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Chapter-541 小脳はどうやって運動を覚えるのか

電気通信大学の研究グループの発表です。

スポーツのトレーニングや体を使った動作の練習をすると、それらの動きを学習して上達することが出来ますが、運動の記憶が脳内でどのように定着するのかはこれまでよくわかっていませんでした。 研究グループは、運動の中でも最も簡単な神経回路で生じる目の反射運動に着目しました。

目の前で画像を左右にゆっくり動かすと、それと同じ方向に目が動くことにより、網膜上の像のぶれを軽減させる反射が起きます。この反射を何度も何度も繰り返させると、目の動きがより大きくなり、その結果像のぶれをより軽減できるようになりますが、これをOKR の適応と呼びます。

OKR の適応には小脳が重要な役割を担っていることが既に知られています。研究グループは小脳の神経回路の数理モデルを構築し、コンピュータシミュレーションを行いました。その結果、トレーニングを1 時間行うと、第一段階として小脳皮の表面で神経細胞同士の接続に変化が起き、記憶が形成されました。

第二段階の変化はトレーニング後、休憩しているときに起きました。小脳表面の変化は自然に消失し、あたかも情報が転送されたかのように小脳の中心部分でそっくりの神経細胞同士の接続が発生しました。 このようにして運動の記憶は定着するようです。運動には「分散効果」といって、1時間のトレーニングを1回するよりも、15分のトレーニングを4回した方が効果が高いことがわかっていますが、この小脳での情報の転送と定着でもそれが再現されました。

今回の研究の結果によって、運動記憶の形成メカニズムの解明が大きく進歩したと共に、より効果的な学習・記憶法の確立や、自動的に動きを学習する知能ロボットの開発への応用が期待されます。



この記事はインターネット科学ラジオ番組「ヴォイニッチの科学書」のあらすじです。
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2015-04-05 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

男は独りになると暴食して太るのか

米国ハーバード大学の研究者らがオキシトシン、別名愛のホルモンに食欲を抑える作用があり、愛のホルモンを鼻から吸入することが減量に効果があることを発表しました。

愛のホルモンは恋愛や手をつなぐなど異性との行動に関係しているとされるホルモンで、医学的には陣痛の誘発や母乳の分泌に関与しています。

20代の男性実験ボランティア(そのうち半数は肥満体)にオキシトシンスプレーを鼻から投与し、レストランで各自が注文した食事量の2倍の量を出した時の食事量と肥満度を計測する実験を行いました。

その結果、オキシトシンを吸入すると自主的に食べる量が減り、体重減少効果があったということです。一ヶ月分の吸入オキシトシンは3万円程度とのことですが、それよりも親しい女性と食事をすることが男性の減量には効果的なのではないかと研究者は説明しています。

男は独りになると暴食して太るのか
2015-04-05 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

バイオエタノール生産酵母を発見

龍谷大学の研究者らが食品廃棄物からバイオエタノールを生産する酵母を発見しました。

すでにあらかじめ食品廃棄物を酵素処理した後に酵母でエタノールに変換する技術は開発されていましたが、廃棄物中のデンプンを一気に燃料に変換できる酵母の発見は世界初です。

この酵母によってバイオエタノールの製造方法が一気に簡略化され、省エネルギーかつ低コストで食品廃棄物の有効利用が可能になるかもしれません。
2015-04-05 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

桜の開花タイミング

気象庁が桜の開花時期に関する過去のデータを集計したところ、桜の開花日は10年間あたり0.9日ずつ早まっていることがわかりました。

自分が小学生の頃の桜のタイミングと今の桜のタイミングを頭の中で比べてみてくださいね。だいたい合っているような気がしませんか?

桜の開花タイミング
2015-04-05 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

水素の取り扱いをもっと簡単に

水素エネルギーの活用が推し進められています。

燃料電池自動車ミライの場合は、自動車という性質上、瞬間的に大量の電力が必要になることがあるため、水素をそのままタンクに詰めて燃料として使っています。

ですが、少ない電力を大きな変動なく供給できれば良い用途の場合は水素を何か他の元素に結合させて液体などにしておいた方が扱いも簡単です。補充もたとえば、コンビニで買ってきたボトルから機器のタンクに注ぎ込むだけ、という方法も可能になって、取り扱いが格段に容易になります。

分子1個あたりにできるだけ大量の水素を結合することができ、合理的な方法でその水素を結合したり切り離したりできる物質を水素貯蔵材料といいますが、水素をより身近なエネルギー源として活用するために水素貯蔵材料の研究が進んでいます。有望な物質としてはアンモニアがよく知られていて、窒素原子1個に水素を3個蓄えることができ、分子の体積に占める水素の割合が高いのでエネルギー密度が高い特徴もあります。

東北大学の研究者らはこれまで水素の貯蔵には向いていないと思われていたクロムを使うことに成功し、クロム原子1個あたり7個の水素を貯蔵し、マグネシウムで安定化させた水素貯蔵材料の開発に成功しました。さらに追加で水素をクロムに付加することも可能だと考えられています。

水素の取り扱いをもっと簡単に
2015-04-05 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

ヘビ毒無毒化物質

オポッサムは体長10センチから1メートル程度まで様々な種類のあるネズミのようなほ乳類です。

オポッサムの一部はヘビ毒に抵抗性があることが100年近く前から知られていました。そのメカニズムはよくわかっていなかったのですが、米国サンノゼ州立大学の研究者らが、オポッサムの血液に含まれるペプチド(小さなタンパク質)がヘビ毒を中和させていることを突き止めました。ヘビ毒に抵抗力のないネズミにヘビ毒を注入し、その後でこのペプチドを注射したところ、中毒症状が抑えられることも確認しました。

ヘビ毒は多様な種類の物質から成る混合物であるため、治療薬の開発は困難ですが、今回発見されたペプチドはなぜか複数のヘビ毒に同様に中和効果が見られたとのことで、人間用の中和薬として使用が可能かどうか、今後の研究が期待されます。
2015-04-05 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

水星磁気圏探査機(MMO)公開

JAXAが2016年に欧州宇宙機関と共同で打ち上げる水星磁気圏探査機(MMO)を公開しました。

水星は太陽に近いので、太陽の熱を反射するために鏡が周囲に貼り付けられた美しい衛星です。また、太陽エネルギーも強いので翼式の太陽電池も搭載していません。当初のイメージイラストでは大きめの太陽電池パネルを本体周囲に貼り付けることになっていましたが、実機では細いスリット上の太陽電池パネルが搭載され、最近デザインの流行をおさえた非常におしゃれな探査機になっています。

水星に到着した後にセンサーの付いたブームを展開し、磁場の観測や岩石型惑星の起源に関する情報の収集を行います。

水星磁気圏探査機(MMO)公開
2015-04-05 : 人工衛星 : コメント : 0 :

Chapter-540  リチウムで海底のさらに奥深くを調べてみたよ

海底の地殻(プレート)がマントルの中に沈み込んでいくときに、大量の海水を巻き込みながら沈んでいることがわかっています。

プレートの沈み込み領域は日本列島周辺の巨大地震の震源と一致していますが、独立行政法人海洋研究開発機構は琉球大学理学部と共同で、巨大地震の震源域に巻き込まれた海水がたまっている場所があるらしいことを確認することに成功しました。最近では地底の大規模な水の循環と地殻変動、そして巨大地震との関係が注目されてます。

紀伊半島沖から地球深部探査船「ちきゅう」が掘削した堆積物の中に含まれる水を分析し、含まれるリチウム元素の同位体比(7Li/6Li 比)を詳細に測定しました。この比率を測定することによって、その水が過去にどの程度の温度にさらされた経歴があるのかを知ることが出来ます。

分析結果より210℃~310℃の高温にさらされた水が含まれていることが判明し、この温度に加熱される可能性があるのは、推定海底下15kmもの深い場所で南海トラフ巨大地震の震源域に相当します。

リチウムを含む岩石が高温にさらされるとリチウムが岩石から水に溶け出します。その結果、高温を経験した掘削堆積物は海水などに比べてリチウムを多く含みます。また、リチウムには陽子の数は同じで中性子の数が異なる同位体がありますが、高温を経験した水ほど軽いリチウムを多く含みます。一方、海水や周囲に熱源が存在しない場所の地下水は、重いリチウムを多く含むことがわかっています。



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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。
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