hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
幼児の運動能力発達の年次推移と運動能力発達に関与する環境要因の構造的分析

日本全国の幼稚園・保育所109園の46歳児、約12,000名を対象に運動能力測定および家庭と園の環境調査を行った。運動能力発達ならびに、運動能力と環境要因の関係について分析した結果の概要はおおよそ以下のようである。幼児の運動能力は1986年頃から1997年頃にかけて大きく低下し、1997年から2002年にかけては大きな変化はなく現在に至っていることが確認された。運動能力の発達に最も大きく関係していたのは、園と家庭での運動遊び時間や頻度などの運動経験要因であった。園環境としては、遊び友達の数、保育形態、担任の運動の得意不得意など心理社会的環境は運動発達と関係していたが、所在地や園舎園庭の広さや遊具の数など物理的環境との間にははっきりした関係が認められなかった。特に保育形態に関しては、一斉指導で運動指導をしている園より自由遊び中心の保育をしている園の方が運動能力が高いという注目すべき結果が得られた。家庭環境としては、遊び友達の数、家族構成、親の意識といった心理社会的環、遊び場の有無と運動遊具の数といった物理的環境の両者が運動発達と関係していたが、住宅形態や居住階層はほとんど関係していなかった。全体としてみると、運動発達との関係の強さは運動経験、心理社会的環境、物理的環境の順となり、分析の結果、環境(間接要因)⇒運動経験(直接要因)⇒運動発達という因果関係が認められた。本年度は、2年計画の研究の第1年次として、就学前の幼児を対象として運動能力検査と運動発達に関係すると思われる園と家庭での生活・環境調査を全国規模で実施した。北海道から沖縄にいたる全国の幼稚園・保育所の中から地域別の就園児数に基づき抽出した150園に調査・測定を依頼したところ、幼稚園72園、保育所37園の計109園から承諾が得られ、運動能力については4・5・6歳児約12000人の測定が行われた。運動能検査は年次比較のため、これまでに本研究者たちが開発し実施してきた25m走(または往復走)、立ち幅跳び、ソフトボール投げ(またはテニスボール投げ)、両足連続跳び越し、体支持持続時間、捕球の6種目を採用した。生活・環境調査はクラス担任、園、保護者の三者を対象として行った。環境調査は物理的環境と社会・心理的環境の両面を考慮して項自を決定した。物理的環境としては居住地域、遊び場、運動遊具など。社会・心理的環境としては園とクラス担任の保育における重点目標、運動遊びの位置づけと重要性の認識、保育形態(自由遊びや運動遊び時間)、家庭の養育方針や養育行動、遊び仲間などが調査内容である。生活調査は園と家庭での遊びの時間と内容、習い事などである。2年次は基礎的な集計を行い運動発達の年次推移を明らかにするとともに、間接的要因(環境)⇒運動経験(運動生活)⇒運動能力発達という因果モデルに基づきデータを分析し、運動発達にどのような要因がどの程度関与しているかを解明する。本年度の研究は、前年度に収集したデータを集計し、先ず、「幼児の運動能力テスト」の最新の全国標準表を作成し、さらに、運動能力発達ならびに、運動習慣と環境要因の関係についての分析し、結果及び総合的な考察を行った。このようにして得られた知見を報告書にまとめると同時に、幼児の運動能力の発達に関与している要因を構造的に明らかにし、運動能力を向上させるための提言をまとめた。報告書にまとめられた主な結果及び考察の概要は以下のとおりである。以前の資料と比較することにより時代推移により幼児の運動能力に差異がみられるかを分析した結果、幼児の運動能力は1986年から1997年頃にかけて大きく低下し、1997年から2002年にかけては大きな変化はなく現在に至っていることが確認された。運動能力の発達に最も大きく関係していたのは、園と家庭での運動遊び時間や頻度などの運動経要因であった。

園環境としては、遊び友達の数、保育形態、担任の運動経験の得意不得意など心理社会的環境は運動発達と関係していたが、所在地や園舎園庭の広さや遊具の数など物理的環境との間にははっきりとした関係が認められなかった。特に保育形態に関しては、一斉指導で運動指導をしている園より自由遊び中心の保育をしている園の方が運動能力が高いという注目すべき結果が得られた。家庭環境としては、遊び友達の数、家族構成、親の意識といった心理社会的環境、遊び場の有無と運動遊具の数といった物理的環境の両者が運動発達と関係していたが、住宅形態や居住階層はほとんど関係していなった。全体としてみると、運動発達との関係の強さは運動経験、心理社会的環境、物理的環境の順によって規定されるという層構造を想定し、共分散構造分析を用いて解析した結果、環境(間接要因)=>運動経験(直接要因)=>運動発達という因果モデルが認められた。
コンピュータによる高変動音声訓練（HVPT）が英語子音の知覚と調音に及ぼす影響

2年目の課題は、1年目の後半に収集したデータにもとづいて、インターネット上のHVPTプログラムEnglish Accent Coach(以下EAC)を教室の指導に応用し、知覚と調音の成功率にどのような効果をもたらすか実証を試みることであった。目標音素を/l/、/r/、/w/の3音素とした。研究協力者は非英語専攻の大学1年生2群で、音素環境としてCV(目標子音+母音)とCVC環境(目標子音+母音+子音)の2つを設定し、10週間のHVPTによる指導期間を挟んで、事前・事後テストで効果を測定した。テストは各音素、各環境での知覚成功率、調音成功率をスコアとした。処遇は、毎週3回(授業内で1回、授業外で2回)、EACに各自アクセスし200音のランダムに呈示される刺激を聞いて選択強制課題を行うものであった。3つの音素を混みにしたCV環境における知覚と産出の事前・事後テストの結果では、事前テストの正答率約70%から事後約84%(+14)へと向上した(効果量中)。音素別の結果は、/l/が65%から83%、/r/が53%から66%、/w/が89%から99%へと伸びた。調音は、事前56%から事後69%(+13)へと伸びた(効果量中)。内訳は/l/が45%から64%、/r/が34%から44%、/w/が90%から98%だった。CVC環境については、知覚テストの事前データが入手できなかったため6週目(89%)と事後(94%)のみが得られた(+5)。初期の5週でかなりの伸びが起こった可能性が示唆された。調音は、事前59%から事後72%(+13)と伸びた(効果量中)。内訳は、/l/が61%から70%、/r/が27%から49%、/w/が90%から99%だった。以上の結果から、知覚のみによるHVPTを集中的に行うことによって、音素知覚力の伸長とともに調音の力も伸びを示すことがわかった。本年度は、前年度の後半に行った実験、すなわち調音を伴わない条件下での音素識別能力と調音能力の変化をみるためのデータ集計と発表活動を主に行った。音声評価や統計処理にかなりの時間を要した。前半は、2年目の課題として計画していた、調音を伴った条件下での訓練の効果を探るため、新たな協力者からのデータ採取を同時並行して行った。また、そのデータ処理を統計および人的評価を行う形で行った。後半は、初年度に明らかとなった日本人が苦手とする別の音素(摩擦音)について、English Accent Coachを用いてパイロット的にデータ採取を行った。しかし、2年目のような事前・事後テスト用の測定テストの作成は行っておらず、事前事後の音読課題で代用した。現在、EACの日常的な訓練結果のデータを用いた知覚成功率の集計と音読課題の評価作業に着手している。2年目前半に採取した調音随伴の課題設定によるデータ処理を精緻化させて、調音が随伴しない条件のデータと比較を行い、その成果を発表する(Eurocall,2019、PSLLT, 2019)。精緻化とは、音素別の変化や、どの音をどの音として間違えたのか誤認事例の探索を含む。また、限定的な個別の学習者に焦点を当てたデータの精査やインタビューである。年度の後半は、/l/、/r/、/w/以外の目標音素として/f/、/v/、/θ/を設定しEnglish Accent Coachを用いて行ったHVPT訓練の結果と、音読による調音課題の評価を進めまとめ発表を行う。1年目(平成29年度)の研究課題はHPVTの試験的運用として、日本人にとって知覚上困難な音素の絞り込みと訓練効果の検証を行うことであった。日本人大学生の英語学習者から研究協力の承諾を得て、同プログラムを利用した子音と母音すべてを選択範囲とした10回ずつの識別課題を実施してもらった。結果から、全体の平均知覚成功率は子音よりも母音の方か高く、母音の識別の方が難しいこと(子音87%、母音71%)、子音+/a/の音節環境における知覚困難な子音は摩擦音と/ l /および/ r /の音であること、子音/h/+母音の音節環境における知覚困難な母音は、日本語音の「ア」に括られがちな後舌広母音3つ、/i/を伸ばした前舌狭母音、「エ」に近い前舌母音、/u/を伸ばした後舌狭母音であること、などが判明した。また、10回の訓練効果として子音、母音の知覚成功率の伸び(子音11%、母音17%)および課題遂行時間の短縮(子音約30秒、母音約100秒)が見られた。これらのことから、英語音声学で従来から言われている調音困難な音素がHVPTの識別課題でも困難なこと、またコンピュータ利用のHPVTによる訓練の効果が確認された。1年目の2つ目の研究課題として挙げていた知覚困難音素に限定したHVPTによる指導前後の変化を識別率、調音率にもとづいて探ること、に関しては数値データの処理、音声データの処理に関わる作業が、予想以上の時間と手間を要しているため、数カ月程度の遅れが生じている。

現在、データ採取とテストデータのスコア集計と統計処理は完了しているものの、音素別のテストデータ集計、また、トレーニングの過程における正答率の推移の集計、および、協力者の調音データを英語ネイティブスピーカーが聞いて成功率を判断してもらい正確さと理解度のデータを採集するリスナージャッジメントの作業が未着手である。リスナージャッジメントに関しては、カナダ側の研究協力者(ブロック大学トムソン教授)から現地での実施を承諾してもらており、音声ファイルの送付と評価実施を本年度前半に行ってもらうこととなっている。2年目の課題は、1年目の後半に収集したデータにもとづいて、インターネット上のHVPTプログラムEnglish Accent Coach(以下EAC)を教室の指導に応用し、知覚と調音の成功率にどのような効果をもたらすか実証を試みることであった。目標音素を/l/、/r/、/w/の3音素とした。研究協力者は非英語専攻の大学1年生2群で、音素環境としてCV(目標子音+母音)とCVC環境(目標子音+母音+子音)の2つを設定し、10週間のHVPTによる指導期間を挟んで、事前・事後テストで効果を測定した。テストは各音素、各環境での知覚成功率、調音成功率をスコアとした。処遇は、毎週3回(授業内で1回、授業外で2回)、EACに各自アクセスし200音のランダムに呈示される刺激を聞いて選択強制課題を行うものであった。3つの音素を混みにしたCV環境における知覚と産出の事前・事後テストの結果では、事前テストの正答率約70%から事後約84%(+14)へと向上した(効果量中)。音素別の結果は、/l/が65%から83%、/r/が53%から66%、/w/が89%から99%へと伸びた。調音は、事前56%から事後69%(+13)へと伸びた(効果量中)。内訳は/l/が45%から64%、/r/が34%から44%、/w/が90%から98%だった。CVC環境については、知覚テストの事前データが入手できなかったため6週目(89%)と事後(94%)のみが得られた(+5)。初期の5週でかなりの伸びが起こった可能性が示唆された。調音は、事前59%から事後72%(+13)と伸びた(効果量中)。内訳は、/l/が61%から70%、/r/が27%から49%、/w/が90%から99%だった。以上の結果から、知覚のみによるHVPTを集中的に行うことによって、音素知覚力の伸長とともに調音の力も伸びを示すことがわかった。本年度は、前年度の後半に行った実験、すなわち調音を伴わない条件下での音素識別能力と調音能力の変化をみるためのデータ集計と発表活動を主に行った。音声評価や統計処理にかなりの時間を要した。前半は、2年目の課題として計画していた、調音を伴った条件下での訓練の効果を探るため、新たな協力者からのデータ採取を同時並行して行った。また、そのデータ処理を統計および人的評価を行う形で行った。後半は、初年度に明らかとなった日本人が苦手とする別の音素(摩擦音)について、English Accent Coachを用いてパイロット的にデータ採取を行った。しかし、2年目のような事前・事後テスト用の測定テストの作成は行っておらず、事前事後の音読課題で代用した。現在、EACの日常的な訓練結果のデータを用いた知覚成功率の集計と音読課題の評価作業に着手している。途中経過を国内外の学会で発表しながら、遅れている分のデータ分析を着実に実施し、成果に付していく(8月LET学会[国内]、EUROCALL[海外]いずれも発表承認取得済み)。2年目の前半は、HVPT課題を聞いてのみ実施するのではなく、声に出して再生しながら実施する条件とし、別の学習者集団に対して、/l/, /r/, /w/の3つの音素セットを踏襲しデータ採取を行う。
超伝導技術による電気エネルギ-システムの高効率化

(1)超伝導マグネットの電力系統への応用一機および二機無限大母線模擬系統に小型SMESを設置し、その定常電力変動により励振された系統動揺の周波数特性を測定した。(2)超伝導機器の電気絶縁材料システムに関する基礎研究超伝導線等の絶縁材料として新規高分子として置換ポリチオフェン等を新規に開発し、特に加工性に関連するガラス転移温度、融点近傍の特性を解明した。(3)交流超伝導巻線の安定化の基礎研究交流超伝導ケ-ブルでコイルを作った場合の電流劣化の原因を探るために、交流超伝導線ケ-ブルで模擬超伝導巻線をつくり、交流磁界下、直流磁界下での直流及び交流クエンチを調べた。(4)超伝導変圧器の保護方式に関する基礎研究将来の超伝導電力系統全体の保護を念頭に置き、超伝導三相限流リアクトル方式を提案した。(5)磁気式超伝導整流素子の開発この考察を基に特性向上を試みたスイッチを設計・製作し、そのスイッチを2個用いて簡単なインバ-タ回路を作り、インバ-タとしての動作を確認した。(6)超伝導マグネット貯蔵電力変換の高効率・高集積化パワ-MOSFETとダイオ-ドを用いたチョッパ回路を超伝導マグネットと同じデュワ-内に入れてマグネットの励磁を行った。その結果、変圧器の損失は常温下の約半分となった。(7)超伝導技術を用いた新しい電力システムの構成在来電力系統では実現できないような超伝導送・変電システムの新しい技術的価値を掘り起し、日本列島を縦断するような超伝導基幹ケ-ブルによる全国規模の広域大電力融通の構想を提案した。(8)電力システムへの超伝導機器の導入効果超伝導リニアモ-タの電力変動と超伝導電力貯蔵装置の高調波補償を例として検討を行い、より高い制御性をこれらの機器が持たないと十分の両立性が実現できないことを示した。
古代エジプト語聖刻文字とアッカド語楔形文字の画像を利用した対訳データベースの構築

本研究では、古代エジプト語の聖刻文字とアッカド語の楔形文字で書かれた「平和条約碑文」(ラメセス2世時代:紀元前1269年頃)を対象に、(1)両言語資料の画像データの作成、(2)両言語の文法に関する言語記述の実施、(3)両言語資料の画像データと言語記述の結果とを統合させた対訳データベースの作成を実施した。この結果、特に古代エジプト語版の資料について、世界で初となる文字トレースを作成することができ、オープンデータ化に寄与することとなった。また、碑文全体を対象とした対訳分析を行うことにより、両言語の文法理解が従来より深まった。本年度は古代エジプト語聖刻文字資料と楔形文字資料のデータ作成を目的としていた。資料の言語分析を行うために、永井正勝(代表者)、高橋洋成(分担者)、二ノ宮崇司(協力者)が参加して「文献言語の文字と文法」第1回研究会(2015年8月6日)を実施した。本研究回で、古代エジプト語資料とアッカド語楔形文字資料の資料状況、研究現状、文法スケッチ、データベース設計について確認・審議を行った。アッカド語楔形文字資料のデータ作成については、文字・語・文法範疇について、すべてのデータ作成が完了した。古代エジプト語聖刻文字資料については、語・文法範疇についてデータの作成が完了したが、既存の研究では理解が難しい文字が多数含まれているため、文字データの作成が難航した。そこで、2年次に行う予定であった聖刻文字資料の画像作成を前倒しして実施し、現地調査ならびに写真画像を作成した。これをもとに、次年度は聖刻文字文字資料データに取りかかったが、年度内の完成はできなかった。また、古代エジプト語聖刻文字資料とアッカド語楔形文字資料を連結させるための工夫としてEdelが作成した章節番号を批判的に検討し、本データベースで用いる番号付けを設定した。このように、古代エジプト語の文字データについては作業が遅れているが、代わりに画像データの作成が前倒しで実施されているので、全体としては予定通り進捗している。古代エジプト語聖刻文字資料の画像資料は、代表者が現地にて撮影したものを使用して行った。現地で資料を確認した結果、資料が天日にさらされているため、文字資料の摩耗が進んでいることが確認された。残念ながら資料の風化は今後も進行するものと思われるが、その点を踏まえると、本研究で実施する画像を使用した資料のデータベース化は意義のあるものになると思われる。本年度の目標は古代エジプト語聖刻文字資料とアッカド語楔形文字資料のデータ作成であった。ッカド語楔形文字料のデータ作成については、文字・語・文法範疇について、すべてのデータ作成が完了した。代エジプト語聖刻文字資料については、語・文法範疇についてデータの作成が完了したが、文字データの作成が未完に終わった。その代わり、2年次に行う予定であった聖刻文字資料の画像作成を前倒しして実施し、現地調査ならびに写真画像を作成した。このような状況を総合すると、研究はおおむね順調に進んでいる。本研究は、古代エジプト語の聖刻文字とアッカド語の楔形文字で書かれた「平和条約碑文」(ラメセス2世時代)を対象に、両資料の写真と言語記述の結果とを統合させたWEB公開型の対訳データベースを作成することにある。研究2年目となるH28年度までに、(a)古代エジプト語資料とアッカド語資料の言語記述、(b)古代エジプト語資料とアッカド語資料の写真撮影、(c)古代エジプト語資料とアッカド語資料の内容に関する対応関係の把握が終了した。本資料の文法を対象とした総合的な研究は未だ公表されていないため、本研究で作成した(a)言語記述の成果は世界的にも有益な情報となる。また、多くの研究者がトレースされた資料集に基づいて研究を行なっている現状において、代表者らは(b)両言語の資料を撮影し、高精細画像を得て、それらを資料として読解を行ったという点において、原資料に基づく文献言語研究の実践に位置づけられるものとなった。なお、資料の画像データは最終的にIIIFフォーマットで公開する予定である。(c)両言語資料の対応関係の把握については、従来、条項の対比が中心であったが、本研究では条項内部の要素となる語・句・構文を単位とした分析を行った。その結果、両言語で文法範疇が一致する要素、両言語で文法範疇が一致しない要素、両言語の中間的な状態にある要素があることが判明した。このことから、古代エジプト語とアッカド語の文法の特質を比較する上で、特に句・構文に着目した研究が有益であることが判明した。最終年度となるH29年度には、(a)-(c)のデータを統合させたWEB公開型のデータベース(英語版)の作成を目指す。本年度の作業目標は、(1)言語記述結果の校正、(2)古代エジプト語資料とアッカド語資料の対応関係の把握、(3)アッカド語資料の写真撮影、であった。これらの3点において、おおむね作業が完了しており、研究は順調に進展している。ただし、(2)古代エジプト語資料とアッカド語資料の対応関係の把握については、今後も引き続き検討が必要である。

本研究は、古代エジプト語の聖刻文字とアッカド語の楔形文字で書かれた「平和条約碑文」(ラメセス2世時代)を対象に、(1)画像データを作成すること、(2)当該資料の言語記述を行うこと、(3)両資料の写真と言語記述の結果とを統合させたWEB公開型の対訳データベースを作成すること、にある。H29年度は以下の作業を行った。(1)のデータを元に古代エジプト語資料の文字トレースを新規に作成し、日本オリエント学会第59回大会のポスータ発表にてトレースを公開し、広く意見をうかがった。本資料の全体トレースはLepsius (1849)以来の作業であり、トレースの公表は海外のエジプト学界にも大きな影響を与えるものとなる。(2)については、語・句・構文レベルでの対応関係を確認するシステムをHTML+JavaScriptを使用して作成することにより、対応関係の記述を容易にすることができた。具体的な対応関係と言語記述の結果については、日本オリエント学会第59回大会にて口頭発表を行った。(3)については、エジプトのカルナク神殿にある聖刻文字碑文とイスタンブール考古学博物館所蔵の楔形文字粘土板とを対比させた検索システムの試作版を作成した。本システムは主に語句レベルで両言語の対応関係を示したものであり、言語記述の成果と画像が共に示される点で意義のあるものだと思われる。ただし、本システムには他の博物館に所蔵されている楔形文字資料を含めることができなかった。これについては研究終了後も継続して作業を進め、システムの一層の充実を図る所存である。本研究では、古代エジプト語の聖刻文字とアッカド語の楔形文字で書かれた「平和条約碑文」(ラメセス2世時代:紀元前1269年頃)を対象に、(1)両言語資料の画像データの作成、(2)両言語の文法に関する言語記述の実施、(3)両言語資料の画像データと言語記述の結果とを統合させた対訳データベースの作成を実施した。この結果、特に古代エジプト語版の資料について、世界で初となる文字トレースを作成することができ、オープンデータ化に寄与することとなった。また、碑文全体を対象とした対訳分析を行うことにより、両言語の文法理解が従来より深まった。次年度の目標は、古代エジプト語聖刻文字資料とアッカド語楔形文字資料のデータ連結である。すでに、2つのデータを連結させるための文IDを設定したので、これを使用して文を連結させたのち、単語レベルの対応を分析する。加えて、文法用語の統一ならびにXMLデータ化を実施する。また、アッカド語楔形文字資料の画像資料を作成させる。年度の後半には、リレーショナル・データベースを使用したデータベースを実装させるために、データ構造の検討を実施する。H28年度までに(a)言語データの記述と(b)資料の写真撮影が終了した。そこでH29年度は、(c)聖刻文字のトレース図の作成を行いつつ、(a)言語データの記述、(b)資料の写真、(c)聖刻文字のトレース図の3点を統合させた(d)WEB型データベースを作成すると共に、(e)写真画像のIIIFフォーマットでの公開作業にも着手する。(d)WEB型データベースでは、エクセルで作成した(a)言語データの記述データを正規化したのち、MySQLに格納させる。また、(b)資料の写真と(c)聖刻文字のトレース図を画像ソフトZoomifyに収めたのち、MySQLとZoomifyのデータをDrupalで統合させてWEBでの公開を図る予定である。(e)写真画像のIIIFフォーマットでの公開は、世界規模で推奨されているオープンデータの動向に沿うものであり、世界の研究者や一般の方に学術データを広く無償で提供することを意図したものである。
水惑星国際比較実験にもとづく降水構造のモデル表現に関する研究

世界各国の14の気候予測・数値天気予報グループが参加して行われた「水惑星国際比較実験」(APE)で収集された理想化境界条件での大循環モデル実験の結果を包括的に解析し,熱帯降水活動のモデル毎の公汎な多様性をスペクトル構造と空間構造の両面で明らかにした.また,階層的降水構造のスペクトル構造,および,赤道上に局在する海洋暖水域に対する大気応答の多様性に関して,新たな理論的知見が得られた.世界各国の14の気候予測・数値天気予報グループが参加して行われた「水惑星国際比較実験」(APE)で収集された理想化境界条件での大循環モデル実験の結果を包括的に解析し,熱帯降水活動のモデル毎の公汎な多様性をスペクトル構造と空間構造の両面で明らかにした.また,階層的降水構造のスペクトル構造,および,赤道上に局在する海洋暖水域に対する大気応答の多様性に関して,新たな理論的知見が得られた.1.水惑星国際比較実験の結果の解析を下の(1)-(3)を中心に進め、投稿論文を準備中である。(1)東西一様条件での熱帯降水活動の時空間構造の比較検討:参加各グループのGCMでの計算結果相互の相違が顕著であることが再確認された。この様な相違の原因は、収集された変数が限定されているために明確になっていない。しかし、補足的に高い時間分解能のデータが提供された幾つかの実験の結果から、大気下層での雨蒸強度の相違が重要な要因の一つであることが示唆された。この結果は今後のモデル開発に重要な指針を与える可能性がある。(2)赤道上の暖水域に対する降水分布の応答の比較検討:局在した暖水域に対する応答はモデル間で共通の構造を持つが強度に大きな違いがあることが分かった。その原因は、海水温偏差が統一されているにもかかわらず、暖水域上の大気温度・湿度の応答がモデル毎に異なり、これが大気中の雲活動強度の差を通じて全地球の大気応答の相違につながることが分かった。一方、空間スケールが大きい水温偏差への応答は、構造・強さともにモデルごとにかなり異なる。さらに、応答形成のメカニズムも局在した暖水域に対する応答と相当に異なることが示唆された。これらの問題について今後、高谷・中村により定式化された大気波動解析手法を用いて吟味する予定である。(3)熱帯域降水構造の解像度依存性の調査同一のGCMであっても、鉛直・水平解像度の設定を変えるだけで降水構造の時空間構造には大きな違いがあることがわかった。しかし、解析したGCM中の降水構造の振る舞いは、APEの他の参加グループのGCM中のものとかなり異なっており、結果の一般性には留保を要する。2.九州大学にRAID装置を導入して大学院学生の研究補助によりのAPEの結果のアーカイーブと公開の準備を進めている。1.国際水惑星実験相互比較プロジェクトAPEのデータサーバの整備:標準的解析データチェックを行い、一部の画像を再作成するためのプログラムの整備を行った。2.APE標準実験にみられる熱帯降水活動の調査:東西一様海水温実験で自発的に生成する降水の時空間変動について詳細に比較検討した。概要は次の通りである。(1)降水構造は極めて多様であるが、モデル間の相違の大要は、3種類の代表的擾乱(ケルビン波、西進慣性重力波、移流成分)の振幅の大小として整理できる。(2)3種類の代表的擾乱をスペクトルフィルターと回帰分析により抽出してモデル間で比較した。その結果、水平構造には相当程度の類似が認められる一方、鉛直構造はモデル間で非常に異なっている。非断熱加熱を解析した結果から、物理過程、特に積雲パラメタリゼーションの相違が擾乱の多様性の原因であることが示唆される。3.APE海水温アノマリ導入実験にみられる応答構造の調査:海水温を東西に非一様とした場合についての比較検討を行った。(1)降水応答の強度はモデル間で最大3倍程度異なる。その大小は海水温が東西一様な実験での熱帯収束帯の赤道への収束の度合いと関係している。(2)熱帯の鉛直循環の応答はモデル毎に大きく異なる。(3)熱帯の風・気圧応答の水平構造はモデル間で共通性が見られる。ただし、その特徴はよく知られたMatsuno-Gill構造とは全く異なる。その原因は、APEで指定されている海水温南北分布に起因する東西平均場の力学的構造にあることがわかった。(4)海水温アノマリ導入に伴い熱帯上部対流圏で西風加速が起こるが、その強度は降水アノマリの強度とは対応しない。その詳細な南北分布が重要であると思われる。1.国際水惑星実験相互比較プロジェクトAPEのデータサーバの整備: APEの全データを収容するとともに、標準的解析データチェックを行い、一部を再作成して信頼性を高めた。2.APEの結果の補足的解析:当初計画していた低周波降水変動については明確な結果を得る事が出来なかった。一方、気圧・風の変動の解析から、APEの多くのモデルで大気潮汐、大気自由振動(2日周期、5日周期をはじめとするロスビー波、および、1.3日周期のケルビン波)が明瞭に見いだされた。そのうちケルビン波の特性はモデルの鉛直解像度や上部境界条件に強く依存することがわかった。さらに、熱帯降水活動の大気潮汐による振幅変調が、降水の時空間スペクトルの短周期成分の構造を支配していることがわかった。

3.降水構造決定の理論的枠組みの検証のための補足的数値実験:当初計画していた海面フラックスフィードバックに関する実験は行う事ができなかった。一方、これまでに行ったモデルの解像度依存性に関する一連の実験の詳細な解析から、降水構造のうち西進慣性重力波的成分とケルビン波的成分の共存を、実空間では大規模東進エンベロープ中の間欠的降水活動の存在として同定することができた。本項目は、上の項目2とともに、水惑星という理想化された設定により明瞭に示されたものであり、本研究の重要な成果である。4.APEの成果を議論するミニワークショップの開催: 2012年3月初頭にAPE主催者の一人である米国大気科学研究センターのWilliamson博士を招聘してAPE関連研究の成果を議論するとともに、APEの目的の一つである数値モデルの改善の道筋に関して展望した。5.昨年度からの繰り越しとして行った研究: APEの結果について、熱帯降水活動の構造に関する解析と、赤道上の海水温アノマリーへの応答に関する解析を進め、2編の論文を投稿した。
計算における時間と空間の能力差の解明

本研究計画では、論理式サイズ下界証明技術の改良に関する研究を中心に、計算量クラスの分離という計算量理論の最重要課題へ向けての技術開発を行った。論理式サイズに対して超多項式下界を証明することで、並列化困難性理論との関連から重要な位置づけを占める計算量クラスであるNC1とそれを含む計算量クラスを分離するといった重大な結論が得られるなど、計算機科学全般に渡って非常に重要な意味を持つ本質的問題である。一方で、長年に渡り多くの研究者がこの問題に取り組んできたが、その解決には程遠い。本研究では、Karchmer, Kushilevitz and Nisanが1995年に発表した論理式サイズ下界証明技法に着目し、その技術が打ち当たってきた下界値証明に対する限界を突破し、その潜在可能性を飛躍的に発展させるような研究を行ってきた。Karchmer, Kushilevitz and Nisanは、線形計画理論における線形緩和・双対定理を利用し、論理式サイズ下界を与えるLP Boundと呼ばれる手法を導入した。彼らの証明手法では、論理式サイズの下界を、ある特定の整数計画問題の最小解として定式化し、そのLP緩和の双対問題に対する実行可能界を与えることで下界値を与える。近年、このLP Boundが多くの既存の証明手法を包括することが明らかにされてきた。これには、最良の下界を示したHastadによる証明の主補題も含まれている。したがって、おおもとのLP Boundを純粋に拡張した証明手法を与えることで、既存の多くの手法を包括する手法を開発したことになり、実際に下界値を改良するための有望な方向性を提案することになる。1つ目の方法では、Sherali-AdamsのLift-and-Project Methodと呼ばれる手法を利用し、LP Boundを強化した。Lift-and-Project Methodは、体系的に既存の証明手法の障壁となる整数性ギャップと呼ばれるものを無くすことができる技法である。これにより、原理的に整数計画問題の最小解に一致する下界値を証明可能な技法を提案したことになり、研究の究極的目的である超多項式下界を証明する可能性のある極めてポテンシャルの高い証明技法が提案できることになる。2つ目の方法においては、形式的複雑性尺度と呼ばれる抽象的概念を利用して、擬加法的尺度と名付けられた全く新しい形式のLP Boundの拡張版を導入した。この手法においては、おおもとの整数計画問題を介さずに全く新しい線形計画定式化法を与えることに成功しており、実際に整数計画問題の最小解をも上回る下界値を与えることが可能であることを証明した。これは、提案技術の極めて高い潜在能力を示唆するものであると同時に、線形計画法及び多面体理論の分野においても意外性の高い結果となっている。本年度は、計算における時間と空間の能力差の解明という目的のもと、通信計算量の概念と技法を利用した計算モデルの具体的な下限に焦点をあて研究を遂行した。特に、安定集合多面体の構造に関連した技術を利用することによって既存の研究に対して新たな切り口を開く研究を重点的に行った。まず、本年度の最初の3か月程度で既存研究の調査と問題点を整理し、またこの目的のため6月に米国のサンディエゴで開催されたFCRC(STOC,CCC)といった国際会議へと参加し研究の最新動向を調査するということを行った。これらに基づき研究の方向性を吟味し、本年度は以下で述べられるような大きく分けて3つにまとめられる研究を行った。1つ目は、通信計算量での組み合わせ論的議論を利用した単調論理回路の深さの下限の証明手法に対して、一般の論理回路の深さの場合への拡張可能性に関する解析を行った。これに対して、計算機実験と理論解析を組み合わせながら分析を行った結果、一定の知見を得ることができた。2つ目は、整数計画問題のLP緩和を利用した通信計算量の下限の証明手法に対して全く新しい制約式を導入し、その線形計画問題の解空間の構造を解析することを行った。計算機実験を行うことで本研究で導入した新しいアイデアが有効であることを示すと同時にこの結果を一般化しその解析を行った。その結果、長年の未解決問題である論理式のサイズの改良という課題に対して新しい方向性を提唱するまでに至った。この研究は、研究室内部での共同研究としてとり行われ、国際学会で来年度にポスター発表予定であると同時に、今後のさらなる発展が予想される研究成果である。3つ目は、理想グラフの安定集合多面体のサイズに関する研究である。安定集合多面体のサイズは、ある種の通信計算量の問題と関連付けられることが知られている。一方で、有向グラフと無向グラフの共通の一般化として、双向グラフという概念が今までに研究されてきた。本研究では、多面体のサイズに関わる通信計算量の問題を双向グラフの問題へと一般化しその解析を行った。その結果、一般化された問題はもとの問題と計算量的に等価であることが研究成果として明らかになった。この研究は、現在のところ単独の研究として遂行しており、外部発表に向けてさらに内容を深めていく方針である。また、これらの研究に平行して今までの研究成果を洗練させるとともに、これらの外部発表に向けての取り組みも順調に実施した。まず、計算量クラス間の関係に関する成果の1つを学術論文誌に投稿し採択され出版が決定した。さらにもう1つ計算量クラスと組み合わせ構造に関する別の成果を新しく発足した国際組織の会合AAAC2008に投稿し、来年度の4月に海外発表する予定となっている。

本研究計画では、計算における時間と空間の関係を計算量クラス間の関係の解明を目的として、論理回路などの組み合わせ構造の尺度の下限を証明することにより、その本質を解明することを目指している。これは、計算の過程において必要となる時間と空間といった計算資源で定義される計算量クラスの非等価性を証明することにより、計算の本質とアルゴリズムの限界を解明しようとする試みであり、理論分野に限らず情報科学全般に渡って非常に重要な問題である。これに対して、長年にわたって多くの努力がなされる一方で未だに解決の糸口が見つかっていないのが現状であり、本研究では将来的に解決に結びつくような技術的貢献をすることを目的としている。論理式サイズの強い下限を示すことは、本研究課題の目的である計算量クラスの非等価性に直結する重要な方向性である。しかし、既存の証明技法の改善あるいは一般化の試みが多くの研究者によってなされる一方で、実際には下限の値を改良するまでには至らないというのが現状であった。これに対して本研究では、Karchmer,Kushilevitz and Nisanによって1995年に導入された線形計画法の理論を利用した論理式サイズ下限の証明技術に対して、安定集合多面体の理論に基づいた改良を加えることで、論理式サイズ下限を証明する一般的な新しい技術を導入した。この新しい技法を論理関数理論における最も基本的な論理関数の一つである多数決論理関数に適用することで、1971年に示されたKhrapchenkoによる古典的結果から論理式サイズ下限の値を改良することができた。さらに、単調自己双対論理関数の分解理論からの動機付けにより非平衡再帰3分多数決論理関数の概念を導入し、それらの論理式サイズの整数的に最適な上限と下限を示した。また、近年様々な研究分野で着目を浴びている平衡再帰3分多数決論理関数の単調論理式サイズに対して2005年にLaplante,Lee and Szegedyが開発した量子敵対者限界と呼ばれる証明手法により得られた値より改良された下限を示すことができた。そして、さらなる技術的改良に向けて継続的に解析作業を進めた。この成果に関しては、ヨーロッパにおいて毎年開催される権威のある国際会議であるSTACS2009に採択率19%(280件投稿中の54件採択)という非常に厳しい競争と3人の専門家による査読を通過し、2009年2月2628日にドイツのフライブルクで開催された発表を行った。またこれらの研究に平行して、計算量クラス間の関係に関する今までの研究成果2本を年度内に学術論文誌に出版、そのうち1本については4月に香港で開催されたAAAC2008で口頭発表を行った。本研究計画では、論理式サイズ下界証明技術の改良に関する研究を中心に、計算量クラスの分離という計算量理論の最重要課題へ向けての技術開発を行った。論理式サイズに対して超多項式下界を証明することで、並列化困難性理論との関連から重要な位置づけを占める計算量クラスであるNC1とそれを含む計算量クラスを分離するといった重大な結論が得られるなど、計算機科学全般に渡って非常に重要な意味を持つ本質的問題である。一方で、長年に渡り多くの研究者がこの問題に取り組んできたが、その解決には程遠い。
日本型早期英語教育を推進するクラウド型デジタル英語学習教材システムの研究開発

新学習指導要領により,外国語活動が小学校3,4年生で週1単位時間,また,教科型の小学校英語が5,6年生で週2単位時間実施されることとなった。本研究では,小学校英語を推進するために,小学校1年生から中学校3年生までの9年間の系統立った一貫英語教育のカリキュラムの研究・開発を行った。特に,カリキュラムの開発においては,教育内容としての学習教材の開発を重点的に行った。開発した教材は,児童生徒の発達段階や学習段階に最適化されたマルチメディア教材で,ICT環境のクラウドをはじめとしたインターネット上で公開することができるよう,デジタル化するとともに,現在Web上で公開している。本研究では,平成23年度から実施されている小学校「外国語活動」の実効性を高め、日本の英語教育の改善とボトムアップを図ることを目指し、小中一貫英語教育のカリキュラム開発と、小中一貫英語教育を推進するための学習評価支援システムと連動させたクラウドベースのデジタル学習教材の研究開発を行う。そのために、日本やアジアの諸国・諸地域における初等・中等学校の英語教育で使用されているデジタル学習教材や標準化されたテスト等の分析に基づき、日本の教育環境に最適化された日本型早期英語教育・小中一貫英語教育を推進するための、ハードウェアの環境に依存しないクラウド型の学習コンテンツと児童生徒の英語学習成果を評価するためのシステムを構築する。1.小学校英語教育の実施状況に関わる基礎データベースの構築研究初年次である平成26年度は,平成17年度から継続的に実施している日本における小学校外国語活動に関わる英語学習実態調査と,中国及び韓国における小学校英語教育の実施状況調査の結果を,多変量解析することができるよう整理統合し,以降の研究で,小学校外国語活動の教育効果や課題を実証的に検証するための基礎となるデータベースを構築した。2.日本・中国・韓国の早期英語教育に関わる国際比較研究松宮新吾(2014)「日本・中国・韓国の早期英語教育に関わる国際比較研究ー日本型小学校英語教育の創設へ向けての提言ー」関西外国語大学『研究論集』, 100, 299-319.2020年度の次期学習指導要領の改訂へ向け、小学校英語の教科化と早期化のガイドラインが示された。これに伴い、国は研究開発校を指定するなど、学校が必要な措置を講じるための支援的施策の実施に着手したところである。本年度の研究では、先行研究から明らかとなった課題として、教材開発と教員養成をテーマに、外国語活動を担当している教員を対象に調査を実施し、教材開発の方向性と教職課程のカリキュラム内容を決定するために必要なデータを得た。その結果、担当教員は、小学校3年生からの活動型授業への早期化という国の方針とは異なり、1年生からの早期英語教育の実現を期待していることや、第二外国語習得の習慣形成理論に基づく「慣れ親しませる」活動だけではなくアルファベットなどの文字認識をはじめとする認知学習についても積極的に捉えていることが判明した。また、カリキュラム内容については、英語運用能力の育成と、指導理論・技術の育成を6:4の比率でデザインすることが効果的であることが判明した。この研究成果は論文として取りまとめ、現在、関西外国語大学「研究論集」第104号へ投稿中である。また、本年度の研究調査の分析結果を反映し、アルファベット(文字)の導入(音声とグラフィカルな形の認識)、音声の再生、形の再現、筆順、単語(sight word)の認識、音、単語・表現、意味、状況の判断と認識を促進するためのデジタル教材を開発し、大阪府内の教育委員会が実施する教員研修等で試用するとともに、オーストラリアと台湾の教育機関においても開発したデジタル教材等についての試用・評価を依頼している。大阪府教育委員会をはじめ、尾市教育委員会、吹田市教育委員会、茨木市教育委員会、門真市教育委員会、守口市教育委員会、枚方市教育委員会等が主催する10年経験者研修等の教員研修や、各教育委員会が所管する小学校等における校内研修(年間20回程度)で本研究の成果や開発したクラウド型デジタル教材を活用してきている。また、海外(移民の多いオーストラリア、日本同様の英語教育環境を有する台湾)における早期英語教育に関わる授業参観をはじめとする実態調査や資料収集等を通じて本研究成果の質的検証を行っている。その結果、アルファベット(文字)学習用に開発したデジタル教材が高く評価されるなど、一定レベルの評価を得ることができた。また、本研究による調査結果を論文としてまとめ投稿する等、研究成果をデジタル教材の開発へと具体的に反映させることができている。本研究3年次となる2016年度では、小中一貫英語教育を推進するための一貫英語教育カリキュラムを完成させるための、その主たる構成要因である(1)教育目標、(2)教育内容(教材、学習材)、(3)教育方法(評価法を含む)、(3)教育環境(人的物的環境及びICT環境を含む)をクラウド型教材データベースにおいて一元管理するためのフレームワークの構築を中心に研究を行った。その結果、児童生徒の発達段階や学習段階と、開発した教材及びその教材を用いた学習活動内容を三次元上の空間にプロットすることができるキュービック・フレームワーク(cubic framework)を構築することができた。このフレームワークでは、児童生徒の年齢をx軸に、学習や思考の深まりをy軸に、児童生徒と教材及び教材を用いた学習活動内容との距離(具体から抽象へ)をz軸に割り振り、開発した教材や使用する教授法等を三次元上の空間に位置づけるものである。これにより、教材や学習内容、教授方法等を明確にカリキュラム内に配列することができ、児童生徒と学習内容や教材及び教授法とのミスマッチを予見したり、防いだりすることができるようになった。

さらに、学習活動や学習内容については、言語学習の基本4技能(聞くこと、話すこと、読むこと、書くこと)の関連性を明示するためのトークン(token)を併せて開発し、教室内で展開される活動内容と使用する題材との関連性をより明確に意識化・可視化させることが可能となった。これらの成果は、論文としてとりまとめ、関西外国語大学「研究論集」に投稿し、採用された。また、本研究を遂行するための研究協力機関である6つの市教育委員会が主催する外国語(英語)活動指導者養成研修や授業研究会等において講師としてその成果の普及を図ると共に、指導者の授業実践力の育成・向上に寄与してきた。開発した小中一貫英語教育カリキュラムで使用する学習教材データベースをクラウド上にアップロードし、一般公開することにより、開発した学習教材等の利用の促進を図っているところある。また、本研究開発に関わった6市の教育委員会(大阪市、八尾市、門真市、枚方市、吹田市、茨木市)が実施する外国語担当教員研修会や授業研究会等においてもその成果を普及すると共に、適宜クラウド型データベース教材に対する評価を得ることができている。特に、各市教育委員会が所管する小中学校の外国語活動や英語の授業において試用を重ねつつ、担当教員のみならず児童生徒の目線でクラウド型データベース教材の運用にかかわるユーザー・インターフェイスの改善に取り組んでいる。また、利用することができる教材の拡充を図る中で、色覚に課題を抱える児童生徒を配慮したビデオ教材や視覚補助教材の作成を行うなど、教材の多様性・対応性を高めるための工夫や改善を行っている。2020年度から施行される新学習指導要領の試行実施直前となる2017年度においては,各市町村教育委員会は全面実施へ向けての教員研修やカリキュラム開発等をはじめとする,教育環境の整備や強化・拡充を重点的,系統的に実施してきた。そこで,継続延長による最終年度となる2017年度においては,大阪市教育委員会をはじめとする大阪府内の市町村教育委員会が主催する小学校英語・外国語活動,及び,小中一貫英語教育の推進に関わる各種教員研修や校内研修等機会を通じて,本研究により開発した小中一貫英語教育のカリキュラム(教育目標,教育内容,教育評価方法を含む教育方法,ICTを含む教育環境)をそれぞれの市町村教育委員会の実情に応じたものにカスタマイズすることができるようワークショップ形式での研修プログラムを提案・実施した。特に,本研究により開発したマルチメディア学習教材,音声教材,テキスト教材や資料集等は,全て電子化し,Web上で公開することができるよう工夫した。(参照アドレス:http://www.ablish.info/ebox)現在も,各教育現場からの要望を受け,随時,教材のアップデートや開発,カスタマイズを継続的に実施している。また,大阪市教育委員会においては,小学校1年生から中学校3年生までの義務教育期間9年間の一貫英語教育カリキュラムとして,小学校版Can-doリストと中学校版Can-doリストを作成した。
ｉＰＳ細胞由来歯髄幹細胞の均質化・大量増幅による歯髄・象牙質再生療法の実現化

キチンは、、N-アセチル-D-グルコサミンを基本構成単位とする生体内高分子のアミノ多糖体である。また自然界ではセルロースに次いで多量に存在し、キチンを脱アセチル化処理して得られるキトサンは生体親和性、生分解性や細胞接着に優れ、様々な形状への加工特性も担持することから細胞の足場となる天然素材として有益なバイオマテリアルの一つである。そこで、組織再生を目指した細胞の足場材として、キトサンから作製した多孔性担体の機械的特性やエンドトキシンに対する安全性、また細胞増殖因子や液性因子を添加した場合の徐放性について検討し、さらに歯髄組織中への埋入に伴う生体反応について検討を加え一定の成果がみられた。従来のMEFなどのフィーダー細胞上で培養するコロニー形成型培養法では、コロニーの状態によっては細胞周辺微小環境が異なるため、培地中のサイトカインなどの液性因子が均一に作用することが不可能であり、さらに異種動物由来の血清やフィーダー細胞が混入する免疫原性のリスクがあるため、本年度は魚由来のコラーゲン成分がiPS細胞に対する歯髄幹細胞および象牙芽細胞への分化・硬組織形成賦活効果を証明するために、E-カドヘリンキメラ抗体型マトリックスを用い、そこにFCP添加によるGene Fishing法とリアルタイムPCRによる増幅産物の厳密な定量分析を行った。その結果、0.1%添加し培養したところ、有意に細胞増殖効果が認められた。またこの際石灰化関連タンパク質であるOsteocalcinやOsteopontinやBMP-2のmRNA発現およびタンパク発現を検討したところ、有意に発現増強が確認できた。またレチノイン酸(RA)添加によるES細胞の分化誘導に準じて、大学既設のセルソーターを用いて細胞表面マーカーとしてCD105陽性かつCD31陰性の分画となる細胞を分取し、幹細胞マーカーであるCD29、CD44、CD73およびCD90が陽性となることをフローサイトメトリック解析し、血管新生能および神経再生能を有する歯髄幹細胞であることを確認でき、多孔性坦体内部への生着効率を上げるために減圧下(-100mg)で細胞播種し、Bioreactorを用いて細胞が常に新鮮な培養液と接する三次元培養システムを構築することによって、象牙芽細胞への分化増殖をより促進化できることを検討中である。我々の教室では4因子と3因子導入マウスiPS細胞を用いた低酸素培養下での増殖・分化、骨芽細胞誘導時における影響について検討し、低酸素培養(5%O2)では通常培養(20%O2)より未分化状態を維持していることがわかった。低酸素環境下では、幹細胞やES細胞ではHIF(hypoxia inducible factor)の働きにより未分化状態が維持されていることが報告されているが、iPS細胞でもHIFの働きによるものが推察される。そこで、本研究では低酸素環境下でのHIIFの働きについて検討した。[材料および方法]実験には理研CELL BANKより購入したマウスiPS細胞を用い,MEFを播種したDish上に5日間培養した。継代時にsiRNAをトランスフェクションした3因子導入マウスiPS細胞を48時間培養した。SiRNA導入48時間後に細胞を回収し、細胞形態、Nanog,Sox2,Oct4のmRNA発現量を比較した。対照群として、AllStars Negative Controlsをトランスフェクションしたものを用いた。[結果]SiRNAを導入し、HIFsをノックダウンしたときのiPS細胞のコロニーの形態学的観察を行った。HIF1aをノックダウンしたもののでは、対照群と同様にiPS細胞のコロニーを形成した。しかし、HIF2aをノックダウンしたものでは、コロニーは形成するもののコロニーサイズが減少していた。HIF3aをノックダウンしたものでは、HIF1aをノックダウンしたときと同様に、対照群と同じようにiPS細胞のコロニーを形成した。[考察および結論]低酸素環境下では、iPS細胞はHIF(hypoxia inducible factor)の働きにより未分化状態が維持されていることが推察される。その中でも、HIF2aの働きによりiPS細胞の多能性は調節されていると考えられる。現在患者の組織から採取した体細胞を生体外で多分化能を有するiPS細胞へ再分化させ、必要な細胞へ誘導した上で組織工学の技術を用いて生体外で3次元細胞培養し、それを生体内に戻し組織を再生するといった免疫拒絶のない「真の再生医療」の早期実現化が急務となってきた。そこで本研究は今後34年後の臨床実用化を目標に、新規のBiomaterialであるFish CollagenをiPS細胞移植システムのScaffold(坦体)として創製し、特に歯髄組織および象牙質の再生医療技術の開発・確立を目指すものである。

FC由来Scaffold(坦体)の作成および象牙芽細胞ー担体複合体の形成に対しては、細胞の坦体への侵入効率と坦体内での増殖、分化の促進化が重要になってくる。細胞侵入効率を上げるために減圧下(-100mg)で播種を行い多孔質体の中心部まで侵入させ、従来法よりも短期間での生体内への培養細胞移植療法が実現可能となった。さらに前臨床試験としての実験動物への細胞移植を行ったところ、形態学的にもCa親和性のカルセインを用い共焦点レーザー顕微鏡にて硬組織形成度を定量評価し、実際の臨床応用におけるタイミングの良い移植時期を推察できるようになった。歯内療法学iPS細胞を均質化し未分化維持増殖させるシステムの確立ならびに歯髄幹細胞および象牙芽細胞への分化誘導を魚由来コラーゲンを利用した促進効果の有用性は確認できた。また前臨床試験としての小動物を用いた細胞移植も開始できている。今後のiPS細胞を利用した移植療法を展開するにあたり、まず第一には細胞間接着分子E-カドヘリンのモデル分子である固定型E-cad-Fcキメラタンパク質を用いた単一細胞レベルで分散させ、未分化状態を維持させながら増殖させ、iPS細胞の均質化ならびに大量増幅を目指すことになる。次いで特定の細胞への分化誘導型培養を確立させる。すなわちSDF-1-CXCR4(リガンド-受容体ペア)を利用した歯髄幹細胞遊走分離法を用い、硬組織誘導培養系へのFish Collage Peptide(FCP)添加により象牙芽細胞への分化誘導促進化を確認・評価する。さらにFCP由来多孔性担体を用い三次元組織培養を行った細胞-坦体複合体として、前臨床試験としての動物組織での再生効果を検証し、最終的にはGMP準拠の加工施設内でのヒト歯髄幹細胞の品質管理保証体制を構築し、ヒトへの細胞移植療法の臨床試験を目標に設定しているが、まずはiPS細胞の均質化ならびに大量増幅についての未分化維持方法の手がかりを見いだすことが可能となった。またFCP多孔性担体やゲル状scaffoldの試作も行っており、現時点では順調な進捗状態と考える。歯科治療を想定するした場合、術野が狭く象牙質欠損部と同サイズの移植体を作製し露髄部へ固定することは非常に困難であることが予想されるため、多孔体よりも直接注入移植可能なゲル状Scaffoldを作製し移植細胞を包埋する方法も検討する予定であり、既にゲル化するに当たって最適なコラーゲン濃度並びに基剤の選定を検討開始している。最近多能性幹細胞を浮遊培養することで三次元的な立体構造を有する細胞凝集塊、すなわち胚様体形成させることで各種組織幹細胞へ分化可能となる誘導法(胚様体形成法)を形成させる試みが報告されており(Nat Neurosci 8:288-96,2005)、レチノイン酸(RA)添加によるES細胞の分化誘導に準じて、大学既設のセルソーターを用いて細胞表面マーカーとしてCD105陽性かつCD31陰性の分画となる細胞を分取し、幹細胞マーカーであるCD29、CD44、CD73およびCD90が陽性となることをフローサイトメトリック解析し、血管新生能および神経再生能を有する歯髄幹細胞であることを確認する。