hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ロボット構成論による精神障害における多様な病態の統合的理解

本研究課題では,精神障害における多様な症状を生み出す脳・神経メカニズムをロボット構成論によりシステムレベルで統合的に理解することを目指している.具体的には,不確実性を考慮した予測誤差最小化原理が脳の神経回路における基本的な計算原理であるという仮説を提案し,その仮説を神経回路モデルで具現化し,ロボットに実装することで評価を行う.同原理に基づく階層的な神経回路モデルを構築し,ロボット実験による正常モデル及び異常モデルの評価を行った.具体的には,感覚運動情報の不確実性を予測学習可能な階層的な神経回路モデルを構築した.構築したモデルを小型ヒューマノイドロボットに実装し,他者との協調インタラクション課題を学習させた.このようにしてロボットは正常モデルを獲得するが,正常モデルによって推定される不確実性を強制的に増幅・減少させることで異常モデルを構築した.その結果,正常モデルにおいてはロボットの外部環境に変化が生じた際,モデルによって推定された不確実性によって適切に重み付けされた予測誤差が上位回路のPBまで伝播することで,行動の切り替えが実現された.一方,異常モデルにおいては,行動切り替えが困難であることや同一行動への固執・硬直といった多様なふるまいが観測された.これは,モデルによって推定された不確実性を強制的に書き換えることで,誤差信号が通常よりも減少・増幅することで生じたと考えられる.さらに,このような不確実性に関する推定の破綻をもたらす原因の検討を行った.具体的には,神経回路の階層間の結合重みにノイズを付与することで機能的断裂をシミュレートした結果,正常な神経回路よりも不確実性の推定値が常時高くなることが確認された.これは,神経回路の階層間の機能的断裂が学習過程において不確実性の推定異常を引き起こしたということを示す.平成30年度は,精神障害の病態メカニズムの理解として,(1)不確実性に関する推定の破綻がもたらす影響の検討,(2)ロボット実験による精神障害モデルの評価,(3)不確実性に関する推定の破綻をもたらす原因の検討を行う予定であった.このうち,一部は平成29年度に着手することができていたことから,当初の想定よりも多くの時間を確保することができ,当初の計画以上に進展することができた.成果発表を国内の学術講演会・査読付き国際会議において行っており,学術雑誌論文としてもまとめ,既に計算論的精神医学分野初の専門誌Computational Psychiatryに掲載されている.これまでの研究において,(1)不確実性に関する推定の破綻がもたらす影響の検討と(2)不確実性に関する推定の破綻をもたらす原因の検討を行ってきた.その結果,(1)誤差信号が通常よりも減少・増幅することで行動切り替えが困難であることや同一行動への固執・硬直といった多様なふるまいが観測された.また,(2)神経回路の階層間の機能的断裂が学習過程において不確実性の推定異常を引き起こす,ということがわかっている.さらに,平成30年度に行ったロボット実験において,当初想定していなかった興味深いデータを得ることができた.得られたデータについては,力学系・情報理論的指標に基づいた追加の解析を行うことで,研究を推進することができると考えられる.これらの結果を統合して,知覚・行動に関する異常性,幻覚・妄想・コミュニケーション障害といった多様な病態メカニズムの原理説明を試みる.本研究は認知神経科学・精神医学・ロボティクス,機械学習等の学際的研究であるため,学会発表やワークショップへの参加,ロボット実験のデモンストレーション,ウェブページでの研究資源の開示を通して幅広い分野の研究者と交流し議論を深める.本研究課題では,精神障害における多様な症状を生み出す脳・神経メカニズムをロボット構成論によりシステムレベルで統合的に理解することを目指している.具体的には,不確実性を考慮した予測誤差最小化原理が脳の神経回路における基本的な計算原理であるという仮説を提案し,その仮説を神経回路モデルで具現化し,ロボットに実装することで評価を行う.平成29年度は,同原理に基づく階層的な神経回路モデルの構築,ロボットの認知タスクデザイン,ロボット実験による正常モデル及び異常モデルの評価を行った.モデル構築においては,これまでに申請者が提案してきた感覚運動情報の不確実性を予測学習可能なStochastic Continuous-Time Recurrent Neural Network (S-CTRNN)にParametric Bias(PB)と呼ばれるニューロンを付与することで階層性を持たせた.構築したモデルを実装した小型ヒューマノイドロボットを直接教示することで認知タスク(他者との協調インタラクション課題)を学習させた.このようにしてロボットは正常モデルを獲得するが,さらにその正常モデルによって推定される不確実性を強制的に増幅・減少させることで異常モデルも構築した.正常モデルにおいてはロボットの外部環境に変化が生じた際,推定された不確実性によって適切に重み付けされた予測誤差が上位回路のPBまで伝播することで,行動の切り替えが実現された.一方,異常モデルにおいては,行動切り替えが困難であることや同一行動への固執・硬直といった多様なふるまいが観測された.これは,モデルによって推定された不確実性を強制的に書き換えることで,誤差信号が減少・増幅することによって生じたと考えられる.平成29年度は,(1)神経回路モデルの構築,(2)ロボットの認知タスクデザイン,(3)ロボット実験による正常モデルの評価を行う予定であった.しかし,これまでに構築してきたモデルや取得した学習データの一部を再利用することで研究を加速し,これらに加え,平成30年度に行う予定であった病態メカニズムの理解を目指した研究の一部にも着手することができている.その結果,不確実性を考慮した予測誤差最小化原理に基づく正常モデルと異常モデルの比較検討を行い,実際に,推定された不確実性がロボットの知覚・行動に大きく影響することを確認することができた.

現段階において,これらの実験結果と認知神経科学や計算論的精神医学の分野で近年注目されている知見との対応関係を議論し,一致点・相違点について考察することもできている.現段階において得られているこれらの結果については国内の学術講演会・査読付き国際会議において発表しており,学術雑誌論文としてもまとめ投稿済みで現在査読中である.以上より,現在までの進捗状況は当初の計画以上に進展していると評価することができると考えられる.本研究課題では,精神障害における多様な症状を生み出す脳・神経メカニズムをロボット構成論によりシステムレベルで統合的に理解することを目指している.具体的には,不確実性を考慮した予測誤差最小化原理が脳の神経回路における基本的な計算原理であるという仮説を提案し,その仮説を神経回路モデルで具現化し,ロボットに実装することで評価を行う.同原理に基づく階層的な神経回路モデルを構築し,ロボット実験による正常モデル及び異常モデルの評価を行った.具体的には,感覚運動情報の不確実性を予測学習可能な階層的な神経回路モデルを構築した.構築したモデルを小型ヒューマノイドロボットに実装し,他者との協調インタラクション課題を学習させた.このようにしてロボットは正常モデルを獲得するが,正常モデルによって推定される不確実性を強制的に増幅・減少させることで異常モデルを構築した.その結果,正常モデルにおいてはロボットの外部環境に変化が生じた際,モデルによって推定された不確実性によって適切に重み付けされた予測誤差が上位回路のPBまで伝播することで,行動の切り替えが実現された.一方,異常モデルにおいては,行動切り替えが困難であることや同一行動への固執・硬直といった多様なふるまいが観測された.これは,モデルによって推定された不確実性を強制的に書き換えることで,誤差信号が通常よりも減少・増幅することで生じたと考えられる.さらに,このような不確実性に関する推定の破綻をもたらす原因の検討を行った.具体的には,神経回路の階層間の結合重みにノイズを付与することで機能的断裂をシミュレートした結果,正常な神経回路よりも不確実性の推定値が常時高くなることが確認された.これは,神経回路の階層間の機能的断裂が学習過程において不確実性の推定異常を引き起こしたということを示す.平成30年度は,精神障害の病態メカニズムの理解として,(1)不確実性に関する推定の破綻がもたらす影響の検討,(2)ロボット実験による精神障害モデルの評価,(3)不確実性に関する推定の破綻をもたらす原因の検討を行う予定であった.
新生児黄疸に対する光療法の安全且つ有効な光源とその臨床応用に関する研究

現在光療法において汎用されている青色光はDNAの障害作用を有することが以前より指摘されていたが、これは光療法に不可避・不可分の現象と考えられていた。しかし光療法の作用機構の解明により、それを回避し得る可能性が示唆されたので、この問題について基礎的及び臨床的に研究を行ない以下の知見を得た。1.新生児黄疸の光療法におけるビリルビン代謝は、立体兼構造異性化、即ち(EZ)-ビリルビンを経由して生成される(EZ)-サイクロビリルビンの胆汁中へ排泄が主要な経路であることをヒト新生児における血液,胆汁及び尿に関する系統的な研究により確立した。2.緑色光,青白色光等,試作ないし市販されている各種光療法用の光源の分光エネルギー分布を測定すると共にその臨床的効果を予測する為にインビトロにおいてビリルビンの光異性化反応を比較検討した。3.新生児黄疸の光療法に適した光源である緑色光を試作し、それを成熟児及び未熟児の高ビリルビン血症に適応し、極めて有効であることを証明した。4.反射光分析用瞬間マルチ測光検出器を用いて皮膚におけるビリルビンの光化学反応の初期変化について新生児黄疸児例において詳細に検討し、(ZE)-ビリルビンが瞬間的に光照射により皮膚で生成されることを証明した。5.光療法により血中に生成されるビリルビンの光異性体のパーオキシダーゼ法によるアンバウンドビリルビン値に及ぼす影響について検討し、(ZZ)-ビリルビンに比べ(ZE)-ビリルビンは血清アルブミンに親和性が低いにもかかわらず基質としてパーオキシダーゼの作用を受け難く、従ってアンバウンドビリルビン値に殆ど影響のないことを証明した。新生児黄疸の光療法に用いられている青色光が、試験管内においてDNAの断裂をきたし、ヒーラー細胞でも同様の現象の起こることが報告された。以来多数の研究者により突然変異、姉妹染色分体間の組換え、発癌性、催奇形性等の長期的な障害の起こる可能性が指摘され、しかもビリルビンによってその作用が増強されることが報告された。しかしこのDNAの障害の作用波長が、ビリルビンの光化学反応の作用波長と殆ど同一であると考えられ、光療法に不可避かつ不可分の現象とみなされてきた。しかるにその軽減機構は、主としてビリルビンの構造異性化、即ち(EZ)-サイクロビリルビンが形成され胆汁中へ排泄されることによることが我々により見出され、その後他の研究者により確認された。しかもその波長が従来考えられていたよりも長波長側の緑色光に存在することを示す臨床的な成績がベッキーらにより報告され、俄然この問題が脚光を浴びる所となった。我々はこの点に着目し、代謝の主要な光化学反応経路である立体異性化及び構造異性化反応の波長依存性を検討するために、ヒト血清アルブミン・ビリルビン溶液にキセノンランプを光源として410nmから20nmずつ波長を増加させ550nmまでのバンド幅10nmの単色光を照射し、ビリルビンの光異性体を経時的にHPLCで分析し反応速度論的に解析した。また、同時に各波長での相対的光エネルギー量を測定し、その値で均一化した。光療法中のヒト新生児における血清中の主要な光異性体である立体異性体(ZE)-ビリルビンの生成は410nmの波長が最も多く、510nmの波長が最も少ないことが判明した。逆に構造異性体(EZ)-サイクロビリルビンの生成に関してはDNAの障害作用のない510nmの波長が最も多く、410nmの波長が最も少ないことを証明した。以上の基礎的な知見を基に光源を試作し瞬間マルチ測光検出システムを用いて分光エネルギー分布を測定し、臨床的効果との関係について現在研究中である。
抗酸化酵素とGSH1遺伝子破壊株による酵母の過酸化水素ストレスへの適応機構の解析

Saccharomyces cerevisiaeにおける過酸化水素ストレスに対する適応応答機構について、カタラーゼ遺伝子破壊株(Δcta1,Δctt1,Δcta1&Δctt1)を構築し解析を行った。その結果、通常の生育及び対数増殖期における過酸化水素ストレスへの耐性にはカタラーゼの欠損は影響しなかった。しかしながら、定常期での耐性については二重破壊株Δcta1&Δctt1では充分な耐性が獲得されなかった。また過酸化水素ストレスへの適応に際しては、カタラーゼの欠損株では適応による耐性の上昇が観察されず、定常期やストレス下といった状況においては、カタラーゼが重要な役割を担うことが確認された。また、抗酸化性物質グルタチオンの合成系及び再還元系の酵素であるγ-glutamyl cysteine synthetase(GSH1)、glutathione reductase(GLR1),glucose-6-phosphate dehydrogenase(ZWF1)の各遺伝子破壊株を構築し、それぞれ酸化的ストレスに対する適応能について解析を行った。その結果、S.cerevisiaeでの過酸化水素への適応応答において、細胞内の還元型グルタチオン含量が重要な役割を担っており、過酸化水素ストレスへの耐性を獲得する際にグルタチオン合成系の活性が上昇するのみならず、グルタチオン再還元系の酵素であるglutathione reductaseやglucose-6-phosphate dehydrogenaseの活性も上昇することを見い出した。またこれらの酵素活性が対数増殖期と定常期で大きく異なることを確認した。
GM計数管を用いた金箔放射化法における放射能測定方法の確立

原子炉の出力を求める金箔放射化法において、よく用いられるGM計数管について、窓厚、有効径が、(1)1.5mg/cm^2 25mmφ、(2)1.8mg/cm^2 25mmφ、(3)2.9mg/cm^2、50mmφの3種類について比較検討した。金箔放射化法で測定する、Au-198のベータ線の最大エネルギー0.961MeVに比較的近い、0.764MeVのT1-204 10kBq標準線源(ベータ線表面放出率3.627×10^3s^<-1>)を用いて計数効率を求めた。線源と計数管の距離1cmで、(1)19.9%、(2)17.8%、(3)48.2%、距離2cmで、(1)11.6%、(2)11.0%、(3)38.7%、距離3cmで(1)7.29%、(2)7.07%、(3)27.9%、距離4cmで(1)4.97%、(2)4.95%、(3)19.9%であった。この(1)と(2)の結果より、ベータ線のエネルギーが比較的高いため、窓厚が少々厚くなっても、その影響を余り受けていないことが解った。(1)、(2)に対し(3)は、有効窓面積が4倍であるが、計数効率は距離1cmで2.6倍、2cmで3.4倍、3cmで3.9倍、4cmで4.0倍となった。線源の大きさが25mmφであったため、(3)については、検出器の有感体積との関係で、距離が短くなるほど計数値に影響している。金箔放射化法で6mmφの金箔を使用する場合は、距離4cmで測定するとよいと考えられる。1個の放射線をカウントした後、次の放射線が入射してカウントできるようになるまでの時間を不感時間という。二線源法により求めた不感時間は、(3)は距離1cmで777μs、距離2cmで577μs、距離3cmで572μs、距離4cmで349μsであった。(1)と(2)も同程度の値で、距離が近いほど影響が大きい。以上より、金箔放射化法においては、計数効率から(3)を距離4cmで使うとよいことが解った。しかし、(3)は、計数管そのものは3種の中で一番安価であるが、そのプルーブとスタンドが(1)と(2)用に比べて高く、余り一般的に使用されていない。(3)が使用できない場合、(1)と(2)では余り差がないので、より安価な(2)を距離4cmで使うとよいことが解った。
歯科衛生士の技術教育における新しい評価(自己評価・到達評価)プログラムの開発

本研究は、歯科衛生士教育の中で、特異な専門的技術を修得するための、明確な過程を示すことができるプログラムを作成し、各段階(ステップ)における学生の自己評価によって進める教材を作成し、最終的には、この教材を使用して学習した後、指導者による評価及びフィードバックを組み合わせることにより、確実な技術を修得するプログラムを開発することを目的としている。本学ではe-learningシステムを導入し、学生が自学自習のできる体制が整備されており、その中でシミュレーション教材は、講義・実習の復習および確認などに活用を開始している。技術教育においても、知識の確認に使用するシミュレーション教材を作成し、学生からの評価も得られてきている。そこで、同じシミュレーションツールを使用し、技術そのものを確認・評価する教材の作成と開発を計画した。3年間にわたり、技術の確認には、評価する標準を決めること、誰が行ってもそれがぶれないこと、一定のレベルを評価するためには技術を明確化することの必要性がわかった。教材は基本プログラムを細分化してそれぞれ別に作成すること、基本プログラムで作成された教材を組み合わせて使用することが最良という考えに至った。また、学生の評価からこの教材の技術の確認の限界も予測を得た。今年度は最終年度となったが、技術基礎教育の復習教材を作成試行し、その評価を行った。また、全国の歯科衛生士専任教員が集まる研修会でこの取り組みについて発表し、今後この教材をいつどのような目的で利用することが適切か、また技術評価の現状について、他大学および歯科衛生士養成機関の歯科衛生士教員と意見交換を行った。指導者による評価との組み合わせの実施は今後の課題として残ったが、教材数を増やし、指導者評価を実施することで技術習得のプログラムができると考えている。本研究は、歯科衛生士教育の中で、特異な専門的技術を修得するための、明確な過程を示すことができるプログラムを作成し、各段階(ステップ)における学生の自己評価と、指導者による評価及びフィードバックを組み合わせることにより、確実な技術を修得するプログラムを開発することを目的とする。今年度は基本教材の作成と検討、評価法(評価の基準作成)の検討を行った。1.歯科衛生士の技術教育の中で、手用器械によるインスツルメンテーションの基本技術修得のプログラムの作成・基本的な技術の教材内容の検討を行っている。・技術修得のための各ステップにおける学習ポイントと到達目標を検討している。2.学生が自己評価できる評価基準の作成・学生が自己評価できる評価の内容を検討し、自己評価表を作成中である。3.指導者による到達評価の基準の作成・学生の自己評価後、指導者が到達評価とフィードバックを行うための基準を作成、検討中である。4.学生による自己評価と指導者による評価について分析・学生の自己評価、指導者の到達評価のそれぞれの評価については、分析方法を考慮して作成中である。5.シミュレーション教材の作成プログラム・本学で開発したシミュレーション教材作成ツールを用いて教材を試作している。・教材用の媒体の収集(写真、動画、音声等)を行っている。・シュミレーション教材の評価については試行中である。今年度は手用器械によるインスツルメンテーションの基本技術修得の小(基本)プログラムの作成を行った。現在本学ではe-learningシステムを導入し、自学自習のできる体制が整備されてきており、その中でシミュレーション教材は、講義・実習の復習および確認などに活用を開始している。しかし、同じシミュレーションツールを使用し、技術そのものを確認・評価する教材の作成には、いろいろな制約があることが分かった。技術の教材は、シミュレーションシステムを使用しながら同時に実地が行える範囲、すなわち、場所・使用器材・人(一人で行う、複数で行う等)を考慮して作成しなければならない。また、直接指導を行うときと違い、一定のガイドによる技術修得は、各ステップの内容を単純明確にすることが必要である。よって、一連の技術修得をある程度細分化する必要が生じた。それによってインスツルメンテーションの基本になるステップに共通するものがあることが予測された。このことから、当初作成したシナリオを細分化し、新しい基本シナリオの作成を行った。基本シナリオの組み合わせと、新しく作成したシナリオを組み合わせ、基本技術修得の小(基本)プログラムを作成した。また、それを元に教材を作成した。学生の自己評価は、各ステップで実地に確認する内容そのものをあてた評価表を作成した。新学期開始後、実習の進行と並行して、学生による教材の試行と評価を実施する予定である。

そこで、同じシミュレーションツールを使用し、技術そのものを確認・評価する教材の作成と開発を計画した。3年間にわたり、技術の確認には、評価する標準を決めること、誰が行ってもそれがぶれないこと、一定のレベルを評価するためには技術を明確化することの必要性がわかった。教材は基本プログラムを細分化してそれぞれ別に作成すること、基本プログラムで作成された教材を組み合わせて使用することが最良という考えに至った。また、学生の評価からこの教材の技術の確認の限界も予測を得た。今年度は最終年度となったが、技術基礎教育の復習教材を作成試行し、その評価を行った。また、全国の歯科衛生士専任教員が集まる研修会でこの取り組みについて発表し、今後この教材をいつどのような目的で利用することが適切か、また技術評価の現状について、他大学および歯科衛生士養成機関の歯科衛生士教員と意見交換を行った。指導者による評価との組み合わせの実施は今後の課題として残ったが、教材数を増やし、指導者評価を実施することで技術習得のプログラムができると考えている。
混合暴露によるn-ヘキサンの神経毒性の修飾とその機序に関する実験的研究

有機溶剤取扱い労働者は混合溶剤に曝露されていることが多い。n-ヘキサンの神経毒性かMEKによって増強されることが報告されている。我々はn-ヘキサンの神経毒性がトルエンの混合曝露によって抑制されることを明らかにした。そこで、混合曝露によるn-ヘキサンの神経毒性の修飾とその機序を明らかにするために実験的研究を行い、以下の知見を得た。1)n-ヘキサンとMEKを混合曝露して、n-ヘキサンの尿中代謝物の変化を検討し、n-ヘキサンの代謝物2、5-ヘキサンジオンの尿中排泄量はMEK濃度が高い程減少すること、n-ヘキサンとMEKを単独及び混合曝露して、血中2、5-ヘキサンジオンが混合曝露によって著減することを示した。これらは1回曝露の結果であるが、n-ヘキサンとMEKの混合曝露によって2、5-ヘキサンジオンの生成量が増加して神経毒性が増強するという推論と矛盾する。2)長期混合曝露の影響を評価するために、新しい曝露装置を開発し、n-ヘキサンとトルエンでは所期の目的を達することができた。しかし、MEKの長期曝露実験では予期しないトラブルが生じた。そのために実験を中断し、装置の改良を行いによりn-ヘキサンとMEKの長期曝露実験を再開し、継続中である。3)有機溶剤の神経毒性の機序の解明のために、神経特異蛋白γ-エノラ-ゼ、S-100蛋白等を指標として、n-ヘキサンとトルエン曝露時の末梢神経及び中枢神経における変化を検討し、これらが有用な指標であることを示した。4)従来のn-ヘキサンの尿中代謝物の測定法の再検討を行い、前処理時にpH1以下にすると安定した2、5-ヘキサンジオンの値が得られること、ガスクロの適切なカラムの選択によって、正常者の尿中には2、5-ヘキサンジオンはほとんど検出されないこと、我々の方法による尿中2、5-ヘキサンジオン量はn-ヘキサン曝露量とよく相関することを明らかにした。nーヘキサンの一定濃度に対して種々の濃度のMEKを混合暴露し,ラットの尿中代謝物の変化を観察した.ウイスター系雄性ラット24匹を6匹ずつ4群に分け, nーヘキサン2000ppmに対して,MEK200ppm,630ppm,2000ppmを混合暴露し,一群は対照群とした.暴露は小動物用有機溶剤吸入暴露装置を用い, 8時間暴露を行った.暴露中,暴露終了直後から16時間,16時間後から24時間後,24時間後から40時間の尿を代謝ケージを用いて採集し,尿中代謝物を分析した.尿検体は各々2等分し,一方は直接ジクロロメタンで抽出し,他方は酵素処理と酸処理を行ってグルクロン酸抱合,硫酸抱合を解いて抽出を行った.nーヘキサンの尿中代謝物としては2,5ージメチルフラン,MBK,2ーヘキサノール,2,5ーヘキサンジオン,γーバレロラクトンが同定された.nーヘキサンによる多発神経炎の原因物質と考えられている2,5ーヘキサンジオンの尿中排泄量はMEK濃度が高い方が有意に少なくなっていた.これはMEK混合暴露によるnーヘキサンの神経毒性増強と矛盾する結果である.

そこで,混合暴露の際の血中代謝物の変化を明らかにするために,nーヘキサン2000ppmとMEK2000ppmを混合暴露して,血中のnーヘキサン代謝物を経時的に測定した.結果は尿中代謝物と同様にnーヘキサン単独暴露よりMEK混合暴露群の方が血中nーヘキサン代謝物が著しく減少していた.従って, nーヘキサンの代謝物2,5ーヘキサンジオンのみではnーヘキサンの毒性機序は説明できないことが明らかとなった.現在は慢性混合暴露の際の末梢神経障害,尿中及び血中代謝物の変化の実験を始めているがまだ結果はでていない.nーヘキサンの神経毒性がMEKの混合曝露によって増強されることが報告されている。しかし、我々の実験ではMEKの混合曝露によって神経毒性がつよいと考えられている2,5ーヘキサンジオンの尿中排泄量がむしろ減少することを明らかにしてきた。今回はnーヘキサン2000ppm単独曝露群nーヘキサン2000ppmプラスMEK2000ppm混合曝裏群の尿中nーヘキサン代謝物と末梢神経障害を比較検討した。その結果、尿中代謝物は混合曝露群の方が低い傾向を示し、末梢神経障害では明らかな差異が認められなかった。混合曝露によるnーヘキサンの神経毒性の修飾とその機序を一層明らかにするために、正確に混合曝露が実施できる装置が不可欠であり、その試作を行った。溶剤蒸気の発生には自動車用ガソリン噴射装置を利用し、濃度の測定には市販のガスクロマトグラフを改造して、直接FIDで9分毎に測定してフィードバックできるようにした。濃度の自動制禦はパーソナルコンピューターを用い、設定した濃度から5%以上はずれた場合には溶剤の噴射量を制禦できるようにした。曝露装置内のラットの給水は自動化し、糞尿処理は水洗式としてラットの飼育管理を省力化した。曝露装置は4基作成し、いずれも2種類の溶剤が混合曝露できるようにした。曝露装置内の濃度は5%以内に分布しほぼ均一であること、55000ppmまで広範囲の濃度が得られること、濃度は設定濃度の5%以内のものが短期及び長期曝露で得られることを確認した。この装置を用いてnーヘキサン3000ppm、1200ppm、500ppmの濃度段階別長期曝露実験を行い、末梢神経障害は高濃度ほど著しく、明らかな量・反応関係が認められた。末梢神経のγーエノラーゼとSー100蛋白も曝露群で減少し、末梢神経障害の指標となることを明らかにした。今後は新しく試作した曝露装置を用いて、混合曝露によるnーヘキサンの神経毒性の修飾とその機序を一層明確に解明する予定である。n-ヘキサンは生体内で代謝されて、神経毒性の強い2、5-ヘキサンジオンが生成することが知られている。我が国でも、今年度からn-ヘキサンの曝露の指標として、尿中2、5-ヘキサンジオンが測定されることになった。しかし、最近,尿中に排泄される2、5-ヘキサンジオン自体の量は少なく、大部分は4.5-ジハイドロキシヘキサノンがグルクロン酸抱合されて排泄されること、酸による前処理によって、2、5-ヘキサンジオンが生成することが明らかにされた。そこで、従来のn-ヘキサンの尿中代謝物の測定法の再検討を行い、以下のことを明らかにした。1)酸による前処理時のpHによって2、5-ヘキサンジオンの量が著しく変化し、pHが大きいと2、5-ジメチルフランが多く生成し、pHが小さいと2、5-ヘキサンジオンが多く生成する。そのために、従来のpH2では不安定で、pH1以下にすると安定した値が得られること、n-ヘキサンに曝露されていない人の尿中にも2、5-ヘキサンジオンが検出さたという報告もあるが、ガスクロの適切なカラムの選択によって,正常者の尿中にはほとんど検出されないこと、我々の方法による尿中2.5-ヘキサンジオン量はn-ヘキサン曝露量とよく相関することを明らかにした。
腱・靱帯を見分けるmolecular signatureの探索

候補と考えられる分子を機能で絞り込むために、力学的負荷時における発現が変化するもの、それから培養時の分化促進に伴って発現が変化するものに着目した。前者の目的では、in vivoでの腱組織における発現変動が見られるものを、Gene Expression Omnibus (GEO) repository gene expression Data Sets (National Center for Biotechnology Information)において検索した。いくつか検討したがその中で、GSE120027は成体マウスのアキレス腱に負荷を行ったData Setsであり、本研究に有用であると判断した。コントロールと力学的負荷時における発現を比較し、約40,000超の転写産物のうちadjusted P Valueが低値であるものを中心に選択した。次にそれらと、本研究のData SetsでZ-score of M-values per geneで並べたものの上位のものと比較した。両方で共通して見られたものは、腱・靱帯に発現の差がみられしかも、力学的負荷に応答して変化が見られるものと判断し、それらのうちまずは16遺伝子を選択した。腱細胞はTGFbに反応して、より分化が進むと報告されている。実際我々は初代腱細胞にTGFb2を作用させると、腱特異的な転写因子Scleraxisの発現が上昇することを観察している。そこで前記16遺伝子に対するTGFb2の影響を調べたところ、2遺伝子の発現が増加し、11遺伝子の発現は抑制され、多くがTGFbに反応して発現制御を受けることが判明した。以上のことからそれらの多くが腱靱帯で機能していることが示唆された。解剖学的には骨と筋、あるいは骨と骨をつなぐ組織をそれぞれ腱、靱帯と呼ぶが、細胞・分子レベルでの違いについては不明な点が多い。本研究では腱・靱帯を見分けるmolecular signature(発現分子の差)があるかという課題にとり組んでいる。マウスを用い、解剖学的に容易に見分けのつく、長趾屈筋腱と膝内側側副靱帯それぞれの組織ならびに細胞を分離し解析を進めた。まずそれぞれの組織由来からの遺伝子発現解析で、scleraxis, tenomodulin, type I collagenの発現レベルに差があり、それぞれについて腱組織のほうが靱帯組織より発現レベルが高いことを確認した。また我々が開発したコラーゲンゲル内初代培養法により、腱組織のみならず、靱帯細胞の培養が可能であることを確認した。さらに、in vitroで培養したそれぞれの細胞に対して力学的負荷を与えるために、cyclicなメカニカルフォースを一定時間加える装置を用い、それらの細胞の状態を観察し、さらに遺伝子発現を解析した。腱細胞では力学的負荷に応じて分化マーカーの発現が上昇することを見出した。一方靱帯細胞では力学的負荷を与えると、培養皿からはがれることから、遺伝子発現解析にまでは至っていない。さらにmolecular signatureをゲノムワイドに解析するために、腱組織、靱帯組織、腱細胞、靱帯細胞それぞれからRNAを抽出し、RNAseq解析を進めた。その解析で変化が大きかった遺伝子についてリアルタイムPCRによる発現解析を行っている。本研究ではin vivoの腱と靱帯組織を分離し、それぞれの遺伝子発現の比較をすることで、差として見えるものをmolecular signatureの候補とすることを目指している。すでにいくつかの分子において発現の差があることを見出しており、候補にはいる可能性のある分子が得られつつある。さらにコラーゲンゲル培養法で腱・靱帯細胞の培養条件を確立することもできた。細胞の外部からの力学的負荷を加える実験にも着手し、すでにいくつかの遺伝子発現の変動を確認した。したがって、研究計画書に従った結果が蓄積しつつあり、概ね順調に進展していると考えられる。解剖学的に見分けのつきやすい、マウスの長趾屈筋腱と膝内側側副靱帯それぞれの組織ならびに細胞を用いて解析を行っている。molecular signatureをゲノムワイドに解析するために、腱組織、靱帯組織、腱細胞、靱帯細胞それぞれからRNAを抽出し、RNAseq解析ならびにそれぞれの遺伝子について詳細な解析を進めた。発現の差が大きく見られた遺伝子の中で、Gene ID: 23892は、肢芽発生期に間葉組織に発現が認められた。さらに肢芽から骨の原基が出来る時期においては、骨の周囲および骨と骨の間の組織に局在が認められた。一方Gene ID: 19223も、機能は酵素として知られているものであるが、多くの組織での局在が認められ、発生では骨原基の発生初期に、筋肉から腱への移行部周囲に局在が認められた。Gene Aは心臓での機能が知られている核内分子であるが、肢芽発生期において、間葉組織に局在が認められ、骨格原基形成に伴い、骨格の周囲に局在が認められた。Gene Bは他の組織で組織圧に対するmechanosensing.の機能が報告されているが、興味深いことに、肢芽の発生においては骨原基の周囲にも局在が認められている。Gene Cは筋肉の分化に関与すると考えられている分泌タンパクであるが、靱帯組織では低く、腱組織では発現が高い。発生期には筋肉原基にも発現が認められるが、骨原基周囲にも認められている。Gene Dは免疫応答や組織障害に関わる分子として報告があるが、肢芽の発生においても骨原基の周囲にも局在が認められている。これらは、腱や靱帯ではこれまで報告されていない分子であるが、本研究で骨格形成期には骨周囲にも局在が認められ、候補分子となり得る可能性がある。

本研究ではin vivoの腱と靱帯組織を分離し、それぞれの遺伝子発現の比較をすることで、差として見えるものをmolecular signatureの候補とすることを目指している。網羅的な遺伝子発現解析の結果から、間葉系組織に発現が知られているものも見つかっているが、それ以外の、これまであまり間葉系組織分化で注目されていない分子も多く候補分子として見つかっている。実際それらの局在は肢芽の間葉系組織に局在していた。つまりこれらの中には新たなmolecular signatureの候補になり得る分子が含まれている可能性がある。したがって、研究計画書に従った結果が蓄積しつつあり、概ね順調に進展していると考えられる。本研究では腱・靱帯を見分けるmolecular signature(発現分子の差)があるかという課題にとり組んでいる。前年度に続いて腱組織、靱帯組織、腱細胞、靱帯細胞それぞれからRNAを抽出し、RNAseq解析ならびにそれぞれの遺伝子について詳細な解析をさらに進めた。前年度に見いだした遺伝子に加えて、Gene ID: 23937は、肢芽発生期に間葉組織に発現が認められ、その発現は発生が進んでも骨格原基周囲に認められる。これはOculo-Skeletal sydromeの原因遺伝子の一つと考えられている。しかもそれらでは肢芽の矮小化が知られるが、腱や靱帯ではこれまで報告されていない分子である。一方Gene ID: 17700も、成体の筋肉の維持に関わる細胞外分子として考えられているが、靱帯組織では発現が低く、腱組織では発現が高い。Gene ID: 4572は肢芽の発生初期に発現が強く認められる転写因子であり、最近では生後の骨形成制御にも関わることが報告されているが、靱帯組織では発現が高く、腱組織では発現が低い。Gene ID: 2661はホメオボックスを持つ転写因子であり、マウスの後肢での骨・筋肉・腱の発生に関与していることが報告されている。靱帯組織では発現が低く、腱組織では発現が高い。Gene ID: 257は骨芽細胞の分化に伴い発現するが、発生期の歯にも発現が認められる。これも靱帯組織では発現が低く、腱組織では発現が高い。本研究では興味深いことに、あるHoxクラスターは、腱よりも靱帯組織に多くみとめられている。別のHoxクラスターでは逆に腱組織に多くみとめられ、Hoxクラスターの発現と機能をさらに追求する必要がある。本研究では腱と靱帯組織を分離し、in vivoとin vitroでそれぞれの遺伝子発現の比較をすることで、差として見えるものをまずmolecular signatureの候補とすることを目指している。前年度に引き続き解析を続けたところ、他の組織の発生、分化、維持に関わるという分子あるいは、細胞応答に関わる転写因子が、靱帯あるいは腱で発現が多くみとめられた。また一部は極めて興味深い発現の差がみとめられた。
中学校数学の学習過程における「順序思考」・「俯瞰思考」の役割とその活用

本研究は,2つの視点「順序思考」と「俯瞰思考」を取り挙げ,中学校数学学習指導の改善策をこの2視点に帰着させア,イを研究目的とする。ア「順序思考」「俯瞰思考」の視点に関する数学の指導内容の体系的分析と指導提案イ生徒の「順序思考」「俯瞰思考」に関する受容とその発達のための数学教材開発研究は次の16の順に行い,ア,イに関した成果が得られた。1数学教育,心理・特別支援に関する文献研究と考察2数学の学習内容に関する「順序思考」「俯瞰思考」の分類,系統性等の考察3数学の「順序思考」「俯瞰思考」に関する生徒の実態調査問題の作成と実施・分析4教材開発5指導実践6教材開発の妥当性とまとめ本研究は,2つの視点「順序思考」と「俯瞰思考」を取り挙げ,中学校数学学習指導の改善策をこの2つの思考に帰着させることを求め,次のア,イを研究目的とする。ア「順序思考」「俯瞰思考」の視点に関する数学の指導内容の体系的分析と指導提案イ生徒の「順序思考」「俯瞰思考」に関する受容とその発達のための数学教材開発「順序思考」とは,時間的・段階的な順序性を重視した思考である。「俯瞰思考」とは,空間的・総合的な関係性を重視した思考である。研究は主に,次の6つの枠組みで行われる。1数学教育,心理・特別支援に関する文献研究と考察2数学の学習内容に関する「順序思考」「俯瞰思考」の分類,系統性等の考察3数学の「順序思考」「俯瞰思考」に関する生徒の実態調査問題の作成と実施・分析4教材開発5指導実践6教材開発の妥当性と研究のまとめ平成27年度は上記13について研究を進めた。1の文献は極めて少ないことが判明した。2の分類は小・中・高にわたる教材で行ってきた。教材自体の特性として,小で順序思考,中は順序・俯瞰思考の両方,高は俯瞰思考をすることが,一般的に多いことが判明した。3の調査問題作成はこれまでにない発想で工夫を凝らした。予備調査を大学生で,本調査を中13年の生徒で実施した。その結果,・生徒の思考について,2視点「順序思考」「俯瞰思考」が明らかに存在すること・「順序思考」「俯瞰思考」の明確なタイプが存在すること・異なる問題で,同じ思考タイプを示す生徒と異なる思考タイプを示す生徒がいること等の中学生,大学生とも同じような実態が明らかになった。教材開発・授業研究について,2視点「順序思考」「俯瞰思考」が可能であり,なおかつ他の思考を誘うような教材開発・授業研究の意義を提言する重要性が明らかになった。【研究実績の概要】に示した通り,研究目的に対し,研究計画16を立てた。平成27年度の計画は,1数学教育,心理・特別支援に関する文献研究と考察2数学の学習内容に関する「順序思考」「俯瞰思考」の分類,系統性等の考察3数学の「順序思考」「俯瞰思考」に関する生徒の実態調査問題の作成と実施・分析であった。この計画の実施は,内容が示す通り・生徒の思考について,2視点「順序思考」「俯瞰思考」が明らかに存在すること・「順序思考」「俯瞰思考」の明確なタイプが存在すること・異なる問題で,同じ思考タイプを示す生徒と異なる思考タイプを示す生徒がいること等の中学生,大学生とも同じような実態が明らかになった。教材開発・授業研究について,2視点「順序思考」「俯瞰思考」が可能であり,なおかつ他の思考を誘うような教材開発・授業研究の意義を提言する重要性が明らかになり,今年度の目標は充分に達成された。成果は次のア,イの研究発表会で発表した。ア「中学校数学における生徒の「順序思考」「俯瞰思考」の様相」第59回近畿数学教育学会例会,2016年2月20日(於:奈良教育大学)イ「数学科授業研究における順序思考・俯瞰思考の役割」第16回香川大学教育学部附属学校園教員合同研究集会,2016年3月1日(於:香川大学)アに至るには,先行研究,調査問題の作成,調査依頼,調査実施,学生・生徒の回答分析,意図した調査に沿った分析集計,集計結果の考察と量的にも質的にも幅の広く深い内容であった。数学指導に悩む中学校教師,学会の研究者らが参加した発表会の参加者から,「順序思考」「俯瞰思考」という新しい視点で生徒の思考や教材を考察する斬新さと授業研究の切り口に対し,多くの反応があり,数学授業改善の一助となる発表として認められた。本研究は,2つの視点「順序思考」と「俯瞰思考」を取り挙げ,中学校数学学習指導の改善策をこの2つの思考に帰着させ,次のア,イを研究目的とする。ア「順序思考」「俯瞰思考」の視点に関する数学の指導内容の体系的分析と指導提案イ生徒の「順序思考」「俯瞰思考」に関する受容とその発達のための数学教材開発研究は主に,次の6つの枠組みで行われる。1数学教育,心理・特別支援に関する文献研究と考察2数学の学習内容に関する「順序思考」・「俯瞰思考」の分類,系統性等の考察3数学の「順序思考」「俯瞰思考」に関する生徒の実態調査問題の作成と実施・分析4教材開発5指導実践6教材開発の妥当性と研究のまとめ平成28年度は研究計画の345を中心に研究を行った。

授業実践の研究を行う前には多くの授業観察を行った。その考察から,授業の枠組みを「順序思考1:探求・洞察の段階」「順序思考II:洞察・抽出(気づきの確かめ,きまりの予想)」「俯瞰思考:抽象・数学化」とすることが授業改善に必要であると判断できた。指導実践は分野を限定せず,この2視点のよる「A:指導前の生徒の実態」「B:授業実践」「C:指導後の生徒の変容」を2つの授業を行った。授業I:中1三角形の面積と説明(iPad活用),授業II:中2等席変形の2つ授業である。授業Iでは,Aの実態で「命題の正しさ」と「示された説明の内容の正しさ」の区分けができない思考があること,小学校の既習事項であっても問われている内容を俯瞰できない段階であることが明らかになった。授業IIでは,目的(俯瞰的思考)に沿って底辺と高さを掴めていない。図の辺に着目できるが,その着目した辺に対応する高さは自分で読み取るていない傾向が明らかになった。それを受けての授業実践を行い生徒の反応からはその改善が見られた。【研究の概要】に示した通り,研究目的に対し,研究計画16を立てた。平成28年度の計画は35であった。この計画に対する実施は,内容が示す通り充分に達成された。成果は次のアオの研究発表会・研究会誌等で発表した。ア.「中学校数学科における順序思考・俯瞰思考の役割」香川大学教育学部・附属教育実践センターニュース,2016年4月イ.「数学科授業研究における順序思考・俯瞰思考の役割」香川大学教育実践総合研究第33号,113頁123頁,2016年9月ウ.「視点「順序思考」・「俯瞰思考」からの指導法の改善」日本数学教育学会第49回秋期研究大会発表集録, 43頁46頁,2016年10月エ.「三角形の面積に関する小・中の指導の系統性ー「順序思考・俯瞰思考」の視点を通してー」第61回近畿数学教育学会例会発表会,2017年2月18日(於:同志社女子大学)オ.「数学科授業研究における順序思考・俯瞰思考の役割」第17回香川大学教育学部附属学校園教員合同研究集会,2017/年2月27日(於:香川大学)アは昨年度の研究成果を掲載した。イに至るには,調査に関して昨年度の調査成果を整理し考察・まとめを行い,その後の授業研究に活用できた。ウに関しては,イの成果と授業観察により授業改善の理念・方針を造ることができ,その成果を発表した。反応は良好で,研究の2視点「順序指向・俯瞰思考」をあてることにことにより指導過程の明確化,また,その視点により「授業のまとめとは何か」を考察することができ画期的な視点であるという意見も出された。エ,オに関しても同様に好評を得た。平成29年度の研究は次のア,イが重点となった。ア.教材開発と指導実践,2視点「順序思考」「俯瞰思考」により行う。イ.教材開発の妥当性と研究のまとめ3年間の研究計画の次の16の中で,本年度は46の研究を行った。1数学教育,心理・特別支援に関する文献研究と考察2数学の学習内容に関する「順序思考」・「俯瞰思考」の分類,系統性等の考察3数学の「順序思考」「俯瞰思考」に関する生徒の実態調査問題の作成と実施・分析4教材開発5指導実践6教材開発の妥当性と研究のまとめ昨年度開発した授業原理「順序思考
大学生の日本語コミュニケーション能力と論理力の向上を目指すシャドーイング実践

本研究の目的は,母語や作動記憶の発達が高い段階にある大学生が,文章を一定期間シャドーイングすることにより,言語的コミュニケーション能力と論理力を向上させることが可能かどうかを検討することであった。日本語を母語または第二言語として学習する大学生・大学院生を対象とし,8つの実験を行った。その結果,主に次のことがわかった。(a)シャドーイング練習が文処理スパンを伸ばし,日本語の聴解,発話,読解を促進すること,(b)テキストのシャドーイングと「記憶を伴う視写」の組み合わせが,日本語の作文における言語能力と論理性を促進すること,の2点である。本研究の目的は,大学生が日本語の論理的な文章を一定期間シャドーイングすることにより,「聞く」「話す」を中心としたコミュニケーション能力と,文章を「読む」「書く」場合の論理力とが向上する可能性を,実証的に検討することである。作動記憶の機能の完成期を迎える青年後期の大学生において,シャドーイングの認知メカニズムを調べ,第二言語学習者との共通点,相違点を解明しつつ,母語学習での有効性を支える基礎理論の構築を目指す。この目的に沿って平成26年度は,2つの実験を行った。実験1では,大学1年生が授業でシャドーイング練習を行うときの効果を調べた。小学校高学年の国語教科書から選定した説明文を用いて,3週間に渡り,授業中の15分間を利用して,ペアシャドーイングとMP3による個別シャドーイングを実践させた。授業以外にも自習課題として,MP3による個別シャドーイングを遂行させた。その結果,授業内容の習熟度を確認する定期試験の論述問題において,接続詞の適切な使用が増し,文末表現の統一性が高まる現象がみられた。研究内容の紹介・説明を求める問題では,半数以上の大学生が時間軸に沿った分かりやすい記述を行っていた。実験2では,大学4年生が,小学校4年生児童のシャドーイング練習でモデル発話するときの効果を調べた。各学生が1グループ(児童89名)を担当し,週2,3回(1回15分)のペースで16週間に渡り,児童に説明文をシャドーイングさせるためのモデル発話を行った。その結果,自身の研究に関する口頭説明が流暢になり,論文や発表資料の作成でも,論理構成の分かりやすい文章記述ができるようになった。内容理解が容易な説明文をシャドーイングまたはモデル発話することにより,音韻短期記憶スパンが伸び,意味処理と音韻処理の自動性の高まりによって,口頭説明ならびに形態処理を介した文章記述の論理性が向上したと推察できる。この目的に沿って平成27年度は,「読む」「書く」に焦点を当て,2つの実験を行った。実験3では,大学1年生の母語話者を対象とし,3週間に渡って授業中にシャドーイングをさせた後,批判的思考力が論理的な文章の読解成績に及ぼす影響を調べた。実験では,大学入試問題の評論文を黙読させ,理解度テスト,自己評価アンケート,批判的思考力テストを導入した。その結果,テキストベース問題でも状況モデル問題でも,読解に対する自信度および批判的思考力の高低による成績差は見られなかった。内容の読み取りと記述式問題への適切な対処には,「批判的な読み」自体の指導も必要であるといえる。実験4では,上級の日本語学習者を対象とし,シャドーイングおよび記憶を伴う視写が,日本語の作文力の向上と論理力の育成に及ぼす効果について調べた。実験では,3週間に渡り,心理学テキストから抜粋した複数の文章を,毎日MP3を用いてシャドーイングさせ,段落単位で音読・リハーサルしながら書き写す作業を遂行させた。その結果,専門知識の説明問題において,内容を順序立てて書く傾向が強まり,自己評価と論理的思考力テストの得点も半数以上の学習者で高くなった。文章を批判的に読む意識を強め,文章内容を明確に理解した上で,説明的な文章をシャドーイングしたり一時的に記憶保持しながら書き写したりする課題は,「読む」「書く」力を向上させる可能性が高い。平成27年度の研究計画では,日本語を母語とする大学生と,日本語を第二言語として学習する日本語学習者を対象とし,シャドーイング実践能力と言語コミュニケーション能力,論理力,記憶容量との関係を調べる実験を行う予定であった。しかし,実験開始までの段階で,各能力の関係を検討する前に,シャドーイングの効果をさらに解明する必要性が生じた。そこで実験3,4では,当初の計画どおり,日本語を母語とする大学1年生と中国語を母語とする上級の日本語学習者(大学院生)を対象としつつ,日本語の「読む」「書く」に焦点を当て,批判的思考力の観点を導入し,シャドーイング練習が言語コミュニケーション場面での日本語能力と論理力にどのような効果をもたらすかを調べた。このことにより,本研究全体の教育的意義が増したといえる。実験3,4に共通するのは,批判的思考力に対する自己評価アンケートと批判的思考力テストの採用である。これは,最近,世界的に注目を集めているPISA(Program for International Student Assessment)調査の結果をふまえたものである。

PISA調査における「読解力」は,従来の日本の国語教育における定義とは異なるが,充実した展開が求められるグローバル教育では,文章内容を評価・批判しながら自分の意見を述べる「批判的読み」が重要であり,それは批判的思考に基づく。シャドーイング練習が批判的思考力の向上に役立つかどうかや,シャドーイング練習を基礎とした文章の視写活動が論理的な文章作成に役立つかどうかを検証することは,本研究において重要な課題であると判断された。実際に行われた実験3,4の結果分析および考察を通じて,この重要課題が,研究対象として適確であることが分かった。本研究の目的は,大学生が日本語の論理的な文章を一定期間シャドーイングすることにより,「聞く」「話す」を中心としたコミュニケーション能力と,文章を「読む」「書く」場合の論理力とが向上する可能性を,実証的に検討することである。作動記憶の機能の完成期を迎える青年後期の大学生において,シャドーイングの認知メカニズムを調べ,第二言語学習者との共通点,相違点を解明しつつ,母語学習での有効性を支える基礎理論の構築を目指す。平成28年度は,この目的に沿って2つの実験(実験5,6)を行った。実験5では,文章の「読み」に焦点を当て,日本語母語話者の大学1年生に,毎週の授業でニュース原稿のシャドーイング練習を4週間導入し,その後,読解力の高低群を設けた上で,読解前教示(説明予期2条件とテスト予期1条件)を操作し,説明文の読解過程を調べた。内容に関する真偽判断テスト,選択・記述式理解度テストを行った結果,3条件間でテスト成績に差は見られず,シャドーイング練習が読解前教示の種類にかかわらず,論理的な文章の理解を促進することが示唆された。読解力の低群では,説明予期条件2において,筆者の主張に対する自己の見解を意識しながら読ませた場合,抑制効果が働く可能性が示された。実験6では,第二言語としての日本語の「聞く」「話す」「読む」「書く」に焦点を当て,言語能力とメタ認知との関係を明らかにするため,中国語を母語とする上級日本語学習者を対象とし,音読とシャドーイングの練習および記憶を伴う視写が,日本語の運用能力と論理力の育成,メタ認知の向上に及ぼす効果を調べた。心理学・言語学テキストから選定した複数の文章について,6週間に渡り,毎日,音読→シャドーイング→視写の順に遂行させた。その結果,シャドーイング遂行成績では発話スパンが伸び,日本語をより論理的に「書く」ことができ,メタ認知も向上することが明らかとなった。平成28年度の研究計画では,日本語を母語とする大学生と,日本語を第二言語として学習する日本語学習者を対象とし,シャドーイング実践能力と言語コミュニケーション能力,論理力,批判的思考力,記憶容量との関係を調べる実験を行う予定であった。しかし,予備実験の遂行を含めた実験の準備段階で,各能力の関係を検討する前に,前年度の結果の妥当性と信頼性を再検証し,シャドーイングの効果をさらに解明する必要性が生じた。