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2次元物質で高効率の熱電変換を実現

理化学研究所と東北大学の共同研究グループは、鉄系高温超伝導体 のセレン化鉄(FeSe)をナノスケールにまで薄膜化することで、熱電効果(ゼーべック効果)が飛躍的に上昇することを発見しました。 熱電効果 とは、物質の両端に温度差をつけると、その温度差に比例する電圧が発生する現象をいいます。熱電効果を利用することで、排熱から電気エネルギーを取り出す熱電発電が可能となります。


2次元物質で高効率の熱電変換を実現

今回、共同研究グループは、セレン化鉄の極薄膜を作製し、薄膜の厚さと熱電効果の関係を調べました。その結果、熱電性能は膜が薄くなるとともに急増し、1ナノメートルに迫る単層レベル(2次元物質)では厚膜時の数百倍に、また取り出せる電力値の指標となる熱電出力因子は約10万倍に増大することが分かりました。さらに、室温における出力因子はこれまで知られているどの熱電物質よりも大きく、低温になるにつれてさらに上昇することも分かり、ナノ物質が大きな可能性を秘めていることを示す重要な指針になりました。ナノスケールでの発電なので、そのまま生活用の電気には使用できないと思いますが、ナノマシンの電力源とかに使用できるのでしょうか。

2次元物質で高効率の熱電変換を実現


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2019-03-29 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

iPS細胞から作製した角膜上皮細胞シートの臨床研究承認

大阪大学の研究グループによる、ヒトの人工多能性幹細胞(iPS細胞 )から角膜上皮細胞シートを作製し、角膜疾患患者に移植して再生する臨床研究計画を厚生労働省が承認しました。

計画では、京都大学iPS細胞研究所から提供された他人のiPS細胞から誘導した角膜上皮細胞を培養してシート状にし、角膜上皮幹細胞疲弊症 の患者4人に移植します。この臨床研究は、ヒトiPS細胞由来の他家角膜上皮細胞シート移植の最初の世界最初の臨床研究です。その後、治験につなげて標準医療に発展させることを目指しています。本手法は、現状の角膜移植治療法におけるドナー不足や拒絶反応などの課題を克服できる革新的治療法となりえます。


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2019-03-28 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

楽観主義は痛みを軽減する

米ミシガン大学アナーバー校の研究で、楽観主義は慢性の痛みを軽減する可能性が示されました。約2万1,000人の退役軍人を対象にした調査で、海外に派兵される前から気持ちが前向きだった人では、派兵された後に新たな背部痛や関節痛、頻繁な頭痛などの痛みを経験する頻度が低かったということです。  

調査の結果、楽観性の評価スコアが1点上昇するごとに、派兵されて以降、新たな疼痛を経験する確率が11%低下することが分かり、楽観性が高い兵士と比べて、楽観性が低い兵士では、新たに関節痛または背部痛、頻繁な頭痛のいずれかを経験したと報告する確率が35%高かったということです。


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2019-03-27 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

アルツハイマー病の神経毒性物質の形成

アルツハイマー病は記憶や思考能⼒が徐々に障害され、最終的に⽇常⽣活にも⽀障をきたす疾患です。その患者数は世界中で約5000 万⼈おり、2050 年には約3 倍に増加すると予想されています。しかし、未だアルツハイマー病の原因は明らかになっておらず、明確な治療法もありません。

アルツハイマー病では脳の神経細胞が減少し、脳内におかしくなったたんぱく質がかたまりをつくるシミ「⽼⼈斑」や、線維状の沈着物「神経原線維変化」と呼ばれる異常が⾒つかり、最終的には神経細胞同⼠のネットワークが消失してしまいます。この⽼⼈斑は、アミロイドβ(Aβ)と呼ばれるタンパク質です。Aβが脳内に蓄積することが、現在アルツハイマー病の原因の⼀つとされています 。Aβがどこでどのように形成されて、それがどのように神経細胞にダメージを与えるのかはよくわかっていません。 近年アルツハイマー病の原因として、⽐較的少数のタンパク質が凝集した「オリゴマー」と呼ばれる構造体が毒性発揮の中⼼的な役割を担うと考えられています。

Aβ が30 個集まった球状構造体「アミロスフェロイド(ASPD)」が強い神経毒性を持つことが報告されています。これまでの研究により、ASPD がアルツハイマー病の病態と相関して脳内の蓄積量が増えることや、アルツハイマー病患者脳では、⼀部の領域でのみ神経細胞死が起きますが、この神経細胞死が起きる領域とASPDの蓄積が起きる領域が⼀致しており、ASPD がアルツハイマー病の病態に重要な働きを持つことがうかがえます。しかし、ASPD が脳内でどのようにして形成されているかについては不明でした。

ASPD を蓄積する細胞がどのような細胞かを調べたところ、これらの細胞は神経細胞の活動を活性化する「興奮性神経細胞」であることがわかりました。さらに、ASPD の蓄積に伴って細胞内の輸送に異常が出ることが⽰唆されました。 興奮性神経細胞から細胞外に分泌されたASPD は、周囲の神経細胞に結合することで神経細胞の細胞死を引き起こすことも確認できました。

これまでの研究でASPD がアルツハイマー病患者脳で蓄積していることがわかっていましたが、本研究により、神経細胞内で実際に形成されること、さらに神経細胞から分泌され、周囲の細胞の神経細胞死を引き起こすことがわかり、アルツハイマー病患者脳で起こる神経細胞死のメカニズムについて、より明解に説明することが可能となりました。また、ASPD の蓄積が⼀部の神経細胞でのみ起こることがわかりました。この神経細胞種による違いは、アルツハイマー病患者脳において、神経の脱落が特定の領域でのみ観察されるという現象の説明につながる可能性が考えられます。


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2019-03-26 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

蒸気で動く宇宙探査機の開発

小惑星で資源を採掘する際の動力源として水蒸気を使おうという、スチームパンク探査機の研究が進んでいます。小惑星には氷がふんだんにあるので、それを使えば、燃料を容易に補給して動き続ける探査機が開発できるのでは、という考え方です。  

米国中央フロリダ大学の研究チームが、「ワイン(WINE:World Is Not Enough)」と名付けられた蒸気駆動の探査機のモデルを発表しました(次写真)。氷に覆われた天体に着陸した後、ワインは氷にドリルで穴を開けて、氷を溶かした水を取り込み、宇宙船のタンク内で再凍結させ保管します。離陸が必要な時にはタンク内の氷を太陽発電または原子力電池で加熱し、タンクの内部圧力を高めます。その後、蒸気を勢いよく外へ噴出させることで得られる推進力で、ワインは別の小惑星を目指します。いわば空飛ぶやかんです。

蒸気で動く宇宙探査機の開発

別の研究チーム、シリコンバレーのスタートアップ企業モーメンタス社は、水を太陽の表面温度近くにまで超高温にすることによって、水をプラズマ化し、水蒸気より高い推進力を得たいと考えています。モーメンタスによる電熱推進システムの初の宇宙実験は今年実施される予定です。  

このような水蒸気を使った推進システムはエネルギー効率は悪いのですが、水を深宇宙でも補充が可能です。また、蒸気エンジンの最大の利点は単純さで、故障しにくく長い年数にわたって使い続けられることでもあります。しかし、蒸気推進システムが供給するパワーでは、宇宙船は超低重力状態で動くのがやっとです。


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2019-03-25 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

アンチエイジング薬「セノリティクス」が初試験

米国メイヨ―クリニックが中心となって行った、アンチエイジング薬「セノリティクス」の最初の臨床試験が終了しました。セノリティクスは体内の老化した有毒な細胞を死滅させる薬です。今回の臨床試験は肺疾患患者14人を対象に行われました。老化を遅らせる目的で、いずれは健康な人にもこの治療法が使えるかもしれません。  

老化を遅らせるための薬は創薬ベンチャーを中心に多くの研究があり、セノリティクスは、それら中の最初の試みとなります。ただし、今回の試験は医薬品の臨床試験の中でフェーズIと呼ばれる、微量を服用して安全性を確認するための試験ですので、フェーズII、IIIと進めて、十分な効果が出る量を服用しての試験はこれから数年をかけて行われます。フェーズI試験では老化を抑制するについては何もわかりません。  

セノリティクスのほかに、米国ブリスベンにあるユニティ・バイオテクノロジーも2種類のセノリティクス系の薬の開発に取り組んでおり、1つ目の薬は、変形性関節症の治療のフェーズIにあります。これらのセノリティクス系の作用は、分裂する能力を失ったものの、依然として強い作用を持つ化学信号を送り出す能力のある老化細胞を標的とし、これらの細胞と、それが生成する物質が老化のプロセスに関与しているという説に基づき、この老化細胞を除去することが、健康的な老化を促し、老化による病気を防ぐとされています。


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2019-03-22 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

カブトガニはクモの仲間

米ウィスコンシン大学マディソン校が最近発表された論文で、カブトガニはクモやサソリ、ダニなどと同じクモ綱に属することがわかりました。カブトガニ類とクモ綱の生物について膨大な遺伝子解析を行い、その結果をもとに最も妥当と思われる系統樹を作り上げた結果です。  

カブトガニ類の最古の化石は4億5000万年前のもので、クモの仲間が出現した時期と一致することは知られていました。体の構造などからカブトガニはクモ綱に「近い」系統で、海にすんでいた共通の祖先が2つの方向に枝分かれし、片方は上陸してクモになり、片方は海に残って進化を続けカブトガニになったと考えられていましたが、今回の遺伝子解析の結果、カブトガニはクモ綱に「属する」と示唆されたものです。

クモ綱の他の種がすべて陸生なのに、カブトガニ類という小さな1系統だけが海生である理由は不明です。カブトガニ類は、陸生のクモ綱から枝分かれして海に戻った可能性と、クモ綱の動物は複数回にわたって陸に進出した可能性の2通りが考えられます。
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2019-03-21 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

SACLAの明るさを6倍にすることに成功

理化学研究所は、新しいX線光学技術「反射型セルフシード技術」を開発し、X線自由電子レーザー(XFEL) 施設「SACLA 」において、従来よりも約6倍明るいX線レーザービームを作り出すことに成功しました。  

新たに開発された反射型セルフシード技術は波長広がりが小さなXFELの発振法です。この方法では、一度XFELを発振させた後に、さまざまな波長が含まれる光から特定の波長の光のみを取り出す装置によって、複数の波長を含む光から、波長の広がりが抑えられた単色の光を取り出し、それを「種」として再度XFELを増幅させます。これにより、最終的に得られるXFELの波長幅が極めて狭くなります。この方法をSACLAに適用した結果、従来のXFELと比較して波長幅が約10分の1、明るさが6倍もの超高輝度のXFELの生成に成功しました。

SACLAの明るさを6倍にすることに成功
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2019-03-20 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

音源方向の可視化システムの開発

音源方向の可視化システムの開発 音源方向の可視化システムの開発

産業技術総合研究所は、佐藤工業株式会社など複数社と共同で3Dマイクロホン を用いた音の可視化技術を開発しました。

今回開発した技術は、3Dマイクロホンで録音したデータから到来する音の強さの空間分布を計算することにより、安価で簡単に、360度全方向の空間内の各音源の位置を可視化できるものです。どの場所にどの程度の騒音対策を行うかを決めるために、音源の方向を測定する装置の建設現場への導入は近隣への騒音被害の対策を立てるために非常に有効なツールとなります。 産総研は、駅構内や寺院・教会内の音環境で3Dマイクロホンを用いて、壁・天井・床などの室内の音の到来方向を解析し、快適な音環境を設計するための基礎研究をすすめていました。近年、バーチャルリアリティー技術の普及により、3Dマイクロホンの価格が低下し、10万円以下のものも販売されるようになってきた。これにより、従来の大規模な測定装置に比べ、小型で10分の1程度の価格、半分以下の短い作業時間で、360度全方向の音源を可視化することが現実的になってきていました。  

この安価な3Dマイクロホンを用いて簡単に持ち運びや設置ができるマイクロホンの位置を中心とする球面での音の強度分布図(音配図)を作成するアルゴリズムを開発しました。これを全天球カメラで撮影した360度画像に重ね合わせ、高精度で音源の方向を可視化することに成功しました。

この装置は建設現場だけではなく、プライバシー保護の観点からカメラが使用できない場所での乳幼児や高齢者の見守りや、小型・ウェアラブル化して耳の不自由な方への情報提示など、幅広い分野での活用が期待されます。


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2019-03-19 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

スペースX新宇宙船

2019年3月2日、スペースX社初の有人宇宙船「クルードラゴン」が米国フロリダ州ケープカナベラルから打ち上げられました。クルードラゴンを搭載したロケット「ファルコン9」は第1段ロケットが自律飛行で専用の無人運用艦に着陸することによって再使用可能な機体ですが、こちらは、発射から10分後に帰還に成功しました。

スペースX新宇宙船

NASAは現在、自国で宇宙飛行士を国際宇宙ステーションに運ぶ宇宙船を持っておらず、ロシアに1人1回につき約8000万ドルを支払ってソユーズ宇宙船を利用しています。  今回の打ち上げではクルードラゴンの1号機のため、無人での打ち上げとし、ハードウエア、ソフトウエアの動作試験を実施しました。今後予定されている2回目の試験飛行も順調に進めば、今年2019年7月にもスペースX社初の有人飛行が行われる見込みです。 クルードラゴンは無人でしたが、宇宙飛行士の代わりに、リプリーと名付けられた人形が乗っています。リプリーにはセンサーが装備され、コクピット内の状態を監視しています。そのほか、乗組員や貨物の重さを想定したおもりと国際宇宙ステーションで実際に使う約180キロの物資が搭載されています。

クルードラゴンは3月3日、ISSに自動ドッキングに成功した後、ISSでの化学実験の成果が搭載されてISSを離れ、米国フロリダ州沖の大西洋にパラシュートでの降下に成功しました。  スペースX社に続いて、ボーイング社の有人宇宙船「CST-100スターライナー」も最初の打ち上げが今年、2019年4月に予定されており、成功すれば、8月には最初の有人打ち上げを行うことになりそうです。

スペースX新宇宙船


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2019-03-18 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

遺伝子改変で脳の機能も向上

中国広東省・南方科技大学の研究者が受精卵の遺伝子を書き換えた双子を誕生させた問題で、この時の遺伝子改変によって、誕生した子供の記憶力が高まる改変が同時に起きている可能性が米マサチューセッツ工科大学が発表しました。 
今回の遺伝子書き換えはエイズウイルス(HIV)感染者の父から子への感染を防ぐため、CCR5という遺伝子を失うよう受精卵が改変されました。HIVはCCR5遺伝子から作り出されるたんぱく質を目印にして感染します。このCCR5については、2016年にこの遺伝子の働きを抑えるとマウスの記憶力が上昇したとの研究結果が報告されていたことがわかりました。 
また、カリフォルニア大ロサンゼルス校などの研究チームは同様にCCR5の働きを抑えたマウスを使った実験で、脳の損傷からの回復が早まることを見出しています。人間においてもCCR5が生まれつき欠けていると、脳卒中後に言葉を話す能力や記憶力が早く回復することが観察されています。
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2019-03-14 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

はやぶさ2、リュウグウ地表にタッチダウン成功

2月22日午前6時ごろリュウグウ上空、高度約500mの位置から降下を開始したはやぶさ2は自律飛行で7時30分ごろ着陸地点に接地し、弾丸を地表に発射して舞い上がった地表物質を採取したことが確認されました。その後は直ちに離陸し、ホームポジションで2回目のサンプリングのための待機状態に入っています。 2019年内にはこのさらに、地表にインパクターをぶつけてクレーターを作り、宇宙風化を経ていない地表下の物質を採取するという世界初の難関ミッションにトライします。

 はやぶさ2、リュウグウ地表にタッチダウン成功
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2019-03-13 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

白血病の新たな免疫療法「CAR-T」

患者自身の免疫細胞を遺伝子操作してがん細胞への攻撃力を高め、体内に戻す「CAR-T療法」と呼ばれる新しい免疫療法について、厚生労働省が再生医療製品として製造販売することを了承しました。年度内にも正式承認される見通しです。  

了承されたのは、ノバルティスファーマの「キムリア」で対象疾患は25歳以下のB細胞性急性リンパ芽球性白血病、そして再発や難治性のびまん性大細胞型B細胞リンパ腫患者が対象で、対象患者数は年間250人程度です。  

CAR-T療法は、体内から取り出した免疫細胞の一種「T細胞」を、がん細胞を何度も攻撃できるように遺伝子書き換えで改変し、点滴で患者の体内に戻します。厚労省に提出されたデータでは、米国や日本などで行われた臨床試験で、白血病患者75人に対し、61人に効果が認められています。米国ではCAR-Tの白血病治療費は約5300万円です。日本では高額医療費支給制度により、患者負担は数十万円となる予想です。
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2019-03-12 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

ハイブリッド航空機

エアバスは、総2階建て、世界最大の旅客機A380の生産中止を発表しました。2007年の運航開始からわずか11年。航空業界の状況は豪華さよりもコスト重視、燃費重視の経営に変化し、A380はその特徴を生かせなくなっていました。

ハイブリッド航空機

近年、地球環境の激変の兆候が見え始めていることは明らかで、その原因の一つと考えられる二酸化炭素や塵を航空機は大量に吐き出しながら運航されています。航空機の理想的な到達点は、クリーンな方法で発電した電気を利用し、完全に電動化されたモーターで飛行する航空機ですが、電動航空機が多くの乗客を乗せて飛行するにはまだ何十年もかかるとされています。 カーネギーメロン大学による最近の見積もりでは、ボーイング737やエアバスA320のようなジェット機を電動にするには、最低でも電池1キログラム当たり800Whの電池パックが必要だとされています。この出力は電気自動車などで使用されているリチウムイオン電池の5倍程度高い出力です 。 

一方で、地球環境のことをどれほど大切に考えているとしても、航空機による人や貨物の移動を今すぐにやめてしまうことは現実問題として不可能です。そこで、電動航空機までのつなぎとして最近注目されているのがハイブリッド航空機です。 ハイブリッド飛行機のスタートアップ企業ズーナム・エアロ社の創業者師は、リチウム・硫黄やリチウム・酸素といった次世代電池でさえ、ジェット機を電動化するに十分な出力の電池を開発することは非常に困難であると語っています。問題は電池だけではありません、大型航空機を電動化するには、電気モーター、パワー・エレクトロニクス、バッテリー放電率、そして基本的な空気力学設計などの大幅な改善が必要になると思われます。これは、飛行機をもう一度発明するに等しい技術革新が求められることを意味しています。 

現状は多くの企業が、短距離飛行用の1、2人乗り完全電動航空機はすでに開発されています。また、ズーナム・エアロ社は、何百キロメートルもの飛行が可能なモーターとガスタービンのハイブリッド航空機を開発しつつあります(次想像図)。このハイブリッド飛行機は12人乗りで2022年の完成を目指しています。それにしても、12人乗りでは現在の航空機を置き換えるには程遠く、ユーグレナのようなカーボン・ニュートラルなジェット燃料の開発なども並行して行う必要があることに変わりありません。 

ハイブリッド航空機 


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2019-03-11 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

道路や遊園地の混雑、宇宙から観測

福岡市にある宇宙スタートアップ企業のQPS研究所がテーマパークや高速道路の最新の混雑状況をスマートフォンのアプリで即確認できる技術を実現する人工衛星を開発に取り組んでいます。 開発するのは80センチメートル四方、重さ100キログラムの小型の人工衛星です。これを数十基使って地球観測網を構築し、人や交通の流れがリアルタイムでわかるデータを企業に販売するビジネスモデルを構築します。 

開発する人工衛星は夜間や曇りの日でも地表が観測できる合成開口レーダー(SAR)を搭載し、マイクロ波によって地上の1メートルの物体を見分けられる解像度を得ます。 また、多くの人工衛星を連携させて運用する仕組みは「コンステレーション」と呼ばれ、QPS研究所は、地球のほぼ全域を観測できるように、36基を打ち上げる計画です。東京や米ニューヨークなど衛星画像の需要が見込める大都市では、10分おきに衛星が上空を通るようにして情報の更新が可能となります。  

衛星のアンテナは大きいほど電波を効率よく受信しますが、QPS研究所のパラボラアンテナは網目状の金属など軽い素材を使い一辺80センチの衛星に折りたたんで格納され、宇宙空間で展開すると直径3.6メートルとなり、これは既存の大型衛星と同じレベルです。
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不安や恐怖の感じ方に性差

不安や恐怖を感じると、心拍数が上昇したり、回避行動をとったりします。そのような身体の変化や判断は脳内の複数の神経集団が協調して処理・決定していますが、その中でも扁桃体や分界条床核とよばれる神経集団の働きが重要になります。今回の研究から分界条床核の中に、オスよりもメスで体積ならびにそこに含まれる神経細胞数が大きな領域が見つかりました。また、この領域にはストレスホルモンも存在しますが、このホルモンを含んでいる神経細胞数もメスで多く観察されました。近年、増加の一途をたどる不安障害は女性に多い傾向がありますが、こうした神経構築やストレスホルモンの発現の差が罹患率の性比に影響している可能性があります。
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2019-03-07 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

電子液晶がもたらす不思議な金属状態

物質の状態には、気体、液体、固体、液晶の4つの状態があります。これと同じように、金属内部に存在する電子も、気体、液体、固体状態をとることがわかっていました。通常状態の金属では電子は自由に飛び回る気体状態にありますし、電子同士の電気的な相互作用によって多数の電子が集団的に運動するような物質では液体状態となり、さらに、電子同士の相関がより強くなると、もはや電子は動くことができずに結晶化をおこし固体状態になります。 

より最近の研究で、電子が集団である一方向へと揃おうとする液晶のような状態にもなることがわかりました。電子が液晶状態になるのは、電子同士の相互作用が強く、従来の物理学が通用しないような金属で起きる珍しい現象であることがら明らかになっています。 電子液晶が発生するのは、銅酸化物高温超伝導体や鉄系超伝導体などがあり、さらに特殊な条件下において、電子集団が量子力学的な効果によって一方向へと整列しようとする傾向をもった非常にやわらかい電子状態が実現します。 電子の状態は金属の性質に反映されますが、やわらかい電子がどのような金属的性質を示すのかを理解することは、新しい機構による超伝導などを実現するための鍵になるではないかと考えられています。 

京都大学と東京大学の共同研究グループは、オランダ・ラドバウド大学と共同で、ある種の鉄系超伝導体において、液晶状態になろうとするやわらかい電子が、従来金属とは異なる電気抵抗が温度の1乗に比例する不思議な金属状態を示すことを発見しました。通常の金属状態では電気抵抗は温度の2乗に比例します。このような金属状態は、これまで高温超伝導体などで発見され、磁気的な機構による異常な性質と考えられていましたが、磁気的な性質を持たず、電子集団がある一方向に揃おうとする液晶のような性質をもった物質において、現れることが明らかになったのは今回が初めてです。このような電子液晶がもたらす不思議な金属状態は、高温超伝導など、物質の示す特異な電子状態を実現するための新たな指針を与えると考えられます。


電子液晶がもたらす不思議な金属状態
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2019-03-06 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

天の川銀河の衝突は45億年後

天の川銀河の衝突は45億年後

天の川銀河はアンドロメダ銀河と衝突する運命にあります。アンドロメダ銀河は地球から約250万光年の距離にあり、1時間に40万キロメートルも距離が近づいています。ESA欧州宇宙機関は、宇宙望遠鏡衛星ガイアでアンドロメダ銀河の星を測定し、2つの銀河の衝突の予測についてアップデートを行いました。 

その結果、これまでは39億年後とされていた衝突が45億年後に修正されました。また、衝突の様子も正面衝突ではなく、すれ違いざまにこすれるような衝突の仕方になるようです。  

もともと、39億年後という予測はハッブル宇宙望遠鏡による観察をもとに計算したものでしたが、ガイアは、アンドロメダ銀河の内部で明るい星1084個の動きを測定しそれをもとにアンドロメダ銀河の回転率を算出しました。アンドロメダ銀河の回転率が得られたのは今回が初めてのことです。回転率がわかったため、アンドロメダ銀河の横方向への動きが正確にわかりました。アンドロメダ銀河がどのくらいの速度で地球に近づいてくるかはドップラー効果で比較的正確に算出できますが、横方向の動きは正確に求めることがこれまでは困難でした。  

それらのデータをもとにESAのチームはコンピューターモデルを使ってアンドロメダの軌道を計算した結果が45億年後に接触するという結論でした。二つの銀河はまず約42万光年離れた位置まで接近します。銀河には星以外に光で観測できないダークマターが大量に含まれているため、両者のダークマターは接触します。それによって摩擦が生じ、両銀河の移動速度が落ち、互いに引っ張り合うようにして銀河本体が衝突し、やがて1個の巨大銀河となります。  

なお、天の川銀河とアンドロメダ銀河が衝突する頃の太陽は現在の主系列星から赤色巨星へと変わり始めている段階となります。その頃には太陽は明るさを増し、膨張し、水星と金星をのみ込む。地球も熱さでとても生命は存在できない惑星になっているものと思われます。
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2019-03-05 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

エクマンの理論

エクマンの理論

表情はコミュニケーションに不可⽋です。米国の心理学者ポール・エクマン 先生は2004年にカリフォルニア大学サンフランシスコ校を定年退職するまで感情と表情に関する先駆的な研究を行いました。  

喜怒哀楽の表情が文化に依存するのか、あるいは人類普遍なものなのかについて、エクマン先生は表情が文化依存的ではなくて人類に普遍的な特徴であり生得的基盤を持つことを実験で明らかにしました。 まずエクマン先生はパプアニューギニアの部族民などを調査することで、基本的な感情にはどのようなものがあるかのリストを作成しました。次に、他の民族や文化との交流が無く孤立した文化で暮らす人々が、他の異なる文化の人の表情を写した写真から表情の意図を正しく読み取れることを確認しました。この証拠によって、エクマンは次の感情が全人類に普遍的であり、生物学的基盤を持つと結論したのです。  

しかし、そうした研究は今まで、⻄洋⽂化圏でしか実施されていませんでした。⻄洋と東洋で表情に⽂化差があるという指摘があるため、普遍的な表情の理論を実証的に調べる上で、⽇本⼈を調べることには⼤きな意義があります。 

そこで京都⼤学の研究グループは、⽇本⼈65⼈を対象として、表情の表出を調べました。被験者は基本6 感情(怒り・嫌悪・恐怖・喜び・悲しみ・驚き)のシナリオに基づいて表情を表出しました。シナリオは、例えば嫌悪では「⽣ゴミの臭いがすごく臭かった時の気持ち。臭いにおいが嫌だという気持ち」、幸福では「ずっと欲しかったプレゼントをもらったときのうれしい気持ち。すごくうれしくて幸せな気持ち」といったもので、被験者は感情体験をイメージして表情を表出しました。比較対象として、同じ実験協力ボランティアにエクマンの理論に基づいて作られた表情写真の真似顔をしてもらいました。本当の感情と真似顔をAIで解析しました。

エクマンの理論 

その結果、写真の真似をするとAIは感情を読み取りましたが、シナリオ条件では幸福と驚きの条件でしかターゲット感情ははっきりと読み取れませんでした。この結果は、⽇本⼈においてエクマンの普遍的な表情の理論は部分的にしか適用できないことを示しています。 現在、表情の画像から感情を読み取るAI 技術がいくつか開発されていますが、多くはエクマンの理論に基づくもので、必ずしも実証に基づいていません。今後、今回のような知⾒をふまえてさらに実証研究を進めることで、⽇本⼈の表情から適切に感情を読み取るAI 技術が開発されることが期待されます。
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2019-03-04 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

脂肪酸の脂味が第6 番目の味覚である証拠

食べ物に含まれる油脂の存在を強く意識はできませんが、あればより好んで食べたくなります。私達はどうやって油脂の存在を知るのでしょうか? 九州大学の研究グループによって、他の味とは独立して脂肪酸の味を伝える神経が鼓索(こさく)神経 の一部に発見されました。これは甘味、苦味、うま味、塩味、酸味の5つの基本味に加え、脂肪の味が6 番目の基本味である新たな証拠となります。

げっ歯類の味蕾 細胞に脂肪酸が結合する受容体GPR40、GPR120が存在し、これが脂味を感じている可能性が指摘されていましたが、脂肪酸を味として感じるには、受容体に脂肪酸が結合した情報を脳に伝える専用の神経回路が必要で、その回路がまだ見つかっていませんでした。

今回マウスを使って、味蕾に分布して情報を伝達する鼓索(こさく)神経が、味蕾に脂肪酸が結合した際の応答を記録したところ、鼓索神経の約2割が脂肪酸に特異的な応答を示すことを発見しました。 さらにGPR120 遺伝子ノックアウトしたマウスでは脂肪酸神経は激減し、行動実験でも脂味の脂肪酸とうま味のグルタミン酸を区別できなくなったことから、脂肪酸独自の味を感知する味細胞では、GPR120 が重要な役割を果たすことがわかりました。

今回の報告は、必須脂肪酸を含む長鎖脂肪酸の検知システムが生体に備わっており、体内で脂肪酸が様々な効果を及ぼし健康を保つために、体内に選択的に取り込む手掛かりになっている可能性を示しています。今後、摂食行動・消化吸収との関連解明や、食品開発へ大きな影響を与えると期待されます。


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2019-03-01 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :
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