hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
K中間子崩壊による中性で軽い新粒子の探索

本研究課題では、中性K中間子の二体崩壊KL→π0X0で現れる、中性で軽い新粒子X0を探索しています。通常の物質と相互作用せず寿命も長いために測定器で検出されずに通り抜けるボーズ粒子で、かつ中性π中間子π0に近い質量(116152MeV)を持つX0を、大強度陽子加速器施設J-PARCのハドロン実験施設で行っている中性K中間子実験(KOTO実験)でKL→π0νν崩壊と並行して探索しています。KL→π0X0崩壊のシグナルは、KLのin-flight崩壊で生じるπ0で、missing energyに相当する横方向の運動量を持つのが特徴です。KOTO実験では、π0からの二つのガンマ線を前方の電磁カロリメータで測定し、電磁シャワーの位置とエネルギーから崩壊点と横方向運動量を再構成します。バックグラウンドとなるKL→π0π0崩壊は、KL崩壊からのextraなガンマ線のエネルギーが実験室系でboostされているため、崩壊領域を囲む測定器で検出し除去することが容易になります。KL→π0X0崩壊の探索は本研究でのみ行うことができ、B中間子やD中間子の実験よりも良い到達感度が得られます。それにより、“dark photons"“dark sectors"やダークマターの物理に対して、これまでの研究にはなかった観点で貢献します。平成30年度は、KOTO実験がすでに取得している平成27-29年の物理データの解析を進めました。平成27年の解析をもとにしたKL→π0νν崩壊とKL→π0X0崩壊の探索の新しい結果を論文として出版しました。次の新しい結果を平成31年度中に公表する予定です。また、ハドロン実験施設で6月に実施したビーム利用運転において物理データの収集を行い、秋に電磁カロリメータの増強を行った後、平成31年2月からのビーム利用運転でその性能確認を行っています。年度当初の見通しの通り、新しい結果を平成30年の夏に得て、年度内に原著論文をPhysical ReviewLetters誌に出版しました。探索の世界最高感度を十倍更新する結果を得ました。次の新しい結果を平成31年度中に得る見通しも立ち、研究の進展は当初の計画以上であると考えています。平成30年度のビーム利用運転における物理データ収集の継続と電磁カロリメータの増強(本研究とは別の科研費で準備・実施したもの)も予定通りに行いました。平成31年度は、KL→π0X0崩壊の探索の次の新しい結果を得て公表するとともに、4月と5月に予定されているビーム利用運転においてKL→π0X0崩壊の物理データ収集を行い、収集したデータの解析を行います。KOTO実験は、電磁カロリメータの増強により、カロリメータ内でのシャワーの広がりを三次元的に再構成して、ガンマ線に起因する電磁シャワーと中性子に起因するハドロンシャワーの分離ができるようになりました。その新しいカロリメータによる性能向上をフルに生かして、KL→π0X0崩壊の探索を継続します。通常の物質と相互作用せず寿命も長いために測定器で検出されずに通り抜けるボーズ粒子で、かつ中性π中間子π0に近い質量(116152MeV)を持つX0を、大強度陽子加速器施設J-PARCのハドロン実験施設で行っている中性K中間子実験(KOTO実験)で、KL→π0νν崩壊と並行して探索しています。平成29年度は、KOTO実験がすでに取得している平成27-28年の物理データの解析を進めました。KL→π0νν崩壊とKL→π0X0崩壊の探索の新しい結果を、平成30年度の夏を目処に公表する予定です。また、ハドロン実験施設で平成29年度内に実施したビーム利用運転(平成29年の5月末から6月まで、平成30年の1月から2月まで)で、物理データの収集を引き続き行いました。平成27-28年の物理データの解析による新しい結果を平成29年度に得る予定でしたが、解析手法の改善に時間を要しました。しかし、平成30年度の夏までに結果を得る見通しが立っていますので、本研究課題の進捗状況に本質的な遅れが生じているとは考えていません。平成29年度のハドロン実験施設のビーム利用運転は当初、平成29年の4月から6月まで予定されていました。ところが、4月の運転開始直後に加速器のビーム取り出し機器の不具合が発生し、その復旧と調整に1ヶ月以上かかりました。

そのため、夏前のビーム利用運転は5月末から6月の一ヶ月に止まりました。しかし、J-PARCでは平成30年の1月から2月までビーム利用運転を再度実施したため、年度当初に予定していた量の物理データ収集を行うことができました。本研究課題では、中性K中間子の二体崩壊KL→π0X0で現れる、中性で軽い新粒子X0を探索しています。通常の物質と相互作用せず寿命も長いために測定器で検出されずに通り抜けるボーズ粒子で、かつ中性π中間子π0に近い質量(116152MeV)を持つX0を、大強度陽子加速器施設J-PARCのハドロン実験施設で行っている中性K中間子実験(KOTO実験)でKL→π0νν崩壊と並行して探索しています。KL→π0X0崩壊のシグナルは、KLのin-flight崩壊で生じるπ0で、missing energyに相当する横方向の運動量を持つのが特徴です。KOTO実験では、π0からの二つのガンマ線を前方の電磁カロリメータで測定し、電磁シャワーの位置とエネルギーから崩壊点と横方向運動量を再構成します。バックグラウンドとなるKL→π0π0崩壊は、KL崩壊からのextraなガンマ線のエネルギーが実験室系でboostされているため、崩壊領域を囲む測定器で検出し除去することが容易になります。KL→π0X0崩壊の探索は本研究でのみ行うことができ、B中間子やD中間子の実験よりも良い到達感度が得られます。それにより、“dark photons"“dark sectors"やダークマターの物理に対して、これまでの研究にはなかった観点で貢献します。平成30年度は、KOTO実験がすでに取得している平成27-29年の物理データの解析を進めました。平成27年の解析をもとにしたKL→π0νν崩壊とKL→π0X0崩壊の探索の新しい結果を論文として出版しました。次の新しい結果を平成31年度中に公表する予定です。また、ハドロン実験施設で6月に実施したビーム利用運転において物理データの収集を行い、秋に電磁カロリメータの増強を行った後、平成31年2月からのビーム利用運転でその性能確認を行っています。年度当初の見通しの通り、新しい結果を平成30年の夏に得て、年度内に原著論文をPhysical ReviewLetters誌に出版しました。探索の世界最高感度を十倍更新する結果を得ました。次の新しい結果を平成31年度中に得る見通しも立ち、研究の進展は当初の計画以上であると考えています。平成30年度のビーム利用運転における物理データ収集の継続と電磁カロリメータの増強(本研究とは別の科研費で準備・実施したもの)も予定通りに行いました。平成30年度は、KL→π0X0崩壊の探索の新しい結果を得て公表するとともに、6月に予定されているビーム利用運転においてKL→π0X0崩壊の物理データ収集を引き続き行い、収集したデータの解析を行います。KOTO実験は、平成30年度に予定していた電磁カロリメータの増強(本研究とは別の科研費で準備・実施するものです。)を7月から12月にかけて行います。それにより、カロリメータ内でのシャワーの広がりを三次元的に再構成して、ガンマ線に起因する電磁シャワーと中性子に起因するハドロンシャワーの分離ができるようになります。その新しいカロリメータを用いて、KL→π0X0崩壊の探索を今後も継続します。
慢性痛が睡眠・覚醒リズムに影響を与える神経科学的メカニズムの解明と治療法開発

イソフルラン吸入による全身麻酔下にマウスの右側坐骨神経を半周結紮することによって、神経障害性疼痛モデルを作製した。Planter testおよびvon Freyvtestを用いて神経結紮手術7日後から熱痛覚過敏反応および機械的アロディニアが認められることを確認した。この神経障害性疼痛モデルに、全身麻酔下に脳波測定用ヘッドマウントを頭蓋骨にセメントで固定することで、無麻酔下に脳波を測定し、脳波解析ソフトSleep Signを用いて解析し睡眠状態を評価した。その結果、神経障害性疼痛モデルは覚醒期の増加、睡眠量の低下を認めた。さらに覚醒物質であるオレキシンの受容体拮抗薬であるDORA(Dual Orexine Receptor Antagonist)の投与を行い、神経障害性疼痛モデルの睡眠の改善が認められた。一方で、持続時間の長い睡眠の数が減少した。DORAによる睡眠の改善が神経障害性疼痛に与える影響を調査するために、睡眠の改善が得られた投与量でDORAを神経結紮手術7日後から1週間投与後、Planter testおよびvon Frey testを用いて熱痛覚過敏反応および機械的アロディニアを評価した。その結果、DORA投与終了1時間後に疼痛行動の抑制が認められたが、24時間後には疼痛行動は対象マウスと同様のレベルまで戻った。また、回転カゴ付きケージを用いた自発運動の評価を行ったところ、DORA投与マウスは自発運動量が低下する可能性が認められた。Planter testおよびvon Frey testを用いて神経結紮手術7日後から熱痛覚過敏反応および機械的アロディニアが認められることを確認した。Seltzerらの方法に従った坐骨神経半周結紮の手術はすでに習得しているため、神経障害性疼痛モデルの作成は特に問題なく可能であった。熱痛覚過敏反応を評価するPlantertestおよび機械的アロディニアを評価するvon Freytestも特に問題なく施行できた。脳波測定用のヘッドマウント装着手術はすでに習得しているため、脳波測定による睡眠評価も問題なく施行できた。既に習得した技術を用いた実験であり、研究を遅延させる特別な問題も起こらなかったため。

その結果、DORA投与終了1時間後に疼痛行動の抑制が認められたが、24時間後には疼痛行動は対象マウスと同様のレベルまで戻った。また、回転カゴ付きケージを用いた自発運動の評価を行ったところ、DORA投与マウスは自発運動量が低下する可能性が認められた。睡眠量の低下を認めた神経障害性疼痛モデルについて、臨床的に痛みの治療薬および睡眠薬として用いられている薬物を投与し、睡眠量および睡眠の質に与える影響を評価する。平成28年度は計画どおり研究を遂行することができた。当初計画より経費の使用が節約できたことにより未使用額が生じた。平成29年度は計画どおり研究を遂行することができた。物品費として手術器具の購入に当てる予定である。特になし。
細胞接着に関わる複合糖質のシアル酸部分の構造変化と生理的意義

マクロファージが発現し、リンパ球表面のシアル酸含有複合糖質を認識し接着する分子であるシアロアドヘジンは、シアル酸の種類によってその親和性が異なることが知られている。本研究において、シアル酸分子種を変換する酵素の発現と免疫細胞の接着との関連について、以下の点を明らかにした。(1)免疫細胞表面のシアル酸分子種転換の機構シアロアドヘジン高親和性のシアル酸種であるN-アセチルノイラミン酸(NeuAc)から低親和性のシアル酸種であるN-グリコリルノイラミン酸(NeuGu)への転換は、一種の水酸化酵素によって触媒されている。これまでにCMP-NeuAc水酸化酵素を同定し、最も主要なシアル酸分子種転換酵素であることを示してきた。本研究において、マウスの各組織における本酵素の活性量、本酵素のmRNA量、および細胞表面上のNeuGc発現量のそれぞれについて定量化し比較解析したところ、Tリンパ球における、NeuGc発現量は、活性レベル、mRNAレベルと良く対応していることが明らかになった。一方、遊離のシアル酸を水酸化する活性等、他の水酸化酵素活性はほとんど検出されなかったことより、Tリンパ球におけるシアル酸分子種の変化は主にCMP-NeuAc水酸化酵素のmRNAレベルで制御されていることが明らかになった。(2)ヒト免疫細胞におけるシアル酸分子種転換の意義ヒトTリンパ球の活性化に伴って、NeuGcが発現されてくるという報告がなされている。そこで、マウスのシアル酸分子種転換酵素のcDNAをプローブとしてサザンブロットを行ったところ、ヒトのゲノム中にマウスの本酵素配列とクロスハイブリダイズするバンドが検出された。従ってヒトの系においても複合糖質を介した免疫細胞の接着現象の制御にシアル酸分子種の転換反応が関与している可能性が考えれる。
Herpノックアウトマウスの解析および小胞体ストレス時の翻訳機構に関する研究

分泌タンパク質や膜タンパク質の成熟には、小胞体が重要な役割を果たす。そして、その内腔に構造不全タンパク質が過剰蓄積した状態を小胞体ストレスと呼ぶ。研究代表者らは、小胞体ストレスに応答して発現誘導される機能未知タンパク質Herpを発見した。本研究では、Herpの機能および小胞体ストレス時の翻訳機構を重点的に解析した。【膵臓機能に対する影響の解析】通常飼育下におけるHerpノックアウトマウスの表現型は野生型と大差ないが、糖負荷と脳虚血に対する抵抗力が低下していることを初年度に見出した。今年度、耐糖能低下の機序を解析した結果、膵臓におけるインスリン産生能がHerp欠損によって減弱化していることが示唆された。また、作製した抗Herp抗体による解析で、Herpはランゲルハンス島だけでなく腺房でも強く発現していることが判明した。【Herp欠損細胞の解析】Herpノックアウトマウス胚から繊維芽細胞を単離培養し、野生型と比較した。増殖能に差は見られなかったため、Herpは細胞増殖に関与しないことが示唆された。一方、Herpノックアウト細胞は、小胞体ストレスに対して脆弱性を示した。また、Herpは小胞体に蓄積した異常糖タンパク質の分解処理を促進することが明らかになった。【小胞体ストレスで翻訳されるタンパク質の特定】小胞体ストレス時にはタンパク質全般の翻訳が抑制されるが、例外として転写因子ATF4の翻訳は促進される。研究代表者らは、DNAマイクロアレイ技術を利用し、小胞体ストレス時に翻訳促進される分子はATF4のみである可能性が高いことを初年度に示した。今年度は、その仕組みの解明に焦点を移した。ATF4のmRNAは、本来のタンパク質をコードするORFの上流領域に3つのORF様構造をもっている。種々の組換えDNAを作製し、翻訳効率を比較した結果、2番目と3番目のORF様構造がストレス時の翻訳促進に重要であることがわかった。本研究によって、今後の小胞体ストレス研究の発展に結びつく重要な成果が得られたものと考えられる。本研究では、Herpの機能および小胞体ストレス時の翻訳機構を重点的に解析する。【Herpノックアウトマウスの基礎的データの集積】昨年度、Herpノックアウトマウスの作製に成功した。本年度、誕生したホモ接合体マウスの体重測定・発育分化検査・行動検査・血液学的検査・解剖学的検査などを行った結果、野生型マウスと有意な差は見出されなかった。しかし、糖負荷に対する抵抗性や脳虚血に対する耐性能を調べたところ、野生型より低下していることが明らかになった。つまり、膵臓機能の維持や神経細胞保護機能にHerpが関与していることが示唆された。【Herp欠損細胞の解析】Herpノックアウトマウスの成体あるいは胚から繊維芽細胞を単離培養することに成功した。現在、細胞増殖能やストレス応答能に関する解析を進めている。【小胞体ストレスで翻訳されるタンパク質の特定】小胞体ストレス時にはPERKの活性化に伴ってタンパク質全般の翻訳が抑制される。しかし、例外として転写因子ATF4の翻訳は促進されることが知られている。研究代表者らは、DNAマイクロアレイ技術を利用し、ATF4以外で翻訳促進される候補分子を見出した。しかし、詳細な解析の結果、小胞体ストレス時に翻訳促進される分子はATF4のみである可能性が高くなった。次年度は、その仕組みの解明に焦点を移す予定である。

種々の組換えDNAを作製し、翻訳効率を比較した結果、2番目と3番目のORF様構造がストレス時の翻訳促進に重要であることがわかった。本研究によって、今後の小胞体ストレス研究の発展に結びつく重要な成果が得られたものと考えられる。
グラフ文法圧縮データからの省メモリ高速グラフマイニング手法の開発

研究課題の目的は、既存の文字列上の文法圧縮法を、グラフ文法を用いて巨大なグラフを可逆圧縮するグラフ文法圧縮法に拡張し、グラフ文法圧縮されたグラフからの高効率グラフマイニング手法を開発することで、グラフ構造を有するビッググラフデータからのより広くより深い知識を抽出する省メモリ高速グラフマイニング手法を開発することである。最終年度となる平成30年度は、主として平成29年度までに得られた研究成果、特に計算量的学習理論の観点から得られた高速マイニング手法に関する理論的な結果を、論文雑誌、国際会議及び国内会議に公表した。特に、1つの正例が与えられたとき、その正例のサイズの二乗オーダー回データベースへ問い合わせを行うことで、グラフ文法システムであるpFOTS(primitive Formal Ordered Tree System)により定義される言語のクラスが同定できるという研究成果を論文雑誌に公表した。これは、ビッググラフデータを管理するデータベースからのグラフマイニング手法の理論を支える結果である。この研究成果をもとに、1つの正例が与えられたとき、その正例のサイズに関する線形回数の所属性質問で正則言語クラスが同定可能であるという成果を国際会議で発表した。さらに、頻出パスを枚挙するアルゴリズムを多重圧縮された順序木構造データを対象とするように拡張した成果を国内会議で発表した。また、TTSPグラフの族や外平面的グラフの族から特徴的なグラフパターンを抽出する遺伝的プログラミングに本研究成果を応用した研究結果を、国際会議と国内会議でそれぞれ発表した。研究課題の目的は、既存の文字列上の文法圧縮法を、超辺書換グラフ文法を用いてビッググラフデータを可逆圧縮するグラフ文法圧縮法に拡張し、グラフ文法圧縮がもたらす超効率グラフマイニング手法を開発することで、グラフ構造を有するビッググラフデータからより広くより深い知識を抽出する、省メモリ高速グラフマイニング手法を開発することである。初年度にあたる平成27年度は、主として以下の2テーマについて研究を行った。1.グラフ文法圧縮の理論展開:文字列を対象とした文法圧縮手法について調査し、これまでに蓄積されたグラフ文法に関する知見から文脈自由グラフ文法の一つである超辺書換グラフ文法(HRGG)を用いたグラフ文法圧縮手法へ拡張する際の理論的諸問題について考察した。また、無順序木や外平面グラフのクラスを対象としたグラフ文法圧縮手法およびそれらグラフクラスの圧縮データを対象とした高速マイニング手法についても並行して研究を行った。その結果、計算量的困難が伴うグラフクラスを扱う前に、これまでに多くの知見を有している順序木のクラスを対象としたグラフ文法圧縮手法についての理論展開を行うこととした。2.グラフ文法圧縮データに対する省メモリパターンマッチングアルゴリズムの開発:1で得られた知見をもとに、制限されたHRGGにより構造圧縮された順序木を圧縮項木と定義し、その圧縮項木上で頻出するパスを陽に展開することなく高速に枚挙するアルゴリズムを提案し、計算機上に実装を行い、人工データを用いた評価実験結果を示して提案アルゴリズムの頑強性・高速性を示した。今後、この提案手法を圧縮項木からの頻出部分木の抽出に拡張し、さらに圧縮項木データから特徴的な木構造パターンを高速に抽出する手法へと展開していく予定である。初年度となる平成27年度は、1.グラフ文法圧縮の理論展開、2.グラフ文法圧縮データに対する省メモリパターンマッチングアルゴリズムの開発を研究テーマとして計画した。研究テーマ1において、文字列文法圧縮手法に関する研究成果について調査し、超辺書換グラフ文法(HRGG)圧縮へ拡張可能であることを確認した。その過程で、グラフ文法圧縮の対象とするグラフクラスをまずは順序木のクラスに限定し、与えられた巨大な順序木を生成するできるだけ小さなサイズのHRGGを構築する最適化問題について検討することにした。この検討結果から、当初計画から若干の軌道修正を行った。研究テーマ2において、1の軌道修正に基づき、制限されたHRGGにより圧縮された順序木を陽に解凍することなく頻出するパスを抽出する手法を提案し、大きな人工データを用いた評価実験を行ってその有用性を示した。初年度である平成27年度は基礎的な理論展開を行う計画であったため、これまでに公表されている関連研究調査を行うなど、今後の理論展開の礎を築くことができたと考えている。また、対象とするグラフのクラスを制限したことで、ある制限のもとで定義されたHRGG圧縮データから陽に展開することなく頻出するパスを枚挙するアルゴリズムを提案し、計算機上に実装した上で評価実験まで行えたことは計画以上の成果だと考えている。全体としては、軌道修正を行ったことでの遅れを考慮しても概ね順調に進展していると判断している。研究課題の目的は、既存の文字列上の文法圧縮法を、超辺書換グラフ文法(HRGG)を用いて巨大なグラフを可逆圧縮するグラフ文法圧縮法に拡張し、グラフ文法圧縮されたグラフからの高効率グラフマイニング手法を開発することで、グラフ構造を有するビッググラフデータからより広くより深い知識を抽出する省メモリ高速グラフマイニング手法を開発することである。2年目となる平成28年度は、主として以下の2テーマについて研究を行った。1.グラフ文法圧縮の理論展開:前年度に引き続き、順序木、外平面グラフ、TTSPグラフといった特徴的なグラフ族を対象に、グラフ文法圧縮のための基礎となる、グラフパターンに対する所属性問題を解くアルゴリズムやその枚挙手法及び進化的手法の応用について研究を行い、その研究成果を雑誌や国際会議及び国内研究会等で発表した。2.グラフ文法圧縮データに対する省メモリ枚挙アルゴリズムの開発:前年度に引き続き、制限されたHRGGにより構造圧縮された順序木である圧縮項木から陽には展開することなく頻出パスを高速に枚挙するアルゴリズムの改良を行った。

計算機上に実装し、評価実験を行って提案手法の有用性を確認したので、その研究成果を国際会議で発表した。さらに、その頻出パス枚挙アルゴリズムを、圧縮項木からの頻出部分木枚挙アルゴリズムへと拡張し、計算機上にそのプロトタイプを実装した。そのプロトタイプを用いた評価結果を含めた研究成果を国内の研究会で発表予定である。2年目となる平成28年度は、1.グラフ文法圧縮の理論展開、2.グラフ文法圧縮データに対する省メモリ枚挙アルゴリズムの開発をテーマとして研究を行った。研究テーマ1については、後述の研究発表の通り雑誌や国際会議及び国内研究会で着実に研究成果発表を行なっている。研究テーマ2についても、国内外の研究会で発表を行っており、発表時期が平成29年度にずれ込んだが、圧縮項木から頻出する全ての部分木を高速に枚挙するアルゴリズムの提案とそのプロトタイプの評価実験結果の発表を国内外の研究会で行う準備を進めている。これにより、圧縮項木からの省メモリ高速頻出部分木枚挙アルゴリズムの基盤を構築できたと考えている。研究課題の目的は、既存の文字列上の文法圧縮法を、超辺書換グラフ文法(HRGG)を用いて巨大なグラフを可逆圧縮するグラフ文法圧縮法に拡張し、グラフ文法圧縮されたグラフからの高効率グラフマイニング手法を開発することで、グラフ構造を有するビッググラフデータからのより広くより深い知識を抽出する省メモリ高速グラフマイニング手法を開発することである。3年目となる平成29年度は、主として以下の2テーマについて研究を行なった。1.グラフ文法圧縮された順序木構造データからの省メモリ順序木パターン枚挙アルゴリズムの開発:前年度に開発した頻出パス枚挙アルゴリズムを拡張し、制限されたHRGGによりグラフ構造圧縮された順序木である圧縮順序項木から陽に展開することなく頻出部分木を高速に枚挙するアルゴリズムを開発した。さらに計算機上に実装して評価実験を行って提案アルゴリズムの有効性を示した研究成果を雑誌に公表した。さらに、頻出する順序項木パターンを枚挙するアルゴリズムを提案した。また、多段圧縮された順序木データに対する頻出パス枚挙アルゴリズムを提案し、計算機上に実装してその有効性を示した。今後これらの研究成果を国内の研究会で発表する予定である。2.グラフ文法圧縮の理論展開:前年度に引き続き、機械学習理論の観点から、順序木データだけではなく、外平面グラフデータやTTSPグラフデータから特徴的なグラフパターンを抽出するグラフパターン枚挙手法および進化的手法に基づいた抽出手法について研究を行い、その研究成果を雑誌や国際会議および国内研究会等で発表した。3年目となる平成29年度では、1)「グラフ文法圧縮された順序木構造データからの省メモリ順序木パターン枚挙アルゴリズムの開発」と2)「グラフ文法圧縮の理論展開」に関する研究成果を順調に残せているため、おおむね順調に進展していると自己評価した。
主体的な問題解決型の資料学習を可能にするシステムの開発とその教育効果の検証

理科では、実験・観察を行うことが難しい内容を「資料学習」により学ぶことが多い。学習指導要領においては、そのような実験・観察を行うことが難しい内容においても、探究の道筋に沿った学習の過程が求められている。しかしながら、現在の一般的な資料学習では、ある事象を説明する結果のみが示され、全員が同じようにそのデータを解析するため、探究の道筋が1つに制限されてしまう。本研究では、ある事象に関連する様々なデータを提示し、子どもがそのデータセットの中から自身が立てた仮説に沿ってデータを選択し解析する「主体的な資料学習」の方法を提案する。そして、その効果を検証することで、「子どもの問題解決能力の育成」に貢献する新しい資料学習のあり方を提供することを目的としている。本年度は中学校理科第1学年「花のつくりと働き」において、花の形態と送粉昆虫の相互作用について生徒が探究の過程に沿って学習するためのブログラムを用いて授業実践を行った結果を分析し、論文として公表した。本学習プログラムを用いて、仮説検証の流れに沿って授業を円滑に進められること、授業後に生徒は学習内容について、自分自身で考えて課題を確かめることができたと感じていることが示された。一方で、生徒が学習した内容から、花の形態に多様性が見られることを送粉効率と結びつけて考えるためには、授業中の発問などにおいて改善が必要であること、授業時間を見直す必要があることが示された。当初の予定どおり、データセットの作成、学習プログラムの作成を終えることができ、それらを用いた授業実践により成果を得ることができている。また、それら成果の一部を投稿論文、学会発表において公表しているため。中学校理科第2学年の「脊椎動物のなかま」の単元で学習する恒温動物と変温動物の体温の特徴について学習するためのプログラムについて、これまでの分析結果をもとに授業の構成を修正し、再度授業実践を行うことで、学習プログラムを用いることによる効果の検討をより詳細に行う。また、データセットを学習プログラムと合わせ、ホームページなどにより公開するとともに、教員研修などの機会を用いて本教材の普及活動を行う。それらを通じて、授業での実践例を蓄積し、学習プログラムの改良と汎化を行う予定である。理科では、実験を行うことが難しい内容を「資料学習」により学ぶ。現在の資料学習では、ある事象を説明する結果のみが示され、全員が同じようにそのデータを解析するため、探究の道筋が1つに制限されてしまう。本研究では、ある事象に関連する様々なデータを提示し、子どもがデータセットの中から自身が立てた仮説に沿ってデータを選択し解析する「主体的な資料学習」の方法を提案する。そして、その効果を検証することで、「子どもの主体的な問題解決能力の育成」に貢献する新しい資料学習のあり方を提供することを目的としている。本年度は、主体的な資料学習を行うための教材となるデータセットの作成を行った。密度効果を学習内容として設定し、アズキマメゾウムシを用いた操作飼育実験を行うことで、生育密度と形質のデータセットを作成した。また、この教材を用い、集団の成長と集団サイズを題材とした仮説検証型の授業を設計した。そして、この授業を大学生を対象に実践した。授業では、独立変数を集団の個体密度に設定し、密度から影響を受ける従属変数を学生に自由に設定させることで、集団内の個体数がいつまでも増え続けない理由について仮説を立てさせた。そして、データセットを提示し、学生に自信がたてた仮説を検証、考察させる活動を行わせた。結果、本研究で提案する主体的な資料学習により、大学生の問題解決能力が高まること、資料学習であっても探究的な活動を行っている実感を持つことができることが明らかとなった。これらの結果を理科教育学会第55回関東支部大会にて発表することができた。以上のことから、データセットを用いた主体的な資料学習の効果を検討することができた。予定通り、データセット作成のための実験を終えることができた。また、それらを用いた授業実践を行うことができた。本年度は中学校理科第2学年「脊椎動物のなかま」で恒温動物と変温動物の分類について学習するためのデータセットを作成した。また、そのデータセットを用いた学習プログラムを開発し、中学校で授業実践を行った。その授業記録から、データの分析の活動における生徒への指導・支援のポイント、データ分析の活動が生徒の考察の活動に与える影響について有用な検討を行うことができた。また、昨年度授業実践を行った「密度効果」と「植物と昆虫の送粉関係」のデータセットを用いた探究的な資料学習について、それぞれ理科教育学研究への論文投稿と理科教育学会第67回全国大会での学会発表を行った。

また、それら成果の一部を投稿論文、学会発表において公表しているため。理科では、実験・観察を行うことが難しい内容を「資料学習」により学ぶことが多い。学習指導要領においては、そのような実験・観察を行うことが難しい内容においても、探究の道筋に沿った学習の過程が求められている。しかしながら、現在の一般的な資料学習では、ある事象を説明する結果のみが示され、全員が同じようにそのデータを解析するため、探究の道筋が1つに制限されてしまう。本研究では、ある事象に関連する様々なデータを提示し、子どもがそのデータセットの中から自身が立てた仮説に沿ってデータを選択し解析する「主体的な資料学習」の方法を提案する。そして、その効果を検証することで、「子どもの問題解決能力の育成」に貢献する新しい資料学習のあり方を提供することを目的としている。本年度は中学校理科第1学年「花のつくりと働き」において、花の形態と送粉昆虫の相互作用について生徒が探究の過程に沿って学習するためのブログラムを用いて授業実践を行った結果を分析し、論文として公表した。本学習プログラムを用いて、仮説検証の流れに沿って授業を円滑に進められること、授業後に生徒は学習内容について、自分自身で考えて課題を確かめることができたと感じていることが示された。一方で、生徒が学習した内容から、花の形態に多様性が見られることを送粉効率と結びつけて考えるためには、授業中の発問などにおいて改善が必要であること、授業時間を見直す必要があることが示された。当初の予定どおり、データセットの作成、学習プログラムの作成を終えることができ、それらを用いた授業実践により成果を得ることができている。作成したデータセットを用いて、高等学校での授業実践を行う。また、中学校、小学校を対象とした教材を作成し、その効果を検証する。授業実践での成果をもとに、これまでに作成した各教材の学習プログラムの修正を行う。また、データセットを学習プログラムと合わせ、ホームページなどにより公開するとともに、教員研修などの機会を用いて本教材の普及活動を行う。それらを通じて、授業での実践例を蓄積し、学習プログラムの改良と汎化を行う予定である。中学校理科第2学年の「脊椎動物のなかま」の単元で学習する恒温動物と変温動物の体温の特徴について学習するためのプログラムについて、これまでの分析結果をもとに授業の構成を修正し、再度授業実践を行うことで、学習プログラムを用いることによる効果の検討をより詳細に行う。アズキゾウムシの飼育実験の始動に時間を要し、その他のデータセット作成のための実験を開始することができず、実験装置の購入が先延ばしになったため。2017年度に投稿していた論文の受理に時間を要しているため次年度使用額が生じた。
ナノスケール巨大ポルフィリノイドの合成、構造、機能

近年、多彩な構造を持つポルフィリンアナローグの合成が盛んになり、新規なオリゴピロールおよびその環化手法の開発は重要性を増している。本研究ではポルフィリノイドの最も重要な合成中間体であるアザフルベニウムイオンの脱プロトン化体であるアザフルベンの単離に初めて成功し、これを利用した中性条件下でのポルフィリノイド合成反応の特徴を明らかにした。(1)2,2'-ビスアザフルベンを用いる合成:2,2'-ビピロールのアロイル化、還元を経て合成した5,5'-ビス(ヒドロキシメチル)-2,2'-ビピロールを二炭酸-t-ブチル、ジメチルアミノピリジンを用いる脱水反応によりビスアザフルベンに高収率で変換する新手法を確立した。これにより、種々の置換基を有するポルフィリノイドの合成が可能になった。(2)2,2'-ジメチルジビリルメタンを用いる合成:2,2'-ビピロールと5,5'-ビス(ヒドロキシメチル)-2,2'ジピリルメタンとの反応では酸触媒としてTFAを用いると、カリックス[6]フィリンが主生成物となり、Sc(OTf)_3を用いるとカリックス[8]フィリンが主生成物となった。カリックス[6]フィリンはC2対称性の8の字形捩れ構造を持ち、特にヨードイオンを選択的に結合することを見いだした。5,5'-ビス(ヒドロキシメチル)-2,2'ジピリルメタンを二炭酸-t-ブチル,ジメチルアミノピリジンと反応させると定量的にビスアザフルベンが得られた。2,2'-ジピリルメタンのビスアザフルベンと2,2'-ビピロールとの反応ではカリックス[12]フィリンをはじめとして、24個までのピロールを含む大環状カリックスフィリンが生成した。酸触媒を用いる従来法では、一旦生成した大環状オリゴマーは速い平衡によって消失するが、ビスアザフルベンを用いる中性条件下の合成では巨大ポルフィリノイドが得られる事が分かった。ポルフィリノイドは従来にない分子認識能を持つ機能分子として大きな期待が寄せられている。ポルフィリノイドは構成要素となるジピリルメタンやビピロールの構造特性や置換基の種類により全体の環構造が大きく異なってくるので、種々のイオンや分子の形状に適合した環構造を設計し合成するための方法論の確立が課題となっている。今年度はポルフィリノイドの合成中間体であるフルベンの開発を行うと共に、新規なポルフィリノイドの合成と構造についても明らかにした。(1)ビスアザフルベンの合成と構造:種々の置換基を有する2,2'-ビピロールからホルミル化,フェニルリチウム/無水酢酸との反応を経て,ビスアザフルベンを30%から55%の収率で単離し,X線結晶構造解析によりアザフルベンの分子構造を初めて明らかにした.また、2,2'-ビピロールのアロイル化、還元等により合成した5,5'-ビス(ヒドロキシメチル)-2,2'-ビピロールを脱水反応によりビスアザフルベンに導く改良合成法についても検討し,(BOC)_2O等の脱水試薬が有効であることを見出した.これらのビスアザフルベンはポルフィリノイド合成の強力な手段を提供するものである。(2)新規ポルフィリノイドの合成:2,2'-ビピロールおよびジメチル-2,2'-ジピリルメタンを単位構造とする新規ポルフィリノイドの合成を行った.2,2'-ビピロールと5,5'-ビス(ヒドロキシメチル)-2,2'-ジピリルメタンとの反応により,イソコロール,ヘキサフィリン,オクタフィリンが3%から5%生成した。このうち、ヘキサフィリンは3つのフェニルジピリルメテン部位と2つのジメチルメタン部位を有する新しい大環状化合物であり、X線結晶構造解析により,8個のピロールから成るオクタフィリンと同様にC2対称性の捻れ構造をとることを見出した.近年、多彩な構造を持つポルフィリンアナローグの合成が盛んになり、新規なオリゴピロールおよびその環化手法の開発は重要性を増している。

2,2'-ジピリルメタンのビスアザフルベンと2,2'-ビピロールとの反応ではカリックス[12]フィリンをはじめとして、24個までのピロールを含む大環状カリックスフィリンが生成した。酸触媒を用いる従来法では、一旦生成した大環状オリゴマーは速い平衡によって消失するが、ビスアザフルベンを用いる中性条件下の合成では巨大ポルフィリノイドが得られる事が分かった。
毒素原性大腸菌の産生する変異LTによるLTのアジュバント活性発現の解析

全世界で今尚下痢症にり患する5才以下の小児は7-10億に達し、その内500-1000万人が死亡している。その下痢原因菌として毒素原性大腸菌(ETEC)が20%を占める。ETECは下痢毒素LTを産生し、毒素のワクチン開発は急務とされている。一方LTはコレラ毒素と同様に、経口投与でアジュバント効果があると報告されている。しかし野性LTは下痢活性が強いため現在では利用範囲が少ない。そこで今回我々はより有効なアジュンバトタンパク質の作製に寄与する目的で本研究を企画した。その結果、Aサブユニットの1個のアミノ酸置換(E112X)により、下痢活性と共にアジュント活性が欠如することを明らかにした。本変異LTはADPリボシール基転移酵素活性が欠如していた。また本変異LTはCT,LTの活性増強作用をもつリボシル化因子(ARF)との相互作用は保たれ、Aサブユニットのニック、還元がARFとの相互作用に必須である事を明らかにしている。従ってアジュバント活性にADPリボシール基転移酵素が関与することを世界で初めて明らかにすることが出来た。これらの結果をもとに、ADPリボシール基転移酵素活性に影響すると思われるアミノ酸を色々のアミノ酸に置換することを試み、Glu112を構造上微小変換(Asp112、Gln112)しても同活性と同時にアジュバント活性が低下することを明らかにしている。一方他の色々の部分をアミノ酸変換する事により色々の部分的活性を持つ変異毒素を作成して、エイズウイルス抗原などを用い、アジュバント活性が保たれしかも下痢毒性の少ない、有効な変異毒素の作成を行っている。
句構造構築のダイナミズム：意味概念と音韻からの協働に関する比較統語研究

人が単語を組み合わせて頭の中で言語表現(句や文)を組み立てていく仕組みに関して、Chomsky (2013, 2015)のラベリング理論を発展させる方向で、研究を進めている。初年度は、当初から進行中であった、日本語の自由語順現象と英語の数量詞上昇現象の相補分布関係に対して、ラベリングにもとづく新しい分析を提案し考察を進めた。とりわけ、音声解釈に関わるラベルのタイプと意味解釈に関わるラベルのタイプが異なりうるという、これまで深く検討されていなかった可能性に対して、実際の言語現象を用いながら、検討をすすめた。これにより、同じ問題を扱っていた先行研究(Bobaljik and Wurmbrand 2012)に見られる、脳への多大な計算負荷を前提とする必要がなくなることを示した(日本英文学会シンポジアム5月、世界言語学者会議7月、でその成果の一部を報告し、専門家たちと情報交換を行った)。また、初年度の後半では、複合動詞に対するラベリングの問題をSaito (2016)の提案を発展させながら、日本・英語・中国語の他動性交替現象を例に、検討をはじめた(これらの研究経過は、米国コネチカット大学9月、日本英語学会11月、国立国語研究所プロジェクト・ワークショップ12月で発表し、世界の専門家と議論を重ねている)。こうした研究活動を続けていく中で、開始当初はあまり明確でなかった、新たな興味深い問題も明らかになってきており(たとえば、意味解釈に関わるラベルの具体的な特性は何か、など)、2年度目以降の研究に、つながってきている。これにより単純な併合操作(merge)の繰り返しと、最小探索(minimal search)のみから人の統語能力を解明しようとする研究プログラムに対して、さらなる貢献ができると考えている。おおよそ当初の通りに研究は進んでいる。日本語に自由語順がある一方で、数量詞繰り上げ(Quantifier Raising: QR)が難しいという事実と、英語において語順の制限が厳しい一方でQRが自由であるという事実に関して、Chomsky (2013, 2015)のレベリングのメカニズムによる新たな説明方法を検討している。その中で、日本語でも非顕在的スクランブリンがないこと、英語においても顕在的QRがないことを原理的に説明できる可能性が明らかになってきた。さらに、内的併合による構造において、上位のコピーが発音されるのがもっとも一般的であるとすると(Chomsky 2013)、従来、顕在的移動とされてきたもの一般に関して、上位コピーの発音を妨げる理由が必ず存在することが強く示唆される。このような考え方の先鞭として、Stjepanovic;, S. (2007)によるセルボクロアチア語の焦点構文の分析やBoskovic (2002)によるルーマニア語の多重wh疑問文の分析があるが、本研究もそのような研究の流れの中で、新たな「上位コピーの発音を妨げる理由」の提案につながっている。また、Saito (2017)の日本語におけるoperator移動によるwh句ライセンシング分析も、本研究の提案と結びつく可能性も見えてきた(Oku 2018)。また、今年度の後半には、複合動詞のラベリングに関する問題にも視野を広げはじめ、初期段階の考察を東北大学におけるワークショップ(12月)で報告した。日本語・英語・中国語で観察されている複合動詞の類型論的特性に関して、Saito (2016)の洞察を発展させる可能性が見えてきている。こうした研究活動を続けていく中で、開始当初はあまり明確でなかった、新たな興味深い問題も明らかになってきており、それらを発展させる形で、2019年度以降の研究推進方策を次のように考えている。・「非顕在的移動が実際に起こる場合は、上位コピーの発音を阻害する理由がある」というテーマをさらに追及していく。ラベリングの可否がその理由の1つである可能性を、2018年度研究では明らかにしてきたが、さらに他の現象にも当てはまるかを探索すると同時に、これまで別の理由と考えられてきた分析との統合の可能性も追求してみたい。・「ラベリングにもとづく複合動詞の可否」というテーマが、2018年度の研究から見えてきた。これには、私がこれまで行ってきた日本語の非対格交代現象・他動性交代現象の分析、中国語の他動性交代現象の分析との、有機的な結びつきの可能性が見えてきている。とりわけ、Saito (2016)の中国と英語の目的語削除の可否に関する提案が、中国語では複合動詞が生産的で豊かであるのに対して、英語ではそれが限定的であるという事実と結びつくかの生を探求してみたい。とりわけ、英語のように明示的形態的主語述語一致現象も、日本語のような格助詞も持たない中国語において、ラベリングがどのように行われるのかは、今のところ大きな謎である。幸い国内外に中国語専門の言語学者および大学院研究協力者がいるので、日本語英語に中国語の現象も加えた類型論的研究に視野を広げ、ラベリングにもとづく句構造構築の仕組みに対する研究をより深めていく方向での研究を進めたい。このような研究を進めていくうえで、これまで通り、文献調査と母語話者協力者からのデータ収集をしっかり行い、また、国内外の研究者との情報交換・議論を、学会・研究会等への積極的な参加を計画している。

初年度は、当初から進行中であった、日本語の自由語順現象と英語の数量詞上昇現象の相補分布関係に対して、ラベリングにもとづく新しい分析を提案し考察を進めた。とりわけ、音声解釈に関わるラベルのタイプと意味解釈に関わるラベルのタイプが異なりうるという、これまで深く検討されていなかった可能性に対して、実際の言語現象を用いながら、検討をすすめた。これにより、同じ問題を扱っていた先行研究(Bobaljik and Wurmbrand 2012)に見られる、脳への多大な計算負荷を前提とする必要がなくなることを示した(日本英文学会シンポジアム5月、世界言語学者会議7月、でその成果の一部を報告し、専門家たちと情報交換を行った)。また、初年度の後半では、複合動詞に対するラベリングの問題をSaito (2016)の提案を発展させながら、日本・英語・中国語の他動性交替現象を例に、検討をはじめた(これらの研究経過は、米国コネチカット大学9月、日本英語学会11月、国立国語研究所プロジェクト・ワークショップ12月で発表し、世界の専門家と議論を重ねている)。こうした研究活動を続けていく中で、開始当初はあまり明確でなかった、新たな興味深い問題も明らかになってきており(たとえば、意味解釈に関わるラベルの具体的な特性は何か、など)、2年度目以降の研究に、つながってきている。これにより単純な併合操作(merge)の繰り返しと、最小探索(minimal search)のみから人の統語能力を解明しようとする研究プログラムに対して、さらなる貢献ができると考えている。おおよそ当初の通りに研究は進んでいる。日本語に自由語順がある一方で、数量詞繰り上げ(Quantifier Raising: QR)が難しいという事実と、英語において語順の制限が厳しい一方でQRが自由であるという事実に関して、Chomsky (2013, 2015)のレベリングのメカニズムによる新たな説明方法を検討している。その中で、日本語でも非顕在的スクランブリンがないこと、英語においても顕在的QRがないことを原理的に説明できる可能性が明らかになってきた。さらに、内的併合による構造において、上位のコピーが発音されるのがもっとも一般的であるとすると(Chomsky 2013)、従来、顕在的移動とされてきたもの一般に関して、上位コピーの発音を妨げる理由が必ず存在することが強く示唆される。このような考え方の先鞭として、Stjepanovic;, S. (2007)によるセルボクロアチア語の焦点構文の分析やBoskovic (2002)によるルーマニア語の多重wh疑問文の分析があるが、本研究もそのような研究の流れの中で、新たな「上位コピーの発音を妨げる理由」の提案につながっている。また、Saito (2017)の日本語におけるoperator移動によるwh句ライセンシング分析も、本研究の提案と結びつく可能性も見えてきた(Oku 2018)。また、今年度の後半には、複合動詞のラベリングに関する問題にも視野を広げはじめ、初期段階の考察を東北大学におけるワークショップ(12月)で報告した。日本語・英語・中国語で観察されている複合動詞の類型論的特性に関して、Saito (2016)の洞察を発展させる可能性が見えてきている。
光合成酸素発生反応の分子機構に関する研究

形質転換が容易で、酸素発生型光合成をおこなうシアノバクテリアSynechocystis6803株を用いて以下の研究をおこなった。1.光化学系IIの構造と機能についての解析光誘起差FTIR差スペクトル等の物理化学的手法を用いて酸素発生触媒中心Mnクラスターの構造を解析するために、無傷な光化学系II(PSII)複合体を高度に精製する方法を確立した。まずPSIIの構成蛋白質の1つであるCP47蛋白質C末端にヒスチジンタグを変異導入し、ニッケルカラムを用いてPSIIを粗精製した。次に、これをグリセロール密度勾配遠心で二量体と単量体のPSIIに分離することに成功した。二量体は単量体に比べ高い酸素発生活性を示すことからFTIRの解析に適する高活性型PSIIであることがわかった。2.光化学系IIに結合する脂質の機能についての解析昨年度に引き続き光化学系IIの構成脂質の1つであるジガラクトシルジアシルグリセロール(DGDG)の酸素発生反応における機能を解析した。これまでDGDG合成欠損変異株は、弱光下では野生株と増殖する速度が同じであり、DGDGの生理的意義が不明であった。今年度、強光下で変異株のみが特異的に増殖が抑制され最終的には白化することを見出した。蛋白質合成阻害剤存在下で細胞を強光処理すると、野生株に比べ、変異株で有意に酸素発生の光失活が速く進行することから、変異株ではMnクラスターが不安定化しており光処理により解離しやすいことが示唆された。また蛋白質合成阻害剤を加えない場合、野生株と変異株間で光失活速度の差がさらに大きくなることから、変異株ではPSII複合体の修復機能にも異常があることがわかった。以上の結果から、SynechocystisにおいてDGDGはMnクラスターの安定化と円滑なPSIIの修復に重要な役割を果たしていることが示唆された。本年度は、形質転換が容易で、高等植物と同様な酸素発生型の光合成をおこなうシアノバクテリアSynechocystis 6803株から作製した種々の変異株を用いて以下の研究をおこなった。1.Mnクラスター配位子の構造と機能についての解析電子スピン共鳴や光誘起差FTIR差スペクトルなどの物理化学的手法を用いてMnクラスターおよびその周辺の構造を解析するためには、Mnクラスターを含む光化学系II(PSII)複合体を濃縮・精製する必要がある。そこでいずれの変異株にもPSIIの構成タンパク質のひとつであるCP47タンパク質C末端にPSIIを精製するためのヒスチジンのタグを変異導入した。このことで、高純度のPSII複合体をSynechocystis 6803の単離チラコイド膜から界面活性剤存在下でのNi-アフィニティーカラムにより一段階で精製することが可能になった。しかしながら、配位子候補のアミノ酸を改変した幾つかの変異株では、PSIIの精製過程でMnクラスターが不安定化し、PSIIより解離し酸素発生能を失ってしまうことがわかった。現在、Mnクラスターを保持したPSIIを単離するためのPSII精製法の改良をおこなっている。2.光化学系IIに結合する脂質の酸素発生系における機能についての解析光化学系IIに結合する脂質のひとつであるジガラクトシルジアシルグリセロール(DGDG)の酸素発生反応における機能を解析した。Synechocystis 6803よりDGDG合成酵素をクローニングし破壊株を作製したところ、DGDGの蓄積がみられなくなった。DGDG合成欠損株はほぼ正常な酸素発生活性を示したが、野生株が失活しない40°C程度で熱処理すると、酸素発生活性が著しく低下することがわかった。このことはDGDGは酸素発生反応には必須ではないが、PSIIの安定化に寄与していることを示唆している。
乳児における匂い刺激の親近化による食べ物の好みの制御：匂い付き絵本を用いて

本研究では、嗅覚刺激の曝露による親近化によって、食べ物の好みが変化するかどうかを発達的に検討する。まずは乳児を対象に選好注視法および馴化法を用いて様々な検討を行った。また、絵本課題を用いて乳児の行動指標を実験的に検討できるパラダイムを確立した。さらには、大人用のにおい刺激のセットを2ー3歳児でも用いることができるように、特に選択肢の画像刺激を整理した。さらに、視覚刺激を用いて2ー3歳児を対象に野菜を果物の画像を用いて、親近性の度合いと好み関連を検討した。1歳半から2歳半の乳児を対象に、嗅覚刺激の曝露による親近化によって、食べ物の好みが変化するかどうかを検討する。特に嫌いな食べ物の上位にランクされる野菜類の匂いを対象に、これを親近化させることで好みの変化を見る。匂い付き絵本は、Cameron & Doty(2013)によるSmell Wheelを参考に作成をめざす。食べ物の好みは、1)嗅覚刺激を用いた選好注視、2)実験室において実際の食べ物を用いた食行動、3)養育者への質問紙、の3通りの方法により検討する。被験者ごとに親近化させる野菜をランダムに変えることで、親近化の効果を比較していく。これらの総合的検討により、最終的には、嗅覚刺激の親近化により、食べ物の好き嫌いをコントロールすることをめざす。本計画では、1歳半から2歳半の乳児を対象に、嗅覚刺激の曝露による親近化を行い、一般的には嫌いな食べ物とされている野菜類をターゲットに、その好みが変化するかどうかを検討する。具体的には匂い刺激を独自に作成しこの刺激に親近化させることを試みる。どの野菜を親近化するのかは、被験者ごとにランダムに決定し、被験者ごとに異なる親近化された野菜ー新奇な野菜のペアを作る。この実験においては、まったく新しい刺激をある程度の標準化をもって作成する必要があり、この作成にコストが必要となっている。食べ物の好みは、嗅覚刺激を用いた選好注視や養育者への質問紙などにより検討する。これらの総合的検討により、最終的には、嗅覚刺激の親近化により、食べ物の好き嫌いをコントールすることをめざす。本年も、乳児を対象とした知覚実験については多くの国際誌への成果を得ることができたが、嗅覚の実験については、実験パラダイムの設定に困難が伴い残念ながらいまだ十分な結果を得るに至っていない。現在まで、嗅覚の実験的検討を総合的に実施するにあたり、就学前の幼児を対象に嗅覚実験を行いデータを収集中である。具体的には、大人で用いられている嗅覚検査キットを用いて、これを幼児で実施するために、刺激を絵カードにして実験を行っている。この実験がうまく進むためには、そもそもの絵カードに対する知識が正しいかどうかを確認する必要があり、このベースとなるデータを集めつつ、嗅覚実験時のデータとの比較により、対象に対する知識はあるものの、匂いだけは推定できない、という事態を観察できる。現段階では、このデータを収集中であり、学会もしくは学術誌に発表できる段階ではない。好きな食べ物と嫌いな食べ物の匂いを対象に、これを親近化させることで好みの変化を見る。食べ物の好みは、嗅覚刺激を用いた選好注視や養育者への質問紙などにより総合的に検討する。これらのアプローチにより、食べ物の好き嫌いをコントールすることをめざしていく。乳児を対象とした知覚実験については多くの国際誌への成果を得ることができ、嗅覚実験に関しても実験が進行中である。現在まで、嗅覚の実験的検討を総合的に実施するにあたり、嗅覚と視覚の統合過程に関する検討を行ってきた。また、大人で用いられている嗅覚検査キットを、幼児で実施する形態にモディファイした絵カードを作成し実験を行った。実験では、そもそもの絵カードで説明されている対象が幼児にとって既知のものであるが未知のものであるかを検討する必要がある。このベースとなるデータを集めつつ、嗅覚実験時のデータとの比較により、対象に対する知識はあるものの、匂いだけは推定できない、という事態を観察できる。これらのベースにより、食べ物どうしの匂いは混同しやすいことや、未知の匂いは認識できないことなどが明らかとなった。本計画では、まず匂い刺激の標準化を行うため、従来からある香料や嗅覚刺激のスティックなどを参考に、実験的に扱いやすいものであり、かつ乳幼児にとっても回答が可能なものを特定していく作業を進めている。今後は、引き続きデータの同じ条件でのデータの取得を進める。また、より初期の発達を検討する目的で1歳半から2歳までの乳幼児に対して選好注視法による実験も実施する。