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尿路結石に対するミトコンドリアＣｙｃｌｏｐｈｉｌｉｎ　Ｄの抑制効果と治療への応用

私たちは、尿路結石の初期過程において、腎尿細管細胞ミトコンドリアが傷害され、酸化ストレスや細胞傷害を介して結石が形成されることを発見し、その原因としてmitochondrial permeability transiton pore (mPTP)の役割について解明した。mPTPの開口の起点となるCyclophilinDを欠損させたマウスにシュウ酸前駆物質であるグリオキシル酸を連日腹腔内投与したところ、Wild typeマウスと比較して有意に結石形成量が抑制された。さらに、cyclophilinD選択阻害剤を投与することにより、結石モデルマウスにおいて結石を抑制することに成功した。シュウ酸およびシュウ酸カルシウム結晶が腎尿細管細胞膜へ付着してからミトコンドリアCyclophilin Dの活性化までの経路を検証し予防薬の開発への応用を検討。現在以下の2通りのルートを検証している。細胞内Ca濃度上昇;Cyclophilin Dは細胞質内のCa濃度に影響を受けることが知られており、シュウ酸およびシュウ酸カルシウム結晶によるストレス応答により細胞質内のCa濃度上昇がトリガーとなる。酸化ストレスの発生;シュウ酸およびシュウ酸カルシウム結晶が腎尿細管細胞膜へ付着することによりNADPHからプロトンが遊離して酸化ストレスが発生、これがCyclophilin Dを活性化へと導く。また、Cyclophilin Dの選択的活性阻害剤であるNIM811の多臓器への影響を検討。モデルラットへ投与し体重、飲水量、尿量、血液生化学、尿生化学を測定。NIM811非投与ラット有意な変化のないことを検証した。1結石形成量;Pizzolato染色および偏光顕微鏡にて結石形成の部位、数を評価。Wild typeマウスに比べ、Cyclophilin D欠損マウスで有意に結石形成量が低下していた。2ミトコンドリアの形態;透過型電子顕微鏡をもちいてミトコンドリアの形態を観察。Wild typeマウスではミトコンドリアの二重膜の破綻、内部不正構造を示したのに比べ、Cyclophilin D欠損マウスでは、正常な形態を示していた。3酸化ストレス;腎組織の8OH-dGによる免疫組織染色を施行。Wild typeマウスに比べ、Cyclophilin D欠損マウスで有意に発現が低下していた。Cyclophilin Dの選択的阻害剤を用いた研究(尿路結石予防薬の開発):結石形成モデル動物として使用されてきたC57BL/6マウスを使用。グリオキシル酸80-100mg/kgを6日間連続腹腔内投与し同時に、NIM811(1.0、5.0、10.0、50.0mg/kg/day)を胃管で連日投与し、非投与群と比較した。結石形成量;NIM811の非投与群に比べ、投与群で有意に結石形成量が減少した。尿路結石の生涯罹患率は増加しているが、有効な予防法や治療に係わる明確な指標(バイオマーカー)は未だ開発されていない。私たちは、尿路結石の初期過程において、腎尿細管細胞ミトコンドリアが傷害され、酸化ストレスや細胞傷害を介して結石が形成されることを発見した。その原因としてmitochondrial permeability transiton pore (mPTP)の役割について解明した。mPTPの開口の起点となるCyclophilinDを欠損させたマウスに結石モデルマウス作成の手法に準じてシュウ酸前駆物質であるグリオキシル酸を連日腹腔内投与したところ、Wild typeマウスと比較して有意に結石形成量が抑制された。またCyclophilinDの活性には酸化ストレスや細胞質内カルシウム上昇が起点となることが判明した。さらに、cyclophilinD活性阻害作用を有するcyclosorinA以外にcyclophilinD選択阻害剤(NIM811 (N-Methyl-4-isoleucine cyclosporine))を投与することにより、結石モデルマウスにおいて結石を抑制することに成功した。このcyclophilinD選択阻害剤には血液、尿生化学検査および身体所見から他臓器への明らかな副作用を認めなかったことから今後尿路結石治療薬としての臨床応用が期待される。医歯薬学シュウ酸およびシュウ酸カルシウム結晶が腎尿細管細胞膜へ付着してからミトコンドリアCyclophilin Dの活性化までの2経路を同定し、予防薬開発への応用を検討している。また、NIM811の安全性について動物レベルで証明した。当初の研究計画に従い、おおむね順調に進展している。2つの研究(Cyclophilin D欠損マウスを用いた研究、Cyclophilin Dの選択的阻害剤を用いた研究)については期待される研究成果をだし、研究の目的である、尿路結石におけるcyclophilin Dの役割について解明されつつ、予防薬の開発に向け順調に研究を進めている。NIM811のヒトへの応用を検討している。平成24年度に引き続き、シュウ酸およびシュウ酸カルシウム結晶がミトコンドリアの崩壊を来すまでの経路を解明する。

Fas、FasL、Caspase8、Bax蛋白をターゲットとした免疫組織染色、PCR、ELISA、Western botting法での経時的な発現状態を確認し、シュウ酸カルシウム結晶の細胞への接触からミトコンドリア崩壊(cyclophilin Dの活性)までのプロセスの中で最も重要な経路を特定する。特定した経路では、更に分子レベルの阻害が可能か検証することを目標とする。平成24年度に引き続き、結石モデル動物でのNIM811の影響を検討する。ミトコンドリアは全身の細胞に存在するオルガネラであることから、他臓器でのNIM811の影響を検証する。大動脈壁、心、肝での酸化ストレス、細胞内カルシウム濃度変化や電子顕微鏡でのミトコンドリア観察を予定し、MPTPの機能と全身への影響を解明する。2013年度の学会参加を1減し、2014年度へ繰り越したため。2014年米国泌尿器科学会総会への参加を予定している。シュウ酸およびシュウ酸カルシウム結晶がミトコンドリアの崩壊を来すまでの経路を、培養細胞を用いて解明を試みるため培養細胞および培養液、各種試薬に使用。また、これまでの研究成果を世に発信していくため、日本泌尿器科学会や尿路結石症学会、米国泌尿器科学会等で発表するための旅費として使用する。
MAPキナーゼの新しい基質Mnk1の血管平滑筋細胞における機能の探索

(1)ラット培養血管平滑筋細胞においてMnk1はAngiotensin II(AngII)により5分以内に活性化され、Mnk1の基質として知られているeIF4Eは10分でリン酸化を受けた。Mnk1のドミナントネガティブ(DN)フォームを細胞に導入することによってeIF4Eのリン酸化は阻害された。Mnk1とeIF4Eの活性化はDN-MEK1によって阻害されたがDN-p38MAPキナーゼによっては阻害をうけなかった。低分子量G蛋白質のDNのうち、DN-Rasのみが完全にMnk1とeIF4Eの活性化を抑制した。さらにMnk1の特異的阻害剤であるCGP57380の前処置により、AngIIによる蛋白合成および細胞面積の増加が抑制された。以上より、AngIIはMnk1、eIF4Eを活性化し、その活性化にはRas-ERKのシグナル伝達経路が関与していることが明らかとなった。また、このMnk1-eIF4Eの活性化はAngIIによる血管平滑筋細胞における蛋白合成促進および細胞肥大に強く関与していることが示唆された(Ishida et al. Circulation Research 2003;93:1218)。(2)酸化ストレスによるMnk1/2の活性化と核内移行;酸化ストレスによってMnk1/2は強く活性化された。しかしAngIIによる活性化と異なり、酸化ストレスによるMnk1/2の活性化にはERKとp38MAPKの2つのMAPキナーゼが関与していることが明らかとなった。またチロシンキナーゼc-SrcがMAPキナーゼの上流において、酸化ストレスによるMnk1/2の活性化に関与していた。さらに我々は酸化ストレスによりMnk1/2が核内に移行することを見出した。興味深いことに、MKk1/2は核内において小斑状に局在していた。このことはMnk1/2が核内のPML bodyなどの高次構造体に移行、局在し転写調節などに関与している可能性が高いことを示している。(3)Mnk1の新規基質の探索;培養血管平滑筋細胞に恒常的に活性の高いMnk1の変異体、あるいはベクターのみを遺伝子導入した細胞より抽出した核分画を二次元電気泳動で分離し、リン酸化蛋白の増減を観察した。活性型Mnk1を導入した細胞においてリン酸化の増加しているスポットが数個確認された。以上の結果はMnk1の未知の基質が核内に存在することを示唆している。(1)ラット培養血管平滑筋細胞においてMnk1はAngiotensin II (AngII)により5分以内に活性化され、Mnk1の基質として知られているeIF4Eは10分でリン酸化を受けた。

Mnk1とeIF4Eの活性化はDN-MEK1によって阻害されたがDN-p38MAPキナーゼによっては阻害をうけず、Mnk1の活性化にはERKが必要であることが示唆された。低分子量G蛋白質Ras, Rho, Rac, Cdc42のDNのうち、DN-Rasのみが完全にMnk1とeIF4Eの活性化を抑制し、RasがMnk1/eIF4Eの活性化に関与していることが明らかとなった。さらにMnk1の特異的阻害剤であるCGP57380の前処置により、AngIIによる蛋白合成および細胞面積の増加が抑制された。以上より、AngIIはMnk1、eIF4Eを活性化し、その活性化にはRas-ERKのシグナル伝達経路が関与していることが明らかとなった。また、このMnk1-eIF4Eの活性化はAngIIによる血管平滑筋細胞における蛋白合成促進および細胞肥大に強く関与していることが示唆された(Ishida et al. Circulation Research 2003;93:1218)。(2)Mnk1によりリン酸化をうける新規の基質の存在を明らかにするため、活性型Mnk1あるいは対照としてpcDNAを導入した血管平滑筋細胞のlysateを二次元電気泳動した。泳動後、リン酸化タンパク質のみを検出する染色液(proQ Diamond)にて染色したところ、細胞質、核内ともに活性型Mnk1の導入によりリン酸化の増加するスポットが数個認められた。現在、ゲルより抽出した蛋白を質量分析により解析中である。血管平滑筋細胞においてAngIIがMnk1/2を活性化し、eIF4Eをリン酸化することを見いだした。AngIIによるMnk1-eIF4E経路の活性化には低分子量G蛋白質RasとMAPキナーゼERKが関与していた。さらにMnk1の活性化がAngIIによる蛋白合成および血管平滑筋細胞の肥大において重要な役割を担っていることを明らかにした。酸化ストレスによるMnk1/2の活性化と核内移行酸化ストレスによってMnk1/2は強く活性化された。しかしAngIIによる活性化と異なり、酸化ストレスによるMnk1/2の活性化にはERKとp38MAPKの2つのMAPキナーゼが関与していることが明らかとなった。またチロシンキナーゼc-SrcがMAPキナーゼの上流において、酸化ストレスによるMnk1/2の活性化に関与していた。さらに我々は酸化ストレスによりMnk1/2が核内に移行することを見出した。興味深いことに、Mnk1/2は核内において小斑状に局在していた。このことはMnk1/2が核内のPML bodyなどの高次構造体に移行、局在し転写調節などに関与している可能性が高いことを示している。これらのことからMnk1がAngIIや酸化ストレスによる細胞内シグナル伝達における重要な分子であり、心血管リモデリングに関与することが強く示唆された。Mnk1の新規基質の探索本研究において今回申請するMnk1/2の新規基質の探索に関する予備的解析も開始し、一定の結果を得ている。すなわち培養血管平滑筋細胞に恒常的に活性の高いMnk1の変異体、あるいはベクターのみを遺伝子導入した細胞より抽出した核分画を二次元電気泳動で分離し、リン酸化蛋白の増減を観察した。活性型Mnk1を導入した細胞においてリン酸化の増加しているスポットが数個確認された。以上の結果はMnk1の未知の基質が核内に存在することを示唆している。
イネ塩害の土壌改良材による軽減

申請者は土壌肥料科学的発想から塩集積土壌に土壌改良剤を施用することで塩害を軽減できないかと考え種々の化合物で検討を続けてきた。そのなかでポリエチレングリコール(PEG)がナトリウムの吸収を低下させてイネの塩害を実質的に軽減することを見いだした。ポリエチレングリコールはエチレングリコールがエーテル結合によって重合した化合物で,化粧品,アイスクリームなどの増粘剤として用いられ生物的に安全な化合物である。PEG類縁化合物のナトリウム吸収抑制効果を検討したところ,分子量5000002000000のPEGがイネのナトリウム吸収の抑制に効果的であることを見いだした。またポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコールの共重合体の効果はPEGを上回るものではなかった。さらにPEGの作用機作について検討した。培養液に与えられたPEGは細胞壁ペクチン質多糖と相互作用し,ペクチンのゲル化を促進した。塩害を起こす濃度はNaClはペクチンのゲル化に必須のカルシウムに置換するため,塩害下で細胞壁ペクチンゲルの架橋はよりルースになると思われる。PEGは疎水結合によってペクチンゲルを架橋することでペクチンの沈殿物形成を促進した。この機能はポリビニルアルコールなどの水溶液高分子化合物には見られなかった。PEGはペクチンと疎水結合することによってイネのナトリウム吸収を抑制すると結論した。
噴火が危ぶまれる火山のマグマ供給系の現状：鳥海山の例

鳥海山の貞観地震前後の活動史を詳細に検討した。その結果、貞観地震後に噴出率が急減していることが判明した。また噴出物について、岩石組織解析、鉱物組成分析、全岩化学分析を基に、深部と浅部マグマ供給系のマグマの種類・配置・温度-圧力条件・マグマの混合-上昇過程を検討した。その結果、全ての噴出物は高温、低温マグマの混合によって生じたこと、低温マグマ主体の浅部マグマ溜りに高温マグマが注入することによって混合が行われたこと、噴火に至る前の注入によって低温マグマ溜りが再活性化されたこと、注入したマグマは特に貞観地震前後では組成が異なっていたこと、注入噴火までは数年以内であった可能性が高いことが判明した。鳥海山では紀元前466年に山体崩壊が起こったのち、それによって形成されたカルデラ(東鳥海カルデラ)内に溶岩が流出する活動が続いている。貞観地震前後のマグマ供給系の変化を見るためには、まず、これらの溶岩の噴出量の時間変化を求めることが基本となる。上記溶岩のうち新しいものについては、先行研究(古録調査・地質調査)によって、西暦871年と1801年の噴火及び両者の間の噴火によって形成された溶岩類であることが推定されている。本年度は、赤色立体図によってカルデラ内の871年以前の溶岩について精密地形判読を行い、地形の保存状況を基にそれらを大きく3つに分類した。さらにテフラ層序研究の成果を参考に、3分した溶岩類の流出期間を推定した。各溶岩類の噴出量も見積り、それをテフラの厚さに応じて割り振り、噴出量積算図を作成した。その結果、871年噴火を境に噴出率が低下している可能性があることが判明した。また、西暦871年と1801年の間に形成された噴出物の年代を絞り込むため、古文書解析と古地磁気測定用の試料採取を行った。871年以前の3分した溶岩類のうち、上部と下部の溶岩類の代表的な溶岩の試料採取を行った。その際、苦鉄質包有物も可能な限り同時に採取した。871年以降の試料は採取済みであるが、苦鉄質マグマの情報を得るために不可欠な苦鉄質包有物については一部量が足りないので補足採取を行った。また、深部と浅部マグマ供給系のマグマの種類・配置・温度-圧力条件・マグマの混合-上昇過程を明らかにするために、採取した試料の岩石組織解析及び全岩化学分析(主成分、微量成分)を進めている。26年度に採取した試料の岩石学的分析結果を検討し、補足の必要がある箇所について採取を行った。約1週間の調査・試料採取によって、荒神が岳新山の試料、871年以前の最下部、中部の試料の採取を行った。また、26年度に採取した試料と今年度採取した試料について岩石学的分析を行った。西暦871年噴火以降の噴火のものについてはほぼ分析が完了した。また、それ以前のマグマ噴火噴出物の岩石学的分析については鏡下観察、全岩化学組成分析を完了し、鉱物化学組成、同位体比、REE分析を進めた。鏡下観察、全岩化学組成、鉱物化学組成分析は昨年度と同様の分析機器を用いた。同位体比、REE分析は琉球大学にて行った。得られたデータを基に、浅部マグマ供給系の温度-圧力条件・固化度および組成の時間変化、深部マグマの混合比や浅部マグマ溜り内での混合プロセス・混合噴火までの時間、深部マグマの性質の変化について検討を進めた。得られた結果を基に、特に1801年噴火について、浅部・深部マグマ供給系の進化を解明した。それ以外については検討を開始した。深部マグマ供給系の進化解明の際には、深部での珪長質マグマの生成プロセスとタイミングにも着目している。5月の連合学会、10月の火山学会で発表し、受けた意見を改善に役立てた。昨年度までに、871年以前、以降の層序や噴出量変化を明らかにすることができ、それらについて詰めを行った。同時に、必要な試料の採取を行った。昨年度に採取した試料と本年度採取した試料について岩石学的分析を進め、顕微鏡観察結果、全岩化学組成、鉱物化学組成を明らかにし、すべての噴出物がマグマ混合を受けていたことを明らかにした。マグマ混合の混合端成分、および混合マグマについても検討を進め、871年以前には混合端成分に時間変化があったこと、871年以降はそれが認められないことが明らかとなった。また、混合マグマは噴火時期毎に異なり、それは混合様式の違いを反映していることも明らかとなった。以上により、おおむね順調に進展していると判断できる。鳥海火山は過去約60万年間、山体の成長と崩壊を繰り返してきた。最新の山体崩壊は紀元前466年に発生し東鳥海カルデラが形成された。その後はカルデラ内で溶岩流出主体の活動が続いている。また、鳥海山は西暦869年の貞観地震の2年後に噴火(貞観噴火)しており、東北地方太平洋沖地震後、噴火が危ぶまれる火山の一つである。本研究では、貞観地震の前後の噴出率やマグマの特徴に変化について検討した。古記録調査によると、鳥海山は少なくとも西暦871年と1801年に噴火しており、また地質調査の結果、両噴火の間に荒神ヶ岳を中心とする活動があったと考えられる。貞観地震以前の噴出物については地形的に独立した3種の溶岩(A,B,C)が認められる。

テフラ層序との対比結果から、各々が西暦700800年と、西暦100500年、紀元前466年から約400年間のマグマ噴火活発期に流出したものである可能性が高い。溶岩の噴出量を推定し、テフラから推定された噴出時期に割り振り、噴出率積算図を作成した。その結果、東鳥海カルデラ形成後は多少の変動は認められるが、貞観地震前までは比較的高い噴出率で推移したこと、貞観地震後に噴出率が低下し、その率のまま現在まで経過していることが判明した。871年以降の噴出物と、溶岩A,B,Cについて、岩石組織解析、鉱物組成分析、全岩化学分析を基に、深部と浅部マグマ供給系のマグマの種類・配置・温度-圧力条件・マグマの混合-上昇過程を検討した。その結果、全ての噴出物は高温、低温マグマの混合によって生じたこと、低温マグマ主体の23kbの深さにあるマグマ溜りに高温マグマが注入することによって混合が行われたこと、噴火に至る前の注入によって低温マグマ溜りが再活性化されたこと、注入したマグマは活動期毎に組成がわずかに異なっていたこと、注入後、噴火までは数年以内であった可能性が高いことが判明した。鳥海山の貞観地震前後の活動史を詳細に検討した。その結果、貞観地震後に噴出率が急減していることが判明した。また噴出物について、岩石組織解析、鉱物組成分析、全岩化学分析を基に、深部と浅部マグマ供給系のマグマの種類・配置・温度-圧力条件・マグマの混合-上昇過程を検討した。その結果、全ての噴出物は高温、低温マグマの混合によって生じたこと、低温マグマ主体の浅部マグマ溜りに高温マグマが注入することによって混合が行われたこと、噴火に至る前の注入によって低温マグマ溜りが再活性化されたこと、注入したマグマは特に貞観地震前後では組成が異なっていたこと、注入噴火までは数年以内であった可能性が高いことが判明した。871年噴火以前の溶岩について、地形観察を行った結果、大きく3分でき、また噴出量も推定できた。さらにテフラ層序の研究と組み合わせ、溶岩の噴出量の時間変化をおよそ推定でき、871年を境に噴出率が低下している可能性を指摘できた。試料採取は予定の8割程度を行うことができた。採取した試料について岩石学的分析を開始している。また、古文書解析については史料を再検討し、古絵図などから対象噴火の時期を絞り込んでいる。以上よりおおむね順調に進展していると判断できる。浅部・深部マグマ供給系の特徴と進化と巨大地震との因果関係の検討を行う。前年度までの岩石学的分析の補足を行う。また、27年度に開始した、浅部・深部マグマ供給系の特徴と進化についてさらに考察を進める。その結果を基に、かつての巨大地震前後で深部浅部マグマ供給系にどのような変化が見られたのか、また、その後の変化を解明し、東北地方太平洋沖地震後の鳥海山の噴火可能性を予測する。岩石学、火山学これまでに採取した試料の岩石学的分析を進める。27年度は西暦871年噴火以降の噴火のものの分析を完了させると共に、それ以前のマグマ噴火噴出物の岩石学的分析を重点的に行う。871年以前の溶岩類についてはさらに試料採取を行う必要がある。得られたデータを基に、浅部マグマ供給系の温度-圧力条件・固化度および組成の時間変化、深部マグマの混合比や浅部マグマ溜り内での混合プロセス・混合噴火までの時間、深部マグマの性質の変化を鳥海山の過去約2000年間のマグマ噴火について考察を進める。得られた結果を基に、浅部・深部マグマ供給系の進化を解明する。深部マグマ供給系の進化解明の際には、深部での珪長質マグマの生成プロセスとタイミングにも着目する。
経済当事者行動の制度論的基礎-社会経済学的研究

第1に,古典に関する研究整理・評価,新しい制度理論を評価・分析により築いた分析用具を,東アジア資本主義の特殊性解明の中で試行し,検証した。成果としては「グローバル資本主義と経済の多様な「型」」前半部の組織と当事者仮説とその検証である。第2に,当事者は合理性<主体>ではなく制度的環境の従属変数であるとするのが当初の研究テーマの中心的仮説だったが,当事者行動がどのように具体的に制度的環境に結びつけられているの解明が必要になった。これは,グローバリゼーション下での当事者行動の変容(近代化)を素材として,これを説明できる理論的ツールの確立を目指した試行を行った。成果は「グローバリゼーション・ヘゲモニー・<文化>」に取りまとめられ,その骨格は「アメリカ--<帝国>の行方」(『アソシエ』13号,御茶の水書房、2004年4月25日)に提示した。第3に,こうした実証・検証作業を通じて得た,制度的当事者理論を一つは組織とその中の個人,あるいは組織の動態に関わる個人の知識という形で組織内当事者論を完成し,「企業の組織構造と多様性」にまとめた。最後に,一般的な当事者理論として,組織内外を通じ,しかも組織環境に依存しながら,経済活動の動因となっている当事者の姿を「当事者理論の制度論的基礎」に取りまとめたが,実際の当事者行動は,合理的主体像が想定するように,熟慮や計算・推論といった理知的な能力基づくものではなく,ハビトゥスという緩い適応戦略の中で,無意識的・自動的ながらも,かなり明確な選択行動を採っていると考えられることが分かった。平成14年度は、論文(書評)1点のほか、共著書1点を刊行した。書評「加茂川益郎著『国民国家と資本主義』(2000年)」は、資本主義の歴史的発展を通じて見た国民国家の特性と資本主義との関連の考察であり、いままで顧みられてこなかった国家と資本主義とのマクロ的ないし原理的な関連を超長期的な視野から捉えた好著であった。これに対し、筆者は一方では資本主義発展に関わる積極的・中心的アクターとしての国民国家という位置づけは肯定的に評価しつつ、国民国家を「福祉国家」的な本性を持つものとする点については、歴史的条件ないし制度的環境の差違を考慮すべきこと、国民国家はそれ自体で制度的多様性を持つものと捉えるべきことを主張した。共著『東アジア市場経済多様性と可能性』は、筆者のような理論研究者と東アジアの実証研究者との共同によるプロジェクトの産物であり、東アジアの実地調査も含めて現実の中で理論を試し検証する成果である。筆者はこのプロジェクトを通じた実証・検証を通じて、「グローバル資本主義と経済の多様な<型>」(第一章)を執筆した。この章は、グローバル化によって世界的な経済の外形的同型化という著しい傾向があるが、他方で子細に検討すると経済を支える制度的・社会的構造は多様性を保ったままであり、同型化しているわけではないことを示した。これは、「経済当事者行動の制度論的基礎」という中心的研究課題に対し、いわば応用問題をなす領域であるとともに、新古典派的な合理的経済人の仮説に対する有力な反論の根拠を示す研究であったといえる。15年度は東京の研究会(SGCIME)でのほぼ完成した原稿の検討を通じて、研究成果の全体的な取りまとめに入っており、「(1)制度論の原理的領域」及び「(2)制度論と経済理論との関係づけ」、「(3)現代世界における制度的多様性の具体的展開」という3領域にわたって研究論文を作成している。「(1)制度論の原理的領域」及び「(2)制度論と経済理論との関係づけ」については、組織論と経済理論との関連を扱う「企業の組織構造と多様性」を作成した(SGCIME編『グローバル資本主義と企業システムの変容』御茶の水書房、2004年5月刊行予定)。

さらに、本研究の総括的な成果であり、制度論的社会経済学の体系と要素を明確化する「当事者理論の制度論的基礎」をSGCIME編『現代マルクス経済学のフロンティア』(御茶の水書房、2004年11月刊行予定)に執筆中である。(3)「現代世界における制度的多様性の具体的展開」に関しては、制度論的な基軸であるイデオロギー的ヘゲモニーの解明を進め、その現代世界における具体的あり方を捉え直す方向で研究を進めている。成果としては「アメリカ--<帝国>の行方」を雑誌『アソシエ』13号(2004年4月刊行予定)に掲載した。また、より包括的なグローバリゼーションにおける文化とイデオロギー的ヘゲモニーの作用を解析した「グローバリゼーション・ヘゲモニー・<文化>」をSGCIME編『模索する社会の諸相』(御茶の水書房、2004年5月刊行予定)に掲載した。16年度も東京のワークショップ(SGCIME合宿研究会)での完成した原稿の検討を行い、研究成果の全体的な取りまとめを行った。テーマは「(1)制度論の原理的領域」及び「(2)制度論と経済理論との関係づけ」、「(3)現代世界における制度的多様性の具体的展開」という3領域にわたる。「(1)制度論の原理的領域」及び「(2)制度論と経済理論との関係づけ」については、組織論と経済理論との関連を扱う「企業の組織構造と多様性」を作成した(SGCIME編『グローバル資本主義と企業システムの変容』御茶の水書房、2005年刊行予定)。さらに、本研究の総括的な成果であり、制度論的社会経済学の体系と要素を明確化する「当事者理論の制度論的基礎」をSGCIME編『現代マルクス経済学のフロンティア』(御茶の水書房、2005年刊行予定)に執筆した。(3)「現代世界における制度的多様性の具体的展開」に関しては、制度論的な基軸であるイデオロギー的ヘゲモニーの解明を進め、その現代世界における具体的あり方を捉え直す方向で研究を進めた。成果としては「アメリカ-<帝国>の行方」を雑誌『アソシエ』13号(2004年4月刊行)に掲載した。また、より包括的なグローバリゼーションにおける文化とイデオロギー的ヘゲモニーの作用を解析した「グローバリゼーション・ヘゲモニー・<文化>」をSGCIME編『模索する社会の諸相』(御茶の水書房、2005年刊行予定)に掲載した。
前頭側頭葉変性症の臨床病理学的研究

前頭葉側頭葉変性症(FTLD)は多様な臨床症状を呈し、いくつかの異なる病理学的背景を有する疾患群である。FTLD72例の剖検脳について病理分類を行い、臨床症状についてまとめた。tauタンパクが蓄積するFTLD-tauは29例、TDP-43が蓄積するFTLD-TDPは32例、FUSタンパクが蓄積するFTLD-FUSは10例であった。FTLD-FUSの中にはbasophilic inclusionbodydiseasesubtypeが6例みられ、そのうち3例で舞踏運動を呈し、この病理背景との関連が示唆された。本年度はまず、FTLDに関連した臨床特徴の研究として、FTLD様の症状を呈した非定型の自己免疫性脳炎、中枢神経ループス、神経ベーチェット病の症例群の臨床的特徴について複数回の学会発表を行った。これらの報告を通してFTLDの臨床症状が多様であることについて理解を深めることができた。また、FTLDに特徴的な臨床症状について調査を行い病理所見との関連についての検討を行っている。次に、FTLDと関連疾患であるTangle-predominant dementiaの側坐核における病理学的特徴と精神症状との関連について検討を行い、共著者としてに学会発表を行った。具体的にはTangle-predominant dementiaではアルツハイマー型認知症と比べ、側坐核においてタウの蓄積が顕著であり、このことが幻覚などの精神症状と関連している可能性が示唆された。さらに、関連疾患であるレビー小体型認知症についてhypocretinおよびMelanin Concentrating Hormoneの発現に関する臨床病理学的研究を行い、共同研究者として論文報告および学会発表を行った。これらの報告を通して関連疾患についての臨床病理学的理解を深めることができた。さらに、FTLDの原因疾患として知られる進行性核上性麻痺(progressive supranuclear palsy; PSP)27例と大脳皮質基底核変性症(corticobasal degeneration; CBD)16例を対象とした精神症状についての調査報告を行った。その結果、PSPではアパシー、うつ、易怒・易刺激性、睡眠障害、脱抑制などが、CBDではうつ、人格変化・行動の障害、不安、易怒・易刺激性、アパシーなどがみられる傾向であった。また、病理診断の確定したCBD9例について後方視的に行った精神症状の調査では、臨床診断と病理診断の一致率が極めて低く、臨床症状は前頭葉機能障害が顕著な場合が多いことが分かった。その他、tangle-predominant dementiaの精神医学的特徴についてまとめ学会報告を行った。また、FTLD様の症状を呈した抗NMDA受容体抗体陽性神疾患患者および神経ベーチェット病患者について精神医学的・神経心理学的評価を行いまとめ、それぞれ学会報告を行った。さらに、抗NMDA受容体抗体陽性であったレビー小体型認知症の症例についても論文報告及び学会報告を行った。研究の対象がFTLDに関連した疾患であるハンチントン病、進行性核上性麻痺、大脳皮質基底核変性症、抗NMDA受容体抗体陽性神疾患なども含め、当初の予定よりやや広くなっているが、これは意欲的に取り組んだ結果である。これらの研究について論文発表や学会報告ができている。前頭葉側頭葉変性症(FTLD)72例についてその病理学的分類を行った。その内訳はtauタンパクが蓄積するFTLD-tauは29例、TDP-43が蓄積するFTLD-TDPは32例、FUSタンパクが蓄積するFTLD-FUSは10例であった。FTLD-FUSの中でもbasophilic inclusionbodydiseasesubtypeは6例みられ、そのうち3例で舞踏運動を呈したことなどについて論文報告した。また、FTLD様の症状を呈した抗グルタミン酸受容体抗体陽性神疾患患者について精神医学的・神経心理学的評価を行い、血清抗グルタミン酸受容体抗体濃度と幻覚や不安との関連について論文報告を行った。さらに、FTLDと関連する臨床研究として、軽度認知障害患者について、脳血流SPECT所見と神経心理学的所見との関連について検討を行い、国際学会で報告した。FTLDと関連する臨床研究として、軽度認知障害患者について、脳血流SPECT所見と神経心理学的所見との関連について検討を行い国内学会で報告した。具体的には、MCI患者43例を対象とした調査を行った。後部帯状回・楔前部に血流低下を認める群(ADP群、30例)、後部帯状回・楔前部に血流低下を認ず、前頭側頭部に血流低下がみられる群(NADP群、13例)の2群に分け、それぞれについて神経学的検査(HDS-R、MMSE、COGNISTAT)の結果を比較した。両群間において、HDS-R、MMSEの総得点や下位項目などの得点に大きな違いはなかった。しかし、COGNISTATの下位項目では見当識の領域でADP群(8.37)がNADP群(9.58)に比して有意に得点が低く、また、重症を示す下位項目数はADP群(1.5個)でNADP群(0.62個)に比して有意に多かった。MCI患者において後部帯状回・楔前部の血流低下は、より重度の認知機能障害を引き起こしている可能性がCOGNISTATの結果より示唆された。

この結果は軽度認知障害の段階でのFTLDやアルツハイマー病の臨床症状の理解を深めることが出来た。また、FTLD様の症状を呈した抗グルタミン酸受容体抗体陽性神疾患患者について精神医学的・神経心理学的評価を行い、血清抗グルタミン酸受容体抗体濃度とWZAISIIIで示される認知機能障害との関連について学会報告を行った。前頭葉側頭葉変性症(FTLD)は多様な臨床症状を呈し、いくつかの異なる病理学的背景を有する疾患群である。FTLD72例の剖検脳について病理分類を行い、臨床症状についてまとめた。tauタンパクが蓄積するFTLD-tauは29例、TDP-43が蓄積するFTLD-TDPは32例、FUSタンパクが蓄積するFTLD-FUSは10例であった。FTLD-FUSの中にはbasophilic inclusionbodydiseasesubtypeが6例みられ、そのうち3例で舞踏運動を呈し、この病理背景との関連が示唆された。前述のように、研究の対象が当初の計画よりやや広くなっているが、研究の目的に沿って意欲的に研究対象を拡大した結果である。また、これらの研究について学会発表や論文報告を行うことができている。前述の学会発表を行った研究や症例報告について国内外の論文に投稿する予定である。また、FTLD剖検脳について免疫組織化学などを行い病理学的検討を進めていく予定である。認知症前述の学会発表を行った研究や症例報告について国内外の論文に投稿する予定である。国際学会に参加することを取りやめたため、次年度繰越金が432,414円生じたが、そのこと以外はほぼ計画通り使用している。国際学会に参加することを取りやめたため、次年度繰越金が618,886円生じたが、そのこと以外はほぼ計画通り使用している。学会発表などの際の費用が予定より少なくて済んだため、次年度繰越金が158,232円生じたが、ほぼ計画通り使用している。次年度の学会発表や論文作成に必要な費用、試薬や免疫組織化学に必要な抗体などの費用に用いる予定である。次年度の学会発表や論文作成に必要な費用、実験結果の確認に必要な試薬や抗体などの費用に用いる予定である次年度以降の学会発表や論文作成に必要な費用、試薬や免疫組織化学に必要な抗体などの費用に用いる予定である。
高速鉄道による空港連携計画立案のための遺伝的アルゴリズム手法の開発

遺伝的アルゴリズム(genetic algorithm:以下、GAと略す)は,J. D. Bagleyにより1967年初めて用いられた用語であるが、その手法は組合せ最適化の解法に優れているとされ、最近注目されてきている。この方法は生物進化の過程をダ-ウィンによる適者生存の過程と考え、現存する生物群を環境に対してより高い適合性を持った準最適な生物とみなす。その上で、繁殖、淘汰、遺伝子の交叉、及び突然変異のプロセスを簡単な数理モデルに置き換え、それを最適化の手法として用いようとするものである。本研究の目的は、高速鉄道による空港連携計画を複合モードのネットワーク最適化問題として捕らえ、GA手法の適用を行なうものである。具体的には、国際線を含めたわが国の主要空港と新幹線鉄道網を取り上げて「いつ」、「どこの空港間に」、「どの様な高速鉄道網を」張り巡らすことが、建設主体や利用者にとって最適なのかを明らかにする計画手法の構築とケーススタディを通した計画案の評価を行なった。本研究の主な成果は、以下の2つである。(1)スケジューリング問題へのGAの適用:GAの工学的利用方法としては、計算時間が膨大なためこれまで分析されていなかった問題に対して取りあえずの近似解を求めておくことである。本研究では対象ネットワークをこれまでの研究例の数倍に拡大し、国際線需要をも取り込んだ場合のスケジューリング問題にGAを適用する方法を開発した。(2)空港新設等のケーススタディによる空港連携の評価:空港整備財源の制約下で、利用者便益と空港連携システム整備費の比を目的関数とした整備順位決定問題をモデル化し、複数のシナリオにおける優位性を検討した。その結果、空港新設よりも空港連携を行なった方が、目的関数の値が大きい場合のあることを確認できた。本研究の目的は、高速鉄道による空港連携計画を複合モードのネットワーク最適化問題として捕らえ、遺伝的アルゴリズム(以下、GAと呼ぶ)手法の適用を行なうものである。具体的には、国際線を含めたわが国の主要空港と新幹線鉄道網を取り上げて、「いつ」、「どこの空港間に」、「どの様な高速鉄道網を」張り巡らすことが、建設主体や利用者にとって最適なのかを明かにする計画手法の構築とケーススタデイを通した計画案を検討する。平成6年度は、新幹線による既存空港連携の場合のみを考え、(1)計画変数の設定、(2)アンケート調査による利用者便益の算定、(3)基礎モデルの構築、を行なった。(1)設計変数の設定:新幹線による空港連携を行なう場合、「どの空港間を連携するのか」ということと「どの航空路線が新幹線乗継ぎとなるべきか」が問題となる。特に後者の組合せ数は莫大な数になるため、航空需要増大に伴うその組合せ順位をどの様に設計変数とするかを検討した。利用者便益の算定:空港連携によって生じる利用者の便益の計測をアンケート調査により把握した。一般に考えられる要因は、(1)運賃、(2)新幹線利用距離/乗継ぎ全利用距離、(3)直行航空路線距離/乗継ぎ全利用距離、(4)乗継ぎ抵抗、などである。これらについて、釧路-東京、旭川-東京間を対象にアンケート調査を実施し、これを基に、新幹線乗継ぎ利用の場合の便益を算定した。(3)基礎モデルの構築:GA手法の簡単な解析例として、わが国の主要空港のみのネットワークを想定し、仙台・福島・新潟の3地方空港を新幹線による羽田との空港連携可能空港としてモデル化するとともに、厳密解法との比較からモデルの有用性を検討した。

具体的には、国際線を含めたわが国の主要空港と新幹線鉄道網を取り上げて、「いつ」、「どこの空港間に」、「どの様な高速鉄道網を」張り巡らすことが、建設主体や利用者にとって最適なのかを明かにする計画手法の構築とケーススタデイを通して計画案を検討するものである.初年度の研究を受けて、本年度は、(1)GAモデルの拡張、(2)空港新設のケーススタデイ、(3)モデルの感度分析を行なった。(1)GAモデルの拡張:GAの工学的利用方法としては、計算時間が膨大なためこれまで分析されていなかった問題に対して取りあえずの近似解を求めておくことである。よって、本年度は、対象ネットワークを拡大し、国際線需要も取り込んだ場合のスケジューリング問題にGAを適用した。(2)空港新設のケーススタデイ:空港整備財源の制約下で、利用者便益と空港連携システム整備費の比を目的関数とした整備順位決定問題をモデル化し、複数のシナリオにおける優位性を検討した。その結果、空港新設よりも空港連携を行なった方が、目的関数の値が大きい場合のあることを確認できた。(3)モデルの感度分析:ランダムサーチとの比較から、GAの有効性を検討したとともに、結果の考察を踏まえて、わが国における「高速鉄道による空港連携の成立可能性」を論じた。
戦国時代における新たなランドスケープの生成

土佐光信は、戦国時代の初期において、実際の景観のスケッチに基づく表現を絵巻の中で行った。こうした新しい視覚に基づく絵画制作は、「洛中洛外図屏風」の成立につながる。新しい視覚の背後には、応仁の乱後における注文主たちのものの見方の変化も横たわっている。「清水寺縁起絵巻」は、乱からの復興期にあった京都にあって、平安京の遷都と同時に開創された清水寺の由来を説くが、ここには国土の中心としての首都と、その周縁としての東北のイメージが明確に表象されている。さらに、南都興福寺の京都における末寺としての清水寺の位置は、古代・中世を通じた南北両京の地理的な軸によって物語が展開する。東西・南北の地理に基づいた空間把握のありようが、新たなランドスケープの生成に大きく影響していると考えられる。応仁の乱後における、新たなランドスケープの生成を考える際に、重要な役割を果たしたのは、絵所預の土佐光信であった。拙稿「室町絵巻の環境と表現」においては、描かれた山の表現に着目し、十五世紀前半の清凉寺本「融通念仏縁起絵巻」の土佐行広の観念的描写、十五世紀末の「槻峯寺建立修行縁起絵巻」における土佐光信の現地スケッチに基づく描写、さらに十六世紀中期の「桑実寺縁起絵巻」における土佐光茂の俯瞰的遠近感の表出にいたる、表現の変遷を比較に基づいて明らかにした。景観に対する視覚的把握法は、絵師の内的な変化だけではなく、それを取り巻く社会の変化と一定の関係性があると思われる。とくに光信の場合、絵の注文主や絵巻の詞書染筆者となった貴顕との交流の様相が、かなり具体的に知られる点で重要である。拙稿「土佐光信のコミュニケーション」では、『宣胤卿記』紙背文書から明らかとなった、公家の中御門宣胤と光信との間の画料をめぐるやり取りに着目した。光信は、宣胤の注文によって仏画を制作したものの、その画料の返還を申し出ている。このことは、連歌などを介した両者のつながりが、それまでの絵師と注文主の関係を超え、より強い精神的なものへと変化している可能性を示す。光信の子にあたる光茂も、父同様に絵巻制作に当たって画料を受け取らなかったことが知られており、十六世紀における新たな芸術家像の誕生を看取することも可能であろう。こうした日本の中近世転換期における、職人から芸術家へという精神的な変化、そして景観をスケッチに基づいて現実的に捉えるランドスケープの成立は、欧州の南北におけるルネサンスにおいても同時並行的に進んでおり、比較文明史的な視野にたって、今後研究を進めていく必要があろう。中世に制作された絵巻を中心に、縁起内容とランドスケープ生成の接点などを探った。下記の研究成果のうち、佐野みどり・新川哲雄・藤原重雄編『中世絵画のマトリックス』に掲載された論文「「清水寺縁起絵巻」の空間と国土」において、16世紀初頭の土佐光信の周辺で制作された絵巻の中に、ランドスケープと呼びうる地理的な構想が読み取れることを指摘した。すなわち、大和国出身の僧が北へ向かい、長岡京付近から淀川を遡上して清水寺を発見するという展開は、奈良から平安時代にかけての遷都の動きを追ったもので、ここに南北の軸線が設定されている。これは、南都興福寺の末寺でありながら、延暦寺膝下の京都に位置する清水寺の特殊な位置をも示している。清水寺の開基には、坂上田村麻呂が関与したが、絵巻では田村麻呂の蝦夷征伐が大きな位置を占めており、京都と東国の関係という東西軸がもうひとつの基調となっている。平安以降の清水観音の縁起を記した各段においても、南都北嶺の争いを描いたり、霊験によって東国の大名と結婚して富貴となった女性の逸話を描いたりするなど、南北と東西の関係を基軸に物語が展開する。土佐光信は、「清水寺縁起絵巻」制作の十年ほど前に、「洛中洛外図屏風」の原型と目される一双の「京中図」を完成させており、俯瞰的な視線で、京都およびその周辺のランドスケープを把握していたものと思われる。こうした地理的な感覚は、光信を取り巻く上層社会においても共有されていたものと思われ、新規に制作された絵巻にもそのような国土観が表明されるにいたったととらえることができよう。ランドスケープの成立という視点から、日本の中近世絵巻を中心に研究を推進した。最終年度に当たる本年度は、ドイツ・ベルリン・アジア美術館に所蔵される「天稚彦草紙絵巻」に関する研究論文のほか、研究成果の口頭発表・講演に注力した。

「天稚彦草紙絵巻」において絵師の土佐広周は、物語の舞台背景の描写を極小としている点に特色がみられるが、これは次世代の土佐光信の小絵にもつながる点で室町土佐派絵巻の転換点に位置づけられる。「洛中洛外図屏風」の初発的な作例を創造した土佐光信の活動については、こうした絵巻を用いた分析が有効であると思われる。招待講演は、ドイツ1回、スイス1回、フランス1回、米国3回、国内2回である。シンポジウム等の主題によって内容はそれぞれ異なるが、13世紀のメトロポリタン本「北野天神縁起絵巻」、弘安本「北野天神縁起絵巻」断簡、14から15世紀の「融通念仏縁起絵巻」、15世紀末の「槻峯寺建立修行縁起絵巻」、16世紀の文化庁本「酒飯論絵巻」など広く中世の作例を取り上げて、そのストーリーと絵画の対応関係を基盤に、絵師が特に屋外の景観をいかに表現したかという点に注目し、中世前期から、新たな風景表現であるランドスケープが成立していく中世末期への流れを追った。特に、海外における講演・口頭発表においては、イタリアやドイツルネサンス期における風景画の発生状況と比較をすることによって、国際的な視点からの日本美術史の可能性を追究した。
果たして星状神経節ブロックは,視床下部に影響を及ぼしているのか

本研究の目的は、星状神経節つまり頚部の交感神経系が中枢、すなわち視床下部に影響を及ぼしているかを実証することにある。視床下部温が変化することは、視床下部直接の影響以外に視床下部を還流する血管系の影響を否定できない。そこで今回、星状神経節の上位にある上頚神経節を直接電気刺激して、視床下部の細胞が影響を受けているかを検討することにより、頚部交感神経系と視床下部の連絡を電気生理学的に研究した。ラットの上頚神経節に、製作した末梢刺激電極を装着して電気刺激して、視床下部室傍核の細胞の反応をとらえ、その記録をヒストグラムでおこなった。末梢知覚神経の刺激では痛みに対して反応する細胞も、交感神経刺激では反応は見られなかった。この原因として交感神経系が視床下部にフィードバックをかけていないとも考えられるが、電極が不完全であったことにより電気刺激が不十分だったこと、刺激の種類がよくなかったことなども考えられる。また今回記録に用いた室傍核の細胞が交感神経系の投射を受けていない可能性もある。よって今回の実験結果が陰性であったからといって、頚部交感神経系と視床下部の連絡ないとは言いきれない。現在、末梢刺激電極を作成し直して、また交感神経節も星状神経節を露出して、同神経節を直接刺激する実験を行っているところである。また、視床下部の記録細胞も種々検討を行っているところである。星状神経節は上頚神経節に比べ、脳血管への影響は少ないため、視床下部への投射が証明されれば、視床下部温の変化も直接的な視床下部への投射によるものと考えることができる。
中学校におけるコンピュータの科学的理解力を伸ばす自律型ロボット教材の研究

コンピュータがプログラムで動作し,様々な機器の動作を制御していることを体験的に学習することで,科学的にコンピュータを科学的に理解する能力が身に付けることができることが可能になるか調査した。そのために,独自の教材用自律型ロボットを開発し,中学生に対する授業実践を行った。その結果,自動制御機器や家電等,日常利用している自動化されている機器の仕組みを類推できる能力が身に付いていることがわかった。類推の背景には,コンピュータ,電気回路,アクチュエータ,センサー等が連動していているシステムを構成していることや,入力に対してその情報を処理して出力している関係を理解するなど,コンピュータの役割や仕組みを科学的に理解する視点が生まれてくることがわかったコンピュータがプログラムで動作し,様々な機器の動作を制御していることを体験的に学習することで,科学的にコンピュータを科学的に理解する能力が身に付けることができることが可能になるか調査した。類推の背景には,コンピュータ,電気回路,アクチュエータ,センサー等が連動していているシステムを構成していることや,入力に対してその情報を処理して出力している関係を理解するなど,コンピュータの役割や仕組みを科学的に理解する視点が生まれてくることがわかった自律型制御基板の開発と授業実践を行う。(1)2軸制御自律型基板の改良と評価自律型ロボット制御用に開発した基板を、授業実践による評価結果から、基板のCPUにプログラムが電源を切った後にも保存できる用に改良し、その評価を行った。その結果、中学生だけでなく小学生からもロボットの管理がしやすくなったと評価を得た。(2)自律型ロボット教材を用いた教育効果の研究開発した教材で自律型ロボット制御の授業を経験した児童とまったく経験していない児童とで、シンドラー社製のエレベータ事故の報道の受け止め方に差があるか調べた。その結果、エレベータの仕組みの理解に差が出ていることが明らかになった。同様に、中学生でもその違いを調べた結果、エレベータ事故報道に関する捉えに差が出ることが明らかになった。これらの結果から、制御ロボットの学習体験の有無が技術に関わる事故などを解釈する素養を身に付ける効果があることがわかった。(3)3軸自律型ロボット制御命令の構造化3軸自律型ロボット制御のプログラムに、教育用プログラム言語ドリトルを用いて行っている。その命令言語は、BASICのように「GOTO文」を多用するものであったので、構造化言語に書き変えわかりやい命令形体になおした。その結果、制御プログラムがわかりやすくなり、生徒が理解しやすいものになった。構造化には東京学芸大学大学院生・青木浩幸氏の協力を得て行った。(4)3軸自律型ロボット制御の授業実践中学生に開発した基板を用いて、3軸自律型ロボットの授業実践を行った。プログラミングによるロボットコンテストの授業を行う評価実験を行った。生徒の学習意欲を向上させながら「ものづくり学習」と「情報学習」を融合した授業ができあがった。次年度はその学習効果(科学的に捉えることができるようになったかを調べる)を調査する。平成19年度は,開発した3モーター制御基板を用いた授業カリキュラムの試行的な授業とその評価を行った。授業では,中学生がロボットを製作し制御するまでの一連の授業とその学習成果を発揮するための自律型ロボヅトによるロボットコンテストを実施した。その結果,ロボットの製作からコンピュータ制御までの学習が一つの教材で学べるために,制御システムの理解を促進する効果があることがわかった。本研究のねらいであるコンピュータを科学的に理解する学習になり得ることがわかってきた。また,自律型ロボットを用いた制御学習を実施していない中学校の生徒と同じ評価試験による比較調査も行った。調査内容は,身近にある感応式信号機のシステムや今後自動車の自動走行システムについてそれぞれ学習したことをもとに類推して記述するものである。調査の結果,本研究で開発した授業カリキュラムで学習した生徒とそうでない生徒では記述解答に差があった。ロボット制御の学習体験をした生徒は,明らかに制御システムに対して学習したことをもとに類推できることがわかった。類推の背景には,コンピュータ,電気回路,アクチュエータ,センサー等が連動していているシステムを構成していることや,入力に対してその情報を処理して出力している関係を理解するなど,コンピュータの役割や仕組みを科学的に理解する視点が生まれてくることがわかった。