hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
技術的素養の育成を重視した初・中・高等学校教育一貫の技術教育課程開発

本研究成果は,大きく4つに分けられる。第1は,2004(平成16)2006(平成18)年度の3年間にわたり,文部科学省研究開発学校として課題「これからの社会を生きていくために必要な技術的素養(技術リテラシー)の育成を重視する小・中学校を一貫した新教科(Technology Education)の教育課程等の開発」で研究を行った東京都大田区立矢口小学校・同区立安方中学校・同区立蒲田中学校の研究実践の理論化である。同校らが開発した本邦初の小・中学校を一貫した技術教育課程基準及び単元開発のコンサルテーションと,計画-実行-評価-改善サイクルに基づく教育課程基準及び単元の改良を行った。技術リテラシーは,「工夫・創造力」や「技術評価力」など,論理的思考力と,知識・技能を一体化したパフォーマンスとして表出され,「できた・できない」といった二値化判定することは困難であるため,「スタンダード準拠評価法」に基づく学習到達目標を導入した。スタンダード準拠評価法とは,義務教育段階における学習到達のスペクトル状の発達度合いを,数段階化に規定し,学習者がどの学習到達水準に該当するのかを判断する生涯学習体系型の評価法をいう。第2は,小学校教育へのものづくり教育・技術教育の展開を目指した実践事例の収集とデータベース化である。平成18年度に実践事例を収集し,資料をPDF化しwebページを作成した。第3は,学校・家庭・地域を連携し,地域の教育資源(ひと・もの・こと)を活かしたローカル・オプティマム志向の「ものづくり教育」「技術教育」に関する全国の実践研究の成果を収集した。第4は,教員養成系学部・教育系大学の特に小学校教員養成における「情報とものづくり」等コースにおける「技術リテラシー」と「創成力」育成重視の専攻コース創設に関する事例研究と,「技術とものづくり」に関する教育プログラムの開発研究の成果である。平成17年度の研究実績として,以下の4点に集約される。第1点は,本研究の目的・目標論の構築である。1)Technology for allとTechnology forexcellentの両面からの技術的素養を目指す幼・小・中・高校を一貫した技術教育の目的論,2)幼・小・中・高校を一貫した技術教育の目指す学力の明確化,特に小・中学校段階の学習到達目標の設定,3)技術的素養の育成を研究課題とした文科省研究開発学校(大田区立矢口小・安方中・蒲田中学校)の研究実践の理念化である。第2点は,教育課程基準の構成原理の構築である。教育課程基準の領域(スコープ)と系統性(シーケンス)の採択原理を論究した。領域として,「認識」「方法」「内容」の3領域を設定し,内容領域として,「材料と加工」「エネルギー変換」「情報・制御」「生物育成」の4つから構成される「システム技術」を設定した。第3点は,文科省研究開発学校の授業者と,中・高等学校教員を研究協力者とし,合同研究会を開催して,平成17年8月に研究開発学校が開発した技術的素養の育成を目指す教育課程基準表の検討を重ねた。平成18年2月には,本科研グループ版の教育課程基準表と単元開発及び教材開発の事例を提案したことである。第4点は,平成18年2月17日に開催された研究開発学校研究公開(第2年次中間発表)の小学校2,4,6年及び中学校1年の計7つの授業をビデオ撮影し,分析データを収集したことである。データの保存とデータベース化作業を実施中である。授業分析の成果については,平成18年度の日本産業技術教育学会全国大会(高知)等で発表予定である。以上の1年次研究実績の報告書は,冊子としてまとめた。平成18年度の研究実績として,以下の4点に集約される。

第1点は,「技術的素養」の育成を目指す小・中学校一貫した新教科「Technology」を展開した文科省研究開発学校大田区立矢口小学校・同・安方中学校・同蒲田中学校の実践について,学習到達目標を明確化した教育課程研究の視座から,実践の成果を科学的に検討した点である。第2点は,同成果のデータ分析を行い,検討した点である。特に,児童の意識調査と,新教科における児童の問題解決的な学習経験を,新教科と図画工作科との差異に着目して分析を行った。また,大田区立矢口小学校が開発した小学校段階における技術教育の単元開発や教材開発の特徴について,分析的な検討を行った。第3点は,大田区3校が開発した新教科の教育課程基準のうち,4つの内容知「材料と加工」「エネルギー変換」「情報・制御」「生物育成」のスコープの問題点と課題を明らかにし,改良した教育課程基準を提案した点である。さらに,東京都三鷹市の小・中学校一貫した技術教育課程開発の実践事例と,1999年から2002年に実施した鳥取大学附属小学校のものづくり教育の実践事例の質的検討を行った。第4点は,全国各地で実践されている特に小学校段階におけるものづくり教育の啓発活動事例のデータベース化についての基本的枠組みを提案し,調査活動を平成18年度から実施した点である。以上の成果は,平成18年度の日本産業技術教育学会全国大会(高知)のワークショップで発表を行った。さらに,平成19年2月16日に開催された研究開発学校研究公開(第3年次最終発表)の全授業をビデオ撮影した。以上の成果について,2年次研究実績の報告書として,冊子体を作成した。なお,同報告書は,以下のURLに公開する予定である。http://e-tech.life.hyogo-u.ac.jp/etc/ps-tech/report07.pdf本研究成果は,大きく4つに分けられる。第1は,2004(平成16)2006(平成18)年度の3年間にわたり,文部科学省研究開発学校として課題「これからの社会を生きていくために必要な技術的素養(技術リテラシー)の育成を重視する小・中学校を一貫した新教科(Technology Education)の教育課程等の開発」で研究を行った東京都大田区立矢口小学校・同区立安方中学校・同区立蒲田中学校の研究実践の理論化である。同校らが開発した本邦初の小・中学校を一貫した技術教育課程基準及び単元開発のコンサルテーションと,計画-実行-評価-改善サイクルに基づく教育課程基準及び単元の改良を行った。技術リテラシーは,「工夫・創造力」や「技術評価力」など,論理的思考力と,知識・技能を一体化したパフォーマンスとして表出され,「できた・できない」といった二値化判定することは困難であるため,「スタンダード準拠評価法」に基づく学習到達目標を導入した。スタンダード準拠評価法とは,義務教育段階における学習到達のスペクトル状の発達度合いを,数段階化に規定し,学習者がどの学習到達水準に該当するのかを判断する生涯学習体系型の評価法をいう。第2は,小学校教育へのものづくり教育・技術教育の展開を目指した実践事例の収集とデータベース化である。平成18年度に実践事例を収集し,資料をPDF化しwebページを作成した。
ユーザ間公平性を指向したP2Pトラヒック制御

P2Pトラヒックの増大は、現在のネットワークオペレーションにおける重要な技術課題となっており、ユーザのコスト負担の問題からネットワーク中立性の議論を引き起こしている。本研究は、「P2Pにおいてユーザの公平性を実現するトラヒック制御を実現できないか?」というユーザの公平なコスト負担に向けた重要な技術課題に対し、ネットワークサイドならびにエンドホストサイドの双方から様々なアプローチを試みた。具体的には、多対1すなわち多数のポイントからコンテンツを受信するP2Pの状況においては受信側のみがトータルで使用できるネットワーク資源を把握できることから、受信駆動型トラヒック制御によるP2Pスループットの公平性実現手法を開発するなど、公平性に着目したトラヒック制御手法の開発に取り組んだ。本研究は、「P2Pにおいてユーザの公平性を実現するトラヒック制御を実現できないか?」というユーザの公平なコスト負担に向けた重要な技術課題に対し、ユーザ側P2Pシステムのトラヒック制御によるいくつかの可能性を探るものである。本研究では、P2Pトラヒックをネットワーク側で規制するのではなく、ユーザ側のP2Pシステム側が公平性を実現するべくトラヒック制御に積極的に関与する方向性を探ることを目的としている。本年度は以下の成果を得ている。・ストリーミング型P2Pの公平性改善ストリーミング型P2Pにおいては、先行して再生が進んでいるピアにダウンロード負荷が集中しやすい傾向がある。これを改善する手法として、再生タイミングの近いピアをオーバーレイネットワークにおける接続対象とする手法を開発した。P2Pでは、単純にキャッシュを設けるとかえってここにコンテンツ要求が集中し、意図しないトラヒックが生じる可能性があることを明らかにした。・トラヒック制御初年度は課題検討として、選択したピアによって各ユーザの享受するファイル転送速度に差が生じないよう、各ユーザで授受されるアプリケーションレベル総トラヒック量を監視し、ユーザの受信する総トラヒック量に輻輳制御を施すことの有用性を検討し、基本的制御方式の設計をスタートさせている。またトラヒック制御に関する研究として、動作OSの違いにおける輻輳制御がもたらす性能差を改善する手法、データセンターなど高速ネットワーク環境でのトラヒック制御、の開発を行った。本研究は、「P2Pにおいてユーザの公平性を実現するトラヒック制御を実現できないか?」というユ-ザの公平なコスト負担に向けた重要な技術課題に対し、ユーザ側P2Pシステムのトラヒック制御によるいくつかの可能性を探るものである。・ストリーミング型P2Pの公平性改善手法の詳細検討ストリーミング型P2Pにおいては、先行して再生が進んでいるピアにダウンロード負荷が集中しやすい傾向がある。これを改善する手法として本課題の初年度より取り組んでいる再生タイミングの近いピアをオーバーレイネットワークにおける接続対象とする手法について、仕様の詳細検討を行った。・ストリーミング型P2Pの公平性改善手法の評価上記提案手法について、本課題で開発した評価シミュレータによる評価を行い、提案方式を用いない場合には再生が先行しているピアにダウンロード負荷が集中するのに対し、提案方式によりダウンロード負荷が各ピアに分散され、公平性が大きく改善されることを示した。・トラヒック制御昨年度より進めている、P2Pにおけるトラヒック制御の詳細検討を行った。またトラヒック制御に関する研究として、動作OSの違いにおける輻輳制御がもたらす性能差を改善する手法、データセンターなど高速ネットワーク環境でのトラヒック制御、の開発を行いその有効性を本課題で開発した計算機シミュレータにより評価した。・コンテンツオリエンテッドトラヒック制御P2Pにおいては、どこからコンテンツを得ても問題ないというコンテンツオリエンテッドな考えから、複数箇所からコンテンツの一部ずつを取得する手法が一般的に用いられている。

本研究では、複数箇所からのコンテンツ取得において受信ノードはすべての状況を把握できることから、受信駆動型トラヒック制御を提案した。ボトルネックリンクを共有するセッション検出機能、相互影響の大きいこれらボトルネックを共有する複数セッション間の帯域配分機能を設計し、P2Pに適した新しい方式として提案している。・データセンタにおけるトラヒック制御P2Pなどコンテンツ配信においてデータセンタが重要な位置を占めつつある。本年度は、データセンタにおけるトラヒック制御として、マルチキャストに適した新しいトラヒック制御手法として、複数個所から到着する輻輳制御用フィードバック情報に対し、最も輻輳状況の重いノードからのフィードバックを選出したうえでこれにのみレート制御を適用するトラヒック手法を提案した。この方法により、マルチキャストに対し1対1通信と同等のスループットを確保した。当初計画していた、P2Pにおける公平性を考慮したピア選択、ならびにP2Pに適したトラヒック制御については順調に研究を進展させている。また、これらとは別に、P2Pのベースとなるコンテンツ配信におけるトラヒック制御に関する成果も得ていることから、当初の計画以上に進展していると評価した。24年度が最終年度であるため、記入しない。次年度は本課題の最終年度であり、研究全体を総括するために、以下の方針で進める予定である。・ストリーミング型P2Pの公平性改善手法については、評価内容を精査し、広く研究成果を公表するために学会発表を積極的に行う予定である。・P2Pトラヒック制御については、現在検討している方式に対し、評価シミュレータを開発したうえでその有効性を検証し、学会発表を行う予定である。・コンテンツ配信系トラヒック制御については、ワイヤレス環境にその評価対象を広げ、さらに検討を進める方針である。また、データセンタにおけるトラヒック制御について、エンドエンドアプローチによる方式検討を行う。
高効率を目指したカーボンナノチューブ／グラフェンベースの燃料電池触媒の構築

27年度が最終年度であるため、記入しない。近年、急激な人口の増加や経済成長に伴い、エネルギーの使用量も急激に増加している。しかし、石炭・石油・天然ガスをエネルギー源とした発電は、大気汚染や地球温暖化など環境問題を起こすため、クリーンな代替エネルギーの必要性が挙げられている。地球温暖化防止京都会議以降、日本における地球環境問題への取り組み、エネルギー資源の有効利用が急務とされ、各企業においても何らかの対策が余儀なくされているのが現状である。このような問題に対処するために、クリーンエネルギーで、出力密度の大きい、しかも他の発電機関と比較して変換効率の大きな燃料電池への関心は急速に高まっている。その中でも固体高分子形燃料電池(PEFC)は小型で軽量であることから実用化への期待が高まっている。しかし、PEFCにおいて電気を得る反応中に生じる強酸に耐えられる金属はあまり存在せず、高価でかつ枯渇資源である白金用いるしかないのが現状である。そこで、白金を用いず高効率の燃料電池を開発することはエネルギー問題の解決に向けた重要なカギとなっている。枯渇資源で高価な白金の使用量を減らす方法の一つとしてコアシェル(core shell)化が注目されている。我々は多層カーボンナノチューブ(CNT)の表面にポリベンゾイミダゾール(PBI)をコーティングし、その上にパラジウムコア白金シェルナノ粒子を吸着させたところ、高い電気化学的活性表面積を持っていることを確認した。昨年の4月から新しい燃料電池触媒の開発研究に取り組んでおります。現テーマは、「高効率を目指したカーボンナノチューブ/グラフェンベースの燃料電池触媒の構築」です。採用の間(平成26年04月01日平成27年3月31日)に既に学術論文について3件持っており、十分な研究成果を出しております。採用期間の間に学術論文としてまとめることができる研究成果を出しており、Journalに投稿中です。また日本学術振興会の特別研究員として燃料電池の研究やその成果の英語口頭発表など日本学術振興会に大いに貢献しています。優れた特性を有するカーボンナノチューブ(CNT)と白金以外の金属粒子との複合体を作製し、白金フリーでかつ高効率の燃料電池を開発することを目的とし、研究を行っている。電極における白金の使用を削減する方法として2つの戦略を立てた。戦略Iは、パラジウムナノ粒子に白金をナノレベルでコーティングすることによって、白金の使用量は削減でき、白金の性質は活かせるアプローチである。触媒反応は表面でしか起こらないため、表面のみが白金であっても効率の低下は見られないと予想される。戦略IIは、白金より安価である他の金属粒子(exパラジウム)を用いる方法である。強酸に耐えながら高効率を生み出せるように金属粒子とCNTを複合化させれば、PEFCのコストを削減することができ、燃料電池の実用化が可能になると期待できる。
筋ジストロフィー分子治療の有効性に関与する炎症性物質の動態に関する研究

Duchenne型筋ジストロフィー(DMD)に対し、アンチセンスオリゴヌクレオチド(AS-oligo)によってエクソンスキッピングを誘導する治療法の有効性を高めるために、症例ごとの有効性を検討するとともに、本治療における炎症性物質等の関与を検討した。エクソン45のスキッピングを誘導するAS-oligoの筋培養細胞における有効性を解析し、エクソンスキッピング効率は症例により異なることを明らかにした。そして、DMD症例に対しAS-oligoの投与を行い、一部の炎症性物質に変動がみられることを見出した。治療効果が乏しい症例に対して、炎症に関与する因子を制御することが新たな治療戦略となる可能性がある。Duchenne型筋ジストロフィー(以下DMD)における病態の主体は筋組織の壊死・再生であるが、申請者らはプロスタグランジンを中心とする炎症が疾患の進行に大きく関わっていることを明らかにし、それを制御することが治療の標的として注目されている。一方、申請者らは、DMDに対する分子治療であるエクソンスキッピング誘導治療、ナンセンス変異リードスルー誘導治療の有効性を明らかにし、臨床への応用を進めている。しかし、これらの分子治療における炎症性物質の関与は明らかではない。本研究では、分子治療によるDMDの治癒過程における炎症性物質の動態を明らかにし、さらに、これらの因子を修飾することによる分子治療効果をさらに高める治療戦略を見いだすために、in vivo、in vitroにおいて、分子治療・プロスヤグランジン制御による治療の検討を行っている。平成26年度は、エクソンスキッピング誘導治療における、各種修飾核酸の効果の検討を、筋培養細胞を用いて行い、ENA核酸の有効性を確認した。さらに、DMD症例に対し、エクソンスキッピング誘導治療を行い、その有効性に関して、各種運動パラメーターを測定することにより検討を行った。また、DMD症例に対するプロスタグランジン制御による治療の安全性に関する検討を行なった。本研究では、分子治療によるDMDの治癒過程における炎症性物質の動態を明らかにし、さらに、これらの因子を修飾することによる分子治療効果をさらに高める治療戦略を見いだすために、分子治療・プロスタグランジン制御による治療の検討を、in vitro、in vivo系で検討している。27年度はENA核酸によるアンチセンスオリゴヌクレオチドの有効性をin vivoにおいて検討を行なった。そして、エクソンスキッピング誘導ならびに、長期投与による有効性を示した。さらにプロスタグランジン制御による治療の検討を引き続き行い、in vivoにおける有効性を検討している。前年度に引き続き、エクソンスキッピング誘導治療・プロスタグランジン抑制治療の検討を進め、in vivoにおける有効性を明らかにすることができた。しかし、エクソンスキッピング誘導治療過程における、炎症物質の動態に関して、検討を十分に進めることができていない。そのため、当初の予定よりやや遅れていると判断した。デュシェンヌ型筋ジストロフィーにおける病態の主体は筋組織の壊死・再生であるが、私たちはプロスタグランジンを中心とする炎症が疾患の進行に大きく関わっていることを明らかにし、それを制御する新たな治療法の開発を行っている。一方、私たちは、デュシェンヌ型筋ジストロフィーに対する分子治療であるエクソンスキッピング誘導治療、ナンセンス変異リードスルー誘導治療の有効性を明らかにし、臨床への応用を進めている。本研究では、分子治療によるデュシェンヌ型筋ジストロフィーの治癒過程における炎症性物質の動態を明らかにし、これらの因子を修飾することによる分子治療効果をさらに高める治療戦略を見いだすために、これらの治療法に関して、in vitro、in vivoでの検討を行っている。本年度は、エクソンスキッピング誘導治療の有効性をさらに広げるために、筋ジストロフィー症例における分子病態の解析を行い、新たな病態に伴うスプライシング異常を見出した、さらに、前年度に引き続き、アンチセンスオリゴヌクレオチドによる長期治療の検討を行い、運動機能・mRNAレベルに加え、蛋白レベルにおける有効性の検討を進めた。また、治療過程におけるプロスタグランジンなどの炎症性物質の解析を行った。これらの結果は、デュシェンヌ型筋ジストロフィーに対する分子治療において、炎症性物質を制御することによりその有効性を高めることができる可能性を示唆するものであった。平成26年度は、エクソンスキッピング誘導治療、プロスタグランジン抑制治療を行ない、その安全性・有効性に関する検討を行なった。しかし、分子治療におけるプロスタグランジンの動態など、これらの治療における、相互作用に関して、検討を進めることができていない。

DMDモデルマウスにおいて、アンチセンスオリゴヌクレオチドあるいはアルベカシンを投与しジストロフィン蛋白発現を誘導した際の、筋細胞・線維芽細胞・炎症細胞における、プロスタグランジン合成に関わる因子の動態、およびプロスタグランジンDの尿中代謝産物を解析。さらに、DMD症例に対しアンチセンスオリゴヌクレオチドあるいはアルベカシンを静脈内投与することによりジストロフィン蛋白の発現が誘導される際の筋組織における、プロスタグランジンD合成に関わる因子の動態を筋細胞、線維芽細胞および炎症細胞ごとに解析する。さらに、プロスタグランジンDの尿中代謝産物を解析することにより、プロスタグランジンDを中心とする炎症の動態を検討する。小児科学DMDモデルマウス、DMD筋培養細胞系において、アンチセンスオリゴヌクレオチドによるエクソンスキッピング誘導あるいはアルベカシンによるナンセンス変異リードスルー誘導治療を導入した際の、プロスタグランジンなどの炎症性物質の動態を解析する。さらに、分子治療を臨床へ応用した際の、プロスタグランジンの動態を解析する。これらの結果をもとに、分子治療とプロスタグランジン産生制御の併用による治療効果をDMDモデルマウス、DMD筋培養細胞系において検討する。エクソンスキッピング誘導治療・ナンセンス変異リードスルー誘導治療におけるプロスタグランジン関連因子の解析を予定より遅れたため、それらに使用予定であった消耗品費を次年度に繰り越した。筋培養細胞系およびDMDモデルマウスによる実験が予定より遅れたため、それらに使用予定であった消耗品費を次年度に繰り越した。分子治療に際のプロスタグランジン関連因子の解析に必要な消耗品の費用として使用する。筋培養細胞系およびDMDモデルマウスによる実験に必要な消耗品の費用として使用する。
中期鮮新世温暖期の二酸化炭素分圧復元

当該年度は予察的研究用試料として位置付けていた西赤道太平洋から得られた海底堆積物コア(KR05-15 PC01)中の浮遊性有孔虫2種に関する測定をすべて終え、その結果を学術論文一報としてまとめ、国際学術誌に投稿した(現在査読中)。ホウ素同位体だけでなく、同時にMg/Ca比や酸素同位体比を分析する一連の測定メソッドを確立し、効率よく複数のデータを生産できる体制が整った。また浮遊性有孔虫のホウ素同位体を測定するためには、分析に必要な試料量を3分の1程度に少なくする必要があった。濃度が低いサンプルについても高精度のホウ素同位体ができるように、マルチコレクター型ICPMSのサンプリングコーンおよびスキマーコーンの組み合わせや検出器のアンプの変更を検討した。そうした微量化の技術開発の過程で、有孔虫の洗浄行程(海底堆積物そのものに多くのホウ素が含まれるため)を段階的にストップする実験や、実験環境からのホウ素汚染の影響を定量化する実験を行なった。それらの結果についても国際学術誌に投稿するための準備を進めている。研究課題の主目的である、国際深海科学掘削計画第361次航海で得た海底堆積物コア(IODP Exp. 361 U1476)の分析についてもスタートさせた。堆積物からの浮遊性有孔虫2種の拾い出しについては、G. sacculiferについては既に全て終えており、残るはG. ruberのみ(約3分の1が終了)となっている。拾い出しと同時並行して分析を進めているところである。実験室内で、様々なところからホウ素汚染の影響が確認された。それを特定するのにかなりの時間を要した。汚染の原因として、実験室空気、ガラス製保管容器、MC-ICPMS用オートサンプラー、分子量が大きい有機物を除去するための限外濾過フィルター(長期間保管していたもの)、有機物除去に用いる過酸化水素(長期間保管していたもの)などが特定された。そうした汚染の結果、いくつかの分析については再測定が必要になった。特に拾い出しに時間を要するG. ruberに対する汚染の影響のため、研究課題の進捗に遅れが生じることになった。海底堆積物コア(IODP Exp. 361 U1476)のコアとコアの継ぎ目に相当する部分のサンプルが大幅に欠落していることが明らかになったため、高知コアセンターにおいて欠落部分の堆積物の再サンプリングを行った。今後も、海底堆積物コア(IODP Exp. 361 U1476)の浮遊性有孔虫のホウ素同位体分析を進める。特に実験環境でのホウ素汚染の影響を被らないように、大気からくるホウ素汚染の影響を年を通じてしっかりモニタリングするなど、原因究明に努めるとともに、汚染の影響を軽減できる実験環境を整備する(ケミカルフィルターを備えたクリーンブースの設置など)。夏にはアルフレッドウェゲナー極地研究所を訪問し、浮遊性有孔虫に対する超微量のホウ素同位体分析法について技術研修を行う。微量分析において必須となる、よりクリーンな実験環境の整備に関する知識も得て、国内でも同様の分析が可能なようにしたいと考えている。本研究課題は海底堆積物コアに含まれる浮遊性有孔虫の微量元素・安定同位体分析(特にMg/Ca比、酸素同位体、ホウ素同位体)を通じて、鮮新世以降の海洋環境を復元することを目的としている。年次計画通り、本年度は練習用試料として位置付けている西赤道太平洋の海底堆積物コア(KR05-15 PC01)を用いて、一連の実験手順を立ち上げることを主たる目的とした。まず、必要な器材類を購入・組み立てるとともに、実験手順の最適化を試みた。Mg/Ca比をICPMSを用いて安定して分析するため、試薬の濃度や希釈率、内標準の選定を行い、最適な手順を作成した。また、MC-ICPMSを用いたホウ素同位体分析に関しても、スキマーコーンやアンプの調整を行うことで、測定精度を維持したまま、従来の3分の1程度まで量を減らした測定を可能にした。西赤道太平洋の海底堆積物コアから得られた古海洋記録からは予想を上回る新事実が明らかになったため、当初の計画にはなかったが、年代モデルを改善しよりインパクトの高い学術雑誌に投稿するための追加の実験を行った。具体的には、底生有孔虫の酸素同位体分析と浮遊性有孔虫の放射性炭素年代測定を行い、より厳密な年代モデルを作成することができた。近いうちに学術論文としてまとめ、科学誌に投稿する予定である。本年度立ち上げた一連の実験手順に基づき、本研究課題の主テーマである、西インド洋の海底堆積物コア(IODP Exp. 361 Site U1476)の浮遊性有孔虫についても分析をスタートした。当初は予定していなかったが、ストロンチウム同位体についても、ホウ素同位体測定の際に本来ならば捨てる部分を再利用する形で測定を行なった。ストロンチウム同位体は堆積物の年代決定に有力なツールとなるため、研究代表者を含む、IODPの乗船研究者に大きく貢献する結果を得ることができた。ホウ素同位体測定の測定必要量の微量化やストロンチウム同位体測定など、当初予定していなかった実験手法の改良もあり、研究計画がさらに向上した。西赤道太平洋の海底堆積物コアから得られた結果については、予想を上回る新事実が明らかになったため、堆積物の年代モデルを改善するための実験を別途行うことになった。現在はその結果をインパクトの高い学術雑誌へと投稿するため、データを補強するための実験を進めている。

当該年度は予察的研究用試料として位置付けていた西赤道太平洋から得られた海底堆積物コア(KR05-15 PC01)中の浮遊性有孔虫2種に関する測定をすべて終え、その結果を学術論文一報としてまとめ、国際学術誌に投稿した(現在査読中)。ホウ素同位体だけでなく、同時にMg/Ca比や酸素同位体比を分析する一連の測定メソッドを確立し、効率よく複数のデータを生産できる体制が整った。また浮遊性有孔虫のホウ素同位体を測定するためには、分析に必要な試料量を3分の1程度に少なくする必要があった。濃度が低いサンプルについても高精度のホウ素同位体ができるように、マルチコレクター型ICPMSのサンプリングコーンおよびスキマーコーンの組み合わせや検出器のアンプの変更を検討した。そうした微量化の技術開発の過程で、有孔虫の洗浄行程(海底堆積物そのものに多くのホウ素が含まれるため)を段階的にストップする実験や、実験環境からのホウ素汚染の影響を定量化する実験を行なった。それらの結果についても国際学術誌に投稿するための準備を進めている。研究課題の主目的である、国際深海科学掘削計画第361次航海で得た海底堆積物コア(IODP Exp. 361 U1476)の分析についてもスタートさせた。堆積物からの浮遊性有孔虫2種の拾い出しについては、G. sacculiferについては既に全て終えており、残るはG. ruberのみ(約3分の1が終了)となっている。拾い出しと同時並行して分析を進めているところである。実験室内で、様々なところからホウ素汚染の影響が確認された。それを特定するのにかなりの時間を要した。汚染の原因として、実験室空気、ガラス製保管容器、MC-ICPMS用オートサンプラー、分子量が大きい有機物を除去するための限外濾過フィルター(長期間保管していたもの)、有機物除去に用いる過酸化水素(長期間保管していたもの)などが特定された。そうした汚染の結果、いくつかの分析については再測定が必要になった。特に拾い出しに時間を要するG. ruberに対する汚染の影響のため、研究課題の進捗に遅れが生じることになった。海底堆積物コア(IODP Exp. 361 U1476)のコアとコアの継ぎ目に相当する部分のサンプルが大幅に欠落していることが明らかになったため、高知コアセンターにおいて欠落部分の堆積物の再サンプリングを行った。平成30年度は、西赤道太平洋の海底堆積物コアを用いた実験については5月中に終え、6月以降はその結果をまとめつつ、西インド洋の海底堆積物コアを用いた実験を進めていく。その中で、MC-ICPMSを用いたホウ素同位体測定の微量化をさらに進める。というのも、サンプルによってはさらなる微量化を必要とするものもあり、現状測定できないためである。具体的には、MC-ICPMSへの試料導入部に位置するスプレーチャンバーやネブライザーなどを交換・調整することで微量化を実現したいと考えている。試料が十分に得られているものについてはこれまで通り実験を進め、微量でしか測定できないものについてはしばらく保留にする。あるいは、微量測定が可能なN-TIMSを用いるためにしばらくコロンビア大学に滞在することも想定している(平成31年度に半年ほどを想定)。
β－クリプトキサンチンの変形性関節症予防効果の検討

カロテノイドの一種であるβ-クリプトキサンチンは、日本の代表的なカンキツ類であるウンシュウミカンに多く含まれている。国内外のヒトの栄養疫学調査や実験動物を用いた基礎研究により、骨粗鬆症、肥満あるいは脂肪肝などの様々な生活習慣病に対するβ-クリプトキサンチンの発症・進展抑制効果が明らかになっている。変形性膝関節症(OA)は、機械的負荷による関節炎症、腫脹や疼痛を生じる疾患であり、ロコモティブシンドロームの主要因となっている。本研究では、OA発症・進展に対するβ-クリプトキサンチンの治療効果をモデル動物を用いて検証した。まず、β-クリプトキサンチン投与群及びVehicle群の8週間の飲水量測定を行った。その結果、投与したβ-クリプトキサンチンの濃度にかかわらず、マウスによる飲料水の1日摂取量に有意な変化は観察されなかった。さらに、β-クリプトキサンチン投与は、マウスの体重や解剖後の組織重量、またはマウスの自発的行動に影響を与えなかった。また、Vehicle群とβ-クリプトキサンチン投与群との間で、両群のSham側における顕著な形態学的差異はみられなかった。一方、Vehicle群ではSham側と比較して、外科的誘発OA側の膝関節部における顕著なSafranin O染色性の低下が観察された。しかし、β-クリプトキサンチンを1 mg/Lおよび10 mg/Lで投与した場合、外科的に誘発されたOA側の膝関節部において、Safranin O染色性の改善は観察されなかった。また、OARSIによって推奨された組織学的採点システムを用いてデータを評価した。その結果、すべてのβ-クリプトキサンチン投与群においてOA損傷のスコアには差が認められなかった。以上の結果により、β-クリプトキサンチンのOAに対する治療効果は確認できなかった。これまでの研究により、β-クリプトキサンチンを継続的に経口摂取することにより、変形性関節症(OA)の発症が著明に抑制されることを見出した。すなわち、β-クリプトキサンチンにはOAに対して予防効果があることを明らかにした。本年度は、β-クリプトキサンチンの飲水投与が予防効果のみならず、OA発症後の治療効果も併せ持つかを検討した。そのため、OAモデルマウスを作成し(疑似手術:Sham側、手術側:OA側)、8週間のβ-クリプトキサンチンの飲水投与を行い、膝関節部のラフィン切片を作成した。作成した切片はSafranin O染色により、膝関節のOAの進展度を評価し、OARSI提唱の組織学的定量化システムにより定量化した。その結果、β-クリプトキサンチン投与は、マウスの体重や解剖後の組織重量、またはマウスの自発的行動に影響を与えなかった。16週間のβ-クリプトキサンチン投与に対するOAの治療効果を検討する。麻酔下のC57BL/6雄性マウス(8週齢)の左脚の膝関節部の皮膚切開により膝蓋骨を露出させ、内側半月板と内側側副靭帯を切離することによりOAモデルマウスを作成する。コントロールとしては、右脚の膝関節部を皮膚切開後に縫合する。術後16週間目(OAの進行が組織学的に確認できるステージ)から、β-クリプトキサンチンを10 mg/Lの濃度で飲水投与を開始する(予防効果の確認できた濃度を使用)。2日に一度、飲料水を交換する。β-クリプトキサンチンを16週間連続投与し、膝関節部のパラフィン切片を作成し、Safranin O染色により、膝関節のOAの進展度を評価し、Osteoarthritis Research Society International(OARSI)組織学的定量化システムにより定量化する。さらに、マイクロCTにより軟骨の損傷度を測定することでOA進展度解析を行う。また、β-クリプトキサンチンの血中および膝関節組織への組織移行によるβ-クリプトキサンチンの体内吸収率について検討を行う。β-クリプトキサンチンを実験動物に経口投与した後、血液および滑液、膝関節組織を採取し、β-クリプトキサンチンの量をHPLCにより定量解析する。さらに、軟骨細胞からRNAおよびタンパク質を回収し、軟骨分化・成熟化マーカー(Col2a1やAggrecanなど)、各種転写制御因子(Sox9やRunx2など)、および軟骨分解に関与する酵素群(Adamts5やMmp13など)の発現を比較検討する。さらに、軟骨細胞の培養上清に放出される各種サイトカイン(IL1β・IL6など)量をELISA法によりを測定する。

国内外のヒトの栄養疫学調査や実験動物を用いた基礎研究により、骨粗鬆症、肥満あるいは脂肪肝などの様々な生活習慣病に対するβ-クリプトキサンチンの発症・進展抑制効果が明らかになっている。変形性膝関節症(OA)は、機械的負荷による関節炎症、腫脹や疼痛を生じる疾患であり、ロコモティブシンドロームの主要因となっている。本研究では、OA発症・進展に対するβ-クリプトキサンチンの治療効果をモデル動物を用いて検証した。まず、β-クリプトキサンチン投与群及びVehicle群の8週間の飲水量測定を行った。その結果、投与したβ-クリプトキサンチンの濃度にかかわらず、マウスによる飲料水の1日摂取量に有意な変化は観察されなかった。さらに、β-クリプトキサンチン投与は、マウスの体重や解剖後の組織重量、またはマウスの自発的行動に影響を与えなかった。また、Vehicle群とβ-クリプトキサンチン投与群との間で、両群のSham側における顕著な形態学的差異はみられなかった。一方、Vehicle群ではSham側と比較して、外科的誘発OA側の膝関節部における顕著なSafranin O染色性の低下が観察された。しかし、β-クリプトキサンチンを1 mg/Lおよび10 mg/Lで投与した場合、外科的に誘発されたOA側の膝関節部において、Safranin O染色性の改善は観察されなかった。また、OARSIによって推奨された組織学的採点システムを用いてデータを評価した。その結果、すべてのβ-クリプトキサンチン投与群においてOA損傷のスコアには差が認められなかった。以上の結果により、β-クリプトキサンチンのOAに対する治療効果は確認できなかった。これまでの研究により、β-クリプトキサンチンを継続的に経口摂取することにより、変形性関節症(OA)の発症が著明に抑制されることを見出した。すなわち、β-クリプトキサンチンにはOAに対して予防効果があることを明らかにした。本年度は、β-クリプトキサンチンの飲水投与が予防効果のみならず、OA発症後の治療効果も併せ持つかを検討した。そのため、OAモデルマウスを作成し(疑似手術:Sham側、手術側:OA側)、8週間のβ-クリプトキサンチンの飲水投与を行い、膝関節部のラフィン切片を作成した。作成した切片はSafranin O染色により、膝関節のOAの進展度を評価し、OARSI提唱の組織学的定量化システムにより定量化した。その結果、β-クリプトキサンチン投与は、マウスの体重や解剖後の組織重量、またはマウスの自発的行動に影響を与えなかった。
CRD分光法によるオゾンWulf帯の吸光断面積の高精度測定

本研究は,キャビティ・リングダウン分光法(CRDS)によって,大気物理・大気化学的に重要なから,絶対値および温度依存性が確定していなかったオゾンのWulf帯の吸光断面積を温度範囲300-230K程度において測定することを目的とした.実験上特に重要な点は,1)オゾン濃度モニタの絶対値精度の向上と2)キャビティ部の温度安定化である.1)については,光源の安定化,光学系の低迷光化,検出系の低ノイズ化および温度・圧力差の補正により,確度を10倍程度に向上させた.2)については,温調部分にキャビティミラーを完全に入れ込むなどの測定管の改良などのより210K程度まで±0.4Kの温度安定度を実現した.この新システムを用いて,波長を762.07nmに固定し,温度298Kから当初の目標よりもさらに低温の215Kまでの異なる5点,298,273,260,245,215Kにおける高精度測定を行った.測定の結果,それぞれの温度での吸光断面積として(2.86±0.04),(2.73±0.08),(2.67±0.03),(2.69±0.07),(2.62±0.04)×10^<-22>cm^2が得られた.吸光断面積の温度依存性はdσ=3x10^<-25>cm^2/Kである.僅かではあるが温度存性は存在する.764.47nmにおいても同様の測定を行ったところ絶対値は7%程度小さく,温度依存性については762.07nmと同様の傾向が見られた.以上,これまで不明確であった温度依存性に結論を出すことが出来た.Wulf帯の正確な吸光係数は人工衛星を使ったリモートセンシングデータのこの波長域の解析,特に酸素のAバントを用いた気温測定には必須のパラメータである.本研究で得られた吸光断面積を用いれば衛星データ解析結果の信頼性か向上するものと期待できる.本研究は,キャビティ・リングダウン分光法(CRDS)によって,大気物理・大気化学的に重要なから,絶対値および温度依存性が確定していなかったオゾンのWulf帯の吸光断面積を温度範囲300-230K程度において測定することを目的とした.実験上特に重要な点は,1)オゾン濃度モニタの絶対値精度の向上と2)キャビティ部の温度安定化である.1)については,光源の安定化,光学系の低迷光化,検出系の低ノイズ化および温度・圧力差の補正により,確度を10倍程度に向上させた.2)については,温調部分にキャビティミラーを完全に入れ込むなどの測定管の改良などのより210K程度まで±0.4Kの温度安定度を実現した.この新システムを用いて,波長を762.07nmに固定し,温度298Kから当初の目標よりもさらに低温の215Kまでの異なる5点,298,273,260,245,215Kにおける高精度測定を行った.測定の結果,それぞれの温度での吸光断面積として(2.86±0.04),(2.73±0.08),(2.67±0.03),(2.69±0.07),(2.62±0.04)×10^<-22>cm^2が得られた.吸光断面積の温度依存性はdσ=3x10^<-25>cm^2/Kである.僅かではあるが温度存性は存在する.764.47nmにおいても同様の測定を行ったところ絶対値は7%程度小さく,温度依存性については762.07nmと同様の傾向が見られた.以上,これまで不明確であった温度依存性に結論を出すことが出来た.Wulf帯の正確な吸光係数は人工衛星を使ったリモートセンシングデータのこの波長域の解析,特に酸素のAバントを用いた気温測定には必須のパラメータである.本研究で得られた吸光断面積を用いれば衛星データ解析結果の信頼性か向上するものと期待できる.本研究は,高感度吸光計測法であるキャビティ・リングダウン分光法(CRDS)によって,大気物理・大気化学的に重要ながら,測定の困難さのために,未だに絶対値が確定していないオゾンのWulf帯の吸光断面積を温度範囲300-230K程度において測定することを目的とする.Wulf帯の正確な吸光係数は大気中での放射過程を詳細に検討する場合には非常に重要であり,人工衛星を使ったリモートセンシングデータのこの波長域の解析の際には必須のパラメータである.吸収断面積を高精度の測定するには信号強度の縦軸精度が特に重要であるので,先ず研究計画通りデジタルオシロスコープをより低ノイズの入力アンプを持ち縦軸精度も高いものに代えた.これを用いて温度298Kでの758から768nmの波長域でオゾンの吸収スペクトルを測定した.この領域には酸素の吸収帯が重なるが,酸素の吸収は線スペクトルであるので,CRDSの様に十分波長分解能の高い方法では酸素の吸収を避けてオゾンの正味の吸収だけを抜き出すことが出来る.この領域にオゾンは明確なスペクトル構造を持たないことが確認できた.次に,モニタ波長を酸素の吸収線から十分離れた761.9nmに固定し,異なる温度4点,298,283,273,263Kにおける測定を行った.キャビティ内の温度勾配は1K以内であった.

測定の結果それぞれの温度での吸光断面積として4.78,4.70,4.66,4.65±0.20×10-22cm^2が得られた.ただし現状では,これらの絶対値はハートレー帯(モニタ波長253.7nm)でのオゾンモニタの絶対値精度が十分でないため,さらに若干の補正が必要と思われる.一方,相対値の信頼性は高いので,以上の結果よりこの温度範囲において約-0.08%/K程度の負の温度依存性(低温ほど吸光断面積が小さくなる)があることが分かる.これまで不明確であった温度依存性が確認できたのは大きな収穫である.来年度はオゾンモニタの精度を向上させ吸光断面積の絶対値を確定させると共に,さらに温度範囲を拡大した精密測定を行う予定である.本研究は,高感度吸光計測法であるキャビティ・リングダウン分光法(CRDS)によって,大気物理・大気化学的に重要ながら,測定の困難さのために,その絶対値が確定していないオゾンのWulf帯の吸光断面積を温度範囲300-230K程度において測定することを目的とした.今年度は前年度の実験から明らかになった幾つかの問題点を解消し測定を行った.1)オゾン濃度モニタの絶対値精度を向上:吸光断面積の絶対値決定にはオゾン濃度を高精度で知る必要があり,そのためには濃度モニタの絶対値精度を向上が必要とされた.モニタ光源の安定化,光学系の低迷光化および検出系の低ノイズ化により,短時間のノイズレベルおよび長時間ドリフトともに前年の1/10程度に向上させた.また,モニタ部で温度と圧力を同時測定することで,これらのこの変化に伴う補正も行った.2)キャビティ部の温度安定化:温調部分にキャビティリングダウンミラーを完全に入れ込むなどの測定管の改良と新たに低温専用温調器を使用することで一60°C以下まで±1°Cの温度安定度を実現した.この新システムを用いて,先ず298Kで760-765nmの範囲を通常精度で測定したところ,この領域にオゾンは明確なスペクトル構造を持たないことが再確認できた.次に波長を761.9nmに固定し,温度298Kから当初の目標よりもさらに低温の210Kまでの異なる5点,298,273,260,245,210Kにおける高精度測定を行った.測定の結果,それぞれの温度での吸光断面積として2.50,2.54,2.54,2.43,2.38±0.05×10^<-22>cm^2が得られた.この温度領域における吸光断面積の温度依存性はdσ=1.8×10^<-25>cm^2/Kであり,誤差分を考えれば,ほとんど依存性が無いことを示している.これらの値は前年度の暫定的な報告値4×10^<-22>cm^2とは異なるが,これは前年の測定があくまで相対値測定であり,オゾン濃度の絶対値までは保証できなかったためである.以上,これまで不明確であった温度依存性に結論を出すことが出来たことは大きな収穫である.Wulf帯の正確な吸光係数は人工衛星を使ったリモートセンシングデータのこの波長域の解析の際には必須のパラメータである.本研究で得られた吸光断面積を用いれば衛星データ解析結果の信頼性が向上するものと期待できる.
教職アクレディテーションの在り方に関する探究－グローバル世界における近接と自律

(1)教員養成に関する理論研究の一環として、「理論と実践の往還」について、日本教育学会第77回大会での公開シンポジウムを企画した。多様な立場の方からの議論を喚起するとともに、そのまとめとして(『教育学研究』に掲載)において、歴史的考察をふまえ、カリキュラムかコンピテンシーかという視点により整理していく必要があることを明示した。(2)OECDによる多領域における政策推進において「well-being」の実現が掲げられていることやその背景ならびに個別の調査結果を分析した。教育政策領域においてはPISA、TALISなどの調査項目からそれらが測定されるようとしていることと、「効果的教師」の捉えられ方に援用されようとしていることを日本教育行政学会にて発表した。主観や自律的な学びに対する意欲が重視されていることを改めて示唆した。なお、発表時の議論や教育課程に関する有識者との意見交換などをへて、「well-being」については「個人的・社会的幸福」と捉えることとした。(3)教職課程の認定に関する政策動向について、教員育成指標を基に、独立行政法人教職員支援機構の研究プロジェクトとともに精査した。(4)教員研修効果測定の在り方について、宮城県ミドルリーダー研修を素材として検討した。関連テーマについて中央研修受講などの受講歴有無で、コントロール集団を作り、アンケート記述の質的分析を行った。その成果については教職員支援機構「ニッツ大賞」に応募した。(1)初年度の計画どおり、教員養成の理論に関するシンポジウムを実施することができた。(2)教職の社会的認知について、グローバルスタンダードを理解すべく、OECDの政策動向を精査し、その成果を日本教育行政学会で報告した。(3)well-beingの主要素である、自律的な意欲が研修で得られるのか、効果測定について検討した。(1)「教師効果研究」の根幹にある「エビデンスに基づく政策形成」(EBPM)について、コールマンレポートの再定義を行いつつ、教員の育成指標および資質能力向上に関わる著書としてまとめる。(2)OECDの教員政策やwell-beeing推進の具体的な動きや調査結果を精査する。(3)研修効果測定の在り方を検討し、「測定される学力=教師の効果」として行われるEBPMに対する代替案を検討する。教員養成の理論に関するシンポジウム開催が想定よりも経費がかからなかったため。また、OECD調査を優先することとしたが、2019年5月のOECD公開フォーラムに合わせて多領域の動きも含め調査を行った方が効率的に研究を遂行できると判断したため。
中枢神経損傷後の可塑性を解明する

中枢神経系が機能することとその構成要素が豊富にあることは等価ではないため、物理的な神経線維の数や長さが元通りになったとしても、てんかんや不随意運動などの誘発が予想される。我々は、脳が損傷を受けた後にある程度機能回復が起こるという知見の定式化を目指した。LIF neuronsのネットワークを損傷させることで、損傷部周囲の発火活動が活性化されることを示唆するデータを得た。中枢神経「システム」が適切に機能することとその構成要素である神経細胞、神経線維や神経結合が豊富にあることは等価ではないため、臨床試験で物理的な神経線維の数や長さが元通りになったとしても"てんかん"や不随意運動、種々の精神疾患などが誘発されることが予想される。この問題に対処するには「中枢神経が機能再生する」という現象を正確に理解しなければならない。我々は、人間においても脳が損傷を受けた後に損傷を免れた部位が失った機能を肩代わりすることで「自然に」ある程度の機能回復が起こりリハビリテーションなどでそれがさらに促進されるという知見に着目した。この現象が定式化できれば、仮に臨床治験で十分な効果が得られなかった場合、即ち有意な機能回復を得られなかった場合や重大な副作用(てんかん・痙攣、精神疾患など)を引き起こしたとしても、その原因究明が可能になり治療法の改良に繋がるかも知れない。我々は昨年度、中枢神経損傷後の可塑的変化を表現するのに最適なニューロンモデルLIF modelと選定した。中枢神経損傷後の可塑的変化は大きく単一ニューロンレベルでの現象とニューロンネットワークとしての現象の二つに分けられるが、IF neuronを用いて、単一ニューロンレベルでの可塑現象の定式化を進めている。そこでまず、IF neuronが適切なパラメータの適用によって数値的に再現されることを確認した。なお、ニューロンへの入力のタイミングはポアソン分布とした。時間を離散化した場合でも、連続時間の場合と同様の発火パターンが得られた。よって時間を離散化することで計算量を大幅に減らせることが示唆された。「中枢神経が機能再生する」という現象を正確に理解するため、我々は人間においても脳が損傷を受けた後に損傷を免れた部位が失った機能を肩代わりすることで「自然に」ある程度の機能回復が起こりリハビリテーションなどでそれがさらに促進されるという知見に着目した。この現象が定式化できれば、中枢神経損傷後の再生治療やリハビリテーションの改良に繋がるかも知れない。そこで初めに、中枢神経損傷後の可塑的変化を表現するのに最適なニューロンモデルの決定が必要となる。先行研究から、中枢神経損傷後の可塑的変化は大きく単一ニューロンレベルでの現象とニューロンネットワークとしての現象の二つに分けられる。単一ニューロンのモデルとしてHodgkin Huxley Model, Morris Lecar model, , FitzHugh Nagumo model, LIF (leaky integrate and fire) modelがある。本研究では、モデル化されたニューロンを素子とした多体系であるネットワークを解析的・数値的に解くという目的のため、まずは上記の中で最も解析が容易なLIF modelを選定した。我々は、人間においても脳が損傷を受けた後に損傷を免れた部位が失った機能を肩代わりすることで「自然に」ある程度の機能回復が起こりリハビリテーションなどでそれがさらに促進されるという知見に着目し、この現象の定式化を目指した。我々は中枢神経損傷後の可塑的変化を表現するのに最適なニューロンモデルLIF modelを選定し、自動発火システムを構築した。いくつかのニューロンに対してポアソン分布に従った入力を与えると、自発発火を繰り返す。このシステムに対して、全体の約10%程度のニューロンを損傷させることによって、損傷部周囲のニューロンの発火活動が活性化されることを示唆するデータを得ている。今後、STDPを考慮したモデルにおいても同様の現象か見られるかを検証したい。また、ストレスの軽減により神経細胞死を防ぐことが示唆されている。そこで我々は、前頭部α波パルス光同調法による血中カテコラミン値の変化についての検討を行った。健常者10名(男性8名、女性2名、平均年齢19歳)に対して、15分間のPFB-FAPPSを24回/日施工したところ、21回目の直前においてα波のリズムの賦活化とともに、血中ノルエピネフリン値(NE)が一回目の直前に対して有意な低下を示し(p<0.02)、エピネフリン値も低下の傾向を示した(p<0.10)。これにより、20回にわたるPFB-FAPPSの施行はストレスの軽減に有用である可能性が考えられた。中枢神経再生神経モデルの選定、数値計算を進めている。また、モデルを検証するための実験系もほぼ他立ち上がっており、現在は精密な損傷が可能か検証を進めている。

神経モデルの選定、検証は主に解析計算と数値計算により行なっており、モデルの選定まで順調に進んでいる。また、中枢神経損傷後の大脳皮質ニューロンに対してパッチクランプを行なう実験系は立ち上がりつつあり、コントロール実験を開始する予定である。STDP(spike-timing dependent synaptic plasticity)は神経ネットワークの中で検証される必要がある。そこで、我々は上記のIF neuronを基本素子としたネットワークモデルを構築した。二次ニューロン膜電位の時間発展を数値的に求めたところ、一次ニューロンと同様の発火パターンを得ることが出来た。この際、個々の一次ニューロンからの出力に対する重みづけの分布を対数正規分布とした。現在は出力に対する重みづけに対してSTDPを考慮するモデルを立て、現在はその数値解析を行なっている。神経モデルの実験面での検証をするため、ラット大脳皮質多点細胞外記録システムを構築する必要があるが、予備実験が予定より長引いたため、未だに購入に至っていない。次年度にて上記システムの購入を勧める予定である。次年度では、ラット大脳皮質多点細胞外記録システムに必要なアンプやラット脳固定装置、マルチチャンネル電極、matlabソフトウェアの購入を行なう予定である。次年度も引き続き上記のモデル化を進め、それと同時にモデルを検証する実験系の構築を進める予定である。そのため、電気生理学(大脳皮質多点同時記録システム)に必要な物品の購入を予定している。
情報通信機器を用いたワーク・ライフ・バランスの改善と子育て支援に関する研究

共働き世帯が増加する中、家庭で保護者の帰りを待つ子供たちの安心感を確保することは重要である。本研究では、職場にいる母親と自宅にいる子供との間に音声画像通信による対面会話環境を構築し、評価実験を行った。電子情報通信学会2013ソサイエティ大会(9月)では、小学生等低年齢の子供に焦点をあて、母親の音声・画像が留守番時の子供の安心感に与える影響と有効性を実験により評価し、報告した。電子情報通信学会ヒューマンコミュニケーション基礎研究会(2月)及び電子情報通信学会2014年総合大会では、新たなデータを追加すると共に、本システムを長期間(2ヶ月間)用いた場合の、母親の音声・画像が子供のコミュニケーション行動に与える影響の変化についても報告した。実験の結果からは、例外はあったが、10歳以下の子供の方が11歳以上の子供よりもコミュニケーション行動が多かった。このことから、年齢が低い方が、一般に安心感を醸成するために多くのコミュニケーションを必要とすると思われる。また、長期間経過後も今回のシステムによる母親の音声・画像は子供の安心感を醸成するのに有効だったと思われる。本研究では、電波センサ及びネットワークカメラを用いた見守りシステムの開発のために必要な、システムの不安軽減効果について検討し、効果を実験により明らかにした。