hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
料理レシピの記号化による料理の特徴の解明に向けた研究

漬物の研究は、漬物の組織を破壊し、抽出して成分含量を測定する場合が多く、それらの空間的配置や分布を配慮しない場合が多い。本研究では、成分の濃度分布が不明確な野菜の漬物において、スペクトル情報を取得できるハイパースペクトルイメージング技術を用い、成分の浸透を可視化し、最終的には観察に基づいた「料理の式」を作成することを目的とした。食塩(NaCl)溶液とL-グルタミン酸ナトリウム(GluNa)溶液を調整し、異なる色素を添加したものに、ダイコン、キュウリ、ハクサイを漬けた。それぞれの条件で漬けた試料の中心をカットし、断面をハイパースペクトルカメラで撮影したのち、傾き解析にて画像解析を行った。また、1NaCl→GluNa、2GluNa→NaCl、3NaCl+GluNaの3つの条件で漬けた試料をサンプルとし、官能評価を行った。その結果、ハイパースペクトルイメージングにより、漬物における成分の浸透を可視化させ、浸透率を算出することができた。NaCl・GulNaの二つの成分を交互に漬けたダイコンとハクサイのサンプルでは、解析画像および浸透率の結果から、初めに漬けた成分よりも、後から漬けた成分のほうがより浸透していることがわかった。算出した浸透率をもとに、漬物の「料理の式」を作成した。漬けた成分が食材の50%以上浸透している場合を分散:/(分散質/分散媒)、50%未満である場合を抱合:⊃(中身⊃外身)とした。方法1NaCl→GluNaの条件で漬けたダイコンのサンプルは、NaClの浸透率は48%、GluNaの浸透率は85%であったことから、ダイコンをS、GluNaをW1、NaClをW2とし、(W1/S)⊃{(W1+W2)/S}と表した。食品中の成分の濃度分布を可視化し、より正確な「料理の式」を作成することにより、これらの空間的配置がおいしさに与える影響を解明することにつながると考える。本研究のゴールは、「私たちがその料理をその料理として認識しているものは何か」を探し出すことである。これまで、揚げ物、煮物などの料理を観察に基づいた「料理の式」を作成し、料理を物理学的な視点で見ることで特徴を探ってきた。さらに、昨年度は漬物の観察をハイパースペクトルイメージングで可視化することに注力して実験を行ってきた。人が野菜などの漬物を作る際に、どのようなことを期待しているか、漬物の成分がどのように野菜に浸透していくか、どのような漬物をよりおいしく感じるのかなどを試験してきた。漬物という限定された料理ではあるが、料理を「料理の式」で記号化することで、漬物の特徴の一端は明らかにすることができた。本研究によって、各種調味料の漬ける順番を変えることによって、うま味を増強した漬物やおいしさを維持しながら減塩化に役立つ漬け方など、開発に繋がる知見もみられた。食用色素での染色とハイパースペクトル画像の傾き解析により、漬物における成分の浸透をRGB画像よりも明確に可視化させ、面積あたりの浸透率を算出することができた。成分や漬ける野菜の種類によって、浸透における類似点や相違点を明らかにすることができた。実験手法についてはさらなる改良が必要であると考える。特に、試料をカットする際に、包丁に色素が付着し、実際に染まっていない部分へ色素が移ってしまったことや、撮影に時間がかかり、すべてのサンプルを同条件で撮影できていない可能性がある。すべての試料を調理後の状態で固定できればより正確に構造観察を行うことができると考える。官能試験の結果と塩分含量の測定結果より、食塩で漬けたあとにグルタミン酸で漬けたサンプルは、塩分含量が少なく、うま味は強いという評価が得られたため、減塩化に役立つ漬け方であるといえる。観察、解析画像から算出した浸透率をもとに、より料理構造に着目した「料理の式」を作成し、料理の特徴を示すことができた。成分の浸透率をもとに式化を行ったが、今回の実験において浸透率は、成分が浸透したと考えられるピクセル数をカウントし面積比で算出したため、浸透の濃さについては配慮していない。浸透した面積だけでなく、その濃さについても数値化することができれば、より正確な「料理の式」を作成することができると考える。「料理の式」には、料理の分類や新しい料理の開発など様々な活用法があるが、まだ基準の見直しや改訂が必要である。また、同じ料理でも調理法や食材、条件によっては式が変わることが考えられるため、様々な料理を観察し、式化を行う必要がある。食品中の成分や調味料の成分分布、濃度分布を可視化、「料理の式」を作成することにより、これらの空間的配置がおいしさに与える影響を解明することなどにつながると考える。

また、1NaCl→GluNa、2GluNa→NaCl、3NaCl+GluNaの3つの条件で漬けた試料をサンプルとし、官能評価を行った。その結果、ハイパースペクトルイメージングにより、漬物における成分の浸透を可視化させ、浸透率を算出することができた。NaCl・GulNaの二つの成分を交互に漬けたダイコンとハクサイのサンプルでは、解析画像および浸透率の結果から、初めに漬けた成分よりも、後から漬けた成分のほうがより浸透していることがわかった。算出した浸透率をもとに、漬物の「料理の式」を作成した。漬けた成分が食材の50%以上浸透している場合を分散:/(分散質/分散媒)、50%未満である場合を抱合:⊃(中身⊃外身)とした。方法1NaCl→GluNaの条件で漬けたダイコンのサンプルは、NaClの浸透率は48%、GluNaの浸透率は85%であったことから、ダイコンをS、GluNaをW1、NaClをW2とし、(W1/S)⊃{(W1+W2)/S}と表した。食品中の成分の濃度分布を可視化し、より正確な「料理の式」を作成することにより、これらの空間的配置がおいしさに与える影響を解明することにつながると考える。本研究のゴールは、「私たちがその料理をその料理として認識しているものは何か」を探し出すことである。これまで、揚げ物、煮物などの料理を観察に基づいた「料理の式」を作成し、料理を物理学的な視点で見ることで特徴を探ってきた。さらに、昨年度は漬物の観察をハイパースペクトルイメージングで可視化することに注力して実験を行ってきた。人が野菜などの漬物を作る際に、どのようなことを期待しているか、漬物の成分がどのように野菜に浸透していくか、どのような漬物をよりおいしく感じるのかなどを試験してきた。漬物という限定された料理ではあるが、料理を「料理の式」で記号化することで、漬物の特徴の一端は明らかにすることができた。本研究によって、各種調味料の漬ける順番を変えることによって、うま味を増強した漬物やおいしさを維持しながら減塩化に役立つ漬け方など、開発に繋がる知見もみられた。食用色素での染色とハイパースペクトル画像の傾き解析により、漬物における成分の浸透をRGB画像よりも明確に可視化させ、面積あたりの浸透率を算出することができた。成分や漬ける野菜の種類によって、浸透における類似点や相違点を明らかにすることができた。実験手法についてはさらなる改良が必要であると考える。特に、試料をカットする際に、包丁に色素が付着し、実際に染まっていない部分へ色素が移ってしまったことや、撮影に時間がかかり、すべてのサンプルを同条件で撮影できていない可能性がある。すべての試料を調理後の状態で固定できればより正確に構造観察を行うことができると考える。官能試験の結果と塩分含量の測定結果より、食塩で漬けたあとにグルタミン酸で漬けたサンプルは、塩分含量が少なく、うま味は強いという評価が得られたため、減塩化に役立つ漬け方であるといえる。観察、解析画像から算出した浸透率をもとに、より料理構造に着目した「料理の式」を作成し、料理の特徴を示すことができた。成分の浸透率をもとに式化を行ったが、今回の実験において浸透率は、成分が浸透したと考えられるピクセル数をカウントし面積比で算出したため、浸透の濃さについては配慮していない。
シナプス形成・維持に寄与する神経筋接合部シュワン細胞に特異的な遺伝子の同定

シュワン細胞の中で神経-筋接合部に局在する細胞群は神経再生過程で重要な機能を担うと想定されるが、その細胞数の少なさ故に,これまでのところ再生関連遺伝子の探索はほとんど行われていない。そこで本研究においては、このシュワン細胞に注目し、単一細胞レベルでの網羅的遺伝子発現解析によって,本細胞に特異的に発現する新規遺伝子産物の同定を目指した。最初に,単一の神経筋接合部シュワン細胞を,顕微鏡下でガラスキャピラリーにより吸引し、単一細胞RNAの抽出精製を行う方法について検討し,確立した。つぎに,「単一細胞由来の全cDNAを,5'・3'末端を区別できる形でPCR反応により増幅する方法を確立した.骨格筋、神経筋接合部シュワン細胞、軸索周囲シュワン細胞それぞれから調整した全cDNA増幅産物を鋳型に、G3PDH(全ての細胞に発現する)、S-100beta(2種のシュワン細胞に共通して発現する)遺伝子特異的プライマーによるPCRを行うことで,各シュワン細胞由来cDNAが得られることを確認できた.各単一シュワン細胞由来cDNA画分を鋳型に,任意の配列を持つプライマー(24種)とアンカープライマーを用いたPCRディファレンシャル・ディスプレイ法により網羅的遺伝子発現解析を行った.全RNA種の1-2%の遺伝子種について,骨格筋、神経筋接合部シュワン細胞そして軸索周囲シュワン細胞の間で発現比較を行うことができた.およそ3分の1の遺伝子種が各細胞種に特異的もしくは優先的に発現していた.神経筋接合部シュワン細胞特異的バンドの1つはHerp遺伝子であった.in situハイブリダイゼーション法により,Herpを新規の神経筋接合部シュワン細胞特異的分子マーカーとして同定するに至った.このようなマーカーについての報告は未だなく,今後,神経筋接合部シュワン細胞の役割を明らかにする上で有用であると考えている.1.目的:シュワン細胞の中で神経-筋接合部に局在する細胞群は神経再生過程で重要な機能を担うと想定されるが、これまでのところ再生関連遺伝子の探索はほとんど行われていない。そこで本研究は、神経-筋接合部に局在し、シナプスの形成・維持・再生に働くシュワン細胞に注目し、本細胞に特異的に発現する新規遺伝子産物の同定を目指す。2.単一神経筋接合部シュワン細胞単離法の確立:単一の神経筋接合部シュワン細胞を単離し回収する方法の検討を行い、プロテアーゼ処理後にCalcein Blue AM染色を行う方法が、最も選択的かつ再現性に優れることが判明した。蛍光顕微鏡下で、ガラスキャピラリーにより吸引し、単一細胞RNAの抽出精製を行う方法についても確立した。3.単一細胞由来全cDNA増幅法の検討:「capアダプター」を利用して、単一細胞由来の全cDNAを,5^1・3^1末端を区別できる形でPCR反応により増幅する方法を確立した.すなわち,DNA-RNAキメラオリゴヌクレオチドであるcapアダプター存在下でoligo(dT)25アンカープライマーによる第1鎖cDNA合成を行い,capアダプタープライマーとアンカープライマーによるLong PCR法により,2本鎖cDNAの合成,増幅を行った.更に、骨格筋、神経筋接合部シュワン細胞、軸索周囲シュワン細胞それぞれから得られた全cDNA増幅産物を鋳型として、G3PDH、S-100beta各マーカー遺伝子特異的プライマーによるPCRを行ったところ,各シュワン細胞由来cDNAが得られることを確認できた.シュワン細胞の中で神経-筋接合部に局在する細胞群は神経再生過程で重要な機能を担うと想定されるが、その細胞数の少なさ故に,これまでのところ再生関連遺伝子の探索はほとんど行われていない。つぎに,「単一細胞由来の全cDNAを,5'・3'末端を区別できる形でPCR反応により増幅する方法を確立した.骨格筋、神経筋接合部シュワン細胞、軸索周囲シュワン細胞それぞれから調整した全cDNA増幅産物を鋳型に、G3PDH(全ての細胞に発現する)、S-100beta(2種のシュワン細胞に共通して発現する)遺伝子特異的プライマーによるPCRを行うことで,各シュワン細胞由来cDNAが得られることを確認できた.各単一シュワン細胞由来cDNA画分を鋳型に,任意の配列を持つプライマー(24種)とアンカープライマーを用いたPCRディファレンシャル・ディスプレイ法により網羅的遺伝子発現解析を行った.全RNA種の1-2%の遺伝子種について,骨格筋、神経筋接合部シュワン細胞そして軸索周囲シュワン細胞の間で発現比較を行うことができた.およそ3分の1の遺伝子種が各細胞種に特異的もしくは優先的に発現していた.神経筋接合部シュワン細胞特異的バンドの1つはHerp遺伝子であった.in situハイブリダイゼーション法により,Herpを新規の神経筋接合部シュワン細胞特異的分子マーカーとして同定するに至った.このようなマーカーについての報告は未だなく,今後,神経筋接合部シュワン細胞の役割を明らかにする上で有用であると考えている.
背景雑音を抑制する人工知能を用いた連続音声認識システム

本研究から以下のことが確認された。(1)我々は複数の候補を出力可能な隠れマルコフモデル(HMM)を用いたフレ-ム同期型連続音声認識アルゴリズムを提案した。このアルゴリズムは、言語情報としてtrigramを用いた場合には、最適単語系列の近似的な解を求めることができる。本アルゴリズムではさらに、ビ-ムサ-チを導入し演算量の低減を図る。本アルゴリズムを用いて100単語の語彙からなる文の連続音声認識を行った結果、1位の文認識率71.3%、10位までの累積認識率88.8%を得た。この結果は複数の候補を求めない手法に比べ、各々2.5%、12.5%の向上となった。またビ-ムサ-チの導入により演算量の増加も抑えることができた。(2)我々は環境雑音に強いセパレ-トベクトル量子化(SPVQ)を用いた不特定話者HMM(Hidden Markov Model)音声認識システム(帯域分割SPVQ-HMM方式)を提案した。提案するシステムは音声に重畳する雑音による影響と、発声変形による影響を同時に低減することができる。本方式で実験を行った結果、通常のHMMに比べ516%認識率が向上した。(3)我々は、日本語の単音節に着目し、単音節レベルと単語レベルの2段階にHMMを用いたシステムを提案した。本システムの特徴は、従来の単語音声認識システムに比べて、辞書を記憶するための記憶容量を低く抑えることができるという点である。また、その効果は大語彙になるほど大きく、500単語の場合には、39%に低減される。本システムで女性1名の発声による100単語の認識実験を行ったところ、99.4%の認識率を得、従来のシステムと同等の認識率で記憶容量を44%低減することができた。本年度の研究では以下のことを行った.1.HMMに必要な100単語を格文法などを考慮して選定した.これらの言葉は意味の上で,ある世界を表現できるように選び出した.2.DSP(Digital Signal Processor)を使用して,カットオフ周波数を自由に調節できる装置を作成した.このシステムはプリエンファシスなども自由に調整できる.3.1で述べた単語の録音を行った.この音声は女5人,男5人,で一人につき同一単語を4回発声したものを用いた.この内の3回を訓練用, 1回をテスト用データとした.4.2で述べた装置を通し3の音声をコンピュータに入力した.5.4で入力したデータを元にLPC係数を求めた.6.5のデータをベクトル量子化してラベル系列に変換した.7.6のデータを元にHMMのパラメータを学習により決定した.このモデルにはいくつかの構造の異なるものを用いた.8.7で得られたモデルを元に100単語の不特定話者の認識を行った.これらの実験より以下のことが確認された.ベクトル量子化の距離尺度としてLPCケプストラムの2乗距離を用い, HMMの状態数を7とし,最終状態を自己ループしないものが不特定話者の認識率において93.7%を実現した.これからの計画として以下のことを考えている.1.音声中の雑音の検出及び除去2.連続音声認識への移行本年度の研究では以下のことを行った。1.音声読み取り装置の高速化を行った。これによりデータの読み込み速度の高速化が実現できた。2.62年度の研究で用いた単語認識システムの語彙100単語を用いてHMMの連続音声認識システムを構築した。このシステムには以下のような特徴がある。(1)複数の候補を出力できる。(2)言語情報としてtrigramを利用している。

(3)入力フレームに同期して処理するため実時間向きである。(4)ビームサーチの導入により高速な処理が可能である。以上のシステムで認識を行った結果、1位の文章認識率が71.3%、10位までの文章認識率が88.8%となった。3.2で述べたシステムを用いて単音節を認識の基本単位とする単語音声認識システムを構築した。このシステムは従来の単語単位の認識システムに比べ認識単位の記憶容量が少ないという特徴がある。このシステムで実験した結果従来の認識率を維持したまま記憶容量が低減できることが確認された。4.trigramを用いた音声認識において、単語のクラス分けを自動に行うシステムを作成した。実験により、このシステムでグループ分けしたシステムによる認識率は、人為的にグループ分けしたシステムによる認識率に近い値を得ることを確認した。来年度の予定は以下の通りである。1.ニューラルネットによる音の分類2.セパレートベクトル量子化による雑音に強いシステムの作成本年度の研究では以下のことを行った。1.セパレ-トベクトル量子化を用いた雑音に強いHMM音声認識システムの構築。従来音声の動的特徴を考慮したHMM音声認識システムとして、ケプストラムの時間変化を従来のHMMに加えたセパレ-トベクトル量子化HMMが提案されている。このシステムは2種類の異なるパラメ-タを別々にベクトル量子化し、HMMに入力するものである。本システムはセパレ-トベクトル量子化HMMの手法を雑音環境下の音声に適応できるよう、音声信号を低域通過、高域通過の2種類のフィルタを通した結果を別々にベクトル量子化し、この値をHMMへの入力として認識を行うものである。低域と高域の通過フィルタの出力を利用することは、周囲の雑音による発声の変形と、周囲に存在する雑音の両方に対して効果がある。本システムで、計算機シミュレ-ションにより10数字の不特定話者に対する実験を行った結果、通常のHMMによるシステムに比べ、515%認識率が向上した。また、実際の騒音環境下(食堂、自動車車内)による認識実験の結果では、716%の認識率の向上がみられ、本システムの有効性が確認された。2.ニュ-ラルネットによる音の識別ニュ-ラルによる雑音の識別の実験を行った。識別に用いた音は救急車の音、消防車の音、パトロ-ルカ-の音、白バイの音、白色雑音、自動車のエンジン音などである。これらの識別は他の雑音が混入していない状態であれば、極めて良好に識別できる。しかし、他の雑音が存在する状況では識別はかなり難しく、これからの研究課題である。
妊娠期から育児期にある女性の健康観と母性意識が禁煙行動に及ぼす影響

<目的>1.妊娠前から妊娠判明時,妊娠中,出産後までの女性の喫煙行動の変化を縦断的に把握する。2.妊娠初期,妊娠末期,出産後の各段階での喫煙に関連する要因を横断的に検討する。3.禁煙継続群をベースに妊娠前,妊娠判明時,妊娠中,出産後の段階で禁煙ならびに禁煙を継続する要因を縦断的に検討する。<方法>1.平成13年7月から8月に東北4県11市町村で実施した1歳6ヶ月児,1歳8ヶ月児健診に訪れた母親のうち調査に協力を得た449名(40.5%)を分析対象とし,妊娠前・妊娠中・出産後の喫煙行動と関連要因について後ろ向きに調査した。2.平成13年9月から12月にM県S市の母子健康手帳交付に来所した妊婦のうち調査に協力を得た1609名に質問紙を配布した。第1回調査(妊娠初期)677名(42.1%)回収,第2回調査(妊娠末期)307名(19.1%)回収,第3回調査(出産後)267名(16.6%)回収。3回の調査すべてに有効回答を得た259名(16.1%)を対象に前向きに調査した。調査内容は,喫煙歴の他,先行研究で喫煙に関連すると報告されている年齢を含む属性,喫煙環境に加えて,喫煙による健康影響の認識と禁煙の自己効力感,Health Locus of Control,母性理念を尋ねた。<結果>1.主要な喫煙・禁煙行動の変化は,(1)妊娠前に喫煙経験が無く出産後まで一貫して喫煙無し(125名)。(2)妊娠前に禁煙し出産後まで禁煙継続(76名)。(3)妊娠判明時に禁煙し出産後まで禁煙継続(21名)。(4)妊娠判明時に禁煙し妊娠末期までに喫煙再開し出産後まで喫煙(7名)。(5)妊娠判明時に禁煙し出産後喫煙再開(15名)。(6)妊娠判明時から出産後まで喫煙継続(12名)。2.妊娠初期の喫煙に関連したのは,同居の喫煙者・身近な喫煙者がいること,喫煙の健康影響の認識が低いことであった。妊娠末期の喫煙には,同居の喫煙者・身近な喫煙者がいることが関連した。出産後の喫煙には,同居の喫煙者・身近な喫煙者がいること,否定的母性理念が強いことが関連した。3.禁煙継続に関連したのは,「妊娠前の喫煙本数」が少ない,「同居の喫煙者」がいない,「禁煙の自己効力感が強いことであった。研究目的の中で今年度は,1.妊娠前から出産後までを通した女性の喫煙の実態を把握する,2.出産後の喫煙に関連する要因について母性意識を含めて検討する,の2点に焦点をあてた。

対象者は,東北地区4県12市町村で実施した1歳6ヶ月児健診,1歳8ヶ月児健診を訪れた母親の中で調査の了解を得,有効回答を得た449名(配布数の40.5%)。妊娠前から調査時点までの喫煙状況を回想した回答を求めた。質問紙は来所時に配布し,帰宅後の記入の上郵送で回収した。研究目的1の結果は,喫煙経験なし215名(47.9%),遊びも含めて喫煙経験があるが今回の妊娠前には喫煙を止めていた109名(24.3%),妊娠判明時喫煙者は125名(27.8%)であり,妊娠を契機に禁煙84名(18.7%),喫煙を継続41名(9.1%)であった。妊娠判明時の喫煙者のうち67.2%は妊娠を契機に禁煙し,喫煙継続者は32.8%あった。妊娠判明時喫煙者で妊娠を契機に禁煙した84名中,出産後も禁煙を継続24名(28.6%),出産後喫煙を再開60名(71.4%)で24ヶ月以内に56%が再開した。また,妊娠判明時喫煙者で喫煙継続した41名中,出産後も喫煙継続39名(95.1%),出産後に禁煙2名(4.9%)であり,調査時点での喫煙者は85名(18.9%)だった。研究目的2の結果は,出産後の喫煙再開に関連した要因は,夫・母親仲間・友人の喫煙,知識の不足,消極的・否定的母性意識であった。また,育児中である調査時点での喫煙に関与した要因は,友人・母親仲間・夫の喫煙,消極的・否定的母性意識であった。妊娠を契機に禁煙しても約7割は出産後喫煙を再開することと,育児中の母親の2割近くが喫煙している実態が明らかとなり,身近な喫煙者を含めた禁煙教育と育児を支援する体制整備の必要性が示唆された。今年度は、妊娠初期、妊娠末期、出産後のデータに基づき、1.妊娠初期から出産後までの妊産婦の喫煙行動を縦断的に把握する、2.妊娠初期、妊娠末期、出産後の喫煙行動と関連要因に焦点をあてて検討した。対象者は、平成13年9月から12月にM県S市の母子健康手帳交付に来所した妊婦1609名で、妊娠初期、妊娠末期、出産後と計3回の自記式質問紙調査を実施した。1回目調査:母子健康手帳交付時に喫煙状況を尋ねる質問紙を直接配布し郵送で回収した(回収数677名)、2回目調査:妊娠36週頃、1回目調査時に了解を得た432名に妊娠末期の喫煙状況を尋ねる質問紙を送付した(回収数307名)、3回目調査:出産後5ヶ月頃、2回目調査時に了解を得た281名に出産後の喫煙状況を尋ねる質問紙を郵送した(回収数267名)。3回の調査すべてに有効回答を得た263名(16.3%)を分析対象者とした。1回調査時点で喫煙経験なしは125名(47.5%)で、2,3回目まで一貫して喫煙なしであった。1回目調査で妊娠前禁煙者は78名(29.7%)で、2回目は変化なしだったが、3回目では喫煙再開者2名だった。1回目調査で妊娠判明時に禁煙した45名(17.1%)の内、2回目の妊娠末期で喫煙再開者は12名(4.6%)、3回目の出産後の喫煙再開者は22名(8.3%)であった。1回目調査で妊娠判明時喫煙継続者15名(5.7%)の内、2回目末期では2名が禁煙しており、3回目の出産後も2名が禁煙していた。妊娠末期から出産後の喫煙行動の変化が多様であり、継続的な禁煙支援の必要性が示唆された。各期の喫煙者は非喫煙者と比較して、1.妊娠初期:妊娠前の喫煙本数が多い、2.妊娠末期:年齢が若い・喫煙開始年齢が早い・妊娠前の喫煙本数が多い・妊娠前のニコチン依存度が高い、3出産後:年齢が若い・喫煙開始年齢が早い・妊娠前の喫煙本数が多い、妊娠前のニコチン依存度が高いという結果だった。<目的>1.母子手帳交付時に把握した妊婦をコホートとして,妊娠前から妊娠判明時,妊娠中,出産後までの女性の喫煙行動の変化を縦断的に把握する。2.妊娠初期,妊娠末期,出産後の各段階での喫煙に関連する要因を横断的に検討する。3.禁煙継続群をベースに妊娠前,妊娠判明時,妊娠中,出産後の段階で禁煙ならびに禁煙を継続する要因を縦断的に検討する。
日射量の変動に伴う接地境界層の応答に関する研究

日射量変動に対して地表面がどのように応答し、それが上空の大気中にどのように伝わってゆくか、について調べた。種々の地表面における測定結果をまとめると、地表面の熱容量の大きい海面上では日射量の変動によって接地境界層の性質が影響を受けることはほとんど考えなくて良いことがわかった。しかし、水田や畑地、裸地面ではその影響が顕著に見られるこが実証された。水田上での解析結果によると、鉛直方向に輸送されるスカラ-量のうち、顕熱輸送量が最も大きな影響を受け、次いで水蒸気と二酸化炭素が同程度に影響されることがわかった植物がある場合には地表面の物理的性質だけでなく、植物の生理的反応についても考慮する必要がある。また、裸地面上で気温の鉛直方向の分布を細かく測定したところ、日射量の変動に伴って地表面温度が2分程度の時定数で追従することがわかった。そして、高さ1.3mまでの範囲ではこの地表面温度の変化が少しずつ遅れをもって上に伝播してゆくが、地表面に接した気温は地表面温度とともにどこまでも上昇するとは限らず、場合によっては地表面温度の極大よりも先に気温の極大を迎えることがあることがわかった。これらの観測事実から日射量の特増によって、まず地表面温度が上がり、そのために地表面付近の気温変動が大きくなる。そしてその気温の乱れによって地表面からの顕熱輸送量が増大し、これが最終的に気温の上昇を引き起こす、といったメカニズムが明らかとなった。今後は顕熱輸送量の高度分布の測定と、今回うまくできなかった土壌水分量の測定とを含めて種々の地表面でのパラメタリゼイションに向けた研究を進めて行きたい。日射量の変動に伴う接地境界層の応答を研究するため、本年度は水田上と裸地の上で観測を行なった。観測には超音波風速計、赤外線湿度・炭酸ガス変動計、熱電対乾湿計を用い、運動量・顕熱・水蒸気・炭酸ガスの乱流輸送量を求めた。また、日射量、放射収支量、地表面温度、気温の鉛直分布もあわせて測定した。水田での観測は7月末から8月にかけて行なった。稲の高さは60cm程度であったが、水が充分にある状態からほとんどない状態までの様々な条件での観測を行なうことができた。水田の水の状態によって、地表面の熱容量が大きく変化すると考えられるので、これが接地境界層の応答を支配する重要なパラメ-タになると期待できる。このときのデ-タから水が充分にある場合の方が顕熱輸送量と蒸発散量は小さく、炭酸ガス輸送量は大きくなるという結果が得られた。これらの結果は気象学会と農業気象学会で発表した。9月初旬に裸地面の上で観測を行なった。この時は地上1.5mまでの気温変動の鉛直分布を詳細に測定した。幸いにもこの時は日射量が一日のうちで激しく変動し、理想的な条件であった。この時の乱流輸送量には明らかに日射量の変動に伴う変化が検出され、また気温変動の鉛直分布にも日射量の変動が地表面温度にまず影響を与え、それが接地境界層内で、影響が徐々に上層に伝播してゆく様子をとらえることができた。これらについてさらに解析を継続中であり、気象学会の春季大会で発表の予定である。土壌水分量の測定については購入した測定器の取扱いに慣れていなかったため、現在までのところ結果は得られていない。次年度に継続して研究を進める予定である。今年度は昨年度に裸地上で行なった観測の解析を詳細に行なった。特に地表面付近の気温変動のプロフィルを細かく測定し、これが日射量の変動に対応してどのように変化しているかについて調べた。

1990年9月初旬、裸地(グランド)上に超音波風速計、熱電対乾湿計、赤外線炭酸ガス・水蒸気変動計を設置して乱流輸送量の観測を、また多点の熱電対を地表から約1.3mまでの範囲に対数的に配置し、気温変動のプロフィルを測定した。観測期間中で典型的な日射量の変動が見られた9月4日11時15分から25分間の日射量と地表面温度、高さ1.28mまでの各高度での気温変動の様子をみると、日射量は積雲の通過に伴ってステップ状の変化を繰り返しており、それにともなって地表面温度が変化し、さらにそれが上層の気温の変化に少しずつ遅れをもって、つながっていることがわかる。地表面から離れるにつれて気温変動自身が小さくなることと併せて、10°C以上にわたって変化する地表面温度の影響が徐々に小さくなっていることがわかる。このことを定量的に見るために、この間の1分毎の平均値を作り、その高度分布をみると、地表面から離れるにつれて10°Cから2°Cまで振幅が減少して行くことがわかる。日射量がステップ状に変化するとして、地表面温度がどれくらいの応答時間で変化するかについてこの時のデ-タをもとに試算してみると時定数は2分2.5分という値が得られた。これらの観測事実から、日射量の急増によって、まず地表面温度が上がり、そのために地表面付近の気温変動が大きくなる。さらに、その気温の乱れの増加によって地表面からの顕熱輸送量が増大し、これが最終的に気温の上昇を引き起こす、といったメカニズムが明らかとなった。
慢性疼痛疾患患者に対するドラッグチャレンジテストと脳循環調節機能の関係

疼痛と脳循環変化は密接かつ複雑な関係を有している.そこで,本研究では慢性疼痛疾患およびドラッグチャレンジテストに使用される各種薬剤が「脳循環調節機能」に及ぼす変化を明らかにすることを目的に実験を行った.その結果,慢性痛疾患患者では抵抗血管である脳細動脈の収縮により脳全体の血流量が低下しており,脳循環調節機能に変化が生じていることが示唆された.疼痛と脳循環変化は密接かつ複雑な関係を有している.そこで,本研究では慢性疼痛疾患およびドラッグチャレンジテストに使用される各種薬剤が「脳循環調節機能」に及ぼす変化を明らかにすることを目的に実験を行った.その結果,慢性痛疾患患者では抵抗血管である脳細動脈の収縮により脳全体の血流量が低下しており,脳循環調節機能に変化が生じていることが示唆された.局所脳血流が低下している慢性疼痛疾患患者に対する薬理学的な疼痛機序判別試験(ドラッグチャレンジテスト)により,痛みの改善と脳血流上昇との関連が示唆されている.しかし,これまで慢性疼痛疾患やケタミン投与などが局所脳血流量や脳代謝に与える影響についての研究は多数有るものの、血圧変化に対して脳血流を一定に保つ働きをする脳循環自動調節能に及ぼす影響は十分に検討されていない.本研究では,慢性疼痛疾患患者に対する疼痛機序判別試験の際に血圧変動の速さに依存する「動的な脳循環自動調節能」の変化を検討することで,単純な脳血流変化の情報とは異なる,慢性疼痛疾患および各種薬剤が「脳循環自動調節能」に及ぼす変化を明らかにすることを目的に実験を実施した.研究初年度にあたる平成22年度は,交付申請時の計画通り準備期間と設定しており,まず本実験プロトコールを日本大学医学部付属板橋病院臨床研究審査委員会による審査を受け,承認を得た.続いて当病院のペインクリニック外来での患者を対象にした測定を実施するため,設備整備を行い,研究実施環境を構築した.その結果,若干名の慢性疼痛疾患患者に対して測定を実施し,所得したデータの解析を行っている.次年度は,構築された設備およびプロトコールに則り,データ取得の更なる増加を予定している.局所脳血流が低下している慢性疼痛疾患患者に対する薬理学的な疼痛機序判別試験(ドラッグチャレンジテスト)により,痛みの改善と脳血流上昇との関連が示唆されている.しかし,これまで慢性疼痛疾患やケタミン投与などが局所脳血流量や脳代謝に与える影響についての研究は多数有るものの、血圧変化に対して脳血流を一定に保つ働きをする脳循環自動調節能に及ぼす影響は十分に検討されていない.本研究では,慢性疼痛疾患患者に対する疼痛機序判別試験の際に血圧変動の速さに依存する「動的な脳循環自動調節能」の変化を検討することで,単純な脳血流変化の情報とは異なる,慢性疼痛疾患および各種薬剤が「脳循環自動調節能」に及ぼす変化を明らかにすることを目的に実験を実施した.研究2年目にあたる平成23年度は,当病院のペインクリニック外来にて疼痛機序判別試験を実施した慢性疼痛疾患患者のべ19名のデータ測定を行った.次年度は,研究実施計画書の基づき,これまで測定した患者群と年齢を合わせた健康成人ボランティアを対象に実験を実施する.なお,慢性疼痛疾患患者のデータに関しては,薬剤別によるデータ数が不足しているため引き続きペインクリニック外来での測定を継続する.局所脳血流が低下している慢性疼痛疾患患者に対する薬理学的な疼痛機序判別試験(ドラッグチャレンジテスト)により,痛みの改善と脳血流上昇との関連が示唆されている.しかし,これまで慢性疼痛疾患やケタミン投与などが局所脳血流量や脳代謝に与える影響についての研究は多数有るものの、血圧変化に対して脳血流を一定に保つ働きをする脳循環自動調節能に及ぼす影響は十分に検討されていない.本研究では,慢性疼痛疾患患者に対する疼痛機序判別試験の際に血圧変動の速さに依存する「動的な脳循環自動調節能」の変化を検討することで,単純な脳血流変化の情報とは異なる,慢性疼痛疾患および各種薬剤が「脳循環自動調節能」に及ぼす変化を明らかにすることを目的に実験を実施した.研究最終年にあたる平成24年度は,研究実施計画書の基づき,これまで測定した患者群と年齢を合わせた健康成人ボランティアを対象に実験を実施した.また,慢性疼痛疾患患者のデータに関しては,薬剤別によるデータ数が不足しているため引き続きペインクリニック外来にて疼痛機序判別試験を実施した慢性疼痛疾患患者のべ7名のデータ測定も実施した.その結果,慢性疼痛疾患は脳血管収縮により脳全体の血流量を低下させ,脳循環自動調節能の変化を生じることが示唆された.一方,薬剤別評価に関しては,症例数の偏りが大きく,統計学的検討には至らなかった.現在のところ慢性疼痛疾患患者19名のデータを取得しており,おおむね順調に進行している.しかしながら,薬剤別(モルヒネ,リドカイン,ケタミン,チアミラール,フェントラミン)に見るとデータ数に偏りがある.この理由として,一人の患者に対して全ての薬剤によるドラッグチャレンジテストを実施する臨床的必要性がない場合(2,3種類の試験で治療効果があり,残りの試験を実施しないなど.)が存在しているためである.24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後は,現在実施した慢性疼痛新刊患者の年齢に合わせた健康成人被験者のデータ取得を実施する.なお,慢性疼痛疾患患者のデータに関しては引き続き継続するが,臨床上の問題から全ての薬剤(5種)に対してデータを取得することが困難であると予測されるため,23種の薬剤(ケタミン,モルヒネ,リドカイン)に絞り研究を実施する予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
キノリン骨格PNN鉄錯体によるC-Hボリル化反応の開発

地殻中、生体内にも多く存在する鉄は安価かつ低毒性な元素である。そのため、鉄を触媒とする有機合成反応は、金属自体の価格変動に関する懸念が少なく、安全で安定的に産業利用が可能であることから近年注目を集めている。本研究で開発を検討するC-H結合のボリル化反応は有用な有機ホウ素化合物を効率よく得るプロセスの一つであり、鉄触媒を用いた効率的な反応が達成できれば、学術、産業両分野の発展に寄与する。
フィジカルコンピューティングを用いたアーチェリー競技力向上への取り組み

アーチェリーにおいては、射形の変動は得点に大きな影響を及ぼす。このスポーツは、高得点を得るために、同じ射形を繰り返す必要がある。普通はコーチの指導の下で、繰り返しの練習で射形の安定を達成するものである。しかしながら、高校や高専の部活動においては、専門のコーチを置くのは難しい。そこで、我々は、アーチェリーの競技力を工学的な手法で伸ばすことを考えた。この研究においては、フィジカルコンピューティングを用いた様々なトレーニング装置を考案した。この装置によって、射手は、自分の射形の癖などを把握することができる。アーチェリー競技は、18m、30m、50m、70m、90mの距離に設定された的を狙い、弓で矢を放つものであり、危険性を伴い、かつ安全に競技ができる広大な場所を必要とする。そのため、学校のグラウンドでは、安全面と共用性から、長距離(50m以上)の練習がほとんどできない。そこで、室内においての近射による実射とシミュレーションを併用して、長距離練習効果を狙ったシステムを開発した。矢の初速度を予めハイスピードカメラで算出しておいて、近射による実射の弓の上下の変動を加速度センサで、左右の変動をデジタルコンパスモジュールによって、リリースの瞬間のこれらの傾き角度を捉えて、競技条件や弓具条件(矢の質量)から実際の競技距離における的中位置を矢の斜方投射シミュレーションにより計算で求めた。的中位置はデザイン言語であるprocessingを用いてパソコン上の仮想の的に表示して、近射的の近くに設置したスクリーン上あるいは、サングラス型のプロジェクタ上へ投射する。センサの角度検出感度は0.5度であり、各競技距離の的内に矢を納めるための各傾き角度の許容限度は1度であることから、シミュレーションの有効性を確認した。弓の傾き角度を1度以内に保たなければならないことから、アーチェリーで重要な射形(フォーム)を固める(安定性と再現性を良くすること)効果は得られると考えられる。練習者は、大がかりな練習準備や安全性に気を使うことなく、天候に左右されない室内において、長距離練習効果が得られると考えられる。また、今後研究予定である「射形を客観視するための弓曳童子の開発」の研究構想について、第64回電気・情報関連学会中国支部大会において発表したところ、電気学会中国支部奨励賞を受賞した。アーチェリーにおいては、高得点を出すためには、安定した再現性のあるフォーム構築が必要である。アーチェリーの射手のフォームにおいて、ピポットポイント(押し手(左手)の親指の付け根)、アンカーポイント(引手(右手)とあごの接点)、引手の肘の位置の3点に着目して、この3点のなす直線性をハイスピードカメラで測定して、変動の様子を検討した。この3点を常に一定の位置におく意識を「矢筋を通す」と言われるが、毎回の射形(フォーム)を構成するにあたり、各ポイントを意識させるタイミングを与えるために、メトロノームを用いたリズム練習法を試みた。メトロノームのリズムにより、限られた時間間隔で射形を構成する各ポイントの位置決めを意識することで、ポイントの変動の改善が見られ、総合的に安定した射形を成す傾向が見られた。次に、工学的に、射形の安定性と再現性を可視化するために、フィジカルコンピューティングの応用として、押し手の傾きに着目して、3軸加速度センサモジュールと、デジタルコンパスモジュールを用いた「押し手変動可視化装置」を開発した。また、射形全体の再現性を見るために、先のポイントの変動の軌跡を可視化する「射形軌跡の可視化装置」を開発した。これらによって射手は、自分の射形の癖を確認することができる。結果を解析することで、自ら視覚的に射形を改善することができると考えられる。これらをまとめて、論文集「高専教育」第38号に投稿した。安定性・再現性のあるアーチェリーフォームを構築するために、マイコンとセンサによるフィジカルコンピューティングを用いた、フォームを可視化する様々な装置の開発(弓を握る腕の傾き状態をアニメーション的に可視化する「押し手変動可視化装置」、フォームを形成する腕の関節ポイントの変動を経過観察的に可視化する射形変動可視化装置)をまとめた論文である「アーチェリーにおける射形変動可視化装置の開発」が、国立高専機構の「高専教育優秀論文」に選定されて、本年度高専機構から表彰された。また、この装置の開発をまとめ内容が、競争的公募展示である「イノベーションジャパン2015(JST主催)」に採択されて、「フィジカルコンピューティングを用いたアーチェリー練習装置の開発」と題して、8月に東京国際フォーラムで展示した。多くの来場者に見てもらった。同内容を、「The Use of Engineering Technique to Improve Archery Competence」と題して、11月に京都で行われた「世界工学会議」(WECC2015)の国際会議でポスターセッションとして発表した。アーチェリーにおいては、高得点を出すために、的中した矢のグルーピングを出来るだけ小さくまとめて、同じ個所に的中させるのが理想である。そのために、安定した再現性のある射撃フォームを構築する必要がある。本年度は、フォームを構成している上半身の3つの関節ポイント(弓を握る腕との接点:ピポットポイント、弦を引く腕の指とあごの接点:アンカーポイント、右ひじの関節部分)を、弓を通して相互作用する位相振動子と仮定して、フォームの変動を位相の変動の様子として分析することを提案した。

安定性・再現性のあるアーチェリーフォームを構築するために、マイコンとセンサによるフィジカルコンピューティングを用いた、フォームを可視化する様々な装置の開発を、「イノベーションジャパン2015」の国内展示や「世界工学会議」(WECC2015)の国際会議での発表を通して国内外に広く発信できた。また、高専の教育の特徴である、「ものづくり」を活かして工学的にスポーツパフォーマンス向上が図れる可能性を、「高専教育論文賞」という形で評価を得た。安定性・再現性のあるアーチェリーフォームの構築を目指すために、フォーム(射形)を構成する、押し手(左手)、引手(右手)の6関節について、その変動の様子をモーションキャプチャを用いて3次元的に解析した。これを位相振動子とみて同期現象として解析できないか検討した。さらに、この関節ポイントの変動を加速度センサによって捉えて、それを無線モジュールで伝送して、模型側(からくり人形)でサーボモータの動きで再現させる基本的なシステム方法について検討した。合わせて、このからくり人形(弓曳童子)に、ETロボコンで使用されているmyRIO(ナショナルインスツルメンツ社)及びレゴロボットEV3と組み合わせてロボットが作れるTETRIXが使用できないか検討した。アーチェリーを未体験の子供達(初心者)に、人間のフォームをロボットで再現させて、「ものづくり」で楽しく興味を持たせる手法を検討した。安定性・再現性のあるアーチェリーフォームの構築を目指して、マイコンとセンサによるフィジカルコンピューティング手法で、フォーム(射形)を可視化する装置の一つとして、無線モジュールを用いたからくり人形(弓曳童子)の基本システムを検討した。これを電気学会等で発表した。特に、IEEE広島支部学生シンポジウム(HISS)の予稿査読においては、「弓曳童子を現代に再現させることに興味深く感じる。単独で弓を放つのではなく、人間の動作を真似させ、そのために通信や制御の技術を取り入れる点は挑戦的で好ましく感じる。」と評価を得た。競技者人口、指導者人口の少ない境遇下にあるマイナーなスポーツであるアーチェリースポーツにおいて、高得点獲得のための競技力向上に向けて、工学的な手法を用いて、安定性・再現性のあるアーチェリー射形(フォーム)を構築することを目指すために、射形を構成している代表的な関節ポイントの3点、すなわち、ピポットポイント(押し手で弓を握っている手と弓が接している点)、アンカーポイント(引き手で引いた弦をあごに接触させている点)、押し手の右ひじの3点の3次元座標の変動の様子を、モーションキャプチャシステムを用いて計測して、これらが空間に成す3角形の面積の変動を測定した。この面積が小さい(すなわち3点の成す直線性が良い)ほど、的中得点が高いことを明らかにした。射手は、繰り返しの行射時に、これら3点を一直線上に置く意識で毎回の射形を作ると高得点獲得に有効であると確認できた。
Ｆ１‐ＡＴＰａｓｅの効率はなぜ高いか

F1-ATPaseは,非常に高効率な自由エネルギー変換をする分子モーターである.この高効率を達成するメカニズムを知るために,効率の低下した変異体との比較から手がかりを得ようと言うのが本研究の目的であった.まずADPによる阻害を受けにくく,回転トルクが低下した変異体(βG158A,T165S,Y341W)について,揺らぎによる熱の散逸の計測を行い,この変異体は回転自由度への熱の散逸も少なくなっていることが分かった.本研究では,生物の持つ分子モーターのエネルギー変換について従来にない定量的な評価をして,理論との比較が可能な結果を得られたので,エネルギー変換の理解に重要な意義があると自負している.本研究では回転分子モーターであるF1-ATPaseが高い効率を生むメカニズムを明らかにするために,様々な回転特性を持つ変異体について野生型と並行した解析を行い,分子レベルの構造と有効ポテンシャル,エネルギー変換効率の関係を探ることを目的としている.今年度は,野生型についてHarada-Sasa等式による解析を行い,予備的ではあるがエネルギー変換効率が100%より低くなる条件をみつけた.これはATP濃度とΔμを高くしたような条件で,ステップ回転が見えにくくなる条件でもある.実験結果はなお確認の必要があるが,自由エネルギーの変換には熱浴からの熱の吸収が非常に重要であり,エネルギーの流れに関しての知見を与えうる結果ではないかと期待している.一方,F1-ATPaseに対するヌクレオチドの結合の熱力学的解析を行いβサブユニット単体とα3β3γ複合体の間に次のような興味深い差異を見出した.すなわち,βサブユニット単体(βY341W)ではADPの結合は共にエントロピーの減少をもたらすがα3β3γ複合体(βY341W)ではADP結合でエントロピーの増大が見られた.GDPでも同様の結果が得られ,IDPでも同傾向の結果となった.この複合体に対するヌクレオチド2リン酸の結合によるエントロピー増加は,最近吉留らによって提唱された複合体内のサブユニットのパッキングに伴う水の遊離と並進エントロピーの増大に符合しており,結果をまとめてBiophysical Journalに発表した.F1-ATPaseは,非常に高効率な自由エネルギー変換をする分子モーターである.この高効率を達成するメカニズムを知るために,効率の低下した変異体との比較から手がかりを得ようと言うのが本研究の目的であった.まずADPによる阻害を受けにくく,回転トルクが低下した変異体(βG158A,T165S,Y341W)について,揺らぎによる熱の散逸の計測を行い,この変異体は回転自由度への熱の散逸も少なくなっていることが分かった.本研究では,生物の持つ分子モーターのエネルギー変換について従来にない定量的な評価をして,理論との比較が可能な結果を得られたので,エネルギー変換の理解に重要な意義があると自負している.F1-ATPaseは,ATP合成酵素の一部でATPの加水分解,合成と内部のγサブユニットの回転を共役させる分子モーターである.我々は外部トルクをこのモーターにかけることによって野生型F1モーターが非常に高い自由エネルギー変換効率を持つことを示してきた.本研究ではこの高い効率を生むメカニズムを明らかにするために,様々な回転特性を持つ変異体について野生型と並行した解析を行うことを目的としている.2012年度は,βサブユニットのE190D変異体,G158S変異体,γサブユニットのΔAla275変異体についてその回転特性を検討した.βG158S変異体についてはPi存在下に見かけ上ADPMg阻害に似た長い停止が見られたが,更に確認が必要である.γΔAla275変異体については,平均回転速度の外部トルク依存性が野生型と顕著に異なっているように見える結果が得られた.これはトルク発生ステップと化学反応ステップの関係についての情報を与える可能性のある非常に興味深い知見であるが,実験回数が少ないため,今後慎重に実験を繰り返して確認をしてゆきたい.βE190D変異体は外部トルクを加えた場合のストールトルクが,ATPの加水分解の自由エネルギーから計算される値より有意に小さいことが分かり,この変異体ではuncouplingが起こっていることが明らかになった.回転と反対方向の外部トルクがかかった状態での実際の回転のトラジェクトリを観察すると,逆回転をする時には連続して逆方向に回るステップがよく観察され,Dwell Time Histogram上でも短い時間で起こるステップが非常に多くなっていることがわかった.また外部トルクによる平均速度の依存性も野生型とは顕著に異なっていることが分かり今後更にデータを集め調べてゆく予定である.分子モーターF1-ATPaseは,すでに非常に高効率な自由エネルギー変換をすることが分かっている.この高効率を達成するメカニズムについて,効率の低下した変異体との比較から手がかりを得ようと言うのが本研究の目的とするところであった.ほぼ予定通り,ADPによる阻害を受けにくく,ストールトルクが低下した変異体(βG158A,T165S,Y341W)について,野生型とATP水解から合成の条件まで含めて非平衡的な揺らぎによる回転自由度への散逸の計測を行い,ストールトルクの低下した変異体は回転自由度への熱の散逸も低下していることが分かり,論文を投稿,出版することが出来た(New Journal of Physics 17 (2015) 015008,doi:10.1088 /1367-2630 /17 /1/ 015008).

しかし,回転を駆動する有効ポテンシャルの測定は,この変異体の回転速度が観察中に変化しやすいことなどから,予備的なデータの取得にとどまっている.研究がすべて計画通りに進んだわけではないが,生物の持つ分子モーターの自由エネルギー変換について,従来にない定量的な評価をすることが出来,理論との比較が可能な新たな一歩を踏み出せたことは重要な意義があると自負している.生物物理学一応上記のように研究成果は出つつあるが,変異体の解析では具体的な成果が出ていない.それには単純な理由がある.興味深い変異体は普通,活性が落ちた変異体であるが,そのような変異体で統計的な解析が出来る程度の回転数を連続して観察するには長時間の顕微鏡観察が必要である.しかるに室温の微妙な変化などによるピントのずれがあるため,長時間の観察が出来ていないというのが現状である.これに対する方策は【今後の研究の推進方策等】に記す.1年目としては,興味のある性質を示す変異体が見つかりつつあり,βE190D変異体についてはある程度確実な結果も得られて学会発表までは行えた.その他の変異体についてはまだデータの確実性に問題があるが,少なくとも調べる価値はありそうで,全体としておおむね順調であると考えられる.上記の顕微鏡観察中のピントずれを防ぐには,いわゆる自動焦点システムを導入する方法がある.しかし現在の顕微鏡の自動焦点システムで市販のものは倒立顕微鏡用で,我々の回転電場抱擁の正立顕微鏡には使えない.また非常に高価でることも難点である.そこで現在,取込中の画像のコントラストをリアルタイムに算出してピントを合わせてゆくシステムを考えている.画像取込システムは既にLabviewで構築してあるが,これを改造してコントラストを計算させ,その変化を元に戻すように対物レンズを動かす.対物レンズを制御して動かす,あるいはフォーカスリングを回すシステムは比較的安価に市販されておりことを確認済みで,このシステムを早期に立ち上げようと考えている.まず最も重要なことはデータの信頼性を確保することである.そのためには実験を繰り返し,実験担当者の技量の向上を目指すことが必須条件であり,効率的に実験が行えるように研究体制を更に整える必要がある.また研究計画にあったADPによる阻害を受けにくい変異体(βT165S,G181A,Y341Wの3重変異体)についても検討を開始する.そして研究期間内に確実な2用の論文を出版する.【現在までの達成度】の項に「やや遅れている」と記したとおり,顕微鏡のピントずれの問題の解決が遅れて予算としては温存することになった.【今後の研究の推進方策等】に記したとおり,顕微鏡のピントずれを補正するシステムを構築することに予算を使って2014年度分とあわせて当初の計画通りの支出となる見込みである.平成25年度は,消耗品と旅費の予定しかなかったが,DNAの塩基配列決定にかかる費用が「その他」の区分になること,高速カメラが不調でその修理費がやはり「その他」の区分で出さざるを得ないことから,平成24年度からもちこした分も含めて「その他」出支出するものが増える見込みである.また,研究の進捗状況によって英文校正,出版に予算を使うことになる可能性もある.