hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
同時雌雄同体となるための繁殖上の適応戦略

当初、雌性先熟性転換を行うベラ科魚類は12日間しか両性的配偶行動をとれず、その後すみやかに性転換後の性の配偶行動のみをとるようになると考えていたが、平成13年度にアカニジベラで調査したところ、予想に反して1週間以上も両性の行動をとれることが分かった。しかし、調査地の海水の濁りのために詳細な観察を行うことができなくなり、この研究は継続不可能となった。そこで、ベラ科魚類の雄の繁殖行動の可塑性にテーマを拡大して調査したところ、平成15年度の調査では、アカニジベラと同属のミツボシキュウセンの一次雄が自然条件下で雌に逆方向性転換した例を発見し、性転換魚類の性的資源分配が極めて可塑的であることがわかった。さらに、ミツボシキュウセンの一次雄は、スニーキング、ストリーキング、グループ産卵など多様な繁殖戦術を状況に応じて使い分けていることが明らかになった。一方、当初予定していたもう1つの調査対象であるイソアワモチは、近年相次いで発生した沖縄沿岸の異常潮位(高潮)によって壊滅的な打撃を受け、調査可能な個体数を確保できなくなった。平成15年度には個体数がある程度回復したが、繁殖可能なサイズの成熟個体が少なく、効果的な調査が行えなかった。そこで調査対象を、同じく雌雄同体であるが、イソアワモチのように雄役/雌役がはっきりと分離しているのではなく、毎回の交尾で同時に雄役/雌役をとる(と思われる)ウミウシに変更して調査を行った。サラサウミウシを主な対象として実験を行ったところ、既に交尾を行った個体は、連続での交尾を拒否する特徴的な行動をとることが判明した。これは、雌雄同体の軟体動物は精子を受け取ることが有利になるため、雌役での交尾を望んでいるという、これまでの理論に反した結果である。これまでの調査によって、アカニジベラは緩やかなハレム型の配偶システムを持つことが明らかになっている。すなわち、アカニジベラの雌には優位雄のなわばり内に生息している個体と、優位雄のなわばりから離れた場所に行動圏を持ち、繁殖時のみ雄のなわばり内にやってくる個体とが共存している。そこで、優位雄の除去実験を行ったところ、最大雌の雄化が起こる場合と、隣接の劣位雄の侵入によって雄化が起こらない場合とがあり、雄化する個体は、優位雄のなわばりから離れた場所に行動圏を持つ個体が多かった。しかし、新たに優位雄となった個体は広い範囲をパトロールしはじめるため、雄化しかけた雌に出会って求愛することもたびたび観察された。そうした場合に、雄化しかけている雌は新たな優位雄に対しては雌としての繁殖行動を行い、その一方でより小さな雌に対して雄としての繁殖行動を行うといった、一種の「同時雌雄同体的行動」が見られた(ただし、卵生産は継続しているが精子は生産していない)。従来の報告では、こうした行動は性転換過程のごく短期間(たいていは1日)だけに見られるとされていたが、本種は最長8日間もこうした行動を繰り返し、結局性転換しなかった個体もいた。これは、本種の繁殖システムが緩やかなハレム型であるために、個体間の優劣関係やそれぞれの行動圏が可塑的であることに対応して、充分に優位を確認して、雄としての繁殖機会があることが明らかになった後に性転換するという戦術が有利になっているためだと考えられる。しかし、なぜ性転換期のアカニジベラがすみやかに精子生産を開始して、真の同時雌雄同体とならないのかは依然として不明である。01年度の調査において、アカニジベラの決定的な行動が観察できないことがしばしば起こった。

これは、従来からの赤土の流出による海水の濁り、および01年度に行われた瀬底実験所の取水パイプ新設工事による海底地形の変化によるものであり、海水の濁りが解消されない以上、潮間帯付近に生息するアカニジベラを観察対象とすることは困難であると予想された。そこで、本年度は主な観察対象をアカニジベラと同属で、より沖側に生息するミツボシキュウセンに変更した。この両種はきわめて近縁であると考えられるが、その配偶システムや個体群密度にはかなりの隔たりがあった。より大型で密度の高いミツボシキュウセンでは、優位のTP雄の行動範囲が広く、優位雄の存在下で性転換が起こることはほとんどなかった。一方、劣位のIP雄による代替繁殖戦術は頻繁に観察され、集団産卵の成立にいたる過程を観察することができた。また、当初の計画には入っていなかったが、01年度の観察/実験で、フグ目としては初めての性転換(雌から雄)が確認されたツマジロモンガラを対象として性転換の起こる条件を確認する実験を行った。その結果、ツマジロモンガラでは、これまでベラ科、キンチャクダイ科などで知られていた雌性先熟性転換の例とは明らかに異なり、ハレム内で優位になることが性転換に直結していないことが分かった。ツマジロモンガラでは、繁殖地位を獲得できない小型個体が多く見られるが、そうした小型どうしは繁殖個体とは別の集団を形成し、その中で最も大きい個体が雄として精巣を発達させるようになる。この場合、実際には雄として繁殖できる見込みがないので、むしろ雌雄同体の状態で留まっている方が有利に見えるのだが、なぜ雄に分化してしまうのかは不明である。なおイソアワモチに関しては、01年夏の異常潮位によって著しく生息密度を減らし、まだ回復していないため、調査を行うことができなかった。当初、雌性先熟性転換を行うベラ科魚類は12日間しか両性的配偶行動をとれず、その後すみやかに転換後の性の配偶行動のみをとるようになると考えていたが、平成14年度にアカニジベラで調査したところ、予想に反して1週間以上も両性の行動をとれることが分かった。しかし、調査地の海水の濁りのために詳細な観察を行うことができなくなり、この研究は継続不可能となった。そこで、ベラ科魚類の雄の繁殖行動の可塑性にテマを拡大して調査したところ、本年度の調査では、ミツボシキュウセンの一次雄が自然条件下で雌に逆方向性転換した例を発見し、性転換魚類の性的資源分配が極めて可塑的であることがわかった。さらに、ミツボシキュウセンの一次雄は、スニーキング、ストリーキング、グループ産卵など多様な繁殖戦術を状況に応じて使い分けていることが明らかになった。一方、もう1つの調査対象であるイソアワモチは、近年相次いで発生した沖縄沿岸の異常潮位(高潮)によって壊滅的な打撃を受け、調査可能な個体数を確保できなくなった。平成15年度には個体数がある程度回復したが、繁殖可能なサイズの成熟個体が少なく、効果的な調査が行えなかった。そこで調査対象を、同じく雌雄同体であるが、イソアワモチのように雄役/雌役がはっきり分離しているのではなく、毎回の交尾で同時に雄役/雌役をとる(と思われる)ウミウシに変更して調査を行った。サラサウミウシを主な対象として実験を行ったところ、既に交尾を行った個体は、連続での交尾を拒否する特徴的な行動をとることが判明した。これは、雌雄同体の軟体動物は精子を受け取ることが有利になるため、雌役での交尾を望んでいるという、これまでの理論に反した結果である。
重力場における劣駆動システムの可制御性構造解析と制御

平成30年度は,当初の計画にあった重力場における制御に関する主要な課題である「可制御性構造解析に基づく最適なドローンの開発と制御」に注力し,順調に成果を挙げた.まず,既に成果を挙げているマルチロータ型飛行体(ドローン)の運動性能に基づく構造最適化の発展として,得られた構造が有する運動性能に基づく最適な位置・姿勢制御手法を新たに提案した.つぎに,同一平面上に同一の向きでロータが配置されるドローンに対して,安定した飛行を保証する可制御性を有する構造の条件を導出した.さらに,この解析結果を応用し,ロータ故障時にも安定した飛行が可能な耐故障性を有する構造の提案,および実機による検証実験を行った.また,当初の計画にはなかったドローンの制御に関する2つの課題についても成果を挙げた.まず,平成29年度に着手したドローンの未知ダイナミクス学習に基づき,新規の制御手法を提案した.ここでは,ドローンの完全なモデル化や空力干渉のモデル化が難しいことに着目し,これらをガウス過程回帰と呼ばれる機械学習手法に基づいて学習し,学習したモデルの不確かさに対してロバストな制御手法を提案している.さらに,地面付近の飛行で特に空力干渉を強く受けることを考慮し,提案手法によるドローンの着地実験を行うことによりその有効性を示した.また,平成30年度より新たに複数のクアッドロータから成るドローンネットワークに対する衝突回避を考慮したフォーメーション制御問題を考察した.ここでは,クアッドロータの位置ダイナミクスに対して動的な入出力線形化を行うことにより容易に位置が制御できることを示し,さらに個々のクアッドロータが分散的に2次計画法を解くことで衝突を回避する制御手法を新たに提案している.以上の成果は,多くの査読付き国際会議論文に採択され,また国内会議発表でも好評を得ていることから,学術的に意義が認められている.平成30年度は,当初の計画の通り重力場における制御に関する主要な課題に対して順調に成果を挙げた.さらに,新たにドローンの制御に関する2つの課題に着手し,これらに対しても成果を挙げている.以上のことから,本研究は当初の計画以上に進展しているといえる.2019年度は,本研究の主要課題の1つである「可制御性構造解析に基づく最適なドローンの開発と制御」に注力する.まず,マルチロータ型飛行体のロータ配置構造の最適化に関する研究を進める.研究代表者らは,運動性能に関する評価指標を用いて6つのロータから成るヘキサロータの構造最適化問題を既に考察している.他方,現在主流であるクアッドロータやヘキサロータは,ロータが1つ故障するだけで可制御性が著しく劣化し,安定したホバリング飛行ができないという解析結果を既に得ており,この解析手法を応用することで対故障性を有する新たな構造の提案や実験検証を行っている.2019年度は,これらの構造設計手法を統合し,制御性能と耐故障性の双方を考慮した構造最適化問題に取り組む.さらに,飛行中にロータ配置構造が可変なマルチロータ型飛行体を新たに考察し,安定した飛行を保証しつつ機体の構造を変形可能な飛行体の考案,および制御手法の提案を試みる.また,研究代表者らは3次元剛体運動の最適制御問題に既に取り組んでいる.ここでは,3次元空間上の位置・姿勢制御問題に対して,剛体の運動性能を考慮した解析的な最適制御手法を新たに提案している.しかし,この解析的な制御手法の導出が容易ではないことから,重力場を考慮できていないことが課題であった.これに対して,2019年度は重力場を考慮したモデルを対象とし,最適制御問題の数値的解法の提案を目指す.ここで課題となるのは3次元空間上の姿勢ダイナミクスの表現方法であり,オイラー角表現や指数表現などの既存の表現形式では最適制御問題を解くにあたり計算コストが大きいことが実用上問題となる.これに対して,本研究ではCayley写像やデュアルクォータニオンといった新たな表現形式を導入することで,計算コストが小さい最適制御手法の提案を試みる.2016年度は,当初の計画にあった重力場における制御に関する2つの主要な課題に対してそれぞれ順調に成果を挙げた.まず,「重力場を活用した双線形システム表現に基づく新たな最適制御手法の提案と性能解析」を目的として,クアッドロータによる倒立振子安定化問題を考察し,従来の提案制御則に対する双線形性に基づく制御性能解析や実験環境の構築・改良を行った.特に,新たに構築した3次元飛行体に対する実験環境により,飛行体の検証実験を安定して行えるようになったことが大きな成果である.つぎに,2つ目の課題である「可制御性構造解析に基づく最適なドローンの開発と制御」に対して,6つのロータを有するヘキサロータの構造最適化問題に取り組んだ.ここでは,これまで対象としていたヘキサロータ構造のクラスを拡張し,より自由度の高い構造最適化手法を提案した.また,実機の製作,飛行実験にも成功し,製作した機体に対して重力場を活用したヘキサロータの切替位置・姿勢制御手法を新たに提案した.さらに,上記の主要課題に加えて,2016年度より新たに2種類の課題に取り組んだ.1つ目として,代表的な劣駆動システムである2輪車両系に対して,実際の応用を意識したダイナミクスを陽に考慮した位置・姿勢制御則や単一カメラによる視覚情報に基づく位置・姿勢制御手法を新たに提案した.

2つ目の課題では,非線形システムの座標変換問題に取り組み,動的フィードバックを用いたフィードバック線形化手法や,状態制約を有する非線形システムに対する状態方程式を保持する変換手法を新規に提案した.これらの提案手法は,実用的な劣駆動システムである2輪車両系やクアッドロータモデルに適用可能であり,制御則の構築が容易になることが期待される.以上の成果は,複数の学術論文,多くの会議論文に採択され,学術的に意義が認められている.2016年度は,当初の計画の通り重力場における制御に関する2つの主要な課題に対してそれぞれ順調に成果を挙げている.さらに,当初の計画にはなかった2輪車両系に対する位置・姿勢制御則,非線形システムに対する座標変換手法を新規に提案していることから,本研究は当初の計画以上に進展しているといえる.平成29年度は,当初の計画にあった重力場における制御に関する2つの主要な課題に加えて,新たに取り組んだ課題に対して順調に成果を挙げた.まず,「重力場を活用した双線形システム表現に基づく新たな最適制御手法の提案と性能解析」を目的として,クアッドロータによる倒立振子安定化問題に対して実験環境を大きく改良した.特に,安全性を考慮したドローン専用の実験場を新たに構築し,新たな実験環境下において倒立振子安定化実験に成功した.また,制御に必要な情報を機体に搭載されたセンサのみを用いて計測・推定する自律飛行型クアッドロータを新たに製作し,自律安定飛行実験に成功した.つぎに,2つ目の課題である「可制御性構造解析に基づく最適なドローンの開発と制御」に対して,マルチロータ型飛行体の構造最適化問題に引き続き取り組んだ.ここでは,これまでに最適化の対象としていたロータ配置構造のクラスの拡張や,ロータを立体的に配置する新たな実験機の製作・実験,最適化のための評価関数の改良を行った.さらに,平成29年度より新たに2つの課題に着手した.1つ目として,マルチロータ型飛行体がモデルの不確かさやロータ間干渉の影響を強く受ける制御対象であることに着目し,飛行時の未知ダイナミクス学習に関する研究に着手した.2つ目として,複数のクアッドロータから成るドローンネットワークに対する協調型位置・姿勢制御問題を考察し,クアッドロータのモデルを陽に考慮した制御手法を提案した.双方ともに,前述の新たなドローン実験場で良好な実験結果を得ている.さらに,平成28年度より着手している劣駆動性を有する2輪車両系の制御に関する諸問題に対しても順調に成果を挙げた.以上の成果は,複数の学術論文,多くの会議論文に採択され,学術的に意義が認められている.平成29年度は,当初の計画の通り重力場における制御に関する2つの主要な課題に対してそれぞれ順調に成果を挙げた.さらに,新たにドローンの制御に関する2つの課題に着手し,これらに対しても成果を挙げている.また,平成28年度より取り組んでいる2輪車両系の制御に関する諸問題に関する研究も順調に進めている.以上のことから,本研究は当初の計画以上に進展しているといえる.平成30年度は,当初の計画にあった重力場における制御に関する主要な課題である「可制御性構造解析に基づく最適なドローンの開発と制御」に注力し,順調に成果を挙げた.まず,既に成果を挙げているマルチロータ型飛行体(ドローン)の運動性能に基づく構造最適化の発展として,得られた構造が有する運動性能に基づく最適な位置・姿勢制御手法を新たに提案した.つぎに,同一平面上に同一の向きでロータが配置されるドローンに対して,安定した飛行を保証する可制御性を有する構造の条件を導出した.
養護教諭の専門性を支える「養護学」体系の構築

本研究は養護教諭の専門性を支える「養護学」の学問体系の基盤となる理論を抽出することである。文献調査及び養護学に精通する専門家の講話及び講話を基に養護学構築のために必要な要素について議論を行い、それらの内容を講話集としてまとめた。また、養護教諭養成大学の教員へのインタビュー調査を実施し、文献調査等の結果と合わせこれらの知見を基に養護教諭養成の教育で使用する「教科書の試案」を考案した。さらに「教科書の試案」を使用して教えるためのチューターブックを作成した。本研究は、養護教諭の専門性を支える「養護学」体系の構築を図ることを目的とする。・これまで養護教諭養成において使用されている「養護概説」の教科書の領域について分析し、養護教諭養成に必要とされる内容を整理し検討を行った。また、免許法科目「養護概説」のシラバス調査から養護教諭養成の現状と養護学の柱となる内容を抽出し、その結果について学会報告した。・養護学及び養護教諭養成に関わる研究等を専門としている研究者を対象とし研究会を3回開催、養護学についての質疑、議論の内容をまとめ学問構築のための基礎資料を作成した。・医学、看護学、保育・幼児教育、教育、心理学、社会福祉学等、近接領域の学問体系の枠組みや内容、学問体系の組み立て、各領域についての文献調査を実施した。本研究は養護教諭の専門性を支える「養護学」体系を構築することを目的とする。養護教諭免許法科目「養護概説」のシラバス調査を実施し、養護教諭養成の柱となる内容を抽出、その結果を論文としてまとめ投稿した。また、その結果に基づき学問として学生に教える際の骨子となるチュータノートの構成案を作成した。・昨年度、養護学及び養護教諭養成に関わる研究を専門としている研究者を3名を対象とし研究会を開催したが、平成27年度、さらに3名の研究者を加え研究会を3回開催、養護学について質疑、議論の内容をまとめ学問構築のための基礎資料を作成した。・養護教諭養成の核となる免許法科目「養護概説」を担当している看護学、教育学養成の教員のグループインタビューを実施し、養成する上で必要不可欠な要素をまとめた。・養護教諭養成に関わるこれまでの養護学に関連する文献調査を実施した。養護教諭養成の核となる免許法科目「養護概説」を担当している看護学、教育学養成の教員のグループインタビューを実施し、養成する上で必要不可欠な要素をまとめ、その結果を基に質問紙調査も実施する予定であったが、インタビューによって十分な結果が得られたため、研究計画をインタビューのみに変更した。これまで、養護教諭は専門職でありながらも、独自の学問的基盤である「養護学」が確立されていないことによって専門性が曖昧であるとの指摘があった。その要因として、「養護学」が確立されていないことが考えられた。本研究は、養護教諭の専門性を支える「養護学」体系の構築を図ることを目的とし、養護教諭の専門性の枠組みを明確にするために、養護教諭の養成における、教育職員免許法「養護に関する科目」の中の科目区分「養護概説」の基盤となる理論を抽出することを目指した。平成26年度は近接領域の学問体系等の文献調査を実施すると共に、平成27年にかけて、養護学に精通する専門家の講話及び講話を基にディスカッションを実施、養護学構築のために必要な要素は何かについて議論を行った。また、養護教諭養成大学の教員へのインタビュー調査を実施し、「養護学」体系の枠組み及びそれぞれの枠組みの具体的な内容を検討、整理しそれらの知見を基に養護教諭養成で使用する教科書を作成し発行した。平成28年度は、2年間にわたり実施ししてきた養護教諭養成及び養護に関する学問に精通している5名の専門家(研究者)の講話及び講話後のディスカッションの結果を資料集としてまとめた。また、これらの専門家によるさまざまな知見や養護教諭の核となる科目である「養護概説」を担当している学際系、教育学系、医学系の養成大学教員のインタビューの結果を基に、昨年度末に発行した養護教諭養成における養護学の学問体系の基盤となる「養護概説」を教えるための授業方法の開発及びチューターブックを作成した。今後も更にこれらの成果を基に研究を継続していく予定である。今年度は、「養護概説」の教科書の領域について分析し、養護教諭養成に必要とされる内容を整理・検討及び免許法科目「養護概説」のシラバス調査から養護学の柱となる内容の抽出、近接領域の学問体系の文献調査を実施した。さらに来年度実施予定であった専門家へのグループインタビュー調査について、研究遂行上、一部研究方法の変更を行い実施しするなど当初の計画以上に進展している。研究方法の変更点は来年度実施予定である専門家へのグループインタビュー調査の前段階として、専門家を招いての研究会開催後の質疑、議論等をまとめ、それらをもとに来年度グループインタビューを実施するという方向で進める。来年度も引き続き専門家を招いての研究会を開催する予定である。

今年度はまとめとして、16名の研究者を対象とし、養護学について質疑、議論した内容をまとめたものを資料集として作成する。2養護教諭養成の核となる免許法科目「養護概説」を担当している看護学、教育学養成の教員のグループインタビュー内容をまとめ、学会誌への投稿を行う。3養護教諭養成に関わるこれまでの養護学に関連する文献調査の結果及び4平成26年度に実施している他領域の学問体系の調査結果をまとめ、学会誌に投稿、さらに5学問として学生に教える際の骨子となるチュータノートの作成を行う。養護実践学平成27年度は「養護学」体系の枠組み及びそれぞれの枠組みの具体的内容の検討を行うう。【計画1】専門家を招いての研究会の開催【計画2】専門家へのグループ・インタビュー調査を実施、昨年度の研究結果をふまえての養護学の枠組みの検討【計画3】計画1,2の結果に基づき内容を整理し全国調査に向けての質問紙調査を作成する。全体会議の日程調整が困難であり、参加できないメンバーの未使用の旅費、資料作成費などの残額が生じた。全体会議の日程調整が困難であり参加できないメンバーの未使用の旅費、資料作成費等の残額が生じた。今年度、メンバーの全体会議への旅費及び資料作成費とする。今年度、メンバーの全体会議への旅費及び資料作成費として使用する。
東海地域近世・近代能楽資料の収集と整理

昨年度収集した番組のデータ化、収集した資料の整理・翻刻を行った。能番組・伝書類ともに予想を上回る点数を収集できたため、まだ整理・翻刻ともに全部はできあがっていない状態である。この分については次年度の継続課題としたい。・大原紋三郎氏より新城の戦前の能楽界について伺う。また、同氏より戦後から平成にいたるまでの富永神社祭礼能の能番組を頂いたので、データベースに加えるため入力を行った。・明治時代から戦前まで新城市在住で名古屋能楽会にも度々出勤した高安流脇方の川村類造師の遺族より類造の使用した脇仕舞附・謡本等の提供を受ける。これを翻刻し、「名古屋芸能文化第8号」に発表した。・藤田六郎兵衛師所蔵の初代藤田清兵衛関係資料を整理・翻刻し、「椙山国文学第23号」に発表した。・佐藤友彦師より和泉流山脇家伝来の間狂言本(9冊組)の閲覧・翻刻を許可いただいたので、翻刻を行っている。次年度以降、紀要等に発表する予定である。・能楽師の旅を考える上では、東海道の各宿場における能楽師や能楽愛好者の存在を考える事が重要である。静岡県内の能楽資料を探すため、吉田高校長中村羊一郎氏、富士市立博物館学芸員荻野裕子氏の御教示を頂き、静岡県内の近世の人名録・地誌等を調査した。この結果、享保年間の「東海道人物志」に相当数の能楽師が記載されていることがわかった。次年度以降、これを論文化したいと考えている。研究の一年目であることを考慮し、能楽関係の資料がどこにどれだけ所蔵されているのかを確かめることに重点を置いた。来年度は目録作成や、調査によって存在が確かめられた資料の精査が課題となる。以下今年度行った主な調査を箇条書きする。・元新城狂言愛好会会長で、地元で長く富永神社祭礼能を支えられた大原紋三郎氏へ聞き書き調査を行った。新城で行われた泉祐三郎の今様能狂言の様子や、戦前の新城能狂言界を支えた人々に関することを聞き書きした。・明治期の新城在住の脇方であった川村類三の子孫を尋ね、川村類三の稽古の日記、脇方伝書などを調査した。・高安流脇方で能楽協会名古屋支部員の飯富雅介氏より所蔵の『高安流仕舞附天・地人』の撮影を許可いただいたので、全貢影印し、翻刻した。・三重県名張市の宇流冨志称神社所蔵の能面を調査した。同社より能面の写真の提供を受けた。・豊川市文化広場に寄託されている愛知県豊川市の進雄神社の能人形面について、その面裏の記述や用途、特徴などについて調査した。・熊野本宮大社の能楽関係書簡を撮影し、翻刻した。本年度東海地域で行われた能楽番組のうち収集することのできた百五十枚余りを整理し、アルバイト学生を用いてデータ入力した。入力したデータは東海地域能楽データベースに加えた。
ウニ個別飼育教材を活用した動物の継続飼育における生命観の変容に関する研究

1研究目的ゲーム世代の生徒たちは,バーチャルな体験を好む傾向があり,実物の動物に触れることで命をとらえる体験が乏しくなっている状況である。そこで平成22年度科研費(課題番号22924001)により開発したウニの個別飼育教材「マイ・ウニ飼育」の学習により動物飼育における生命観の変容について調査しようと考えた。生命観を構成する生物観・生命観を測定するために北海道大学大学院鈴木誠らが開発した生命観測定尺度を活用して,飼育体験者の生命観の変容を調査し,個別継続飼育の効果を探ることを目的とした。2研究方法アカウニを教材として人工授精から発生・変態観察・稚ウニ飼育の学習プログラムを進めてきた。継続飼育の事前・事後で生命観測定尺度で調査を行い,その平均値についてt検定を行った。また,観察後の感想についてテキストマイニングの手法で生命観測定尺度と並行して,個別飼育における意識の変化を考察した。今回の調査では,平成24年度2年生徒を対象にA校189名4回・B校127名4回・対照校126名2回実施した。3研究成果学習プログラムを実施したA・B校について事前と事後の結果を比較したところ,4回目の調査結果において共通して生命観測定尺度における生命概念について「アニミズム」「生気論」「命」の項目で,その平均値に有意差が認められた。受精から飼育までの体験が生徒の生命観の下位概念について,特にA校では継続飼育後の1回と4回目の調査比較では,「アミニズム」「擬人化」「生気論」「命」の下位概念で平均値が上昇し事前調査の平均値に有意差(p<.01)が認められた。平均値から,継続飼育による生命観を構成する下位概念に変化が生じることがわかった。このことから命に関する情意面での変化が生じることがうかがえる。さらにテキストマイニングにより,稚ウニの観察後の生徒の感想テキストから関連語検索を行うと,「ウニ」と「とげ・管足・色」「動く・歩く・元気・成長」などが関連して高い確率で出現しており,個別継続飼育における観察は形態の変化や行動に意識が集中していったと考えられる。
ＰＫＧによる小胞エンドサイトーシス制御機構とその生後発達変化に関する研究

本研究はPKGを介したシナプス小胞エンドサイトーシス制御機構の解明を目的とした。申請者は聴覚系シナプスcalyx of Heldにおいて、前末端内PKGが小胞エンドサイトーシスを加速していることを電気生理的・薬理学的手法で明らかにした。また、PKGはシナプス後細胞から放出されたNOにより逆行性に活性化すること、PKGがRhoAやRhoキナーゼを介して前末端のPIP2量を制御してエンドサイトーシスを加速していることを解明した。PKGによるエンドサイトーシスの加速は生後発達と共に出現し、また神経活動依存的に働くことから、高頻度・長時間のシナプス伝達の信頼性を向上させることが明らかとなった。本年度の研究では、電気生理学的手法および生化学的手法を組み合わせ、聴覚系巨大シナプスcalyx of HeldにおけるPKG依存性小胞エンドサイトーシスの分子機構を調べた。前年度の結果より、Calyx of Heldシナプスにおける小胞エンドサイトーシスのがシナプス前末端内PKGによって加速されていること、PKGはシナプス後細胞からの逆行性シグナルによって活性化していること、PKGの下流ではPIP2が働いており、PKGがシナプス前末端内のPIP2濃度を制御することで小胞エンドサイトーシスを加速していることが分かった。またこのPKGによるエンドサイトーシスの加速が、高頻度・高信頼性シナプス伝達に大きく寄与していることが明らかとなった。本年度は、このPKGによる小胞エンドサイトーシスの加速が、どのような分子機構によって起こっているのかを明らかにした。本研究ではPKGの下流で働く分子の候補として、単量体G蛋白質RhoAとRhoAによって活性化する蛋白キナーゼ(Rhoキナーゼ)に着目し、これら分子の抑制剤および活性剤を用い、パッチクランプ法の応用である膜容量測定法によって小胞エンドサイトーシスの速度を比較した。その結果、RhoA/RhoキナーゼがPKGによって活性化し、小胞エンドサイトーシスを加速していることが明らかとなった。また生化学的手法(ELISA法、質量分析法)により、RhoA/Rhoキナーゼがシナプス中のPIP2量を制御するかを調べたところ、RhoA/Rhoキナーゼの活性化がPIP2量を増大させることが明らかとなった。これらの結果から、PKGによる小胞エンドサイトーシスの加速がRhoA/Rhoキナーゼを介して行われており、またRhoA/Rhoキナーゼがシナプス前末端内PIP2量を制御することで小胞エンドサイトーシスを加速していることが分かった。本年度の実験では、電気生理学的手法を用い、聴覚系巨大シナプスCalyx of HeldにおけるPKG依存性小胞エンドサイトーシスの生後発達変化を調べた。聴覚獲得前(生後78日)のラットのcalyx of Heldシナプス前末端にホールセルパッチクランプを適用し、膜容量測定法により小胞エンドサイトーシスの速度を観察した。PKG阻害剤をパッチ電極からシナプス前末端内へと注入したが、小胞エンドサイトーシスの速度は変わらなかった。聴覚獲得後(生後1314日)のシナプス前末端ではPKG阻害剤によって小胞エンドサイトーシス速度が遅くなることから、PKGによるエンドサイトーシス加速機構が生後発達に伴って出現することが明らかとなった。脳幹、またcalyx of Heldのある台形体内側核領域のPKG発現量を聴覚獲得前後で比較したところ、PKG発現量が生後発達に伴って上昇していた。このことから、生後発達に伴うPKG発現量の上昇により、PKG依存性小胞エンドサイトーシス加速機構が出現することがわかった。次に、このPKG依存性加速機構がシナプス伝達にどのように寄与するかを検討した。聴覚獲得後のシナプス前末端内にPKG阻害剤を与え、電流注入により活動電位を発火させた。同時にシナプス後細胞で起こる活動電位を記録し、その追従率を調べた。100 Hzの連続刺激を1分間続けたところ、PKG阻害剤を注入しない場合ではなお70 %以上の確率で追従していたが、PKG阻害剤存在下では追従率は40%程度まで低下した。このことから、PKGによる小胞エンドサイトーシスの加速がシナプス前末端でのシナプス小胞の枯渇を防ぎ、高頻度・高効率のシナプス伝達を実現していることが明らかとなった。本研究は、シナプス伝達におけるシナプス前末端内PKGによるシナプス小胞エンドサイトーシス制御機構の解明とその役割を明らかにすることを目的とする。申請者はこれまでにPKGが生後発達依存的に小胞エンドサイトーシスを加速すること、PKGがシナプス後細胞から放出された一酸化窒素によって逆行的に活性化すること、PKGの下流ではRhoA/Rhoキナーゼが活性化し、前末端内のPIP2を制御することでエンドサイトーシスを加速することを見出した。本年度はPKGとPIP2とをつなぐ分子経路の詳細を解明することを目的とした。対象蛋白質として、パーキンソン病関連蛋白質でありシナプス前末端内に豊富に存在する小型蛋白質αシヌクレインに着目した。過剰量のαシヌクレインを細胞前末端内に注入することで小胞エンドサイトーシスが遅くなることを発見したが、この遅延作用はPKG阻害剤とは違い、PIP2による救済を受けなかった。このことから、αシヌクレインはPKG-RhoA/Rhoキナーゼ-PIP2を介した小胞エンドサイトーシス制御機構とは別のカスケードによって、エンドサイトーシス速度を制御していると考えられる(論文投稿準備中)。

また、PKGがPIP2を介して小胞エンドサイトーシスを制御していることから、小胞エンドサイトーシスとPIP2動態との関連性について、PIP2の蛍光プローブ蛋白を用いて実験を行った。またこの実験には初代培養calyx of Heldを用いるため、培養calyxのシナプス前末端へのパッチクランプ法の適用が可能であるか調べた。これらの結果、PIP2動態を測定を調べるのに適したプローブの選定が終了し、また培養calyxへのパッチクランプ法が可能であることを確認した(論文投稿中)。シナプス小胞エンドサイトーシスはシナプス小胞数や前末端構造を維持する上で重要な機構であるが、その制御機構についてはまだ十分には解明されていない。本研究では、PKGを介した逆行性シナプス小胞エンドサイトーシス制御機構の解明を目的とした。申請者は聴覚系シナプスcalyx of Heldにおいて、シナプス前末端内PKGが小胞エンドサイトーシスを加速していることを、電気生理学的・薬理学的手法により明らかにした。また、前末端内PKGはシナプス後細胞から放出された一酸化窒素によって逆行的に活性化すること、PKGがRhoA・Rhoキナーゼを活性化していること、またRhoキナーゼの活性化によってPIP2量が増大し、これによってシナプス小胞エンドサイトーシスの加速が起こっていることを解明した。PKGによる小胞エンドサイトーシスの加速は活動依存的であり、すなわち高頻度・長時間刺激によって作動して、シナプス伝達の信頼性を向上させていることがわかった。一方、聴覚獲得前(生後1週間)の未熟なシナプスではPKGの発現量が少なく、そのためPKG依存性エンドサイトーシス制御は機能していないことが明らかとなった。PKGがPIP2を介して小胞エンドサイトーシスを制御していることから、シナプス伝達中のPIP2動態と小胞エンドサイトーシスの同時測定を立案した。PIP2のプローブとして蛍光蛋白CYPHRを選択し、PC12細胞を用いて予備実験を行い、CYPHRが機能することを確認した。また、初代培養calyx of Heldにおいて、シナプス前末端へのパッチクランプ記録ができることを確認した。これらプローブ及び初代培養標本を用い、PIP2動態と小胞エンドサイトーシスの同時測定を行う予定である。本研究はPKGを介したシナプス小胞エンドサイトーシス制御機構の解明を目的とした。申請者は聴覚系シナプスcalyx of Heldにおいて、前末端内PKGが小胞エンドサイトーシスを加速していることを電気生理的・薬理学的手法で明らかにした。また、PKGはシナプス後細胞から放出されたNOにより逆行性に活性化すること、PKGがRhoAやRhoキナーゼを介して前末端のPIP2量を制御してエンドサイトーシスを加速していることを解明した。PKGによるエンドサイトーシスの加速は生後発達と共に出現し、また神経活動依存的に働くことから、高頻度・長時間のシナプス伝達の信頼性を向上させることが明らかとなった。PIP2動態の観測に必要な機器のセッティングに時間がかかってしまい、当初の予定ほど進捗しなかった。現在はすでに機器のセッティングやPIP2プローブの選定が終了し、実験に取りかかっている。神経生理学今年度は昨年度の到達目標である「小胞エンドサイトーシスとシナプス前末端内PIP2動態の同時測定」を完了させることを目標とする。
非蛍光性化学種の無標識超高感度検出技術の革新

重要性が高く微量な生体・環境関連の溶液中化学種を、無修飾のままで単一分子検出レベルの高感度で検出できる手法の適用範囲を広げるための技術として、(1) 213 nmの深紫外光を励起光に用いた光熱変換効果ヘテロダイン干渉検出系装置開発と性能評価、および、熱レンズ分光法との比較、(2)ミクロ液体クロマトグラフィーおよびマイクロチップ流路との結合による超高感度分離検出の検証を行い、無標識・超高感度検出技術の革新を図った。高感度検出の一般的な手法である蛍光法が、ラベル化操作無しでは全くの無力となる化学種、即ち、紫外域にのみ光吸収を持ち、かつ、非蛍光性(低蛍光量子収率)の化学種を主な検出対象とした。本研究は、重要性が高く微量な生体・環境関連の溶液中化学種を、無修飾のままで単一分子検出レベルの高感度で検出できる手法の適用範囲を広げるための技術革新を期したものである。これら化学種の多くは紫外域にのみ光吸収を持ち、かつ、非蛍光性(低蛍光量子収率)である。このため、単一分子検出の従来法である蛍光法は、ラベル化操作無しでは全くの無力である。そこで、非蛍光性化学種の無標識・超高感度検出法として申請者らが開発してきた深紫外励起・多色増幅型光熱変換計測法を発展させた普及型装置の試作と合わせて、多色多光子吸収を利用した深紫外吸収帯の励起の実現等を図り、汎用性・高感度性・化学種選択性を併せ持つ非蛍光性化学種の無標識・超高感度検出技術の革新を目的としている。次の4つを柱に研究を遂行する。(I)213nm励起光熱変換効果ヘテロダイン干渉検出系装置開発と性能評価。(II)2色2光子励起光熱変換効果の原理的検証と装置化。(III)ミクロ液体クロマトグラフィーとの結合による超高感度分離検出の検証。(IV)顕微イメージングとの結合による表面ナノ粒子分散系への適用性能の実証。4年計画の初年度に当たる本年度は、(I)(II)を中心に検討した。(I)では次の5つの観点からの基本的な検討を終了した。(1)213nmの光波長の全固体レーザーを励起光源とする。(2)屈折率変化の高精度計測のためヘテロダイン干渉計を用いる。(3)溶媒混合の早いミクロ流路系を用いる。(4)親水性相互作用クロマトグラフィー分離モードを採用する。(5)流速・流量を考慮して設計した顕微光学系、試料セル部を用いる。従来法と比較して2桁の高感度検出の実証に成功している。計画を繰り上げ(III)の検討に着手し、予備的結果ではあるが高感度分離検出に成功している。(II)に関しては、基本装置系を組み上げるとともに、顕微イメージングのテスト測定を実施した。そこで、非蛍光性化学種の無標識・超高感度検出法として申請者らが開発してきた深紫外励起・多色増幅型光熱変換計測法を発展させた普及型装置の試作と合わせて、多色多光子吸収を利用した深紫外吸収帯の励起の実現等を図り、汎用性・高感度性・化学種選択性を併せ持つ非蛍光性化学種の無標識・超高感度検出技術の革新を図った。次の4つを柱に研究を遂行し、成果は逐次発表する。4年計画の2年目に当たる本年度は、(I)の項目の前年度の成果をともに(III)の検討を中心に進めた。本研究は、研究実績の概要で述べた4つを柱(I)(IV)を課題として研究を遂行している。(I)では、(1)(5)の5つの観点が設定しているが、特に、(2)屈折率変化高精度計測のためのヘテロダイン干渉計、(3)溶媒混合の早いミクロ流路系を用いたミクロHPLC、(5)流速・流量を考慮して設計した顕微光学系と試料セル部、に新たな課題が生じたものの、開発した装置を用いた分離検出に成功し、成果を公表した。新たな課題は、ミクロHPLCの長期間不安定性に起因するものである。この不具合を克服するために、新規に昨超高速液体クロマトグラフィーを別途導入し、分離条件の検討を進めた。既に、(I)で開発した装置と結合し、予備的なデータ取得に成功している。(I)に関しては、(5)の観点に関する課題が残るものの、概ね検討を終了した。当初予定を繰り上げて(III)の検討に着手し、既に予備的結果を得ている。(II)に関しては、昨年度試作した装置に改良を加えつつ、様々な実験条件下で2色2光子励起光熱変換信号検出を試みた。

検出を検証するには至っていないが、問題点を整理しており、それに基づいて解決策を探る段階にある。一方、(IV)に関して、1光子励起検出での顕微イメージング装置により、光ビーム直径より細かい構造を観測する超解像の可能性があることを検証した。更なる高分解能化に向けた課題を整理済みである。本研究は、重要性が高く微量な生体・環境関連の溶液中化学種を、無修飾のままで単一分子検出レベルの高感度で検出できる手法の適用範囲を広げるための技術革新を期したものである。これら化学種の多くは紫外域にのみ光吸収を持ち、かつ、非蛍光性(低蛍光量子収率)である。このため、単一分子検出の従来法である蛍光法は、ラベル化操作無しでは全くの無力である。そこで、非蛍光性化学種の無標識・超高感度検出法として申請者らが開発してきた深紫外励起・多色増幅型光熱変換計測法を発展させた普及型装置の試作と合わせて、多色多光子吸収を利用した深紫外吸収帯の励起の実現等を図り、汎用性・高感度性・化学種選択性を併せ持つ非蛍光性化学種の無標識・超高感度検出技術の革新を図った。次の4つを柱に研究を遂行し、成果は逐次発表する。(I)213nm励起光熱変換効果ヘテロダイン干渉検出系装置開発と性能評価。(II)2色2光子励起光熱変換効果の原理的検証と装置化。(III)ミクロ液体クロマトグラフィーとの結合による超高感度分離検出の検証。(IV)顕微イメージングとの結合による表面ナノ粒子分散系への適用性能の実証。最重要課題である(I)の装置開発のポイントは次の5つである。(1)汎用性維持のための213nm全固体レーザー励起、(2)屈折率変化高精度計測のためのヘテロダイン干渉計、(3)溶媒混合の早いミクロ流路系を用いたミクロHPLC、(4)親水性相互作用クロマトグラフィー分離モード、(5)流速・流量を考慮して設計した顕微光学系と試料セル部。4年計画の3年目に当たる本年度は、昨年度までの(I)および(III)の結果と成果とに基づいて(III)を中心に検討した。本研究は、研究実績の概要で述べた4つの柱(I)(IV)を課題として研究を遂行している。最重要課題である(I)に関しては、昨年度までに装置を完成して(III)の検討に着手しており、成果が得られ始めていた。本年度、それら成果を積み重ねつつ、新たに浮上した課題の解決を図った。(I)では、(1)(5)の5つの観点を設定している。検討する中で、最大の課題は(3)、(5)に関わり、主にミクロHPLCの長期間不安定性に起因する問題であると結論した。解決のために、新規に昨超高速液体クロマトグラフィーを別途導入し、分離条件の検討を進めて、より優れた成果を得ることに成功している。これらの成果は、まとめて、公表した。当初計画に加えて、別方式の光熱変換検出法である熱レンズ法との感度比較も検討している。その中で、検出限界を悪くする主要因がバックグラウンド信号レベルに有ると結論するとともに、バックグランド信号レベルがセル形状や光学系配置に強く依存することを確認し、最適化を試みた。特に、バックルラウンド信号の抑制と検出効率最適化のために、マイクロチップタイプのシースフローセルへの適用の検討にも着手している。(II)と(IV)に関しては、昨年度までに一応の結果が得られ、問題点を整理して解決策法を探ってきている。本年度、特記すべき進展は特になかった。
認知症グループホームにおける“なじみの場づくり”を促進するケア指針の開発

認知症対応型グループホームにおいて、認知症高齢者がなじみのある環境で穏やかに暮らしていくために、ケアスタッフは“なじみの場づくり"を行うことを重要であると考え、またそのためにケアを提供していた。特に大切としていたことは、「身体的な状態をきちんと観察し把握する」、「高齢者を尊重する」、「他者との交流を図る」、食事や洗濯など「基本的な日常生活行動がとれる」であった。認知症ケアにおいて、そのケアの在り方がその人が住む場所で暮らし続けるためのケアに重点が置かれるようになり、グループホームにおいても地域密着型の多機能化が推進されつつある。このような背景を受け、より的確に事象をとらえるため、アンケート内容の検討を慎重に行った。アンケートのフェイスシートを作成するにあたり、別件にて進めているグループホームにおける終末期ケアの調査より、経営母体別や併設施設の有無、多機能化の実施などケア体制に生ずることが明らかになり、フェイスシートの再検討を行い、法人格、併設施設の有無、多機能化の実施状況、職員の勤務体制、配置数などを加えた。また、昨年から行った基礎調査から抽出された質問項目の検討についてはプレテストを行い、対象者が看護師のみではないこともグループホームの性質上多いため、質問項目を抽象的な言葉でなく実際に日常行っているケア内容の平易でイメージしやすい表現に修正した。実際には、「なじみの場づくりのために行っているケア(日常生活の中で顔色や表情の変化などを観察する、その高齢者が使いなれた言葉を使って話しかけるなど)24項目挙げ、「そのケアを意識的にどの程度行っているか?」・「どの程度必要だと考えているか?」の質問項目とした。さらに、日常生活行動に対する援助(電話を使える、地域住民と戸外で交流できる、簡単な洗濯や洗濯も物を干すことができるなど)12項目に関しても、同様の質問項目とした。この調査表を、再度現場のスタッフに呈示し、違和感がないかを検討確認した。現在、ワムネットから無作為に抽出した全国3000のグループホームに発送段階である。認知症高齢者が、住み慣れた地域で暮らし続けるためにオレンジプランなど様々な取り組みがなされるようになり、グループホームもまた、その一環としての役割が重要となってきている。昨年度、調査用質問紙のみなおしを行い、本年度、調査施設3,000施設から約5,000施設のグループホームに対象をひろげ、質問紙調査を行った。その結果、1,067施設から回答を得られ、有効回答率21.3%であった。回答施設の構成は、経営母体および入居定員、平均介護度等、既存で報告されている全国平均と近似であり、全国の傾向を反映していると判断された。そのなかで、なじみの場づくりとして重要と考えているのは入居者の身体の状態、認知機能の変化、入居者個人に向き合うこと、自己効力感をもてるかかわりをすることであった。しかし、現実的にはその人個人にかかわること、尊厳を守り、さらに伸ばしていくことに関してはケアが不十分と感じていた。日常生活行動においては、「電話をかける」、「戸外へ外出し、地域住民と交流ができる」、「金銭管理ができる」など必要と考えているにも関わらずケアができていないと考えている傾向にあることが明らかとなった。一方、水中運動に参加されている健康な高齢者における楽しみを聞き取りしたところ、外に出て大勢の人と関わり友達を作る、お喋りをする、好みの水着を買うなどがあげられており、グループホームにおいても、生活という基盤を求める以上、施設内だけの充実ではなく、地域の中の一部としてのグループホームとなるように援助体制を整えていく必要があると考えられる。今後、経営母体別や、グループホームの理念、職員体制とのかかわりや、ケア項目の重みづけなど詳細な検討が必要である。認知症対応型グループホームのケアスタッフが認知症高齢者に対する"なじみの場づくり"をどのように認識し、実践しているかを把握するにあたり、まず、看護・介護学領域で使用されているテキスト10冊を概観した。その結果、"なじみの場づくり""なじみ感""なじみの関係"等、認知症ケアを行うための重要なケアとして記載されていた。しかし、その言葉の持つ意味や具体的な方法等の記載はなかった。さらに、本研究を遂行するにあたり、認知症高齢者ケアにおける"なじみ"の持つ意味や、この研究分野での研究状況を明確にするために文献検討を行った。"認知症""なじみ"をキーワードに医学中央雑誌で検索を行った結果、介護保険制度導入前10年間において7文献、2007現在において32文献が抽出された。その多くは、様々な"なじみ"を手段として効果を得られた事例報告が多く、その意義の重要性を説いていたが、そのケアの方法や過程は明らかにされていなかった。また、グループホームにおける"なじみ"そのものに着眼した研究は、見当たらなかった。それらを受け、質問紙調査の質問項目を作成するにあたり、近隣のグループホーム及び介護保険施設11施設に勤務するスタッフに対し、なじみのとらえ方などについての基礎調査を行った。

その結果、ケア提供者は、認知症高齢者が"場になじむ"とは、自分の存在価値を感じながら自らの意思で行動できる、さらに他者と関わり、安心して心穏やかに生活できるような状態であるととらえていた。また、"なじみの場づくり"を行う為に、ケア提供者は、家族や記録のみならず、実際に本人と関わり、他者との関係を観察しながら情報を得ていた。しかし、回答内容は、回答者によって抽象度のばらつきも大きく、的確に事象をとらえるためには、質問方法の検討が必要と考えられた。これらをふまえ、質問内容等を再検討し、本調査の準備を行っている。思いのほか、グループホームにおけるスタッフの構成が有資格者から無資格者まで幅が広く、その背景も年齢も多岐にわたっていたため、質問項目表現の決定に時間を有した。また、所属大学における新たなる教育課程の開設準備の必要性が生じたため、研究時間の確保が少なからず困難であった。しかし、質問項目も精選され、調査表発送段階まで到達しており、本年度中の分析、成果発表は可能であると考える。研究実績の概要でも述べたように、"なじみ"そのものに対する先行研究が少なく、全国調査をより効果的に行うために、基礎調査を実施したため、やや遅れを生じた。しかし、基礎調査を行ったことにより、現場でのとらえ方や、回答スタイルが把握できたため、より効果的な全国規模の調査が可能と考える。本年度は、回収された調査結果を分析し、なじみの場づくりのために必要だと考えていることと、実際に行っていることを日常生活行動とケアの2項目において比較分析を行い、なじみの場づくりのために必要なケアを抽出する。また、意識と実際に相違がある場合、どのような課題があるのかをディスカッションし、解決策を探る。また、施設の特徴も踏まえた分析も行う。それらを総合し、ケアの指針を導き出す。申請時の予定通り、プレテストを実施したのち、全国のグループホーム対象に質問紙調査を行い、分析を行う。その後、"なじみの場づくり"の進展とケアの性質を抽出した後、構造化を図り、実用可能なケア指針を作成する。1.アンケート送付に必要な通信費および物品費2.調査結果のデータ入力煮かかわる人件費3.ディスカションなど、専門的知識の提供のための謝金4.成果報告のための旅費1.アンケート、調査依頼文等、研究に必要な通信費2.アンケート作成およびデータ管理のための物品費3.聞き取り調査のための調査地域までの旅費4.調査結果のデータ入力にかかわる人件費5.調査協力施設、協力者への謝金
気泡プラズマ流と磁気粘性流体の融合による超機能性流体システムの先進的応用展開

誘電体バリア放電による反応性に富む多くのラジカルを含んだ「マイクロバブルラジカルジェット」と磁場印加によるスパイク形成を活用し、流動場制御が可能な「磁気粘性スパオク」を統合した「バブルプラズマー磁気粘性スパイク」システムを構築するために、個々のサブシステムを独立に構成し、消費電力、印加電磁場の作動条件や気泡径、界面条件下での基本的特性を実験的に明らかにした。得られた結果を要約すると以下になる。(1)誘電体バリア放電による空気高活性化部と加圧型マイクロバブル発生部から構成される高活性空気内包マイクロバブルジェットシステムを構築した。酸性溶液では、オゾン、過酸化水素水、活性酸素の溶解量は多いが、アルカリ性溶液では、過多に存在するOHイオンによりオゾンの自己分解が促進され、オゾンの溶解量は少ない。また、短波長から長波長の紫外線と真空紫外線をオゾンマイクロバブルに照射することにより、中性溶液の場合、気泡内や溶液中にOHラジカル等が生成され、メチレンブルーの脱色効果は非照射時に比べ顕著であるが、アルカリ溶液の場合は小さい。(2)内径数ミリ程度の管あるいは小孔から発生する空気およびアルゴンバブルジェットをタングステン棒陰極と溶液底部に設置された銅陽極から構成された放電部に導入し、高電圧マイクロパルスを印加することにより、液中でのバブルプラズマジェットの生成に成功した。液中発光からは、酸素ラジカルやOHラジカルが同定され、酸素バブルプラズマジェットのメチレンブルーの投入電力あたりの脱色性能がアルゴンや空気バブルプラズマジェットより優れている。(3)磁場下にあるスパイク状の磁性流体界面を誘電体とし、誘電体バリア放電の試験を行った。電極間ギャップが数ミリで電極と磁性スパイクの先端にストリーマを生じ、静電気力やイオン風により磁性スパイクも変形および移動した。誘電体バリア放電による反応性に富む多くのラジカルを含んだ「マイクロバブルラジカルジェット」と磁場印加によりクラスター形成を活用し、流動場制御が可能な「磁気粘性プラグ」を統合した「バブルプラズマー磁気粘性プラグ」システムを構築するために、個々のサブシステムを独立に構成し、印加電磁場等の作動条件や壁面条件下における基本的特性を実験的に明らかにした。(1)数十W程度の大気圧同軸型誘電体バリア放電を用いた空気活性化ジェット発生トーチを試作した。特に、生成されるオゾンが印加電圧及び周波数により直線的に増加し、高い制御性を有すること、スクリュー電極において最大オゾン発生のための最適ピッチが存在すること、また、中心電極から誘電体までの間隔に関しては、高い流量では小さい間隔の場合、低い流量では大きい間隔でより高濃度のオゾンが得られる。(2)誘電体バリア空気高活性化ジェット発生部とベンチュリー管によるマイクロバブル発生部を組み合わせたマイクロバブルラジカルジェットサブシステムを構築した。生成する気泡径は約40ミクロンの球形で、液中のオゾン溶解度は低温ほど高く、30分程度の経過時間でも0.7ppm程度であり、メチレンブル水溶液が20分程度で脱色された。(3)種々な壁面粗さ構造、壁面弾性率や断面形状を有する管内MRプラグサブシステムを構築した。磁場下で圧力流れ場におけるMR流体流動の遮断効果を確認し、印加磁場強度、流動の加速効果、管壁粗さによりMRプラグの耐圧性能が著しく向上した。また、弾性率の大きな人工生体材料を用いると、磁場下で管壁の半径方向への拡張及び収縮によりリザーバー効果及びポンピング効果が現れ、工業管とは異なる流動制御の可能性を示した。