hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
移植膵島量の非侵襲的定量評価を目的とした新規核医学イメージング法の開発

本研究は、膵β細胞に発現する標的分子に特異的・選択的に結合するPET/SPECT用分子イメージングプローブを開発し、それを用いて移植膵島早期の肝臓内における膵島の画像化およびその生着率の確認、再移植のタイミングを決めるための非侵襲的核医学イメージング法を構築することである。数十種類のプローブを合成、評価した結果、GLP-1受容体を標的として開発されたプローブを用いてSPECT/CT撮像を行ったところ、膵β細胞量のin vivo評価が可能であることが示された。本技術を応用することで、移植膵島量の定量化も可能と考えている。今年度は、候補化合物の設計・合成とその基礎評価を中心に行った。具体的には、GLP-1受容体を標的とするプローブとして、Exendinを母体とした111In標識体を開発した。正常マウスを用いたインビボ評価では、特異的に膵β細胞に集積していることが明らかとなった。今後は、膵島移植モデル動物を用いた評価を実施する。GPR40受容体を標的とするプローブとして、GW9508、TUG-424に着目し、数種の誘導体の合成を実施した。今後は、インビトロ、インビボの評価を進め、化合物の絞り込みを行う。SUR1受容体を標的とするプローブとして、Mitiglinideを母体とした18F標識体を開発した。開発した(+)-(S)-o-[18F]FMITは、インビトロ評価よりSUR1受容体に対して親和性を有していた。更にEx vivo Autoradiographyの結果より、(+)-(S)-o-[18F]FMITは膵β細胞に集積していることが示された。本研究の目的は、膵β細胞に発現するGlucagon-like peptide-1(GLP-1)受容体、G-protein-coupled receptor(GPR)40受容体に特異的・選択的に結合するPET/SPECT用分子イメージングプローブを開発し、それを用いて移植膵島早期の肝臓内における膵島の画像化およびその生着率の確認、再移植のタイミングを決めるための非侵襲的核医学イメージング法を構築することである。GPR40受容体を標的としたプローブに有望な化合物を見出すことが出来なかったため、平成26年度はGLP-1受容体(GLP-1R)に注力して化合物の開発とその評価を実施した。GLP-1Rに高い親和性を有する生理活性ペプチドであるExendin-4を母核とする111In-Ex4誘導体を用いることで、正常マウスのSPECT撮像において膵臓を明瞭に描出することに成功した。次に、SPECT画像解析による膵β細胞量(BCM)のin vivo評価法の検討を行った。具体的には、BCM減少モデル動物としてSTZ処置したマウスを用いてSPECT撮像を行ったところ、膵臓のGLP-1R発現密度の低下に応じた膵臓の放射能集積の減少を画像として捉えることに成功した。また、111In-Ex4誘導体の膵臓集積が減少するに従って算出したBCMが減少する傾向にあり、111In-Ex4誘導体の膵臓集積とBCMは相関する傾向を示すことを認めた。従って、本プローブを用いたSPECT/CT撮像によりβ細胞量のin vivo評価が可能であることが示された。放射性医薬品学GLP-1受容体、GPR40受容体、SUR1受容体を標的としたPET/SPECT用分子イメージングプローブとして、数種の候補化合物の設計と合成を実施することが出来た。特に、GLP-1受容体、SUR1受容体に対してはインビボの評価まで実施することができ、膵β細胞イメージングの可能性を見出すことが出来た。GPR40受容体に対しては数種の母体化合物をから誘導化を進めており、近い内にインビトロ、インビボの評価を実施する目処が立っている。前述の理由より、本研究はおおむね順調に進展していると考えている。開発したイメージングプローブのインビボスクリーニングを中心に研究を進めて行く。具体的には、正常マウス、ラットにプローブを投与して経時的に屠殺し、各臓器の重量および集積した放射能を測定する。肝臓への集積性、血液肝臓比を指標に、イメージングを行うのに適した動態を示すプローブの選別を行う。また、非標識体を投与するインビボブロッキング実験を行うことで、プローブの標的特異性を評価する。β細胞特異的集積が示されたプローブについて、PETあるいはSPECTでイメージングを行い、移植膵島が描出可能かどうかを検討する。スクリーニングで得られた構造活性相関の反映、効率的合成法の確立などにより、各プローブの最適化を図るとともに膵β細胞数の非侵襲的定量解析法の開発を行う。

最適化されたプローブを正常動物、糖尿病モデル動物に投与して経時的にPET/SPECTイメージングを行い、移植膵島への放射能集積の経時変化を追跡する。さらに血中代謝物分析を行い、血中に存在する未変化体プローブの経時変化を追跡する。PET/SPECT撮像条件、吸収補正、画像再構成法、部分容積効果等、種々の撮像条件を最適化・標準化し、SPECTの信号強度を膵β細胞量と関連付けることのできる回帰式を見出し、膵β細胞のインビボ定量化を達成する。以上の研究を通じ、膵β細胞に発現するGLP-1受容体、GPR40受容体、SUR1受容体に特異的・選択的に結合するPET/SPECT用分子イメージングプローブを開発し、それを用いて移植膵島早期の肝臓内における膵島の画像化およびその生着率の確認、再移植のタイミングを決めるための非侵襲的核医学イメージング法を構築する。
イオン液体の局所構造を利用した機能性微粒子創製法の確立とその応用

本研究は,イオン液体(IL)を媒体とし,高分子の熱分解温度以下での高結晶性無機物の合成とそれを利用した有機/無機複合粒子の合成を目指している。本年度は,1.ILを媒体としたゾルーゲル反応における高結晶無機物の生成機構の解明,及び2.IL中でのゾルーゲル反応による有機/無機複合粒子の合成とその応用について検討を行った。1.については,IL中にて低温で高結晶性無機物が得られる原因として考えられているILの局所構造との関係性を調べるため,ILのカチオン種,アルキル鎖長,IL濃度を変化させ,ゾルーゲル生成物の結晶性について詳細に検討を行った。その結果,局所構造の形成において重要であると考えられているπ一πスタッキングの影響が強く現れるイミダゾリウム系IL中において高結晶性の生成物が得られた。また,ILのアルキル鎖長が長く,IL濃度が低いほど得られる生成物は高結晶性であった。これらのことは,ILが無機物の結晶成長を促進する効果をもつことを支持する結果であり,ILの新規な機能を見出した非常に重要な結果である。2.については,ポリスチレン粒子存在下,IL中でのゾルーゲル反応による有機/無機複合粒子の合成について検討を行った。その際,反応温度や前駆体の添加方法などのパラメータを変化させ,複合粒子のシェル形成に及ぼす影響について検討を行った。その結果,IL中でのシェル形成機構は速度論的支配に対して,各成分間の界面自由エネルギーに基づく熱力学的支配の影響が大きいことを明らかにした。また,得られた粒子をフィルム状に成形加工し熱伝導率測定を行った結果,ポリスチレン単独に比べ熱伝導率の向上が確認された。この結果について,コアシェル構造に基づく無機物の連続熱伝導構造体が重要であることをシミュレーションから明らかとした。
医療機関における患者と家族の意思決定支援システムの構築に関する研究

本研究の目的は、日本の医療機関における患者相談窓口を中心とした、患者とその家族の意思決定支援システムの現状を明らかにし、患者と家族にとって有用な意思決定支援システムのあり方を検討することである。本研究では、徳に、患者の診療過程にわたって接する機会の多い看護職者の役割に焦点をおく。平成17年度に文献検討を行った結果に基づき、平成18年度は訪問調査の対象医療機関を選定し、調査を実施した。医療機関は、中部地方にあるある総合病院で、対象者は、患者相談窓口を10数年に渡り担当している専任看護師である。研究者が医療機関に出向き、普段患者相談業務を行っている部屋にてインタビューを実施した。調査内容は、患者相談窓口の担当職種と構成,活動状況として窓口の営業時間と曜日,現在までに寄せられた相談内容とその件数,相談内容に患者と家族が治療や療養を意思決定することに関わるものがあるか,意思決定に関わる相談への対処方法とその成果,看護職者が果たした役割,相談への対処の中で困難を感じていることとした。インタビューは90分に渡って実施され、具体的な事例に基づいた詳細な活動に関する情報を収集することができた。この訪問調査にて得られた患者相談窓口における患者と家族の意思決定に対する看護職者の活動を基準とし、特定機能病院の患者相談窓口ではどの程度まで意思決定支援が実施されているのか、全国調査に向けデータ収集の内容および方法について検討し質問紙を作成する。本研究では、特に、患者の療養過程にわたって接する機会の多い看護職者の役割に焦点をおく。平成17年度は文献検討を行った。国内の文献については医学中央雑誌Web版Ver.4を使用し検索した。キーワードは、「意思決定/意志決定」、「自己決定」および「支援」とし、収載誌発行年を2003年から2006年までと限定した結果、200件の文献が検索された。2002年以前に発行された文献と比較したところ、全体的に、患者とその家族による決定を対象とした内容のものが増加しており、看護職者の役割は、より具体的な記述がされている。また、「患者相談」のキーワードでも検索を実施したが、2003年の患者相談窓口設置にあたって掲載された雑誌の特集や総論のみが見られ、実際の患者相談窓口に関連した調査研究の文献は見当たらなかった。海外文献については、MEDLINEおよびCINAHLを包含しているEBSCOhostを使用し、「Decision making」「Patient」および「System」のキーワードを用いて検索を実施し、本研究のテーマに関連のある文献を選択した。内容としては、医療専門職者が適切なケアを提供するための情報システムの活用に関するものが中心となっており、患者や家族を直接支援するためのシステムについてはほとんど見られなかった。国内の文献から、患者相談窓口が活発に機能している施設、また、特に患者と家族から意思決定に関する相談を受けている施設の情報を得て、次年度の実態調査に向けて協力依頼を進め、それと並行し、専門図書を参考に訪問調査の内容を整理・作成している。
リンパ球細胞内のシグナル伝達に関与する転写制御因子の解析

細胞内セカンドメッセンジャーcAMP濃度が上昇すると一群の遺伝子の転写が誘導されるが、これらの遺伝子はその転写制御領域に共通のDNA配列CRE(cAMP response element:TGACGTCA)を有している。これまでに多くのCRE結合蛋白質がcDNAクローニングにより同定されたが,機能的にはMontminyらにより同定されたCREBと私達が同定したCRE-BP1の2つに大別できることが明らかとなってきた。CREBは細胞内cAMP濃度の上昇により活性化されたPKAによりリン酸化され,転写活性化能が上昇する。一方CRE-BP1の活性はPKAにより制御されず,CRE-BP1の特長はホモダイマー又はc-JunとのヘテロダイマーとしてCREに結合することである。c-Jun/c-Fosのヘテロダイマー(転写因子AP-1)はTRE(TPA response element:TGAGTCA)配列に結合する。従ってCRE-BP1はcAMP経路とTPA経路間のクロストークに重要な役割を果たしていることが明らかとなってきた。一方CRE-BP1関連遺伝子産物の機能をより広範に調べる目的で,CRE-BP1 cDNAをプロープとしてCRE-BP1と構造が類似する遺伝子,CRE-BPa,を単離し,その遺伝子産物について解析した。CRE-BPaはDNA結合ドメインなどの機能ドメインにおいてCRE-BP1と高い相同性を持ち,ホモダイマーはCRE-BPa/CRE-BP1,CRE-BPa/c-JunのヘテロダイマーとしてCREに結合する。驚いたことにCRE-BPaのCREを介した転写活性化能はTPAにより促進された。この結果は、CREを持つ遺伝子の発現が、CRE-BPa存在下ではTPAにより促進されることを示しており、PKA経路とPKC経路のクロストークを考える上で興味深い。CRE-BP1 cDNAをプローブとしてCRE-BP1と類似構造を持つCRE-BPaのcDNAを分離した。CRE-BPaはDNA結合ドメインなどの機能ドメインにおいてCRE-BP1と高いホモロジーを持ち、ホモダイマー又はCRE-BPa/CRE-BP1,CRE-BPa/c-JunのヘテロダイマーとしてCREに結合した。CRE-BP1がアデノウイルスE1Aによる転写活性化を仲介するためにはN末端付近のメタルフィンガー構造とロイシンジッパー構造が必須である。CRE-BPaはCRE-BP1と類似のメタルフィンガー構造とロイシンジッパー構造を持つにも拘わらず、E1Aによる転写活性化を仲介できなかった。この結果はE1AとCRE-BP1の相互作用が非常に特異性の高いものであることを示している。またCRE-BPaの転写活性化能はCキナーゼの活性化因子であるTPAにより促進されることがわかり、CRE-BPaの機能が興味深い機構により制御されていることが明らかになった。細胞内セカンドメッセンジャーcAMP濃度が上昇すると一群の遺伝子の転写が誘導されるが,これらの遺伝子はその転写制御領域に共通のDNA配列CRE(cAMP response element:TGACGTCA)を有している。c-Jun/c-Fosのヘテロダイマー(転写因子AP-1)はTRE(TPA response element:TGAGTCA)

配列に結合する。従ってCRE-BP1はcAMP経路とTPA経路間のクロストークに重要な役割を果たしていることが明らかとなってきた。一方CRE-BP1関連遺伝子産物の機能をより広範に調べる目的で,CRE-BP1 cDNAをプローブとしてCRE-BP1と構造が類似する遺伝子,CRE-BPa,を単離し,その遺伝子産物について解析した。CRE-BPaはDNA結合ドメインなどの機能ドメインにおいてCRE-BP1と高い相同性を持ち,ホモダイマーはCRE-BPa/CRE-BP1,CRE-BPa/c-JunのヘテロダイマーとしてCREに結合する。驚いたことにCRE-BPaのCREを介した転写活性化能はTPAにより促進された。この結果は,CREを持つ遺伝子の発現が,CRE-BPa存在下ではTPAにより促進されることを示しており,PKA経路とPKC経路のクロストークを考える上で興味深い。
人工心臓内の血栓のリスク分析と同定のための血液モニタリングシステムの開発

人工心臓は1969年に米国で臨床試験が初めて行われて以来、大型な拍動式の第一世代から、接触回転式の第2世代を経て、現在は,第3世代の小型非接触回転式が主流となっている。この第3世代の人工心臓は、日本の機械工学分野が得意とする非接触軸受け技術により、現在臨床応用段階であり、在宅治療ができるまでの技術に成長している。しかしながら、人工心臓の最大の問題点は血栓と溶血が生じやすい点にあり、在宅治療を受ける患者の命綱は、血栓と溶血を検知する赤血球モニタである。世界的な研究を含めても、現在まで人工心臓内の赤血球の可視化計測とモニタリングシステムを開発した例はひとつも存在しない。したがって、血栓溶血メカニズムの解明はなされていない。本研究課題の1年目のフェーズ1(23年度後期、24年度前期)においては、血液流動中のタンパク質、血流速度および赤血球濃度による電気的特性の変化を検討した。フェーズ1の結果に基づいて2年目の,フェーズ2(24年度後期、25年度前期)では、プロセス・インピーダンス・スペクトロスコピー・トモグラフィー(PIST)法を用いた血液モニタリングシステムを開発した。今年度は同システムの適用性を検討するためにウシの血液を利用し体外模擬流路を用いて実験を行った。血流速度などの流体力学的なパラメータによる変化の反応を検討した。また、凝固課程(血栓形成過程)による総合的な変化に対して同システムの反応も検討した。具体的には血流速度、主なタンパク質および赤血球濃度によって血液の電気的特性の総合的な変化を確認し、その変化と血栓形成過程の相互関係を調べた。また、4Hzから5MHzまでの周波数で血液のインピーダンスを計測し、解析した結果、血液の誘電容量を血栓を同定する主なパラーメータとして発見した。(抄録なし)人工心臓は1969年に米国で臨床試験が初めて行われて以来、大型な拍動式の第一世代から、接触回転式の第2世代を経て、現在は,第3世代の小型非接触回転式が主流となっている。本研究開発の研究目的は、次の通りである。1年目のフェーズ1(23年度後期、24年度前期)においては、血液流動中のタンパク質、血流速度および赤血球濃度による電気的特性の変化を検討する。フェーズ1の結果に基づいて2年目の,フェーズ2(24年度後期、25年度前期)では、プロセス・インピーダンス・スペクトロスコピー・トモグラフィー(PIST)法を用いた血液モニタリングシステムを開発する。同システムの適用性を検討するためにウシの血液を利用し体外模擬流路を用いて実験を行う。本年度は、血液成分でのタンパク質および赤血球濃度と血液凝固の関係を検討した。詳細には、(1)凝固直前と凝固後に凝固に関わるタンパク質の濃度を計測した。(主な実験条件:血液成分は変えない、凝固剤を利用する)(2)凝固直前のタンパク質の濃度と血栓の大きさの関係を検討した。(3)凝固直前のタンパク質の濃度と凝固時間の関係を検討した。((2)と(3)の主な実験条件:各タンパク質の濃度を変える、凝固剤を利用する)(4)赤血球濃度と凝固の関係を検討する。(主な実験条件:赤血球濃度を変える、凝固剤を利用する)(1)(4)のいずれも多種のウシの血液を利用して行った。詳細には、(5)血流速度と凝固の関係を検討した。

(主な実験条件:流速を変える、凝固時間と大きさを検討する。)(6)血流速度、主なタンパク質および赤血球濃度による血液の電気的特性の変化を検討した。(7)データ解析((1)から(6)までのデータ)に基づき、システム開発フェーズの計画。(8)プロセス・インピーダンス・スペクトロスコピー・トモグラフィー(PIST)法を用いた血液モニタリングシステムの設計および開発(複数の周波数で同時に計測できるシステム)。(9)PISTシステムの適用性を検討するためにウシの血液を利用し体外模擬流路を用いて実験を行った。タンパク質、赤血球濃度などの血液の成分による変化の反応を検討した。(5)(6)、(9)のいずれも多種のウシの血液を利用して行った。人工心臓は1969年に米国で臨床試験が初めて行われて以来、大型な拍動式の第一世代から、接触回転式の第2世代を経て、現在は,第3世代の小型非接触回転式が主流となっている。この第3世代の人工心臓は、日本の機械工学分野が得意とする非接触軸受け技術により、現在臨床応用段階であり、在宅治療ができるまでの技術に成長している。しかしながら、人工心臓の最大の問題点は血栓と溶血が生じやすい点にあり、在宅治療を受ける患者の命綱は、血栓と溶血を検知する赤血球モニタである。世界的な研究を含めても、現在まで人工心臓内の赤血球の可視化計測とモニタリングシステムを開発した例はひとつも存在しない。したがって、血栓溶血メカニズムの解明はなされていない。本研究課題の1年目のフェーズ1(23年度後期、24年度前期)においては、血液流動中のタンパク質、血流速度および赤血球濃度による電気的特性の変化を検討した。フェーズ1の結果に基づいて2年目の,フェーズ2(24年度後期、25年度前期)では、プロセス・インピーダンス・スペクトロスコピー・トモグラフィー(PIST)法を用いた血液モニタリングシステムを開発した。今年度は同システムの適用性を検討するためにウシの血液を利用し体外模擬流路を用いて実験を行った。血流速度などの流体力学的なパラメータによる変化の反応を検討した。また、凝固課程(血栓形成過程)による総合的な変化に対して同システムの反応も検討した。具体的には血流速度、主なタンパク質および赤血球濃度によって血液の電気的特性の総合的な変化を確認し、その変化と血栓形成過程の相互関係を調べた。また、4Hzから5MHzまでの周波数で血液のインピーダンスを計測し、解析した結果、血液の誘電容量を血栓を同定する主なパラーメータとして発見した。凝固直前と凝固後に凝固に関わるタンパク質の濃度の計測を行い、凝固直前のタンパク質の濃度と血栓の大きさの関係、及び、タンパク質の濃度と凝固時間の関係の検討が行えた。また、赤血球濃度と凝固の関係の検討も行えた。前年度の結果に基づいて、プロセス・インピーダンス・スペクトロスコピー・トモグラフィー(PIST)法を用いた血液モニタリングシステムの開発を行えた。また、同システムの適用性を検討するためにウシの血液を利用し体外模擬流路を用いた実験も行えた。本年度の結果に基づいて、プロセス・インピーダンス・スペクトロスコピー・トモグラフィー(PIST)法を用いた血液モニタリングシステムの開発を行う。同システムの適用性を検討するためにウシの血液を利用し体外模擬流路を用いて実験を行う。元計画の通り動物の血液を利用して体外実験を行った。
食環境感受性バイオモジュレーターとして機能するトランスグルタミナーゼの解析

本研究の目的は、動物組織を構成する各種細胞の多様な機能の制御に深く関係すると考えられるカルシウム依存性のタンパク質修飾酵素であるトランスグルタミナーゼ(TGase)の生理機能を分子レベルで理解し、食環境に起因する多様なシグナルが本酵素の機能を介した生体制御とどの様に連係しているかを解明することである。1.TGase誘導時における細胞内作動の解析-ヒト前骨髄性白血病細胞株HL-60はレチノイン酸で、ヒト肝癌細胞株HepG2はインターロイキン-6で、それぞれTGaseが顕著に誘導される。これらのTGase誘導時に本酵素の細胞内作動が誘導に対応して高進しているか否かを知る目的で、TGaseが触媒する^<14>C標識メモルアミンの細胞内タンパク質画分への導入を培養細胞系で行なわせ、その導入量を測定した。いずれの細胞でもメチルアミンの導入量は、TGaseの誘導時と非誘導時で変わらなかった。これらの細胞内で作動するTGase活性の量は、誘導時においても未知の抑制機構によって、非誘導時と同じレベルに維持されているらしい。2.動物肝抽出液中のTGase基質タンパク質の検索-TGaseの生理機能を理解するうえで、真の基質タンパク質を知ることは、重要である。各種動物肝抽出液に塩化カルシウムおよびビオチンカダベリンを加え、内因性TGaseによるタンパク質へのビオチンカダベリン導入反応を行った。反応生成物をアビジンゲルによるアフィニティークロマトグラフィーにかけ、TGaseの基質候補タンパク質を得た。これらのタンパク質は、SDS-PAGEで様々な分子サイズを示した。それらをPVDF膜に移しN-末端部のアミノ酸配列を解析すると、モルモット肝由来の29kDaバンドは、グルタチオンS-トランスフェラーゼのサブユニットと、ラット肝由来の38kDaバンドは、グリセルアルデヒド3ーリン酸脱水素酵素のサブユニットと、それぞれ配列が一致した。
ヒト皮膚微小血管内皮細胞の培養による血管新生機構の研究

これまで培養ヒト皮膚微小血管内皮細胞を用いて,これにコラーゲンを被覆することによって起こってくる血管新生過程を経時的に観察し興味ある所見を報告してきた.今回はコラーゲン被膜によるこのような変化が微小血管に特有なものかどうかを知る目的で人臍帯静脈由来の内皮細胞についても検討し,またコラーゲン被覆が血管新生を起こすのに特異的であるかどうかを調べた.〔材料と方法〕ろ紙を直径1cmの円形に切り,この中央に直径5mmの穴を作成.この穴にコラーゲン膜を張り, confluent状態の培養人臍帯内皮細胞上に被覆した.そしてコラーゲン被覆後の内皮細胞の経時的変化を位相差顕微鏡および透過型電子顕微鏡にて観察した.〔結果と考察〕今回の実験から,コラーゲン被覆により,微小血管のみではなく大血管由来の内皮細胞においても血管新生が生じること,また血管新生に至る経時的変化も,微小血管の場合と同様であることが判明した.すなわち被覆12時間で内皮細胞の集合と索状構造の形成,同24時間で索状構造内に管腔形成が起こり,同48時間までに完成することおよび同96時間で崩壊することなどである.また透過型電顕にて管腔形成はまず内皮細胞の細胞質の一部に壊死が生じ,これが隔離され,この壊死部が腔を形成し,それぞれ隣の細胞の腔と結合することにより細長い管腔が出来る.なおコラーゲン膜に被覆されなかった部位では内皮細胞に何ら変化を見ず,被覆された部位との境界が明瞭に観察された.このことはコラーゲンゲルがこの血管形成に特異的に作用していることを証明するものと考えられる.これまで培養ヒト皮膚微小血管内皮細胞を用いて,これにコラーゲンを被覆することによって起こってくる血管新生過程を経時的に観察し興味ある所見を報告してきた.今回はコラーゲン被膜によるこのような変化が微小血管に特有なものかどうかを知る目的で人臍帯静脈由来の内皮細胞についても検討し,またコラーゲン被覆が血管新生を起こすのに特異的であるかどうかを調べた.〔材料と方法〕ろ紙を直径1cmの円形に切り,この中央に直径5mmの穴を作成.この穴にコラーゲン膜を張り, confluent状態の培養人臍帯内皮細胞上に被覆した.そしてコラーゲン被覆後の内皮細胞の経時的変化を位相差顕微鏡および透過型電子顕微鏡にて観察した.〔結果と考察〕今回の実験から,コラーゲン被覆により,微小血管のみではなく大血管由来の内皮細胞においても血管新生が生じること,また血管新生に至る経時的変化も,微小血管の場合と同様であることが判明した.すなわち被覆12時間で内皮細胞の集合と索状構造の形成,同24時間で索状構造内に管腔形成が起こり,同48時間までに完成することおよび同96時間で崩壊することなどである.また透過型電顕にて管腔形成はまず内皮細胞の細胞質の一部に壊死が生じ,これが隔離され,この壊死部が腔を形成し,それぞれ隣の細胞の腔と結合することにより細長い管腔が出来る.なおコラーゲン膜に被覆されなかった部位では内皮細胞に何ら変化を見ず,被覆された部位との境界が明瞭に観察された.このことはコラーゲンゲルがこの血管形成に特異的に作用していることを証明するものと考えられる.
新材料ＭｇＢ２と超伝導電流流体解析による新型アンジュレータ精密磁場制御法の確立

磁場生成・制御試験に関しては、6テスラ超伝導ソレノイドを導入し、MgB2アレイを用いた周期交替磁場生成の環境整備を行った。ソレノイド磁場生成試験までを完了し、次年度以降の実験準備が整った。また、ソレノイド内部に挿入するMgB2アレイについては、以前に実施した希土類銅酸化物超伝導体で用いた構造を踏襲し、比較実験から進めることとした。アンジュレータ磁場に関する数値計算に関しては、流体力学的モデルの検討および従来型の有限要素法による数値解法の準備を進めた。流体力学的モデルについては、国際ワークショップ[6th International Workshop on Numerical Modelling of High Temperature Superconductors]や国内諸会議で発表を行い、情報交換も進み新しい解析手法についての意見交換ができた。有限要素法による解法に関しては、市販の有限要素法コードを導入し、実査に縮小モデル(2周期分)の数値計算を実施した。計算精度に関しては、メッシュサイズの問題で高精度の計算には現時点での計算機資源でな困難が依然として存在していることが判明した。MgB2の合成については、前年度に引き続き合成・加工・評価テストを継続し、データの蓄積が進んだ。次年度以降のMgB2アレイを用いた磁場生成・制御試験に向けた準備はほぼ完了した。当初の想定にほぼ従い、装置準備、予備データの蓄積、数値解析のテストが進行しているため。新規に導入したソレノイドにより、MgB2の励磁試験、超伝導体アレイを用いた周期磁場生成試験を行い、周期磁場生成技術の向上に向けたデータを蓄積するとともに、実験結果を高精度で再現する計算技法の確立を目指す。本研究は新材料二ホウ化マグネシウムMgB2を用いて放射光生成用の電子蛇行装置であるバルク超伝導アンジュレータの高精度磁場制御手法を確立することを目的としている。特性の揃った複数のMgB2バルク超伝導体でアレイを構成し、ソレノイド内に挿入し外部磁場を変化させることでバルク超伝導体内部に遮蔽電流を誘導しこの電流により周期交代磁場をアレイ中心軸上に生成する。本年度は次年度に導入する6T超伝導ソレノイドの設計をすすめ、必要な仕様を決定した。また、精密磁場分布測定のための3次元磁場分布スキャナのデザインを行い、ホール素子とセラミックベースプレートを組み合わせたプローブの準備を行った。アンジュレータ磁場計算に関しては、既存のループ電流モデルを拡張しバルク超伝導体内部での精密な電流分布の予測ができるようになった。また、この計算モデルを用いてアンジュレータ端部の磁場分布の調整手法における新方式を考案したほか、用いるバルク超伝導体内部の臨界電流密度が非一様である場合の評価を進めた。バルク超伝導体の種類や合成方法の違いに起因する典型的な電流密度の非一様性を想定し、それぞれに適したバルク超伝導体アレイの構成方法を明らかにした。流体力学の考え方を応用した新しい計算方法についても検討を進め、単純なモデルにおける超伝導電流の取り扱いについて理論的な評価を行った。また、MgB2バルク超伝導体の合成・加工・評価については試験片による評価を進め、加工試験および着磁時の磁場分布計測試験を通じて、バルク超伝導体アレイ構築に必要な加工が可能であることを実証した。アンジュレータ磁場生成・計測に向けてはソレノイドの仕様決定・3次元磁場分布計測用プローブの準備が完了し、次年度以降のソレノイド導入および磁場分布計測の準備がほぼ完了した。数値計算については、既存モデルの改良および新方式の構築ともに順調に進んでいる。MgB2バルク超伝導体については、精密加工・磁場評価が順調に進み、アレイ構築に必要な複数のバルク製造における基本的な調査が予定通り実施できた。次年度において京都大学ではa)バルク超伝導体の最適形状・配置の決定:実績のある超高速ループ電流モデルにもとづきアンジュレータ磁場分布解析を行い、初期の実験で用いるバルク超伝導体配置を決定する。b)磁場生成・磁場分布計測:平成30年度にソレノイドシステムを導入し、次年度からのピーク磁場強度で1 %以下の均一度の達成にむけた準備を行う。

また、高精度化にむけて磁石ソーティング法や磁性体シミング法をバルク超伝導体用に適用するための手法について理論的な検討を進める。c)新しい計算法:流体モデルと精密磁場測定の比較研究を進める。鉄道総研ではこれまでREBCOに対して得られた含浸強化技術、精密加工技術、量産技術のMgB2試験片作成への適用を検討し次年度以降のバルクアレイ構築にむけた高度なMgB2生産技術の基盤として確立させる。その後、新規に導入するソレノイドとMgB2バルク超伝導アレイを用いて磁場生成試験を実施し、高精度磁場制御の手法を確立させる。新規に導入したソレノイドにより、MgB2の励磁試験、超伝導体アレイを用いた周期磁場生成試験を行い、周期磁場生成技術の向上に向けたデータを蓄積するとともに、実験結果を高精度で再現する計算技法の確立を目指す。
電磁力を利用した分離装置でのバラスト水無害化への挑戦

昨年度12月より今年度11月まで分離実験を行うための実験室が校舎改修工事のため使用できない状態となった.当初の計画通り,これまで得たデータを解析し,5月に低温工学・超電導学会で発表を行った.発表後,座長推薦により低温工学会誌編集委員会から会誌への論文投稿の要請を受けた.しかしながら,実験データに十分信頼できるだけの再現性の検証が行われていないため,編集委員会に再現実験が終了するまで論文投稿を保留していただいた.工事期間中は,分離実験装置を分解した状態で保存するしか方法がなかったため,工事終了後,分解された実験装置を保管庫から移動し再組み立てを行った.新しい実験室に最適化するための装置改良も併せて行ったため,今年度2月に分離実験装置は立ち上がった.その後,本研究で明らかとなった分離効率の良い流路断面形状を持つ分離セルを用いて,トビウオの卵(とび子)を用い分離実験を行い,データの再現性検証を行っている.現在までに得られた結果から,最適な流路形状の分離セルを用いれば1Tという低い磁場でも約90%という高い値でとび子の分離が行えることが確認できた.ローレンツ力型分離装置を用いて,船舶のバラスト水を浄化するような大量の海水を処理するためには,分離器を何重にも並列に配置することになる.すなわち大きな磁場空間が必要となる.分離空間の低磁場化は大きな磁場空間の利用を容易にするため,バラスト水浄化装置の実用化を考える上で不可欠である.つまり,現在までの分離実験から得られた結果は,本分離装置が油だけでなく水生生物の分離にも有用であることを示しているでけでなく,大量の海水処理も可能であることも示唆している.以上のことから,本分離装置が,バラスト水中の水生生物を除去できる潜在性を持つことを実験的に示せた.萌芽研究としての目的を達成できたと考えている.高速度カメラを付けた顕微鏡システムを導入することにより分離装置内の電極板表面から電気分解に伴い発生する気泡の光学観測を行った.分離装置内で乱流を引き起こし,分離性能を下げている要因の一つである水素気泡は,電極板表面で発生し,電極板に付着した状態で上に移動しながら徐々に大きくなり,100μm程度の大きさになったとき電極板から離れることがわかった.このため海水中を浮遊する水素気泡の大きさが,ほぼ100μm程度の直径で均一であることが明らかになった.電極板より発生する水素気泡のサイズが明らかとなったため,電極板付近にメッシュの仕切りを設け分離装置本流へ水素気泡が混入しないようにした分離セルを作成した.このセルを用いて通電実験を行い,本流への気泡混入の抑制の可否を確認した.開口間隔100μm以下のナイロンメッシュを用いることで水素気泡が本流へ流れ込まないことが確認できた.ただし,陽極で発生する次亜塩素酸のために,陽極に用いるナイロンメッシュが溶解することがわかり,現在分離セルに取り付けるメッシュの材質について検討中である.また,メッシュを電極付近に導入することにより,電極付近のイオン濃度分布は,メッシュがない時に比べ大きく異なることが,電極間電圧の測定から示唆された.このイオン分布の測定には,局所的なpH測定が必要となり,現在,分離セル内の局所的なpH計測ができるように分離セルの再設計を行っている.生物実験用に保温や温度管理可能な試験プラントを作成していたが,この分離装置で観測されるローレンツ体積力による海水の偏り現象と数値計算シミュレーションの間に大きな乖離が見られた.数値計算実験を用いて考察を行った結果,この原因が試験プラントの出口形状にあることがほぼ特定できた.このため,出口形状を大きく変更する必要があり,分離試験装置全体の設計を再検討している.27年10月下旬に申請者は自転車で歩道を徐行中に横から自動車に突っ込まれるという交通事故に巻き込まれた.この事故及び後遺症のため,事故後数か月間,実験装置の組み立て作業ができなかった.これが,当初の計画よりも実験の実施が遅れた主因となっている.現在は,研究室の学生の研究サポート体制が向上したため,実験装置の組み立て作業は問題なく実施できるようになってきている.交通事故により生じた遅れは28年度中に回復できると考えている.また,研究実績に記述したように,当初計画していた試験プラントでは,数値計算実験と実際の分離実験の比較を行うことが難しいことがわかった.数値計算により原因はほぼ特定できているが,現在の改良プランが解決方法として良いかどうかのチェックも必要であり,当初の見込みよりも試験プラントの設計・製作に時間が必要となることがわかった.電極付近にメッシュを設置することで,分離装置内の分離空間に電気分解で発生する気泡を混入させなないことが可能であるかどうかに関する検証実験を行った.メッシュの素材をナイロンからテフロン樹脂にすることで,観測時間内では,電気分解により発生する次亜塩素酸等に起因したメッシュの損傷が起きないことを確かめた.この対策により,大電流を海水に流しても気泡による分離空間の海水擾乱が抑制でき,分離能率の向上が期待できると考えられる.分離実験と数値計算結果を比較する場合,分離空間を流れる海水流量の時間的安定度が非常に重要であることが分かっている.ところが,昨年度製作した分離プラントでは,メイン貯槽タンクの海水量に依存して分離装置に送水する海水流量が変化する傾向があった.この問題点の原因をつきとめ,ポンプ送水方式から自重式送水方式へと送水システムを変更し,プラントを作製し直した.同時に,海水流量を精密に計測するため流量計の較正も行った.

また,アルテミアの卵の孵化状態を観測した.卵の状態変化が研究当初想定したものより早いことがわかった.分離能率の卵の状態依存性を観測するためには,できるだけ短時間で分離実験を行う必要があることがわかった.当初計画していたメイン貯槽タンク内に卵を入れ分離装置に送水するのではなく,調整された状態の卵を分離空間直前で海水に一定濃度で混入し,分離実験を行う必要があることがわかった.この卵を海水に混合する機構について考察を行い,卵の混合法を決定し,混合部の設計を行った.さらに,簡単な数値計算実験により,従来から行っている対向電極型分離セルよりも,円筒流路型分離セルの方が分離性能は向上する可能性が示唆された.このため円筒流路型分離セルの試作機の設計を行い,3Dプリンターで製作を行った.これにより円筒流路型分離セルで分離実験をするための知見を得た.前年度から懸案となっていた分離装置に送水する海水の流量の安定に関しては問題点をほぼ解決でき,流量の数値的信頼性も含め完全なものになったと考えている.一方,卵は当初考えていた以上に短時間で形態を変化させることがわかった.一様な形態の卵を流路に一定の濃度で流すことができる新たな混合機構を分離空間直前に導入する必要が出てきた.この問題の対策に時間がかかり,当初予定していた分離実験までは進めなかった.しかしながら,この問題点の対策は見つかっており,混合機構が設計通り作製できれば,問題なく分離実験は遂行できると考えている.前年度設計した卵の混合器を作製した.この混合器を従来型の角筒断面の分離装置の入口に取り付け動作をチェックした.この結果からアルテミアの卵の分離評価が難しいことが分かった.研究当初から予定していた分離評価法は,実体顕微鏡を用いて分離した海水に含まれるアルテミアの卵の数を観測し分離性能を見積もる手法であった.ところが,この手法で信頼出来る精度の分離評価を行うためには大量のアルテミアの卵を必要とし,十分な量のアルテミアの卵を用意するためには現在の研究資金では足りないことがわかった.そこで方針を変更し,アルテミアの卵よりも粒径が大きく,塩化物イオンに強いテフロン製のメッシュを用いて容易に海水から回収できる魚卵や植物の種子を用いて分離実験をうことにした.実際に分離対象物にしたものはトビウオの卵,鱈子,胡麻である.これらの対象物にあわせ混合装置の修正も行った.分離実験の結果,これらの対象物は分離装置でほぼ完全に分離できることが分かった.ローレンツ力を利用した分離装置が油だけでなく卵や種という生物の分離にも有用であることが実験的に示せた.つまり分離装置が,船舶のバラスト水中の水生生物を除去できる潜在性を持つことは確認できた.さらに,従来装置よりも分離性のが高いと考えられる円筒型分離装置の作製を引き続き行った.熱積層型3Dプリンターで作製されたABS樹脂の分離装置では漏水対策が難しいことがわかり,レーザーカッターを新たに導入し分離装置をアクリル樹脂で作製することにした.この対策により分離装置の漏水は完全になくなり,分離装置の作製方法はほぼ確立できた.さらに数値計算から明らかとなった分離装置内の電場分布から,設計時に予測できていなかった電流分布の不具合が見つかった。
生命倫理学前史・成立史における安楽死論とキリスト教の相剋に関する米英日比較研究

本研究は、生命倫理学前史および成立史における安楽死論とキリスト教との相剋からその世俗化にいたる過程を、米英日の安楽死法制化運動と初期ホスピス運動の言説、特に米国で生命倫理学を先駆的に牽引した神学者にして社会活動家であったジョセフ・フレッチャーの軌跡とその安楽死思想と優生思想に焦点を当てて解析する歴史的社会的研究である。本研究では、キリスト教的言辞が生命倫理問題に招来されて世俗化したことによる影響を正負あわせて掘り起こすことにより、「新しい優生学」との批判もある生命倫理学の語りの構造の限界を指摘し、老い病み衰えた人々とともに生きるための新たな語りの可能性を拓くことを企てる。
神経演算回路網光電子デバイスに関する基礎研究

米電子集積回路の観点に立って、大容量神経演算回路網(ニュ-ラルネットワ-ク)の基礎となるニュ-ロデバイパスと光配線について基礎的な研究を進め、1チップ化の基本的な可能性と問題点について検討した。一個のニュ-ロンの基本構成としては、他のニュ-トロンからの光出力を受けてシナプス結合を介して積和演算をし、これを基にしてシグモイド関数状の光出力を出す構成とした。シグモイド関数状の光出力は差動増幅回路とLEDを用いて容易に発生できる。ニュ-ロンの最も重要な機能であるシナプス結合については、まず結合重みを外部から電気的に変えられる基本光電子回路について検討した。その結果、基本機能と光配線の有効性が明らかにされた。次いで、教師信号によって結合重みが変わる自己組織化デバイスを考案し、その基本的機能を初めて確認した。これらの基本光電子デバイス・回路については、SiーIC技術を用いて研究試作し、nA台の微小電流動作や簡単な構造という高集積化に適した特徴を有していることが明らかにされた。これらの機能を一体化するために必要なSi基板上へのGaAs成長を中心にして、エピ層の品質を左右するへテロンエピキタシ-の成長初期過程を調べた。その結果、初期層に化学結合の強いAlAs層を導入するか、あるいは薄いGaAs固相エピタキシャル層を導入することによって、初期三次元成長を回避してGaAsエピ層を二次元成長に近い状態で成長できることが明らかになった。また、鏡面を得ることが困難なGaAs(111)B面と(110)面のホモエピタキシ-において、Gaの表面マイグレ-ションを助長することによって鏡面が得られることも明らかになった。神経演算回路網(ニュ-ラルネットワ-ク)のハ-ド化では、シナプス結合と配線をどのように簡素化するかが最大課題である。個別素子を用いてシナプス結合の基本回路と光配線について検討し、ニュ-ラルネットワ-クとしての基本動作を確認した。シナプス結合には、将来の大規模光電子集積回路を想定して、次の三つの条件を課した:(1)簡素な構造、(2)低電流動作、(3)電気配線数の大幅な低減。1.結合重みがディジタル値(1,-1)で、外部からの電気信号で書き換え可能なシナプス結合の基本回路を構成した。相互結合型モデルを構成して、連想記憶の機能を確認した。実験結果はコンピュ-タによるシミュレ-ション結果と一致した。1シナプス結合当り10nA台の低電流で動作し、光配線の有効性が実証された。2.本格的な学習回路の前段階として、結合重みがアナログ値で、外部からの電気信号で書き換え可能なシナプス結合の基本回路を構成した。この基本回路は各1個のホトダイオ-ドとMOSトランジスタ及び不揮発性メモリのEEPROMから成り、1シナプス結合当りnA台の低電流動作が確認された。不揮発性メモリデバイスを用いることにより、通常のLSIメモリと同程度の少ない電気配線数で相互結合型モデルを実現できることが明らかになった。また、IC技術的にも極めて簡単な構造になるため、現在基本回路のIC化進めている。3.学習機能は上記2にコンピュ-タを外付けすれば実現できる。しかし、生体に似た可塑性シナプス結合を有する自己組織化回路を実現するためには、アルゴリズムに従ってフロ-ティングゲ-トに電子が注入・放出される新しい不揮発性メモリデバイスが必要である。次年度は、この新しいメモリデバイスと、発光素子との一体化に重点を置いて研究を進める。光電子集積回路の観点に立って、大容量神経演算回路網(ニュ-ラルネットワ-ク)の基礎となるニュ-ロデバイスと光配線について基礎的な研究を進め、1チップ化の基本的な可能性と問題点について検討した。

一個にニュ-ロンの基本構成としては、他のニュ-ロンからの光出力を受けてシナプス結合を介して積和演算をし、これを基にしてシグモイド関数状の光出力を出す構成とした。シグモイド関数状の光出力は差動増幅回路とLEDを用いて容易に発生できる。ニュ-ロンの最も重要な機能であるシナプス結合については、まず結合重みを外部から電気的に変えられる基本光電子回路について検討した。その結果、基本機能と光配線の有効性が明らかにされた。次いで、教師信号によって結合重みが変わる自己組織化デバイスを考案し、その基本的機能を初めて確認した。これらの基本光電子デバイス・回路については、SiーIC技術を用いて研究試作し、nA台の微小電流動作や簡単な構造という高集積化に適した特徴を有していることが明らかにされた。これらの機能を一体化するために必要なSi基板上へのGaAs成長を中心にして、エピ層の品質を左右するヘテロエピタキシ-の成長初期過程を調べた。その結果、初期層に化学結合の強いAlAs層を導入するか、あるいは薄いGaAs固相エピタキシャル層を導入することによって、初期三次元成長を回避してGaAsエピ層を二次元成長に近い状態で成長できることが明らかになった。また、鏡面を得ることが困難なGaAs(111)B面と(110)面のホモエピタキシ-において、Gaの表面マイグレ-ションを助長することによって鏡面が得られることも明らかになった。
複雑形状物体を過ぎる衝撃波の減衰に関する実験的及び数値的研究

研究実績の概要を以下に示す。なお、4は当初"研究内容"に含まれないものが幾つかあるが、"研究課題"および"研究目的"である「複雑形状物体と衝撃波との干渉」に包括されると考え、ここに記す。1温度勾配と衝撃波の時系列的干渉1000mmx1000mmx700mm多目的爆発槽内に温度勾配を作成し、その中心でアジ化銀10mgを発破させ、その際の衝撃波の伝播過程を、直径1mシュリーレン鏡による大規模光学系で可視化を行った。温度勾配の有無においてその違いは干渉縞にてとらえることが出来た。同時に圧力測定を行った結果、わずかではあるが定量的な違いが見られた。2多孔質材と衝撃波の干渉60mmx150mm無隔膜衝撃波管内に鋼鉄および多孔質材の遮蔽板列を設置し、それらによって減衰する衝撃波の過程を調査した。二重露光ホログラフィー干渉計法により撮影した干渉縞写真では、材質による衝撃波減衰の様子の違いが明らかになった。また、衝撃波マッハ数、遮蔽板列の高さを変化させて圧力測定を行い、衝撃波の減衰率を見積り、衝撃波減衰の効果を明らかにした。3数値解析コードの開発非定常粘性流れの数値解析のために並列化非構造格子数値解析コードを目下作成中であるが、このようなコードをより精密に検証するための方法を提案した。衝撃波と円筒の干渉実験から得られた時系列的な画像データから、境界層剥離点および三重点の軌跡を時系列的にプロットし、数値解析によるデータを比較した。結果的には数値解析コードの精度がまだ十分でないことが明らかとなったが、この検証法が有効であることが示された。非定常粘性流れの数値解析のために並列化非構造格子数値解析コードを目下作成中であるが、このようなコードをより精密に検証するための方法を提案した。4その他-流体解析ソフトFluentを用いた高速回転円筒シミュレーション-流体解析ソフトFluentを用いた衝撃波背後の円筒表面における熱流束計算-閉空間における爆風伝播の実験的アニメーションの作成、圧力測定研究実績の概要を以下に示す。4その他-流体解析ソフトFluentを用いた高速回転円筒シミュレーション-流体解析ソフトFluentを用いた衝撃波背後の円筒表面における熱流束計算-閉空間における爆風伝播の実験的アニメーションの作成、圧力測定
社会的共有調整学習理論に基づいたプロジェクト型学習支援システムの開発と評価

平成30年度では大きく3点行った。1つは本研究で開発したシステムを使って、協調学習を行い、発言内容と議論の展開と満足度との関係性分析を行った。2つ目として1点目を踏まえたシステム開発である。最後に社会実装に向けて、対面環境における協調学習と授業設計の関係について分析を行った。発言内容と満足度等の心的データとの関係については、議論の展開に関する発言数が議論の満足度に影響を与えることが示されたが、自分がどのような発言をしているのか把握する必要性があることが示された。それを踏まえ2点目にあたる、日本語の議論も含めて発言分類するシステム機能の開発を行った。形成的評価ではシステムによる発言分類と人による発言分類の違いについて評価を行った。その結果、議論の内容でも、グループで内容検討していく部分についての分類については人との差異が少なかったものの、人間関係を形成する発言については人による評価とかけ離れており、正確性を上げる必要があることが示された。3点目については、日本語の授業において、異文化理解をテーマにグループワークを行い、授業設計との関係性について分析を行った。授業設計については、授業設計において組み込んだ要素(内容理解、知識の再現性、タスク中心グループワークの意識など)に対する認識を質問紙で収集した。またシステムの利用意識と授業設計の関係性も分析した。その結果、内容理解と知識の再現性、知識習得とタスク中心にグループワークを進める意識、知識の活性化、知識の再現性、知識の応用意識に関して有意な正の相関があることが示された。しかしながら、システムの利用意識と授業設計の要素については有意な相関が見られず、授業で行われたタスクにおいてシステムの機能利用との関係性が不明確であったことが示された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度では、社会共有調整学習(SSRL)に基づいたプロジェクト型学習支援システム開発に向けて、基礎調査、発言の自動分類機能のプロトタイプ開発を行った。基礎調査では、プロジェクト型学習において、自己調整学習、先延ばし行動、貢献度に関する心理データの収集を行った。後期の授業であったため、まだ分析はできていないが、これらのデータを使用し、社会共有調整学習意識に関する学習モデルを構築し、社会共有調整学習意識を喚起する機能デザインを行う予定である。また、発言分析について、もう1つの軸である学習コミュニティフレームワークである「探求の共同体」フレームワークに従って、発言内容の自動分類機能の開発を行い、人間が評価した場合と本システムが評価した場合における一致度について分析を行った。具体的にはデータとしては既に別のシステムで行われた英語ディスカッションの発言内容を本開発のプロトタイプに入れて、分析を行った。具体的にはシステムの分類と人間による分類にて、カッパー係数を算出し、一致度評価を行った。その結果、記号を使用した感情表現、価値観、質問、同意、包括代名詞、挨拶、謝辞などは一致度が中程度から高いことがわかったが、自己開示については一致度が低く、システムの改修が必要であることがわかった。また、心理的な共同体意識を従属変数として、回帰分析を行ったところ、システムの方が有意に正の関係性があることが示され、人間が評価した分類は負の関係性があることが示された。研究期間が3年であることを踏まえ、社会共有調整学習理論に基づいた機能デザインを後にし、土台となるプロジェクト型学習支援システムと、「探求の共同体」可視化機能の開発を前倒しとした。先にこちらを着手することで、平成29年度の開発において、重視すべき点も判明し、着手しやすくなることが期待され、研究進捗がスムーズとなる。また、本システムについては本学の学習管理システムのプラグインとしてインストールが完了しており、データ収集について効率的に行われるため、順調に進展していると判断している。

しかしながら、システムの利用意識と授業設計の要素については有意な相関が見られず、授業で行われたタスクにおいてシステムの機能利用との関係性が不明確であったことが示された。本年度では、社会共有調整学習のモデル構築に向けたデータを平成28年度に収集したデータに加え、自己学習に関するデータも追加で収集・分析をし、システムデザインと開発を行った。具体的にはグループ学習や個人学習の状況における自己の学習に関する意識、つまり自己調整学習、先延ばし行動と学習内容理解との関係性分析を行った。その結果、自己調整学習と学習内容の理解に正の相関ががあることが示され、先延ばし行動とは負の相関があることが示された。他にもレポート課題提出時間についても、先延ばし行動とは負の相関があることが示され、日常的な課題提出時間と自己調整学習意識の間に正の相関が見られた。また学習支援システム上に蓄積されているデジタル教材による個人学習の活動状況も含めて分析も行った結果、授業外学習の活動が自己調整学習意識や内容理解に影響を与えることがわかった。具体的には、学習活動でも教材を前にめくるだけではなく、ズームして閲覧する活動、デバイスの向きを変えてコンテンツを見る行動など、情報処理を緩やかにする行動と正の相関があることが示された。この結果を踏まえ、協調学習における作業の分業状態を可視化するガントチャート機能を開発し、ユーザービリティ評価を行った。その結果、自分のタスクと他者のタスク進捗状況を把握し、自分が決めた期限よりも早く作業を終わらせる、進捗のプレッシャーを感じるなどの効果があることが示された。研究分担者、協力者の不測の病気となり、分担者が担当する追加データの収集を代理で行う者を補填できず、データ収集実施時期を延期したため始めに平成28年度に実施されたプロジェクト型学習において、自己調整学習、先延ばし行動、貢献度に関する心理データと成績データを用いて、社会共有調整学習モデルを構築する。そのモデルから機能デザインに落とし込む。また同時並行に、その土台となるプロジェクト型学習支援システムの機能改修を進めてゆき、形成的評価を行うことを予定している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。データ収集と分析については2ヶ月遅らせることでリカバリーした。データ分析については研究協力者を募り、分析を行っていく。それとは平行して、平成30年度計画を実施する。