hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水和水ダイナミクスによって誘起されるタンパク質機能関連モードの観測

本研究では、タンパク質水和水のナノ秒-ピコ秒におけるダイナミクスの温度依存性を評価することを目的としている。そのためには、ギガヘルツ(GHz; 10^9 Hz)-テラヘルツ(THz; 10^12 Hz)領域における複素誘電率スペクトルを包括的に測定することが必要である。これまで、0.5-20GHz、および0.3-2THzでの温度依存性スペクトル測定は可能であったが、それらの間に存在する周波数ギャップを埋めることが課題であった(Yamamoto et al., JPCB 2016, 120, 4743-4755; Yamamoto etal, JPCB 2018, 122, 1367-1377)。そこで今年度は、福岡工業大学が管理するベクトルネットワークアナライザの温度変化を可能にするための恒温槽を購入し、ベクトルネットワークアナライザと組み合わせた。モデル球状タンパク質であるリゾチームを用いて測定を行った結果、-40°C20°Cにおいて良好な温度依存性スペクトルを測定することができた。また、紫膜においても良好な結果を得ることができた。さらに、50GHz-0.3THzのギャップを埋めるために、神戸大学が管理する低周波数テラヘルツ帯用のテラヘルツ時間領域分光計を用いて、水和リゾチームの温度依存性を評価した。低周波数帯の測定では2cmの広口径な測定セルが必要であるため、それにあわせてセルの窓材について検討した。その結果、-20°C20°Cにおいて60GHz0.3THzにおける複素誘電率スペクトル測定を行うことができ、先行研究と矛盾しない温度依存性を示すことを確認した。これらの結果を先行研究で得られたデータセットとつなぎ合わせたところ、0.5GHz-2THzにおいてなめらかに接続されたスペクトルを得ることができた。本研究は0.5GHz0.3THzにおける温度依存性複素誘電率スペクトル測定を行うことが必須であった。初年度において、そのために必要な装置および環境の整備を行うことができ、かつ実際に温度依存性スペクトルの測定を行うことができた。したがって、本研究計画を実行するための基盤が整備されたことから、研究は滞りなく進んでいると言える。0.5GHz-2THzの温度依存性広帯域複素誘電率スペクトルを回転緩和および低振動運動を含むモデル関数でデコンボリューションすることにより、各温度点におけるダイナミクスの評価を行う。特に、20GHz-0.3THzのデータが加わったことから、先行研究で用いてきた関数系ではこのギャップのスペクトル成分を再現しきれない可能性がある。そこで、新たな回転緩和成分、あるいは振動成分を導入することにより、その問題の解決を図る。一方で、これらの単純な分子運動に由来する関数形ではスペクトルを再現できない可能性もある。その場合は、広く理論研究者の意見を取り入れることにより、新たな関数形の構築も視野に入れて解析を進める。

そこで、新たな回転緩和成分、あるいは振動成分を導入することにより、その問題の解決を図る。一方で、これらの単純な分子運動に由来する関数形ではスペクトルを再現できない可能性もある。その場合は、広く理論研究者の意見を取り入れることにより、新たな関数形の構築も視野に入れて解析を進める。初年度に購入した恒温槽の価格が未定だったため、初年度に前倒し支払をして必要より多い額の前倒し受け入れを行った。実際の恒温槽購入には十分な額であったため、次年度使用額が生じた。今後は実験および打ち合わせのために神戸大学および福岡工業大学へ行く必要があり、その旅費に当てる。また、学術論文投稿のための支出に充てる。
携帯端末を利用した学習方略支援の試み-学習不適応を示す大学生への働きかけ-

前年度では,携帯端末を利用し,学習に関する時系列的な変化のプロセスを調べた。その結果,適応的な変化過程を示していると考えられる学習者とそうでない学習者がみられ,内発-外発の動機づけ,自己効力感,学習時の不安感,持続性,学業ストレス対処方略,自己動機づけ方略などに違いがみられることが示唆された。また,携帯端末を利用した学習相談・学習支援に対するニーズの分析を試み,学習方略のあり方や動機づけのタイプなどの学習者特性によって支援ニーズには違いがみられることを明らかにした。これらに基づき,本年度は,ICTによる学習方略支援の方策を立案する手立てとして「ICTを活用した自己調整学習方略(ICT-SRLS)」尺度の構成を進め,ICT-SRLSが動機づけ,動機づけ予測因,学業成績とつながっていることを確かめた。以上の知見をふまえて,最終的には,短期大学生を対象に半期にわたり講義2科目と演習1科目を対象科目として携帯メールによる学習方略支援を実際に試み,事前と事後にインタヴューを行い,質的な検討を行った。支援に先立って,ICT-SRLSを実施し,それぞれの学習者特性を把握するようにした。また,事前インタヴューでは,学習不適応の問題を探るべく,学習上の悩みやニーズが明らかにされ,約3ヵ月の支援期間ののち,事後インタヴューでは,支援の効果と問題点について分析を行った。ICTと対面による支援のそれぞれの利点をうまく使い分けてゆくこと,学習アシスタントといったリソースをどのように配置するとよいか,学習方略支援を自己調整学習の成立につなげてゆくにはどのようなことが必要かといった点など,考察がなされた。短期大学生を対象に,携帯端末を利用し,定期試験に向けての学習意欲,集中度,自己効力感と,学習意欲の喪失経験及びそれへの対処,学習時の葛藤経験とそれへの対処について,時系列的な変化を把握する調査を行い,これらプロセスの検討を行った。結果として,適応的な変化過程を示していると考えられる学習者とそうでない学習者がみられうることが示された。さらに,内発-外発の動機づけ,自己効力感,学習時の不安感,持続性,学業ストレス対処方略,自己動機づけ方略など,事前の学習者特性に基づいてプロフィールを描き,それらの特徴によって差異がみられるのかどうかについても明らかにした。また,次年度に計画している学習方略に着目した支援方法の確立をめざして,携帯端末を利用した学習相談・学習支援に対するニーズの分析を試みた。加えて,「ICTを活用した自己調整学習方略」尺度を作成し,実際に学習方略支援システムがあった場合の活用希望の程度についても調べた。ニーズの内容は「授業内容理解群」と「授業情報取得群」とに分けられ,前者のほうが「PC活用方略」をよく用いている傾向にあることが示唆された。また学習相談の内容は「授業・試験相談群」と「就職・生活相談群」とに分けられ,前者のほうが「携帯電話・メール活用方略」をよく用い,「学習支援システムの活用希望」の程度が強いことが示された。この方略と活用希望との間には正の相関関係も認められた。以上,学習方略のあり方や動機づけのタイプ,自己効力感や不安,持続性など,学習者特性によって,自己調整プロセスや学習支援に対するニーズには違いがみられることが示唆され,このような個人差に応じた学習支援システム構築のあり方について考察した。
ファージと生理活性物質による標的糸状性細菌の特異的制御と活性汚泥の固液分離向上化

廃水処理に汎用される活性汚泥法において、糸状性細菌の過剰増殖が誘引する活性汚泥の固液分離障害は、今なお最大の運転障害の一つとなっている。固液分離障害は処理水質の悪化をはじめ、腐敗臭の発生、病原性微生物の飛散など様々な問題を引き起こす。既往の経験に基づく様々な対策にも関わらず、多くの施設で未解決となっているこの問題に対し、本研究では特定微生物の制御による新たな対策を提案するための基盤研究を行う。
中学校技術科における知識の統合的側面に着目した授業デザインに関する研究

本研究は,中学校技術・家庭科技術分野「評価と活用場面」におけるパフォーマンス課題として,不完全構造問題を設定し,その問題を構造化させる足場かけやその後のフェーディングをセットとすることで,生徒の知識の統合を促進させる授業デザインの提案を目的とし,その生徒が技術科で学んだ(実践的・体験的な学習での製作物(制作・生育含む)とのそのプロセス)既習・既有知識を活性化し,またそれらを活用させ,かつ他教科での学びや生活経験をも統合させる場として,「技術を評価し活用する場面」に着目した。「技術を評価し活用する場面」における生徒の思考を可視化するため高等教育向けであるAAC&UのVALUERUBULIC(主に統合的学習)を援用した簡易ルーブリックを作成し,「技術を評価し活用する場面」での生徒の思考の評価を試みた。結果,現状に改善の余地があることが明らかとなった一方で,中学校段階に対応したルーブリックの下位項目作成し, 3年間の学びを見通すことが有用であることが示唆された。さらに,知識の統合的側面に着目したリフレクションシート(WS)を用いたふりかえり実践を行った。WSの一部の生徒の記述から教科で学んだ内容や,教科を超えた既有知識を結び付けようとする思考が伺え,また今後の活動に活かそうとする態度表明が見られた。本取り組みの結果,「技術を評価し活用する場面」における生徒の知識の統合的側面が十分とはいえないこと,高等教育向けのVALUERUBULICが中学校段階でも援用可能であること,統合的側面に着目したWSを用いた授業実践の実現可能性が示唆された。
近自然水路工法と生態系保護区を組み合わせた新ミチゲーション手法の開発

富山県高岡市の玄手川(延長3km)は農業用排水路で、効率的な排水処理と、小魚のトミヨや水草のナガエミクリを中心とした生態系の保全の両立を目的として、水路底の80%をコンクリートとする近自然工法で改修された。また、中流部100mには水路底を砂利舗装とした生態系保護区が設けられた。施工前後約10年間にわたるモニタリングの結果、近自然工法については、湧水は元に戻り、堆砂は適度で、トミヨやナガエミクリなどの生態系は回復した。排水処理のための水草刈りは、やり易くなったとの農家の評価であった。生態系保護区(ワンド)については、植生は近自然工法の本川よりす早く回復し、トミヨは施工前より倍以上の密度となった。また、水路断面の詳細流速分布調査から、水草内領域における流速は、水草外領域の流速の約3割であり、トミヨが長時間遊泳できる流速(巡航速度)が水草内領域で実現されていることがわかった。以上から、近自然工法と生態系保護区(ワンド)を組み合わせたミチゲーション(影響緩和)手法」が排水処理と生態系保全の双方に効果的であることがわかった。1.玄手川本川の近自然工法について(1)植生:水路底面積に占める水草面積の割合(植被率)は、施工前は67%であった。施工後6年目で72%となりその後この極相状態を保っている。11年目の2007年は76.2%であった。(2)トミヨ:保護調査による水草当りの生息密度は、施工前2.3匹/m^2であったが、施工後8年間は0.23.0匹/m^2と変動している。8年目の2007年は1.7匹/m^2であった。(3)堆砂:20012007年にわたる堆砂深調査の結果、平均堆砂深は12cmであった。(4)流速分布:水路断面の流速分布を20042007年にわたり観測した結果、全水草内の平均流速は、水の平均流速のほぼ0.3倍であることが明らかとなった。2.玄手川生態系保護区について(1)トミヨ:開放領域におけるマーキング法を用いてトミヨの水草当りの推定生息密度を求めたところ、施工翌年の20012004年の間2.65.9匹/m^2で、施工前2.3匹/m^2の約1.6倍であった。施工後7年目の2007年は34.6匹/m^2と大幅に増えていた。(2)トミヨ:捕獲調査による水草当たりの生息密度は、施工前2.3匹/m^2であったが、施工後8年間は0.23.0匹/m^2と変動している。(4)流速分布:水路断面の流速分布を20042007年にわたり観測した結果、全水草領域内の平均流速は、水の領域内の平均流速のほぼ0.3倍であることが明らかとなった。2.玄手川生態系保護区についてトミヨ:解放領域におけるマーキング法を用いてトミヨの水草当りの推定生息密度を求めたところ、施工直後の20012004年の間2.65.9匹/m^2で、施工前2.3匹/m^2の約1.6倍であった。施工後8年目の2008年は8.2匹/m^2と大幅に増えていた。3. 1,2より近自然水路工法と生態系保護区(ワンド)を組み合わせたミチゲーション手法の効果が確かめられた。
「ニュース」「報道」番組の編制モードならびに言説の分析

日本のニュース番組の特徴を分析した。分析対象は、民間放送のTBS、日本テレビ、テレビ朝日、フジテレビそしてNHKの5社で、夕方5-6時台のニュース報道番組、夜10-11時台のニュース番組である。分析の方法としては、従来の数量データによる分析手法は取らず、フーコーの言説概念を援用したフェアクローのディスクール・アナリシスとともにメディア研究の文脈で注目されはじめている「マルチ・モード分析」を採用して分析を行った。番組のなかの、政治報道、社会的事件にかんする報道、スポーツ報道など、多様な素材を分析した中から析出された第1の特徴は、いずれの番組でも「公的事象の会話化」とでもいうべき現象が見られる点であった。外交問題、国内の政治問題などのパブリックな争点が、日常世界の言葉で説明されている。それは、事柄の理解度を高める側面、情報の到達範囲を広げる側面をもつ。しかし他方で、この「会話化」の「わかりやすさ」という特徴は、事柄を極度に単純化して現代人の社会的認識力を疎外する側面もある。算2の特徴は、ナラティブとイメージの「ズレ」や非関連性が存在するにもかかわらず、映像や音声やサウンドのインパクトを高め、視聴者への感覚的刺激を高める技法が多用されていることである。テレビのマルチモード的特性が利用されるなかで、ナラティブ情報が表層化され、その局特有の視点からのメッセージ編制が見逃されかねない構成になっている。セネットは、現代文化の特徴を「親密圏の専制」と呼んだが、現在の日本のニュース番組の語りと映像の編制は、かれの指摘とかなり重なり合う特徴と問題を生み出しているということができる。今年度は、研究計画書に記載の通り、ニュース分析に関する欧米の研究状況を踏まえ、総合的なアプローチの方法を開発することに第1の主眼がある。この計画に沿って前半は、若手の研究者の協力を得ながら、FaircloughのSocial Semioticsの議論、van DijkのDiscourse as Structure and Processの議論、さらにイーストアングリア大学を中心とする言語学者のグループが展開するCritical Language Studyの議論などの批判的な検討を行い、「話し手が自分の発話に付与する見込み、確からしさ、重みや権威」である「モダリティ」の問題、テレビトークの分析手法、視覚的表象のモードとその利用の実際と分析など、イメージ、言説、会話の分析に関わる様々なアプローチを関連づけて、研究会の分析方向を精力的に議論した。後半は、これらの理論的検討を踏まえて、NHKならびに民放キー局4社の2週間分の夕方の報道番組、夜の報道番組を収録して、「テロ報道」「狂牛病問題の報道」「テロ対策法案報道」を具体的に分析した。その詳細な分析結果については現在進めている検討を待ちたいが、番組収録に協力いただいた日本テレビ審査室で分析内容の中間報告会を3月に開催する予定にしている。また、伊藤、林は、この分析内容をメディア関連雑誌に寄稿する予定である。次年度は、これらの成果を検証しながら、番組の編制モードの分析まで広げて、ニュース/報道番組の検討を行うことができると判断している。昨年度の理論研究をふまえ、今年度は、夕方6時のニュース番組の具体的分析に着手した.分析対象は、2002年7月15日から7月19日の民法キー局のニュース番組、ならびにNHKの夜7時のニュース番組である。夏以降、何回かにわたる研究会で分担者が分析結果を報告した.また、2003年2月には、調布市在住の主婦を対象にしたグループ・インタヴューを実施して、夕方のニュース番組の視聴態様についての質的データを収集した.これら一連の研究成果を、2003年5月に開催予定の日本マス・コミュニケーション学会で共同報告することを企画している.日本のニュース番組の特徴を分析した。

分析の方法としては、従来の数量データによる分析手法は取らず、フーコーの言説概念を援用したフェアクローのディスクール・アナリシスとともにメディア研究の文脈で注目されはじめている「マルチ・モード分析」を採用して分析を行った。番組のなかの、政治報道、社会的事件にかんする報道、スポーツ報道など、多様な素材を分析した中から析出された第1の特徴は、いずれの番組でも「公的事象の会話化」とでもいうべき現象が見られる点であった。外交問題、国内の政治問題などのパブリックな争点が、日常世界の言葉で説明されている。それは、事柄の理解度を高める側面、情報の到達範囲を広げる側面をもつ。しかし他方で、この「会話化」の「わかりやすさ」という特徴は、事柄を極度に単純化して現代人の社会的認識力を疎外する側面もある。第2の特徴は、ナラティブとイメージの「ズレ」や非関連性が存在するにもかかわらず、映像や音声やサウンドのインパクトを高め、視聴者への感覚的刺激を高める技法が多用されていることである。テレビのマルチモード的特性が利用されるなかで、ナラティブ情報が表層化され、その局特有の視点からのメッセージ編制が見逃されかねない構成になっている。セネットは、現代文化の特徴を「親密圏の専制」と呼んだが、現在の日本のニュース番組の語りと映像の編制は、かれの指摘とかなり重なり合う特徴と問題を生み出しているということができる。
赤外センシング応用に向けた波長可変型狭帯域熱輻射光源の開発

本研究では、量子井戸のサブバンド間遷移とフォトニック結晶を利用して熱輻射スペクトルを制御することで、所望の赤外線波長のみで狭帯域に発光し、発光波長を広範囲に変化させられる、波長可変型狭帯域熱輻射光源を開発することを目的としている。本年度は、1波長3-5um帯で動作するGaN/AlGaNフォトニック結晶熱輻射光源の電圧変調動作の初期実証、2単一発光面から波長切替可能な狭帯域熱輻射光源の実証、の2つのテーマに取り組んだ。1に関しては、前年度に設計したpnダイオードの内部にGaN/AlGaN量子井戸を導入したウエハを用いて、電圧変調型フォトニック結晶熱輻射光源の作製プロセスの開発を行った。特に、高温(>500°C)でも使用可能なp型およびn型電極の形成手法について検討を行った結果、電極蒸着前のGaN表面のアルカリ性溶液エッチングおよび電極蒸着後のアニール条件を調整することで、500°Cにおいてもpnダイオードの一方向導電性を確認することができた。さらに、フォトニック結晶と電極を形成した光源の熱輻射スペクトルの評価を行ったところ、光源温度500°Cにおいて、逆方向電圧30Vの印加により、波長4umにおける放射率の変調に成功した。一方、2に関しては、既に熱輻射強度の高速電圧変調動作が実現しているGaAs/AlGaAs量子井戸を利用して、その実証に取り組んだ。具体的には、井戸幅の異なる2種類の量子井戸をn-p-n接合の内部に含むウエハ構造に、厚さと格子定数を適切に調整した単一の三角格子フォトニック結晶を導入し、上部および下部n-GaAs層に電極を形成した光源を作製した。作製光源を150°Cに加熱したところ、波長8.1umと波長10.9umに2つの熱輻射ピークが得られた。さらに、上記電極に電圧を印加し、その極性を反転させることで、各ピーク強度を独立に制御することに成功した。前述の通り、本年度は、1波長4um帯で動作するGaN/AlGaNフォトニック結晶熱輻射光源の電圧変調動作の初期実証、2単一発光面から波長切替可能な狭帯域熱輻射光源の実証、の2つのテーマに取り組んだ。1に関しては、GaN pnダイオードのための電極作製プロセスの確立に時間を費やしたが、最終的に作製条件を見出し、最高温度500°Cにおいてダイオードの一方向導電性を確認することができた。その結果、これまで、GaAs/AlGaAs系長波長赤外熱輻射光源に限られていた電圧変調動作を、より高温・短波長で使用可能なGaN/AlGaNフォトニック結晶熱輻射光源にて実証することに初めて成功した。これは、本研究の目的である、発光波長を広範囲に変化させられる波長可変型狭帯域熱輻射光源の開発のための重要な要素技術と位置付けられる。本成果に関しては、査読付き国際会議の口頭発表に採択された。また、2に関しては、単一のフォトニック結晶から、離れた2つの赤外波長の熱輻射を出射し、かつその強度を独立に制御できることを実験的に実証することができた。その際、2つの量子井戸をn-p-n接合の内部に導入した構造を採用したことで、p電極作製工程が不要となり、光源の作製プロセスの簡略化が実現した。また、印加電圧の極性を変化させるというシンプルな方法で、波長切替動作が可能であることを実証することに成功した。なお、上記の光源から得られた波長8um帯および11um帯の赤外光に関しては、SF6やN2O等の種々の気体の吸収帯域に近く、非分散型赤外センシングへの応用が期待される。なお、本成果に関しても、査読付き学術論文に論文が掲載された。以上の研究の進捗は、当初の研究実施計画に沿ったものであり、本研究課題は順調に進行しているといえる。最終年度である次年度においては、赤外線センシング応用のための波長可変型狭帯域熱輻射光源の開発に向けて、今年度に検討した2つの研究内容をさらに発展させることを目指す。1波長3-5um帯で動作するGaN/AlGaNフォトニック結晶熱輻射光源の電圧変調動作に関しては、今年度にその初期実証に成功したが、強度変調に必要な電圧が30Vと大きく、また得られた放射率の変調量も0.1程度と小さかった。そこで次年度は、はじめに、今年度に作製した熱輻射光源の電圧変調特性について、その温度依存性や応答周波数特性などの評価を行い、数値計算結果との詳細な比較を行う。そこで得られた知見をもとに、次に、より低電圧で大きな放射率変調が得られる熱輻射光源の再設計を行い、光源作製・評価を通して、放射率変調度の向上を目指す。一方、2単一発光面から波長切替可能な狭帯域熱輻射光源の実証、に関しては、今年度のうちに、当初の予定よりも早く、2波長切替動作の実験的実証に成功した。そこで次年度は、さらなる多波長化の実現可能性に関して数値計算をもとに検討を進めていく。また、今年度の実証はGaAs/AlGaAs量子井戸を用いた実証であったが、GaN/AlGaNフォトニック結晶熱輻射光源に関しても、同様の波長切替動作が可能な光源の設計を進め、短波長域(3-5um帯)での波長可変動作の実現可能性を明らかにすることを目指す。以上で得られた研究成果については、最終的に学術雑誌への論文投稿を行う予定である。

本研究では、量子井戸のサブバンド間遷移とフォトニック結晶を利用して熱輻射スペクトルを制御することで、所望の赤外線波長のみで狭帯域に発光し、発光波長を広範囲に変化させられる、波長可変型狭帯域熱輻射光源を開発することを目的としている。本年度は、波長3-5um帯の高出力な狭帯域熱輻射光源の実現を目指し、GaN/AlGaN量子井戸を材料とした狭帯域熱輻射光源の作製プロセスの確立とその評価を行った。はじめに、Si(111)基板上に成長したGaN/AlGaN量子井戸を利用した薄膜型フォトニック結晶光源の作製プロセスを確立し、波長4umにおいてQ値90以上に相当する狭帯域熱輻射スペクトルを実現した。また、作製光源を温度700°Cで2時間加熱してもスペクトルが変化しないことを確認し、GaN/AlGaN熱輻射光源の耐高温性を実証した。さらに、上記の薄膜型光源の機械的脆弱性を克服するため、サファイア基板上フォトニック結晶光源の作製プロセスの開発も行った。その結果、3.4mm×3.4mmという大面積光源の作製に成功し、サファイア基板の長波長域での熱輻射損失は生じるものの、上記の薄膜型光源と比べて出力を10倍以上に向上することに成功した。また、次年度以降に実現を目指す波長切替可能な狭帯域熱輻射光源の開発に向けて、電圧制御型GaN/AlGaNフォトニック結晶光源の設計も行った。具体的にはGaN/AlGaN量子井戸をpnダイオードの内部に導入し、量子井戸の層数とドーピング密度を調整することで、サブバンド間吸収および熱輻射強度の電圧変調動作が可能であることを数値計算により確認した。また、フォトニック結晶の格子定数と厚さを同時に調整すると、フォトニック結晶の基本モードと高次モードの共振波長が独立に制御可能となり、単一発光面から離れた複数波長の熱輻射ピークが取り出せることを、数値計算により明らかにした。前述の通り、本年度は、GaN/AlGaN量子井戸を材料としたフォトニック結晶に基づく狭帯域熱輻射光源の作製・評価と、電圧印加による波長制御のための光源設計を行った。前者に関しては、これまで研究代表者が開発を行ってきたGaAs/AlGaAs狭帯域熱輻射光源では実現できなかった、波長3-5um帯における狭帯域な熱輻射ピークを実現し、その安定な高温動作を実証することができた。本成果をまとめた論文は、2本の査読付き学術雑誌に掲載された。また、GaN/AlGaN量子井戸を材料としたフォトニック結晶光源の作製プロセスに関して、Si基板上に量子井戸を成長したのち最終的にSi基板を除去して薄膜化する手法と、サファイア基板上に量子井戸を成長し、基板をそのまま熱輻射光源として利用する手法の2種類の手法を確立することができた。前者は後者に比べて不要な熱輻射損失が小さいという利点を有するが、大面積光源を作製する際は後者のプロセスが適しているため、今後の研究においては、目的に合わせて、2種類の作製プロセスを使い分ける予定である。後者に関しては、次年度以降に波長切替可能な熱輻射光源を実証するための準備として検討を行った。量子井戸ウエハ構造・フォトニック結晶構造の具体的な設計を行った結果、GaN/AlGaNフォトニック結晶においても印加電圧による輻射強度の変調動作が実現可能であることが明らかとなったため、次年度以降、設計構造の作製および電圧変調動作の実証を目指す。また、単一発光面から複数波長を切替可能な熱輻射光源に関しても、フォトニック結晶の具体的な設計が完了したため、次年度以降にその実証を目指す予定である。以上の研究の進捗は、当初の研究実施計画に沿ったものであり、本研究課題は順調に進行しているといえる。
酸素およびハロゲン原子照射による有機材料の表面改質

有機材料の高付加価値化・高機能化には、無機材料や生体高分子などの異種材料と有機材料との複合化あるいは超薄膜化などが必要となるため、有機材料本体の特性に加え、その表面特性を向上させ得る効果的な表面改質法の開発が望まれている。本研究では酸素あるいはハロゲンなど電気陰性度の大きな元素を表面に導入することができれば表面の特性がより多様に改質されると考え、まず、酸素原子を有機材料に照射して、その表面のぬれ性の改善について検討した。全ガラス製放電流通式装置を用い、室温、133Paの条件で有機材料に酸素原子を照射した。有機材料には代表的な付加重合系高分子である高密度ポリエチレン、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレートおよびナイロン-6を使用した。酸素原子照射材料のぬれ性を水の接触角、臨界表面張力および固体の表面張力によって調べたところ、いずれの材料においても10秒程度の短時間の酸素原子照射で接触角は大きく減少し、照射10分以上ではほぼ一定の値を示すこと、酸素原子照射によって臨界表面張力は59から72dyn/cmの範囲の大きな値を示すようになること、照射後の固体の表面張力は増大し、中でも、極性力成分の寄与が大きくなることから、材料のぬれ性は酸素原子照射によって向上することが示された。また、酸素原子照射前後の材料をX線光電子分光法によって調べたところ、酸素原子照射によって材料表面には酸素が新たに導入され、その酸素はカルボニルあるいはカルボキシル基として存在していることが見いだされた。これらのことから、有機材料に対する酸素原子照射は材料表面に含酸素極性官能基を導入し、有機材料のぬれ性向上に効果的であることが示された。なお、ハロゲン原子照射による有機材料の表面改質に関しては、現在検討中である。
物の操作を尺度としたヒトとチンパンジーの比較認知発達

ヒトにもっとも近縁なチンパンジーを対象とした比較発達研究をおこなった。物を操作する行動を指標として、チンパンジーとヒトの発達過程を直接比較した。形の異なる積木をつむという物理的な特性の理解などの項目では、チンパンジーとヒト幼児の類似性が示された。一方で、社会的・恣意的な要因がかかわる課題はチンパンジーにとって獲得が困難だった。物を介した社会的な他者とのかかわりが、ヒトの発達に影響を与えている可能性が示唆された。物の操作を指標として、チンパンジーとヒトの認知発達について直接比較をおこなった。積木などの物を使った課題を対面場面で実施して、その操作を分析した。形を変えてわざとつみにくくした積木を使った課題では、チンパンジーがヒトと同じような認知能力をもつことが明らかになった。立方体の積木に加え、円柱・三角柱・台形・突起つきの積木を提示して、そのつみ方を分析した。ヒトは1歳で立方体・円柱の積木をつみはじめ、2歳台で三角柱以降の積木をつむようになった。チンパンジーも経験によって、これらの形の積木を効率的につむようになった。一方で、同じように積木を使った課題でも、他者が作ったお手本を参照する課題になると、チンパンジーとヒトの違いが明確にあらわれた。他者が作ったお手本と同じ色の順番になるように、積木をつむという課題をおこなった。ヒトは2歳台でお手本を参照して積木をつむようになった。チンパンジーの場合、おとなでは長い訓練期間をへて2個の積木をお手本と同じ色の順番でつむようになった。しかし、積木の数が3個になると課題の学習は困難だった。積木の物理的な特性の理解と、恣意的なお手本をまねるというルールの理解が、ヒトでは同じような時期に獲得されるにも関わらず、チンパンジーでは異なる結果が得られた。両種の認知発達の相違点について詳しく知る上で重要な知見となる。これらの結果について分析をおこない、学会などで発表するとともに英語論文として投稿中である。西アフリカの野外フィールドにおける観察研究もおこない、野生のチンパンジー乳幼児の物の操作についてもデータの収集をおこなった。チンパンジーとヒトの認知発達を直接比較するため、非言語性の比較尺度として物の操作に着目して研究をおこなった。積木やカップなどの物を使った課題を対面場面で実施して、その操作を分析した。立方体の積木に2個の突起をつけて、わざとつみにくくした積木を使った課題では、経験によってチンパンジーが効率的に積木をつむ行動を学習できることが示された。ヒト幼児の縦断的研究からは、3歳頃から効率的に積木の向きを変えてつむことができるようになった。一方、同じ積木を使っていても、他者が作ったお手本と同じ色の順番になるように積木をつむ課題は、チンパンジー幼児にとって学習が困難だった。おとなのチンパンジーでは、長い訓練後に2個の積木をお手本と同じ色の順番でつむようになったが、積木の数が3個になると正しい順番でつむことはできなかった。ヒト幼児では2-3歳にかけて、お手本にあわせて正しくつめる積木の個数が徐々に増加した。両課題の結果をそれぞれまとめ、英語論文として投稿した。両課題の背景に、物理的・普遍的なルールに従って積木をつむことと、社会的・恣意的なルールに従って積木をつむことという違いを想定し、その中間として「自らルールを作って」物を操作するかを調べる課題をおこなった。9個の升目がついた箱に色や形が異なる積木を自由に配置する課題を用いて、チンパンジーとヒトの分類的な配置行動の有無を調べた。チンパンジーにも、萌芽的ではあるが自発的な分類行動がみられるという結果が得られつつある。チンパンジーとヒトの発達の直接比較から得られた成果について、国内外の学会で発表するとともに、一般向けの講演などもおこなった。ヒトの認知機能の進化的な基盤を探るため、ヒトにもっとも近い生物であるチンパンジーと、ヒト幼児の認知発達を直接比較する研究をおこなった。物の操作を比較の尺度とした発達研究から、チンパンジーは、ヒト幼児と同様に物理的な特性などの普遍的ルールにしたがって、形の違う積木をつむことができた。ところが、見本を参照して社会的・恣意的ルールにしたがって、色のついた積木を見本と同じ順番につむことは、ヒト幼児に比べてチンパンジーにとっては困難なことが明らかになった。両課題の中間的特徴をもつ課題として、内的なルールにしたがって物を操作することがあるのかを調べた。9個の枡目がついた箱に、色や形が異なる積木を自由に配置する課題を、チンパンジーとヒトの幼児に対面場面で実施した。

その結果、チンパンジーも予め手がかりが与えられると、1-2割の試行で分類的な配置を自発的におこなうことがわかった。ヒト幼児では、3-4歳に分類的な配置をおこなうことが増え、4歳半以降になると行列が均等になるように配分する行動が見られるようになった。ヒトの発達では、色よりも形を手がかりにして分類するほうが先行していたが、チンパンジーは先行研究とは異なり、形も色も同程度に分類の手がかりとしていた。チンパンジーにも、二次元平面上における色や形に基づいた自発的な分類行動の萌芽が見られたといえる。チンパンジーがどのような心を持ち、それがどのように長期的な発達をするのか、今後もヒトの認知発達との直接比較を続けたい。
神経幹細胞から脳血管平滑筋細胞への機能的分化

我々は、脳内に存在する神経幹細胞から平滑筋細胞と内皮細胞に分化誘導する系を確立した。そこでまず、ラット(もしくはマウス)胎児脳の神経幹細胞より分化した平滑筋細胞を用いて収縮能を測定できる人工平滑筋組織標本を作製し、その収縮機能を検討することで、平滑筋細胞の本来の機能である収縮機構に基づいて神経幹細胞由来の平滑筋発生の可能性を検討した。この標本の等尺性収縮を測定したところ、高濃度カリウム(80mM)による脱分極や、アセチルコリン(100μM)やエンドセリン-1(20nM)に反応して持続性の収縮を発生した。また、アセチルコリンにより発生する等尺性収縮は、細胞内外のCa^<2+>に依存し、カルシウムチャネル阻害薬のニフェジピン、MLCK阻害薬のML-9、Rho-キナーゼ阻害薬のY-27632、dibutyryl-cAMP、8-Br-cGMPで抑制された。したがって、神経幹細胞由来の平滑筋細胞は、脳細動脈に類似のアゴニスト感受性や平滑筋の収縮様式を発揮することがはじめて明らかとなった。次に、神経幹細胞から分化した内皮細胞が、血管を形成する可能性をin vitroで検討した。神経幹細胞より分化した内皮細胞をコラーゲン(type I)ゲルに包埋し、bFGFを含む無血清培養液中で10%FBS存在下で5日間培養したところ、VE-cadherinやPECAM-1を強く発現した網目状の血管腔構造が形成された。さらに、その構造の一部に、GFAP陽性細胞やα-smooth muscle actin陽性細胞が血管腔構造の周りを取り巻く様子も観察された。以上のことより、神経幹細胞は血管を構成する平滑筋細胞と内皮細胞に機能的分化することが明らかとなった。神経幹細胞より分化誘導した血管系細胞が脳血管の形成や再構築に関与する可能性が考えられる。神経幹細胞より平滑筋細胞を分化誘導する系を確立し、この細胞を用いて作製した人工平滑筋組織標本の収縮機能を検討することで、平滑筋細胞の本来の機能である収縮機構に基づいて神経幹細胞由来の平滑筋発生の可能性を検討した。ラット胎仔(E14)由来培養神経幹細胞を10%牛胎仔血清存在下、低密度で培養することで平滑筋細胞への分化を誘導した。また、このときの発現蛋白質を免疫染色法とRT-PCR法により解析した。神経幹細胞を高密度(1×10^5cells/cm^2)で培養すると、ほとんどの細胞でアストロサイトのマーカー蛋白質であるGFAPが発現していた。一方、低密度(2.5×10^3cells/cm^2)ではGFAPの発現がほとんど観察されず、平滑筋マーカー蛋白質であるα-smooth muscle actin、basic-calponinやミオシン重鎖アイソフォームのSMemb、SM1、SM2の発現が確認された。この低密度で分化誘導した平滑筋細胞をコラーゲンゲルに包埋して三次元培養することで紐状の再構成標本を作製した。一般に、脳細動脈は、ノルエピネフリン、セロトニン、アンジオテンシンIIに対してほとんど反応を示さず、高濃度カリウムやエンドセリンで強い収縮を示すことが報告されている。したがって、この標本は、むしろ脳細動脈に類似のアゴニスト感受性を有することが示唆された。

また、アセチルコリンにより発生する等尺性収縮は、細胞内外のCa^<2+>に依存し、カルシウムチャネル阻害薬のニフェジピン、MLCK阻害薬のML-9、Rho-キナーゼ阻害薬のY-27632、dibutyryl-cAMP、8-Br-cGMPで抑制された。以上のことより、神経幹細胞由来の平滑筋細胞は、種々の平滑筋のマーカー蛋白質を発現し、脳細動脈に類似のアゴニスト感受性や平滑筋の収縮様式を発揮することがはじめて明らかとなった。以上の結果は、神経幹細胞由来の脳血管平滑筋が存在する可能性を示している。本研究計画の平成13年度において、我々は脳内に存在する神経幹細胞から平滑筋細胞に分化誘導する系を確立し、この細胞を三次元培養して人工の平滑筋組織に構築すると、血管作動性アゴニストにより平滑筋様の収縮を発生することを見出した(Oishi K. et al., J. Physiol.,540,139-152,2002)。平成14年度では、神経幹細胞が平滑筋細胞のみならず内皮細胞にも分化し脳血管を形成する可能性を検討した。神経幹細胞は、マウス胎仔(E12)脳より単離した神経幹細胞を含む細胞群を、bFGFを含む無血清培養液中でneurosphere法により培養調整した。神経幹細胞は、内皮マーカー蛋白質のVE-cadherin、PECAM-1、Flk-1を発現していた。神経幹細胞を増殖因子の代わりにFBS存在下で1x10^4 cells/cm^2の低密度で培養することで分化を誘導すると、細胞の一部が内皮マーカー蛋白質陽性の敷石上の細胞に分化した。次に、3日間分化誘導した細胞をコラーゲン(type I)ゲルに包埋し、bFGFを含む無血清培養液中で10%FBS存在下で5日間培養したところ、VE-cadherinやPECAM-1を強く発現した網目状の管腔構造が形成された。さらに、神経幹細胞をコラーゲンゲルに包埋し、FBSとhFGFを含むメディウム中で5日間三次元培養したところ、VE-cadherinやPECAM-1を強く発現した網目状の管腔構造が形成され、その構造の一部に、GFAP陽性細胞やα-smooth muscle actin陽性細胞が管腔構造の周りを取り巻く様子も観察された。以上のことより、神経幹細胞は血管を構成する平滑筋細胞のみならず内皮細胞に機能的分化することが明らかとなった。神経幹細胞より分化誘導した血管系細胞が脳血管の形成や再構築に関与する可能性が考えられる。本研究計画の平成14年度までにおいて、我々は脳内に存在する神経幹細胞が平滑筋細胞や内皮細胞に分化し血管を形成することをin vitroで明らかにした。神経幹細胞は胎生期や成体の中枢神経系に限って存在することから、神経幹細胞から分化した血管構成細胞が脳血管の形成に関与する可能性が考えられる。本研究計画の最終年度である平成15年度では、神経幹細胞による血管腔形成過程において、どのような液性因子が関与するのかを末梢血管の場合と比較検討した。血管腔構造の形成は、神経幹細胞をコラーゲンゲルに包埋し、FBSとbFGFを含むメディウム中で三次元培養することで行った。その際、血管新生因子として血管内皮増殖因子(VEGF)、血小板由来増殖因子(PDGF)、形質転換増殖因子β1(TGF-β1)、骨形成因子(BMP2)、Angiopoietin-1をそれぞれ添加した。
モールド成形が可能な高耐熱・高強度CNT/ポリイミド複合材料の研究

JAXAで開発した熱硬化性ポリイミドTriA-X、熱可塑性ポリイミドISAS-TPI、およびそのブレンドを母材とする配向CNT複合材を作成し、評価を行った。レジンフィルムインフュージョン方式では溶融粘度が高く十分含浸できなかったが、配向CNTシートにポリイミド溶液を含浸、乾燥させたプリプレグ方式により、厚さ0.020.1 mmの配向CNT/ポリイミド複合材を作成することができた。配向CNT/ポリイミド複合材は樹脂単体に比べ大幅な引張強度・弾性率の向上が見られた。CNTは非連続繊維であるため、モールド成形などにより複雑形状の部品を容易に成形できることも特長のひとつである。航空機部品で言えば、例えばターボファンエンジンの圧縮機ブレードのように部位によって厚さが異なる複雑形状部品への適用も期待できるが、熱性の高いポリイミドを母材とした配向CNT/PI複合材料に関する研究例はこれまで報告されていない。そこで本研究では、CNT/PI複合材料の高温部への構造部材としての適用可能性について検討を行うことを目的として実施した。具体的には、熱硬化性および熱可塑性ポリイミドをマトリクスとする配向CNT/PI複合材料の試作方法を検討するとともに、引張り試験および動的粘弾性試験により試作材の力学特性を評価した。その結果を下記にまとめる。1、配向CNTを強化材とした熱硬化型および熱可塑型ポリイミド複合材料の基本的な成形条件を見いだした。CNTは樹脂中に概ね均一分散しており、また顕著な気孔などは観察されなかった。2、CNTを分散することにより、室温での引張り弾性率および強度が著しく向上することがわかった。特に、熱可塑型PIと熱硬化型PIの混合系においてその効果がより高いという結果が示された。3、動的粘弾性測定の結果、CNT分散により温度に伴う貯蔵弾性率の低下が抑制されること、ガラス転移温度以上での貯蔵弾性率の低下が抑制されることがわかった。また、ガラス転移温度のわずかな上昇も認められた。当該年度の目標である、配向CNTを強化材とした熱硬化型および熱可塑型ポリイミド複合材料の、厚さ0.1mm程度での基本的な成形条件を見いだした。配向CNTを混合することによる強度・弾性率の向上も確認できた。カーボンナノチューブ(CNT)は優れた力学・耐熱特性と硬いアスペクト比をもっていることから、複合材料の強化材として期待されている。特に近年、CNTをシリコン基板上に垂直に生成し、その一端を平行に引きガスことでCNTを一方向に配向させたシートを作製する技術が確立した。一方、ガラス転移温度が300°C以上あり、機械的・化学的特性にすぐれるポリイミド樹脂(PI)が、航空宇宙分野などでは耐熱性樹脂として利用されている。そのため、配向CNTとPIを組み合わせることで優れた力学特性、成形性、耐熱性を有する複合材料の開発が期待されている。本研究では、航空機のエンジン部のような高温部に適用することを目的として、CNT/PI複合材料の開発を行った。PI樹脂には熱硬化性樹脂TriA-Xと熱可塑性樹脂ISAS-TPIを質量比1:2で混ぜ合わせた混合PIを用いた。複合材料の作製方法は、CNTシートとPIフィルムをそれぞれ複数枚作製しておき、それらを交互に重ね合わせて加熱・加圧することでPIをCNT繊維間に含浸させるという方法である。この方法により作製した複合材料の断面をSEMで観察したところ、CNTの層とPIフィルムの層とではっきりとわかれており、含浸が不十分であることが確認できた。これはPIをフィルム化していたためにあまり溶融しなかったことが原因ではないかと考え、作製方法の改善を試みた。そして、CNTシート上にPI樹脂を溶液の状態で流延塗布し、溶媒を除去したものを重ね合わせ、加熱・加圧することで複合材料とするという作製方法を考案した。この方法で作製した複合材料の断面をSEMで観察したところ、CNT繊維間にPI樹脂が入り込んでいる様子が確認でき、CNTシートを5枚用いたCNT/PI複合材料(厚さ約0.1mm)を試作できた。フィルム含浸法での配向CNT/ポリイミド複合材料の製作に手間取り、溶液含浸法で解決したものの厚さ0.1mmまでにとどまっており、高温強度評価や金型による成形実験も次年度となった。カーボンナノチューブ(CNT)は優れた力学・耐熱特性と大きなアスペクト比を持っていることから、複合材料の強化材として期待されている。特に近年、CNTをシリコン基板上に垂直に生成し、その一端を平行に引き出すことでCNTを一方向に配向させたシートを作成する技術が確立した。この配向CNT/エポキシ複合材は従来のランダムCNT複合材と比較して弾性率および強度が著しく向上している。モールド成形が可能な配向CNT複合材は小型・大量生産が必要なジェットエンジンの圧縮機ブレードなどに適していると考えられるが、エポキシ系では耐熱性が不足しており、ポリイミドのような耐熱性樹脂を母材とする必要がある。本研究では、JAXAで開発した熱硬化性ポリイミドTriA-X、熱可塑性ポリイミドISAS-TPIおよびそのブレンドを母材とする配向CNT複合材を製作し、評価を行った。結果を下記に示す。(1)レジンフィルムインフュージョン(RFI)方式でポリイミドフィルムと配向CNTシートを交互に積層しモールド成形を行ったが、溶融粘度が高いため含浸不十分で樹脂層とCNT層が分離していた。

(2)配向CNTシートにポリイミド溶液を含浸後、溶媒を乾燥除去したプリプレグを製作し、これを数枚重ねてモールド成形したところ、厚さ約0.020.1 mmの配向CNT/ポリイミド複合材を製作することができた。(3)配向CNT/ポリイミド複合材は樹脂単体に比べ大幅な引張強度・弾性率の向上が見られた。(4)ガラス転移温度は樹脂単体に比べわずかに上昇した。JAXAで開発した熱硬化性ポリイミドTriA-X、熱可塑性ポリイミドISAS-TPI、およびそのブレンドを母材とする配向CNT複合材を作成し、評価を行った。レジンフィルムインフュージョン方式では溶融粘度が高く十分含浸できなかったが、配向CNTシートにポリイミド溶液を含浸、乾燥させたプリプレグ方式により、厚さ0.020.1 mmの配向CNT/ポリイミド複合材を作成することができた。配向CNT/ポリイミド複合材は樹脂単体に比べ大幅な引張強度・弾性率の向上が見られた。初年度に検討した結果を踏まえ、CNT/PIプリプレグの試作プロセスの確立をめざす。平成27年度に抽出した技術課題を解決し、安定的にプリプレグを試作可能な工法および詳細な製造条件を見いだす。CNT複合材料に適したCNTのCVD成長条件および後処理条件については、引き続き検討する。CNT/ポリイミド複合材料の力学特性評価に関しては、研究初年度に対象とした厚さ0.1mm以下のフィルムに加えて、厚さ0.2mm以上のバルク試験片に対する力学特性評価にも着手する。室温のみならず高温(300°Cまで)の力学特性も評価する。加えて、CNT成長条件、プリプレグ製造条件、およびモールド成形条件などが、複合材料の力学特性に及ぼす影響に関して実験的に調査する。特に、CNT配向角度分布や、ボイドなどの影響について詳細な検討を行う。また、主要課題であるプリプレグのモールド成形プロセスに関する技術検討にも着手する。プリプレグをモールド内に積層し、加圧・加熱硬化させることによってCNT/ポリイミド複合材料を試作する。この際に、積層構成の影響についてもあわせて検討する。厚さ0.2mm以上のバルク試験片を試作し、室温のみならず高温(300°Cまで)の力学特性も評価する。CNT配向角度分布や、ボイドなどの影響について詳細な検討を行う。更にマイクロ/ナノ領域における変形・破壊挙動に関して、提案者らが既に開発したNano-pull-out評価システム、in-situ SEM引張り試験システム、in-situ TEM引張り試験システムなどを適用して実施し、破壊挙動の直接観察や、界面力学特性などの評価を進める。高分子合成、複合材料、航空宇宙工学3月の旅費の精算等で少額の差額が発生したため。厚さ0.1mm程度の配向CNT/ポリイミド複合材の製作に手間取り、モールド成形用の金型製作などが次年度にずれこんだため。消耗品の購入モールド成形用金型の製作等に使用する。
グルタミン酸受容体チャネルによる学習行動制御機構

中枢神経系の主要な興奮性神経伝達を担い、神経回路形成、シナプス可塑性に関わるグルタミン酸受容体(GluR)チャネルに焦点を当て、小脳プルキンエ細胞特異的なGluRδ2欠損マウスおよびNMDA受容体チャネルGluRε1欠損マウスにおける瞬目反射条件付けを用いた運動学習、およびNMDA受容体GluRε2のヘテロ欠損マウスの驚愕反射(ASR)を中心に行動解析を行い、学習と行動制御におけるGluRチャネルサブユニットの分子機能を個体レベルで解析した。本年度はこれらの遺伝子ノックアウトマウスを用いた解析により以下の研究成果を得た。1)瞬目反射条件付けによる運動学習においてGluRδ2ノックアウトマウスはdelay paradigmに障害を示す一方、trace paradigmには障害は見られなかった。この結果から、小脳皮質のLTDが特定のparadigmの運動学習に関わる事を見い出した。2)NMDA受容体チャネルGluRε1欠損マウスはdelay paradigmにはほとんど障害は認められなかったが、間隔の長いtrace paradigmに障害を示したことから、海馬LTPがtrace paradigmの運動学習に関与する可能性が示唆された。3)GluRε2ヘテロ欠損マウスの驚愕反射を定量評価しGluRε2が修飾経路を介して驚愕反射の制御に関わることを見い出した。また、GluRδ2ノックアウトマウスではASRのプレパルス阻害が上昇していたことから、小脳がASRの制御に関わる事を見い出した。
ニューラルネットワークを用いた乳がんカテゴリーへの自動分類システムの構築

BI-RADSにおける乳がんカテゴリー分類のプロセスは以下の4段階に分けられる.(1)乳房全体の乳腺濃度の観察(2)腫瘤の有無(あれば腫瘤の大きさ,形状の観察)(3)石灰化陰影の有無(あればその数,分布,形状の観察)(4)以上を総合しカテゴリーIVのリスクに分類する.17年度は,BI-RADSカテゴリーの自動分類をニューラルネットワークを用いて構築することを目的として研究を行った.先ず,16年度において解析した「知識」の特徴値を入力,カテゴリー分類を出力として,階層構造ニューラルネットワークを用いて初期状態の構築(プリワイヤ)を行った.その後,16年度で使用した試料画像を用い,ニューラルネットワークの学習を行った.学習方法は誤差逆伝播法を用いた.プリワイヤを学習課程において改良していき,最適条件を決定した後.最終的に構築したシステムの精度について,ニューラルネットワークの研究分野で頻繁に用いられているLeave-One-Out方法によって確認した.そして本研究において構築したシステムの有用性を分析した.BI-RADSにおける乳がんカテゴリー分類のプロセスは以下の4段階に分けられる.(1)乳房全体の乳腺濃度の観察,(2)腫瘤の有無(あれば腫瘤の大きさ,形状の観察),(3)石灰化陰影の有無(あればその数,分布,形状の観察),(4)以上を総合しカテゴリーIVのリスクに分類する.このプロセスに沿って,16年度は先ず,放射線科専門医の「知識」を獲得することを目的として研究を行った.既にBI-RADSカテゴリーに分類された試料について,経験値の異なる数名の放射線科専門医に上記の手順を行ってもらい,「知識」に関する特徴値を抽出した.その際,試料は高輝度・高解像度モニタにて観察し,コンピュータを用いてデータベースを作成した.最終的にデータベースを解析し,「知識」の特徴値に関するパラメータをファジィ理論にて決定した.BI-RADSにおける乳がんカテゴリー分類のプロセスは以下の4段階に分けられる.(1)乳房全体の乳腺濃度の観察(2)腫瘤の有無(あれば腫瘤の大きさ,形状の観察)(3)石灰化陰影の有無(あればその数,分布,形状の観察)(4)以上を総合しカテゴリーIVのリスクに分類する.17年度は,BI-RADSカテゴリーの自動分類をニューラルネットワークを用いて構築することを目的として研究を行った.先ず,16年度において解析した「知識」の特徴値を入力,カテゴリー分類を出力として,階層構造ニューラルネットワークを用いて初期状態の構築(プリワイヤ)を行った.その後,16年度で使用した試料画像を用い,ニューラルネットワークの学習を行った.学習方法は誤差逆伝播法を用いた.プリワイヤを学習課程において改良していき,最適条件を決定した後.最終的に構築したシステムの精度について,ニューラルネットワークの研究分野で頻繁に用いられているLeave-One-Out方法によって確認した.そして本研究において構築したシステムの有用性を分析した.