hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ロコモティブ・シンドローム合併心臓血管病の早期診断とハイブリッド運動療法の介入

骨格筋減少や筋力低下、骨量減少、関節軟骨変性による日常運動機能の低下が将来の要支援率や要介護率を高める病態概念を「ロコモティブ・シンドローム」と呼ぶ。心血管病検診者と慢性心血管病入院患者におけるロコモティブ・シンドローム診断調査の結果、女性患者は准高齢者年齢(6574歳)前からロコモティブ・シンドロームを合併している可能性が示唆された。久留米大学開発のハイブリッド・トレーニングシステムを用いた膝屈伸運動を6ヶ月間行った慢性心血管病患者の下肢運動機能は向上し、重症下肢虚血バージャー病患者では末梢循環不全の改善と虚血性潰瘍の治癒を認めた(研究-1)慢性心臓血管病入院患者におけるロコモティブ症候群合併静態調査は現在まで約150名の対象者に実施しており、一方で一般健診者約220名を対象とした比較静態調査も実施した。男性健診者においてロコモティブ症候群合併調査に十分な協力が得られなかったため、現時点では75歳以下の女性対象者間に限定した結果ではあるが、同年齢層の入院患者群において有意な上腕周囲径の低下、大腿周囲径の低下、四肢骨格筋量の低下、握力の低下、下肢伸展筋力の低下、立位移動能力の低下(TUGテストにおける移動所要時間の延長)、骨密度の低下(若年者平均値割合の低下)を認め、ロコモティブ症候群を高率に合併している状況が示唆された。(研究-2)慢性心臓血管病の外来患者10名に対し、「ハイブリッド・トレーニングシステム」を用いた下肢伸展屈曲運動療法を実施した。慢性心不全例6名、末梢動脈疾患例4名を内訳として6か月間の予定実施期間を満了できた対象者は9名(9割)であった。慢性心不全例では実施6か月後の胸部レントゲン写真で半数に心胸郭比の低下、血液検査で半数にNT-proBNP値の低下を認めた。慢性の末梢動脈疾患例(閉塞性動脈硬化症3例、バージャー病1例)ではバージャー病例において疼痛の軽快や皮膚潰瘍の改善を認めている。当包括医療費支払い制度方式(DPC)対象病院として「機能評価係数II」の上昇を目指す実状においては入院期間の短縮化は避けられず、ロコモティブ症候群合併検査時間の確保が容易でないことや、近年の入院患者内訳における高齢化(80歳以上の患者数割合の増加)が適応対象者数を減らしていることなどが達成速度を低下させる要因となっている。外来での「ハイブリッド・トレーニングシステム」を用いた下肢伸展屈曲運動療法研究は、入院患者および外来患者に対する通常心臓リハビリテーション実施環境の合間を縫って実施している。専用機器2台を用いて2名の理学療法士協力の下で実施しており、同実施期間中においては合計3名が実施数の限界であることが実施数の増加速度を低下させる要因となっている。(研究-1)「ロコモティブ症候群合併静態調査」は現在まで、慢性心臓血管病入院患者約170名、一般健診者約230名に実施している。本年度実施した2回目の検診で男性健診者データを増やすことができたため、前年度とは異なり、男女両群におけるデータ解析が可能となった。平均年齢60.1歳の女性患者は平均年齢61.5歳の女性健常人に比べて上腕周囲径と大腿周囲径が短く、握力の低下、歩行速度の低下、骨密度の低下、低栄養状態を認めた。平均年齢64.4歳の男性患者は平均年齢61.2歳の男性健常人に比べ、握力の低下を認めるのみで、他の評価項目には有意差を認めなかった。慢性心血管病の女性患者は、准高齢者年齢65歳に至る以前からロコモティブ症候群を合併しているかもしれず、早期からの予防対策が必要であることが示唆された。(研究-2)「ハイブリッド・トレーニングシステムを用いた下肢伸展屈曲運動療法の安全性と効果についての検討」については慢性心臓血管病の外来患者14名に実施終了しており、現在も実施中である。慢性心不全例8名、末梢動脈疾患例6名を内訳として6か月間の予定実施期間を満了できた対象者は12名(85.7%)であった。慢性の末梢動脈疾患例(閉塞性動脈硬化症4例、バージャー病2例)では閉塞性動脈硬化症例において末梢血流増加の急性効果と歩行距離の延長を1例に、バージャー病例においては疼痛の軽快や皮膚潰瘍の改善を2例に認めている。「ロコモティブ症候群合併静態調査」は、2回目の検診実施で検診者群の対象者数増加が得られたが、その一方で当包括医療費支払い制度方式(DPC)対象病院ゆえの「機能評価係数II」上昇を目指す現状においては依然、入院期間の短縮化が避けられず、さらに本年度は入院疾患や患者年齢が検査対象外であることも多く、入院患者群の対象者数増加があまり得られなかった。外来での「ハイブリッド・トレーニングシステム」を用いた下肢伸展屈曲運動療法研究は、入院患者および外来患者に対する通常心臓リハビリテーション実施環境の合間に理学療法士協力の下で実施している実情に変わりはなく、前年度と同様の実施者数伸びに至った。研究-1:ロコモティブ症候群合併静態調査慢性心臓血管病入院患者計203名、一般健診者計228名に実施した。女性患者は女性健診者に比べて骨格筋指標の低下、上腕周囲径・大腿周囲径・下腿周囲径の短縮、握力の低下、歩行速度の低下、骨密度の低下を認めた。

男性患者は男性健診者に比べ、歩行速度の低下を認めた。骨代謝変化についてVitamin Dや酒石酸抵抗性酸性フォスファターゼー5bの血中濃度を測定した。入院患者と一般健診者の測定結果に有意差なく、骨密度や血中アルブミン値、カルシウム値との相関性も認めなかった。これらはロコモティブ症候群の早期診断項目にはふさわしくないのかもしれない。さらにELISA法による筋原性サイトカイン(マイオカイン)の計測実験も行った。過去の報告を参考に、Myostatin、IGF-1、erythropoietinの血清濃度とサルコペニア診断項目(骨格筋指標、握力)との相関性を男性入院患者13名、女性入院患者20名で評価したところ、女性群でmyostatin濃度と握力に正相関を認めた。今回、歩行速度との相関性を評価できていないが、myostatin血中濃度がサルコペニア階層診断のバイオマーカーとなる可能性が示唆された。研究-2:ハイブリッド・トレーニングシステムを用いた下肢伸展屈曲運動療法の安全性と効果の検討本年は対象患者数・研究参加同意者数が少なかったため実施数の増加が得られず、最終的に慢性心不全患者8名、末梢動脈疾患患者6名に研究を実施した。慢性心不全患者の半数にNYHA分類症状の軽減、心胸郭比の低下、NT-proBNP値の低下を認めた。閉塞性動脈硬化症4例中1例に歩行距離延長を認めたのに対し、バージャー病の全2例において疼痛の軽減・消失、皮膚潰瘍の改善を認めた。禁煙以外に効果的な治療法を認めない現状において、新たな治療戦略となる可能性が示唆された。骨格筋減少や筋力低下、骨量減少、関節軟骨変性による日常運動機能の低下が将来の要支援率や要介護率を高める病態概念を「ロコモティブ・シンドローム」と呼ぶ。心血管病検診者と慢性心血管病入院患者におけるロコモティブ・シンドローム診断調査の結果、女性患者は准高齢者年齢(6574歳)前からロコモティブ・シンドロームを合併している可能性が示唆された。久留米大学開発のハイブリッド・トレーニングシステムを用いた膝屈伸運動を6ヶ月間行った慢性心血管病患者の下肢運動機能は向上し、重症下肢虚血バージャー病患者では末梢循環不全の改善と虚血性潰瘍の治癒を認めた当初予定していた実施方法に問題は認めていない。予想実施数を少々下回っているものの、一年を通じての毎月の実施数に大きな変動なく、比較的安定実施ができている。引き続き対象数を増やし、これまでに蓄積した血液サンプルを用いた測定実験の平行実施にも今後取り組んで行く。当初予定していた実施方法に問題は依然認めていない。引き続き対象数を増やすことに尽力する一方で、これまでに蓄積した血液サンプルを用いた測定実験を中心に今後は取り組んで行く。循環器内科、カテーテル治療、血管新生療法、心血管疾患リハビリテーション当初の予想実施数を少々下回り、血液サンプルによるmyokine等の測定実験を一度に行うための十分数に至らなかったため、実験物品購入のための使用予定金額に到達しなかった。2回目の検診実施に多くの労力を注ぐことになった結果、前年度までに集積した血液サンプルによるmyokine等の測定実験の十分な実施に至らず、実験物品購入のための使用予定金額に到達しなかった。初回実験の実施に十分数の血液サンプルが蓄積出来次第、実験遂行に向けた実験物品購入に充てる予定である。
画像技術応用と統計的解析による表面疲労き裂分布の検出と余寿命評価に関する研究

実用高靭性構造材料であり、近年、金属系の先進材料として各種自動車部品や産業機械に広く使用されつつある球状黒鉛鋳鉄を用いて、高サイクル疲労試験を行い、表面に多数発生する微小分布き裂の発生・進展特性を画像処理技術と統計的解析により考察して、平滑材の疲労に対する余寿評価の基礎資料を得ることを目的として、実験的・統計的に考察した。今年度得られた主な研究実績をまとめると以下のようになった。1.レプリカ法による表面連続観察と画像処理技術を用いて,微小表面分布き裂を検出・測定して、破断寿命を決定する最大き裂(主き裂)を特定した。2.主き裂の発生起点を表面と破面の詳細な観察により特定して、起点が主に表面直下に存在する鋳造欠陥としての微視的引け巣であることを確認した。起点欠陥部の応力軸に直角方向の面積をAとすると、√A=60160μmであった。3.起点欠陥部を任意形状き裂と考えた場合の応力拡大係数K_<Imax>とき裂発生寿命N_1との間には負の相関があることが分った。4.表面き裂進展速度da/dNをき裂半長aまたは応力拡大係数範囲△Kで整理すると、高応力振幅ではき裂進展の初期段階でばらつきが大きくda/dNの増加・減少を繰返しながら,次第にその振幅を収束して進展する傾向があった。一方,低応力振幅ではda/dNは初期段階で一度減少して極小値を示してから、aまたは△Kの増加とともに増加する傾向があった。5.本研究で定義した発生寿命N_1、進展過程寿命N_pおよび破断寿命N_fの分布は3母数ワイブル分布で表示できた。名寿命分布のばらつきの程度を表す変動係数ηはaの増加とともに減少し、高応力レベルの方が低応力レベルの場合よりηはより小さかった。6.N_1とN_fとの間の順位相関係数Zは非常に小さく、材料や応力振幅によらずZ<0.3であったが,aの増加とともにZは増加して2a≧700μmとなるZ≒1となった。
低温プラズマを用いた表面ナノ構造制御技術による高効率光触媒酸化チタンの創製

マグネトロン型低温プラズマ装置を用いて、酸化チタン微粒子薄膜をアルゴンプラズマ処理した後、大気開放せず連続して窒素プラズマ処理を行った。アルゴンプラズマ処理と窒素プラズマ処理を全て同条件で行った結果、微粒子への窒素ドーピングが起こり、Ti-N結合が形成することを明らかにした。酸化チタン薄膜の連続プラズマ処理により、アナターゼ結晶型は変化せず、酸化チタンの結晶転移は認められなかった。しかしアナターゼ(101)面の半値幅は処理時間に伴って増加し、連続プラズマ処理により結晶格子歪が増大することがわかる。結晶格子歪の増大は、結晶格子内におけるTi-N結合形成及び酸素欠陥形成によると考えられる。酸素欠陥形成については、連続プラズマ処理後にドナー密度が増大することから確認した。連続プラズマ処理薄膜は可視光吸収を示し、可視光吸収は処理時間に伴って増加した後、減少した。また可視光応答性は、可視光吸収特性に依存して可視光吸収最大の処理時間で最大となった。窒素ドープ酸化チタンのエネルギーバンドの理論解析結果との対応から、可視光応答化酸化チタンではバンドギャップの狭窄化をもたらすのに十分な窒素ドーピングによるTi-N結合が形成していると推測される。放電時間の増加に伴ってTi-N結合分率は増大する傾向を示したが、可視光応答性は減少したことからTi-N結合分率の最適値が存在することが考えられる。すなわちTi-N結合分率が増大しても、酸素欠陥の形成が顕著となるために、可視光応答性発現を抑制すると推測される。本研究において、低温プラズマ処理による酸化チタン微粒子表面ナノ構造制御により、Ti-N結合形成の促進と酸素欠陥形成の抑制が実現可能であることを明らかにし、酸化チタン微粒子の可視光応答性を発現させ、高効率光触媒の創製を実現させた。高密度プラズマを生成して、電子温度・電子密度制御が可能なマグネトロン型低温プラズマ装置を試作した。負にバイアスしたカソードと、接地したアノードからなる平行電極間に各電極面に平行な磁界を印加することにより、カソード近傍で高密度プラズマが発生することを確認した。プラズマ装置本体に、トリプルプローブ、発光分析、プラズマガス分析の各システムを装備させ、各データを取得して動作を確認した。TiO_2微粒子(平均粒径20nm)を1M酢酸溶液に懸濁させ、ポリエチレングリコールを混合してTiO_2ペーストを調製した。スピンコート法・スクリーン印刷法によりガラス板上にペーストを塗布し、空気中で400°C、30min焼結を行い、TiO_2微粒子薄膜を調製した。カソード側にTiO_2薄膜をセットし、アルゴンプラズマ処理(圧力0.1Torr、放電出力30100W、放電時間520min)の後、引き続き同条件にて窒素プラズマ処理を行った。プラズマ処理酸化チタンは可視光吸収を示し、XPS測定によりN_<ls>ピークを確認した。放電出力3050WではN-O、N-H、N-N結合に起因するN_<ls>ピークからなるブロードなピークが認められ、TiO_2微粒子表面の吸着水がアルゴンプラズマにより十分除去されずに、窒素プラズマ処理されたと考えられる。吸着水の存在は、アルゴンプラズマ発光スペクトルにおいて、616nm、486nm付近にそれぞれO及びHに起因するピークが認められたことより支持される。放電出力が70100Wでは、Ti-N結合に起因するN_<ls>ピークが認められた。窒素プラズマ発光スペクトルにおいて453nm付近にTiによるピークが認められたことより、Ti-N結合形成が支持される。プラズマ処理TiO_2微粒子の光触媒特性はメチレンブルー水溶液とキセノンランプを用いて評価した。

光触媒特性は未処理よりも100Wプラズマ処理で増大したことより、マグネトロン型低温プラズマ装置によるTiO_2の高密度プラズマ処理の有効性が明らかとなった。1.酸化チタン微粒子凝集薄膜の低温アルゴン/窒素プラズマ連続処理の検討マグネトロン型低温プラズマ装置を用いて、酸化チタン微粒子凝集薄膜をアルゴンプラズマ処理した後、連続して窒素プラズマ処理を行った。放電出力100200W、放電時間5min25minとし、アルゴンプラズマ処理と窒素プラズマ処理は全て同条件で行った。メチレンブルーを微粒子表面に吸着させた後、420nmカットフィルター及び750nm赤外線カットフィルターを通過した可視光を照射させた。メチレンブルーの分解率はプラズマ連続処理により増大しており、プラズマ連続処理により可視光応答性が発現した。可視光応答性は放電時間5minで最大値を示した。放電出力100200W、放電時間525minのいずれの条件においても、N=O結合、N-O結合、N-OH結合、N-E結合、N-N結合だけでなく、Ti-N結合に起因するピークも認められた。放電時間の増加に伴ってTi-N結合分率は増大する傾向を示したが、可視光応答性は減少したことからTi-N結合分率の最適値が存在することが考えられる。2.低温プラズマ処理微粒子凝集薄膜の半導体特性の検討プラズマ処理前後での酸化チタン微粒子凝集薄膜のフラットバンド電位はモット・ショットキープロット測定より評価した。フラットバンド電位は、アルゴンプラズマ処理のみでは上昇したが、アルゴン/窒素プラズマ連続処理後では低下した。また直線勾配は、アルゴンプラズマ処理のみでは増大したが、アルゴン/窒素プラズマ連続処理後では殆ど変化しなかった。直線勾配の増大は通常半導体ではドナー密度の低下に関係するとされているが、プラズマ処理酸化チタンの場合については、今後検討する必要がある。マグネトロン型低温プラズマ装置を用いて、酸化チタン微粒子薄膜をアルゴンプラズマ処理した後、大気開放せず連続して窒素プラズマ処理を行った。放電出力100W、処理時間2min10minとし、アルゴンプラズマ処理と窒素プラズマ処理を全て同条件で行った結果、プラズマ処理時間に伴って薄膜表面が平滑化する傾向を示すことをAFM観察から確認でき、プラズマにより表面エッチングが起こることを明らかにした。XPSN_<1s>スペクトルからプラズマ連続処理によりTi-N結合に起因するピークが出現することは認められるが、処理時間10minでもN-O結合、N-H結合、C-N結合などに起因するピークも出現することから、酸化チタン表面の吸着水・不純物の除去が不十分といえる。酸化チタン薄膜のプラズマ連続処理により、アナターゼ結晶型は変化せず、酸化チタンの結晶転移は認められなかった。しかしアナターゼ(101)面の半値幅は処理時間に伴って増加し、プラズマ連続処理により結晶格子歪が増大することがわかる。結晶格子歪の増大は、結晶格子内におけるTi-N結合形成及び酸素欠陥形成によると考えられる。プラズマ連続処理薄膜は可視光吸収を示し、処理時間5minで可視光吸収が最大となった。
都市計画での建物現況調査に革新的技術を導入する際に発生する課題に関する実証的研究

都市計画法に基づく都市計画基礎調査の一環で定期的に行われる建物現況調査は,調査員が現地に赴いて外観目視により建物1棟毎の用途等を記録し,帰還後にGIS(地理情報システム)等で建物形状データに紐付けする作業を経てデータ化されるため,手間とコストがかかる調査である.一方で近年,調査を支援する様々な革新的技術が利用できるようになってきているが,実務では活用が進んでいない.その一因として,革新的技術を建物現況調査に導入する際の効果や課題についての十分な検証が行われていないことが指摘できる.そこで本研究は,建物現況調査への革新的技術の導入可能性の検証を目的とした実証実験と,これまでの調査技術に関する資料の体系的整理やアンケート調査等といったシーズとニーズ両方面からの体系的・総合的な検証を通じて,建物現況調査に対して革新的技術を導入する際に発生する課題を形式知として得ることを目的とする.初年度の検討として,実際の実務作業を担うことが多い民間会社の担当者へのヒアリングを実施した.これより現地調査の主流が,既存資料の活用による机上調査とそこで判明しなかった建物についての現地調査を組み合わせで実施すること等がわかった.そこで,その現地調査の正確性や時間効率性などを検証するために,千葉工業大学の学生を対象とした模擬調査を実施し,調査対象建物に対する情報提示の有無等により正確性や効率性が異なることが明らかとなった.また,基礎調査関係の資料の電子化の手始めとして,過去の実施要領策定時の資料の電子化に着手した.模擬調査を行う等,順当に検討を進めている.また,ニーズの把握については,コンサルタントへのインタビュー調査を進めたことにより,研究の方向性を固められたことが大きい.今後は,今回実施した模擬調査については,異なる革新的技術を用いた場合の調査を行うことで,使う場合と使わない場合とでの比較や技術の組み合わせによる効率化に関する考察をを行う予定である.また,ニーズ側の調査については,自治体へのアンケートやインタビュー調査の実施や,コンサルタントへのインタビュー調査の継続な実施などを通じて,知見の蓄積を図る.都市計画法に基づく都市計画基礎調査の一環で定期的に行われる建物現況調査は,調査員が現地に赴いて外観目視により建物1棟毎の用途等を記録し,帰還後にGIS(地理情報システム)等で建物形状データに紐付けする作業を経てデータ化されるため,手間とコストがかかる調査である.一方で近年,調査を支援する様々な革新的技術が利用できるようになってきているが,実務では活用が進んでいない.その一因として,革新的技術を建物現況調査に導入する際の効果や課題についての十分な検証が行われていないことが指摘できる.そこで本研究は,建物現況調査への革新的技術の導入可能性の検証を目的とした実証実験と,これまでの調査技術に関する資料の体系的整理やアンケート調査等といったシーズとニーズ両方面からの体系的・総合的な検証を通じて,建物現況調査に対して革新的技術を導入する際に発生する課題を形式知として得ることを目的とする.初年度の検討として,実際の実務作業を担うことが多い民間会社の担当者へのヒアリングを実施した.これより現地調査の主流が,既存資料の活用による机上調査とそこで判明しなかった建物についての現地調査を組み合わせで実施すること等がわかった.そこで,その現地調査の正確性や時間効率性などを検証するために,千葉工業大学の学生を対象とした模擬調査を実施し,調査対象建物に対する情報提示の有無等により正確性や効率性が異なることが明らかとなった.また,基礎調査関係の資料の電子化の手始めとして,過去の実施要領策定時の資料の電子化に着手した.模擬調査を行う等,順当に検討を進めている.また,ニーズの把握については,コンサルタントへのインタビュー調査を進めたことにより,研究の方向性を固められたことが大きい.今後は,今回実施した模擬調査については,異なる革新的技術を用いた場合の調査を行うことで,使う場合と使わない場合とでの比較や技術の組み合わせによる効率化に関する考察をを行う予定である.また,ニーズ側の調査については,自治体へのアンケートやインタビュー調査の実施や,コンサルタントへのインタビュー調査の継続な実施などを通じて,知見の蓄積を図る.模擬調査にかかる費用が想定外に安価にすんだことや,対象地域が1地域だったことにより旅費がかからなかったこと,作業補助の人件費を作業実態との関係で執行しなかったことによる.これらについては,次年度実施する模擬調査等の実施にあたり有効に活用することにしたい.
キラルな多孔性金属錯体がもたらす高輝度円偏光発光と高効率高選択的反応空間

前年度の結果を踏まえ、本年度は無機物質が有する特性の一つであるプラズモン共鳴効果の利用による有機色素の発光特性向上を目指し、検討をまず行ってきた。研究を進めていく過程で円偏光発光の観測には、さらに高輝度な発光特性が必要なことがわかった。そこで、有機無機複合体において特有の効果すなわち各物質の協調による新たな光物性評価と円偏光発光特性評価に関して検討した。発光特性を有する金ナノ粒子と量子ドットに有機色素を複合した新規な有機無機複合物質を合成した。その結果、色素と金属ナノ粒子間のエネルギー移動発現が観測され、色素と金属ナノ粒子間の距離を制御することでダイナミクスをコントロールできることを明らかにした。また金属配位らせん状有機色素を合成したところ、金属配位による蛍光強度の増加およびらせん状構造により、有機小分子における近赤外円偏光発光特性では現状、最高値の優れた円偏光発光特性発現に成功した。当初のプラズモン共鳴を用いた蛍光増強では円偏光発光観測には輝度が充分ではなかった。そこで本年度再度、有機無機協調による光物性特性に関して再検討を行う必要があった。一方、有機無機複合体における円偏光発光特性に関しては本年度知見を得ることができた。円偏光発光特性に関しては知見が得られたが、有機無機協調による光物性に関して再検討が必要であったことから当初の予定より遅れている。本年度の知見を基に再度、有機無機複合体を合成し、複合協調による発光特性に関して議論する。その後、多孔性金属錯体に展開する。また本年度得られた金属配位らせん状有機色素の円偏光発光特性を参考に多孔性金属錯体と金属ナノ粒子複合体での円偏光発光発現に関して検討する。本研究はキラルMOFを作製し、キラル化合物特有の光物性の一つである円偏光発光を、不斉空間およびホスト-ゲスト特性を用いて高輝度円偏光発光を発現することが目的である。本年度は、キラルMOFを構築するための基盤となる不斉ポルフィリンの合成およびゲスト分子として用いる銀ナノ粒子の合成を行った。ポルフィリン合成は、まずポルフィリン合成前駆体となるジピロメタンを合成した。得られたジピロメタンを用いて一般的にポルフィリン合成に用いられているLindsey法を用いてポルフィリンを合成した。得られたポルフィリンに不斉アルキル基をポルフィリンに導入することとした。しかしながら反応が効率的に進行しなかったため、収率が極めて低くなった。そこでキラルアルキル基を有するジピロメタンを合成した後ポルフィリンを合成する経路に変更することと。そこで、ポルフィリン骨格の前駆体ジピロメタンに不斉源となるキラルアルキル鎖をまず導入し、その後ポルフィリン合成を行うこととした。そこで不斉ジピロメタンを合成した。一方、銀ナノ粒子の作製も行った。既存の方法を利用し行ったところ合成に成功した。動的光散乱測定から数ナノメートルの均一サイズで合成できていることがわかった。合成した銀ナノ粒子を用いてMOFへの導入検討を行った。その際MOFにはキラルアルキル基を導入していないただのポルフィリンMOFを用いて検討を行った。MOF構築の際、銀ナノ粒子を混入して作製した。得られたMOFの蛍光スペクトル測定を行ったところ、銀ナノ粒子に伴う蛍光の輝度の上昇が観測された。当初計画していたキラルポルフィリンを用いたキラルMOFの合成は完了していないものの、翌年完了を計画していたMOFへの銀ナノ粒子導入の条件確立を完了し、また銀ナノ粒子導入に伴う蛍光増強が観測された。以上のことから本研究はおおむね順調に進行していると考えられる。まず、本年度得られたキラルアルキル鎖を導入したジピロメタンを用いてポルフィリンの合成を完了する。得られたポルフィリンを用いてキラルMOFを合成する。X線構造解析から内部構造を決定し光物性評価を行う。次に、本年度確立したMOFへの銀ナノ粒子導入手法を用いて銀ナノ粒子導入キラルMOFの合成を行う。X線構造解析を行い、内部構造を明らかにする。銀ナノ粒子導入が導入されていない場合は、報告されている他の手法を用いて検討する。

次に光物性評価を行う。銀ナノ粒子導入に伴う蛍光増強を中心に検討する。最終的に円偏光発光特性評価を行う。円偏光発光が観測されなかった場合、MOF作製の際にキラル分子を柱状配位子として用い、異方性を上昇させることとする。その後、高輝度円偏光発光発現を目指す。さらに、合成したキラルMOFを用いて不斉光反応のための触媒へと展開していく予定である。本年度の知見を基に再度、有機無機複合体を合成し、複合協調による発光特性に関して議論する。その後、多孔性金属錯体に展開する。また本年度得られた金属配位らせん状有機色素の円偏光発光特性を参考に多孔性金属錯体と金属ナノ粒子複合体での円偏光発光発現に関して検討する。今年度合成完了し、大量に合成するつもりであったキラルポルフィリンの合成がうまく進行しなかったため、そのため大量合成ができなかった。またキラルMOFの合成、またその大量合成も本年度できず、来年度にすることになった。したがって、そのために利用する予定であった使用額を来年度に利用することとなった。当初、有機無機複合キラル多孔性配位高分子の光、電子物性の評価、励起ダイナミクス評価および円偏光発光特性を評価するため、大量合成を予定していた。そのための大量試薬購入および耐圧反応器を購入する予定であった。しかしながら、予定とは異なり、再度有機無機協調による光物性および円偏光特性発現に関して再度検討することになった。そのため当初必要としていた器具、試薬の購入ができなくなったため。次年度は本年度、得られた結果をもとに円偏光発光材料への展開を考慮した新規有機無機複合体の合成および物性評価に必要な試薬や器具、また成果報告のための旅費に利用する。
血管内皮特異的制御性T細胞とB細胞誘導による動脈硬化の制御法の開発

血管内皮抗原(HSP65)により誘導される動脈硬化モデルマウスにおいて、B細胞除去療法に加えて、HSP65を併用することで、抗原特異的なリンパ球のの増殖能やサイトカイン(MCP-1やIL-6、TNFα、IL-10など)産生能が低下した結果、動脈硬化における免疫反応が抑制され、結果、動脈硬化が抑制されることを発見した。そのメカニズムとして、HSP65抗原特異的な制御性T細胞と制御性B細胞が体内で誘導されていて、それらの細胞はマクロファージが産生するTGF-bによる体内に誘導されることが明らかになった。なお、B細胞除去療法単独あるいはHSP65単独投与では効果を認めなかった。動脈硬化は代表的な国民の生活習慣病であり、他の生活習慣病(脳梗塞、心筋梗塞など)とも密接に関連があるが、その治療法の確立はいまだ確立されていない。現在、医療費の高騰や保険医療の財政的な破綻の問題は国家の財政において重要な課題となっており、生活習慣病を予防することで、国民の医療費を減らすこともまた、社会的には急務であると考えられている。一方で、自己免疫疾患とは、自身の蛋白質(抗原)に対して免疫反応が活性化された結果、抗原を含む臓器の炎症や機能不全を起こす疾患であるといわれている。現在の治療法(免疫抑制療法)は自己免疫に加えて、感染免疫も抑制するために、易感染性という重篤な治療の副作用が臨床上問題となっている。申請者らはこれまで感染免疫に影響を与えずに自己免疫異常のみを選択的に抑制する治療法(抗原選択的免疫抑制療法)を複数のモデルマウスを使用し、確立してきた。本研究では、動脈硬化は動脈硬化の主な原因抗原が原因で起こる異常な免疫反応の結果起こるといったすでに確立している概念に基づいて、動脈硬化モデルマウスを用いて、動脈硬化の主な原因抗原を探索し、血管内皮抗原に伴う免疫異常のみを選択的に抑制する治療法の確立および基盤の創生を目的とした。最終的には動脈硬化の治療法の開発、臨床応用を目指す。そのためにはどういった免疫細胞が動脈硬化の進展に強く関わっているのかや本治療において、どのような免疫細胞が強く関与しているのかについても検討を行う。動脈硬化における血管内皮抗原における免疫応答の役割を確認するために、LDL受容体欠損マウスにHSP65を免疫したところ、HSP65の免疫により動脈硬化が加速されることがわかりました。動脈硬化が加速したモデルでは、HSP65に対して特異的な免疫反応は有意に活性化されていましたが、それ以外の非特異刺激に対しては有意な活性化は認めませんでした。HSP65に特異的な免疫反応が動脈硬化を進行されるモデルマウスを使用して、制御性T細胞を除去するためにCD25抗体をHSP65で免疫する前に投与したところ、動脈硬化の進行を認め、また、HSP65に特異的な免疫反応が有意に活性化されておりました。このことから制御性T細胞が本モデルマウスにおいて、HSP65に特異的な免疫反応を抑制していることがわかりました。次にマクロファージの働きを検討するためにマクロファージを除去するためのクロドロネートを用いてHSP65免疫前と後で使用したところ、使用前後に関係なく、動脈硬化の進行は抑制されました。マクロファージが本モデルマウスにおいて、病態の促進に関与していることがわかりました。このことから、本モデルマウスにおける各免疫細胞の機能は本年度で明らかになりました。一方で、課題なのは、動脈硬化巣における各免疫細胞の機能評価が困難であり、確立できていないという点です。現時点では、動脈硬化巣の免疫細胞をプールし、免疫細胞のmRNAレベルや蛋白レベルでのサイトカインの発現の経時的変化を検討する方法で検討しております。その結果、MCP-1やIL-6の産生能は増加し、IL-10も増加することを認めました。これらの発現はCD25抗体を使用した実験では発現は上昇し、クロドロネートを用いた実験では逆に低下を認めました。FACSによる解析あるいは免疫細胞の種類にわけてmRNAや蛋白レベルを検討は今後の検討課題です。研究の目的:自己免疫疾患とは、自身の蛋白質(抗原)に対して免疫反応が活性化された結果、抗原を含む臓器の炎症や機能不全を起こす疾患である。現行の治療法(免疫抑制療法)は自己免疫に加えて感染免疫も抑制する為、易感染性という重篤な治療の副作用が臨床上問題となっている。申請者らはこれまで感染免疫に影響を与えずに自己免疫異常のみを選択的に抑制する治療法(抗原選択的免疫抑制療法)を複数のモデルマウスを使用し確立してきた。一方、動脈硬化は血管内皮の抗原に対する免疫反応が活性化することで起こると言われている。本研究では動脈硬化モデルマウスを用いて動脈硬化の主な原因抗原を探索し、血管内皮抗原に伴う免疫異常のみを選択的に抑制する治療法の確立および基盤の創生を目的とする。実施内容:血管内皮抗原(HSP65)により誘導される動脈硬化モデルマウスにおいて、B細胞除去療法に加えて、HSP65を併用することで、抗原特異的なリンパ球のの増殖能やサイトカイン(MCP-1やIL-6、TNFα、IL-10など)産生能が低下した結果、動脈硬化における免疫反応が抑制され、結果、動脈硬化が抑制されることを発見した。そのメカニズムとして、HSP65抗原特異的な制御性T細胞と制御性

B細胞が体内で誘導されていて、それらの細胞はマクロファージが産生するTGF-bによる体内に誘導されることが明らかになった。なお、B細胞除去療法単独あるいはHSP65単独投与では効果を認めなかった。血管内皮抗原(HSP65)により誘導される動脈硬化モデルマウスにおいて、B細胞除去療法に加えて、HSP65を併用することで、抗原特異的なリンパ球のの増殖能やサイトカイン(MCP-1やIL-6、TNFα、IL-10など)産生能が低下した結果、動脈硬化における免疫反応が抑制され、結果、動脈硬化が抑制されることを発見した。そのメカニズムとして、HSP65抗原特異的な制御性T細胞と制御性B細胞が体内で誘導されていて、それらの細胞はマクロファージが産生するTGF-bによる体内に誘導されることが明らかになった。HSP65抗原に特異的な免疫抑制療法の有効性を確認していく実験と平行して実験の技術を向上させていきます。具体的にはT細胞除去抗体であるCD4抗体やCD8抗体を使用したり、B細胞除去抗体としてCD20抗体を使用する。抗体投与に引き続きHSP65を隔日投与で6日間投与を行います。現時点では動脈硬化巣に浸潤している免疫細胞のmRNAレベルや蛋白レベルでのサイトカインの発現の経時的変化を検討はH28年の実験により可能になりましたので、、MCP-1やIL-6、IL-10に関して検討を行います。また、除去抗体とHSP65の併用療法により、実際に、HSP65抗原に特異的な免疫抑制が行われているのかどうか検討します。HSP65抗原に特異的な免疫抑制療法の治療過程においては、マクロファージから大量のTGFbが産生され、それに続いてTGFb依存性にHSP65抗原特異的な制御性T細胞と制御性B細胞が体内で誘導され、それらの細胞が炎症局所に集積して炎症を抑制しているかどうか、仮説を検証します。免疫学元々は物品費(おもにFACSの抗体や除去抗体など)が主な直接経費であったが、実験の遅れにより、抗体を使用する実験(もともとH29年度に実施予定)は先延ばしになっていることで抗体の購入も遅らせている。H29年度に実験の進行に伴い、物品費を使用する予定である。
MRSAの地域内伝播様式の解析と早期封じ込め対策の確立

メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)の分離率は医療機関で感染対策が十分に行われているかどうかの指標とされている。近年、遺伝子検査を行うことで、分離されたMRSAの由来が同一か否かを判断することが可能になっている。今回、長野県内の医療機関で分離されたMRSAの遺伝子検査を行い、MRSAの長野県内での伝播様式の調査を行った。長野県は大きく4つの地区に分けられる。分離されたMRSAは特定の地区で同一由来株の伝播が多いことがわかった。また、同一由来株の伝播が多い地区ではMRSAの分離率が高く、MRSAの水平伝播は地域の問題として対応しなければならないと考えられる。メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)は感染症治療を考える上で重要な薬剤耐性菌であり、MRSAの院内伝播の有無は施設内の感染対策の指標となる。一般的にはMRSAの新規発生が多い場合には院内伝播を疑うが、実際にはそれぞれの患者から検出されたMRSAが水平伝播したものなのか、もともと患者が保菌していたものなのかはわからない。検出されたMRSAが同一由来株なのか否かはMRSAの遺伝子検査を行い、分子疫学解析を行うことが必要である。今回、PCR-based ORF Typing(POT法)を用いることで、長野県内で検出されたMRSAの分子疫学解析を行い、県レベルでのMRSAの伝播様式の解明を行い、今後の感染対策に利用する。2015年9月1日から9月30日までに長野県内の42施設で検出されたMRSAの保存を各施設で行った。施設により検出菌の数に差があったが合計365株(平均8.8株)を収集し、そのすべての株に対してPOT法を行い、POT値を算出した。POT値から、それぞれの施設で検出されたMRSAが院内で水平伝播をしているのか、由来が別のMRSAが同時期に検出されたのかについての評価を行った。今後はPOT値から同一由来株と推定されるMRSAについて、それぞれを長野県の地域ごとのマッピングを行い、病院間でのMRSAの伝播経路を特定する。その結果をそれぞれの病院に報告し、長野県内の感染対策に利用する。また、平成28年度も研究に参加可能な施設を募り、再度MRSAの収集し、検査を行うMRSAの株数を増やす予定ことでより詳細な検討を行う予定となっている。予定通りの期間で、長野県内で検出されたMRSAの収集を行った。また収集を行ったMRSAのすべてに対してPOT法による遺伝子解析を終了している。その結果をもとに、それぞれの施設で検出されたMRSAが院内で水平伝播している可能性があるのかどうかの評価を行っている。本研究ではPCR-based ORF Typing(POT法)を用いることで、長野県内で検出されたMRSAの遺伝子解析を行い、県レベルでのMRSAの伝播様式の解析を行っている。平成27年度は、2015年9月1日から9月30日までに長野県内の42施設で検出されたMRSA365株の収集および遺伝子解析を行った。平成28年度は平成27年度の遺伝子解析の結果をもとに、長野県内で検出されたMRSAの分布の推定を行った。長野県は大きく4つの地域に分けられるが、そのうち中信地域と南信地域で共通の型のMRSAが多数検出されていることが判明した。その一方で、北信地域と東信地域では、他の地域と共通した型が少ないことも確認された。この結果は、長野県内において中信地域と南信地域は中央線を介して人の移動が多いという社会的背景とも合致している。また、北信地域と東信地域は共通の新幹線の沿線ではあるものの、人の移動としては首都圏との行き来が中心になっていることを反映していると考えられる。平成28年度は菌株の収集期間を延長し、2016年8月1日から9月30日までに長野県内の52施設で検出されたMRSAの収集を行った。MRSA949株を収集し、そのすべての株にPOT法を行い、POT値を算出した。平成29年度は、平成28年度の収集株について同様の検討を行い、県レベルでのMRSAの分布をまとめる。また、病院間でのMRSAの伝播についても検討を行う予定である。検討するMRSAの株数を増やすため、平成27年度と比較してMRSAの収集期間を延長した。また参加施設も平成27年度と比較して増えたため、収集・保存したMRSAの株数が想定を上回った(平成27年度が365株、平成28年度が949株)。POT法を行う株数が増えたため、検査の終了までに時間を要した。POT法による検査は終了しているため、平成29年度は得られた結果からMRSAの伝播様式の解析を行う予定である。本研究ではPCR-based ORF Typing (POT法)を用いることで、長野県内で検出されたMRSAの遺伝子解析を行い、県レベルでのMRSAの伝播様式の解析を行った。平成27年度は、2015年9月1日から9月30日までに長野県内の42施設で堅守されたMRSA365株の収集を行い、遺伝子解析を行った。平成28年度は2016年8月1日から9月30日までに長野県内の52施設で検出されたMRSA949株の収集を行い、遺伝子解析を行った。遺伝子解析の結果はPOT値として集計した。

平成29年度は、平成27年度および28年度に収集及び遺伝子解析を行った結果から、同一由来株の可能性がある株の水平伝播を検討した。長野県は大きく4つの地域に分けられる。長野県内で行われているサーベイランスの結果で、分離されたStaphylococcus aureusに対してMRSAの占める割合は中信地区、南信地区で多く、東信地区、北信地区で少ないことがわかっている。北信地区と東信地区とでは流行株の傾向に統一性は見られなかった。その一方で、中信地区と南信地区とではMRSAの流行株に同じ傾向がみられらた。また、各地区の分離された同一POT値のMRSAの数を見ると、南信地区において1種類のMRSAが分離MRSAの35%を占めていることが確認された。このことは、南信地区においてMRSAの水平伝播が多く起こっていることが示唆され、その結果MRSAの分離頻度が高いと考えられた。年次変化では、2015年に分離数が上位の株は、2016年でも多く分離されている一方、2015年には長野県内でほとんど分離されていないが2016年に分離数が増えている株が存在していた。さらにその株は一つの病院だけではなく、長野県内の複数の病院で分離されていた。このことは、ひとたび新規MRSAが長野県内に入ってきた場合には、病院を超えて水平伝播することを示唆している。メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)の分離率は医療機関で感染対策が十分に行われているかどうかの指標とされている。近年、遺伝子検査を行うことで、分離されたMRSAの由来が同一か否かを判断することが可能になっている。今回、長野県内の医療機関で分離されたMRSAの遺伝子検査を行い、MRSAの長野県内での伝播様式の調査を行った。長野県は大きく4つの地区に分けられる。分離されたMRSAは特定の地区で同一由来株の伝播が多いことがわかった。また、同一由来株の伝播が多い地区ではMRSAの分離率が高く、MRSAの水平伝播は地域の問題として対応しなければならないと考えられる。POT法による検査が終了している菌株について、長野県内における伝播経路を特定する。また、さらなるMRSAの収集を行い、それらの菌株に対してPOT法を行う。2年間に収集したMRSAの遺伝子解析結果から、あらためて長野県内におけるMRSAの伝播経路を検討する。それぞれの施設の地理的条件、患者移動、医療者の移動なども加味し、MRSAの伝播を抑制する方策を立案する。POT法による検査結果から、長野県内で検出されたMRSAの分布を解析し、県内におけるMRSAの伝播形式を特定する。その結果から、それぞれの施設の地理的条件、患者移動、医療者の移動なども加味し、MRSAの伝播を抑制する方策を立案し、各施設に報告する。得られた結果から長野県だけでなく他地域でも重要となる事柄をまとめ、学会発表や論文を通して報告する。感染症当初計画で見込んでいたよりも実際に収集したMRSAの株数が少なかったため、輸送費や試薬費などに次年度使用額が生じた。当初計画で見込んでいたよりも安価に研究が進んだため、次年度使用額が生じた。再度、MRSAの収集を行う。平成27年度の結果から収集できるMRSAの株数が予測できるため、収集期間を延長してより多くのMRSAを収集し、検査を行う。次年度使用額は平成28年度請求額と合わせて消耗品費として使用する。次年度使用額は平成29年度に消耗品として使用する予定である。
単一サブ10nm微細構造のためのマルチ同時解析装置の開発

昨年度に作製した円盤状シリコン微細構造につき、直径および厚さを変化させたものを作製し、電気特性に現れる階段構造の幅がどのように変化するかを検討した。<シリコン基板-下地酸化膜-多結晶シリコン薄膜-自然酸化膜>構造の基板を用意し、フェリティンと呼ばれる蛋白質を配置し、その中に含まれる鉄コアを熱処理により取り出し、表面に形成されるシリコン自然酸化膜を除去後、鉄コアをマスクとして多結晶シリコン薄膜を塩素中性粒子ビームでエッチング加工することで、下地酸化膜上にサブ10nmシリコンナノディスク構造を作製した。このとき、多結晶シリコン薄膜の厚さを2.5nm5nmで変化させることにより、ナノディスクの厚さを変化させた。一方、自然酸化膜除去条件を制御することにより、ナノディスクの直径を812nm程度の範囲で制御することに成功した。これらのナノディスク構造について、室温において、導電性探針を用いた原子間力顕微鏡を用いてクーロン階段の観測を行った。導電性ダイヤモンド探針を用い、画像をスキャンしたのちに探針をナノディスク位置に置き電流-電圧特性を測定したところ、すべてのナノディスクについて、階段状の特性が得られた。その階段の幅は、ナノディスクの直径にはほとんど依存せず、厚さに強く依存することが分かった。これは、ナノディスクが量子井戸的な振る舞いを見せていることを意味する。すなわち、ナノディスクは厚さ方向に非常に小さく、電子の波動関数の広がりよりも薄いため、厚さ方向に電子閉じ込めが起こり、電子準位が厚さの影響を受けたと考えられる。シリコン微細構造の作製を行った。<シリコン基板-下地酸化膜-シリコン薄膜-自然酸化膜>構造の基板を用意し、生体超分子をマスクとして表面の自然酸化膜およびシリコン薄膜部分を中性粒子ビームでエッチング加工することで、下地酸化膜上にサブ10nmシリコンナノディスク構造を作製した。このナノディスク構造について、ケルビン力顕微鏡(KFM)を用いた電荷蓄積実験をおこなった。まず探針-試料間に電圧を印加した状態でタッピングモードで観測を行い、ナノディスクに正または負の電荷を蓄積した。次にKFMモードで観測を行い、電荷蓄積が起こっていることが確認された。このことより、ナノディスクは電荷蓄積が可能であることが示された。さらに、ナノディスク構造について、25Kの低温下および室温において、導電性探針を用いた原子間力顕微鏡を用いてクーロン階段の観測を行った。探針をナノディスクのない場所に置いて、探針-基板間にバイアス電圧を印加し、電流-電圧特性を調べたところ、電流は観測されなかった。これは、ナノディスク作製過程で酸化膜状に酸塩化物が堆積したためと考えられる。一方、探針をナノディスク位置に置き同様の実験を行うと、階段状の電流-電圧特性が得られた。この階段特性の幅は、ナノディスクサイズや酸化膜厚から予想されるクーロン階段の幅と一致する。つまり、この階段特性はクーロン階段であり、ナノディスクは量子ドットとして機能することが示された。
要素技術の再構成・再解釈に着眼したニューラルネット音声認識システムの高度化

本年度は、非言語情報の違いに頑健な特徴量表現に着目したニューラルネットワーク音声認識に関する研究を行った.現在の音声認識の精度はニューラルネットワークを用いた音声認識の出現により高いものとなってきたが,雑音や話者の違いなどに起因する非言語情報により認識性能が低下するという問題がある.そのため,非言語情報を適切に取り扱う枠組みがニューラルネットワーク音声認識においても非常に重要であると言える.従来の生成モデルに基づくアプローチは,生成モデルのパラメータの意味づけの容易さによって,非言語情報の操作に対する大きなバックグラウンドを持つ.これに対してニューラルネットワークは高い性能を持つが,非常に複雑なモデル構造を持つため,パラメータの意味づけと操作が直感的でなく困難であるという問題があった.そこで,非言語情報,特に話者の違いに対する理論的バックグラウンドを持つ音声の構造的表象をニューラルネットワークにより計算する手法を提案した.これは,構造的表象の要素である分布間距離をニューラルネットワークによる識別的アプローチにより推定するものである.これにより,音声学的知見をニューラルネットワークへ導入することが可能となり幅広い応用が可能となった.提案した手法の有効性を特徴量ドメイン,音響モデルドメインにおける従来手法に導入することで評価し,それぞれのドメインにおいて従来のアプローチを越える性能が実現できた.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度では,自動音声認識の精度向上を目的として,1)従来の特徴量関連技術の延長としてのニューラルネットベースの特徴量の設計と,2)話者性に頑健な認識器の設計を行った.1.ニューラルネットによる特徴量の再設計としては,音声認識に限らず,情報科学の分野で用いられることの多い距離基準であるバタチャリヤ距離をニューラルネットを用いた識別モデルベースによる拡張を行った.これにより,従来の生成モデルをベースとして用いられていたがために実用上の制約の大きかったこの距離基準を,柔軟に利用することが可能となった.また,これを応用することにより,構造的表象と呼ばれる特徴量の拡張を行った.構造的表象は,音響イベントの関係性のみをモデル化することにより,話者不変性を実現することを目的とする.すなわち,人間は音声の「/あ/」や「/い/」などの絶対的な情報ではなく,相対的な距離,構造によって言語情報を表現,理解しているというものである.これをニューラルネットベースの距離基準で表現することにより,従来困難であった,発話の中に含まれていない音響イベント間の距離も推定することが可能となった.2.話者性に頑健な認識器の設計では,話者コードと呼ばれる話者の情報を表現するベクトルを効率的に学習する手法を提案し,これにより話者の違いを柔軟に吸収することが可能となった.話者コードはニューラルネット音響モデルの適応手法の一つであるが,その性質上,話者に依存/非依存部の同時学習が困難であった.そこで,話者コードをダミーのノードからのネットワークの出力として再定義することで,話者依存/非依存部を効率的に同時に学習することが可能となった.本年度は、非言語情報の違いに頑健な特徴量表現に着目したニューラルネットワーク音声認識に関する研究を行った.現在の音声認識の精度はニューラルネットワークを用いた音声認識の出現により高いものとなってきたが,雑音や話者の違いなどに起因する非言語情報により認識性能が低下するという問題がある.そのため,非言語情報を適切に取り扱う枠組みがニューラルネットワーク音声認識においても非常に重要であると言える.従来の生成モデルに基づくアプローチは,生成モデルのパラメータの意味づけの容易さによって,非言語情報の操作に対する大きなバックグラウンドを持つ.これに対してニューラルネットワークは高い性能を持つが,非常に複雑なモデル構造を持つため,パラメータの意味づけと操作が直感的でなく困難であるという問題があった.そこで,非言語情報,特に話者の違いに対する理論的バックグラウンドを持つ音声の構造的表象をニューラルネットワークにより計算する手法を提案した.これは,構造的表象の要素である分布間距離をニューラルネットワークによる識別的アプローチにより推定するものである.これにより,音声学的知見をニューラルネットワークへ導入することが可能となり幅広い応用が可能となった.提案した手法の有効性を特徴量ドメイン,音響モデルドメインにおける従来手法に導入することで評価し,それぞれのドメインにおいて従来のアプローチを越える性能が実現できた.当初の予定では,ニューラルネットの構造の自動決定の研究を行う予定であったが,これは,先行研究により構造決定は直近のクリティカルな課題ではないと判断したためである.そのため,方向を修正し,音響モデルの話者適応を通してニューラルネットの制御に重点を置いて研究をおこなった.これは,従来の要素技術をニューラルネットにいかに適用するかという本研究の方針から逸脱はしておらず,今後の研究計画においても大きく方針転換する必要はないと考えている.そのため,研究課題の達成度としては概ね予定通りと述べて差し障りない.27年度が最終年度であるため、記入しない。今後,ニューラルネット音響モデルと特徴量の統合的な最適化を行う.具体的にはニューラルネットにより拡張した構造的表象を特徴量としてニューラルネット音響モデルの話者性の制御を行う.既に実験的に従来主流であったI-vectorなどの話者性を表現する特徴量に加えてニューラルネットにより計算した構造的表象を導入することでより良い結果が得られることがわかっている.この構造的表象と後段の音響モデルはどちらもニューラルネットで構築した場合,これらを統合的に最適化することが可能となる.また,並行してニューラルネットを利用した話者性の表現を様々な分野に応用する.これは,音声認識に限らない.

例えば,話者識別,言語学習,音声合成等が考えられる.我々のグループはこれらの要素技術のノウハウを既に保持しているため,困難ではないと考える.これに伴い,今後さらに大規模な計算資源が必要となる見込みである.そこで,計算機を増強することでこれに対応する.27年度が最終年度であるため、記入しない。