hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞内マルチイメージングを用いた力学応答シグナル伝達機構の解明

細胞の力学情報伝達機構を知ることは細胞の生理・病理を知る上で非常に重要である.力学刺激が実際に細胞内でどのように伝達されているかに関してはその計測の困難さからほとんど解明されていない.本研究では細胞内で力学刺激が伝達していく過程を明らかにするため,ピペット吸引法とFRAP技術を組み合わせて力学刺激に対する細胞骨格構造の変化を蛍光画像として追跡し画像解析により細胞内の力学環境を定量的に把握することを目的とする.またセカンドメッセンジャーの一つであるカルシウムイオン濃度の変化を同時にイメージングすることにより骨格構造変化との相関関係を調べる.本年度においては,FRAP技術を用いてピペット吸引時の軟骨細胞におけるアクチン分子の拡散の様子を詳細に調べた.その結果,ピペット先端において吸引直後はアクチンコーティカルレイヤーが分解され,その後,アクチンの再重合が促進されていることがわかった.また,このプロセスはカルシウム依存でありカルシウムが存在しない場合には,アクチンの脱重合が引き起こされにくいことが示唆された.さらに,ピペット吸引時において力学刺激が細胞内をどのように伝達していくのかを観察するために,ミトコンドリアの染色画像より画像相関法を用いて細胞内ひずみ分布を得た.その結果,吸引直後は細胞周囲のアクチンコーティカルレイヤーを介して細胞全体に力学刺激が伝達される様子が明らかとなった.以上のことから,ピペット吸引による局所力学刺激が細胞のリモデリングを引き起こす一連のプロセスの中に,アクチンリモデリング,カルシウム応答および細胸内ひずみ状能がどのように関与していろかを明らかにした.細胞の力学情報伝達機構を知ることは細胞の生理・病理を知る上で非常に重要である.例えば,血管の病気である動脈硬化症や軟骨の病気である変形性関節症などの各種病因・病態を解明できる可能性がある.力学刺激が実際に細胞内でどのように伝達されているかに関してはその計測の困難さからほとんど解明されていない.本研究では細胞内で力学刺激が伝達していく過程を明らかにするため,ピペット吸引法とFRAP技術を組み合わせて力学刺激に対する細胞骨格構造の変化を蛍光画像として追跡し画像解析により細胞内の力学環境を定量的に把握することを目的とする.またセカンドメッセンジャーの一つであるカルシウムイオン濃度の変化を同時にイメージングすることにより骨格構造変化との相関関係を調べる.本年度は軟骨細胞を用いて本研究の要素技術のいくつかを確立した.まず,細胞骨格に局在していると言われているミトコンドリアをMitoTracker-Greenで染色しピペット吸引を行った.0cmH_2Oから10cmH_2Oまで2cmH_2Oずつ陰圧を増加させながら,共焦点レーザー顕微鏡によりスライス蛍光画像を取得し経時的にミトコンドリア分布の変化を追跡した.得られた画像からDIC(Digital Image Correlation)解析法により細胞内の変位分布を算出した.また,続けて有限要素法を行いひずみ分布を算出した.その結果,ピペット吸引口付近で大きなひずみ分布が得られた他,局所的にひずみ分布が異なる結果が得られ,このひずみ分布の不均質性は細胞内小器官の不均質な配置に依存していることが示唆された.また,5cmH_2Oの陰圧をステップ状に負荷した場合の細胞のカルシウム応答を計測した.細胞は予めFluo4-AMで染色した.刺激負荷後2030秒程度でカルシウム蛍光の輝度はピークを迎えその後徐々に減少していった.カルシウム応答は細胞内で不均質性を有しており,特にピペット吸引口付近で大きな上昇を示した.次年度以降はFRAP技術を組み合わせ細胞内マルチイメージング手法全体の確立を行い実験データの蓄積を図る.細胞の力学情報伝達機構を知ることは細胞の生理・病理を知る上で非常に重要である.力学刺激が実際に細胞内でどのように伝達されているかに関してはその計測の困難さからほとんど解明されていない.本研究では細胞内で力学刺激が伝達していく過程を明らかにするため,ピペット吸引法とFRAP技術を組み合わせて力学刺激に対する細胞骨格構造の変化を蛍光画像として追跡し画像解析により細胞内の力学環境を定量的に把握することを目的とする.またセカンドメッセンジャーの一つであるカルシウムイオン濃度の変化を同時にイメージングすることにより骨格構造変化との相関関係を調べる.本年度は初年度に確立した実験方法を用いて軟骨細胞に局所力学刺激を負荷した場合の細胞の力学特性の変化,アクチンリモデリング,カルシウム応答の関係をイメージング技術を駆使して詳細に調べた.また,アクチンリモデリングを観察する際にはFRAP技術を用いてアクチン分子の拡散の様子を調べた(この実験の一部は共同研究先のQueen Mary University of Londonで行った).予めGFP-アクチンを遺伝し導入した軟骨細胞に対してピペット吸引を行った.0cmH_2Oから10cmH_2Oまで2cmH_2Oずつ陰圧を増加させた後,0cmH_2Oに戻し,再び同様の吸引実験を行った.1回目の吸引は前負荷であり,2回目の吸引において力学特性およびアクチンリモデリングを観察するものである.すなわち,明視野像において変形の様子を観察すると同時に共焦点レーザー顕微鏡により蛍光画像を取得した.その結果,前負荷におけるステップ時間間隔は細胞の力学特性を有意に変化させた.また,アクチンコーティカルレイヤーは吸引に伴い,一旦分解した後,再び重合していく様子が見られた.さらにこの機構には細胞外カルシウムイオンの存在が必要であることが示された。次年度はデータの蓄積を図り細胞のシグナル伝達機構をより定量的に検討していく.

細胞の力学情報伝達機構を知ることは細胞の生理・病理を知る上で非常に重要である.力学刺激が実際に細胞内でどのように伝達されているかに関してはその計測の困難さからほとんど解明されていない.本研究では細胞内で力学刺激が伝達していく過程を明らかにするため,ピペット吸引法とFRAP技術を組み合わせて力学刺激に対する細胞骨格構造の変化を蛍光画像として追跡し画像解析により細胞内の力学環境を定量的に把握することを目的とする.またセカンドメッセンジャーの一つであるカルシウムイオン濃度の変化を同時にイメージングすることにより骨格構造変化との相関関係を調べる.本年度においては,FRAP技術を用いてピペット吸引時の軟骨細胞におけるアクチン分子の拡散の様子を詳細に調べた.その結果,ピペット先端において吸引直後はアクチンコーティカルレイヤーが分解され,その後,アクチンの再重合が促進されていることがわかった.また,このプロセスはカルシウム依存でありカルシウムが存在しない場合には,アクチンの脱重合が引き起こされにくいことが示唆された.さらに,ピペット吸引時において力学刺激が細胞内をどのように伝達していくのかを観察するために,ミトコンドリアの染色画像より画像相関法を用いて細胞内ひずみ分布を得た.その結果,吸引直後は細胞周囲のアクチンコーティカルレイヤーを介して細胞全体に力学刺激が伝達される様子が明らかとなった.以上のことから,ピペット吸引による局所力学刺激が細胞のリモデリングを引き起こす一連のプロセスの中に,アクチンリモデリング,カルシウム応答および細胸内ひずみ状能がどのように関与していろかを明らかにした.
超構造における異常磁気伝導現象の発現

人工構造物質における異常磁気伝導現象を探究し,金属磁性細線における磁壁の電流駆動,半導体2次元電子系の超構造における異常磁気伝導現象,量子ホール系におけるスピン依存伝導,擬2次元系層状物質における角度依存磁気抵抗効果などに関して新たな知見を得た.また,伝導電子系にスピン軌道相互作用やスピン反転散乱が働く場合のスピン緩和などスピントロニクスにおける根本的問題に関する理論を構築した.人工構造物質における異常磁気伝導現象を探究し,金属磁性細線における磁壁の電流駆動,半導体2次元電子系の超構造における異常磁気伝導現象,量子ホール系におけるスピン依存伝導,擬2次元系層状物質における角度依存磁気抵抗効果などに関して新たな知見を得た.また,伝導電子系にスピン軌道相互作用やスピン反転散乱が働く場合のスピン緩和などスピントロニクスにおける根本的問題に関する理論を構築した.半導体2次元電子系アンチドット三角格子における量子振動伝導を系統的に調べた.ゼロ磁場近傍のAAS振動とAB型振動,および量子ホール遷移効果のAB型振動の3種の量子干渉効果についてその温度依存性を詳細に測定し,有限温度におけるデコヒーレンス機構の違いを明らかにした.短周期1次元平面超格子を作製しその磁気抵抗を精密に測定したところ,これまでよりも低磁場領域において新しい抵抗振動現象を見出した.電流による磁壁移動に対するジュール熱の効果を調べた結果,磁壁移動が起こる電流密度では試料温度がキュリー点近くまで上昇していることがわかった.磁性細線中に付与したくびれからの磁壁の脱離磁場の温度依存性を測定することでくびれのピニングポテンシャルの大きさを評価した。トンネル障壁を介したNi_<81>Fe_<19>からAlへのスピン注入によるスピン依存化学ポテンシャルを測定した.電磁濃縮法と高周波伝導測定により,擬1次元導体NbSe_3の低温相における300Tまでの超強磁場磁気抵抗を1次元軸に垂直な2つの結晶軸方向で調べた.量子極限下の磁気抵抗は共に隣接ゾーンの同一フェルミ面間のトンネル結合によると考えられる単調減少を示し、傾斜磁場下でのホフスタッター準位構造形成を示唆する結果となった.また有機伝導体α-(BEDT-TTF)_2KHg(SCN)_4の傾斜磁場下での逐次転移が磁場方位の方位角に依存せず天頂角のみに依存することを見出し,2次元面内の軌道効果に起因することを示した.軌道効果とゼーマン効果を考慮した2次元模型について密度応答関数を評価し,逐次転移を定性的に説明した.強磁性体における電流駆動磁壁移動に関して,スピン移送と運動量移送の微視的機構を理論的に定式化した.本研究グループでは,半導体や金属系における特異な磁気伝導現象を実験および理論的に追及してきた.各々の分担者による主な成果は以下のとおりである.家半導体2次元電子系に1次元変調を施した系における磁気輸送現象を調べ,開いた軌道の幾何学共鳴による新奇な磁気抵抗振動効果を見出した.アンチドット格子系の量子ホール域において異常周期をもつAB型振動を見出した.量子ホール正孔系において長時間緩和を伴う異常な磁気抵抗履歴を観測しその起源について調べた.また2次元電子系の量子ホール域における抵抗検出核磁気共鳴(RDNMR)実験を進めた.小野:非対称構造を有する磁性細線中では磁壁の動き易さに方向性のあることを見出した.この磁壁ラチェット効果は電流誘起磁壁移動においても発現することを確認した.新たに考案したSiO_2ナノリアクター法によって種々の溶液に単分散可能な結晶性の高いL1_o-FePtナノ微粒子の合成に成功した.長田層状伝導体の層間磁気抵抗の磁場方位依存性に現れる諸現象の起源を調べる目的でGaAs/AlGaAs少数層系試料についての実験を行った.その結果,角度依存振動は隣接2層間の局所的トンネル効果,ピーク効果はバルク効果、バックグラウンド反転はインコヒーレント系の局所効果であることがわかった.多々良電流誘起磁壁移動の理論的解析として,本年度は臨界電流以下の熱活性領域での振る舞い,また電子のスピン緩和などに伴う力の効果などを調べた.また磁気渦の電流駆動の理論解析も行った.半導体2次元電子系をベースとして作製したアンチドット系におけるアハロノブ・ボーム振動を詳しく調べた.特にν=2付近においてサブ構造を見いだし,傾斜磁場下の実験によってそれがスピン分裂エッジ状態によるものであることを明らかにした.量子ホール領域における抵抗検出核磁気共鳴の実験を行い,ν=1近傍のスカーミオン励起を反映した異常な線形とスピン格子緩和時間の温度依存性を見いだした.磁性ドット中に現れる磁気渦状態を交流電流で共鳴励起することにより磁気コアの回転運動を誘起できることをシミュレーションによって見出した.磁性ドットの電気抵抗の交流電流周波数依存性測定を行うことで,この磁気コアの共鳴励起現象を実験的に捉える事に成功した.励起電流を大きくすると磁気コアの向きを反転させることが可能であることを磁気力顕微鏡による直接観察によって示した.有機導体などの層状伝導体に平行磁場を加えたときの層間磁気抵抗に現れる共鳴現象について,隣接2層間の局所的トンネル効果として一般的に説明し,層間結合のコヒーレンスの異なる半導体超格子を用いた実験によって確認した.(2)層状有機導体a-(BEDT-TTF)2KHg(SCN)4のLebed共鳴的な角度依存磁気抵抗振動について,磁気貫通系の効果として量子論的に検討し,それが通常のLebed共鳴とは異なる変調様式を持つこと示した.また詳細な2軸回転実験によりそれを確認した.

スピン軌道相互作用などの電子スピンを乱す要因があると,電流が磁化に及ぼす力やトルクに,新たな項が現れることが現象論的に議論されていた.これに対して微視的立場からの解析を行い,正しい項を導出した.GaAs/AlGaAs2次元正孔系の高次ランダウ準位が関わる量子ホール領域において,抵抗の顕著な異方性を見いだし,面内磁場の効果や温度依存性などを詳しく調べた.2次元電子系において見いだされている類似の効果との比較にもとづき,この現象がストライプ相と呼ばれる1次元的な電子密度の変調構造の出現を反映したものであると結論した.磁性ドット中に現れる磁気渦状態の交流電流による共鳴励起現象を系統的に研究した.また,磁気渦中心に現れる磁気コアの向きをパルス電流で反転させることが可能であることを磁気力顕微鏡による直接観察によって示した.電流の磁化に与えるトルクのsd相互作用モデルによらない一般的な記述の可能性を議論した.その結果、スピン流を計算することでトルクを評価する可能性が明らかになった.これは現実の物質での磁化反転効率の評価に役立つと考え解析を進めている.田嶋・梶田らが観測した有機導体alpha-(BEDT-TTF)2I3の負性層間磁気抵抗を,量子極限にある多層Dirac電子系における各層のゼロモードLandau準位間のトンネル伝導により説明し,ゼロギャップ状態が実現していることを確認した.また2次元Dirac電子系であるグラフェンが積層したグラファイトにおいても負性層間磁気抵抗を観測し,同様のモデルで説明した.スピン軌道相互作用と交換相互作用を組み合わせると磁化から発生したスピン流を電流に変換するという逆スピンホール効果が可能である.これにより磁場をかけるだけで電圧を全くかけずに電流が取り出せることになる.この効果を金属系のスピン軌道相互作用の場合に解析した.スプリットゲートの中央に単一アンチドットを配した試料を作成し,量子ホール領域でのAB振動を詳細に測定した.アンチドット系のAB振動振幅の温度依存性から,エッジ状態の自己無撞着ポテンシャルを与えている遮蔽効果の温度依存性を明らかにした。また, υ=2の近傍におけるスピン分離エッジ状態への共鳴トンネル現象がυ=2の低磁場側と高磁場側で顕著に異なることを見出した.ありふれた半導体であるシリコンが,空間電荷効果によって巨大磁気抵抗効果を発現するメカニズムを解明した.シリコンにおける巨大磁気抵抗効果という新現象自体は, 2年前に当グループによって発見されていたが,今回,シリコンのキャリア密度制御を行う実験によって,その現象がシリコンそのものの性質に由来することを明らかにした.多層グラファイトが負の層間磁気抵抗を示すことを実験的に観測し,強磁場領域の振舞をH点付近の正孔が磁場中で3次元Diracフェルミオン的に振舞う事実から説明した.また有機導体a-(BEDT-TTF)2NH4Hg(SCN)2の強電場下層間磁気抵抗の実験を行い,バルク結晶で初めて磁場方位に依存するStarkサイクロトロン共鳴を観測した.
ヒューマノイドロボットのインパクト動作を用いた実作業

ロボットが環境に対してアクチュエータの限界を超え,大きな力を発生させるためには,衝撃力を利用することが有効である.本研究では,このようなロボットの全身を運動連鎖させ,蓄積・伝達される運動量を力積として加えることで望みの力を生み出す動作を,インパクト動作と呼び,本動作の最適化を行った,まず,衝撃力の大きさや位置精度を評価可能な実験システムを構築し,等身大のヒューマノイドロボットHRP-2を用いて衝撃力を積極的に発生させる実験を行った.実験により,釘打ちなどの実用的な作業における衝突現象は数十ミリ秒に及ぶことが明らかになった.地上に固定されたマニピュレータや宇宙ロボットの分野で用いられてきた仮想質量による衝突モデリングは,剛体同士の高い周波数領域での衝突を対象としており,上記の実用的な作業における衝撃力の予測には適していない.また,仮想質量は衝突現象を質点で表現するため,衝突中におけるロボットのリンクの挙動を考慮しておらず,ZMP(Zero-Moment Point)の軌跡を予測することが困難である.そこで,本研究では実用的な作業に適したヒューマノイドロボットの衝突モデルを立て,衝撃力とZMPを低い計算コストで予測可能とした.ロボットシミュレータOpenHRP3の結果と比較して,本モデルによる予測は衝撃力の最大値で誤差6%程度,ZMPの誤差は0.03(m)程度の精度となり高い精度を有する.また,計算量はHRP-2のモデルを使用した場合,代表的なFeatherstoneによる0(n)の順動力学計算手法に比較して,サンプリング時間0.1(ms)の場合1/4程度となる.この動力学計算手法を活用し,転倒しない範囲で力を最大限発生させる最適な動作を生成した.ロボットが環境に対してアクチュエータの限界を超え,大きな力を発生させるためには,衝撃力を利用することが有効である.本研究では,このようなロボットの全身を運動連鎖させ,蓄積・伝達される運動量を力積として加えることで望みの力を生み出す動作を,インパクト動作と呼び,本動作の最適化を行った,まず,衝撃力の大きさや位置精度を評価可能な実験システムを構築し,等身大のヒューマノイドロボットHRP-2を用いて衝撃力を積極的に発生させる実験を行った.実験により,釘打ちなどの実用的な作業における衝突現象は数十ミリ秒に及ぶことが明らかになった.地上に固定されたマニピュレータや宇宙ロボットの分野で用いられてきた仮想質量による衝突モデリングは,剛体同士の高い周波数領域での衝突を対象としており,上記の実用的な作業における衝撃力の予測には適していない.また,仮想質量は衝突現象を質点で表現するため,衝突中におけるロボットのリンクの挙動を考慮しておらず,ZMP(Zero-Moment Point)の軌跡を予測することが困難である.そこで,本研究では実用的な作業に適したヒューマノイドロボットの衝突モデルを立て,衝撃力とZMPを低い計算コストで予測可能とした.ロボットシミュレータOpenHRP3の結果と比較して,本モデルによる予測は衝撃力の最大値で誤差6%程度,ZMPの誤差は0.03(m)程度の精度となり高い精度を有する.また,計算量はHRP-2のモデルを使用した場合,代表的なFeatherstoneによる0(n)の順動力学計算手法に比較して,サンプリング時間0.1(ms)の場合1/4程度となる.この動力学計算手法を活用し,転倒しない範囲で力を最大限発生させる最適な動作を生成した.
形態形成機構の多様化と種形成メカニズムに関する研究

近縁種間の比較ゲノムを行なうことにより、生物の発生プログラムの多様化機構を解明することを目的とする。カワスズメ科魚類・シクリッドは形態的にも生態的にも非常にバラエティーに富む小型魚類で、世界中の熱帯域に広く分布している。この中で、アフリカのヴィクトリア湖に生息するシクリッドは、僅か1万2千年という非常に短い期間に数百種へと種分化を起こしたとされる生物集団である。我々は、ヴィクトリア湖産シクリッドという非常に近縁な生物種間での比較ゲノムを行なうことにより生物に形態変化をもたらした原因遺伝子のスクリーニングを行い、進化の過程で起こった生物の多様化機構を解明するものである。20日齢のシクリッド稚魚の顎部分より作成したcDNAライブラリーの6000クローンのシークエンシングを行った。そこから得られた重複を除く約1300の遺伝子を用いてDNAチップを作製した。このDNAチップを用いて研究室内にて繁殖させたシクリッドの幼魚の顎部分における発現遺伝子を種間で比較した。種間比較にはHaplochromis sp. "Redtail sheller"及びHaplochromis sp. parvidensを用いた。両者の各成長段階(10日齢、20日齢、30日齢)における遺伝子発現の比較を行ったところ、08f04,34ellはHaplochromis sp. "Redtail sheller"で、02allはHaplochromis sp. parvidensで相対的に高い発現が見られた。in situ hybridizationの結果、08f04,34ellはシクリッド稚魚の唇の上皮での強い発現が見られた。Haplochromis sp. "Redtail sheller"とHaplochromis sp. parvidensは成魚の特徴として食性に大きな特徴があり、顎の形態・骨格に差異が見られるが上皮に種特異的な特徴が存在するかは現段階では明らかではない。
光りコンピュータの構成法並びに構成技術に関する研究

本研究の目的は、大容量視覚情報を高速に処理しうる光コンピュータの開発をめざして、光情報処理技術、電子技術を融合した新しいシステムアーキテクチャを考案し実証システムを試作することである。本研究で得られた成果は以下の通りである。1)光コンピューティングの潜在的な特徴である処理過程における情報の視認性をいかす新しい並列光演算技術として、ビジュアル空間符号化法とその基本並列処理の光学的実現方法を提案した。本手法の応用としてファジイ演算および、数理形態学にもとずく濃淡画像処理の光学的並列演算法を考案し、これらの演算が実験によって効果的に行えることを実証した。ビジュアル空間符号化法は、シンボルとしての画像情報にシグナルとしての付加価値をもたせた並列光演算技術であり、これからの高度情報化社会における視覚マンマシインターフェースの構築に役立つ基礎技術である。2)光・電子複合型並列コンピューティングシステムの新しいアーキテクチャOAL-NC (Optical Array Login Network Computing)を提案した。OAL-NCは局所的並列演算を電子技術で、大局的並列処理および光接続を光学並列的に実行する新しい並列演算システムである。OAN-NCの実現方式としてPLD (Programmable logic Device)型とMPE (Multi-Process Enhodiment)型の2方式を考案した。2方式の比較からハードウエア構成が簡単でかつ並列演算システムとして発展性の高いMPE型のプロトタイプシステムを試作した。試作システムでは、16x16画素の完全並列処理ができるように並列電子処理部にトランスピュータT-425を16個、PEを16x16個実装し、光・電子並列処理間のインターフェースを作製した。試作システムでは、ONPインターフェース部への情報転送レートとして、電子処理系の動作速度150Kframe/s、トランスピュータ間の通信時間平均126.1μsを得、OAL-NCにおける光・電子協調処理を評価するのに十分な性能がえられた。また光学処理系には多重離散相関器を新たに設計して実装した。3)光・電子複合型並列コンピューティングシステムに必要な多重結像光学系を設計する目的で波面収差を評価規範とする領域型自動レンズ設計アルゴリズムを開発し、多重レンズ系の個々のレンズの収差バランスを考慮したGRINレンズアレイを設計した。本年度の研究により得られた結果,知見は次の通りである.1.光/電子複合型並列演算システムの新しい概念としてOAL-NC(Optical Array Logic Network Computing)を考案し,そのシステム動作の評価を目的としたシミュレーションシステムを開発した.シミュレーションシステムの開発過程において,OAL-NCアーキテクチャの検討を重ね,第1次アーキテクチャを確定した.2.並列画像処理,遺伝的アルゴリズムによる最適値探索問題をOAL-NC上に実装し,その演算効率をもとに,OAL-NCの有効性を確認した.局所的情報処理と大域的情報交換を利用するアルゴリズムにより,OAL-NCの演算能力を発揮させることができた.3.光の可視性に着目した新しい光コンピューティング技術として,VACT(Visual Area Coding Technique)を開発した。VACTのアナログ表現能力を活かした応用として,ファージ-推論,数理形態学フィルタに基づく画像処理を検討した.多重投影光学系およびコヒーレント相関光学系により原理確認を行った.4.3次元光学系実装技術として既に提案している反射型ブロック光学系REBOP(Reflective Bock Optics)の高性能化をめざし,領域型レンズ自動設計技術による光学系の最適化を行った.4-f光学系の設計において,収差配分の方法

ならびに設計手順の工夫により,著しい性能向上が見込めることを確認した.5.多次元画像入力システムの構成法,作製技術を検討し,具体的システムを試作した.マルチプロセッサ型光コンピュータとして,多重処理を利用した光アレイロジックネットワークコンピューティング(OAL-NC)システムを考案しその試作機を設計した.多重処理を利用したOAL-NCシステムは,より安価で高性能な情報処理を実現するシステムである.試作OAL-NCシステム開発においては多重処理を利用することでハードウェアとソフトウェアによる共設計が可能で,システムの最適設計が容易になる.本年はまず,多重処理を利用するマルチプロセッサ型光コンピュータのシステムアーキテクチャを検討した.システムアーキテクチャは光処理を行うOAL-NCとマルチプロセッサとなる電子処理装置アレイとシステムコントローラで構成する.各電子処理装置は互いに4近傍の処理装置と結合させる.各電子処理装置では多重処理技術を用いて複数の処理要素アレイソフトウェアシミュレーションができるようにした.処理要素アレイの出力結果に対しOALネットワークプロセッサで演算を行い,処理要素アレイに帰還する方式をとった.このアーキテクチャの採用により多重処理をOAL-NCに導入することを可能にした.さらに,多重処理を行うための具体的な素子の検討を行った.多重処理を利用するためには高処理能力・素子数拡張可能な処理装置が要求される.また,開発期間,コスト削減のために容易に安価で入手可能な素子であることが必要である.これらを検討した結果,電子処理装置としてトランスピュータT425を利用した.T425を用いることによりシステムにおける処理要素の個数,機能,結合形態の再構成を可能にした.また,電子処理装置の拡張の容易性も得られた.本研究の目的は、大容量視覚情報を高速に処理しうる光コンピュータの開発をめざして、光情報処理技術、電子技術を融合した新しいシステムアーキテクチャを考案し実証システムを試作することである。本研究で得られた成果は以下の通りである。1)光コンピューティングの潜在的な特徴である処理過程における情報の視認性をいかす新しい並列光演算技術として、ビジュアル空間符号化法とその基本並列処理の光学的実現方法を提案した。本手法の応用としてファジィ演算および、数理形態学にもとずく濃淡画像処理の光学的並列演算法を考案し、これらの演算が実験によって効果的に行えることを実証した。
中国人双生児の歯列、顎顔面頭蓋の成長発育に関する調査

日本人と中国人は、文化を背景とする民族は異なるものの人種的にはモンゴロイドに属し、極めて近縁とされる。顎・顔面頭蓋の成長発育には、遺伝的要因に加え環境的要因が少なからず関与し、部位によってその程度が異なる。本研究は北京医科大学口腔医学院小児歯科と協同して、中国人双生児の歯列咬合や顎・顔面頭蓋の遺伝的成長発育様式を調査し、日本人小児と比較することにより、モンゴロイドの顎・顔面頭蓋の形態変異について考察を深めようとするものである。平成6年度は北京市内で双生児を収集し予備調査を行ったところ、女児が男児よりも多く応募し、費用の観点から、調査対象を中国人女児双生児に限定することとした。また平成6年度と8年度では、顎・顔面頭蓋の成長発育にとっての環境的要因につながる中国人小児の生活習慣や食習慣を各地で調査した。都市化の進んだ地域とそうでない地域の間で、さらに、都市化した地域でも両親の職域によってこれらの習慣に比較的差異がみられた。あらかじめ、DNAフィンガープリント法により中国人女児双生児の卵性診断を済ませておき、平成7年から9月と12月に、計約90組の双生児資料採得を2年間にわたり行った。その内容は問診表記入、身長体重測定、口腔内診査、側貌および正貌頭部X線規格写真撮影、パノラマX線写真撮影、印象採得などである。平成9年2月現在、歯列模型と側貌頭部X線規格写真の分析を中心に研究が進行中である。歯列模型では口蓋の三次元形状分析を、顕著な不正咬合がなく側方歯群が安定し、かつ歯の欠損のない17組について行った。口蓋の計測には、格子パターン投影法による非接触高速三次元曲面形状計測システム(テクノアーツ、GRASP)を使用した。1卵性双生児群と2卵性双生児群での分散比から(双生児法)、歯頚部最下点間距離では左右第1大臼歯間においてのみ遺伝的に安定する傾向がみられ(p<0.05)、乳犬歯間、第1乳臼歯間、第2乳臼歯間では両群間に有意差は認められなかった。また、それぞれの口蓋の深さについても両群間で有意差は認められなかった。一方、口蓋の容積については、全体および左右乳犬歯より後方の容積が遺伝的に安定する傾向にあったが(p<0.01)、左右乳犬歯より前方の容積は、両群間に有意差が認められなかった。すなわち、混合歯列期の口蓋は遺伝的に制限された一定の容積のもとに、その構成成分である幅や深さは変異しやすいことが示唆された。側貌頭部X線規格写真上には、日本小児歯科学会による「日本人小児の頭部X線規格写真基準値に関する研究」と同様の計測点計測項目を設定し、当教室の頭部X線規格写真自動解析システムにて入力分析した。各双生児組の一人を用いた半縦断的な角度的および量的計測結果を、上記基準値と年齢幅が近似するよう三つのステージに分類し、日本人小児の成長発育様式と比較検討した。さらに双生児法により、各計測項目とその年間変化量などについて遺伝力を算出した。角度的分析から、混合歯列期中国人双生児の顎顔面頭蓋概形は日本人小児とおおむね近似していたが、前脳頭蓋底に対する上下顎歯槽骨前方限界は中国人小児が僅かに近心位にあり、上下顎中切歯歯軸傾斜はやや小さかった。また混合歯列前期のみであったが、前脳頭蓋底に対する下顎枝後縁角は中国人小児が有意に大きく、下顎角は有意に小さかった。一方、量的計測項目は全体的に中国人双生児の方が小さめであったが、日本人小児との身長差を反映していることも考えられる。量的計測項目の遺伝力は混合歯列中、後期と増加する傾向にあり、前脳頭蓋底で70%弱、鼻上顎複号体と下顎骨は7080%台であった。これら遺伝力は、男児や男女児双方を扱った他の双生児研究よりもやや大きく、本研究が、男児よりもネオテニ-的である女児のみを対象としたことと関連しているかもしれない。下顎骨のなかでは、下顎骨長が下顎骨の前後の高さよりも、遺伝的要因の占める割合が高くなると推定された。下顎骨構成成分間での遺伝力の差は、下顎骨が遺伝的に制限された一定の長さのもとに形態形成しやすいことを示唆していると考えられた。今後は、当教室に保管されている日本人双生児や北米白人双生児資料との比較研究を鋭意進めていく予定である。

都市化の進んだ地域とそうでない地域の間で、さらに、都市化した地域でも両親の職域によってこれらの習慣に比較的差異がみられた。あらかじめ、DNAフィンガープリント法により中国人女児双生児の卵性診断を済ませておき、平成7年から9月と12月に、計約90組の双生児資料採得を2年間にわたり行った。その内容は問診表記入、身長体重測定、口腔内診査、側貌および正貌頭部X線規格写真撮影、パノラマX線写真撮影、印象採得などである。平成9年2月現在、歯列模型と側貌頭部X線規格写真の分析を中心に研究が進行中である。歯列模型では口蓋の三次元形状分析を、顕著な不正咬合がなく側方歯群が安定し、かつ歯の欠損のない17組について行った。口蓋の計測には、格子パターン投影法による非接触高速三次元曲面形状計測システム(テクノアーツ、GRASP)を使用した。1卵性双生児群と2卵性双生児群での分散比から(双生児法)、歯頚部最下点間距離では左右第1大臼歯間においてのみ遺伝的に安定する傾向がみられ(p<0.05)、乳犬歯間、第1乳臼歯間、第2乳臼歯間では両群間に有意差は認められなかった。また、それぞれの口蓋の深さについても両群間で有意差は認められなかった。一方、口蓋の容積については、全体および左右乳犬歯より後方の容積が遺伝的に安定する傾向にあったが(p<0.01)、左右乳犬歯より前方の容積は、両群間に有意差が認められなかった。すなわち、混合歯列期の口蓋は遺伝的に制限された一定の容積のもとに、その構成成分である幅や深さは変異しやすいことが示唆された。側貌頭部X線規格写真上には、日本小児歯科学会による「日本人小児の頭部X線規格写真基準値に関する研究」と同様の計測点計測項目を設定し、当教室の頭部X線規格写真自動解析システムにて入力分析した。各双生児組の一人を用いた半縦断的な角度的および量的計測結果を、上記基準値と年齢幅が近似するよう三つのステージに分類し、日本人小児の成長発育様式と比較検討した。さらに双生児法により、各計測項目とその年間変化量などについて遺伝力を算出した。角度的分析から、混合歯列期中国人双生児の顎顔面頭蓋概形は日本人小児とおおむね近似していたが、前脳頭蓋底に対する上下顎歯槽骨前方限界は中国人小児が僅かに近心位にあり、上下顎中切歯歯軸傾斜はやや小さかった。また混合歯列前期のみであったが、前脳頭蓋底に対する下顎枝後縁角は中国人小児が有意に大きく、下顎角は有意に小さかった。一方、量的計測項目は全体的に中国人双生児の方が小さめであったが、日本人小児との身長差を反映していることも考えられる。量的計測項目の遺伝力は混合歯列中、後期と増加する傾向にあり、前脳頭蓋底で70%弱、鼻上顎複号体と下顎骨は7080%台であった。これら遺伝力は、男児や男女児双方を扱った他の双生児研究よりもやや大きく、本研究が、男児よりもネオテニ-的である女児のみを対象としたことと関連しているかもしれない。下顎骨のなかでは、下顎骨長が下顎骨の前後の高さよりも、遺伝的要因の占める割合が高くなると推定された。下顎骨構成成分間での遺伝力の差は、下顎骨が遺伝的に制限された一定の長さのもとに形態形成しやすいことを示唆していると考えられた。今後は、当教室に保管されている日本人双生児や北米白人双生児資料との比較研究を鋭意進めていく予定である。平成6年度では、北京医科大学口腔医学院児童牙科に通院している双生児1組を用いて資料採得の一連の過程を行い、使用予定の材料、機器などの巧拙を検討し、操作に要する時間などを調査した。また、当教室と繋がりのある中国北方3市(北京、陜西省西安、黒龍江省哈爾濱)において、気候、風土、児童の生活環境、食習慣などを調査した。3市とも気温の温度差は日本よりも厳しく、都市中心の大気汚染は想像以上であった。
環境ホルモン固定化高性能ビーズを用いて同定した生体側レセプターの機能解析

高性能ビーズのラテックス微粒子の表面に、内分泌攪乱物質(Endocrine Disruptors : EDs)に含まれるフタル酸エステル、アルキルフェノール、アトラジンを共有結合を介して固定化し、細胞(子宮頸癌細胞由来HeLa細胞およびヒト乳がん細胞由来MCF7細胞)の粗抽出液からこれらのEDsに特異的に結合する生体側レセプター分子(タンパク質)の精製を試みた。また、精製条件を検討することにより、EDsとそれぞれの結合タンパク質の間の親和性が異なることがわかった。その後、フタル酸エステルとノニルフェノールに高親和性を有するタンパク質を大量に精製し、質量分析計を用いた解析によって部分アミノ酸配列を決定することに成功した。次いで、これらのタンパク質で興味深いものを選択し、対応するcDNAをRT-PCR法により単離し、大腸菌発現ベクターに組み込み、組換えタンパク質の調整を行った。一方、ノニルフェノールに選択的に結合する複数のタンパク質の内の一つは既知タンパク質であり、特異抗体を容易に入手することができた。その特異抗体を用いたウエスタンブロット法により、ノニルフェロールとの結合の親和性に関する解析を行った。さらに、抗エストロゲン受容体抗体を併用しMCF7細胞の粗抽出液で検討したところ、ノニルフェノール固定化高性能ビーズ精製画分にエストロゲン受容体に加え今回新たに同定したタンパク質が同時に検出されることがわかった。以上の結果より、ノニルフェノールの場合は、新たに同定した選択的結合タンパク質がエストロゲン受容体と同時に、あるいは同程度のアフィニティーでノニルフェノールに結合することが示された。このことは、現時点でEDsの生体に及ぼす影響のメカニズムに関する明確な結論が得られていない状況で、EDsのエストロゲン受容体とは異なる新たな生体側受容体の存在を物質レベルで証明できたことで非常に意義深いと考えられる。また、本研究成果は、生体内に未解明のEDs依存的反応が存在することを示唆しており、今後EDsに関する研究に新たな視点を与え、その分子レベルでの解析に貢献するものと考えられる。内分泌攪乱物質(Endocrine Disruptors : EDs)は、内分泌系の攪乱作用だけでなく、生体にさまざまな悪影響を与えることが知られている。しかしながら、EDsと核内レセプター群との結合は、疑似エストロゲン作用があるとされている物質ですら、必ずしも充分強いものではない。したがって本研究では、EDsの生体側のレセプターが他に存在するものと考え、これらを単離・同定し、EDsの生体に及ぼす影響とそのメカニズムについて新たな視点を獲得することが目的である。生体側レセプター分子を精製するために、高性能のラテックス微粒子を担体としたアフィニティー精製法を用いた。フタル酸エステル、アルキルフェノール、アトラジンなどをモデル化合物として選び、これらをラテックス微粒子表面上に固定化し、細胞の粗抽出液からこれらのEDsに特異的に結合する生体側レセプター分子を精製したところ、それぞれのEDsに対して特異的に結合する因子が複数種類ずつ得られることがわかった。これらのおのおのを大量に精製して部分アミノ酸配列を決定することにより、タンパク質を同定した。これらのタンパク質群は、EDsに共通の、あるいはおのおののEDsに固有の作用に関与しているのかもしれない。現在、これらのタンパク質に対応するcDNAを入手し、分子生物学的手法を用いてこれらのタンパク質を組換えタンパク質として発現させ、EDsとの結合の特異性や様式を確認するとともに、これらのタンパク質の機能を調べている。また同時に、これらのタンパク質と、EDsによる攪乱作用との関連を、ひとつひとつ解析していくことで内分泌攪乱物質による生体機能への影響を分子レベルであきらかにすることを試みている。

また、本研究成果は、生体内に未解明のEDs依存的反応が存在することを示唆しており、今後EDsに関する研究に新たな視点を与え、その分子レベルでの解析に貢献するものと考えられる。
言語教育における単一言語主義から複言語主義への変容に関する比較史的研究

本年度には、日本に関しては、ブラジル人をはじめ、南米、アジア各国から多くの外国人労働者が流入した都市の事例として、磐田市多文化交流センターでの聴き取り調査を行った。同センターではスタッフ、外国人及び日本人の児童・生徒、住民によって複数の言語が併用されている。今後、他の事例についても調査することによって、今後の日本社会のダイバーシティについて考察していきたい。アラブ地域に関しては、アラビア語とアラブアイデンティティの関係に関する資料収集を行った。言語をめぐる社会統合に関しては、公用語としてのアラビア語と方言としてのアラビア語の二重構造が特徴になる。その一方で、実際にアラビア語話者によるコードスイッチがあることに注目した研究があり、コードスイッチを複数言語主義の前段階とみなすならば、複数言語主義の研究を発展させるうえで重要性を持つ。さらにコードスイッチは同一言語(文語と口語)だけでなく、異言語間の転換(英語、アラビア語、フランス語、ヘブライ語等)についても検討する必要がある。なお、アラブ諸国においては、アラビア語は同一言語を共有するという一般的認識が強く影響力を持ってきた。また、脱植民地化のプロセスの中で脱外国語と、アラビア語使用の推進が重視されてきた。しかし時間の経過とともに、旧来の脱植民地の主張や言説は、徐々に影響力を失いつつある。他方、たとえばアラビア語話者の会話において、同一個人が場面に合わせてアラビア語を使い分ける、あるいは英語に転換するという場面がみられるようになってきた。また、グローバル化に伴って、場所によっては現実に英語の浸透をめぐる変化が起きている。このような新たな局面は本来のアラビア語の二重構造に加えて、多層的な言語使用状況をもたらすことになる可能性がある。他地域の言語使用状況との比較により、この問題の考察を深める必要がある。本研究の初年度にあたる2018年度においては、まず研究代表者、研究分担者が、これまで3回の共同研究の成果をさらに発展させて、日本、フランス、アラブの各地域において、単一言語主義から複言語主義への変容について調査・研究を進める予定であったが、これは概ね進捗していると考える。本研究の2年目である2019年度においては、日本、西洋、第三世界を《三角測量》という方法により相対化するという本研究の手法を考慮しつつ、各地域での調査・研究を相互に紹介・検討する作業を行っていく。史料収集を目的とする出張を、当初予定していた回数、実施し得なかったため、旅費に関して、残額が発生した。当初、2018年度に旅費として使用を予定していた金額からの残額は、2019年度に旅費として使用する。
配位プログラミングを利用した円偏光発光セキュリテリー分子システムの開発

配位プログラミングを利用して高度に情報化された新規セキュリティー技術の創成を目的とする。具体的には強い円偏光発光(CPL)を示すキラル希土類錯体を超分子相互作用によって集積化しキラル配位高分子とすることでデバイス材料を実現し、さらにインクジェット技術を利用したセキュリティーマーキングを形成する。本年度は希土類錯体の円偏光発光性について、配位高分子型希土類錯体の合成に取り組んだ。その結果、2座配位子を利用する系で高分子量体が形成していることを質量分析スペクトルなどから明らかにした。さらにそのおおよその分子量分布を解明した。一方、キラル希土類錯体について様々な配位子を組み合わせたEu(III)錯体を合成し、それぞれに関してCDスペクトルの計測と円偏光蛍光計測を溶液中において系統的に実施した。様々な配位子の組み合わせにより円偏光蛍光の効率の最適化を行った。その結果、1.0を超えるg値が見いだされた。一方インクジェット技術を利用したパターン形成を検討した。希土類作体をあらかじめ薄膜化し、そこに配位子をインクジェットパターン形成した。その結果、所望の円偏光パターンが形成されることを見いだした。それぞれの錯体において、結晶構造解析を行い、配位子間の非共有結合相互作用を確認した。さらに山形大学金井塚先生および奈良女子大棚瀬教授らとの共同研究ではカーボンナノチューブとの複合系で大きな熱電変換特性を見いだした。25年度が最終年度であるため、記入しない。希土類錯体の円偏光発光性について、開環重合型配位子を利用してキラルな配位高分子型希土類錯体の合成に取り組んだ。その結果、高分子量体が形成していることを質量分析スペクトルなどから明らかにした。さらに溶液中において円偏光発光性を示すことが見出された。さらにその円偏光発光性は溶媒の配位性に大きく依存することを見出した。これは溶媒が弱く配位することにより、重合性が発現することに対応することが質量分析スペクトルなどから示唆された。また、3座配位子を有するキラル希土類錯体の合成にも成功し、比較的大きな円偏光発光性を有することが明らかになった。これらの配位化合物をインクとして利用するインクジェットパターンニング技術の開発に取り組んだ。ホスト材料として種々の分子および高分子材料を検討した結果、低分子量ホスト材料が比較的使いやすくノズルのつまりやライン形成の再現性においても優れていることが明らかになった。そこで弱い配位性を有するDPPOP分子をホスト材料とし、キラルEu錯体を発光剤としてインクジェット技術によるパターン形成に取り組んだ。その結果、再現性よくラインや文字の形成が可能であることが見出された。これらの他、領域の内の共同研究により新しい研究課題の探索として、立命館大学の前田らの試料について円偏光発光性を検討し、特徴的な円偏光特性を見出した。また、山形大学金井塚らとの共同研究では配位ポリマー材料のナノ結晶とカーボンナノチューブの複合材料の合成に取り組みその熱電変換特性の評価に成功した。当初予定していた検討項目は順調に進展しており、最終目標であるインクジェット技術による多重セキュリティー技術を間もなく達成することが期待される。さらに領域内の共同研究により新たな研究課題の創出に成功しており、期待以上の進展と判断される。インクジェット法によるキラルセキュリティーパターン形成について研究を進め、不可視マーキングの加工と読み出しの実証を行う。また波長多重化に向けてTb錯体についても検討を行う。
批評的実践に基づく道徳教育の研究

文芸批評やジャーナリズムといった領域、あるいは国語、社会、市民科といった教科の教育実践のなかでは、多様な視点から文章を読んだり、社会的な問題について考えたりする「批評的実践」が大きな役割を果たしている。本研究では、このような他分野における「批評的実践」を道徳教育に導入し、モラル・ジレンマ教材を用いた道徳的判断の批評的側面を重視する教育実践と結びつけるために必要となる基礎的研究を行った。まず、文献研究については、国内の代表的な道徳教育実践についての基本文献及び主に英語圏のジレンマを利用した授業実践例関連の資料、文芸「批評」さらには「批判=批評」概念を中心とした言説分析、社会分析を行っている批判的実在論関連の文献について、その収集、分析を行った。そこから得られた研究成果は多義に渡るが、例えば「白熱教室」で有名になったサンデルの正義論講義に見られるジレンマを中心とする授業展開が、近代的な文芸「批評」の基礎となっている市民的「主体」の視点の多様性と共通する点が多いことを解明できたことがあげられる。次に実地調査では、本年度は特に国語教育及び言語教育のなかで「主体」の問題がどのような位置づけを与えられているかに焦点をあてた。前者については、「実生活に活かす力をはぐくむ授業の創造」を研究テーマとする琉球大学教育学部附属中学校の第23回教育研究発表会(2010.11.13)に参加し、主に国語科の研究授業及び教科研究会のなかで、具体的な授業案に即して登場人物や物語の語り手の「主体」としての視角の時間的空間的移動や多角的視点の生成等が、国語の授業展開のなかで決定的な役割を果たしていることを確認することができた。また後者については、早稲田大学を会場として開催された国際研究集会「言語教育とアイデンティティ形成」(20113.5)に参加し、母語と外国語に関する多様化する環境のなかで、言語の学習者の側の「主体」形成のもつ多元性が共通のテーマとして浮かび上がり(基調講演を行ったスイス人研究者アリーヌ・ゴアール=ラデンコヴィックは、このような「主体」形成を「人生物語(le recit de vie)」の語りという観点から分析した)、両者を通じて、「批評」的実践の前提となる「主体」の複数性の理論的重要性を見出すことができたことは大きな成果であった。まず文献研究については、初等中等教育から高等教育に至るまでその能力育成の必要性が指摘されている「クリティカル・シンキング」に関わる教材やその理論的背景となる文献の収集と分析を行った。固定化された視点から対象を考察するのではなく、様々な文化的事象やテキストを多様な視点から「批評」的に「読む」ことを求める「クリティカル・シンキング」は、西欧における近代科学革命や啓蒙思想にその理論的起源をもつが、同時に非西欧圏の文化のなかにも同様の多様性志向は多く見られ、その意味で国境を越えた普遍性を有している。特にこのうち、インド的文脈から出発し、従来の義務論的正義論にとらわれず、帰結主義、民主主義等の諸要素を包括したいわば「批評」的正義論を提起しているセンの議論については、批評理論等に関する研究会おいて予備的な発表を行った。また実地調査については、「クリティカル・シンキング」の育成に焦点をあてた広島大学附属福山中・高等学校の教育研究会に参加し、社会科の授業のなかで生徒に「批評」的態度を形成する授業の組み立て、教材の取扱いについて、宗教改革における主な論争の整理の仕方に即して重要な知見を得ることができた。また東京学芸大学国際教育センター主催の「多文化共生フォーラム」に参加し、高校段階での道徳教育の役割を期待されている「市民科」カリキュラムのなかで、人権教育としての多文化共生教育とは相対的に区別される「多様な視点の形成」という教育目標のなかで「批評」的実践が重要な位置づけを与えられていることについていくつかの具体的授業的展開に即した情報を得ることができた。まず文献研究については、テキスト解釈における批評的相互言及性を重視するポール・ド・マンの一連の著作とそれとは対照的に伝統的共同体の共有文化の存在に重点をおくガダマーの解釈学関連の著作、また更に日本的文脈における解釈学の位置づけに関わって「近代の超克論」関連の文献、仏教思想における「批判仏教」関連の文献等の収集と分析を行った。このような分析を通じて、解釈学的循環を担保する全体性を前提することは、「批評」的実践のもつ積極的な意味を限定することにつながること、また仏教思想における天台本覚思想の「空の空」の立場もシニカルな保守主義に道を開く点で、解釈学的な思想的立場同様、批評性の軽視を生むことなどを明らかにすることができた。以上の研究成果について、関連学会のワークショップや批判理論に関する研究会等で報告し、多様な情報交換を行うことができた。更に同じく相互批評性を欠く思想的立場としての科学技術万能論が1920年代以降1960年代までに果たした役割を特に科学者、科学思想家として有名なJ.D.バナールに焦点をあてて分析し、論文「<力>としての科学から<批評>として科学」を発表した。

また実地調査については、「対話」という形での相互批評性を重視する言語教育についての京都教育大学附属小・中学校の教育実践研究協議会、及びシチズンシップ教育に焦点をあてたお茶の水女子大学附属小学校の教育実際指導研究会に参加し、前者においては登場人物間の架空の会話という形での授業展開を通じた「批評」性の涵養という方法についた、また後者においては、政治的リテラシーに重点をおいた批判的市民の形成についての深い議論やキャリア教育、パフォーマンス評価等の重視とシチズンシップ教育の内在的連関等について新たな知見を得ることができた。学校教育のなかでの批評的実践活動の核となる「クリティカル・シンキング」について、具体的な授業展開に基づく様々な知見を獲得することができた。またその理論的背景についての文献に基づく分析により、批評性が科学的知識や民主主義的意思決定等の様々な要素と重層的な関係をもつことを明らかにすることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は本研究の採集年度にあたるため、文献研究及び実地調査をもとに批評的実践に基づく道徳教育の授業案を作成し、公表する予定である。また海外における道徳教育と批評的実践との関係については、現時点では文献研究及び実地調査とも十分とは言えないので、研究計画書に記したシンガポールに特に焦点をあて、情報収集に努める予定である。
歯周病の病因・病態に関する基礎的実験

歯周疾患はう蝕と並んで歯科の二大疾患であり、抜歯の原因の50%を占めている。歴史上かってない高齢化社会を迎え、歯周病は増加の一途をたどることがよそうされているにもかかわず、歯周病の治療が確立されているとはいい難い。その最大の原因は、歯周病の病因が未だ十分に解明されていないことに帰因すると思われる。そこで本研究では、近年、歯周病の局所因子の中で持っても重要であることが判明しつつある歯肉縁下プラークに注目し、それらの細菌を化学的に抑制した場合、臨床的、病理組織学的にどのような変化が生ずるかを観察し、病因除去に基づく歯周病治療確立の第一歩となることを目的とした。歯肉縁下プラーク中の細菌の中でも特に、ある種の細菌、例えばBacteroides GingivalisやActinobacillus actinomycetemcomitansなどのグラム陰性嫌気性菌は、強いvirulence作用を有していることがin vitroでは照明されているが、それらの菌を特異的に抑制するような方法は未だ発見されていない。そこで本研究では、歯肉縁下プラーク中の細菌の多くに抗菌作用を示すことが報告されているテトラサイクリンを用い、それを歯周病患者の深いポケット内に徐放性に投与した場合、効果的に細菌叢を抑制し得るか否か。さらに、抑制した場合、もしそれらの細菌が歯周病の病因として作用しているならば臨床的、組織学的にどのような変化が生じるかを調べた。その結果、テトラサイクランのポケット内投与により、歯肉縁下プラーク中のスピロヘータや運動性桿菌が著しく抑制され、臨床的、組織学的に歯周組織の炎症が高度に抑制されることが明らかとなり、歯周病の局所因子としての歯肉縁下プラークの役割が明らかにされた。しかし、炎症の抑制のみでは歯周病治療が確立されたわけではなく、今後は全身的因子を含めたより詳細な病因の解明にとりくむつもりである。本研究はヒトの口腔内にきわめて環境の類似したサルを用いることによって、ヒトの歯周病の発生のメカニズムを知ると同時に、臨床的には歯周病の治癒という面から、歯周病の最大の病因とみなされている歯肉縁下プラークを抗生剤、抗菌剤などのポケット内局所投与というきわめてユニークな方法により抑制した場合どのような変化が生じるかを調べることを目的としている。そこで本年度は、当初の予定通り、まずサルに実験的歯周炎を引きおこすための前準備として、すでにそれまでに存在している炎症の除去を目的として徹底的な口腔清掃、スケーリングを麻酔下で週2回ずつ、3ケ月にわたり実施した。口腔清掃には小児用のブラシを改良した小型のものを用い、スケーリングは、キュレットタイプのものを用いて縁下歯石も含めてすべて除去した。その結果、サルの口腔内の歯周組織の炎症がほぼ完全に消失し、健康な歯周組織を獲得することができた。そこで、次のステップとして、今度は歯周炎を実験的に引きおこすために、口腔清掃を完全に停止させ、プラークが歯の表面に沈着しやすくするよう、軟かい食餌を与えた。更に、歯周ポケット形成を促すために、従来多くの報告にみられるように歯頚部にリガチャーを結紮した。これにより実験的歯周炎がおこるか否かを、3週間に1度の割合で、さまざまな診査を継続している。