タンパクをコードする遺伝子の発現を制御する制御系YvrGHに関しては、センサーが認識するシグナルの決定を行ってきた。制御下の遺伝子の転写挙動は、pH、温度、塩、EtOHなどのストレスには変化を示さなかった。次に野生株とΔyvrGH株を用い、薬剤感受性試験を行った。その結果、近年開発されたマクロライド系抗菌薬であるアジスロマイシンに対し、ΔyvrGH株の感受性が168株に比べ増加している傾向が見られた。今後薬剤耐性機構の見地からも解析をすすめていく。

そこでΔyvrGHb株を用い、薬剤感受性試験を行った結果、アズトレオナム、セフェピム、バシトラシン及びホスホマイシンに対しての感受性が増加することがわかった。また、ΔyvrGHb株では異常な自己溶解が観察された。以上の結果からYvrGHbは枯草菌の細胞表層の状態の維持、安定化に関与する転写制御系である可能性が示唆された。現在これらの結果をもとに、投稿準備を行っている。
精度の良い船体構造設計のための波浪荷重に関する研究

最近の船体構造設計においては、船級協会規則で直接強度計算が認められており、そのための波浪荷重も与えられている。しかしながら、この荷重はどちらかといえば船体の最終強度を念頭においたもので、船の疲労破壊強度検討に用いるには疑問が残る。船体の疲労強度検討のためには、変動圧力の時間的・空間的分布を精度良く求めることが必要になってくる。船体の応力変動は、この変動圧力により、計算することができる。本研究では、まず、船体に作用する波浪中圧力の変動成分の時間的、空間的分布を計算した。この圧力分布を検討することにより、4つの典型的な変動成分の分布形状を求めた。この圧力の変動成分分布を用いて、船体の部分構造モデルに対して、応力解析を行なった。船体の部分構造モデルを用いた構造解析では、適切な不平衡力や境界条件を設定することが困難であることが知られている。本研究では、これまで経験的に用いられていた不平衡力や境界条件の妥当性について検討を行なった。その結果、これらの応力分布に与える影響を明らかにした。このような検討によって得られた不平衡力や境界条件を船体の部分構造モデルに適用し、さきに述べた船体の疲労強度に重要となる4つの典型的な波浪中圧力の変動成分の分布形状を用い、船体構造の応力解析を行なった。船体の内底板とビルジホッパータンクの斜板における応力状態を検討し、精度の良い船体の疲労強度設計に必要な波浪荷重について考察した。船体構造設計において用いられる波浪荷重は船級協会の規則で規定されているが、これらは主として静的・準静的なものであり、かつ座屈・崩壊などの最終強度を前提としたものであるため、疲労強度を主眼とした船体構造設計には適切でない場合が多い。船体の疲労強度設計において最も重要となる荷重は波浪による変動水圧である。波浪変動圧は、その振幅が時間的に変化するのみならず、船体表面上でも空間的な位相差を持つためその推定は簡単ではなく、それゆえそれらを設計に用いる場合、単純な設計荷重に置き換えるのは困難とされていた。本研究ではこのような波浪変動荷重を船体の疲労強度設計に取り入れるべく、波浪変動圧とそれによって生ずる応力分布について考察を行い、精度の良い船体構造設計のための波浪荷重について検討を行なうものである。平成5年度は、まず、波浪中圧力の変動成分および変動成分分布形状を定義し、波浪中圧力の変動成分分布について考察を行った。すなわち、研究代表者が以前に示した境界要素法による計算法を用いて変動圧力計算を行い、波浪中圧力の変動成分の分布形状の特徴と波長・波高との関係を調べ波浪中圧力の変動成分分布形状を分類し、「見かけの波長」というのパラメータを用いると典型的な分布形状が4つとなることを示した。次に、有限要素法により実際の船体構造解析を行う場合に拘束条件や不衡力等の条件がどのように解析結果に影響を及ぼすかを簡易モデルを用いて検討した。この結果、船体の片舷モデルを用いた構造解析においては、横隔壁とその船体中心線付近において、反対称荷重における境界条件の影響を受けることが判明した。最後に、先に分類した波浪中圧力の変動成分を荷重として実際の構造解析を行ない、荷重と応力の関係について明らかにした。この結果、バラ積み貨物船の内底板における応力分布はそれぞれの圧力分布に応じて特徴的な応力分布となることがわかった。本研究では、船体構造の疲労強度を念頭におき、船体構造設計に適用するための波浪荷重について検討を行う。さらに、この波浪荷重を用いて応力解析をする際の問題点について考察を行い、精度の良い船体構造設計のための荷重と構造解析手法について提案を行うものである。平成5年度には、疲労強度検討用の波浪中圧力の変動成分分布形状を定義し、これを用いた有限要素法による船体構造解析を行い、不平衡力や拘束条件についての検討を行った。その結果、特に反対称分布を持つ荷重については、不平衡力や拘束条件が応力分布に大きな影響を及ぼすことが明らかになった。そこで、平成6年度は、非対称な変動水圧による応力解析精度に関して、構造モデル、不平衡力、境界条件などについて検討を行った。

まず、船体構造の部分構造モデルを定義し、この構造に作用させるべき不平衡力の検討を行った。これには船の両舷をモデル化した部分構造モデルを用いた。その結果、対称荷重については、不平衡力は甲板の応力分布に影響を及ぼすこと、上下方向の分布剪断力を横隔壁位置船側外板上に作用させるのが望ましいことが判明した。反対称荷重については、船底付近の構造に注目する場合には甲板上、甲板付近の構造に注目する場合には船底の、それぞれ横隔壁位置に水平方向の分布剪断力を作用させるのがよいが、横隔壁の応力分布には影響が現れることが判明した。次に、船体の片舷のみをモデル化した部分構造モデルを用いる場合のセンターライン上の境界条件について検討を行った。この結果、対称荷重の場合には、センターライン上の断面で左右方向の変位と船長方向軸および鉛直軸まわりの回転を拘束するのがよく、一方、反対称荷重の場合には、センターライン上断面で鉛直方向の変位を拘束し、かつセンターライン上横隔壁位置で左右方向の変位を拘束するのがよいことが判明した。
ヒトおよび霊長類がおこなう対象・身体・空間のイメージ操作の進化的理解に関する研究

これまでにヒトが心的回転を行うことは知られているが、動物には未だにその証拠がない。心的回転は、イメージ操作の代表的なものであると考えられているが、この現象を、ニホンザルとチンパンジーの2種の霊長類とヒトで検討する。霊長類2種は、まず弁別訓練を行ってから、心的回転を検討し、異なる選択肢との象徴見本合わせを行う可能性を排除した。その結果、サルは心的現象といえる結果を示した。ヒトでは、身体刺激の回転される実験と、脳波を即する実験を行い、行動学的・生理心理学的知見を得た。36名のヒトを対象に、ヒトの手、サルの手、文字に対する心的回転の研究を実施した。その結果、従来の研究の通り、文字では180度を頂点とした反応速度の遅延が見られ、ヒトの手に対しては、実際の稼動範囲の制限に合わせて反応速度の頂点が移動することが確認された。また、サルの手に対しても、ヒトの手ほどではないが、反応速度の非対称性が確認された。すなわち、サルの手であっても、ヒトが判断する際には、自分の手であるかのようにして表象を操作することが示唆された。サルを対象とした研究では、まずヒトの実験で試用するための刺激となる、手の写真を収集した。さらに、実際の心的回転のための訓練を行い、現在は文字を刺激として、いくつかの角度での弁別訓練を、週に5日のペースで継続しているところである。次年度には、文字のほかに、ヒトやサルの手を刺激とした心的回転の実験を遂行する予定である。チンパンジーについては、チンパンジー・サンクチュアリ・宇土の大人雄19個体を対象に、心的回転課題の訓練として、コンピューターを用いた2選択課題、指さしによる2選択課題を実施しか。うち5個体が高い正答率を示した。また、飼育者がチンパンジーと同室する対面場面で、大人雌2個体を対象に、つみ木積み課題とはめ板課題を実施した。うち1個体は積み木を10個積むことができ、対象を操作し適切な向きで穴に入れるという基本的な操作をおこなうことができた。訓練を継続し、次年度に心的回転課題を実施する。【ヒトを対象とした心的回転の実験III】H19年度に行った実験を拡張し、「サルの手をヒトの手のように認識した」現象が、刺激が自分の左右の手のいずれであるかを判断させたことによるのか、あるいはサルの手がヒトの手と類似した形状によるためなのかを明らかにする実験を行った。具体的には、サルの手の替わりに軍手の写真を用いて昨年と同様の実験を行い、ヒトの手ほどではないが、軍手もサルの手も同じ程度「手のイメージを回転」させたときと同じ効果が得られることがわかった。詳細については分析中である。【サルを対象とした心的回点の実験】2個体のサルを対象に、後の見本合わせ訓練(テスト)で用いる刺激の正立像とその鏡映像を用いて同時弁別の訓練を行った。一個体ずつ一方を正刺激、他方を負刺激として訓練を行った結果、高い正答率に達し、これらのよく似た刺激を区別できるようになった。続いて、それらの刺激を用いて、見本合わせの訓練を行った。現在、見本刺激に角度をつけた状態で訓練を継続中である。【チンパンジーを対象とした訓練】チンパンジーでは、ジョイスティックを用いたコンピューター課題および対面場面におけるはめ板課題を計20個体に実施した。コンピューター課題では、刺激によらず定型的は反応に終始する傾向が強かった。そのため、タッチパネルを利用したトラッキング課題導入した。また、はめ板課題では、円形と四角形をはめる訓練を実施したのち、左右を反転してテストを実施した。左右が変わるだけで調整が困難になり正答率が著しく低下した。そこで反転課題習得にむけ、補助訓練を実施している。H21とH22年度は、ヒト、サル、チンパンジーの3種で心的回点現象の実験を実施した。1)ヒトの実験:日本人と日本語能力1級の中国人留学生を対象に、平仮名と漢字の心的回転を行動および脳波を用いて検討した。日本人と中国人を比較したところ、日本人は漢字よりも平仮名のほうが早く認識できたのに対し、中国人は平仮名の認識のほうが遅かった。脳波を測定したところ、心的回転を反映するPzでの振幅は日本人と中国人はとも回転角度に合わせて大きくなった。ただし、日本人のほうが回転に対応した波形の出現が早かった。漢字・平仮名がランダムに提示される状況において、中国人の平仮名に対する表象が弱いために、このような反応の遅さを反映していると考えられた。2)サルの実験:サルで心的回転の実験を実施した。5個体ではじめたが、途中で1個体が死亡し、他個体も感染症のため、実験が停止となった。