hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肺の虚血・再環流障害の機序解明とその治療・予防策の開発

このモデルでTNF-αconverting enzyme inhibitor(TACEI)を作用させると対側肺への影響が75%軽減され(血管内皮/肺胞上皮の透過性亢進の指標として気管支肺胞洗浄液中の蛋白濃度、肺の湿乾重量比を測定し、その分子的機序として炎症性サイトカインmRNAの発現をRT-PCR法にて半定量した)、さらにNADPHoxidaseinhibitorであるApocyninを10mM濃度で加えることにより、虚血肺の虚血・再環流傷害は軽減されるのみであるが、対側肺の傷害は完全に阻止できた。虚血再環流肺は、サイトカインmRNAを発現し、TNF-αを還流液中に放出すると同時にReactive Oxygen Species(ROS)を産生放出して、虚血再環流傷害を起こすのみでなく遠隔臓器傷害を起こす可能性を示した。傷害臓器が遠隔臓器を傷害する可能性は推測されてきたが立証困難であった。われわれのモデルは神経系、血球(特に白血球)系の関与が除外されており、炎症性サイトカイン(TNF-a)とROSが遠隔臓器傷害(同一個体から得られた対側健常肺が遠隔臓器の代表)を起こす可能性を明確に立証したものであり、多臓器不全発症の機序解明、薬物の治療・予防効果の検証に貢献するものである。我々の開発した遊離片側虚血再還流ラット肺標本を用いて、片側肺を虚血に、同時に対側肺の還流を維持しておくと、1時間の片側肺の虚血(虚血中も換気は保たれており組織低酸素によるanoxic injuryではないことが立証されている)は虚血肺に肺水腫をきたすだけでなく、対側健常肺にも透過性亢進をきたし、虚血肺からのTNF-α放出がその原因であることを報告してきた。このモデルでTNF-αconverting enzyme inhibitor (TACEI)を作用させると対側肺への影響が75%軽減され(血管内皮/肺胞上皮の透過性亢進の指標として気管支肺胞洗浄液中の蛋白濃度、肺の湿乾重量比を測定し、その分子的機序として炎症性サイトカインmRNAの発現をRT-PCR法にて半定量した)。虚血肺による対側肺の傷害がNADPHoxidaseの活性化によるreactive oxygen species (ROS)の放出による可能性を予測し、Apocynin 10mmol/Lを加えると、対側肺傷害は部分的に軽減された。さらに、TACEI 10 μg/mlと併用すると、対側肺の傷害は完全に阻止され、Apocyninの代わりにSuperoxide Dismutase (SOD) 6000IUを加えても同様の結果を得た。虚血再還流肺はTNF-α, ROSを産生放出して、虚血再環流傷害を起こすのみでなく遠隔臓器傷害を起こすことが証明された。われわれのモデルは神経系、血球(特に白血球)系の関与が除外されており、炎症性サイトカイン(TNF-α)とROSが遠隔臓器傷害(同一個体から得られた対側健常肺が遠隔臓器の代表)を起こす可能性を明確に立証したものであり、多臓器不全発症の機序解明、薬物の治療・予防効果の検証に貢献するものである。
わが国の女性支援における反抑圧実践の展開と実践プログラム構築の可能性

本研究の目的は、DVや性暴力など、ジェンダーに関連する諸困難を抱えた女性たちのエンパワメントとアドボカシーを推進すべく、わが国の女性支援現場に反抑圧実践(anti-oppressive social work practice)を導入し、展開していくための理論的な足場づくりを行うことである。英国やカナダのAOP理論と実践を読み解き、わが国の社会福祉、わけても女性支援に関わる制度の特質や課題を浮かび上がらせながら、AOP導入の可能性を探る。
尿路感染症由来緑膿菌臨床株の薬剤耐性機構とその迅速診断法の研究

緑膿菌の薬剤耐性機構は多種多様であるが、尿路感染症の治療に頻繁に使用されてきたフルオロキノロン系抗菌薬に対しては、フルオロキノロン系抗菌薬の標的酵素の遺伝子変異と薬剤排出機構(efflux pump)の機能亢進が主として報告されている。平成24年では、2efflux pumpの機能亢進について検討した。efflux pumpの機能亢進は、細菌の代謝産物の排出、あるいは有害金属の吐き出しなどの現象として進化したシステムと考えられるが、この機構がフルオロキノロン系抗菌薬だけでなく、その他の抗菌薬をも排出し、その薬剤感受性の低下に関与しているとされている。この機構による薬剤耐性の最も重要な点は、1つのシステムの獲得、つまり活性化により少なくとも12の薬剤排出機構が存在しており、本機構により細胞質内に侵入した薬剤だけでなく、ペリプラズムに存在する薬剤も排出されていると考えられる。定量的real-time RT- PCRの手法を用いて、efflux pumpを構成する代表的な蛋白をcodeするRNAの発現頻度の評価を行うことを目的としている。代表的なmdfA、yhiU、yhiV、acrA、marAなど計5種類の遺伝子においてRNAの発現量を全緑膿菌株で検討した。(1)キノロン系抗菌薬は幅広い抗菌スペクトルを有し、優れた抗菌作用を持つ。その機序は細菌のDNA複製に関与するDNAgyraseとIV型topoisomeraseを阻害する事である。この同系薬の耐性機序として、標的酵素の遺伝子変異があげられる。同系薬の標的酵素であるDNAgyraseとIV型topoisomeraseはそれぞれ2つのsub-unit、gyraseA/B、parC/Eから構成されている。本研究ではこれらgyraseA/B、parC/Eのキノロン耐性決定領域(Quinolone Resistance-Determining Region: QRDR)でのシークエンスを行い、アミノ酸配列を決定した。さらにwild typeとの比較によりアミノ酸変異を有する株を同定し、アミノ酸配列を決定した。また、その中からアミノ酸変異を有する株を同定し、MICとの関連を検討した。また抗菌薬交差耐性を見るため他系抗菌薬に対するMICも測定し上記の変異との関連を見た。さらに、これら変異の中で有意にMICを動かし得る変異を同定し、この変異を臨床的riskfactor(複雑性尿路感染症、性別、フルオロキノロン系などの抗菌薬使用歴など)との相関についても検討した。(2)キノロン系抗菌薬の耐性について、QRDRの段階的変異の蓄積が高度耐性化に関係しているとされている。変異を迅速に診断するため、今回はDenating high performance liquid chromatography法(DHPLC)を行った。これは、変異型DNAを含む場合には、2種のホモ二本鎖分子と2種のヘテロ二本鎖分子がそれぞれ異なる時間で溶出され、2つ以上のピークを示す事で変異を感知する。一度に比較的広範な領域(数百bp)における既知および未知の変異の有無についてスクリーニングが可能となり、非常に簡便で低コストである。平成23年度の目標であった、尿路感染症起因緑膿菌の薬剤耐性化についての、(1)フルオロキノロン系抗菌薬の標的酵素の遺伝子変異の評価、またこれらと抗菌薬耐性および臨床的risk factorとの関連、(2)同系抗菌薬耐性に関する迅速診断方法についての検討がおおむね完遂されたと思われる。本研究に使用する設備備品については本施設内に設置されているため、特に経費は要しない。消耗品(RNA抽出、定量的real time RT-PCR用など)については購入の必要があり、とりわけ定量的real time RT-PCRに用いる試薬(プローベなど)に多くの費用を要する。
架橋反応を鍵としたミクロ相分離挙動の制御による非対称ラメラ構造の構築

当該年度は目的の「非対称ラメラ状のミクロ相分離構造構築」を目指し、昨年度に見出した"相分離前の分子内架橋"によるアプローチを詳細に検討した。昨年同様、モデルブロック共重合体(BCP)としてポリスチレン-block-ポリラクチド(PS-b-PLA)を選択し、架橋点を有するPSを大希釈条件下において分子内で反応させた後、重合開始点からラクチドを重合することでPSドメインが分子内で架橋されたPS-b-PLA(PS(cl)-b-PLA)を合成した。PSは架橋の導入率を変化させ、PLAブロックはPSブロックの2-10倍程度の分子量とすることで架橋密度と分子量が異なる一連のPS(cl)-b-PLAを得ることに成功した。続いて、一連PS(cl)-b-PLAが形成するミクロ相分離構造を小角X線散乱(SAXS)測定により詳細に解析した。なおSAXS測定については、昨年と同様にシンクロトロン(Photon Factory)のビームタイムを当該研究室で獲得し放射光を用いて行った。測定の結果、合成した一連のBCPはブロック間の分子量が大きく異なるにもかかわらず全てラメラ状のミクロ相分離構造(非対称ラメラ)を形成していることが判明した。本結果は、ミクロ相分離に関する一般的な知見では説明することができない現象であるため、シミュレーション等を駆使することでそのメカニズムについて今後さらに深く探求していきたい。当該研究室では初の試みとなる「中性子散乱実験」にも挑戦した。ビームタイム獲得のための申請書類作成、サンプル調整、ビームラインでの測定まで全てを自ら中心になって進め、非常に有用なデータを取得することに成功した。現在は得られたデータの解析に注力しており、上記の実験結果をサポートするデータとして執筆論文に組み込む予定である。当該年度は、昨年度に見出した"相分離前の分子内架橋"によるアプローチを詳細に検討し、非対称ラメラの構築法確立を達成した。既に学術論文化に必要なデータを概ね揃えているため、進行状況は順調と言ってよい。また、当研究室では初経験となる中性子散乱実験にも挑戦し、この道に詳しい外国人留学生やビームライン担当者とも頻繁にディスカッションを行うことで技術・知識ともに大きく進歩していると考える。現在、さらに高度なシミュレーション解析などの分析技術取得に注力している。研究成果の公表にも意欲的に努め、当該年度は1件の学術論文を投稿し、2件の国際学会で研究発表を行った。前年度は1年目で発見した「分子内架橋を用いたアプローチ」により非対称ラメラを構築する非常に効果的な手法を確立することができたため、当該年度はさらに詳細な実験データを収集し学術論文化することを第一目標とする。この後、当初予定していた「相分離誘起後の架橋によるアプローチ」に挑戦したい。BCPとしてはこれまでと同様のポリスチレン-block-ポリラクチドを引き続き用い、刺激応答によるバルク中での架橋反応を検討する。以上の二つのアプローチによって得られた非対称ラメラ構造については、透過型電子顕微鏡による相分離構造のイメージ化に加えて、リソグラフィーへの応用を志向して薄膜化サンプルの原子間力顕微鏡測定や片ドメインのエッチングなどを行う予定である。最終的には、垂直配向の条件において誘導自己組織化に適用することで確立した手法の実用性を証明する。また、他のモノマーからなるBCPとして、生分解性・生体適合性を有するポリエステル系BCPやリソグラフィー用材料として有望なケイ素含有BCP、剛直な主鎖を含むrod-coil型BCPなどへの適用を試みる。以上により、本手法の実用性及び普遍性を証明する。当該年度は「非対称ラメラ状のミクロ相分離構造構築」のために、当初予定していた"相分離誘起後の架橋"ではなく修士までの研究で行っていた"相分離前の分子内架橋"によるアプローチを検討した。ブロック共重合体(BCP)としてポリスチレン-block-ポリラクチド(PS-b-PLA)を選択し、PSブロックにランダムに導入した架橋点を大希釈条件下において分子内で反応させた。分子量や架橋点導入率の異なる一連の前駆体BCPを合成・架橋し、PSドメインが分子内で架橋されたPS-b-PLA(PS(cl)-b-PLA)が問題なく得られたことを各種分析法により確認した。続いて、得られた一連の直鎖状PS-b-PLAおよび分子内架橋型PS(cl)-b-PLAについて、そのミクロ相分離挙動を小角X線散乱(SAXS)測定により詳細に解析した。なおSAXS測定については、研究計画通りシンクロトロン(Photon Factory)のビームタイムを当該研究室で獲得し放射光を用いて行った。測定の結果、合成した一連のBCPは狙い通りラメラ状のミクロ相分離構造を形成していることが確認され、PS(cl)-b-PLAの周期間隔は対応するPS-b-PLAのそれよりも小さくなっていることが判明した。また、SAXSプロファイルの形状より、架橋前は二層が対称な厚さのラメラ構造だったのに対して架橋後は非対称なラメラ構造となっていることが確認された。非対称度はPS-b-PLAへの架橋点導入率(架橋密度)の増加に伴って大きくなり、最大でPSドメイン/PLAドメイン=1/2の非対称構造となっていることが明らかとなった。今後はプロファイルフィッティングなどを行うことでより詳細にSAXS結果を解析し、さらに高非対称なラメラ構造を構築するための分子設計指針を得たい。当概年度は研究目的を遂行するため、架橋部位を有するブロック共重合体の合成を行った。

当初予定していたアプローチとは異なる方法で研究を進めたが、目的である「非対称ラメラ構造の構築」は達成されているため進行状況は順調と言ってよい。また、当研究室では経験のなかったシンクロトロンを使ったX線構造解析にも挑戦し、X線散乱を専門とする外国人留学生とも頻繁にディスカッションを行うことで技術・知識ともに大きく進歩していると考える。現在、さらに高度なシミュレーション解析なども勉強中である。研究成果の公表にも意欲的に努め、当該年度は1件の国際学会および1件の国内学会で研究発表を行った。現在その成果を国際学術誌にて報告するため、論文執筆を進めている。当該年度は目的の「非対称ラメラ状のミクロ相分離構造構築」を目指し、昨年度に見出した"相分離前の分子内架橋"によるアプローチを詳細に検討した。昨年同様、モデルブロック共重合体(BCP)としてポリスチレン-block-ポリラクチド(PS-b-PLA)を選択し、架橋点を有するPSを大希釈条件下において分子内で反応させた後、重合開始点からラクチドを重合することでPSドメインが分子内で架橋されたPS-b-PLA(PS(cl)-b-PLA)を合成した。PSは架橋の導入率を変化させ、PLAブロックはPSブロックの2-10倍程度の分子量とすることで架橋密度と分子量が異なる一連のPS(cl)-b-PLAを得ることに成功した。続いて、一連PS(cl)-b-PLAが形成するミクロ相分離構造を小角X線散乱(SAXS)測定により詳細に解析した。なおSAXS測定については、昨年と同様にシンクロトロン(Photon Factory)のビームタイムを当該研究室で獲得し放射光を用いて行った。測定の結果、合成した一連のBCPはブロック間の分子量が大きく異なるにもかかわらず全てラメラ状のミクロ相分離構造(非対称ラメラ)を形成していることが判明した。本結果は、ミクロ相分離に関する一般的な知見では説明することができない現象であるため、シミュレーション等を駆使することでそのメカニズムについて今後さらに深く探求していきたい。当該研究室では初の試みとなる「中性子散乱実験」にも挑戦した。ビームタイム獲得のための申請書類作成、サンプル調整、ビームラインでの測定まで全てを自ら中心になって進め、非常に有用なデータを取得することに成功した。現在は得られたデータの解析に注力しており、上記の実験結果をサポートするデータとして執筆論文に組み込む予定である。当該年度は、昨年度に見出した"相分離前の分子内架橋"によるアプローチを詳細に検討し、非対称ラメラの構築法確立を達成した。既に学術論文化に必要なデータを概ね揃えているため、進行状況は順調と言ってよい。また、当研究室では初経験となる中性子散乱実験にも挑戦し、この道に詳しい外国人留学生やビームライン担当者とも頻繁にディスカッションを行うことで技術・知識ともに大きく進歩していると考える。現在、さらに高度なシミュレーション解析などの分析技術取得に注力している。研究成果の公表にも意欲的に努め、当該年度は1件の学術論文を投稿し、2件の国際学会で研究発表を行った。二年目は上記研究の発展に加えて、当初予定していた相分離誘起後の架橋にも挑戦したいと考えている。
発がん抑制におけるミスマッチ遺伝子の役割

発がんは細胞増殖に関わる遺伝子の変異によってひき起こされるが、遺伝子突然変異の制御にはDNA修復とアポトーシスの2つの過程が関与していると考えられる。これら2つの過程を制御することによって発がんの頻度をコントロールすることができるかどうかを、それぞれの過程に関与する遺伝子を欠くマウスを作製し、さらにそれらのマウスの肺の組織から分離して樹立した細胞株を用いて検討した。アルキル化剤によるDNA傷(O^6-メチルグアニン)の修復酵素を欠くMgmt^<-/->マウスはMNUなどの化学物質による致死作用と発がん作用に共に高感受性を示すが、そのマウスにさらにミスマッチ塩基を認識するタンパクMLH1の遺伝子Mlh1の欠損を導入すると上の2つの効果は分離できることがわかった。すなわちMgmt^<-/->Mlh1^<-/->マウスはアルキル化剤の発がん作用には高感受性を示すが、その致死作用には抵抗性となることがわかった。このような二重欠損マウスの肺の組織から細胞株を樹立しMNUなどのアルキル化剤に対する感受性を調べたところMgmt^<-/->Mlh1^<-/->細胞は野生株とほぼ同じレベルの高い抵抗性を示すことがわかった。その分子的機構を明らかにするとともに、それを化学物質の発がん性を調べる検出系として用いるべく検討を行っている。
真下から入射するS波による強い上下動の発生を伴う地形効果の研究

平成5年度に三成分二地点で観測を開始した秋田大学鉱山学部付属鉱業博物館敷地内及び周辺(手形山)に於いて、さらに観測点を追加する形で4点三成分観測体制の整備を目指したが、平成6年度研究費で地震計の修理費分に相当する予算を削減された為に3点三成分の整備しかできなかった。加えて予算の執行が遅れた事で実際の観測条件が整った時はすでに初冬であった。降雪期までの短い期間でなんとか観測再開に至ったが、狙っている近地の微小地震活動度が低く、また冬季の強風の影響でノイズレベルが高い為、解析に耐える記録は未だに得られていない。さらに、平成五年度に製作して使用していた手作りアンプが不調になったことも観測継続の障害であった。これからは、長期間の安定した作動を保証された機材への移行が絶対必要である。また、地震活動度の低い秋田市では多点同時観測体制の整備は、効率の良い研究遂行に絶対必要である。平成7年1月17日の兵庫県南部地震後は地震観測機材の一部を手形山から撤収し、神戸市内に展開されているリニアアレイの観測点の一部として臨時に設置、使用中である。これらは三月中旬には秋田へ持ち帰り従来の観測を再開する予定である。数値計算に於いては、崖地形表層の低速度層も考慮できる、閉じた層構造の為の漸化式を用いた解法を開発した(平成6年10月に地震学会秋季大会及び物理探査学会秋季学術講演会で発表)。さらに基盤の上の第三紀層が侵食されて崖地形が生成されるという秋田の地域性に合わせて、両端の開いた不規則成層構造の計算を可能にする解法も開発し、平成7年3月の地震学会春季大会、6月の物理探査学会春季学術講演会で発表予定である。これらの方法では計算結果を不安定にする境界面の打ち切りの影響を削除できる新しい境界積分方程式に基づいており、また、主記憶容量を節約する為に新たに提案された漸化式による解法を使っている。これら境界積分方程式、漸化式は、共に報告者によって開発、提案されたものである。加えて、平成6年11月から平成7年2月まで来日したメキシコ国立自治大学(UNAM)のFrancisco Jose Sanchez-Sesma教授と共同で三次元間接境界要素法の開発に取り組んでいる。これは同教授が開発した円形要素を使う解法を、新たな定式化の導入により、より一般性のある三角形要素を使う解法へと発展させる試みである。現在、テストランを行っているが、細かいバグは有るものの大筋では納得出来る計算結果を得ており近い将来完成すると期待される。
免疫系による発生初期胚の認識機構-透明帯を利用した哺乳類の着床誘導戦略の証明-

4週齢の幼若雌マウスICRをPMSG(5IU)、HCG(5IU)を用いて排卵誘発し、mating後の1-3日目に受精卵が密集している部分に一致して膨隆している卵管を切除して解析したところ、dendritic cellおよび粘膜T cellが活性化している像が観察された。一方で過排卵mating後に卵管より得られた卵から透明帯を分離・回収し、これをホモゲネートして酵素処理後、偽妊娠マウスの片側卵管内に注入して組織学的変化を検討したところ、同様に活性化したdendritic cellおよび粘膜T cellが示された。そこで子宮卵管角を結紮した妊娠マウスまたは卵管内に分離・処理した透明帯を注入して脾臓細胞を解析したところ、ロゼット形成能が低下していること(early pregnancy factor活性)が観察された。またヒト末梢血から末梢血単核球を分離し、IL-4およびGM-CSF存在下にdendritic cellを分化誘導したのちに透明帯の分解産物を感作させ、さらに新たに分離培養したT細胞と共培養したところ、同様にロゼット形成能が低下することが示された。以上より、透明帯の分解産物が免疫細胞の機能変化を誘導することが初めて明らかとなった。またこれらの反応は妊娠初期の卵管内で観察されたことから、胚存在のシグナルとして透明帯の分解産物がその候補となりうることが示された。
理科の誕生と科学教育の変遷

本課題研究の成果は、1885年の文部省初等教育施策の推移を明らかにし、小学校新教科としての理科の誕生と当時における科学教育の変遷の背景を解明したことである。この年の文部省施策の推移には、これまで未解明な箇所が多く存在していたけれども、今回の研究によって、小学校構成の構想や教則の推移及び科学教育の思想的背景など、理科新設につながる重要な諸施策の経緯を明らかにすることができた。2006年度の研究業績は、論文においては、日本理科教育学会の『理科教育学研究』に掲載された「「小学校ノ学科及其程度」と地文学」(Vol.47,No.1)と、学会発表においては、中部教育学会第55回大会での発表「理科の誕生と実業教育思想」(6月24日)である。「「小学校ノ学科及其程度」と地文学」では、小学校ノ学科及其程度の理科項目に含まれる地文学的内容に関して検討を行った。新教科理科は従前の博物・物理・化学・生理を統合したものといわれてきた。しかし、小学校ノ学科及其程度理科項目には、これらの範疇には含まれない地文学的要素が多く含まれている。実際に「小学校ノ学科及其程度」の理科項目は、「理科ハ果物穀物菜蔬草木人体禽獣虫魚金銀鋼鉄等人生ニ最モ緊切ノ関係アルモノ日月星空気温度水蒸気雲露霜雪霰氷雷電風雨火山地震潮汐燃焼錆腐敗喞筒噴水音響辺響時計寒暖計晴雨計蒸気器械眼鏡色虹槓杆滑車天秤磁石電信機等日常児童ノ目撃シ得ル所ノモノ」となっており、このうち、「果物穀物から金銀鋼鉄まで」の部分は博物的なもの(人体は生理に関するもの)、「燃焼錆腐敗」は化学的なもの、「喞筒噴水から電信機まで」のほとんどは物理的なものである。しかし、「日月星空気温度水蒸気雲露霜雪霰氷雷電風雨火山地震潮汐」の部分の諸現象は、従前の「小学校教則綱領」で規定された博物、物理,化学,生理のいずれの範疇にも入らないもので、当時においては地文学と呼ばれた学問において扱う諸現象である。本論では、理科の内容に地文学が挿入された経緯を考察した。小学校条例取調委員のメンバーの一人である文部省御用掛西村貞は「地文学は幼童の理学教育に最適」との考えを持っており、この考えの反映として新教科理科の内容に地文学の要素が多く含まれるようになった。これは当時において西村貞は理学教育の第一人者であったためである。また中部教育学会における発表は、本研究の準備となった研究の発表であった。2007年度の研究成果は、論文としては2件、学会発表としては1件であった。なお、その他に既に掲載決定している学会誌掲載予定の論文が1件ある。論文「小学科課程表と文部少書記官西村貞」では、小学校の教科史上はじめて理科を規定した「小学科課程表」の作成過程において、当時、理学教育者として第一人者と認識されていた少書記官西村貞の果たした役割と「小学科課程表」における理科の位置づけを考察した。「小学科課程表」は1885年8月の教育令再改正に伴って作成されたものであるが、その通牒はその年の12月にまで滞っていた。この遅滞は西村の東北・北海道への学事巡視にあると結論付け、そのことが西村の理科誕生における強い影響力を伺われるものとなっている。論文「理科新設と皇道主義的教育思想」では、理科新設の背景として皇道主義的な教育思想の影響が存在するのかについて論じた。理科教育史の研究では、改正教育令の時期に台頭する皇道主義的教育思想が科学教育を忌避し、"理科"教育が誕生したとする説が広く知られている。しかし、この当時とくに森有礼文部大臣期の教育の方向性を具体的に検討すると、そのような理科新設の背景設定には無理があることが看取される。論文は、皇道主義的教育思想を背景とすることには妥当性がないと結論付けた。中部教育学会における学会発表は、再改正教育令期に文部省内で作成され、案の段階で消え去った「小学校及小学教場教則綱領」の成立時期を考察したものであった。今年度は最終年度であり、一定の「まとめ」的な研究を行うことができた。「理科の誕生と教育現場の当惑についての一考察」では、新教科としての理科が誕生した際に教育現場が当惑したというこれまで常識的に言われてきたことに対して検討を加えたものである。理科誕生当時の教育雑誌や各地方と文部省との交信などから、従来言われてきたような当惑は存在していないことを明らかにした。「小学校条例取調委員議定「学区校数指示方心得」に関する一考察」では、従来不明であった「学区校数指示方心得」の内示時期を明らかにした。

小学校条例取調委員が議定した「学区校数指示方心得」に従って、埼玉県・群馬県・静岡県・長野県が学区改定を行ったことが『文部省年報』から知られていたが、今回の研究では、これらの県の行政文書から「学区校数指示方心得」が内示された時期を「小学科課程表」と同時期であることを明らかにした。さらに、「小学校及小学教場教則綱領の成立時期と終焉時期」では、この「小学校及小学教場教則綱領」が再改正教育令公布以前に作成されていたこと、及び、再改正教育令原案の元老院審議以前に終焉していたことを明らかにした。こうした研究成果によって、文部省における理科誕生への基本的な施策推移が明らかにされたと考えられ得る。
メタンサイクルを活性化した温室効果ガス削減対応新規排水処理システムの開発

嫌気性排水処理プロセスから発生する溶存メタンは,バイオガス中のメタン分圧に依存して処理水中に溶存しており,回収等の処理を施される事無く大気へ放散している.本研究では,嫌気性処理リアクターから発生する溶存メタンを大気放散防止する為に溶存メタン回収や分解の技術を確立し,処理メカニズムの解明を行う事を目的とした.これまでメタン削減型のバイオリアクターの開発を行うと共に,2種類に大別されるメタン酸化細菌(Type I, Type II)のコミュニティ解析を行なってきた.そのコミュニティ解析において,既往の知見と比較すると異なるコミュニティに構成されていた.そこで本年度は,メタン酸化細菌をメタン・酸素・pHについてそれぞれ異なる環境条件で培養し,2種類のメタン酸化細菌の棲み分けを決定づける因子について基礎的な知見を得ることを目的とした.その結果,Type IとType IIに属するメタン酸化細菌の棲み分けは,pHによる影響が大きい事が明らかとなった.また,溶存メタンを利用した亜酸化窒素の脱窒についての検討を行った.昨年度の研究結果から,酸素の混入,流入濃度が不安定であるといった問題点が浮上した.そこで本年度は,本年度は,大気からの酸素混入を防ぐためにリアクターを2台直列に設置し1台目で酸素除去を行い,2台目が嫌気的環境になるようにした.安定した基質供給と流入負荷を上げるためにメタンと亜酸化窒素をガス態として供給し嫌気処理を行なったところ,メタンと亜酸化窒素の同時分解が確認された.好気性微生物を利用した活性汚泥法は,良好な水質を得ることができることから,排水処理に対して広く普及している.その反面,エアレーションに莫大なエネルギーを必要としている.エネルギー枯渇,地球温暖化が騒がれている状況下において,活性汚泥法から脱却するために,新たな省エネ型下水処理法の確立が望まれている.一方,インドやブラジルなどの新興国においては,エアレーションが不要であり,発生するメタンガスをエネルギーとして利用可能であること等の特長から,UASB法などの嫌気性処理法が採用されでいる.しかし,処理水中に溶存するメタンは回収されずに大気へ放出されている.特に下水のような低濃度有機性排水の嫌気性処理では,全生成メタン量に対して,溶存メタン量の割合は半分以上との報告もある.一方で,メタンは二酸化炭素の25倍もの温室効果能を持つため,僅かな溶が存メタンでも大気への放出を防止する技術開発が必要である.そこで,本研究では,嫌気性処理装置から発生する溶存メタンを回収・分解・利用した持続可能循環型排水処理技術の開発と処理メカニズムの解明を行う事を目的とした.本年度は,溶存メタンの回収と分解に関する研究に着手した.その結果,微量の空気をリアクターに供給する事で,溶存メタンが自燃可能濃度のメタンガスとして連続的に回収する事ができた.溶存メタンの酸化分解は,水量の半分程度の空気を供給する事で,流入の99%以上の溶存メタンを分解した.さらに,リアクター内に存在する微生物を解析する事で,処理に関与する微生物群を明らかにした.嫌気性排水処理プロセスから発生する溶存メタンは,バイオガス中のメタン分圧に依存して処理水中に溶存しており,回収等の処理を施される事無く大気へ放散している.本研究では,嫌気性処理リアクターから発生する溶存メタンを大気放散防止する為に溶存メタン回収や分解の技術を確立し,さらに回収したメタンを利用するといった持続可能循環型排水処理技術の開発と処理メカニズムの解明を行う事を目的とした.昨年度までの研究成果では,溶存メタンを回収し酸化分解するプロセスを考案し,下水処理場にて実証するに至った.本年度は,回収した溶存メタンを利用拡大する為に,メタンを電子供与体脱窒,亜酸化窒素を電子受容体としたメタン脱窒をラボスケールにて実施した.実験にはスポンジを微生物保持担体としたDHSリアクターを用いて連続実験を行った.メタンと亜酸化窒素は同一リアクター内で微生物分解できることがわかった.そのメタンと亜酸化窒素の分解速度は,それぞれ約10mmol・m^<-3>・day^<-1>であった.負荷を上昇させると,メタンと亜酸化窒素の分解速度は共に上昇する傾向を示した.微生物解析を行ったところ,メタンと亜酸化窒素を同時に分解するような微生物群はリアクター内に集積されておらず,同時反応を担う微生物群の特定には至らなかった.リアクター内には,MethylococcaseaeおよびMethylosystaceaeに属するメタン酸化細菌群やComamonadaceaeおよびRhodocyclaceaeに属する脱窒細菌群がそれぞれ10-20%検出されており,このような微生物群がメタンと亜酸化窒素の分解に関与していると推測された.嫌気性排水処理プロセスから発生する溶存メタンは,バイオガス中のメタン分圧に依存して処理水中に溶存しており,回収等の処理を施される事無く大気へ放散している.本研究では,嫌気性処理リアクターから発生する溶存メタンを大気放散防止する為に溶存メタン回収や分解の技術を確立し,処理メカニズムの解明を行う事を目的とした.これまでメタン削減型のバイオリアクターの開発を行うと共に,2種類に大別されるメタン酸化細菌(Type I, Type II)のコミュニティ解析を行なってきた.そのコミュニティ解析において,既往の知見と比較すると異なるコミュニティに構成されていた.そこで本年度は,メタン酸化細菌をメタン・酸素・pHについてそれぞれ異なる環境条件で培養し,2種類のメタン酸化細菌の棲み分けを決定づける因子について基礎的な知見を得ることを目的とした.その結果,Type IとType IIに属するメタン酸化細菌の棲み分けは,pHによる影響が大きい事が明らかとなった.

また,溶存メタンを利用した亜酸化窒素の脱窒についての検討を行った.昨年度の研究結果から,酸素の混入,流入濃度が不安定であるといった問題点が浮上した.そこで本年度は,本年度は,大気からの酸素混入を防ぐためにリアクターを2台直列に設置し1台目で酸素除去を行い,2台目が嫌気的環境になるようにした.安定した基質供給と流入負荷を上げるためにメタンと亜酸化窒素をガス態として供給し嫌気処理を行なったところ,メタンと亜酸化窒素の同時分解が確認された.嫌気性処理水中に含まれる溶存メタンを処理し利用する持続可能循環型排水処理技術を開発する為に,溶存メタンの大気放散防止が下水処理プロセスにて実証できた.また,その性能の理由を分子生物的手法による微生物叢解析から説明することができた.メタン利用拡大するためのメタン脱窒がラボスケールにて実証できたなど,当初の計画を遂行した.メタン脱窒プロセスにおいて,メタンと亜酸化窒素は微生物学的に分解されている事が明らかとなったが,その反応を担う微生物群の特定には至っていないため,来年度もメタン脱窒の反応を担っている微生物群を特定し,その処理メカニズムを明らかにする.また,当初の予定通り,嫌気性処理装置から発生する溶存メタンの回収・分解・利用した持続可能循環型排水処理技術の構築のために,下水処理場において,メタン脱窒プロセスの適用を試みる.
環境モニタリングと連動した臭素系難燃剤のマテリアルフロー分析

臭素系難燃剤HBCDを対象に、サブスタンスフロー解析に基づくライフサイクル(製造・流通・製品使用・消費・廃棄)過程における環境中への排出量を推定した。さらに河川堆積物、室内ダストの環境モニタリングをおこない、得られた測定値と比較検証し解明されていない排出量や排出経路の推定をより高度化することを目的とした研究をおこなった。得られた研究成果の公表(学会発表等)にもつとめ、口頭5件、ポスター3件の学会発表、3報の論文を投稿した。本研究は臭素系難燃剤を対象に、ライフサイクル(製造・流通・製品使用・消費・廃棄)過程における環境中への排出量を推定し、さらに環境モニタリングで得られた測定値と比較検証することで解明されていない排出量や排出経路の推定をより高度化することを目的とした。平成21年度は以下について研究をおこなった。1.生産から廃棄過程までのライフサイクルを通じた臭素系難燃剤HBCDのフロー解析排出量推定ならびに発生源解析を目的として、動的サブスタンスフロー分析を用いた生産から廃棄までの全ライフサイクルにおける排出量推定方法を検討した。HBCDの用途別使用量,製造プロセスや製品廃棄に関する情報を収集、聞き取り調査し、ライフサイクルを通じたHBCDの定量的なフローを作成した。結果、全ライフサイクルで見ると、消費者使用製品や埋立廃棄物への蓄積量が今後増加するため、現状の環境排出量の把握だけでなく、将来的な排出量予測の精度向上の必要性が示唆された。2.環境モニタリングによる臭素系難燃剤HBCDの予備調査HBCDの使用状況や排出経路に関する情報を元に排出が想定される河川を複数選定し、排出源の違いが河川の底質中濃度に与える影響を調査した。採取した試料は高速溶媒抽出装置(ASE)にて抽出後、高速液体クロマトグラフィータンデム質量分析計(LC-MS/MS ; Waters)にて同定・定量をおこなった。結果、流域人口の多い都市河川に比べHBCD使用工場(繊維)等の排出源を持つと想定される河川流域で12オーダー高濃度のHBCDが検出された。このことは工場等の排出源としての寄与の重要性を示唆している。今後は、地域的な差異を考慮したリスク評価をおこなっていく必要がある。得られた研究成果の公表(学会発表、論文投稿)にもつとめ、口頭3件、ポスター3件の学会発表、3報の論文を投稿した。1.推定放出シナリオに基づく濃度情報の調査前年度は、排出量推定ならびに発生源解析を目的として、動的サブスタンスフロー分析を用いた全ライフサイクル(生産、製品使用、廃棄)における排出量推定方法を検討した。そこで今年度は、推定された放出シナリオと、発生源推定をもとに、異なる発生源をもつ日本国内の3河川について環境モニタリングを実施した。つぎに、ライフサイクル環境排出量をパラメータとして環境多媒体モデルを用いて臭素系難燃剤の環境濃度予測をおこない、実測データと比較検証をおこなった。結果、HBCD使用工場(繊維)等の排出源を持つと想定される河川流域で検出された濃度(平均値1810ng/g)と予測濃度(1436ng/g)との間に、また流域人口の多い都市河川(鶴見川)において検出された濃度との間に良い一致が見られた。このことは、サブスタンスフロー分析に基づく排出量予測が実際の環境への放出を良く説明していることを意味している。2.HBCDによる発生源・推定量解析と化学物質管理への展開に向けた課題抽出サブスタンスフロー解析は経済社会における物質の動きを定量化し、環境資源効率や環境への排出を改善しようという手法であり、これまで必ずしも環境への排出源に関する情報を環境中の挙動解明に利用されているわけではなかった。本研究は、実測データとサブスタンスフロー解析を結びつけた点でこの種の研究を行う上で今後、他の化学物質についても適用できる可能性がある。
メタボリックシンドロームによる皮膚機能の脆弱化メカニズムの解明

メタボリックシンドロームはレプチン抵抗性を生じ、肥満をはじめ多くの疾病を引き起こすことがわかっている。皮膚においてもバリア機能の低下に伴うアトピー性皮膚炎の発症リスクの増大や創傷治癒の遅延等が報告されているが、これらの機能障害が引き起こされる分子メカニズムに関しては不明である。そこで、申請者は研究課題「メタボリックシンドロームによる皮膚機能の脆弱化メカニズムの解明」を遂行する。申請者はメタボリックシンドロームによるレプチン抵抗性が皮膚の脆弱化の一要因である仮説を構築し、病態モデルラットを用いて解析を行う。初年度はレプチン遺伝子が変異しているメタボリックシンドロームモデルマウスであるob/obマウスの皮膚を用いて、トランスクリプトーム解析を行った。その結果、WTマウスでは、567遺伝子が有意に増加を認めた。一方、ob/obマウスでは、228遺伝子が有意に増加を認めた。これらの変動遺伝子群をgene ontology(GO)としてenrichment解析を行ったところ皮膚におけるコラーゲンをはじめとする細胞外マトリックス関連遺伝子群が顕著に減少していることが明らかとなった。さらに、皮膚のハリや弾力に関与し、皮膚中コラーゲンの約八割を占めるI型コラーゲン量はタンパク質レベルでも減少を認めた。このことは、皮膚のみならずあらゆる生体組織でレプチンシグナルの新たな機能とメタボリックシンドロームによるレプチン抵抗性の原因解明に応用することができ、病態生理の理解に寄与する多くの可能性を秘めていると考えられる。これまでに申請者はレプチン遺伝子が変異したメタボリックシンドロームモデルであるob/obマウスの皮膚を用いてトランスクリプトーム解析を行ったところ、WTマウスでは、567遺伝子が有意に増加を認めた。WTマウスで増加の認められた遺伝子群をgene ontology(GO)としてenrichment解析を行ったところ、42GOがそれぞれ意味のあるtermとして示された。これまでのob/obマウスを用いた結果より、皮膚におけるコラーゲン合成が低下していることが見出された。しかしながら、本研究成果はメタボリックシンドロームの病態による二次的な影響かレプチンのシグナル阻害が直接影響しているのか不明である。そこで、今後は皮膚線維芽細胞を用いてより詳細な分子メカニズムを検討する。さらに、高脂肪食等の食事誘導性のメタボリックシンドロームが皮膚に及ぼす影響を検討する。当初予定していたトランスクリプトーム解析を本学のゲノム解析センターと共同研究という形で無償で実施したため、次年度使用額が発生した。今後の使用計画として変動の認められた遺伝子に対してタンパク質レベルでの検討や細胞を用いた実験を盛り込み、より詳細なメカニズムを検討する。
実環境における深層強化学習の実現と群ロボットへの展開

本研究では,実環境での深層強化学習の実現と群ロボットの協調行動の獲得を目指す.実環境での深層強化学習を実現するために,「シミュレーションと実機の差異の低減手法」を導入する.その差異の低減手法として,実機ロボットに搭載したカメラの画像に対してセグメンテーション(領域分割)と低解像度化をすることで,実環境での見え方をシミュレーション環境での見え方に近づけて,実環境の複雑さを低減する.そのうえで,複数のロボットが存在する環境を想定し,群ロボットの協調行動の獲得を実現する.さらに,実社会での応用において重要となる「深層強化学習における行動選択の説明性の向上」を実現する.本研究では,実環境での深層強化学習の実現と群ロボットの協調行動の獲得を目指す.実環境での深層強化学習を実現するために,「シミュレーションと実機の差異の低減手法」を導入する.その差異の低減手法として,実機ロボットに搭載したカメラの画像に対してセグメンテーション(領域分割)と低解像度化をすることで,実環境での見え方をシミュレーション環境での見え方に近づけて,実環境の複雑さを低減する.そのうえで,複数のロボットが存在する環境を想定し,群ロボットの協調行動の獲得を実現する.さらに,実社会での応用において重要となる「深層強化学習における行動選択の説明性の向上」を実現する.
脊髄損傷に対する再生治療-胚性幹(ES)細胞を用いた基礎的研究

胚性幹細胞由来の神経管細胞移植に着目し脊髄損傷に対する治療効果を検討した。マウス胚性幹(ES)細胞から神経幹(NSC)細胞に分化誘導し、この培養・分離した細胞を脊髄損傷(SCI)モデルマウスに移植を行った。また細胞移植と同時に甲状腺ホルモンを追加投与も行い、これによる治療効果も比較・検討した。GEFで標識下129/SvJマウスの未分化ES細胞を多段階培養法にて培養し、ネスチン陽性の神経管細胞を分離、これを移植に使用した。一方、脊髄損傷は129/SvJマウスに第10胸椎椎弓切除を施し、pneumatic impactor deviceで脊髄に硬膜外から一定の損傷を与えモデルを作製した。移植はこの損傷10日目の亜急性期に行った。36匹のマウスを無作為に、脊髄損傷のみの群(G1)、細胞移植群(G2)、細胞移植+甲状腺ホルモン投与群(G3)の3群に分けた。神経機能評価も行った。移植後14日以降、G2とG3はG1と比較していずれも有意差をもって行動評価で改善を認めた。G3はG2と比較してより改善傾向を認めたが有意差はなかった。組織学的には移植細胞の生着をすべてに確認し、いずれの時期にも腫瘍形成は認めなかった。「脊髄損傷の細胞移植治療においてES細胞由来NSC細胞も材料の一つとして有効であることが示された。しかし甲状腺ホルモン投与でさらなる効果を認めることはできなかった。」と結論した。」と結論した。本研究の目的は、脊髄損傷に対する再生治療において、移植材料としての胚性幹(ES)細胞の有用性を確立することである。平成16年度は、脊髄損傷急性期亜急性期における脊髄外傷後の傷害部における脊髄血流の変化を中心に検討した。その結果、脊髄損傷後の脊髄血流の変化をとらえ、脊髄損傷には二次的な脊髄虚血が関与していることが示唆された。この二次的な脊髄虚血を防ぐことにより、脊髄損傷の進展を食い止める可能性があると考えられた。今後は、血流も含めた脊髄損傷の再生治療に必要な移植環境に注目した検討を行う予定である。本研究の目的は、「脊髄損傷に対する再生治療において、移植材料としての胚性幹(ES)細胞の有用性の確立」である。平成17年度は、マウスES細胞をin vitroで神経幹細胞に分化誘導し、この細胞群を脊髄損傷マウスに移植を行い、神経学的症状の変化と、移植細胞の生着を組織学的に評価して治療効果を検討した。ES細胞としては129/SvJマウス由来のGFP標識ES細胞を用いた。胚様体形成および神経系細胞分化に高い選択性を有する多段階培養により、ES細胞をnestin陽性に分化誘導しこれを移植細胞とした。Th10の椎弓切除を施した8-10週齢129/SvJマウスに対して、硬膜は温存したまま硬膜上からpneumatic impact deviceを用いて40psiの力で圧迫を加え、脊髄損傷マウスを作成した。損傷後、経時的に神経行動学的観察を行った。脊髄損傷10日後の亜急性期に再度創を開き空洞化した脊髄損傷部位に準備した培養細胞を移植した。結果、移植に供した培養細胞をRT-PCR法で検討すると、nestinおよびmap2のいずれのmRNA発現も確認できた。免疫蛍光染色では、培養細胞のうち約60%がnestin陽性細胞、約30%がmap2陽性細胞であった。細胞移植群のマウスでは非移植群に比べて、神経行動学的症状の改善が認められた。さらに、組織学的検索では、脊髄損傷部位においてはGFP陽性、すなわちES由来細胞の生着が認められた。ES由来神経幹細胞の移植により神経学的症状の改善が得られたことから、ES細胞は脊髄損傷の移植治療におけるdonor細胞源として有望であると考えられた。

平成18年度は、胚性幹細胞由来の神経幹細胞移植に着目し脊髄損傷に対する治療効果を検討した。マウス胚性幹(ES)細胞から神経幹(NSC)細胞に分化誘導し、この培養・分離した細胞を脊髄損傷(SCI)モデルマウスに移植を行った。また細胞移植と同時に甲状腺ホルモンを追加投与も行い、これによる治療効果も比較・検討した。GFPで標識した129/SvJマウスの未分化ES細胞を多段階培養法にて培養し、ネスチン陽性の神経幹細胞を分離、これを移植に使用した。一方、脊髄損傷は129/SvJマウスに第10胸椎椎弓切除を施し、pneumatic impactor deviceで脊髄に硬膜外から一定の損傷を与えモデルを作製した。移植はこの損傷10日目の亜急性期に行った。36匹のマウスを無作為に、脊髄損傷のみの群(G1)、細胞移植群(G2)、細胞移植+甲状腺ホルモン投与群(G3)の3群に分けた。神経機能評価は移植後28日まで行いそれぞれ点数評価した。また移植後28日目には組織学的評価も行った。移植後14日以降、G2とG3はG1と比較していずれも有意差をもって行動評価で改善を認めた。G3はG2と比較してより改善傾向を認めたが有意差はなかった。組織学的には移植細胞の生着をすべてに確認し、いずれの時期にも腫瘍形成を認めなかった。以上より、「脊髄損傷の細胞移植治療においてES細胞由来NSC細胞も材料の一つとして有効であることが示された。しかし甲状腺ホルモン投与でさらなる効果を認めることはできなかった。」と結論した。
大学間相互利用が可能な建築音響に関するマルチメディア教育システムの開発

本研究は、インターネットを利用して、九州大学、久留米工業大学、鹿児島大学、熊本大学、大分大学、九州共立大学の6大学間で相互利用が可能な建築音響に関するマルチメディア教育システムを開発し、その教育効果について研究しようとするものである。本研究は、平成7年度から平成9年度までの3ヶ年で実施したもので、各年度の研究成果は以下のとおりである。初年度(平成7年度)は本教育システムのためのハードウェア(コンピュータネットワーク)の構築と教育システムの基本設計を行った。すなわち、本教育システムはインターネットの利用を前提とすることとし、その利点であるWWW、E-mail、ftpなどを有効に利用した教育プログラムの作成を目指すこと、音や映像を用いたマルチメディア対応の自己学習型教育プログラムとすること、研究分担者の研究領域に対応して教育プログラムを分担して作成することなどの方針を決定した。そして、本教育システム用のインターネットのサーバを立ち上げ、基本プログラムの動作の試験を行った。第2年度(平成8年度)は、研究メンバーが分担して教育プログラムを作成した。すなわち、建築音響を6つの領域、「物理音響」、「聴覚と心理音響」、「騒音」、「吸音と遮音」、「室内音響」、「音響空間データベース」にわけて、教育プログラムのコンテンツを作成した。それぞれのプログラムでは、音や映像の利用、会話型演習、検索システムなど、コンピュータを使うことの利点を有効に応用した。最終年度(平成9年度)は、本教育システムを実際に学生に利用させて教育システムの利点と現時点の問題点を明らかにした。問題点に関してはそれを改善するとともに、昨年度までに未完成であった部分は完成させた。最後に、今後も研究メンバー全員で継続的に教育プログラムを改善していくことを確認して、本研究を総括した。学生の教育は大学に課された大きな責務の一つであるが、近年、大学改革という趨勢の中で大学教育のあり方にも多様性が求められている。本研究は、コンピュータネットワークを利用した新しい授業形態を導入することで教育の「大学間相互協力体制」を築くことによって、今後の大学教育の一つのあり方を提示しようとするものである。すなわち、インターネットを利用して、九州大学、久留米工業大学、鹿児島大学、熊本大学、大分大学、九州共立大学の6大学間で相互利用が可能な「建築音響に関するマルチメディア教育システム」(音と映像による会話型教育システム)を開発し、その教育効果について研究しようとするものである。本研究は、平成7年度から平成9年度の3年間で実施する計画であるが、本年度(平成7年度)は、研究目的である教育システムを開発するための環境の構築と教育システムの基本設計を目標とした。まず、本研究の目指す教育システムをどのような形態で構築可能であるかを検討した。その結果、本教育システムを運用するためには、「サーバ用PC」を設置して、その上にWWWサーバを開設し、そこに教育システムを構築するのが最適であると結論した。そこで、九州大学にサーバ用PCと端末用PCを、久留米工業大学、鹿児島大学、熊本大学、九州共立大学に端末用PCを設置し、これらをインターネットに接続して相互にアクセスできるようにした。これらすべてのPCは音と画像の収録・再生が可能である。このようなハードウェアにより、本研究の目的とする教育ソフトを開発する基盤が構築された。続いて、本研究の教育プログラムの内容について研究した。本研究システムは、複数の教官が、各自の豊かな経験や実績に基づいて、これぞれの専門分野に対応した教育プログラムを分担して作成することを特徴としているので、研究代表者と研究分担者のこれまでの業績をもとにプログラム開発の分担を決めた。本研究は、九州大学、久留米工業大学、鹿児島大学、熊本大学、大分大学、九州共立大学の6大学間で相互利用が可能な「建築音響に関するマルチメディア教育システム」(音と映像による会話型教育システム)を開発し、その教育効果について研究しようとするものである。

本研究は平成7年度から平成9年度の3年間で実施しているが、初年度(平成7年度)は、教育システムを開発するためのネットワーク環境を構築し、教育システムの基本設計を行った。本年度(平成8年度)は、本研究の中核である教育プログラムを策定した。本教育システムは、複数の教官が各自の豊かな経験や実績に基づいて、それぞれの専門分野に対応した教育プログラムを分担して作成することとしている。そこで、研究代表者は教育プログラム全体の運用に関するプログラムを、各分担者は「物理音響」、「室内音響」、「聴覚と心理音響」、「吸音と遮音」、「音響空間データベース」の各プログラム作成を担当した。インターネットの利点を生かすために、教育プログラムにはカラーの動画や音声データを活用するとともに、専門用語を容易に検索できるプログラムや学生がコンピュータとインタラクティブに会話しながら学習できる演習を導入した。さらに、コンサートホールなどの実際の建築物や吸音・遮音材料のデータベースも構築した。これらのデータは、追加や修正を容易にするために、各大学のサーバ上に分散配置し、WWWサービスとして提供している。各大学からはすべてのデータにアクセス可能である。以上により、本研究の目的とする教育システムの第一段階の教育プログラムが策定できた。ただし、全体的にはまだ修正を要する部分も多いので、次年度は本システムを試験的に運用しながら本システムの問題点を明らかに、それらを改善してゆかなければならない。本研究は、インターネットを利用して、九州大学、久留米工業大学、鹿児島大学、熊本大学、大分大学、九州共立大学の6大学間で相互利用が可能な建築音響に関するマルチメディア教育システムを開発し、その教育効果について研究しようとするものである。初年度(平成7年度)は本教育システムのためのハードウェア(コンピュータネットワーク)の構築と教育システムの基本設計を行い、昨年度(平成8年度)は研究メンバーが分担して教育プログラムを作成した。現在、本教育システムはインターネット上で稼働中であるが、まだ実際の学生教育に利用するには至っておらず、また一部に当初の計画が実現されていない教育プログラムも残っている。そこで、最終年度である本年度は、本教育システムを実際に学生に利用させて現時点における教育システムの問題点を明らかにし、それを改善するとともに未完成の部分を完成させ、最後に本研究を総括して研究を完了した。すなわち、第一に、本教育システムを試験的に運用して学生に試用させ、本教育プログラムの良い点並びに問題点に関してアンケート調査を行った。
医学実験用マウスにおける硫酸バリウム投与と健康状態について

(研究目的)小学校低学年の児童において、長期便秘傾向によるストレスが原因とされる胃潰瘍症例が報告されている。胃の撮像に硫酸バリウム(BaSO4)投与による二重造影法が用いられるが、児童における安全性が確立されていない。そこで、正常マウスと便秘傾向マウスにBaSO4を経口投与し、健康状態を比較検討した。(研究方法)ICR系雌マウス(体重約30g)を用い、下記実験を行った。(1)0.005%止瀉剤を経口投与する群として、1日投与群(午前・午後)と2日投与群を作出(2)(1)のマウスにBaSO4(0.3ml、空気5ml)を経口投与し、実験群とする(3)BaSO4(同量)を経口投与する実験対照群各群(n=58)、投与前後に体重、糞量、尿量、尿比重を測定し平均値を算出。BaSO4投与前の16時間は絶食し、BaSO4付着糞排出までの時間を計測した。(5)マウスの全消化管を摘出し、観察及び撮影を行った。(研究成果)1.止瀉剤1日投与体重13%、糞量65%、尿量0.4%、尿比重1%減少2.同2日投与体重8%、糞量50%、尿量33.3%増加、尿比重0.4%減少3.同1日+BaSO4体重0.5%、糞量59.3%、尿量82%、尿比重0.5%減少4.同2日+BaSO4体重6.4%、糞量56%、尿量88%、尿比重0.7%減少5.BaSO4のみの投与体重9%、糞量82.2%、尿量90%、尿比重1.1%減少6.BaSO4付着糞排出平均時間(分)BaSO4のみ:456分、止瀉剤1日+BaSO4:432分、止瀉剤2日+BaSO4:373分止瀉剤投与は糞排出時間を延長し、便秘傾向マウスを作出できるとの予想に反し、糞排出時間が最も長いのがBaSO4のみ投与群との結果になった。さらに検討を加えたい。