hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リアルタイム・ジェスチャ認識集積回路に関する研究

画像として取り込んだ手の形を分類するハードウェア指文字認識システムについて,回路簡略化のためにアルゴリズムの改良,回路設計,機能シミュレーションによる動作確認を行った.さらに,指の動きを伴うジェスチャ認識の基礎実験,自己組織化マップ(SOM)をベースとしたハイブリッドネットワークによる認識率向上,画像の大きさの違いによる認識率の悪化を防ぐために画像の正規化手法に関する研究を行い,それぞれ有効性を確認した.画像として取り込んだ手の形を分類するハードウェア指文字認識システムについて,回路簡略化のためにアルゴリズムの改良,回路設計,機能シミュレーションによる動作確認を行った.さらに,指の動きを伴うジェスチャ認識の基礎実験,自己組織化マップ(SOM)をベースとしたハイブリッドネットワークによる認識率向上,画像の大きさの違いによる認識率の悪化を防ぐために画像の正規化手法に関する研究を行い,それぞれ有効性を確認した.パターン認識アルゴリズムをディジタル回路による専用ハードウェア実装に適するように改良を行った.そして,動きを伴わない静止画で表される41種類の指文字を認識させるテストを行った.その結果,平均90%以上の認識率が得られることを確認し,改良したアルゴリズムの有効性を明らかにした.さらに,改良したアルゴリズムを直接実行するディジタル回路の設計を行い,現在は,ビデオカメラから直接画像を取り込むためのインタフェースの開発を行っている.設計した回路をプログラム可能な論理素子であるフィールド・プログラマブル・ゲートアレイ(FPGA)に実装することで,ハードウェア・パターン認識エンジンとなる.アルゴリズムをハードウェアとして実装することで,無駄の無い専用回路と回路処理の並列性により,従来のソフトウェアによるパターン認識に比べ,非常に高速な認識が可能となる.実際,設計した回路に対してシミュレーションによる動作検証を行い,ピクセル単位で処理ができるためビデオ画像の静止画像1枚単位で認識ができることを確かめた.また,この手法では大規模なコンピュータを使う必要が無いため,小型で省電力なシステムとすることができる.本研究では,このハードウェア・パターン認識エンジンを用いて,動きを認識するジェスチャ認識システムへと応用を広げる予定である.ジェスチャ認識では動画を認識することになるが,動画は連続する静止画の集合として扱われる.ジェスチャ認識では,各静止画を認識し,その連続する認識結果から動きの認識を行うことになるが,静止画認識に上記パターン認識エンジンを用いることでジェスチャ認識システムを構築する.リアルタイム認識が可能なパターン認識エンジンを使うことでスムースなジェスチャ認識が可能となる.本研究では,手の形を画像として取り込み入力された手の形を分類するハードウェア指文字認識システムを目指しているが,まず回路簡略化のためにアルゴリズムの改良を行った.アルゴリズムの改良とシミュレーションによる認識率のチェックを繰り返し,認識率とハードウェア化の容易さの点からアルゴリズムの最適化を行った.その後,ハードウェア記述言語であるVHDLによる回路設計を行い,機能シミュレーションによる動作確認までを行った.そして,このハードウェア設計に並行して次の3種類のシステムの拡張を行った.まず,指の動きにより事象を表現するジェスチャ認識を行うための基礎実験を行った.指文字認識システムにジェスチャ画像を入力すると,形が異なる指文字集合が時系列として得られるが,この時系列集合を一つのジェスチャとして捉えるための認識方法についての検討を行った.ジェスチャ認識には,時系列変化パターンを分類・認識できるJORDANニューラルネットワークを用いた.指文字認識システムの出力をこのネットワークに入力したものとしてシミュレーションを行い,ジェスチャに対して良好な認識が可能であることがわかった.2番目は,自己組織化マップとHebb学習機能を持つニューラルネットワークを組み合わせたハイブリッドネットワークを指文字の認識部としての利用について検討を行った.その結果,従来の認識手法より高性能な認識が可能であることを確認した.この方法では,高い認識性能が得られるほかに,自己学習機能を持つ,さらにフィードバックをかけることでジェスチャ認識が可能であるという特徴をもつ.そして,3番目の拡張は,画像の大きさの違いによる認識率の悪化を防ぐために画像の正規化手法を提案し,これにより大きさの変化に頑健な認識ができることを確認した.
オール・オア・ナッシング型の高分子選択分解反応を用いた全く新規な高分子材料の創製

ポリ(n-ヘキシルイソシアナート),-[C(O)N(C6H13)]-(PHICと略す)を用いて,「オール・オア・ナッシング型の高分子選択分解反応を用いた全く新規な高分子材料の創製」研究を遂行するのが目的である。1年目の課題である「PHIC鎖から成る新規な分岐高分子の創製」をほぼ達成でき,2年目の課題である「完全分解性を有する新規な汎用性高分子の創製」もほぼ達成できた。3年目の課題である「PHICの分解による新規なナノ材料の創製」に関する基礎研究部分を達成できたが,薄膜からナノ材料を得ることは,現段階で達成されていない。ポリ(n-ヘキシルイソシアナート)(以下PHICと略す)を用いて,「オール・オア・ナッシング型の高分子選択分解反応を用いた全く新規な高分子材料の創製」の研究を遂行するのが全体構想である。3年計画の中で,2年目の平成25年度において,「完全分解性を有する新規な汎用性高分子の創製」を目的に研究を推進した。一つ目の研究成果として,「片末端にヨウ素を付加したポリ(α-メチルスチレン)(以下PαMS-Brと略す)の合成」に成功した。この高分子のBr末端基をナトリウム・アルコキシドにより引き抜くと,引き抜かれたその構造が一種のリビング状態になるため,PαMSの解重合が優先的に進行する。この分解機構を利用して分解反応を行ったところ,「オール・オア・ナッシング型の高分子選択分解反応」が進行したが,その分解速度は遅かった。そこで,もっと強い塩基であるt-ブチルリチウムを用いて分解反応を行ったところ,分解速度は速くなった。しかし,t-ブチルリチウムは空気中に含まれる水分により自らが分解されるため,PαMS-Brの分解反応を真空下で行わざるを得なかったこの弱点を克服するため,二つ目の研究成果として,臭素よりも引き抜き反応性が高いヨウ素を片末端に付加したPαMS-Iを合成した。この高分子のI末端基をナトリウム・アルコキシドやt-ブチルリチウムにより引き抜き,「オール・オア・ナッシング型の高分子選択分解反応」を行った。分解速度定数に及ぼす塩基種の違いや塩基濃度依存性より,汎用性高分子であるPαMSの分解挙動を解明した。三つ目の研究成果として,ポリイソプレン(以下PIsと略す)とPαMSとのブロック共重合体の片末端にヨウ素を付加したPIs-block-PαMS-Iを合成した。この高分子のPαMS-Iブロック部分を選択分解して,新規なナノ材料を創製すべく研究を発展させた。ポリ(n-ヘキシルイソシアナート)(PHICと略す)を用いて,「オール・オア・ナッシング型の高分子選択分解反応を用いた全く新規な高分子材料の創製」の研究を遂行するのが全体構想である。3年計画の中で,初年度の平成24年度では,「PHIC鎖から成る新規な分岐高分子の創製」を目的に研究を推進した。一つ目の具体的成果として,「PHICの櫛鎖数が異なる一連の櫛型高分子を合成する」ことに成功した。まず,片末端にスチリル基を有するPHICマクロモノマーを合成して,それをラジカル重合させて,櫛鎖数が8本程度の櫛型高分子を合成した。そのPHIC櫛鎖をナトリウム・アルコキシドにより順次分解させて,櫛鎖数が8本から0本まで減少した一連の櫛型高分子を合成した。得られた一連の試料の絶対分子量を測定してそれらの特異構造を解明し,更に櫛鎖数分布を決定した。二つ目の具体的成果として,「PHICのグラフト鎖数が異なる一連のグラフト共重合体を合成する」ことに成功した。まず,PHICマクロモノマーとスチレン(St)モノマーとをラジカル共重合させて,グラフト鎖数が12本のPSt-graft-(PHIC)nグラフト共重合体を合成した。そのPHICグラフト鎖を順次分解させて,主鎖PStの分子量が同じでPHICグラフト鎖数が12本から0本まで減少した一連のグラフト共重合体を合成した。得られた試料の分子量と組成分布を決定し,それらの特異構造を解明し,更にグラフト鎖数分布も決定した。この様に,今までの研究手法では合成できなかった2例の「PHIC鎖から成る新規な分岐高分子の創製」を世界で初めて行った。更に「選択分解反応を組み込んだ新たな分子設計法」の実在とその有用性を世界で初めて実証した。3年計画の中で最終年度の平成26年度において,「ポリ(n-ヘキシルイソシアナート)(以下PHICと略す)の分解による新規なナノ材料の創製」を目的に研究を推進した。最終年度の平成26年度における一つ目の研究成果として,PHICをグラフト鎖に有するポリスチレン(PSt)-graft-PHICグラフト共重合体を合成した。

PHIC鎖を逐次分解させて,グラフト鎖数のみが異なる一連のグラフト共重合体を合成することに成功した。二つ目の研究成果として,一連のグラフト共重合体の溶液挙動を解明した。グラフト共重合体の回転半径を測定し,同じ分子量の線状PHICの回転半径との比で定義されるg値を決定し,g値に及ぼすグラフト鎖数依存性を世界で初めて実験的に決定した。得られた結果を理論と比較して,棒状高分子であるPHICをグラフト鎖に有する本試料の特異構造を解明した。三つ目の研究成果として,ミクロ相分離構造を形成しているグラフト共重合体薄膜のPHIC領域のみを選択分解させる事を試みた。しかし,不溶状態の固体を反応させられるのか否かという,根源的問題に直面した。そのため,固体中のPHIC領域を選択的に分解・溶解・脱離させることが出来ず,薄膜から直接ナノ材料を得ることに現段階では成功しなかった。平成24年ー平成26年の3年間を通じて,PHICを用いて,「オール・オア・ナッシング型の高分子選択分解反応を用いた全く新規な高分子材料の創製」研究を遂行するのが全体構想であった。1年目の課題である「PHIC鎖から成る新規な分岐高分子の創製」をほぼ達成でき,2年目の課題である「完全分解生を有する新規な汎用性高分子の創製」もほぼ達成できた。3年目の課題である「PHICの分解による新規なナノ材料の創製」に関する基礎研究部分を達成できたが,薄膜からナノ材料を直接得ることは,現段階では達成できていない。高分子化学ポリ(n-ヘキシルイソシアナート)(PHIC)を用いて,「オール・オア・ナッシング型の高分子選択分解反応を用いた全く新規な高分子材料の創製」の研究を遂行するのが全体構想である。その中で,2年目の平成25年度において,「完全分解性を有する新規な汎用性高分子の創製」を研究目的に設定した。汎用性高分子の一つであるポリ(α-メチルスチレン)(PαMS)の片末端に臭素を付加したPαMS-Brを合成することに成功した。アルコキシドやt-BuLiによる分解反応を行ったところ,PαMSの分解は進行したが,それらの分解速度は遅く,当初の研究目的の約60%を達成するに留まった。そこでBrより分解速度が速いと予想されるヨウ素を片末端に有するPαMS-Iを合成することに成功した。アルコキシドやt-BuLiによる分解反応を行い,PαMSの分解挙動を系統的に検討した。当初の研究目的の約70%を達成することができた。一方,将来のナノ材料への展開を意図して,ポリイソプレン(PIs)とのブロック共重合であるPIs-block-PαMS-Iを合成して,その分解挙動も検討した。新素材の創製に成功したが,時間的制約のためナノ材料創製のための詳細な検討には至っていない。この研究項目は当初の研究計画には含まれていなかった課題であり,発展的な研究課題である当初の研究計画には,PIs-block-PαMS-Iの合成は含まれていなかった。それを行ったことを考慮して総合的に判断すると,平成25年度における研究目的の達成度は80%程度であり,研究はおおむね順調に進展したと思う。ポリ(n-ヘキシルイソシアナート)の選択・完全分解性を応用して,従来の合成法では合成できなかった新規な高分子材料を創製するのが研究の全体構想である。その中で,初年度の平成24年度では,(1)PHICの櫛鎖数が異なる一連の櫛型高分子を合成することに成功し,(2)PHICのグラフト鎖数が異なる一連のグラフト共重合体を合成することにも成功した。
視覚的ストレスにおける色と形の効果に関する心理物理学的研究

本研究課題は,平成9年度の一年計画であった。本研究では,まず第一に,研究目的を達成するために必要な実験装置の構築を行うことが重要であった。これまでの研究から,視覚的ストレスを発生させる効果の高い視覚刺激は,特定の時間的・空間的周波数特性を有していることが示されている。したがって、多種多様な空間的特性を有する視覚刺激を,精密な時間的制御で提示すると同時に,その色度も正確に把握することのできる実験装置を構築する必要があった。そこで,そのような目的に最適なCambridge Research Systems社の視覚刺激提示装置VSG2/3システムを基に実験装置の構築を行った。このシステムによって、高解像度カラー・ディスプレイ上に,多様な空間的特性および色度特性をもつ視覚刺激を,精密な時間的制御で提示することが可能になった。ただし,上記の視覚刺激提示装置VSG2-3システムの納入時期の遅れと刺激提示用高解像度カラー・ディスプレイの故障などにより実験開始が大幅に遅れたため,残念ながら現在はまだ予備実験の段階に留まっている。しかし,今後は本実験装置を用いて,(1)視覚刺激の空間周波数特性以外に,視覚的ストレスに関連する刺激要素の形態的特長が存在するのか(あるいは,しないのか);(2)同様に,視覚的ストレスに関連する刺激要素の色彩的特長が存在するのか(あるいは,しないのか);(3)前記(1)および(2)における個人差の有無とその様相:などに検討を加えてゆく予定である。偶然ではあるが,テレビ・アニメーションが原因と考えられる昨年の12月の子供を中心とする大量の発作の発生は,本研究課題がいかに重要であるかを具体的の示した実例と考えられる。この事件については,現在様々な方面から考察されているが,その解明をも視野に入れた実験を行うことも計画中である。
翻刻・本文校訂を前提としないクラウド型古文書画像検索システムに関する研究

平成30年度は,「インターネットを介して文書グラフと画像URLを作成・登録・検索するためのクラウド型古文書画像検索システム用Web APIを開発する」ことを目的として研究を進めた.まず,平成29年度から平成30年度の前半にかけて,これまでに収集したデータに加えて,学外等のWebページとして公開されている古文書画像データを収集し,文字画像データベースの試作版を作成した.その際,平成29年度までに作成した古文書画像を行単位で切り出すソフトウェアを活用した.次に,収集したデータから文字構造を抽出するための文字切り出し機構の改良を行った.この改良により,必須グラフに基づいて文字画像を切り出す機能の精度・速度が向上した.さらに平成30年度の後半では,インターネットを介して,「行単位の古文書画像に対応する文書グラフを作成する機能」と,「画像URLと作成した文書グラフをデータベースに登録する機能」,さらに,「登録した画像を一覧表示する機能」を実現することを目的として,前述の試作版文字画像データベースに文書グラフを作成・登録・検索する機能をプログラミング言語PHPを用いて実現した.その上で,これらの機能をインターネットを介して利用するためにWeb APIとして実装した.さらに,作成したWeb APIを活用して画像データを簡単に登録,検索できる簡易版の管理システムを実現することで,作成したWeb APIの使いやすさなどを評価・検討した.現時点では,Web APIを活用した画像登録システムが完成している.なおこれらのAPIは,JavaScriptで記述されたプログラムからも呼出すことが可能である.本研究の目的である「古文書画像検索システムの実現」に向けて,本年度は,「課題1:文書グラフ変換技術の確立」,「課題2:検索グラフと類似する構造を含む文書グラフ検索技術の実現」に従事した.課題1については,(a)古文書画像を行単位に分割する支援ソフト,(b)角度距離グラフを用いた行単位の古文書画像を特徴グラフに変換するソフトウェアを開発した.現状では,裏写りのない三行以上にまたがった極端に幅の広い行を含まない文書画像については,ほぼ自動で分割できる仕組みが確立できている.また,文字の形状をほぼ表現できる文書グラフの作成ができている.課題2については,検索条件として「検索グラフ」と「必須グラフ」という概念を取り入れ,文書グラフ中に含まれる必須グラフと同型の部分グラフを求めることで,検索グラフに類似した文書グラフ中の部分グラフ(類似部分グラフ)を求めるアルゴリズムを提案した.さらに,提案したアルゴリズムを,プログラミング言語Javaを用いて実装した.その上で,課題1に関して実現したソフトウェアを用いて作成した文書グラフと検索グラフ・必須グラフを用いて評価実験を行い,提案手法を評価した.評価実験には,源氏物語青表紙本浮船から抜き出した5行の古文書画像とそれらの特徴グラフを用いた.その結果,類似部分グラフ検索の精度を向上するには,類似部分グラフ検索アルゴリズムを改善すると共に,基になる文書グラフの形状を整える必要があり,(b)のソフトウェアの性能を向上しなければならないことが判明した.平成27年度の研究計画は,(1)古文書画像を文書グラフに変換する技術を実現する,(2)検索グラフと類似する構造を含む文書グラフを検索する手法のアルゴリズムを提案する,(3)評価用データとしての古文書画像データの収集及び整理を行うことの3点であった.これに対して,(1)については,a)古文書画像を1行毎に分割するプログラムを実現し,b)過去の研究提案済みの文字構造を表すグラフの生成法を改良することで、より正確に文書グラフに変換するプログラムをノートPC上に実現した.また,(2)については,検索グラフを「検索条件として欠くことの出来ない構造を表す部分」(以降、必須グラフ)とそれ以外の部分に分け、文書グラフに含まれる必須グラフと同型の部分グラフを余すことなく求めるアルゴリズムを提案し,そのアルゴリズムを利用して「似ているが少し違う構造」を検出する手法を提案した.さらに,計画を前倒しして,その手法を採用したプログラムを試作し,評価実験を行った.(3)については,源氏物語青表紙本浮船を古文書の例として,スキャナを用いてスキャンすることで,評価実験用データとして準備した.以上から,ほぼ,計画通りに進行していると言える.本年度は、「同型部分グラフ導出アルゴリズムの確立により、検索グラフと類似する構造を含む文書グラフの検索技術を実現する。」、「文字構造を表現する特徴グラフの生成手法の改良を行う。」、「古典籍影印本などをスキャンし、評価用古文書画像データを収集し整理する。」という3つ事項を中心に研究を進めてきた。昨年度までに実装してきた、検索グラフと類似する構造を含む文書グラフを検索する手法を改良し、改善後の手法を評価するために、類似部分グラフ検索の評価実験を行った。この結果を、2016年7月に沖縄にて開催された査読付き国際会議ITC-CSCC2016にて「Implementation and Evaluation of Similar Subgraph Retrieving」というタイトルで発表した。発表後に、評価実験の結果を考察することで、必須グラフの複数の連結成分と同型の部分グラフの組合わせを求める処理の高速化が重要であることが明らかとなった。そこで、その高速化手法を提案・実装した上で評価実験を行った。この結果を、2017年3月に開催された電子情報通信学会システム数理と応用研究会において、「古文書画像検索システムのための類似部分グラフ検索手法の改良」というタイトルで発表した。また、特徴グラフがより文字の構造を正確に表現できるように、特徴グラフの正規化の手順を提案し、特徴グラフ生成アルゴリズムの改良を行い、それを採用した特徴グラフ生成プログラムを実装している。現時点で、改良版の特徴グラフ生成プログラムが概ね完成しており、今後はそれを用いて、改良手法の有用性を検証する予定である。

さらに、昨年度までに作成した古文書画像を行単位に分割するプログラムを活用して、スキャンした古文書画像を行単位に分割した上で、改良した特徴グラフ生成プログラムを用いて、評価実験に用いる特徴グラフを作成した。本研究の申請当初の計画では、本年度は、「(1)同型部分グラフ導出アルゴリズムの確立により、検索グラフと類似する構造を含む文書グラフの検索技術を実現する。」、「(2)古典籍影印本などをスキャンし、評価用古文書画像データを収集し整理する。」、「(3)高速検索アルゴリズムの確立により、文書グラフ索引技術を実現する。」という3つ事項を中心に研究を進める予定であった。これに対して、本年度の研究実績の概要で述べたように、(1)については、検索技術の高速化を行い、その評価も実施した。評価の結果、今後も検索技術の高速化を行う必要があることが明らかとなっている。(2)については、現在、100行程度の評価用古文書画像データを収集し、その特徴グラフを作成している。(3)については、(2)の技術に基づき索引技術の提案を行っていく必要がある。以上のように、(3)については取り組めていないものの、(1)と(2)については堅調に進んでいると言える。本年度は、「特徴グラフの正規化」、「類似部分グラフ検索の精度向上とさらなる高速化」、「そのための索引技術の設計」を進める予定で研究に取り組んできた。また、類似部分グラフ検索の精度向上とさらなる高速化を図る上で、より多くのデータを用いた評価実験が欠かせないが、評価実験用の検索条件を表す必須グラフを作成するアプリケーションを新たに開発した。さらに、昨年度までに作成した古文書画像を行単位に分割するプログラムを活用して、スキャンした古文書画像を行単位に分割してデータを充実する作業を行った。次に、それらのデータを用いて、類似部分グラフ検索に基づいた類似部分画像を検索して切り出す評価実験を行った。実験の結果、グラフの構造が類似する部分は適切に切り出せるものの、異なる字であるにもかかわらず、たまたま、グラフの構造が似ている部分画像も切り出しているような結果も見られた。この問題点を解決するために、検索条件に含まれる必須グラフの構造を適切に指定する方法を検討する必要がある。本年度は、「(1)特徴グラフの正規化」、「(2)類似部分グラフ検索の精度向上とさらなる高速化」、「(3)そのための索引技術の設計」という3つ事項を中心に研究を進める予定であった。これに対して、本年度の研究実績の概要で述べたように、(1)については、正規化を取り込んだ新たな特徴グラフ生成手法を実装した。(2)については、(1)の評価を実施し、その結果今後も検索技術の改良を行う必要があることが明らかとなっている。以上のように、(3)については取り組めておらず、やや遅れている状況である。
ホイスラー合金の触媒機能のメカニズム解明

触媒とは化学反応を促進させるがそれ自身は変化しない物質のことである。金属触媒では原料分子が触媒表面に吸着、表面で反応し、脱離するというようなステップを踏む。したがって、「表面状態」が重要である。また、化学反応はミクロに見れば電子のやり取りなので、触媒の「電子状態」が重要である。異種金属同士の化合物で原子が規則的に配列している「金属間化合物」はユニークな表面状態および電子状態を持つためユニークな触媒機能を示し、近年注目が集まっている。その一種である「ホイスラー合金」は触媒としては無名だったが、最近我々は優れた触媒機能を見出した。本研究課題では、その優れた触媒機能のメカニズム解明を目指す。
ヒト尿を用いたＢ群ビタミンとアミノ酸の栄養状態の統合的評価方法の創成

申請者は尿中に排泄されるビタミン量を測定することで,個々人の摂取した食べ物に含まれる生体有効性ビタミン量を推定することに成功した.しかし,尿中のビタミン量を測定するだけでは,その生理機能が反映されていないという限界があった.本研究はこの限界を打破する研究である.代表的な成果の一つとして,トリプトファン代謝を利用した機能性生体指標に関する報告を行った.この実験により,日本人の食事摂取基準で策定されたB群ビタミンの必要量の妥当性が支持された.尿中のビタミン排泄量並びにビタミンの生理機能を反映した2-オキソ酸を網羅的に測定し「2-オキソ酸レーダーチャート」を作成した.申請者は尿中に排泄されるビタミン量を測定することで,個々人の摂取した食べ物に含まれる生体有効性ビタミン量を推定することに成功した.しかし,尿中のビタミン量を測定するだけでは,その生理機能が反映されていないという限界があった.本研究はこの限界を打破する研究である.代表的な成果の一つとして,トリプトファン代謝を利用した機能性生体指標に関する報告を行った.この実験により,日本人の食事摂取基準で策定されたB群ビタミンの必要量の妥当性が支持された.尿中のビタミン排泄量並びにビタミンの生理機能を反映した2-オキソ酸を網羅的に測定し「2-オキソ酸レーダーチャート」を作成した.生体指標を用いて評価した栄養指導と食物摂取量から求めた栄養価計算指導を合わせると説得力が増し,行動変容に繋がりやすい.ヒトのB群ビタミン栄養状態とアミノ酸栄養状態を,尿中に排泄される複数の2-オキソ酸量から評価する方法の構築を目的とする。アミノ酸の異化代謝にはB群ビタミンが補酵素として関わる反応が多いことに注目した.アミノ酸が異化代謝を受ける最初の反応は,共通しており,アミノ基がはずれ,2-オキソ酸になる反応である.1年目は全ての2-オキソ酸を効率良く蛍光物質に変換できる条件とHPLCを用いた測定条件を完成させることを目標とした.また,平行して,人を被検者として,アミノ酸の一つであるトリプトファンの体内運命とモデル動物として,B群ビタミンの一つパントテン酸を欠乏させた時に,種々の2-オキソ酸がどのように応答して変動するかを調べた.人におけるトリプトファン代謝運命は,人が通常の食事をしている時に尿中に排泄される15種類のトリプトファン代謝産物とこの代謝に関わるビタミンB_2とビタミンB_6量を測定したものである.これからの研究を遂行するために必要な重要な基本情報を得ることができた.モデル実験では,アミノ酸代謝と深い関わりがあるB群ビタミンの一つパントテン酸を欠乏させた時の2-オキソ酸の尿中排泄量の変動などを調べた.パントテン酸はコエンザイムA(CoA)として,2-オキソ酸の異化代謝に関わるビタミンであるため,パントテン酸欠乏時には,尿中に著しい2-オキソ酸排泄量の増大が認められるものと期待したが,測定できたピルビン酸,牙オキソアジピン酸,オキサロ酢酸,2-オキソグルタル酸ではピルビン酸と2-オキソアジピン酸は変動が認められず,一方で,オキサロ酢酸と2-オキソグルタル酸は対照群と比較して,排泄量が増大していた.これらの結果は,パントテン酸欠乏の指標の一つとして,オキサロ酢酸と2-オキソグルタル酸が活用できることを示唆している.生体指標を用いて評価した栄養指導と食物摂取量から求めた栄養価計算指導を合わせると説得力が増し,行動変容に繋がりやすい.ヒトのB群ビタミン栄養状態とアミノ酸栄養状態を,尿中に排泄される複数の2-オキソ酸量から評価する方法の構築を目的とする.アミノ酸の異化代謝にはB群ビタミンが補酵素として関わる反応が多いことに注目した.アミノ酸が異化代謝を受ける最初の反応は,共通しており,アミノ基がはずれ,2-オキソ酸になる反応である.1年目は全ての2-オキソ酸を効率良く蛍光物質に変換できる条件とHPLCを用いた測定条件を完成させることを目標とした.また,平行して,人を被検者として,アミノ酸の一つであるトリプトファンの体内運命とモデル動物として,B群ビタミンの一つパントテン酸を欠乏させた時に,種々の2-オキソ酸がどのように応答して変動するかを調べた.人におけるトリプトファン代謝運命は,人が通常の食事をしている時に尿中に排泄される15種類のトリプトファン代謝産物とこの代謝に関わるビタミンB2とビタミンB6量を測定したものである.これからの研究を遂行するために必要な重要な基本情報を得ることができた.平成24年度に測定できなかった分岐鎖アミノ酸の2-オキソ酸である2-オキソイソカプロン酸(ロイシン由来),2-オキソイソ吉草酸(バリン由来),2-オキソ-3-メチル吉草酸(イソロイシン由来)の定量方法を確立できた.本年度はこれらの方法を駆使し江t,ビタミンB1欠乏時及びビタミンB6欠乏時の2-オキソ酸代謝をラットを用いて調べた.現在,論文を作成中である.平成24年度にHPLCで分離ができなかったオキサロ酢酸とピルビン酸は平成25年度(本年度)も分離することができなかった.26年度が最終年度であるため、記入しない。基礎栄養学26年度が最終年度であるため、記入しない。測定方法の開発を計画した2-オキソ酸は8種類であるが,現在4種類(ピルビン酸.2-オキソアジピン酸,オキサロ酢酸,2

-オキソグルタル酸)にとどまっている.p-ヒドロキシフェニルアラニン,分オキソイソカプロン酸,2-オキソイソ吉草酸,2-オキソ-3-メチル吉草酸の4種類は,蛍光物質への転換を検討中である.人を被検者としたトリプトファンの運命は学術論文として掲載された.ラットを実験動物としたパントテン酸欠乏時のアミノ酸代謝に関する実験結果は,論文化の最中である.平成24年度にHPLCで分離ができなかったオキサロ酢酸とピルビン酸は平成25年度(本年度)も分離することができなかった.論文は順調に発表することができた.26年度が最終年度であるため、記入しない。モデル実験として,ラットを用いてビタミンB1,ビタミンB2,ビタミンB6を欠乏させた時のアミノ酸代謝を調べる.なお,ナイアシン欠乏は通常のモデル動物では作成できないので,我々がはじめて作成に成功したQPRT-KOマウスを用いる.2-オキソ酸の定量方法をほぼ確立できた.また,基礎実験としてのラットを用いるビタミン欠乏時の2-オキソ酸の代謝も調べた.平成26年度は,ヒトを被験者とする実験を行う.26年度が最終年度であるため、記入しない。