hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝・環境要因を考慮した身体活動のエビデンス構築～双生児研究と国際比較から～

生活習慣病等の疾病や要介護状態の予防、健康維持・増進に影響を与える要因のうち、身体活動は重要な要因である.本研究は身体活動に関するわが国独自のエビデンス構築に向け,双生児研究法と国際比較研究から目指すことを目的とした.まずは研究実施計画に従い,平成28年度は国内の身体活動に関するデータ収集の準備を進めた.海外の研究者への情報収集から国際比較が可能な調査票を作成し,大阪大学ツインリサーチセンター登録者2336名に対する調査の郵送・回収を終えた.平成29年度では,データクリーニングおよび分析を進めた.その結果,わが国で初めて双生児研究法を用いた,成人の身体活動量の遺伝率を算出し,歩行の活動量と,座位行動時間に遺伝率が認められ,環境要因がより強いことを双生児研究学会で報告した.初年度から継続して国際共同研究につなげるために,双生児研究で先進的なフィンランドの研究者への相談や,在日外国人、在留日本人調査研究に向けて,関係があるフランス・タイ・インドネシアの大学研究者,日本大使館との情報交換、協力依頼を行ったが,両国間での制度や仕組みの違いがあり,特に倫理審査やデータ共有が課題として残った.平成30年度では,分析結果が国際リハビリテーション医学会に採択され,報告した.また,歩行の活動量について遺伝率が認められることから,その関連要因の検討のため,成人双生児を対象とした身体機能測定を新たに開始し,約80名のデータ収集を行い,ペア間で筋力や歩行速度に類似性が高い結果が得られた.国際共同研究の基盤形成のために継続的に研究者との会議を行い,在フランス日本人会への研究依頼とインタビューを行うことができた.さらに、すでに双生児研究で他国と国際共同研究を実施しているのSemmelweis universityと国際共同研究を進めることが決まり,両国のデータ共有を終えることができたところである.生活習慣病および介護予防を目的に、遺伝要因、環境要因をともに考慮した研究手法である双生児研究法は世界的にその重要性が高まってきている。わが国独自の双生児研究レジストリの基盤構築のため、大阪大学ツインリサーチセンターの研究協力者との会議を重ね、国際共同研究も念頭に置き、健康関連要因を考慮した調査票を作成した。20歳以上を対象に健康に関連する種々の内容を含んだ調査票を用い、大阪大学ツインリサーチセンター登録者2336名へ郵送し、今年度にその回収を終えた。データ化を行い、現在はそのデータクリーニングおよび分析を進め、学会で成果発表を予定している。また、国際共同研究につなげるため、研究協力者を中心にブラジル、フィンランド、ハンガリーのツインレジストリに関わる研究者との情報交換を行い、データ共有の方法の検討を行った。また、ツインレジストリが確立されていないフランス、インドネシア(ウダヤナ大学)、タイ(チュラロンコン大学)などのアジアを含めた各国の大学研究者を訪問し、研究の説明、協力依頼、双生児研究についての現状の把握を行った。さらに、在日外国人、在外日本人調査を実施するために大使館等の関係者や現地に関わる研究者とも意見交換を行った。関連学会への参加および国際共同研究を実施している研究者とのネットワーク作りを行い、情報収集を行った。来年度は実現可能な方法を検討するために継続的に訪問、現地研究者との会議を予定している。平成28年度の研究実施計画の中核であった大阪大学ツインリサーチセンターのツインレジストリ登録者への調査が終えることができた。研究協力者との会議で調査内容の検討、調査方法、調査対象の選定や案内などを調整し、大阪大学医学系研究科研究倫理委員会の承認を得た。大阪大学ツインリサーチセンターのツインレジストリ登録者20歳以上の2336名に対し、調査票を郵送し、今年度にその回収を終えた。データクリーニングおよび分析を進めているところである。また、国際共同研究につなげるため、もうすでにツインレジストリが構築されている海外の研究者との情報交換を行い、調査票に共通したものを取り入れた。また、ツインレジストリが確立されていない国の大学研究者を訪問し、研究の説明、協力依頼、双生児研究についての現状の把握を行い、在日外国人、在外日本人調査を実施するために大使館等の関係者や現地に関わる研究者とも意見交換を行い、おおむね順調に進展していると考えられる。平成28年度に大阪大学ツインリサーチセンター登録者2336名へ調査を実施,調査票の回収を終え,平成29年度では,データクリーニングおよび分析を進めた.海外では身体活動量の遺伝率についての報告は多数見られるものの,わが国はもちろん,アジアでの報告はほとんどない状況であった.しかし,今回のデータ分析の結果,わが国で初めて双生児研究法を用いて,わが国の成人の身体活動量の遺伝率を算出することができ,歩行の活動量と,座位行動時間に遺伝率が認められることを双生児研究学会で報告した.平成30年度では国際リハビリテーション医学会への演題も採択され,発表を予定している.また、国際共同研究につなげるため、研究協力者を中心に,フィンランドのツインレジストリに関わる研究者との情報交換を行い、データ共有の方法の検討を行ったが,まだ,共有できていない.また、ツインレジストリが確立されていないフランス、インドネシア(ウダヤナ大学)、タイ(チュラロンコン大学,バンコク病院)などのアジアを含めた各国の大学研究者,研究所を訪問し、研究の説明、協力依頼、双生児研究についての現状の把握を行った。さらに、在日外国人、在留日本人調査を実施するために日本人会等の関係者や現地に関わる研究者とも意見交換を行った。

平成30年度は在留日本人へのインタビュー調査を予定しており,実現可能な方法を検討,国際共同研究の基盤形成のために継続的に訪問、現地研究者との会議を予定している。平成28年度に調査を実施し,調査票の回収を終え,平成29年度では,データ分析の結果,わが国で初めて双生児研究法を用いて,わが国の成人の身体活動量の遺伝率を算出し,歩行の活動量と座位行動時間に遺伝率が認められることを明らかにした.その成果を双生児研究学会で報告し,平成30年度では国際リハビリテーション医学会への演題も採択され,発表を予定していることについてはおおむね順調であると考える.しかし,当初予定していた海外の双生児研究者とのデータ交換による国際比較については,研究協力者を中心に,フィンランドのツインレジストリに関わる研究者との情報交換を行い、データ共有の方法の検討を行ったが,いまだ共有できていない.さらに,海外在住の日本人を対象とした環境因子の特定のための調査についても実施についてや調査票の検討にも至っていないので,やや遅れていると判断する.現在はツインレジストリが確立されていないフランス、インドネシア(ウダヤナ大学)、タイ(チュラロンコン大学,バンコク病院)などのアジアを含めた各国の大学研究者,研究所を訪問し、研究の説明、協力依頼、双生児研究についての各国での現状についてヒアリングを行ったが,その基盤が整っていないようである.双生児研究レジストリのデータ共有による比較研究のみならず、在日外国人、在留日本人調査を実施するために日本人会等の関係者や現地に関わる研究者とも意見交換を行い,ネットワーク作り、情報収集を行っている。生活習慣病等の疾病や要介護状態の予防、健康維持・増進に影響を与える要因のうち、身体活動は重要な要因である.本研究は身体活動に関するわが国独自のエビデンス構築に向け,双生児研究法と国際比較研究から目指すことを目的とした.まずは研究実施計画に従い,平成28年度は国内の身体活動に関するデータ収集の準備を進めた.海外の研究者への情報収集から国際比較が可能な調査票を作成し,大阪大学ツインリサーチセンター登録者2336名に対する調査の郵送・回収を終えた.平成29年度では,データクリーニングおよび分析を進めた.その結果,わが国で初めて双生児研究法を用いた,成人の身体活動量の遺伝率を算出し,歩行の活動量と,座位行動時間に遺伝率が認められ,環境要因がより強いことを双生児研究学会で報告した.初年度から継続して国際共同研究につなげるために,双生児研究で先進的なフィンランドの研究者への相談や,在日外国人、在留日本人調査研究に向けて,関係があるフランス・タイ・インドネシアの大学研究者,日本大使館との情報交換、協力依頼を行ったが,両国間での制度や仕組みの違いがあり,特に倫理審査やデータ共有が課題として残った.平成30年度では,分析結果が国際リハビリテーション医学会に採択され,報告した.また,
心臓手術における心房性利尿ペプタイドの抗不整脈効果に関する研究

心臓手術後の心房細動(POAF)は最も多い合併症で、予後にも影響を及ぼすといわれています。今回、hANPがPOAFを予防する効果があるか否かを単独CABG患者を対象とし、検証しました。研究結果で、POAFは、hANP群41例(12.2%)、placebo群110例(32.7%)とhANP群で有意に低率でした。hANP群では、術後のangiotensin-II, aldosterone、虚血のbiomarkerBNPが有意に低い結果でした。本研究結果からhANPが心房細動予防のupstream治療薬のひとつになりうる可能性が初めて示唆されました。平成21年4月より本研究が開始され、平成22年3月現在、122名の患者が登録されました。102名が現時点で術後1ヶ月目のデータ解析可能でありました。手術中に採取した右房壁のデータについては、まとめて外注委託しており、45例のみ結果が得られております。【現時点での結果】術後不整脈の発生は、hANP群5例(9.8%)、placebo群14例(27.5%)でありました。術後0病日、第1病日、第7病日、1ヶ月のBNP濃度は、術後0病日を除く全ての期間で、hANP群がplacebo群に比べ有意に低い結果を得ました。レニン、アンギオテンシン-IIは術後0病日、第1病日のみ、hANP群が有意に低い結果で、アルドステロンは第1病日を除く期間でhANP群が有意に低い結果でした。CPK-MBは、術後3時間後、トロポニン-Iは第1病日、H-FABPは、術直後、第1病日で有意にhANP群が有意に低い結果でした。全症例での検討で、血中KL-6が300U/mlを超える症例は有意に術後不整脈を発生する結果が得られました。また術後最低ANP値をみたところ、不整脈発生例はANP濃度が非発生例に比べて有意に低いことがわかりました。以上の結果から、hANP治療により、術後のANP濃度を高く維持すること、hANPによる抗虚血作用、レニンアンギオテンシンアルドステロン系抑制作用により術後不整脈の発生を予防していると現時点では考えています。平成21年4月より本研究が開始され、平成23年3月現在201名の患者が登録されました。182名が術後1ヶ月目を、98例が術後1年目のデータ解析可能でありました。【現時点での結果】術後不整脈の発生は、hANP群10例(10%)、placebo群31例(30.6%)でありました。さらに1年目の値も有意に低い結果でした。術中、術後の体液バランスは、差はありませんでしたが、furosemideの使用量、カリウムの補正量は有意にhANP群で少ない結果でした。レニンは術後0病日、アンギオテンシン-IIは術後0病日、第1病日、アルドステロンは第1病日を除く期間でhANP群が有意に低い結果でした。CPK-MBは術後3時間後、トロポニン-I、H-FABPは術直後、第1病日で有意にhANP群が有意に低い結果でした。全症例での検討で、高齢者、低心機能、血中KL-6が300U/mlを超える症例は有意に術後不整脈を発生する結果が得られました。術後最低ANP値をみたところ、不整脈発生例は有意に低いことがわかりました。以上の結果から、hAMP治療により、術後のANP濃度を高く維持すること、hANPによる抗虚血作用、カリウム保持作用、レニンアンギオテンシンアルドステロン系抑制作用により術後不整脈の発生を予防していると現時点では考えています。その内容については、関連学会の総会等で報告いたしました。今回、術後1年目のデータを解析でき、その中でBNP値がhANP群で低いことから術後早期にレニンアンギオテンシンアルドステロン系(とくにアルドステロン)を抑制したこと、虚血を抑制したことが術後1年の左室機能に影響を与えたものと考えています。心房性ナトリウム利尿ペプタイド(以下hANP)は、心不全治療薬として日本で開発され、その効果が循環器内科領域では明らかにされています。

当施設では本薬剤を用い、心臓手術時における低用量持続投与法を国際的に初めて行い、NU-HIT trialとして前向き研究を行ってきました。その結果から心臓手術時での体外循環の欠点を補う効果、つまりレニンアンギオテンシン系の抑制作用、強力な利尿効果、third spaceへの水分貯留抑制作用、左室リモデリング抑制作用について明らかにしました。またNU-HIT trialの経験からhANP使用例では術後心房細動の発生が少ないことを認めました。しかし、そのメカニズムについては不明であり、本研究の目的は、心臓手術時のhANP使用が術後の心房細動をいかに抑えるのかを検証することでした。【研究結果】心房細動発生率は、hANP群12,2%、placebo群32.7%とhANP群が有意に低率でした。まらhANP群では、術後のangiotensin-II、aldosterone、虚血biomarker、BNPが有意に低く、cyclic-GMPは有意に高い結果をえました。hANPが心房細動の発生を抑えた理由として、1)レニンアンギオテンシン系抑制効果、2)抗虚血作用、3)利尿作用による容量負荷改善作用、4)cGMPをa介した心筋Ca2+過負荷を抑える効果が考えられました.そのことから、hANPが心房細動のアップストリーム治療の1つとして新たに加えられる可能性が示唆されました。
軟骨細胞増殖／分化を制御する新たなメカニズムの同定と解析

軟骨細胞の分化を調節する因子としてCyp26b1に着目した。Cyp26b1を軟骨だけで欠くコンディショナルノックアウトマウスを作ったところ、このマウスの軟骨細胞の分化に異常を認め、軟骨の形成が障害されてマウスの四肢が短くなった。このような短縮がおきたしくみとして、レチノイン酸の役割を解析した。また、軟骨分化に異常を来す疾患であるFGFR3軟骨形成異常症とII型コラーゲン異常症から疾患iPS細胞モデルを作り、病態を解析した。軟骨細胞の形質を保つ因子を同定するためのスクリーニングを行った。XI型コラーゲンα2鎖遺伝子(Col11a2)のプロモーター・エンハンサーは硝子軟骨特異的発現をもたらす。EGFP遺伝子とピューロマイシン耐性遺伝子をIRES配列でつないだレポーターを、Col11a2プロモーター・エンハンサー配列に結合したトランスジーンコンストラクト(Col11a2-EGFP-Puro)を持つトランスジェニックマウスから真皮線維芽細胞(MDF)を培養した。Col11a2-EGFP-PuroMDFにc-Myc,Klf4,Sox9をドキシサイクリン発現誘導システムを使って導入し、軟骨細胞様細胞を誘導した。誘導軟骨細胞様細胞からドキシサイクリンを除去し、DMEM+10%FBS培地で培養して細胞を脱分化させる系を作った。この培養系に、転写因子とシグナル分子をコードしたcDNAライブラリーを導入し、軟骨細胞の形質維持に貢献する因子を探索した。ファーストスクリーニングを半数終え、約10個の候補遺伝子を得た。同培養系を用いて、shRNAライブラリーと化合物ライブラリーのスクリーニングも並行して行い、軟骨細胞の形質を維持するためにターゲット因子の探索も開始した。得られた候補因子、化合物を、脱分化させた初代軟骨細胞培養に投与し、軟骨細胞の形質回復に作用するか否かを2次スクリーニングとして検証することを行っている。検証には、Col11a2-EGFPのGFPレポーターの蛍光、および軟骨細胞マーカーの発現を解析する。また、SIK3遺伝子が軟骨細胞の肥大化に係っていることを突き止めた。SIK3の阻害が関節軟骨に与える影響を調べるために、生後のマウスの関節軟骨でSIK3を欠失するconditional knockoutマウスの作製を行った。SIK3 floxマウスの作製は、キメラマウスを得た。今後neoカセットをflpで欠失させたのち、軟骨特異的Cre-ERマウスと交配する予定である。軟骨特異的Cre-ERマウスとして、Col11a2-CreERマウスを樹立し、関節軟骨でloxPサイトで組み換えられることを、レポーターマウスを使って検証している。軟骨細胞脱分化過程の詳細な解析を行った。軟骨細胞は単層培養で増やすと脱分化して軟骨の形質を失い、線維芽細胞様になると考えられている。しかしその証拠はない。培養開始時に少数だけ存在する線維芽細胞が優位に増殖した結果である可能性も完全には否定できない。軟骨細胞が脱分化して線維芽細胞様になることを示すために、Col11a2-EGFPトランスジェニックマウスの軟骨細胞を単層培養して数が増える様子をタイムラプス撮影した。軟骨細胞が培養期間の経過とともに軟骨細胞は分裂してGFP傾向を失う様子を観察できた。並行して継時的に回収したRNAを使い、real-time RT-PCRにて軟骨細胞マーカーであるII型コラーゲン遺伝子、アグリカン遺伝子が発現低下し、そして線維芽細胞マーカーであるI型コラーゲンα1鎖遺伝子、I型コラーゲンα2鎖遺伝子の発現が上昇したことを確認した。次にCol11a2-Creマウスと、Rosa26-stopfloxed-YFPマウス(floxed stop配列の後にYFP遺伝子を結合したDNAフラグメントをRosa26ローカスにノックインしたレポーターマウス)を交配させてCol11a2-Cre;Rosa26-stopfloxed-YFPマウスを作り、軟骨細胞を初代培養し、リニエージトレーシングを行った。培養後の脱分化した細胞は全てYFPを発現しており、それらの細胞は元々軟骨細胞であったことが確認できた。これらの結果から、軟骨細胞を培養して出来る線維芽細胞様の細胞は、元々は軟骨細胞であったことが明らかになった。また、軟骨細胞をマイトマイシンC処理して細胞分裂を止めて単層培養したところ、この過程で脱分化のプロセスが起きたため、脱分化が細胞分裂に依存しないと考えた。以上の結果は軟骨細胞の脱分化過程を抑制する、または脱分化した軟骨細胞を元の軟骨細胞へ戻す技術の開発への基盤的知見を与えるものである。XI型コラーゲンα2鎖遺伝子(Col11a2)プロモーター・エンハンサーにCreERを結合したトランスジーンを用意し、トランスジェニックマウスを作製した。このマウスとRosa26-stopfloxed-YFPマウスを交配させてCol11a2-CreER;Rosa26-stopfloxed-YFPマウスを作り、そのマウスにタモキシフェンを投与したところ、成長軟骨と関節軟骨特異的にYFPの発現が認められ、組み換えが起こっていることが判明した。さらに、SIK3が関節軟骨代謝関節軟骨病態において果たす役割を解析するために、Col11a2-CreER;SIK3floxedマウスを作製した。SIK3遺伝子のエクソン5の上下流にloxPサイトを挿入したマウスES細胞をEUCOMMから入手し、ブラストインジェクションにより、SIK3 floxedマウスを作製した。SIK3 floxedマウスとCol

11a2-Creマウスを交配したところ、その表現系が、conventional SIK3ノックアウトマウス同様に、マウス胎仔の軟骨原基において増殖軟骨細胞層の著名な伸長と細胞肥大化の遅延を認めた。このことから、SIK3 floxedマウスが予定通り作れていると判断した。今後、このSIK3 floxedマウスと上述のCol11a2-CreERマウスを交配し、Col11a2-CreER;SIK3floxedマウスを作製し、生後にタモキシフェンを投与して関節軟骨におけるSIK3の機能を調べる。また、このマウスに変形性関節症モデルを導入し、変形性関節症病態におけるSIK3の役割を解析する。また、Col11a2-Cre; Cyp26b1 cKOマウスを作製、解析し、内軟骨性骨化におけるCyp26b1とレチノイン酸シグナルの機能を解析した(BBRCに発表)。iPS細胞を軟骨細胞へ分化させ、軟骨組織を作る方法を開発した(Stem Cell Reportsに発表)。FGFR3軟骨異形成症の疾患特異的iPS細胞モデルを作り、病態解析と創薬研究を行った(Natureに発表)。II型コラーゲン異常症について、iPS細胞とダイレクト・リプログラミングを用いて疾患モデル研究を行った(Hum Mol Genetに発表)。軟骨細胞の分化を調節する因子としてCyp26b1に着目した。Cyp26b1を軟骨だけで欠くコンディショナルノックアウトマウスを作ったところ、このマウスの軟骨細胞の分化に異常を認め、軟骨の形成が障害されてマウスの四肢が短くなった。このような短縮がおきたしくみとして、レチノイン酸の役割を解析した。また、軟骨分化に異常を来す疾患であるFGFR3軟骨形成異常症とII型コラーゲン異常症から疾患iPS細胞モデルを作り、病態を解析した。26年度が最終年度であるため、記入しない。骨軟骨代謝学26年度が最終年度であるため、記入しない。軟骨細胞の形質を保つ因子を同定するためのスクリーニング系を作り、スクリーニングを開始して候補因子を得つつある。また、軟骨細胞の肥大化に関与する因子としてSIK3に焦点を当て、その欠失が関節軟骨に与える影響をコンディショナルノックアウトマウスを使って調べるための準備を行っている。軟骨細胞の形質維持に係る因子のスクリーニングと解析を引き続き行う。軟骨細胞脱分化の過程をタイムラプス撮影により解析する。SIK3ノックアウトマウスの軟骨細胞で肥大化遅延が起こる分子メカニズムを解析する。本研究課題の目的は、硝子軟骨細胞の脱分化および肥大変性の機序を分子レベルで解析し、それらを阻止することで高品質の軟骨細胞を誘導/維持する方法の開発に貢献することである。本年度は、軟骨細胞が線維芽細胞様細胞へ変性・脱分化する過程をタイムラプス観察し、軟骨形質が失われていく過程を詳細に観察した。そして、細胞分裂が脱分化に必ずしも必須でないことを示した。これらの知見は、脱分化した軟骨細胞を元の軟骨細胞に戻す技術を開発するときの基盤になり得る。また、本年度はヒト皮膚線維芽
高次元データの次元圧縮によって実現する磁性と超伝導の第一原理計算

密度汎関数理論(DFT)に基づく第一原理計算と動的平均場理論(DMFT)による多体モデル計算を組み合わせることで、現実的な結晶構造と電子相関を考慮した電子状態(一粒子励起スペクトル)の計算が可能になってきている。一方で、磁性や超伝導の議論に必要な二粒子応答(静的・動的感受率)の計算は、数値計算の困難のために実現していない。データ科学など、多角的なアプローチを応用してこの困難を解決し、DFT+DMFT法による二粒子応答の計算を実現することが本研究の目的である。この目的の遂行に向けて、本年度(初年度)は以下の成果を得た:(1) DMFT法における静的感受率の計算において問題となる計算量の問題を解決する近似法を考案した。その近似の結果得られた新しい式は、十分な精度を保ちつつ計算量を劇的に削減しており、現実的なd軌道やf軌道の詳細を考慮することが可能である。これにより、DFT+DMFT法を用いて現実の強相関化合物の磁性や軌道秩序を計算することが可能となった。(2)強相関電子系の数値計算で主要な役割を果たす温度グリーン関数をコンパクトに表現することができるIR基底を二粒子応答(二粒子グリーン関数)へ拡張した。この技術を用いることで、動的感受率の計算で障壁となるデータ量と計算量が劇的に緩和される。これにより、DFT+DMFT法による動的二粒子応答の計算が現実的なものとなった。(3)以下に示す4つのオープンソースソフトウェアの開発と公開を行った。(a)DFT+DMFT法による強相関化合物の電子状態計算プログラムDCore,(b)IR基底を手軽に利用できるライブラリirbasis,(c)連続時間量子モンテカルロ法による量子不純物模型ソルバーALPSCore/CT-HYB, (d)連続時間量子モンテカルロ法による量子多体格子模型ソルバーALPS/CT-INT.DFT+DMFT法による静的感受率の計算[成果(1)]と動的感受率の計算[成果(2)]において、大きな進展があった。これらの方法は、d電子やf電子系の軌道自由度に起因する量的問題(データ量・計算量)を緩和し、これまで実現不可能であった現実的な強相関化合物の静的・動的感受率計算を可能とするものである。今後の応用が大いに期待される成果である。特に、動的感受率に関する進展は、当初の計画(第2年度目)を上回っている。成果(3)のオープンソースソフトウェア開発では、複数のプログラムの公開が着実に進んでいる。以上のことから、「当初の計画以上に進展している」と判断する。今年度中に開発した新しい静的感受率および動的感受率の計算法によって、計算量・データ量の根本的な問題は解決したといえる。今後はこの方法を現実的な化合物に応用していく。具体的には、静的感受率の計算による化合物の磁気・軌道秩序の定量的議論や動的感受率の計算による強相関化合物の磁気励起の計算を行う。また、DFT+DMFT法の計算プログラムDCoreを中心として、静的・動的感受率計算のプログラムも随時公開し、成果をコミュニティに還元していく。

これらの方法は、d電子やf電子系の軌道自由度に起因する量的問題(データ量・計算量)を緩和し、これまで実現不可能であった現実的な強相関化合物の静的・動的感受率計算を可能とするものである。今後の応用が大いに期待される成果である。特に、動的感受率に関する進展は、当初の計画(第2年度目)を上回っている。成果(3)のオープンソースソフトウェア開発では、複数のプログラムの公開が着実に進んでいる。以上のことから、「当初の計画以上に進展している」と判断する。今年度中に開発した新しい静的感受率および動的感受率の計算法によって、計算量・データ量の根本的な問題は解決したといえる。今後はこの方法を現実的な化合物に応用していく。具体的には、静的感受率の計算による化合物の磁気・軌道秩序の定量的議論や動的感受率の計算による強相関化合物の磁気励起の計算を行う。また、DFT+DMFT法の計算プログラムDCoreを中心として、静的・動的感受率計算のプログラムも随時公開し、成果をコミュニティに還元していく。
前庭系可塑のメカニズム解明とデコンディショニング治療への展開

高齢者や帰還後の宇宙飛行士では前庭器の機能低下による平衡機能障害や起立性低血圧が問題となっており,これには前庭系可塑の関与が示唆されている。しかし,可塑のメカニズムやそれが引き起こす生理機能調節力低下(デコンディショニング)の全容が不明であるため,障害や症状に対する効果的な予防法やリハビリテーション法が確立されていない。本研究では,前庭系可塑のメカニズムを解明し,生理機能調節力低下への対策を確立するために,ヒトや動物を対象に研究を行う。さらに,JAXAの「きぼう」利用フィジビリティスタディを通じて,宇宙空間での自律神経デコンディショニングについても調べる。
プラズマグラフトフィリング重合法を用いた有機・無機ハイブリッド膜の開発

本研究において、溶媒分離用フィリング重合膜のコンセプトを無機基材に応用し、有機-無機複合膜の開発を試みた。この膜は溶媒分離において、溶解選択性を有機充填ポリマーにより発現し、膜の膨潤を無機基材骨格により抑制することができる。無機基材を使用するため、高温での使用にも耐える分離膜となるはずである。昨年度はプラズマグラフト重合法により多孔性ガラス基材中の細孔をポリメチルアクリレートグラフト鎖で充填した膜の作製に成功した。本年度はこの重合法を多孔性セラミック基材に応用し、耐熱性および耐圧性に優れた複合膜の開発を目標とした。具体的にはセラミックにプラズマを照射した表面のグラフト重合反応性を確認し、多孔性セラミック細孔中に有機グラフト重合相を充填した膜の開発を行った。無機基材に対する低温プラズマを用いたグラフト重合反応では、基材表面の-OH基部分から重合反応が進むと考えられている。TG法により、セラミック基材表面の-OH基密度を測定した結果、シリカを含有するαアルミナ基材では酸処理により表面の-OH基密度は増加するが、純粋なアルミナ基材では増加しなかった。,Si-0-Si結合が酸によりシラノール基に変換されたと考えられる。また、グラフト重合反応においても酸処理をしたシリカ含有アルミナ基材では重合速度が向上した。純粋なアルミナ基材でも重合量を確認できた。また、重合相は化学的に安定であり、クロロホルム中での超音波洗浄においても剥がれることはなかった。グラフト重合相は多孔性基材内部の細孔中にも形成することが確認でき、指針にしたがったフィリング重合膜がアルミナ基材を用いても作製可能であることを明らかにした。最後に、作成した膜を用いてクロロホルム-ヘキサン系のPV分離実験を行ったが、安定な分離性能を示した。今後、構造を最適化することにより、高い分離性能および耐圧性が期待される。本研究において、溶媒分離用フィリング重合膜のコンセプトを無機基材に応用し、有機・無機複合膜の開発を試みた。プラズマグラフト重合法により多孔性ガラス基材中の細孔をポリメチルアクリレートグラフト鎖で充填した膜の作製に成功した。プラズマを用いた改質において、無機多孔材料内の細孔表面にグラフト鎖を固定することに成功したのは、本研究が初めてである。本研究で発見したプラズマによる無機多孔材料へのフィリング重合は溶媒分離膜に限らず広い分野への応用が可能であろうと考えている。グラフト充填相の厚みは、基材細孔が小さいほど薄くなることが分かった。また、予め基材細孔表面に有機層を固定しておけば、より均一なグラフト重合層が形成できることも分かった。今後、重合機構を制御すれば薄膜化できることが示唆される。作製した複合膜は、充填ポリマーの溶解性によりクロロホルム/ヘキサン分離において高いクロロホルム選択性を示し、無機基材の方が弾性力のある有機基材よりも膨潤抑制効果が高いことを示した。
沿岸域の環境管理における漁業者による環境保全活動の国際比較

水質の変化や沿岸域の土地利用変化による漁業環境の悪化に対して、漁業者組織が漁場における問題認識に基づいて問題提起をしていた。漁業者による環境保全活動は、沿岸域の環境管理における産業としての取り組みだけではなく、持続的な自然環境の維持にもつながる役割を果たしていた。沿岸域管理における環境政策と住民参加の国際的比較として、韓国とアメリカ合衆国における沿岸域で調査した。行政主導の環境政策だけではなく、産業や地域を主体とした環境保全活動が試みられてきていた。各地域における環境保全への取り組みは、環境思想による影響が沿岸域管理にも及んでおり、事例に基づいた時系列的な環境活動の実態解明が望まれる。当初の研究目的であった、沿岸域の漁業者による環境運動への主体的取り組みを明らかにしていくために、琵琶湖に関する環境運動において、日常的に沿岸域で生産活動に従事している漁業者を対象とした聞き取り調査を継続して実施した。沿岸域管理における環境政策と住民参加の国際的比較として、継続して韓国とアメリカ合衆国における沿岸域の地域で調査を実施した。行政主導の環境政策だけではなく、産業や地域を主体とした環境保全活動が試みられてきていることを確認できた。国内外の沿岸域における環境政策では、どこも利害の一致が難しく産業間の調整も必要となる。漁業だけではなく、都市住民や工業、農業あるいはレジャー産業による水面の利用方法から課題と展望を導き出すことが重要である。調査から得られた資料を基に、日本や世界各地の沿岸域で生じている環境問題として、その解決策を比較、検討するための準備作業に取り組んだ。環境保全への取り組みに関しては、各国・各地域における環境思想の影響が沿岸域管理にも及んでおり、具体的な沿岸域の事例に基づき、時系列的な環境活動の実態解明を進めていくことにした。本研究では、水質の変化や沿岸域の土地利用変化による漁業環境の悪化に対して、漁業者組織が漁場における問題認識に基づいて問題提起をしていたことを確認できた。漁業者による環境保全活動は、沿岸域の環境管理における産業としての取り組みだけではなく、持続的な自然環境の維持にもつながる役割を果たしていたことが分かった。沿岸域管理における環境政策と住民参加の国際的比較として、韓国とアメリカ合衆国における沿岸域の地域で調査を実施した。各国・各地域における環境保全への取り組みは、それぞれの環境思想による影響が沿岸域管理にも及んでおり、具体的な沿岸域の事例に基づき、時系列的な環境活動の実態解明を進めていくことが望まれる。沿岸域においてもっとも環境変化に敏感だと想定される漁業者に注目し、さまざまな開発事業などにより、いかにして沿岸域が改変され、どのように漁業に影響を及ぼしたかを解明しつつある。漁業者を中心とした沿岸域の住民が環境問題や環境変化にどのように対応してきたかを分析するため、基礎的な資料収集作業を実施した。対象地域として訪問したのは、ラムサール条約登録湿地であり伝統的に漁業が継続されつつ環境問題が発生している琵琶湖、沿岸域の改変が漁業者を変貌させた瀬戸内海、国際的な比較研究の観点から、ラムサール条約登録湿地や沿岸域開発の問題を抱える韓国の漁村及び湿地と、アメリカ合衆国の五大湖沿岸である。国内外の沿岸域における漁業集落および漁業者への現地調査を実施するために、既存の統計や先行研究からすでに明らかになっている沿岸域の環境問題と沿岸漁業の実態に加え、沿岸域の開発による漁場の改変と漁業者による環境運動を把握した。沿岸域の歴史的変化に関しては、開発事業によって、どのように地域社会が変貌したのかを解明するために、関連する史資料、旧版地形図、空中写真を漁業集落単位に収集した。さらに国勢調査等の統計データを用いることによって地域社会構成の観点からも沿岸域の居住者の変容を分析するためのデータベース構築に着手した。研究対象地域の環境政策に関しては各国や沿岸自治体の資料調査を行い、環境運動や住民参加といった視点でどのように変容してきたか、さらには今後の沿岸域における環境ガバナンスのあり方についても情報提供をできるような調査を実施し始めた。初年度は、現地調査による研究テーマの概要把握と、文献を中心とした資料収集による準備作業が中心であった。国際比較の観点からは漁業者の動向に差異がみられるものの、沿岸域の開発によって漁業や漁業集落での生活が大きな変化の影響を受けてきていることを確認できた。過去に実施した研究実績を踏まえて、埋め立てや工業化などをきっかけとした開発事業による沿岸域の変容と、漁業集落単位の地域的な変容を地形図、空中写真、統計データ等から明らかにしつつある。国内外での沿岸域の環境変化を把握するための資料収集とともに、漁業者に対して聞き取り調査を行った。日本と韓国については公刊の地形図を収集することができた。アメリカ合衆国の沿岸域に関しては一部のミクロスケールの地図は収集したが、やや広い範囲ではインターネット上で公開されている地図や空中写真に頼ることになった。沿岸域の改変を理解するための文献は翻訳文献と原著の両方を収集した。

既存研究に対する批判的検討においては、時代背景や地域的差異にもよるとはいえ、沿岸域のステークホルダー間の利害関係の解明がまだ不足していることと、生業にも配慮した持続的な環境管理への政策誘導が重要であることがわかってきた。沿岸域における環境政策には、産業としての漁業政策にも目を配った政策過程分析が必要である。漁業集落の絞り込みに関しては、日本と韓国ではほぼ想定した条件で、選出が可能であることが分かった。一方で、アメリカ合衆国の沿岸域は湖沼の面積が膨大であることに加え、産業の立地条件が日本や韓国とは異なるため、漁業に限らず沿岸域管理の環境政策を分析可能な場所を選定できるように条件の幅を広げた。各種資料調査と現地調査によって、沿岸域における地域社会の変容と生業の変化を環境問題の観点から解明するための、材料がそろいつつある。よって本研究はおおむね順調に進展しているといえる。過去に実施してきた研究方法を踏襲し、開発事業による全体的な沿岸域の変容と、漁業集落単位の地域的な変容を地形図・空中写真・統計データ等から明らかにしていくための、基礎的な資料はほぼ収集できた。琵琶湖や瀬戸内海沿岸の地形図に関しては既収集分に加えて、旧版地形図と空中写真を新規に購入できた。韓国の地形図に関しては現地で購入するとともに、過去に発行された地形図を日本国内で所蔵している場所で複写した。過去1世紀にわたる沿岸域の変化を旧版地形図と現在の地形図を比較することによって把握することができる。アメリカ合衆国の地図は書籍による資料入手にとどまっている。専門家にも照会して地形図の収集を継続する。また現地調査に関する文献を数多く入手できた。資料収集とともに、漁業者に対して聞き取り調査を行うために現地への予備調査を実施した。琵琶湖はすでに数年前から調査に取り掛かり始めていたので、瀬戸内海沿岸で重要な調査地点となるような場所を訪問した。過去の研究に加えて沿岸域における大規模開発が実施されつつある地域での漁業者への影響を確認できた。韓国の沿岸域では内湾や湿地の干拓、あるいは自然保護区域への登録によって、漁業者に影響を与えたような場所を把握した。土地利用変化や産業構造の変容が日本同様に確認できた。五大湖沿岸では工業都市周辺を中心に沿岸域の環境を確認した。漁業集落との関連は歴史資料や統計資料との照合を含めて、継続的に開発による沿岸域環境への影響を調査する。既存研究における限界と課題を明らかにすることによって、今後の沿岸域における環境政策の課題を導き出すための論点整理を実行した。また沿岸域の環境政策と漁業政策に関して開発事業を踏まえた政策過程を分析するための、基礎的な文献を収集できた。総じて年度当初の目標に近い地点まで到達できているといえる。
宇宙第一世代の星の観測的研究

近赤外領域(波長1-5μm)において空の明るさと揺らぎを求めた。赤外線天文衛星「あかり」の観測から100秒より大きな角度にこれまで知られている放射成分では説明できない揺らぎが存在し、これが宇宙第一世代の星の痕跡である可能性が高いことを示した。また、波長1μm付近でのスペクトルと空の揺らぎの観測を目的としてロケット実験CIBERを企画・遂行した。観測は2009年2月に成功し興味ある結果を得た。平成20年春の打ち上げを目指している近赤外線背景放射の観測を目的とするロケット実験CIBERの準備を行った。望遠鏡4台を設計・製作した。本研究費により波長0.8ミクロンから1.6ミクロンを低分散で分光する分光器を製作した。その他の3台(撮像器2台、黄道光測定器1台)はアメリカおよび韓国の共同研究者による経費負担で製作された。これらの望遠鏡を常温で光学特性の評価を行い、十分な性能を有していることを確かめた。また望遠鏡を冷却する液体窒素冷却クライオスタットの設計・製作を名古屋大学において行い、所期の性能を有していることを確かめた。今後望遠鏡をクライオスタットに取り付け、打ち上げの振動に耐えるかどうかの環境試験、低温での光学特性の評価、絶対値の較正等を行う予定である。IRTSデータの再解析を進めた。これまでより広い領域のデータを解析し、背景放射のスペクトルが以前の結果と一致することを確かめた。また空間的揺らぎの2次元画像を初めて作成し空間周波数による分布を調べ、2度に特有な分布を持つことを見いだした。この揺らぎは予想より大きく、星・銀河等の前景放射成分では説明できないことがわかった。この結果は近日中に論文としてとりまとめられる予定である。平成17年2月に打ち上げられた我が国初の赤外線天文衛星「あかり」は順調に飛行し、良好な観測データを送り続けている。そのうち赤外線カメラによる北黄極域のサーベイデータを用い、背景放射の揺らぎの解析を波長2ミクロン、3.5ミクロン、5.0ミクロンで行った。現在まだ解析中であるが興味深い結果が期待されている。平成18年度の経費によって製作したクライオスタットおよび望遠鏡を一体として組み立て観測装置として完成させた。望遠鏡の低温下での結像性能が良好であることを確認するとともに、振動試験を宇宙研において実施しロケット打ち上げ環境に耐えられることを確かめた。その後CIBERをカリフォルニア工科大学に輸送し、エレクトロニクスとともに最終的な試験を行った。平成20年2月にはNASAのワロップス基地においてテレメータ、姿勢制御系との噛み合わせを行うとともに、環境試験を行い、ロケット打ち上げに問題がないことを確認した。これにより、平成20年67月期にCIBER実験を行うことが可能となった。前年度に引き続きIRTSのデータ解析を進め、大角度の揺らぎの解析をおこなった。その結果、数度のスケールでの有意な角度揺らぎの存在が確認され、星・銀河等の前景の放射成分では説明できないことがわかった。これは観測された未知の一様放射成分が銀河系外起源であることを示しているものである。平成18年2月に打ち上げられて我が国初の赤外線天文衛星{あかり}に搭載されている赤外線カメラによって観測された黄道の極方向の撮像データの解析を行った。季節変化から黄道光のモデルを作成し、それにより黄道光成分を差し引いた結果、近赤外線領域に空の明るさにIRTSと矛盾しない一定の等方成分が残ることが確認された。また、約2度に及ぶ天域について空の揺らぎをしらべ、IRTSとほぼ同様な大きな揺らぎを見いだした。これらの結果は全く独立な実験からIRTSの観測と同じ結果を得たものであり、銀河形外起源の放射成分が確実に存在することが確認されたといえる。平成20年度は本計画の最終年度にあたり、近赤外宇宙背景放射観測ロケット実験CIBERの製作・最終較正を行った。CIBERは当初20年7月の打ち上げが予定されていたが、装置の不具合のため延期となり、平成21年2月にニューメキシコ州ホワイトサンヅのNASAの基地から打ち上げられた。装置は全て正常に動作し当初の目的とするデータの取得に成功した。データは現在解析中であるが、興味深い結果がすでにいくつか得られている。また我が国の赤外線天文衛星「あかり」のデータ解析を行い、黄道の極方向の10分角での空の揺らぎを求めた。その結果、読み出し雑音や銀河系内の星・宇宙塵、銀河等既知の天体では説明出来ない大きな揺らぎが見いだされた。この揺らぎは波長が短いほど大きくまた波長間の相関はかなり弱い。これらの結果は観測された揺らぎが宇宙最初の星・種族IIIの星に起因することを強く示唆しているものである。CIBERおよび「あかり」のデータは宇宙第一世代の星の研究にとって他に例のない極めて重要なものであり今後の研究の展開が大いに期待されている。
磁気光学プラスチック光ファイバの開発

本研究では,磁気光学効果を利用した電流センサの性能向上を,より低コストで実現することを目指して,磁気光学素子としてBi-YIG(ビスマス置換イットリウム鉄ガーネット)微粒子をプラスチックに分散させた光ファイバを開発することを目的とした.ファイバの作製のために必要なBi-YIG微粒子分散インクの作製には,従来分散膜で使用していたエポキシや界面活性剤の変わりに,マトリックスとなるメタクリル酸メチル(MMA)と分散剤の働きをしていると考えられるポリメタクリル酸メチル(PMMA)にガーネット微粒子を加えることによるボールミリングを用いた.また,ファイバの作製にはプリフォーム紡糸法ではなく,キャピラリー管重合法を採用した.光学的・磁気光学的特性に関しては,Bi-YIG微粒子濃度の増加とともに,吸収係数が増加し透過率は低下するが,磁気光学特性(飽和ファラデー回転角,等価ヴェルデ定数)は増加した.また,等価ヴェルデ定数は希土類イオンドープガラスの10倍の値を有しており,出力面ではそれらを用いた電流センサの10倍の性能向上が期待できる.また,最適な使用波長は520nmであった.次にさらなる磁気光学性能の向上を目的として,膜中のBi-YIG微粒子の分散性向上を図った.その手法として,共沈中にNaOH水溶液を添加してpHを高くかつ一定に保つこと,及び硫酸アンモニウムを添加することの2つを実施した.いずれも結晶化したBi-YIG粒子をミリング時に数十nmの粒子にまで粉砕でき,透過特性が従来法と比較して向上するだけでなく,ファラデー回転角の増加をも誘導した.それにより磁気光学性能指数は従来の2倍以上にまで向上した.断面TEM観察から,このような優れた特性の膜では2040nmの大きさのBi-YIG微粒子が均一に分散していることを確認した.本研究では,磁気光学効果を利用した電流センサの性能向上を,より低コストで実現することを目指して,磁気光学素子としてBi-YIG(ビスマス置換イットリウム鉄ガーネット)微粒子をプラスチックに分散させた光ファイバを開発することを目的とした.ファイバの作製のために必要なBi-YIG微粒子分散インクの作製には,従来分散膜で使用していたエポキシや界面活性剤の変わりに,マトリックスとなるメタクリル酸メチル(MMA)と分散剤の働きをしていると考えられるポリメタクリル酸メチル(PMMA)にガーネット微粒子を加えることによるボールミリングを用いた.また,ファイバの作製にはプリフォーム紡糸法ではなく,キャピラリー管重合法を採用した.光学的・磁気光学的特性に関しては,Bi-YIG微粒子濃度の増加とともに,吸収係数が増加し透過率は低下するが,磁気光学特性(飽和ファラデー回転角,等価ヴェルデ定数)は増加した.また,等価ヴェルデ定数は希土類イオンドープガラスの10倍の値を有しており,出力面ではそれらを用いた電流センサの10倍の性能向上が期待できる.また,最適な使用波長は520nmであった.次にさらなる磁気光学性能の向上を目的として,膜中のBi-YIG微粒子の分散性向上を図った.その手法として,共沈中にNaOH水溶液を添加してpHを高くかつ一定に保つこと,及び硫酸アンモニウムを添加することの2つを実施した.いずれも結晶化したBi-YIG粒子をミリング時に数十nmの粒子にまで粉砕でき,透過特性が従来法と比較して向上するだけでなく,ファラデー回転角の増加をも誘導した.それにより磁気光学性能指数は従来の2倍以上にまで向上した.断面TEM観察から,このような優れた特性の膜では2040nmの大きさのBi-YIG微粒子が均一に分散していることを確認した.高感度な磁気光学プラスチック光ファイバを実現するために,大きな磁気光学効果を示す微粒子分散材料を作製することが重要である.そこで本研究の第一段階として,従来開発されてきた磁気光学BiYIG微粒子分散プラスチックより大きな磁気光学効果を示す微粒子分散プラスチックの作製を目指し,材料開発を行った.従来我々が用いてきた手法は,原料のカチオンを含む硝酸水溶液にNH_3水溶液を混合し,共沈殿を得る手法であったが,この手法では共沈時のpHが一定でないために,粒子の粒径が不均一になる傾向にあった.そこで,NH_3やNaOHのアルカリ水溶液に逆にカチオン硝酸水溶液を滴下し,さらにアルカリ水溶液でpHが一定となるようにコントロールし,共沈を行った.その結果,極めて粒子サイズの揃った平均粒径30nm以下のBiYIG微粒子を得ることに成功した.作製した微粒子をプラスチック光ファイバと類似のプラスチック材料に分散させ磁気光学特性を測定したところ,性能指数が従来の2.6から4.8に増大することが明らかになった.この大きな性能指数は粒子サイズが小さく均一になったことにより,不均一な微粒子による入射光の散乱が抑制されたことに起因すると考えられる.以上のようにして得られた粒子サイズの均一なBiYIG微粒子を,実際にプラスチック光ファイバに分散するための技術開発を現在進めており,また,それを微細加工するための装置の設置が完了している.平成12年度において得られた,アルカリ水溶液を用いてpHを制御することによる手法の最適化を行い,アルカリとして用いる水酸化ナトリウム水溶液とアンモニア水溶液との混合比の調整により,結晶化温度が100°Cの幅をもつことを見出した.結果として500°C程度でBi-YIGの結晶化に成功した.次にボールミリングによるガーネット微粒子の均一分散手法について検討を行い,特にミリング時間と粒子構造,分散状態,磁性についての検討を行なった.

その結果,粒子の結晶子寸法の分布が540nmであり,ミリング時間の増加とともに,TEM観察から平均粒子寸法の大きな変化はないが,大きな粒子が減少し小さな結晶子が増加していく傾向が見られた.ただし,X線回折のピークの大幅な減少に対応する結晶性粒子の減少は観察されなかった.また粒子の分散性は時間とともに向上したが,磁化の減少が見られ,これはX線回折の結果とよく一致した.さらに,メスバウアー分光の結果も磁化の減少を支持する結果となり,粒子観察と磁性との関連性について十分な対応関係が得られていないことがわかった.一方,光学的・磁気光学的評価結果から,ミリング時間とともに透過率は急激に減少し飽和すること,ファラデー回転は透過率よりは緩やかに単調減少すること,その結果として30時間程度の最大の磁気光学性能指数が得られることがわかった.そのときの粒子分散状態と超常磁性限界寸法の見積もりとから,寸法として3050nmの粒子が凝集せずに均一に分散した状態を得ることにより最高の性能指数が得られるという指針を得た.磁気光学特性向上のために要求されるBi-YIG簿粒子の分散性向上を図るために,微粒子合成工程における硫酸アンモニウムの添加効果を調査した.さらに,分散性の高い微粒子を用いた場合に分散体中の微粒子濃度を向上させることにより,光学特性をさほど劣化させることなく磁気光学特性を向上させられる可能性があるので,微粒子濃度に対する磁気光学特性の変化を調べた.硫酸アンモニウムを添加することにより,その濃度が金属イオンに対して3.0%まではほとんど結晶性・磁性に変化はなかったが,それ以上の濃度では結晶性が大きく劣化し,ガーネット以外のピークもX線回折では見られた.微粒子分散体においては,ミリング時間が36時間のときにいずれも磁気光学性能指数が最大をとったが,硫酸アンモニウムを添加したものは2倍以上の性能指数を示した.さらに磁界センサとして用いるのに要求されるファラデー回転角の磁界感度(等価ヴェルデ定数)も向上した.TEM観察から,磁気光学特性に優れる分散媒体では微粒子の凝集がほとんどなく,数十ナノメートルの粒子が分散していることがわかった.さらにこの分散性の高い微粒子を従来の40vol%から80vol%まで媒体中の濃度を変化させて,特性の変化を調べた.80vol%になると,膜にクラックが入り透過特性が劣化したが,60vol%までは性能指数もヴェルデ定数も微粒子濃度とともに増加した.分散性向上により従来では行なうことができなかった高濃度の微粒子添加が可能になり,光学・磁気光学特性を調整するためのパラメータを拡張する知見を得たといえる.
子どもの気付きの質を高める生活科授業構成に関する研究

生活科では,「具体的な活動や体験」を中核とし,子ども自身が対象と直接関わる中で,実感を伴った「気付き」を獲得しながら学習が進められる。しかし,一方で,学習が単なる活動や体験だけにとどまることも多く,その中で得られた児童一人一人の気付きを元に学習が深まっていくことが見られないという状況もある。本研究は,このような課題を抱える生活科の学習において,「気付きの質を高める」ことに焦点を当て,どのような手立てを講じることが有効なのか,明らかにしてこうとするものである。本研究では,子どもの「気付きの質を高める」ための手立てとして,朝倉淳の提唱する「気付きの構造表」「活動実現型学習過程」を取り入れながら,その授業構成について研究を行った。「気付きの構造表」とは,1単元の学習の中で,予想される児童の気付きを予め予想し,それをいくつかの階層に分類し,一覧表にしたものである。「活動実現型学習過程」とは,「具体的な活動・体験」を中心とし,その「繰り返し」と「振り返りとしての話し合い」を位置づけた学習過程である。本研究では,特に「振り返りとしての話し合い」における発問のあり方に焦点を当て,研究を進めた。本研究によって明らかになったことは,(1)子どもの気付きの質の高まりを,「気付きの構造表」を用いた「ルーブリック評価」によって見取ることができること,(2)「振り返りとしての話し合い」で,気付きの質を高めるための手順と発問構造のモデル化が可能であること,の2つである。(1)については,構造表の第1層の気付きを第2層へと引き上げることができたかどうかが達成基準となる。また,予め構造表を作成しておくことによって,児童の発言に教師が柔軟に対応することができ,学習が無方向に広がることを防ぐことができる。(2)については,話し合いを,活動・体験によって得られた児童の気付きを引き出す段階から,児童相互で質疑応答を行う段階,教師の発問によって気付きを高める段階へと進めていく。最終段階の発問構造は,まず共通事項の抽出(比較・分類)を行い,次に因果関係を把握(関係付け)し,最後に自己と学習対象との関わりについてについて考える(価値づけ),というものである。