呼吸パターンを操作すると記憶力が変化 兵庫医科大学と生理学研究所が発見
兵庫医科大学 医学部および自然科学研究機構 生理学研究所の共同研究グループは、呼吸の頻度やパターンを変えることで、記憶力の強化と悪化の両側面が引き起こされることを初めて発見した。 本研究で用いた遺伝子改変マウスは、光遺伝学（オプトジェネティクス）という技術により、呼吸中枢に光を照射すると、呼吸パターンを自在に操作することができる。マウスの記憶課題中に、記憶する瞬間に呼吸を停止させると、海馬ニューロンの活動が変化し、記憶力が低下するという驚きの結果が得られた。さらに、呼吸の周期性をランダムにした結果、記憶力が強化されたり、呼吸の頻度を半分に減らした結果、記憶が間違った形で作られてしまうなど、呼吸パターンを操作することにより記憶力の強化と悪化の両側面が引き起こされることを発見した。 この結果から、呼吸活動は、脳に作用して記憶や思考に関わる情報処理をある一定の単位としてまとめる役割を持つ上、記憶
配膳ロボットの失敗、謝罪は1台より複数が効果的 同志社大学など調査
ロボットが何か失敗をしたときに複数がいっしょに謝罪したほうが、相手により受け入れられやすいことが、国際電気通信基礎技術研究所の木本充彦研究員、同志社大学文化情報学部の飯尾尊優准教授らの研究で分かった。 その結果、2台で謝るほうが謝罪を受け入れてもらいやすくなるうえ、別のロボットが片づけをする仕草を見せると謝罪の効果が大きくなることが分かった。研究グループは人が失敗したときと同様に、複数で謝罪することで失敗を受け入れてもらいやすくなるほか、ロボットが有能と判断されるのではないかとみている。 コロナ禍をきっかけに全国の飲食店などで給仕するロボットが増えている。ロボットが何か失敗をしたときに、別のロボットがいっしょに謝ったり、片づけを手伝ったりする機能を設計段階で盛り込んでおくことが、今後必要になると考えている。 論文情報：【PLOS ONE】Two is better than one: Ap
自閉症原因は胎児期の造血系細胞の異常、神戸大学が解明
神戸大学大学院の内匠透教授らの国際共同研究グループは、特発性自閉症の原因が胎児の時の造血系細胞のエピジェネティック（注）な異常であり、その結果が脳や腸に見られる免疫異常であることを明らかにした。 自閉症発症における免疫障害の重要な発達段階と免疫系の広範な関与を考慮し、研究チームは共通の病因が広範な免疫調節不全の根底にあり、異なるタイプの前駆細胞にあると仮定した。免疫細胞のもとになる血球系細胞に注目、さらに、胎児の時の造血に関わる卵黄嚢（YS）と大動脈-生殖腺-中腎（AGM）に焦点をあてて解析を行った。 研究グループは、自閉症モデル動物のBTBRマウスを用いてAGM血球系細胞を解析し、免疫異常の病因としてHDAC1（ヒストン脱アセチル化酵素１）を同定した。また、YS血球系細胞の解析により、ミクログリア（中枢神経系グリア細胞の一つで中枢の免疫を担当）発達異常の病因として同じくHDAC1を同定し
乳児の複雑心奇形手術、福島原発事故後に全国で増加 名古屋市立大学が調査
乳児の複雑心奇形手術、福島原発事故後に全国で増加 名古屋市立大学が調査 大学ジャーナルオンライン編集部 1歳未満の乳児に対する複雑心奇形手術の件数が2011年の福島第一原子力発電所事故後、全国で増加していることが名古屋市立大学の調査で分かった。原因については分かっていないが、研究グループは心臓発生の早期段階で広範な障害が発生した可能性があるとみている。 それによると、乳児に対する複雑心奇形の手術件数は、原発事故後に約14.2％の増加が見られたが、1歳から17歳までに対する手術件数に大きな変化がなかった。複雑心奇形は高度な手術が必要になる障害で、手術件数が発生件数と完全に一致するわけではないが、密接な関係にあると考えられている。 研究グループが日本胸部外科学会のデータを心臓の発生学に基づいて再分類し、解析したところ、障害は心臓発生の特定段階で起きた限定的なものではなく、心臓発生の早期段階が広
九州大学、新たな経済成長の指標「新国富」を開発
九州大学大学院工学研究科、都市研究センターの馬奈木俊介主幹教授らの研究グループは、従来の国民総生産では測れないインフラ、健康、教育、自然といった国の資産全体を計測し総合的に評価する新国富指標を国連報告書「Inclusive Wealth Report 2018（IWR: 包括的な豊かさに関する報告書）」で発表した。 その結果、世界全体の富のうち、人工資本が21％を占めたのに対し、教育資本は33％、健康資本は26％、自然資本は20％占めることを突き止めた。 国連では豊かさや経済の持続可能性を評価するため、包括的な富の研究が2012年から進められてきた。国民総生産で計測できない健康や自然などの価値を計測して総合的に評価しようとする試みだが、何をどう計測して評価を進めるべきなのか分かっていなかった。 研究グループはこの新国富指標が2030年までの国連目標である持続可能な開発目標（SDGs）達成に
「ドラゴンボール」重力室の効果を再現、高い重力下で運動能力が向上 中部大学
「ドラゴンボール」重力室の効果を再現、高い重力下で運動能力が向上 中部大学 大学ジャーナルオンライン編集部 中部大学工学部ロボット理工学科の平田豊教授らは、人の運動学習能力が、重力を地上の重力加速度1Gを上回る過重力にすると高まることを実験で確認した。人気アニメ「ドラゴンボール」では戦闘のための運動能力を高める修行場所として20Gといった過重力を受ける“重力室”が登場する。今回、実際の実験で運動学習能力の一部が高まることを確認した。 さらに、過重力をかける代わりに明るい視覚環境下で訓練すると、より早く学習することも確認した。これまでの結果から、重力や視覚などの定常的な環境刺激の増加が、これらの信号を受取る小脳におけるシナプス可塑性（信号の伝達効率）を促進しているとみている。 今回の成果は、アスリートに限らず一般人が新たな運動能力を身に付けるための効率的練習環境を整える参考になる。過重力を作
名古屋大学、死神が「死」とは真逆の「再生」を促進する意外な機構について解明
名古屋大学、死神が「死」とは真逆の「再生」を促進する意外な機構について解明 大学ジャーナルオンライン編集部 名古屋大学大学院理学研究科の久本直毅教授の研究グループは、線虫をモデルとした研究により、細胞を殺す役割を果たす「死神」役のタンパク質が、切断された神経に「死んだフリ」をさせることで切断神経の再生を誘導することを見出し、その仕組みを解明した。 今回、同研究グループは、線虫をモデルとした解析により、軸索を切断された神経内では、カスパーゼが特定のタンパク質の一部のみを切断することで、神経を“殺さず”に、“死んだ”というシグナルだけを外部に放出させることを見出した。さらに、この「死んだフリ」のシグナルが、神経軸索の再生を促進し、神経軸索再生を誘導することを初めて解明した。 本研究成果は、細胞の死を執行する「死神」役のタンパク質が、死とは真逆の生命現象である再生を促進する機構について明らかにし
魚が完全に皮膚を再生する仕組みを解明 東京工業大学
魚類やイモリなどの両生類は、驚異的な組織再生能力を持ち、四肢やヒレを失っても元通りの組織を再生することができる。組織の再生や恒常性の仕組みの解明は、近年の生物学における大きな課題の1つで、この解明により、ヒトの再生医療への応用の可能性が期待されている。 その結果、基底層の幹細胞や表層の分化細胞がそれぞれ増殖し、欠損部に供給されることで皮膚を再生していくことが明らかとなった。これは、従来考えられていたような、「傷口付近にある皮膚細胞が脱分化して幹細胞に戻り再生が始まる」という特殊なプロセスとは異なる結果だった。さらに再生過程では、皮膚の広範囲で細胞増殖が活性化しており、上皮細胞が多数供給されることでダイナミックに新たな皮膚が再構成されることも判明した。 完全な皮膚再生が、脱分化のような特殊な方法を用いず、基底層の幹細胞などの自己複製で起きていることを示した本成果は、皮膚疾患の治療や再生医療に
「紙の電子ペーパー」大阪大学が開発に成功
大阪大学産業科学研究所の古賀大尚特任助教、能木雅也教授らの研究グループは、紙を用いてフレキシブルな電子ペーパーを作製することに成功した。 そこで今回、同研究グループは、樹木セルロースナノファイバーからなる新しい「透明な紙」と、セルロースパルプ繊維からなる従来の「白い紙」を併用することで、電子ペーパーの一種であるエレクトロクロミック(EC)ディスプレイを開発した。従来の紙は絶縁性で透過性を持たないが、導電性高分子またはイオン液体を複合化することにより、透明性に優れた電極と視認性に優れた白い電解質を作製することに成功した。そして、それらを組み合わせてフレキシブルな“紙”の電子ペーパーを実現した。 この成果により、今後、紙に手書きや印刷だけでなく、電気で情報を表示することも可能になる。また、本研究グループは、これまでに、紙ベースのメモリ、トランジスタ、アンテナ、スーパーキャパシタといった様々な電
量子コンピュータのエラー訂正を高速化、速さのジレンマ解消 東京大学
東京大学の研究グループは、従来不可能とされた、量子コンピュータの内部で発生する量子的なエラーの影響の追跡を正確かつ高速に評価する数値計算手法を新たに提案した。 実際の量子コンピュータは、わずかにエラーをもつ素子（量子ビット）を組み合わせて作られるので、それを訂正しながら計算を続ける仕組みの「量子誤り訂正」が必要。その設計には、素子のエラーをどの程度低減できれば誤り訂正がうまくいくのかを見積もることが重要だ。 しかし、量子コンピュータが高速のため、この見積もりの計算は通常のコンピュータでは追いつかず、「量子コンピュータの設計には量子コンピュータが必要」というジレンマが生じる。 研究グループは、量子コンピュータが量子的なエラーを訂正していく機構と、「フェルミ粒子」の運動を表す物理モデルとが同一と見なせることを示した。複雑な重ね合わせの状態を経由していくように見える機構が、粒子の運動とみなすこと
量子計算機でも解読困難 北海道教育大学らが新方式の公開鍵暗号開発
量子計算機でも解読が困難な新しい原理に基づく公開鍵暗号が、北海道教育大学、九州大学、産業技術総合研究所と株式会社東芝の共同研究により開発された。量子計算機でも計算が困難と期待される非線形不定方程式の最小解問題に基づいた構成で、この領域で有力とされてきた格子暗号と同等またはそれ以上の安全性と計算効率性が期待できるとしている。 現在、大手IT企業や政府の大規模な投資により量子計算機の開発が急ピッチで進んでいる。量子計算機が開発されると、現行の公開鍵暗号が安全性の根拠としている素因数分解や離散対数問題が短時間で解かれ、暗号が解読されてしまうことから、量子計算機でも解読が困難な対量子公開鍵暗号の研究開発が近年活発に行われてきた。しかし、対量子公開鍵暗号は公開鍵サイズが大きいという欠点があり、これまで実用化に至っていなかった。 今回開発されたのは、従来の対量子公開鍵暗号が安全性の根拠としてきた線型方
筑波大学、ダイヤモンド結晶の作製によって「時間結晶」の室温観測に成功
筑波大学知的コミュニティ基盤研究センター 磯谷順一名誉教授、量子科学技術研究開発機構 小野田忍博士、住友電気工業の角谷均博士らは3月9日、ハーバード大学、ウルム大学、プリンストン大学、カリフォルニア大学バークレー校などのグループとの共同研究により、世界最高濃度の室温量子スピンを有するダイヤモンド結晶を作製し、これにより「時間結晶」の室温観測に成功したと発表した。 今回の研究では、ダイヤモンド結晶の中の強い相互作用と不規則性とを併せ持つ約100万個の量子電子スピン手段を用いて離散的時間結晶生成の観測に成功した。この際生成されたものは、高温電子線照射技術によって作製されたもので、ダイヤモンド中の窒素と空孔により形成されるNVセンターを平均5nmという世界最高濃度で含んでいる。 今後は量子コンピューティングの量子メモリや量子計測の高精度化への応用が期待されるとしている。 学際融合・国際化への挑戦
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