hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物病原糸状菌の光環境応答:分子基盤の解明と寄生戦略の追求

イネごま葉枯病菌を用いて、近紫外線及び青色光照射によって発現が増加する50以上の新規光環境応答遺伝子を明らかにした。そして、光受容体の候補となりうるオプシン様遺伝子、及び、青色光受容体(BLR1)の制御を受ける遺伝子等を見いだした。イネごま葉枯病菌の分生胞子形成は太陽光の照射条件に依存しており、宿主植物への感染に対する寄生戦略が推察された。また、紫外線防御に関連するメラニンの植物病原糸状菌における役割を明らかにした。イネごま葉枯病菌の光環境応答の分子基盤を明らかにするため、Suppression Subtractive Hybridization(SSH)法により光誘導性遺伝子を網羅的に探索した。その結果、近紫外線または青色光照射によって発現が増加すると思われる702の候補遺伝子を得た。リアルタイムPCRによる発現解析を行なった結果、調査した84遺伝子中39遺伝子の発現が近紫外線照射により増加することを明らかにした。また、青色光受容体遺伝子(BLR1)破壊株を用いて、これら39の光誘導性遺伝子の発現を調査した結果、29遺伝子で、近紫外線照射による発現増加が認められなかったことから、これら29遺伝子は青色光受容体BLR1を介して制御されることが示唆された。今回明らかになった光誘導性遺伝子の中には、これまでに、光制御を受けるといった報告のない遺伝子も多数含まれており、今後、さらに解析していく予定である。また、近紫外線照射によって発現が増加することが知られているメラニン生合成遺伝子の転写制御因子をコードする遺伝子(BMR1)をクローニングし、BMR1遺伝子破壊株ではメラニン生合成遺伝子の発現が認められず、メラニン合成がおこらないこと、また、BMR1遺伝子過剰発現株では、野生株よりもメラニン生合成遺伝子の発現が増加し、野生株と比較してコロニーの色がより黒色になることを明らかにした。次に、イネごま葉枯病菌の光環境応答の生態学的意義を明らかにするため野外実験を行なった。晴天時と曇天時で、太陽光を一定時間照射し、胞子形成数を調査した結果、晴天時の方が有為に胞子形成数が多かった。また、胞子飛散による病害の広がりを小規模でモニタリングできる実験系を確立した。イネごま葉枯病菌の光環境応答の分子基盤を明らかにするため、Suppression Subtractive Hybridization(SSH)法による光誘導性遺伝子の網羅的な探索を引き続き行なった。その結果、近紫外線または青色光照射によって発現が増加する50以上の新規光誘導性遺伝子を明らかにし、カタログ化を行なった。その中で、2つのオプシン様遺伝子に着目し、発現解析を行なった。OPS1遺伝子は、暗黒下での発現量は低かったが、近紫外線を照射すると、発現量が100倍以上増加した。一方、OPS2遺伝子は、暗黒下でも高いレベルで恒常的に発現していたが、近紫外線を照射すると、発現量が10倍以上増加した。これらOPS1及びOPS2遺伝子の近紫外線照射による発現量の増加は、青色光受容体遺伝子破壊株で認められなくなったことから、青色光受容体がOPS1及びOPS2遺伝子の発現制御に深く関与することが示唆された。一方、紫外線防御に関連するメラニンの植物病原糸状菌における役割を明らかにするため、メラニン合成系遺伝子破壊株を用いた病原性試験を行なった。メラニン合成系遺伝子破壊株をイネに接種すると、野生株と同様に病斑を形成したが、病斑上における胞子形成が野生株と比較して有為に低下した。したがって、イネごま葉枯病菌では、メラニンが、宿主内における菌糸伸展やその後の胞子形成に重要な役割を持つことが考えられ、イネいもち病菌等の付着器形成におけるメラニンの重要性とは異なるメラニンの役割がイネごま葉枯病菌にあることが示唆された。
早期英語教育道入期を視野に入れた子供の音声言語発達研究

幼児の語彙獲得には、ワーキング・メモリーにおける音韻ループが重要な役割を果たしていると言われている。この音韻ループの発達は、語彙の反復能力と語彙サイズにより、ある程度観察可能であると考える。そこで、無意味語反復の課題を通して、外国語の学習の基本となる反復能力の発達過程と母語の音韻ルールの獲得過程の関連を探る。さらに、母語の無意味語反復の誤りデータを分析し、幼児と児童の母語の音韻ルールの構築過程を確認すると共に、英語を学習した場合における、獲得された母語音韻ルールの英語音声への干渉の程度と反復能力を測ることで、英語学習の適切な開始時期を明らかにすることを目的としたコホート研究調査を実施した。平成17年度には、日本語を母語とする3-7歳の幼児・児童を対象に、日本語の無意味語反復調査と絵画語彙能力テスト(Picture Vocabulary Test)を行い、以下の結果を得た。日本語において、3,4歳児においては語彙能力と無意味語反復能力に相関関係がみられ、実年齢による反復の正答率についても、年齢が上がれば反復正答率も上がる。しかし、語彙年齢と実年齢が共に上がっても、5歳になると反復正答率が横ばい状態になる。これは、反復能力と語彙年齢の相関が8歳まで続く英語圏とは異なる傾向である。日本語の場合に反復能力が落ちるのは、母語の音韻体系がかなり早く確立し、それが無意味語反復の際に影響を与え、正答率が落ちることに関係する可能性が考えられる。平成18年度調査においては、無意味語反復能力の回復は実年齢84ヶ月(7歳)、語彙月齢が100ヶ月を超えたころであることが分った。4歳児の場合には反復能力の高低差が激しいが、7歳児になると、語彙能力と反復能力に個人差が少なくなる。この反復能力回復時を待って、英語教育を開始するのが妥当ではないかという一応の結論を得ることができた。幼児の語彙獲得には、ワーキング・メモリーにおける音韻ループ、すなわち言語情報を言語リハーサルにより一時的にとどめておく能力が重要な役割を果たしていると言われている。この音韻ループの発達は、語彙を反復する能力と語彙能力(語彙サイズ)によって、ある程度観察可能であると考える。そこで、無意味語反復の課題を通して、外国語の学習の基本となる反復能力の発達過程と母語の音韻ルールの獲得過程を探る。さらに、母語の無意味語反復の誤りデータを分析し、幼児と児童(小学校低・中学年)の母語の音韻ルールの構築過程を確認すると共に、英語を学習した場合における、獲得された母語音韻ルールの英語音声への干渉の程度と反復能力を測ることで、英語学習の適切な開始時期を明らかにすることを目的として、下記の調査を実施した。日本語を母語とする3-7歳の幼児・児童を対象に、日本語の無意味語反復調査と絵画語彙能力テスト(Picture Vocabulary Test)を行い、以下の結果をみることができた。日本語において、3,4歳児においては、語彙能力と無意味語反復能力に相関関係がみられ、実年齡による反復の正答率についても、年齢が上がれば反復正答率も上がる。これは、反復能力と語彙年齢の相関が8歳まで続く、英語圏とは異なる傾向である。日本語の場合に反復能力が落ちるのは、母語の音韻体系がかなりはやく確立し、それが無意味語反復の際に影響を与え、正答率が落ちることに関係する可能性が考えられる。

今後、この無意味語反復の回復時期はいつごろなのか、それが第二言語の導入時期の確定とどのように関係するのかを解明するために、コホート研究として当該調査を続けるとともに、第二言語としての日本語無意味語反復調査と、英語無意味語反復の調査についても行なっていく。幼児の語彙獲得には、ワーキング・メモリーにおける音韻ループが重要な役割を果たしていると言われている。この音韻ループの発達は、語彙の反復能力と語彙サイズにより、ある程度観察可能であると考える。そこで、無意味語反復の課題を通して、外国語の学習の基本となる反復能力の発達過程と母語の音韻ルールの獲得過程の関連を探る。さらに、母語の無意味語反復の誤りデータを分析し、幼児と児童の母語の音韻ルールの構築過程を確認すると共に、英語を学習した場合における、獲得された母語音韻ルールの英語音声への干渉の程度と反復能力を測ることで、英語学習の適切な開始時期を明らかにすることを目的としたコホート研究調査を実施した。平成17年度には、日本語を母語とする3-7歳の幼児・児童を対象に、日本語の無意味語反復調査と絵画語彙能力テスト(Picture Vocabulary Test)を行い、以下の結果を得た。日本語において、3,4歳児においては語彙能力と無意味語反復能力に相関関係がみられ、実年齢による反復の正答率についても、年齢が上がれば反復正答率も上がる。しかし、語彙年齢と実年齢が共に上がっても、5歳になると反復正答率が横ばい状態になる。これは、反復能力と語彙年齢の相関が8歳まで続く英語圏とは異なる傾向である。日本語の場合に反復能力が落ちるのは、母語の音韻体系がかなり早く確立し、それが無意味語反復の際に影響を与え、正答率が落ちることに関係する可能性が考えられる。平成18年度調査においては、無意味語反復能力の回復は実年齢84ヶ月(7歳)、語彙月齢が100ヶ月を超えたころであることが分った。4歳児の場合には反復能力の高低差が激しいが、7歳児になると、語彙能力と反復能力に個人差が少なくなる。この反復能力回復時を待って、英語教育を開始するのが妥当ではないかという一応の結論を得ることができた。
教育・臨床現場における脳科学の視点による広汎性発達障害児の早期発見方法の開発

教育・臨床現場における近赤外光トポグラフィー(NIRS)による広汎性発達障害(PDD)児の早期発見方法を開発するために、平成17年度に、PDD児スクリーニングのための課題(NIRS用心の理論課題)とNIRSを使ったスクリーニング方法を考案した。そして、健常成人18名を対象に同課題を実施し、課題遂行時の前頭部の脳活動をMRS(ETG-400system,日立社製)によって測定した。その結果、NIRS心の理論課題の表情の写真についてコメントする時には、物の写真についてコメントする時に比べ、脳の前頭領域の酸化ヘモグロビン濃度(oxyHb)が増加することが実証され、健常成人ではヒトの表情から感情を読み取る際に前頭領域の脳活動が特異的に高まることが示された。そして、これをNIRSで特定化することができることがわかった。平成18年度は、前年度の研究で開発したNIRS用心の理論課題遂行時のNIRSを使った脳活動測定によってPDD児と健常児で差が見られるか研究した。8歳から14歳のPDD児15名と健常児15名にNIRS用心の理論課題とMRSを実施し、それらのデータを比較した。2元配置分散分析の結果、表情の写真に対するコメントと物の写真に対するコメントの際のoxyHbは左前頭内側領域においてPDD児群と健常児群に有意な差が認められた。PDD児と健常児の脳活動の差が左前頭内側領域付近のみで見られたことから、NIRS装置を使って前頭部の一部のみを測定することで、PDD児がスクリーニングできる可能性が示され、本研究で開発した表情写真と物の写真についてコメントさせる課題を使ったNIRSによる脳活動測定方法は、PDD児の教育・臨床現場で簡便なスクリーニング検査として有用であると推察された。本研究は、広汎性発達障害(PDD)児の教育・臨床現場における早期スクリーニング、診断における課題遂行時の近赤外光トポグラフィー(NIRS)データの有用性について研究することを目的としている。本年度は、(1)NIRSで使用することのできるPDD児をスクリーニングするための課題を考案し、その有用性を検証すること、(2)(1)で考案した課題において活動する脳局在とその活動特性を明らかにすること、の2つを目的に研究を行った。まず、Baron-Cohen(1999)らの研究を参考にNIRSに用いることができる心の理論課題を考案した。それは人の目の写真を見て、その人の感情を20秒間推測する課題であった。次に健常成人18名を対象に心の理論課題とコントロール課題を実施した。そして、光トポグラフィー装置(ETG-400system、日立社製)を用いて課題遂行時の前頭部の脳活動の差を捉えた。その結果、前頭中心領域の国際10-20法Fpz周辺の3領域で脳血流の酸化ヘモグロビンの増加に傾向差が認められた。したがって、本研究で考案した心の理論課題はNIRSの実験の際に用いることができる課題であると考えられた。また、心の理論課題遂行時には、コントロール課題遂行時に比べ、脳の前頭中心領域の活動が増加することが実証され、健常成人では心の理論課題を実施する際の脳活動をNIRSによって特定化できる可能性が示唆された。次年度は、本研究で考案した心の理論課題を用いて、PDD児と年齢をマッチしたコントロール児を対象に同様の実験を行い、両群間に差が見られるかどうか検討する。これによって、NIRSを用いた心の理論課題遂行時の脳活動測定がPDD児のスクリーニングに用いることができるか研究する。
コンテンツ開発のプロジェクト間ネットワーク戦略:映像産業の組織・制度の国際比較

本研究は、現代日本映画産業における全体的な製作提携の構造と業績の関連について、2000年代の製作委員会のネットワーク分析を通じて明らかにすることを目的とする。映像コンテンツの制作に際し、製作委員会と呼ばれる時限ネットワーク組織を分析の対象とする。製作委員会には、多様な企業が自社の事業利用を目的として参画する。これらの企業群は従来の映画産業にない独特な製作手法や著作権ビジネスのスキーム等のノウハウを持ち込み、日本の映画産業の復興に大きく寄与した。近年では、アニメーション映画の製作経験を蓄積してきた出版社の影響力が増しつつある本研究は、現代日本映画産業における全体的な製作提携の構造と業績の関連について、2000年代の製作委員会のネットワーク分析を通じて明らかにすることを目的とする。低迷期であった80年代にはリスク分散を目的とされることが多かったが、90年代になると効果的な多メディア展開といった成果の増大を目的にしてマスメディア企業群中心で組織されるようになった。近年では、アニメーション映画の製作経験を蓄積してきた出版社の影響力が増しつつある。現代日本映画産業に於ける製作提携ネットワークの全体構造の特性とその興行成績への影響を検討するために、映画製作委員会参加企業の提携網をネットワーク分析した。分析結果から次のような構造と興行の関係が確認出来た。(1)キラーコンテンツとなるアニメーション映画は高業績だが、固定し閉鎖的な提携グループを構成している。(2)大手出版社が提供する原作をメディア企業が映画会社・製作会社・広告代理店と共に映画化するメディア・ミックスの提携パターシが一定の収益を上げている。(3)製作回数の多い企業の提携ネットウークは結合し一つの小世界になっており、日本的特性が窺えた。文化コンテンツ産業に於ける商業的な製作提携ネットワークの独特な構造と業績との独特な関連が明らかになった。これは、文化産業における提携のソーシャル・キャピタルの特徴を示すと思われるが、今後経時分析と国際比較を通じてより詳細に検討したい。2000年代の日本映画の製作事業開発提携において、企業の持つ企業間ネットワークの構造形態、関係特性と、関与した映画の平均的な業績の関連を見てみると、凝集的な紐帯に一定の効果が見られた。これは、日本映画の製作委員会の現状について紹介したところで示したように、常時、一定の企業と凝集的なクラスターを形成してそこで製作をしている企業の方が、そこで映画製作に関わるソフトな資源を相互利用できるとともに複数のメディアを用いて集中的な映画宣伝を行うことができるように活用型の学習を進めているので、業績の高さが期待できた。つまり映画製作に関する文脈に依存した知識とルーチンを共有している企業の業績が高い傾向が見えた。支援企業は、大手商社、IT企業、芸能事務所などがあり、自分の保有する事業資源(小売網、デジタルメディア技術、タレントなど)を活かす途を探るために、幅広く流通メディア企業、製作企業に関与する傾向が見られた。ネットワークにおける提携組織能力(Alliance capability)の観点を導入すると、こうした結果からある種の経営管理上の含意を得られるだろう
運動学習時における大脳皮質内神経回路の信号伝達の特異的変化

ヒトやサルが行う上肢による到達運動は、シフトプリズムを装着することにより視覚空間座標と運動座標との間に解離が生じても、10-20回の試行で正確に目標に到達することができる。しかもこの運動学習にはプリズムの着脱毎に、極めて高い再現性のあることが確認されている。このような運動学習に大脳皮質運動前野腹側部が重要な役割を果たしていることが明らかにされている。本年度の研究では、この目標点への手到達運動のプリズム適応が運動前野腹側部内およびその周辺の神経ネットワークにおける信号伝達の変化によって達成されるという仮説を立て、運動前野腹側部への出力先である一次運動野から単一ニューロン活動の多点同時記録を行い、データの詳細な解析を行った。運動前野腹側部と一次運動野のいずれにおいても運動関連ニューロンなどのいずれもプリズム適応中に特異的な発火を示すものはほとんどなかった。しかし、ニューロン間の相互相関を解析すると、プリズム適応中に特異的にスパイク後促通および同期発火を示すニューロン対が存在することが明らかとなった。これらは特に運動前野腹側部内の運動関連ニューロン間である場合が多数であった。一部は運動前野腹側部内の運動関連ニューロンとそれ以外のニューロン、および運動前野腹側部と一次運動野の運動関連ニューロン間で認められた。しかし一次運動野内では運動学習特異的なスパイク後促通あるいは同期発火を示すニューロンは少数であった。このことは運動前野腹側部の神経ネットワークにおける特異的なシナプス伝達効率の変化のみならず運動学習中に特異的なニューロン間の同期発火がプリズム適応に関わっていることを示すものと考えられる。本研究の結果は情報変換に関わるニューロン群間の結合性が変化と時間的同期の両方がプリズム適応に重要な役割を果たしていることを示唆する。
互恵的相互依存に着目した医療系協調学習の分析と改善

本年度は、協調学習環境における学習者の互恵的相互依存を測定する尺度(SOcial interdependence in Collaborative learning Scale:SOCS)を開発した。初等教育などでの先行研究をもとに、37項目からなる尺度項目の原案を策定した。尺度の各項目は日英間の双方向翻訳を行い、文言の同一性を保つよう配慮した。次に、紙面またはオンラインアンケートフォームを用いて、8カ国から関係者30名(教育専門家10名、協調学習の経験が豊富な医療系教員10名、協調学習による授業を経験した医学生10名)から意見を聴取し、修正Delphi法によるコンセンサス策定研究を実施した。アンケートフォームでは、原案の各項目がどの程度適切であるかを15の5件法で意見を聴取するとともに、言葉の言い換えや追加すべき選択肢について提案をつのり、項目を取捨選択した。2巡目終了時点で16項目からなる第2案を持って回答が収束したため、策定研究を終了した。その後、尺度の妥当性を確認するため、協調学習の経験のある医療系学生(n=264)を対象に調査を実施し、確証的因子分析を実施した。239名から回答を得た(回答率90.5%)。策定研究で得られたSOCSのうち、回答結果の相関係数が高い1項目を削除し、15項目で確証的因子分析を実施したところ、互恵的相互依存理論に合致する3因子構造モデルにて最良の結果を得た。各因子間の相関は中程度であり、α値も良好であった(outcome = 0.854, means = 0.786, boundary = 0.876)。また併行して、H31(R1)年度に予定していたPBLを受講した学生へのインタビューを前倒しで着手すると共に、今後の研究対象となる授業を構築する準備のために情報収集を開始した。実施予定であった研究は完了し、研究成果を年度内に投稿済みである。またH31(R1)年度以降に予定していた研究にも着手できている。申請時点ではPBL, TBLといった協調学習教育方略単位での探索を予定していたが、次年度はチーム医療への配慮がより求められる多職種連携教育(IPE)を対象とすることにした。IPE環境においてH30年度に開発した尺度が多職種連携への視点とどのように関連するかを検討する予定である。また、H30年度の成果を論文化するとともに、インタビューについても飽和した時点で学会等での報告および論文化を進める。(次年度使用額が生じた理由)申請時には、尺度策定研究および妥当性研究の参加者に謝金を支払う予定であったが、実施過程において、研究結果に利益相反が生じうるとの懸念が寄せられたことから、無償で実施することとした。さらに、学術集会への参加費用を計上していたが、参加を中止したため、費用を削減することができた。(次年度使用計画)「今後の研究の推進方策」に記した研究を遂行すると共に、学会や論文での研究成果の発表を行う。

また、協調学習を導入できる新たな対象やその授業内容の情報収集を行う。30年度からの繰り越し分については、消耗品費として使用する予定であるほか、3年目に予定していた研究を前倒しにできるようであればその費用に用いる。
教科書を基本とした理科以外の教科での自然史博物館活用と学校向けツールの調査・開発

自然史博物館の学校教育における活用方法の拡大と促進をはかるために、国語など自然史博物館の専門分野でない教科に注目した。教科と大阪市立自然史博物館の資料との対応調査、他の博物館施設での専門分野以外の教科による活用状況調査を行い、その結果を踏まえた上で、国語で使える貸出キットを開発した。国語で使える貸出キットによってもたらされる教員と児童の理解や意識の変化を調査した結果、国語・理科の両方の教科で児童の学習を深める支援ができ、話す・聞く・書く・読むという児童の言語活動の促進にも役立つことがわかった。また、生物への興味関心を高め、児童の実際の観察や活動を引き出すことがわかった。(1)教科書を基本とした、理科以外の教科についての自然史博物館の展示や資料の対応表の作成:大阪市内の小中学校に採用されている教科書「理科」「生活科」「国語」「社会」等の単元・題材と、自然史博物館の展示・資料等との対応表を作成した。理科以外の教科にも多数の生物や自然物が取り上げられており、自然史博物館の展示と多くの教科が関連づけられることがわかった。(2)博物館施設の学校向け事業の情報収集:全国科学系博物館協議会加盟館221館を対象に、アンケート調査を実施した。理科以外の教科をテーマにした学校の博物館利用の事例や博物館の取り組みについてのさまざまな事例が集まり、56.6%の職員が、理科以外の教科における科学系博物館の利用促進について興味を持っていることがわかった。その理由として、教科を超えて科学的にものを見ることにより、視野や世界観が広がり、科学系博物館を有意義に活用してもらえる、学校の博物館利用の促進になると考えていることがわかった。(3)教員向け行事での情報収集と、展示の作成:平成25年8月7日に「教員のための博物館の日」を開催し、教員対象に、博物館の専門分野と違う学校の活用事例のアンケート調査を行なったが、事例は集まらなかった。教員に見学してもらえるように、特別展「いきものいっぱい大阪湾」と社会の教科書との関連を紹介するコーナー展示を作った。(4)国語で使える貸出キットの企画進行:小学校の国語の題材とつながる貸し出しキットの企画会議を行った。学校の教員・教育センター職員等に参加してもらい、取り上げるべき国語の教材の候補を決め、貸出キットの内容・形態について議論した。国語の貸出キットでは、国語の単元の目標「時間や事柄の順序に沿って、説明文を読む」などを意識して作成する必要があることがわかった。(1)小中学校の教科と自然史博物館の資料との対応表のweb公開:教科書と博物館資料の対応表をweb掲載用に整理し、博物館ホームページに掲載した。掲載した教科は理科・社会・国語・技術・家庭科・保健などで、ダウンロード可能なpdf・エクセルデータも掲載した。また、学校向けページを教員が使いやすいように改訂した。(2)国語で使える貸出キットの開発:貸出キット「タンポポ」と「虫の体」を作成した。タンポポは、標本・写真資料等のほか、国語(東京書籍・光村図書小学校2年生)の単元目標である「順序に気をつけて読み取る」「説明をする」に対応するよう、発芽からタネになるまでを順に並べるカードも作成した。「虫の体」は、当初、国語(東京書籍小学校2年生)の教材「虫は道具をもっている」に合わせ、虫の体のしくみと働きに注目した内容で進めていたが、次年度の教科書改訂で教材が掲載されなくなり、内容を一部変更した。国語(東京書籍小学校2年生)の教材「自然のかくし絵」に合わせ、保護色に注目した「虫のかくれんぼ紙芝居」を加え、試作版とした。平成27年3月に貸出キット企画会議を実施し、資料に博物館名を入れることで、児童らに博物館に興味を持たせ、さらに学習の機会が広がる可能性があることなどが示唆された。(3)教員向け行事で研究成果の一部の公開と展示作成:平成26年8月8日開催「教員のための博物館の日」では、貸出キット紹介ブースを作り、教員から意見を集めた。具体的な改良意見の他、完成したらぜひ使ってみたいという感想もあった。特別展「都市の自然」の展示内容と教科書との関連を紹介するコーナー展示も作成した。(4)対応表と貸出キットの広報物作成:ホームページや博物館が配信している教員向け通信への記事掲載、貸出キットのチラシを作成するなど広報を行い、平成27年度以降の貸出キット利用と評価協力を学校に呼びかけた。本研究では、教科書を基本にした国語など自然史博物館の専門分野でない教科に注目し、教科と自然史博物館の資料との対応を調査し、他の博物館施設の状況調査を踏まえた上で、国語で使える貸出キットを開発し、貸出キットによってもたらされる教員と児童の理解や意識の変化を調査した。この研究により、自然史博物館の学校教育における活用方法の拡大と促進をはかり、経過と結果を明らかにして教材化の方法論としてまとめ、他の博物館施設の参考になることを目指した。【理科以外の教科と自然史博物館資料との対応調査】国語、社会科、家庭科、保健など小学校・中学校の教科と自然史博物館の展示や資料の対応表を作り、博物館のホームページで公開した。【他の博物館施設調査】全国科学系博物館協議会加盟館を対象に博物館の専門分野以外の教科への対応状況など、アンケート調査した。【貸出キットの開発と学校利用・教員と児童対象の調査】国語で使える貸出キット「タンポポ」「虫の体」を開発し、平成27年度に貸出を開始した。「タンポポ」は5校、「虫の体」は7校に貸出を行った。

教員と一部児童対象にアンケートを実施するほか、了承を得られた学校の授業見学を行い、利用の様子を調査した。貸出キットの効果的な利用方法を学校に伝えるため、利用イメージを膨らますためのヒントを掲載する教員向け資料を作成し、貸出キットと一緒に提供した。「タンポポ」「虫の体」キットは、国語・理科の両方の教科で児童の学習を深める支援をすることができ、話す・聞く・書く・読むという言語活動の促進に役立った。また生物への興味関心を高め、児童の実際の観察や活動を引き出すことが分かった。研究成果は、報告書としてまとめ、博物館のホームページhttp://www.mus-nh.city.osaka.jp/edu/index.htmlで公開している。自然史博物館の学校教育における活用方法の拡大と促進をはかるために、国語など自然史博物館の専門分野でない教科に注目した。教科と大阪市立自然史博物館の資料との対応調査、他の博物館施設での専門分野以外の教科による活用状況調査を行い、その結果を踏まえた上で、国語で使える貸出キットを開発した。国語で使える貸出キットによってもたらされる教員と児童の理解や意識の変化を調査した結果、国語・理科の両方の教科で児童の学習を深める支援ができ、話す・聞く・書く・読むという児童の言語活動の促進にも役立つことがわかった。また、生物への興味関心を高め、児童の実際の観察や活動を引き出すことがわかった。平成26年度の研究実施計画として、(1)小中学校の教科と自然史博物館の展示・資料との対応表のweb公開、(2)国語で使える貸出キットの開発、(3)教員向け行事で研究成果の一部の公開と展示作成、(4)対応表と貸出キットの広報物の作成をあげた。(1)(3)(4)については年度内にいったん完了したが、(2)については、「虫の体」キットの計画変更に伴い、作成作業が次年度に残ったため、やや遅れていると評価した。試作版を使った学校での利用を進めながら、平成27年度での改良と早期完成を目指したい。また、(1)については、平成27年度の小学校教科書改訂と大阪市採用教科書の一部変更により、教科との対応表を見直し、必要あれば、平成27年度内に改訂を加えたい。博物館学(1)対応表と貸出キットの広報と改良:広報物を利用するほか、教員の下見来館時に対面で資料の紹介を行う。対応表については、平成27年度教科書改訂による見直しを行い、必要に応じて改訂する。貸出キットについては、学校からの利用時の意見により可能な限り改良する。(2)貸出キットの学校利用をすすめ、活用方法と教員・児童への効果を調査:貸出キットを利用した教員や児童向けアンケートのほか、授業の見学を行い、教員・児童への効果を調査する。(3)教員向け行事で研究成果の一部の公開と展示作成:平成27年夏に行う「教員のための博物館の日」において、これまでわかった研究成果について発表する。夏の特別展「たまごとたね」で、学校の教科書と特別展の展示内容との関連を紹介するコーナー展示を作り、教員に見学をしてもらう。(4)貸出キットの貸出事例をベースにした指導案等
アルツハイマー病治療薬脳内移行量のMR Spectroscopyによる測定

【背景】アルツハイマー病の治療薬として近年注目されている抗コリンエステラーゼ薬(塩酸ドネペジル)の脳内移行量を評価する際にproton MR spectroscopy(p-MRS)が有用であるか否かを平成13年度には投与群と非投与群を比較、検討することにより、myo-イノシトールとクレアチニン/クレアチンの比(mI/Cr)が指標となる可能性があると報告した。【目的】塩酸ドネペジル投与群をp-MRSを用いて経時的に観察することによってmI/Crと臨床所見との関係を評価し、mI/Crが治療効果判定に有用であるかを検討する。【対象】臨床的にアルツハイマー病と診断され、塩酸ドネペジルを継続して投与された12例(男性7例、女性5例)。【撮像方法】臨床用1.5TMR装置を使用。後部帯状回を含むvoxelを設定し、PRESS法(TE=30msec)にてprotonのスペクトルを得た。評価可能なスペクトルはコリン化合物(Cho)、N-アセチルアスパラギン酸(NAA)、クレアチニン/クレアチン(Cr)、myo-イノシトール(mI)である。【検討項目】対象症例に対しP-MRSを経時的に撮像し、臨床症状とHDS値の推移との相関を評価した。【結果】mI/Crを含めたスペクトル比と、臨床症状及びHDS値との間に明らかな相関はみられなかった。【考察】対象症例が少ない上に臨床症状及びHDS値の改善した症例数と改善しなかった症例数との間に隔たりが大きく、統計学的な評価をするに十分とはいえない。【結論】現時点ではアルツハイマー病患者に対する塩酸ドネペジルの治療効果判定にP-MRSが有用か否かを判断できない。今後症例数を増やしさらに検討していく必要がある。アルツハイマー病の治療薬として近年注目されている抗コリンエステラーゼ薬(塩酸ドネペジル)の脳内移行量をproton MR spectroscopyを用いて評価可能か検討した。【対象】臨床的にアルツハイマー病と診断された28例(男惟16例、女性12例)。年齢は55-66歳(平均76.3歳)、HDSは5-24点(平均13.4点>である。【検討項目】(1)22例を塩酸ドネペジル投与群12例、非投与群16例に分け、得られたスペクトルの比(Cho/Cr, NAA/Cr, mI/Cr, NAA/mI)を比較した。(2)年齢、性別、HDSをマッチさせた各群9例ずつでスペクトル比を比較した。(3)(1)(2)の検討で統計学的有意差が生じたスペクトル比について有意差に関与する因子(年齢、性別、投与量、HDS値)を多変量解析にて検討した。
可積分系を起源とする行列の相似変形に関する新展開

1つ目の研究成果は特異値分解アルゴリズムI-SVDの高精度化である。具体的には、特異値を求めるためにdLVsアルゴリズムを、特異ベクトルを求めるために分割型ツイスト分解法を新たに考案した。2つ目の研究成果は帯行列の固有値に収束するような力学系を導いたことである。離散ハングリー可積分系については解表現とその漸近挙動を徹底的に調べた。新たに5重対角行列の固有値が求められるアルゴリズムも定式化した。3つ目の研究成果は離散ハングリー可積分系と拡張型フィボナッチ数列および多項式の根を関連付け、逆固有値問題に対する解法まで発展させたことである。また、min-plus代数において新しい固有多項式を提案した。平成26年度に得られた研究成果は次に示す3種類に分類される。1.帯行列の相似変形と結び付く力学系を導くための理論を構築した。対称3重対角行列の相似変形については捕食関係を記述したLotka-Volterra (LV)系と結び付くことが既に示されていたが、相似変形される行列を対称3重対角行列から帯行列に一般化した。帯行列の相似変形と結び付く力学系として、LV系の拡張版にあたるhungryLV (hLV)系そのものではなく、hLV系の変種が含まれることも確認した。以上の研究成果に関する論文は現在執筆中である。2. Stride Reduction法は連立1次方程式の直接解法の1つであるCyclic Reduction法の一般化にあたるが、Stride Reduction法についての曖昧な部分の整理から着手した。その後、Stride Reduction法では反復回数が増えるごとに係数行列の最大固有値と最小固有値の比が単調に減少することを明らかにした。係数行列の最大固有値と最小固有値の比が大きい場合を苦手とする数値解法は少なくなく、そのような数値解法はStride Reduction法と組み合わせればよいことを示唆している。以上の研究成果に関する論文は現在投稿中である。3. hLV系の時間変数を離散化したdhLV (discrete hLV)系の行列式解に着目し、dhLV系とm-stepフィボナッチ数列の結び付きを明らかにした。この研究成果に関する論文は現在投稿中である。また、dhLV系の行列式解に関する研究を通じて、カソラチ行列式の漸近展開とtotally nonnegative行列の逆固有値問題に関する新しい知見も得られた。ともに類似研究が皆無であり、未開拓領域の一端を掴んだ重要な研究成果と考える。これらの研究成果に関する論文2編は査読付き学術論文誌に掲載決定済みである。当該年度(平成27年度)に得られた研究成果は次に示す4項目に分類される。<項目1>最終年度(平成28年度)の研究目的を円滑に進めるために、遅延を含む病理モデルなどの力学系について調査を進めた。<項目2>最終年度(平成28年度)の研究目的を円滑に進めるために、リーシンメトリーによる力学系の簡約化理論について調査を進めた。帯行列の相似変形に対応する力学系は前年度(平成26年度)の研究で導かれたが、そのうち対称5重対角行列の相似変形に係わる力学系に対して適切な変数変換を施し、その力学系に対する離散化を通じて対称5重対角行列の固有値を求めるためのアルゴリズムの定式化に成功した。また、対称3重対角行列の固有値を求めるためのdLVアルゴリズムに対して、収束加速のために原点シフトを導入したdLV with shift (dLVs)アルゴリズムも定式化した。dLVアルゴリズムの原点シフト版として以前にmodifide dLV with shift (mdLVs)アルゴリズムを提案したが、dLVsアルゴリズムはmdLVアルゴリズムと異なりdLVアルゴリズムに素直に原点シフトを導入したアルゴリズムである。<項目3>前年度(平成26年度)にひき続き、連立1次方程式の直接解法の1つであるCyclic Reduction (CR)法およびStride Reduction (SR)法に関する研究を進めた。自由度のないCR法に対して数値不安定性を回避できるようにSR法に柔軟性をもたせ、MRRR法やI-SVD法に組み込んだ際も連立1次方程式の係数行列は都合のよく変形できることを示した。また、ブロック版のCR法およびSR法に関する研究も併せて進めた。<項目4>前年度(平成26年度)の研究成果をもとに代数方程式の求解アルゴリズムを定式化した。前年度(平成26年度)にひき続き、逆固有値問題についてもHessenberg行列から密行列への拡張に成功した。「研究実績の概要」に記載したように、当初の計画の加えて周辺まで研究が進展している。<項目2>の研究成果に関する論文については1編が掲載済み、2編が現在執筆中である。また、当該年度(平成27年度)に金沢大学角間キャンパスで開催された日本応用数理学会年会のポスターセッションにおいて、最優秀ポスター賞を受賞するなど高く評価された。<項目3>の研究成果に関する論文については1編が掲載済み、1編が現在執筆中である。<項目4>の研究成果に関する論文については3編が投稿中、2編が現在執筆中である。以上より客観的な数字からも研究全体の進展状況は良好といえる。最終年度(平成28年度)に得られた研究成果は次に示す4項目に分類される。<1>離散ハングリー可積分系の解表現とその漸近挙動について整理し、任意パラメータを含む離散ハングリー可積分系に対しても同様の解析を実行した。特に任意パラメータを含む場合に関して未解明部分がいくつか残されていたが、これらの解析は最終年度ですべて完了した。

また、離散ハングリー可積分系は全非負行列(あらゆる小部分の行列式が非零の行列)以外でも、例えばM-行列(すべての非対角成分が負かつすべての首座小行列式が正である行列)の相似変形とも対応付けられることを見出した。<2>最終年度はCyclic Reduction(CR)法とMR3法と組み合わせることで対称3重対角行列の固有ベクトルを求めるための新しいアルゴリズムを定式化した。CR法は係数行列が3重対角行列となる連立1次方程式を解くための、MR3法は対称3重対角行列の固有ベクトルを求めるための数値解法である。新しいアルゴリズムはMR3アルゴリズムと同程度以上の精度でMR3法よりも23倍高速に固有ベクトルが得られることを明らかにした。前年度までに示された係数行列の条件数の単調減少性はCR法の特長の1つであるが、最終年度はブロックCR法でも同様の性質が成り立つことを証明した。ブロックCR法はCR法の拡張版であり、係数行列がブロック3重対角行列となる連立1次方程式に対する数値解法である。<3> <2>で定式化した新しい固有ベクトル計算アルゴリズムのプログラムコードを作成した。<4>最終年度は線形代数に留まらずmin-plus代数における行列の固有値問題も研究対象とした。最終年度は線形固有値計算法として知られたフレーム法を参考にして、min-plus行列に対する新たな固有多項式(最小多項式)を定義した。併せて、min-plus多項式の因数分解法も明らかにした。1つ目の研究成果は特異値分解アルゴリズムI-SVDの高精度化である。具体的には、特異値を求めるためにdLVsアルゴリズムを、特異ベクトルを求めるために分割型ツイスト分解法を新たに考案した。2つ目の研究成果は帯行列の固有値に収束するような力学系を導いたことである。離散ハングリー可積分系については解表現とその漸近挙動を徹底的に調べた。新たに5重対角行列の固有値が求められるアルゴリズムも定式化した。3つ目の研究成果は離散ハングリー可積分系と拡張型フィボナッチ数列および多項式の根を関連付け、逆固有値問題に対する解法まで発展させたことである。また、min-plus代数において新しい固有多項式を提案した。「研究実績の概要」に記載のように平成26年度の研究成果は3種類に分類されるが、項目1と項目2については当初の計画通り順調に進展している。項目3については当初計画した研究に加えて、カソラチ行列式の漸近展開とtotally nonegative行列の逆固有値問題に関する研究で大きな進展が見られた。当初の計画には含まれないこれらの研究は新規性および独創性に富み、今後のさらなる発展が期待できる。査読付き学術論文誌に掲載決定済みが2編、投稿中が2編、執筆中が1編という客観的な数字から考えても、全体的に研究が十分に進展していると判断できる。前年度(平成26年度)と同様、当該年度(平成27年度)も当初の計画以上に順調に進展したので、最終年度(平成28年度)も当初の計画で予定された研究を遂行する。
都市内一般廃棄物の動向と収集効率化計画

本研究では,地方都市を対象とした収集効率化計画策定のための小型計算機による支援システムを開発し、さらに徳島市を対象に、将来の廃棄物排出量を推計し、支援システムを活用して収集効率化方策の効果を収集時間の視点から評価した。具体的に得られた成果は以下の通りである。1)廃棄物収集計画の支援にために、都市街路ネットワークとその沿道世帯情報を持った簡便な都市街路網データベースを開発した。特に地理情報のデータ構造を簡素化し、小型計算機での運用が可能な簡便な地理情報システムを開発した。また、各街路沿道から排出される廃棄物量の推計モデルおよび、廃棄物量およびアクセス時間から収集に要する作業時間を推計するモデルを開発し、これを基にして、与えられた車両,人員のもとでも最適なゴミ収集体制を自動計画する手法を構築した。2)徳島市を対象として一般廃棄物排出量の推移分析から、西暦2000年の地区別排出量を予測し,その結果を基にして、大型収集車の導入、分別収集、収集回数増加、リサイクル活動の推進などを考慮して、収集計画のシナリオを作成し,その効果を総収集時間や車両あたり収集時間の視点から評価した。この結果、徳島市では、大型収集車を街路条件に合わせてきめ細かく導入することや、不燃物有価物のリサイクル収集の促進が収集効率化に有効なことが明らかになった。今後の研究の課題として、廃棄物収集の効率化計画に加えて、都市環境計画の立場から、都市における物質循環系の一環として、製造物の社会循環、廃棄物の収集・処理、資源・エネルギーの回収、といったトータルシステムの構築とその運用方法を輸送システム面から検討していく必要が認識された。
脳室内リン制御による全身性リン過剰の克服

脳室内リン濃度変化は、腎におけるリン輸送蛋白発現および唾液リン濃度の変化を制御している可能性が報告されている。しかし、唾液リン濃度調節機序は明らかではない。本研究では、唾液中リン濃度の調節機序を調べた。まず、食事性リン負荷は、迅速に唾液腺Duct cell Npt2bの細胞内局在を変化させた。また、CKDモデルおよび食事性リン負荷モデルにおいては、唾液中リン濃度の有意な上昇が観察された。また、Npt2b(-/+)マウスでは、唾液リン濃度の有意な上昇が観察された。以上より、唾液腺Npt2bは食事性リン負荷により速やかにリン排泄に関与する分子と考えられ、腎臓とともに重要性が示唆された。慢性腎臓病(CKD)の進行や透析患者の生命予後においてリンコントロールは非常に重要な役割を演じている。近年、リン酸(以下リン)代謝調節系を支配する中核的なホルモンとして副甲状腺ホルモンに加えて、繊維芽細胞様増殖因子FGF23 /klotho系が明らかにされ、骨と腎臓を結ぶリン調節系の重要性が示唆された。しかしながら、なぜ、早期CKDにおいて、FGF23の上昇を介したリン蓄積異常が開始されるかについては、全く解明されていない。本研究では、腎臓、腸管および骨のリン代謝を制御している唾液腺および脳室に焦点をあて、想定されるリンセンサーXPR1 ,AKP3, NaPi-IIbの機能解明、唾液腺リン濃度制御機能、および脳室リン濃度制御とCKDにおける、その破綻の機序について、その分子機構を解明した。平成26年度、XPR1の役割を脈絡層で詳細に検討した結果、リンセンサーよりものリン排泄に関与しているデータが得られた。さらに、全身性リン負荷により、脳室内リン濃度の上昇よりも先に、唾液腺リン濃度が上昇するために、唾液腺におけるリン濃度の上昇を感知する機構が存在する可能性が示唆された。そこで、唾液腺リン濃度制御機序を解析した。その結果、リン負荷により、唾液腺リン濃度、NaPi-IIbおよびXPR1の変化よりも先に、腸管アルカリフォスファターゼAKP3の変動が観察された。つまり、AKP3-NaPi-IIb-XPR1という、リン代謝制御系の存在が、唾液腺、腸管、脳室の順番に存在する可能性が示唆された。これらの制御系とFGF23誘導機序との関係を明らかにする必要がある。平成26年度において、XPR1の役割を脈絡層で詳細に検討した結果、リンセンサーよりもリン排泄に関与しているデータが得られた。さらに、全身性リン負荷により、脳室内リン濃度の上昇よりも先に、唾液腺リン濃度が上昇するために、唾液腺におけるリン濃度の上昇を感知する機構が存在する。そこで、平成27年度は、食餌性リン負荷モデル、遺伝性低リンモデル、急性腎臓病(AKI),慢性腎臓病モデル、および静脈内リン投与モデルを、用いて、唾液中リン濃度の制御機序を検討した。また、AKP3-KOマウスを用いて、全身性リン負荷により体内リン代謝を解析した結果、AKP3-NaPi-IIb-XPR1というリン代謝制御系の存在が、唾液腺、腸管、脳室の順番に存在する可能性が示唆された。本研究計画では、腎臓、腸管および骨のリン代謝を制御している唾液腺および脳室に焦点をあて、想定されるリンセンサーXPR1 ,AKP3, NaPi-IIbの機能解明、唾液腺リン濃度制御機能、および脳室リン濃度制御とCKDにおける、その破綻の機序についてその分子機構を検討した。平成27年度は、当初の計画に従い、唾液のリン感受機能の存在や、XPR1, AKP-3, NaPi-IIbに焦点をあて、各種、リン負荷モデルを用いて、唾液リン濃度の応答を検討した。その結果、やはり、脳室よりも唾液リン濃度の非常に迅速な応答が観察された。その機序を検討し、Duct cellにおけるリン感受機構の存在を明らかにした。

これらには、腎臓、腸管および骨のリン代謝と相互作用している唾液腺の重要性を示すものであり、研究計画は、おおむね順調に進展していると判断した。慢性腎臓病(CKD)の進行や透析患者の生命予後においてリンコントロールは非常に重要な役割を演じている。近年、リン酸(以下リン)代謝調節系を支配する中核的なホルモンとして副甲状腺ホルモンに加えて、繊維芽細胞様増殖因子FGF23 /klotho系が明らかにされ、骨と腎臓を結ぶリン調節系の重要性が示唆された。しかしながら、なぜ、早期CKDにおいて、食事性リン負荷後にFGF23の上昇を介したリン蓄積異常が開始されるかについては、全く解明されていない。本研究では、腎臓、腸管および骨のリン代謝を制御している唾液腺および脳室に焦点をあて、想定されるリンセンサーXPR1 ,AKP3, NaPi-IIbの機能解明、唾液腺リン濃度制御機能、および脳室リン濃度制御とCKDにおける、その破綻の機序について研究を推進した。平成28年度は、これまでの研究で得られた知見を基盤に、食事性リンの感受機構を鋭敏に有する唾液腺を中心に解析を行なった。唾液中リン濃度は、食事性リン濃度を感知し、その機序は、Duct cellにおけるNaPi-IIbおよびcalcium sensing receptorに関与が想定された。これらは、CKD動物モデルでも同じ機序が想定された。腸管における食事リン濃度は、唾液腺Duct cellにより何らかの機序で感知され、NaPi-IIbの細胞内局在は迅速に変化した。また、リンセンサーXPR1やAKP3の欠損では、顕著な変動は観察されなかった。一方で腸管でNaPi-IIbを欠損させると、腎臓でのリン排泄や唾液リン濃度の迅速な応答が観察された。腸管における食事性リン濃度は、リンセンサーNaPi-IIbを介してDuct cellsに伝わり、同時に腎臓リン排泄を制御する事で、全身におけるリン蓄積の感知機構に関与すると推察された。脳室内リン濃度変化は、腎におけるリン輸送蛋白発現および唾液リン濃度の変化を制御している可能性が報告されている。しかし、唾液リン濃度調節機序は明らかではない。本研究では、唾液中リン濃度の調節機序を調べた。まず、食事性リン負荷は、迅速に唾液腺Duct cell Npt2bの細胞内局在を変化させた。また、CKDモデルおよび食事性リン負荷モデルにおいては、唾液中リン濃度の有意な上昇が観察された。また、Npt2b(-/+)マウスでは、唾液リン濃度の有意な上昇が観察された。以上より、唾液腺Npt2bは食事性リン負荷により速やかにリン排泄に関与する分子と考えられ、腎臓とともに重要性が示唆された。本研究の初年度の目的は、以下の項目である。本研究では、脳室に焦点をあて、想定されるリンセンサーXPR1 ,の機能解明、および脳室リン濃度制御について、その分子機構を検討した。まず、XPR1の機能解析では、Xenopus oocytesのシステムを用いて、XPR1の発現によりリン排泄や取り込みの変化を調べ、また、細胞外リン濃度への応答性を、調べた。それらの結果、XPR1は、細胞外にリンを排泄する分子としての機能は確認されたが、リンセンサーとしての機能は検出できなかった。
放射線治療のための3次元色素ゲル線量計の開発と応用に関する研究

2018年度は前年度に見いだされた有望な素材(ポリビニルアルコールーヨウ素錯体)を用いた3次元色素ゲル線量計の最適化と改良、および光学CTの開発改良を行ってきた。本系の基本組成は部分ケン化型ポリビニルアルコール(PVA)とヨウ化カリウム(KI)、還元剤としてフルクトース、ゲル化剤としてジェランガムを含み、線量感度・線量率非依存性・加算性・再利用性など、多くの優れた特性を示す。本年度はこの系に関して、組成を他の類似物質で置き換えた場合の影響や、より高い線量感度を持たせるための増感剤の探索が行われた。増感効果についてはトリブロモ酢酸(Tribromo acetic acid)が特に有効であることを見いだし、微量の添加により感度を2倍から3倍高めることに成功した。これらの結果は、IUPESM 2018 (6/3-8, Prague, Czech)、第21回ヨウ素学会シンポジウム(9/14,千葉市)、IC3DDose2018(9/16-19, China)、第61回放射線化学討論会(9/26-28,大阪市)等にて報告された。その他、光学的読み取りに重要な透明度の大幅な改善や、自動酸化(自然発色)を抑えることに成功した。これらの結果は2019年度の国際会議、ICRR2019(8/25-29, UK)やSSD19(9/15-20,広島市)等にて報告予定である。一方、光学CTの開発はやや難航している。前年よりの定量的読み取りに関する問題点を改善するため、特に本年度は改めてゲル線量計のゲルマトリクスや容器によるプローブ光の散乱や屈折の問題などの問題点の洗いを中心に行ってきた。これらの結果はIUPESM 2018 (6/3-8, Prague, Czech)、IC3DDose2018(9/16-19, China)にて報告された。色素ゲル線量計の開発に関しては概ね順調に進展しており、実用化へ向けた多くの知見が得られつつある。しかしながら光学CTの開発においては、昨年度より引き続きデータ読み取り・データ処理の方法に困難が見られ、問題点の絞り込みは進められたものの、共同研究者の職場異動などもあり、3次元読み取りまで行けなかった。従って総合的に見るとやや遅れていると考えている。これまでに開発してきたポリビニルアルコールーヨウ素(PVA-I)ラジオクロミックゲル線量計に関して、得られている結果から、更なる感度や透明度、時間・空間安定性などの改善が可能と考えられるので、新規組成の検討・探索、および最適化の他、それらに関する実験を引き続き行う。また、光学CTの開発に関してもゲル化剤とプローブ波長の最適な組合せや、遅れているデータ読み取り手法、および3次元解析手法の構築を引き行う。最終的には光学CTに最適化されたゲル線量計を用いて3次元線量分布評価のプロトコルを確立する。2017年度は3次元色素ゲル線量計のための有望な組成の探索と最適化、および光学CTの開発改良を行ってきた。これまで色素としてはトリフェニルメタン系のロイコクリスタルバイオレットやロイコマラカイトグリーンを中心に用い、応答感度や安定性の改良を中心に増感剤の影響等を調べてきた。本年度はより有望な色素の探索を行った結果、福井工業大学の砂川らにより報告されたポリビニルアルコール(PVA)とヨウ化カリウム(KI)、還元剤としてフルクトースを用いたPVA-KIゲルインジケータをもとに、ゲル化剤としてジェランガムを用いた系を開発し、放射線照射によって生成するポリヨウ素イオンとPVAにより形成される電荷移動錯体(PVA-I)の発色(赤色, λ=490nm)が高感度で安定性の良い応答を示すことを見いだした。また、この系は還元剤の働きにより加熱により消色することが出来るので繰り返し利用が可能であり、応答特性として1Gyから数百Gyにわたる広い領域で良い直線正を持つこと等が分かった。また、従来用いてきたハロゲン化酢酸などの増感剤が本系においても有効である事が分かった。これらの結果は、第20回ヨウ素学会シンポジウム(9/8-9,千葉市)、第8回日韓医学物理学会(9/15-17, Osaka)にて報告された。また、2018年度のIUPESM 2018 (6/3-8, Prague, Czech)にて報告予定である。均一に発色させたゲル線量計を用いた予備実験において、線量に依存して読み取り値の均一性が損なわれる現象が見いだされている。現在、様々な基礎特性を調べ直し、部品の改良と解析プログラムの見直しを行っている。また、これに合わせて、光学CTの普及と改良・開発を推進するため、『第2回簡易Optical CT講習会(9/2-3,東京)』を開催した。色素ゲル線量計の組成探索・最適化に関しては、様々な色素を探索する予定であったが、本研究の初期段階でPVA-I系色素の有用性が示されたことにより本年度はこの系を中心に実験を進めてきた。しかし、当初の予定であった幅広い色素の探索・検証がまだ十分に行えていない。また、光学CTの開発においては、予測はされていたがデータ読み取り・データ処理の方法に困難が見られ、3次元読み取りまで行けなかった。