hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
数値表データ圧縮および数値群データ圧縮問題における 非線形近似論的方法

表データを、より少ない次元の数値表の重ね合わせで表現することの可能性をとう多次元数値表データ圧縮問題に応用した。2.Collatz問題への力学系理論の応用:あたられた自然数nが偶数である場合にはn/2を出力し、奇数である場合には3n+1を出力するという写像の重ね合わせにより構成される数列の周期性を問うCollatz問題に対して、1次元コンパクト空間上の力学系理論に基づく定式化を与え、さらにLee-Yorkの定理を応用することで、初期値の相違により構成される軌道、特にアトラクターの相違に基づく分類方法を与えた。3.「あるパソコンショップを訪問した複数のクライアントグループ達に関して、それぞれのグループ構成メンバー達が、各自どのような商品を購入したか」という情報は、階層構造を持つデータと呼ばれ、一般にデータ圧縮が困難とされる。このようなデータに対して、階層構造の復元を可能にする形で番号付けを行う方法を、「Turing機械の集合は可付番である」という用いられたGodel数を用いて実現した。(1).非線形形状認識に関する特許申請が、平成19年の特許出願から最短年月の4年間を経て採択されたため。(2).2次元複雑形状を有する図形の内部外部判定方法では、複素関数論におけるCauchyの積分定理が本質的役割を果たしていた。しかしこの手法は、複素数を幾何学的に表示する数学的道具としてGauss平面を用いるという理由で、3次元空間への拡張は不可能であった。今回、ベクトル解析における面積分と立体角の概念を応用することにより、3次元複雑形状を有する立体の内部外部判定の可能性が見いだされたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。(推進方策)(1).2次元複雑形状図形認識方法を3次元複雑形状立体認識方法に応用する場合、従来は、対象となる3次元立体をスライスすることにより得られる2次元図形の配列として認識していた。しかし従来のこの方法は、3次元立体の形状を表すデータを入力する場合に非常な制限を伴うものであった。今回の方法では、3次元立体の形状を表すデータを入力する場合に、「スライスされた2次元図形の配列形式」を採用しなくても良い可能性が生じたので、この点を推進していきたい。(2).2次元図形と3次元立体とでは、形状認識に伴う計算量が大幅に異なることが想定される。したがって、効率的計算方法を研究することが重要となる。
島嶼北ゲルマン語における前置詞表現の研究

今年度初頭に、前年度の研究成果に基づく「フェーロー語の所有代名詞と所有の属格と所有関係を表わす前置詞について」と題する論文を印刷・公表した。今年度は次の2件の口頭発表を行った:(1)"Possessor Coding in Faroese and the Nominal Hierarchy"(フェーロー語学に関する国際ワークショップ、平成16年6月21日、アイスランド国立大学)、(2)「フェーロー語の二つの属格」(日本言語学会第129回大会、平成16年11月2021日、富山大学)[発表の概要は『日本言語学会第129回大会予稿集』pp.237-242に掲載]。(1)の研究発表では、フェーロー語の所有表現のうち(a)全体と部分の関係、(b)親族関係、の二つを特に取り上げ、所有代名詞や前置詞句など、所有者を表わす名詞類がとる形態の分布傾向が、いわゆる名詞句階層に沿った分類を行なうことで整理できることを示した。(2)の研究発表は今年度9月上旬に行なったフェロー諸島における現地調査の結果を踏まえたもので、フェーロー語では固有名詞など名詞の一部に新しい属格が生じており、その分布を明らかにすることにより、(a)連体修飾成分として所有表現に現れる場合、(b)属格と結びつく前置詞の目的語として現れる場合、という二つの機能的な区分にほぼ対応して属格の形態が二分化する傾向にあることを示した。また、(2)の研究発表の内容を発展させ、「フェーロー語の属格とその代替表現の分布」と題する論文の形で『金沢大学文学部論集言語・文学編』第25号に投稿し、現在印刷中である。今年度の補助費は、上記(1)のアイスランドにおける口頭発表と、9月上旬にフェロー諸島において実施した現地調査のための旅費として使用した。今年度は、アイスランド語とフェロー語の前置詞表現の対照研究を行なうための準備として、アイスランド語における前置詞表現の調査・分析を中心に行なった。特に、動詞表現と密接に関わって使用される前置詞句の用法についての調査を行なった。今年度の補助費は、アイスランドでの資料収集を行なうための旅費にあてた。現地調査で得られた資料の分析から、まず前置詞の種類ごとに用例を分類し、次いで意味的な観点から共通性をもつ前置詞表現をグループにまとめる作業を行なった。前置詞には、結びつく名詞類の格が一種類に限定されるものと、二種類の格の可能性から意味に対応して一方が選択されるものがある。問題となる前置詞句は、動詞が表わす動作との意味的な関係において、(a)動作の向かう方向、(b)静止した場所、(c)動作の起点、の三つに大きくグループ分けされる。アイスランド語では、いわゆる「所有の与格」が極めて限定された範囲でしか使用されないのであるが、その一方で、主語や目的語の領域と、前置詞句に含まれる名詞類との空間的関係を、上述の前置詞句を用いて明示的に表現する傾向が強いことがわかった。他動詞文においては、語順の特徴として、問題となる前置詞句に代名詞(特に再帰代名詞)が含まれる場合、また、目的語と前置詞句に含まれる名詞類との間の一体性が強く認識される場合に、目的語よりも前に前置詞句が現れる傾向があり、特に動作の起点を表わす前置詞句が代名詞を含む場合にこの傾向が強い。次年度はフェロー語における前置詞表現を調査し、アイスランド語のデータとの対照研究を行う予定である。今年度は、昨年度のアイスランド語の前置詞表現の調査・分析に続き、フェロー語における前置詞表現の調査・分析を中心に行なった。今年度の補助費は主として、フェロー諸島での資料収集を行なうための旅費と、アイスランド語およびフェロー語関連の書籍の購入にあてた。今年度の研究成果の一部は、「フェーロー語の所有代名詞と所有の属格と所有関係を表わす前置詞について」と題する論文の形で『金沢大学文学部論集言語・文学篇』第24号に投稿し、現在印刷中である。フェロー語では、所有関係の表示に使用される形式としてアイスランド語と同様の所有代名詞が保たれている一方、所有関係を表わす属格の用法が衰退し、それに代わってさまざまな前置詞表現が発達している。上記の論文では、フェロー語の所有表現のうち(i)全体と部分の関係と(ii)親族関係を表わす表現の二種類を扱い、それぞれの関係について所有者を表わす名詞類が(a)所有代名詞、(b)所有の属格、(c)前置詞句(複数)のいずれで表現されるかという分布を記述した。記述にあたっては、いわゆる名詞句階層の考え方を援用し、所有者を表わす名詞類の種類に注目して整理すると、使用される表現の分布傾向が説明できることを示した。また、親族関係の表現においては所有代名詞ないし所有の属格が多用されるのに対し、全体と部分の関係の表現においては前置詞が多用されるという違いがあることも明らかにした。アイスランド語とフェロー語の違いは、主として前置詞表現の種類と使用分布に関するものであり、上記の論文では注の形でこのことに触れている。次年度は、昨年度と今年度の研究成果をもとに問題点を整理した上で追加調査を行ない、アイスランド語とフェロー語の前置詞表現の対照研究としてまとめる予定である。今年度は次の2件の口頭発表を行った:(1)"

Possessor Coding in Faroese and the Nominal Hierarchy"(フェーロー語学に関する国際ワークショップ、平成16年6月21日、アイスランド国立大学)、(2)「フェーロー語の二つの属格」(日本言語学会第129回大会、平成16年11月2021日、富山大学)[発表の概要は『日本言語学会第129回大会予稿集』pp.237-242に掲載]。(1)の研究発表では、フェーロー語の所有表現のうち(a)全体と部分の関係、(b)親族関係、の二つを特に取り上げ、所有代名詞や前置詞句など、所有者を表わす名詞類がとる形態の分布傾向が、いわゆる名詞句階層に沿った分類を行なうことで整理できることを示した。(2)の研究発表は今年度9月上旬に行なったフェロー諸島における現地調査の結果を踏まえたもので、フェーロー語では固有名詞など名詞の一部に新しい属格が生じており、その分布を明らかにすることにより、(a)連体修飾成分として所有表現に現れる場合、(b)属格と結びつく前置詞の目的語として現れる場合、という二つの機能的な区分にほぼ対応して属格の形態が二分化する傾向にあることを示した。また、(2)の研究発表の内容を発展させ、「フェーロー語の属格とその代替表現の分布」と題する論文の形で『金沢大学文学部論集言語・文学編』第25号に投稿し、現在印刷中である。今年度の補助費は、上記(1)のアイスランドにおける口頭発表と、9月上旬にフェロー諸島において実施した現地調査のための旅費として使用した。
ChIP-chipによる3種の大腸菌を用いた転写因子結合部位の多様性の解析

ChIP-chipおよびChAP-seqを用いて、複数の大腸菌種におけるグローバルレギュレーターの結合領域を比較することで、大腸菌のゲノム多様性の獲得と転写ネットワークの変化がどのように関係するかを検討した。その結果、今回検討した転写因子では、大腸菌株間における結合プロファイルの保存性が極めて高く、転写因子が制御する遺伝子に変異が生じた場合でも、その結合プロファイルは維持されることが示唆された。目的:本研究の目的は、3種の大腸菌株(実験室株K-12,腸管出血性大腸菌157,腸管病原性大腸菌E2348/69株)について、グローバルな転写制御因子の結合部位をゲノムワイドに比較解析し、3株における転写制御ネットワーク構造の変化を解明し、細菌ゲノム機能の変化・多様化の機構について考察することである。結果:1)簡便で確実性の高い菌株作製系の構築:変異株の作製効率が低いO157、E2348/69株、赤痢菌、非病原性大腸菌SE11、SE15等のシステマチックな転写因子結合部位の解析のために、Hobman博士らが新規に開発した染色体改変システムを用い、変異株を高効率で構築するシステムを確立した。2)H-NSのChIP-seq解析:大腸菌のグローバル転写因子であるH-NSをモデルとして、変異株の作製、ChIP-chipおよびChIP-seq解析、情報解析の一連の工程を他の転写因子について先行して行った。その際、ChIP-chipに加えて、ChIP-seq解析を導入し、当初3株で予定していた解析を、赤痢菌、非病原性大腸菌SE11、SE15を加えた6株で行った。3)E2348/69株のタイリングアレイを作製した。4)ArcAおよびFurのChIP-chip解析:ArcAおよびFurについてはK-12株を用いて、ChIP-chip解析を行った。ArcAに関しては、これまでに決定されている標的遺伝子のうちかなりの遺伝子のプロモーター領域に結合が観察された。一方、Furは、免疫沈降法による、Fur結合DNAの回収率が低く、現在免疫沈降法の改良を行っている。順次、他の株についても解析を行う予定である。5)ChIP-seq,ChIP-chip情報解析システムの構築:すでに得られているChIP-seq解析結果を元に、ピーク検出、比較解析システムの構築を行った。本年度は、核様体タンパク質H-NSに関するChIP-seq解析を大腸菌K-12、SE11, SE15,赤痢菌について行った。加えて、ChIP-chip法によりO157での結合領域を決定し、バイオインフォマティックスによる、結合領域の比較解析を行った。ChIP-chipおよびChIP-seq解析結果を用いた、バクテリアの種間比較解析は、我々の知る限り初めての取り組みであり、新たな解析法の開発が必要とされたが、H-NSの結合領域を種間比較するシステムの開発を完了し、その保存性及び、H-NSの結合部位と核様体構造の関係性の解析を行った。その結果、H-NSの結合部位の種間保存性は低く、外来遺伝子に特異的に結合するというこれまでの仮説を支持する結果を得た。同時に、H-NSの結合部位は、結合配列が変化しているにもかかわらず、異なる菌種の核様体の、きわめて近接した、あるいは同じ位置に存在することが明らかになった。このことはH-NSは、外来遺伝子に結合すると同時に、その挿入位置を規定する、ある種の構造タンパク質として機能していることを示唆している。他方、細胞内の鉄欠乏を感知して鉄の取り込み遣伝子群の発現を活性化するFur結合部位に関しても、K12、O157、EPECに関してChIP-chip法を用いた比較解析を行っている。解析の結果、O157はK12とEPECと比較して、多くのFur制御下にある外来遺伝子を保有しており、鉄獲得に関して独自のシステムを獲得した可能性が示唆されている。この解析に関しても、新たな比較解析法を考案し、解析を進めている。今後は、これらの解析結果を論文としてまとめると共に、構築した解析システムを用いて、新たな転写因子、Zur、ArcA、DksA、RpoS等の転写因子に関して同様の解析を進める予定である。昨年度の報告で、Fur、H-NSの比較解析を終了したと報告したが、今年度は、新たな情報解析法を構築し、Fur、H-NSに関する新たな生理的な意義を探索した。その結果、Fur結合部位の塩基配列は、菌株の違いを超えて、きわめて高度に保存されており、菌株間の転写ネットワークの変化は、Fur結合部位の変化ではなく、それぞれのゲノムに獲得された新たな制御遺伝子の増加と、既存の転写ネットワークに含まれていた遺伝子の破壊に依存することが明らかとなった。一方、H-NSはFurと異なり、複数の結合部位において、高い頻度で塩基置換が生じていた。このことは、H-NSの結合が、細菌ゲノムの多様性維持に貢献する可能性が高いことを示している。現在、これらの知見をまとめ、投稿論文を作成中である。

また、今年度は、病原性に関係する可能性の高い、いくつかの転写因子のChIP(ChAP)-chip解析を計画していたが、ArcAおよびRpoSに関しては、病原性大腸菌あるいは非病原性大腸菌においても、精製用エピトープタグの付加によって、その活性が著しく失われることが判明し、解析には使用できなかった。現在、対応策を検討中である。一方、Zurに関しては、転写制御活性を十分に維持したまま、HisおよびFlagタグを融合することができ、その融合株を用いたChAP-chip解析およびzur欠損株を用いたトランクリプトーム解析により、K-12株における、Zurレギュロンを決定した。その結果、これまで報告のあった、Zurレギュロン遺伝子以外のZurの標的遺伝子を発見した。この遺伝子は、その機能から、宿主と細菌間の生存競争に重要な意義を有していると考えられ、これまで行ったFurの解析結果と合わせ、金属応答センサーが、大腸菌の宿主内での生存に、重要な役割を担っている可能性が強く示された。
小児における睡眠時無呼吸症の病態解明へ向けた臨床的検証

混合歯列前期で軽度から中等度の叢生を示す矯正歯科治療適応患児に対して、上下顎歯列を側方拡大することにより叢生を改善した際の、上下顎骨の形態的特徴ならびに睡眠動態を評価することを目的として研究を計画した。携帯型睡眠検査装置による簡易PSG検査を施行したが、睡眠中の各エポックを検討したところ、鼻カニューレが脱離していたと判断される症例が大半を占め、さらには指に装着するSpO2プローブが脱離している事例があった。本研究で採用した携帯型睡眠検査装置が患児の睡眠動態をモニターしていない可能性が高く、保護者に鼻カニューレを適正に装着することを求めるのは無理があると判断した。そこで鼻カニューレを用いない簡易PSG装置を導入し、センサープローブが小児に対応できるかを確認して改めて研究を継続することとした。センサープローブの形状は指に巻きつけるのではなくキャップ状に覆う形状のため脱離の心配はないが、対象が小児のため指が小さいことによるセンサーとの適合性が懸念され、しかも、この簡易PSG装置は体位やSpO2等の指標から演算して無呼吸・低呼吸指数を算出するため、測定結果を小児に適応できない可能性が高い。そこでFull PSG検査と併用して測定して測定データの相同性を検証することとした。しかしFull PSG検査は入院検査のため小児の場合は家庭の事情から検査に同意していただけないことが殆どで、研究対象を確保できなかった。夏季休暇を含む対象患者が多く来院する時期を含めて対象者を募ったが確保できないため、これ以上の研究継続は不可能と考え、2017年10月に研究を廃止することとした。日本歯科大学附属病院矯正歯科にて混合歯列前期(上下顎両側第一大臼歯、中切歯、側切歯が萌出している)であり、さらにArch Length Discrepancyが-5mm未満の軽度から中等度の叢生を示す矯正歯科治療適応患児のうち保護者が研究に同意したものを対象とした。なお、頭蓋顎顔面領域の先天性疾患を有する、鼻咽腔領域に手術既往がある、乳犬歯ならびに乳臼歯に欠損を認める、乳犬歯ならびに乳臼歯に著しいウ蝕や根尖性歯周炎による早期脱落の可能性を認める、第三大臼歯を除く永久歯に欠損を認める、書面による同意が得られないものを除外したため、対象は13名(男児5名、女児8名)となった。矯正治療としては上下顎歯列を側方拡大することにより叢生を改善する。この際の矯正装置にはスクリューを組み込んだ可撤式矯正装置を用いる。拡大量は個々の症例に応じて異なるが、術前の叢生量を拡大の目安とした。頭部エックス線規格写真よりSNA、SNB、Wits等を含む角度分析ならびに角度分析を行い、上下顎骨の形態的特徴を分析した。携帯型睡眠検査装置による簡易PSG検査より、呼吸、いびき、SpO2、脈拍数、体位、体動をパラメータとしたデータを収録した。患児の口腔内より採得した印象より作製した歯列模型を用いて、歯列弓幅径、歯列弓長径、大臼歯歯軸傾斜、overjet、overbite等の形態的特徴を計測した。なお、咬合力についても計測する予定であったが、計画していた咬合力計が製造中止となり、他の会社から類似の計測機器が製造されていなかったため、咬合力については計測対象外とした。骨格的形態、歯槽形態、BMI、AHI等の評価項目からOSA群と非OSA群との間に統計的有意差が認められるかについては、矯正治療が終了した患児が少ないため統計処理できる段階には至っていないため、さらに対象を増やして検討する。なお、頭蓋顎顔面領域の先天性疾患を有する、鼻咽腔領域に手術既往がある、乳犬歯ならびに乳臼歯に欠損を認める、乳犬歯ならびに乳臼歯に著しいウ蝕や根尖性歯周炎による早期脱落の可能性を認める、第三大臼歯を除く永久歯に欠損を認める、書面による同意が得られないものを除外したため、対象は21名(男児8名、女児13名)となった。頭部エックス線規格写真よりSNA、SNB、Wits等を含む角度分析ならびに線分析を行い、上下顎骨の形態的特徴を分析した。しかし、睡眠中の各エポックを検討したところ、鼻カニューレが脱離していたと判断される症例が大半を占めることが判明した。そのためSpO2のみを睡眠の指標にせざるを得なかった。各種評価項目のうち睡眠の評価はOSA群と非OSA群との判定に関わるもので、睡眠評価の不正確さは研究の質の根幹に関わる。

鼻カニューレを用いない簡易PSG装置を検討し、早急に改善する必要が生じた。頭部エックス線規格写真、口腔模型による分析についてはデータベースを構築する体制を整えたが、鼻カニューレの脱離が問題となり簡易PSG検査による睡眠評価を根本的に見直す必要が生じた。そこで前年度後半に鼻カニューレを用いない簡易PSG装置を導入し、センサープローブが小児に対応できるかを確認して改めて研究を継続することとした。なお、矯正治療前後の比較ができる症例数は増えてきたが、簡易PSG装置の問題により信頼性の高いデータを取得するという点からこれまでの症例は研究から除外することを判断した。新規簡易PSG装置の再現性を確認次第臨床データの採得を再開する。日本歯科大学附属病院矯正歯科にて混合歯列前期であり、さらにArch Length Discrepancyが-5mm未満の軽度から中等度の叢生を示す矯正歯科治療適応患児のうち保護者が研究に同意したものを対象とした。なお、除外項目に該当するものを除外したため、対象は21名(男児8名、女児13名)となった。矯正治療としては上下顎歯列を側方拡大することにより叢生を改善する。この際の矯正装置にはスクリューを組み込んだ可撤式矯正装置を用いた。頭部エックス線規格写真よりSNA、SNB、Wits等を含む角度分析ならびに線分析を行い、上下顎骨の形態的特徴を分析した。患児の口腔内より採得した印象より作製した歯列模型を用いて、歯列弓幅径、歯列弓長径、大臼歯歯軸傾斜、overjet、overbite等の形態的特徴を計測した。携帯型睡眠検査装置による簡易PSG検査より、呼吸、いびき、SpO2、脈拍数、体位、体動をパラメータとしたデータを収録した。しかし、睡眠中の各エポックを検討したところ、鼻カニューレが脱離していたと判断される症例が大半を占め、さらには指に装着するSpO2プローブが脱離している事例があった。各種評価項目のうち睡眠の評価はOSA群と非OSA群との判定に関わるもので、睡眠評価の不正確さは研究の質の根幹に関わる。鼻カニューレを用いない簡易PSG装置を検討し、早急に研究計画を改善する必要が生じた。そこで鼻カニューレを用いない簡易PSG装置(ウォッチパッドユニファイド、フィリップス社製)を採用しセンサープローブが小児に対応できるかを確認して改めて研究を継続することとした。センサープローブの形状は指に巻きつけるのではなくキャップ状に覆う形状のため脱離の心配はないが、指が小さいことによるセンサーとの適合性が懸念され、当面はFull PSG検査と併用しながら適用の可否を判断する必要が生じた。頭部エックス線規格写真、口腔模型による分析についてはデータベースを構築する体制を整えたが、鼻カニューレやSpO2プローブの脱離が問題となり簡易PSG検査による睡眠評価を根本的に見直す必要が生じた。矯正治療前後の比較ができる症例数は少ないながらも増えてきたが、簡易PSG装置の問題により信頼性の高いデータを取得するという点からこれまでの症例は研究から除外することを判断した。そこで鼻カニューレを用いない簡易PSG装置を導入し、センサープローブが小児に対応できるかを確認して改めて研究を継続することとした。しかしこの簡易PSG装置は体位やSpO2等の指標から演算して無呼吸・低呼吸指数を算出するため、測定結果を小児に適応できない可能性が高い。そこでFull PSG検査と併用して測定して測定データの相同性を検証することとした。
胃癌とEpstein-Barr virusに関する基礎的・臨床的研究

<1>基礎的研究(2)EBV関連胃癌患者における周術期血中EBV-DNA量の測定:今年度はEBV関連胃癌患者(日本では約5%)は検出できなかった。症例数が少ないので、来年度も引き続き検索を続ける。(3)リンパ上皮腫胃癌組織内ケモカイン発現の定量的解析:CXCケモカインであるIP-10,MIG発現解析のためのプライマー作成、LightCyclerでの定量線作成が終了したところである。(4)EBVcell line作成:今年度はEBV関連胃癌症例がなく、次年度へ継続する。<臨床的研究>(1)抗EBV抗体価測定の臨床応用:抗EA-IgG抗体によるEBV関連胃癌患者の検出が可能であることを示した(specificity:90.7%)。残胃癌発症予知の可能性については、症例数を増やし、さらに検討が必要な段階である。(2)化学療法によるEBV関連胃癌症例の反応性の検討:EBV関連胃癌症例では、化学療法に対する効果が高いことが示された。すなわち、EBV関連胃癌では線維化が少ないため、腫瘍細胞内の抗癌剤濃度が高くなる可能性が示唆された。
冷陽電子の大量蓄積法の開発と冷反水素原子の生成・分光

反水素を大量合成し、スピン偏極した反水素ビームとして引き出した後マイクロ波分光によって超微細遷移を観測し、水素の場合と比較することで高精度のCPT対称性テストを実施するのが最終目的である。現行のタングステンモデレーターを用いた場合の最適化を進めた。これに関わるパラメーターには窒素バッファーガスの圧力、蓄積に関わるポテンシャル分布、蓄積部の温度、陽電子蓄積部からのカスプトラップへの輸送方法(頻度、輸送パラメーター)、等がある。多次元のパラメーター最適化が必要で、テスト期間も限られていたため、一部直感的に決めざるを得なかったが、前年度と比べ、5割ほど蓄積効率を向上させることに成功した。これは、^<22>Ne線源の強度が4割程度下がっている事実を考慮すると大きな進歩であると考えている。また、ネオン固体をモデレーターとする方法を検討しており、最適化の手順をなお調査している。さらに、陽電子は適宣カスプトラップへ輸送し、これを繰り返すことによってカスプトラップ中での蓄積数増大を測っている。現在4×10^6蓄積を実現している。この蓄積中陽電子雲の拡散を防ぐため、また反陽子と混合して反水素を生成する際生成効率を上げるため、高密度化を図っている。これは不均一な磁場中で陽電子雲に回転電場をかけ、動径方向圧縮における圧縮効率の回転電場周波数依存性である。極めて興味深いことに少なくとも二か所に共鳴構造がみられる。11MHz付近には軸方向の基本振動である。(1,0)モードがあり、その意味では11.5MHzの共鳴ピークは均一磁場中における一粒子のサイドバンドクーリングに対応するプラズマモードは知られていない。大変興味深い結果である。
初中等教育と大学教育の連携による物理教育の相互接続の改善

初中等から大学にわたる20名ほどの教員からなる研究グループで,「物理教育の研究」についての調査と検討を進めた。調査研究を進める上での主要なリファレンスとしてE. F. Redishの著書"Physics Education with the Physics Suite"を選択した。特に注目したのは,認知科学などの急速に発展している関連領域の成果も取り入れながら,「物理教育」を科学的な研究の対象としてとらえるそのアプローチで,教育の改善や改革の方向をカンや信念からではなく,科学的な裏付けをもとに導き出すものである。この「物理教育の研究」は初中等から大学にわたる様々な段階の物理教育に関わる教員達が交流し議論する上で共通の視点と言語を提供し,この研究課題が目的とした教員連携の形成に非常に有効であった。特に,active-learningや,学習者自身の活動をうながす実習教材,CADAA(computer-assisted data acquisition and analysis)などの日本の教育現場への導入について検討し,その有効性を,複数の高校および小学校の授業場面で試行により検証した。小学校から大学にわたる広いスペクトルにわたる教員がこれらの試行を見学しその内容について討議に参加した。さらに,京都・和歌山地域で物理教育研究を続けているアドバンシング物理研究会メンバーや,認知心理学をベースにした教育学の研究を推進している東京大学大学院の市川伸一教授を講演会(2007年12月に開催)に招聘して交流した。現実の教育現場での状況は多様な側面を持っており,著作や講演による紹介だけではうかがいきれないところが多々ある。そこで,研究グループの中から2名が2007年10月に米国出張を行い,メリーランド大学のRedish教授およびディケンソン・カレッジのLaws教授を訪問して,物理教育の世界的な指導者である彼らが開発し実施している物理授業を複数日にわたって実地に見学し、その調査結果を2008年春物理学会春季講演会等で発表した。本研究課題は,大学と高校以下の物理教育について,それぞれの教育現場の教員が連携してその問題点や課題を分析・検討し,相互の接続性の改善の具体策を提言し,実践により効果を検証することを目指している。研究代表者・分担者に加えて,研究協力者として,湯口秀俊(大宮高校),右近修治(横浜桜陽高校),岸澤眞一(越谷北高校),石井登志夫(北本高校)の各氏をはじめ10数人の高校及び小中学校教員の参加を得て研究グループを形成している。平成18年度には,8月に東京で開催された物理教育国際会議ICPE2006に参加し,国内外からの参加者と研究交流した。研究グループメンバーが発表した講演及びポスターの多くが平成19年度発刊予定の会議講演録に採択された。上記国際会議での交流を機に,米国のRedish教授を中心にした,認知心理学の成果を取り入れた多角的な物理教育の研究と実践("Physics Education with Physics Suite (PEPS)")に注目し,その研究を以降の重点課題にすえることにした。これは,その考え方が,大学,高校,さらに初中等教員の物理教育にとって有用と考えられるためである。8月以降5回の研究会を開催し以下の事項を中心に研究発表及び討論を行った。特に,学習者の既得の素朴概念・誤概念の学習への影響,文脈をふまえた(context led)カリキュラムの在り方,教員・学習者間および学習者相互のコミュニケーションの促進手法について2)普遍的にみられる素朴概念・誤概念の調査・評価のためのテスト問題3)学習指導要領の存在や入試対策など日本での教育条件を考慮した教育現場の授業への導入可能性

4)先進エレクトロニクス及びコンピュータ技術を利用した物理実験機器これらの検討をふまえて,研究授業によるPSPE教育手法の実践的評価,普遍的にみられる素朴ないし誤った物理概念のデータベースの試験的作成,物理実験機器の比較評価などを中心とするH19年度の調査研究計画を策定した。本研究課題は,大学と高校以下の物理教育について,それぞれの教育現場の教員が連携してその問題点や課題を分析・検討し,相互の接続性の改善の具体策を提言し,実践により効果を検証することを目指した。研究代表者・分担者に加えて,10数人の高校及び小中学校教員の参加を得て研究グループを形成した。平成18年8月に東京で開催された物理教育国際会議ICPE2006での交流を機に,米国のRedish教授を中心にした,認知心理学の成果を取り入れた多角的な物理教育の研究と実践("Physics Education with Physics Suite (PEPS)")に注目し,その研究を以降の重点課題にすえた。以降10回の研究会・講演会を開催し研究発表及び討論を行った。平成19年度は特に以下の調査と研究を進めた。2)学習指導要領の存在や入試対策など日本での教育条件を考慮した教育現場の授業への導入可能性を検討するために、埼玉県立大宮高校ほかで研究授業を行った。その際に、先進エレクトロニクス及びコンピュータ技術を利用した物理実験機器の利用についてあわせて検討した。3)研究グループメンバーの2名が米国出張を行い、メリーランド大学およびディケンソン・カレッジにおける先進的な基礎物理教育の実施状況を視察した。
浅水域および狭水路中の船の操縦運動に関する実用的推定法の開発に関する研究

現在各国において航行の安全確保の為に船の操縦性能を初期設計の段階で精度よく推定する為の方法や近い将来に向けての操縦性基準の検討に対しても操縦性能推定法の確立が望まれている.一般に操縦性能が最も重視されるのは港湾内や運河のように航路や水深などに制限のある場合や多くの船が輻輳する海域においてであると考えられる.本研究はこのような問題を背景に特に操縦性が重視される港湾内・狭水路のような海域での操縦性能推定法の開発を行った.まず初年度は,浅水時の船体に作用する流体力の計測結果を基に性能推定の為の数学モデルの検討を行った.最終年度においては前年度作成した数学モデルの妥当性を自由航走模型試験と操縦運動のシミュレーション計算により比較検討を行い,次のような新しい知見が得られた.深水域の基に開発した数学モデルの各係数の中で各流力微係数やプロペラ・舵等の干渉係数に水深影響を考慮することで浅水域での操縦運動を充分に推定することが可能である.また旋回運動のシミュレーション計算結果は旋回航跡や諸パラメータばかりでなく,舵力の時間的変化に対してもよく一致している.更に船が側壁近くを航行する時の運動推定に際しても理論的推定法を提案している.これは狭水路中を航行する複数の船の船体相互干渉力の計算法を基に,突堤のように側壁が不均一な場合に拡張して,不均一側壁近くを航行する船の推定法も検討を行い,実用上有用であることがわかった.従って本研究において作成した操縦運動推定の為の数学モデルと側壁近くを航行する時の船体に作用する流体力の理論的計算の両者を併用することにより制限水域での操縦運動を推定することが可能であると考えられる.この方法は船舶設計の際に適用するばかりでなく,自動運航システムの開発,また航行安全性確保の観点から海上交通管制や港湾土木の分野へも適用出来るものと考えられる.現在各国において航行の安全確保の為に船の操縦性能を初期設計の段階で精度よく推定する為の方法や近い将来に向けての操縦性基準の検討に対しても操縦性能推定法の確立が望まれている.一般に操縦性能が最も重視されるのは港湾内や運河のように航路や水深などに制限のある場合や多くの船が輻輳する海域においてであると考えられる.本研究はこのような問題を背景に特に操縦性が重視される港湾内・狭水路のような海域での操縦性能推定法の開発を行った.まず初年度は,浅水時の船体に作用する流体力の計測結果を基に性能推定の為の数学モデルの検討を行った.最終年度においては前年度作成した数学モデルの妥当性を自由航走模型試験と操縦運動のシミュレーション計算により比較検討を行い,次のような新しい知見が得られた.深水域の基に開発した数学モデルの各係数の中で各流力微係数やプロペラ・舵等の干渉係数に水深影響を考慮することで浅水域での操縦運動を充分に推定することが可能である.また旋回運動のシミュレーション計算結果は旋回航跡や諸パラメータばかりでなく,舵力の時間的変化に対してもよく一致している.更に船が側壁近くを航行する時の運動推定に際しても理論的推定法を提案している.これは狭水路中を航行する複数の船の船体相互干渉力の計算法を基に,突堤のように側壁が不均一な場合に拡張して,不均一側壁近くを航行する船の推定法も検討を行い,実用上有用であることがわかった.従って本研究において作成した操縦運動推定の為の数学モデルと側壁近くを航行する時の船体に作用する流体力の理論的計算の両者を併用することにより制限水域での操縦運動を推定することが可能であると考えられる.この方法は船舶設計の際に適用するばかりでなく,自動運航システムの開発,また航行安全性確保の観点から海上交通管制や港湾土木の分野へも適用出来るものと考えられる.現在各国において航行の安全性確保の為に船の操縦性能を初期設計時に正確に推定する為の方法や操縦性能基準設定の問題が研究されている。本研究はこの様な問題を背景に、特に操縦性能が重視される港湾内・狭水路のような一般に水深の浅い時の操縦性能の実用的推定法の開発を行った。基本的な考え方としては従来から研究代表者が開発した深水域の数字モデルを基本として、1.出来るだけ深水域のデータを用いて浅水域の問題へ拡張する,2.簡便なモデルとする,ことの2点を主軸とした。まず数学モデルの構成に必要な船体に働く流体力は拘束模型試験により水深を種々変えて計測し、この流体力に及ぼす水深の影響を検討した。また無線操縦の自由航走模型試験により浅水時の運動を調べた結果とシミューレーション計算結果との比較検討により浅水域での操縦性能推定の為の数学モデルを開発した。以上を基に総合的な検討によって次のような新しい知見が得られた。深水域で開発された数学モデルの中で、プロペラ推力の項,船体に作用する流力微係数,舵力の表現におけるプロペラ位置での有効伴流係数【W_P】,舵位置での有効伴流係数【W_R】および操舵による船体横力の付加率【A_H】の各係数に浅水影響を考慮することで浅水域の運動を推定することが出来る。このモデルを用いたシミュレーション計算結果は旋回航跡ばかりでなく偏角や船速低下率そして舵直圧力まで実験値と非常によく一致している。更にこの方法を他の船型に適用した結果でも精度よく推定出来ることから、本研究で求めた数学モデルによって深水域のデータがあればこれを浅水域へ拡張しあるいは係数値を修正することによって容易に浅水時の運動を推定することが出来るものと考えられる。
日本語・中国語・英語の発話行為と日本語学習者語用論的能力の習得に関する基礎研究

本研究では、日本語の語用論的能力を育成する教材開発や評価システムの構築を目指し、談話完成テストを用いて日本語学習者の語用論的能力の習得と使用状況を明らかにすること、そして、日本語の発話行為に関する基礎的なデータベースを構築することを目的とした。発話行為の先行研究における談話完成テストの項目の分布による結果の違いなどについて文献調査を行い、これをもとに談話完成テストを作成し、英語母語話者、日本語母語話者、英語を母語とする日本語学習者を対象に談話完成テストを行い、発話に現れた意味公式と形式を比較した。一昨年度に対象とする発話行為に関連する先行研究を調べた結果,研究によって扱う場面にばらつきが多く、要因の統制が取りにくいことがわかった。そこで、ぞれぞれの先行研究について英語と日本語で、引用元の文献、研究概要(調査対象者、研究計画、手続き、分析結果など)、そして、調査に使用された質問項目や刺激を含むデータベースを作成した。英語と日本語を用いたのは、先行研究の大半がこのどちらかでなされていたからであり、不足している言語の方を翻訳しデータベース化した。、このデータベースを元に,日本人とアメリカ人の大学生に場面の親密度、現実性を評価させ、大学生にとってより現実味のある場面や状況の特徴を探った。また、学生には自分の実生活に照らし合わせて、どのような場面が考えられるかを面接法を用いて引き出した。さらに、誤解場面に関して、質問紙調査を行い、アメリカ人日本語学習者が日本人との誤解場面で、どう対処するのかを調べた。その際、学習者と母語話者の人間関係を上下、親疎関係によって操作した。また、誤解が解決されない場合の問題の大きさも操作した。回答としては実際に誤解を解こうとするか否か、するならどのように解くかを書いてもらい、それを意味公式と表現ごとに分類・分析した。学習者の発話行為の問題と先行文献調査についてはJournal CAJLEで発表した論文の一部で紹介した。また、アメリカ人学習者の調査については研究科紀要に論文を執筆した。さらに、本年度の調査から得られた教育的示唆を元に、教材を作成し、今回出版した教科書のコミュニケーションストラテジーのセクションで扱った。平成24年度には5月からアンケート項目をするための文献調査を行った。これを基にアンケート項目を作成し、英語に翻訳した。そして、7月から8月にかけて米国のミドルベリー大学で調査を行った。さらに、10月から12月にかけて米国のパデュー大学でも調査を行った。その結果、中上級の学習者40人から分析可能な回答を得た。しかし、項目数が多いこと、アンケートが英語であっても、回答が日本語であったため、日本語能力の低い初中級の学習者の回答には、途中で回答をやめてしまったり、回答を簡略化したりしたものが多く、分析可能なデータは得られなかった。中上級の回答は手書きであったので、すべて文字化して、エクセルのデータベースにした。また、発話行為のタイプ、状況のタイプ、親疎・上下関係、発話行為の必要性などをコード化して、分析した。この回答結果については、現在も分析中であるが、同じタイプの発話行為であっても、場面によって発話行為を行うか否かについて同じ母語話者間で違いがあることが分かった。また、学習者からアンケートの場面が一部自分の文化ではあまり現実的ではないというフィードバックがあった。そこで、より精度の高いアンケート項目を作成するために、まず、発話行為をするかどうかの基準となる上下・親疎関係、発話行為の種類、状況の現実味、発話行為の必要性などについて、意識調査をすることにした。これを基に、言語間で発話行為が必要と思う場面かどうか、なぜそう思うかについて調査し、そのうえで、に言語間、文化間でずれが大きく学習者の母語、日本語のどちらかで発話行為を行う必要性の高い場面に絞ってアンケートを作成することとした。日本語教育の分野では、語用論的能力の重要性は認められているものの、初級、初中級で扱われている発話行為は限られている。また、日本語学習者を対象とした発話行為研究は、「依頼」、「勧誘」、「断り」、「謝罪」に集中し、他の発話行為はあまり対象とされていない。そこで、本研究では、日本語の語用論的能力を育成する教材開発や評価システムの構築を目指し、談話完成テストを用いて日本語学習者の語用論的能力の習得と使用状況を明らかにすること、そして、日本語の発話行為に関する基礎的なデータベースを構築することを目的とした。本研究では、まず談話完成テストというアンケートの項目の要因操作と先行研究における項目の分布による結果の違いなどについて文献調査を行った。そして、米国で日本語を勉強する初級、中級、上級英語母語話者を対象にアンケート調査を行った。アンケート項目と回答をデータベース化し、発話行為のタイプ、場面、親疎・上下関係、発話行為の必要性などについてコードを付加した。また、誤解場面についてはロールプレイタスクを行い、アンケートとの整合性について分析した。

その結果、先行研究で扱われている「依頼」「勧誘」「断り」「謝罪」に関するアンケート項目60項目、あまり研究のない「文句」「交渉」「反対意見の表明」「誤解の釈明」について自作の60項目、計120項目からなるデータベースを作成した。また、特に先行研究ではあまり扱われていない誤解場面については、発話行為を超えた談話分析が必要であることを確認した。さらに、初級の教材開発において、より積極的に発話行為を取り入れること、特に、社会語用論的知識については、初級でも指導可能であること、言語語用論的知識については、初級からの段階的指導も可能であることがわかった。日本語教育当初は、9つの発話行為を対象として調査を進めていたが、文献調査を進めていくうちに、それぞれの発話行為で扱われている場面が多岐にわたることや発話行為に影響しうる要因や場面が想定以上に多いことがわかった。そのため、それぞれの発話行為に関して調査する項目が予想外に多くなり、調査協力者の人数が56倍必要となった。しかし、本科研の範囲でこれだけの人数を集めるのは現実的に難しく、また謝金の面からも難しいため、研究の範囲を縮小する必要が出てきた。この方向修正に伴い、調査刺激の再考と,翻訳に時間がかかっている。初年度で予定されたのは(1)「文句」「交渉」「反対意見の表明」「誤解の釈明」の日本語の文献調査をすること、(2)日本語の先行研究で使用された「依頼」「勧誘」「断り」「謝罪」をもとに談話完成テストのアンケート項目を作成し、試行すること、そして、「依頼」「勧誘」「断り」「謝罪」(2タスクを作成し、試行することであった。と発話タスクを作成し、事前調査を行い、分析すること、そして、基礎となる文献調査をすることであった。このうち(1)については順調に進み、談話完成テストも作成した。(2)については、先行研究で用いられた談話完成テストには、場面やフォーマット、質問内容にばらつきが多いことわかり、先行研究で使用されたものをそのまま使うことには問題があることが分かった。(1)と(2)については、ミドルベリー大学だけではなく、当初予定していなかったパデュー大学からのでもデータを収集したが、談話完成テストの規模が大きかったことや、アンケート調査を通して、談話完成テストの精度を高めなければ、発話タスクを選定することはできないことが明らかになった。そこで、(3)の発話タスクは行わず、まず談話完成テストのアンケート項目について先行文献を網羅的に調査し、テストとして使用可能なものを選定することとした。最後に、当初は中国語話者を対象として事前テストを行う予定であったが、先行文献では、英語母語話者を対象としたものが多く、比較検証を考え、英語母語話者で事前調査を行った。本年度は昨年度収集したデータについて、更に分析を進めるとともに、質問紙を改良して,再調査をするとともに、中国語に訳し,中国人日本語学習者を対象に調査を進める予定である。また、このうち,いくつかの場面については、学習者と教員の面談での会話の収録を継続的に行い、そこから、発話行為を抽出して、先行研究との比較を行う予定である。
流動地下水脈の稠密観測に基づく斜面変動特性の解明と危険度評価の高度化

自然斜面における流動地下水脈の動態を現地調査と室内試験により解明するとともに,斜面移動速度予測法を適用し,実測値に基づいた従前よりも高度な斜面危険度予測法を提案する。具体的には,1:地温センサによる流動地下水脈の動態観測と孔内水位と移動量観測2:物理探査による自然斜面構造の可視化とせん断試験による強度特性の計測3:地下水の化学分析と年代測定による地下水の押し出し現象の解明4:13を踏まえて実測値に基づいた斜面移動予測法を構築し,的確な斜面防災・災害軽減対策に資するための斜面危険度評価法の提案である。
脳虚血病態時におけるヒト中枢神経系シトクロムP450の機能解析研究

【研究方法】今回、アストロサイトモデル細胞としてMOG-G-CCM細胞およびU-87MG細胞、ニューロンモデル細胞としてSH-SY5Y細胞を用いて以下の解析を行った。1、OGDモデル作成およびOGDモデル妥当性の検討各種神経細胞をプレートに播種した後、約24時間後に培地を除き、コントロール培地(グルコース含有)またはOGD培地(グルコース不含)を添加した。OGD群のプレートは脱酸素剤、嫌気指示薬の入ったアネロパック角型ジャーの中に入れ、CO^2インキュベーター内で5時間培養した(OGD処理)。一方、コントロール群のプレートはそのままCO^2インキュベーター内で5時間培養を行った。OGD群およびコントロール群ともに通常培地へ戻し培養した。また、OGDモデルの妥当性を検討する目的で、OGDのマーカータンパク質である低酸素誘導性因子HIF-1α(hypoxia-inducible factor-1α)の発現誘導をwestem blotting法により解析した。2、OGDモデルにおける中枢神経系CYPの発現変動OGD処理後の各種神経細胞を回収し、RNA抽出、逆転写反応および一本鎖cDNA合成を行った。その後、リアルタイムPCRを行い、CYP分子種(CYP1A1、1B1、2B6、2E1、2J2、46A1)のmRNA発現について定量解析した。【研究成果】上記結果より、アネロパックを用いた低酸素負荷を神経細胞に与えることが出来たことが示唆された。そして、OGD処理によって、神経細胞でのCYPIAI、1B1、2J2mRNA発現量が変化する可能性が示された。さらに、ニューロンおよびアストロサイトにおいて、OGD処理によるCYP1B1の発現応答性が異なる可能性が示唆された。
イオン対協奏型触媒系の創出を指向した光学活性テトラアミノホスホニウム塩の開発

近年、生体分子にヒントを得て、分子の高次構造を人工的に組み上げた機能性超分子の創製を目指す研究が盛んに行われている。しかしこれに生体酵素のような触媒活性及び立体制御能を付与し、キラル超分子触媒として機能させることは未だ困難なテーマとなっている。申請者は、オニウム塩触媒のイオン対としての本質に注目し、イオン対全体の構造と機能を総合的に利用した真の「イオン対触媒系」の確立を目指す中で、反応系内で自発的に組み上がる類例のないキラル小分子会合型触媒の創出に成功している。さらに、本超分子触媒に特徴的な振る舞いを分光学的に明らかにし、会合状態を自在に制御することで新しい分子変換を実現している。今回、反応性アニオンに着目し、脱プロトン化/プロトン化に加えてアニオンを反応剤として利用した反応系開発に取り組んだ。具体的には、アズラクトンのアンビフィリックな反応性をホスホニウムアリールオキシドと組み合わせ、塩基性アニオンによる基質のラセミ化と、アニオンを求核剤とした開環を鍵とする動的な速度論的光学分割を目指した。しかし、現在までにその精密な制御を成し遂げるには至っていない。そこで並行して前年度に引き続き、キラル小分子会合型触媒を新たな反応系へ適用し、その可能性の追求を図った。その結果、本小分子会合型触媒の溶液状態における挙動を解析する過程で、新たな会合状態の制御法、すなわち溶媒の極性に依存した会合現象を見出した。さらに、これを利用することで2位無置換アズラクトンのニトロオレフィンへの高立体選択的共役付加反応を実現した。この結果は、同一の構成要素から反応系に応じて望みの会合状態を自在に組み上げ、触媒として機能させ得ることを実験的に明らかにするものである。またこの事実は、触媒が形づくる反応場を精密に設計する上で強力な武器となることが容易に想像され、拡張性の高い方法論の開発につながることが期待できる。近年、生体分子にヒントを得て、分子の高次構造を人工的に組み上げる機能性超分子の創製を目指す研究が盛んに行われている。しかしこれに生体酵素のような触媒活性及び立体制御能を付与し、キラル超分子触媒として機能させることは未だ困難なテーマである。本研究において、これまでにオニウム塩触媒のイオン対としての本質に注目し、イオン対全体の構造と機能を総合的に利用した真の「イオン対触媒系」の確立を目指す中で、アリールオキシドを対アニオンとするホスホニウム塩が、反応系中で自発的に組み上がり、高機能性の有機小分子会合型触媒としてふるまうことを明らかにしている。今回、本触媒系の適用範囲の拡大を目指して他の求核種への適用を試みた。具体的には、アズラクトンを求核種前駆体として得た知見を基に、構造的類似性を持つブテノリド骨格を取り上げ、様々な親電子剤への適用を試みた。そこで、より精密な反応設計を実現する上で、本会合型触媒の溶液中での詳細な挙動について調べる必要があると考え、これを並行して行った。その結果、低温NMR測定及び単結晶X線構造解析により、有機小分子会合型ホスホニウム塩が固体及び溶液状態において3種の異なる会合状態をとり、これらを任意かつ段階的に制御できる可能性を示唆する結果を得た。さらに、系中で選択的に調製したこれら3種の会合体を触媒とし、2位無置換アズラクトンのシンナミルベンゾトリアゾールへの共役付加反応を行ったところ、それぞれの会合状態を反映した反応結果が得られた。この知見は、同一の構成要素から様々な会合状態を持つ触媒を自在に組み上げ、それぞれ異なる触媒として機能させ得ることを実験的に明らかにするものである,またこの事実は、触媒が形づくる反応場を精密に設計する上で強力な武器となることが容易に想像され、拡張性の高い方法論の開発につながることが期待できる。

この結果は、同一の構成要素から反応系に応じて望みの会合状態を自在に組み上げ、触媒として機能させ得ることを実験的に明らかにするものである。またこの事実は、触媒が形づくる反応場を精密に設計する上で強力な武器となることが容易に想像され、拡張性の高い方法論の開発につながることが期待できる。