hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生物・地学分野におけるデジタル教材開発と初等中等教育現場での教育実践研究

本研究の究極の目的は,初等中等教育現場で使われる教科書に添ったweb教材を開発し,実際の授業で活用して評価し,より洗練された教材を開発するものである.具体的課題は,小学校3年から6年までの「理科」,中学校「理科2分野」,高等学校「理科総合B」の学習内容について,インターネット上に学習教材を掲示すると同時に,小中学校で教育実践研究を行って,活用の仕方を提案することである.この研究は平成14年度から継続して取り組んでおり,教育情報ナショナルセンターのサーバーに登録された教材の項目は450を超えた.天文分野では,天体望遠鏡製作キット(スピカ)の製作とそれを用いた観測実習を取り入れた授業実践を展開している.この取り組みについては児童の理解度に関するアンケート調査を2002年と2005年に実施,大幅な向上が認められ,開発した教材や指導法の有効性が実証された.動物分野に関しては,岐阜大学キャンパス内にチョウの食草を植えた花壇をつくり,チョウの多様性,成長のようすなど,昆虫生態を視野にいれた教材開発を進めている.また,今年度からホームページに画像投稿できる掲示板を設置し,遠隔地の学習者と協働学習するシステムを試験運用し,実用化の目処がついた.今後は,これまでの実績を踏まえて,生物・地学分野における教材のさらなる充実だけでなく,物理,化学,環境教育分野における教材開発を手がけて行き,理科教育全般にわたって,ITを活用した新しいカリキュラムを構築する.本年度の実績は以下のようである。(1)天体望遠鏡などの教具を工夫して小学4年「月と星」の教材開発と授業実践を行った。小学4年の発達段階では方位に対する認識力が弱く、太陽と同様月が東から西へ移動することを納得させるような指導が必要なことがわかった。(2)中学3年地球と宇宙の学習では、天体望遠鏡スピカを用いて10月末の太陽爆発の時期に天体望遠鏡による観察を行った。肉眼黒点出現時期に合わせて有意義な授業実践ができ、web教材を作成した。(3)「人工衛星観測ナビゲータ」を開発し、小学生を対象とした観測会を実施して、その有効性を実証した。(4)酸性雨の測定を取り入れた環境教育を実施し、得られたデータをweb化した。今後GISを活用した教材として確立していく。(5)オーストラリアのグレートバリアリーフ、西表島、ロシア白海、ナミビアで生態系や景観に関する取材を行い、web教材化した。(6)植物の花のつくり、植物の成長、山火事跡の植生遷移、火山の景観などのweb教材を作成した。構築された教材テーマは100を越えた。本研究の究極の目的は,初等中等教育現場で使われる教科書に添ったweb教材を開発し,実際の授業で活用して評価し,より洗練された教材を開発するものである.具体的課題は,小学校3年から6年までの「理科」,中学校「理科2分野」,高等学校「理科総合B」の学習内容について,インターネット上に学習教材を掲示すると同時に,小中学校で教育実践研究を行って,活用の仕方を提案することである.この研究は平成14年度から継続して取り組んでおり,教育情報ナショナルセンターのサーバーに登録された教材の項目は450を超えた.天文分野では,天体望遠鏡製作キット(スピカ)の製作とそれを用いた観測実習を取り入れた授業実践を展開している.この取り組みについては児童の理解度に関するアンケート調査を2002年と2005年に実施,大幅な向上が認められ,開発した教材や指導法の有効性が実証された.動物分野に関しては,岐阜大学キャンパス内にチョウの食草を植えた花壇をつくり,チョウの多様性,成長のようすなど,昆虫生態を視野にいれた教材開発を進めている.また,今年度からホームページに画像投稿できる掲示板を設置し,遠隔地の学習者と協働学習するシステムを試験運用し,実用化の目処がついた.今後は,これまでの実績を踏まえて,生物・地学分野における教材のさらなる充実だけでなく,物理,化学,環境教育分野における教材開発を手がけて行き,理科教育全般にわたって,ITを活用した新しいカリキュラムを構築する.
補綴治療が片側臼歯部欠損患者の偏咀嚼に与える影響の検討

片側臼歯部欠損患者83名に対して、可撤性部分床義歯治療やインプラント治療による補綴治療を行い、治療前後における客観的な偏咀嚼の程度を評価した。偏咀嚼の評価は被験食品(ピーナッツ、ビーフジャーキー、チューインガム)を咀嚼させ、その時の左右側それぞれの咀嚼回数により偏咀嚼指数を算出して評価した。その結果、可撤性部分床義歯治療もインプラント治療もともに治療後の偏咀嚼指数は治療前のものよりも小さくなり、偏咀嚼を改善させることが示唆された。被験者は片側臼歯部欠損患者109名(片側遊離端欠損患者61名、片側中間欠損患者48名)を収集し、補綴治療前の測定を完了し、57名は補綴治療後の測定も完了した。基本的診査(年齢、性別、歯式、咬合状態、食片圧入の有無、咬頬・咬舌の有無)、被験食品自由咀嚼時の両側咬筋筋電図、偏咀嚼の認識度(VAS)を測定した。得られた筋電図データより、被験食品咀嚼時の左側および右側の咀嚼回数および偏咀嚼の程度の評価を行い、偏咀嚼と歯の欠損歯数、偏咀嚼の認識度(VAS)との相関分析を行った。片側臼歯部欠損患者の歯の欠損歯数と偏咀嚼の程度について、有意な負の相関を認め、歯の欠損側の欠損歯数が少ない程偏咀嚼を示すことが示唆された。この結果を平成26年7月の日本顎関節学会にて報告した。また、片側臼歯部欠損患者の偏咀嚼の認識度と偏咀嚼の程度には、有意な正の相関を認め、片側臼歯部欠損患者は偏咀嚼の程度を認識していることが示唆され、この結果を9月の38th Annual Conference Of The European Prosthodontic Associationにて報告した。今後は、被験者の収集および測定を継続し、データ測定完了後、得られたデータの統計解析を行い、欠損の様式(遊離端欠損、中間欠損)による偏咀嚼の程度の違いや、可撤性部分床義歯およびインプラント治療の補綴治療前後の偏咀嚼の変化を比較することで、偏咀嚼の因子や補綴治療が偏咀嚼に与える影響や補綴治療の種類が偏咀嚼に与える影響の違いを解明していく。被験者は片側臼歯部欠損患者109名(片側遊離端欠損患者61名、片側中間欠損患者48名)を収集し、そのうち83名が補綴治療前の術前測定を行い、補綴治療後(可撤性部分床義歯治療、インプラント固定性補綴治療)の測定を完了した。基本的診査(年齢、性別、歯式、咬合状態、食片圧入の有無、咬頬・咬舌の有無)および被験食品(ピーナッツ、ビーフジャーキー、チューインガム)咀嚼時の両側咬筋筋電図、偏咀嚼の認識度(VAS)を測定した。得られた筋電図データより、被験食品咀嚼時の左側と右側の咀嚼回数を求め、偏咀嚼の程度を評価し、補綴治療前後における偏咀嚼の程度の変化についての分析を行った。その結果、片側臼歯部欠損患者への補綴治療はチューインガム咀嚼時の偏咀嚼の程度を有意に減少させることが示唆された。また、偏咀嚼の治療効果について、インプラント固定性補綴治療の方が可撤性部分床義歯治療よりも有意に高い治療効果を示した。これらの結果を平成27年日本口腔インプラント学会にて報告した。また、ビーフジャーキーやピーナッツにおいても同様の解析を行ったところ、インプラント固定性補綴治療および可撤性部分床義歯治療において補綴治療後の偏咀嚼の程度は有意に減少し、硬さの異なる被験食品においても補綴治療は偏咀嚼の程度を減少されることに寄与することが示唆された。この結果を平成28年1月の日本口腔インプラント学会九州支部会にて報告した。論文については、左右側の咀嚼側を判定する方法についての論文がArchives of Oral Biologyに平成27年9月にアクセプトされ、健常有歯顎者と片側臼歯部欠損患者の偏咀嚼に関する論文がJournal of Oral Rehabilitationに平成28年3月にアクセプトされた。被験者の収集については、目標人数の100名に達しており、現時点で、ドロップアウトの患者もおらず、測定も問題なく行えている。測定完了まではもう少し時間を要するが、ほぼ計画通りに進展している。
火山噴気発電方式のフィールド実験的研究

(1)九重火山の活動的噴気地域において、地表探査に基づいて、実験用孔井を屈削し、孔口温度233.3°Cの過熱蒸気の採取に成功した。(2)実験用孔井から噴出する火山噴気を用いて1年間にわたる各種発電材料の腐食試験を行った。試料回収後の解析の結果、腐食の進行の程度は従来の地熱発電に利用されている蒸気による材料試験と同程度であることが明らかになり、腐食性の強い火山噴気というイメージを一新する結果が得られた。(3)本研究で試作した1kW級蒸気発電装置(1号機、改良2号機)を用いて、実験室内でのベンチテストの後、フィールド実験を行った。現地で得られた、蒸気の温度・圧力は設計条件より低いものであったが、実際に180Wの発電を行うことに成功した。以上の一連の実験により、設計条件に見合った蒸気が得られれば、当初の目標は十分達成されるものと判断された。簡易型の小型発電システムが実現できたことで、今後さらに、多様なフィールド実験を行う可能性が開かれた。(4)火山熱貯留層(マグマ-地表間に存在する気液2相の高温貯留層)から同軸熱交換器方式による熱抽出・発電の数値シミュレーションを行った。その結果、従来方式の発電コストに比べて十分競争力のあるコストが計算された。このことは火山エネルギー利用の第一歩として、火山熱貯留層からの熱抽出は十分見通しのあるものと判断された。以上の結果、火山エネルギー開発の第一段階として、火山噴気発電方式が有望であることが明らかにされた。本年度は計画の初年度であり、大分県玖珠郡九重町の九重火山にある実験フィ-ルドに存在するボ-リング孔を利用することによって、(1)発電機器用材料試験を開始するとともに、(2)小規模蒸気発電装置を試作し、性能試験を開始した。主な結果は以下のようである。(1)発電機器用材料試験:九重火山の高温噴気地域に掘削されたボ-リング孔より噴出する火山噴気(温度97°Cの飽和蒸気)を材料試験槽に導入し、材料暴露試験を開始した。試験内容は円盤試料を用いた静的な暴露試験および板状試料を用いた3点曲げ試験により応力腐食試験に分けられる。試験材料としては、炭素鋼、鋳鉄、耐候性鋼、各種ステンレス、クロム・モリブデン合金、ニッケル・クロム・モリブデン合金、アルミニウム合金およびチタン合金で合計10種類である。1992年2月中旬には試験材料の一部を回収し、腐食解析を実施する予定である。今後はさらに高温状態(200°C以上)で試験を行う予定である。(2)小規模蒸気発電装置の試作:発電出力1kW級の蒸気タ-ビン発電装置を試作した。システムは蒸気発生用のボイラ-、蒸気流量計測部、蒸気圧力計測部、蒸気温度計測部、蒸気タ-ビン(反復流入衝動型)、単相同期発電機、発電制御盤、記録計部および電源部から構成されている。現在、実験室内で試運転(タ-ビン回転状況の確認および発電状況の確認)を実施中である。現在までのところ設計どうりの電気出力が達成されず、タ-ビンの構造等を一部改造中である。所定の電気出力が得られた状態で性能試験(発電条件を変化させた発電効率特性試験)を行う。また、蒸気発電タ-ビン装置の騒音・振動試験も計画している。当面は実験室内での性能試験を実施し、各種のデ-タ取得することを計画している。十分な室内実験後、野外フィ-ルドで実験の予定である。

九重火山・九重硫黄山噴気地域に掘削されたボーリング孔から噴出する火山性流体(温度233°Cの過熱蒸気)を利用して,各種合金の発電用材料の長期腐食試験【単純暴露試験(在来型14鋼種の17種類および最近開発された硫化腐食に強いとされるAl-Mo合金)および応力腐食割れ試験(11鋼種の14種類)】を開始し、1993年2月現在8カ月を経ている。途中1度、試料を取り出し、肉眼観察を行ったが、腐食性ガスに長期間さらされているが、腐食の進行状況は通常の地熱蒸気と大きくは変わらないようであり、当初心配された急速な腐食は発生しておらず、火山ガスを多量に含む火山熱貯留層からの蒸気利用は材料工学的には大きな障害にならない可能性がでてきた。ただ過熱蒸気の凝縮水は強酸性であり、発電装置を通過する蒸気が、凝縮しないような工夫は是非とも必要である。前年度に製作した火山噴気利用1kW級反復流動型蒸気タービン発電装置は最大250Wの電気出力であったが、同一タービンを使用する限り、これ以上の出力アップは困難であった。発電装置の改良および使用状況の検討に資するため、この発電装置から出される騒音と振動を測定した。その結果、装置から発生する騒音の主たるものは蒸気タービンであること、反流室が4段のものは2段に比較して、騒音が高いことなどが明らかになった。この原因として、反流室の設計が羽根車に適合していないため、反流室から出た流れが翼に流入する際に流入角が増大し、翼面の境界層が増加することが考えられた。これらのことも考慮に入れて、タービン径の変更、蒸気の導入法、蒸気溜りの付加、ノズル形状の改良等を重ね、1993年2月現在、最高650Wにまで改善することができた。タービン径を増加させることにより、この方式で10kW程度までの出力が可能という見通しが立てられた。(1)本研究で製作した改良型1kW級蒸気発電装置を用いて、実験室内でのベンチテストの後、フィールド実験を行った。現地で得られた、蒸気の温度・圧力は設計条件より低いものであったが、実際に180Wの発電を行うことに成功した。以上の一連の実験により、設計条件に見合った蒸気が得られれば、当初の目標は十分達成されるものと判断された。簡易型の小型発電システムが実現できたことで、今後さらに、多様なフィールド実験を行う可能性が開かれた。(2)九重火山の活動的噴気地域に掘削された坑井から噴出する火山噴気を用いて1年間にわたる発電材料の腐食試験を行った。1年間にわたる実験期間中、温度約220゚Cの火山噴気が安定して得られ、ほぼ同一条件のもとで実験が行われた。実験に供された材料は従来の地熱発電材料試験で使用されている17種の材料(炭素鋼、低合金鋼、各種ステンレス鋼、チタン合金など)とごく最近開発された耐硫化腐食合金であった。試料回収後の解析の結果、腐食の進行の程度は従来の地熱発電に利用されている蒸気による材料試験と同程度であることが明らかになり、腐食性の強い火山噴気というイメージを一新する結果が得られた。(3)火山熱貯留層(マグマ-地表間に存在する気液2相の高温貯留層)から同軸熱交換器方式による、熱抽出・発電の数値シミュレーションを行った。その結果、従来方式の発電コストに比べて十分競争力のあるコストが計算された。このことは火山エネルギー利用の第一歩として、火山熱貯留層からの熱抽出は十分見通しのあるものと判断された。
戦時下日本社会に於ける柳田民俗学の組織化に関する基礎的研究

「橋浦泰雄関係文書」(以下、「文書」と略す)を周到に分類、調査した上で、それ以外の同時代資料と照合させることで、戦時下日本社会の民俗学組織化の概要を再構成した。特に、「文書」を旧蔵していた橋浦が柳田国男の高弟として特に地方する民俗学の組織化に腐心したことから、その形成過程を跡づけることを中心にした。その結果、(1)昭和初年、画家としてプロレタリア芸術運動の指導者だった橋浦が弾圧によって次第に民俗学へ傾斜していく中で、彼の生活を援助する目的で有志が行った頻繁に行われた絵画頒布会が成功をおさめ、次第に地方でも彼の民俗・郷土をテーマとする画会が開催されるようになり、在地の郷土史家が挙ってその運営に参加することが、戦時下における柳田民俗学の組織化の重要な一端を担っていたことが判った(拙稿「柳田民俗学の組織化-橋浦泰雄の絵画頒布会に見る-」『人間学研究』第二号2000年)。(2)前項から見て、戦時下に整えられた柳田民俗学の体制とは、在地の民俗学者の積極的な支持が一部にあったことが判る。戦後、柳田民俗学は地方研究者から資料を吸収して、成果を独占したという批判がなされるが、本研究は、その嚆矢となった岡正雄による柳田批判の成立背景が昭和10年『民間伝承』編集方針への不満にあったことを「文書」から割り出し、その意味で体制としての柳田批判が、特定の時代条件に拘束されたものであることを示した(拙稿「柳田国男と『民間伝承の会』」『東北学』第二号2000年)。(3)以上の項目とは別個に、「文書」に収録されていた橋浦の日記、肉筆原稿、書簡類など、多くの未公刊資料をもとに、彼の評伝をまとめた(拙著『橋浦泰雄伝-柳田学の大いなる伴走者-』晶文社2000年)。執筆にあたっては地方研究者と橋浦の交流を重視し、組織家としての橋浦の力量を高く評価する方針をとった。
臓器移植の前提条件であるショック臓器の可送・不可送生とその改善の研究

1.重症ショック時ないし脳虚血時などの脳内変化とその修復(1)虚血、血行再開、高濃度酸素投与のさいの脳内コリン作動性神経系の動態対照、両側總頸動脈結紮群、血流再開群、高濃度酸素投与群では、コリン・アセチルトランスフェラ-ゼ、アセチルコリンエステラ-ゼ、アセチルコリンレセプタ-活性は虚血で低値、血流再開でも低値、高濃度酸素投与群では高値であるが、後者の場合中毒初期とも見られる。(2)TRHの昇圧機序とショック時の役割TRHの作用機序を総括すると、中枢性に投与されたTRHによる心血管増強作用は交感神経刺激の増大、TRHの昇圧作用は2相性で速効性でもありまた持続性もある。コリナ-ジック、GABAergic、ド-パミナ-ジックなどの中枢性のpathwayがTRHの昇圧作用に関係している。ショックになると循環増強の作用をし、中隔で有意に増加する。また高濃度のKが用量依存性にTRHの遊離を増加する。出血の刺激によって中隔のTRH含有神経終末の膜の脱分極が起こりTRHの遊離が増す。TSHの遊離作用が主作用のTRHはショックの救急物質である。2.心機能および関連血行動態および腎機能蘇生法の検討ショック対照人為低血圧で制御された低血圧とショックの差をしらべ、カルシウム拮抗薬とDCA、ATPの腎機能と虚血腎への効果をみた。DCAは発癌で最近問題となっているが虚血腎蘇生力は大きい。PGI_2の冠血行盗血現象の改善は良好である。3.免疫の研究手術後侵襲時は免疫抑制がみられその指標は低下する。4.脳内および体内アミノ酸の研究ショック時に脳内フェニルアラニンやチロシン増加を認め、またアルギニンが回復因子として重要で小腸が生成に関係している。1.実験的虚血心による心原性ショック時の冠循環に対する麻酔薬および血管作動薬の治療的作用の研究雑種成犬を対象に心筋梗塞を作成した。麻酔下両側開胸により心拍出量は電磁流量計を上行大動脈に装着測定し、動脈圧,CVPも測定し、左冠動脈前下行枝結紮により虚血心ないし心原性ショックを作製した。局所心筋血流量の測定は水素クリアランス法により実施した。先ずイソフルレンの作用を検討したが、イソフルレン濃度1%はイヌで0.75MACに相当し、これ以上の濃度で心原性ショックが発生した。このさいPG【I_2】を投与すると状態は変化する。その投与前中後を比較すると、心拍出量は投与中に有意に増加する。RPPは有意な変化はないので心筋酸素需要量は変化がないと思われる。左心室の局所血流量は正常部位では有意な変化はないが、虚血部位ではPG【I_2】投与により前後に比して1.3倍と有意に変化した。冠灌流圧は有意な変化がなかった。今年度の実験で、今後よく心血管手術の麻酔薬として用いられると思われるイソフルレンによって比較的低濃度で心に作用することがわかった。そしてそのイソフルレン麻酔時にPG【I_2】を投与することにより、虚血心筋に対し、酸素の需給バランスを改善することにより、心筋を保護するように改善することを発見した。この点はもし今後心臓移植の麻酔が必要な時の重大な資料となりうる。2.実験的出血性

ショックにおけるThyrotropin Releasing Hormon系薬物の作用の研究ラットにおいて循環血液量の1/2の高度の出血性ショックを作り、TRHおよびその系列物質の静脈内、脳室内投与によって不可逆性ショックの改善がみられるか否かを検討したが、死亡率は未だ明確でないが、その他のモニタリングで、TRHは有用と判明した。1.腎の臓器可逆性に対する血管拡張性薬剤の作用今年度は血管作動薬として拡張性のもの数個を選び,その作用動態を主として腎にしぼって研究した.主に使用した薬剤はカルシウム流入拮抗薬と, ATPである.カルシウムは拮抗薬はその種類によって心臓系と末梢血管系への作用が違うので,今回はディヒドロピリジン誘動体のカルシウム拮抗薬のニフェディピンとニカルジピンを比較した成績は少なく,この両者の効果を檢討した.雑種成犬を2群に分け空気ーエンフルレン1.5%麻酔下い,ニフェデイピンとニカルジピンを各群おのおの5μg/Kg/分を中心靜脈より持続注入ポンプを用い100分間投与し,その間の血行動態を腎循環を中心として檢討した.血行動態は大腿動脈にカニュレーションし動脈圧心拍数を,スワンガンツカテーテルによる心拍出量,肺動脈圧,肺動脈楔入圧,右房圧などを測定しまたより複雑な心機能指数も計算した.腎血流は左腎靜脈装着電磁血流計法,腎実質ことに皮質血流量を水素クリアランス法で測定した.測定は投与前,投与後15分, 30分, 60, 100分で実施した.ニフェディピンはニカルジピンよりも降圧作用は大きく,短時間で降圧効果が発現するから,ショック時の治療効果は少なく見えるが,腎循環に関してはニカルジピンより減少を抑制する効果がある.ニカルジピンは腎に対しては抑制度が強いが,心拍出量など心機能増強力は強いので,臓器保護の意味では相対的にニカルジピンの方がショック治療の過程では有用である.2.ATPとDCA投与法による臓器灌流動態は極めて大きく変動する.代謝面におよぼす作用は研究中である.ディクロロアセテートは循環のみならず代謝にも有用で将来性を求めて檢討中である.1.実験的虚血腎に対するLichloroacetateの効果dichlonoacetate(DCA)はpyruvate dehydrogenaseの活性を賦活し、反応をTCA回路の方向へ進ませるので乳酸アシドーシスに有効で、組織低酸素によるA型乳酸アシドーシスにも有効であるので、虚血腎での可逆作用について、雑種成犬で腎動脈を60分間クランプして腎血行動態腎機能を検討した。結果は(1)循環動態はDCA投与群非投与群ともクランプ前後で不変。(2)腎血流は非投与群においてはクランプ解除後60%まで減少しているが、DCA投与群では有意な減少はみられなかった。(3)腎皮質血流も非投与群では有意な減少は認められ60%まで低下したが、投与群では有意な減少なし。(4)尿量はDCA投与群では80%まで、非投与群は10%ていどまで減少した。(5)FeNaは非投与群で急激な上昇があったが、DCA投与群では上昇は抑制された。DCAを非虚血腎に投与しても腎循環状態に影響はない。さらに来年度で腎内代謝を研究中である。2.免疫系機能からの検討悪性疾患大侵襲手術では手術早期から免疫系抑制度動が生じるのをヒトリンパ球表面膜抗原に対するモノクローナル抗体を2種類組合わせる二重染色法を使って検索した。これに対しウリナスタチンはInducer Tcellは30分後に低下したのを1時間後に回復し、Sruppresser Tcellは有意に増加しない。したがってOKT4/OKT8は投与群では回復が早い。最も活性度の高いNKcellのなかのLeu7・Leu11_+は投与群1時間で回復した。
フリーソフトとしてのクリッカーシステムの開発

今年度は実際にソフトウエアのプログラミングを行った。まず、基本的なクリッカーの機能:クイズ問題テキスト・画像・解答番号の読み込み、学生リストの読み込み、クイズ画面表示、投票率のグラフ表示、解答表示、ペン先が解答欄の数字部分をタッチした際の投票、解答データの書き出し、そして、手書きに関する基本的な機能:手書き欄に解答した場合の教員画面への手書き一覧表示、手書き拡大表示、手書き解答数表示、手書き軌跡の書き出し、手書き一覧画面-クイズ画面の切り替え機能を構成した。さらに、本ソフトウエアで重要となる機能・特製の構成は次のように行った。複数の学生からのペンの軌跡をリアルタイムで観覧するためのソフトウエアであるため、表示方法の切り替え等のオプション的な機能に対応するために、逐一再描画することで表示の更新を行うのでは、非常に動作が重くなってしまう。よって、データ書き出しのための軌跡データを保存する一方で、再描画により軌跡の描画を更新するのではなく、画像に絵として書きこんでゆくシャドウビットマップ方式を採用した。模範的な解答例を見せる前に、学生に添削式で指導すると学習効果が得られる。そのような典型的ミスを含む解答を教員側でピックアップできるようにするためには、従来のクリッカーとは異なり、教員側は事前に解答を一望できる管理者画面にする必要がある。しかし、パワーポイントへ本ソフトウエアを組み込む場合、学生の画面と教員の画面を別にするのが難しくなるため、通常のフォーム型のアプリケーションとして構成した。手書きに伴って起こってくる学生管理の煩雑さを軽減するために、データの書き出しの際に、手書き文字を自動で文字認識する機能を付けた。これは特に学生番号・氏名の管理において有効である。これらの構成により、手書きによる自由な意見を収集・添削可能な新型のクリッカーの試作品を作ることができた。今年度は、まずクリッカーの現状調査と開発環境の整備、開発計画を行った。調査に関しては、韓国、シンガポール、アメリカの大学におけるクリッカー事情、そして日本で販売されているクリッカーの機能を調べた。現在の日本におけるクリッカーの急速な普及と活用状況を考えると、状況がどんどん変化しており、この研究が意味のあるものとするためには、これらのリサーチと開発計画の見直しは重要である。その結果、海外では教科書との抱き合わせ販売による低価格なクリッカーが存在すること、そして、大学において中古の買い取りを行い、リサイクルして使用することで学生の負担が抑えられていることがわかった。メーカー品であっても、かなり価格面での問題は解消されていた。その一方で、機器としては、液晶画面付きの多機能のものが主流に成りつつあることがわかった。これを踏まえ、本研究において開発するクリッカーも、使用されなくなりつつあるタイプのものを開発するのではなく、開発終了時におけるニーズを予測し、開発計画を作成し直した。その結果、クリッカーの集計の正確さは不可欠であるため、赤外線通信ではなくBlueToothを利用すること、また、数字の選択のみのクリッカーでは使用用途が限られてしまい、今後のニーズを満たさなくなる恐れがあるため、選択、文字入力を含め、さらに図を記入することができる電子ペンをクリッカーのリモコンとして採用し、現状のクリッカーを超えるものにすることにした。この方針に沿って、クリッカーだけではなく現在の電子ペンの機能を調査し、開発環境の設備を整え、開発するソフトウエアにおいて必要と思われる基本的な機能の概略を思案した。また、この開発に使用するプログラム言語をC#に定め、開発に必要な情報収集を行った。
異質倍数性とミトコンドリアDNAヘテロプラズミー

1.ミトコンドリア(mt)ゲノムnad3-orf156領域のヘテロプラズミー解析:D, D2型プラズモンを持つ各種の核細胞質雑種(NC雑種)とその両親を用いてnad3-orf156領域をPCR増幅し、クローンニングした産物の塩基配列を決定し、父親配列を含むヘテロな配列群の存在を明らかにした。ランダムクローンを種類分けし、NC雑種と両親における各配列の相対頻度を測定した。この領域では、複数の母親および父親配列NC雑種に存在し、両親にもヘテロな分子種が存在した。さらに、Dゲノム種を父親として成立したパンコムギにDプラズモンと同一配列が存在することを明らかにした(Genetics 160,2002;Genes Genet.Systems 77,2002)。2.各種NC雑種および合成パンコムギにおけるnad3-orf156領域のヘテロプラズミー解析:種々のプラズモンを持つNC雑種を対象にnad3-orf156領域を解析し、ヘテロプラズミー現象の一般性を明らかにした。合成パンコムギを用いて、父親型Dプラズモンと同一配列が共通に存在すること、Dプラズモン配列と母親Bプラズモン配列の組換え配列が存在することを明らかにした(Curr. Genet.、投稿予定)。3.nad3-orf156領域の転写産物と転写後修飾の解析:15mt遺伝子の発現をNC雑種とその両親で解析し、nad3-orf156領域にのみ転写産物のサイズの違いを認めた。orf156(atp8)遺伝子について、種々の組織における転写産物を解析し、ヘテロプラズミックな配列が存在するにも関わらず母親由来配列のみが転写されること、エディティングが核ゲノム支配であることを明らかにし、さらにprimer extension分析で転写産物の転写後切断が核支配であること、およびNC雑種に特異的な切断が見られることを明らかにした(Plant Mol. Biol.,in press)。1.ミトコンドリア(mt)ゲノムnad3-orf156領域のヘテロプラズミー解析:ヘテロプラズミー性(異なる分子種の共存)の判明したnad3-or156領域について詳細な解析を行った。D, D2型プラズモンを持つ核細胞質雑種(NC雑種)とその両親を用いてこの領域をPCR増幅し、クローンニングした産物の塩基配列を決定し、7種の配列を明らかにした。この領域では、複数の配列がNC雑種のみならず両親にも存在した。Dゲノム種を父親として成立したパンコムギにDプラズモンと同一配列が存在することを明らかにした(Genetics、印刷中(2002)。2.nad3-orf156領域の転写産物と転写後修飾およびエディティングの解析:mt15遺伝子の発現をNC雑種とその両親で解析し、nad3-orf156領域に転写産物のサイズの違いを認めたorf156(atp8)遺伝子について、種々の組織における転写産物の転写後修飾を解析し、NC雑種では両親と異なる部位で切断が起こることを明らかにした。orf156遺伝子のエディティング部位と頻度をNC雑種と両親で比較し、エディティングが核ゲノム支配であること、ヘテロプラズミックな配列が存在するにも関わらず、転写産物はいずれも細胞質親型であることを明らかにした(Plant J.、投稿予定)。3.各種NC雑種および合成パンコムギにおけるnad3-orf156領域のヘテロプラズミー解析:種々のプラズモンを持つNC雑種を対象にnad3-orf156領域を解析し、ヘテロプラズミー現象の一般性を明らかにした。4.nad3-orf156領域における組換え型配列の検出:NC雑種と両親で、nad3-orf156領域内のcoxII偽遺伝子と、これと異なる部位に存在するCoxII領域との間の組換えで生じたと考えられる配列の存在を明らかにした。合成パンコムギを用いて、父親型Dプラズモンと同一配列が共通に存在すること、Dプラズモン配列と母親Bプラズモン配列の組換え

配列が存在することを明らかにした(Curr. Genet.、投稿予定)。3.nad3-orf156領域の転写産物と転写後修飾の解析:15mt遺伝子の発現をNC雑種とその両親で解析し、nad3-orf156領域にのみ転写産物のサイズの違いを認めた。orf156(atp8)遺伝子について、種々の組織における転写産物を解析し、ヘテロプラズミックな配列が存在するにも関わらず母親由来配列のみが転写されること、エディティングが核ゲノム支配であることを明らかにし、さらにprimer extension分析で転写産物の転写後切断が核支配であること、およびNC雑種に特異的な切断が見られることを明らかにした(Plant Mol. Biol.,in press)。
組込み向け高精度物体認識システムの実現に関する研究

本研究では近年高精度な物体検出において深刻化している計算量問題を解決するために2つの計算量削減手法を提案した。1つ目の手法は歩行者の存在確率分布に基づく効率的なサンプリング手法である。既存検出手法では入力画像から任意の位置と大きさを有する歩行者を検出するため、密なスケール間隔で画像のリサイズを行い、各画像に対して走査線上の全ての部分画像を抽出し、識別処理を行うため、画像中の歩行者の有無に関係なく多くの計算量を必要としていた。それに対して本研究では、参照画像と呼ばれる疎なスケール間隔のリサイズ画像に対してのみ全探索による識別を行い、各参照画像における歩行者の存在確率分布を計算し、参照画像の間に存在する密なスケール間隔のリサイズ画像に対しては参照画像から推定された歩行者の存在確率に従ってサンプリングと識別を行うことで計算量を大幅に削減する。次に2つ目の計算量削減手法は線形SVM識別器をソフトカスケード化するための手法である。提案手法は一般的なSVM識別器全般に適用可能で、本研究においてはCoHOG特徴に基づくSVM識別器に対してその有効性を確認している。提案するソフトカスケード手法は1つのSVM識別器を複数部分に分割し、ソフトカスケード手法によってカスケード構造を構築する。このとき、ソフトカスケードをそのままSVM識別器に対して適用しても高い高速化率の達成は困難なため、提案手法では分割された識別器の各部分をソフトカスケードに適した順番に並べ替えることで演算量削減効果を最大化している。以上の提案手法は精度劣化を伴うことなくそれぞれ2.5倍と100倍以上の高速化率を達成しており、その研究成果は今後組み込みシステム上で高精度かつ高速な物体検出処理を実現において回路面積の削減や高速化実装に大きく役立つものと考えられる。本研究では組込みシステム上で画像処理に基づく高精度な物体認識の実時間処理実現を目指す。一般に高精度な物体認識では画像情報から認識に必要な情報を抽出する処理と抽出された情報を識別する処理において膨大な演算量を必要とする。そのため、演算資源が限られる車載やロボットなどの組込みシステムにおいては高精度な物体識別処理の実用的な利用は困難である。この問題を解決するために、本研究では識別アルゴリズムにおける演算の効率化とその高速化実装の2点に焦点を合わせて研究を進めている。今年度においては、歩行者検出において膨大な演算量を必要とするが最も高い精度を示す特徴量の1つであるCo-occurrence Histograms of Oriented Gradients (CoHOG)特徴量に対してマルコフ連鎖モンテカルロ法(MCMC)と呼ばれる確率的なサンプル抽出手法を適用することにより、CoHOGを用いた既存歩行者検出手法の約60%の演算量のみを利用して同等以上の検出精度を達成できることを明らかにした。さらに、近年注目されているCUDAライブラリを用いてGraphics Processing Unit (GPU)上に提案手法を実装することでCPU実装よりも最大76.1倍の高速化を達成し、組込みシステムの構成上最も重要な要素である提案手法における並列演算の可能性を明らかにした。以上の研究成果は国内学会(1件)と国際学会(2件)において発表されている。本研究では組込みシステム上で画像処理に基づく高精度な物体認識の実時間処理実現を目指している。平成23年度の研究においては物体検出における候補領域抽出手法及び統計的サンプリング手法のGPU実装に関する研究を行い、その成果を国内学会において発表した。高精度な物体検出に必要な膨大な計算量はそれを組込みシステムとして実現する際に解決すべき最も重要な問題の一つである。物体検出における候補領域抽出は少ない計算量で大まかな画像の構成情報(空、道路、建物、障害物など)を抽出し、物体検出を行う領域を限定することで物体検出全体の計算量を大きく削減することができる。本研究ではHoiem氏らによって提案された一枚の画像から画像の構成情報を復元する手法に対して、領域分割にWatershedアルゴリズムを、テクスチャ情報の抽出にガボールフィルタを使用することで処理を大幅に単純化し、機械学習にマルチクラス・サポートベクタマシンを使用することによって安定的な多重領域分割を実現している。統計的サンプリング手法のGPU実装の研究では、スライディングウィンドウと呼ばれる画像の全探索手法を統計的サンプリング手法に置き換えることによって少ないサンプリング数で同等の物体検出精度を実現し、それをGPU上で並列計算することでさらに高速化している。平成23年度では昨年のマルコフ連鎖モンテカルロ(MCMC)アルゴリズムを用いた歩行者検出における高速化サンプリング手法のGPU実装をNVIDIA社の新たなFermiアーキテクチャに対して最適化設計することで処理性能を3倍高速化し、複数スケール画像に対するマルコフ連鎖モンテカルロによるサンプリング処理を単一CUDA関数(kernel)によって処理することによってサンプル当り処理速度の低下率を大幅に抑制している。

次に2つ目の計算量削減手法は線形SVM識別器をソフトカスケード化するための手法である。提案手法は一般的なSVM識別器全般に適用可能で、本研究においてはCoHOG特徴に基づくSVM識別器に対してその有効性を確認している。提案するソフトカスケード手法は1つのSVM識別器を複数部分に分割し、ソフトカスケード手法によってカスケード構造を構築する。このとき、ソフトカスケードをそのままSVM識別器に対して適用しても高い高速化率の達成は困難なため、提案手法では分割された識別器の各部分をソフトカスケードに適した順番に並べ替えることで演算量削減効果を最大化している。以上の提案手法は精度劣化を伴うことなくそれぞれ2.5倍と100倍以上の高速化率を達成しており、その研究成果は今後組み込みシステム上で高精度かつ高速な物体検出処理を実現において回路面積の削減や高速化実装に大きく役立つものと考えられる。研究内容の面では物体検出のアルゴリズムと実装の両方の面で順調に進展しているが、現状ではその成果を一部しか発表できていないため、論文誌などの実績面ではやや遅れていると考えられる。本研究では、現在まで国内外での学会で発表した統計的サンプリング手法による物体検出の演算量削減とそのGPU上での並列実装に関する研究をまとめて論文誌での発表を進めている一方で、組込みシステム上で高精度物体認識するために物体検出の最新物体検出アルゴリズムの調査及び研究を行い、それを基に現在ハードウェア実装を行っている。年内には実環境で利用可能な組込み向けの物体検出システムを完成させる予定である。
地球化学的・岩石学的手法を用いた地震時の断層内流体／溶融プロセスの定量的評価

地震時に断層内で生じる流体岩石相互作用および摩擦溶融を、断層岩の地球化学的・岩石学的解析により定量的に評価する手法を構築する目的で、以下の研究を行った。(1)過去の分析により地震時に350°C以上の高温流体岩石相互作用が生じたことが分かっているコディアック付加体中の断層岩および母岩についてリチウム同位体分析を行った。その結果、断層岩と350°Cで化学的に平衡な流体は、海洋地殻において緑色片岩相の流体岩石相互作用で生じる熱水と同様のリチウム同位体比を持つことが明らかとなった。成果は国内・国際学会で発表した。(2)徳島・牟岐の上部白亜紀四万十付加体中の摩擦溶融を伴う断層岩および母岩について、マイクロドリリングで得られた試料の主成分・微量元素・ストロンチウム同位体データを解析した。その結果、粘土鉱物に富む細粒基質の選択的溶融および溶融成分の濃縮(約5.5倍)で断層岩の組成が見事に説明できることが明らかとなった。それに基づき、摩擦溶融を定量的に評価する地球化学的モデルの構築に成功した。成果は論文として発表した。(3)高知・久礼の上部白亜紀四万十付加体中の摩擦溶融を伴う断層岩についても主成分・微量元素データに(2)のモデルを適用することで、同様に摩擦溶融の定量的評価が行えることが明らかとなった。(4)断層試料の分析に用いる高精度ホウ素同位体分析法、ストロンチウム・ネオジム・鉛の包括化学分離法を開発した成果を論文として発表した。本年度は、四万十付加体中の断層について、摩擦溶融がもたらす化学的特徴が、粘土鉱物に富む細粒基質の選択的溶融および溶融成分の濃縮で説明できることを解明し、それを地球化学モデルで定式化することに成功した。これにより、本研究の目的の1つである、地球化学的手法による摩擦溶融の定量的評価法の構築を達成したと言える。断層内における流体岩石相互作用の評価法の改良も進んでおり、研究はおおむね順調に進捗している。おおむね順調に進捗しているので、基本的には当初の計画に沿って研究を進め、成果を取りまとめて学会・論文で発表を行う。新たに得た、断層岩のホウ素・リチウム同位体データを取り込んだ流体岩石相互作用の解析手法を最終的には構築したい。(1)統合国際深海掘削計画(IODP)東北地方太平洋沖地震調査掘削(JFAST)で採取された日本海溝プレート境界断層の岩石について1ミリグラムレベルの少量試料の主成分・微量元素および同位体比(ホウ素・リチウムを含む)の包括分析法を構築した。また、母岩の間隙水のホウ素・リチウム同位体比測定からは、60°C以上の流体岩石相互作用履歴が認められないという予察的な結果を得た。また、将来のより詳細な分析に備え、レーザーアブレーションICP質量分析法による微小領域のホウ素・リチウム同位体比測定法および表面電離質量分析法によるストロンチウム安定同位体比測定法を開発し、それぞれ国際誌に論文発表した。(2)徳島・牟岐の上部白亜紀四万十付加体中の摩擦溶融を伴う断層岩、および母岩の堆積岩について、マイクロドリリングで試料を採取し、ICP質量分析法により主成分・微量元素の分析を行った。摩擦溶融の証拠であるシュードタキライト脈およびその変質物と推定される黒色脈については、分析の結果、主成分組成の粘土鉱物組成方向への明瞭なシフト、および金属微量元素の顕著な濃集が認められた。シュードタキライトや黒色脈が示す組成的特徴が母岩の特徴と明瞭に区別されることから、摩擦溶融の判定・定量的評価に向けて化学分析が有望であることが明らかとなった。成果は国際学会で発表した。本年度は、主として日本海溝プレート境界断層および四万十付加体中の化石断層について分析試料選定と微量元素・同位体分析を開始し、流体岩石相互作用および摩擦溶融の定量的評価のための基礎データを取得できた。関連する分析技術開発も進んでおり、研究はおおむね順調に進捗している。(1)統合国際深海掘削計画(IODP)東北地方太平洋沖地震調査掘削(JFAST)で採取された日本海溝プレート境界断層の岩石、およびその原岩に相当すると考えられる深海掘削計画(DSDP)Site 436の堆積物試料についてホウ素・リチウム同位体比を測定した。JFAST断層岩とSite 436堆積物の間には同位体比の有意な差が認められず、300°Cを超えるような高温の流体岩石相互作用は経験していないという予察的結果を得た。(2)徳島・牟岐の上部白亜紀四万十付加体中の摩擦溶融を伴う断層岩および母岩の堆積岩について、マイクロドリリングで得られた試料の主成分・微量元素の分析とデータ解析を継続した。その結果、摩擦溶融がもたらす化学的特徴の抽出と、基礎的な地球化学モデリングの構築に成功した。

(3)房総付加体中の断層帯の微量元素・同位体分析に基づき地震時・地震後の流体岩石相互作用による粘土鉱物形成を定量的に評価した成果、マイクロドリリング等で得られた試料の分析に不可欠な極微量ネオジムの高精度同位体測定法を開発した成果、および堆積物・炭酸塩の高精度ホウ素同位体比基礎データ取得の一環として北西太平洋域のハマサンゴのホウ素同位体比の過去100年間の変動を明らかにした成果をそれぞれ国際誌に発表した。本年度は、四万十付加体中の断層について、摩擦溶融がもたらす化学的特徴の抽出および地球化学モデリングの基礎構築に成功した。これは地球化学的手法による摩擦溶融の定量的な評価に向けた大きな一歩である。研究上必要な分析技術の開発や基礎データ取得も進んでおり、研究はおおむね順調に進捗している。地震時に断層内で生じる流体岩石相互作用および摩擦溶融を、断層岩の地球化学的・岩石学的解析により定量的に評価する手法を構築する目的で、以下の研究を行った。(1)過去の分析により地震時に350°C以上の高温流体岩石相互作用が生じたことが分かっているコディアック付加体中の断層岩および母岩についてリチウム同位体分析を行った。その結果、断層岩と350°Cで化学的に平衡な流体は、海洋地殻において緑色片岩相の流体岩石相互作用で生じる熱水と同様のリチウム同位体比を持つことが明らかとなった。成果は国内・国際学会で発表した。(2)徳島・牟岐の上部白亜紀四万十付加体中の摩擦溶融を伴う断層岩および母岩について、マイクロドリリングで得られた試料の主成分・微量元素・ストロンチウム同位体データを解析した。その結果、粘土鉱物に富む細粒基質の選択的溶融および溶融成分の濃縮(約5.5倍)で断層岩の組成が見事に説明できることが明らかとなった。それに基づき、摩擦溶融を定量的に評価する地球化学的モデルの構築に成功した。成果は論文として発表した。(3)高知・久礼の上部白亜紀四万十付加体中の摩擦溶融を伴う断層岩についても主成分・微量元素データに(2)のモデルを適用することで、同様に摩擦溶融の定量的評価が行えることが明らかとなった。(4)断層試料の分析に用いる高精度ホウ素同位体分析法、ストロンチウム・ネオジム・鉛の包括化学分離法を開発した成果を論文として発表した。本年度は、四万十付加体中の断層について、摩擦溶融がもたらす化学的特徴が、粘土鉱物に富む細粒基質の選択的溶融および溶融成分の濃縮で説明できることを解明し、それを地球化学モデルで定式化することに成功した。これにより、本研究の目的の1つである、地球化学的手法による摩擦溶融の定量的評価法の構築を達成したと言える。断層内における流体岩石相互作用の評価法の改良も進んでおり、研究はおおむね順調に進捗している。おおむね順調に進捗しているので、得られた結果をフィートバックさせながら、基本的には当初の計画に沿って研究を推進する。ただし、本研究の目的に対し、より好適な試料およびデータ取得・解析のための新技術の探索、実験的アプローチの検討等は順次行ってゆく。おおむね順調に進捗しているので、基本的には当初の計画に沿って研究を進めるが、今後はホウ素・リチウム同位体比に関する研究も強化したい。本研究の目的に対し、より好適な試料およびデータ取得・解析のための新技術の探索、実験的アプローチの検討等はこれまで通り順次行ってゆく。おおむね順調に進捗しているので、基本的には当初の計画に沿って研究を進め、成果を取りまとめて学会・論文で発表を行う。新たに得た、断層岩のホウ素・リチウム同位体データを取り込んだ流体岩石相互作用の解析手法を最終的には構築したい。
可積分な固有値計算アルゴリズムによる重複固有値計算の漸近解析

可積分な離散戸田方程式との対応が知られているquotient-difference (qd)法は、3重対角行列の固有値計算アルゴリズムとして著名であり、改良型のdqds法がLAPACKに実装され国際標準となっている。近年、こうした離散可積分系と数値計算アルゴリズムとの関係が注目されており、離散可積分系に基づいた「可積分アルゴリズム」と呼ばれる数値計算アルゴリズムが提案されている。本研究では、行列固有値計算のための可積分アルゴリズムに対して、行列が重複固有値をもつ場合の収束性等の性質を調べた。上記の研究の発展として、平成26年度は離散可積分系と行列の逆固有値問題との対応を新たに発見した。逆固有値問題の重要な研究課題の1つとして、指定した固有値をもつ行列を構成するという問題がある。すべての小行列式が非負であるtotally nonnegative (TN)行列の固有値計算アルゴリズムとしてdhToda法がある。dhToda法は、離散戸田方程式のある種の拡張である離散ハングリー戸田方程式の離散時間変数の発展に着目して定式化されている。そこで、離散ハングリー戸田方程式の離散空間変数の発展に着目して、ヘッセンベルグ型のTN行列に対する逆固有値問題の解法を構成し提案した。平成27年度は、平成26年度に引き続き、TN行列の逆固有値問題に離散可積分系の観点から取り組んだ。離散ハングリー戸田方程式を拡張させた拡張型離散ハングリー戸田方程式を新たに導出することで、任意の帯幅をもつTN行列に対する逆固有値問題の解法の開発に成功している。この成果は、2015年10月にアメリカ・アトランタで行われたSIAM Conference on Applied Linear Algebraにて講演を行った。また、国際学術論文誌Numerical Algorithmsに講演成果をまとめて投稿中である。27年度が最終年度であるため、記入しない。可積分な離散戸田方程式との対応が知られるquotient-difference (qd)法は、3重対角行列の固有値計算アルゴリズムとして有名であり、改良型のdqds法がLAPACKに実装され国際標準となっている。近年、こうした離散可積分系と数値計算アルゴリズムの関係が注目されており、離散可積分系に基づいた「可積分アルゴリズム」と呼ばれる数値計算法が提案されている。実問題に現れる行列はしばしば重複固有値をもつが、固有値計算の収束解析ではもっぱら固有値の単純性を仮定した議論が行われており、重複固有値を許す場合の詳細な解析が待たれていた。本研究では、行列固有値計算のための可積分アルゴリズムに対して、重複固有値をもつ行列に対する収束性等の振る舞いを調べることを目的とする。特に、離散可積分系の解が行列式で書き下せるという特性を利用して、可積分アルゴリズムの漸近挙動を解析する。本年度は、典型的な可積分アルゴリズムである3重対角行列の固有値計算のためのqd法に着目し、重複固有値をもつ行列に対するqd法の収束性を理論的に示した。この結果について、2014年8月に韓国ソウルで行われた国際会議ILAS2014で講演を行った。同会議の特集号である国際学術論文誌Linear Algebra and its Applicationsに講演成果をまとめて投稿中である。可積分アルゴリズムの1つにHessenberg型のTotallyNonnegative行列の固有値計算を行うdhToda法がある。これに対応する離散可積分系である離散ハングリー戸田方程式に対しても、解を記述する行列式の展開表示に関する基礎的な結果を得ている。qd法と対応する離散戸田方程式は離散可積分系における典型的な方程式であり、qd法に関する収束解析の結果は今後の研究の指針となる。また、離散ハングリー系に対して本研究の解析手法が有効であることを確認できたことは、本研究の目的が達成可能であることを強く示唆しており、研究計画はおおむね順調に進展したといえる。

27年度が最終年度であるため、記入しない。次年度は、まず基礎的な結果が得られているdhToda法に関して収束解析を進め、成果をまとめる。離散Lotka-Volterra方程式に基づくmdLVs法やその他の行列固有値計算のための可積分アルゴリズムに対しても、重複固有値をもつ場合の行列式の展開表示を与えて漸近解析を進める。最近の研究で離散ハングリー系よりも広いクラスの離散可積分系が導出できており、こちらに対しても同様の漸近解析が可能であると期待される。
細胞培養下におけるβ2-ミクログロブリン関連アミロイド線維形成の機序解明

本研究では、申請者らの今までの研究成果を基にin vitroにおけるβ2-ミクログロブリン(β2-m)アミロイド線維形成のメカニズムとその促進ならびに阻害因子を明らかにすることにより、透析関連アミロイドーシスの発症機序の解明と治療薬開発を目指すものである。これらの成果を通して、最終的には透析関連アミロイドーシスの新たな予防法・治療法の開発に貢献することを目標とする。本年度研究期間内にβ2-mモノマーとヒト線維芽細胞を反応させ、IL-6、TNF-αなどの炎症性サイトカインの放出とその機序および特徴について明らかにすることを目標とした。ヒト滑膜細胞を培養し、培地にリコンビナントβ2-mを添加し培養した。培養液に増加するIL-6,TNF-αなどの炎症性サイトカインをELISA法、mRNAをリアルタイムPCR法にて測定したが、大きな反応を認めなかった。次に正常β2-mモノマーをAGE化したβ2-mに代えて同様の研究を行い、培養液中のIL-6の増加を認めた。しかし、反応後の培養液を用いてβ2-mアミロイド線維伸長反応の促進効果について蛍光色素チオフラビンTを用いた定量、電子顕微鏡での観察を行ったが、明らかな促進効果を認めなかった。今後は、AGE化したβ2-mの添加する量、反応時間を変更し、反応が最大に現れる条件を設定する。その条件で培養液を用いたβ2-mアミロイド線維形成・伸長反応の促進効果について確認したい。そのうえで培養中の線維伸長反応も行う予定である。以上の結果をまとめて透析関連アミロイドーシスにおけるβ2-mアミロイド線椎形成・伸長反応のメカニズムを明らかにし、本症の治療、あるいは予防となりうる因子、薬物を開発したい。