hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
空間的治療効果を重視した精神科病棟療養環境モデルの開発－眺望-隠れ場理論の活用

本研究は,次の目標を通して精神科病棟を対象に空間的治療効果を重視した療養環境モデルを開発することを目的とした。1J.アプルトンの眺望-隠れ場理論を中核に据え,精神科入院加療を要する患者に対して高い治療的効果を有する空間が具備すべき要件を,看護学および空間デザイン学的観点から抽出する。21により抽出した要件に基づき,療養環境モデルの理論的枠組みを構築し,精神科病棟における治療的空間を構想・設計する。実際の精神科病棟に構想した空間を実現し,参加観察(非参加型)による調査を行い,その治療的効果を分析,療養環境モデルの妥当性を検証する。2014(平成26)年度における実施内容は以下の通りである。1精神科病棟を視察,精神科病棟に勤務する看護師,看護管理者および施設管理担当者への聴き取り,治療的空間構築の先進地の視察を行い,空間デザイン学的観点から治療的効果を有する空間として具備すべき要件を検討した21により洗練した療養環境モデルの理論的枠組みに基づき,治療的空間を構想・デザインし,精神科病棟に勤務する看護師,看護管理者へ提示し,構想・デザインに対する聴き取りを行った。本研究は,次の目標を通して,精神科病棟を対象に空間的治療効果を重視した療養環境モデルを開発することを目的とした。初年度である2014年度における実施内容は以下の通りである。1精神科病棟視察,精神科病棟に勤務する看護師,看護管理者および施設管理担当者への聴き取りを行い,看護学および空間デザイン学的観点から治療的効果を有する空間として具備すべき要件を検討した。2治療的空間構築の先進地を視察,勤務する看護師への聴き取りを行った。31および2により洗練した療養環境モデルの理論的枠組みに基づき,治療的空間を構想・設計(デザイン)し,精神科病棟に勤務する看護師,看護管理者へ提示,構想・設計(デザイン)に対する聴き取りを行った。研究代表者の体調不良および療養のため研究代表者の病気療養のため,2015年4月30日付をもって補助事業廃止を申請中。研究代表者体調不良および療養のため研究代表者の病気療養のため,2015年4月30日付をもって補助事業の廃止を申請中。
異種移植における超急性拒絶反応抑制に関する研究

異種移植は深刻化したドナー不足を緩和する手段の一つとして注目されているが、実施上問題となる超急性拒絶反応やその後のdelayed xenograft rejectionの機序や対策についてはまだ明らかではない。本研究では1)異種移植モデルにおけるneonataltolerance導入の可能性、および2)concordant異種移植拒絶反応におけるNK細胞の役割について検討を加えた。異種移植モデルにおけるneonataltolerance導入に関しては、ハムスターの脾および末梢血リンパ球を採取して、Bリンパ球、Tリンパ球に分けたリンパ球をそれぞれ準備し、生後24時間以内のLewisラットに、投与量を1×10^4、1×10^6、1×10^8と変化させながら、腹腔内投与、経静脈内投与、経門脈投与、胸線内投与して前処置を行った。その8週間後にハムスターからの心移植を行い、生着期間を観察して、tolerance導入の有無について検討した。現在までのところ、最も効果の期待された胸腺内投与によっても移植心の生着延長効果は認められておらず、異種抗原という障壁を越えて、naonatal toleranceを導入することは困難であるとの結論に達した。conncordant異種移植拒絶反応におけるNK細胞の役割についてはハムスターからLewisラットへの異種心および肝移植およびDAラットからLewisラットへの同種心および肝移植を行い、末梢血および移植臓器浸潤細胞におけるNK活性の変化、FACSによるリンパ球subtypeの解析、免疫組織染色によるNK細胞の分布について経時的に検討した。その結果NK細胞は移植早期に異種抗原に反応にて動員され、CTL活性など特異的免疫反応の引き金になるとともに、その後も移植臓器に浸潤して最終的な拒絶反応にも関与することが示唆された。近年いわゆる脳死問題の回避と移植臓器の不足を緩和する手段として異種移植が注目を集めているので、異種移植の臨床応用上最も大きな問題である超強制拒絶反応の抑制法について研究を行った。まずこの超急性拒絶反応を抑制することを目的として、(1)異種ドナー臓器の保存中にウイルスベクターを用いて補体活性化抑制因子を導入する方法について検討した。アデノウイルスをベクターとしてラット補体抑制因子5I2遺伝子のHamster心の内皮細胞への導入を試みた。ドナー臓器摘出直前および臓器保存中にこれらベクターを用いて臓器灌流を行い遺伝子導入効率の最も良い条件について検討中である。さらに(2)レシピエント新生児期に異種ドナー抗原を投与して異種間でのneonatal toleranceを導入する方法についても検討した。HamsterからLewis ratへのconcordant異種移植モデルにおいてneonatal tolerance導入の可能性について検討した。Hamsterの脾臓からB cellリンパ球を分離し、出生24時間以内のLewis Ratに投与した。投与経路としては経静脈経路と腹腔内投与を試みた。投与リンパ球の量としては10^4、10^5、10^6、10^7、10^8個をそれぞれ試みて現在至適リンパ球投与量を検討中である。免疫抑制効果については生後8週にHamsterの皮膚、心を行なって、その生着期間および移植臓器の組織学的検査により検討した。HamsterからLewis ratへのconcordant異種移植間での異所性心移植の前処置なしのコントロール群の平均生着期間は2.6日であった。B cellリンパ球の経静脈経路と腹腔内投与では現在のところ有意な生着期間の延長効果は認められていない。今後はT cellリンパ球や経門脈的投与によるneonataltolerance導入の可能性についても検討を加える予定である。

臓器移植におけるドナー不足は深刻な問題となっており,移植待機中に死亡する患者の数は近年増加しつつある.異種移植はこのドナー不足を解決する手段の一つとして,注目されているが,超急性拒絶反応やその後のいわゆるdelayedxenograftrejectionの機序についてはまだ不明の点が多く残されている.本年は超急性拒絶反応を抑制する手段として,neonataltoleranceの導入を試みると同時に,concordant異種移植の拒絶反応におけるNK細胞の役割について検討した.HamsterからLewisラットへのconcordant異種移植モデルとして,Hamsterの脾臓から採取したBリンパ球を生後24時間以内のLewisラットに投与した.経静脈的投与と腹腔内投与をリンパ球のdoseを変化させながら投与する前処置を行った.8週間後にHamsterからの心移植を行い,tolerance導入の有無について検討した.現在までの所,経静脈投与および腹腔内投与では生着延長効果やtoleranceの導入は認められていないので,今後は最もtolerance導入の可能性の高いと思われる経門脈的投与や胸腺内投与を検討していく予定である.HamsterからLewisラットへのconcordant異種肝移植をモデルとして,移植後経過中の末梢血中および肝浸潤細胞のNK活性を測定し,NK細胞の異種拒絶反応における役割について検討した.異種肝移植後には同種肝移植後と同様に末梢血中および肝浸潤細胞ともにNK活性は抑制されたが,拒絶反応の進行に伴って肝浸潤細胞の相対的なNK活性は増加していた.しかしながらそのNK活性の絶対値は移植前値とほぼ同様であった.抗体を用いてNK細胞を除去した上で,異種肝移植を行い,異種移植拒絶反応におけるNK細胞の役割をさらに検討してゆく予定である.本邦においてもようやく第一例目の脳死ドナーからの移植が行われたが,脳死ドナーからの臓器移植の盛んな欧米でもドナー臓器の不足は深刻な問題であり,移植待機中に死亡する患者数が近年増加しつつある.異種移植はこのドナー不足を緩和する手段の一つとして注目されているが,問題となる超急性拒絶反応やその後のdelayed xenograft rejectionの機序についてはまだ不明の点が多く残されている.本研究では1)異種移植モデルにおけるneonataltolerance導入の可能性,および2)concordant異種移植拒絶反応におけるNK細胞の役割について引き続き検討を加えた.異種移植モデルにおけるneonatal tolerance導入に関しては,昨年に引き続き,生後24時間以内のLewisラットに,ハムスターリンパ球を,投与量を変化させながら,経門脈的および胸腺内投与を行った.この8週間後にハムスターからの心移植を行い,生着期間を観察して,tolerance導入について検討した.
高度技術社会における若者の対人関係の変容

本研究は,高度に発達しつつある技術社会のなかにおいて,テレビ・ビデオ・パソコン通信・伝言ダイヤルなどの情報メディアとの接触のあリ方が,若者の価値観や生活意識の変化ーとりわけ対人意識の変容ーとどのように結びついているのかを実証的・理論的に明らかにすることを,目的としている。私たちは,複雑な社会環境・対人環境に抗して自己像を維持する戦略モデルを構築し,それに合致するように因子分析(主成分法・バリマクス回転)×クラナタ-分析を用いて被調査者を5つの人格類型に区分した。各人格類型は,それぞれ全く異なる〈世界〉の有意味化戦略を採用していることが,デ-タからうかがえた。さらに,人格システムの類型ごとに,メディア接触のあり方が驚くべきほど異なることが,統計的に明らかになった。〈世界〉の有意味化戦略の違いと,メディア接触の仕方の差異とが,極めて強く結びついているのである。人格類型の差異とメディア接触のあり方の差異とがどのように結合するかは,メディアの技術的な背景のみならず,その時代の文化的な背景によって大きく左右される。こうした観点から私たちは,そりわけ1970年以降の若者文化の変遷をさまざまなメディアー少女マンガ・音楽・雑誌などーの内容分析を用いて探った。それによれば,過去20年間の若者文化は,1973ー1976年の「新人類文化伏流期」,1977年1982年の「新人類文化上昇期」,19831988年の「新人類文化安定期」,1989年以降の「新人類文化終息期」に区分できた。この時代区分は,高度消費社会のメルクマ-ルとなるところの,商品の消費に付随して消費される様々に分化した「〈私〉の〈物語〉」のある種の進化段階として,描きだすことができる。
非妊娠時におけるセロトニンを介した膵β細胞増殖制御の可能性の探索

妊娠期には、インスリン抵抗性の悪化に伴い、膵β細胞容量がごく短期間のうちに代償的肥大をきたす。申請者らは、この妊娠期の代償的膵β細胞量増加に中心的な役割をはたすメカニズムとして、セロトニン産生を介する膵β細胞増殖機構を報告した(Kim H. et al Nat Med 16:804-808, 2010)。このシグナル経路が、妊娠時以外で機能することは、今まで報告されていないが、我々は最近Rip(rat insulin promoter)-Creマウス(Magnuson (Vanderbilt University)作製)では定常状態においても膵ラ氏島にセロトニンが高発現していることを見出した。この機序の解明に関して、他の膵β細胞にCreが強発現する。Rip-Cre line (Herrera P. (University of Geneva)ら作製)やPDX-1-Cre line (Gu G.(Vanderbilt University)ら作製)を入手し、各マウスの膵β細胞におけるセロトニンの発現を調べたが、これらのマウスの膵β細胞には、セロトニンの発現が認められなかった。そこで、Rip-Cre (Magnuson)lineにおけるCreのIntegration site近傍の遺伝子発現の変化がこれらの変化を生んでいる可能性が考えられた。このシグナル経路が、妊娠時以外で機能することは、今まで報告されていないが、この経路をいつでも自由に操ることができれば、2型糖尿病において認められる膵β細胞量の低下に対する有力な治療手段となりえるであろう。申請者はRip(rat insulin promoter)-Creマウス(Magnusonらにより作成)では定常状態においても膵ラ氏島にセロトニンが高発現していることを見出した。一方、他のRip-Cre line (Herrera P. (University of Geneva)ら作製)やPDX-1-Cre line (Gu G.(Vanderbilt University)ら作製、このラインでも膵β細胞にCreが強発現する。)では、セロトニンの発現は認められなかった。したがって、現在、このlineにおけるCreのintegration siteを同定し、そのIntegration siteの近傍の遺伝子を同定し、セロトニンがこのラインで発現するメカニズムの解明にあたっている。。平成23年度研究実施計画に記載した通り、我々は最近Rip(rat insulin promoter)-Creマウス(Magnuson (Vanderbilt University)作製)では定常状態においても膵ラ氏島にセロトニンが高発現していることを見出した。この膵ラ氏島を単離し、Tph1, Tph2の発現レベルを定量的PCR法を用いて評価したところ、コントロールのC57BL/6マウスの膵島に比し、有意に高いTph遺伝子の発現が観察された。以上の観察より、このRip-Creマウスでは定常状態においても、少なくともTph↑→セロトニン分泌↑という経路が活性化されていることが明らかとなった。次に、この機序の解明に関して、他の膵β細胞にCreが強発現する。そこで、Rip-Cre (Magnuson) lineにおけるCreのIntegration site近傍の遺伝子発現の変化がこれらの変化を生んでいる可能性を考え、現在このラインにおけるCreのIntegration siteの同定にとりかかっている。計画通り進行しているため。Rip-Cre (Magnuson)lineにおいて、特異的に膵β細胞におけるセロトニンの発現が認められた。今後は、このメカニズムに関して検討する。上記原因として、現在、CreのIntegration site近傍の遺伝子発現の変化が膵β細胞におけるセロトニンの発現の原因と考えている。

そこで、現在このラインにおけるCreのIntegration siteを同定し、その領域に外来性の遺伝子が挿入されることで、何らかの内因性の遺伝子が変化するか否かに関して検討する。
リシーケンシングによる関節リウマチ感受性稀少変異の探索

19例のRA患者のエクソーム解析を行い、非自己免疫疾患患者のエクソーム解析結果44例と比較した。RA感受性遺伝子の場合、アミノ酸変異をともなうlow/rare variantの1遺伝子あたりの数は対象群よりも多いと考えられるので、その値を比較し、RA感受性候補遺伝子の絞り込みを行った。その後、患者群48例、対象群48例でSNVのvalidationと1次スクリーニングを行い、p値が0.1以下のものは患者群432例、対象群432例で関連解析を行った。絞り込んだ15遺伝子のなかで1次スクリーニングのp値が0.1以下のものはBTNL2, NOTCH4, MYPNの3遺伝子だけであった。これら3遺伝子の関連解析で得られた最も低いp値は、NOTCH4: p = 4.02E-12、MYPN: p = 0.0047、BTNL2: p = 4.55E-09であった。BTNL2はHLA-DRB1とNOTCH4の間に存在し、どちらからも170 kbの距離にあるが、それらの遺伝子のRA感受性アリルで補正を行っても完全連鎖にある3つのSNPはRAとの有意な関連を保持していた(DRB1*04:05, *04:01, *10:01: p = 0.0156, rs2071282-T in NOTCH4: p = 0.00368)。これらの結果から、BTNL2はHLA-DRB1およびNOTCH4からは独立してRA感受性を付与すると考えられた。これまでに関節リウマチ(RA)感受性遺伝子として報告され、他グループによる再現実験も行われているものを中心に26遺伝子(FCRL3, NOTCH4, PADI4, PTPN22, STAT4, REL, SLC22A4, RUNX1, IL23R, PRKCH, RANLK, MRPL48, RTN1, DCIR, IL3, IL18, IL4R, SUMO4, CUL1, FGFR2, EXOC4, MHC2TA, CASP7, NFKBIL1, CTLA4, CD40)を選択し、そのプロモーター領域、エクソン、イントロンを含む遺伝子の全領域を対象としたLong-Range PCR法の系を作成した。増幅領域は合計で2.6Mbとなった。この系を用いて関節リウマチの中で関節破壊の進行が早くもっとも重篤なムチランス型11症例の末梢血DNAで増幅を行った。全増幅産物をプール後、Illumina Genome Analyzer IIxを用いて塩基配列を解析し、報告されている26遺伝子の塩基配列と比較した。RA患者に特徴的な非同義置換、および5'UTR、3'UTR、イントロンでの特徴的変異・多型は見いだせなかった。しかし、ある遺伝子の第1エクソン上流300330bpにSNPの集積がみられた。今後、サンガー法により多数の症例での塩基配列を比較、検討することによりこれらSNPsとRA(ムチランス型)との関連を解析する。Agilent Human All Exonkitを用いて、ムチランス型10症例のExome解析も行っている。Exome解析で特徴的な稀少変異の可能性があると考えられたものについては、サンガー法により個別検体ごとに稀少変異の有無を調べ、健常人症例と比較し、統計学的解析により関節リウマチとの関連を確認しているが、これまでのところ特徴的なものは得られていない。今後さらに、Exome解析で得られた他の候補SNPを解析する。「ゲノム支援」によるexome sequencingでは、平均depthが200以上、マッピング率70%前後と良好な結果であった。

過半数のGS_MUDとGS_MESに共通でD_contで3例以下のものは239遺伝子であり、過半数のTK_MUDにも共通でD_contで4例以下のものは27遺伝子であった。現在、P_contの結果を参考にしてサンガー法によりvariantの確認を行っているが、ある遺伝子では、ムチランス型17例と健常人対照群46例を比較したとき、P=0.046、OR=3.8,95% CI=O.98 -18.2(dominant mode)が得られた。近傍のSNVとのハプロタイプで比較した場合は、p=0.0041が得られた。RA感受性遺伝子として報告されている55遺伝子・領域における非同義置換のvariantを調べたところ、症例数が少ないため有意なp値は得られていないが、AIRE、CTLA4、TNFRSF14で頻度差が大きかった。これらの遺伝子ではイントロンや近傍のSNVが感受性アリルとして報告されているが、非同義置換をもたらすSNVがRA発症に関与している可能性も考えられた。「ゲノム支援」の支援を受け、19例のRA患者のexome sequencingを行った。非自己免疫疾患患者のエクソーム解析結果44例と比較し、RA感受性候補遺伝子を探索した。対象群との比較において、1遺伝子あたりのSNVの数の差が大きかったものからHLA以外の30遺伝子を選抜し、さらに1,000人ゲノムプロジェクトの36例との比較により15遺伝子に絞り込んだ。サンガー法によるSNVのvalidationとその後の関連解析(症例、対象ともに484例)を行ったところ、BTNL2, NOTCH4, MYPNの3遺伝子が有意な関連を示した。NOTCH4では既報のrs2071282が最も低いp値を示した(p = 4.02E-12, OR = 3.14, 95% CI = 2.27 - 4.33,)。MYPNのrs10997975とRAとの関連は弱いものであった(p = 0.0047, OR = 1.33, 95%CI = 1.09 - 1.62,)。しかし、BTNL2中の非同義置換SNP12種類は、全てRAと強い関連を示し、完全連鎖にある3つのSNP, rs41521946, rs28362677, rs28362678が最も強い関連を示した(p = 4.55E-09, OR = 1.88, 95% CI = 1.52 - 2.33,)。BTNL2はHLA-DRB1とNOTCH4の間に存在し、どちらからも170 kbの距離にあるが、それらの遺伝子のRA感受性アリルで補正を行っても完全連鎖にある3つのSNPはRAとの有意な関連を保持していた(DRB1: p = 0.0156, rs2071282-T in NOTCH4: p = 0.00368)。これらの結果から、BTNL2はHLA-DRB1およびNOTCH4からは独立してRA感受性を付与すると考えられた。10例のムチランス型関節リウマチのLong-range PCR産物をプールしたものの次世代シーケンサによる解析は終了した。「ゲノム支援」の支援を受け、19例の関節リウマチ症例と2例のpooled controlのexome sequencingは終了した。これらの解析で検出されたSNVで現在、サンガー法による確認を行っている。24年度が最終年度であるため、記入しない。サンガー法による確認で、SNVであることが確認された場合も、症例数を増やすと関節リウマチ患者群と対象群で有意差がない場合がほとんどであった。今後、共同研究者から関節リウマチではない別の疾患の患者データをいただき対象群の症例数を増やすことにより関節リウマチ感受性の候補遺伝子予測の精度を上げる予定である。
分裂期細胞の放射線DNA二重鎖切断修復機構解明に向けたブレークスルーを目指して

細胞分裂期にはDNA二重鎖切断(DSB)修復が起きにくいとされるが、全ての修復経路が機能しないのかどうかは未解明である。そこで精度の高い修復である相同組換えに着目し、独自開発した細胞系を用いてDSBに集まるタンパク質挙動の解析に取り組んだ。タンパク質とDNA相互作用の解析条件設定に手間取ったため、期間中に本格的データの取得を完了するには至らなかったが、同じ実験系を使って付加的に進めたDSBの相同組換え修復タンパク質が修復反応に与える影響の解析によって、変異型の組換え修復タンパク質を導入した細胞において相同組換え効率の有意な低下が誘発される事を明らかにし、この成果を含む学術誌論文を発表した。本課題は、相同組換え(HR)によるDNA二重鎖切断(DSB)修復における、細胞周期の分裂期(M期)での機能に着目し、クロマチン構造変換などの解析を通じて新たなアプローチを開発して、一見不合理とも思えるM期の凝縮したクロマチンにおいてHRによるDSB修復機構が起きているのかどうかを解明する糸口を掴むことを狙ったものである。M期における相同組換え機構を解析するにあたっては、独自に開発して樹立した時間および部位特異的にDSBが導入できる細胞系を用いている。この細胞を薬剤等で処理して細胞周期のM期に同調した上で、部位特異的にDSBを導入した細胞からの細胞抽出物を試料とし、DSB部位への各種タンパク質の局在に関する時間変化をChIP法により解析するものである。今年度は、ChIP法を安定に行う条件の確定を目指して、非同調の細胞でChIP解析に取り組んだが、予定していた実験補助者が取り組めなかったこともあって、思った以上に条件設定に手間取り、M期細胞での条件設定までは進むことができなかった。そのため、本格的なデータの取得開始には至っていない。しかし、次年度には複数の補助者を動員してM期細胞でのChIP条件を確定させるとともに、本格的な解析データの取得に漕ぎ着けることを目指したい。その一方で、本課題に関連する実験過程で得られた知見を含めた、修復タンパク質の機能ドメインと放射線感受性および突然変異誘発に関する学術誌論文を投稿することができ、こちらは掲載が決定している。当初にChIPに用いる解析DNAの検出条件は決定できたが、予定していた実験補助者が異動したこともあってChIP法を安定に行うための条件確定に手間取り、非同調の細胞でChIP解析をはじめたのが予定よりやや遅れて2年目となった。そのため、M期細胞での条件設定については期間末になって取り組むこととなり、計画期間の終了時点ではようやく本格的なデータの取得に取りかかったところである。しかし、基本的な実験システムは整ったので、今後も継続してデータを取得し、できるだけ早く論文として公表したいと考えている。一方で、本課題に関連する実験過程で得られた知見を含めた、DSB修復タンパク質の機能ドメインと放射線感受性および突然変異誘発に関する学術誌論文を公表することができたことが、付加的な成果としてあげられる。放射線生物学研究過程での派生的な成果は出ているものの、本論である損傷部位へのタンパク質集積の解析については、ChIP解析の条件決定に手間取ったため、本格的な解析には進んでいない。そのため、全体としてはやや遅れていると判断した。2年間の課題であるため残り時間が少ないが、平成26年度中に複数の補助者の協力を得て本格的なデータを取得し、新たな研究展開につながる課題を見つけ出すことを目指す予定である。試薬価格等の変動による差額が生じたため。次年度経費における消費税増税差額等にあてる
化合物半導体の光物性の制御

(1)ワイドギャップIーIIIーVI_2族化合物CuAlS_2に添加されたMnイオンによる赤色発光機構を調べるため、無添加および0.01,0.1,1wt%のMnを添加した単結晶を作製し、窒素レーザ励起による時間分解スペクトルの測定を行った。この結果、母体とMnセンターとの間に欠陥準位を介したエネルギー伝達機構が存在することをつきとめた。また、CuAlS_2:Mnを用いたMIS構造のEL素子および分散型EL板を作製し動作を確認した。^<1)>(2)多色EL薄膜素子への応用が最近注目されているCaS、SrSなどのII_AーVI_B族化合物半導体での電子捕獲中心、発光中心の微視的構造を解明するため、各種の不純物を添加した高品質単結晶、粉末結晶、蒸着薄膜を作製し、発光特性、熱励起発光特性、光電流特性の測定を行い、これらの結晶中での電子準位の同定を行った。また、高純度単結晶中に然処置、放射線照射により色中心を導入し、その電子状態を明らかにした^2)(3)半磁性半導体の単結晶と薄膜を作製し、これらの磁気光学的性質を、レーザー分光法により調べ、この材料の応用性について研究した。特に本年度は、ホット・ウォール法によりエピタキシャル薄膜の成長について詳しく研究し、これを発展させて半磁性半導体超格子の作製を行った。この試料の特性を、ピコ秒発光分光法により評価し、磁性イオンに起因する「半磁性半導体超格子」特有の磁気光学的機能性を明らかにした。^<3)>(4)光照射MBE法ZnSe成長のRHEEDによるその場観察を行った。即ち紫外光照射がSe分子の表面滞在時間を低下させ、実効的な分子線強度比を変化させることが分った。RHEED振動の減衰割合の照射光強度依存性から三次元成長が促進されることを示し、表面モフォロジー悪化につながる等の結果を得た。また、ZnSe/GaAsエピ層における残留歪を励起子発光の偏光性から調べ、格子緩和に伴う転移等の導入が結晶性の劣化をもたらすことを指摘した。^<4)>(^<1)>佐藤、^<2)>国府田、^<3)>岡、^<4)>斉藤)(1)ワイドギャップIーIIIーVI_2族化合物CuAlS_2に添加されたMnイオンによる赤色発光機構を調べるため、無添加および0.01,0.1,1wt%のMnを添加した単結晶を作製し、窒素レーザ励起による時間分解スペクトルの測定を行った。^<4)>(^<1)>佐藤、^<2)>国府田、^<3)>岡、^<4)>斉藤)
ヘムオキシゲナーゼによるヘム分解の中間過程の解析

ミクロソーム酵素であるヘムオキシゲナーゼには二つのイソ酵素があり,HO-1,HO-2と呼ばれている.両酵素ともヘムをヒドロキシヘム,ベルドヘム,ビリベルジン・鉄錯塩を経てビリベルジンに酸化的に分解する.本酵素は単純蛋白質であるが基質であるヘムを結合してできた酵素・基質複合体はヘム蛋白質の性質を持ち,その吸収像はミオグロビンのそれと酷似する.本酵素による反応ではヘムが酸素活性化のための補欠分子族としても機能している.従って,ミオグロビン型のヘムがどのように酵素を活性化できるかは興味深い.私共は先に本酵素にヘムが結合するとき,そのHis25を第五配位子(近位His)とすることを見いだした.然し,酸素の結合や活性化に関与すると思われる第六配位子については種々論議はあるものの未だ特定されていない.HO-1,HO-2の両酵素間あるいはそれぞれの酵素の動物種間で高度に保存されている部位があり,そのなかにHis132がある.従ってこのHis132が第六配位子である可能性が高いと推測されてきた.実際,1996年に米国のWilksらによってそうであると報告された.然し私共はその前年にHis132はヘム分解活性には関与していない事を既に報告しているので,再度この食い違いを検討した.その結果,やはりHis132は第六配位子ではない事を再確認し,更に両者の相違が何故生じたのかについても検討し以下の見解を得た.His132を他のアミノ酸に換えると大腸菌内で封入体として発現される.その封入体の尿素処理によって得られた再生酵素は本来の高次構造に戻ったもの(活性型)とどこかに異常のあるもの(不活性型)との混合物であったため,Wilksらが誤解したのであろう.ミクロソーム酵素であるヘムオキシゲナーゼには二つのイソ酵素があり,HO-1,HO-2と呼ばれている.両酵素ともヘムをヒドロキシヘム,ベルドヘム,ビリベルジン・鉄錯塩を経てビリベルジンに酸化的に分解する.本酵素は単純蛋白質であるが基質であるヘムを結合してできた酵素・基質複合体はヘム蛋白質の性質を持ち,その吸収像はミオグロビンのそれと酷似する.本酵素による反応ではヘムが酸素活性化のための補欠分子族としても機能している.従って,ミオグロビン型のヘムがどのように酵素を活性化できるかは興味深い.私共は先に本酵素にヘムが結合するとき,そのHis25を第五配位子(近位His)とすることを見いだした.然し,酸素の結合や活性化に関与すると思われる第六配位子については種々論議はあるものの未だ特定されていない.HO-1,HO-2の両酵素間あるいはそれぞれの酵素の動物種間で高度に保存されている部位があり,そのなかにHis132がある.従ってこのHis132が第六配位子である可能性が高いと推測されてきた.実際,1996年に米国のWilksらによってそうであると報告された.然し私共はその前年にHis132はヘム分解活性には関与していない事を既に報告しているので,再度この食い違いを検討した.その結果,やはりHis132は第六配位子ではない事を再確認し,更に両者の相違が何故生じたのかについても検討し以下の見解を得た.His132を他のアミノ酸に換えると大腸菌内で封入体として発現される.その封入体の尿素処理によって得られた再生酵素は本来の高次構造に戻ったもの(活性型)とどこかに異常のあるもの(不活性型)との混合物であったため,Wilksらが誤解したのであろう.
イタリア中部の古代ローマ美術・考古学調査

昨年度にひきつづき、イタリア共和国ヴィテルボ県のタルクィニア郊外に位置する古代ローマ時代の別荘遺跡の発掘調査研究を行った。本年度は前回発掘した区域の南側と西側へ拡張するように約180平方メートルを発掘した。これによって三葉形プランをもつ中央ホールを完全に掘り上げただけでなく、それに隣接する8室をほぼ掘り上げた。三葉形プランの中央ホールは、おそらく紀元4世紀後半に工事が開始され、紀元5世紀初頭、その工事が完了することなく、放棄されたことが床などの出土状況によって推論できる。というのも、この中央ホールの数ヶ所から出土したモザイクは、紀元前1世紀から紀元2世紀前半まで流行する白黒モザイクであり、装飾モチーフの特質から紀元前1世紀末の可能性が高い。つまり、その時代に建設された建物の基礎と床を活用する形で紀元4世紀後半に中央ホールの建設がはじまったのであると考えられる。しかも、中央ホールの4隅には、大理石のブロック石が置かれており、その上面のレヴェルは数センチの誤差しかない。これは、中央ホールの床を新たにつくるため、基準石として置かれたものであるが、その後、工事が中断されたままになったため、本来であるならおおい隠されてしまうはずの古い床モザイクが、そのまま露呈した状態で放置されることになったのである。周囲の部屋からは、日常什器類が大量に出土した。アンフォラをはじめとするテラコッタ容器、瓦や煉瓦、建築装飾に使用された大理石の化粧板、ランプ、貨幣、テッラ・シジッラ-タ、青銅製の水差し、ガラス類、それに指環などの装身具、骨角製品などである。アンフォラやランプのような形式分類が可能な出土品は、現在、形式同定のための研究を行っている途上であるが、大部分が北アフリカ製の紀元4世紀から紀元5世紀にかけてのものである。おそらく、当時もっとも窯業が栄えていたカルタゴなどの北アフリカ都市から輸入されたためと考えられる。一方、年代同定に有効な貨幣は約60コが出土し、紀元2世紀から紀元5世紀までの広い時代にまたがっている。なかでも紀元4世紀のクアドランスが数多く出土していることは、その頃まで活発な経済活動が行われていたことの証と考えられる。一方、一つの遺跡からこれほど大量の貨幣が出土するのは、あるとき突然、蛮族や海賎に襲われたためとも考えられる。このことはもちろん、考古学上の資料によってのみ証明されることであるが、紀元5世紀初頭、当該遺跡から10キロほどしか離れていないグラウィスカがロンゴバルド人によって掠奪されたことと何らかの関連を有しているのかもしれない。昨年度と本年度の発掘調査によって判明したことは、当該別荘遺跡が、紀元前1世紀末から在存し、何度かの改築を経て、紀元4世紀後半、最終的改築の工事に入った。しかし、この工事は何らかの理由によって中断され、放置されたままになった。そして、おそらく廃屋となっていた別荘に紀元6世紀ごろからふたたび数10人単位の人間が住むようになったと考えられる。つまり、ローマ共和政末期、もしくはアウグストゥス時代から古代末期にかけての時代をおおっている遺跡であり、そのような発掘例がこの地域ではいまだに発見されていないので学術上の価値はきわめて大きいことが証明された。さらに、古代末期から流行する三葉形プランの中央広間が、単なる浴場のような世俗建築としてつくられたのか、それともキリスト教の集会場、もしくは教会堂のような宗教建築としてつくられたのかも、きわめて重要な問題であり、更に調査を行うことによって、この問題に新たな光を与えたいと考えている。以上の如く、本年度の調査は、建築史、美術史、考古学、経済史など多岐にわたる分野の資料が出土し、遺物箱にして約300箱にものぼった。これらの最も重要な出土品だけは実測、写真撮影を行ったが、あまりに厖大な数であるため、作業は平成6年度以降も何らかの方法で継続する所存である。

アンフォラやランプのような形式分類が可能な出土品は、現在、形式同定のための研究を行っている途上であるが、大部分が北アフリカ製の紀元4世紀から紀元5世紀にかけてのものである。おそらく、当時もっとも窯業が栄えていたカルタゴなどの北アフリカ都市から輸入されたためと考えられる。一方、年代同定に有効な貨幣は約60コが出土し、紀元2世紀から紀元5世紀までの広い時代にまたがっている。なかでも紀元4世紀のクアドランスが数多く出土していることは、その頃まで活発な経済活動が行われていたことの証と考えられる。一方、一つの遺跡からこれほど大量の貨幣が出土するのは、あるとき突然、蛮族や海賎に襲われたためとも考えられる。このことはもちろん、考古学上の資料によってのみ証明されることであるが、紀元5世紀初頭、当該遺跡から10キロほどしか離れていないグラウィスカがロンゴバルド人によって掠奪されたことと何らかの関連を有しているのかもしれない。昨年度と本年度の発掘調査によって判明したことは、当該別荘遺跡が、紀元前1世紀末から在存し、何度かの改築を経て、紀元4世紀後半、最終的改築の工事に入った。しかし、この工事は何らかの理由によって中断され、放置されたままになった。そして、おそらく廃屋となっていた別荘に紀元6世紀ごろからふたたび数10人単位の人間が住むようになったと考えられる。つまり、ローマ共和政末期、もしくはアウグストゥス時代から古代末期にかけての時代をおおっている遺跡であり、そのような発掘例がこの地域ではいまだに発見されていないので学術上の価値はきわめて大きいことが証明された。さらに、古代末期から流行する三葉形プランの中央広間が、単なる浴場のような世俗建築としてつくられたのか、それともキリスト教の集会場、もしくは教会堂のような宗教建築としてつくられたのかも、きわめて重要な問題であり、更に調査を行うことによって、この問題に新たな光を与えたいと考えている。以上の如く、本年度の調査は、建築史、美術史、考古学、経済史など多岐にわたる分野の資料が出土し、遺物箱にして約300箱にものぼった。これらの最も重要な出土品だけは実測、写真撮影を行ったが、あまりに厖大な数であるため、作業は平成6年度以降も何らかの方法で継続する所存である。本調査研究の対象である遺跡は、イタリア共和国の首都ローマの北西約100キロに位置するタルクィニアのカッツァネッロ地区の、ティレニア海に面した小麦畑のなかにある。本年度は、約3000平方メートルの調査地区の地形測量と写真撮影から開始し、その中の400平方メートルに5メートル間隔の杭を碁盤目状に設置した。実際に発掘を行なったのは約250平方メートルで、三葉形の大広間とそれに付随する小部屋4室を発掘した。出土した遺構の壁体は、煉瓦と砕石を用いたコンクリート造りで、いわゆるオプス・ミクストゥムである。出土品としては、大量の瓦、建築装飾用に浮彫り、アンフォラ、粗製陶器、ランプ、青銅器、ガラス器、象牙製の装身具、青銅貨幣などで、総計280箱の遺物箱に入れてタルクィニア国立博物館に収蔵した。ランプの形式などからおそらく紀元4世紀前半に建設された建物と推定されるが、床面には紀元1世紀のモザイク断片が残っており、その時代のおそらく浴場と思われる建物の上に建設されたことが判明した。
イオン液体の基礎物理化学的研究

3種のイオン液体、ブチルメチルイミダゾリウムヘキサフルオロリン酸([bmim]PE_6、)、ブチルメチルテトラフルオロホウ酸([bmim]BF_1、)、ブチルメチルイミダゾリウムピストリフルオロメチルスルホニルアミド([bmim](CF_3SO_2)_2N、)を合成した。これらは、カチオンとしてブチルメチルイミダゾリウム([bmim]^+)を共通に持ち、ヘキサフルオロリン酸イオン(PF6-)、テトラフルオロホウ酸イオン(BF4^-)、ビストリフルオロメチルスルホニルアミドイオン((CF_3SO_2)_2N^-)の三種類の異なるアニオンを持つ。これらのイオン液体について、赤外線吸収スペクトルとラマンスペクトル(偏光解消度を含む)の測定を行った。[bmim]PF_6と[bmim]BF_1の2種のイオン液体中で、[bmim]^+カチオンがブチル基のコンフォメーションを含めて同一の構造をとっているということがわかった。また、[bmim]PF_6、中のPF^<6->イオンは正八面体型に極めて近い構造をとっているが、そのサイトの対称はO_hから低下しており、カチオンとの相互作用は結晶中に比べて弱いと考えられる。従来考えられていたようなカチオン、アニオン間の強い相互作用(例えばカチオン-アニオンペアの形成)を示唆するような実験結果は得られなかった。次ぎに、[bmim]PF_6および[Bmim](CF_3SO_2)_2N中でのtrans-スチルベンの異性化反応速度をピコ秒時間分解蛍光分光によって調べた。その結果、イオン液体中での速度定数は、粘度が通常の有機溶媒に比べて極めて大きい([bmim]PF_6で312cP、[bmim]Tf_2Nで53cP)にもかかわらず、アルカン、アルコール中と同程度の値であることがわかった。ベタイン色素の吸収スペクトルから求めた[bmim]PF_6の極性指数E_1(30)は54kcal mol^<-1>であり、アルコールの値50kcal mol^<-1>と近い。しかし、実測された[bmim]PF_6中での異性化速度定数は、アルコール中の値を外挿して得られる速度定数とははるかにかけ離れた値となっており、イオン液体の溶媒としての特性を、従来の極性、粘度というパラメーターだけで適切に記述することが困難であることが明らかとなっ。さらにピコ秒時間分解蛍光分光によってジメチルアミノベンゾニトリル(dimethylaminobenzonitrile、DMABN)の光誘起分子内電荷移動反応を・[bmim]PF_6と[bmim]Tf_2N中で調べた。通常の有機溶媒中とは顕著に異なる結果が得られ、イオン液体の溶媒としての新奇性がここでも確認された。さらにピコ秒時間分解蛍光分光によってジメチルアミノベンゾニトリル(dimethylaminobenzonitrile、DMABN)の光誘起分子内電荷移動反応を・

[bmim]PF_6と[bmim]Tf_2N中で調べた。通常の有機溶媒中とは顕著に異なる結果が得られ、イオン液体の溶媒としての新奇性がここでも確認された。イオン液体試料の合成からスタートし、続いてそのスペクトル測定、構造解析、そしてイオン液体中での光化学反応機構の解明という手順で研究を進めた。まず最も典型的なイオン液体である1-butyl-3-methylimi dazolium hexafluorophosphate(以下[bmim]PF_6と略す)を文献に従って合成した。数回合成を試み、いずれの場合も元素分析的には純品と思われる試料を得たが、ロットにより着色の度合いが異なり、微量の不純物が含まれることが示唆された。紫外吸収スペクトルを測定したところ、着色した試料では重合物と思われる明瞭なピークが観測された。紫外吸収ピークが最も小さい試料を選び、振動スペクトルの測定を行った。赤外吸収スペクトルの測定は、通常のFT-IR装置で行ったが、ラマンスペクトル測定には、(強い蛍光を回避するため)近赤外光を用いるという工夫が必要があった。赤外・ラマンスペクトルに観測されたPF伸縮振動バンドの解析から、[bmim]PF_6中に存在するPF_6^<2->イオンは、正八面体構造から歪んでいることがわかった。次に、やはり紫外吸収ピークが最も小さい[bmim]PF_6中にtrans-スチルベンを溶かし、その蛍光寿命を測定した。trans-スチルベンの蛍光寿命は、最低励起一重項状態における異性化反応の速度を反映しており、溶媒の極性や粘度に依存して顕著な変化を示すことが知られている。観測された[bmim]PF_6中にtrans-スチルベンの蛍光寿命は138ピコ秒であった。この値は、Kramers式などの従来の理論で説明することは不可能であり、イオン液体が従来知られていた有機溶媒とは大きく異なるユニークな特性を持っていることを示唆している。現在、trans-スチルベンより短い蛍光寿命を持つ分子の測定を行うために、光カーゲート法を用いた時間分解蛍光分光装置を製作している。また、活性炭処理を行うことによりこの紫外吸収ピークが除去されることがわかったので、より純粋なイオン液体の調製の見通しができた。3種のイオン液体、ブチルメチルイミダゾリウムヘキサフルオロリン酸([bmim]PF_6、)、ブチルメチルテトラフルオロホウ酸([bmim]BF_4、)、ブチルメチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルアミド([bmim](CF_3SO_2)_2N、)を合成した。これらは、カチオンとしてブチルメチルイミダゾリウム([bmim]^+)を共通に持ち、ヘキサフルオロリン酸イオン(PF6-)、テトラフルオロホウ酸イオン(BF4^-)、ビストリフルオロメチルスルホニルアミドイオン((CF_3SO_2)_2N^-)の三種類の異なるアニオンを持つ。これらのイオン液体について、赤外線吸収スペクトルとラマンスペクトル(偏光解消度を含む)の測定を行った。[bmim]PF_6と[bmim]BF_4の2種のイオン液体中で、[bmim]^+カチオンがブチル基のコンフォメーションを含めて同一の構造をとっているということがわかった。また、[bmim]PF_6中のPF^<6->イオンは正八面体型に極めて近い構造をとっているが、そのサイトの対称はO_hから低下しており、カチオンとの相互作用は結晶中に比べて弱いと考えられる。
トランスピュータを用いた模擬伝送線路による多層プロトコルの性能評価に関する研究

コンピュータ間の通信を実現するプロトコルとしては,正当性検査のしやすさ,異機種間での運用の容易さなど点から,階層構造により標準化・実装がなされている.しかし,多層プロトコルでは伝送速度が高速になると,プロトコル処理時間や応答待ちによって生じるオーバヘッドが大きくなり,伝送効率が大幅に低下する.高速通信を実現するためには効率のよいプロトコルが必要がある.多層プロトコルではプロトコルとスループットの関係は複雑であり,ソフトウェアによるコンピュータ・シミュレーションではこうした評価には十分でない.本研究では,複数のトランスピュータを用いて,ハードウェア的にプロトコル・シミュレータを作成し,ネットワーク・ノードとネットワークリンクをシミュレートした.ノードにおいて実際にプロトコル処理を行い,リンクでは伝送遅延と転送誤りをシミュレーとすることで,理論的評価では困難で多層プロトコルの評価を,伝送誤りの発生する環境で行った.シミュレータを用いて,ウインドウサイズやデータ長,応答間隔などのプロトコル・パラメータや,伝送速度や誤り率,伝搬遅延などのネットワークの条件がネットワークのスループットとパケット遅延に与える影響を評価した.また,設計したシミュレータを用いて,チェックサム計算がスループットに与える影響,並列処理による性能向上,およびメモリバンド幅の寄与を評価し,100Mb/s以上の高速通信のためのプロトコルを設計するときの指針を示した.コンピュータ間の通信を実現するプロトコルとしては,正当性検査のしやすさ,異機種間での運用の容易さなど点から,階層構造により標準化・実装がなされている.しかし,多層プロトコルでは伝送速度が高速になると,プロトコル処理時間や応答待ちによって生じるオーバヘッドが大きくなり,伝送効率が大幅に低下する.高速通信を実現するためには効率のよいプロトコルが必要がある.多層プロトコルではプロトコルとスループットの関係は複雑であり,ソフトウェアによるコンピュータ・シミュレーションではこうした評価には十分でない.本研究では,複数のトランスピュータを用いて,ハードウェア的にプロトコル・シミュレータを作成し,ネットワーク・ノードとネットワークリンクをシミュレートした.ノードにおいて実際にプロトコル処理を行い,リンクでは伝送遅延と転送誤りをシミュレーとすることで,理論的評価では困難で多層プロトコルの評価を,伝送誤りの発生する環境で行った.シミュレータを用いて,ウインドウサイズやデータ長,応答間隔などのプロトコル・パラメータや,伝送速度や誤り率,伝搬遅延などのネットワークの条件がネットワークのスループットとパケット遅延に与える影響を評価した.また,設計したシミュレータを用いて,チェックサム計算がスループットに与える影響,並列処理による性能向上,およびメモリバンド幅の寄与を評価し,100Mb/s以上の高速通信のためのプロトコルを設計するときの指針を示した.コンピュータコミュニケーションに対する要求は分散処理の進展によってますます高度化しているが、本研究においては、現在の64kb/秒程度の一般的通信速度から3桁程度高性能化した10100Mb/秒の伝送速度を実現するための通信プロトコルの設計と評価を目的とした高性能シミュレータを構築している。このようなシミュレータによって多数のノードを持つ高速ネットワークのプロトコロル上の複雑な応答を行なう場合の性能を評価するためには、比較的に安価で、しかも高性能の通信を行なうことができるコンピュータを単位として構築することが望ましい。このような要求を満足するものとして本研究ではトランスピュータを選定した。高速ネットワークのプロトコルシミュレーションでは、通信の送信端末、受信端末、中継ノード、送受信端末と中継ノード間を接続する伝送路のハードウェアそれにこれらの端末あるいは中継ノードにおけるソフトウェアの機能が必要である。これらの各構成要素をネットワーク状に組合わせて通信を行なうことによって、プロトコルの性能評価を実施することができる。本年度は研究の第1年次であり、ワークステーションをホストコンピュータとして、トランスピュータによる模擬伝送路を構成し、これによってプロトコル上の伝送路を代表する特性である伝送遅延とバーストを含む誤り特性を与えられるようにした。誤り特性はビット誤りを模擬する方式とフレーム誤りを模擬する方式の両方を試作し、主として伝送性能の関係から後者による必要があることを明らかにした。次にこの模擬伝送路の有効性を確認する目的でこれにトランスピュータによる入出力端末を接続してプロトコルの予備的評価を行なえるように構成し、トランスポートプロトコルについての評価を行なった。近年コンピュータ技術、通信技術の高速化に伴い、コンピュータ間通信の高度化が要求されている。従来の長距離コンピュータ間通信では多くの場合64kb/s程度の伝送速度であり、高速のものでも1.5Mb/sであった。コンピュータ間通信の速度には種々の要因が影響するが、10Mb/s1Gb/s程度の超高速のコンピュータ間通信を実現するためには、多様なコンピュータ間通信のプロトコルパラメータのみならず、各ノードでのプロトコル処理方式、メモリ内コピー時間等のパラメータの関係が重要な意味を持つ。本研究ではこのような多様なパラメータ間の関係を明らかにし、超高速コンピュータ間通信の設計を行なうための専用プロトコルシミュレータを高速通信機能を内蔵したマイクロコンピュータであるトランスピュータによって実現し、プロトコルシミュレータを構成している。本年度はハードウェアシミュレータを2端末と1中間ノードを存する形で構成し、シミュレータそのものの評価を行なうと共に、代表的な例についての設計条件を明らかにした。シミュレータではデータリンク層、ネットワーク層、トランスポート層の3層について行ない、トランスポート層ではTP4およびその改良、ネットワーク層では分割、中継、フロー制御機能、データリンク層にはHDLCが実装されている。伝送路では伝送遅延と誤りがシミュレートされる。このシミュレータにより、ウィンドウサイズ、応答間隔等のプロトコルパラメータと、プロトコル処理のためのコピー方式、メモリバンド幅の関係が明らかにされた。次年度においてはさらに改良されたプロトコルの評価と、ネットワークが複雑化した場合の評価を行なう。コンピュータ間の通信を実現するプロトコルは,多層プロトコルとして表現されるが,高速通信を実現するためには効率のよいプロトコルが必要である.しかし多層構造のプロトコルほど送達確認やプロトコル処理に要するオーバヘッドが大きくなり,回線速度に比べたスループットが低下してしまうという性能上の問題点が存在する.

このように多層プロトコルの性能の定量的評価はきわめて重要であるが,単純化したモデルによる理論的解析では,十分な評価が行えていない.本研究では,複数のトランスピュータを用いて実際の長距離高速回線に近い誤り特性と遅延特性をもった模擬伝送路環境を構成し,情報源および宛先のコンピュータもトランスピュータにより実際にプロトコル処理をして通信を行うことにより,各種の条件下での多層プロトコルのスループット性能を明らかにする.本年度は,各プロトコルパラメータ,すなわちデータユニット長,ウインドウサイズ等や,ネットワークの条件,すなわち伝送速度,誤り率,伝送遅延がネットワークのスループット・伝送効率に与える影響に加えて,パケットの平均時間に与える影響を調査した.また,ウインドウシステム上でグラフィカルなユーザ・インタフェースを設計し,条件を与えてシミュレーションを行い,結果を表示できるようにした.また,設計したシミュレータを用いて,チェックサム計算がスループットに与える影響,並列処理による性能向上,およびメモリバンド幅の寄与を評価し,100Mb/s以上の高速通信のためのプロトコルを設計するときの指針を明らかにした.
WWWとCD-Romを利用したデータベース型教育システムの開発

マルチメディアは多様な映像資料等を取り込んだ新しい視聴覚教材等の作成を可能にし,各種の情報を蓄積・検索・編集などのすぐれた機能を駆使することにより効果的な教育への活用が期待されているが、本来、教育のもっとも基本である学習者の概念構造の解明や学習者のニーズや教師の思いをもとに学習させるシステムが少ないと思われる。このようなことから、構造化されたデータベースを用い、教師が簡単に教材を作成することのできる応答方式の教育システムの開発を考え、本研究では構造されたデータベースを利用して、教師が簡単に教材を作成できるイントラネット型マルチメディア教育システムの開発を目指し以下のような研究を行った。素材データベース構築の基礎的研究として、中学校数学を中心に,学習するときに必要な概念・技能等を学習者の問題解決過程の調査及び,ベテランの教師による効果的に学習させるプロセスについて検討し、中学校の教員の協力のもとに,文章題についての解法を明確にし,構造を解明する基礎的な情報を得ることができた中学校の数学などにおいて、教師、学習者それぞれの概念あるいは述語の概念構造を解明するために,小学校から中学校までの文章題の一部を電子化し、それらの特徴を分析する方法について検討を行い、構文解析の方法について検討を行ったが十分な方法の確定までにはいたらなかった。現在のe-learningの標準化について検討し、それをもとに、文字情報、図形情報、動画情報を扱え、学習者自らが学習したい内容のキーワードあるいは命題を入力することにより、彼らの学習目的にあった内容が提示され、それを理解することによって概念形成が行われ学習が成立するような検索型教育システムのプロトタイプとしての素材データベースをWWWサーバーに構築した教育システムの基本設計を行った。本研究で開発する教育システムは、マルチメディアパソコンとWWWサーバー等に構築したデータベースを利用して学習したい内容のキーワードあるいは命題を入力することによって必要な情報が提示され,学習させるためのシステムである。今年度は第1年度として次のようなことを行った。1)素材データベース構築の基礎的研究として、中学校数学を中心に,学習するときに必要な概念・技能等を学習者の問題解決過程の調査及び,ベテランの教師による効果的に学習させるブロセスについて検討した。中学校の教員の協力のもとに,文章題についての解法を明確にし,構造を解明する基礎的な情報を得ることができた。2)中学佼の数学などにおいて、教師、学習者それぞれの慨念あるいは述語の概念構造を解明するために、小学校から中学校までの文章題の調査を行い基本的な資料を得ることができた。3)教授者が提示したい内容のキーワードあるいは命題を入力することにより、彼らの教育目的にあった内容が提示され、それを提示し,解説することによって概念形成が行われこども達の学習を成立させるような教育システムのプロトタイプとして選択した文章・図形を提示し,それを編集したり,教師があらかじめその問題に対して必要であると思われる事項(ヒント)を選択して同一画面で参照することができる、教育システムの基本設計を行った。今年度は第2年度として次のようなことを行った。1)前年度に引き続き、中学校数学を中心に,学習するときに必要な概念・技能等を学習者の問題解決過程の調査及び,ベテランの教師による効果的に学習させるプロセスについて検討した。中学校の教員の協力のもとに,文章題についてのいくつかの解法を用いた解答方法などの検討を行い,構造を解明する基礎的な情報を得ることができた。2)中学校の数学などにおいて、教師、学習者それぞれの概念あるいは述語の概念構造を解明するために,小学校から中学校までの文章題の一部を電子化し、それらの特徴を分析する方法について検討を行い、構文解析の方法について検討を行った。