hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
乳幼児期における双子言葉(宇宙語)現象の発生予防とファミリーケアの研究

乳幼児期の言語獲得については未解明な学術的課題が非常に多い。双生児の場合、生まれてから常に一緒にいることから2人の間のみで通じる独自の言語(Twin Language)を作り上げてしまい日本語の習得に傷害が生じることがある。特に双生児のコミュニケーション能力の中でも幼児期前期における聴覚言語理解能力の遅れは大きな課題としてかねてより指摘されている。本研究では、かねてより研究協力を得ている双生児家庭28組を対象に家庭訪問調査によりイリノイ言語能力診断検査(ITPA : Illinois Test of Psycholinguistic Test)を実施した。今回のITPA言語聴覚理解能力得点に関与することが考えられる生物学的要因として出生時体重、在胎週数、性別、卵性について関連性を分析した。今回の結果では、'卵性において有意な関連がITPA得点との間に見られた。しかし双生児の言語獲得が遅れる原因として双生児間の親密性も関連するという既報もあることから双生児ペアのペア内での関係や生活環境要因について詳細な分析が必要であることが示唆された。また今回の調査結果では聴覚言語理解能力が2回目の調査でも改善しなかった双生児6名組の5組が一卵性双生児であったことは注視すべき結果と思われる。今後は、双生児同胞内での関連と環境要因に関しての詳細な分析を実施する必要性が示唆された。「人間の幼児は、どのようにして言語を獲得してゆくのか?」は、人間の発達を対象にする学術分野では非常に重要な課題であるが、未解明な問題が非常に多い。人間が乳幼児期の生後数年にしてこの高い言語能力を獲得することは、真に驚きである。双生児の場合、生まれてから常に一緒にいることから2人の間のみで通じる独自の言語(宇宙語)を作り上げてしまい日本語の習得に障害が生じることがある。この宇宙語現象は、人間の言語の成り立ちの原点とも考えられるが、この現象を学術的に研究した報告は海外でも見られない。宇宙語現象の解明は言語学的に学術上の大きなブレークスルーとなりうる貴重な現象であるとともに、双子育児上の解決すべき大きな社会問題となっています。本研究では宇宙語現象の発生機序の解明に努めるとともに、近年急増する双子出産家族における言語発達の遅れを予防するための育児指導指針を作成し、これら家族のファミリーケアの向上に努めた。本年度の研究実施については昨年度に引き続き、かねてより調査協力を得ているツインマザースクラブ会員や双子の母親の相互互助組織の会員を対象に郵送質問紙調査を実施し、また昨年度までに実施した宇宙語に関するビデオ、テープレコーダーによる音声記録データのアナログデータをAD変換してデジタル情報とし、電算機により数理科学的にパターン分析した。ニューラルネットワーク理論解析を用いて宇宙語に内在する言語文法的規則性を抽出した。また、本年度までに郵送質問紙調査で収集した各種調査データおよび家庭訪問インタビュー調査にて直接に面接調査した育児環境(母子の交流、家屋の部屋のレイアウト、家族構成、等)を総合的に数理解析し、宇宙語現象発生に関与する具体的な家庭環境要因を多変量解析による抽出を実施した。これら一連の解析結果から言葉の遅れに悩む双子家庭への育児指導指針の策定を実施した。本研究の実施には、双子を産み育てている母親の調査協力が非常に重要であるが、本研究ではかねてより協力を得ている全国最大規模の双子の母親互助組織であるツインマザースクラブの協力がスムーズに得られたことからおおむね順調に研究を実施することが可能となった。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、これまでに収集した宇宙語現象の音声言語学的分析を更に詳細に進めると共に、音声言語データのみでなく近年の進歩改良が著しい脳イメージング分析のfMRI,EEG,MEG等による画像検査測定を実施し、これら画像データについてもSPM(Statistical Parametric Mapping)にて数理解析し、より多様な側面から宇宙語現象の解明と人間の乳幼児期における言語獲得機序について解明を進展させ、世界的にも極めて貴重な現象である宇宙語現象の解明を試みる研究推進方策を計画している。
内皮機能障害による腎間質線維化の分子機序の解明

CKDは国民の健康寿命延伸の阻害要因であり、その基盤病態の解明と有効な予防・治療法開発が喫緊の課題である。CKDの主たる原因疾患である糖尿病、高血圧、加齢には共通して血管内皮障害を伴う。一方、腎間質線維化は進行性腎機能障害の共通した責任病態であり、血管内皮障害と線維化との間に病因的双方向関係が存在する蓋然性は高い。Wnt/β-catenin経路が臓器線維化に重要な役割を果たすことも判明している。本研究の目的は「内皮NOS-NOシグナル伝達経路がWnt/β-catenin経路を抑制的に制御しており、本経路の破綻が腎間質線維化を促進する」の仮説検証を通してCKD治療戦略立案に資することである。
新しい刺激電極を用いたヒト痛覚認知機構の研究

昨年度は、この新しい電極を特許出願した。今年度は、日本光電株式会社と共同で、この電極の製品化に着手した。多数回にのぼる試行錯誤を繰り返し、製品の質を徐々に高めた。現在、試作品がほぼ完成したため購入し、それを用いて実験を行った。実験の過程では、ほぼ私達の満足の得られる製品ができたが、厳密には完全に満足のいくものとはなっておらず、来年度に完成は持ち越しとなった。来年度は、この電極の最終型を作り大量に生産が可能となる予定である。これまで、国内外から「この電極を用いて実験を行いたいので、送ってほしい」という多くの申し出があったが、残念ながらそれに対応することはできなかった。本研究費により、ようやくそれが可能となる予定である。研究面では、機能的磁気共鳴画像(fMRI)を用いて、痛覚認知に関与する脳部位の同定を行った。A-delta線維を上行する信号による鋭い痛み(first pain)に関与する脳活動部位と、C線維を上行する信号による鈍い痛み(second pain)に関与する脳活動部位の比較を行った。すると、両者に共通して活動する部位(ヒトの痛覚認知に重要な部位)は、視床、第2次体性感覚野、島、帯状回であった。また、島の前方、帯状回の一部(Brodmannの32野、8野、6野)、補足運動野前方部(pre-SMA)では、C線維を上行する信号による活動がA-delta線維を上行する信号による活動よりも有意に大きく、このような部位がsecond pain認知に重要であることを示唆する所見を得た。これは世界で初めての報告である。本年度は、この新しい電極を特許出願した。また、日本光電株式会社がこの電極を製品化することを計画しており、年度末には試作品が完成した。来年度には、この電極の型を作り大量に生産が可能となる予定である。研究面では、(1)痛み刺激に対して意識を集中する場合と意識をそらす場合の痛覚認知の変化、(2)睡眠中の痛覚認知の変化、について研究を行った。痛み刺激に対して意識を集中する場合には、痛覚関連誘発脳波および脳磁図反応の振幅が、control条件に比して有意に増大し、自覚的な痛覚レベルも有意に上昇した。逆に、痛み刺激から意識をそらす場合には、痛覚関連誘発脳波および脳磁図反応の振幅が、control条件に比して有意に低下し、自覚的な痛覚レベルも有意に低下した。これらの結果は、痛覚認知における注意効果が大きいことを明瞭に示すものであった(Qiu Y, Kakigi R et al.: Clinical Neurophysiology,2004)。睡眠中の痛覚関連誘発脳波および脳磁図反応は、例え「うとうと状態(Stage1)」でも著明に振幅が低下し、軽眠期にはほぼ消失した。このような著明な変化は、触覚などのような他の体性感覚では見られないものであり、痛覚認知における睡眠の影響が大きいことを示す所見であった(Wang X, Kakigi R et al.: Neuroscience,2004)。
噛みしめ動作の全身的ストレス防御反応における機能的意義

ストレスに対する生体反応は全身機能と深く関わり、疾患の原因となる可能性が示唆されている。ストレスに起因すると考えられる歯ぎしりなどのブラキシズムは顎関節症の原因として重要視されているが、その発現については不明な点が多い。我々はこれまでストレスと咬合、全身機能の関係について様々な方向から検討を行ってきた。その中で、前方部にプラスチック板を差し込んだ円筒にマウスを閉じこめた拘束ストレス実験において、実験中にマウスはプラスチック板を噛み続けていることを発見し、噛みしめ動作が精神的ストレスに対する生体反応を低減、緩和する一種の防御反応としての役割を有しているとの仮説を立てた。これをふまえて平成13年度は、拘束下でプラスチック板を噛み続けているマウスと、プラスチック板に届かないよう尻尾を固定してプラスチック板を噛めないマウスにおけるストレス反応の違いを検索する目的で、ストレスの指標として血中コルチゾール濃度を用いて比較検討した。その結果、同じ拘束ストレスでも、プラスチック板を噛んでいたマウスは噛んでいないマウスに比べて血中コルチゾール濃度の上昇が低かった。また、抗うつ薬であるフルオキセチンを投与し、噛める状態で拘束した場合、プラスチック板を噛む量、血中コルチゾール濃度がともに減少した。これは、抗うつ薬が中枢に作用してストレスが軽減されたため、噛むことによりストレスを軽減する必要が減少したことを示唆していると考えられる。さらに、平成14年度は、マウスのサーカディアンリズムに着目し、マウスの活動時間である夜と休息時間である昼でどのようにストレスに対応するのかを検討するため、夜と昼にそれぞれプラスチック板を噛める状態で拘束した。その結果ストレスに敏感であると思われる夜のほうがプラスチック板を噛む量が多かった。これらの実験結果から噛みしめ動作が精神的ストレスに対する生体反応を低減、緩和する可能性が確認された。ストレスに対する生体反応は全身機能と深く関わり,疾患の原因となる可能性が示唆されている.ストレスに起因すると考えられる歯ぎしりなどのブラキシズムは,顎関節症の原因として重要視されているが,その発現意義については未だ不明な点が多い.我々はこれまで,ストレスと咬合,全身機能の関係について様々な方向から検討を行ってきた.その中で,前方部にプラスチック板を差し込んだ円筒にマウスを閉じこめた拘束ストレス実験において,実験中にマウスはプラスチック板を噛み続けていることを発見し,噛みしめ動作が精神的ストレスに対する生体反応を低減,緩和する一種の防御反応としての役割を有しているとの仮説を立てた.これをふまえて今年度は,拘束下でプラスチック板を噛み続けているマウスと,プラスチック板に届かないよう尻尾を固定してプラスチック板を噛めないマウスにおけるストレス反応の違いを検索する目的で,ストレスの指標として血中コルチゾール濃度を用いて比較検討した.その結果,同じ拘束ストレスでも,プラスチック板を噛んでいたマウスは噛んでいないマウスに比べて血中コルチゾール濃度の上昇が低かった.また,抗うつ薬であるフルオキセチンを投与し,噛める状態で拘束した場合,プラスチック板を噛む量,血中コルチゾール濃度ともに減少した.これは,抗うつ薬が中枢に作用してストレスが軽減されたため,噛むことによりストレスを軽減する必要が減少したことを示唆していると考えられる.これらの実験結果より,噛みしめ動作が精神的ストレスに対する生体反応を低減,緩和する可能性が確認された.ストレスに対する生体反応は全身機能と深く関わり、疾患の原因となる可能性が示唆されている。

その中で、前方部にプラスチック板を差し込んだ円筒にマウスを閉じこめた拘束ストレス実験において、実験中にマウスはプラスチック板を噛み続けていることを発見し、噛みしめ動作が精神的ストレスに対する生体反応を低減、緩和する一種の防御反応としての役割を有しているとの仮説を立てた。これをふまえて平成13年度は、拘束下でプラスチック板を噛み続けているマウスと、プラスチック板に届かないよう尻尾を固定してプラスチック板を噛めないマウスにおけるストレス反応の違いを検索する目的で、ストレスの指標として血中コルチゾール濃度を用いて比較検討した。その結果、同じ拘束ストレスでも、プラスチック板を噛んでいたマウスは噛んでいないマウスに比べて血中コルチゾール濃度の上昇が低かった。また、抗うつ薬で昂るフルオキセチンを投与し、噛める状態で拘束した場合、プラスチック板を噛む量、血中コルチゾール濃度がともに減少した。これは、抗うつ薬が中枢に作用してストレスが軽減されたため、噛むことによりストレスを軽減する必要が減少したことを示唆していると考えられる。さらに、平成14年度は、マウスのサーカディアンリズムに着目し、マウスの活動時間である夜と休息時間である昼でどのようにストレスに対応するのかを検討するため、夜と昼にそれぞれプラスチック板を噛める状態で拘束した。その結果ストレスに敏感であると思われる夜のほうがプラスチック板を噛む量が多かった。これらの実験結果から噛みしめ動作が精神的ストレスに対する生体反応を低減、緩和する可能性が確認された。
逆ミセルに可溶化されたタンパク質の迅速な回収法

逆ミセル抽出法によるタンパク質の分離・濃縮操作においては、原料水相から逆ミセル相へ抽出されたタンパク質を別の水相へ逆抽出(回収)しなければならない。AOT-イソオクタン逆ミセル相からのリゾチームの逆抽出速度は、正抽出に比べて非常に遅いことがわかっている。本研究では、この逆抽出速度を速める手法について検討を行い、以下の知見を得た。1.液液平面接触撹拌セルを用い、リゾチームを1mg/cm^3の濃度で可溶化させたAOT-イソオクタン逆ミセル相から1kmol/m^3KCI水溶液(pH=11.5)への逆抽出速度を15°Cから40°Cで測定した。逆ミセル相から水相へのリゾチームの移動速度は、二相界面でのリゾチームの脱離に伴う抵抗によって支配され、この脱離速度は温度の上昇と共に増大し、40°Cでは25°Cの1.7倍に加速されることがわかった。2.回収水相にアルコール類(エタノール、イソプロパノール、2-メチル-2-プロパノール)を010VO1%の範囲で添加し、リゾチームの逆抽出速度を測定した。いずれのアルコールにおいても、脱離速度はアルコール添加量の増大と共に加速されたが、2-メチル-2-プロパノールが最も有効であり、10VO1%においては無添加の14倍となり、正抽出における界面での可溶化速度にほぼ匹敵するまで加速されることが判明した。今後は、タンパク質の速やかな回収ならびに逆ミセル抽出法による分離プロセス全体の立場に基づき、タンパク質の回収に有効な液液二相接触方式に関する装置工学上の観点からの検討が必要であろう。
成立期社会科教育の実践構造の研究-戦前及び米国教育との連続面と独自面の解明-

成立期小学校社会科(昭和22年度版小学校社会科学習指導要領)に基づく実践(社会科の計画及び授業)は、当初は学習指導要領に収録されている活動例や実践例(アメリカ・ヴァージニア及びカリフォルニアの事例)と戦前に実践されていた経験主義教育を背景とする未分科教育、低学年全体教育、直観科、社会科の事例を組み合わせて作成されていた。その後、カリフォルニアの大単元(作業単元)による構成に影響されたものに、転換したことを解明した。平成20年度の当初計画では、(1)新教育の理念やカリキュラムに基づく実践の創造に関わる研究集会や学校の教育実践のうち、成立期社会科に関わる教育実践の収集と戦前の成立期社会科に影響を与えている実践の収集とそれらの比較考察、(2)新教育の理念やカリキュラムの作成に影響を与えたと考えられる3名のCIE担当官(ヘファナン、ヤイディー、アンブローズ)の考え方を示す資料の収集を行うことであった。(1)については、昭和24年に開始された小学校教員研究集会や中等教育研究集会のうち、24年から26年にかけて実施された社会科授業(CIEの担当官が直接指導)を東大図書館等で収集するとともに、比較考察を行いその特質を明らかにするために、授業記録の詳細をデータとして入力し、分類を行った。また、戦前の成立期社会科に影響を与えている実践の収集をおこない、授業記録の詳細をパソコンにデータとして入力した。入力したデータをもとに、戦前の実践と成立期社会科との連続面と断絶面について、現在考察中である。その成果については、21年度に公表予定である。(2)については、3名のCIE担当官(ヘファナン、ヤイディー、アンブローズ)の来日以来、我が国において行った講演や雑誌掲載の論文等について、収集することができた。講演の内容や書かれた内容自体については、理解することができたが、その背景にある考え方を深く理解し、考察するためには、本国(アメリカ)において書かれた論文や経歴等について詳細に調査する必要がある。20年度は、論文の一部や経歴の概要について調査を行った。21年度に詳細な調査と考察を行う予定である。平成22年度は研究実施計画に沿って次の二点に取り組んだ。(1)21年度に収集しその分析に取り組んだ戦前の社会科前史に相当する未分科教育、直観科、合科学習等の実践のうち、社会科最初の授業(桜田小学校:授業者日下部志げ教諭)に直接影響を及ぼした東京都墨田区横川小学校の未分科教育がどのような考え方に基づき、どのような実践であったかについて、文献調査と当時の児童5名(日下部学級)に対する聞き取り調査を行った。その結果、未分科教育は、明石女子師範附属小の主事であった及川平治の「分団式動的教育法」の「自学学習」・「過程教育」に限定した田島音次郎校長の考えに基づいていることやその授業の実態を把握することができた。このことにより、明石女子師範附属小→横川小学校(未分科教育)→桜田小学校(日本最初の社会科授業)の連続面と社会科の独自面の核心部分を明確にとらえることが可能となった。23年度に、その成果を学会で発表し、また論文化する予定である。(2)成立期の社会科(昭和22年度学習指導要領社会科編I・小学校社会科補説)の考え方は、米国のヴァージニア州やカリフォルニア州の学習指導要領に影響を受けていることは、すでに明らかになっている。22年度は、前述の各指導要領等を貫いている「社会の捉え方=主要な社会な社会機能」の源流を明らかにするため、1920年代から40年代のNEAの年報や国内外のカリキュラムに関する文献を収集し、分析を試みた。大きな変遷については把握することができた。詳細かつ明確な把握は、研究を継続し23年度中に成し遂げたい。一方、実践面における連続面、すなわちカリフォルニア州の郡コース・オブ・スタディの「unit of work」(ヘファナンの紹介)と「作業単元」の関連については、新たな資料により、三つの郡の事例ではないかという点まで明らかになった。その特定については、23年度中に解明したい。本研究は、米国の思想や制度を受け入れて成立したと考えられている日本の社会科の理論(学習指導要領)及び実践を、我が国の戦前の教育との関係及び米国の教育との関係から見直すという視点に立ち、新たな解釈と評価を行うことを目的としてきた。これまでの研究成果は以下の通りである。(1)社会科はその設置にあたって、文部省及び東京都は実験学校としてそれぞれ7校を指定している。それらの学校が実験授業を行う際に参考とした実践を分析した結果、戦前の未分科教育、直観科(全体教育)、社会科などと関連性があることが判明した。そこで、未分科教育の実践校から、兵庫県女子師範附属小や神戸市東須磨小、東京本所区横川小の、また直観科(全体教育)・社会科の実践校から、東京女高師附属小を取り上げて、戦後の社会科の実践との関連性を実証的に考察した。

(2)昭和22年に設置された社会科の理論、カリキュラム及び実践の指針である『昭和22年度版学習指導要領・社会科編』を取り上げて、改めて米国の社会科(ヴァージニア及びカリフォルニアプラン)や戦前の合科学習、戦後直後の公民教育等と照合して、従来言われているようなアメリカの社会科の単なる模倣ではないことを解明した。(3)昭和22年度作成の学習指導要領の具体化のために指定された、文部省教科書局指定実験学校(7校)から東京第二師範女子部附小を、東京都教育局指定実験学校(7校)から桜田小学校を選択・焦点化して、カリキュラム構成や実践を精査した、戦前の教育実践から継承している点を実証的に明らかにした。(4)CIEの初等教育担当者であり、米国の有力な指導者であったヘファナンの主宰・指導する初等教育研究協議会の協議内容を分析し、その内容が前述の二つの実験学校に伝えられ、改めて米国の社会科が取り込まれて、戦後の日本における社会科のカリキュラムの編成や実践が、本格化することを実証的に明らかにした。
日本版土地適性評価手法に係る指標及び演算式の妥当性の検証

本研究の目的は「日本版土地適性評価手法」の技術研究において、評価に用いる理論式等の妥当性を検証することとした。「日本版」という語を付したのは、先行する韓国の手法に対して、日本の地方都市が抱える都市政策上の課題に適した手法を開発することを明確にするためである。最終年度の研究成果は、「公共交通によるアクセシビリティ指標」(日本版手法のコアになる指標で、韓国にはない)に関する演算方法について、内外の既往研究等で用いられた指標類のほぼ全てをレビューした上で、都市行政の政策立案及びPDCAに用いる場合における一般市民に対するアカウンタビリティの実用性も観点に入れて、日本の政策適用に最適な演算方法を特定するとともに、改良したプログラムを用いて、人口規模がほぼ同一(約20万人)で都市構造の特性が異なる4都市をサンプルにして、各都市の持つ活動利便性の性能(現状及び潜在能力)の評価に有用であることを示すところまで到達したことである。2018年12月にはこの成果を審査付き学会論文にまとめて投稿(現時点で2次審査中)した。また、研究に用いる演算プログラムについては、土地利用関係の演算は10mメッシュサイズを基調とする必要から演算速度の高速化が研究期間通じての課題であったが、最終年度にプログラムの改良にほぼ目途がつき、人口40万人程度の規模までは概ね扱えるところまで到達した。なお、研究目的との関係では副次的成果となるが、上記「公共交通によるアクセシビリティ指標」は、現在日本政府が国土・都市政策に掲げる「コンパクト+ネットワーク型の都市構造」の政策評価に実用可能な数値指標である。現時点では公共交通のネットワーク及び運行頻度のデータ作成が個々の都市ごとに必要となるが、演算プログラムは公表できる段階に達しているので、この成果が現実の行政施策にも寄与できることを期待している。本研究の目標とするところは、「日本版土地適性評価指標」の技術研究において、評価に用いる理論式・係数の妥当性を検証することである。そのための演算には、過年度に作成した地理的演算プログラムを用い、適宜改良を加えながら計算を行うこととしている。2016年度においては、公共交通のアクセシビリティ指標から着手することとし、伊勢崎市、小田原市、日立市の3市(いずれも人口約20万人、しかし地形や都市構造が大きく異なる)のデータを用いて演算を行い、比較した。その結果、公共交通の利便性の指標において、鉄道駅+バス停までの距離で計算すると3市の間には大きな差異は見られないが、運行頻度を加えて時間指標で計算すると、3市の間の差異が明確に表れた。また、現在各地において公共交通網再編計画の策定が進められていることを考慮し、その適正な評価に用いることのできる指標の検討を進めるため、既に計画を策定した岐阜市について、バスの運行頻度を含むネットワークデータの作成を行った。過年度に開発した地理的演算プログラムが、計算速度が遅く、人口20万人の市でひとつの演算に1両日かかってしまうことがある。そのため、計算が予定よりはかどっていない。本研究の目標は、「日本版土地適性評価指標」の技術研究において、評価に用いる理論式・係数の妥当性を検証することである。演算には過年度に作成したプログラムを用い、これを適宜改良しながら研究を進めている。2017年においては、まずプログラム改良関係の作業として、外部引用プログラムの近年のバージョンアップ等に対応するための改良準備として、プログラム仕様書の改訂と使用マニュアルの改訂を行うとともに、ケーススタディ用の都市比較データの整備のため、新たに春日部市の公共交通ネットワークデータを作成した。また、イギリス、オーストラリアおよび日本における近年の研究で用いられたアクセシビリティ指標を比較整理し、これらの結果を踏まえて複数種類のアクセシビリティ指標によって20万人都市4市のパフォーマンスを計算し、違いをもたらす原因の考察を行った。プログラムの改良により演算速度の遅さはだいぶ改善されてきたが、ケーススタディ都市のデータ作成に想定より費用と時間がかかり、試算のケース数が増えない。

現時点では公共交通のネットワーク及び運行頻度のデータ作成が個々の都市ごとに必要となるが、演算プログラムは公表できる段階に達しているので、この成果が現実の行政施策にも寄与できることを期待している。研究の進捗を加速させるため、演算の高速化を図るプログラムの改良を優先する必要があると考えている。試算ケースの対象都市をこれまでにデータ作成を行った人口約20万人の4都市に絞り込むこととし、既往の研究実績が少ない「都市全体のパフォーマンス」を示す指標開発に焦点を当てる方向で、研究成果をまとめることとしたい。既開発の演算プログラムを用いて計算を行っているが、計算速度が遅く、研究の遅れの原因となっている。そのため、プログラムの改良を委託による外注で行う必要があるが、これは2016年度の配分額では賄えないため、繰り越しをして2017年度の配分額とあわせて発注をすることとした。2017年度は当初プログラムの改良を本格的に行う予定であったが、引用計算に使用している外部プログラムのバージョンアップの影響もあって改良すべき点の見極めを慎重に検討する必要が生じたことから、本格改良の発注に至らなかった。2018年度早期にこれを行う予定である。計算速度の高速化のため、外注による地理的演算プログラムの改良を行う。これには、100万円を超える経費が必要と見込まれ、2016年度からの繰り越し分と合算してこれに充てる。
階層的オミックス医療情報のデータ交換形式と多軸的・多面的なオントロジーの整備

本研究課題では、階層化されたオミックス医療情報のデータ交換を可能とするデータ交換フォーマットを構築した。ゲノムからフェノームに至る階層オミックス情報、医療情報、環境情報といった多次元・多因子・多階層にわたるオミックス医療情報について、そのデータ要素項目と意味関係に分離して記述することのできるデータ交換フォーマット方式の開発・標準化する案を改訂した。ISOにて国際標準化を進めた。ゲノムの遺伝子変異情報に始まり、トランスクリプトーム、プロテオームからフェノームに至る階層オミックス情報、医療情報、環境情報といった多次元・多因子・多階層にわたるオミックス医療情報について、そのデータ要素項目と意味関係に分離して記述することのできるデータ交換フォーマット方式を開発・標準化する案を作成した。データ要素項目のエントリーポイントは、任意のエントリーポイントを設定できるようなマルチエントリーポイント方式を開発した。要素データと意味関係を分けた情報モデルとし、意味関係としては、要素データの階層関係を表現可能とし、多軸的・多面的なオントロジー案を作成した。意味関係については、その関係性を確率表現とともに記述した上で、意味関係のみを抽出して独立に表現可能とする機能を開発収載した。iCOSを試作した。iCOSの開発のなかで逆転写情報モデル、OML、WGMLといった多軸構造対応モデルの施策を行った。データフォーマットは、GSVMLの発展型としてOML(Omics Markup Language)、WGML(Whole Genome Markup Language)を開発し、これらの国際標準化活動を開始した。OML、WGMLについては、ISO TC215 WG2において、GSVMLの付加構造として日本のJISCから国際標準化に向けた提案を行い、プロジェクトが発足し、現在、すでに検討に関する投票がなされている状態である。OMLは国際標準(IS)をめざし、WGMLはTechnical Report(TR)を目指している。また、このプロジェクトと連動し、WHOにおいては、ICD11のジェノミクス関連サブモデルであるiCOSがWHO-FIC会議で2年連続で取り上げられ、プレゼンテーションアワードを受賞した。iCOSは、ICD11のサブプロジェクトとして独立し、WHO-FIC ITCにおいて、主要課題として検討されている。iCOS(ICD 11 Clinical Omics Sub information model)の開発の中で、逆転写モデル、OML、WGMLといった多軸構造対応モデルの施策を行った。OML、WGMLについては、ISO TC215 WG2において、GSVMLの付加構造として日本のJISCから、国際標準化に向けた提案を行い、プロジェクトが発足し、現在投票がなされている状態である。iCOSは一つのプロジェクトとして独立し、WHO-FIC ITC(Informatics and Terminology Committee)において、主要課題として検討されている。データ要素項目のエントリーポイントは、任意に設定可能なマルチエントリーポイント方式を開発した。要素データと意味関係を分けた情報モデルとし、意味関係としては、要素データの階層関係を表現可能とし、遺伝子変異、トランスクリプトーム、プロテオームからフェノームに至るオミックス情報の階層関係を考慮した、多軸的・多面的なオントロジー案を改訂した。これらの要素データの階層的な意味関係を構築するにあたり、パスウェイ情報を用いることを検討した。研究実績の概要に記載した通りである。1.要素データの情報モデルの構築前年度の予備的検討を踏まえて、要素データとなるゲノム、トランスクリプトーム、プロテオームからフェノームに至るさまざまなオミックス情報と臨床情報、その付加情報のデータ交換を可能とする情報モデルを構築する。XML形式の情報モデルとする。

データ要素項目のエントリーポイントは、任意に設定可能なマルチエントリーポイント方式とする。ゲノムの遺伝子変異情報については、ISO 25720 GSVMLにしたがう。トランスクリプトーム情報については、iCOS βTranscirptome Moduleを基にし、MIAME形式との整合性をもたせる。2. ICD11コンテンツモデルとの整合性検証ICD11コンテンツモデルとの整合性検証は、要素データの情報モデルで定義される項目の意味的整合性とオミックス情報記述性との整合性の観点から行う。また、臨床オミックス情報モデル作成に必要な構成要素、他の標準臨床医学情報モデルとの連携性、概念対応の違いなど、臨床オミックス情報モデルをICD11の中で実効させるために必要な情報を明らかにする。繰越後の28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。生命・健康・医学情報学28年度が最終年度であるため、記入しない。
心筋血流予備能を用いた拡張障害心不全患者における包括的リスク評価

本研究の学術的な特色は、心臓PET検査を指標にして、心不全患者の拡張不全の病態評価を行う点にある。本研究で拡張不全のメカニズムが解明されれば、交感神経機能をターゲットにした新たな有効な治療法の開発や、よりエビデンスに基づいた適切な個別化医療の実現にも貢献すると期待される。対象患者は41例の左室機能が保たれた心不全患者をした。C11-HED PET検査にて心臓交感神経機能を測定した。拡張障害が高度の患者ではより交感神経機能が低下しさらにばらつきが大きいことが示された。2013年度は冠動脈疾患疑い患者における心筋血流予備能による虚血診断能の検討を行った。研究背景として、心筋血流予備能は血流制限のある冠動脈狭窄に加えて微小血管機能を反映する。心筋血流予備能の冠動脈疾患に対する診断能は軽度と思われるが心臓MRIでの検討は知られていない。そこで、心臓MRIで測定した心筋血流予備能の冠動脈狭窄および虚血患者の診断能について検討を行った。方法:2009年12月から2014年2月まで心臓MRIと侵襲的冠動脈造影を施行した連続67例の冠動脈疾患疑い患者と20例の健常人を登録した。3テスラMRIと造影剤を使用して負荷時とATP安静時の血流イメージをダイナミック撮影した。時間造影剤濃度曲線から1-コンパートメントモデルにて心筋血流量を算出した。心筋血流予備能は負荷時の心筋血流量を安静時の血流量で割って算出した。結果: 56例(64%)の被験者が冠動脈造影にて70%以上の狭窄病変を有していた。その内、MRI心筋血流イメージにてstress score 4以上(17セグメント、5ポイント)の虚血を認めた患者は40例おり、有意な冠動脈疾患ありと判定した。これらの患者では心筋血流予備能が有意に低下していた(2.8 [IQR 1.9 - 3.9] vs. 3.3[IQR 2.7 - 4.5], P = 0.02)。また、心筋血流予備能は冠危険因子とも軽度の関連が認められた(R2 = 0.12, P = 0.02)。ROC解析にて、心筋血流予備能<2.56は冠動脈疾患患者をAUC 0.65 (P = 0.02、感度0.83、特異度0.48)と軽度検出した。結論: MRI負荷検査による虚血および心筋血流予備能は軽度相互作用するため、有意冠動脈疾患を検出する際に感度はよいが、特異度は低値であった。まず、院内の自主臨床試験の計画書を作成し、承認を得た。同時に、健常人のデータを用いて心臓MRIによる心筋血流量の定量法を下記のように開発した。また、心筋交感神経機能の測定法も開発した。1)心筋微小循環機能の定量測定について:北海道大学病院に設置されているサイクロトロン装置を用いて水にO-15を標識し血流トレーサを合成した。安静時および薬剤負荷時にO-15標識水を静脈内投与し心臓PET装置にて心筋に流れるトレーサはγ線を測定した。得られた情報はPET装置に付随のコンピューターで再構成し、われわれが開発したソフトウェアーを使用して左室心筋に関心領域を設定し左室心筋および左室内腔の時間放射能曲線を測定した。その曲線から1-コンパートメントモデルを用いて心筋血流量を"mL/g/min"の単位で算出したする。負荷時と安静時の心筋血流量の比からCFRを算出した。一方で、心臓MRIでも同様に造影剤を静脈内投与し心臓MRIにて心筋に流れる造影剤の速度(K1)を測定した。15-水PETで測定した心筋血流量を対象にMRIでも心筋血流量を測定するプログラムを作成した。2)心筋交感神経機能の測定について:北海道大学病院に設置されているサイクロトロン装置を用いてアドレナリン類似物質であるハイドロキシエフェドリンにC-11を標識し交感神経機能トレーサを合成した。安静時に同トレーサを静脈内投与し心臓PET装置にて心筋交感神経末端に取り込まれるトレーサか生じるγ線を測定した。得られた情報はPET装置に付随のコンピューターで再構成し、われわれが開発したソフトウェアーを使用して左室心筋に関心領域を設定し交感神経機能の定量測定をおこなった。背景:2013年度に我々は心臓MRI検査を用いて患者毎の心筋血流予備能を測定する方法を開発した。そこでこのプログラムを改良し、局所心筋血流予備能を測定することができれば、冠動脈狭窄や内膜下梗塞の心筋血流予備能に対する影響をより詳細に検討することができ、冠動脈疾患における冠循環と心筋障害の関係を解明でき、心疾患の包括的リスク評価に寄与すると考えた。方法:最初に、2013年度の研究計画にて開発した心臓MRIでの冠血流予備能測定プログラムを改良し、心臓全体の冠血流予備能に加えて冠動脈3領域毎の局所心筋血流予備能を測定するためのプログラムを開発した。対象は2009年12月から2014年2月までに当院で冠動脈疾患の疑いで心臓MRI検査と冠動脈造影検査を施行した患者(55例、年齢67±9歳、男性32例)とした。冠動脈狭窄は冠動脈造影で評価した。

結果:冠動脈疾患の検査前確率は68% [4分位29-93%]であった。冠動脈造影検査にて主要血管の70%以上の狭窄あるいは左主幹部の50%以上の狭窄を165血管のうち62に認めた。狭窄病変での心筋血流予備能は、非狭窄病変と比較して有意に減少していた(1.71±0.78対2.00±0.96, P=0.04)。狭窄病変のみを対象とした場合には内膜下梗塞のある領域ではない領域を比較して、心筋血流予備能は有意に低下した(1.24±0.28対1.95±0.85, P=0.0004)。結論:今回改良したプログラムを使用して局所心筋血流予備能をMRIで測定することが可能となった。これによって、心筋血流予備能の低下は、冠動脈狭窄に加えて内膜下梗塞が規定因子であることが明らかとなった。背景:拡張障害心不全患者において、心臓交感神経機能評価は包括的心リスク評価に寄与すると考えた。目的:左室拡張能と心臓交感神経機能障害の関連を明らかにすること。方法:対象は2012年から2015年12月までに当院において、左室駆出率が40%以上に保たれた心不全で11C-ハイドロキシエフェドリンPETを施行した患者(41例、年齢64±14歳、男性27例)とした。拡張障害の重症度は心エコーで評価した。11C-ハイドロキシエフェドリンPETで撮影した心筋イメージから心臓交感神経機能を定量評価するために、2012年度の研究計画で我々が独自に開発したプログラムを使用しRetention index (RI)を算出した。結論:本年度の研究によって、心機能が比較的保たれた拡張障害心不全患者において心臓交感神経の分布低下およびその不均一な状態が拡張能障害の重症度と関与することが示された。本研究の学術的な特色は、心臓PET検査を指標にして、心不全患者の拡張不全の病態評価を行う点にある。本研究で拡張不全のメカニズムが解明されれば、交感神経機能をターゲットにした新たな有効な治療法の開発や、よりエビデンスに基づいた適切な個別化医療の実現にも貢献すると期待される。対象患者は41例の左室機能が保たれた心不全患者をした。C11-HED PET検査にて心臓交感神経機能を測定した。拡張障害が高度の患者ではより交感神経機能が低下しさらにばらつきが大きいことが示された。MRIで撮影した心筋血流イメージから定量的心筋血流予備能を測定するプログラムを開発できた。さらに、冠動脈疾患において心筋血流予備能を測定し、その障害が冠動脈疾患の解剖学的重症度と関連することを明らかにした。今後、我々が開発したこのプログラムとMRI検査によって心疾患患者の包括的リスク評価が確立できると期待できる。循環器内科心臓MRIでの冠血流予備能測定プログラムを改良し、心臓全体の冠血流予備能に加えて、冠動脈領域毎および心内膜側の局所冠血流予備能の測定が可能となった。このプログラムの再現性、精度を確認して、日常臨床で実際に利用できるか検討する予定とした。対象となる左室収縮能が保たれている心不全患者患者が大学病院では減少しており、登録が当初の計画より少ない。そこで過去に負荷心臓MRIを施行した冠動脈疾患疑い患者についての検証を行った。倫理委員会での審査が長期におよび2012年度後半にこの臨床研究が承認されたため、当初の患者登録の予定数より登録が少ない。また、病棟医長に就任したため日常臨床のエフォートが大きくなり、臨床研究に使える時間が少なかった。2014年度に心臓MRIでの冠血流予備能測定プログラムを改良し、心臓全体の冠血流予備能に加えて、冠動脈領域毎および心内膜側の局所冠血流予備能の測定が可能となった。
高効率ホール輸送層を備えた有機―無機ハイブリッド太陽電池の開発

本研究ではデバイス構造として、透明導電膜の上に多孔質TiO2層があり、TiO2表面に硫化物量子ドットが担持され、更に量子ドットの表面にホール輸送相となるPEDOTをコートした電極を考案し、高耐久で優れた光電変換素子と水分解光触媒を開発した。量子ドットの合成は、Successive Ionic Layred Absorption and Reaction (SILAR)法を用い、CdSないしCdSe量子ドットを多孔質酸化チタンの表面に担持した。SILAR法の回数によって量子ドットのサイズを制御することができ、それらの光学的バンドギャップが粒子サイズに依存する量子効果が確認できた。最も高い光電流特性を示した量子ドットのバンドギャップは、CdSが2.4 eV, CdSeが1.7 eVを示し、バルクのバンドギャップよりも若干大きな値を示した。また、量子ドットのコートの順序はTiO2上にCdSを担持し、さらにその上にCdSeをコートしたサンプルが高い光電変換特性を示した。CdSよりもCdSeの方が伝導帯の電位が高いため、TiO2/CdS/CdSeの順に積むことでTiO2への電子注入がスムーズに進行したものと考えられる。一方、PEDOTは電気化学パルス法によって成膜したが、パルス回数によってPEDOTの厚さを制御することができた。光電流に対する最適なPEDOTの厚さが存在し、パルス回数が6回、すなわち、PEDOTの厚さが5nm程度のサンプルが高い光電変換特性を示した。これらの電極を犠牲剤が含まれる電解液内で、かつ、無バイアス条件下で可視光を照射し、水素生成特性を評価した。この結果、優れた水分解特性が得られ、水素生成速度は光照射の単位面積あたり370 (umol/cm2/hour)、量子効率は6.9 %と量子ドット系では世界最高レベルに近い値を示した。また、PEDOTのコートによって耐久性が劇的に改善され、触媒量に対する水素生成量、すなわち、ターンオーバー数も2210を超え、優れた長期的安定性が確認できた。26年度が最終年度であるため、記入しない。導電性ポリマーを合成するための電気化学装置と反応系を設計した。この系を用い、ホール輸送層となる導電性ポリマー電解質(PEDOT)を重合法によって合成した。合成した導電性ポリマーの特性として、サイクリックボルタンメトリやインピーダンス測定による界面抵抗値を評価した。この結果、電気化学重合反応のサイクル数が515回の条件において良好なp型の導電特性を示した。今後はこのPEDOT層の側鎖にレドックス対をもつ分子を修飾し、量子ドット増感型太陽電池に適したポリマーを設計する。光吸収層となる量子ドットを担持するための担体となるn型半導体電極の作製を試みた。先ずは多孔質のTiO2層を透明導電ガラス(FTO:フッ素ドープした酸化スズコートガラス)の上にスクリーン印刷で成膜した。このとき、ペーストに含まれる酸化チタンの粒径や膜厚を変化させて成膜した。得られたn型半導体が電子受容層として働くかどうかを確認するため、色素増感太陽電池でよく使われているルテニウム錯体からなる色素を担持し、前記ホール輸送層を電解質として太陽電池を作動させた。これらの検証から、最適な酸化チタンの粒径や膜厚を見出した。更に、光吸収層となる量子ドットの合成も開始した。量子ドットとして、波長500nmまでを吸収するCdSと長波長側を吸収するCdSeを検討した。合成は化学溶液法を用いて前記n型半導体の多孔質電極表面に担持した。各種合成条件をコントロールすることで、量子ドットのサイズや結晶性を制御できることを見出した。量子ドットを光吸収相とした場合、ホール輸送層となるPEDOTを量子ドットの表面にコートすることにより、量子ドットの光電流や長期安定性が大幅に向上することを見出した。こうした基礎的な知見を基に、太陽電池と人工光合成デバイスの研究開発をおこなった。太陽電池のデバイスについては、n型半導体の多孔質電極の表面にPbSやCdS量子ドットを担持し、更にその上にPEDOTホール輸送層をコーティングして作用極を作製した。こうして得られた作用極と白金対極を用い、電解液存在下で光電気化学的測定をおこなった。この結果、PEDOTをコートすることで大幅に光電流が増加し、数日間光照射を継続しても劣化が見られなかった。上記電極を用いた人工光合成の開発、すなわち、水の分解による水素・酸素生成を目指したデバイス開発も開始した。上記の光電気化学実験とは異なり、水素生成サイトとなるカソード白金対極を作用極内に積層し、無バイアスで水素を生成するような新規電極構造を考案した。具体的には、FTOガラス/Pt薄膜/Tio2緻密膜/量子ドット担持TiO2多孔質膜/PEDOTの順に積層した薄膜部材を作製した。作製した電極に電解液存在下で可視光を照射したところ、無バイアス条件にも関わらず水素が生成することが明らかになった。また、PEDOTをコートすることで量子ドットの光溶解が抑制されることも見出した。今後、量子ドットの担持方法、電解液組成、多孔質n方半導体の構造等の条件を最適化することで、量子収率と吸収フォトン数を上げて人工光合成としての変換効率を高め、PEDOTのコート条件を最適化することで長期的耐久性の向上を検討する予定である。

本研究ではデバイス構造として、透明導電膜の上に多孔質TiO2層があり、TiO2表面に硫化物量子ドットが担持され、更に量子ドットの表面にホール輸送相となるPEDOTをコートした電極を考案し、高耐久で優れた光電変換素子と水分解光触媒を開発した。量子ドットの合成は、Successive Ionic Layred Absorption and Reaction (SILAR)法を用い、CdSないしCdSe量子ドットを多孔質酸化チタンの表面に担持した。SILAR法の回数によって量子ドットのサイズを制御することができ、それらの光学的バンドギャップが粒子サイズに依存する量子効果が確認できた。最も高い光電流特性を示した量子ドットのバンドギャップは、CdSが2.4 eV, CdSeが1.7 eVを示し、バルクのバンドギャップよりも若干大きな値を示した。また、量子ドットのコートの順序はTiO2上にCdSを担持し、さらにその上にCdSeをコートしたサンプルが高い光電変換特性を示した。CdSよりもCdSeの方が伝導帯の電位が高いため、TiO2/CdS/CdSeの順に積むことでTiO2への電子注入がスムーズに進行したものと考えられる。一方、PEDOTは電気化学パルス法によって成膜したが、パルス回数によってPEDOTの厚さを制御することができた。光電流に対する最適なPEDOTの厚さが存在し、パルス回数が6回、すなわち、PEDOTの厚さが5nm程度のサンプルが高い光電変換特性を示した。これらの電極を犠牲剤が含まれる電解液内で、かつ、無バイアス条件下で可視光を照射し、水素生成特性を評価した。この結果、優れた水分解特性が得られ、水素生成速度は光照射の単位面積あたり370 (umol/cm2/hour)、量子効率は6.9 %と量子ドット系では世界最高レベルに近い値を示した。また、PEDOTのコートによって耐久性が劇的に改善され、触媒量に対する水素生成量、すなわち、ターンオーバー数も2210を超え、優れた長期的安定性が確認できた。26年度が最終年度であるため、記入しない。太陽電池の構成要素となるホール輸送層、n型酸化物多孔質電極、量子ドット等の合成が可能になった。PEDOTコートによる量子ドットの電荷分離と耐久性向上を見出し、太陽電池と人工光合成としての有用性が確認できた。・ホール輸送層:PEDOTの側鎖に、レドックス対を修飾させる。量子ドット増感型太陽電池に適したレドックス対を効率良く探索する必要がある。・n型半導体電極:酸化チタンをベースに構造を最適化する。太陽電池としての性能を高めるため、TiO2ナノロッドやナノチューブ構造も検討する。・量子ドット:太陽電池の性能が上がるよう、サイズや結晶性等の諸条件を最適化する。更なる性能向上のため、量子ドットのサイズ、PEDOTのコート条件、多孔質n型半導体電極の最適化等の諸条件を検討する。
一次元分子配列制御有機ナノ構造の構築と異方性光・電子デバイスの創成

分子配列制御した有機薄膜を作成し、その光学および電子特性の異方性の解明とデバイス応用を目的として、まず、摩擦転写法によりフルオレン/チオフェンコポリマーの一軸配向膜を作成した。この膜は、偏光比が1:8の発光特性を示し、高いホール移動度を併せ持つことを見いだした。一方、スピンコート法により作成したフルオレン/チオフェンコポリマー膜をラビング処理することにより、分子配列制御層が膜表面に導入されることを見いだした。さらに熱処理を加えると配向度は初期値と比較して約70%と低下するが、膜の平滑性は著しく向上することがわかった。配列制御分子を核として無配向分子の配列を誘起する新規配列制御法(トップエピタキシー法)の構築に向け有用な知見を得た。また、アゾ基を導入した色素のスピンコート膜に偏光紫外光を照射すると、シス/トランス光異性化により分子運動が誘発され、照射光の偏光方向と垂直に色素分子が配列することを明らかにした。斜入射X線回折および高分解能電子線回折の測定により膜表面に配向結晶層が導入されることを、初めて実験的に検証した。光配向制御技術はラビングフリーであり、これまで表面粗さやラビング時のコンタミネーションにより再現性が課題とされていた液晶セルの超薄膜化や駆動安定化が可能となった。さらに、一軸配向ポリジアセチレン単分子膜を誘起層とする有機分子の配列制御についても検討し、平面状(ペリレン誘導体)や鎖状(ジアセチレン類)分子の光学的異方性の発現を実証した。今回作成した配列制御有機薄膜は、光制御や有機電界効果型トランジスター素子への応用も期待され、有機薄膜の新たな機能発現に有用な知見を得た。高度に分子配列制御した共役系有機薄膜を作成し、その配向構造と光・電子および電気特性について検討した。また、有機分子のフォトクロミック特性を利用した液晶分子の配向制御について検討した。ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)摩擦転写膜をスペーサーとして4種のポリアセン化合物(クリセン、3,4-ベンゾピレン、テトラセンおよびペンタセン)の薄膜を作成すると、クリセン及び3,4-ベンゾピレンは基板面に対し斜立して吸着すること、また、分子面は結晶中の分子配置からPTFEの掃引方向に対して平行及び垂直方向に配向することを明らかにした。一方、テトラセン及びペンタセンは基板面に対して斜立吸着し、PTFEの掃引方向の垂直方向に分子カラムを形成することを見出し、分子配向の一次元化に成功した。ペンタセンのカラム軸方向の電界効果移動度は4.2x10^<-1>cm^2/Vsであり、垂直方向の約100倍であることを明らかにし、低次元有機電界効果型トランジスター(OFET)の構築に成功した。また、摩擦転写法と後熱処理により、高度に一軸配向したポリフルオレン(PFO)配向膜の作製に成功した。PFO摩擦転写膜は非常に平滑な表面形状を有しており、膜の蛍光強度の二色比は約25とこれまでに報告されている中で最高の偏向発光能を有していた。さらにフォトクロミック能を有するアゾベンゼンのLB膜で液晶分子をサンドイッチしたセルは、アゾペンゼンのシスートランス光異性化に伴い液晶分子の配向構遺が変化し、透過光のon-off制御に成功した。今回作成した有機薄膜は、指向性発光素子はもとより光制御やOFET素子への応用が期待され、有機薄膜の新たな機能発現に有用な知見を得た。分子配列制御した有機薄膜を作成し、その光学および電子特性の異方性の解明とデバイス応用を目的として、まず、ポリジアセチレン単分子膜を誘起層とする液晶分子の配向制御について検討した。

ウレタン基を導入したポリジアセチレン(poly3BCMU)は水面上でコイル-ロッド転移を示し、分子鎖が伸びきったロッド状態でガラス基板に転写すると、一軸配向した単分子膜が得られた。この膜を配向誘起層として液晶セルを構築すると、基板の配置に応じた透過光強度の異方性を示し、二色比は1:20に達することを見いだした。この液晶分子の配向制御技術はラビングフリーであり、単分子層を配向誘起層とすることから液晶セルの超薄膜化や駆動安定化が可能となった。また、摩擦転写法と後熱処理により、高度に一軸配向したポリフルオレン(PFO)配向膜を透明導電ガラス上に作製した。PFO配向膜を基板として電子輸送材料と陰極金属を真空蒸着してLED素子を作製した。素子は著しい発光の異方性を示し、偏光発光の強度比は積分値で30以上に達し、これまで発表されている最高の素子特性を示した。高偏光LEDをバックライト照明として利用することで、液晶ディスプレイの偏光板が一枚不要となり、大幅な省エネ化が可能となった。今回作成した配列制御有機薄膜は、光制御や有機電界効果型トランジスター素子への応用も期待され、有機薄膜の新たな機能発現に有用な知見を得た。分子配列制御した有機薄膜を作成し、その光学および電子特性の異方性の解明とデバイス応用を目的として、まず、ポリジアセチレン単分子膜を誘起層とする有機分子の配向制御について検討した。ウレタン基を導入したポリジアセチレン(poly4BCMU)LB膜は圧縮方向とほぼ直交する方向に伸びた繊維状の結晶から形成されていた。偏光可視吸収スペクトル測定からポリマーの主鎖が繊維の長軸方向に沿って高度に配向することが分かった。この膜を配向誘起層として色素を蒸着すると高度に配向した結晶が成長することを見出した。また、アゾ染料誘導体に紫外光を照射すると光異性化により配向誘起層が導入されることを提示し、その形成機構について明らかにした。これらの手法は、コンタミネーションフリーな新規配向制御技術として有効であることを明らかにした。また、ラビングによる配向制御に関しても複素環構造を持つπ共役ポリマーを基板とすることで、従来絶縁性のため応用には限界が指摘されていたイミド系の高分子に替わる導電性の配向誘起層の創成に成功した。さらに、昨年度までに検討してきたポリテトラフルオロエチレン摩擦転写膜を基板として蛍光色素の一次元分子配列制御膜を作製し、フォトクロミック色素を積層することにより単一紫外光による記録の書き込み、消去にも成功した。今回作成した配列制御有機薄膜は、光制御や光記録あるいは有機電界効果型トランジスター素子への応用も期待され、有機薄膜の新たな機能発現に有用な知見を得た。