hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ＳＦ６代替ガスとしての自然ガスの有効性の検証

そこで、内部エネルギーの解放作用が大きい一酸化窒素(NO)と付着作用の大きいSF6を用い、放電直後に発生する電子の供給過程を明らかにするため、混合量を2桁以上変化させるとともに、放電時の電荷量を制御して、発生する電子数の測定と内部エネルギーの解放に伴って発生する光を計測した。測定の結果、SF6の場合、混合量に依存して発生する電子数は減少するのに対して、NOは混合量に応じて短時間領域では電子数が増加することが明らかとなり、放電電荷量に対して、発生する電子数が急激に多くなることが明らかとなった。また、NOの場合には放電停止後数秒まで内部エネルギーの解放に伴う発光が計測できた。この光は電極から光電子を発生させることのできるエネルギーである。これらの結果から、脱励起を促進するガスを混合すると、3体反応により内部エネルギーが解放され、電極表面などで電子が発生する可能性の大きいことが明らかとなった。したがって、発生した電子を付着する作用を有するガスを微量混合することが総合的に有効であるものと判断した。これらの結果は、SF6の使用量削減をするための極めて有効な知見となるものと判断できる。放電工学六フッ化硫黄の代替ガスとして窒素混合ガスを用いることを目的として研究を進めている。窒素の内部エネルギーを蓄積する効果により、一回目の放電の後、長時間経過しても電子が発生する事実を解消するために2つの方法を試みてきたが、脱励起の効果は総合的に適さないことが明らかになった。一方、付着作用を有効に利用する方法が適していることが明らかとなった。また、付着断面積の大きさが電子発生量を抑制する大きな要因になることも明らかとなり、最終年度の取り組みを行う上で、実験計画を明確に絞ることができた。SF6代替ガスの選定が本研究の目的である。その際に、自然ガスの選定が環境問題を視野に入れれば重要な条件となる。炭酸ガスの使用も検討されているが、総合的には窒素の選択が妥当と判断している。その場合、本研究で取り組んでいる、内部エネルギーを蓄積する窒素の活性種による問題を解決する必要がある。そこで、問題を解消するガス分子を混合する方法が考えられてきたが、ガスを選定することが初めに必要である。当初の研究計画では、複数のガス分子を選定し、実験的に比較検討することを想定していた。しかし、今年度の研究では、内部エネルギーを解放する作用の大きいガスは、短時間領域では大きな問題を引き起こす危険性が大であることが明らかとなった。この事実はガスの選定をする上で、選定条件を一つ減らすことになり、大きな成果と判断している。今後は、付着性の大きなガス分子に絞った実験を進めることができるようになった。電子を捕獲する作用を利用する場合、付着断面積が大きな要因になることが明らかになったが、断面積のピークとなるエネルギー領域がもう一つの大きな要因になる可能性がこれまでの実験から示唆された。したがって、測定方法は確立したので、目的に沿うために選択する分子の選定を行うために、各分子の付着断面積の調査を重点的に取り組む予定である。密閉空間中で窒素を主体とするガスを封入して、電圧を繰り返し印加して放電を行う実験手法は今年度と同様である。混合するガスとして、電子を付着する性質がある自然ガスとして、まず酸素に着目する。
離散構造を有する列挙問題の解法に関する研究

近年の情報化技術の発達により,人工知能,データーマイニング,オペレーションズリサーチなど様々な分野で『離散構造を有する列挙問題』が解かれるようになってきた.しかしながら,これまで提案されているアルゴリズムのほとんどは,発見的なものであり,列挙の速度,領域,列挙の順序(例えば,重要なものから列挙する)などのアルゴリズムの精度保証がなく,問題例によっては,莫大な計算時間,領域が必要になる.本研究では,まず,離散構造を有する列挙問題の構造解析を行うことにより,様々な列挙問題の計算の複雑さを明らかにするとともに,効率的なアルゴリズム開発を行う.このアルゴリズム開発においては,(A)(理論的な)精度の保証,(B)汎用性の高さ,(C)実用性,に重点をおく.また,高速化のために,ランダム化手法,並びに,並列,分散計算等の手法についても考察する。このような研究を遂行することで,離散構造をもつ列挙問題に関する基礎理論構築を目指す.近年の情報化技術の発達により,人工知能,データーマイニング,オペレーションズリサーチなど様々な分野で『離散構造を有する列挙問題』が解かれるようになってきた.しかしかがら,これまでに提案されているアルゴリズムのほとんどは,発見的なかものであり。列挙の速度,領域,列挙の順序(例えば,重要なものから列挙する)などのアルゴリズムの精度保証がなく,問題例によっては,莫大な計算時間,領域が必要になる.本研究では,まず,離散構造を有する列挙間題の構造解析を行うことにより,様々な列挙問題の計算の複雑さを明らかにするとともに,効率的なアルゴリズム開発を行う.近年の情報化技術の発達により,人工知能,データーマイニング,オペレーションズリサーチなど様々な分野で『離散構造を有する列挙問題』が解かれるようになってきた.しかしながら,これまで提案されているアルゴリズムのほとんどは,発見的なものであり,列挙の速度,領域,列挙の順序(例えば,重要なものから列挙する)などのアルゴリズムの精度保証がなく,問題例によっては,莫大な計算時間,領域が必要になる.本研究では,まず,離散構造を有する列挙問題の構造解析を行うことにより,様々な列挙問題の計算の複雑さを明らかにするとともに,効率的なアルゴリズム開発を行う.このアルゴリズム開発においては,(A)(理論的な)精度の保証,(B)汎用性の高さ,(C)実用性,に重点をおく.また,高速化のために,ランダム化手法,並びに,並列,分散計算等の手法についても考察する.このような研究を遂行することで,離散構造をもつ列挙問題に関する基礎理論構築を目指す.本年度は,無向グラフの極大クリーク列挙問題に対する高速な(現在のところ最速な)アルゴリズム開発に成功した.ここで,クリーク列挙問題は,データーマイニング分野における頻出列挙問題に関連して現れる応用上重要な問題である.また,本年度は,単調な論理関数の双対化問題に対する一般化である重みつき横断列挙問題が単調な論理関数の双対化問題と同じ計算時間,すなわち,準多項式時間で解けることを示した.近年の情報化技術の発達により,人工知能,データーマイニング,オペレーションズリサーチなど様々な分野で『離散構造を有する列挙問題』が解かれるようになってきた.しかしながら,これまで提案されているアルゴリズムのほとんどは,発見的なものであり,列挙の速度,領域,列挙の順序(例えば,重要なものから列挙する)などのアルゴリズムの精度保証がなく,問題例によっては,莫大な計算時間,領域が必要になる.本研究では,まず,離散構造を有する列挙問題の構造解析を行うことにより,様々な列挙問題の計算の複雑さを明らかにするとともに,効率的なアルゴリズム開発を行う.このアルゴリズム開発においては,(A)(理論的な)精度の保証,(B)汎用性の高さ,(C)実用性,に重点をおく.また,高速化のために,ランダム化手法,並びに,並列,分散計算等の手法についても考察する。このような研究を遂行することで,離散構造をもつ列挙問題に関する基礎理論構築を目指す.
日本版「PISAスーツケース」の開発

「PISAスーツケース」は,ベルリンにおいて開発された基礎学校向けの読解力育成のための教材集である。本研究においては,ベルリン市における実際の活用状況を調査するとともに,「PISAスーツケース」の市販版である読み方実践ボックスを詳細に分析し,その特性を生かしつつ,教師用解説や学年の発達の段階を踏まえた教材の具体化,指導のモデルとなる学習指導案等の作成を行い,我が国の教育課程に適合させた日本版「PISAスーツケース」を開発した。本研究は、PISA調査(読解力)の結果が示すように喫緊の課題である子どもの読解力向上のため、小学校において授業改善に機能する新しい教材を開発することを目的としている。本年度は、ドイツで開発された読解力向上のための教材集「PISAスーツケース」の分析と調査、日本版の試作を行った。まず現地調査として、この教材集を開発したベルリン・ブランデンブルク州立学校・メディア研究所とベルリン市内の基礎学校2校を訪れた。その結果、我が国においては初めて、1、読書ロール、本の小箱づくりなどの読書活動に「評価して読む」ことを系統的に位置付けている。2、読みのストラテジーを明確に指導するとともに、それを児童が自ら活用してテキストを読む学習を繰り返し位置付けている。など、「PISAスーツケース」の特徴を生かした授業実践の特質を明らかにすることができた。これと並行し、日本版の試作を行った。入手した「PISAスーツケース」を和訳し、その長所を取り入れつつ、現行の小学校教科書教材の指導に活用できるツールを作成した。作成過程では、1、ツールの開発に当たっては、まず付けたい読む能力と、教材の基本構造(人物の心の揺れ動きの特徴、反復構造など)を明らかにする必要があること。2、テキストのもつ基本構造とツールの操作方法を一致させること(例えば人物の心情の揺れ動きを、グラフを操作しながら紹介するなど)で、より大きな効果が得られること。などを解明することができた。これらはいずれも児童の読解力向上の大きな切り口になるものと期待される。研究2年次に当たる平成20年度においては、研究1年次の検討を踏まえつつ、試作品の開発と精度向上に取り組んだ。具体的には、小学校教諭・教育委員会関係者等からなる試作品開発のためのワーキンググループを月1回開催し、小学校向けの読解力向上ツールである「読書の小箱」「読書ロール」「本のショーウィンドウ」について、手引書作成と実践事例検討を行った。その結果、次のような点を明らかにすることができた。・手引書の作成に当たっては、新小学校学習指導要領・国語の指導事項及び言語活動との関連を明記することで、国語の授業に活用しやすいものとなる。・モデルとなる学習指導過程を作成する際は、子どもたちへどのような指示をするのかをきめ細かく提示する必要がある。試作品を活用した授業実践を蓄積することで、子どもたちの反応の傾向を踏まえて、指示の精度を上げていった。例えば、「魅力的な場面を選んで紹介する」といったときの「魅力」とは具体的にどのようなことを指すのかを具体化して子どもたちがイメージをもてるようにすることなどが重要であることを明らかにした。・「読書の小箱」については、例えばストーリーが循環するような物語の場合、円柱型の箱の外側に、出来事の絵や紹介文を付けることで、そのストーリー構造の特徴を押さえて読むことができるなど様々な具体例を蓄積することができた。これらの開発成果は、読解力向上の理論を、実践事例をもとに具体化したものであり、研究成果の普及の際、大きな効果をあげることが期待されるものである。平成21年度においては、開発した試作品を持参し再びベルリン・ブランデンブルク州立学校・メディア研究所を訪れ、研究交流を行った。またベルリン市内のプロジェクト指定校を訪問し、授業参観や校長等との協議を行い、PISAスーツケースを活用しつつ、学校全体で読解力を高めていることを明らかにした。さらに市立図書館を訪問し、児童書担当者から、図書館独自の児童向け事業を積極的に展開している状況について聞き取ることができた。それらの成果を持ち帰り、開発を進めるために、月1回ワーキンググループを開催し、検討を行った。開発した読書ツール試作品を、複数の小学校において国語科の授業で使用し、改良を重ねた。その結果、国語科「読むこと」の単元の指導過程全体を通して読書活動を位置付けた授業モデルを開発することができた。また、新小学校学習指導要領・国語の目標や内容との対応関係を明らかにした使用手引書を、「本の小箱」「本のショーウィンドウ」「読書ロール」の3種類の読書ツールについて低・中・高学年それぞれに、発達の段階に応じた指導ができるよう作成した。その後、研究13年次に開発した、日本版「PISAスーツケース」の読書ツールを、さらに小学校国語科における授業改善に活用しやすいものとするため、読書ツールを用いて育成できる能力を具体化する、小学校国語科の評価規準を作成した。具体的には、研究代表者及び小学校教諭、教育委員会指導主事等からなるワーキンググループにおいて、小学校国語科の単元ごとの評価規準を設定する作業を行った。なお、本研究の成果は、「日本版『PISAスーツケース』の開発研究成果報告書」としてまとめている。
ナノスケールサイズの分子認識部位をもつ簡易分子インプリント膜による光学分割

本研究課題を遂行することにより、以下に示すような研究成果を得た。トリペプチド誘導体を構成する構成アミノ酸残基の配列の光学分割能依存性を検討した。グルタミン酸ベンジルエステル[Glu(OBzl)]ならびにフェニルアラニン[Phe]のアミノ酸残基より構成される8種類のトリペプチド誘導体を不斉認識材料へと変換した。その結果、トリペプチド誘導体中にグルタミン酸残基が多く存在する程、さらには、そのグルタミン酸残基がN-末端に近く配置されている程、基質に対して高い親和定数を与えることを明らかにした。また、電気透析法を採用することにより、膜内へ選択的に取り込まれるL-体を選択的に膜透過させることをも明らかにした。オリゴペプチドを構成する構成アミノ酸残基の分子インプリント膜の光学分割能への影響を検討した。その結果、側鎖のメチレン基が1つ多く付いたグルタミン酸ベンジルエステルの方がアスパラギン酸シクロヘキシルエステルよりも高い不斉認識能を示すことが明らかになった。2本鎖オリゴペプチド誘導体はL-体のアミノ酸残基より構成されているが、これまでの1本鎖オリゴペプチド誘導体の場合とは異なり、鋳型膜調製時の鋳型分子の絶対配置に依存し、D-体の鋳型分子を採用するとD-体認識鋳型膜が得られ、L-体を鋳型分子として用いることによりL-体を選択的に吸着ならびに膜透過させることが可能な鋳型膜を得ることが出来た。また、電気透析法における光学分割では、吸着選択生を凌駕する透過選択性を示した。また、分子インプリント法により調製された分離材料の基質認識能は、その環境に大いに依存することをも明らかにした。さらに、汎用なポリアミドからも鋳型膜を簡易に得ることが可能であることを明らかにした。平成12年度は交付申請書に記載したように、オリゴペプチド誘導体における不斉認識部位形成可能な最少アミノ酸残基数の探索ならびにその不斉認識能とアミノ酸残基数との関係に関して検討を行った。不斉認識部位形成候補物質としてのオリゴペプチド誘導体として1から8量体のアミノ酸残基より構成されるオリゴペプチド誘導体を固相法により調製した。これらのオリゴペプチド誘導体が自発的に自己組織化して不斉認識部位を形成することは考え難い。このことより、得られたこれら8種類のオリゴペプチド誘導体に本研究者が1994年より世界に先駆けて提案している、簡易分子インプリント法を適用することにより、それらをナノスケールサイズの不斉認識部位を有する鋳型高分子へと変換した。吸着選択性の検討結果より、構成アミノ酸残基数4を頂点に、その構成アミノ酸残基数が減少しても、また増加してもその不斉認識能は低下した。不斉認識部位の存在の確認において最も有効な特性解析法と考えられる吸着等温線から得られる結果も、吸着選択性を反映する結果が得られた。すなわち、構成アミノ残残基数3、4、5、6量体より得られる鋳型材料中には基質特異性を示す不斉認識部位が存在していることが明らかになった。また、鋳型膜内に形成された不斉認識部位と標的分子との間の親和定数を見積もった結果、構成アミノ酸残基数4より誘導される不斉認識部位が最も高い親和定数を与えることをも明らかにした。平成13年度は交付申請書に記載したように、さらに高い新和定数を示す不斉認識部位をオリゴペプチド誘導体より得ることを目的に、二本鎖オリゴペプチド誘導体を不斉認識部位形成候補物質として採用することにした。

その観点より、ヒンジ部にリシン残基を用い、その2つのアミノ基より、それぞれオリゴペプチド誘導体を伸長させることにより、ピンセット型のオリゴペプチド誘導体、換言すれば、二本鎖オリゴペプチド誘導体をペプチド固相法により新たに調製した。二本鎖オリゴペプチド誘導体を構成するアミノ酸残基としてE-、DE-、IDE-、DIDE-なる定序配列をもつ14量体を選んだ。これらにBoc-D-TrpあるいはBoc-L-Trpを鋳型分子として採用し、簡易分子インプリント法を適用することにより、新たに調製された二本鎖オリゴペプチド誘導体を不斉認識部位へと変換した。従来とは異なり、形成された不斉認識部位の光学分割能は用いた鋳型分子の絶対配置に依存した。すなわち、D-体の鋳型分子を用いることによりD-認識部位が形成され、また、L-体認識部位はBoc-L-Trpを鋳型分子として採用することにより形成された。また、その基質に対する親和性は、対応する一本鎖のそれと比較して向上した。例えば、4量体の場合、一本鎖の親和定数は9.6×10^3mol^<-1>dm^3であったのが、二本鎖とすることにより1.44×l0^4 mol^<-1> dm^3へと増加した。平成14年度は交付申請書に記載したように、さらに高い新和定数を示す不斉認識部位をオリゴペプチド誘導体より得ることを目的に、二本鎖オリゴペプチド誘導体を不斉認識部位形成候補物質として採用することにした。二本鎖オリゴペプチド誘導体を構成するアミノ酸残基としてE-、DE-、lDE-、DIDE-なる定序配列をもつ14量体を選んだ。また、電気透析法を適用することにより、その吸着選択性を凌駕する値でもって、膜内に基質特異的に取り込まれる基質を選択的に光学分割することが可能であることを明らかにした。さらに、一本鎖オリゴペプチド誘導体を構成するアミノ酸残基のうちで、高い不斉認識能を示す構成アミノ酸残基としてグルタミン酸残基が適していることをも明らかにした。
脊髄硬膜骨化の実験的研究

【目的】脊髄硬膜は脊髄を保護する重要な役割があるが、脊柱靭帯骨化症では、時に硬膜に骨化が起こり脊髄障害を来すことが報告されている。しかし、硬膜骨化の機序については未だに不明である。今回我々は、脊髄硬膜直上の自家骨膜移植による骨形成により、硬膜に骨化機転が見られるか否かについて実験的研究を行った。【方法】実験は、体重1.5Kg、幼若家兎を用いた。これらを対照群(20羽)と骨膜移植群(20羽)の2群に分類した。対照群はケタラール麻酔下に第5/6腰椎間を椎弓切除し、脊髄硬膜を露出したまま筋層・皮下を縫合した。骨膜移植群では、前腕より摘出した8×8mmサイズの骨膜を同部位に移植した。両群とも術後4週目に屠殺して病理組織学的所見を比較調査した。【結果】対照群では硬膜には組織学的変化は認めなかった。骨膜移植群では全例に移植骨膜による新生骨形成を認めた。その内11例55%には硬膜に何らかの変化を認め、その変化は腫脹・菲薄化・分離化と形態は様々であった。【考察】今回我々は、骨形成能が分かっている自家骨膜を脊髄硬膜直上に移植し、その骨形成により硬膜に骨化機転が見られるか否かについて実験的研究を行った。その結果、対照群では硬膜は正常組織のままで変化を認めなかった。骨膜移植群では硬膜の変性を55%に認めたが、硬膜には骨形成は認めなかった。これらの変性は腫脹、菲薄化、分離化と形態は様々であったが、対照群とは明らかに異なっており、脊髄を保護する硬膜に対して、外から骨化機転が作用するとそれを防ぐ防御機構が働いている事が示唆された。今回の病理組織学的観察による骨化を防ぐ防御機転は、硬膜外の脂肪組織の介入や硬膜周囲組織の間質性の浮腫性変化、骨組織を吸収する線維芽細胞の浸潤など形態は様々であった。実験動物は平均体重1.5Kg、生後3か月の家兎を用いた。前腕骨より骨膜を8×8mm大に剥離摘出し、その新鮮骨膜を第5/6腰椎椎弓切除し露出した脊髄硬膜上へ移植した。術後、424週経過した後、同部位を摘出し病理組織学的に検討した。術後4週経過後の骨膜の組織像は、線維性骨組織がありそれを取り囲むように間葉系原始細胞が認められ膜性骨化が生じた。その骨化は脊柱筋、椎弓、黄色靭帯へと波及していた。しかし、この骨化は脊椎硬膜までには及ばず、硬膜の間には軟部組織(瘢痕組織)が生じていた。次に術後24週経過後の骨膜の組織像では、軟骨細胞が増殖し肥大化、空胞化して骨形成像を認めた。この軟骨細胞を中心とした骨組織像は周囲組織(脊柱筋、椎弓、黄色靭帯)へと波及していたが、この骨化も脊髄硬膜までには及ばず、硬膜は正常構造を保っていた。現在までのところ、骨膜の骨形成能を用いて硬膜の骨化を試みたが骨化は硬膜に及んではいなかった。

骨膜自体には軟骨性骨化・膜性骨化の両方の骨化形態が認められているため骨化の勢いが弱いとは考えられない。硬膜の骨化の機序として考えられるのは、1)硬膜内に存在する未分化間葉系細胞が何らかの刺激を受け増殖・分化・変性して骨芽細胞が生じる、2)硬膜の周囲から骨形成能を持った隣接組織が波及してきて硬膜も一塊となって骨化していく、の2点である。今後もさらに強い骨形成能を硬膜に与えるためには、骨膜の総量を増やす、直接硬膜に密着させかつ圧迫を強く加える、高齢の家兎を用いるなどが骨化を容易にさせる要因と考えられる。また同時に、硬膜の持つ骨化の防御因子が存在すればそれを追求していく。脊髄硬膜は外部から脊髄を保護する重要な役割があるが、それ自体に骨化が起こり脊髄障害を来たらすという報告がこれまでいくつかされてきた。しかし、硬膜骨化の機序については未だに不明である。我々は、正常な脊髄硬膜上に自家骨膜を移植し、外部から骨形成能を作用させることにより、硬膜に新しく骨化機転が見られるか否かについて研究を行った。実験は、家兎20羽を用いて行なった。ケタラール全身麻酔下で、前腕骨より骨膜を摘出した。第5/6腰椎を椎弓切除し脊髄硬膜を露出し、そこへ採取した自家骨膜を移植して背側より筋層・皮下を縫合した。移植して4週経過後に屠殺して第4-7腰椎までを一塊として摘出し、20%ホルマリンで固定、EDTA脱灰後、横断標本を作成し、H-E染色とサフラニン-0染色にて病理組織学的所見を調査した。移植した骨膜自体は全例新生骨の形成を認めた。しかし、脊髄硬膜に何らかの変化を認めたのは11例55%で、脊髄硬膜に変化を認めなかったのは9例で全体の45%であった。変化を認めた硬膜は11例全部に変性を認め、腫脹・菲薄化・分離化とその形態は様々であった。また、新生骨と硬膜との関係を組織像で見ると、1)硬膜外から脂肪組織が新生骨と硬膜の間へと介入し、新生骨の硬膜への浸潤を防御している組織像、2)硬膜周囲組織が間質性の浮腫性変化を起こし、骨膜の骨化機転が硬膜に及んでいない組織像がみられた。脊髄を保護する硬膜に対して、外からの刺激が加わり骨化機転の作用を起こしても、それを防ぐ防御機構が働いており、自家骨膜のもつ骨形成能では脊髄硬膜は骨化しないことがわかった。その骨化を防ぐ防御機構とは組織像から推察すると、硬膜外からの脂肪組織の介入、硬膜周囲組織の間質性の浮腫性変化と形態は様々であった。しかし、硬膜の骨化を防御する特定の防御因子はまだ解明されていない。【目的】脊柱靭帯骨化症の経過中に、後縦靭帯・黄色靭帯などの脊柱支持靭帯の広範な骨化が生じ、脊柱管狭窄状態となり神経麻痺を起こすことがある。しかし、硬膜骨化の機序については未だに不明であり、もともと脊髄硬膜は脊髄を保護する重要な役割がある。今回我々は、脊髄硬膜直上の自家骨膜移植による骨形成により、硬膜に骨化機転が見られるか否かについて実験的研究を行った。【方法】実験は、体重1.5Kg、生後3か月の家兎を用いた。これらを対照群(20羽)と骨膜移植群(20羽)の2群に分類した。対照群は第5/6腰椎間を椎弓切除し、脊髄硬膜を露出したまま筋層・皮下を縫合した。骨膜移植群では、前腕より摘出した新生骨膜を同部位に移植した。両群とも術後4週目に病理糺織学的所見を比較調査した。【結果】対照群では全てに硬膜の周囲を覆う搬痕組織の形成を認めた。硬膜には組織学的変化は認めなかった。骨膜移植群では、20羽全例に移柚骨膜による新生骨形成を認めた。その内11例(55%)には硬膜に何らかの変性を認め、その変化は腫脹・非薄化・分離化と形態は様々であった。残りの9例(45%)は硬膜には何も変化は認められなかった。
オントロジー理論に基づく教師教育マルチエージェントシステムの開発

本研究は、教師が情報教育を行う際にその支援環境として必要な事項を選択し教育しやすい環境を自ら整備し教育設計を行いやすいヒューマンインターフェースを構築するためのその基礎となる教師教育を行うためのエージェントを用いたマルチタスク支援環境を基礎づけるための研究である。よってヒューマンインターフェースをいかに作るかという前提となる認知的側面を重視しその関連事項についてのさまざまな試行と実験を繰り返し行ってきた。これらは次の11.で示す諸論文として公表されている。主には学習者の認知に関する基礎的な性向とビジュアルティに関する認知メカニズムに関する研究が多く、それらは学習活動と直接関連した視覚メディアの利用時の学習者の年齢による認知特性の違いなど、学習者の認知特性が年齢により、あるいはメディア利用環境のわずかな違いにより微妙に異なることを実証した研究が多い。またそれらを学年別に整理し関数化を行っている点で特徴を持つ。教師がより高パフォーマンスで教育効果の高い環境を構築するためには、教材知識に関する設計能力とともに学習者のメディア認知が重要なファクターとして中長期にわたる学習においては教育効果を高めることに大きく影響する。その点で本研究は、従来の研究では求められていない文書処理の行動をテキストリーディングやテキストライティングに分け、テキストリーディングやテキストライティングに関する多学年にわたる認知特性の違いを要因別視読環境要因に整理し、各要因ごとに学年差により違いがあるのかないのか、またその情緒的感覚と物理的な認知特性の違いに差異があるのかないのかを実験的に比較した。高校教科情報に関する基礎的な資料を収集し、授業設計のパラタイムを、段階別に構造化しそのデータベース化を目指したもので今年度の計画を達成した。その結果をもとに授業を構成する授業設計プロセスを設計する研究を進めている。又これらは学習者の目線で設計されなくてはならないことから、岡山大学教育学部学生を被験者にして、授業を受けたときの印象を、自由記述で書かせて授業における印象の一般特性を類別した。そして授業の構造的な関係と学習者の印象の相関関係を段階別にモデル化し、授業構造オントロジーの試案を作成してきた。この結果に基づき教科情報の「情報A」[情報B]「情報C」の授業目標別の学習内容を構造的に把握し、情報に関連する既存学問領域との関係についても整理した。次に、情報教育目標オントロジーを達成する学齢段階の小中高の各学齢段階別に整理し、小学校段階で指導すべき学習事項とその目標、中学校段階で指導すべき学習事項とその目標、高等学校段階で指導すべき学習事項とその目標、について整理構造化した。現在その情報知識ベース化のための整理の方法について検討する予定である。情報教育のために必要な事項として学習者の学齢発達段階別の情報知識の認知能力の道程が必要であるが、それに関する基礎的な研究も行っている。具体的には学習者の年齢に応じたVDT画面におけるメディア認知能力が、画面構成によってどのように異なるのかをメディア学習環境と年齢による認知度の違いによる差異を定量化する実験を進めており多様なメディア環境特に文字も大きさと作業の特性と記憶などをパラメータとした被験者実験を行った。そしてそれらの結果を学齢別のメディア情報認知特性比較実験として複数作成し論文化し公表した。

その点で本研究は、従来の研究では求められていない文書処理の行動をテキストリーディングやテキストライティングに分け、テキストリーディングやテキストライティングに関する多学年にわたる認知特性の違いを要因別視読環境要因に整理し、各要因ごとに学年差により違いがあるのかないのか、またその情緒的感覚と物理的な認知特性の違いに差異があるのかないのかを実験的に比較した。本研究は、教師が情報教育を行う際にその支援環境として必要な事項を選択し教育しやすい環境を自ら整備し教育設計を行いやすいヒューマンインターフェースを構築するためのその基礎となる教師教育を行うためのエージェントを用いたマルチタスク支援環境を基礎づけるための研究である。よってヒューマンインターフェースをいかに作るかという前提となる認知的側面を重視しその関連事項についてのさまざまな試行と実験を繰り返し行ってきた。これらは次の11.で示す諸論文として公表されている。主には学習者の認知に関する基礎的な性向とビジュアルィに関する認知メカニズムに関する研究が多く、それらは学習活動と直接関連した視覚メディアの利用時の学習者の年齢による認知特性の違いなど、学習者の認知特性が年齢により、あるいはメディア利用環境のわずかな違いにより微妙に異なることを実証した研究が多い。またそれらを学年別に整理し関数化を行っている点で特徴を持つ。教師がより高パフォーマンスで教育効果の高い環境を構築するためには、教材知識に関する設計能力とともに学習者のメディア認知が重要なファクターとして中長期にわたる学習においては教育効果を高めることに大きく影響する。
ホログラム教育用フォトポリマー薄膜の開発

ホログラム技術は、立体像の記録技術として広く知られているが、視覚を介して強いインパクトを与えることができるため、光技術の教育素材として大変魅力的である。しかし、ホログラム記録用銀塩乾板の入手が困難になったため、代替品として高感度・高解像度フォトポリマー薄膜を開発し、光技術教育への利用可能性について考察を行うこととした。記録材としては、回折効率・解像度に優れたアクリルアミド系フォトポリマー(ポリビニルアルコール[以下、PVA]、アクリルアミド[AA]、トリエタノールアミン[TEA]、メチレンブルー[MB]の混合液)を研究対象とし、各薬品の添加量を変えた混合液を板ガラスに塗布し乾板を作製した。記録方法は、レーザビーム(He-Neレーザ:出力10mW)をハーフミラーで2本に分け乾板面のある一点で干渉させ位相型ホログラム記録した。測定は、シャッターをコンピュータ制御し、露光開始から5s毎に干渉部からの回折光強度を測定し300sまで行った。また、レーザ光の強度・乾板面に対するレーザ光の入射角(対乾板面法線)等を変え同様の測定を行った。結果、薬剤分量として重量比10%のPVA水溶液100mlに対しAA(7.11g)、TEA(14.92g)、MB(9mg)で最大回折効率80%以上を達成した。また、露光条件としてレーザ光強度15mWで露光時間5s、光の入射角1030°で露光時間が短く高回折効率が得られた。これらの結果を元に、過去に行っていたホログラム記録用光学系を用い物体の記録を行った結果、観察可能な再生像が得られ、光技術教育への利用可能性が確認できた。また、記録像の観察時、乾板がほぼ透明で膜表面が滑らかなこともあり乾板表面の反射光や乾板背後からの背景光が意外と気になり、再生像が観察しづらいことも分かった。
Rabファミリー低分子量G蛋白質による高次機能システムを支える小胞輸送の制御機構

本研究では、細胞内小胞輸送の特異性・選択性に働く代表的な制御分子Rabファミリー低分子量G蛋白質に注目し、高次機能システムの維持や確立に必要な小胞輸送の制御機構について解析を行った。高次神経機能については、その調節分子のひとつであるRab3Aに注目し、これまでにRab3Aの活性制御蛋白質Rab3 GEP、Rab GDIのノックアウトマウスの解析を行ってきたが、本研究では新たに今一つの活性制御蛋白質Rab3 GAPのノックアウトマウスを作製に成功しており、現在、作製したマウスの神経の形態学的および機能学的解析を行っている。一方、本研究では、組織・器官形成を支える細胞接着分子の小胞輸送についても解析を行った。タイトジャンクション(TJ)に局在するRab13が新たに合成されたTJの接着分子claudinのゴルジ体細胞膜間輸送を特異的に制御することを明らかにした。また、今一つのTJの接着分子であるoccludinは定常的に細胞膜からエンドサイトーシスされ、再び細胞膜へリサイクリングされることを明らかにするとともに、Rab13は、このoccludinのリサイクリングを特異的に制御することも明らかにした。Rabのメンバーは各々が特異的な標的蛋白質を介して機能するが、本研究では、Rab13の標的蛋白質としてJRAB(a junctional Rah13 effector protein)を同定した。JRABは上皮細胞のTJ領域に局在し、Rab13と共に、TJ接着分子の輸送を制御することを示した。このように、本研究は予想以上に進展し、当初の目的はほぼ達成できた本研究では、細胞内小胞輸送の特異性・選択性に働く代表的な制御分子Rabファミリー低分子量G蛋白質に注目し、高次機能システムの維持や確立に必要な小胞輸送の制御機構について解析を行った。まず、高次神経機能については、その調節分子のひとつであるRab3Aに注目し、これまでにRab3Aの活性制御蛋白質群のノックアウトマウスの解析を行ってきたが、本研究では新たにRab3 GAPのノックアウトマウスの作製に成功しており、現在、Rab3 GAPの神経機能における役割を個体レベルで解析中である。特に、Rab3 GAPはRab3Aの不活性化に働く蛋白質であることから、ノックアウトマウスでは、おそらくシナプス小胞輸送過程のRab3Aの作用部位でシナプス輸送がロックされていると考えられ、本来なら一過性にしか認められない他のシナプス小胞輸送の制御分子群との結合が捉えられる可能性があり、高次神経機能の鍵となる蛋白質間の結合の解明が期待される。一方、本研究では、組織・器官形成を支える細胞間接着分子の小胞輸送についても解析を行った。本年度は、タイトジャンクション(TJ)に局在するRab13が新たに合成されたTJの接着分子Claudinのゴルジ体細胞膜間輸送を特異的に制御することを明らかにした。また、今一つのTJの接着分子であるOccludinは定常的に細胞膜からエンドサイトーシスされ、再び細胞膜へリサイクリングされることを明らかにするとともに、Rab13は、このOccludinのリサイクリングを特異的に制御することも明らかにした。このように、本年度の研究は予想以上に進展し、当初の目的はほぼ達成できた。本研究では、細胞内小胞輸送の特異性・選択性に働く代表的な制御分子Rabファミリー低分子量G蛋白質(Rab)に注目し、高次機能システムの維持や確立に必要な小胞輸送の制御機構について解析を行った。まず、高次神経機能については、その主要な調節分子のひとつであるRab3Aの活性制御蛋白質Rab3 GAPのノックアウトマウスの作製に成功し、現在、作製したマウスの神経の形態学的および機能学的解析を行っている。

最近、Rab3 GAPがWarburg Micro syndromeという小頭症、精神遅滞を示す遺伝性疾患の原因遺伝子であることが報告され、Rab3 GAPの高次神経機における重要性が疾患レベルでも証明されており、私共のノックアウトマウスの個体レベルの解析が世界的にも注目されている。一方、本研究では、組織・器官形成を支える細胞接着分子の小胞輸送についても解析を行った。これまでに、上皮細胞のタイトジャンクション(TJ)を構成する接着分子claudinがゴルジ体から細胞膜に運ばれる過程や今一つのTJ接着分子occludinが細胞膜から細胞内に取り込まれ、再び細胞膜へリサイクリングされる過程をRab13が制御することを明らかにしてきた。Rabのメンバーは各々が特異的な標的蛋白質を介して機能するが、本年度の本研究では、Rab13の標的蛋白質としてJRAB(a junctional Rab13 effector protein)を同定した(投稿中)。JRABは上皮細胞のTJ領域に局在し、Rab13と共に、TJ接着分子の輸送を制御することを示した。このように、本年度の研究は予想以上に進展し、当初の目的はほぼ達成できた。
抗うつ薬の作用機序:イミプラミン結合部位の単離とその性質の解明

我々がイミプラミン特異結合部位(5ーHT transporter)の精製を図っている間に、遺伝子間で保存性の高いことが予想されるGABA transporterに対するcDNAのクロ-ニングおよびその発現実験結果の発表が行なわれた。方法論的に、stringencyをさげたprobeを用いてのcDNAクロ-ニングがすぐさま世界で進行する、あるいはすでに進行中であることは明白であると我々は考えた。この予想は正しく、その半年後即ち我々も同様の方法で実験を試みている間に5ーHT transporterに対するcDNAクロ-ニングおよびその発現実験結果の発表がNatureあるいはScience誌に相次いで行なわれた。我々は計画を一部変更し、新たな神経伝達機構の解析に着手した。最近になって血管内皮由来血管弛緩因子が一酸化窒素であることがわかり、生体各所でのシグナル伝達因子としての一酸化窒素の役割が明らかになってきている。神経系でも2種の興奮性アミノ酸受容体がその伝達因子として一酸化窒素を用いていることが明らかにされ、また海馬錐体細胞の長期増強現象や小脳皮質での長期抑圧現象が一酸化窒素によって引き起こされることが昨年になって報告され、一酸化窒素のシグナル伝達因子としての機能がおおいに注目されている。さて、この一酸化窒素を生体内で合成する一酸化窒素合成酵素がin vitroでメチルアルギニンで強く阻害を受けることは多くの研究者によって明らかにされているが、遊離型メチルアルギニンが生体内に存在するか否かは未知であった。今回我々は、一酸化窒素合成酵素の活性制御に重要であると考えられる3種の遊離型メチルアルギニンをウシ脳から単離し同定した(J.Neurochem.in press)。またこれらの3種の遊離型メチルアルギニンを高感度に測定する方法を開発し、哺乳動物の各組織での分布を明らかにした(投稿中)。現在一酸化窒素による脳神経系の伝達機構の調節機構の解明に着手している。
サブナノメートルの分解能を実現する走査型熱顕微鏡の開発

走査型熱顕微鏡(SThM)は、熱カンチレバーをプローブとした原子間力顕微鏡(AFM)の一種である。カンチレバーで発生した熱は、ナノスケールでの表面及び熱抵抗を観測、ならびに半導体基板のパターニングとデバイスファブリケーションのプロトタイプのための数ナノメートルハーフピッチのマスクの製造に使用することができる。このプロジェクトの主な目標であった「ミリピードプロジェクト」用にIBMが開発した加熱カンチレバープローブ技術を我々の専門と組み合わせ、SThMの分解能の限界をプッシュする原子分解能AFMを開発することに成功した。走査型熱顕微鏡(SThM)は物質表面における熱特性をナノスケールで評価するために、熱感知型カンチレバーを利用した原子間力顕微鏡(AFM)の一種である。本研究では、これまで蓄積された原子分解能AFM法に関する高度な技術と経験を活かし、SThMの空間分解能をナノメートルスケールまで改善することを目的とする。研究の第一段階ではSThM装置を試作し、その性能改善を行った。SThM装置を設置するための小型UHVチャンバーを制作し、表面の清浄化に必要な設備を備えた既存のUHVシステムに接続した。試作するSThM装置は熱カンチレバーの性能が最大限に発揮されるように設計した。並行して、カンチレバーのたわみや変位が検出できるように高分解能光ファイバー干渉計の開発も行った。本装置は試料表面とカンチレバー間の位置合わせが正確に行える特別な位置決め機構を有する。顕微鏡部は原子分解能達成に必要な剛性と安定性を有し、試作表面の希望位置にプローブを自由に移動できるように光学アクセスを備える。サンプルホルダーは評価する電子デバイスの動作中に熱伝導特性が評価できるように複数の電極を有する設計とした。カンチレバーへの光ファイバーの位置決めは圧電モーターで行った。顕微鏡の設計と組み立てに多少の遅れが生じている。今年度中に完成する予定。25年度が最終年度であるため、記入しない。本プロジェクトを進める中で、熱したカンチレバー探針直下に十分な精度をもって試料を位置させるピエゾモーター機構を構築することが難しく、当初予定より進行が遅れている。最終年度で走査型熱顕微鏡(SThM)のプロトタイプを作り上げ、動作確認し、高解像度SThM測定を実証する。2012年度では、プロトタイプの設計を改良し、その組み立てを完了する。SThM装置は熱カンチレバーの性能が最大限に発揮されるように設計される。2012年度は高分解能SThMの試作を行い、KBr(100)表面およびGaAs/A1As接合界面の断面試料を用いて、トポ分解能と空間熱分解能の評価を行う。顕微鏡の試作が完成後、AFMモードとSThMモードの両方で空間分解能の評価を行う。AFMモードの分解能評価は、空気中で壁開したKBr(100)単結晶をUHV中で加熱することで表面水層を取り除いた試料を用いて行う。SThMモードの分解能評価はGaAs/A1As接合界面の断面を用いて行う。2013年度は、表面の所望の場所で測定が可能となるよう探針を試料平面方向(x、y)で自由に動かせる機構を顕微鏡に搭載する。このデザイン修正後も標準的なシリコンカンチレバーを用いた原子間力顕微鏡(AFM)で原子解像度が保証されることを実証する。

次に、共同研究を行っているIBM研究者によりデザインされた加熱探針を用いても原子解像度が達成できるか検証する。最後にナノワイヤーで作られたナノデバイスで熱測定を行い、時間が許せば、カーボンナノチューブやグラフェンナノリボンなどの炭素材料を用いたデバイスの熱特性評価も試みたい。
多因子疾患の要因としてのインプリント遺伝子の網羅的探索:cSNPを利用したアプローチ

スクリーニングに用いる、核移植により作成した新しいマウスの系はすでに確立し、昨年よりこれを用いて片親由来の発現をするような遺伝子の探索と機能解析を開始し、母性発現遺伝子24と父性発現遺伝子18の合計42遺伝子を同定する事が出来た。現在これらを単離中であり今後とも順次見いだされたものから解析を進める。これらの中には、Beckwith-Wiedemann症候群重要責任座位のインプリンティング制御因子であるLit1、15番染色体Angelman症候群原因遺伝子Snrpn、Prader-Willi Syndrome領域のNecdin、またがん抑制遺伝子Peg3およびIgf2rが含まれ(他研究グループにより既得)、この系がインプリント遺伝子の単離に有効であることが実際に示された。この他にも父性発現遺伝子ImpactのヒトホモログIMPACTは第18番長腕にマップされたことから躁うつ病との関連が示唆されたのでこれの近隣遺伝子Hrh4の発現を調べたが、マウスでもヒトでもインプリンティングは受けていなかった。またあるがん転移関連遺伝子がゆるいインプリンティングを受けていることを見つけた。未同定のものに関しては現在その解析を急いでいる。さらに、インプリント遺伝子の近傍にはアレル特異的なメチル化を受けるゲノム領域の存在することが多いことを利用し、ヒトゲノムドラフトシーケンスより抽出した特徴的反復配列(TR)構造のメチル化を新たに考案したHpall-McrBC-PCR法で検討し、単アレル性メチル化を受けるCpGアイランド(CpGi)の検索を行った。配列情報がもっとも正確であるヒト21番染色体をモデルに、そのCpGiのメチル化状態を網羅的に検討しまた同時にHarrプロット解析を行うことでTR構造とメチル化の相関を検証した。一定基準で抽出した同染色体上のCpGiほぼ全体にあたる140個を解析した結果、TR型CpGは高い割合でメチル化されていること(通常CpGiは遺伝子のプロモータ領域の存在しメチル化を逃れている)、また、うち数個は母親由来のアレルのみが選択的にメチル化されていることを明らかにした。現在近傍遺伝子のアレル別発現状況を解析している。
Bファクトリー・リニアコライダーの為の超扁平型衝突点ビームパイプの開発(II)

高エネルギー加速器研究機構で検討されているSuper KEKB Bファクトリーなどの衝突型加速器の衝突点近傍のビームパイプの形状を、ビームのプロファイルに合わせて極小化し、測定器を衝突点に近づける可能性を検討した。これまでの加速器デザインでは、電子・陽電子ビームの電流が大きい、ビームの大きさが大きい、などの理由で超扁平型ビームパイプの工学設計には大きな問題がある事がわかった。しかしながら、加速器グループが最終年度後半になって検討を開始したナノビームオプションでは、超扁平型ビームパイプ使用の可能性が大きく高まった。この研究の前段階となる昨年度までの科研費研究課題「Bファクトリー・リニアコライダーの為の超扁平型衝突点ビームパイプの開発」で判った事を踏まえ、本年度から4年間で研究すべきことを改めて良く検討した。申請時には無かった事であるが、世界でも本研究の目指す所であるフレーバーの物理に関してイタリアにおいて新たな加速器を建設する計画が持ち上がり、現在完成を目指して建設中である、欧州素粒子物理学機構(CERN)の大型ハドロン衝突加速器(LHC)でも、フレーバーの物理を重要視して研究して行こうというワークショップ等が開催され始めた。一方米国では、高エネルギー加速器研究機構・KEKB加速器・Belle実験のライバルであったスタンフォード大学のPEP-II加速器・BaBar実験が、2008年の10月で実験を終了する予定となった。また、リニア子ライダー計画も実現に向けて新たな一歩を踏み出した。これらの状況を踏まえて、本研究課題の超扁平型衝突点ビームパイプの開発が、それぞれのプロジェクトにどのようなインパクトをもたらすか、世界各地の様々な研究者と議論・打ち合わせ等を行い検討するとともに、本研究の有用性・実効性をさらに高めるためにはどうすれば良いか研究を進めた。前年度(前課題)に引き続いてシミュレーションを進め、その結果について秋季・春季の日本物理学会で講演を行った。特に、前年度は、Bs-反Bsの混合について混合の周期の大きさを表すXの値について、15までのシミュレーションを行ったが、本年は、20までに拡張して、また事象数を大幅に増やしてシュミレーションを行うとともに、KEKB加速器でBsが生成できるかどうかについて検討し、実際に加速器のエネルギーを上げて3日間運転士、Bs生成のデータを採取した。そのデータは、Belleグループ共同研究者によって解析され、Bsが生成されている事が確認された。昨年に引き続き物理のシミュレーションを行なった。シミュレーションの結果、第一測定点を衝突点へ近づける事の有効性が再確認された。加速器の性能向上の為の種々の改良のうち多くは衝突点付近の拘束条件をより厳しくするものであり、慎重な検討が必要とされる。イタリアにおいて計画が進められている、スーパーBファクトリ計画では、ナノビームという新しい方式が考えられており、このオプションをスーパーKEKB Bファクトリでも採用する事が出来れば、超扁平型ビームパイプ方式の利点を生かしつつ、加速器の衝突性能を向上させることが可能かとおもわれたので、新しい衝突方式についても研究を行う事にした。この方式の利点は、スーパーKEKBで提案されているビームオプティクスに比較して、更にバンチの大きさが小さく、しかしバックグラウンドが小さいと言う事である。また、Belle測定器の改良に関しても、単にビームパイプの形状および径について検討するだけでなく、測定器全体にかかる磁場、電子陽電子エネルギー非対称性の度合い、測定器立体角、前方超前方測定器などについても物理からの要求を考慮して総合して最適化しなければならない。特に測定器の磁場と電子陽電子エネルギー非対称性については、加速器衝突点設計に大きくかかわりがあり、早い時期に決定しなければならず、したがって、シミュレーションに関しては、衝突点付近のみの簡易的なシミュレーションではなく、測定器全体と加速器のコンポーネントを含めたGeant4によるフルシミュレーションを早急に始めなければならないことがわかった。これを目標として、Super Belle測定器のシミュレーションを行なうことが出来る環境整備にほぼ一年を費やした。すなわち、Belle測定器用ソフトウエアは、Belle実験開始以前に作成され、それ以降に開発が終了し、公開された、次世代シミュレーションツールキット、Geant4をそのまま使用する事は不可能であった。Bellグループでは、前年までに、Geant4を試用して、使用できる事は確認したものの、Belle測定器用ソフトウエアと一体として使用することは非常に困難であるとして、開発は一時中断していた。Geant3と整合性が取れ、独自のバージョンのCLHEP、evtgenが組み込まれているBelleソフトウエアを壊すことなく、Geant4を使用できるようにするために、新たに名前空間を定義し(Belleソフトウエアのほとんどすべてのソースファイルについて改変を行い)、前年までに開発されていたSuper Belle用のGeant4シミュレーションプログラム(第0バージョンといってよいほど未完成である)をBelleソフトウエアに組み込んで、来年度からのシミュレーションコードの開発が可能になるよう準備した。

Belle測定器の改良に関しても、単にビームパイプの形状および径について検討するだけでなく、測定器全体にかかる磁場、電子陽電子エネルギー非対称性の度合い、測定器立体角、前方超前方測定器などについても物理からの要求を考慮して総合して最適化しなければならない。特に測定器の磁場と電子陽電子エネルギー非対称性については、加速器衝突点設計に大きくかかわりがあり、早い時期に決定しなければならず、したがって、シミュレーションに関しては、衝突点付近のみの簡易的なシミュレーションではなく、測定器全体と加速器のコンポーネントを含めたGeant4によるフルシミュレーションを早急に始めなければならないことがわかった。これを目標として、Super Belle測定器のシミュレーションを行なうことが出来る環境を整備した、Geant4を用いてBelle測定器及びSuper Belleで制作を予定している測定器のシミュレーションコードを書き、測定器の模擬信号を作成し、デジタイズし、予想されるバックグラウンド雑音を加えた模擬データを作るこどができるようになった、そのデータを使用して測定信号の立体再構成をおこない、Belle測定器で使用中のプログラム、及び新たに作成したプログラムを使用して、実際実験の際に得られる物理量を模擬的に生成することができるようになった。昨年度に引き続きGeant4による測定器のシミュレーションの開発を行った。10月頃よりSuper KEKB加速器・衝突点の設計に関して測定器のバックグラウンドとなる、ビームによるシンクロトロン光放射のシミュレーションを行う事になり、その準備に協力した。その後加速器の全体的な設計に大きな変更が検討され始めたので、その検討結果を待って続ける事とした。加速器の設計変更は、これまでの大電流による衝突ではなく、ビームのエミッタンスを従来の円形型加速器では考えられないほど小さくし、また直線衝突型加速器の設計アイディアを取り入れてビームの一部のみが衝突する様なデザインであり、その実現可能性は十分に検討されなければならない。しかしもし実現可能であれば、本研究課題である、長扁平型を含む、極小半径、長さのビームパイプを製作する為には、非常に有利な条件となる。本研究課題のビームパイプは、従来の大電流型の加速器デザインとは、はっきり言って、矛盾する考え方であったが、ナノビームオプションと呼ばれる新しい加速器のデザインでは、ビームサイズが小さくなるのはもちろん、交差角が大きくなり、電流も現在のKEKBとあまり変わらないなど、本研究の目指すビームパイプの実現性(あるいは実現必要性)が非常に大きくなる。従って、加速器デザインの変更に際して、様々なオプションが提供できるよう、準備した。
歯髄の防禦反応機構の分子生物学的研究

歯髄は特異な複合組織より成り、歯牙硬組織の代謝、栄養を営むのみならず、侵害刺激に対し重要な防禦機能を有する。仙波はラット歯髄脈管の超微形態を凍結割断つ法により観察し、歯髄炎症時の毛細血管浸透性における大径静脈の役割を唆した。伊藤は歯髄微小循環系について医用工学的手法により解析し逆行性刺激に応答した歯髄血流量増加にはprostaglandin(Pd)が関与することを明らかにした。早川は歯髄の炎症反応におけるcollagen代謝について検討しIα及びIβの役割を明らかにした。森はヒト乳歯と永久歯の培養歯髄線維芽細胞の生物学的性質、薬剤に対する反応性に差のあることを認めた。岡本はヒト抜去歯よりの病的歯髄を含む根管内容物はヒト歯根膜培養細胞の増殖抑制、紡錘系の消失などの毒性作用を示すことを認めた。赤井は修復象牙質の形成にともないその近辺にペプチド含有神経線維が密に分布していることを示した。猪木は疼痛刺激や発痛物質により歯髄enkephalinが増加し、又この増加はopioid peptideにより、自己抑制を受けていることを示唆した。鈴木は歯髄炎モデルを作成し、本モデルにおいてPGE_2量の増加、アスピリンによる抑制等実験的歯髄炎モデルの有用性を示した。佐藤は歯髄細胞の象牙芽細胞への分化誘導における炎症性因子の調節的役割を示した。平藤は歯髄におけるPGI_2及びTXA_2の生成はそれぞれ細胞外及び細胞内Ca^<2+>に依存することを明らかにした。辻本はフェノール類がラット歯髄のcyclooxygenase及びlipoxygenase両酵素を特異的に抑制することを示し、その抗炎症作用の機序にアラキドン酸代謝に対する阻害作用が含まれる可能性を示唆した。小椋はラット歯髄由来の株細胞を樹立し、本細胞におけるフェノール類の治療係数を求め、歯髄鎮静との相関性を評価している。仙波は歯髄の炎症と毛細血管透過性の関連を形態学的に研究する方法として凍結割断法が有効であることを明らかにし、毛細血管「窓」に関し、物質の流通路となるらしい電顕像を得た。伊藤は微小循環監視装置を用いて口腔内組織反応性充血は【α_1】レセプターを介する唾液腺由来のKallikrein-kinin系により媒介されることを示唆した。早川は精嚢ウシ歯髄コラゲナーゼ阻害物質に対するモノクロナル抗体を調製し、17種のIgGを得、この抗体を用いて阻害物質に対するELISA法を確立した。岡本は実験的歯髄炎のイヌ歯髄抽出液の好中球に対する走化性活性が著名に高いことを示した。森はヒト小臼歯歯髄から遊出した線維芽細胞を継代培養し、2代から20代の培養細胞は遊走能を有し24時間で2分裂することを示した。猪木は侵害刺激におけるラット切歯歯髄のオピオイドペプチドの増大に対し、モルヒンは著明に抑制し、この抑制はナロキソンにより遮断されることを示した。赤井は歯髄にcalcito ningenerelatedpeptideとneurokininAがsubstanceP含有神経線維中に存在することを明らかにした。鈴木は歯髄でプロスタグランジン(PG)EがcAMP生成系を刺激する(40倍)こと、またアルカリフォスファターゼ活性を増強することを示した。小倉は象牙質形成に影響する因子として血管内皮を指摘し、内皮細胞を介してPG合成の抑制性調節がなされることを示唆した。