hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
猫伝染性腹膜炎ウイルスの感染機序の解明とそれを標的とした抗ウイルス療法の確立

猫伝染性腹膜炎(FIP)はコロナウイルスである猫電背陰性腹膜炎ウイルス(FIPV)に感染した猫に認められ、現在のところひとたび発症すれば高い致死率を示し、小動物臨床上、非常に大きな問題となっている疾患である。しかし有効な抗ウイルス薬が存在しないこともあり、決定的な治療法は確立されておらず、ステロイド剤の投与を中心とした対症療法が行われているに過ぎないのが現状である。そこでFIPVのレセプターが膜貫通型のエキソ型酵素であるアミノペプチターゼN(APN)/CD13であることに着目し、競合拮抗型のAPN阻害剤であるウベニメクスの抗ウイルス増殖抑制効果について検討した。その結果、ウベニメクスは細胞傷害性が無く、またII型FIPVに対しては著しい増殖抑制効果を示すことが示された。またウベニメクスを対象動物である猫に投与しても、in vitroでFIPV増殖抑制を示したウベニメクス濃度を維持可能であること、さらにFIPVの増殖抑制効果を期待できる投与量においてウベニメクスが安全であることが示された。さらにウベニメクスがII型FIPVにのみ効果を示す可能性も考えられたため、ウイルスの型別に関する疫学調査を行ったところ、これまでの報告と異なり、88%の猫がウイルスを保有しているという結果と共に、II型の感染率も高いことが明らかにされた。猫コロナウイルス(FCoV)には、猫伝染性腹膜炎(FIP)を引き起こすFIPウイルス(FIPV)と、ごく軽度の腸炎しか起こさない猫腸内コロナウイルス(FECV)がある。FCoV感染症に対する原因療法は確立されていないが、近年FCoVのレセプターがアミノペプチターゼN(APN)であることが明らかにされたことから、APN阻害剤であるウベニメクスに着目し、平成18年度よりこれに関する基礎的検討(萌芽研究課題番号18658127)を行ってきた。その結果、ウベニメクスの細胞毒性は極めて低く、またI型FIPVを接種した細胞ではウイルス増殖の抑制は認められなかったが、II型FIPVを接種した細胞においては、ウベニメクスの濃度依存性にウイルス増殖抑制効果が認められることを確認した。この結果をさらに発展させるために本研究計画では、ウベニメクスの猫に対する治療薬としての可能性を探るin vivoでの基礎的検討を行うと共に、FIPVと宿主細胞との接着に関わる詳細な機序の解析を計画した。その結果、平成19年度にはin vitroで確認された抗ウイルス活性を示すウベニメクスの濃度が、猫へのウベニメクスの経口投与により再現できることが明らかとなった。またウイルスと宿主細胞の接着に関しては、I型あるいはII型FIPVのS蛋白を発現する細胞株を作出することを試みており、これによりウイルス蛋白とレセプターとの相互作用とウベニメクスの作用点を明らかにしていく予定である。さらに平成20年度にはこのウベニメクスの猫への毒性は極めて低いことを明らかにした。

またウイルスと宿主細胞の接着に関しては、I型あるいはII型FIPVのS蛋白を発現する細胞株を作出することを試みることで、ウイルス蛋白とレセプターとの相互作用とウベニメクスの作用点を明らかにし、治療薬としての可能性を模索していく予定である。猫コロナウイルス(FCoV)には、猫伝染性腹膜炎(FIP)を引き起こすFIPウイルス(FIPV)と、ごく軽度の腸炎しか起こさない猫腸内コロナウイルス(FECV)がある。FCoV感染症に対する原因療法は確立されていないが、近年FCoVのレセプターがアミノペプチターゼN(APN)であることが明らかにされたことから、APN阻害剤であるウベニメクスに着目し、平成18年度よりこれに関する基礎的検討(萌芽研究課題番号18658127)を行ってきた。その結果、ウベニメクスの細胞毒性は極めて低く、またI型FIPVを接種した細胞ではウイルス増殖の抑制は認められなかったが、II型FIPVを接種した細胞においては、ウベニメクスの濃度依存性にウイルス増殖抑制効果が認められることを確認した。この結果をさらに発展させるために本研究計画では、ウベニメクスの猫に対する治療薬としての可能性を探るin vivoでの基礎的検討を行うと共に、FIPVと宿主細胞との接着に関わる詳細な機序の解析を計画した。その結果、in vitroで確認された抗ウイルス活性を示すウベニメクスの濃度が、猫へのウベニメクスの経口投与により副作用の発現なく再現できることが明らかとなり、実際にウベニメクスを治療薬として用いることができる可能性を示した。またこのウベニメクスは、II型FIPVにのみ作用する可能性も示唆されたため、猫におけるコロナウイルスの保有状況を調査したところ、7080%の猫がI型あるいはII型のコロナウイルスを保有していることが明らかとなった。これらの知見については現在論文執筆中である。ウイルス蛋白とレセプターの相互作用、ならびにウベニメクスの作用点を明らかにすべく、I型あるいはII型FIPVのS蛋白を発現する細胞株を作出することを平成21年度も試みてきたが、こちらは年度内に作出できなかった。本課題については継続して検討する。
粘膜上皮固有の免疫機構の存在とその破綻による眼表面炎症発症機序の解明

我々は、粘膜上皮固有の免疫機構の存在を明らかにするため、眼表面上皮細胞の各種菌体成分に対する反応性を検討した。角膜上皮細胞は、グラム陰性菌の菌体成分であるLPSやグラム陽性菌の菌体成分であるPGNで刺激しても炎症性サイトカインIL-6、IL-8を産生しなかった。これは、おのおののレセプターであるTLR4やTLR2の発現が角膜上皮細胞では細胞内に局在するためであると考えられた。その後の解析から、角膜上皮細胞は、PGNに対しては炎症性サイトカインを産生しないが、人工リポタンパクであるPam_3CSK4に対しては、IL-6、IL-8を産生することが判明した。角膜上皮細胞は、眼表面の病原菌である緑膿菌由来やセラチア菌のflagellinに対しては、炎症性サイトカインを産生するが、眼表面とは無関係のサルモネラ菌や眼表面の常在細菌由来のflagellinに対しては、炎症性サイトカインIL-6,IL-8を産生しない。上記で使用したLPS、PGN、Pam_3CSK4、緑膿菌、セラチア菌ならびにサルモネラ由来のflagellinは、いずれも、末梢血単核球では、著しい炎症性サイトカインの産生を誘導する。さらに、眼表面でのTLR5は、角膜上皮層表面ではなく、基底層に限局して存在していた。結膜上皮層におけるTLR5の局在も同様に、基底層に限局していた。このことは、眼表面にフラジェリンが存在しても、健常な眼表面ではフラジェリンはTLR5に接触することがなく、炎症を生じないことを示している。これらの結果は、常在細菌の存在する健常な眼表面では、各種TLRsが存在するにもかかわらず、容易には、細菌に対して炎症を生じない機構が存在することを示している。さらに、ウイルスによって合成される二本鎖RNAを認識するTLR3を、角膜上皮は細胞表面に発現していた。単球などの免疫担当細胞が細胞内にTLR3を発現しているのとは対照的である。二本鎖RNAと相同性を示すpolyI:Cで刺激したとき、角膜上皮細胞は炎症性サイトカインを産生するだけでなく、IFN-βmRNAを結膜線維芽細胞の約10倍、末梢血単核球の約500倍発現した。上記結果は、単球などの免疫担当細胞と粘膜上皮細胞では、TLRsの発現の局在ならびにその機能が大きく異なることを示唆している。角膜上皮細胞は、眼表面の病原菌である緑膿菌由来のflagellinに対しては、炎症性サイトカインを産生するが、眼表面とは、無関係のサルモネラ菌由来のflagellinに対しては、炎症性サイトカインIL-6,IL-8を産生しない。上記で使用したLPS、PGN、Pam_3CSK4、緑膿菌ならびにサルモネラ由来のflagellinは、いずれも、末梢血単核球では、著しい炎症性サイトカインの産生を誘導する。ウイルスによって合成される二本鎖RNAを認識するTLR3を、角膜上皮は細胞表面に発現していた。今後は、角膜とは構造の異なった結膜の上皮細胞についても解析も進める予定である。

上記で使用したLPS、PGN、Pam_3CSK4、緑膿菌、セラチア菌ならびにサルモネラ由来のflagellinは、いずれも、末梢血単核球では、著しい炎症性サイトカインの産生を誘導する。さらに、眼表面でのTLR5は、角膜上皮層表面ではなく、基底層に限局して存在していた。結膜上皮層におけるTLR5の局在も同様に、基底層に限局していた。このことは、眼表面にフラジェリンが存在しても、健常な眼表面ではフラジェリンはTLR5に接触することがなく、炎症を生じないことを示している。これらの結果は、常在細菌の存在する健常な眼表面では、各種TLRsが存在するにもかかわらず、容易には、細菌に対して炎症を生じない機構が存在することを示している。さらに、ウイルスによって合成される二本鎖RNAを認識するTLR3を、角膜上皮は細胞表面に発現していた。単球などの免疫担当細胞が細胞内にTLR3を発現しているのとは対照的である。二本鎖RNAと相同性を示すpolyI:Cで刺激したとき、角膜上皮細胞は炎症性サイトカインを産生するだけでなく、IFN-βmRNAを結膜線維芽細胞の約10倍、末梢血単核球の約500倍発現した。上記結果は、単球などの免疫担当細胞と粘膜上皮細胞では、TLRsの発現の局在ならびにその機能が大きく異なることを示唆している。
植物トランスポゾンによる遺伝的組み換えとその制御に関する研究

1.人工トランスポゾンの作成とイネプロトプラストへの導入Z.maysのトランスポゾンAc2,Ds9およびその誘導体をbinary vector PEND4KおよびpBIN19へ導入するステップはほぼ終了した。しかし、当初目的とした、これらのプラスミドのイネプロトプラストへの導入は筑波大学の内宮研究室と協力して行ったにもかかわらずクロ-ンを得るには至っていない。導入法としてCa++/PEG法、選択マ-カ-としてカナマイシン耐性を用いたが、イネの場合electroporationによってDNAを導入しヒグロマイシン耐性で選択する方が効率よくクロ-ンが得られることが最近判明したため今後後者の方法をとるべくvectorを改変中である。2.イネ反復配列の分離とその構成。本研究期間中、トランスポゾンとはまた異なる可動性遺伝因子であるイネの反復配列に関しても平行して研究を進めてきた。その結果を要約すると以下のようになる。イネ培養細胞および幼苗DNAをEcoRI消化することにより355bpsを単位として染色体上にタンデムに並ぶ反復配列を分離した。この配列のコピ-数は培養細胞と植物体の間では顕著な差はみられないが品種間(たとえばササニシキと日本晴)の差の方がむしろ顕著である。日本晴幼苗genomic libraryから17コピ-の連続した配列を持つEMBL3クロ-ンを分離、それらの塩基配列を決めた結果、この配列が75%の高AT含量を示す非反復配列と隣接していること、及び各配列間の塩基置換率は5ー12.5%であることがわかった。1.外来遺伝子導入のための植物トランスポゾンの作成:外来遺伝子を有効に植物細胞内に導入するためのベクターとして,Z.maysの非自律性転移因子Dsの両端の逆位反復配列とその近傍を含む70塩基対を化学合成し,これをもとにしてMiniDs因子を作成した。このミニDs因子およびその自律性因子であるAe因子を,それぞれ別個にBinary VeetorpBIN19にクローン化した。来年度は,これらをそれぞれタバコおよびペチュニアに導入し,組み換え植物体を得たのち,Ac因子をもった植物とDsをもった植物を交配することによって,Aeの存在下,この合成ミニDs因子が転移することを検証する。2.イネ染色体上の反復配列の解析:イネ染色体DNAをEOORIKpnI,Sau3AI等で切断したところ,それぞれ0.36kb,0.5Kbおよび0.3Kbの濃いバンドを確認した。これらをpuc19にクローン化したのち,それぞれの塩基配列を決定し,併せてこれらの反復配列のコピー数および染色体上での存在様式をサザンブロット法で検定した。これらの反復配列の内,ECoRI切断によって得られた配列は,単位長358塩基対の反復配列で,イネカルス染色体上に28002900コピー/ハプロイド,イネ植物体染色体上には,品種によっても異なるが多いものでは,コピーも存在する。この配列は染色体上に直列列になちんだ配列(tandm repeat)である。現在,in situ雑種形成法により,どの染色体上に存在するかを解析中である。
ベトナムにおけるダイオキシン類暴露と性ホルモン・前立腺がんに関する疫学研究

ベトナムにおける枯葉剤散布地区と非撒布地区の男性住民を対象に血清ダイオキシン、ステロイドホルモン、前立腺特異抗原(PSA)を比較検討するために、2010-2011年に両地区で調査を実施した。その結果、総ダイオキシン類濃度は散布地区の方が有意に高値を示した。PSAは両地区で有意差はなかった。ステロイドホルモンは、テストステロンとエストラジオールは散布地区の方が有意に高く、デヒドロエピアンドロステロンは散布地区が有意に低かった。4因子(年齢、BMI、現在の職業と喫煙歴)を調整し、重回帰分析を用いて検討した。その結果、各ホルモンとダイオキシン類との間には有意な関連性は認められなかった。ベトナム戦争中に散布された枯葉剤に含有するダイオキシン類は、外因性内分泌かく乱化学物質の1つである。動物実験の報告はあるが、人体への健康影響は未だ解明されていない。また「ベトナムはダイオキシン類の生体影響についての世界的な実験場」と呼ばれ、ダイオキシン類の高濃度暴露による影響を明らかにできる貴重な地域である。我々は、ベトナム側研究者と2002年より共同研究を継続中で、近年、ベトナムで採取した唾液中の性ホルモンを日本国内に移送し、高感度精密測定が可能なことを少数例であるが確認した。本研究の目的は、十分な対象数でダイオキシン類と性ホルモンの関連性を明らかにし、早期指標の確立を目指す。さらに、泌尿器科専門医との連携の下、性ホルモンとの関連性が強い前立腺がんをその特異抗原であるPSAを用いて、ダイオキシン類暴露との関連について検討することである。本年度の調査期間は、平成23年8月5-16日。調査地区は、枯葉剤散布地区がベトナム中南部のBinh Dinh省PhuCat県、旧米軍基地周辺。対照地区はベトナム北部Ha Nam省Kim Bang地区。ハノイから南に30kmの農村地帯。対象者は、枯葉剤散布地区から無作為抽出した男性住民100名と対照地区の男性住民98名であった。排尿障害等、前立腺疾患を疑わせる者には日本より同行した泌尿器科医が直腸診を実施した、質問票を現地スタッフが面接により聴取した。血液は約10ml採取し、採血後は直ちに遠心分離し、血清はダイオキシン類・性ホルモン・前立腺特異抗原(PSA)の分析用に小分けをした上で冷凍保存し、調査終了後日本国内に搬送した。分析は、既に、性ホルモンとPSAについては終了し、現在、ダイオキシン類の分析が進行中である。前年度の2013年3月に金沢で開催された第83回日本衛生学会で発表後、次の2点を中心により深い解析を実施した。第1に、枯葉剤濃厚汚染地区のPhu Catを3地区に分類し、対照の非散布地区と合わせた計4地区で比較検討した結果、元米軍基地を含む地区で個々の異性体を含めてダイオキシン類の濃度が最も高く、次にその近隣地区が高く、基地から最も遠い地区で相対的に低い(但し、5つの異性体の濃度は非散布地区より有意に高い)という、地理的条件とダイオキシン濃度の関連性をより明確にすることができた。第2に、ダイオキシン類とステロイドホルモンとの関係について、前年度は、「テストステロンとエストラジオールは散布地区の方が有意に高く、反対にデヒドロエピアンドロステロン(DHEA)は散布地区の方が有意に低かった。特に、DHEAはダイオキシン類と有意な負の相関を示した。」ことを報告した。25年度は、さらに散布地区48名と非散布地区38名の男性を対象に解析を深めた。ダイオキシン類濃度に影響すると考えられる4因子(年齢、BMI、現在の職業と喫煙歴)を調整し、血液中のダイオキシン類と各ステロイドホルモンの関連性について重回帰分析を用いて検討した。但し、調査対象数が限定されているので、今後例数を増やしての検討が必要だと考える。これらの結果は、2013年8月に大韓民国の大邱で開催された国際会議DIOXIN2013で大学院生のManh君(ベトナム人)と孫君(中国人)が発表した。さらに、上記内容を国際誌に投稿し、Manh君の筆頭論文は、Environmental Science & Technology (IF=5.3)に既に掲載された。孫君の筆頭論文は、Biomarkers (IF=2.2)に受理され、掲載予定である。ベトナムにおける枯葉剤散布地区と非撒布地区の男性住民を対象に血清ダイオキシン、ステロイドホルモン、前立腺特異抗原(PSA)を比較検討するために、2010,11年に続き2012年も両地区で調査を実施した。

その結果、2年間で撒布地区で97名、非撒布地区で85名から血液を採取できた。参加者の年齢は55-80歳だった。血清中TCDDと総ダイオキシン類(PCDD/Fs)濃度の平均値とその範囲は散布地区では3.4 (0.7 - 24.0) pg/g lipidと29.9 (10.2- 106.4) pg TEQ/g lipid、非撒布地区で1.6 (0.4 - 4.7) pg/g lipidと10.2 (4.0 - 30.2) pg TEQ/gと散布地区男性の方が有意に高値を示した。特に、旧米軍基地で働いた経験のある2名が高値だった。一方、非撒布地区では、旧軍人(かつて南ベトナムの散布地区で戦闘作戦に参加)と非軍人、また、戦争中に直接枯葉剤の暴露を受けた人と受けていない人の間に、いずれも有意差はなかった。ステロイドホルモンの比較では、テストステロンとエストラジオールは散布地区の方が有意に高く、反対にデヒドロエピアンドロステロン(DHEA)は散布地区の方が有意に低かった。特に、DHEAはダイオキシン類と有意な負の相関を示した。以上の結果から、ベトナムの男性高齢者を対象としたダイオキシン類の健康影響に関する疫学調査の結果は、散布地区男性で血清中ダイオキシン類濃度が有意に高く、幾つかのステロイドホルモンで両地区間に有意差を認めた。特に、DHEAはダイオキシン類と負の相関を示し、ダイオキシン類がステロイドホルモンに影響を与えている可能性を示唆した。ハノイ医科大学の共同研究者を通じて、事前に両地区の医療スタッフとの連携が十分取れており、対象者の適切な選定、調査当日の非常に高い参加率により、初年度で調査対象者については、ほぼ当初の目的の参加数を確保することができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。判定した根拠は以下の4点である。第1に、当初予定した調査対象者の散布地区および非撒布地区各100名に対して、それに近い対象者から血液試料の採取が実現した。各測定項目の分析過程で、血液量の不足等で若干の試料の分析が困難であった点は残念だが、概ね想定内の事項と解釈できる。第2には、既に、血清中ダイオキシン類とPSAの分析はすべて終了した。ステロイドホルモンについては、費用が不足したため、約半数ほどに測定数を減らしたうえで分析を終了した。第3は、結果についてほぼ解析を終え、PSAの結果を日本衛生学会英文誌(Environmental Health & Preventive Medicine)に投稿し、受理された。現在on lineの段階だが、既に公表されている。第4に、血清ダイオキシン類濃度とステロイドホルモンに関しては本年3月に金沢大学で開催された第83回日本衛生学会学術集会で2演題を発表した。生体試料を順次分析している段階である。血清ダイオキシン類の分析については、今回初めて分析を試みており、事前の検討を十分した上で、24年度に測定を開始する予定である。但し、血清ダイオキシン類の分析は大変高度な分析技術を要し、かつ分析費用も高額であるので、時間をかけて慎重に分析を遂行する計画である。以下の4点を中心に研究計画を作成中である。第1に、ベトナム側の共同研究者と本研究結果について意見交換し、それを踏まえて調査スタッフや参加者に結果報告会を開く。第2に、参加者の健康状況、特にPSAが高値であった人の前立腺がん発症の有無を確認する。
感覚フィードバックと体勢感覚情報の融合による巧みな物体マニピュレーション手法

指先接触モデルについて,エッジ部分への接触を考慮したモデルへ拡張し,その有効性を実験で確認した.また,透明シリコンゴムとカメラを用いた柔軟接触センサを開発し,接触面位置・接触力計測が可能であることを示した.そして柔軟触覚センサを用いた物体把持手法を開発し,触覚情報に誤差や遅れが含まれている場合でも安定に物体把持が可能であることをシミュレーションおよび実験で示した.また,Kinect v2を用いた把持物体の位置・姿勢推定手法を提案し,位置・姿勢推定が100ms以内で行えることを確認した.また,これまでの把持手法では指の本数が3本のみの場合に限定されていたが,3本以外の多指ハンドへの拡張を行った.本年度では,まず柔軟指に関するモデリングとして,これまで平面に限定されていた指先の柔軟変形を伴う転がり接触モデルについて,物体のエッジ部分への接触を考慮した変形モデルへの拡張を行った.エッジ部分における柔軟接触部分においてモーメントが発生し,これによって変形部分にポテンシャルが生成され,そのポテンシャル最小点で安定となるという仮設を立て,これを基にしたモデリングを行い,実験によってエッジの接触状態と発生モーメントの関係を明らかにした.また,外界センサを用いた物体把持手法として,これまでは視覚センサを用いることを前提としていたが,新たに触覚センサを用いた手法を開発し,それを用いたシミュレーションにより,触覚センサにノイズや誤差,時間遅れ等が含まれた場合でも,安定に物体把持および姿勢制御が行えることを示した.本手法は,今後行う視覚との融合を前提として設計されており,視覚と触覚の融合を仮想フレームを用いて行うことで,外界センシング情報にノイズや誤差,時間遅れが含まれる場合においても,安定・正確に物体把持・姿勢が動的に行う制御手法の実現が期待される.また,本研究成果は,研究代表者の出張先であったスイス連邦工科大学ローザンヌ校のLASA Laboratoryの協力を得て実現した.一方で,ハードウェアとしてトルク制御が可能な6自由度汎用ロボットアームの設計・製作を行った.今後同様に製作を予定している多指ロボットハンドを手先効果器として搭載することにより,最終的な目標である多指ハンドアームを用いた物体把持・捜査手法の実験検証を行う予定である.本年度は,外界センサーとして利用しているKinekt v2を用いた把持物体の位置・姿勢推定手法の精度向上,および計算コストの削減,また,ロボットハンドへの実装を行うためのネットワーク環境構築を行った.結果として,ICP手法を用いることにより,3次元物体の位置・姿勢推定がおよそ100ms以内で行えることを確認した.また,ロボット制御用PCと物体位置・姿勢推定用PCをネットワークで接続することにより,概ね100msの時間遅れで物体の位置・姿勢推定値を制御系に組むことが可能となった.また,仮想物体情報を用いた把持制御手法において,これまで利用していた仮想物体位置・姿勢情報では,指の本数が3本のみの場合に限定されていたが,制御則の構築方法を一般化することにより,3本以外の多指ハンドへの利用が可能となった.予定していた試作ロボットハンドの納入が,発注業者の都合により遅れたため,本来予定していた物体把持実験まで行うことができなかった.しかし,遅れやノイズを含んだセンサー情報を利用したロバストな物体は時制御則の構築,および外界センサー(Kinect v2)を用いた実辞間物体位置・姿勢推定については,予定通り進捗しており,納入予定の実験機と組み合わせることにより,今後,目的の物体把持実験を実施することが可能となる予定である.本年度では,新たにカメラを用いた触覚センサの開発を行った.昨年度までは,外界センサとしてKinect v2を用いて,物体の位置・姿勢推定を行ってきたが,物体把持におけるロバスト性向上のために,触覚センサが必要となった.しかし,現在入手出来る触覚センサは高価で破損しやすく,また,剛体への搭載を前提として作られているため,柔軟指への利用は不向きである.そこで,新たに柔軟指の構造を利用した接触センサを開発した.透明なシリコンゴムで指先を成形し,内部からカメラを用いて接触面の変形を計測することで,大変形にも対応した.提案する制御手法においては,触覚情報の精度はそれほど必要ではないため,安価で柔軟であり,大変形に対応したセンサが望ましい.画像処理技術を用いて指先の接触面位置および接触力の計測が可能であることを示した.また,納期が延びていた多指ハンドロボットについて,年度末に納品されたため,現在システム構築を行っており,その後,早々に実験を行う予定である.指先接触モデルについて,エッジ部分への接触を考慮したモデルへ拡張し,その有効性を実験で確認した.また,透明シリコンゴムとカメラを用いた柔軟接触センサを開発し,接触面位置・接触力計測が可能であることを示した.そして柔軟触覚センサを用いた物体把持手法を開発し,触覚情報に誤差や遅れが含まれている場合でも安定に物体把持が可能であることをシミュレーションおよび実験で示した.また,Kinect v2を用いた把持物体の位置・姿勢推定手法を提案し,位置・姿勢推定が100ms以内で行えることを確認した.

また,これまでの把持手法では指の本数が3本のみの場合に限定されていたが,3本以外の多指ハンドへの拡張を行った.ICPもしくはパーティクルフィルターを用いた,外界センサーによる把持物体の実辞間位置・姿勢推定について,現在すでに研究室で有している旧タイプのロボットハンドに組み込むことで,その有効性の確認を行う.また,構築した制御手法と組み合わせ,ロバスト性の評価を行う.また,試作ロボットハンドが納入され次第,これらのセンシング手法,制御手法を組み込み,アーム部分と合わせた全システムのセットアップを行った上で,当初の目的である把持ロバスト性を評価するための実験を行う.27年度が最終年度であるため、記入しない。ロボティクス外界センサとして新たに触覚センサを導入することにより,視覚のみと比較してよりロバストなマニピュレーション手法の開発が可能となったこと,および,仮想フレームを用いることにより,センサー情報とロボット自身のセンサ(エンコーダ等)による体性感覚情報の融合が容易となり,さらに,ここに融合されるセンサ情報についても,視覚のみでなく,触覚情報をも同時に融合可能となることの目処が立っていること,などから,最終目標であるセンサ情報と体性感覚情報との融合によるマニピュレーション手法の開発について,おおむね順調と言える.本年度納入予定であった多指ロボットハンドの試作機が,業者の都合により来年度へ延期となったため,そのための費用が次年度使用額として生じた.来年度での納品は十分可能であり,それにより計画内での実験が可能であるため,問題ないと判断した.27年度が最終年度であるため、記入しない。繰り越した使用額は,多指ロボットハンドの試作機についてのみであるため,本試作機製作の為の費用として利用する.27年度が最終年度であるため、記入しない。まず,柔軟指先モデルの拡張をさらに進め,確率的な表現手法を用いたより現実的な接触モデルを構築する.また,物体把持制御手法について,視覚と触覚情報を仮想フレームにおいて融合するための理論的枠組みの構築,およびその安定性についての議論を行う.同時に,ハードウェアとして3本指多指ハンドロボットを作成し,それをこれまで作成している6自由度アーム先端に取り付け,それを用いた把持実験により,提案手法の有効性を確認するとともに,実験と理論構築を相互に行いながら,センサ情報と制御則とのさらなる融合を目指す.27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度では,本来の計画では多指ロボットハンドを製作する予定であり,6自由度ロボットアームの製作は次年度としていたが,研究の進捗状況によりこの製作順序を入れ替えた為,次年度使用額が発生した.ハードウェアの製作順序の変更のみであり,全体としての予算の使用方法の変更ではない為,大きな問題ではないと判断した.次年度使用額が生じた理由で述べた通り,ハードウェアの製作順序を変更した.よって,本年度に6自由度ロボットアームを作成し,次年度に多指ロボットハンドを製作する予定である.
酸化物超伝導材料による高温動作SQUIDシステムに関する研究

本年度は、酸化物材料高温SQUID実現の基礎となる弱結合デバイスの作製を中心として研究を行った。1.微細加工技術エピタキシャルYBCO薄膜を用いてスパッタエッチング法を検討した。低電力スパッタとPMMAレジストをマスクに用いることで、加工によるTcの低下がほとんどなく、約1μm幅のブリッジ作製や、スリット加工が可能となった。また、Auを常伝導層としたSNS型デバイス作製の基礎的検討として、Au/YBCO2重膜の熱的安定性について調べた結果、500°C以上の温度ではYBCOの構成元素(Cu,Ba)がAu中へ表面ないし粒界拡散してTcやIcが低下することがわかった。2.YBCO弱結合の作製C軸配向したYBCO膜の結晶粒界にAuを優先的に拡散させて特定の粒界のみを弱結合化してジョセフソンデバイスとする手法を考案し、試作した。エッチングにより23μm幅のYBCOブリッジを作製し、ブリッジ上に直角に幅1μm、厚さ50nmのAuのストリップを形成した後、O_2雰囲気中、450°C以上の温度で熱処理て行ってAuストリップ下のYBCO粒界を弱結合化した。その結果、TcとIcは減少し、IーV特性にマイクロ波照射ステップが見られ、ジョセフソン特性を示すデバイスが得られた。以上に加えて、ブリッジの膜厚を微細加工により一部薄くしたVTB(Variable-Thickness Bridge)の作製について検討した。エピタキシャルYBCO膜を用いてスパッタエッチングにより幅5μm、長さL1μm、膜厚比0.5のVTBを作製して結果、Tc近傍でマイクロ波ステップの見られるデバイスもあり、高温動作が期待された。3.ファイバ技術アルギン酸NaとY,B,Cu硝酸塩をイオン交換させて前駆体ファイバを作製し、さらに、O_2雰囲気中で焼成することで最小直径30μmのYBCOファイバを作製した。デバイス化の方法として、2本のファイバを交差させて焼成し弱結合とする方法を検討した。150μm径のファイバを用いた例では、ジョセフソン的な非線形性をもつIーV特性が得られた。
プロバイオティクスの免疫調節機能とその食品成分による増強効果の解析

プロバイオティクスの免疫調節作用およびその効果を相乗的に増強する食品成分の働きについて解析した。食肉・魚肉などに多く含まれるジペプチドであるカルノシンを経口投与したマウスでは、腸内細菌の存在下で腸管IgA産生が増強した。Lactococcus lactis C59株の経口投与は経口免疫寛容誘導を増強した。この効果は制御性T細胞を誘導する活性をもつフラボノイドであるナリンゲニンの同時経口投与で増強された。in vitro分化誘導系において、新たに制御性T細胞、制御性B細胞を誘導する機能を示すフラボノイドを同定した。Lactococcus lactis C59の経口投与で、経口免疫寛容誘導の指標となるCD4+T細胞の増殖応答、IL-2産生量が共に低下したことから、C59経口投与は経口免疫寛容を強化することが示唆された。カルノシンの経口投与が小腸粘膜におけるIgA産生に与える影響を解析した。0.5%カルノシンを含む飲用水を2週間自由摂取させたBALB/cマウス小腸粘膜においてlgA量が有意に増加した。また、粘膜固有層リンパ球においてIgA産生形質細胞の割合も有意に増加した。このことから、カルノシンが腸管粘膜免疫を増強することが示唆された。大豆イソフラボンの1つであるダイゼインは1型ヘルパーT細胞(Th1)への機能分化を誘導することを明らかしている。本研究ではダイゼインが抗原未感作CD4+T細胞のTh2への機能分化に及ぼす影響を解析した。ダイゼイン存在下で刺激した抗原未感作CD4+T細胞では、IFN-γ産生には変化が見られないのに対してIL-4産生が著しく低下した。また、Th2特異的な転写因子であるGATA-3の発現低下、Th1特異的な転写因子であるT-betの発現増加が認められた。このことより、ダイゼインは抗原未感作CD4+T細胞におけるIL-4産生を抑制する事によりTh2への分化を抑制し、Th1への分化を促進する事が示唆された。in vitroにおいて制御性T細胞を誘導する活性が明らかにされているナリンゲニンが経口免疫寛容誘導に与える影響について、DO11.10マウスに卵白アルブミン(OVA)含有水を自由摂取させて経口免疫寛容を誘導するモデルを用いて解析した。ナリンゲニン経口投与群では、対照群と比較してT細胞の増殖応答、サイトカイン産生、制御性T細胞誘導に有意な差は認められなかった。一方、経口免疫寛容誘導を増強する効果をもつLactococcus lactis C59株の生菌体とナリンゲニンを同時に経口投与した群では、C59単独投与群と比較してさらにT細胞の増殖応答、IL-2産生量の低下が認められ、同時投与群でのみ制御性T細胞の誘導の増強が観察された。これらの結果からC59株とナリンゲニンが相加的あるいは相乗的に働いて経口免疫寛容誘導を強化することが示された。0.5%カルノシンを含む飲用水を2週間自由摂取させたBALB/cマウスでは鼻腔洗浄液中のIgA抗体量が増加する傾向が観察された。同様にカルノシンを投与しインフルエンザウイルスを感染させたマウスで体重変化および感染4日後の鼻腔洗浄液、気管支肺胞洗浄液中のウイルス感染価について調べた結果、ともにカルノシン投与による変化は観察されず、感染防御亢進効果は認められなかった。インフルエンザウイルスワクチンとともにカルノシンをマウスに経鼻投与し、抗インフルエンザウイルスIgA、IgG抗体量を調べたところ、血清中抗インフルエンザウイルスIgG抗体量が増加する傾向が示された。経口投与した場合に腸管におけるIgA抗体産生は増加するが鼻腔での感染防御亢進効果がないことを考えると、カルノシンの免疫増強効果は主に投与した局所で起こることが示唆された。カルノシンの腸管IgA産生増強効果に対する腸内細菌の関与を検討するため、抗生物質を経口投与し腸内細菌を大きく減少させたBALB/cマウスに、0.5%カルノシン含有水を自由摂取により2週間経口投与した。この場合には小腸粘膜IgA抗体量の増加が観察されなかったことから、カルノシンは腸内細菌とともに腸管に作用する、あるいは腸内細菌叢の変化を介してIgA産生増強することが示唆された。マウスナイーブCD4+T細胞から制御性T細胞(Treg)への分化を誘導・促進する植物由来食品因子を探索したところ、エリオジクチオールがTGFーβ添加の有無に関わらず、Treg誘導のマスター転写因子であるFoxp3発現を誘導し、他のT細胞の増殖を抑制する活性を誘導することが示された。免疫抑制機能をもつ制御性B細胞(Breg)の分化誘導・活性化に関与する植物由来食品因子の探索を行った。

マウス脾臓由来B細胞をリポ多糖(LPS)による刺激の存在下、11種類のフラボノイドを添加して培養し、IL-10産生に与える影響を解析した。既にIL-10産生増強効果を明らかにしたフラボノール類のケンフェロール、タマリキセチンに加えて、フラボン類のアピゲニン、クリシンもIL-10産生増強効果を示した。乳酸菌Lactococcus lactis C59(C59)は莢膜多糖(CPS)を持つ。そこでC59からCPSを精製し、その免疫調節作用を検討した。CPSの経口投与によって経口免疫寛容誘導が強化されることが示されたことから、C59の免疫調節作用は少なくともその一部はCPSによるものであることが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。食品免疫学・食品機能科学26年度が最終年度であるため、記入しない。カルノシンが腸管IgA産生を増強する働きをもつことを明らかにし、経口免疫寛容誘導効果を示す2種類の乳酸菌株間で、経口投与した際に誘導される免疫応答の違いを明らかにした。これらの内容について学会発表を行った。しかしながら、カルノシンの腸管上皮細胞機能修飾の作用機作、ナリンゲニンのT細胞機能分化促進効果の解析は十分ではなかった。制御性T細胞誘導能を有するナリンゲニンは単独投与では経口免疫寛容誘導を促進しないが、乳酸菌L. lactis C59株生菌体との同時投与で免疫寛容誘導を増強することを明らかにした。また、異なる乳酸菌株との組み合わせでは増強効果が認められないことも示され、有効な組み合わせが存在することが明らかとなった。カルノシンについてはインフルエンザウイルス感染に対する防御効果を検討したが、今回の実験条件では感染防御効果は観察されなかった。カルノシンは投与した局所で粘膜免疫増強効果を示すことが示唆された。カルノシンによるIgA産生増強の作用機作の解析、プロバイオティクスによる経口免疫寛容誘導機構の解析、制御性T細胞の誘導増強機能をもつフィトケミカルの検索と作用機作の解析、プロバイオティクスと上記食品成分の相乗作用の解析を進める。制御性T細胞を誘導する食品因子の探索をさらに進めるとともに、今年度終了した挑戦的萌芽研究での成果である制御性B細胞を誘導する食品因子についても、さらに同様の活性を有する食品因子の探索を進めていく予定である。また、これらの食品因子がどのようなメカニズムで効果を発揮するのかについても検討を進める。カルノシンの粘膜免疫増強効果に関しては、経口投与した際の腸管でのウイルス感染モデルに対する効果を検討する予定である。また、カルノシンの粘膜免疫増強効果に対する腸内細菌の寄与についても検討を進める。本年度はカルノシンが腸管上皮細胞に与える効果のin vitroにおける解析、ナリンゲニンの制御性T細胞分化促進効果の解析を十分に行うことができなかったため、関連試薬購入のための経費執行が進まず、残額が生じた。次年度にはこの部分の解析も含めて研究を進める。本年度は概ね順調に研究を展開することができ、本年度の当初予算分は全て使用したが、初年度の研究計画の遅れにより生じた予算の残額があり、その全額を本年度のみで使用することはできなかったため、次年度使用額が生じた。
日本と中国における虚血性心疾患と脳卒中の死亡率とリスク傾向の比較研究

本研究では、日本の保健医療統計と国民保健栄養調査報告書と、中国の疾病サーベイランスポイントによる死亡調査報告書から、データを収集した。データの質や妥当性を確認した。脳卒中や虚血性心疾患の標準化死亡率を(日本では1950-2005の間;中国では1990-2010の間で)算出し、2国間で比較検討した。日本では、脳卒中による死亡は、1990年から2010年の間で、中国より下降傾向が顕著であった。中国では、脳卒中による死亡は、2005年より死因の第1位となっており、虚血性心疾患の死亡は、過去15年でほぼ2倍となった。リスクプロフィールの差異について、統計解析を実施しているところである。この研究では、心血管疾患に対する新しい介入戦略を探索し、発展させるために日本と中国における心血管疾患での死亡率と関連する危険因子を、両国で行われた一連の研究から比較し、この差異について調査や検討、また、この二カ国において利用可能なデータの直接比較や、冠動脈疾患、脳卒中や関連した危険因子による死亡率の傾向を含む蓄積データから解析を行う必要があります。H24年度は、日本人の冠動脈疾患、脳卒中と他の心血管疾患の死亡トレンドを作りました。危険因子について、各調査のデータの比較可能性やその質について、いくつかの出版されている資料を検討し評価しました。年齢別全死亡パターン、死亡パターンのトップ10、人口統計を含む両国の年次報告のデータの質、妥当性、比較可能性を確認しました。国民調査の情報と死亡の危険要因についての他の情報を評価し、主な要因検査と介在プログラムを調査しています。二つのカンフレンスでポスターによるプレゼンテーションを行いました。日中両国での脳卒中や冠動脈疾患による死亡に関係のある主な要因の違いを比較するための論文を考察しています。冠動脈疾患及び脳卒中の死亡パターンと介在プログラムに関する論文を執筆中です。この研究では、冠動脈疾患・脳卒中に対する新しい介入戦略を探索し、発展させるため、日本と中国における、心血管疾患における死亡率と関連する危険因子を、両国で行われた一連の研究から比較し、この差異について調査や検討を行いました。この二カ国において利用可能なデータの直接比較、心血管疾患や関連した危険因子による死亡率の傾向を含む蓄積データから解析を行う必要がありました。H25年度は、北京で開催された、これらの疾病に関連する研究における国際会議に参加しました。その際、第2段階の研究に関し、中国における研究者と、中日における現在の有効データの検討、総括、および論文発表の骨組み改正等、討議をしました。日本人における冠動脈疾患・脳卒中と他の心血管疾患の死亡1960-2005トレンドを作成しました。中国人における都市と農村において冠動脈疾患・脳卒中と他の心血管疾患の死亡1990-2005トレンドについては中国の研究者が作成しました。それらのデータをもとに、年齢別全死亡パターン、生活習慣と関連する危険な原因を含む両国の年次報告のデータの質、妥当性を確認しました。H25年度、中国の研究者3名を日本へ招聘しました。大阪大学、国立がんセンターにて会議を行い、どのように大型コホートの研究データを使用するか、日中における疾病の死亡と危険な原因の相違の可能性、また論文の骨組みと一部草稿における改正等、討議しました。両国が脳卒中をおこす乏血性心疾患との死亡において、主に関連する危険な原因についての資料についてはすべて国際的な方法を使用しており、そのため、当研究の中で特別に、危険因子に対する現地調査を行う必要はありませんでした。日中両国での脳卒中や冠動脈疾患による死亡パターンと主な要因の違いを比較するための論文を執筆中です。H23年度、各調査の調査年や調査方法といったデータの比較可能性やその質については初期の段階で検討評価しました。出版に向けて、利用可能なデータからの論文の執筆等の準備をしています。年齢別全死亡パターン、死亡パターンのトップ10、人口統計を含む両国の年次報告のデータの質、妥当性、比較可能性を確認し、日中両国での死亡パターンに含まれる冠動脈疾患及び脳卒中での死亡率(1960年代から)に関する論文を執筆中。国民栄養調査の情報と死亡の危険要因についての他の情報を評価し、主な要因検査をしています。また、脳卒中や冠動脈疾患による死亡に関係のある主な要因の違いを比較するための論文を考察しています。

日中両国の共通性及び差異を求めるため、死亡の危険因子生データをチェックしています。今後、日中両国の大型コホートデータ(40歳以上のフォローアップ10年データ)を得る予定です。H24年度の研究につきましては、おおむね順調です。日本人の冠動脈疾患、脳卒中と他の心血管疾患の死亡トレンドを作りました。死亡や人口統計を含む両国の年次報告のデータの質、妥当性、比較可能性を確認し評価しました。危険因子について、各調査の調査年や調査方法といったデータの比較可能性やその質について、いくつかの出版されている資料を検討し評価しました。また、国民調査の情報と死亡の危険要因についての他の情報を評価し、主な要因検査を調査しています。日中両国の大型コホートのデータをチェックしました。そのデータにより、共同出資する研究において、2つの人口間の異なる危険パターンの比較を通じ、より多くの情報を提供することが可能となります。他の国際的データ収集のための準備をしています。中国で研究者との会議を召集しました。死亡傾向、危険要因および地域密着型の介在に関する多くの研究問題を、それぞれ議論し調査しました。また、二カ国の介在プログラムについての情報(調査票)を集めています。日中両国での脳卒中や冠動脈疾患による、死亡に関係のある主な要因の違いを比較するための論文を修正しています。H23年度研究につきましては、おおむね順調です。死亡率の傾向に関する論文を執筆中です。日中両国の大型コホートのデータをチェックしています。そのデータにより、共同出資する研究において、2つの人口間の異なる危険パターンの比較を通じより多くの情報を提供することが可能となります。データ収集のための準備をしています。また、調査票の発展と調査票のパイロットテストの実施のための準備をしています。日中両国での国民調査の情報と死亡の危険要因についての他の情報を評価し、主な要因検査と地域密着型の介在プログラムのデータ収集、調査を行います。脳卒中や冠動脈疾患死亡パターンによる死亡に関係のあることの主な要因の違い及び、地域密着型の介在プログラムを比較する論文の執筆準備をしています。H25年度に発表します。次の調査計画および出版のための新しい論文を考慮しています。日中両国での死亡パターンに含まれる冠動脈疾患及び脳卒中での死亡率(1960年代から)に関する論文を公表します。国民栄養調査の情報と死亡の危険要因についての他の情報を評価し、主な要因検査をします。脳卒中や冠動脈疾患による死亡に関係のあることの主な要因の違いを比較する論文の執筆準備をします。日中両国の大型コホートのデータについて討議しチェックをしていきます。この大型コホートのデータを入手後、新しい研究論文の考察を始めます。例えば、プーリンの研究を行なうことも可能となります。また、特別な危険要因の研究のため調査票の発展についても考察します。データ収集と研究結果の検討のため、中国へ出張します。科学会議へ、一度参加します。
ネットワークロボットを用いた睡眠を中心とする生活パタン管理・調整支援

本研究では,覚醒と睡眠を中心とする人の生活パタンを観測し管理するシステムの構築を行った.人の生活パタンは体内時計(以下Biological rhythm)の影響を大きく受け,このリズムは脳視交叉上核で動作し自律神経系の活動等を通して表出すると考えられる.そこで,本研究ではまず,Biological rhythmの推定と起床信号の送信が可能な腕時計型のウェアラブルデバイス(BRAC4 : Biological Rhythm-based Awakening Controller 4)を開発した.また,BRAC4では,加速度センサを搭載したことで人の起床・入眠タイミングの学習を行い,個人に適応した脈波変動パタンを学習することでBiological Rhythm推定精度を向上した.また,これらのBRAC4から得られる生体情報はBluetooth経由でメインコンピュータからリアルタイムに遠隔で利用可能であり,データ履歴を蓄積・解析することが可能となった.また,また,人のBiological rhythmに影響を及ぼす起床・入眠時期や運動などの活動に関する行動を画像認識により識別する機能をメインコンピュータに実装することにより,生体情報によるユーザの内部状態の推定結果と,ユーザの行動および状態との対応付けによるパタン認識精度の情報を実現した.以上のことから推定されるBiological Rhythmパタンに基づき,任意のタイミングにて起床時期のコントロールを行うことが可能なシステムを構築した.また,起床時期と起床後の身体平衡機能および起床後のBiological Rhythm変化との関係を実験的に調べることにより,BRAC4により推定可能なBiological Rhythmの高い値を示す時期に起床させることが適切であることが示唆された.本研究では,覚醒と睡眠を中心とする人の生活パタンを観測し管理するシステムの構築を行った.人の生活パタンは体内時計(以下Biological rhythm)の影響を大きく受け,このリズムは脳視交叉上核で動作し自律神経系の活動等を通して表出すると考えられる.そこで,本研究ではまず,Biological rhythmの推定と起床信号の送信が可能な腕時計型のウェアラブルデバイス(BRAC4 : Biological Rhythm-based Awakening Controller 4)を開発した.また,BRAC4では,加速度センサを搭載したことで人の起床・入眠タイミングの学習を行い,個人に適応した脈波変動パタンを学習することでBiological Rhythm推定精度を向上した.また,これらのBRAC4から得られる生体情報はBluetooth経由でメインコンピュータからリアルタイムに遠隔で利用可能であり,データ履歴を蓄積・解析することが可能となった.また,また,人のBiological rhythmに影響を及ぼす起床・入眠時期や運動などの活動に関する行動を画像認識により識別する機能をメインコンピュータに実装することにより,生体情報によるユーザの内部状態の推定結果と,ユーザの行動および状態との対応付けによるパタン認識精度の情報を実現した.以上のことから推定されるBiological Rhythmパタンに基づき,任意のタイミングにて起床時期のコントロールを行うことが可能なシステムを構築した.また,起床時期と起床後の身体平衡機能および起床後のBiological Rhythm変化との関係を実験的に調べることにより,BRAC4により推定可能なBiological Rhythmの高い値を示す時期に起床させることが適切であることが示唆された.本研究の目的は,生活環境を観測・制御可能な空間型インテリジェントシステムを構築し,人間の生活パタンを管理・調節することである.目標とするシステムは,ユーザーに装着したウェアラブル型センサ(脈波,加速度,体表面温度)と,環境型センサ(マイクロフォン,電磁波センサ,映像,温度,照度)により構成し,得られた生体情報と行為情報および環境情報をワイヤレスセンサネットワークを介しシステム側にて統合する.次に,構築したシステムで観測される日常生活環境における人間に対する入力刺激(温度,運動,脳負荷)に関する生体リズムモデルの特性パラメータ(位相反応曲線)を臨床実験により獲得し,これに基づいた生体リズムの変動の予測と制御を実現する.本年度は,これらの研究計画の上半期に相当し,生体情報取得デバイス構築とユーザー行為の認識に関するロボットエージェントの構築とユーザ行為認識アルゴリズムに関し,研究を進めた.次に,二点目の成果として,睡眠中のユ一ザーの状態を観測するロボティックエージェントの製作により,赤外線カメラを用いたユーザーの姿勢推定を実現し,BRAC3のみでは得られないユーザの行為情報やユーザの環境情報の取得を可能としたことが挙げられる.具体的には,ユーザーと環境を共有するロボットが,「環境」および「ユーザーの姿勢・行為」を認識するために必要な概念構造"Cognitive Ontology"の提案および仕様定義を行った.また,このCognitive Ontologyを用い,ユーザーをとりまく屋内環境において,画像認識によるユーザの姿勢・行為の自動的な文章化を実現した.本研究では,覚醒と睡眠を中心とする人の生活パタンをウェアラブルコンピュータおよび外部に設置したネットワークロボットをリンクし観測・管理するシステムの構築を行った.人の生活中での活性パタンは,一般には脳内視交叉上核で生成される生体リズムに基づき,自律神経系の活動を通し覚醒と睡眠を中心としたパタンとして表出すると考えられる.そこで,本研究では,生体リズム推定および起床信号送信が可能な腕時計型のデバイス(BRAC : Biological Rhythm Awakening Controller)の開発を行った.BRACでは,継続的な長期脈波の計測とRR変動解析が可能であり,RR変動情報に対して複数の生体リズム周期を抽出することで,生体リズムとしての自律神経系活動のリズミカルな変動の推定と予測を端末内で算出することができる.また,外部に設置したネットワークロボットでは,BRACが推定し送信する生体リズムを無線通信経由にて受信する他に,画像認識による入眠・起床の認識が可能なアルゴリズムを実装した.

これにより,生体リズムのみでは特定できない入眠・起床タイミングを認識し,人の自律神経系に基づいた生体リズム変動と人の睡眠・起床パタンとを対応付けることにより生活パタンを推定し管理することができるシステムを実現した.BRACにより推定される生体リズムは,終夜睡眠ポリグラフィとの比較を行い,有意な相関が見られることを実験的に確認した.また,BRACによって推定される生体リズムに基づき,リズムの活性度が高いと判断されたタイミングにてユーザの起床時期をコントロールした結果,BRACによって推定される生体リズムと起床後の立位平衡機能との間に有意な相関が示され,自律神経系に基づく生体リズム推定に基づいた安全な起床時期制御が可能であることが示唆された.
異常な反応性を有するイソシアニドの合成と反応

アセタールとイソシアニドを反応させるとアセタール炭素-酸素間に1分子のイソシアニドが挿入したα-アルコキシエステル誘導体が高収率で生成することを見出した。触媒としてはルイス酸だけではなく、ブレンステッド酸も活性を示したが、トリフルオロスルホン酸がもっとも高い触媒活性を示した。イソシアニドとしては、2位と6位に臭素を持つ2,6-プロモフェニルイソシアニドがもっとも効率的であった。2,6-キシリルイソシアニドでも反応は進行するが、イソシアニドが2分子挿入した生成物も得られた。2,6-イソプロピルイソシアニドでは2分子挿入生成物が主生成物として得られる。様々な構造をもつイソシアニドの検討から、挿入反応には、芳香族イソシアニドでかつ電子求引性と立体障害の両方が必要であることがわかった。本反応は、広い範囲のアセタールやケタールに適用できる。脂肪族のアセタールやケタールだけでなく、芳香族アセタールやケタールも用いることができる。さらに、THPエーテルやTHFエーテルにも適用できる。さらには、N,O-アセタールにも展開できることがわかった。官能基許容性も高く、チオフェン環、インドール環、エステル、シアノ、さらにはニトロ基があっても対応する生成物を与えることがわかった。アルデヒドからアセタール化、イシシアニドの挿入、加水分解をワンポットで行うこともでき、アルデヒドからα-アルコキシエステルを合成することができる。塩化ガリウムを触媒に用いるとチオアセタールにも適用できるこがわかった。アセタールとイソシアニドを反応させるとアセタール炭素-酸素間にイソシアニドが挿入したα-アルコキシエステル誘導体が高収率で生成することを見出した。アルキルイソシアニドでは、イソシアニドが2分子挿入し、そのうち1つのアルキル基が脱離した型の生成物が選択的に得られた。本反応は、ひじょうに広い範囲の基質に適用することができる。アセタールだけでなく、ケタールも反応する。さらには、N, O-アセタールにも展開できることがわかった。