総合研究大学院大学は、日本初の博士課程のみの国立大学院大学である。大学卒業者、あるいは大学院修士課程（博士前期課程）修了者を対象とする。前者は5年一貫制博士課程に入学し、後者は5年一貫制博士課程の三年次に編入する（文化科学研究科については、博士後期課程のみを設置している。なお、5年一貫制博士課程に入学した学生が、2年以上在籍し所定の単位を取得後、修士論文や特定課題研究の審査・試験に合格し退学する場合には修士の学位を取得することが出来る）。6研究科で構成され、各研究科はさらに幾つかの専攻に分かれている。各専攻における研究指導は、基盤機関（大学本部（葉山キャンパス:1995年までは東京工業大学長津田キャンパス）、4つの大学共同利用機関法人に属する16の研究所）、独立行政法人メディア教育開発センター、及び国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所）で行われる。国立大学法人法に定められているところの、国立大学院大学である。国立大学院大学の目的は、時代の先を見据え、専門的かつ視野の広い研究者を育成し、公共の利益に資すること。学術研究の新しい流れに先導的に対応し、創造性豊かな視野の広い研究者を養成することが目的である。5年一貫制博士課程の新設は、高い潜在能力を持った人材を早めに確保することによって、より高度な学術研究の実施を行う人材を発掘し養成することである。参考までに、総合研究大学院大学以外の（国立大学法人の）大学院大学には、北陸先端科学技術大学院大学(JAIST)、奈良先端科学技術大学院大学(NAIST)がある。各大学院大学は博士前期課程及び博士後期課程を持ち、地域産業への人材輩出と地域産業振興を目的とした産業基盤強化のための学術研究センターとして、産学及び地方自治体の協力によって設立されたものである。また、公共政策の分野における高度学際的政策研究・教育機関を目的として設置された政策研究大学院大学(GRIPS)がある。これらの大学院大学開設時の経験に基づき、一部の国立大学法人、公立大学法人では、大学院重点化が行われている。総合研究大学院大学は、以下の研究科、専攻、及び各専攻に対応する基盤機関で構成される。研究科によっては、研究分野の専門性のために異なる基盤機関にまたがっている。総合研究大学院大学本部を中心として、各専攻を構成する基盤機関との間で協定を締結し、研究者及び所属学生の受け入れを実施している。総合研究大学院大学では、国立大学法人法の規定により、大学院大学長を中心に各専攻を構成する機関の長が理事として大学理事会に参画している。大学本部における教育研究に関する重要事項は、葉山教授会にて審議される。各研究科は独立しており、それぞれは複数の専攻で構成されている。各専攻は各基盤機関に対応しており、各機関の教員は、各人の培ってきた専門分野に応じた各専攻に配属されている。研究科の教育研究に関する重要事項は、各研究科教授会にて審議される。葉山キャンパスには大学本部が置かれ、入学式・学位記授与式、および学生対象のオリエンテーションが行われたり、国際シンポジウムや学術研究会及び学術成果発表会などが実施されている。大学本部の教員の研究組織として機能することを目的として葉山高等研究センターから発展した、学融合推進センターが設置されており、ここでは学際的な研究を目的にして各研究計画を実施したり、他大学や研究所の研究者との共同研究の機会の提供、通常の科研費等にはなじまない先進的な研究課題や基盤機関においてできにくい研究課題を推進している。また、葉山キャンパスには先導科学研究科が設置されているので、先導科学研究科に所属する学生や教職員もここを利用する。他に、総合研究大学院大学付属図書館もある。上記に記述する設置専攻科から明らかなように、文部科学省が所管していた各研究所からなる。各国立研究所は、大学共同利用機関法人として、もしくは設立の目的からして、民間の研究センターとして（経済産業省や総務省管轄の独立行政法人のように）の役割を担ってきた理化学研究所のように独立行政法人として運営が変わったものもある。しかしながら、本大学院大学の場合には、大学共同利用機関法人と同じ機関にメディア教育開発センター、宇宙航空研究開発機構が加わり、産官学の連携を踏まえた運営がなされている。具体的には、研究成果の発信、学術研究分野における研究成果の高度化、高度な研究を行う人材の養成及び輩出が目的である。各分野は、日本を代表する研究所としての役割を担う研究機関が担当しているため、高度かつ精密な装置利用研究なども行われている。文化科学研究専攻科においては、科学的成果の活用によって、これまでは文献学的もしくは資料的な研究が中心であった文化研究をさらに進めて、科学的見地からの歴史学的かつ地域学的な研究へと発展させることを目的に運営が行われている。今後は、文系・理系の枠組みにとらわれない総合学術研究発展を目指した総合科学大学院大学としての役割の継続が行われることになる。2008年2月現在、行政改革の都合によって、官庁主導による研究所の増設計画等はないため、その他の研究機関並びに大学共同利用機関が本学に加わる予定はない。しかし、今後も、大学や現在加わっていない大学共同利用機関との間で、人的交流や学術交流を始めとして、シンポジウムの共同開催や共同研究の実施を含めて強化する予定である。

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