菌も人体にシンクロする

早稲田大学と東京大学を中心とする共同研究グループは、ヒトの唾液に住む細菌群にサーカディアンリズム、つまり24時間周期の生活リズムがあることを世界で初めて発見しました。

人間の体は24時間の周期で睡眠のような大がかりなものから、免疫系の活性のような本人は全然感じていないことまでリズムを持って活動しています。これは脳に時計細胞があるからなのですが、これまでこのようなリズムは自分自身の臓器や細胞の問題としか思っていませんでした。ところが、私達の体に共生している細菌にも人間と同じ24時間のリズムがあったという発見です。

下のグラフは菌の活動のリズムを横軸に時間経過、縦軸に菌の増殖をとってしめしたものです。戦の色の違いは菌の種類の違いです。線の色ごとに24時間の周期があることがわかります。

菌も人体にシンクロする

また、同じ菌を試験管内で放置した場合は24時間周期がなくなったことから、菌のサーカディアンリズムはヒトの体内時計にシンクロしているようです。


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2017-04-22 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

高性能リチウム空気電池の開発

リチウム電池に比べて、同じ電池の大きさで15倍の電気を蓄えられるリチウム空気電池の電極材料が開発されました。リチウム空気電池では負極にリチウム金属、正極に内部に微細な空間のある多孔質な炭素材料が使用されます。

物質・材料研究機構は空気極材料として不織布(ふしょくふ)状のカーボンナノチューブシートを用いたところ、従来のリチウムイオン電池の15倍に相当する蓄電容量を実現することに成功しました。この巨大蓄電容量のメカニズムはまだ解明されていませんが、カーボンナノチューブの大きな比表面積と柔軟な構造が寄与していると考えられます。

下の写真は新たに開発された電極の電子顕微鏡写真です。カーボンナノチューブが束になっているのがわかります。単純に電子の密度を高めるとまた安全性についても十分な配慮が必要になってくるのだと思いますが、それにしてもノートPCの小型軽量化や、重さが同じなら長時間駆動が出来るわけで電池については一段階のブレイクスルーが欲しいところですね。
高性能リチウム空気電池の開発


2017-04-22 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

ヴォイニッチの科学書 Chapter-650 MMXで日本は再び火星を目指す

MMXとは Martian Moons eXploration(訳:火星の月を探検するぞ!)の略で、火星の衛星からサンプルを持ち帰ろうというミッションです。Pentium CPU の Multi Media Extention とはちょっと異なります。

宇宙航空研究開発機構(JAXA)が計画を進めている火星衛星サンプルリターンミッションMMXについてフランス国立宇宙研究センターとの間で計画の共同検討に関する実施取り決めが締結されました。 火星には「フォボス」(下左)と「ダイモス」(下右)という2つの衛星があります。

MMXで日本は再び火星を目指す

地球の月が直径3500kmの球形であるのに対し、火星の衛星はいずれも10~20km程度のデコボコしたジャガイモのような小さな衛星です。その起源については「火星の近くを通りがかった小惑星が火星の重力に捕らえられて衛星になった」「火星に天体が衝突して生じた破片が集まって衛星が作られた」の2通りの説が提唱されています。 MMX計画で衛星の砂を地球に持ち帰って分析することにより火星の衛星の起源を解明すると共に、火星の形成過程の理解につながるデータも得られるものと思われます。

打ち上げは2024年を目標とし、3年間の探査の後、2029年に衛星サンプルを地球に持ち帰る計画です。

MMXで日本は再び火星を目指す
JAXA

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睡眠状態をわかりやすい図に示す技術

大阪大学が睡眠パターンをわかりやすい図で表現する方法を開発しました。眠っている間の音をスマートフォンで録音して解析することにより、個人の睡眠パターンを図にして示すAI技術です。

睡眠時の音を解析することによって快適な睡眠状態にあるのか、夢を見ているのか、呼吸器に関する病気を持っているのか、などいろいろな情報を取り出すことができます。この図は例えるなら1974年にアレシボ電波望遠鏡から送信されたアレシボ・メッセージのようなものです。

睡眠状態をわかりやすい図に示す技術

アレシボ・メッセージはヘルクレス座の球状星団M13の方向に向けて送信された地球の場所や人類の情報、数字や元素などの考え方を模式図にしたものです。宇宙のどこかで誰かに受診されるといいな・・・と思って送信されました。

睡眠状態をわかりやすい図に示す技術


2017-04-22 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

ジーランディア

下の図は日本の南の方、ニュージーランド周辺の地図です。ピンクの線で囲った部分が1億年前にゴンドワナ大陸から分裂してできた「ジーランディア」という独立した大陸である、という説が登場しました。根拠は人工衛星で観測した地球の重力場地図、海底の岩石を分析した岩石組成などです。

ジーランディア

何を持って大陸とするかの定義ははっきりしていませんので、今回のように科学的なデータを示して「これは大陸だ」と言われれば、それを否定するデータがない限り「ん~、そうかもしれんね」ということになります。


2017-04-22 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

アザラシの時間感覚がスゴイ

これを読んでくださっている皆さんにコンピューターの静止画を5分間と10分間みてもらい
「最初の方に見たときと、あとから見たとき、10分間見たのはどっちでしょうか?」
と質問するとおそらくほとんどの人が2回のうちどちらが長かったかを判断できると思います。

では5分と3分だったらどうでしょうか? これも多くの方は区別できると思います。ところが、静止画を10秒と11秒見せられて

「どっちが11秒でしょうか?」
と問われると、これはかなりの難問なのではないでしょうか。

ドイツ、ロストック大学海洋科学センターの長年にわたるアザラシの研究の結果、アザラシも時間認識が可能らしいことを見いだしました。しかも、実験では3秒と3.42秒を容易に識別したというのですから驚きです。アザラシがこの技能を進化させたのは、魚を追っている際に素早い判断を下すためかもしれないと科学者らは想像しています。

アザラシの時間感覚がスゴイ


2017-04-22 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

ヴォイニッチの科学書 Chapter-649 冴えてる科学者(サイエンティスト)の育てかた

世界には時々ものすごく頭の良い子どもが現れます。そういう子どもたちは学校に行っても頭が良すぎて学校の授業が退屈だったりします。

現在の米国で科学や技術や文化に革新を起こしている人々の多くは幼いときにその卓越した認知能力を見いだされ、支援を受けた人たちです。たとえば、Facebookの最高経営責任者マーク・ザッカーバーグ、Google の共同設立者セルゲイ・ブリン、ミュージシャンのレディー・ガガもそうです。

世間では努力すれば何事も成し遂げられる、などと言われることも多いですが卓越した能力者は産まれた時点ですでに決まっているようです。

このような卓越した能力者は空間認識能力に長けていることが特徴です。空間認識能力とは、物体同士の空間的な関係を理解し、記憶する能力のことです 。学校教育の中心にある論理的な思考能力や言語的推論能力とは対極にある能力ですので、学校での評価では彼らは劣等生扱いされることになりますが、数学や国語の成績が良くなくても空間認識能力が高い学生は非常に優れたエンジニア、建築家、外科医になるとされています。  

そのような空間認識能力の高い子どもたちは、海外では10年ほど前から注目されています。韓国、香港、シンガポールでは英才児を探し出すテストを実施していますし、中国では2010年から国家人材開発10カ年計画を立ち上げて特に優秀な学生を支援しています。一方で欧州や日本は優れた子どもをさらに伸ばす教育は各家庭に任せられ、貧しい家庭の子どもに勉強のチャンスを与えることに政府は力を入れています。

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ヴォイニッチの科学書 Chapter-648 悪液質

がんなどの重病に患者が痩せ衰えるのは非常に多くのケースで見られます。それは悪液質という疾患であるケースが多いことがわかっています。悪液質は代謝異常の一種で、全世界に約900万人の患者がいて進行がん患者の80%がその中に含まれているとされています。典型的な症状は体重と筋肉量の著しい減少で、そのため日常的な活動が困難となり、感染症などの致死的な合併症にかかるリスクも高まります。悪液質は、カロリーを摂取させても改善されません。つまり、末期の患者にたくさん食べものを食べさせても衰えは回復しない、ということです。

悪液質になると見た目で死が近づいていることがわかるため、非常につらい状況となりますが、これまでは悪液質を単独の病気として治療を行うことはほとんどされていません。ですが、近年は悪液質を治療可能な別個の疾患と考えて治療を試みることが行われ始めました。悪液質の治療は末期患者の苦痛を緩和し、がんなどの根本的な疾患の治療に耐える体力をつけることにもつながると考えられるようになったからです。ですが明確な治療方法は見つかっていません。

悪液質は炎症や代謝バランス異常によってタンパク質合成の低下とともに筋タンパク質の破壊が進む病気らしいことが明らかになっています。この時の筋肉でE3ユビキチンリガーゼという、破壊するべき不要タンパク質に目印をつける酵素が活性化していることがわかりました。もともとこの酵素はがんなどの疾患に免疫系が対抗する時に活性化している酵素であるため、本来はがんなどへの対抗措置だったものが、患者自身を攻撃するようになった一種の免疫疾患であることもわかりました。

免疫系を抑えることは患者の病気への抵抗力を低下させることにもつながるため、治療薬の研究が難しく、いまのところ成功した臨床試験の無い難病です。ですが、悪液質治療薬の研究はがん治療の副作用の軽減などにもつながり、患者の生活の質を改善するすることにつながるため、重要な研究領域だと思われます。


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2017-04-10 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

鳥のV 字編隊飛行

渡り鳥がV字型の編隊を組んで飛行する姿はよく知られています。

人工飼育されたホオアカトキの背中に位置と羽ばたきを詳細に記録する装置を取り付け、鳥のV字型編隊の空気力学的エネルギー効率を調べた研究があります。 理論的には編隊の形状や羽ばたきを精密に維持できればV字型編隊は空力学的に非常に優れることがわかっています。ですが野鳥の群れがそのような統制の取れた行動ができるのかどうかについては疑問が持たれていました。

V字型編隊の空気力学的効率を最大化するには、自分よりも前を飛んでいる鳥が作る空気の渦に自分の羽の動きを同調させる必要があります。これはとても不可能なことに思えますので、V字編隊飛行の主目的は捕食者から身を守るため、あるいは、先頭の鳥がツアーコンダクター役を担うため、と考えられていました。

ロンドン大学の研究者らは羽ばたきの回数とGPSデータが毎秒5 回記録されたデータを解析しました。その結果、ホオアカトキは空気力学的効率を最大化できる最適なタイミングで羽ばたいていることがわかりました。つまり、V字編隊を組んで飛行する鳥は他の鳥と自分の位置関係を正確に把握し、気流を感じてそれに反応してはばたく能力があるようなのです。

鳥のV 字編隊飛行


2017-04-08 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

ヴォイニッチの科学書 Chapter-647 脳のスピードメーター細胞

ラットには速く走れば走るほど活性化する脳の神経細胞があることが発見され、科学者はこの細胞のことをスピードメーター細胞と呼んでいます。一方で、脳の中には自分の現在地や過去に通った場所を認識するナビゲーション細胞があることが2005年に発見されています。

脳はナビゲーションシステムからの情報を統合して脳の中に地図を作製し自分の居場所を把握していますが、ここにスピードメーター細胞からの移動情報を加えて脳内地図をリアルタイムに更新しているようです。

ヴォイニッチの科学書 Chapter-647 脳のスピードメーター細胞

脳の活動を読み取るための電極を装着したラットを走らせる実験で2497個の細胞が走っている最中に活性化しており、そのうち15%がラットの走る速度に応じて活性化したり、落ち着いたりするスピードメーター細胞であることがわかりました。

スピードメーター細胞は速度にのみ反応し、移動の方向には関係がありませんでした。 逆の実験として、数個のスピードメーター細胞からの情報を読み出すことによって、そのときのラットの移動速度を算出することもできました。脳内ナビゲーションシステムは哺乳類全体で似ていると思われていますので、人間の脳にも同様のスピードメーター細胞があるものと思われます。


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おびおがしかし

Author:おびおがしかし
会社員をしながら科学のコンテンツを作ってます。書籍とか、トークライブとか、セミナーとか、ネットラジオとか、Webコンテンツとか。でも、楽しいことしかしません。楽しいことしかできない病、TD! それがおびおなのです。
苦手な食べ物:シーチキン、レバー、昆虫系
Web:ヴォイニッチの科学書
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