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◆ 学術振興会、第10回育志賞に京都大学の木邑真理子さんら18名
日本学術振興会受賞

日本学術振興会は優秀な研究活動を進める大学院博士後期課程の学生に贈る第10回育志賞に京都大学の木邑真理子さんら18人を選んだ。授賞式は3月4日、東京都台東区の日本学士院であり、賞状と学業奨励金110万円を受賞者に贈る。

　日本学術振興会によると、育志賞は若手研究者の育成を目指して大学院の学業成績が優秀で意欲的に研究に取り組んでいる学生に贈っている。対象は人文学、社会科学、自然科学の全分野。

　今回は大学長推薦122人、学会長推薦62人の合計175人（重複1人を含む）を委員会で選考し、18人の受賞者を決めた。

受賞者は次のみなさん（敬称略）。
木邑真理子、中村友香、平岡大樹（以上京都大学）、穐近慎一郎、板倉健太、龔宗平、三浦郁修（以上東京大学）、乙山美紗恵（大阪府立大学）、清水信宏、吉田慶多朗（以上慶應義塾大学）、竹内綾（日本大学）、張晶鑫（神戸大学）、塚本高浩（名古屋大学）、藤村宗一郎（東京理科大学）、松原翔吾（立命館大学）、道根百合奈（電気通信大学）、山﨑美咲（甲南大学）、山根悠（広島大学）

参考：【日本学術振興会】第10回（令和元年度）日本学術振興会育志賞受賞者決定について

◆ 何度でも愛を求め続けよ　拒否と受容の脳の仕組みを名古屋大学が解明

　名古屋大学の上川内あづさ教授らの研究チームは、メスのショウジョウバエにおいて、求愛受け入れの抑制と促進を制御する脳の神経機構を明らかにした。

　メスがオスの求愛アプローチに対しすぐには交尾させない動物は多い。求愛を拒否しつつ距離を取り、配偶相手の候補を充分評価してから交尾を受け入れる。しかし、このような拒否から受容への切り替えを制御する脳の仕組みは不明だった。

　研究により、キイロショウジョウバエのメスの脳において、オス由来のフェロモン情報などが集まる脳領域からPPM3神経細胞という神経細胞が信号を受けることが判明。ここからさらに、脳の中心複合体内にある「楕円体」が信号を受けており、ここがメスの交尾前行動を司るとみられた。

　この楕円体内の2種の神経細胞群のうち、「拒否ニューロン」という細胞群を活性化するとメスは交尾しなくなり、抑制すると交尾を許した。もう一方の「受容ニューロン」という細胞群は、抑制性の神経伝達物質（GABA）を作って拒否ニューロンに信号を送り、拒否反応を抑える役割があった。

　実際には、受容ニューロンが作る別の神経伝達物質（グルタミン酸）が、拒否ニューロンに作用して一酸化窒素の合成を促進、この気体が受容ニューロンのGABA放出を促し拒否ニューロンを抑制するという回帰機構だった。一酸化窒素は約2秒で失活するため、拒否ニューロンの活動持続により、受容ニューロンの働きを高めて交尾を促すことが分かった。

　これにより、オスの求愛が何度も拒否されるため、メスの愛（交尾）の獲得には、何度フラれても求愛を継続する必要があるという。今回の成果が、ヒトを含めた脳の普遍的な仕組みの解明につながることが期待される。

◆一滴の雨だれで5ボルト以上を発電、名古屋大学と九州大学が技術開発

　名古屋大学のアジ・アドハ・スクマ研究員と大野雄高教授、九州大学の吾郷浩樹教授の研究グループは、一滴の水滴から5ボルト以上の発電をする技術を開発した。流体存在下での自己給電型IoTデバイスへの応用が期待される。

　現在、環境に存在する熱や振動などの微小なエネルギーからIoTセンサを駆動する電力を得る「環境発電」技術が、電池に代わる交換不要な電源として、IoT（モノのインターネット化）推進において注目されている。特に水力はクリーンエネルギーの代表で大規模な水力発電に利用されてきたが、工場の配管や微小流体デバイスなど小さな流れのエネルギーは随所に存在しても、その電力利用は未開発だ。

　研究グループは今回、一滴の水滴から5ボルト以上の発電をする技術を開発。この発電装置は、プラスチックフィルム上に成膜された原子レベルで薄い二硫化モリブデンから構成されており、その表面を水滴が滑り落ちるときに発電する。

　従来、原子層材料の一種であるグラフェンを用いて同様の発電現象が報告されていたが、出力電圧は0.1ボルト程度だった。研究では、半導体の原子層材料である二硫化モリブデンを用いて、センサデバイスを駆動するのに十分な高い出力電圧を得ることに成功した。

　この発電技術は、流体の存在する様々な環境下で自己給電型IoTデバイスの電源として利用できる。発電装置はプラスチックフィルム上に形成され、柔軟性があるため、配管の内側の曲面などへの設置も可能で、高い設置自由度がある。雨滴から発電する自己給電型の雨量計や酸性雨モニタ、工場排水から発電し同時に排水の水質モニタリングを行う自己給電型水質センサなどのIoTデバイスへの応用が考えられるという。

◆文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム「秀でた利用成果」4件決定
文部科学省受賞物質・材料研究機構

　文部科学省ナノテクノロジープラットフォームは、2018年度までの約20,000件の利用課題の中から特に秀逸な成果を選定、令和元年度「秀でた利用成果」4件を決定した。

　ナノテクノロジープラットフォーム事業は、最先端のナノテクノロジー施設・装置を有する25研究法人がイノベーションにつながる研究成果の創出を目指している。毎年約3000件の利用があるが、今回37の実施機関から優れた利用成果として提出された57件の候補から、選定委員会の審査により4件の「秀でた利用成果」を選出した。選定にあたっては、①ナノテクノロジープラットフォームの活用・支援が大きな効果をもたらしたもの、②イノベーションの創出にあたって大きな影響が期待できるもの、③産業界・大学・公的機関の連携により大きな成果が得られたもの、という3つの基準から審査された。

　最優秀賞には名古屋大学の「ガス環境下における自動車触媒ナノ粒子のオペランドTEM観察」が選ばれた。この研究では、排ガス浄化触媒モデル材料を用いて電子顕微鏡内で窒素酸化物ガスを反応させ、ガス浄化時の触媒粒子の原子レベル構造変化と排出ガス組成の変化を同時に、リアルタイムに直接観察した。自動車の排気ガスを浄化する触媒の重要性が高まる中、この技術は次世代の触媒開発に大きく貢献する事が期待される。

　優秀賞には、東北大学の「小型マイクロステージの開発」、東京大学の「光触媒機能・超親水機能を兼ね備えた反射防止誘電体多層膜」、名古屋工業大学の「BiFe1-XCoXO3薄膜のスピン構造変化」が選ばれた。

◆ 薬物依存症などの治療薬につながるか　名古屋大学が新たなメカニズム解明

　名古屋大学の貝淵弘三教授と船橋靖広助教らの研究グループは、「快感」や「意欲」などの感情を引き起こすドーパミンによる報酬（快感）関連行動・記憶形成制御の分子メカニズムを明らかにした。

　ヒトの脳には約1,000億個の神経細胞が存在するとされ、相互に連結しながら複雑なネットワーク（神経回路）を形成している。その中でも「報酬系」と呼ばれる神経回路の1つは、楽しさや気持ちよさをもたらす刺激（報酬刺激）に応答して活性化する。すると、快感や意欲などの感情が引き起こされ、経験として学習・記憶する。これに関与する主な調節因子はドーパミンと呼ばれる神経伝達物質だ。ドーパミンは脳の側坐核の中型有棘神経細胞に作用し、細胞内で分子レベルの変化を引き起こし細胞の機能を調節する。また、統合失調症や薬物依存症などの精神・神経疾患の病因や病態にも関係しているとされる。

　研究グループは、報酬記憶形成に関与する多機能タンパク質「CBP」と結合するタンパク質として転写因子「Npas4」を同定した。また、ドーパミンが細胞内でタンパク質リン酸化酵素「MAPK」を活性化してNpas4をリン酸化し、Npas4とCBPとの結合を促進することを見出した。さらに、Npas4のリン酸化は神経細胞のシナプス可塑性に関与する遺伝子発現を促進し、マウスの報酬関連行動や記憶形成を制御することを発見した。

　今回、MAPKによるNpas4のリン酸化が報酬関連行動や記憶に関与することが世界で初めて明らかにされた。この結果によって、ドーパミン神経系の機能不全が原因である統合失調症や薬物依存症などの精神・神経疾患の治療法の開発につながることが期待される。

◆ カスタマイズ商品に高額を支払うのはどんな人　名古屋大学が研究

　名古屋大学大学院情報学研究科の井関紗代博士後期課程大学院生と北神慎司准教授は、「コントロール欲求の高い人は、低い人に比べ、カスタマイズ商品に高額を支払ってもよいと考える」ことを明らかにした。コントロール欲求の個人差が、カスタマイズ商品に対する支払意思額※に影響を及ぼすことを明らかにしたのは初めて。

　近年、カスタマイズ商品市場は急速に拡大している。しかし、どのような人がカスタマイズ商品を好むのかという問いに対する答えは、これまで十分に明らかにされてこなかった。

　そこで、北神准教授らは、パーツ、色や素材などについて選択を繰り返すカスタマイズ商品は、物や状況などを自分の思うようにコントロールできているという感覚”コントロール感”が得られやすい商品であるという点に着目。さらに、これまでの心理学の研究で明らかになっている「人、物や状況などを自分の思い通りにコントロールすることで、自分の望むような結果を導きたいというコントロール欲求を生まれながらに持っており、その欲求の強さに個人差がある」という知見をふまえ、コントロール欲求の個人差がカスタマイズ商品に対する支払意思額に影響を及ぼすのか検証した。

　その結果、コントロール欲求の高い人は、低い人に比べ、カスタマイズ商品に支払ってもよい金額が高くなることが示された。加えて、その金額は、カスタマイズ商品に対するコントロール感が促進されればされるほど高くなることも確認された。一方、コントロール欲求の低い人は、むしろ、カスタマイズ商品よりも通常の商品に対して支払ってもよい金額が高くなることも明らかになった。

　これらの研究結果から、マーケティングにおいて、カスタマイズ商品はコントロール欲求の高い消費者に訴求することが効果的で、コントロール欲求の低い消費者のニーズは満たさない可能性があることが示され、急速に拡大しているカスタマイズ商品市場でのマーケティング戦略において、コントロール欲求の個人差によるセグメンテーション（市場細分化）の重要性を示唆した。

※支払意思額とは、「この商品を手に入れるために、あなたはいくら払いますか。」という質問に対し、金額を回答してもらうことで測定する。支払意思額が高いということは、その商品の価値を高く見積もっているということであり、実際に購入する可能性も高いことを示唆している。

◆ 発生期のニューロンの「流れ」が広々とした大脳皮質をつくる　名古屋大学

　名古屋大学の研究グループは、マウスの胎生期の細胞の様子を観察し、まるで川の流れが土地の広がりをもたらすように、「細胞集団の横流れ」が「大脳の敷地広げ」に貢献していることを発見した。

　大脳皮質には運動、視覚、聴覚、言語など多様な機能をこなす広々としたニューロン層が形成されている。しかし、この広さがどのように確保されているのかは、具体的に調べられたことがなかった。

　本グループは，大陸が移動したり、大地が海に向けて広がるような、地球上の様々な事象において認められる「流れ」のようなものが発生期の脳の中にもあるのではないかという仮説を立てた。その上で、胎生早期のプレプレートと呼ばれる層を構成するニューロンたちを観察したところ、背側から腹側に向けて「流れる」ことを発見した（プレプレート流）。

　続いて、プレプレート流の意義を明らかにすべく、プレプレートを構成するニューロンだけを死滅させた場合の大脳皮質形成について調べた。その結果、大脳の細胞のガイド役とされる「放射状ファイバー」と呼ばれる構造が本来の末広がりになることができず、「皮質板」と呼ばれるニューロン層が本来のように腹側へ伸びる・広がるということができなくなってしまった。また、胎生早期のプレプレート流を奪ったマウスは生後、大脳皮質の領野形成のパターンが本来の場所よりも背側にずれる・縮むという異常が起こるとわかった。

　これらの結果から、背側→腹側のプレプレート流が大脳発生過程、ひいては広々とした大脳皮質の機能発揮に極めて重要であることが判明した。

　大脳を広くつくるという発生現象に、地球上で観測される物理現象に似た原理が関わっていることを初めて明らかにした成果といえる。

◆ 太陽放射線被ばく警報システム、情報通信研究機構など開発


名古屋大学広島大学総合研究大学院大学


　太陽フレアに伴う放射線の突発的な増加をリアルタイムで推定できるシステムを情報通信研究機構、日本原子力研究開発機構、国立極地研究所を中心とする研究グループが開発に成功した。太陽放射線の増加を地上と人工衛星の観測装置で検出するもので、航空機乗務員の被ばく管理に利用される。

　情報通信研究機構によると、研究グループには広島大学、名古屋大学、茨城工業高等専門学校も加わった。新システムの名称は「ワサビーズ（WASAVIES）」で、地上で太陽放射線の増加を観測した直後に人工衛星のデータを使い、被ばく線量を評価する仕組み。これにより、地上から高度100キロまでのあらゆる場所で高精度の被ばく線量推定が可能になる。

　太陽放射線は年に1回程度発生する太陽フレアで突発的に増加し、数時間程度で減少する。民間航空機の乗務員らの被ばく管理が必要になるが、太陽フレアの発生を事前に予測することができないため、これまで被ばく線量の推計ができなかった。

　ワサビーズを利用することで、民間航空会社は被ばく線量の多い空域を避けたり、飛行高度を下げたりするなどの対応が可能となる。

　研究グループは今後、ワサビーズの精度をさらに向上させるとともに、宇宙空間にもシステムを拡張し、月や惑星の有人探査などで宇宙飛行士の被ばく管理に活用できるようにする。