hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心房細動における心房炎症の意義と電気生理学的特徴： FDG-PETを用いた検討

FDG取り込み部位の洞調律中の心房電位波高は4-6mVと保たれていたが、FDG-の4例における同一部位の波高に比して低い傾向にあり、心房細動中の興奮周期はFDG+の部位にて低い傾向にあった。カテーテルアブレーション施行後洞調律が維持されているFDG+群のうち2例で12ヶ月後に再検したところFDG取り込みが消失していた。これらの結果から、心房細動における心房へのFDG取り込みは、心房細動の持続や心負荷による心房リモデリングの過程で生じる心房炎症を反映し、それらは可逆的であることが示唆された。本年度は7例を予定していたが、1例あたりの検査代金が予定より低額で済んだこと、前年度からの繰越金を使用できたこと、計上していた旅費を使用せずに済んだことから、本年度は13例に対してPET-CTを施行することができた。心房細動における心房炎症の意義と電気生理学的特徴をFDG-PETを用いて検討した。2016年度および2017年度の検討では、カテーテルアブレーション前にFDG-PETを施行した19例中11例で心房へのFDG集積が見られ、その臨床背景として1持続性心房細動であること、2BNP高値であることが有意な因子であった。FDG集積のある部位は右心耳、左心耳など心筋壁の厚い部位であった。術中に両心房をマッピングし洞調律中のボルテージマップを作成したところ、FDG集積部位の電位は正常範囲であったものの、FDG集積のない症例と比較すると心房の電位波高が小さい傾向が見られた。これは炎症による心筋逸脱が原因であると推測した。電気生理学的には、FDG集積部位の伝導速度は保たれており、また非肺静脈起源の期外収縮の起源とも相関せず、アブレーション焼灼部位決定に有用ではないと考えられた。2018年度には、発作性心房細動症例および持続性心房細動症例をそれぞれ1例ずつ追試し同様の結果が得られ統計学的有意水準に達した。また、術前にFDG集積を認め、カテーテルアブレーション後に洞調律が維持されている症例のうち5例において手術1年後に再度FDG-PETを施行、前年度までに施行した2例と併せた7例全例でFDG集積が消失していた。また、これらの症例ではBNPが正常化や左房径の短縮を伴うリバースリモデリングを認めた。以上から、心房細動における心房FDG集積は心房細動持続や心負荷を伴う心房リモデリングの過程で生じる心房炎症を反映し、それらは洞調律化により解消する可逆的な変化であることが示唆された。平成28年度に不足した発作性心房細動症例2例を早期にinclusionし、それらの特徴が平成28年度と同様かを確認し、当初予定の7例は28年度においてFDG取り込み率の高い持続性心房細動症例を対象とする。今年度は5例行えるため、術前にFDGの取り込みを認めアブレーション後心房細動が治癒した症例や、再発し2回目の治療を行う症例を対象とする。FDG-PET/CTを行う症例を10例予定していたが8例にとどまり、かつPET-CTに要する1例あたりの費用が予定より低額で済んだことが、予定額よりも低額でとどまった理由である。また、本年度は当該研究に関する学会発表がなかったため、予定してた旅費を使用しなかった。PET検査費用が1例あたり89000円要するため、残金がそれ以下である場合は症例を追加することができない。そのため次年度へ繰り越した。29年度は7例を予定していたが、前年度の繰り越し2例に加え、さらに2例、計11例に対してPET-CTを行うことができる。
神経カルシウムチャネルの調節機構に関する研究

神経系における電位依存性カルシウムチャネルの役割に関して,卵母細胞系を用いて分子レベルでの調節機構を調べる実験と,脊髄切片を用いて一次感覚神経終末部における調節機構を調べる実験のそれぞれについて,以下のような成果を得た。(1)卵母細胞系:N型カルシウムチャネルについて見られるGタンパク質からの持続的な抑制がGタンパク質βγサブユニットによるものであること,protein kinase Cによるリン酸化がこの抑制を競合的な様式で排除すること,細胞内のGTP灌流によってこの抑制が消失することを明らかにした。また,共発現させたオピオイド受容体の刺激によってN型チャネルでは持続的な抑制と同じく,脱分極で解除されるような抑制がかかるが,Q型チャネルの場合には脱分極で解除されないような抑制がかかることを見出した。この脱分極で解除されない抑制はN型チャネルにGTPγSを適用した場合や,細胞内をGTPで灌流した場合に単離されうることを明らかにした。また,ヒトcDNAライブラリより細胞内ループが欠失した2種類の新規N型カルシウムチャネルを発見し,この欠失変異体がalternative splicingによるものであることをRT-PCRを用いて示した。(2)脊髄切片系:ラット後根付き脊髄スライスを作成し,人工脳脊髄液中にてBlind Patch-Clamp法を適用して後根刺激に対するEPSPを記録した。この応答はAδ線維を介するものとC線維を介するものの2種類が判別でき,C線維からの入力を高頻度で反復し激した場合にのみ脊髄ニューロンに緩徐な脱分極が起こること,この緩徐な脱分極がμオピオイド受容体,GABA_A受容体,GABA_B受容体,セロトニン5-HT_<1A>受容体のいずれかの刺激によってシナプス前性に抑制されることを見出した。さらに,グルタミン酸による通常の興奮性伝達がN型チャネルを介して行われているのに対して,緩徐な脱分極を起こす伝達物質の放出にはP型チャネルが主として関与することを明らかにした。本年度は卵母細胞系を用いる分子レベルでの調節機構を調べる実験と,脊髄切片を用いて一次感覚神経終末におけるシナプス伝達に対する調節機構を調べる実験のそれぞれについて,以下のような成果を得た。(1)卵母細胞系:N型カルシウムチャネルについて見られるGタンパク質からの持続的な抑制がGタンパク質βγサブユニットによるものであること,protein kinaseCによるリン酸化がこの抑制を競合的な様式で排除すること,細胞内のGTP潅流によってこの抑制が消失することを明らかにした。この脱分極で解除されない抑制はN型チャネルにGTPγSを適用した場合や,細胞内をGTPで潅流した場合に単離されうることを明らかにした。この応答はAδ線維を介するものとC線維を介するものの2種類が判別でき,C線維からの入力を高頻度で反復し激した場合にのみ脊髄ニューロンに緩徐な脱分極が起こること,この緩徐な脱分極がμオピオイド受容体刺激によって抑制されることを見出した。

2年目にあたる平成10年度は細胞発現系を用いる分子レベルでの調節機構の研究と,脊髄切片を用いて一次感覚神経終末におけるシナプス伝達に対する調節機構を調べる研究のそれぞれについて,以下のような成果を得た。(1)細胞発現系:ヒトcDNAライブラリより細胞内ループが欠失した2種類の新規N型カルシウムチャネルを発見し,この欠失変異体がalternative splicingによるものであることをRT-PCRを用いて示した。また,このチャネルをヒトβサブユニットとともにHEK細胞に発現させたところ,カルシウムチャネルとして機能することがわかった。このtruncatedformはチャネルの開口時定数,電位不活性化曲線,ωconotoxin GVIA感受性のいずれにおいても,全長N型チャネルとは異なる性質を示した。また,このように細胞内構造を欠くチャネルでもGタンパク質βγサブユニットの活性化による持続的抑制がかかること,また,その抑制が脱分極によって解除されることを見出した。(2)脊髄切片系:ラット後根付き脊髄スライスを作成し,人工脳脊髄液中にてBlindPatch-Clamp法を適用して後根刺激に対するEPSPを記録した。C線維からの人力を高頻度で反復し激した場合に起こる緩徐な脱分極応答に関して,GABA@@S2A@@E2受容体,GABA@@S2B@@E2受容体,セロトニン5-HT@@S21A@@E2受容体の刺激がこの脱分極を抑制することを見出し,後二者の抑制については,シナプス前性に起こるものであることを明らかにした。
Tutorialsの日本の大学カリキュラムへの適用と修正

PERカリキュラムの典型としてTutorialsの実践と、それを効果的にするための工夫(インストラクショナルデザイン、ARCS動機づけ方略、ファシリテーション)、より詳細な情報を得るためのテスト妥当性研究として質問紙調査等を行った。TutorialsなどPERカリキュラムの多くは、学習者が保持しているとされる「誤概念」を引き出し、認知的葛藤状況に直面させ、より適切な推論へと解決させる学習サイクルを想定しているが、このような学習サイクルがうまく機能しない学習者が少なくないことに注目し、より詳細な理論的分析の必要性を訴えるに至った。その一つの候補としてp-prims論による考察を行った。我が国の大学の物理教育/理科教育の授業でTutorialsを用いている実践校としては、申請者の福井大学のほか、いずれも教員養成系大学である。すなわち米国のような純正の理工系導入教育として実践されてはいないことが示唆される。以下に述べるように、PERの先行研究成果や先行カリキュラムを現象論的に追試してゆくことは、我が国の物理教育の発展のために必要なリサーチプログラムであると考えられるが、米国の状況を遅れて追跡している状況があるように思われる。米国でのその後のPERの手法や興味関心の推移を見ると、より理論的な方向にシフトしつつあることがわかる。このようなトレンドの情報共有を日本の物理教育コミュニティにおいて行うためにも、PERカリキュラム実践者の実感を伴った情報の提供が必要であり、本研究の成果はこのような問題意識に立つものである。さて、本研究実施1年目の業績は以下の2点に集約される。[1]Tutorialsを日本の大学生に適合するよう、カリキュラムの修正と実践を継続した。このような改変の構成原理としてインストラクショナル・デザインと熟練教員との授業研究の手法を用いた。教育効果としてPER概念テストの規格化ゲインを目安として用いると、先行年度に安定した結果が得られた。(H28年度のスコアは未発表)[2]Tutorialsの教育効果の測定ツールであるPER概念評価テストの限界に関する知見を得た。これにより規格化ゲインのみに着目する効果記述は控えるべきであることが示唆される。(物理学会にて発表)チュートリアルの実践も5年目となり、実施、改変の細やかなknow-howが蓄積されてきており、学会発表に加え、Skypeを利用した授業研究、メールによる他研究者との情報交換が順調に進んでいる。また、チュートリアルが当然、最終的、理想的なカリキュラムではなく、その適用限界も徐々に明らかになってきている。きわめて大雑把に言えば、それは「物理学への入門者(入門済みの者)」を想定したカリキュラムであることである。おそらくこの点がElicit-Confront-Resolveメソッドやソクラテス的問答法における素朴概念やp-primの発現による議論の停滞、問題文の解釈の困難(表面妥当性)として現れている。米国物理教育研究(PER)の源流と目されるWashington大学McDermottらのグループが開発したTutorialsを日本の大学教育実践に適合するよう修正、実践、評価を行った。現状のPERは工学的・定量的になされるのが一般的であり、筆者も概念テストを用いたプレポストテストの規格化ゲインを用いているが、本研究では、教育・学習の質的側面に重心を移していった。質的側面へのアプローチは、実践的・探索的・一人称的な試行錯誤の省察と、理論的フレームワークの探索に関する調査研究を含む。Tutorialカリキュラムの実践研究は、McDermottグループやMaryland大学Redishグループのように「調査&研究→修正&開発→実践&評価」のサイクルを回すのが定石である。この道をたどりつつ、サイクルの各プロセスに関する実践研究に関する実践的省察と、学習・教育事象をモデル化するための基礎理論に関する調査を行った。現時点での暫定的な結論は以下の通りである。(1)Tutorials実践の精緻化のため、インストラクショナルデザイン、動機づけ方略、ファシリテーション介入、フレーミングのメッセージなど、多様な教授方略との結合を行ったところ、幾何光学分野でLOCEを用いての規格化ゲインは0.5前後の値を再現した。この結果の解釈は多様であるが、少なくとも事実としてPER初期に言われた「規格化ゲイン0.7の壁」を超えることはできなかった。(2)問題文の読解、問題状況の理解、認知的葛藤の非生起に関する困難が個別の学習者の中に見出された。これらの困難は定量的な測定に基づく研究に終止している限り決して見えては来ないものである。これらの問題を解明するための第一歩として、diSessaのp-prims論(断片知識論)に着目し、その使い方、解釈に関する研究を開始し、その経過を学会等で報告した。筆者自身の実践により体験された誘導探究型、概念形成・推論能力育成を目的としたチュートリアル型カリキュラムの限界は、Redishが今世紀に入ってから主張したような理論的フレームワークの欠如に基づくように思われる。認知科学・学習科学の先行研究がこの点をcareするように思われる。

ただし、教育研究における「高次の学習能力」の指示内容について、物理学disciplineとコンピテンシー学力観との間で、なんらかの歩み寄りが必要と思われる。これらの点を意識しながら、2年目の実践研究を続けていきたい。物理教育、理科教育学Tutorials in Introductory Physicsの第2版が出版されるとの情報があったため、手配を待つことにした。これに応じて、実験消耗品の手配を見送った。また、理科教育学の専門図書にあたっていく中で、2000年以降、理科教育学・物理教育・認知科学の接近を知り、購入図書計画を認知科学(および学習科学)方面まで広げて再検討する必要を判断した。第1版を手配し、それに応じた実験消耗品を手配する。理科教育学の専門図書に、認知科学・学習科学寄りのものを追加する。
積雲対流と慣性重力波との相互作用に関する観測的研究

この研究の目的は,これまで可能性が指摘されるだけに留まっていた,積雲対流による慣性重力波の生成,ならびに慣性重力波による積雲対流の組織化について,亜熱帯域(日本国内)あるいは熱帯域(インドネシアおよびタイ)における観測や既存観測データ収集を行うことによって研究することであった.これまでの一点観測では経時変化と空間変化が分離しにくかったことを考慮し,可搬型GPSレーウィンゾンデ装置を導入し,固定大気レーダーの存在する滋賀県信楽町などの周辺に投入した.また本研究グループがこれまで亜熱帯熱帯域において実施あるいはデータ収集してきた,境界層レーダー観測,レーウィンゾンデ観測,地上気象観測のデータと,気象庁の官署観測や客観解析のデータとを総合的に解析し,慣性重力波・積雲対流の両方,および背景風の気候学的振舞に関する知見を得た.またデータ解析に用いる計算機設備を充実させ,時間・鉛直に関する単色波解析,スペクトル解析などを用い,慣性重力波の波動要素を次々と求め,次いでそれらを季節・高度(・緯度・経度)の関数として整理するとともに,気象庁等の観測資料を入手し,積雲対流や各種低気圧など対流圏内の気象現象の活動度,背景大気の大循環の変動を同様の関数として整理した.以上の研究から,まず技術的には通常のレーウィンゾンデ観測結果からも大気重力波が検出できることを,MUレーダーとの比較による入念な検討から示し,それを気象庁定常高層気象データに適用して日本列島における重力波活動度の季節・水平分布を解析した.特に東日本の地形に起因すると見られる重力波が,冬季成層圏に活動の極大を持ち,さらに日々あるいは経年変動を持つこともわかった.またレーダー・レーウィンゾンデ同時観測によって,信楽の梅雨季の対流性降水雲とその周囲の微細構造,インドネシアのスルポン・ビアク・ブキティンギでの数日10日程度の周期の波動と対流性降水雲の間に密接な関連を見出した.このような重力波活動度,積雲活動度,大循環の連動は,準2年周期の経年変動にも認められた.この研究の目的は,これまで可能性が指摘されるだけに留まっていた,積雲対流による慣性重力波の生成,ならびに慣性重力波による積雲対流の組織化について,亜熱帯域(日本国内)あるいは熱帯域(インドネシアおよびタイ)における観測や既存観測データ収集を行うことによって研究することであった.これまでの一点観測では経時変化と空間変化が分離しにくかったことを考慮し,可搬型GPSレーウィンゾンデ装置を導入し,固定大気レーダーの存在する滋賀県信楽町などの周辺に投入した.また本研究グループがこれまで亜熱帯熱帯域において実施あるいはデータ収集してきた,境界層レーダー観測,レーウィンゾンデ観測,地上気象観測のデータと,気象庁の官署観測や客観解析のデータとを総合的に解析し,慣性重力波・積雲対流の両方,および背景風の気候学的振舞に関する知見を得た.またデータ解析に用いる計算機設備を充実させ,時間・鉛直に関する単色波解析,スペクトル解析などを用い,慣性重力波の波動要素を次々と求め,次いでそれらを季節・高度(・緯度・経度)の関数として整理するとともに,気象庁等の観測資料を入手し,積雲対流や各種低気圧など対流圏内の気象現象の活動度,背景大気の大循環の変動を同様の関数として整理した.以上の研究から,まず技術的には通常のレーウィンゾンデ観測結果からも大気重力波が検出できることを,MUレーダーとの比較による入念な検討から示し,それを気象庁定常高層気象データに適用して日本列島における重力波活動度の季節・水平分布を解析した.特に東日本の地形に起因すると見られる重力波が,冬季成層圏に活動の極大を持ち,さらに日々あるいは経年変動を持つこともわかった.またレーダー・レーウィンゾンデ同時観測によって,信楽の梅雨季の対流性降水雲とその周囲の微細構造,インドネシアのスルポン・ビアク・ブキティンギでの数日10日程度の周期の波動と対流性降水雲の間に密接な関連を見出した.このような重力波活動度,積雲活動度,大循環の連動は,準2年周期の経年変動にも認められた.本研究の目的は,積雲対流による慣性重力波の生成,ならびに慣性重力波による積雲対流の組織化について,亜熱帯域(日本国内)あるいは熱帯域(インドネシアおよびタイ)における観測や既存観測データ収集を行って,研究することである.計画調書の時点では,代表者の前任地(京都大学超高層電波研究センター)と同一機関に属する研究者6名,他機関の者4名を分担者としたが,代表者の異動に伴い京都大学の2名(荻野・橋口)のみを分担者として残し(他は協力者とした),新たに神戸大学の1名(岩山)を分担者に加えた.しかし研究計画自体はほぼ申請書のものを踏襲し,初年次である本年度の研究も,ほぼ交付申請書記載の通り進行した.すなわち,これまでの一点観測では経時変化と空間変化が分離しにくかったことを考慮し,可搬型GPSレーウィンゾンデ装置を導入し,並行して開発が完了する可搬型境界層レーダー(BLR)装置とともに,固定大気レーダーの存在する滋賀県信楽町などの周辺に投入することを試みた.この機器は、最近開発されたばかりのものであるため,予め種々の調査を行って観測精度の確認に万全を期し,本年度内は台風などに合わせて予備的観測を行った.また本研究グループがこれまで亜熱帯熱帯域において実施あるいはデータ収集してきた,境界層レーダー観測,レーウィンゾンデ観測,地上気象観測のデータと,気象庁の官署観測や客観解析のデータとを総合的に解析し,慣性重力波・積雲対流の両方,および背景風の気候学的振舞に関する知見を得た.

本研究の目的は,積雲対流による慣性重力波の生成,ならびに慣性重力波による積雲対流の組織化について,亜熱帯域(日本国内)あるいは熱帯域(インドネシアおよびタイ)における観測や既存観測データ収集を行って,研究することである.本年度は,前年度(初年度)購入したGPSレーウィンゾンデ装置等を用いた観測を引続き実施するとともに,データ解析に用いる計算機設備を充実させ,具体的な研究成果を得た.計画事項は以下の通りである.・時間・鉛直に関する単色波解析,スペクトル解析などを用い,慣性重力波の波動要素を次々と求め,次いでそれらを季節・高度(・緯度・経度)の関数として整理した.・気象庁等の観測資料を入手し,積雲対流や各種低気圧など対流圏内の気象現象の活動度,背景大気の大循環の変動を同様の関数として整理した.・上記両者相互の関係を求めた.例えば,重力波活動度,積雲活動度,大循環の全てが準2年周期で振動しているらしいことなどが前年度までの研究でわかってきているので,それらを念頭において解析を進めた.・上記の成果を国内および国外の学会で発表し,他研究者との議論・情報交換も密に行うとともに,学術雑誌に論文として投稿することを目指している.国外における発表は,アジアモンスーンやエネルギー・水収支に関して6月に北京で行われたものなどであった.本研究の目的は,積雲対流による慣性重力波の生成,ならびに慣性重力波による積雲対流の組織化について.亜熱帯域(日本国内)あるいは熱帯域(インドネシアおよびタイ)における観測や既存観測データ収集を行って,研究することである.本年度(最終年度)は,前2年度までのGPSレーウィンゾンデ装置等を用いた観測で得たデータの解析結果を集約し,成果を公表するとともに,次段階への発展的研究計画を含めた研究全体の総括を行った.すなわち,・波動・対流それぞれに関する観測結果を統計的に整理した.・観測実施期間に対応した気象庁等の観測資料を入手し,観測結果と比較対照できる形で整理した.・以上に基づく解析結果を学会等で口頭発表するとともに,国際学術誌に論文として投稿・刊行した.・以上を含め本研究全体を取りまとめた報告書を印刷・刊行した.科学的成果については,前2年度に得たものと併せて上記報告書(冊子体)ならびに同概要(様式13,14)に述べることとする.
粒子シミュレーションによる左心室から大動脈への血流の可視化と圧力変化の検証

平成30年度は本研究最初の年度であったため、まず、左心室から大動脈への血流を正確にシミュレーションするためのモデルを構築した。心臓のデータは本研究に協力して頂いている榊原記念病院より提供して頂いた。一方、本研究は大動脈弁の開閉に伴う血流のトポロジー変化に頑強な粒子法を採用しているため、シミュレーション用モデルも粒子で構成する必要がある。病院より提供して頂いた心臓のX線CT画像を基に詳細な粒子モデルを構築すると、多大な粒子数を必要とするため、シミュレーションには非常に多くの時間を要する。そこで、シミュレーション用PCの計算リソースであるCPUパワーとメモリ容量を勘案しながら、粒子を削減し、しかも、シミュレーションに必要な心臓の詳細部を保ったまま左心室から大動脈までの粒子モデルを構築した。ただし、大動脈弁は提供して頂いたX線CTには詳細に撮影されていなかったため、医学書を参考に手動で作成した。さらに、本研究では血液である流体と、大動脈壁や大動脈弁という弾性体の2種類の属性を持つ物質を対象としてシミュレーションを行う必要があるため、連続体の基本的な支配方程式であるコーシーの運動方程式から、流体用のナビエ・ストークス方程式と弾性体用のコーシー・ナビエ方程式を導出し、必要なパラメータを設定することでシミュレーションを行った。しかしながら、本研究は人体の中でも特に重要な心臓という臓器を扱う関係上、シミュレーションに必要な物質の剛性など必要なパラメータは未知である部分も多く、未だ正確なシミュレーションは行えていない。今後、2年間をかけて必要なパラメータをできるだけ正確に設定し、左心室から大動脈への血流に伴う圧力変化を測定し、正確なシミュレーションが行えるように改善を試みる予定である。当初の目的は、1)実データを基にした左心室から大動脈までの粒子モデルの構築、2)流体と弾性体を対象としたシミュレーション手法の確立、3) CGを用いた血流の可視化、4)血流に伴う左心室から大動脈への圧力変化の測定、の4項目であり、初年度で3)まで進んでいるため。現在、シミュレーション用粒子モデルを構築し、また、シミュレーション手法を確立して、左心室から大動脈までの血流の可視化を行っているが、血流に伴う左心室から大動脈までの圧力変化が文献値とは異なっている。これにはシミュレーションに用いる物性値が必要不可欠であるが、シミュレーション対象が人間の心臓ということもあり、正確な数値が不明であることが多い。そのため、今後は医学書を参考にしながら、必要なパラメータを設定し、血流に伴う左心室から大動脈までの圧力変化が文献値に近づくように試行錯誤を繰り返す予定である。研究成果を発表するための旅費が不足するため100,000円の前倒し請求を行ったが、若干の余裕があったため残高(17,671円)を次年度費用として使用することとした。
小児齲蝕の新たな予防法開発へ向けたリスク増悪因子の解明

Brain Heart Infusion (BHI)液体培地を用い、37°Cの嫌気条件下培で対数増殖期まで養した臨床分離臨床分離Streptococcus mutans(S. mutans)を用いてフローセルシステム内でバイオフィルムを形成させ、齲蝕関連遺伝子gtfBとatpDのmRNA発現量を測定した。pH7.0とpH5.5のBHIでバイオフィルムを形成させ高齲蝕群と低齲蝕群で比較したところ、酸性環境下で両群とも発現量が増加したが、高齲蝕群の増加率のほうが大きかった。S. mutansの酸性環境への適応と齲蝕重症度との関連が示唆された。齲蝕は,小児歯科臨床において最も多く遭遇する疾患であり,予防法を確立するうえで個人が保有する齲蝕原因菌の性状を把握することは重要である。主要な齲蝕原因菌であるStreptococcus mutans(S. mutans)は,口腔内の様々な環境変化による影響を受けている。今年度,小児から分離したS. mutansの,バイオフィルム内での齲蝕関連遺伝子の発現量と齲蝕重症度との関連を検討した。gtfBのmRNA発現量は,pH7.0と比較して酸性環境であるpH5.5において両群ともに減少したが,齲蝕高リスク群ではpH7.0での約6割の発現量であったのに対し,齲蝕低リスク群では約1割まで減少した。atpDのmRNA発現量は,齲蝕高リスク群でpH5.5での発現量は減少しているが,齲蝕低リスク群と比較すると酸性環境下でも多く発現している傾向が認められた。齲蝕は小児歯科臨床において最も多く遭遇する疾患である。主要な齲蝕原因菌であるStreptococcus mutans(S. mutans)は、口腔内の様々な環境変化による影響を受けており、個人が保有するS. mutansの性情を解明することは齲蝕予防において重要である。本研究では、小児より得た臨床分離S. mutansのバイオフィルム内での齲蝕関連遺伝子発現量を測定し、これまでに明らかにした浮遊状態での遺伝子発現量との違いと齲蝕重症度との関連を検討した。バイオフィルム形成にはフローセルシステムを用いた。Brain Heart Infusion液体培地にて対数増殖期まで培養した臨床分離S. mutans (高齲蝕群、低齲蝕群)を、2 ml/minの速度でフローセルシステム内を流動させ、形成されたバイオフィルムからmRNAを抽出した。S. mutansの16SrRNAを内部コントロールとし、不溶性グルカン合成に関与するglucosyltransferaseB遺伝子(gtfB)および酸性環境下への適応に関与するF-ATPのβサブユニットであるatpDのmRNA発現量をReal- ime RT-PCR法により測定した。浮遊状態でのgtfB, atpDのmRNA発現量は、高齲蝕群で増加し、低齲蝕群では減少していたのに対して、バイオフィルム形成下では両群ともに増加していた。しかし、低齲蝕群と比較すると高齲蝕群の増加率は大きかった。口腔内においてS. mutansはバイオフィルムを形成しており、齲蝕リスクの高い小児が保有するS. mutansはバイオフィルム内でも齲蝕関連遺伝子を多く発現することができることが示唆された。小児歯科学小児口腔内より分離したS. mutansが形成するバイオフィルム内における齲蝕関連遺伝子のmRNA発現量と齲蝕重症度との関連を検討することを研究の一つの目的としているが,現在までに,ガラス試験管を用いてバイオフィルムを形成させる実験を遂行することができた。しかし,平成25年度内にフローセルシステムを利用したバイオフィルム形成の実験系を構築する予定であったため,研究の達成度に遅れが認められる。今後,フローセルシステムを利用した実験系を構築し,臨床分離S. mutansの齲蝕関連遺伝子発現量や不溶性グルカン合成能と齲蝕重症度との関連を検討する。今後行うバイオフィルム形成実験において,フローセルシステムを利用した流体での実験系を構築することにより,口腔内の条件に近似させた環境下でバイオフィルムを形成させ,齲蝕関連遺伝子の発現と齲蝕重症度との関連性を検討する。検討する齲蝕関連遺伝子として,これまで検討してきたglucosyletransferase B遺伝子(gtf B)および耐酸性機構に関与するF-ATPaseのβ-subunitであるatpDに加え,quorum sensing機構に関連する遺伝子を標的とする。また,培養上清からタンパクを塩析し,不溶性グルカン合成能を検討する。

これらは酸性環境や糖添加状態など環境を変化させて行い,環境変化により齲蝕関連遺伝子発現量や不溶性グルカン合成能にどのような変化が及ぼされるか検討する。また,臨床において齲蝕予防の観点から使用されているフッ化物やキシリトールが,S. mutansの不溶性グルカン合成能や耐酸性能にどのような影響を及ぼしているのか検討する。さらに,バクテリオシンやquorum sensing機構に関連する抗菌ペプチドをS. mutansに作用させて生じる変化を検討する。以上の実験から得られた結果と齲蝕重症度との関連性を統計学的に検討し,効果的にS. mutansの齲蝕病原性を低減させる因子を明らかにし,個々の口腔内状況や保有するS. mutansの性状に適応した齲蝕予防法の確立へと発展させていく。
環境指標生物としての地表徘徊性甲虫類の生活史戦略と飛翔形質の進化系列の関係

地表徘徊性甲虫類(コウチュウ目Coleoptera,オサムシ科Carabidae)のうち、里山の環境指標種として期待できるアオゴミムシ亜科の種について、その季節消長、飛翔能力、繁殖型、食性(餌)を調べた。また、ナガゴミムシ亜科の1種(森林の指標種)クロツヤヒラタゴミムシとゴモクムシ亜科の3種(草地の指標種)ケウスゴモクムシ、オオズケゴモムムシ、コゴモクムシとの生活史戦略の違いを明らかにした。1.解剖:特に注目すべき上記の種に加えて、広域に出現し環境指標生物として主要な種と考えられる5亜科36種について解剖を行い、その生態特性を明らかにし、生活史戦略の類型化を試みた。食性に関しては、動物食(大形餌動物を吸汁により外部消化するタイプ、小形餌動物を丸ごと捕食するタイプ)、植物食(デンプン質タイプ、糖質タイプ、脂質タイプ)、雑食(動物食と植物食の混食)のタイプにわけた。判定は1頭ごとに消化管を取り出しその内容物をスライドグラス上で試薬及び試験紙を用い、併せて光学顕微鏡下でクチクラ片とデンプン粒の観察を実施した。1種についてそれぞれ5頭以上解剖を実施し、食性の判定は、各個体の結果をもとに総合的に判断した。2.フィールド調査(1)主要な種の飛翔形質、繁殖型を調べるために、埼玉・千葉・東京・伊豆など関東を中心に新たにピットフォールによる捕獲調査を実施した。(2)遺伝子解析を行うために、沖縄本島、宮古島、九州、台湾、八丈島でのピットフォール調査を計画し、標本の回収及び定期調査を開始した。解剖による飛翔形質と繁殖型の解明についてはおおむね良好な結果が得られており、また今後予定している遺伝子解析のためのサンプリングについて、一部終了した。しかし、広域でのサンプリングがやや遅れている。現在すすめている食性の判定法及び、野外条件下での産卵数の推定法を確立する。さらに核遺伝子解析によりオサムシ科の広域普通種の系統樹を調べ、飛翔形質との関係を明らかにする。理由:本年度の研究実施計画のうち、解剖による飛翔形質と繁殖型の解明については予定通り実施することができた。しかし、遺伝子解析のためのサンプリングについて一部終了したものの、広域でのサンプリングが少し遅れたため、次年度使用額が生じた。使用計画:今後予定している遺伝子解析のためのサンプリングを広域で行い、併せて各地域での情報収集も行うために使用する予定であり、飛翔形質と進化の関係を検討していきたい。
豪雨と地震の同時期生起に対する盛土のマルチハザード分析

2004年の新潟県中越地震では、自然斜面と盛土に多大な被害が生じた。この大被害は、作用した地震動が大きかったことに加えて、地震が発生する数日前より大量の降雨があったことが関与していると考えられている。一方で、これまでの設計においては、大きな地震動と大量の降雨の影響を同時に考慮することは行われていない。これは、大地震と豪雨のような異常事象が同時に生起する確率が無視できるほど小さいことを前提としている。しかしながら、1968年の十勝沖地震において青森県三戸郡の目時で生じた道路盛土と鉄道盛土の大規模な崩壊も直前の豪雨の影響を受けたと考えられており、中越地震だけが例外なわけではない。以上の背景のもとで、本研究においては、豪雨と地震の同時期生起による盛土のマルチハザードを対象に、豪雨による飽和度の変化とその後の地震荷重が盛土の安定性におよぼす影響を定量的に評価することを目的とした検討を実施する。最終年度である本年度は、三軸試験時にセル圧の制御を行って地震時の応力状態の変化をより正確に再現するとともに、供試体の非排気状態もより厳密に再現した条件下で、稲城砂の繰り返しせん断強度変形特性に及ぼす飽和度の影響を明らかにした。さらに、セル圧の制御を行うことにより、三軸伸張側のみにひずみが累積する傾向を低減できるとともに、非排気状態のより厳密な再現が、繰り返しせん断強度特性に顕著な影響を及ぼすことを明らかにした。以上の背景のもとで、本研究においては、本研究においては、豪雨と地震の同時期生起による盛土のマルチハザードを対象に、以下の2点を明らかにすることを目的として実験的および解析的な研究を実施する。a.豪雨による飽和度の変化とその後の地震荷重が盛土の安定性におよぼす影響を定量的に評価する。b.盛土の安定性が損なわれるような規模の地震と豪雨が同時期に生起する確率を定量的に評価する。本年度は、盛土を構成する砂質土の繰り返しせん断強度変形特性に及ぼす飽和度の影響を実験的に明らかにするために室内土質試験装置の改良を行った。また、改良後の試験装置を用いて稲城砂の繰り返し三軸試験を実施した結果、飽和度が高まるほど液状化強度が低下すると同時に、残留変形特性にも変化が生じることを明らかにした。
多周波ESR分光法による新規機能性高スピン分子システムの開拓

前年度に合成した4つのニトロキシドラジカルサイト導入した高スピン分子である「メタシクロファンニトロキシドテトララジカル」(以後、テトララジカル)の詳細な電子状態と分子構造を評価するために、分子軌道計算と半経験的なゼロ磁場分裂テンソルの計算を行った。分子軌道計算によるスピン密度分布は、全体のスピン密度の内98%が窒素と酸素原子上に集中し、電子スピンはニトロキシドラジカルサイトに局在化していることが分かった。これは、メシチルニトロキシドモノラジカルとテトララジカルにおける各々のラジカルサイトの電子分布が大きく違わないことを示しており、モノラジカルとテトララジカルの超微細相互作用の大きさがスピン射影因子のみで説明づけられること整合する。また、ESRスペクトルの測定から得られたゼロ磁場分裂定数D、Eをもとに、凍結溶媒中におけるテトララジカルの分子構造について検討した。仮定した種々の分子構造に基づき、4スピンクラスターモデルを用いたゼロ磁場分裂テンソルの計算を行い、実験値との比較からテトララジカルの分子構造を明らかにした。テトララジカルのX線結晶構造はほぼS_4の対称性を持っており、比較的対称性が高いため、結晶構造を仮定したときのD値は過小に見積もられることから、局所的な構造変化による対称性の低下と大環状骨格の構造歪みが生じていることは明白である。ニトロキシド基の配向と大環状骨格の構造歪みを仮定した分子構造を適用することにより、矛盾無くゼロ磁場分裂定数を再現することができ、凍結溶媒中の分子構造を明らかにすることができた。以上より、テトララジカルの凍結溶媒中での分子構造が、X線結晶構造とは大きく異なるという事を実験的に初めて明らかにするとともに、大環状高スピン分子の電子・分子構造の評価法としてのESR分光法の有用性を実証することができた。包接機能性に優れるカリックスアレンを用いた金属応答型高スピン磁気的システムを構築するための設計指針を確立することを目的として、カリックスアレンの基本骨格を通したスピン間の磁気的相互作用について詳細に検討した。スピン間の磁気的相互作用を明らかにするためのモデル分子として、比較的剛直な分子骨格を有するメタシクロファンにニトロキシドラジカルサイトを4箇所導入した、メタシクロファンニトロキシドテトララジカル(分子1)を分子設計し、合成に成功した。分子1のX線結晶構造は、ラジカルサイト間の直接的なThrough-space相互作用を逓減するような構造をしており、カリックスアレンの基本骨格を通したラジカル間相互作用を解明するために適した分子システムであることがわかった。溶液状態で観測した分子1のcw-ESRスペクトルは等価な4つの窒素核に由来する9本線を示し、窒素核の超微細結合相互作用よりも大きな交換相互作用がラジカルサイト間に働いていることがわかった。分子1のスピン多重度を同定するためにパルスESR法を用いた二次元電子スピンニューテーション法を適用した。5重項状態に由来するニューテーション周波数が観測されることを明らかにし、分子1中の4つのスピンサイトが大環状骨格を通じて磁気的に相互作用し、基底5重項高スピン(S=2)状態を形成していることを実験的に証明した。得られた結果は、カリックスアレンの基本骨格を利用して、高スピン状態が構築可能であることを明確に示すものであり、ゲスト応答型高スピン磁気的システムを分子設計する際の重要な知見となる。また、非局在型高対称高スピン系の電子状態・分子構造と量子物性の相関の解明を目的として、さまざまな比局在型高対称分子の分子軌道計算を行い、縮約密度行列法を適用することにより分子軌道から主要なスピン構造の抽出を行い、非局在型高スピン分子の化学結合論的な考察を行った。
後方ラマン散乱光観測による火山性流体のリモートセンシング

活動的火口湖などの天然における強酸性水溶液の酸濃度を遠隔的に観測するための基礎的な実験を行った.532nm,0.6Wの固体レーザーを励起光として,純水,各種濃度の塩酸水溶液の後方散乱ラマン光を30cmの距離をおいて観測した.ラマン散乱光はモノクロメーターで分光し,フォトマルチプライヤーで光検出した.その結果,642nmと650nmに水分子に特徴的なラマン光を観測し,それらのピーク高さの比が,酸濃度と相関することを確認し,ラマン光観測による水溶液酸濃度の推定が可能であることを実証した.活火山の火口に形成される火口湖は活動的火口湖と呼ばれ,その特徴的な色彩から,阿蘇山,草津白根山などでは観光資源となっている.しかし,活動的火口湖では前兆的な地震活動を伴わずに水蒸気爆発が発生し人的被害が発生する危険性がある.水蒸気爆発は熱水溜りの爆発でありマグマの移動を伴わずに発生するので,かならずしも前兆的な地震活動を伴わないと考えられている.一方で,爆発の駆動力である熱水溜りに存在する流体の一部は火口湖水に流入するので,爆発時に熱水の化学組成が変化するなら,火口湖水の化学組成をモニタリングすることにより,水蒸気爆発の予知につながる可能性が開かれる.火口湖水の化学的な情報を得るには,火口湖水を採取して化学分析することが最も信頼性の高い方法であるが,火口湖は接近が困難な場合が多く採取に危険を伴い,特に噴火が切迫した場合に直接採取は断念せざろう得ないだろう.つまり直接的な採取にたよる方法では,化学的観測による噴火予知に本質的な限界が伴う.本研究では,火口湖に遠隔地点からレーザー光を照射し,後方散乱するラマン光を観測することにより,火口湖水の化学的な情報を取得し,火山噴火予知の可能性を化学的な手法で拡大することを目的としている.平成24年度は,前年度に組み立てた装置を用い液体のラマン光観測を行った.励起光には,532nm,0.6Wの連続発振レーザーを用い,試験管にいれた純水,3N,6NのHCl溶液にレーザー光を至近距離から照射し60cm程度はなれた場所から屈折望遠鏡を使い,液体表面の像を分光器のスリットに結像させた.分光された光の検出にはフォトマルチプライヤーを用いた.得られたラマン光ピークは二つのピークが重なっており,デコンボリュートされた水素結合に関連するピークは,酸性度に応じ,高さが直線的に減少することを確認した.活動的火口湖における噴火は水蒸気爆発が特徴的で,前兆地震活動を伴わずに噴火が発生し人的被害が発生する危険性がある.水蒸気爆発は熱水溜りの爆発でありマグマの移動を伴わずに発生するので,かならずしも前兆的な地震活動を伴わないと考えられている.一方で,爆発の駆動力である熱水溜りに存在する流体の一部は火口湖水に流入するので,火口湖水の化学組成をモニタリングすることにより,水蒸気爆発の予知につながる可能性がある.火口湖水の化学的な情報を得るには,火口湖水を採取して化学分析することが最も信頼性の高い方法であるが,特に噴火が切迫した場合に直接採取は困難である.一般に火口湖は深いクレーターの底に形成される場合が多く,急峻な崖をおりて試料の採取をするのは危険である.つまり直接的な採取にたよる方法では,化学的観測による噴火予知に本質的な限界が伴う.本研究では,火口湖に遠隔地点からレーザー光を照射し,後方散乱するラマン光を観測することにより,火口湖水の化学的な情報を取得し,火山噴火予知の可能性を化学的な手法で拡大することを目的としている.平成25年度は,前年度までに組み立てた装置を用い液体のラマン光観測を引き続き行った.励起光には,532nm,0.6Wの連続発振レーザーを用い,試験管にいれた純水,3N,6NのHCl溶液にレーザー光を15cmの距離から照射し60cm程度はなれた場所から対物レンズで液体表面の像を分光器のスリットに結像させた.分光された光の検出にはフォトマルチプライヤーを用いた.検出感度を向上させるために,レーザー光はチョッパーでパルス化し,ロックインアンプを経由してラマン光を検出した.得られたラマン光ピークは二つのピークが重なっており,デコンボリュートされた水素結合に関連するピークは,酸性度に応じ高さが直線的に減少することを確認した.活動的火口湖などの天然における強酸性水溶液の酸濃度を遠隔的に観測するための基礎的な実験を行った.532nm,0.6Wの固体レーザーを励起光として,純水,各種濃度の塩酸水溶液の後方散乱ラマン光を30cmの距離をおいて観測した.ラマン散乱光はモノクロメーターで分光し,フォトマルチプライヤーで光検出した.その結果,642nmと650nmに水分子に特徴的なラマン光を観測し,それらのピーク高さの比が,酸濃度と相関することを確認し,ラマン光観測による水溶液酸濃度の推定が可能であることを実証した.活火山の火口に形成される火口湖は活動的火口湖と呼ばれ,その特徴的な色彩から,阿蘇山,草津白根山などでは観光資源となっている.しかし,活動的火口湖では前兆的な地震活動を伴わずに水蒸気爆発が発生し人的被害が発生する危険性がある.

水蒸気爆発は熱水溜りの爆発でありマグマの移動を伴わずに発生するので,かならずしも前兆的な地震活動を伴わないと考えられている.一方で,爆発の駆動力である熱水溜りに存在する流体の一部は火口湖水に流入するので,爆発時に熱水の化学組成が変化するなら,火口湖水の化学組成をモニタリングすることにより,水蒸気爆発の予知につながる可能性が開かれる.火口湖水の化学的な情報を得るには,火口湖水を採取して化学分析することが最も信頼性の高い方法であるが,火口湖は接近が困難な場合が多く採取に危険を伴い,特に噴火が切迫した場合に直接採取は断念せざろう得ないだろう.つまり直接的な採取にたよる方法では,化学的観測による噴火予知に本質的な限界が伴う.本研究では,火口湖に遠隔地点からレーザー光を照射し,後方散乱するラマン光を観測することにより,火口湖水の化学的な情報を取得し,火山噴火予知の可能性を化学的な手法で拡大することを目的としている.今年度は,観測に必要な装置の部品を選定・購入し組み立て,基本的な性能を確認した.具体的には,小型分光器の部品とカセグレン式望遠鏡を購入した.申請時には,励起光としてパルスレーザーの購入を予定していたが,交付額の削減をうけて断念した.ラマン光励起に用いるレーザーは既存設備の連続発振式のグリーンレーザーを使い,光学チョッパーでパルス化するように研究の内容を変更した.分光器に付属していた光学チョッパーはコリメーションレンズを内蔵し,開口部の大きさが不十分であったため,レンズを外し,開口部を拡大する工作を施した.パルス式レーザーの購入ができなかったが,既存の連続発振レーザーと光学チョッパーを組み合わせ,当初予定していた装置の機能を実現することに成功した.購入した装置を組み合わせ,水溶液のラマン光の観測に成功し,酸性度とピーク強度の関係を確認することに成功した.パルス式レーザーの購入ができなかったが,既存の連続発振レーザーと光学チョッパーを組み合わせ,当初予定していた装置の機能を実現することに成功した.基本的な装置の機能は確保されたので,実際に遠隔的に水溶液の化学的情報を取得できるか実験を重ね,分光器の改良を行い,可能であれば野外観測を実施する.基本的な装置の機能は確保されたので,実際に遠隔的に水溶液の化学的情報を取得できるか実験を重ねる.次年度使用の研究費が発生したのは,予算の制限によりパルス発振レーザーの購入ができなかったためである.【繰り越し金が発生した理由】平成24年度は室内実験に集中し,野外観測の実施を見合わせたために,旅費等に余剰が発生した.【繰り越し金を合わせた使用計画】分光器の感度を大幅に向上させるために,2次元CCDを用いたマルチチャンネル分光器を作成する.その他として実験に用いる消耗品の購入に充てる.装置を野外に持ち運ぶための筐体の製作と,現地調査のための旅費などに研究費を使う予定である.既存の連続発振のレーザーはパルス発振レーザーよりも出力が劣るので,検出器の感度向上や集光力の向上などの方策に研究費を利用することも検討する.
通常教育と特別支援教育の協働による軽度発達障害児の社会統合に関する歴史的研究

本研究では、20世紀前半の学校教育における軽度級「精神薄弱」児の析出過程と彼らに対する分離的教育の実態について、米国を中心に、明らかにした。具体的には以下の3点が考察された。(1)通常学級における学習課題未到達者・留年者の問題が精神薄弱児問題へと焦点化されていく経過が明らかになった。特殊学級対象児の選定は、通常学級担任と校長に権限があったが、特殊学級教員は、選定に関わる情報の収集と提供で連携を図った。また寄宿制特殊学校(施設)は、知能検査やクリニックに人材と知識・技術を提供した。(2)この対象の焦点化は、教育の試行錯誤の結果であり、独自の教育カリキュラムを生み出すこととなった。通常の教育方法では成果の上がらない子ども、すなわち「精神薄弱」児に対しては、その発達段階に応じて生理学的教育法(発達段階の低い子)から始まり、感覚・手工訓練(発達段階中)をへて、職業訓練(発達段階高)へと実際的・経験主義的学習活動で、カリキュラムが構成されるようになっていった。特殊学級における適切なカリキュラムの編成や指導者の研修においても寄宿制特殊学校(施設)が公立学校と協働した。公立学校特殊学級は「精神薄弱」者を見つけだすためのフィルターとして、またその適切な教育の場として機能し、境界線児や仮性精神薄弱児にとっては、適切な進路・コースを見出すためのハブとしても機能していた。(3)米国における教育の場は、「通常学級」、「特殊学級・通学制特殊学校」、「寄宿生特別学校(施設)」の3つである。「通常学級」および「特殊学級・特殊学校」の終了・退学者は、「寄宿制特別学校(施設)」の提供する継続教育、地域支援サービスを受けながら、コミュニティでの自活あるいは保護的生活を実現した者たちがいた。研究初年度である本年度は,1)「精神薄弱」特殊学級関連の史資料,2)通常学級における教育観に関する史資料の収集と粗読みを行い,仮説的に以下の結果が得られた。詳細な分析・検討と仮説の検証が次年度の課題となる。「精神薄弱」特殊学級と当時分類されている学級は,Special ClassやUngraded Classという名称で、1890年代より開設され,広がっていった。実際には,学習遅進児と精神薄弱児(魯鈍と痴愚)が主な対象であった。特殊学級の対象者は,1920年までには,教科学習の面で3年以上の遅れがみられる者が集団知能検査等でスクリーニングされ,さらに個別検査と面接で同定されるようになる。このスクリーニングでは,「精神薄弱」施設(学校)が公立学校と協働した。また知能検査実施や児童生徒の指導のノウハウは,「精神薄弱」施設(学校)が実施する教員研修によって公立学校にもたらされた。大学等での教員養成開始までの間は,「精神薄弱」教育の情報源は施設であった。義務教育ですべての子どもが学校へ通うようになると,公立学校特殊学級は「精神薄弱」者を見つけだすためのフィルターとして,また適切な教育の場として機能し,境界線児や仮性精神薄弱児にとっては,適切な進路・コースを見い出すためのハブとしても機能していた。「精神薄弱」児に対する教育は,施設,特殊学級ともに「感覚訓練」「手工」「授産訓練」「体育(身体訓練)」等が行われた。また,通常学校の「教科学習(Grade Work)」も行われていた。ただし「教科学習」については,グレイド・カリキュラムに沿って計画された指導ではなく実用的な行動をめざしての指導であったと考えられた。施設も特殊学級も魯鈍,軽度痴愚の対象者を多く抱えており,この軽度級の対象者に対する教科学習の指導であると推測された。米国の公立学校特殊学級成立期における精神薄弱者施設と公立学校の協働のうち,特殊学級担当教員養成に関して施設が果たした役割を検討した。施設が,公立学校特殊学級の運営に協力し,教員の研修センターとして精神薄弱児の観察・実習の場を提供したのは,特殊学級が,施設過密のために受け入れられない学齢期の軽度精神薄弱児の教育と保護を補完する一方で,施設が,特殊学級教育後の軽度精神薄弱者のケアを補完することが前提とされたからである。施設があってこその特殊学級の役割が公認される側面が強く,両者の関係は相互補完的関係にあった。また,特殊学級の開設が,施設の教育機能とその教育の質を再考させることになり,教育畑の指導者が求められ,施設と特殊学級の教育のあり方に影響を強めてきた面があることも示唆された。例えば,感化学校や公立学校で教師・校長の経験のあるインディアナ州立施設教育部長ジョンストンが,ヴァインランド施設の副施設長として招かれた。彼は,精神薄弱児の教育は,学科と手工訓練,体育,音楽の4つで構成されるべきであると考え,施設教員に対して,この考えに基づく教育実践を行わせるべく研修を行った。この研修が公立学校教員に開放される形で,特殊学級担当者養成プログラムが開始された。教育学者の中には,施設が教員養成の場となるべきことを強く主張する者もいた。精神薄弱児がいる場所で教員養成がされるべきことと,施設には高度な教育を受けた経験豊かな施設長と研修を積んだ献身的な教員がいることが理由であった。この研修プログラムの修了生は,特殊学級教員として活躍し,また,地域の指導的立場に立った。

例えば,ニューアークの特殊教育主事であったアンダーソンは,『公立学校における欠陥児教育』を著し,類似の養成プログラムの講師も務めた。教育畑の施設指導者と特殊学級教員の教育内容・方法に関する記述の分析・比較検討が次の作業課題である。本研究では、20世紀前半の学校教育における軽度級「精神薄弱」児の析出過程と彼らに対する分離的教育の実態について、米国を中心に、明らかにした。具体的には以下の3点が考察された。(1)通常学級における学習課題未到達者・留年者の問題が精神薄弱児問題へと焦点化されていく経過が明らかになった。特殊学級対象児の選定は、通常学級担任と校長に権限があったが、特殊学級教員は、選定に関わる情報の収集と提供で連携を図った。また寄宿制特殊学校(施設)は、知能検査やクリニックに人材と知識・技術を提供した。(2)この対象の焦点化は、教育の試行錯誤の結果であり、独自の教育カリキュラムを生み出すこととなった。通常の教育方法では成果の上がらない子ども、すなわち「精神薄弱」児に対しては、その発達段階に応じて生理学的教育法(発達段階の低い子)から始まり、感覚・手工訓練(発達段階中)をへて、職業訓練(発達段階高)へと実際的・経験主義的学習活動で、カリキュラムが構成されるようになっていった。特殊学級における適切なカリキュラムの編成や指導者の研修においても寄宿制特殊学校(施設)が公立学校と協働した。公立学校特殊学級は「精神薄弱」者を見つけだすためのフィルターとして、またその適切な教育の場として機能し、境界線児や仮性精神薄弱児にとっては、適切な進路・コースを見出すためのハブとしても機能していた。(3)米国における教育の場は、「通常学級」、「特殊学級・通学制特殊学校」、「寄宿生特別学校(施設)」の3つである。「通常学級」および「特殊学級・特殊学校」の終了・退学者は、「寄宿制特別学校(施設)」の提供する継続教育、地域支援サービスを受けながら、コミュニティでの自活あるいは保護的生活を実現した者たちがいた。