科学

装着型ロボットスーツ開発のサイバーダイン（つくば市学園南、山海嘉之社長）の主力製品である「医療用HAL下肢タイプ」が4月から、筋萎縮性側索硬化症（ALS）や筋ジストロフィーなどの難病で入院する患者への治療に用いられた場合、診療報酬として出来高評価で加算できることになった。診療報酬の増点もあり、病院がHALを導入しやすくなる条件が整った。 9日開催の中央社会保険医療協議会 （中医協）総会で、2022年度診療報酬改定の答申書が承認された。この中で医療用HALによる入院患者への治療については、DPC包括評価の対象外項目（出来高算定項目）に追加された。 DPCは急性期入院医療を対象とした診療報酬の包括評価制度で、1日当たりの定額（包括）の医療費で計算をする方式。投薬、注射、検査などが包括されている対象項目は別々には算定できない。今回の改定案で医療用HALは、包括評価から出来高算定項目に切り替わり、外来患者同様、診療報酬算定ができるようになった。 同時に診療報酬点数の基本点数が900点から1100点に増点され、難病加算や導入加算を加えると4月以降、1回あたりの出来高評価は4000点となる。サイバーダイン社によれば、診療報酬は1回4万円となり、HALを装着して入院中に週2回月9回、各1時間程度の歩行機能改善を行った場合、36万円が出来高分に算入できるという。 難病入院の患者に治療機会

超高齢社会に向け、健康維持に配慮した食事を摂ってもらいたいと農研機構（NARO、つくば市）の設計したミールセットが近く、売り出される。26日、お披露目されたのは「NARO Style PLUS（ナロスタイルプラス）」。特に内臓脂肪の低減が期待される献立になっている。 ミールセットは50％もち麦ごはん、おかず4種類、緑茶粉末から構成される。β-グルカンを含むもち麦「キラリモチ」、カテキン豊富なお茶「べにふうき」など機能性成分を盛り込んで10メニューを用意した。 機能性表示食品制度の始まった2015年から、農研機構はその科学的根拠を確認する研究を推進してきた。陣頭指揮に当たったのが食品研究部門の山本万里エグゼクティブリサーチャーで、機能性成分を多く含む農産物を使用した弁当メニューの「NARO Style」を設計。18年からは肥満傾向にある被験者を対象にヒト介入試験を行い、平日の日中1食を一定期間継続して食べることで、内臓脂肪面積の減少が認められたと報告した。特に女性がもち⻨ごはんを摂取すると、他の機能性農産物より顕著に内臓脂肪が低下した結果が得られたという。 ヒト介入試験（2017）の結果　試験開始内臓脂肪面積が100〜127㎠の被験者や女性被験者が50%もち麦ごはんを摂取すると、他の機能性農産物群より顕著に内臓脂肪面積が低下した＝農研機構提供 今回の「- PLUS」は製造、販売にフローウィング（本社・兵庫県姫路市）の参画を得て、量産体制を整えた。献立は、おかずを弁当の3種類から4種類に増やした。酢鶏などをメーンに豆類を素材とした副菜を追加している。管理栄養士によれば、10メニュー平均で1食当たり584キロカロリー、たんぱく質28グラム、脂質17グラムと栄養バランスを整えた。食塩相当量は1.35グラム、通常販売されているお弁当の約2.5グラムと比べ大幅な低塩分を実現した。

南太平洋の島国、トンガで起きた海底火山の噴火で津波が日本まで押し寄せ、大規模噴火の影響が広範囲に及ぶことを示した。日本には過去10万年でトンガの噴火の100～10000倍もの爆発を起こした火山が数多く存在する。それらの巨大噴火により火砕流がどれくらい広がったのかを示す図が「大規模火砕流分布図」として産総研活断層・火山研究部門（つくば市東）からシリーズで刊行されることになり、第1号として約3万年前の姶良（あいら）カルデラ（鹿児島）の巨大噴火により噴出した入戸（いと）火砕流の分布図が25日に公開された。 姶良カルデラの巨大噴火は火山爆発指数７で、トンガの噴火の約100倍（体積比）も大きかった（上図）。シリーズ刊行に当たり新たなボーリング試料や海底での火砕流分布のシミュレーション結果も検討した結果、入戸火砕流と火山灰の総噴出量800〜900立方キロメートルであることが明らかとなった。これは従来の推定値より約1.5倍大きい。図幅では火砕流に伴う降灰分布も示しており、関東地方では10センチ程度積もったと推定されている。 関東地方では姶良カルデラ以外にも、巨大噴火による火山灰が積もっている（下図）。 関東地方に降灰をもたらした噴火と推定降下範囲。ピンク色が入戸火砕流にともなう姶良Tn火山灰、緑色が阿蘇4火砕流に伴う火山灰、青色が鬼界カルデラ起源の幸屋火砕流にともなうアカホヤ火山灰、オレンジ色が阿多火砕流に伴う火山灰の分布＝同 姶良カルデラは約3万年前の噴火しか確認されていないが、鬼界カルデラ（鹿児島）は約7000年前と約9万5000年前の2回、阿多カルデラ（鹿児島）は約10万年前と約24万年前の2回、阿蘇カルデラ（熊本）は約27万年前、約14万年前、約13万年前、約9万年前の4回の巨大噴火が確認されており、いずれも火山爆発指数は７、約9万年前の阿蘇カルデラの噴火の火山爆発指数は８と推定されている。これらの火山についても順次、大規模火砕流分布図が公開される予定で、関東地方に具体的にどれくらい降灰があったかについても最新の知見が公開される。 下司信夫研究グループ長は「降下火山灰の対策については難しいところがあるが、どうやって除去するかが大きな課題になる」としている。（如月啓）

つくば市内で、AI（人工知能）などの先端技術を使って、高齢者や障害者の通院や受診を支援する「つくば医療MaaS（マース）」という実証実験が17日から実施されている。 スマートフォンの専用アプリで自宅に乗り合いタクシーを呼び出し、同じ方面に向かう人同士が乗り合わせて最短ルートで病院に向かったり、タクシーの車内で顔認証により病院の受け付けを済ませたり、病院の玄関から自動運転の車いすに乗って受診する診療科まで連れて行ってもらうなどだ。 国交省の事業に採択され、茨城県、つくば市、筑波大、民間企業など74者が参加する「つくばスマートシティ協議会」（会長・大井川和彦知事、五十嵐立青つくば市長）が取り組んでいる。 高齢化率が高い小田と宝陽台の2地区を中心に、筑波大付属病院や筑波学園病院など市内6病院を結ぶ経路上にある98地区から参加者を募って、2月14日まで約1カ月間実施している。 対象地区の住民なら、専用アプリを自分のスマートフォンにダウンロードして登録すれば、だれでも実証実験に参加することができる。実証実験に参加しているタクシーは2台。期間中に98地区から6病院までを行き来するタクシーの乗車料は無料。22日時点で約180人が登録し、44人が実際に送迎などを利用したという。 AIによる乗り合いタクシーの通院ルート最適化が公共交通政策に反映できるかや、顔認証による受け付けで患者の待ち時間や病院の事務がどのくらい軽減するか、自動運転車いすが患者や付き添い者の負担をどのくらい軽減できるかを検証などする。ほかに病院内の防犯カメラの映像を使って、個人情報を除いた上で院内の人の流れの解析などをしている。

丑（うし）年もいよいよ師走。牛のげっぷには温室効果ガスであるメタンが大量に含まれることが知られるが、メタンの生成を抑える効果の期待される新種の細菌が、農研機構畜産研究部門（つくば市池の台、高橋清也所長）の乳牛の胃の中から発見された。乳牛精密管理研究領域、真貝拓三主任研究員らが取り組んだ研究成果だ。 牛などの反すう動物のげっぷには、消化管内での発酵により生じるメタンが含まれている。牛1頭からは1日あたり200～600リットルのメタンが放出されるという。メタンは、1個の炭素原子に4個の水素原子が結合する炭化水素で、地球温暖化の原因のひとつと考えられている。世界中の反すう家畜のげっぷに由来するメタンは、二酸化炭素換算で年間約20億トンと推定され、全世界で発生している温室効果ガスの約4％を占める。 牛には胃が4つあり、そのうちの第一胃と第二胃には内容液1リットルあたり10兆個以上の微生物（細菌など）が生息する。特に第一胃内には古細菌が高密度に生息し、発酵をさかんに行いメタンを生成する。発酵で生じる水素がメタンになり、げっぷとして排出されるのだが、細菌は本来えさを分解し、消化により牛に栄養を与える役割を担う。酢酸など短鎖脂肪酸をつくり、胃壁などから吸収される。 牛の第一胃内発酵の概略図 発酵で生じる水素はメタン産生やプロピオン酸産生等によって消費される＝農研機構提供 プロピオン酸前駆物質を多く生成

国立環境研究所（つくば市小野川）は30日、寄付金受け入れのための専用サイトをリニューアル公開、特に「絶滅の危機にひんする野生生物の遺伝資源保全」と「全国の調査員を募集して行う生物季節モニタリング」の2つのプロジェクトに注力する。研究力強化、社会貢献、環境人材の育成などを目的に、8月に寄付金制度を改正、研究テーマなどから使途をあらかじめ特定し、一般に支援を呼び掛ける募集特定寄付金が設けられたことから、先行する2プロジェクトで活用を図った。 このうち生物季節モニタリングは、日本全国に市民調査員を募集し、気象庁が行ってきた生物季節観測を継承しつつ、現代的な形で発展させるネットワーク構築を目指している。モニタリング調査員の募集は、8月から始まっており、すでに392人が応募している。寄付金は、調査道具や旅費の支給など多くの調査員に参加してもらえるような体制つくりや自動観測技術の開発に役立てる考えでいる。 生物季節観測は、季節の遅れ進み、気候の違い・変化を的確に捉えることを目的に、観測方法を統一して気象庁が1953年に開始し、全国の気象台・測候所58地点で57種の動植物を対象に開花や初鳴きなどを観測してきた。しかし、近年は気象台・測候所周辺の生物の生態環境の変化から、標本木の確保や対象種を見つけることが困難となるなどして、2021年以降、植物6種目9現象だけを残してその他の観測が廃止された。継続しての調査は各方面から望まれたことから、国立環境研究所は気象庁、環境省と連携して、新たな「生物季節モニタリング」を立ち上げた。 環境研気候変動適応センターの辻本翔平特別研究員は「一度は無くなってしまった全国規模での観測体制をぜひ再構築して次の世代につなげたい。気候変動から継続が難しくなったものだが、気候変動だからこそ観測し続ける意義がある」と研究所の動画チャンネルに出演して寄付を呼び掛けている。 「野生生物の遺伝資源保存」寄付金募集のページ＝同 もう1つの「野生生物の遺伝資源保存」は絶滅危惧種の細胞（体細胞や生殖細胞）を生きている状態で凍結保存するプロジェクト。これによって絶滅危惧種の生理機能や遺伝情報を安定的な状態で将来に残すことを目指している。

10分間の中強度（ややきつめ）のランニングが快適気分を誘発すると同時に、脳の活動を促進し認知機能を⾼めることが初めて実験で証明された。筑波⼤学体育系ヒューマン・ハイ・パフォーマンス先端研究センター（ARIHHP、つくば市天王台）の征⽮英昭教授らの研究成果として22日、学術誌にオンライン発表された。 ランニングは、⼈類の⽣理的・解剖学的進化に強く関係していると⾔われてきた。しかし実験室の運動負荷試験で得られた知見の大部分は、ペダリング運動（自転車などを漕ぐ動作）によるものだった。このため全⾝をリズミカル、かつダイナミックに使うランニングが、ヒトの脳にどのような影響を与えるのかについての知⾒は不⾜していた。 征⽮英昭教授＝同 征矢研究室は今回、トレッドミル（屋内でランニングやウオーキングを行うための健康器具）を⽤いて運動強度を厳密に規定し、中強度に相当するランニングが脳の前頭前野を基盤とした認知機能や快適気分に与える影響と、その背景にある脳内神経機構について、脳の局所的な⾎流の変化を捉える機能的近⾚外分光分析法（fNIRS、※メモ参照）を⽤いて検証した。 実験には26⼈の健常若齢成⼈（⼥性８⼈、男性16⼈）の⼤学⽣・⼤学院⽣が参加した。実験参加者は運動条件か対照条件にランダムに振り分けられ、別の日に残りの条件の実験に参加した。ランニング条件では、最⼤酸素摂取量の50％となるトレッドミルスピード（ややきついと感じる１分当たり心拍数140拍程度）で10分間ランニングしてもらった。対照条件は何もせずに座位安静を維持した。各条件とも実験前後に覚醒度と快適度に関する8項⽬の質問に回答してもらい、またストループ課題を行った。 ストループ課題は、文字の色の情報と文字の意味が持つ情報、それぞれ2つの持つ情報が矛盾している場合、答えを導き出すまでに時間が掛かってしまう現象を利用した課題を設定して行うテスト。課題の回答中には、fNIRSを用いて前頭前野の酸素化ヘモグロビン濃度変化を測定した。

茨城県科学技術振興財団（つくば市竹園、江崎玲於奈理事長）は10日、第18回江崎玲於奈賞に東北大学大学院、齋藤理一郎教授（63）を選んだ。カーボンナノチューブ（CNT）が発見された直後の早い時期から研究に取り組み、理論的基礎を築いた。東北大学から2年連続の受賞となったが、選考委員の一人で2000年ノーベル賞受賞者の野依良治さんは「CNTは、つくばで発見されており、今後もつくばが材料研究の中心を担うという意味で、最も正統的な江崎賞になった」と評価した。 江崎賞はナノサイエンスやナノテクノロジーに関する研究に携わり、顕著な研究業績を挙げた研究者を顕彰する。ナノ分野の学会や研究機関、大学などから推薦された研究者の業績を江崎玲於奈さんを委員長に、歴代のノーベル賞受賞者らで構成する委員会で選考する。関彰商事（関正樹社長）が特別協賛しており、江崎玲於奈賞には副賞1000万円が贈られる。 今回は推薦15件のなかから、「カーボンナノチューブの電子状態と共鳴ラマン分光の理論」研究で齋藤教授が選ばれた。CNTは、炭素によって作られるグラフェンシート（平面）を丸めて円筒状にしたような構造の物質で、直径は0.4～50ナノメートル。その名の通りナノメートル単位で、細さや軽さ、柔軟性から、次世代の炭素素材、ナノマテリアルといわれ、様々な用途開発が行われている。 ナノチューブは1991年に、当時NEC筑波研究所研究員だった飯島澄男さん（74）により発見された。CNTはハチの巣状に炭素が結合するグラフェンをどのように巻くかによって、金属にも半導体にも物性が変わる。齋藤教授は1992年に、この巻き方と電子状態の関係を理論的に明らかにした。この論文は明快で分かりやすく、その後のナノチューブ研究の原動力となったという。 さらにCNTにレーザー光を当てることで、材料の物理特性を見分ける「共鳴ラマン分光」の手法研究でも成果をあげた。これら理論的研究は、ナノチューブの研究を開始するにあたって必ず最初に学ぶべき基本的事項となっており、その後の研究をけん引していることに各委員の評価が集まった。 つくば賞には櫻井武筑波大学教授

国立科学博物館 筑波実験植物園（つくば市天久保）が保有する野生ランの「つくばコレクション」のうち、開花中の貴重種約200点などを公開する企画展「つくば蘭展」が31日から開かれる。11月7日まで。同植物園が発見した新種の花の香り物質の紹介、キノコから奪った栄養でつるを20メートルも伸ばす世界最大の菌寄生植物タカツルランの研究紹介などが見どころだ。 形、色、香りも多彩 同植物園は世界有数の野生ラン保存施設で、「蘭展」は開園から38年になる同園の定番企画。時期を変え、開催のタイミングに開花を迎えたランを選んで展示を行っている。 長く監修役を務めてきた多様性解析・保全グループの遊川知久グループ長（60）によれば、ラン科植物はキク科と並んで種類が多く、世界に約2万8000の野生種があるという。同園は特にアジア地域を中心に野生ランの収集、系統保存を進めており、コレクションは約3200種にもなるそうだ。 展示されるパフィオペディルム・サンデリアヌムの花びらの長さを測ると80センチに達していた＝同

2050年に向け、増加する世界人口を賄う農業生産技術はどの方向に進むべきなのかー。技術開発の方向性を探るオンラインシンポジウム「2050年、食料リスクのない豊かな社会を目指して」が、筑波大学（つくば市天王台）が代表機関を務める「作物サイバー強靭化コンソーシアム」の呼び掛けで22日、開催された。 プロジェクトマネージャーを務める同大生命環境系の大澤良教授は「2050年、世界人口は97億人に達し、現在の1.7倍の食料が必要とされる。これに対して代用食を検討する方向もあるが、多くの人は今程度の豊かな食生活の維持を望んでいるのではないか」とし、「食料生産に対する研究者としての我々の責任・方向性は、科学技術によって豊かな生活を保障することだと思う」と話した。 オンラインシンポジウムは内閣府のムーンショット型農林水産研究開発事業として開催された。同事業は、日本発の破壊的イノベーションの創出を目指し、従来の延長にない大胆な発想に基づく挑戦的な研究開発（ムーンショット）を、内閣府の総合科学技術・イノベーション会議が司令塔となり関係省庁が一体となって推進する制度だ。 農林水産研究分野では「2050年までに、未利用の生物機能のフル活用により、地球規模でムリ・ムダのない持続的な食料供給産業を創出」を目標に、2020年度から10の開発事業が始まっている。そのひとつが「サイバーフィジカルシステムを利用した作物強靭化による食料リスクゼロの実現」だ。野生植物などが持つ生物機能を活用して環境適応力の高い作物を迅速かつ自在に開発できるように、サイバー空間（仮想空間）とフィジカル空間（現実空間）を高度に融合させたサイバーフィジカルシステムを使い、目的に応じて作物を迅速にデザインしてリリースできる技術開発を目指している。 世界では増加する人口を賄うため農業利用が困難な条件にある土地での作付けや、気候変動による降水量の変化や温暖化ストレスにも耐える品種が求められている。しかし現在作付けられている品種は栽培化の過程で、環境の変化に適応する多くの機能を失ってしまっている。 劣悪な環境でも栽培できる強靭な作物の開発が急務だが、現在の育種には、その実現を阻む３つの問題がある。野生植物などの持つ強靭なストレス耐性を利用できていない、多数の遺伝子を一度に改良できない、目的に応じて作物を迅速にデザインできない。

つくば国際戦略総合特区事業の1つ、次世代がん治療法「BNCT」（ホウ素中性子捕捉療法）の開発実用化プロジェクトで、筑波大学と高エネルギー加速器研究機構は11月から、いばらき中性子医療研究センター（東海村白方）に設置した照射装置・実証機で非臨床試験を開始する。 同特区事業は2011年12月にスタートしており、プロジェクトは10年目にして、ようやく装置の薬事承認申請を行うために必要となる「治験」の前段階にたどりついた。iAc、ステラファーマ、日立製作所、千代田テクノル、NAT、新日本科学の関連各社が協力する。 コンパクトな加速器、安全性確保に腐心 BNCTは、がん細胞に選択的に集まる特性を有するホウ素薬剤をあらかじめ患者に投与し、中性子線を照射して、がん病巣を選択的に破壊する放射線治療。がん細胞内のホウ素は中性子と核反応を起こして、アルファ線などを発生する。発生した粒子は人間の体の中では10マイクロメートル（細胞1個分の大きさ）以下しか飛ばないため、ホウ素を取り込んだがん細胞だけが破壊され、正常細胞は温存されるという原理による。 難治性の頭頸部（とうけいぶ）がんや悪性脳腫瘍などの治療法として有力視され、長年研究されてきた。2011年3月以前は中性子の発生源に、東海村にあった実験用原子炉などが用いられたが、実用化に向けては病院にも設置できるよう、小型化と安全性が求められた。特区事業では加速器ベースの中性子源の導入が図られた。 リニアック（線形加速器）で陽子を加速し、標的にぶつけて中性子ビームを発生させる。設計の段階から開発に携わったのが、筑波大学陽子線医学利用研究センター、熊田博明准教授（医学医療系生命医科学域）だ。加速器を一式組み立ててから、非臨床試験に使える状態まで改良した装置は、つくば型BNCT用照射装置・実証機（iBNCT001）と名付けられた。

つくば市の産業技術総合研究所（産総研、石村和彦理事長）の地下室金庫に保管されているキログラム原器が重要文化財に指定される。文化庁の文化審議会文化財分科会（島谷弘幸会長）が15日、文科大臣に産総研所有のキログラム原器と関連の原器類を、重要文化財「メートル条約並度量衡（どりょうこう）法関係原器」に追加指定することを答申した。 1kgの重さ130年間伝える 質量の単位「キログラム（kg）」は、メートル法にもとづく最も基本的な単位の一つ。この定義のために、メートル条約の理事機関であるパリの国際度量衡委員会は、1キログラムの具体的な質量を定める「国際キログラム原器」を1880年代に製作した。白金90％、イリジウム10％の合金でできている。日本にはNo. 6と番号付けされた原器が割り当てられ、1890（明治23）年に到着している。 以来、明治、大正、昭和、平成、令和の5つの時代にわたり約130年間、質量の基準としての役割を担い、日本の近代化および産業発展に貢献した。戦時下の1944（昭和19）年には、空襲から逃れるため、東京・銀座の中央度量衡検定所から石岡市の中央気象台柿岡地磁気観測所（現在の気象庁地磁気観測所）に疎開させるなど、原器は先人たちの英知とたゆまぬ努力によって受け継がれてきた。 それでも物体の形では質量の変動が避けられないため、キログラムの定義は2019年、普遍的な物理定数「プランク定数」にもとづく定義に改定された。産総研の研究チームも参加する、国際プロジェクトによる改定作業だった。これにより国際キログラム原器としての役割を終えたが、お役ご免ではない。引き続き、非常に優秀な分銅（ふんどう）として、我が国の質量標準の維持・管理に役割を果たすことになった。