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ヴォイニッチの科学書 第737回 食塩による高血圧が発症する仕組み

高血圧は、日本の成人のうち約4300万人が罹患していると試算される重大な国民病です。食塩の過剰摂取が高血圧の原因となることは良く知られています。自然科学研究機構基礎生物学研究所の研究グループは、食塩の過剰摂取により体液中のナトリウムイオン濃度が上昇すると、脳内のナトリウムイオン濃度センサータンパク質(イオンチャンネル)であるNaxがこれを感知し、その結果、交感神経を活性化して血圧上昇が起こることを初めて明らかにしました。

通常のマウスに大量の食塩を与えると体液中のナトリウムイオン濃度が上昇し、それに伴って血圧が上昇します。一方、Nax遺伝子欠損マウスでは体液中のナトリウムイオン濃度は通常のマウスと同程度上昇しているにもかかわらず、血圧の上昇は全く起きません。このことは、血圧上昇にNaxが大きく関与していることを意味しています。

そこで、高濃度のナトリウムイオンを含む水溶液をマウスの脳内に注入したところ、通常のマウスでは、交感神経の活性化と血圧上昇が起こったのに対し、Nax遺伝子欠損マウスではそれらは起こりませんでした。このことから、Naxは体液中のナトリウムイオン濃度の上昇を感知し、交感神経の活性化を通じて血圧を上昇させる脳内センサーであることが予想されました。  

さらに脳のどの部位でどのような細胞が関与しているのかについても研究を行い、交感神経や血圧の制御に関与する脳内器官の1つで血液と脳脊髄液の成分を感知するのに関わる終板脈管器官という部位のグリア細胞に発現するNaxが関わっていることがわかりました。このNaxが活性化すると、神経細胞から水素イオンの放出が促進され、放出された水素イオンが作用して別の神経細胞を活性化する連鎖反応を介して交感神経性の血圧上昇が誘導されます。

高血圧に関する脳内の仕組みを解明した今回の研究は、高血圧症の新たな治療法の開発に役立つと期待されます。また、高血圧全体の約90パーセントを占めるにもかかわらず、原因が特定されていない本態性高血圧の発症の仕組みを理解するための重要な一歩ともいえます。 >


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2018-12-31 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

世界初「宇宙葬」特化の人工衛星

世界初の宇宙葬専用人工衛星が打ち上げられました。この衛星「イリジウムスター2」は一基数キログラムの小型衛星で、一人1グラム、100名分の遺灰が載せられています。打ち上げたのはサンフランシスコの企業イリジウムスペース社です。遺族が支払った費用は一人当たり、2500ドル、約30万円でした。  

打ち上げにはスペースXのファルコン9ロケットが用いられ、その他の64の衛星と相乗りして打ち上げられました。なお、一基のロケットで64個の衛星を打ち上げたのはアメリカでは最高記録となります。イリジウムスター2は高度約550キロメートルの極軌道を周回し、衛星の位置は専用アプリから把握可能ですので、遺族はいつ頭上を遺灰が通過するかが分かります。

イリジウムスター2は今後数年間軌道にとどまります。 イリジウムスペース社は2019年にはイリジウムスター3を打ち上げ、その後は毎年、このプロジェクトを行いたいと考えています。

世界初「宇宙葬」特化の人工衛星


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2018-12-27 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

植物病原菌の巧妙な認識回避機構

植物にも免疫機能はあり、植物病原菌が感染しようとしたときには免疫が排除にかかります。理化学研究所らの国際共同研究グループは、植物病原菌が植物へ感染するために、宿主植物の免疫機構を回避するしくみを発見しました。この研究は農作物を植物病原菌から守る方法の開発につながりそうです。

植物病原菌が植物に感染する際にはエフェクターと呼ばれる病原性タンパク質を植物細胞内に注入し、植物の防御反応を抑制します。一方、植物は、免疫センサーを用いてエフェクターを認識し、過敏感反応(HR)と呼ばれる、細胞死を伴う強力な免疫応答で対抗します(次図)。

植物病原菌の巧妙な認識回避機構


研究は、まずシロイヌナズナにおいて、べと病菌が感染した株と感染していない株の違いを比較し、病原菌に感染した植物が細胞死を起こす現象を指標にして、べと病菌エフェクターを特定しました。  

続いて、べと病菌が宿主植物の免疫センサーを回避するしくみを調べるために、感染に成功するべと病菌のエフェクター遺伝子を遺伝子操作で植物の中で発現させました。その結果、べと病菌を感染させなくても、エフェクターのみで、植物の細胞核が免疫を発動することを確認しました。また、植物体内でエフェクターを遺伝子を活性化させた植物では植物細胞は植物体全体を守る免疫反応としての細胞死を起こしました。

今回の研究で、植物と病原菌の攻防における植物の細胞内型免疫センサーによる病原菌エフェクターの認識、および病原菌側の認識回避機構の一端が明らかになりました。農地では、育種により細胞内型免疫センサーを導入した耐病性品種の抵抗性を打破する新たな病原菌系統の出現が問題となっているため、本研究成果は、将来的な病害防除法の開発に貢献することが期待できます。


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2018-12-26 : 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 第736回 地球のナゾ振動

2018年11月11日、日本時間で夕方。地球が謎の振動現象を起こしていたことが明らかになりました。何が起きたのかはまだわかっていませんが、地震の一種と思われるこの振動、震源はアフリカ大陸の東海岸仏領マヨット島(次衛星写真赤丸)沖24キロメートルの地点であることがわかっています。この振動は津波などの震災が発生するほど強いものではなかったにもかかわらず、アフリカ各国だけではなく、大西洋対岸の南米、地球の裏側のニュージーランド、カナダ、ハワイにまで到達しました。しかもその振動は20分以上も続き、あきらかに私たちがよく経験する地震とは異なる性質のものでした。

ヴォイニッチの科学書 第736回 地球のナゾ振動

この振動はまず、非常に周波数の低い大地の震動として地震計で観測され、地震学者でさえ経験したことのない珍しい振動だったため、その異常性から震源地が特定されるまでは、巨大隕石が地球のどこかに衝突した可能性まで指摘されるほどでした。  

通常の地震は地面の圧縮が伝わるP波、地面の横揺れが伝わるS波の特徴的な振動が時間差で広がり、そのあとに表面波がゆっくりと長い時間続きます。今回の謎振動はP波もS波もなく、表面波のみが長時間続く様子にたとえることができました。また、大抵の地震は多くの異なる周波数の波が混じっていますが、この振動はちょうど17秒周期の非常に単調な振動でした。17秒ごとに地球がベルとなって振動するイメージです。  

今回のマヨット島震源地域では2018年5月から群発地震が発生しており、それとの関係が指摘されています。ただし、謎振動の発生時に地震は起きていません。  フランス地質調査所の調査では、震源付近のマヨット島の位置が7月以降動いており、地下で立方キロメートルレベルのマグマの移動が起きている可能性が明らかになり、沖合で新しい火山活動が始まっているらしいとわかってきました。ところが、マヨット島周辺では4000年以上火山活動はありません。  

地震学者の多くはこの振動をスロー地震で説明しようとしています。スロー地震は、何分、何時間、ときに何日もかけて、ひずみが段階的に解消されていくことによるもので、普通の地震よりも静かで遅いのが特徴です。日本近海やハワイ諸島など火山活動が活発なところで起きるものと今までは考えられていたものです。  いずれにしてもアフリカ東海岸の地球内部でマグマのかたまりになにか大規模な変化が起きたのであろう、という点は確実視されています。今後、世界各国の地震計の該当振動を詳細に解析することによって地中深くうごめく溶融物質の大きさや形を推測できるかもしれません。
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2018-12-25 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

希薄な二酸化炭素を捕捉して資源化

東京工業大学の研究者らは二酸化炭素を捕集する機能を持つレニウムの錯体が、低濃度の二酸化炭素を原料にして有用物質を生産する化学反応を触媒することを発見しました。

化石資源を燃焼して放出される二酸化炭素を有用な物質に変化させる化学反応は、排出二酸化炭素削減と資源の創出の両観点から国内外で精力的に研究されています。しかし、従来の研究のほとんどは、純粋な二酸化炭素を用いて開発が行われている一方で、火力発電所や製鉄所、セメント製造工場などから出る排ガスには二酸化炭素が数%から十数%しか含まれていないため、研究成果を現場にそのまま適用することができませんでした。そこで、実際に排出される希薄な濃度の二酸化炭素を含んだガスをその利用して効率よく化学反応を起こす方法の発見が求められていました。

長年の研究の結果、ある種のレニウム錯体が、1%しか二酸化炭素を含まないガスでも二酸化炭素を効率よく一酸化炭素に変換することを発見しました。一酸化炭素は化学原料として価値が高く、一酸化炭素を水素と反応させることで人造石油を合成することができます。今回の発見により、火力発電所や製鉄所から排出される低濃度の二酸化炭素を含んだ排ガスを、効率的に直接資源化できる可能性が出てきました。

希薄な二酸化炭素を捕捉して資源化
低濃度の二酸化炭素しか含まないガスからレニウム(Re)錯体が二酸化炭素を捕集し、高効率な電気化学反応で一酸化炭素へと還元する



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2018-12-22 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

安価な金属だけで人工光合成実現

東京工業大学の研究グループは、銅錯体とマンガン錯体から成る身近な金属を使用した光触媒を作製し、可視光を照射することで二酸化炭素を一酸化炭素やギ酸へ高効率に還元できることを見いだしました。この反応は量子収率57%で、ルテニウムやレニウムといった貴金属や稀少金属による高効率金属錯体と同等もしくはそれ以上でした。

安価な金属だけで人工光合成実現


今回の研究成果により、安価で多量に使える卑金属(=地球に多量に存在する金属)しか含まない光触媒でも、高効率な人工光合成が可能であることがわかりました。

近年、地球温暖化の主な要因となっている二酸化炭素を資源化するための光触媒開発が世界中で活発化しています。人工光合成技術が実用化できれば、大気中二酸化炭素濃度の上昇を抑制しつつ、将来的に枯渇が心配されている化石資源の代替として有用な炭素資源を二酸化炭素を原料にして、太陽光だけをエネルギー源として合成できるようになることが期待されます。


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2018-12-20 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

金星探査機「あかつき」(PLANET-C)の定常運用終了と延長運用へ

金星探査機「あかつき」(PLANET-C)の定常運用終了と延長運用へ
出典:JAXA  

JAXAの金星探査機「あかつき」の定常運用の終了と延長運用開始が決まりました。金星は、地球とほぼ同じ大きさの惑星で地球の兄弟星といわれています。一方で、地球と金星の大気には大きな違いがあります。金星大気の大気は、地球の100倍程度の地表圧力があり、大気組成のほとんどが二酸化炭素です。その結果、強い温室効果がもたらされ、地表温度は460℃です。また50-60km上空では秒速100mにも達する「スーパーローテーション」と呼ばれる暴風が吹き荒れていることも地球との大きな違いですが、その加速や風の維持されるメカニズムはいまだ明らかになっていません。

あかつきは6台の観測機器を駆使して金星の気象を詳細に観測するミッションで、その結果、金星だけでなくさまざまな惑星に共通する気象の理解、ひいては地球の大気がなぜ今私たちが知るような姿をしているのか、また将来どうなっていくのかについての理解が進むことが期待されました。  

開発に6年をかけたあかつきは2010年5月に打ち上げられ、2010年12月には金星に到達し金星周回軌道に入る予定でしたが、メインエンジンの破壊により太陽を廻る軌道に入りました。この軌道は当初の想定以上に太陽に接近するため、探査機は想定以上の高温環境に晒されることとなりました。探査機姿勢を工夫するなどして9回の近日点通過を耐え、探査機は2015年12月に再び金星に接近しました。使用不能のメインエンジンに替えて軌道制御に姿勢制御用スラスターを用いて、金星周回軌道に進入し、軌道周期も約10.5日の想定よりもはるかに金星から離れる軌道となりました。 新たな軌道で観測計画を練り直し、当初の目的である金星大気の力学構造解明に挑み、2年間の定常運用を行いました。  

2年間で金星大気の三次元運動や、大気と地形の相互作用による波動を観測し、データは現在解析中です。今回のプロジェクト終了審査の結果、十分な成果が得られると同時に、観測装置の故障等も起きており、プロジェクトの終了は妥当と判断されました。不幸中の幸いというか、最初の金星軌道投入の失敗にもかかわらず、粘り強く対応を続け、最終的には再挑戦の機会を見出すなど、困難な状況を経験した過程で、各サブシステム担当者が一致協力して探査機維持のための検討にあたることで専門知識(姿勢制御、推進系、熱、電源、通信等)を深化させ、若手の技術者・研究者が成長する機会となりました。人材育成の一つとできたことは、大変重要です。  

あかつきは機能は制限されるものの引き続き運用が可能な状況にあるため、太陽電池やバッテリの性能劣化、熱制御材劣化、燃料残量などを総合的に判断し、軌道解析を行った結果、今後数年(3年以上)に渡り、安定な軌道が維持できることが確認されたため、引き続き延長運用ミッションに入ることになりました。

金星探査機「あかつき」(PLANET-C)の定常運用終了と延長運用へ
紫外線で撮影した金星昼面合成擬似カラー画像(出典:JAXA)
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2018-12-19 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

信頼度データから負の行為を機械学習

人工知能(AI)を用いた機械学習で何かを判断させる場合、多くのケースでは正のデータと負のデータの境界をコンピュータに学習させます。たとえば、AIを用いた警備ロボットであれば、店に入ってきて何も買わずに出て行っただけの人は悪者としない、お金を払わずに出て行った人を悪者とする、そういった基本的なことは教えなければ警備はできません。一度そのような分類境界を学習すれば、未知のデータに対しても、それが正なのか負なのかをコンピュータが判断できるようになります。

このように、従来の分類技術は、正のデータも負のデータも準備できることを前提にしていますが、この前提が満たされないケースがさまざまな応用の場面で存在します。

そこで研究チームは、正のデータしか手に入らない場合でも「信頼度の情報」さえあれば、コンピュータはうまく学習できるのではないかと考えました。信頼度の情報とは、数学的にはそのデータが正である確率、正のデータがどれだけ正のデータらしいかを示すものです。

信頼度データから負の行為を機械学習

正のデータとその信頼度(正信頼度)の情報だけから、分類境界を学習する場合、信頼度の高いデータから信頼度が低いデータへの変化の概念を把握すれば、信頼度が低いデータの延長上のどこかに分類境界があると想像されます。例えば、あるデータの信頼度が90%であれば、それは「正のデータ90%」「負のデータ10%」の重みが付けられたニつのデータ(正と負のデータ)に分解できます。  

これまで負のデータを収集できないという理由で分類技術が用いられてこなかった多くの分野において、正信頼度の情報に基づく分類技術が適用されると期待できます。


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2018-12-18 : 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 第735回 アニメの自動彩色

奈良先端科学技術大学院大学は民間企業と共同で、アニメ制作工程の1つである、色を塗る業務を自動化するための技術を開発しました。

日本では連日大量の深夜アニメが放映されていますが、その一方で、アニメの制作にかかわる人の数は頭打ちで、制作の効率化・自動化が急務となっています。そこで本研究チームは完成した動画に着色する工程の自動化の可能性に注目しました。自動彩色を実現するために、民間企業が有するアニメ制作技術と知見、奈良先端科学技術大学院大学がもつ機械学習やコンピューターグラフィックス・コンピュータービジョンの基盤技術を融合し、ディープラーニング技術を用いて、日本アニメの特徴である多くの色数を用いた天然色の美しい色彩と、美少女アニメが多いことに特化した世界初の自動彩色技術の開発に成功しました。

この技術では、キャラクターの色を定義する設定表と彩色前の絵をシステムに入力すると、物体認識などで用いられるディープラーニングによる画像の領域抽出アルゴリズムを応用し自動彩色を行います。


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2018-12-17 : 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 第732回 ニューロン表面波伝播説

(参考:日経サイエンス 2018年9月号)  

神経細胞における情報伝達に関する教科書を書き換えることになるかもしれない説が注目を集めています。それは、神経細胞での情報伝達はこれまで考えられていた電気回路ではなく、機械的な情報伝達だ、という「ニューロン表面波伝播説」です。  きっかけとなったのは麻酔薬の作用に関する謎です。麻酔薬の作用メカニズムはよくわかっていませんが、不思議なことに、分子構造の異なるあらゆる麻酔薬がどれも同じように作用します。分子構造が全く異なるのに作用が同じ、ということは(たとえば医薬品のように)細胞のタンパク質(受容体)に結合して効果をもたらしているとは考えられません。

ニューロン表面波伝播説のポイントは、神経線維上を物理的な圧縮波が伝播しており、これが情報伝達の本体で、観察される電気パルスはそれに伴う副産物にすぎない、というものです。根拠となる観察事実は次のようなものです。

・電気パルスが神経線維を通過する際に、透明な細胞が一瞬だけ不透明になることが古くから知られていた。
・最近の研究で神経細胞で情報が伝達される際、細胞膜の表面が7ナノメートルほど盛り上がり、電気パルスの通過とタイミングが完全に合っていることがわかった。
・パルスが通過する際に神経線維の温度は100万分の数度上昇し、通過後に元の温度に素早く落ちる
・生じた圧縮波は秒速約50mで伝わり、この速度は押しピンを踏んだ際に足から脳へ情報が伝わるのとほぼ同じスピード。

これらはすべて、最新の分析装置によってはじめて観察が可能になったことです。現在の神経の情報伝達メカニズムが提唱された時代にはいずれも観察が不可能な細胞の現象でした。唯一観察可能だったのが電圧パルスでしたので、これが情報伝達の本体だと誤って解釈していた、というのです。

さらに最新の研究によると、細胞膜を構成する脂質は通常は分子がランダムな方向を向いた液体の状態なのですが、情報がやってくると細胞膜が圧縮され、脂質は分子の向きがそろった状態に変化することがわかりました。これは「液晶」の性質で、神経細胞の表面では情報伝達に伴い、液体と液晶状態の短時間の転移の繰り返しが行われている、というのです。 麻酔薬との作用の関係の実験で、細胞膜に160気圧に高めると、麻酔薬の効果が消えることがわかりました。麻酔薬が医薬品のような化学反応であれば、圧力が高まれば反応は早くなるはずで、圧力をかけると止まるのであればそれは物理現象だということです。

もし機械的波動が神経情報伝達の本体であれば、脳に関する私たちの理解は大きく変化することになります。



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2018-12-15 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

立体視力の個人差に対応した神経線維束

私たちは日常生活において、視覚の奥行きを認識して物体の位置を把握しています。立体視は右目と左目の見え方の違いを手掛かりとして、脳が視覚情報を処理することによって成り立っているということが分かっています。 一方で、私たちヒトの立体視力には大きな個人差があることも知られています。健常成人の中でも、細かな奥行きを知覚できる人もいれば、大きな奥行きでないと知覚できない人もいます。こうした個人差は、脳の働きの個人差に起因すると考えられます。 国立研究開発法人情報通信研究機構は、核磁気共鳴診断装置を用いて、視覚処理に関わる脳の場所同士を結ぶ線維束の構造(次図)の違いが、立体視力の個人差と関係することを明らかにしました。

立体視力の個人差に対応した神経線維束

線維束の神経組織密度と立体視力の関係を解析した結果、立体視力の高い参加者は、低い参加者と比べて、右半球(大脳右側)の後頭部鉛直神経線維束(Vertical Occipital Fasciculus:VOF)と呼ばれる線維束(次図)の神経組織密度が高いことが明らかになりました。VOFを介した視覚野の領域同士の連絡の仕方の違いによって、ヒトの立体視力の違いが見られる可能性を示唆します。

立体視力の個人差に対応した神経線維束

過去に行われた調査研究により、約3割のヒトが両眼を使った立体視が不得意であることが分かっています。今後、VOFと立体視力の関わりを更に詳しく調べることで、弱視などにおける立体視力機能の改善に役立てる知見が得られることが期待できます。
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2018-12-13 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

西之島の噴火は大陸生成を再現

西之島の噴火は大陸生成を再現

西ノ島は1973年と2013年に大噴火し、常に活発な活動を続けている無人島です。国立研究開発法人海洋研究開発機構は、産業技術総合研究所、ニュージーランドカンタベリー大学と共同で、小笠原諸島の西之島の海底および陸上に噴出した溶岩の分析を行い、西之島直下のマントルが融解して安山岩質マグマを噴出していることを明らかにしました。  

安山岩質マグマとは、大陸地殻の形成に関わる特殊なマグマです。このマグマが噴出しているということは、西之島の噴火は太古の地球で起きた大陸の出現を再現しているものとおもわれ、地球における大陸の成因を明らかにするとともに、人間活動の基盤となる陸地を形成するプロセスの解明に向けて重要な役割を果たすことが期待されます。

西之島の噴火は大陸生成を再現


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2018-12-12 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

磁気渦の新しい生成機構を発見

電子は、電気的な性質である「電荷」と磁気的な性質である「スピン」という二つの性質を持っています。スピンの集まりである磁気構造体を利用した磁気記憶素子を高密度化・省電力化する方法として、近年注目を集めているのが渦状の磁気構造です(次図)。

磁気渦の新しい生成機構を発見

渦状のスピン配列を作るためには、前の図であれば、外部から力を加えて隣り合う矢印(スピン)の向きを徐々に内側に無得て変えていくことが必要です。科学者の間では、ハードディスクの円盤のようなかたまり状の物質、つまりバルク試料でこのような力が働くのは、特殊な結晶構造を持つ物質に限られると考えられていたため、製品として成立する物質の設計が難しいとされていました。  

北海道大学と理化学研究所の共同研究グループは、磁性金属Y3Co8Sn4 (Y:イットリウム、Co:コバルト、Sn:スズ)に着目し、スピンの配列を詳しく調べました。まず、この単結晶バルク試料(次写真)を作製し、原子レベルで構造を解析しました。

磁気渦の新しい生成機構を発見

その結果、温度17K(約-256℃)以下、磁場がない状態において(次図)、磁気渦が規則正しく整列していることを示すデータが得られました。

磁気渦の新しい生成機構を発見


温度と磁場を制御することによってこのイットリウム・コバルト・スズ金属が磁気渦を生成する機構は、単純な電子媒介磁気的相互作用であることがシミュレーションから予想されました。この性質は、多くの磁性金属が潜在的に持つ性質であることから、今回発見された新物質だけでなくこれまで見落とされていた物質も磁気渦を形成する物質の候補となります。また、磁場がない状態でも磁気渦を生成できるという特徴は、磁気渦を情報担体とする磁気記憶素子の実現に向けた足掛かりとなると期待できます。
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2018-12-11 : 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 第734回 人の行動は確率的

横断歩道を渡りたいとき、点滅しそうだったらどうするか。寝る前にちょっとお腹がすいたらどうするか。こういった際の意思決定は、多くの場合確率的になります。 行動選択は、報酬の最大化などの仮説に基づいてこれまでよく調べられています。一方で、選択肢と報酬との関係性がはっきりしないような状況では、選択結果は人によって大きく異なります。なぜこのような個体差が出現するのかについて、そのメカニズムはほとんど知られていませんでした。

理化学研究所などの国際共同研究チームは、「意思決定課題」を学習したラットを用いてそのメカニズムの解明に取り組みました。ラットに音を聞かせて、高音の場合には左のノズルを、低音の場合には右のノズルをなめるとジュースが飲めるという、行動と報酬を結び付ける学習実験を行い、ラットがこの意思決定を行っている最中に、脳内の「内側前頭皮質」に存在する多数の神経細胞の活動を記録しました。  

次に、学習済みの高低2音の間に異なる音を挿入すると、これらの新しい音に対するラットの行動選択の意思決定は確率的になります。しかも、それはラットの個体ごとに反応が大きく異なる傾向が得られました。新たな音に応じて行動の選択確率を敏感に変化させる個体もいれば、新たな音に対しては左右どちらかの選択肢に偏る個体や、ほぼランダムな行動選択を示す個体もいました。これは人間の反応と同様です。

ヴォイニッチの科学書 第734回 人の行動は確率的

この時に記録された神経細胞の反応の変動は、その個体の行動選択の変動と相関していました。感受性の高いラットは、神経細胞の反応が外部の影響を受けやすく不安定なため、音の周波数に応じて行動選択確率を変化させるのに対し、感受性の低いラットは影響を受けにくく安定しているため、新しい周波数に対しては敏感に応答しませんでした。

一般的に、同じことをひたすら繰り返すラットと、ケースバイケースで行動を変えるラットを比較すると、感受性の高い後者の方が賢いラットと見なされがちです。しかし今回の研究結果から、賢く見えるラットほどその神経活動は外的要因の影響を受けやすく不安定であり、逆のラットは神経活動が外的擾乱の影響を受けにくく安定していることが分かりました。


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2018-12-10 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

スペースXの有人飛行いよいよ

国際宇宙ステーションへの物資の輸送は日本の「こうのとり」など各国の無人宇宙貨物船が活躍していますが、宇宙飛行士の行きはロシアの宇宙船、ソユーズだけが担っている現状です。そのソユーズも先日、宇宙飛行士をのせた状態での打ち上げに失敗し、幸いにも宇宙飛行士は脱出して無事だったものの、唯一の移動手段に頼る現状上の危うさが浮き彫りとなりました。

しかも、NASAがソユーズを使えるのは期限があり、2019年11月に期限の終了を迎えてしまいます。これを過ぎればNASAは宇宙飛行士を国際宇宙ステーションに送り出すことも、連れて帰ることもできなくなるのです。また、2011年のスペースシャトル運用終了以降、米国は自力での宇宙飛行士移動手段を持たず、すべてをロシアに依存していることも、安全保障上大きな問題となります。

これらの事情を受けて、スペースX社の国際宇宙ステーション行き有人ロケットが、当初の計画2020年より前倒しされて、来年、2019年6月に打ち上げることになりました。実際の有人飛行の前に、宇宙飛行士輸送用に設計されたカプセル、スペースX・クルー・ドラゴンの無人デモ飛行試験が2019年1月7日に打ち上げられる予定です。そして6月、宇宙飛行士2名が搭乗しての本番です。

また、米国ボーイング社も有人宇宙船「スターライナー」を開発中です(次写真)。スターライナーは、2019年3月に無人で軌道飛行試験を実施した後、8月に3人の宇宙飛行士が乗り込んで飛行試験を実施する計画です。

スペースXの有人飛行いよいよ
出典:ボーイング社Webサイト
http://www.boeing.com/space/starliner/


2018-12-09 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

1回5億円の薬が登場

スイスの製薬会社ノバルティスが、1回5億円の遺伝子治療薬を開発したと話題になっています。まだ当局に承認される前ではありますが、この新しい遺伝子療法は、1型脊髄性筋萎縮症を治療するものです。

1回5億円の薬が登場

1型脊髄性筋萎縮症は赤ちゃんに発症し、命にかかわる遺伝性疾患で、赤ちゃん2万人に1人の確率で発症します。今回開発された遺伝子治療薬は、生まれてすぐに1回投与すれば、一生発症を防ぐことができます。 発売前の、患者の協力を得た臨床試験として、十数人の子どもに対して治験を実施済みです。最終的な価格はまだ決まっていませんが、ほぼ5億円になると見込まれています。

これまでの医薬品で最も高額だったのは、リポタンパク質リパーゼ欠損症という非常に珍しい病気の遺伝子治療薬グリベラで1回1億2000万円でした。 グリベラは何回か投与が必要のため、最終的には10億円近くになる医薬品で、市場からは受け入れられず、需要不足のため、2017年9月に販売中止となっています。これらの高額な医薬品は患者数が非常に少ないため、製薬会社はわずかな人数の治療に数千億円もの開発費を投じることになり、ビジネス上の都合から投資を回収するために、非常に高い金額を請求することになります。


2018-12-08 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

たった6光年先に地球

地球からわずか6光年先にバーナード星という星があります。バーナード星は1916年に発見された星で、大きさは太陽の6分の1ほどしかなく、太陽より歳を取っていて、赤くて温度が低い、地味な星です。 バーナード星の周りを地球のような惑星が公転していることが明らかになりました。6光年という距離は、宇宙の中では非常に近い距離ですが、それでも望遠鏡でこの地球のような惑星を直接見ることはできません。

今回は、系外惑星を探す「カルメネス」プロジェクトにおいて、スペインのカラル・アルト天文台を使って、バーナード星のわずかなふらつきを観測して惑星を発見しました。バーナード星に惑星があるなら、惑星の引力でバーナード星がひっぱられるため、惑星の公転に応じて、バーナード星が地球にわずかに近づいたり、遠ざかったりします。その結果、バーナード星からの光に変化が現れるのです。

今回の惑星の発見は、ひきつづき確認のための観測が行われたのちに結果が確定しますが、発表の通りバーナード星に惑星が実在すれば、大きさは地球の3倍以上のスーパーアース、つまり岩石と氷からできた巨大な地球型惑星だと考えられます。薄暗いバーナード星の周りを細長い軌道を描いて地球の日数で233日で公転しているようです。 バーナード星が小さくて暗いので、平均表面温度はマイナス170度しかなく、地表で生物が暮らすのは不可能と思われます(次図はこの惑星表面の想像図)。

たった6光年先に地球
出典:ナショナルジオグラフィック(ILLUSTRATION BY ESO - M. KORNMESSER)

しかし、地球においても地球全体が凍ってしまう、全休凍結という時代が何度かあったことがわかっていますので、このスーパーアースもひょっとすると今はそういう時代なのかもしれません。 残る問題は、この天体に大気を保持できる大きさがあるかということです。地球に似た組成の大気があれば、氷の下には地球のカニやエビのような生物が生息している可能性が非常に高くなります。

2018-12-08 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

鳥の卵のカラフルさ

鳥の卵がカラフルなのはどうしてでしょうか?

鳥の卵のカラフルさ
鳥の卵いろいろ(ナショナルジオグラフィックより引用)  

恐竜が現在の鳥とよく似た特徴を持つようになったのは、エウマニラプトル類と呼ばれるグループからです。

鳥の卵のカラフルさ
Sinovenator changii by Todd Marshall (2004)  

エウマニラプトル類は、ジュラ紀(1億9960万年前~1億4550万年前)の末期に急速に多様化しました。エウマニラプトル類が他の恐竜類と異なる点の一つは積極的に子どもの世話をすることです。そのほかの恐竜類は土の中に卵を産んでそのまま放置していました。

エウマニラプトル類は地中ではなく、鳥の巣のようなオープンな場所で卵を親が温めたと思われていますので、それが、鳥の仲間がさまざまな色や模様で卵を彩るきっかけになったという説があります。

米エール大学の研究者によると、鳥や恐竜の目は人間とは色を感じ取る細胞の仕組みが異なっていたため、白い卵はピンク色に光って見えた可能性があるようなのです。ピンク色で光ると非常に目立つのですが、色のついた卵は人間が見るとカラフルに目立って見えますが、光らなくなるので捕食者に狙われにくくなるのだろうと想像されます。


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2018-12-06 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

不適切な行動を抑制する脳領域

注意欠陥多動性障害やパーキンソン病などで見られる不適切な行動を抑制する脳のメカニズムが筑波大学と京都大学の共同研究で明らかになりました。  

患者さんが社会生活を送る上では、衝動的な行動や不必要な行動を抑制できることがとても重要です。これまでの先行研究により、行動抑制では、脳の中の前頭前野や大脳基底核と呼ばれる領域が重要な役割を果たしていることがわかっていました。また、注意欠陥多動性障害やパーキンソン病などの行動抑制の能力が低下する疾患の多くでは、ドーパミン神経系に異常が見られることも知られています。  

サルを使った実験で、脳の黒質緻密部のドーパミン神経細胞から線条体尾状核に対して、不適切な行動を抑制するための神経シグナルが伝達されていることが示唆されました。この発見は、注意欠陥多動性障害やパーキンソン病などで見られる不適切な行動を抑制できない症状の治療ターゲットとして、黒質‐線条体ドーパミン神経路が有力な候補であることを示しています。

不適切な行動を抑制する脳領域


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2018-12-05 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

歌で宇宙平和へ

聴いている曲を知っているか知らないかで、脳の活動に違いがあることは幾つかの研究で知られていました。故意に音をずらしたときの脳波や、さまざまな音楽を聞いているときの脳波を測定すると、馴染み度によって脳の反応が異なります。東京農工大学の研究グループはこれまでの研究で、馴染みのない曲のとき、脳波と聴いている音楽には強い相関があらわれ、脳波が曲に同調する「引き込み」と呼ばれる現象が現れることを示していました。

本研究では15 名の実験協力ボランティアに音を消したTV コマーシャルとクラシックのピアノ曲を同時に流しながら、動画に注意を向け音楽への集中度が低くなっているときと、音楽に注意を向けているときのそれぞれの場合で、脳波を測定しました。音楽は40 種類のピアノ曲を使い、実験協力ボランティアには、曲を知っているか知らないかを答えてもらいました。

まず、音楽と脳波の相関を測定し、相関の強さ、つまり曲と脳波が同調しているかどうかを測定し、曲への馴染み度と集中度による影響を調べました。すると、曲への馴染み度、その曲を知っているか知らないかは脳波と大きく相関することがわかりました。

このことから、曲を知っているか知らないかが無意識に脳の活動に影響を与えていることを示しています。

今後は脳のどの部位で曲による脳波の違いが生み出されているのか、機能的磁気共鳴画像法(fMRI)等を併用して、音楽の馴染み度によって脳の情報処理がどうなっているのかをより深く調べていく計画です。将来は、脳活動にダイレクトに働きかけることができる音楽を選んだり、さらには作曲したりするような事が可能になるかもしれず、歌で宇宙平和の取り組みが実現しそうです。


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2018-12-04 : 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 第733回 AI作詞家

AIにとって、歌詞やポエムは苦手な分野です。多くの研究者がAI文学への取り組みをしていますが、今回はグーグル研究チームによる歌詞の取り組みの例です。  
AIによる作詞の方法はいろいろありますが、今回の詞は20冊の本から単語を抽出し、訓練を行って、多様な語彙のデータベースを構築し、その後、既存の歌詞の構造に語彙の単語を投入しました。

カモン ウー
あなたはその未亡人の声を覚えている
私はその年齢の女性が好きだ
私はその年齢の女性全体に対し敬意を表する
私はそのことについて全く疑いを持っていない
私はマントルピースの隅に座っている


韻を踏むなどして、キャッチャー・イン・ザ・ライム目指して頑張って頂きたいところです。


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2018-12-03 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :
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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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