hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低侵襲な温熱療法の抗腫瘍効果増強の工夫

温熱療法は抗癌剤の増強効果や免疫賦活作用を有する。スーパーアパタイト超微細ナノ粒子(sCA: super carbonate apatite)は核酸運搬用に開発された生体内作動性DDS (Drug delivery system)であり、様々な治療剤を搭載し良好な治療効果を報告してきた。本研究では1. sCAを用いた磁性ナノ粒子併用温熱療法の効果について調べる2.温熱療法における免疫チェックポイント分子発現について調べる3. sCAを用いたin vivo温熱治療の効果増強を目標に掲げ、温熱療法の新しい癌治療を切り開くことを目的とした。これまでに、以下の成果が得られている。1酸化鉄は効率的にsCAに内包でき、マウス担癌モデルにおいて、局注ではあるがsCAに内包された酸化鉄は腫瘍によく集積することが明らかになった。2マウスの大腿に植えた腫瘍MC38は3日連続の温熱治療によりmassiveなネクローシスを来し、残存腫瘍はPD-L1の著しい発現亢進を示した。3PD-L1 siRNAによって、マウス担癌モデルで抗腫瘍効果を認めた。4温熱治療によって抗酸化ストレス分子NRF2や抗アポトーシス分子であるMCL1が誘導され、温熱に耐えて細胞が生き残る耐性機構を発揮することが分かった。温熱に先だってこれらの分子をノックダウンしてから温熱を加えることで耐性機構を骨抜きにして大きなダメージを癌細胞に与えることができることがわかった。5数例の臨床サンプルにて温熱治療によりCD8+ Tcell, PD-L1が誘導されることが分かった。概要に示したように当初の計画を上回る多彩なデータが得られている。これまでに1温熱により細胞防御的に働く分子群を調べて事前に核酸治療でこれらの影響を排除して温熱治療を行うことで一層の効果が得られることが分かり、分子温熱療法と名付けた。2PD-L1の温熱後の癌細胞での発現亢進は、マウス大腿腫瘍のみならず大腸癌、乳癌、膀胱癌などの患者さんから提供されたヒトサンプルでも確認できた。PD-L1を免疫チェックポイント阻害剤やsiRNAで抑制することで、温熱によるCD8+Tcellの活性化がより効果的に働く可能性があるとの道筋ができており、最後の1年でこの点を明らかにできると考えている。最終年度には、(1)これまでに局注で行っていた酸化鉄局注後の電磁波治療を静脈投与で行い、sCA併用でどれほどの治療効果の上乗せがあるかを明らかとする。(2)マウス担癌腫瘍(MC38)に温熱治療を施し、PD-L1を阻害することでどれほどの治療効果の上乗せが得られるかを明らかにする。(3)NRF2-siRNAのように温熱で細胞保護的に働く分子を予め阻害することで温熱の効果が高まるというケースの他に、抗腫瘍効果をもつことが分かっている核酸医薬(例えばmiR-29bなど)の治療効果を温熱が高めるという別の使い方もあり、これらの複合的なメカニズムを踏まえて分子温熱療法の概念を提唱し、論文を作成する。

(2)マウス担癌腫瘍(MC38)に温熱治療を施し、PD-L1を阻害することでどれほどの治療効果の上乗せが得られるかを明らかにする。(3)NRF2-siRNAのように温熱で細胞保護的に働く分子を予め阻害することで温熱の効果が高まるというケースの他に、抗腫瘍効果をもつことが分かっている核酸医薬(例えばmiR-29bなど)の治療効果を温熱が高めるという別の使い方もあり、これらの複合的なメカニズムを踏まえて分子温熱療法の概念を提唱し、論文を作成する。
音声類像性における一般概念

本研究ではまず、計画を進めるに当たって必要となる様々なジャンル(詩・散文・物語・新聞など)のテキストコーパスの収集を行った。その際、詩については一つの言語だけではなく、いくつかの言語(ドイツ語・フランス語・中国語・日本語)のものを収集した。まずは、ドイツ語の詩を音声学的に分析し、一区切りごとにどのぐらいの頻度で音声グループ(破裂音・鼻音・摩擦音などの調音法)が現れるかを調査した。そして、そこから音声の相対的頻度とそれぞれの音声グループの割合を割り出した。また最終年度には、上記の調査および評価と並行して、テクスト内の音声グループや動詞の単語グループの意味的内容を分析するためのコンピュータープログラムの開発に着手し、音声(音韻)と意味の関係ついての調査を進めた。昨年度の研究実施計画ではまず、本年度の研究計画を進めるに当たって必要となる、様々なジャンル(詩・散文・物語・新聞など)のテキストコーパスの収集を行った。そしてまずは、ドイツ語の詩を音声学的に分析した-つまり、テキストの一区切りごとに、どのぐらいの頻度で音声(発音)グループ(破裂音・鼻音・摩擦音などの調音法)が現れるかを調査した。そしてそこから、音声の相対的頻度とそれぞれの音声グループの割合を割り出した。その調査方法としては、まず、各音声グループの特徴がよく出ているドイツ語の16の詩を選び、約450人の被験者にその詩を読んでもらい、評価をしてもらった。被験者は詩を読んだ後で、調査用紙に記されたベース(基本)となる7つの感情(Ekman, P. : 1992)に基づいてその詩を評価した。この調査結果によると、それぞれのアーティキュレーションによって異なる感情的な顔の表情と、特定の音声が関係しているという事を推測することができる。現在、引き続き同様の調査をフランス語・中国語・日本語の詩で行っている。その際に、今回はテキスト-単語-の意味内容を分析するためのコンピュータープログラムを新たに開発した。そして前回の被験者によるアンケート調査・評価に加え、このプログラムも使用しながら、音声と意味の関係について調査する作業を進めている。本研究ではまず、計画を進めるに当たって必要となった様々なジャンル(詩・散文・物語・新聞など)のテキストコーパスの収集を行った。まずは、ドイツ語の詩を音声学的に分析し、一区切りごとにどのぐらいの頻度で音声(発音)グループ(破裂音・鼻音・摩擦音などの調音法)が現れるかを調査した。その調査方法としては、まず、各音声グループの特徴がよく出ているドイツ語の詩を選び、約450人の被験者にその詩を読んでもらい、評価をしてもらった。被験者は詩を読んだ後で、調査用紙に記されたベース(基本)となる7つの感情(Ekman, P.:1992)に基づいてその詩を評価した。その後、同様の調査をフランス語・中国語・日本語の詩で行ったが、外国語の音声学的分析上の問題のため研究は難航している。また、最終年度である昨年度はテキスト内の音声グループや単語グループ(動詞)などの意味内容を分析するためのコンピュータープログラムを新たに開発した。そして上述の被験者アンケート調査・評価に加え、このプログラムも使用しながら、音声と意味の関係についての調査を進めた。24年度が最終年度であるため、記入しない。
視覚発現における鍵化合物11Z-レチナール誘導体の精密合成と分子レベルでの視覚認識

視覚は人間がもっとも頻繁に使用する感覚で、目という小さな器官が、光というごく弱い信号受けて視野領域の膨大な量の情報を正確にかつ極めて短時間に認識を行っている。これらの応答は分子レベルで超高速的に進行しており、各段階の単位時間は極めて短く10^<-3>から10^<-15>秒で完結する。その機構は、視覚細胞中のアポ蛋白であるオプシンと11Z-レチナールが結合し、ロドプシンを形成しこれがE型に光異性化し褪色して行くプロセスである。申請者の研究は、ロドプシン中の11Z-レチナールとその周辺アミノ酸残基との相互作用を調べる方向で、11Z-レチナールの13位修飾を進めている。本年度は、(1)1,1-ジブロモアルケンを出発原料に選択的にZ,E共役型ジエンの立体化学の制御を達成した。(2)これをもとに11Z-レチナールの11位シス構造の基となるZ,E-ヨードジエンの立体選択的な合成を達成した。この際、13位に相当する炭素には熊田・玉尾反応により各種炭素鎖を導入することが可能となった。特に、後の行程で玉尾酸化によりヒドロキシメチル基に導けるシリルメチル基の導入も実現できた。一方、11Z-レチナール骨格の1位から9位に相当するヨードトリエンを合成し、これをトリエンボロン酸を誘導した。このボロン酸は不安定で単離することは出来なかったが、粗精製のままで上記ヨードジエンと鈴木カップリングを行なって、11Z-レチナール骨格のペンタエンを立体化学を制御して合成することが出来た。そして得られたペンタエンの保護基を除き、酸化して13位エチル置換11Z-レチナールを合成することが出来た。
Ce-T-Al(T=遷移金属)系の純良単結晶育成と冷凍機による物性測定

Ce化合物の磁性は,近藤効果とRKKY相互作用の競合を記述するドニアック・モデルで理解できると考えられてきた。CeRu_2Al_<10>は近藤効果が支配的な非磁性基底状態に位置するにも関わらず, 27Kという高い温度で相転移を起こす。我々は純良単結晶および関連物質の多重極限環境下の微視的および巨視的測定から,この相転移はドニアック・モデルでは記述できない新しい相転移であることを提案した。本年度は,CeRu_2Al_<10>の相転移の起源を明らかにすることに集中した。・物性測定:圧力下の電気抵抗率(8GPaまで),磁化率(1.4GPaまで),比熱(6GPaまで),NQR/NMR,熱膨張率,ホール効果,熱起電力,熱伝導度,超音波速度,熱起電力,光電子分光,中性子回折,μSR,超強磁場磁化・磁気抵抗測定CeRu_2Al_<10>の物性はStrydomによって27Kで磁気秩序を起こすと報告された。続いて室たちがCeFe_2Al<10>は近藤半導体であると報告した。しかしこれらはいずれも多結晶体であり,これらの異常物性の起源は明確ではない。そこで我々は初めてこれらの物質に加えて上に示したように数多くの関連物質の単結晶育成に成功し,CeOs_2Al_<10>も同様の相転移を示すことを明らかにした。Macro測定から,この物質は価数揺動物質であり,この相転移はCDW的な転移によりフェルミ面の一部にギャップが開く性質のものであることを示唆した。また,NQR測定もこのことを支持しており,さらにCeRu_2Al_<10>の27Kの転移は磁気転移でないことを示した。また,加圧によりCeRu_2Al_<10>の相転移は3GPaと4GPaの間で急激に消失し,近藤半導体を経て重い電子系へと変化することを見出した。CeOs_2Al_<10>とCeFe_2Al_<10>の電気抵抗のふるまいはCeRu_2Al_<10>の2GPa付近と4GPa付近の電気抵抗のふるまいにほぼ対応し,CeT_2Al_<10>(T=Fe,Ru,Os)は圧力によりスケールされることを明らかにした。冷凍機による物性測定の開発GM冷凍機は簡便に極低温を実現できるが,温度振動が非常に大きいと問題点がある。GM冷凍機の冷却ステージは4Kで0.3K程度の温度振動がある。温度振動を小さくするためには試料台との間にバッファを取り付けた。温度振動はバッファの熱容量に反比例し熱伝導に比例するため,熱伝導の悪い材料でバッファを作れば温度振動は小さくなる。我々は,様々なバッファを製作し,冷却能力を損ねずに温度振動を1/10以下にすることに成功した。本年度は,CeRu_2Al_<10>の相転移が新規なものであるということを置換系に加えて関連物質の研究を行うことで明らかにした。・物性測定:電気抵抗率,磁化率,比熱,NQR/NMR,精密X線回折,熱膨張率,ホール効果,熱起電力,熱伝導度,超音波速度,中性子回折,超強磁場磁化・磁気抵抗CeRu_2Al_<10>の物性は27Kで反強磁性転移を引き起こす。しかしこの相転移は単純な磁気転移ではないということが今年度の研究から明らかになった。SPring8での精密なX線回折の研究からCeRu_2Al_<10>は価数揺動状態にあることが明らかになった。これを前年のCeRu_2Al_<10>の圧力下の研究と合わせると,CeRu_2Al_<10>は近藤半導体であると結論付けることができる。また,CeRu_2Al_<10>とGdRu_2Al_<10>の混晶系の研究ではCeRu_2Al_<10>の相転移は磁性の影響をほとんど受けず,しかも単純な反強磁性転移と考えられるGdRu_2Al_<10>の相転移とも完全に分離していることがわかった。また,Ce(Ru,Fe)_2Al_<10>の研究はCeRu_2Al_<10>の圧力下の振る舞いとほぼ同等であり,その比熱測定から比熱に伴うエントロピーは転移温度が20Kを超えているにもかかわらずきわめて小さいことを示した。これらの結果は今までCe化合物の磁気相転移とは大変に異なるものであることを示している。冷凍機による物性測定の開発GM冷凍機は温度振動4Kで0.3K程度と非常に大きいと問題点がある。温度振動を小さくするために試料台との間にヘリウムポットを取り付けることで,温度振動を0.01K以下に抑制することに成功した。また,1.8Kの温度を連続的に維持することにも成功した。

これらは,冷凍機を用いた物性測定開発の基礎となる。本研究の目的は,Ce-T-Al系の物質開発を行うことと冷凍機を用いた物性測定装置の開発を行うことであったが,研究開始の1年目(2009年度)に,CeRu_2Al_<10>という奇妙な相転移を行う物質を発見し,その相転移の起源の解明を行うことに集中した。本年度は,CeRu_2Al_<10>およびCeFe_2Al_<10>のRuおよびFeサイトをd電子数の異なるCo,Rh,Mnで置換した系の研究を行った。Ce化合物の磁性は近藤効果とRKKY相互作用の競合(Doniach model)でほぼ理解されている。この場合,磁性を支配するものは伝導電子とf電子の交換相互作用J_<cf>とフェルミ面の状態密度ρ(εF)である。前年度までの研究でCeRu_2Al_<10>の相転移は圧力,すなわちJ_<cf>を変化させることで制御されることが明らかになった。本年度は同様な変化がd電子数すなわちρ(εF)を変化させることで起こるかどうかを調べた。実験上の最大の問題は,対応するRh,Co,Mn化合物が存在しないということであるが,1030%程度まで置換可能であるということをEPMA分析から明らかにした。CeRu_2Al_<10>の電子ドープ(Rh,Co置換)においては,近藤温度は急激に下がり,それに伴い反強磁性モーメントは急激に大きくなり,通常の反強磁性体と似た振る舞いがみられる。しかし依然として相転移温度は高く,これらの反強磁性転移も単純なものではないと考えられる。また,ホールドープ(Mn置換)では,近藤温度は急激に増加し,それに伴い反強磁性モーメントは小さくなり遍歴的に変化する。したがって,CeRu_2Al_<10>においてはd電子数を変化させることによって近藤温度を大きく変化させることができるということが明らかになった。CeFe_2Al_<10>はCeRu_2Al_<10>に4GPa程度加えた状態であり,CeRu_2Al_<10>の母物質と位置づけられる。CeRu_2Al_<10>の置換においてもCeFe_2Al_<10>と同様な近藤温度の変化が見られたが相転移が出現することがなかった。このことから,CeRu_2Al_<10>の相転移は電子数が重要であり,近藤半導体であることが相転移と強く関係していることが分かった。
脳動脈瘤壁における遺伝子発現の検討(成因および破裂の解明)

本年度(平成19年3月31日)の研究成果脳動脈瘤壁のサンプルに関しては、現在20例の患者より採取し、対照となるcortical arteryとともにTRIzolを用いてTotal RNAの抽出を行った。oligoDNA Microarrayを行うにあたっては、そのTotal RNA qualityが最も重要であるので、Agilent Bioanalyzerによってqualityの確認を行ている。これは通常アガロースゲルにて行っているものをchip上で行うためにtotal RNAの量がわずか5ngで済み、18S/28Sのバンドによってqualityが明瞭に確認でき、同時に定量も行えるものである。本年度の研究では2例のoligoDNA Microarrayを施行したが、正常血管と比較してその壁における遺伝子発現はimmunogl obulin lambdajoining 3,anti-carcinoma surface antigen monoclonal antibodyなどの上昇がとも40倍以上認められた。本年度(平成19年3月31日)の研究成果
防災と福祉を結ぶ（逃げる視点からの）参加のまちづくりの実践活動とモデル・理論構築

本研究では「逃げる」という視点から、防災と福祉の分野を主にしつつ、総合的な生活・地域環境形成に向けたまちづくり及びその市民参加学習を自ら実践・展開しながら、具体の活動・地域モデルの構築と、その経験から新たな計画理論を生み出そうとするものである。活動で取り扱う具体的ツールとしては、報告者らがこれまで実践経験してきたLODEという手法を用いている。LODEとは、子ども(Little People)、高齢者(Old People)、障がい者(Disabled People)、の視点からの災害回避(Evacuation)である。これは切り口としては防災や福祉だが、対象・内容はハード・ソフトの総合的な生活環境・地域環境の改善・形成を目指す市民参加のまちづくりである。今年度は、こうした手法の一定の蓄積のもと、これまでにも経験してきた地域での持続展開や新たな地域で各地域状況を読み込んだ活動の展開を進めてきた。その中でツールとしての研鑽と共に、持続性ある一定地域、一定期間を踏まえた活動経緯の考察、あるいは特徴のある状況での実践、等を進めている。また実践活動とは別に、各地の災害現場の実態把握、福祉面から見た逃げ場づくりの新しい組織・活動づくりも模索している。LODE実践の具体の現場としては、従来から取り組んでいる伊丹市(小学校区、高層マンション)、広島市(子供を対象にした学習会)等に加え、新たに多摩市(ニュータウンの今日的課題を持つ複数地区)や松坂市(特に障害を持つ子供の家族)など独自のテーマを持ったモデル地域の広がりが生まれている。また家庭環境に問題を抱える青少年の逃げ場づくりや実態検討として広島市、沖縄県などで地元メンバーと新たな活動とその考察を進め始めている。災害現場については、東日本大震災と共に、その後発生した災害(熊本地震、九州北部豪雨、等)のその後の様子を持続観察してきた。LODE手法を用いた実践活動についは、上記のようにこれまでも経験してきている各地区と共に、新規の対象地も生まれ、具体の現場およびテーマの多様性が順調に広がりと進行を見せている。特にこれまで展開が難しかった障がい者分野については、松坂市において地元メンバー(父子の会)との協力のもと、学習段階から市民主体の事業展開(障害を持つ当事者や家族の逃げ場づくりと市民事業立ち上げの検討など)に向けた機運・行動が生まれてきていることは注目される。またニュータウンでの各地実践(多摩市)においては、地域性は同じくしつつ、高齢者、子供、コミュニティとそれぞれ独自の切り口から取り組みが進められ、モデル構築と共に、比較・分析の対象としても興味深い活動が進められている。また上記とは別に、逃げるという視点から、専門的な防災・福祉の分野を超えて、各地の新しいテーマによる市民参加・協働の活動の芽も生まれてきており、例えば沖縄における生活弱者・福祉問題のもと弱者の逃げ場であり新たなまちづくり活動としての動きを形成しつつある。あるいは広島市においても、既存の教育・社会制度から逸脱した人々の積極的逃げ場としての事業運営を地元関係者と形成しつつある。これらの動き、活動を拡充する上でも、関連する各地の情報収集も進めており、また状況を見ながら、上記を含めた具体の活動に情報を反映させながら、より有効な取り組みに向かっているところである。こうした活動・調査の経験・蓄積のもと、その都度、逃げるの視点から見た新たな計画理論の構築に向けた情報分析、考察を進めている。本年度、各地において地元関係者や研究協力者からの協力を得ながら順調な活動を進めてきた。この取り組みを具体の活動として引き続き展開していく予定である。市民学習としては一定の方向性は見定められつつあるが、一方でそれを具体のまちづくり活動に育成していくかが今後の課題でもあろう。勿論、学習段階とは異なり具体のまちづくり活動に向かう上では一定の期間が必要であり、本研究期間を超えた展開が求められるが、その上で本研究期間における成果としてまちづくり活動を生み出していくこと、またその評価・分析に向かうことを目指したい。その上では、これまで取り扱いが難しかった障害分野において新たな独自のイベントと共に事業化など新たな動きが生まれていることは重要と考える。また問題を持つ青少年・家族たちの逃げ場づくりの組織・活動形成も生まれており注目される。こうした活動をうまく展開していくとともに、その経過を読み取った分析・評価を進めたい。一方で、「逃げる」という視点からの理論構築するための情報をさらに収集していく必要がある。現在、特に活動展開に際して地元関係者との調整に協力いただいている各地の社会福祉協議会の存在は有効で、その実態・考察と共に、社協との繋がりの中で既存町内会・民生児童委員など各組織・活動の情報収集を進めることも意図していく。これらをもとに最終年度のまとめに向かう予定だが、2年度目にあたる本年においてもこの分析・考察に向けた基礎部分を手掛けていきたい。さらに最終年度における各地を結ぶムーブメント形成に向けて、この段階からタイミングをみながら地元関係者への協力や仕組みづくりを意識して投げかけていこうと考えている。

今年度は、こうした手法の一定の蓄積のもと、これまでにも経験してきた地域での持続展開や新たな地域で各地域状況を読み込んだ活動の展開を進めてきた。その中でツールとしての研鑽と共に、持続性ある一定地域、一定期間を踏まえた活動経緯の考察、あるいは特徴のある状況での実践、等を進めている。また実践活動とは別に、各地の災害現場の実態把握、福祉面から見た逃げ場づくりの新しい組織・活動づくりも模索している。LODE実践の具体の現場としては、従来から取り組んでいる伊丹市(小学校区、高層マンション)、広島市(子供を対象にした学習会)等に加え、新たに多摩市(ニュータウンの今日的課題を持つ複数地区)や松坂市(特に障害を持つ子供の家族)など独自のテーマを持ったモデル地域の広がりが生まれている。また家庭環境に問題を抱える青少年の逃げ場づくりや実態検討として広島市、沖縄県などで地元メンバーと新たな活動とその考察を進め始めている。災害現場については、東日本大震災と共に、その後発生した災害(熊本地震、九州北部豪雨、等)のその後の様子を持続観察してきた。LODE手法を用いた実践活動についは、上記のようにこれまでも経験してきている各地区と共に、新規の対象地も生まれ、具体の現場およびテーマの多様性が順調に広がりと進行を見せている。特にこれまで展開が難しかった障がい者分野については、松坂市において地元メンバー(父子の会)との協力のもと、学習段階から市民主体の事業展開(障害を持つ当事者や家族の逃げ場づくりと市民事業立ち上げの検討など)に向けた機運・行動が生まれてきていることは注目される。またニュータウンでの各地実践(多摩市)においては、地域性は同じくしつつ、高齢者、子供、コミュニティとそれぞれ独自の切り口から取り組みが進められ、モデル構築と共に、比較・分析の対象としても興味深い活動が進められている。また上記とは別に、逃げるという視点から、専門的な防災・福祉の分野を超えて、各地の新しいテーマによる市民参加・協働の活動の芽も生まれてきており、例えば沖縄における生活弱者・福祉問題のもと弱者の逃げ場であり新たなまちづくり活動としての動きを形成しつつある。あるいは広島市においても、既存の教育・社会制度から逸脱した人々の積極的逃げ場としての事業運営を地元関係者と形成しつつある。これらの動き、活動を拡充する上でも、関連する各地の情報収集も進めており、また状況を見ながら、上記を含めた具体の活動に情報を反映させながら、より有効な取り組みに向かっているところである。こうした活動・調査の経験・蓄積のもと、その都度、逃げるの視点から見た新たな計画理論の構築に向けた情報分析、考察を進めている。本年度、各地において地元関係者や研究協力者からの協力を得ながら順調な活動を進めてきた。この取り組みを具体の活動として引き続き展開していく予定である。
可展面を利用した３次元構造と２次元展開面を融合する双方向の実世界情報把握

これまで,3次元空間内の可展面を展開するという操作が,計量を保つ等長写像によって記述されることに注目し,曲率フローを用いたアイソメトリックなホモトピーの構成方法を提案し,閉曲線ブレンディングをはじめとする様々なアプリケーションに応用できることを探求し,その有用性を示してきた.この間に確立した理論的基礎を基に,(1)提案した曲率フローを用いた高速閉曲線ブレンディング手法の定量評価,並びに(2)複雑な構造を有する開曲線の補間手法を大幅に拡張し,評価実験を行った.具体的には,閉曲線ブレンディングに対して,形状遷移の審美性を定量的に評価するために主観品質評価実験を行った.また,曲線のもう一方のクラスである開曲線の形状遷移の題材として,空間的に複雑な構造を有する一筆書きによるアニメーションを用い,その高品質な中割りを実現する手法を提案し,評価した.以下に詳細を述べる.(1)提案してきた高速閉曲線ブレンディング手法について,その形状遷移の審美性を評価するために,クラウドソーシングを用いた主観品質評価実験を行った.主観品質評価実験とは,審美性などの客観的に定量化しにくい,感性に依存する指標を人に直接評価してもらう実験のフレームワークである.この結果を統計処理することにより,提案手法が関連手法よりも高い審美性を有していることが確認できた.(2)複雑な構造を持つ開曲線の中割り手法として,高精度な半自動中割りとユーザによる編集を組み合わせる手法を新たに提案した.この手法は,隣接するキーフレームにおいて,意味的な対応関係の強弱により補間手法を切り替えるものであり,特に意味的な関係が薄弱な場合はアイソメトリックな曲率フローを用いた開曲線のブレンディング手法を提案し,利用している.これにより,アニメータによる作品と比肩する品質の中割りが行えることを,主観品質評価実験により検証した.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。3次元空間内の任意の可展面を展開するという操作は,計量を保つような等長写像と呼ばれる写像によって定義される.このような連続写像のホモトピーを考察することは,パラメトリゼーションだけではなく,アニメーション等の様々な応用が期待される.そこで昨年度では,この2次元へのアナロジーとして,閉曲線の連続な遷移を記述する「閉曲線ブレンディング問題」と,その派生である「開曲線ブレンディング問題」を取り扱った.任意の2次元の閉曲線対の連続な遷移を記述する問題は閉曲線ブレンディングと呼ばれ,CGの分野で盛んに研究されている.ここでは,より自然に知覚される遷移をより高速に計算することが重要である.一般的にこの問題を計算機で解く場合,閉曲線対をそれぞれ離散化した上でその遷移を記述するが,遷移が等長となるように制約を設けた場合,高次の非線形制約を生じるため,計算時間の増大など種々の問題を生じる.そこで本研究では,曲線の持つ曲率に注目し,曲線の遷移を曲率エネルギーの勾配フローで記述できることを示した上で,曲率を変数として線形に書き下した等長性の条件を適用することで,高速かつ高品質なブレンディングを実現できることを示した.また,開曲線対に対するブレンディングについても考察した.特に,アニメーション制作過程においてキーフレームの間を補間する中割りを対象とした.本研究では,一筆書きアニメーションに着目し,その中割り手法を提案した.閉曲線ブレンディングの場合と異なり,開曲線では必ずしも等長写像を構成することはできないが,アニメーションを通して写像の連続性を保つことは可能である.そこで,動的計画法によってキーフレーム間の頂点対応を求めた後,局所的な情報のみを用いて計算することが可能なスプラインを新たに提案し,アニメーションを通して高い連続性を持つような中割り手法を提案した.3次元曲面と2次元平面の間の写像(パラメトリゼーション)を研究するにあたって,メッシュ構造によって表現された曲面の性質を理解するところから開始した.その過程で,3次元メッシュのスムージングをなるべく等角になるように,高速かつロバストに行うWillmoreエネルギーに基づく曲率フローを用いた研究に注目し,その応用として任意の3次元メッシュ間の等角な遷移を記述する手法の開発を行うことを試みたが,当初の想定より解決すべき課題が多かったため,その2次元へのアナロジーを最初に考えることで理解を深めた.2次元閉曲線の場合では,曲率フローによる遷移が等長写像になることから,高速かつロバストに閉曲線間の等長な変形を記述する事ができることに着目し,上述の「閉曲線ブレンディング」手法の開発に至った.一旦次元を落として研究をすすめることは,複雑な対象に対する理解を深める第一ステップとして適切であったと考えている.また,この研究を通して得られた曲線の性質に対する理解から生じた,いわば副産物として,全長が長く複雑な曲線の遷移を高速にかつ高い品質で記述することにも成功した.以上のことから,本年度の研究実施に関しては,当初の想定を上回る成果が得られたと考えている.本年度は主に,昨年度開発した曲率フローに基づく閉曲線ブレンディング手法における制約をなくすとともに,これまでのブレンディング手法では不可能であった滑らかなブレンディングを高速かつ数値的に安定に実現する手法を開発した.一般に,平面上の任意の正則曲線は回転数と呼ばれる,接ベクトルの曲線に沿った積分値を2πで割った値で類別することができる事が知られているが,昨年までに提案してきた曲率エネルギーの勾配フローから計算される曲率フローを用いた手法では,異なる同値類に属する曲線間のブレンディングを実行することができなかった.

そこで,回転数の差の個数分だけ曲線上に指定した点にオフセットを与える事により,擬似的に回転数を一致させる事を提案した.しかし,単純にオフセットを与えるだけでは滑らかな曲線間のブレンディングであっても遷移中に角ばった点が常に発生してしまうため,これを解決するために,曲率フローに曲率ネルギーの勾配フローだけでなく,曲率拡散フローを導入する事で,滑らかなブレンディングを実現した.これは近年提案されている関連研究でも解決されていなかった問題である.実験により,回転数の差が大きく異なる場合でもブレンディング中で尖点(cusp)が生成する瞬間以外で常に滑らかに遷移するようなブレンディングが実現できた事を確認した.同時に,計算時間に関する評価も行い,関連研究では1つのブレンディング曲線を生成するのに1秒以上かかっていたものに対して,提案手法では,その100分の1以下の計算時間しかかからない事が示された.このようにわずかな計算時間でブレンディングが実施できる事は,閉曲線ブレンディング問題がアニメータを支援するツールであるという側面を持つ事を考えると極めて重要であると考えられる.本年度は,昨年まで取り組んできた2次元平面上のアニメーションに関する2つのアルゴリズム,一筆書きアニメーションの中割り手法,閉曲線ブレンディング手法の対外発表や,手法の拡張を中心に取り組んだ.前者については,成果を論文にまとめ,Visual Computing/グラフィックスとCAD 2016において発表を行った.後者である閉曲線ブレンディングについては,昨年まで取り組んできた手法において制約となっていた,入力となる閉曲線の回転数が同じであるという条件に関して,その制約を取り払う手法を開発した.また,それに伴って生じるブレンディング中の角点の除去にも成功し,比較手法では実現不可能であった回転数が異なる場合における滑らかなブレンディングを高速かつロバストに実現する手法を提案した.これらの研究成果は研究コミュニティにより高い評価を受けており,2016年度情報処理学会山下記念研究賞を受賞した.受賞対象となった国内研究会における発表内容に加えて評価等を拡充させたものを論文にまとめ,情報処理学会論文誌ジャーナルへの推薦論文としての掲載が確定している.以上のことから,本年度の研究実施状況に関しては,当初の想定以上の成果が挙げられていると考えられる.これまで,3次元空間内の可展面を展開するという操作が,計量を保つ等長写像によって記述されることに注目し,曲率フローを用いたアイソメトリックなホモトピーの構成方法を提案し,閉曲線ブレンディングをはじめとする様々なアプリケーションに応用できることを探求し,その有用性を示してきた.この間に確立した理論的基礎を基に,(1)提案した曲率フローを用いた高速閉曲線ブレンディング手法の定量評価,並びに(2)複雑な構造を有する開曲線の補間手法を大幅に拡張し,評価実験を行った.具体的には,閉曲線ブレンディングに対して,形状遷移の審美性を定量的に評価するために主観品質評価実験を行った.また,曲線のもう一方のクラスである開曲線の形状遷移の題材として,空間的に複雑な構造を有する一筆書きによるアニメーションを用い,その高品質な中割りを実現する手法を提案し,評価した.以下に詳細を述べる.
金・3d遷移金属人工格子の^<197>Auメスバウアー効果

金属人工格子の新奇な物性の微視的な研究手段として^<197>Auメスバウアー効果を用いて研究を行った。平成2年度および平成3年度当該科学研究費補助を受けAu/Ni人工格子のメスバウアー効果測定に成功したので、その成果をふまえて継続してAuと3d遷移金属、特にNi,Feとの人工格子について、磁気秩序を示す人工格子のAu層中の^<197>Auメスバウアー効果測定を行い、層間磁気相互作用,界面磁性を非磁性原子であるAuをプローブとして明らかにし、それと並行してアイソマー・シフト値から界面構造、化学形態を、また共鳴吸収確率からAu層のデバイ・ワーラ因子を求め人工格子の力学的性質を明らかにした。Au/Ni人工格子の^<197>Auメスバウアー効果測定は平成2年度及び平成3年度にその結果を役たが更に継続して詳細な測定を行い、^<197>Au核位置内部磁場分布からAu20Å/Ni20Å,Au10Å/Ni20Å,Au5Å/Ni20Å人工格子の磁気的性質および界面構造を明らかにした。界面近傍のAu層ではスピン分極した伝導電子によって25T15Tの内部磁場が生じている事、20ÅAu層中心部のAuは非磁性で内部磁場の値は0であることが判明した。さらにAu/Ni人工格子のスーパーモジュラス効果を再検証する為に純Auバッファー層を含むAu10Å/Ni10Å人工格子を選び、25K,50K,75Kに温度での測定を行い、それぞれの温度での人工格子中のAuの共鳴吸収率とAuバッファー層すなわちバルクAu金属での共鳴吸収率の比較を行い、それらの温度変化から人工格子中のAuデバイ温度を決定した。得られたデバイ温度は250±20Kであり純Au164Kより極めて高い。この事は25Kでの人工格子のデバイ・ワーラー因子は純金の2.5倍にもなることが判明し、スーパーモジュラス効果が存在している事を再度明らかにし国際シンポジウムに提出した。Au5Å/Fe8Å人工格子の測定も行い、全てのAu原子は磁性を示し、内部磁場の値は100Tにもなることが始めて明らかになった。
第二言語習得時のモチベーションに対して環境が及ぼす効果

今回の長期にわたる比較研究は、日本の国際的な大学と非国際的な大学といった2つの語学学習環境で、学生の意欲的学習行動に影響を与える要素を調査しようとする試みであった。量的及び質的なデータは、国際的な英語会話コミュニティに対しての態度の差や、その結果生じる意欲的学習行動の差を調査する過程で生じた言語的接触の中で収集された。今回の2年にわたる研究では、研究代表者による2つのプロジェクト(Aubrey2009,2011)や、国際的な大学と非国際的な大学の2校で行われた予備実験を含む先行研究に加えて、以下の研究課題に取り組んだ。日本の大学の1学年目に在籍する英語学習者が持つ、英語学習に対する動機付けや態度についての性質は、国際的な大学と非国際的な大学のそれぞれの環境下でどのように異なるのか。日本の大学の1学年目に在籍する英語学習者が持つ、英語学習に対する動機付けや態度についての性質は、国際的な大学と非国際的な大学のそれぞれの環境下で1年度を通してどのように変化するのか。2012年1月の時点で本研究課題のデータ収集は終了している。本年度はデータの分析を行い、査読付の論文やカンファレンスでの発表を行うことで研究成果の発表を行った。国際的な大学および非国際的な大学の2つの大学で20人の学生から収集したオーディオ日記からなる量的データは、合計で1600分以上にも及んだ。これには2回にわたって実施したアンケートへの282件の回答が含まれている。この調査から、大きく分けて4つの結果が導かれた。1つ目は、国際的な大学で英語を学んでいる日本人学生と非国際的な大学で英語を学んでいる日本人学生では、同じ構造方程式モデルから予測される意欲的学習行動を示すことが結論付けられた。2つ目は、モデル自体は国際的な大学で英語を学んでいる学生と非国際的な大学で英語を学んでいる学生の双方に適合していたが、モデルに含まれる変数が学生の意欲的学習行動に与える影響には大きな違いがあった。まず、異文化接触は、国際的な大学の学生に対してのみ彼らの国際的な姿勢に重大な影響を与える。また、間接的にではあるが確実に、意欲的学習行動にも重大な影響を及ぼしている。さらに、義務自己(L2 ought-to self)も、国際的な大学の学生に対してのみ意欲的学習行動に重大な影響を及ぼす。これらの結果は、質的データ、量的データの双方から裏付けられた。3つ目は、データ収集期間を通しての態度や意欲の変化には、学生の国際環境によって大きな差がないことがアンケート結果によって判明した。4つ目は、オーディオ日記という手法は、言語行動についてのデータ収集において有益で妥当な方法であると評価できた。これらの結果は雑誌論文と図書および3件の学会において発表を行った。今年度は研究計画・方法に従い定量的・定性的データを収集した。1600分以上の音声を録音したオーディオ日記が立命館アジア太平洋大学と関西学院大学の学生22名から提出された。日記は国際大学と非国際大学との異なる環境で発生する異文化接触のエピソードである。また今年度第1セメスターに両機関で282名、第2セメスターに同じ学生258名にアンケートを実施した。定量分析は、国際大学における日本人学生の意欲的学習行動が非国際大学の学生の意欲的学習行動とは若干異なる方法で測定された変数の影響を受けたことを明らかにした。国際的な姿勢とL2学習環境は両方とも両大学の学生の動機づけに重要な影響を与えた。しかし、国際大学では異文化接触が増えると国際的な姿勢、義務自己(L2 ought-to self)に直接的な影響を与え、学習行動の意欲度に間接的に影響した。定性的・定量的なデータからの結論としては、国際大学では日本人学生と留学生との間の異文化接触が促され、その結果、英語を勉強するという義務自己に対してより強い義務感を感じる。要因効果モデルは予備的データに適合し査読付き書籍「Foreign Language Motivation in Japan」(印刷中)の一部に収録された。さらに本研究の文脈下でのオーディオ日記手法の体系的な評価が行われた。参加者18名からのフィードバックを得るため追跡アンケートを用いた。それによると学生は概ね正直に日記をつけ、日記を毎日つけることは学業の妨げにはならず、日記を提出するためのテクノロジーは容易に駆使することができると結論づけられた。しかし、学生がデータ収集を完了するには金銭的なインセンティブが必要であり、参加者が態度と動機の変化に関する内省的な考えを記録することが極めて難しい。

これらの結果に基づいて論文を提出し、受理された。本研究の予備的結果は3つの学会で発表した。本研究プロジェクトは概ね順調にスケジュールどおり進行している。分析に必要なデータすべてが収集された。いくつかの小さな予期しない困難があったが、これらは十分に克服できた。音声録音したオーディオ日記の学生参加者2名は研究から脱落したが、その後すぐに別の学生2名に置き換えて研究を続けた。質的データ(日記エントリーは1600分以上)が非常に大きな量であることを考えれば、2名の変更は無視できる程度のはずである。さらに、2番目のアンケート(258)の回答率は、最初のアンケート(286)の回答率よりも低かった。しかし、これは初期の研究計画・手法で述べた望ましい回答数(少なくとも200)よりも依然としてかなり高い数字である。一回目のアンケートとオーディオ日記の予備的な分析を完了しているが、収集した最新のデータの分析がされていない。これは今後数ヶ月以内に実施される。これは研究の当初の計画に沿ったものである。本研究のためのデータはすべて収集した。本研究の次の段階は、データ分析、成果の発信などがある。予備的な分析は終わっているので、比較的簡単なプロセスとなる。アンケートデータを用いて統計式モデルを作成するためにSPSS AMOSを用いる。最初のアンケートの分析の後、アンケート項目は非常に信頼性のあることが判明した。よって、モデル構築や推論を行うことは、多くの困難をもたらさないだろう。分析は2012年7月で完了する予定である。フルペーパーは、2012年9月までに執筆し、出版のために提出する予定である。ジャーナル提出で最初に選んだのが、非常に高いインパクトファクターを持っている世界的に有名な査読付きジャーナル「TESOL Quarterly」である。フルペーパーをジャーナルに提出する前に、様々なジャーナルの編集者と話す予定にしているので、この種の研究に適したジャーナルを見つけることができる。また浜松で開催される「The 39th Annual International Conference on Language Teaching and Learning & Materials Exhibition(JALT2012)」にアブストラクトを提出した。このプレゼンテーションはオーディオ日記メソッドの評価についてである。7月下旬に発表できるかどうか判明する。アブストラクトは、米国テキサス州ダラスの「The TESOL International Convention」にも送付する。このプレゼンテーションは2013年3月に行われる。
磁場誘導方式による微小肺腫瘍手術ナビゲーションシステムの開発

新磁性体(発信機)の仕様の検討及び開発:平成13年度に生体内に埋め込める磁性体の切り出し加工に成功。直径1.6ミリの正八角柱の磁石が、今回開発のシステムの臨床応用に好適であり、このマーカーにより3本のセンサアームから15センチ立方の範囲内で、マーカー磁石のイチの特定がリアルタイムにできた。上記磁性体の信号を検出するための、3次元磁揚分布測定が可能で且つ超小型センサの開発に成功し、長さ5ミリ直径2ミリを精密に直交3軸化した。16bit Digital Data Converter:磁場を信号として用いて位置を検知する技術やマイクロ磁気センサの開発、微小な磁揚データをノイズなしでPCに送り込むために16bit A/Dコンバータの設計を2台試作した。磁場データから発信機の位置を計算するためのアルゴリズムの開発:実際の手術システムでの使用に耐えうる高速な計算方法の開発をLinux+Javaを元に開発した。磁場誘導方式による内視鏡ロボティックシステムの構築:初年度の研究により確立した発信機の位置検出アルゴリズム及び、新規開発した発信機・受信機を用いて、磁場誘導式腫瘍位置検出システムを組み立てた。表示画面に映し出された画像上での、位置の構成を簡便に達成できるシステムの開発ができた。大動物実験からの成果:本研究費により購入した直視鏡式内視鏡手術システムを用い、発信機の位置情報を内視鏡画像上に表示する内視鏡手術システムを構築した。豚を用いた実験では1)豚の胸腔が前後方向に長いこと2)人の肺に比べ、体積が約半分の大きさであること、3)現状の手術器具の大半がステンレス製であり、マーカー部分を把持すると、磁場が大きく乱れ、位置の収束方向が不可能になることが判明した。I.平成13年度研究全般島田順一1.新磁性体(発信機)の仕様の検討及び開発遠藤政治交流磁場を用いる予定であったが、ミリ単位の発信機から交流磁場を発生させる工作技術をえるには、高額のMEMSの購入が必要なため断念。かわって、住友特殊金属(株)が世界一を誇るNeoMax50磁性体を、直径1ミリ長さ3ミリの円柱に加工。表面を医療応用を想定して、チタン皮膜を形成せしめた。このミリサイズの発信機を基準として、もちいる事にした。これにより、交流磁場を発信させるために不可欠な交流磁場発生機付ベッドは、必要がなくなった。2.3次元磁場センサの仕様検討及び開発川上誠、山中政明上記,静磁性体の信号を検出するための、3次元磁場分布測定が可能で、且つ超小型センサの開発した。単品センサについては、平成12年度にすでに開発したフラックスゲート式磁気センサの直径1ミリで長軸は5ミリで、これを3軸に組み合わせた。本研究費で特注した直交を保持する機器をもちいて3軸直交させて組み合わせて、お互いの磁場信号が干渉しないように製作した。さらに、300mGはある地磁気をキャンセルするために差分するための地磁気センサを、測定センサと同軸で連結した。センサヘッドは、ご操作の確率を限りなく0にするため、3ヘッドセンサを採用した。これらのデータをコンピューター(Pen4)に並列で送り込むための、A/Dコンバーターをイメージテック社に外注試作(1号機)をした。同機は8ビットデータを送り出し、PC側で処理をしたが、さらなる医療用の高性能化をふまえて、16ビット制御を行うべく、SHマイコンを24個内蔵したA/Dコンバーターを平成14年度に試作(2号機)に向けて、設計中である。3.受信機により検出した磁場データから発信機の位置を計算するためのアルゴリズムの開発担当山本裕、池田文昭実際の手術システムでの使用に耐えうる高速な計算方法とINET上でのコントロールをめざして、Linux+JAVAを土台に、静磁場の逆問題の解法を検討した。

信頼領域法と従来のNewton法、それぞれに条件制限をつけた方法を詳細に検討した結果、現在のところ、制限条件付Newton法が、安定しており、同法を採用して、システムを設計することになった。研究成果の公開を念頭に、プログラムをJAVAで資産として残して、今後の研究につなげていきたい。1)微小病変部に刺入する発信機に使用する新磁性体開発磁性体を後述する特殊なセンサにより、マーカー磁石から発信された信号を、とらえて信号処理し、これを解析して、マーカーの位置を特定する。この目的に応じて、世界最高の保磁性能を持つ、NeoMAx50を2×2×5ミリに切り出し、マーカー用の標準磁性体とした。2)発信機との距離を計測できるマイクロ磁場センサを備えた手術用鉗子類、手術操作に使用する鉗子類の尖端に平成12年度に住友特殊金属(株)とともに新規に開発したフラックスゲート式3次元磁気センサを、三次元方向に2組設置し、手術操作時に発信機(病変部近傍に留置)からの磁気信号を受信する。2組のセンサ群を装備することで、リアルタイムに、地磁気の影響を差分して消去することが、可能になった。現状では、このセンサを3本試作開発し、この3本のデータを正三角柱に設置した。現状では、このシステムの評価を行った。信号強度・方向から発信機(磁石)の3次元的位置を算出し、発信機及び鉗子、staplerの位置情報を内視鏡手術時のモニターの画像上に重ねて表示する。このような、プログラムを将来の汎用性を念頭に、LINUXとJAVAを組み合せて、開発した。現在は、この組み合わせで、ほぼ、認容できる時間的な遅れの範囲で、磁石の位置を特定して、追尾できる精度で動いている。しかし、ながら、かなり早いと指の動作などに追随できるまでではない。今後は、特定の目的を達成するには、プログラムを機械語で書く必要がある。5)腫瘍マーカー位置の画面へのスーパーインポーズ大阪大学大学院工学研究科の西川敦先生を研究分担者に得て、実際の空間の位置の情報を、2次元の表示装置の上に投影し、実際の内視鏡手術の際に、術者が、腫瘍の位置を視認しながら、手術を進めていけるように、表示の情報の種類や、表示速度を調製中である。新磁性体(発信機)の仕様の検討及び開発:直径1.6mm、直径1.2mm長さ10mm,の正八角柱で、チタンナイトライドの被膜コートを行った、発信機としての磁性体を開発した。チタンナイトライドの被膜により、生体と磁石間の化学反応を完全に抑制できる。3次元磁場センサの仕様検討及び開発:上記、磁性体からの磁場信号を検出するための、直径2ミリ長さ5ミリのフラックスゲート式磁場センサをx, y, zの3軸方向に真直角に配置して、装着した。さらに、地磁気の変動を差分するために、同じセンサ群を配置し地磁気の影響を削除できるようにした。磁場データから発信機の位置を計算するためのアルゴリズムの開発:実際の手術システムでの使用に耐えうる高速な計算方法の開発をLinux+Javaを元に開発した。磁場誘導方式による内視鏡手術ロボティックシステムの構築:初年度の研究により確立した発信機の位置検出アルゴリズム及び、新規開発した発信機・受信機を用いて、磁場誘導式腫瘍位置検出システムを組み立てた。
教授学習過程の再現による追体験を通じた教師教育方法に関する実証的研究

本研究は遠隔による教師教育システムの基礎的研究である。実際の教室におけるあらゆる教育活動を擬似空間にて再現し、教師だけではなく教室内のあらゆる事物とのインタラクションを可能にする。そのインタラクションを学習者間で共有し、協同学習を促進することをシステムの意図としている。今年度では昨年度に開発した、映像と文字情報を結びつけるアノテーションシステムに授業内で理解すべきキーワードと映像が持つ時間軸とをリンクさせる機能を追加し、実際の授業で利用した。実際にはビデオで授業の映像を録画し、それをサーバー上へ置き、授業の復習という位置づけで実践を行った。授業の内容の理解に関係するキーワードと時間軸をリンクさせ、そのキーワードの理解に関係する映像が流れることとなっている。またその映像を題に学習者間でディスカッションを行うことが可能となっている。これらを行うことで、授業中の映像で表現されるあらゆる事物に対して学習者はコメントや質問、議論をするなどのインタラクションが可能となることや、授業の理解や今後の学習に必要とされるキーワードに関して学習を行い、またそれらを利用してディスカッションに参加することで、より良い授業の理解を促進させることが考えられる。有効性ではそれぞれのキーワードの関連性、ディスカッション中の発言とキーワードの関連性を視覚化し学習者へ提示することでより授業の理解が進む可能性が考えられる。また議論に注目するとアノテーションにより議論の内容に影響する可能性が示されたが、より良い環境を提供するために対面環境との違いを確認し、アノテーションを利用した議論の円滑化を図る工夫が必要であることが考えられる。本研究は教室で生じるあらゆる活動を利用した遠隔教員養成システムの構築のための基礎研究である。具体的には擬似空間内で再現される教師を含めた教室内インタラクションを再現することにより、既存の教師教育では難しかった授業実践能力の学習を、同時に参加した多数の教師との議論を通した協同活動を仮想空間内で実現することにより、より効果的な教師教育学習環境を実現することを目的としている。その基礎的研究として、コンピュータ上の映像と文字情報を結びつけるアノテーション技術を応用し、議論環境としての電子掲示板上で利用者が議論を行う環境を構築し、その有効性を検証した。この環境は学習に利用する教材を映像に限定しているが、本研究の最終的な成果物となるシステムが持つ特徴と同等、もしくは似た特徴を有している。その特徴は以下の4つである。1、現実の授業場面を、再現性を持たせた形で利用できる。学習環境における全個人の全活動(言動)の再現を可能にする。2、時間的、空間的な制約が無いために全国多数の教師が同一の研究授業の形で参加が可能になる。3、教師を含めた全学習参加者間で生じたインタラクションを顕在化させ、注目させることができる。4、一回性の事象を忠実に再現する機能は、授業研究・分析の分野にも応用し役立てることかできる。この環境の有効性を検証するために実験を行った結果、映像を利用した学習者の視聴、議論活動を支援する可能性が示された。また、この環境がこの実験で用いた映像に関連する議論内容に影響を及ぼす可能性が示された。
発生分化過程におけるヒストンシャペロンTAF-lの機能

生物の発生分化は時間的、空間的制御を受けた遺伝子の発現パターンにより決定される。遺伝子発現のパターンは転写因子のネットワークにより構築され、ヒストンを始めとするクロマチン構造によって固定化されると考えられている。しかし、発生分化過程のクロマチン構造の動的変動の機構と役割については多くが不明である。我々はヒストンシャペロンであるTemplate Activating Factor(TAF)-Iに着目し、発生過程におけるクロマチン構造の果たす役割を検討することとした。そこでTAF-Iノックアウト(KO)マウスを作製したところ、重度な貧血と未熟な血管形成が見られ、胎生12.5日目までに致死であった。10.5日胚におけるTAF-Iの発現パターンを間接蛍光抗体法により検討したところ、TAF-Iはすべての組織で発現していた。TAF-I KO胚では野生型胚に比べ胎生8.25日目から徐々に発生が遅れていることが観察された。TAF-I KO胚の発生の遅れは一様ではなく、10日目から遅れ始める個体も観察され、様々であることが明らかとなった。10.5日胚を用いた網羅的遺伝子発現解析により、TAF-I KO胚では低酸素に応答する遺伝子群および解糖系に関連する遺伝子群の発現量が増加していることが明らかとなった。以上の結果からTAF-I KOマウスは血液・血管の発生異常に伴い、低酸素状態からエネルギー不足となり死に至ると考えられる。現在、TAF-I KO ES細胞の構築に成功し、血液・血管の形成を始めとする細胞分化におけるTAF-Iの機能を解析中である。遺伝子発現のパターンは転写因子のネットワークにより構築され、ピストンを始めとするクロマチン構造によって固定化されると考えられている。我々はヒストンシャペロンであるTemplate Activating Factor (TAF)-Iに着目し、発生過程におけるクロマチン構造の果たす役割を検討することとした。ほぼすべての細胞ではTAF-Iは細胞核に局在していたが、有核赤血球では細胞質に局在していた。このことからTAF-Iは血球および血管の発生に重要な役割を持つことが示唆された。一方で、TAF-I KO胚では野生型胚に比べ胎生8日目から徐々に発生が遅れていることが観察された。この現象は胚発生にともなうクロマチン構造を介した遺伝子発現パターンの固定化が不完全であるためと考えている。TAF-I KO胚が致死となる原因を明らかとするため、TAF-I KO MEF (mouse embryonic fibroblast)を作製した。野生型に比べTAF-I KO MEFの細胞増殖速度は低下していた。現在は、胚およびMEFを用いた網羅的遺伝子発現解析を予定しており、本解析によりヒストンシャペロンによる発生分化過程のクロマチン構造制御機構が明らかになると考えている。