hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
手首の凹凸形状のみから手指形態の推定を可能とする次世代インタフェースの研究

手指形状(ハンドジェスチャー)は非常に潤沢な情報を表現することができる。しかし,既存のデバイスでは装着感,使用可能場所などいくつかの問題がある。本研究ではホームオートメーションのためにハンドジェスチャーを活用することを目標とした。この実現のために手首の凹凸形状に注目し,この手首の凹凸形状を計測し手指の形状を推定するデバイスの開発を行った。開発したデバイスは光学距離計測素子であるフォトリフレクタを用いて,手首全周に渡って手首凹凸形状を計測することが可能なものである。このデバイスの開発に加えて,機械学習を用いた手首認識性能の向上に取り組んだ。本研究では人の手首に巻きつけるだけで手指の形態(グー,チョキ,パーなどの手先形状パターン)を認識・識別可能とする手首装着型デバイスに関する研究を行うことを目的とした.具体的には(1)手先を動かす際に生じる腱の収縮を手首の凹凸変化として検出する信頼性の高い手首装着型の凹凸計測センサを開発する.(2)手首一周の凹凸データから特徴的な形状パターンを抜き出し,手指の形態を推定するアルゴリズムを実現する.特に個人によって手首の凹凸形状変化が異なるまたは似ていることを率先的に活用し,手指の形態を推定する性能を向上させることに取り組む.これにより人の身体的な動きを操作入力として活用する次世代ゲーム等における操作インタフェースとして利用することを目指した.本年度は高密度手首凹凸形状計測センサの開発,つまりフォトリフレクタをフレキシブル基板上に高密度に配置し,計測データをZigBee無線通信でリアルタイムに転送するセンサの開発に取り組んだ.さらに開発したセンサの性能評価のため,簡単な手指形態アルゴリズムについて試行を行った.開発したデバイスの特徴は高密度(2.5[mm]ピッチ,2列)に手首全周に渡って変位を計測出来る点にあり,これはシフトレジスタを組み合わせることによりマルチプレクサ方式と比較して配線を省きバンド幅の縮小化に取り組みながら実現した.フォトリフレクタの各デバイス固有の特性(変位・電圧変換特性)を校正するために専用装置を用いた校正手法も確立した.本デバイスにおける最大の技術的課題は,繰り返し屈曲するフレキシブル基板状にセンサを配置しているため,センサやコネクタの接合部の耐久性確保が困難という点にある.センサの接合方法について複数の試作を行い,実験室レベルにおいて繰り返しデータの取得が可能となるデバイスを実現することができた.本研究では人の手首に巻きつけるだけで手指の形態(グー,チョキ,パーなどの手先形状パターン)を認識・識別可能とする手首装着型デバイスに関する研究を行った.本年度は平成23年度開発した高密度手首凹凸形状計測センサに対して腕の内転への対応等の改良を行いつつ,手首凹凸データと手指形態の相関性に関する解析を行った.具体的には手の形態(例えばグー,チョキ,パー)を直接的な出力として,非線形識別を可能とする認識手法により手首形状データから得られる特徴量を流し込み学習する方法を採用した.また,同じ手指形態であっても人によって手首凹凸状態が異なることが分かっているが,これに対して以下の2つのステップでの対応した:1)特徴量設計において,個人差を吸収出来るような正規化された特徴量を用いる.2)装置の利用前に簡単な校正動作(グーとパーなど)をユーザに要求することにより,校正動作データから参照する学習データの組み合わせを選定する枠組みを導入する.ステップ1においては,定性的には多くの指を曲げるほど凹凸が大きくなり,全周が長くなることが分かっていることから,そのような個人差に関係なく普遍的に有効となる特徴量を探索した.一方のステップ2については,手首の凹凸変化が似ている人物を探しだすことによって,事前に取得しておいた大量の参照データと比較することによって,新規ユーザに対して新たにリファレンスデータの取得という煩雑な作業を要求することなく,デバイスの利用を可能とする枠組みを模索した.具体的な特徴量選択手法として,まずはマルチクラスのブースティングに取り組み,比較対象として実装が容易なk-NN法を試行した.k-NN法は機械学習法としては非常に古びた方法ではあるが,一方でkの値を変化させる,即ち複数の似ているサンプルの存在を仮定することによる影響を把握できるため,アルゴリズム改良の指標として用いた.本年度計画していた高密度手首凹凸形状計測センサの開発は予定通り達成された.これによって複数のユーザからのデータを取得することが可能となり,手首凹凸形状データの変化傾向を観察することが可能となった.このデータの詳細な分析により,手首の内転状態が手首凹凸形状に及ぼす影響が非常に大きいことが分かった,よってこの内転状態の影響を観察するためにデバイスを拡張する必要が発生し,予算の繰り越しによって翌年度にデバイスの拡張開発を行うこととした。未だ研究者が観察したことのないデータを収集し分析することによって,新たな課題を明確化することは科学的に意義の高いことであり,その意味で本年度に取り組んだ高密度手首凹凸形状計測センサの開発は,期待された成果を概ね達成したと言える。

24年度が最終年度であるため、記入しない。前述のように手首の内転が手首凹凸形状に大きな影響を与えることが分かったため,次年度では高密度手首凹凸形状計測センサに対して腕の内転への対応等の改良を行いつつ,手首凹凸データと手指形態の相関性に関する解析を行う予定である.具体的には手の形態(例えばグー,チョキ,パー)を直接的な出力として,非線形識別を可能とする認識手法により手首形状データから得られる特徴量を流し込み学習する方法を採用することを考えている.また,同じ手指形態であっても人によって手首凹凸状態が異なることが分かっているが,これに対して以下の2つのステップでの対応する予定である:1)特徴量設計において,個人差を吸収出来るような正規化された特徴量を用いる.2)装置の利用前に簡単な校正動作(グーとパーなど)をユーザに要求することにより,校正動作データから参照する学習データの組み合わせを選定する枠組みを導入する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
レアアース生成を目指したガス放電励起・重水素貫流法による低エネルギー元素変換

重水素ガスの流れる方向と反対方向に直流電流を流す場合に最もガス貫流量が多くなる。表面にLiを添加したNi単層薄膜板状Pd試料に軽水素ガスを貫流させると、CR-39で試料と直接対向する領域にのみ集中したエッチピットが観られた。Ni薄膜電極とした重水と軽水のどちらのリチウム溶液の電気気分解実験においてもCR-39にエッチピットの異常増加が観られる。LiとNiの組み合わせが低エネルギー核反応に深く関わっていることを示唆している。核反応による荷電粒子生成を視覚的に示す固体飛跡検出器CR-39の活用を中心に研究を進めた。荷電粒子により生成されたCR-39の飛跡損傷は水酸化ナトリウム溶液でエッチング処理することにより光学顕微鏡でエッチピットとして観察可能となる。また、直流1Aを流したNi単層膜Pd試料表面に添加されたLiの同位体存在比に変化が観られた。水素ガス貫流中に電流を流すことは核反応を誘起する上で有効と考えられる。重水素ガスを用いると、重水素ガスの流れる方向と反対方向に直流電流を流す場合に最も貫流効果が高いことがわかった。並行して、Ni薄膜電極を用いて硫酸リチウム重水溶液の電気分解実験を進めた。23時間55分間20mAの直流で電気分解を継続し、その後5分だけ極性を反転させ、このサイクルを7日間続ける実験において顕著なエッチピットの増加が最も高い頻度で観られた。荷電粒子がアルファ粒子で、電解液と接するNi陰極表面から放出されたと仮定すると、そのエネルギーは4.04.6と5.39.1MeVと推定される。エッチピットの異常増加は重水溶液のみならず、水酸化リチウムと硫酸リチウムの軽水溶液の電気分解でも観られた。最も多数のエッチピットが観られたのは、水酸化リチウム軽水溶液で直流電流を24時間ごとにステップ状に上昇させ7日間電気分解を続ける場合である。重水溶液の場合も含めると、エッチピットの異常増加は電解液にLiを含む場合に観られる。さらにガス貫流法の結果も含めると、試料にNiを含む場合にそれが観られる。すなわちLiとNiの組み合わせが低エネルギー核反応に深く関わっていることを示唆している。パラジウム板上に酸化カルシウムとパタジウムの薄膜を電磁スパッター法により交互に積層させ、試料全体として重水素貫流性の高い多層膜パラジウム試料作成した。並行して最大12気圧、温度200°Cまでの使用に耐え、試料の汚染が少なく、ナノ秒方形波パルス電圧が印加可能な電極をもつガス貫流実験装置を構築した。変換反応に伴い放出が期待される荷電粒子の検出効率は一般的に高いことに着目し、経済性で有利な高エネルギー粒子検出用バリオトラッカーによる荷電粒子検出を試みた。その結果、重水素使用の場合のみならず軽水素でも試料中ガス貫流に伴い試料表面から荷電粒子が放出されることがわかった。そこで、予備実験として重水と軽水の電気分解に伴う荷電粒子検出を試みた。この目的のため、厚さ0.9mmの板状のバリオトラッカーにμmオーダーの厚さのパラジウム等の金属薄膜を密着させて電極とする電解セルを考案した。この簡素な新手法は、薄膜電極から放出されるMeVオーダーの荷電粒子の検出に極めて有効であることがわかった。その結果から低エネルギー領域での元素変換を含む核反応現象は重水素系で起こるだけに留まらず、軽水素系でも起こることが明らかとなった。これは最終的目的であるレアアース生成装置の作成に対しても貴重な知見と言える。元素変換効率を高めるためには高い水準の重水素の貫流効率が必要条件であり、その水準より高い方がさらに有効である。そこで多層膜パラジウム試料の活性化と貫流効率向上を目指して、試料にアンペア・オーダーの直流電流を流したところ、顕著な貫流効率の向上を観た。そのため、さらなる貫流効率の向上を目指すと共に、この電流による貫流率向上の機構を探るために、計画の1年前倒しでナノ秒方形波パルス電圧発生器を作成した。なお、この電流による貫流率向上の新手法は科学・技術の他分野でも広く応用できると考えられる。重水素の貫流性が比較的高い多層膜パラジウム試料作成が可能となっている。また、目標とする気圧・温度と試料汚染防止のレベルを満足し、かつ、ナノ秒方形波パルス電圧が印加可能な電極をもつガス貫流実験装置の作成を完了している。高エネルギー粒子検出用バリオトラッカーによる荷電粒子検出を試みた結果、重水素使用の場合のみならず軽水素でも試料中ガス貫流に伴いその表面から荷電粒子が放出される新知見を得ている。多層膜パラジウム試料にアンペア・オーダーの直流電流を流すという新手法を開発し、元素変換反応に求められる貫流効率を顕著に向上させた。

板状のバリオトラッカーに厚さがμmオーダーのパラジウム等の金属薄膜を密着させる電極構造とする、簡素であるが荷電粒子検出に有効な新たな電解セルを提案している。その結果から低エネルギー核反応現象は重水素系のみならず軽水素系でも起こることを明確にできた。23年度の注目すべき成果の1つは直流大電流を多層膜試料に流すことによる重水素貫流効率の向上である。また、低エネルギー核反応は重水素系と同様に軽水素系でも起きていることから、軽水素系との比較が重要である。そこで直流大電流による軽水素貫流率に対する影響を調べ、電流効果の機構究明を目指す。作成済みのナノ秒方形波パルス電圧発生器を駆使して、重水素と軽水素のガス貫流において多層膜パラジウム試料を活性化させ、変換原料元素をリチウム、バリウムとする場合の元素変換を調べる。予備実験に導入した電気分解法の結果からさらなる新知見の取得が期待できる。そこで電極材料、電解液とその濃度、直流電流値とその印加時間等の違いによる荷電粒子発生率とそのエネルギー分布を幅広く調べ、それより低エネルギー核反応の機構究明を目指す。直接経費1,100千円の品目と金額の内訳は以下の通りである。重水素247千円、パラジウム板105千円、高エネルギー粒子検出板86千円、試薬136千円、計測機器用部材165千円、機器のレンタル料125千円、外国旅費236千円。重水素から計測機器用部材までは全て消耗品であり、備品の購入はない。重水素は30気圧1Lボンベ入りを4本使用する。パラジウム板は0.1×100×100mmのサイズ2枚を購入し、0.1×12.5×12.5mmのサイズに切り出して使用する。高エネルギー粒子検出板のバリオトラッカーとして長瀬ランダウア社製のCR-39を5枚購入し、30×30mmのサイズに切り出して使用する。試薬は実験機器と試料の洗浄用のアセトン、塩酸、硝酸、超純水およびCR-39表面エッチング用の水酸化ナトリウム等である。計測機器用部材は特殊Oリング、銅ガスケット、金細線、白金細線、使い捨てポリ手袋等である。機器のレンタル料は学内共同利用施設にあるTOF-SIMSとXPSの使用料である。外国旅費は平成24年8月12日から同8月17日に韓国Daejionで開かれる第17回低エネルギー核反応に関する国際会議(The 17th International Conference on Cold Fusion)に出席するための参加費、交通費、宿泊費6日分である。なお、参照実験用に使用する軽水素ガスは安価であり、手持ちのものを流用して済ます。
職場のメンタルヘルスと更年期障害との関連についての生理心理学的縦断研究

男性の労働者については,テストステロンの減少による更年期症状との関連は,仕事の要求度が高い場合に強められることが示された.また,テストステロン値が低減することにより,更年期症状が悪化することが縦断研究の結果示された.疾病休業のリスクを高める要因としては,テストステロン,作動性(男性性),更年期症状の身体的症状があることが示された.男性の労働者については,テストステロンの減少による更年期症状との関連は,仕事の要求度が高い場合に強められることが示された.また,テストステロン値が低減することにより,更年期症状が悪化することが縦断研究の結果示された.疾病休業のリスクを高める要因としては,テストステロン,作動性(男性性),更年期症状の身体的症状があることが示された.ベースライン調査の実施平成21年度は、中規模事業場において、産業医の協力のもと、ベースライン調査の実施を行った。35歳以上の男女を対象として、健康診断時期に合わせ、血液を採取したところ83%の参加率であった。事業場の都合により、質問紙調査は12月に実施となり、採血と同時期に実施することができなかった。そのため、血液データと質問紙データの両方が備わっている参加者は、318名(男性297名・女性21名)となった。また、予定していた女性ホルモン(エストロゲンとFSH)は、予算が足りなかったため測定できなかった。男女共通してコルチゾールとテストステロン、男性のみDHEAの測定を実施した。平成22年度は、この318名を対象としてフォローアップ調査を実施する予定である。性ホルモンと心理的ストレス、男性性・女性性、更年期症状との関連性の検証(横断研究)男性の場合、DHEAと年齢、更年期性的症状には負の相関が、また、DHEAと仕事の要求度、仕事のコントロール、女性性との間には正の相関がみられた。いずれのホルモンも抑うつ感と直接関連性はなかったが、更年期症状や女性性と抑うつ感との間には強い関連性が示された。女性は人数が少なかったこともあり、性ホルモンといずれも関連性は認められなかった。男性に関しては、仕事のストレスにより、DHEAが減少し、更年期症状を感じ、さらに抑うつ感を高めることにつながるのではないかという仮説を導き出すような結果が得られた。この仮説的健康関連モデルを検証するために、平成22年度は、フォローアップ調査を実施することにより、仕事のストレスがホルモン変化に及ぼす影響、心理的ストレスへの影響を縦断的に検討する。1年間に観察される性ホルモンと心理的ストレスの変化と、男性性・女性性、更年期症状との関連性の検証平成22年度は、産業医の協力のもと、昨年度の調査に参加した事業場の従業員318名(男性297名・女性21名)を対象として、1年目のフォローアップ調査を実施した。昨年と同様に、事業場の都合で、質問紙調査と採血調査が同時にできなかったことから、血液データと質問紙データの両方が備わっている参加者は、243名(男性223名・女性20名)となった。男性の場合、テストステロンの変化量が多いと更年期症状の変化量が少なく、DHEAの変化量が多いと更年期症状の変化量も多いことが示された。身体的症状の変化量については、DHEAの変化量が多と多くなり、仕事のコントロールが高い場合、身体的症状の増加を抑えることが予測された。抑うつ感の変化については、睡眠時間が長い人、意思決定が減った、依存性が増えた人は抑うつ感が上昇していた。中でも、他者への依存性は抑うつ感と関連が強く、職場のメンタルヘルス対策として、自己の自立性を高め、意思決定もできるように進めていくことで、抑うつ感の減少につながるのではないかと考えられた。平成23年度は、2年目のフォローアップ調査を実施し、仕事のストレスがホルモン変化に及ぼす影響、心理的ストレスへの影響を縦断的に検討するとともに、本研究実施期間に観察された疾病休業と、仕事のストレスやホルモン変化との関連性を検証する。2年間に観察される仕事のストレスの変化、ホルモンの変化、更年期症状が疾病休業へ及ぼす影響の検証仕事のストレス、更年期に関連する性ホルモン(DHEA、テストステロン)、心理的ストレスとコルチゾール、更年期の症状や抑うつ感(CES-D)の変化と、2年間に観察された疾病休業の件数を調べ、リスク要因を明確にすることを目的として調査を行った。2009年4月1日から2010年12月末日までの間で観測された休業者数は、全社員中62名であり、休業日数の平均は140日(SD=204.3)であった。休業者の内、身体的疾病の理由による者は50名、精神的疾病の理由による者は8名であった。このうち、2009年のベースライン調査の参加者で、2年間の追跡が可能だった者は207名(男性190名、女性27名)であった。この207名の休業者数は11名で、全て男性であった。身体的疾病の理由による者は9名で、精神的疾病の理由による者は1名であった。

2009年のベースラインにおける仕事のストレス、テストステロン値、抑うつ感と、更年期症状、性格特性を説明変数とし、2年間の疾病休業を目的変数としたロジスティック回帰分析を行った結果、身体的更年期症状とテストステロン値が高い場合、作動性(男性性)が低い場合は、疾病休業と有意に関連していることが分かった(p<0.05)。身体的疾病による休業を目的変数としたロジスティック回帰分析では、身体的更年期症状のみが有意に関連していたが(p<0.05)、テストステロン値も作動性(男性性)もほぼ同様の傾向を示した(p=0.05)。男性の更年期症状は、疾病休業を予測することが明確になった。心理的な変数としては、男性性の特性である作動性の低さと疾病休業の関連性が示唆された。疾病休業への対策としては、男性の更年期症状の早期スクリーニング方法を確立し、職場における教育研修では作動性を高めるプログラムが求められる。
歯周病性歯槽骨吸収に対する新規予防・治療法の開発を目指した基礎研究

歯周病は破骨細胞による歯槽骨の吸収を伴う炎症性の疾患である。主要な歯周病原細菌であるPorphyromonas gingivalisは一群のタンパク質分解酵素ジンジパインを産生する。ジンジパインは基質分解部位からRgpおよびKgpに分類される。研究代表者らは、Kgpが破骨細胞抑制因子であるオステオプロテゲリン(OPG) (56kDa)をN末37kDaの断片に分解し、破骨細胞分化を促進することを発見した。本研究では、詳細な分解部位の同定と、分解部位に変異させた組換えOPGを調製し、Kgpに対する耐性化を目指したが、目的の変異OPGはこれまでのところ得られていない。KgpによるOPGの分解・不活性化メカニズムと破骨細胞形成における意義の解明のため、N末端蛍光標識OPGを調製した。FITCなどのアミノ基修飾型の蛍光色素とOPGをpH 8以下で反応させ、N末端アミノ基を優先的に標識した後、標識産物をゲルろ過あるいは分子量分画遠心フィルターを用いて精製した。N末蛍光標識OPGをKgpと反応させる。Kgpは、それ自身は破骨細胞分化に影響しないZ-FK-ckにより失活させる。Kgp未処理およびKgp処理後の蛍光標識OPGを活性型ビタミンD3で刺激した骨芽細胞に添加し、細胞への結合を蛍光顕微鏡で観察した。結果Kgp未処理のものに比較し、Kgp処理後のものは蛍光標識OPGが不活化されることが確認できた。また、P. gingivalis感染動物モデルを確立し、Kgpの役割を組織化学的に明らかにするためにkgp遺伝子欠損および野生型P. gingivalisをマウスあるいはラットの頭蓋骨膜下に注入し、実験的感染性骨吸収を誘導する。骨吸収をμCTで定量的に評価するとともに、組織切片のHE染色および破骨細胞特異的TRAP染色を行い、組織化学的に破骨細胞形成を評価し、P. gingivalis感染歯槽骨破壊モデルを確立するとともに、骨吸収におけるKgpの役割を証明した。現在変異型のOPGを作成するためのベクターを製作しており、in vitroにおいてKgpによる分解および破骨細胞抑制能を解析している。KgpによるOPGの分解に依存した破骨細胞形成の促進がP. gingivalis感染に伴う炎症性骨破壊に重要な役割を果たすこと、さらに、Kgp耐性OPGが歯周病性骨破壊の予防・治療に有効な新規薬剤となる可能性を検証するためOPGのKgpによる第一段階の分解以降の分解を明らかにするKgpとの反応で、OPGは、約37kDaと約19kDaの断片に分解するが、その後、さらに断片化する様子が観察された(論文投稿)。そこで、上記のN末蛍光標識OPGをKgpと反応させた後、SDS-PAGEで分解断片を分離し、各分解断片の蛍光およびクマシータンパク染色により検出される断片を比較し、各断片がN末側のRANKL結合領域を含む37kDa断片に由来するか、C末側の19kDa断片に由来するかを決定した。その効果を確認するため変異および野生型OPGのN末蛍光標識体を調製し、RANKL結合実験を行う。RANKL結合能を有する変異体および野生型のOPGを骨芽細胞・骨髄細胞共存培養系に添加し、破骨細胞分化抑制能を有する変異OPGをしたがKgp耐性で破骨細胞分化抑制作用の持つOPGの確認はできなかった。現在複数のLysを同時にArgに置換した変異OPGを調製し、そのKgp耐性およびRANKL阻害活性を評価中である。またP. gingivalis感染モデル動物におけるKgp耐性OPG投与の効果が明瞭でない場合は、OPG欠損マウスを用いて感染モデルを作製し、Kgp耐性OPG投与および野生型OPG投与の効果を比較する予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。口腔生化学26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度の研究計画における課題のうち、FITCラベルによるOPGの機能解析が終了し変異タンパク作成用ベクターについては3種類のベクターの作成が終了した。また、その機能解析も進行中である。Kgp耐性組換えOPGの歯周病性歯槽骨破壊に対する抑制効果の検証のために以下の研究を行う。1RANKL阻害活性を保持したKgp耐性組換えOPGを調製するために前年度の研究で得られたKgp耐性組換えOPGからRANKL結合能および破骨細胞分化抑制活性を保持した組換えOPGを選択する。前年度と同様、変異および野生型OPGのN末蛍光標識体を調製し、RANKL結合実験を行う。RANKL結合能を有する変異体および野生型のOPGを骨芽細胞・骨髄細胞共存培養系に添加し、破骨細胞分化抑制能を有する変異OPGを選択する。選択された変異OPGを大量に調製する。

2P. gingivalis感染動物モデルを確立し、Kgpの役割を組織化学的に明らかにするためにkgp遺伝子欠損および野生型P. gingivalisをマウスあるいはラットの歯肉溝に注入し、実験的感染性歯槽骨吸収を誘導する。歯槽骨吸収をμCTで定量的に評価するとともに、組織切片のHE染色および破骨細胞特異的TRAP染色を行い、組織化学的に破骨細胞形成を評価し、P. gingivalis感染歯槽骨破壊モデルを確立するとともに、歯槽骨吸収におけるKgpの役割を証明する。3Kgp耐性OPGのP. gingivalis歯肉溝感染マウスモデルにおける骨吸収抑制作用を解析するために2のkgp遺伝子欠損および野生型P. gingivalisを歯肉溝に感染させたマウスあるいはラットモデルに1で調製したKgp耐性OPGあるいは野生型OPGを静脈内投与あるいは局所投与し、2と同様に、歯槽骨吸収および歯槽骨における破骨細胞形成を比較解析する。これにより、Kgp耐性OPGの歯槽骨吸収予防効果を評価し、Kgp耐性が持つ重要性を証明する。
異常伸長したリピートヘアピン上で自発的にオリゴマー化する低分子の開発

本申請研究では、神経変性疾患の原因となる異常伸長した(CXG)nリピートが形成するヘアピン構造をテンプレートとして、ヘアピン構造に結合して自発的にオリゴマー化し、リピートヘアピンを高度に安定化する分子の開発を目指す。(CGG)nリピートヘアピン上で二量化する低分子NCD-CC(論文報告済み)をリード化合物として、リピートヘアピンをテンプレートにオリゴマー化する低分子NCD-SSを開発する。さらに、リピート認識部位、オリゴマー化部位の変更を行い、脆弱X症候群に代表される、リピート病一般への幅広い応用を目指した低分子群を開発する。
先端技術企業の事業戦略の評価構造に関する調査研究

本研究は、国の競争力を担う先端的ハイテク技術企業が、事業戦略の実施に対していかなる評価構造やメカニズムをもち、それがどのように経営上の意思決定に影響を与えているのかを明らかにすることを目指したものであった。本研究では事業構造の評価といったとき、あらゆる尺度(例えば人・もの・金・情報といった経営資源)を網羅するように複数の学問分野からアプローチが図られた。本研究の個別的成果は主に以下のとおりである。(1)先端技術企業はいかに事業戦略評価を行うべきかをゲーム論的に分析した研究、(2)事業戦略を評価するためのファイナンス・モデルおよび数理モデルを構築した研究、(3)戦略的投資意思決定理論を先端技術企業に応用し事業構造の評価を行った研究、(4)共同研究開発・研究プロジェクトのマネジメントにおいて評価構造の重要性と望ましいあり方を検討した研究、(5)「人の評価構造」を含む人事管理システムが先端技術企業においてどうあるべきかについて考察した研究、(5)事業構造の成果をいつ、いかにして、何を測定するべきかについて論じた研究、である。これら研究結果をまとめる段になって、ある尺度において最適な評価構造が他の尺度において最適な評価システムではないということが明らかになっていった。包括的な事業評価システムを構築していく上で、それぞれの要素をどれだけうまく組み合わせ、全体としての評価能力をいかに高めていくのかというのは、今後さらに論及すべき課題である。これまでの日本の産業競争力の源泉は、先端的なハイテク技術や情報技術を開発導入した企業が、製品開発や生産システム、経営システムを高度化したことにより形成されてきた。しかし、現在、国際化・情報化が進展しマクロな経営環境が変化しているために、日本企業の経営システムが構造変動しており、先端技術企業とそのグループ企業は、経営戦略・事業構造・人事管理システムを変化させつつある。本調査研究の主目的は、企業の経営行動におけるこうした構造的変化により、先端企業の戦略評価のモデルとシステムがどのように変化しているかについて、関連する複数のアプローチから総合的に調査分析することにある。初年度は、現象分析に関する研究分担者各自のアプローチ応用についての準備研究を展開した。それらは、主に先端技術企業の企業行動の分析枠組に関して、組織論、ネットワーク論、共同研究開発論、会計学的投資決定論、ファイナンス理論、ゲーム理論などの諸アプローチを利用した共同研究を展開し、(1)ネットワーク型組織論から見たハイテクベンチャー企業ネットワークの形成プロセス、(2)組織情報論から見た組織メディアの高度化の影響分析枠組、(3)研究開発戦略論から見た共同研究開発行動分析枠組、(4)投資決定論から見た投資決定過程の分析枠組、(5)ファイナンス理論からの倒産リスク評価の面から見た財務評価手法、(6)ゲーム理論の企業行動への応用研究から成る。こうした分析枠組みに関する中間成果は、『先端技術企業の事業戦略評価構造に関する調査研究中間報告書』にまとめられている。本研究は、日本の産業競争力を担う、コンピューター、マイクロエレクトロニクス、バイオテクノロジーなどの領域で、先端的かつハイテク技術を用いた企業が、資源の利用や価値についていかなる評価構造やメカニズムをもちそれを運用しているのかを調査・検討する試みである。本研究は、先端技術企業の経営戦略、事業構造、資金調達などの評価構造に関する既存の研究のレビューを通じて、伝統的な指標からなる評価構造の問題を明らかにした。先端的なハイテク企業が直面する経営環境の主な特徴として、急速な変化と先行きの不透明性・不確実性があげられる。このような環境において、企業は既存事業において行われていたやり方で事業活動を評価することは困難となってきている。また企業も不安定な環境に対し、戦略的な提携あるいは企業間ネットワーキング、さらには政府などの主導による共同研究開発などの手法で対処しているが、このような戦略は利害関係者の増加や組織間の境界の曖昧さを生じさせ、ひいては一事業活動の評価を複雑化させるという結果をもたらしている。このような問題に対処するためにはよりダイナミッかつフレキシブル、さらに多元的な指標からなる評価メカニズムの構築と運用が必要とされると思われる。本年度は、以上のような知見を受けて、各領域ごとに特化したテーマについて個別に研究活動が進められていった。

モティベーションやコミットメント、学習などの組織論・経営戦略論的視点のみならず、永続的に競争関係にある複数企業間のゲーム論的視点、投資意志決定的視点、投資金融機関からの視点、オペレーション・リサーチ的視点など数理的な視点からも、企業の評価活動について検討が加えられた。本年度は、各分野における調査結果をとりまとめ、評価モデルの構築とそれに基づいたコンピューター・シュミレーションを行う予定である。本研究は、国の競争力を担う先端的ハイテク技術企業が、事業戦略の実施に対していかなる評価構造やメカニズムをもち、それがどのように経営上の意思決定に影響を与えているのかを明らかにすることを目指したものであった。本研究では事業構造の評価といったとき、あらゆる尺度(例えば人・もの・金・情報といった経営資源)を網羅するように複数の学問分野からアプローチが図られた。本研究の個別的成果は主に以下のとおりである。(1)先端技術企業はいかに事業戦略評価を行うべきかをゲーム論的に分析した研究、(2)事業戦略を評価するためのファイナンス・モデルおよび数理モデルを構築した研究、(3)戦略的投資意思決定理論を先端技術企業に応用し事業構造の評価を行った研究、(4)共同研究開発・研究プロジェクトのマネジメントにおいて評価構造の重要性と望ましいあり方を検討した研究、(5)「人の評価構造」を含む人事管理システムが先端技術企業においてどうあるべきかについて考察した研究、(5)事業構造の成果をいつ、いかにして、何を測定するべきかについて論じた研究、である。これら研究結果をまとめる段になって、ある尺度において最適な評価構造が他の尺度において最適な評価システムではないということが明らかになっていった。包括的な事業評価システムを構築していく上で、それぞれの要素をどれだけうまく組み合わせ、全体としての評価能力をいかに高めていくのかというのは、今後さらに論及すべき課題である。
乳癌におけるChromothripsis変異を標的にした新規治療法の開発

乳癌、骨腫瘍などの細胞株ではChromothripsisの発生頻度が低いと考えられた。乳癌、大腸癌、膵癌の細胞株での抗癌剤によるChromothripsis誘導に関しても、Chromothripsisの同定はできなかった。Chromothripsisと同様な遺伝子変異である融合遺伝子の探索によりノンコーディングRNAであるLOC642236とLOC283788からなる融合遺伝子など複数の融合遺伝子を同定した。融合遺伝子はChromothripsis同様に正常細胞には存在せず、分子標的治療の標的として適切である。これらの融合遺伝子を標的にした新たなコンセプトの癌治療法の開発が期待される。Chromothripsisは1から数本の染色体の限局した領域で何十、何百の染色体断片が無秩序に配列したものである。Chromothripsisは新しい概念であり、その発生機序や機能の解明は十分にすすんでいない分野である。名古屋大学医学部附属病院において切除された乳癌組織でのChromothripsisの探索をおこなったが、Chromothripsisの同定ができなかった。乳癌組織では乳癌細胞以外の細胞の混入により同定できなかった可能性があるため、乳癌細胞株でのChromothripsisの探索をおこなった。しかし、乳癌細胞株においてもChromothripsisの同定ができなかった。乳癌ではChromothripsisの発生頻度の低いことが考えられた。Chromothripsisはアポトーシスが誘導されずに生じた染色体のランダムな再配列が原因の1つと考えられている。Chromothripsisを発生させるために高濃度の抗癌剤を短期間で投与した乳癌細胞株の培養を開始した。また乳癌ではChromothripsisの発生頻度の低く同定できなかったので、発生頻度が高く、4分の1の細胞でChromothripsisが存在すると報告されている骨腫瘍由来細胞株の培養を開始した。乳癌細胞株ではChromothripsisの発生頻度が低く同定できなかったので、Chromothripsisの発生頻度が高いと報告されている骨腫瘍由来細胞株で検討を行なった。骨腫瘍由来細胞株HuO-3N1、HuO-9N2 HT-1080の培養を行ない、HT-1080でのChromothripsisの検討を行なった。Chromothripsisを発生させるために高濃度の抗癌剤を短期間で投与した乳癌細胞株で検討した。乳癌細胞株MCF7、MDA-MB-231に対して5FUを1、5、10、50、100μg/mlで投与行い、24時間培養後に抗癌剤を含まない培養液に変更し継続培養した。また同様の実験をシスプラチンにても行った。生存した細胞に関してChromothripsisの検討を行なった。またGirdin (Girders of actin filament)は乳癌リンパ節転移のマーカーになる可能性が示唆されているアクチン結合タンパクである。AKTの基質であるGirdinのリン酸化抗体を用いて乳癌症例101例に関して免疫染色による臨床病理学的検討を行なった。Girdinを標的に作成したsiRNAを乳癌細胞株へ導入し、ウェスタンブロティング法、PCR法によりその抑制効果およびその関連分子に関する分子機構の研究を行った。乳癌細胞株MCF7、MDA-MB-231にChromothripsisを発生させるために高濃度の抗癌剤の短期間投与後で検討をおこなったが同定できなかった。抗癌剤投与後の培養期間を延長して検討した。大腸癌細胞株DLD1および膵癌細胞株KLM1についても5FUを1、5、10、50、100μg/mlで投与行い、24時間培養後に抗癌剤を含まない培養液に変更し継続培養した。生存した細胞に関してChromothripsisの検討を行なったが、同定できなかった。癌細胞株において次世代シークエンサーによる遺伝子解析を行なった。その結果、いくつかの融合遺伝子を同定した。これらの中には融合タンパクを合成するZNF839とCYP4V2からなる融合遺伝子やJAK1とTERF2からなる融合遺伝子、また融合タンパクを合成しないノンコーディングRNAであるLOC642236とLOC283788からなる融合遺伝子などが存在していた。乳癌でのChromothripsisの同定ができていないため、Chromothripsisの標的部位の決定と変異部位を標的にしたsiRNAの開発が行なえていない。そのため、Chromothripsisの変異部位を細胞株NIH3T3へ導入し、増殖能(MTTアッセイ法)、浸潤能(インベーションアッセイ法)、アポトーシス(TUNEL法)への影響を検討も行なえていないため、遅れている。外科学1.Chromothripsisの変異部位と配列を明らかにする。

また乳癌細胞株においてもChromothripsisの変異部位の有無をPCR法にて検討する。2.Chromothripsis変異を標的にしたsiRNAの機能解析:乳癌細胞株においてChromothripsisの変異部位を有していれば、それらの乳癌細胞株にChromothripsis変異を標的にしたsiRNAを導入し、発現の抑制効果についてPCR法にて検討する。乳癌細胞株においてChromothripsisの変異部位が存在していない場合、Chromothripsisの変異部位を導入した乳癌細胞株を樹立する。樹立した乳癌細胞株にChromothripsis変異を標的にしたsiRNAを導入し、発現の抑制効果についてPCR法にて検討する。またChromothripsis変異を標的にしたsiRNAを乳癌細胞株に導入し、増殖能、浸潤能への影響などを明らかにする。乳癌でのChromothripsisの同定ができていないため、Chromothripsisの標的部位の決定と変異部位を標的にしたsiRNAの開発が行なえていない。そのため、Chromothripsisの変異部位を細胞株NIH3T3へ導入し、増殖能(MTTアッセイ法)、浸潤能(インベーションアッセイ法)、アポトーシス(TUNEL法)への影響を検討も行なえていないため、遅れている。1.乳癌ではChromothripsisの発生頻度が低く同定できなかったので、Chromothripsisの発生頻度が高い骨腫瘍由来細胞株でのChromothripsisを検討する。またChromothripsisの変異部位と配列を明らかにする。2.Chromothripsisの標的部位の決定と変異部位を標的にしたsiRNAの開発:Chromothripsisの変異部位を細胞株NIH3T3へ導入し、増殖能(MTTアッセイ法)、浸潤能(インベーションアッセイ法)、アポトーシス(TUNEL法)への影響を検討し、癌化に重要なChromothripsis変異を同定する。増殖能、浸潤能、アポトーシスへの影響を有するChromothripsis変異を標的にしたsiRNAを作成する。3.Chromothripsis変異を標的にしたsiRNAの機能解析:乳癌細胞株においてChromothripsisの変異部位を有していれば、それらの乳癌細胞株にChromothripsis変異を標的にしたsiRNAを導入し、発現の抑制効果についてPCR法にて検討する。
感情の可視化

それぞれの感情に特有な行動特徴を明らかにすることを目的として、小動物および小型魚類の行動解析システムをハードウェア、ソフトウェアの両面から構築し、特定の条件下における特徴的な行動の抽出を行った。情動に関与する神経伝達経路を薬剤及び遺伝学的に変化させた動物を用いて通常動物と比較することにより感情特有の行動の抽出を行った。得られた行動特徴をテスト動物に対してロボットあるいは画像として提示し、実際の動物に対する応答と比較することにより行動特徴の評価を行った。マウス用の画像解析を用いた行動解析ソフトウェアおよびハードウェアを作成し、行動解析システムの構築を行い、さらにメダカ、ゼブラフィッシュを用いた小型魚類用の行動解析システムの構築を行った。重心位置の他多関節モデルにフィットさせることにより、立ち上がり、毛づくろいなど、マウンティング等の姿勢変化についても自動判別をすることが可能となった。2匹のマウス、ゼブラフィッシュ、メダカを用いて作製したシステムにより解析を行いデータを取得し解析を行っている。遺伝子変異動物については、マウスに先行しゼブラフィッシュ、メダカを用いてセロトニン関連遺伝子をTALENおよびCRISPR法を用いて作製し相互作用の解析をおこなったところ、対象への接近以外にも姿勢制御や予備動作等、野生型と比べ様々な行動特徴の変化が観察された。マウスロボット相互作用については、データの取得を行いながら現在解析をすすめている。視覚提示実験の開発を行う予定であったが、ソフトウェア開発が難航しており遅れが生じている。そこで本年度は、セロトニン経路の解析を主に行った。セロトニン合成酵素Tph1, Tph2,セロトニン受容体5HT2C,セロトニン神経のもつのシナプス構成因子nlgn1の遺伝子破壊を行ったゼブラフィッシュおよびメダカを用いて行動解析を試みた。Tph1, Tph2, 5HT2Cについては解析を行うのには十分な個体が得られなかったため、行動解析を行えなかった。行動解析系としてあらたに小型魚類用のトレッドミルを開発しnlgn1について解析を行ったところ、運動能力には異常は認められなかった。以前作製したオープンフィールドテスト、明暗選択テストを行ったところ不安傾向の増大が見られた。また社会性について検討したところ社会性の低下が観察された。以上の結果はnlgn1ノックアウトマウスの結果を一部支持するものであった。以上のことから、小型魚類においてnlgn1の破壊は不安傾向、社会性に異常を引き起こすことが明らかとなった。視覚提示行動解析システムのソフトウェアおよびハードウェアを構築して、小型魚類のゼブラフィッシュ、メダカに加え、ヒメイカに対して画像提示を行い、その応答による行動変化を自動的に記録するVRシステムの構築を行った。動画の動きによる行動変化の解析を現在行っており、興味を持って近づく特定の画像提示パターンをいくつか見出すことができた。注意を解析する予定であったが、遺伝子改変による小形魚類の作成に困難が生じたため、このシステムの一部を使用してメダカにおけるセロトニン神経細胞の機能解析をおこなった。セロトニンは神経伝達物質のひとつで、マウスにおいて不安様行動等のいくつかの行動に関与していることが知られている。そこで、作製した行動解析システム構築および評価の目的でメダカにおけるセロトニン神経の役割の解析を行った。薬理学的にセロトニン経路を抑制し種々の行動解析テストを連続して行ったところ、いくつか行動テストにおいて異常がおこることを明らかにした。遺伝子破壊を行うことでセロトニン神経の活動を低下させた魚類を用いて、同様の行動変化が起きるかどうかを検討中である。また神経活動計測のために、セロトニン神経のマーカーとしてセロトニン合成酵素およびプロモーター領域の単離を行い、現在神経活動解析のための遺伝子改変動物を作成中である。視覚提示システムの開発において、ハードウェアは問題がなかったのだがソフトウェアを2次元から3次元で扱うよう仕様変更を行った。そのため開発に遅れが生じている。神経科学小型魚類の遺伝子変異体の取得、視覚提示システムのハードウェア、視覚提示実験の予備実験は修了しているので、予定どおりソフトウェア開発を完了させ研究を推進する予定である。マウスの準備について、予想よりも出産数が少なく実験のデータ取得に若干の遅れが生じている。相互作用解析のためのハードウェア、ソフトウェアの構築は終了したので、これを用いて得られたデータの解析を予定どおりに進めていく。マウスの個体確保に遅れが生じていたがマウスとマイクロマウスロポットの相互作用解析を主に進めていく予定である。マウスの交配が予定よりも遅れたため、マウス用の消耗品として計上を予定している。マウス用の消耗品を購入する予定である。
スパースモデリングによるNMR計測・解析の高速高精度化

本研究では,スパースモデリングの導入により,特に複雑な生命分子系を対象にしたNMR計測やデータ解析の高速高精度化の実現による飛躍的発展を目指した.【課題1】では疎に計測した信号の再構成法に関して,スペクトル再現性の高い方法を開発した.【課題2】では,スペクトル分解とアミノ酸判別を同時におこなう復号法を構築し,「符号化標識法」の復号性能を飛躍的に向上させた.【課題3】ではベイズ推定を応用した立体構造計算手法を構築し,真核細胞中のタンパク質のde novo立体構造決定に成功した.【課題4】では,疎に計測したデータからシグナル同定,構造動態情報の取得までを一体的に実現する全く新規の手法を開発した.核磁気共鳴法(NMR)は,非侵襲的に分子構造動態を探る最も強力で汎用性の高い計測手法の一つである.近年の装置技術の著しい進展により,タンパク質等の複雑な生命分子の計測が可能となったが,計測データ量が多く計測時間が長く,得られるスペクトルは複雑でデータ解析は煩雑である.さらに解析データ数の増大により,立体構造を得るための計算も煩雑で時間を要し,広域な構造空間の探索が困難で局所解へトラップされ最適解の導出が困難となっていることが問題となっていた.本研究では,NMRデータや生命分子の構造情報が有するスパース性に着目して,スパースモデリングの導入によりNMR解析の複雑さ・煩雑さに起因する上記の問題を解決することにより,特に複雑な生命分子系を対象にしたNMR計測やデータ解析の高速高精度化の実現し、当該分野の飛躍的発展を目指しているが,平成25年度においては,以下の二課題に関して研究を進めた.【課題1】NMR計測の高速・高精度化においては,NMR信号をスパースに計測し,スパースモデリングによる信号処理によりデータ補間をおこない,計測時間の大幅短縮とスペクトル品質の改善を目指して,信号をスパース化するアルゴリズム,欠損データ補完に用いる情報表現やアルゴリズムの開発,改良を進める計画であり,平成25年度は,再構成アルゴリズムの検討をおこなった.【課題2】データ解析の高速・高精度化においては,NMRデータ解析の高速化・高精度化を目指して,生命分子の複雑な多次元NMRスペクトルのピーク分離精度をスパースモデリングの適用により向上させ,スペクトル解析の質の向上をさせることを計画しており,平成25年度は,二次元スペクトルを対象にアルゴリズムの検討・改良に取り組んだ.核磁気共鳴法(NMR)は,非侵襲的に分子構造動態を探る最も強力で汎用性の高い計測手法の一つである.近年の装置技術の著しい進展により,タンパク質等の複雑な生命分子の計測が可能となったが,計測データ量が多く計測時間が長く,得られるスペクトルは複雑でデータ解析は煩雑である.さらに解析データ数の増大により,立体構造を得るための計算も煩雑で時間を要し,広域な構造空間の探索が困難で局所解へトラップされ最適解の導出が困難となっていることが問題となっていた.本研究では,NMRデータや生命分子の構造情報が有するスパース性に着目して,スパースモデリング(SpM)の導入によりNMR解析の複雑さ・煩雑さに起因する上記の問題を解決することにより,特に複雑な生命分子系を対象にしたNMR計測やデータ解析の高速高精度化の実現し、当該分野の飛躍的発展を目指している.平成26年度においては,以下の三課題に関して研究を進めた.【課題1】NMR計測の高速・高精度化においては,スパースに計測した信号を再構成するアルゴリズムに関して,新たな手法の適用検討を進めるとともに,シグナル出現確率を事前知識として利用する手法を構築し,「符号化標識法」に関しては,誤り符号の導入を提案した.【課題2】データ解析の高速・高精度化においては,二次元スペクトルのピーク分離にレプリカ交換モンテカルロ法によるベイジアンスペクトル分解の手法を適用し,客観的指標に基づいた解の評価を可能にした.【課題3】立体構造計算の高速・高精度化においては,ベイズ推定を用いた構造計算アルゴリズムを実装した立体構造計算プログラムを開発し,複数のテストデータを用いた性能評価をおこない,有用性を実証した.【課題1】NMR計測の高速・高精度化において,スパースに計測した信号からスペクトルを再構成する手法は,複雑な生命分子系を対象にしたNMR計測において特に有効である.この再構成アルゴリズムに関して,より性能の高い新たな手法の適用検討を進めた.また,事前知識の活用に関しては,タンパク質の化学シフトデータベース(BMRB)の統計情報から推定したシグナル出現確率を事前知識として利用することにより,高品質スペクトルを再構成する手法を構築した.これらは大自由度班と連携して進めた.また,タンパク質のNMR計測,特に複雑な系において有効なアミノ酸選択標識法に関しては,アミノ酸情報を同位体標識率に「符号化」しNMRスペクトルから「復号」するとみなす「符号化標識法」に関して,低品質のデータにおける判定誤りを排除することを目的とした誤り符号の導入を提案した.【課題2】データ解析の高速・高精度化においては,重複シグナルの分離に関して,スパースモデリング班の開発した,レプリカ交換モンテカルロ法によるベイジアンスペクトル分解の手法の適用を,二次元スペクトルへ対応するように拡張して進めた.特に【課題1】の符号化標識法での解析では,分離したシグナルをモデルとして扱い,その自由エネルギーという客観的な指標に基づく選択が可能となった.これらはスパースモデリング班と連携して進めた.

【課題3】立体構造計算の高速・高精度化においては,データから抽出された構造情報から立体構造計算の束縛条件への変換を,ベイズ推定に基づき表現し,マルコフ連鎖モンテカルロ法を用いた潜在変数探索により,実験データからより正確に構造情報を引き出し,局所解に陥らず最適解導出が可能な構造計算アルゴリズムを構築し,複数のテストデータを用いた性能評価をおこなった結果,新規アルゴリズムの有用性が実証された.核磁気共鳴法(NMR)は,非侵襲的に分子構造動態を探る最も強力で汎用性の高い計測手法の一つである.近年の装置技術の著しい進展により,タンパク質等の複雑な生命分子の計測が可能となったが,計測データ量が多く計測時間が長く,得られるスペクトルは複雑でデータ解析は煩雑である.さらに解析データ数の増大により,立体構造を得るための計算も煩雑で時間を要し,広域な構造空間の探索が困難で局所解へトラップされ最適解の導出が困難となっていることが問題となっていた.本研究では,NMRデータや生命分子の構造情報が有するスパース性に着目して,スパースモデリング(SpM)の導入によりNMR解析の複雑さ・煩雑さに起因する上記の問題を解決することにより,特に複雑な生命分子系を対象にしたNMR計測やデータ解析の高速高精度化の実現し、当該分野の飛躍的発展を目指している.平成27年度においては,以下の四課題に関して研究を進めた.【課題1】NMR計測の高速・高精度化においては,スパースに計測した信号を再構成するアルゴリズムのうち,圧縮センシングを用いる方法に関して,低品質なデータに関してもスペクトル再現性の高い方法を開発した,また,「符号化標識法」に関しては,誤り符号導入の有効性を確認した.【課題2】データ解析の高速・高精度化においては,ベイジアンスペクトル分解の手法に関して,アミノ酸判別も同時におこなうアルゴリズムを構築し,重複の多いシグナルの分離においても良好な結果を得た.【課題3】立体構造計算の高速・高精度化においては,in-cell NMRなど因子が多く複雑な環境下で計測された実データに対して,開発した新規アルゴリズムを適用し,生きた細胞内での立体構造を決定することにより,開発手法の有用性を実証した.また,新規手法を発想し,【課題4】NMR計測・解析・立体構造計算を一体化した手法の開発,を設定した.【課題1】NMR計測の高速・高精度化において,スパースに計測した信号からスペクトルを再構成する手法は,複雑な生命分子系を対象にしたNMR計測において特に有効である.この再構成アルゴリズムに関して,特に圧縮センシングを用いた方法について詳細な検討を進めた結果,既存方法と比較して,シグナル再現性の高い再構成法の開発に成功した.また,「符号化標識法」に関しては,誤り符号の導入が,低品質のデータにおける判定誤りを排除することに有効であることが確認された.【課題2】データ解析の高速・高精度化においては,ベイジアンスペクトル分解の手法の検討を引き続き進めた.昨年度構築した全モデルを網羅的に評価する手法では,重複シグナル数が多くなるにつれて計算量が飛躍的に増大することが判明した.そこで,アミノ酸もモデルとして扱い,同時に最適化するアルゴリズムを構築した結果,重複の多いシグナルの分離においても,良好な結果が得られるようになった.
ホスト高分子中のイオン液体のダイナミクス

イオン液体を種々の液体に溶解させた系について誘電緩和測定を行い、液体中でのイオン液体のダイナミクスを検討した。その結果、イミダゾリウムイオンは水素結合性溶媒間の水素結合を切断し、溶媒分子の実効的電気双極子モーメントを減少させている事が分かった。構造情報が既知であるイミダゾリウムイオンをカチオンとするイオン液体に対し、緩和モードの物理的意味の考察を行う。具体的には、イミダゾリウムイオンの置換基の構造やカウンターアニオンの種類を変えた系に対して、種々の温度において誘電緩和測定を行う。測定は高周波数域(40GHz-20MHz)はネットワークアナライザ(E8363B, Agilenttechnologies)、中周波数域(3GHz-1MHz)はRF LCRメータ(4287A, Agilent technologies)、低周波数域(60MHz-0.1Hz)はインピーダンスアナライザ(Solartron l296/1260)を用いる。誘電緩和時間の温度依存性から活性化エネルギーを求め、想定される運動モード(イオン液体の解離ダイナミクスと双極子の運動)について予想される活性化エネルギーと比較した。系の動的性質は、電気的応答のみならず、力学的応答にも反映される。レオメーター(ARES, Rheometrics)を用いて、種々の温度で系の粘度を測定し、誘電データとの比較を行った。上記の予備実験から得られた知見を元に、イオン液体を、電荷をもたない中性高分子に溶解させた系を調製する。局所運動が誘電的に簡便に検出可能であり、かつイミダゾリウムイオンと構造上の類似性があるポリ(2-ビニルピリジン)(PVP)を用いたが、現段階でPVPのセグメントモードとイオン液体の運動モードが誘電的に分離できていない。そのため、ホストポリマーをポリ乳酸、ポリ(メタクリル酸メチル)などに変更するなどして、イオン液体/高分子モデル系について、上記と同様に誘電測定、粘弾性測定を行い、高分子のセグメントモードとイオン液体の運動モードに対し、両者の相互作用について考察する。イミダゾリウムイオンの置換基の構造やカウンターアニオンの種類を変えた系に対して、種々の温度において誘電緩和測定を行った。測定は高周波数域(40GHz-20MHz)はネットワークアナライザ、中周波数域(3GHz-1MHz)はRF LCRメータ、低周波数域(60MHz-0.1Hz)はインピーダンスアナライザを用いた。誘電緩和時間の温度依存性から活性化エネルギーを求め、想定される運動モード(イオン液体の解離ダイナミクスと双極子の運動)について予想される活性化エネルギーとの比較を行った。レオメーターを用いて、種々の温度で系の粘度を測定し、誘電データと比較した。上記の予備実験から得られた知見を元に、イオン液体を、電荷をもたない中性高分子に溶解させた系を調製した。このイオン液体/高分子モデル系について、上記と同様に誘電測定、粘弾性測定を行った。高分子のセグメントモードとイオン液体の運動モードに対して、両者の相互作用の詳細については検討中である。