hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
量子ビームによる金属表面アモルファス化と金属ガラス表面改質に関する研究

本年度は、バルク金属ガラス材に加え、RFマグネトロンスパッタ法を用いて作製した薄膜試料におけるイオン注入効果に注目した研究を進めるとともに、バルク試料におけるCo60ガンマ線照射効果および原子炉中性子照射効果について検討を行った。室温で作成したZrNiAlCu薄膜はX線回折ではリボン材と同様なブロードピークを示すが、SEMによる断面観察では柱状組織が確認された。試料面に垂直方向からAgイオンを1×10^<20>/m^2注入すると、より微細な組織へと変化する。二体衝突によるモンテカルロ計算では、薄膜構成原子と基板原子との双方で原子の混合が起こることが予想されるが、RBS分析によるとSi基板の場合にはSi原子の薄膜合金への流入はほとんどみられず、Zr,Ni,Cuなどの薄膜構成原子は反跳によって基板方向への混合が起きていることがわかった。また、薄膜へのイオン注入で現れる析出物は、照射量とともにサイズおよび数が変化する。Pイオン注入の場合は照射量が増加するにつれそのサイズが大きくなる一方で、数は減少する。金属ガラス試料の温度に対する電気伝導度曲線にはガラス転移および結晶化に対応すると考えられる温度で折れ曲が観測された。400kGyまでのガンマ線照射では結晶化に由来すると思われる変曲点の温度はほとんど変化しない。一方、ガラス転移によると思われる変曲点の温度は照射量とともに減少する傾向がみられ、ガンマ線照射により過冷却液体領域が広がることを示唆する結果が得られた。原子炉照射による高速中性子束2×10^<23>n/m^2までの照射をおこなった結果、500K以下の照射温度では金属ガラスの機械的特性に変化は見られないが、570K以上の照射温度になると、結晶化温度が低下し、ビッカース硬さおよびヤング率の増加が観測される。このような脆化現象は照射初期にはじまるが、照射量の増加に伴う著しい劣化は起こらないことが明らかとなった。本年度は、微量でも金属ガラスの安定性に影響を与えることが知られており、大きなはじき出し効率をもつとともに、触媒などの表面効果に興味がもたれる貴金属(Ag, Pt, Au)イオンの注入効果について、構造および電子状態の変化に注目して実験を行った。ZrNiAlCu結晶合金に対する貴金属イオン注入では、通常の金属に比べ一桁程度低い10^<20>/m^2程度の注入量で表面非晶質化が起こることがわかった。注入元素はほぼイオンの飛程の終端(最大200nm)で捕捉され、室温ではほとんど拡散しない。注入試料に高真空中760K・30sの熱処理をほどこすと再び回折ピークがあらわれるが、注入量が増えるとともに結晶化が起こりにくくなる。一方、非晶質合金への注入ではX線回折パターンにはほとんど変化が見られないが、透過電子顕微鏡観察では10^<19>/m^2程度の注入量で10nm程度の微細な析出物が現れる。これらの析出物の大きさならびに数はイオン照射量とともに増大する。高真空中で熱処理(760K,30s)をほどこすと、fcc-Zr2Ni、fccおよびbct-Zr_2Cu以外の特徴的な結晶ピークが現れる。このピーク位置は注入元素によらない。また、ピーク強度は注入によるはじき出し量が増えるに従い増加する傾向にある。XPS分析では、注入Au原子はバルクAuに比べ価電子帯のAu5d分裂幅が小さくなり、かつAu4f電子の結合エネルギー増加がみられた(図2)。ZrおよびCuバルク金属中に注入されたAuと比較した結果、注入AuはZrと強く結びついていることが示唆される。Agイオン注入でも価電子帯Ag4dの分裂幅の縮小がみられるが、ZrやCuとの結合は弱く、Agクラスターを形成している可能性が考えられる。原子炉照射による高速中性子束2×10^<23>

n/m^2までの照射をおこなった結果、500K以下の照射温度では金属ガラスの機械的特性に変化は見られないが、570K以上の照射温度になると、結晶化温度が低下し、ビッカース硬さおよびヤング率の増加が観測される。このような脆化現象は照射初期にはじまるが、照射量の増加に伴う著しい劣化は起こらないことが明らかとなった。
アクチナイド化合物の直入射反射率の測定

アクチナイド化合物について、5d→5f励起にともなう多重項の測定を既設の反射率計を用いて行い、5f電子状態についての知見を得ることが本研究の主たる目的である。本年度は、既設の反射率計の真空系の改良、エレクトロニクスの整備を行うとともに、円偏光放射光を用いた磁気円二色性の測定を直入射反射法で行うための開発研究をも行った。まず、試料に磁場をかけるために永久磁石を用いた磁場変調器を本研究とは独立の予算で製作したが、実際に、これを直入射反射率計にとりつけて動作させるためには、各種のモニタ-用のビュ-イングポ-トが必要であり、またそのうち、入射光のモニタ-用には平面精度の高いサファイア製のものが必要である。本年度はそれらを実際に既設の直入射率計にマウントして、分光された放射光および0次可視光を用いて、光軸ずれの有無をチェックした。また、試料薄膜を真空槽内で作成するたには、各種のシャッタ-や試料位置変更のためのメカニズム、永久磁石型磁場変調器の退避の機構が必要である。それらは真空外から真空内へ回転を伝達する回転導入機構を必要とするが、実際にメカニズムをアセンブルした状態で各種の運動テストを行った。以上の準備をした上で実際に放射光を用いた直入射反率の測定は典型的強磁性体であるNiを試料として行った。なお、アクチナイド化合物については、阪大基礎工学部の菅滋正教授がUPS、BISなどの測定を行っているので、阪大基礎工学部において、同教授と検討を行った。
コミュニケーションを実現する神経オシレーションの階層協調

本研究では,神経オシレーションの特定の位相において情報統合機能が実現しているものと考え,人を対象とした脳波計測を実施した.情報統合課題として,視聴覚情報統合の課題であるマガーク効果課題を用いた.マガーク効果とは,視覚情報として話者の口元の映像を,聴覚情報として音声を提示した際の音声知覚を問う課題である.このとき,視覚情報とは異なる音の聴覚情報を提示しした場合において,視覚情報にも聴覚情報にも存在しない新たな音声の知覚が錯覚として発生する課題である.例えば,視覚情報として/ka/と発生している口元の映像を,聴覚情報として/pa/の音声を提示した場合において,これらの情報が統合されると/ta/と知覚される現象であり,錯覚の発生の有無により視聴覚情報が統合されたかを検証可能な課題となっている.従来の心理実験研究において,視覚情報と聴覚情報の提示タイミングをずらしたとき,視覚情報が先行する場合において,聴覚情報が先行する場合と比較して,より長い時間ずれにおいても視聴覚情報統合が実現されていることが示されている.そこで本研究では,この現象に着目することで,神経オシレーションによりどのように視聴覚情報統合が実現されているかを検討した.脳波解析においては,視覚情報および聴覚情報のそれぞれの入力により変調する脳波位相を同定するためにPLF解析を実施した.この解析では,それぞれの情報の入力オンセットに関係してトライアル間で位相が揃うかを検証するものである.この結果,聴覚入力に関係してシータ脳波(4-8Hz)の位相が変調したのに対して,視覚入力に関してはより緩やかなデルタ脳波(1-3Hz)の位相が変調する結果を得た.これらのことは,視覚情報と聴覚情報が異なる周波数の脳波により保持されて,その後に発生する聴覚または視覚情報と脳波位相において統合されていることを示唆している.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。脳内の異なる感覚器官間での情報統合が神経オシレーションの強調により実現されていることを,マガーク課題を用いて脳波計測実験により検証した.マガーク効果とは,視覚映像における口の形状(e.g., /ga/)と聴覚音声(e.g., /ba/)が異なる場合に,視覚にも聴覚にも提示されていない音声(e.g., /da/)を知覚する現象である.つまりマガーク効果を利用することにより,異なるモダリティ間での情報統合が発生したことを検証可能であり,このときの神経オシレーションの役割を検討した.特にマガーク効果を生成する視聴覚統合においては,視覚情報を先に提示する場合と,聴覚情報を先に提示する場合において,異なる時間窓で情報統合が発生することが報告されている.このときの情報統合に関する心理実験結果を詳細に検討したところ,視覚刺激を先に提示した場合においては聴覚刺激を先に提示する場合と比較して,その情報統合の時間窓が2倍になることを見出している.また,我々の先行研究において,視聴覚情報統合には視覚皮質におけるα波オシレーション(10Hz付近)と聴覚皮質におけるθ波オシレーション(5Hz付近)が関与していることが明らかになりつつあり,マガーク効果における時間窓の違いには,この2種類のオシレーションの周波数比率が寄与しているものと考えている.そこでマガーク効果課題を遂行中の脳波計測を実施することで,異なる皮質(視覚-聴覚皮質)間において複数周波数の神経オシレーションの階層的な相互作用により,情報統合が行われていることを検証した.特に,我々の従来研究において,視覚皮質および聴覚皮質の神経オシレーションの位相シフトが,異なるモダリティ間の情報統合に関与していることが明らかになりつつあることから,視聴覚情報統合と神経オシレーションの位相シフトとの連関について検証した.脳内の皮質間のコミュニケーションと脳間のコミュニケーションが,神経オシレーションの位相協調により統一的に記述可能であるとの仮説のもと,コミュニケーション場面における情報統合機能について検証すること目的として,神経オシレーション協調と情報統合機能との連関について検証する.特に情報統合機能として視聴覚統合において観察される「マガーク効果」に着目することで,認知心理学的な観点から神経オシレーションと機能との連関について明らかにする.この目的のために,マガーク効果課題遂行中の脳波計測により,神経オシレーションの位相シフトの発生を検証するとともに,この課題を応用した情報統合課題を用いて二名の被験者の脳波の同時記録(ハイパースキャニング)を実施する.当初の申請書の研究計画通り,平成28年度においては,マガーク効果課題を用いた脳波計測により,視覚と聴覚の異なる感覚器官間での情報統合が,神経オシレーションの位相シフトにより実現されていることを検証することを目的としていた.これまでに,マガーク効果課題を用いたときの脳波計測を37名の実験参加者を対象として完了している.また,脳波の位相シフト解析により,視覚入力,聴覚入力がそれぞれ先行した場合に異なる周波数の神経オシレーションの位相シフトが発生するとした我々の仮説を支持する解析結果を得ている.これにより,脳内での情報統合は,神経オシレーションの位相シフトにより実現されていることが明らかになった.これは申請当初の研究計画における重要な第一段階である.以上のことから,おおむね当初の予定通り計画が進んでいると評価できる.本研究では,神経オシレーションの特定の位相において情報統合機能が実現しているものと考え,人を対象とした脳波計測を実施した.情報統合課題として,視聴覚情報統合の課題であるマガーク効果課題を用いた.マガーク効果とは,視覚情報として話者の口元の映像を,聴覚情報として音声を提示した際の音声知覚を問う課題である.

このとき,視覚情報とは異なる音の聴覚情報を提示しした場合において,視覚情報にも聴覚情報にも存在しない新たな音声の知覚が錯覚として発生する課題である.例えば,視覚情報として/ka/と発生している口元の映像を,聴覚情報として/pa/の音声を提示した場合において,これらの情報が統合されると/ta/と知覚される現象であり,錯覚の発生の有無により視聴覚情報が統合されたかを検証可能な課題となっている.従来の心理実験研究において,視覚情報と聴覚情報の提示タイミングをずらしたとき,視覚情報が先行する場合において,聴覚情報が先行する場合と比較して,より長い時間ずれにおいても視聴覚情報統合が実現されていることが示されている.そこで本研究では,この現象に着目することで,神経オシレーションによりどのように視聴覚情報統合が実現されているかを検討した.脳波解析においては,視覚情報および聴覚情報のそれぞれの入力により変調する脳波位相を同定するためにPLF解析を実施した.この解析では,それぞれの情報の入力オンセットに関係してトライアル間で位相が揃うかを検証するものである.この結果,聴覚入力に関係してシータ脳波(4-8Hz)の位相が変調したのに対して,視覚入力に関してはより緩やかなデルタ脳波(1-3Hz)の位相が変調する結果を得た.これらのことは,視覚情報と聴覚情報が異なる周波数の脳波により保持されて,その後に発生する聴覚または視覚情報と脳波位相において統合されていることを示唆している.本研究課題では,脳内と脳間のコミュニケーションが神経オシレーション協調により統一的に記述可能であることを示すために,以下の2つの研究課題について実施する計画である.(1)神経オシレーション協調による視聴覚情報統合メカニズムの検討(2)二名の脳波ハイパースキャニングによる脳間情報統合メカニズムの検討「(1)神経オシレーション協調による視聴覚情報統合メカニズムの解明」では,情報統合の心理指標としてマガーク効果を用いることで,異なるモダリティ間での情報統合が神経オシレーションの位相シフトにより実現されていることを示す計画である.マガーク効果における従来の心理実験結果を詳細に検討したところ,視覚皮質と聴覚皮質においてそれぞれ異なる周波数の神経オシレーションが情報統合に寄与している可能性を見出している.そこでこれまでに,異なるモダリティ間の複数の周波数の神経オシレーションの階層的な位相協調により,脳内では情報統合が実現されていることを脳波計測実験により明らかにすることを目的として,マガーク効果課題実施時の脳波計測を実施した.既に脳波計測は完了しているとともに,仮説を支持する解析結果を得つつあることから,引き続き,脳内の情報統合における神経オシレーションの役割についての詳細を検討する.さらに,平成29年度においては,「(2)二名の脳波ハイパースキャニングによる視聴覚情報統合メカニズムの検討」を開始する.この研究課題では,二名の被験者で協調して課題実施している最中の脳波をハイパースキャニングする.
新しいポリクロメーターを用いた先進トムソン散乱計測

本研究課題では,近年の核融合プラズマの研究において重要視されるようになってきた電子運動の異方性に着目した研究を行います。核融合研のLHDプラズマの電子運動の異方性を実験的に検証するために,LHDトムソン散乱装置において後方散乱計測と前方散乱計測の両者に対して測定温度領域Te=100 eV - 20 keVの範囲で計測誤差がともに10 %以下となるように最適化したポリクロメーターを製作します。ポリクロメーターの設計では,波長チャンネルのフィルターの選定,光検出器(APD)の選定の3つが特に重要になります。平成30年度では次の「現在までの進捗状況」で述べますように,筐体の設計,フィルターの選定と試験,光検出器(APD)の選定と試験,プリアンプと高圧電源回路の設計と製作の5点を進め,いくつかの予備試験も経て,最終的な仕様と設計を決定しました。波長チャンネルのフィルターの選定においては,波長チャンネル数10のポリクロメーターを模擬するシミレーションプログラムを製作し,種々の最適化の方法を検討しました。APDの選定においては,実際のAPDを試験するためにテストベンチを製作し,感度,ノイズ,S/N比のチェックを行い,本研究で最適な製品を選定しました。当初は予定していた浜松ホトニクス社製のAPDは長波長側で高感度であるという長所がありますが,想定以上に熱ノイズも大きく,S/N比として見ると他社製品の方が優れることがわかりました。このような基本的な性能と最終的な計測結果に及ぼす影響(実験誤差)をいろいろなパターンで評価し,本研究課題で最適と考えられるAPDを選定しました。◯筐体の設計:本研究で製作するポリクロメーターの筐体の設計を進めました。本研究で必要な性能を得るために内部の光学部品の選定とその配置を一つ一つ最適化するために、レイトレーシングのプログラムを製作し、内部で生じる各種の収差やそれに起因する実験誤差の評価を行いました。最終案は当初の案と異なるものとなりますが、当初案とほぼ同等かそれ以上の性能が期待できる設計が完了しました。◯フィルターの選定と試験:本研究で製作するポリクロメーターは10の波長チャンネルを持ちますが、後方散乱計測計測と前方散乱計測の両方で、測定温度領域Te=100 eV - 20 keVの範囲で計測誤差がともに10 %以下となるフィルターの設計、最適化を行いました。また、筐体の設計と関連し、フィルターの使用方法や組み付け誤差などに起因する性能の劣化を評価し、問題ないことを確かめました。◯光検出器(APD)の選定と試験:当初は10の波長チャンネル全てにおいて浜松ホトニクス社製のAPDを用いる計画でしたが、検出感度、ノイズ、S/N比を丁寧に調べたところ、短波長側のチャンネルは他社のAPDの方がより良い性能を期待できることがわかりましたので、短波長側のチャンネルはこれを用いることにしました。◯プリアンプと高圧電源回路の設計と製作:上記のAPDからの信号を増幅するためのプリアンプとAPDを駆動するための高圧電源回路を製作し、その試験を行いました。いづれも問題なく動作することを確認しました。令和元年度は平成30年度に設計したポリクロメーターを製作し,令和元年度のLHDプラズマ実験において基本的な動作,性能に過誤がないことの検証を第一の目標とした研究を行います。本研究で目標とする測定温度領域Te=100 eV - 20 keVの範囲で後方散乱計測の測定結果と前方散乱の計測結果の計測誤差がともに10 %以下となることの検証を目標とします。本研究では電子温度の測定が首都なり,電子密度の測定は目的とはしておりませんが,可能であれば,電子密度の絶対測定についても同時に進めたいと考えています。この場合,これまでのレイリー散乱ではなく,ラマン散乱を利用した較正を検討しております。実際のプラズマ計測において問題がなければ同じポリクロメーターを追加で2台製作します。問題点や改良すべき項目が見つかれば,それを修正したものを製作します。令和2年度は合計3台のポリクロメーターを使用したプラズマ計測を行う予定です。

当初は予定していた浜松ホトニクス社製のAPDは長波長側で高感度であるという長所がありますが,想定以上に熱ノイズも大きく,S/N比として見ると他社製品の方が優れることがわかりました。このような基本的な性能と最終的な計測結果に及ぼす影響(実験誤差)をいろいろなパターンで評価し,本研究課題で最適と考えられるAPDを選定しました。◯筐体の設計:本研究で製作するポリクロメーターの筐体の設計を進めました。本研究で必要な性能を得るために内部の光学部品の選定とその配置を一つ一つ最適化するために、レイトレーシングのプログラムを製作し、内部で生じる各種の収差やそれに起因する実験誤差の評価を行いました。最終案は当初の案と異なるものとなりますが、当初案とほぼ同等かそれ以上の性能が期待できる設計が完了しました。◯フィルターの選定と試験:本研究で製作するポリクロメーターは10の波長チャンネルを持ちますが、後方散乱計測計測と前方散乱計測の両方で、測定温度領域Te=100 eV - 20 keVの範囲で計測誤差がともに10 %以下となるフィルターの設計、最適化を行いました。また、筐体の設計と関連し、フィルターの使用方法や組み付け誤差などに起因する性能の劣化を評価し、問題ないことを確かめました。◯光検出器(APD)の選定と試験:当初は10の波長チャンネル全てにおいて浜松ホトニクス社製のAPDを用いる計画でしたが、検出感度、ノイズ、S/N比を丁寧に調べたところ、短波長側のチャンネルは他社のAPDの方がより良い性能を期待できることがわかりましたので、短波長側のチャンネルはこれを用いることにしました。◯プリアンプと高圧電源回路の設計と製作:上記のAPDからの信号を増幅するためのプリアンプとAPDを駆動するための高圧電源回路を製作し、その試験を行いました。いづれも問題なく動作することを確認しました。令和元年度は平成30年度に設計したポリクロメーターを製作し,令和元年度のLHDプラズマ実験において基本的な動作,性能に過誤がないことの検証を第一の目標とした研究を行います。本研究で目標とする測定温度領域Te=100 eV - 20 keVの範囲で後方散乱計測の測定結果と前方散乱の計測結果の計測誤差がともに10 %以下となることの検証を目標とします。本研究では電子温度の測定が首都なり,電子密度の測定は目的とはしておりませんが,可能であれば,電子密度の絶対測定についても同時に進めたいと考えています。この場合,これまでのレイリー散乱ではなく,ラマン散乱を利用した較正を検討しております。実際のプラズマ計測において問題がなければ同じポリクロメーターを追加で2台製作します。問題点や改良すべき項目が見つかれば,それを修正したものを製作します。令和2年度は合計3台のポリクロメーターを使用したプラズマ計測を行う予定です。平成30年度に予定していた国際会議出席を次年度の国際会議へ先送りすることとしたため,主に旅費分が次年度使用額として残りました。これまでの成果は令和元年度の国際会議(Laser Aided Plasma Diagnostics 2019, USA)にて報告予定で,次年度使用額はこの旅費として使用予定です。
深海底に広がるキタクシノハクモヒトデ高密度個体群の系統地理学的研究

北日本の深海底に広がるキタクシノハクモヒトデ高密度ベッドの遺伝的構造を調べるために,ミトコンドリアDNAの塩基配列により,系統地理学的な解析を行った.シトクロームc酸化酵素サブユニット1(cox1)の部分配列(1285 bp)およびシトクロームb(ctb)の全長(1141bp)を太平洋,オホーツク海,日本海から採集した39個体について決定した.調査海域を,北海道北東北沖の太平洋,南東北沖の太平洋,日本海,オホーツク海の4海域に分け,それぞれの地域集団として解析を行ったところ, cox1には20種類のハプロタイプが認められ,そのうち4種類のハプロタイプが2つの海域に2種類のハプロタイプが3つの海域に出現した.ctbでは26種類のハプロタイプが認められ,そのうち3種類のハプロタイプが2つの海域に出現した.cox1の塩基多様度はオホーツク海が他の3海域よりも低く, ctbでは北海道北東北沖の太平洋が他の海域よりも高かった.ペアワイズFst値で遺伝的な類似度を比較すると, cox1では北海道北東北沖の太平洋と日本海の間,北海道北東北沖の太平洋とオホーツク海の間で, ctbでは北海道北東北沖の太平洋と他の3海域との間で有意差が認められた.これらの結果から,海域間の遺伝的交流が多少ともあるものの,海域による遺伝的構造の差が認められることが示唆された.キタクシノハクモヒトデの亜種とされているエゾクシノハクモヒトデは,日本海だけでなく東北沖の太平洋にも出現することがわかった.分布水深はやや重なり同所的に出現する場所もあり,また,形態的な差は明瞭であるものの中間形と思われる個体も稀に見つかることから,両種間の系統関係をさらに詳細に調べる必要があることがわかった.北日本の深海底に広がるキタクシノハクモヒトデ高密度ベッドの遺伝的構造を調べるために,ミトコンドリアDNAの塩基配列により,系統地理学的な解析を行った.シトクロームc酸化酵素サブユニット1(cox1)の部分配列(1285 bp)およびシトクロームb(ctb)の全長(1141bp)を太平洋,オホーツク海,日本海から採集した39個体について決定した.調査海域を,北海道北東北沖の太平洋,南東北沖の太平洋,日本海,オホーツク海の4海域に分け,それぞれの地域集団として解析を行ったところ, cox1には20種類のハプロタイプが認められ,そのうち4種類のハプロタイプが2つの海域に2種類のハプロタイプが3つの海域に出現した.ctbでは26種類のハプロタイプが認められ,そのうち3種類のハプロタイプが2つの海域に出現した.cox1の塩基多様度はオホーツク海が他の3海域よりも低く, ctbでは北海道北東北沖の太平洋が他の海域よりも高かった.ペアワイズFst値で遺伝的な類似度を比較すると, cox1では北海道北東北沖の太平洋と日本海の間,北海道北東北沖の太平洋とオホーツク海の間で, ctbでは北海道北東北沖の太平洋と他の3海域との間で有意差が認められた.これらの結果から,海域間の遺伝的交流が多少ともあるものの,海域による遺伝的構造の差が認められることが示唆された.キタクシノハクモヒトデの亜種とされているエゾクシノハクモヒトデは,日本海だけでなく東北沖の太平洋にも出現することがわかった.分布水深はやや重なり同所的に出現する場所もあり,また,形態的な差は明瞭であるものの中間形と思われる個体も稀に見つかることから,両種間の系統関係をさらに詳細に調べる必要があることがわかった.本年度は材料の入手に重点をおいて研究調査を開始した.キタクシノバクモヒトデならびにその亜種とされているエゾクシノバクモヒトデ標本を入手するために,独立行政法人水産総合研究センター所属の研究船若鷹丸に乗船し福島県から青森県の太平洋岸において水深約100-1000mの範囲でクモヒトデ類を採集し,標本は形態による同定およびDNAの抽出が可能なエタノールにより固定した.クモヒトデ類標本は他に,日本海区水産研究所,のとじま水族館,北海道大学の協力を得て,日本海の数カ所ならびに北海道釧路沖からの標本を入手することができた.またさらに,既存の標本を整理することにより,少なくとも形態観察や分布範囲の確定に用いることができる,青森県岩手県沖などからの固定標本を集めることができた.これまでに,両種ならびに同属の近縁種を含め,同定作業を進めつつ,形態学的な差異やそれぞれの種の分布範囲について検討を行ったところ,キタクシノバクモヒトデが分布しているこれらの海域からは,この亜種の他にも同属とされているクシノバクモヒトデ,ホソクシノバクモヒトデ,キヌクシノバクモヒトデなどの近縁種が分布していることが判明した.また,キタクシノバクモヒトデには,これまで採集地点によって体の大きさの違いがあることは知られていたが,大きさだけではなく形態や色彩の変異もある可能性が示唆され,遺伝的な構造を研究する上で,分子による分析だけではなく,形態学的にも詳細に研究を進め地理的な変異を分析する必要があると考えられた.遺伝子解析については,具体的なデータはまだ得られていないが,クモヒトデ類で得られている既存の情報の収集とともに予備的な実験を開始したところである.19年度は,昨年度に入手し形態的な同定を終了したキタクシノバクモヒトデ標本を材料として遺伝子解析に着手した.標的遺伝子としてミトコンドリアDNA(mtDNA)上に存在し,多くの分類群において系統解析等に用いられているシトクロームc酸化酵素サブユニット1(coxl)を選び,PCRを用いたホモロジープロービングによりcoxl遺伝子の部分配列を決定することにした.

Dneasy^(R) Tissue Kit(QIAGEN)により抽出した全DNAを鋳型とし,プライマーにはユニバーサルプライマー(例えばHillis et. al.,1996:Molecular Systematics Second Edition,Sinauer Associates,Inc.)の配列を,キタクシノバクモヒトデと同属で全mtDNAが配列決定されているOphiura lutkeni(AY184223)の配列で一部改変して用いた.実験を開始した当初は予想されるサイズの遺伝子断片の増幅が得られず苦慮したが,標的領域の周辺領域を順次配列決定することでキタクシノバクモヒトデcoxlに完全適合するプライマーを設計することができた.これらを用いることで,1285bpからなるcoxl部分配列が解析可能となり,産地が異なる数標本を用いて行った予察的な解析では,塩基置換率は0.20.9%と低かったものの日本近海産のキタクシノハクモヒトデはcox1部分配列により大きく3つのグループに分かれることが示唆された.一方,より精度の高い解析を可能にするためにはcoxl遺伝子のみの解析では不十分と考え,mtDNAの転写調節領域(d-loop)およびシトクロームb(cyb)の増幅断片を得る実験をcoxlの解析と並行して行った.d-loopは種内変異の検出に頻繁に用いられる領域で,先のO.lutkeniのmtDNA上にはd-loopと推定される領域が存在することから同領域の増幅を試みた.また,cybはcox1と並んで系統解析に用いられる遺伝子で,本研究においてはcoxlのプライマーを設計する過程において,そのC末端側の約300bpの配列をすでに得ているので,N末端付近にプライマーを設けて概ね全長カバーする領域を解析対象に加えたいと考えた.これらの試みは現在のところ成功していないが,両者のうちのいずれかは20年度初頭には完全適合するプライマーを得る必要がある.また,本研究では多くの個体を解析する必要があることから,早期に多数の材料を迅速に解析可能な系をつくりデータの蓄積に努める必要がある.20年度は,これまでに入手し形態的な同定を終了したキタクシノハクモヒトデ標本を材料として遺伝子解析を行った.19年度にプライマー設計を終えていたシトクロームc酸化酵素サブユニット1(cox1)の部分配列1285bpについて太平洋,オホーツク海,日本海からの39標本について配列を決定した.また,さらにより精度の高い解析を目指すために増幅を試みていた,シトクロームb(ctb)のプライマー設計に成功し,完全配列1141bpの配列を,上記39個体で決定した.まだ,全体の遺伝的構造の解析に十分な個体数に達してはいないが,調査海域を,北海道から北東北の太平洋岸,南東北の太平洋岸,日本海,オホーツク海の4海域に分けることにより,予備的な解析を行った.cox1には20のハプロタイプが認められ,そのうち4ハプロタイプが2つの海域に出現した.ctbでは26ハプロタイプが認められ,そのうち3ハプロタイプが2つの海域に,2ハプロタイプが3つの海域に出現した.一つの海域のみに出現したハプロタイプの数はcox1で15(75%),ctbで23(88%)であった.cox1の塩基多様度はオホーツク海が他の3海域よりも低く,cybかでは北海道から北東北の太平洋岸が他の海域よりも高かった.
カルシウム-ハライドフラックス法による極低酸素濃度チタンの製造に関する研究

チタン中の固溶酸素は熱力学的に非常に安定なため、従来チタンから直接酸素を取除くことは極めて困難とされてきた。そこで本研究では金属カルシウムの脱酸能力を利用して、固体チタン中の酸素を取除き、50ppmを下回る酸素濃度のチタンが製造可能なカルシウム-ハライドフラックス脱酸法を開発した。さらに極低濃度のチタンを製造する目的で電気化学的チタン脱酸法を新たに開発して以下の成果を得た。1.CaCl_2を電解浴として用い、初期酸素濃度1300ppmのチタン線を50ppm以下にまで極めて効果的に脱酸でき、中には10ppmを下回るチタンも得られた。2.MgCl_2及びBaCl_2を電解浴として用いた場合も、初期酸素濃度1000ppmのチタン線を100ppm以下にまで脱酸できた。3.CaCl_2やBaCl D22 D2を電解浴として用いることにより得られたチタンのGD-MASS分析の結果、チタン中ほの金属不純物の増加はほとんとみられなかった。4.電気化学的手法によって、残留抵抗比(RRR=P_<298>/P_<402>)が150ビッカース硬さ64(Kgp/mm D1-2 D1)の非常に高純度なチタンを得ることができた。6.本研究で得られた高純度チタンの77K及び298Kにおける理想的な比抵抗は37及び410n2mであった。チタンは酸素との親和力が極めて強く,直接酸素を除去することは非常に困難である。金属カルシウムの脱酸能力を利用したカルシウムーハライド脱酸法によって50mass ppm前後のチタンを製造することができた。しかしこのレベル以下については,副生成物のCaOがフラックス中に濃化するため脱酸限界が生じる。そこでこの方法をさらに発展させ,電気化学的方法を用い,さらに低酸素濃度のチタンを製造することに成功した。この方法は脱酸剤のCaをCaCl_2を電致することによって得,さらにCaCl_2に溶解した反応生成物のCaOを電気分解することによってCO又はCO_2ガスとして系外へ除去することにより極低酸素レベルまで致達させる方法である。真空中473Kで脱水処理したCaCl_2を1173Kに昇温,溶解し,初期酸素濃度の異なるチタン試料(2001400ppm)を陰極として,またカ-ボンを陽極として用い,56Vの電圧を印加し20ks以上通電した。得られたチタン試料は,LECOによる酸素,窒素,炭素分析を行った。その結果,CaCl_2の溶融塩電解は極めて効果的に行われ,10ppm以下のチタンを製造することに成功した。またその純度は残留低控比(RRR)測定を行い確認している。次にカルシウムーハライドフラッス脱酸法を金属間化合物TiAlの脱酸に応用した。脱酸実験に先立って,TiーAlーCa系の1273K付近における相平衡関係をもとめ,TiAlの脱酸に適しているCaーAl合金脱酸剤の組成,温度を決定した。初期酸素濃度5104200ppmの異なるTiAl小片や粉未をCaCl_2やCaOと混合し,1273ー1473Kの温度範囲でCaーAl合金を脱酸剤として用いて精製した。得られた酸素レヘルは初期濃度510が30ppmへ,1100が270ppmへ,4200が630ppmへ,800が130ppmへと極めて効果的な脱酸効果を得た。電気化学的手法によるチタンの脱酸実験を1223Kの温度で行い、以下の結果を得た。1.CaCl_2を電解浴として用い、初期酸素濃度1300ppmのチタン線を50ppm以下まで脱酸でき、とくに10ppmを下回る酸素濃度チタンも得られた。

2.MgCl_2、BaCl_2を電解浴として用いた場合も、初期酸素濃度100Oppmのチタン線をそれぞれ100ppm以下にまで脱酸できた。3.CaCl_2やBaCl_2を電解浴として用いることにより得られたチタンのGD-MS分析の結果、チタン中への金属不純物の増加はほとんどみられず、電気化学的手法がチタンの脱酸による高純度化に適していることが判明した。4.本法によって、残留抵抗比(RRR=P_<298>/P_<4.2>)が150、ビッカース硬さ64(kgf/mm^2)の非常に高純度なチタンを得ることができた。5.本研究によって得られたチタン中の酸素及び窒素のチタン硬さに及ぼす影響を調べ、その関係式を次のように導いた。Hv/kgfmm^<ー2>=35+1700√<No(molfrac)>+1200√<N_N(molfrac.)>6.本研究で得られた高純度チタンの77k及び298kにおける理想的な比抵抗は37及び410nΩmであった。7.本研究で脱酸した試料の部位別抵抗測定により、電気化学的手法による脱酸は均一になされることがわかった。
日本における地域の諸特性と候補者の選挙戦略，選挙結果の関係に関する研究

本研究では従来の研究が用いてきた都市対地方という一元的な枠組みでは説明できない各地域の政党得票や投票率等における政治的多様性の原因について,近年その利用が可能ないし容易となった統計・調査データを組み合わせて活用することにより探る。具体的には,衆議院小選挙区や市区町村を単位とした政党得票や投票率の集計データを分析の対象とし,1)選挙区の各種特性と主要政党候補の政策位置等や有権者動員戦略の関係,2)前項の候補者戦略を含む地域の各種特性と主要政党の得票や投票率の関係,3)全国レベルでのスイングでは説明できない選挙区レベルにおける選挙間の得票変化のばらつきの原因,についての検証を行う。
統一残差平均理論に基づく南極周回流および赤道流のエネルギーと鉛直構造の解析の研究

海流と地形の作用および波と平均流との相互作用を対象とした統一的なエネルギー解析のフレームワークを開発した.このフレームワークを用いて各種海洋シミュレーションの結果の診断を行い,南極周回流がドレーク海峡で受ける地形の効果やインドネシアの潮汐流による非静力内部重力波の形成に関する素過程と類似性について考察した.また傾圧不安定渦のパラメタリゼーションで培った残差平均手法を海面波に応用するための理論基盤を構築した.海流と地形の作用および波と平均流との相互作用を対象とした統一的なエネルギー解析のフレームワークを開発した.このフレームワークを用いて各種海洋シミュレーションの結果の診断を行い,南極周回流がドレーク海峡で受ける地形の効果やインドネシアの潮汐流による非静力内部重力波の形成に関する素過程と類似性について考察した.また傾圧不安定渦のパラメタリゼーションで培った残差平均手法を海面波に応用するための理論基盤を構築した.高解像度海洋数値モデルの結果を入手して、南極周回流、黒潮、メキシコ湾流を含む全球のエネルギー収支を中心に解析した。海流が海嶺や大陸棚にぶつかって生じる圧力応力と一般的な摩擦応力の効果を比較したところ、従来の定説と比較して摩擦の効果が一桁大きいことが分かった.この結果を発展させて、海洋モデルの相互比較に有用なメトリック(物理計測量)の提案、海底摩擦のパラメタリゼーション、海洋大循環の基礎力学の再検討等を中心に議論した論文を投稿した.とりわけ南極周回流の力学に関しては本研究で得られた順圧場(地形作用)に関する理解はAiki and Richards(2008, Journal of Physical Oceanography)で得られた傾圧場(不安定渦)に関する理解と双補完的である。この研究と平行して、赤道域の鉛直構造・混合に関するエネルギー解析も行った.特に太平洋からインド洋に向かって流れるインドネシア通過流とインドネシア多島海の潮汐波・混合の相互作用に着目して、非静力数値モデルを用いたシミュレーションと詳細なエネルギー解析した結果をまとめて論文執筆中である.興味深い事に、潮汐流が海峡の地形ぶつかって潮汐波に変換される過程を記述するエネルギー方程式と、(上記の)南極周回流が海嶺にぶつかって圧力応力を受ける過程を記述するエネルギー方程式が、(現象としては全く異なるが)数式としては強い類似性があることが分かり、統一残差理論のさらなる発展可能性が示唆された。南極周回流、黒潮、メキシコ湾流を含む全球のエネルギー収支を解析した論文をOcean Dynamics誌にて発表した.特に南極周回流がドレーク海峡やニュージーランド沖の海嶺や大陸棚にぶつかって生じる海底圧力応力、メソスケール渦によるレイノルズ応力、そして海底に沿う流れが感じる摩擦応力の三者の効果を比較したところ、従来の定説と比較して摩擦の効果が一桁大きいことが分かった.この研究と平行して、インドネシア多島海の内部波動と平均流の関係を解析した論文をJGR-Oceans誌に発表した.外部潮汐によって注入されたエネルギーの7割程度が内部重力波によって海峡の両脇に放射され,インドネシア通過流の流量が多い夏期にはインド洋側、流量が少ない冬季にはジャバ海側により多くのエネルギーが伝わることがわかった.このエネルギー解析は非静力数値実験を行いモデル方程式の全ての項を初めて高精度に診断する事によって成し遂げられた.Ocean Dynamics誌とJGR-Oceans誌の2つの論文を合わせもって、潮汐流が海峡の地形ぶつかって内部重力波に変換される過程を記述するエネルギー方程式と、(上記の)南極周回流が海嶺にぶつかって圧力応力を受ける過程を記述するエネルギー方程式が、(現象としては全く異なるが)統一した数式を用いて説明できることを示した.以上の研究とは別に、統一残差理論の新たな適用課題として、海面波と海洋混合層の鉛直混合の定式化/パラメタリゼーション開発が極めて有望であることに気付き、その理論基盤の構築を進めた.インドネシア多島海の内部重力波に関する衛星観測と数値シミュレーションの結果を比較した論文がH23年5月に出版された(Matthews & Aiki et al.,2011,JGR-Oceans).この論文では潮汐流が大陸棚や海峡の地形にあたってできる内部重力波とそれにともなう密度混合が、背景流(インドネシア通過流)の季節変動によって変調されることを、観測の統計データと数値実験の両方を用いて検証することができた.インドネシア通過流は太平洋のエルニーニョ南方振動やインド洋ダイポールモード現象によっても変動するので、本研究は気候変動モードがインドネシア多島海の潮汐混合に寄与する事を暗示している.またインドネシアのロンボク海峡における潮汐混合のエネルギー変換規模がハワイ諸島近海の潮汐混合のエネルギー変換規模と同等であることを示した.さらにH23年3月に出版された2つの論文(Aiki,Matthews & Lamb,2011,JGR-Oceans;Aiki,Sakuma & Richards,2011,Ocean Dynamics)をさらに発展させ、潮汐流が海峡の地形にぶつかって内部重力波に変換される過程を記述するエネルギー方程式と、南極周回流が海嶺にぶつかって圧力応力を受ける過程を記述するエネルギー方程式が、(現象としては全く異なるが)統一した数式を用いて説明できること、さらに傾圧不安定渦によるエネルギー変換と海面の風波によるエネルギー変換が、(現象としては全く異なるが)統一した数式を用いて説明できることを総括した内容を国際学会にて発表した.
対応付け困難な画像間におけるロバストな対応付けとその応用に関する研究

対応付けが難しいとされる画像間の対応付けを行うことを目的とし,本研究では腸管の内視鏡画像や繰り返しパターンを含む画像などにおいて,それらに対する正確な対応付け法を提案し,従来法では対応付けに失敗した画像においても精度よく対応付けが行えることを示した.またその応用および関連として腸管の展開画像生成とその周波数解析や復元形状の定量的な評価方法について,その有効性を確認した.対応付けが難しいとされる画像間の対応付けを行うことを目的とし,本研究では腸管の内視鏡画像や繰り返しパターンを含む画像などにおいて,それらに対する正確な対応付け法を提案し,従来法では対応付けに失敗した画像においても精度よく対応付けが行えることを示した.またその応用および関連として腸管の展開画像生成とその周波数解析や復元形状の定量的な評価方法について,その有効性を確認した.本研究の目的は,コンピュータビジョン技術の応用において最も基本的かつ重要な技術の一つである画像間の対応付け問題を解決することである.現在さまざまに提案されている高精度な形状復元法においては,画像間の対応が決定されていることが前提であり,対応が決定されていない,あるいは対応が誤っていると使うことができない.そこで本研究では,その中でも得に対応付けが困難とされている,規則的なテクスチャを含む画像,離れた位置で撮影した画像,ほとんど特徴のない布状の物体や内視鏡画像などがあり,本研究ではこれらの画像に対し,特徴の抽出法,不変性を持つ特徴記述を提案し,効率の良い対応付けに関して研究を進めている.本年度は,レンガやタイルなどの繰り返しテクスチャを含むシーンの画像に対し,繰り返しパターンの要素の検出とその対応付けを行うために,繰り返しの要素に対する多次元の特徴量空間を定義し,その空間内での部分空間の検出および部分空間の変換による方法を提案し,その有効性を確認した.また,ほとんどテクスチャがなく,特徴点検出が難しい腸管などの内視鏡画像に対し,腸管の襞に着目した特徴抽出とその記述および対応付け法を提案し,実際の腸管画像からその3次元復元が行えることを示した.さらに,関連研究として,対応が決定した後の高精度な3次元復元方法として,現在の高精度な手法を利用した最新アルゴリズムや,部分形状を組み合わせて全体形状を復元する方法を発表した.今年度はこれらを含め,計5件の発表を行った.本研究の目的は,コンピュータビジョン技術の応用において最も基本的かつ重要な技術の一つである画像間の対応付け問題を解決することである.現在さまざまに提案されている高精度な形状復元法においては,画像間の正しい対応が求められていることが前提であり,誤っている対応が含まれていると,計算に失敗したり,復元精度が急激に低下することになる.本研究では,画像間の対応付けにおいて特に困難とされている,規則的なテクスチャを含む画像,離れた位置で撮影した画像,ほとんど特徴のない布状の物体の画像,内視鏡による腸管の画像などを対象とし,そのような画像からの特徴の抽出,不変性を持つ特徴記述を提案し,効率の良い対応付けに関して研究を進めている.本年度は,腸管の内視鏡画像から腸管の襞に着目した特徴抽出とその記述および対応付け法を提案し,雑誌論文に採録された.また布状物体の画像に対し,各画像において陰影からの形状復元を行い,その情報を用いることでより正確な対応付けを行う方法が有効であることを確認し,今後発表を予定している.さらに,関連研究として,多量の画像を用いるのではなく,枚数の少ない画像から復元された部分形状を組み合わせて全体形状を復元するための部分形状間の対応づけ法を発表した.本研究の目的は,コンピュータビジョン技術の応用において最も基本的かつ重要な技術の一つである画像間の対応付け問題を解決することである.現在さまざまに提案されている高精度な形状復元法においては,画像間の正しい対応が求められていることが前提であり,誤っている対応が含まれていると,復元に必要なパラメータの計算に失敗したり,復元できたとしてもその精度が急激に低下することになる.本研究では,画像間の対応付けにおいて特に困難とされている,規則的なテクスチャを含む画像,離れた位置で撮影した画像,ほとんど特徴のない布状の物体の画像,内視鏡による腸管の画像などを対象とし,そのような画像からの特徴の抽出,不変性を持つ特徴記述を提案し,効率の良い対応付けに関して研究を進めた.本年度は,まず,規則的なテクスチャを持つ画像,例えばタイルの張られた壁などの画像における対応付け法の精度向上を図った.ここでは規則的なテクスチャ領域の高精度な抽出のために,特徴量空間におけるクラスタリングを用いた方法について国内学会で口頭発表するだけでなく,その改良版として幾何学的AICと呼ぶ評価基準を利用した超平面検出による手法を提案し,国際ワークショップにて発表を行った.また,昨年度の成果である腸管画像間の対応付け法の展開および応用としこ,腸管のCTデータから展開画像を生成し,その特徴を評価するための周波数解析法を口頭発表した.また,昨年度成果による腸管形状復元はその形状に大きな歪みがある場合があり,短い形状しか復元できなかったが,より高精度かつより大きな腸管形状を復元するために,2画像のみから復元した形状の歪みの定量的な評価方法を開発し,実画像によりその有効性を確認した.この形状評価法に関しては,国内学会および国際学会への論文投稿を行った.
C型肝炎ウイルスの新規内部認識翻訳開始機構

C型肝炎ウイルスRNAの5'部位に内在が予想される新規内部認識翻訳開始部位(IRES)について、変異IRESを組み込んだジシストロニックRNA発現系を、組換えウイルスを使用するなどして構築、改良し、活性を検出した。ジシストロニックRNAを用いた解析に影響を与える転写後遺伝子発現機構について、選択的・異所性スプライシングの関与と第1シストロンの終止コドン読み飛ばしの機序を解析した。ウイルスRNA内に存在する新規内部認識翻訳開始機構を同定するために、翻訳開始点を同定する必要があり、そのためにはDNAからの蛋白質発現系を構築することが有用である。22年度は、構築の際に障壁となることが予想される異所性スプライシングや異所性プロモーター、あるいは3'非翻訳領域やポリA付加部位の変更について評価を行った。異所性スプライシングについては、哺乳動物細胞中で蛍光タンパク質の発現により一細胞レベルで可視化して解析する実験系を作製途上である。この実験系は、本研究の遂行に必要であるだけでなく、高等真核細胞生物のゲノム情報の発現の多様性を支える基礎生命現象全般の解析に応用可能な重要な技術と考えられる。翻訳の開始に影響を与えることが知られているmRNAの3'非翻訳領域について、蛍光蛋白質を初めとする適当なレポーター遺伝子を用いて、翻訳やmRNAの安定性に与える影響を解析中である。近年3'非翻訳領域を規定するポリA付加部位について、選択性があることが明らかとされつつあり、同時にこの部位の選択性にも解析を加えている。ウイルスRNA内に存在する新規内部認識翻訳開始機構を同定するために、翻訳開始点を同定する必要があり、そのためにはDNAから単一mRNAを発現する蛋白質発現系を構築することが有用である。構築の際に障壁となることが予想される異所性スプライシングや異所性プロモーター、あるいは3'非翻訳領域や異所性ポリA付加について評価を行った。また、ウイルス感染に伴う免疫の活性化を担う宿主遺伝子について、すでに知られている選択的スプライシングを規定するシスエレメントを含むミニ遺伝子を用いた発現系を構築し、宿主因子の寄与を解析した。mRNAの3'非翻訳領域については、3'非翻訳領域を規定するポリA付加部位について、微弱な付加部位を同定し、微弱ながら付加を与える機構について、解析を加えている。ウイルスRNA内に存在する新規内部認識翻訳開始機構の翻訳開始点を同定するために、大量の組み換えタンパク質を発現する目的で組み換えウイルスベクターを作製した。10の78乗PFU/mLのウイルス液を得て、哺乳動物培養細胞への感染実験を行った。キャップ依存性の第1シストロンについては、リポフェクションよりも高いタンパク質の発現が得られるものの、新規翻訳開始機構および、陽性対照の既知の内部認識翻訳開始部位(IRES)に依存した翻訳開始については、十分量の発現が得られないという結果を得た。組み換え遺伝子の構築と導入方法を見直す必要が生じた一方で、キャップ依存性の機構と新規機構・IRES依存性機構との間で至適条件が解離している可能性が考えられた。新規翻訳開始機構を解析する組み換え遺伝子を構築する上で、理解・制御することが必要な転写後遺伝子発現機構について、以下の成果を得た。1.ジシストロニック遺伝子の第1シストロンと遺伝子間領域の接続について、遺伝子間領域が第1シストロンのtermination read-through (翻訳終止・読み飛ばし)に及ぼす影響を解析し、遺伝子間領域のRNAの二次構造・三次構造よりも、終止コドン直後の配列が影響を持つ場合があることを、培養細胞を用いて明らかにした。2.異所性スプライシングに関連し、宿主因子の選択的スプライシングに解析の対象を拡げた。スプライシング効率を定量する目的で、ミニ遺伝子を用いた発現系を構築した。ウイルス感染時に誘導されるサイトカイン受容体ST2/IL1RL1のスプライスバリアントST2V2について、コードされるタンパク質の発現を培養細胞を用いて確認し、リガンドであるIL-33の発現に影響を及ぼすことを明らかにした。3.mRNAのポリA付加について、微弱な付加部位を同定した。ウイルスを安全に扱える環境になかったため、当初の計画より遅れて進行している。24年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度2月に研究室が新設の建物に移転し、P2レベルの実験が可能になった。組換えウイルスの作製にとりかかり、翻訳開始点の同定に向けた実験を急いで行う。高等真核細胞生物の遺伝子発現の多様性の解析も平行して進める。
地上デジタル放送の教育的利用の効果に関する研究-制作者と教師への提言に向けて-

地上デジタル放送の教育活用の有用性について検討するため、教員を対象にした調査と、地上デジタル放送の教育番組を対象とした内容分析を行った。まず、小・中・高等学校の教員各150名を対象にweb調査を行い、地上デジタル放送の教育現場への導入についての認識や、地上デジタル放送のもつ各種機能を教育に活用した場合の有用性について、教育主題別に尋ねた。結果として、高画質やインターネットとの連携等の機能は大部分の主題で有用であると認識された一方で、字幕やマルチ編成は有用性の認識が低いことが明らかになった。また、教育主題によて役立つと考えられる機能は異なっていた。内容分析研究では、サンプルウィークに放送された教育番組97番組を対象に、番組の主題についてコーディングした。その結果、教員から高画質・高音質が有用だと認識されていた「自然の事象・現象への理解」という主題がもっとも多く、次いで「社会生活についての理解」や「思考力、想像力、言語感覚」「自分自身や自分の生活について考える力」「道徳性」といった主題が多く扱われていた。「社会生活についての理解」は、データ放送の活用が有用であると認識されていたが、いずれの番組でも、現時点ではまだ番組特有のデータ放送のサービスは開始されていなかった。また、「道徳性」は、特に中学校の教員から双方向の機能が有用であると認識されていたが、これについても同様にサービスは開始されていなかった。これまでに、今後の地上デジタル放送の普及や利用促進に必要な取り組みとして、コンテンツを充実させることの重要性が指摘されている。本研究で得られた知見から、効果が期待される分野のコンテンツやサービスを重点的に開発・普及させていくことで、教育における地上デジタル放送の普及や利用を促進することができるものと考えられる。地上デジタル放送は、従来のアナログ放送にはない特徴を多数有しており、教育利用への効果が期待されているものの、その影響や効果は実証されていない。特に,高画質・高音質といった特徴は、コンテンツを「映像そのものとして捉える」とが可能になり、子どもの興味・関心や学習意欲を向上させることが期待される。そこで本年度は、小学生を対象に、同一単元の授業について「デジタル放送を用いた授業」(実験群)と「従来の教授方法による授業」(対象群)を行い、その教育活用の効果を検討した。ワークシートを用いて、記述内容や気づきの観点等を分析することにより、授業時の学習意欲や知識・理解、授業の1週間後の知識の定着等をクラス間で比較した。得られた成果として、以下の点が挙げられる。まず、授業時の知識・理解については、実験群と対照群に差はなく、地上デジタル放送を用いた授業でも、従来の教授方法による授業と同様の高い達成度が得られた。また、ワークシートのコメントについては、実験群の方が多様な観点からの記述がみられ、気づきの観点が広がるとう効果がみられた。一方で、コンテンツによっては対照群の方が気づきの観点が多いこともあり、コンテンツ選びの重要性が指摘された。しかしながら、いずれのコンテンツでも、授業の1週間後に記述したワークシートでは、実験群の方が対照群よりも気づきの観点が多く、知識の定着に効果が見られた。また、評価方法としては、文章記述だけでなく、描画を併用することで、より多くの地上デジタル放送の効果が検出されることが明らかになった。一方で、授業で活用できる地上デジタル放送のコンテンツは十分ではなく、より多くのコンテンツが提供される必要があることや、単にコンテンツを視聴するだけでは、従来の教授方法以上の効果は得られず、視聴前後の教員の言葉掛けや、学級全体での振り返り等が重要であることが示唆された。