実験内容

実験１　筋電位の計測

目的

自分の筋肉に電極を付けて、電圧の変化を測定する。筋肉に力を入れたり、力を抜いたりしたときに、どのような電圧の変化が生じるかなどを観察する。

実験装置

測定装置　Muscle SpikerBox（Backyard Brains社）

• メーカーウェブページ：https://backyardbrains.com/products/muscleSpikerbox

• 実験例の動画：https://www.youtube.com/watch?v=E2dALNLa8_g

分析用アプリ　Spike Recorder（Backyard Brains社）

• メーカーウェブページ：https://backyardbrains.com/products/spikerecorder

基本的な実験手順

手順１．医療用の電極を皮膚に貼り付ける。計測したい筋肉の上に２枚、それ以外の皮膚の上に１枚、合計３枚の電極を用いる。

図．電極を貼り付ける様子

図．貼り付けた電極の金属部分をワニ口クリップでつかむ

手順２．３枚の電極と測定装置を導線でつなぐ。

図．ケーブルを装置（SpikerBox）に差し込む

図．電極とアンプをケーブルでつなぐ

赤いケーブルを測る筋肉へ、黒いケーブルは筋肉が少ないところへ（参照電極）（Backyard Brains社ホームページの画像）https://backyardbrains.com/cdn/shop/files/muscleSpikerBoxHand.jpg?v=1737581020

手順３．測定装置のスイッチを入れると、筋肉のつくる電気を検出することができる。

手順４．筋電をいくつかの方法で観察する。測定装置をスピーカーやイヤホンにつなげば、電気信号を音として観察することができる。また、タブレットやパソコンなどにつなげば、装置を作ったメーカーのアプリを使って、信号をグラフとして見たり、録音したりすることができる。

SpikerBoxで筋電図を測る様子：https://www.youtube.com/watch?v=ORKiNwgW9Lc

実験２　ハエトリソウの電気応答の計測

目的

植物に電極を付けて、電圧の変化を測定する。今回の実験では、ハエトリソウという速い動きを特徴とする植物を実験に使用することで、植物の動きに伴って生じる電気信号を計測する。

参考ウェブページ：基礎生物学研究所「食虫植物ハエトリソウの記憶の仕組みを解明」

https://www.nibb.ac.jp/press/2020/10/06.html

実験装置

測定装置　Plant SpikerBox（Backyard Brains社）

• メーカーウェブページ：https://backyardbrains.com/products/plantspikerbox

• 使用法の動画：https://www.youtube.com/watch?v=g7qHtdkzlEo

• 使用法の説明文書：https://backyardbrains.com/experiments/plantspikerbox_VenusFlytrap

• 製品紹介動画（TED）：https://www.youtube.com/watch?v=pvBlSFVmoaw

分析用アプリ　Spike Recorder（Backyard Brains社）

• メーカーウェブページ：https://backyardbrains.com/products/spikerecorder

基本的な実験手順

手順１：ハエトリソウの葉の外側に接触するように、金属線でできた電極を設置する。

手順２：葉と電極の間に導電性ジェルを付けて、通電しやすくする。

手順３：参照電極を近くの土にさす。

手順４：２つの電極と測定装置を導線でつなぐ。

手順５：測定装置とタブレット端末（またはパソコン）をケーブルでつなぐ。

手順６：測定装置のスイッチを入れ、タブレットのアプリを起動すると、ハエトリソウの電気を計測することができる。

手順７：葉の内側にある感覚毛のうち、１本を１回だけ触る。（２回触れたり、２本の感覚毛に触れたりすると、葉が閉じてしまう。１度閉じると、数日間開かなくなることがあるので注意する。）

以上の実験内容を紹介する写真の著作権は、Backyard Brains社に帰属します。

障害のある生徒に向けた科学実習

健全な科学技術の発展のためには、様々な属性の方々が研究に参加することが重要です。しかし、現在、科学技術に携わる研究者には偏りが見られ、女性、特定の人種、障害のある方々など、参加の少ないマイノリティが存在しているのが現状です。科学における多様性の価値は、様々な機関に認知されています [1]。 国連の障害者権利条約では、締約国は障害のある方々が平等に教育・就労の機会を享受することを確保すると記載されています。国内でも、障害者差別解消法の施行や、合理的配慮に対する認識の高まりに伴い、大学に進学される障害学生の数は増加傾向にありますが、理工系分野への参加は依然として少ない状況です。多くの学生が理工系分野への参加を諦めてしまう要因として、実験室の物理的なバリアや実験における合理的配慮の不足に加え、実験する機会が得られないことも理工系分野を選択しない理由となっています [2]。
米国では、科学技術機会均等法により、マイノリティの方々のSTEM分野における教育・就労を支援する制度や文化が醸成され、参加が進んでいます [3]。米国で取り組まれている支援プログラムでは、同じマイノリティ属性の学生を集め、集中的な研究体験を提供することで、STEM分野のキャリアを選択する確率が高まるというエビデンスが明らかにされており、マイノリティの方々を対象とした科学実習が政策として推進されています [4]。一方、わが国では、障害のある高校生・大学生を対象とした科学実習などの研究体験の提供は行われていないのが現状です。申請者らの研究グループでは、これまでに実験室のバリアフリー化や、合理的配慮の検討支援システムの研究を進めてまいりました。本提案では、アクセシブルな実験室環境と実験に関わる合理的配慮を手配することで、障害のある生徒の方々に科学の体験を提供いたします（図1）。実習を重ねることで、環境整備と合理的配慮に関する知識を整理し、障害のある方々の科学実習を行う際のガイドラインを作成してまいります。