1 令 和 ４ 年 ３ 月 １ ５ 日 科学技術振興機構（ＪＳＴ） Tel：03-5214-8404（広報課） 東 京 大 学 T e l ： 0 3 - 5 8 4 1 - 3 3 0 4 （ 医 学 部 総 務 チ ー ム ） 大規模な睡眠解析から成人の睡眠パターンを１６に分類 ～睡眠健診や睡眠医療への応用に期待～ ポイント ➢ 腕時計型のウェアラブルデバイスで得られたデータから装着者が眠っているのか起き ているのかを判定するデータ解析の機械学習アルゴリズム「ＡＣＣＥＬ」を開発し、大 規模な睡眠解析を行いました。 ➢ 英国で取得された約１０万人の睡眠を統計的な手法を用いて分類したところ、 朝型や夜 型などを含む１６タイプの睡眠パターンを確認しました。 新たに分類されたパターンの 中には、睡眠障害との関連が疑われる新しい睡眠パターンも含まれていました。 ➢ 腕時計型のウェアラブルデバイス

ポイント 超音波集束ビームを用いて空中浮遊・移動する直径４ミリメートルの極小ＬＥＤ光源を開発しました。 無線給電を使用した電池の不要化と、ＬＥＤ点灯に必要な無線給電用受信回路の専用ＩＣ化の２点を工夫したことで小型・軽量化を実現し、超音波による微弱な力でも浮き上がらせることに成功しました。 極小ＬＥＤ光源の空間中の移動と点灯・消灯はコンピューターから無線で制御でき、将来は手で触れる空中ディスプレイ向けの発光画素への応用が期待されます。 東京大学の高宮 真　准教授、川原 圭博　准教授、星 貴之　客員研究員と慶應義塾大学の筧 康明　准教授らの研究グループは、手で触れる空中ディスプレイ向けに３次元空間を飛び回るＬＥＤ注１）内蔵のミリメートルサイズの発光体を作製することに成功し、蛍のように光ることからゲンジボタルの学名より「Ｌｕｃｉｏｌａ（ルシオラ）注２）」と名付けました。 これまでの超音波集束ビー

ポイント 大規模な量子計算を最小規模の回路構成で効率よく実行できる、究極の光量子コンピュータ方式を発明。 ループ構造を持つ光回路を用いた新方式により、１つの「量子テレポーテーション」回路を無制限に繰り返し用いて大規模な量子計算を実行できる。 原理上１００万個以上の量子ビットの処理が可能と見込まれる上、大規模化に必要なリソース・コストも大幅に減少でき、光量子コンピュータ開発にイノベーションをもたらすことが期待される。 量子コンピュータは、現代のスーパーコンピュータでも膨大な時間がかかる計算を一瞬で解くとされる新しい動作原理のコンピュータです。世界中で、原子・イオン・超伝導素子などさまざまなシステムで汎用量子コンピュータ注１）の開発が進められています。しかし、その大規模化は難しく、現在でも数十量子ビット注２）の計算が限界です。光を用いた量子コンピュータの場合も、大規模化は積年の課題でした。しか

ポイント 磁石の波であるスピン波は、電気を流さず伝えられるため次世代省エネルギーコンピューターへの応用が期待されているが、実際に論理演算を可能にするスピン波回路は実現していなかった。 スピン波回路の形状を制御することで、全ての基本演算パターンを実現するデバイスの実証に成功した。 デバイスの微細化や多段化を進めることで、発熱が少なく処理性能の高い新たなコンピューターの開発が期待される。 ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業の一環として、豊橋技術科学大学の後藤 太一　助教と慶應義塾大学 理工学部の関口 康爾　専任講師らのグループは、磁石の波であるスピン波注１）を位相干渉注２）させることで、スピン波演算素子を実現しました。 これまでのスピン波に関する研究で、位相干渉は実現されていましたが、その演算素子としての機能の実証は不十分でした。また、演算素子の全ての機能を実現するのに不可欠な、否定論理積（ＮＡＮ

杉原厚吉 （明治大学先端数理科学インスティテュート） 2016-05-30 JST理事長定例記者説明会 不可能立体の進化 ～脳が生み出す不条理の世界～ CREST「数学」領域「計算錯覚学の構築」（2010～2015） 錯視（目の錯覚）の研究 錯視は、普段の生活で役に立っている目の機能が、 極端な形で現れたもの。だから、その研究は、目で物を 見る仕組みを調べる視覚科学の中心的テーマ。 計算錯覚学 錯覚の仕組みを、数学を使って調べる。 錯覚の強さをコントロールできるようになる。 錯覚の最小化による安全な生活環境の整備 錯覚の最大化によるエンタテインメント素材の提供 不可能立体 立体を知覚する場面で生じる錯視 新しい立体錯視が次々と発見されている（進化） 2015年ベスト錯覚コンテスト準優勝作品 私たちは、画像を見て立体の形を理解したつもりに なりますが… 2015年ベスト錯覚コンテスト準優勝作

ポイント 物質間の摩擦が非常に低い“超潤滑現象”を炭素薄膜（グラフェン）と金を用いて世界で初めて観察し、そのメカニズムを解明した。 グラフェンを表面にコーティングすることにより、機械部品同士の摩擦を低く抑えられる技術の実現が期待できる。 ナノ領域で部品間の摩擦力が極端に増すナノマシーンへの応用が期待される。 ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業において、バーゼル大学 物理学科の川井 茂樹　シニアサイエンティストは、炭素原子一層の薄膜であるグラフェンナノリボン（帯状構造）と金の表面間に生ずる超潤滑現象の観察ならびにそのメカニズム解明に世界で初めて成功しました。 通常、材料間の接触面ではそれぞれの材料を構成する原子が互いに吸着する方向に動いて位置合わせを行い、それが摩擦力の増加となります。しかし、炭素薄膜は構成している炭素原子間の結合力が非常に高く、原子は殆ど動きません。このため接触面での原子の位置

ポイント ヒトｉＰＳ細胞から眼全体の発生を再現させる２次元培養系を世界で初めて開発。 この培養系で得られる同心円状の帯状構造（ＳＥＡＭ）から機能的な角膜上皮組織を初めて作製。 ｉＰＳ細胞を用いた角膜上皮再生治療法へのヒトへの応用や、眼のさまざまな部位の再生医療開発に寄与。 大阪大学 大学院医学系研究科 脳神経感覚器外科学（眼科学）の西田 幸二　教授、林 竜平　寄附講座准教授らの研究グループは、ヒトｉＰＳ細胞に対して、細胞自律的注１）な分化を促し、眼全体の発生を再現させる２次元培養系注２）を開発しました（図１）。これまでは眼の後ろの部分（網膜や網膜色素上皮など）のみを誘導する技術は報告されていましたが、眼の前の部分（角膜や水晶体等）と後ろの部分（網膜や網膜色素上皮等）の両方を同時に誘導できる技術は本成果が世界で初めてです。 失明につながるような重篤な角膜上皮疾患に対しては、ドナー角膜を用いた

＜ポイント＞ 低炭素社会の構築に必須のバイオプラスチックには耐熱性や力学物性に問題点があった。 天然には微量にしか存在しないアミノ桂皮酸（シナモン系分子）の微生物生産の手法を遺伝子組み換え法により開発。 アミノ桂皮酸の光二量化により世界初のバイオ由来芳香族ジアミンを合成。 得られた史上最高耐熱のバイオプラスチックシートは、透明性、低熱膨張率などの高い機能を持ち、電装部品や自動車部品などのガラスや金属の代替として期待される。 ＪＳＴ 課題達成型基礎研究の一環として、北陸先端科学技術大学院大学 マテリアルサイエンス研究科の金子 達雄　准教授と筑波大学の高谷 直樹　教授らは、遺伝子組み換えをした微生物から得られるシナモン類に光化学的手法を用いて、世界最高耐熱性のバイオプラスチック注１）を開発しました。 バイオプラスチックは、植物や動物など生物に由来する再生可能な有機性資源（バイオマス）を原材料と

＜研究の背景と経緯＞ 高等脊椎動物は、高次構造である「器官」を再生する能力はありません。このような高次構造の再生はｉＰＳ細胞テクノロジーを用いたとしても至難の業といえます。ところが、このような高次構造の機能回復をいとも簡単に行える動物が存在します。有尾両生類といわれるメキシコサラマンダ―（通称：ウーパールーパー）は、手足などの器官再生ができる動物として知られています。では、これらの動物と私たちヒトでは何が異なるのでしょうか？この差異を明らかにしていくことで、ヒトが潜在的に持っている再生能力を引き出すことが本研究の大きな目的です。 四肢再生メカニズムに関しては、佐藤准教授らの研究グループなどにより、必要な組織間相互作用までは特定されていました。再生の開始に必要なのは「皮膚の損傷」と「神経の存在」の２つです。単純な皮膚損傷では、再生動物のウーパールーパーでも、高等脊椎動物と同様に皮膚の修復しか

発表のポイント ２ｍｍ角に１万個以上の計測点を有する微小電極アレイ注１）を用いて、活動電位注２）が神経細胞内を複雑な形状の軸索注３）に沿って伝播する様子の可視化に成功。 活動電位の伝播速度は一定ではなく、部位ごとに大きく異なり、また、時々刻々と変化していることを明らかにした。 軸索は単なるケーブルではなく、能動素子であることを示唆しており、脳の新たな情報処理メカニズムの解明につながる可能性や軸索が創薬における新たな標的になる可能性がある。 ＜発表概要＞ 私たちの脳には、１,０００億個もの神経細胞があり、複雑な神経回路網が形成されています。神経細胞は細胞体と軸索から構成されており、神経回路網内の神経信号（活動電位）は、縦横無尽に張り巡らされた軸索に沿って伝播します。しかし、軸索は、直径１μｍ以下と非常に細いうえに、複雑に曲がりくねっているため、そこを高速で伝播する活動電位の可視化は技術的に困