hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
工学英語コーパスに基づくESP辞書とオンライン教材:その開発から評価まで

本研究の目的は、コーパスを用いて、工学系大学生が、将来、専門分野の英語論文・記事を理解する上で必要となる語彙を特定する方法を考案し、これらの語彙を基に、英語教育学・辞書学・工学の総合的観点から、論文読解のためのESP語彙学習e-learningを開発することである。ここでは、インストラクショナル・デザインの考え方を取りいれて、英語語彙学習e-learning教材の作成・学生の学習状況のデータ分析・分析結果の教材へのフィードバックという一連の語彙学習システムを構築する。本研究の目的は、工学系英語学習者のための、自律的・総合的英語語彙学習システムの開発である。18年度は、以下の3つの研究を行った。(1)工学系大学における、英語学習のニーズ分析に関する研究を行った。大学院進学率の高い工学系大学では、専門教育に進んでから英語論文を読む機会が多いため、ニーズ調査の分析結果から、学部学生対象の英語の授業においては、論文読解のための英語力の育成を求める声が多いことがわかった。そのため、本研究では、工学系大学の大学生に必要な英語語彙力を、工学系論文に使用されている語彙に関する知識として位置付けた。(2)工学系英語学習者を対象とした英語語彙学習システムに組み込むべき語彙の選定方法を確定した。論文テキクト中には多くの専門語彙が含まれるが、専門語彙に関しては、将来、学習者が個別の専門研究を行いながら習得を行うものとし、学部の1-3年を対象とした本研究の語彙学習システムには、専門語彙を組み込まないこととした。また、大学生英語学習者を対象とするため、中学・高校の既習語彙も、除外することにした。従って、本研究で取り扱う語彙は、学習者が、将来、どの専門研究に従事することとなろうとも、論文読解には、共通して必要となる語彙のうち、中学・高校の既習語彙を除いた、「工学系準専門語彙」となる。本システムに、こうした語彙をコーパスから抽出する方法を確定した。(3)上記に示した観点から、本システムが基盤とするコーパスを構築し,教育語彙表を作成した。まず、本システムの目的に適った、学技術論文・科学技術記事テクストの選定を行った。ついで、質量共に優れたコーパスを作成するために,これらのe-text化を行った。さらに、工学系準専門語彙の切り出しを行い、数種の教育用語彙表を作成した。平成19年度は,工学系大学の英語学習者のための語彙学習e-learningシステムに音声をどのように組み込むべきかを検討するために,以下の2点の研究を行った。1.(語彙テストを用いた研究)前年度に選定した指導語彙のリストをもとに,音声提示語彙テストと文字提示語彙テストを実施し,テスト結果を分析することで,学習者の習熟度レベルと形式知識による語彙認識困難度との関係を調査した。初級レベル、中級レベルでは,音声知識と意味知識が融合されていないことが明らかになったため,文字提示による語の同定訓練と同時に,音声提示による語の同定訓練をシステムに組み込む必要性が確認された。上級レベルでは,語レベルでの音声知識と意味知識の融合は,ある程度,進んでいることが確認できたが,通過率の低い項目も散見された。今後の研究では,蹟き要素の解明が課題となる。2.(脳機能測定による研究)上で記した習熟度レベルと音声知識、意味知識の関係を,非侵襲性のfMRIを用いた脳機能測定によって検証した。初級レベルの学習者は,音声課題において脳の賦活レベルが低くなるが,意味課題においては,脳機能が過剰に活性化しており,音声と意味知識のマッピングがなされていないことが脳機能画像から明らかとなった。上級者レベルでは,意味課題では,脳の賦活レベルは低くなっており,自動化が進んでいることが推測されたが,音声課題では,むしろ,脳機能が過剰活性状態となっているため,上級レベルの学習者に対しては,自動化を目的とし,多様な種類の音声訓練を組み込んだe-learningシステムの構築が必要であることが示唆された。本研究の最終的な目的は,様々なレベルの工学系英語学習者のための,自律的・総合的英語語彙学習システムの開発であり、ここでは,インストラクショナルデザインの考え方を取り入れて,ニーズ分析・言語材料の特定・e-learning教材の作成・学生の学習状況のデータ分析・分析結果の教材へのフィードバックという連続的・循環的流れに沿った,学習システムの構築を試みた。18年度は,ニーズ分析の結果を踏まえて,本研究で言語材料として使用するべき語彙表を,独自に構築した学技術論文・科学技術記事テクスト・コーパスより切り出した。19年度は,この語彙表を踏まえて,音声認識テスト・文字認識テストやfMRIによる脳機能の測定を行い、e-learning教材にどのように音声を組み込むべきかを調査した。これらを踏まえて、20年度は、オンライン語彙学習のためのe-learningを実施し、学習履歴・学習成果の分析より、システム改良を目的とした評価を行った。

評価の観点は、1)学習の継続・持続、2)自律的学習活動の有無、の2点である。また、関連学会においては、成果の発表を行った。20年度の研究結果:1.学習の繰り返し回数と繰り返しまでの時間、学習の持続との関係を分析した結果、7回以上の繰り返しに効果が表れることが分かったため、何らかの方策で7回の繰り返しをシステムに組み込むことが有効であると考えられる。2.初級から中級レベルの学習者は、学習活動が単純化した方が持続性・自律性の高まりが見られた場合があったため、レベルによってシステムの変更を可能にする必要がある。3.本研究では十分に行うことが出来なかったが、多義語の教材への落とし込みに関しては、さらに細かな調査・分析が必要であり、コーパス分析に際して、対応分析の応用が有効である可能性がある。
彗星、エッジワース・カイパーベルト天体の力学物性と衝突破壊強度

本年度は、様々な衝突条件下で氷・岩石混合物の破壊モード、破片の飛翔速度、衝撃圧の減衰率を実験的に調べた。氷・岩石混合物試料は氷と蛇紋岩粉末を質量比1:1で混合して作成した(密度1350kg/m^3)。試料の形状は直径50mmの円筒形とサイズ20mmx20mmの直方体であり、それぞれ厚さを2.446mm、1030mmの間で変化させた。衝突実験は低温室(-10°C)に設置した二段式軽ガス銃を用いて行なった。弾丸はナイロン円柱(直径1.6mm、質量7mg)で、その衝突速度は2.93.8km/sであった。衝突過程は高速度デジタルビデオカメラ(撮影速度:3000fps8000fps)とイメージコンバーターカメラ(25x10^5fps)により観察した。(破壊モード)試料の厚みが薄い円板の場合、試料の中央部に貫通孔が作られるのみで周囲はほとんど破壊を受けない。試料が厚くなるにつれて、中央孔から放射状に伸びるクラックが発達するようになり、試料全体が破砕される。しかしながら、直径と厚さの比が1:1に近づくとクラックの成長は抑制され、試料全体の破壊は起こらずにクレーター孔だけとなる。(反対点速度)衝突の反対点における破片速度は試料が厚くなるにつれて遅くなるが、その時の速度と試料厚の関係は試料の形状に依存する。直径50mmの円板試料は、サイズ20mmの直方体試料と比較すると常に同じ試料厚で速度が遅くなっている。円板試料では側面からの反射波による破壊が起こらず、反対点付近からの反射波によるスポール破壊により破片は加速される。一方、直方体試料では側面から強い反射波が来るため反対点付近ではこの側面反射波により破砕を受け、背面からの反射波はほとんど強度を失った試料を加速することになる。この加速メカニズムの違いが上記の差を生じさせたと思われる。直方体試料の場合、試料厚(L)と反対点速度(v_a)の関係は、v_a∝L^<-3.0>となった。この減衰率3.0は氷の場合(2.2)と比べてかなり大きい。また、速度の絶対値も氷の約半分までと遅くなっている。反対点速度を自由表面速度とみなして上記の関係を衝撃圧力の減衰率に換算し直すと、圧力の減衰率は距離の-2.7となった。これは氷の-2.2と比べると有意に大きな値である。(破片質量と速度の関係)高速度カメラの撮影画像から得られた破片サイズを用いて、反対点における破片質量(m_a)と飛翔速度の関係を求めることができた。この関係は、試料の形状に関係なくv_a=7.1m_a^<-0.35>となった。これは、破片が受ける単位面積あたりの力積が衝突条件や破片サイズに関係なく一定であることを意味していると思われる。本年度は氷・岩石二成分系での混合試料を作成し,衝突破壊実験を行なった.用いた氷粒子のサイズは500μm以下であり,その氷粒子に蛇紋岩粉末(数μm以下)を均等に混ぜることにより作成した.準備した混合試料の内部構造は,岩石表皮型と呼ぶべきもので,中心部に大きな氷粒子を持ち,その周囲を粉末の蛇紋岩が覆っているというものである.この単位構造を持つ試料のバルク密度を圧密により調整した.圧密はステンレス製のシリンダーに粒子状出発物質(氷・岩石混合物)を注入し,変形試験機に取り付けたピストンで,速度101mm/min.の速度で圧縮することにより行なった.それにより空隙率040%の試料を準備した.岩石含有率は50%と一定に保った.衝突実験は,既存の低温室に設置した一段式軽ガス銃を用いて,氷弾丸(1.5g)を150650m/sに加速して行なった.衝突試料(直径7cm,高さ7cmの円筒形)はアクリル製の回収箱に入れて,実験後そのサイズ分布を計測した.また,衝突の様子は,シャドウフォトグラフ光学系を用いてイメージコンバーターカメラにより撮影した.撮影速度は,10^510^4コマ/秒で,露出時間は800nsである.実験の結果,衝突クレーターから放出される破片速度の最大値は,衝突速度に比例することがわかった.すなわち最大放出速度を衝突速度で規格化した値は,ほぼ一定になる.この規格化速度(V_<e-max>/V_i)の空隙率依存性を調べてみると,空隙率(φ)の増加と伴にその速度が減少することがわかった.その関係は,V_<e-max>/V_i=-3.15φ+1.41である.回収破片のサイズ分布からは衝突破壊強度を見積もることができる.積算質量分布でその積算質量が初期質量の50%になる時の破片サイズをf_<0.5>としてエネルギー密度との相関をとると,空隙率毎に異なる関係を持つことがわかった.そこでf_<0.5>=0.5の時のエネルギー密度(Q_<0.5>^*)を衝突破壊強度として空隙率との相関を調べた.その結果,空隙率の増加と伴に強度は減少することがわかった.

その関係は,Q_<0.5>^*=124(1-φ)^<2.5>である.岩石を含まない雪の場合,その衝突破壊強度は空隙率の増加と伴に大きくなることが知られているので,今回はそれとは全く反対の結果が得られた.本年度は、様々な衝突条件下で氷・岩石混合物の破壊モード、破片の飛翔速度、衝撃圧の減衰率を実験的に調べた。氷・岩石混合物試料は氷と蛇紋岩粉末を質量比1:1で混合して作成した(密度1350kg/m^3)。試料の形状は直径50mmの円筒形とサイズ20mmx20mmの直方体であり、それぞれ厚さを2.446mm、1030mmの間で変化させた。衝突実験は低温室(-10°C)に設置した二段式軽ガス銃を用いて行なった。弾丸はナイロン円柱(直径1.6mm、質量7mg)で、その衝突速度は2.93.8km/sであった。衝突過程は高速度デジタルビデオカメラ(撮影速度:3000fps8000fps)とイメージコンバーターカメラ(25x10^5fps)により観察した。(破壊モード)試料の厚みが薄い円板の場合、試料の中央部に貫通孔が作られるのみで周囲はほとんど破壊を受けない。試料が厚くなるにつれて、中央孔から放射状に伸びるクラックが発達するようになり、試料全体が破砕される。しかしながら、直径と厚さの比が1:1に近づくとクラックの成長は抑制され、試料全体の破壊は起こらずにクレーター孔だけとなる。(反対点速度)衝突の反対点における破片速度は試料が厚くなるにつれて遅くなるが、その時の速度と試料厚の関係は試料の形状に依存する。直径50mmの円板試料は、サイズ20mmの直方体試料と比較すると常に同じ試料厚で速度が遅くなっている。円板試料では側面からの反射波による破壊が起こらず、反対点付近からの反射波によるスポール破壊により破片は加速される。一方、直方体試料では側面から強い反射波が来るため反対点付近ではこの側面反射波により破砕を受け、背面からの反射波はほとんど強度を失った試料を加速することになる。この加速メカニズムの違いが上記の差を生じさせたと思われる。直方体試料の場合、試料厚(L)と反対点速度(v_a)の関係は、v_a∝L^<-3.0>となった。この減衰率3.0は氷の場合(2.2)と比べてかなり大きい。また、速度の絶対値も氷の約半分までと遅くなっている。反対点速度を自由表面速度とみなして上記の関係を衝撃圧力の減衰率に換算し直すと、圧力の減衰率は距離の-2.7となった。これは氷の-2.2と比べると有意に大きな値である。(破片質量と速度の関係)高速度カメラの撮影画像から得られた破片サイズを用いて、反対点における破片質量(m_a)と飛翔速度の関係を求めることができた。この関係は、試料の形状に関係なくv_a=7.1m_a^<-0.35>となった。これは、破片が受ける単位面積あたりの力積が衝突条件や破片サイズに関係なく一定であることを意味していると思われる。
心理教育的リーダーシップ訓練プログラムの開発と有効性の検討

本研究では教員に求められる心理教育的リーダーシップを教員養成教育の中で育成するための訓練プログラムを開発した。このプログラムは講義,基礎スキル訓練,プロジェクトチーム体験の3つのパートから構成された。基礎スキル訓練のリフレクションレポートの内容分析の結果,各訓練の効果を確認できた。また,プログラム前後のエゴグラムプロフィール得点に有意な変化が生じたことも確認することができた。本研究の目的は、教員資質向上策のひとつとして,教員志望者の心理教育的リーダーシップを伸ばすためのトレーニング・プログラムを開発し,その効果と妥当性を確認することにある。本年度は以下を目標に研究を実施した。1.心理教育的リーダーシップ訓練プログラムの開発:先行研究を踏まえ、心理教育的リーダーに求められる資質として自己・他者理解、コミュニケーションスキル、集団活動スキルに焦点を絞り、それぞれ3つのエクササイズから成る訓練プログラムを作成して、立正大学で開講する「社会心理学研究」の受講生56名を対象に試行した。リフレクションの内容分析から、標的としたスキルについての自覚が深まり、一定の改善があったとする自己評価がなされていたことが確かめられた。2.プログラムの有効性評価方法の検討:効果測定のためのチェックリストを作成し、上記のプログラムと組み合わせて実施した。新たに作成したのは聴き方チェックリスト、アサーティブネスチェックリスト、集団活動評価票である。アサーティブネスチェックリストについては、事前事後での比較から統計的に有意な訓練効果が認められた。また、事前事後に実施したエゴグラムにおいても望ましい変化が見られた。しかし、集団活動評価票については記入に時間がかかる等の問題があり、十分な結果が得られなかった。3.専門的プログラム開発のための準備:専門的プログラム作成の準備のため、教員志望の学生による模擬授業の資料を収集し、その指導方法と評価方法について検討した。ビデオを活用した自己モニタリングの活用が、行動の自己調整を高める上で有効であることが示唆された。1.心理教育的リーダーシップ訓練プログラムの試行:先行研究を踏まえ、心理教育的リーダーに求められる資質として,a)自己理解と他者理解、b)3種のコミュニケーションスキル(伝達・主張・傾聴スキル)、c)3種の集団活動スキル(課題共有・課題解決・合意形成スキル)に焦点を絞り,試作された訓練プログラムに基づく授業を実践した。プログラムは各テーマについて12時間をかけて実施するエクササイズから構成され,参加者は立正大学で開講した「社会心理学研究」と,群馬大学で開講した「心理教育的指導論」の受講生である。昨年度開発したアサーティブネスチェックリスト、集団活動評価票に改善を加えて実施した他,リフレクションペーパーへの記述のテキスト分析による効果評定の方法を検討した。3.専門的プログラム開発のための資料収集:専門的プログラム開発のため、現職教員を対象に教員志望学生による模擬授業の評価方法について資料を収集した。1.心理教育的リーダーシップ訓練プログラムの策定:これまでの試行の成果を踏まえ,標準的な大学での講義時間(90分)を利用して実施できるよう,以下の3つのパートから成るプログラムを策定した。A.講義:リーダーシップに関する心理学的知見について学習し,リーダー行動を見る視点や理論を習得する。B.基本的スキル訓練:心理教育的リーダーに求められるスキルとして,a)自己理解と他者理解,b)3種のコミュニケーションスキル(伝達・主張・傾聴スキル),c)3種の集団活動スキル(課題共有・課題解決・合意形成スキル)を伸ばすための11種の体験学習から構成された。これにより,参加者は自他の持つリソースを認識し,集団活動の中で自分の持つリソースを提供することに始まり,集団目標の達成のためにメンバー間の関係を調整しながら自他のリソースを活用する活動まで体験することができる。C.プロジェクト・チーム体験:対話的アプローチに基づくプロジェクト・チーム活動を通して,より現実に近い場面で,自分の持つリソースをチームの目標達成に向けて効率的に発揮し,集団に貢献することを体験する。2.プログラムの有効性評価:効果測定のためのチェックリストを作成し,上記のプログラムと組み合わせて実施した。プログラム実施前後でエゴグラムのプロフィールを比較した結果,統計的に有意な変化が認められ,訓練効果が確認された。また基本的スキル訓練でのリフレクションの内容についてテキスト・マイニングの手法を用いて分析した結果,各スキル訓練の目標に沿った体験と省察がなされていたことが確かめられた。開発した訓練プログラムを実践する場となった群馬大学及び立正大学での授業の受講者数が予定していたより少なかったため,効果評定方法開発に関する資料が不足し,評価の数量化のための十分な分析ができなかった。

24年度が最終年度であるため、記入しない。開発した訓練プログラムの効果評定方法について,新しい資料を加えて分析し,数値化・プロフィール化できるよう工夫する。あわせて,テキスト分析によりリフレクションペーパーの評価方法について検討を進める。その上で,最終的に訓練プログラムと評価法をセットにした実施マニュアルの作成を目指す。
カスプ付き双曲曲面上のカレントの研究

種数2以上の向き付けられた閉曲面には双曲構造が入り(双曲曲面と呼ぶ),その上の閉測地線に重みを付けたもの全体からなる空間を完備化したものが測地カレントの空間である.有理数を完備化して実数にすると直線となり,扱いがよくなるように,測地カレントも閉測地線と対応しつつ様々なよい性質を持つ.ここで,考えるている閉曲面に針で穴を空けてしまうことを考える(カスプ付きに対応).このときに,同様の仕方で測地カレント空間を考えたいが,これがうまくいくかは分かっていないため,本研究ではそれを明らかにすることを目指す.種数2以上の向き付けられた閉曲面には双曲構造が入り(双曲曲面と呼ぶ),その上の閉測地線に重みを付けたもの全体からなる空間を完備化したものが測地カレントの空間である.有理数を完備化して実数にすると直線となり,扱いがよくなるように,測地カレントも閉測地線と対応しつつ様々なよい性質を持つ.ここで,考えるている閉曲面に針で穴を空けてしまうことを考える(カスプ付きに対応).このときに,同様の仕方で測地カレント空間を考えたいが,これがうまくいくかは分かっていないため,本研究ではそれを明らかにすることを目指す.
血中不飽和脂肪酸の恐怖神経回路活動抑制作用とPTSD予防効果の検討

本研究では、外傷患者を対象に、受傷当時の血中ω3-不飽和脂肪酸とω6-不飽和脂肪酸の含有比(ω3/6値と略す)とその後のPTSD、不安症状の関連を検討する。(1)外傷による救急搬送患者の血中ω3/6値と、事故1か月後及び3か月後時点でのPTSD症状、うつ・不安症状、生活の質(QOL)の関連を分析する。(2)受傷状況、重症度による血中脂肪酸の比率および精神症状との関連に違いがあるか検討する。(3)事故後の精神症状を低減させるω3系/ω6系脂肪酸の種類、および最適な比率を割り出し、動物研究での知見と比較する。食事のω3/6値をコントロールすることで、PTSDの予防可能性につなげるための検討を行う。
レジリエントで計画の自由度が高いブロック塀の開発研究

本研究ではレジリエントで計画の自由度が高い乾式ブロック塀の開発を行うために、以下(a)(d)の4項目に関する検討を行う。(a)従来のブロック塀で構築可能な形状を乾式ブロック塀で実現する場合の仕様と性能(b)従来のブロック塀で構築不可能な形状を乾式ブロック塀で実現する場合の仕様と性能(c) (a)と(b)で検討した乾式ブロック塀をモデル化した静的・動的解析と設計方法の検討(d) (a)(c)の検討結果を踏まえた乾式ブロック塀の設計・施工指針の作成本研究は日本国内で多用されているブロック塀に構造安全性と計画の自由度が高い新たな選択肢をつくることを目指し、実施するものである。
徳川期における儒学の展開と徂徠学―東アジア経書解釈と思想形成

平成二十三年度(二年目)の研究は、以下の二方面から進めた。第一は、徳川中期の儒学者である荻生徂徠によってなされた経学研究の解明である。これは一年目の研究成果として公表した「荻生祖採の『尚書』観-『尚書学』攷証-」(『日本思想史学』第四十二号、日本思想史学会、二〇一〇年九月)を実証的考証という面から補完することを目的に遂行したものである。報告者は先行研究において十分に活用されなかった徂徠の研究覚書『〓園十筆』に注目し、この文献を主要史料として、『尚書』尭典を具体的にどのように読み解いたのかを明らかにした。その成果として論文「『尚書』尭典と荻生徂徠-読解と思索について-」を執筆し、これを広く公表した(『中国-社会と文化』第二十六号、中国社会文化学会、二〇一一年七月)。第二には、荻生祖徠と同時期の儒学者であった伊藤仁斎及びその長子伊藤東涯についての研究である。これは、彼らの経学研究と思想との関係性の検討を中心に進めた。従来の研究では、伊藤仁斎によって成された独創的な思想の立ち現れが、京都町衆という彼らの出自によって説明されることが多く、彼らの経学研究進行の過程で獲得された知見がどのようにその独創的な思想信条の構築に寄与していったのかが十分には解明されなかった。報告者は、伊藤仁斎と伊藤東涯の両者が徳川期の儒学者の中で最も早く古文尚書の偽作説を主張した点に着目、その主張に至った時期と論拠とをまず明らかにし、その上で仁斎及び東涯の独創的思想と看做されている主張と比較検討することで、経学研究の成果が彼らの思想に与えた影響の奥行を測定した。この成果として、論文「僞經考證と古義學-古文尚書僞經経説と心性懷疑-」を執筆した。平成二十二年度(一年目)の研究は、以下の二方面から進めた。報告者は『尚書』注釈を企図して徂徠によって綴られた草稿『尚書学』に注目し、その多角的分析から徂徠の六経読解姿勢の一端を明らかにしようと試みた。その成果として論文「荻生徂徠の『尚書』観-『尚書学』攷証-」を執筆し、これを広く公表した(『日本思想史学』第四二号、日本思想史学会、二〇一〇年九月)。第二には、徳川中期古学派儒学の特質についての検討である。従来の研究では、伊藤仁斎と荻生徂徠の二者の比較によって古学派儒学の展開を単線的に捉えがちであったが、報告者は伊藤仁斎の長子であり荻生徂徠と同世代でもある伊藤東涯の存在に着目し、三者の学問姿勢を比較検討する中で徳川中期古学派儒学の特質と展開とを再検討した。この成果については、本年度はその一部を論文「徳川中期経学史考-荻生徂徠及び伊藤東涯による仁斎学の継承と展開」として公表した(『年報地域文化研究』第一四号、東京大学大学院総合文化研究科、二〇一一年三月)。この論文により、三者によってなされた学術の相互関連性を解明し、十七世紀末期から十八世紀初期に至る学術の展開に古学派儒学がどのように寄与したのかを複線的に捉える手がかりの一つを得た。なお、伊藤仁斎研究については、東涯校訂刊本と仁斎自筆稿本との間の異同が問題となる。特に、仁斎と東涯との学説の弁別を検討する場合、刊本と稿本の比較検討は不可欠である。このため、夏期及び冬期に京都方面での仁斎・東涯関係の文献調査を集中的に行なった。ここでの史料の蒐集と検討は、先述の『年報地域文化研究』掲載論文の執筆に反映されている。

従来の研究では、伊藤仁斎によって成された独創的な思想の立ち現れが、京都町衆という彼らの出自によって説明されることが多く、彼らの経学研究進行の過程で獲得された知見がどのようにその独創的な思想信条の構築に寄与していったのかが十分には解明されなかった。報告者は、伊藤仁斎と伊藤東涯の両者が徳川期の儒学者の中で最も早く古文尚書の偽作説を主張した点に着目、その主張に至った時期と論拠とをまず明らかにし、その上で仁斎及び東涯の独創的思想と看做されている主張と比較検討することで、経学研究の成果が彼らの思想に与えた影響の奥行を測定した。この成果として、論文「僞經考證と古義學-古文尚書僞經経説と心性懷疑-」を執筆した。
化学反応場としての生体膜の特性：高速時間分解分光法による解明

生体膜中では、光合成やATP合成などの数多くの生化学反応が進行する。化学反応の速度は粘度や極性などの周囲の化学的性質の影響を受ける。そのため生体膜中で進行する正化学反応をよりよく理解するためには、生体膜の主な構成要素である脂質二重膜内部の化学的環境を知る必要がある。本研究では生化学反応の進行に大きな影響を与える、脂質二重膜のエネルギー移動特性をピコ秒時間分解ラマン分光法を用いて評価した。生体膜のモデルである、リポソーム脂質二重膜内部にtrans-スチルベンを封入した。最低励起一重項(S1)状態のtrans-スチルベン(S1-tSB)の時間分解ラマンスペクトルを測定することで、励起光によって加熱されたS1-tSBの脂質二重膜内部における冷却過程を観測した。S1-tSBの冷却速度定数と、溶媒の熱拡散定数の間には、アルカンやアルコールなどの溶媒中において相関があることが報告されている。その相関と測定によって得られた膜中におけるS1-tSBの冷却速度定数を用いて、脂質二重膜の熱拡散定数を見積もった。脂質二重膜の熱拡散定数を見積もった結果、液晶相の膜の方がゲル相の膜よりも熱拡散定数が大きく見積もられた。脂質二重膜内部の熱拡散についてより詳しく考えるために、一次元の熱拡散方程式を用いて、S1-tSBの冷却速度定数を見積もった。その見積もりの結果、冷却速度定数の値は脂質二重膜の膜厚が大きいほど小さくなることがわかった。生体膜のように、水中にある脂質二重膜の熱拡散定数は非常に重要で基本的な物理量である。しかし従来の方法では水中にある脂質二重膜の熱拡散定数を測定することはできなかった。ピコ秒時間分解ラマン分光法と、S1-tSBを用いることで、水中にある脂質二重膜の熱拡散定数を初めて実験的に求めることができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。生体膜は細胞の内外の境界であるだけでなく、光合成などの生化学反応が進行する場でもある。化学反応の速度は周囲の化学的性質の影響を受けるので、膜中で進行する生化学反応を理解するには、膜中の局所的環境を知る必要がある。そこで私は化学反応の進行に大きな影響を与える、膜中の粘度とエネルギー移動特性に注目して研究を行っている。膜中のこれらの性質を調べることで、生化学反応が効率よく進行する理由をよりよく理解することを目指している。平成24年度は1.ピコ秒時間分解ラマン分光法を用いたリポソーム脂質二重膜中のエネルギー移動の観測と、2.ピコ秒時間分解けい光分光法を用いたリポソーム脂質二重膜中の粘度の見積もりについて研究を行った。1.については炭化水素鎖の鎖長と二重結合の数が異なる六種類のリン脂質からなる脂質二重膜中のエネルギー移動を観測した。脂質二重膜中のエネルギー移動を観測した例は研究代表者の知る限りまだ報告されていない。脂質二重膜は温度によって硬さの異なるゲル相と液晶相の二つの相を示す。実験結果から、液晶相の膜中のエネルギー移動速度はゲル相の膜中より大きいことがわかった。また、温度変化による膜構造の変化が膜中のエネルギー移動に与える影響を調べた結果、膜の温度が高いほど膜中のエネルギー移動速度は大きくなることがわかった。液晶相の膜中とゲル相の膜中ではエネルギー移動特性に大きな違いがあることが示唆された。2.については、炭化水素鎖の一方をピレニル基で置換したリン脂質を含む脂質二重膜中の粘度を見積もった。その結果、膜中でのけい光プローブの深さを固定しても膜中に粘度が数十倍異なる複数の溶媒和環境が存在することが示唆された。これまで均一であると考えられたきた単一のリン脂質からなる膜でも、粘度が数十倍異なる複数の環境から成る不均一な構造をもつと推測される。生体膜中で進行する生化学反応は膜たんぱく質によって触媒される。膜たんぱく質は脂質二重膜に取り囲まれているので、脂質二重膜を生化学反応が進行する場であると考えることができる。化学反応の速度は反応場の化学的性質の影響を受ける。そのため生化学反応をより深く理解するには脂質二重膜中の化学的性質を知る必要がある。本研究では反応場を特徴づける重要な性質である、エネルギー移動特性と膜中の微視的な粘度から反応場としての生体膜を評価する。反応場としての生体膜を調べることで、生化学反応が効率よく進行する理由をよりよく理解することを目指す。平成25年度は1.ピコ秒時間分解ラマン分光法による脂質二重膜中のエネルギー移動速度の温度依存性と、2.チップ増強ラマン分光法を用いた脂質二重膜中の局所的環境の評価について研究を行った。1.ではDMPC (dimyristoyl-phosphatidylcholine)というリン脂質からなる膜の温度を変化させて、膜中でのエネルギー移動速度を測定した。膜の温度が上がるにつれて、エネルギー移動速度は大きくなった。温度が上がると脂質の炭化水素鎖の熱運動が大きくなることから、膜中のエネルギー移動速度は脂質の炭化水素鎖の熱運動の影響を受けることが示唆された。2.ではDPPC (dipalmitoyl-phosphatidylcholine)というリン脂質からなる脂質二重膜にプローブ分子としてtrans-スチルベンを封入した。

回折限界を超えた20nm程度の高い空間分解能をもつチップ増強ラマン分光法を用いることで、通常のラマン分光法では信号が弱すぎて観測できない、一個のtrans-スチルベン分子由来のチップ増強ラマンスペクトルを観測することができた。チップとスチルベン分子の相対位置が変化するとtrans-スチルベンのラマンバンドの位置が変化した。チップ増強ラマン分光法ではスチルベン分子の局所的な環境の違いを観測できる可能性があることが示された。生体膜中では、光合成やATP合成などの数多くの生化学反応が進行する。化学反応の速度は粘度や極性などの周囲の化学的性質の影響を受ける。そのため生体膜中で進行する正化学反応をよりよく理解するためには、生体膜の主な構成要素である脂質二重膜内部の化学的環境を知る必要がある。本研究では生化学反応の進行に大きな影響を与える、脂質二重膜のエネルギー移動特性をピコ秒時間分解ラマン分光法を用いて評価した。生体膜のモデルである、リポソーム脂質二重膜内部にtrans-スチルベンを封入した。最低励起一重項(S1)状態のtrans-スチルベン(S1-tSB)の時間分解ラマンスペクトルを測定することで、励起光によって加熱されたS1-tSBの脂質二重膜内部における冷却過程を観測した。S1-tSBの冷却速度定数と、溶媒の熱拡散定数の間には、アルカンやアルコールなどの溶媒中において相関があることが報告されている。その相関と測定によって得られた膜中におけるS1-tSBの冷却速度定数を用いて、脂質二重膜の熱拡散定数を見積もった。脂質二重膜の熱拡散定数を見積もった結果、液晶相の膜の方がゲル相の膜よりも熱拡散定数が大きく見積もられた。脂質二重膜内部の熱拡散についてより詳しく考えるために、一次元の熱拡散方程式を用いて、S1-tSBの冷却速度定数を見積もった。その見積もりの結果、冷却速度定数の値は脂質二重膜の膜厚が大きいほど小さくなることがわかった。生体膜のように、水中にある脂質二重膜の熱拡散定数は非常に重要で基本的な物理量である。しかし従来の方法では水中にある脂質二重膜の熱拡散定数を測定することはできなかった。ピコ秒時間分解ラマン分光法と、S1-tSBを用いることで、水中にある脂質二重膜の熱拡散定数を初めて実験的に求めることができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。脂質二重膜中のエネルギー移動特性の評価については、平成24年度中に炭化水素鎖の炭素数と二重結合の数が異なる六種類のリン脂質からなる膜中でのエネルギー移動を観測できた。その結果、液晶相の膜中ではゲル相の膜中よりエネルギー移動速度が大きいという新たな知見が得られた。脂質二重膜中の粘度の見積もりについては、けい光プローブの膜中での深さを固定しても膜中に粘度が数十倍異なる複数の環境が存在するという新たな知見が得られた。どちらの研究内容も実験結果から新たな知見が得られたので順調に研究が進展していると考えている。平成25年度中に脂質二重膜中のエネルギー移動特性の温度依存性を測定し、膜中のエネルギー移動速度は膜の温度が高くなるにつれて大きくなることがわかった。膜の温度が高くなると脂質の炭化水素鎖の熱運動が大きくなることから、膜中のエネルギー移動過程と脂質の炭化水素鎖の熱運動の大きさの間に相関があることが示唆された。
分子磁性伝導体による磁場応答トランジスタの開発

分子性導体の主要構成分子であるテトラチアフルバレン(TTF)誘導体が常磁性金属イオンであるCu(II)イオンに配位したTTF-金属錯体を用いた電界効果トランジスタ(FET)の特性を向上させるため,TTF-金属錯体の誘導体を新たに合成し特性の向上を達成した。また,新しいシッフ塩基型錯体としてTTF部位を持たないsalphen錯体が大気中で安定に作動するFETデバイスを与えることを見出した。さらに,よりスピン多重度が大きな金属イオンと配位可能な新規TTF-配位子,ならびにその錯体の合成に成功し,強磁性相互作用を示すキューブ錯体や水素結合ネットワークを有する一次元チューブ状錯体の開発に成功した。既に電界効果型トランジスタ(FET)として作動することを見出している[CuII(EDT-sae-TTF)2]を用いた薄膜デバイスの特性を向上させることを目的に,分子間相互作用をより増大させるための分子設計を行い,TTFの置換基がエチレンジチオ基に比べより平面性の高いベンゼン環の錯体([CuII(Bz-sae-TTF)2]),長鎖アルキル基で置換した錯体([CuII(C6-sae-TTF)2])の合成を行った。新たに合成した錯体の酸化還元電位測定から,[CuII(EDT-sae-TTF)2]と同様,TTFの酸化還元特性を維持していることを明らかにした。[CuII(Bz-sae-TTF)2]および[CuII(C6-sae-TTF)2]の薄膜作製をスピンコート法により検討した結果,[CuII(Bz-sae-TTF)2]は有機溶媒に対する溶解度が低かったため,薄膜が得られなかったが,[CuII(C6-sae-TTF)2]はグレインサイズが[CuII(EDT-sae-TTF)2]と同程度の大きさの均質な薄膜を作製することに成功した。[CuII(C6-sae-TTF)2]薄膜を用いたFETデバイスは動作しなかった。このことは,長鎖アルキル鎖の嵩高さのため,導電性を担うTTF部位のπーπ相互作用が確保できなかったためであると考えられる。[CuII(Bz-sae-TTF)2]のラジカル塩を電解酸化法により作製し電気物性を評価した。その結果,[CuII(EDT-sae-TTF)2]のラジカル塩よりも高い電気伝導度を示した。そこで[CuII(Bz-sae-TTF)2]の溶解度を向上し薄膜化を行うため,配位部位であるフェノラートにtert-ブチル基およびメトキシ基を導入した錯体([CuII(Bz-OMe-tBu-sae-TTF)2])を新たに合成した。[CuII(EDT-sae-TTF)2]とは全く異なる分子構造をとることを明らかにした。[CuII(Bz-OMe-tBu-sae-TTF)2]を用いた薄膜デバイスを作製し,デバイス特性を評価した結果,FETとして作動するものの, FET特性は[CuII(EDT-sae-TTF)2]を用いたデバイスより低いことを明らかにした。本研究では,分子性導体の主要構成分子であるテトラチアフルバレン(TTF)が直接常磁性金属イオンに配位したTTFー金属錯体を基盤とした有機薄膜デバイスを構築し,外部磁場に応答する電界効果型トランジスタ(FET)を開拓することを目的としている。これらの目的を達成するために,TTFー金属錯体としてシッフ塩基配位部位を有するTTFー配位子を設計,合成し,その常磁性金属錯体の開発と基礎物性評価を行うとともに,種々の方法による薄膜化を行っている。エチレンジチオ基で置換されたTTFー金属錯体[CuII(EDT-sae-TTF)2]の薄膜化およびFETデバイスの作製を行い,FET特性を示すことを明らかにしている。デバイス特性が低かったことから,より分子間相互作用が期待される新たな錯体として,平面性の高いベンゼン錯体[CuII(Bz-sae-TTF)2],長鎖アルキル基で置換した錯体[CuII(C6-sae-TTF)2]の合成を行い,その基礎物性を明らかにした。これら新規錯体の薄膜デバイスが作動しなかったこと,ベンゼン錯体[CuII(Bz-sae-TTF)2]のラジカル塩が高い電導性を示すことから,ベンゼン錯体の溶解度を向上させた類縁体[CuII(Bz-OMe-tBu-sae-TTF)2]を合成し,中性錯体の結晶構造ならびにデバイス特性を明らかにした。これまでのTTFー金属錯体は,配位子が2座配位子でCu(II)イオンにキレート配位しているため,真空蒸着法では錯体が分解し薄膜化が不可能であった。より配位力を強化し錯体の蒸着過程における分解を抑制するため,4座のTTFー配位子(H2bsae-TTF)を設計,合成し,その金属錯体の合成にも成功している。新規錯体の結晶構造,電気化学的性質を明らかにしている。磁場下でFET特性を評価するためソースメジャーユニットを購入したが,有機デバイスの測定に使用するためには,スペック以上のゲートへの印可電圧が必要であることが判明した。そこで安定化電源を新たに購入し測定系の構築を行った。分子性導体の主要構成分子であるテトラチアフルバレン(TTF)誘導体が常磁性金属イオンであるCu(II)

イオンに配位したTTF-金属錯体,[CuII(EDT-sae-TTF)2]を用いて薄膜デバイスを作製し、電界効果トランジスタ(FET)として作動することを既に見出している。H27年度はデバイス特性の向上を目的として、分子間相互作用を増大させた分子として長鎖アルキル基やベンゼン環が縮環した新しい錯体を新たに合成し、スピンコート法による薄膜デバイスの作製とそのFET特性の評価を行った。FET特性に関しては母体となる錯体の特性と大きな違いがなかった。そこで、H28年度真空蒸着法による薄膜の作製を目的として、新たに4座TTF-配位子とそのCu(II)錯体である[CuII(EDT-bsae-TTF)]を合成し真空蒸着による成膜を試みたが、この錯体も蒸着過程で分解することが明らかとなった。また,Cu(II)イオンよりもスピン多重度が大きなFe(II),Co(II),Ni(II)イオンを用いた新規TTF-金属錯体を開発するため,新たに3座TTF-配位子,ET-H2heip-TTFを合成した。この配位子を用いてCo(II)錯体およびNi(II)錯体の合成に成功した。Co(II)錯体は錯体分子間に存在する水素結合を介して,Co(II)イオンと配位子の酸素原子からなる一次元鎖構造をとり,この一次元鎖をTTF部位がらせん状に巻きついたチューブ構造を形成していた。このらせんは左右両方の巻が結晶中に存在していた。一方Ni(II)錯体はNi(II)イオンと配位子の酸素原子からなるキューブ構造を取っており,極低温で強磁性的相互作用が確認できた。エチレンジチオ基を有するTTF-金属錯体[CuII(EDT-sae-TTF)2]は,電解酸化により配位子上のTTF部位が部分酸化されたラジカル塩を与え,比較的高い電気伝導性を示すことを明らかにしている。TTF-金属錯体で配位子部位が部分酸化状態にある物質の報告例は非常に少なく,電導性を示す物質は本研究が世界で初めての例であり,現在,学術雑誌へ投稿準備中である。この錯体を用いた薄膜デバイスはFET応答を示す。この結果は,Molecular Crystals and Liquid Crystals, 641, 81-85 (2016)に発表している。さらに,[CuII(EDT-sae-TTF)2]薄膜のFET特性の向上を目指して,錯体分子の分子間相互作用を増大させることを目的に,長鎖アルキル基やベンゼン環が縮環した新しい錯体を新たに合成し,それらのデバイスのFET特性の評価を行った。この結果は,Polyhedronに投稿し,掲載が受理された。これまでのデバイスの薄膜作製法はスピンコート法によるウェットプロセスであり,薄膜中のグレインサイズが小さく,そのためFET特性が低かったものと考えている。そこで,真空蒸着法によるデバイス作製を目指して,これまでの2座配位子を4座配位子に変換した,新しいTTF-配位子とその常磁性金属錯体を合成した。この錯体においても真空蒸着中に錯体の分解が見られたが,蒸着条件の検討の余地がある。ひきつづきドライプロセスによる成膜を試みる。また,本研究の大きな目的の一つである磁場下でのFET特性評価については,本予算で購入したソースメジャーユニットでは,ゲート電圧の印加が不十分であったことから,安定化電源を別途購入し,測定システムの構築を行った。さらに,真空中でのデバイス評価を行うための装置の構築を行い,完了次第,磁場下での実験に取り組む。分子性導体の主要構成分子であるテトラチアフルバレン(TTF)誘導体が常磁性金属イオンであるCu(II)
開発途上国における日本型助産技術研修の継続的開催及び受講者情報システム構築の研究

南スーダン国における3回の助産師現任研修参加者が学んだ知識情報や専門技術実施状況を、3回目研修終了1年後に現地調査で質的に分析した結果、研修受講後のスキル蓄積が環境的要因と内在的要因によって影響されること、受講者が臨床現場でスキルを構築していくプロセスを明確化し、促進・抑制要因を明らかにした。自己効力感のレベル維持・向上につながる体験型現任研修の重要性が示された。保健人材情報システムによる保健人材・研修アップデートやデータ集積を続けていたが、日本人専門家の地方出張制限、現地調査適任者不在、根本的な課題としての保健職種の標準化の問題等で情報確認も困難となり大きな課題が残った。本研究における助産師現任研修は、施設出産のみならず、南スーダンの80%を占める自宅出産を視野に入れた、日本の開業助産師の知恵と技術の提供を研修の柱にしている。2010年から2011年において、南スーダン政府保健省、州保健省の人材課及び看護助産課とJICAとの連携チームを基本組織とし、首都ジュバ市における本現任研修を3回実施した。2013年から2014年において、さらに現任研修を実施し、研修情報ネットワークの基盤整備のための人材基礎調査の実施や研修受講者評価を計画したが、2013年当初よりの政治的不安定による治安悪化で本プロジェクトが2013年6月末で終了するとの決定がされた。2014年度で実施する予定であった研修後フォローアップ調査を、2013年5月上旬で実施する方向で計画変更し実施した。南スーダンの助産師たちが、現任研修後に学んだ知識やスキルを、妊産婦や地域の人々、同僚助産師との相互関係の中で必要時調整しながら応用していくプロセスをM-GTA (Modified Grounded Theory Approach)を用いて質的に分析し、その結果から、南スーダンで現任研修受講後助産師が体験する研修内容の現場への適用プロセスを明らかにすることで、研修の効果発現に影響を及ぼす要因を検討、今後の南スーダンで実施される現任研修の質的向上に寄与することが期待される。調査対象は、2010年から2011年において、Juba市で3回実施した助産師研修の修了生5名(医療・保健施設で指導的立場にあり、英語の研修を理解できる者という条件のもと全国から選抜された助産師)、および研修協力者6名。調査時期は、2013年4月26日5月12日(最後の研修から約一年半後)。調査方法は、研修受講助産師5名に対して、半構造的面接方法で、一人当たり2時間程度の聞き取り調査を行い、質的内容分析で研修評価を行った。南スーダン助産師研修受講者の受講前基礎的情報調査を行なった。1受講者26名の年齢は25歳から70歳、平均40.7歳。2公用語は英語であるが、主要施設ではアラビア語が主言語であり、地方研修においてもアラビア語の通訳や言語以外での理解を促進できるような配布資料の工夫が課題。3助産師学校教育期間は1.5年から6.5年と幅広く、平均3.8年であった。教育期間に応じて助産師の名称が異なり、正規助産師、看護助産師など9つに分類された。4所属は、助産師学校が7名、教育病院及び州病院が12名、保健施設6名、州役人が1名であった。5教育歴では、ジュバには教育歴4.5年以上の助産師が多く、地方病院には教育歴1.5年未満の助産師が多い。人材の地域偏在がみられ、助産師の質向上をめざす研修を地方展開する場合、適切な研修内容の組み立てという点で十分に考慮すべきである。6教育上の困難に関する自由記述では、物品や機材の不足、技術指導や指導者の不足、標準カリキュラムがない、教員及び学生の教育レベルの低さ等であった。臨床助産師からは新しい技術や知識の欠如、感染対策や出血、異常分娩への対応の難しさ、卒後研修の乏しさ、英語による講義の理解の困難性等をあげていた。7出産体位は殆どが仰臥位であった。8分娩施設での記録物として分娩経過表と妊娠経過表を6割近くが使用とあるが、保管は妊産婦のみであった。9受講者地域における施設分娩率は平均約20%であった。南スーダンでの有資格者立会い分娩9%の報告、13病院でのサンプリング調査による施設分娩率15%の報告がある。10医療機材や物品の整備状況は、手袋使用や分娩台所有率は9割近くを占めていた。消毒機材や吸引器、酸素設備等の所有率は10%台で低く、現在所有している機材も古く機能せず壊れているとの記述もあった。11JICA支援のジュバ助産師学校第一期卒業生は20名定員中16名であった。

本研究は、南スーダン国の助産師たちが、現任研修で学んだ知識やスキルを、妊産婦や同僚助産師との相互関係の中で必要時調整・応用していく技術適用プロセスを質的に分析し、研修効果発現に影響を及ぼす要因を明らかにし継続的実施に寄与することを目的とした。対象は、JICA(国際協力機構)と同国保健省が共同で行った助産師現任研修を2回以上受講した6名と管理職5名の計11名であり、研修から約一年半後の2013年4月26日5月12日、現地にて半構造化面接を行った。データ分析は質的分析法M-GTAを用い、生成した概念と概念との関係を検討、関係図にし、ストーリーラインを作成した。助産師が現任研修でスキルとして身につけた後のスキル蓄積は環境的要因と内在的要因によって影響される。環境的要因に対して助産師は、現慣習を覆すほどの利益がもたらされると判断し自然出産を導入、早期受診啓もう活動を識字率の低い女性に限定せず地域全体に実施、同僚の低い言語能力に対しアラビア語の補助教材作成・ロールプレイやシミュレーションの活用で言語の壁はある程度乗り越えられると語った。内在的要因として、成功体験、他者からの評価、スキルへの自信などを挙げ、研修で得た技術を妊産婦に施す、同僚に伝達することが上司や地域の人々から良い評価や感謝を受けることで自己効力感が高まり、スキル蓄積の促進要因となった。自己効力感のレベル維持・向上につながる体験型現任研修の重要性が示された。JICAによる保健人材情報システム(Human Resources Information System:HRIS)による保健人材・研修アップデート調査やデータ集積を続けていたが、日本人専門家の地方出張制限、適任な現地調査責任者不在等で調査が進まない状況が続いた。また根本的な課題として保健職種の標準化の問題も深刻であり大きな課題が残った。女性のマイナートラブルが周産期アウトカムへ及ぼす及ぼす影響調査内容の質的分析の結果、南スーダンの指導的助産師が現任研修で得たことをスキルとして身につけるプロセスについて分析できた。助産師は、内戦状態の過酷な現状の助産活動を経験する中で、大量出血死や死産などの悲しい経験を通して命を助けたいという使命感を日頃から抱いていた。研修で学ぶ様々な情報の中から、現状では不本意でどうしようもないと捉えていた現象に救命の可能性を見いだし、<実践加速要因>となり、外部支援団体や妊産婦への働きかけなどの実践、関係者のニーズを検討・調整しながら徐々にあるいは一気に新しいケアを取り入れ、その体験を繰り返すことで「命を救うスキルの蓄積」を行っていた。例えば、マラリア薬配布やHIV検査などが主な業務であった妊婦健診で、触診や胎児心音確認などの技術を取得し、異常の早期発見、医師に照会・引き継ぐことで母子死亡を防げる可能性を学んだ。助産師は職場で新しい知識やスキルの実践を試みるが、分娩姿勢や分娩異常、地域の慣習へのこだわり、外部支援物資不足や、妊娠・出産に対する女性の無知といった<実践停滞要因>が実践を難しくする。実際にケアを取り入れたことでスムーズなお産を体験、危機に面していた母子に良い結果をもたらすといった成功体験により地域の人々から尊敬されるなどの「他者承認」を経験、研修で知識を増やしたいという学習意欲を増して研修に参加していた。指導的助産師は、研修での学びを同僚に伝える努力を行い、読み書きを伴わない効果的な指導方法、妊産婦への助産ケアの実践の成功体験から蓄積されたスキルへの自信、同僚の助産スキルの向上・実践による指導者の業務量減少を体験していた。
うつ病の病態発生機序と活性型ミクログリアの関連に関するPETを用いた研究

近年、うつ病罹患者の脳内では活性型ミクログリアが増加しており、それがうつ病の病態発生機序に関連している、との仮説が提唱されている。本申請研究では、ポジトロン・エミッション・トモグラフィー(PET)を用いることにより活性型ミクログリアのうつ病への関与を明らかにし、うつ病に対する新たな治療法の開発に寄与することを目標とする。申請研究期間2年のうち1年目の本年度は、健常者3名、未治療初発うつ病者1名、計4名のPET撮像を終えた。トレーサーには活性型ミクログリアに特異的に結合するPK(R)-11195を用い、トレーサー静注後の撮像時間は60分に設定した。それぞれの被験者から得られた時間-放射能曲線に基づき、解析方法には変法スペクトラルアナリシス法を採用した。活性型ミクログリアの密度を算出した。その結果、健常者と比較し、うつ病者では脳内の広範囲にわたり活性型ミクログリアが増大していた。現在のところ、うつ病者のPET撮像が1例であるため、結論には至らないが、うつ病者では、近年の仮説通り、活性型ミクログリアが増大している可能性が推測された。うつ病者の脳内で活性型ミクログリアが増大していることが明らかとなれば、うつ病の治療にミノサイクリンといった抗炎症剤の選択肢が一つ増え、世界のうつ病治療戦略に大きな影響を与えることが期待される。また、うつ病の新しい治療薬の開発・治癒率の向上に大きく貢献すると確信する。
能動的樹状突起を有する形式ニューロン回路網のダイナミクス

我々は,ニューロン樹状突起の能動的特性とシナプスの棲み分けに基づいたモデルである階層型形式ニューロンを提案してきた.本研究では,階層型形式ニューロンにより,海馬CA3領域のシナプスの投射パターン,シナプス可塑性の性質に基づいた相互結合回路モデルを構築し,そのダイナミクスを計算機シミュレーションにより研究した.CA3領域の錐体ニューロンは歯状回顆粒細胞から出力される苔状線維によるシナプス入力を尖頭樹状突起の基部に,またCA3錐体ニューロンの出力線維の側枝(シェーファー側枝)が作る回帰性シナプスは,尖頭樹状突起の先端部に作られる.回帰性シナプスの可塑性がそれ自身の活動とシナプス後細胞(CA3錐体ニューロン)の活動の連合によって伝達効率が変化するHebb型であるのに対し,苔状線維シナプスはシナプス前ニューロンの活動のみに依存する非連合型である.そこで本研究では,苔状線維シナプスについてはシナプス荷重を固定し,先端部の回帰性シナプスの結合を錐体ニューロンの出力と連合して変化させた.これは「教師なし学習」の一種であるHebb学習法に相当するものである.苔状線維に複数のランダムなバイナリパターンを繰り返し与えると,そのパターンが相関マトリクスとして神経回路モデルに埋め込まれ,自己連想できるようになることがシミュレーションにより示された.従来の神経回路モデルにおいては,自己連想メモリは相関学習などの「教師あり学習」により実現されてきたが,これには教師信号を生成する別の神経回路を仮定する必要があった.本研究により,樹状突起の能動性によってもたらされるシナプス統合の階層性,入力系統に依存したシナプスの棲み分けパターン,及び「教師なし学習」の一種であるHebb学習という,生理学的・解剖学的にみて自然なメカニズムのみによって,海馬CA3領域が原理的には単独で自己相関メモリ機能を実現できることが示された.我々は,ニューロン樹状突起の能動的特性とシナプスの棲み分けに基づいたモデルである階層型形式ニューロンを提案してきた.本研究では,階層型形式ニューロンにより,海馬CA3領域のシナプスの投射パターン,シナプス可塑性の性質に基づいた相互結合回路モデルを構築し,そのダイナミクスを計算機シミュレーションにより研究した.CA3領域の錐体ニューロンは歯状回顆粒細胞から出力される苔状線維によるシナプス入力を尖頭樹状突起の基部に,またCA3錐体ニューロンの出力線維の側枝(シェーファー側枝)が作る回帰性シナプスは,尖頭樹状突起の先端部に作られる.回帰性シナプスの可塑性がそれ自身の活動とシナプス後細胞(CA3錐体ニューロン)の活動の連合によって伝達効率が変化するHebb型であるのに対し,苔状線維シナプスはシナプス前ニューロンの活動のみに依存する非連合型である.そこで本研究では,苔状線維シナプスについてはシナプス荷重を固定し,先端部の回帰性シナプスの結合を錐体ニューロンの出力と連合して変化させた.これは「教師なし学習」の一種であるHebb学習法に相当するものである.苔状線維に複数のランダムなバイナリパターンを繰り返し与えると,そのパターンが相関マトリクスとして神経回路モデルに埋め込まれ,自己連想できるようになることがシミュレーションにより示された.従来の神経回路モデルにおいては,自己連想メモリは相関学習などの「教師あり学習」により実現されてきたが,これには教師信号を生成する別の神経回路を仮定する必要があった.本研究により,樹状突起の能動性によってもたらされるシナプス統合の階層性,入力系統に依存したシナプスの棲み分けパターン,及び「教師なし学習」の一種であるHebb学習という,生理学的・解剖学的にみて自然なメカニズムのみによって,海馬CA3領域が原理的には単独で自己相関メモリ機能を実現できることが示された.