ポイント 既存の半導体技術との融合によって界面ディラック状態を観測 量子振動の観測によりディラック状態が界面にも存在することを確認 トポロジカル絶縁体の組成調整で表面電子状態の制御が可能なことを実証 要旨 理化学研究所（理研、野依良治理事長）と東京大学（濱田純一総長）は、近年見いだされた新物質のトポロジカル絶縁体「(Bi1-xSbx)2Te3薄膜」とインジウムリン（InP）半導体を接合した素子を用い、トポロジカル絶縁体に特徴的な「ディラック状態[1]」を固体と固体との「界面」で検出することに初めて成功しました。これは、東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻博士課程大学院生の吉見龍太郎（強相関物性研究グループ研修生）、菊竹航（強相関理論研究グループ研修生）と、東京大学大学院工学系研究科の塚﨑敦特任講師（現 東北大学金属材料研究所教授・理研客員研究員）、ジョセフチェケルスキー特任講師（現 マサ

ポイント 音声可視化装置で発声のタイミングと位置を測定 観測した発声のタイミングと位置を数理モデルで解析 昆虫など夜行性で音声を発する動物の行動研究への応用に期待 理化学研究所（理研、野依良治理事長）は、日本全域に生息するニホンアマガエル（以下、アマガエル）の合唱には法則（パターン）があることを、音声可視化装置と数理モデルを利用して発見しました。これは、理研脳科学総合研究センター（利根川進センター長）脳数理研究チームの合原一究基礎科学特別研究員と、京都大学情報学研究科の奥乃博教授、東京大学生産技術研究所の合原一幸教授らの共同研究グループによる成果です。 春になると、多くのアマガエルが水田で鳴き交わしているのを聞くことができます。しかし、アマガエル同士が、お互いに発声のタイミングを変化させながら、どのように影響を及ぼし合っているかは、個体ごとの発声のタイミングと位置の測定が難しいこともあって

ポイント 同じ日本人でも育った方言環境により脳反応が異なる 言語処理における左優位反応の形成には幼少期の方言経験が関与している可能性 脳と言語発達の知見を深めることで、教育や医療発達分野への貢献期待 要旨 理化学研究所（理研、野依良治理事長）は、日本語における単語のピッチアクセント[1]を処理する際の脳活動における左右の半球の反応差が、東京方言話者と東北地方南部方言話者間で異なることを突き止めました。これは、理研脳科学総合研究センター（利根川進センター長）言語発達研究チームの佐藤裕研究員（現徳島大学准教授）、山根直人研究員、馬塚れい子チームリーダーらと、名古屋大学の宇都木昭准教授、東北大学の小泉政利准教授らの共同研究グループによる成果です。 人間の大脳は左右半球に分かれており、単語や文の文法などの言語情報を処理する際には脳の左半球優位の反応が現れます。このような脳反応は、幼少期から言語を学

電子とともに原子を構成しているのが原子核です。原子核は陽子と中性子からなる「核子」という微粒子のかたまりですが、核子の数によって原子核の性質が変化します。原子核がとくに安定となる核子の数のことを「魔法数」と呼び、これまでに2、8、20、28、50、82、126が知られています。1949年に米・独の物理学者が魔法数を提起し、この成果で1963年にノーベル賞を受賞しました。以来、魔法数は全ての原子核で不変のものとされてきました。 ところが、2000年に理研の研究グループが、陽子に比べ中性子の数が多い「不安定原子核」の領域では、8、20、28の魔法数が消え、新たな魔法数6、16が出現することを発見し、これまでの“常識”を覆しました。また、2001年には、東京大学の研究グループが、陽子数が魔法数20のカルシウム同位体で中性子数34が魔法数になる、という理論的な予言をしています。ただ、実験的な検証が

ポイント ドイツと日本の共同チームによる「京」の全システムを使ったシミュレーション 従来のシミュレーションを神経細胞数で6%、シナプス数で16%上回る ヒトの脳全体の本格的なシミュレーションに向けたハードとソフトの開発に貢献 概要 理化学研究所（理研、野依良治理事長）、ユーリッヒ研究所[1]（アヒム・バッケム所長）、沖縄科学技術大学院大学[2]（OIST、ジョナサン・ドーファン学長）は、2013年7月にスーパーコンピュータ「京（けい）」[3]の全計算ノード82,944個（約70万個のCPUコア）を使用した、17億3,000万個の神経細胞が10兆4,000億個のシナプスで結合された神経回路のシミュレーションに成功し、ヒト脳の神経回路の全容解明に向けた第一歩を踏みだしました。これは、理研が代表機関となっている「HPCI戦略プログラム 戦略分野1：予測する生命科学・医療および創薬基盤」を中心とし

ポイント 魚が長期記憶として書き込まれた行動を思い出している時の神経活動を可視化 学習のルールが変更されると、その行動を思い出す時の神経活動パターンも変化する 環境の変化に応じて行動を選択し意思決定を行う神経回路を解明するモデルと期待 要旨 理化学研究所（理研、野依良治理事長）は、小型熱帯魚のゼブラフィッシュ[1]を用いて、魚が特定の行動を行おうと意思を決定する時に、大脳皮質に相当する領域の特定の神経細胞群によって保存されている行動プログラムが読み出される過程を可視化することに成功しました。これは、理研脳科学総合研究センター（利根川進センター長）発生遺伝子制御研究チームの青木田鶴研究員、岡本仁チームリーダーらによる成果です。 私たちは日常生活のなかでさまざまな行動の選択を行っています。例えば信号待ちでは、赤なら「止まれ」、青なら「進め」と判断します。これは、過去に同じような状況でどのように

ポイント 終止コドンの無い環状mＲＮＡを考案、リボゾームが永久的にタンパク質合成 タンパク質合成効率は、直鎖状mＲＮＡに比べて200倍アップ 新しい長鎖タンパク質合成法として期待 要旨 理化学研究所（野依良治理事長）は、大腸菌が通常持っているタンパク質合成過程において、タンパク質合成終了の目印となる終止コドン[1]を除いた環状のメッセンジャーRNA（mRNA）[2]を鋳型に用いてエンドレスにタンパク質合成反応を起こすことに成功しました。通常の直鎖状RNAを鋳型とするタンパク質合成反応に比べ、反応の効率は200倍に増大しました。これは、理研伊藤ナノ医工学研究室 阿部洋専任研究員、阿部奈保子技術員、伊藤嘉浩主任研究員、佐甲細胞情報研究室 廣島通夫研究員(理研生命システム研究センター 上級研究員)、佐甲靖志主任研究員、北海道大学薬学部 丸山豪斗大学院生(ジュニアリサーチアソシエイト)、松田彰教授

高速根号計算 (fast sqrt algorithm) 概要: C言語のsqrt(float)より精度は若干劣るものの，2倍以上速いsqrtのalgorithm． ググって見つけた物が，非常に面白かったのでまとめておく．精度より速度が求められる場面で活躍する． 　 参考文献 [1] David Eberly, Fast Inverse Square Root (Revisited), http://www.geometrictools.com/Documentation/ FastInverseSqrt.pdf, 1/2002-. 実装 //---Algorithm float(IEEE754)用------ inline float t_sqrtF( const float& x ) { float xHalf = 0.5f * x; int tmp = 0x5F3759DF

生命進化の理由の1つは、遺伝物質にDNAを選択した結果と判明 －RNAから始まった原始生命が、進化の過程で「DNA」を選択した謎を解く－ ポイント 相同組み換え反応の中間体で、普遍的なDNAの引き伸ばし構造を発見 引き伸ばし構造は、RNAでは取れず、DNA固有の構造に依存 父母由来のDNAを混ぜ合わせる遺伝的組み換えはDNAだから起こる 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、環境の変化に適応しながら生命が進化した理由の1つに、遺伝的多様性を獲得するための遺伝物質として、RNAではなくDNAを選択した結果であることを明らかにしました。理研基幹研究所生体超分子構造・機能研究協力グループ（柴田武彦グループヘッド）の増田ときは元ジュニアリサーチアソシエイト（JRA※1）、美川務専任研究員らによる成果です。 高等真核生物は、卵や精子などの配偶子を形成する際に、父方由来、母方由来のDNA

ポイント 人工の微小重力環境下で、ほ乳類の受精、胚発生の研究を初めて実現 マウス実験で、受精は微小重力環境下でも可能と判明 胚発生や出産率は約半分と大きく低下し、重力の必要性を示唆 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）と国立大学法人広島大学（浅原利正学長）は、マウス初期胚への微小重力※1の影響を調べ、微小重力の宇宙空間で、胚の発育が阻害される可能性があることを発見しました。理研発生・再生科学総合研究センター（竹市雅俊センター長）ゲノム･リプログラミング研究チームの若山照彦チームリーダー、広島大学大学院保健学研究科生体環境適応科学教室の弓削類教授らの共同研究による成果です。 私たちは、将来、宇宙ステーションや月面基地で人類が恒常的に生活し、繁栄していく可能性を模索しています。そのためには、人や動物が宇宙空間で繁殖していくことが不可欠ですが、1979年にロシアの研究グループが行った

ポイント 不均一性は水の中の2種類の微細構造混在が原因 氷とよく似た不均一な微細構造の大きさは約1nm程度 微細構造は温度で変化、生物の中の水、化学反応の水などさまざまな水を解く鍵に 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、大型放射光施設SPring-8※1、米国のSSRL※1の2つの放射光施設を利用した共同研究で、均一な密度と考えられていた液体の水の分子が、ミクロ観察すると実は不均一な状態であることを発見しました。これは、理研放射光科学総合研究センター（石川哲也センター長）量子秩序研究グループ励起秩序研究チームの辛埴チームリーダー（国立大学法人東京大学物性研究所教授兼任）、国立大学法人広島大学理学部の高橋修助教、米国SLAC国立加速器研究所のA.ニルソン（A.Nilsson）教授らを中心とする研究グループ※2の共同研究による成果です。 水の密度の不均一性は、2008年に発見し

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