子ども時代の思い出は消えたわけではなく、ただ読み取れないだけ｜Tech Weekly

周淑義と平生が編集

動物はなぜ「段階的に」交尾するのでしょうか?研究により脳のシグナル伝達メカニズムが明らかに

カフカの『城』では、K とフリーダが居酒屋の床で長い間愛し合うが、K は自分が「道に迷って」しまい、「どこよりも遠い異国の地」に入ってしまったと感じる。これは、小説の中でセックスを叙情的に表現したものである。科学的な観点から見ると、勃起、膣挿入、射精の全過程において脳内では一体何が起きているのでしょうか?性行為中の雄ラットの脳活動を調査した新たな研究により、快楽を生み出す2つの化学物質、ドーパミンとアセチルコリンの複雑な変化が性行動の順序を制御していることが判明した。関連論文は3月20日にNeuronに掲載されました。

「性行動は複雑な一連の出来事だ」と、北京生命科学研究所の研究者で論文の責任著者である劉青華氏は述べた。 「この研究は、脳内でさまざまな化学物質が連携して、男性の性行動のさまざまな段階間の移行を制御する仕組みを明らかにしている。」

側坐核は報酬機能に関与する脳の領域であり、快楽の感情に関連することが多い化学物質であるドーパミンに反応します。研究チームはファイバー測光法を用いて、生きた雄マウスの側坐核を高い時間分解能でリアルタイムに監視した。脳がドーパミンとアセチルコリン（ドーパミンを調節することが知られている神経伝達物質）を放出すると、光ファイバーが点灯します。

結果は、勃起前にマウスの脳がアセチルコリンをリズミカルに放出し始め、約6秒後に脳がドーパミンも放出し始めたことを示しました。陰茎の挿入中、アセチルコリンとドーパミンの放出はマウスの動きに合わせてリズミカルに変動しました。挿入から射精への移行中、ドーパミンの放出は大幅に遅くなり、その後急速に増加します。この研究では、ドーパミン濃度が重要な役割を果たしていることも判明した。性交中、2 つの主要なドーパミン受容体である D2R と D1R を発現する神経細胞の活動は通常よりも低下します。この時点でD1Rが人工的に活性化されると、マウスはすぐに勃起段階に戻ります。 D2R が活性化されると、マウスは性活動を完全に停止します。

「私たちは、性行動が正しい順序で進行することを保証するドーパミンシグナル伝達の正確なメカニズムを明らかにしました。」研究者らは、マウスと人間の性行動は異なるものの、性機能に関与する脳の領域と神経伝達物質システムは類似している可能性があると指摘している。この研究は早漏などの性機能障害の治療に新たな手がかりをもたらす可能性があると研究者らは考えている。

関連論文:
http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2025.01.032

宇宙で最も鮮明な「赤ちゃんの写真」

3月20日のアメリカ物理学会年次総会で、国際研究チームはアタカマ宇宙論望遠鏡（ACT）を使って、宇宙誕生から約38万年後（人類が観測できた最も古い宇宙の時代）の宇宙の最も鮮明な画像を撮影したと発表した。この時期の宇宙は「幼少期」に相当し、これらの画像は宇宙の「赤ちゃんの写真」に相当します。関連する論文は「Journal of Cosmology and Astroparticle Physics」に投稿されました。

生まれたばかりの宇宙の新しい画像は、最も初期の光の強度と偏光を示しており、後に最初の銀河と恒星へと成長した古代の水素とヘリウムの凝縮雲の形成を明らかにしている。 ｜物理学者団体ネットワーク

宇宙マイクロ波背景放射は、人類が観測できる宇宙の歴史の最初の段階、つまり宇宙の幼少期を表しています。これらの宇宙マイクロ波背景放射画像の解像度は、10年以上前のプランク望遠鏡の5倍であり、初期宇宙における水素とヘリウムの動きが初めて明確に明らかになりました。 ACTプロジェクトのディレクター、スーザン・スタッグス氏は、光と闇を見ることができるだけでなく、潮汐から月の存在を推測したり、宇宙のさまざまな領域における重力分布を再現したりするのと同じように、光の偏光を通じて物質の動きを追跡することもできると語った。

ビッグバン後の最初の数十万年間、宇宙を満たしていた原始プラズマは非常に高温であったため、光は自由に伝播できず、宇宙は事実上不透明でした。

研究により、観測可能な宇宙の半径は約 500 億光年であり、その総質量は 1,900 個の「ζ太陽」(1 ζ=10^21) に相当することが確認されています。このうち、暗黒物質は 26% (500 ζ 太陽)、暗黒エネルギーは 68% (1300 ζ 太陽)、通常の物質はわずか 6% (100 ζ 太陽) を占めます。さらに、この小さなニュートリノ粒子は、最大でゼータ太陽 4 個分に相当する質量を構成します。

アタカマ宇宙論望遠鏡 |デブラ・ケルナー

論文の主著者の一人で、フランスのパリ・サクレー大学の教授であるティボー・ルイ氏は、宇宙のヘリウムのほぼ全てがビッグバン後3分以内に形成されたのに対し、人体を構成する元素、主に炭素、酸素、窒素、鉄、さらには微量の金は、その後に星の中で形成されたと指摘した。それらは、この宇宙の「寄せ集め」の中の単なる装飾品に過ぎません。

新しいデータは、宇宙の年齢が 138 億年であり、不確実性が 0.1% であることを裏付けています。研究チームはまた、宇宙がどれだけ速く膨張しているかを測定するハッブル定数も検証した。結果は、その値が67〜68 km /（s⋅Mpc）の間であることを示しています。

研究により、現在の宇宙論の標準モデルは依然として非常に信頼できることがわかっています。 （科技日報）

VRツールは人前で話す不安を克服するのに役立ちます

ケンブリッジ大学の研究者らは、ユーザーが何千人もの仮想聴衆の前でスピーチの練習をし、現実のシナリオでの緊張を克服できるようにする仮想現実（VR）オンラインプラットフォームを立ち上げた。

このプラットフォームは「暴露療法」に基づいている。恐怖に直面することで実際に恐怖を和らげることができ、呼吸と眼球運動の訓練と組み合わせることで心拍数を落ち着かせ、恐怖反応を抑制することができる。このプラットフォームは、学習教材、作業レポート、就職面接などのさまざまなシナリオを統合します。教室で数人の聴衆があくびをしたり頭を掻いたりしているところから、何万人もの観客が集まるスタジアムまで、ユーザーは練習用にさまざまな仮想環境を選択し、点滅する光や騒音などの気を散らす要素を追加できます。

「ユーザーにさらなる回復力と適応力を与えることが目的だ」と、ケンブリッジ大学イマーシブ・テクノロジー・ラボを拠点にこのプラットフォームを運営するクリス・マクドナルド氏は語った。 「心理的なウェイトトレーニングのようなものだ」と彼は付け加え、観客の少人数化にも楽に対応できるようになることを期待している。

ユーザーはさまざまな仮想現実環境でスピーキングの練習をすることができます |ルーシー・キャベンディッシュ

研究者らは合計29人の中国人ティーンエイジャーが参加してこのプラットフォームをテストした。彼らはVRシステムを使って簡単な呼吸法の訓練を受け、30分間練習した後、34人の実際の聴衆を前に英語で1分間のスピーチを行った。トレーニング後、人前で話すことに不安を感じた参加者の割合は 65% から 20% に減少し、自信を感じた参加者の割合は 31% から 79% に増加しました。別の未発表の研究では、ライブプレゼンテーションを必要とせずにトレーニングを受けた 18 人の学生に同様の効果が見られました。

ロンドン大学キングス・カレッジのバーチャルリアリティ研究所所長で心理学者のマッテオ・セラ氏は、現在の研究は限定的で十分に包括的ではないと疑問を呈し、訓練の効果を評価するには強力なランダム化比較試験が必要だと述べた。彼は、過度な露出は逆効果となり、人々が人前で話すことを避ける傾向を悪化させる可能性があると警告している。カーディフ大学のキム・スモールマン氏も、その影響と安全上のリスクを評価するにはさらなる研究が必要だと述べた。

関連論文:
https://doi.org/10.3389/frvir.2024.1506938

プラットフォームアドレス:
https://www.virtualrealitypublicspeaking.com/

子ども時代の記憶は消えたのではなく、ただ読み取れないだけである

3歳になる前のことを何か覚えていますか?実際、私たちは人生の最初の3年間を思い出すことができません。フロイトはこれを「幼児期健忘」と名付けました。従来の考え方では、これは乳児の脳、特に海馬（記憶を保存する脳の重要な領域）がまだ完全には発達しておらず、そのため記憶をコード化できないためだと考えられています。

3月20日にサイエンス誌に掲載された研究は、上記の見解を覆し、乳児は1歳で記憶を形成できることを明らかにした。これは、乳児期の健忘症は、記憶が形成されていないという事実ではなく、記憶を思い出すのが難しいことが原因である可能性が高いことを示唆している。 「これらの記憶は大人になっても残っている可能性が高いが、私たちがそれにアクセスできないだけかもしれないというのが、本当に興味深い可能性だ」とコロンビア大学の神経科学者で共著者のトリスタン・イェーツ氏は言う。

研究者らが幼児の脳のfMRIスキャンを実施｜160/90

新たな研究では、研究者らは生後4～25か月の乳児26人に、見知らぬ人の顔や物、風景の写真を見せた。各写真は 2 秒間表示され、その後約 1 分後に新しい写真と古い写真をもう一度見てもらいました。この間、機能的磁気共鳴画像法（fMRI）を使用して乳児の海馬の活動を監視しました。古くて見覚えのある写真を見せられた場合、赤ちゃんはより長い時間その写真を見ており、その写真を覚えていることが示唆された。結果は、乳児が最初に画像を見たときの海馬の活動が活発であればあるほど、再び画像を見たときにその画像を見る時間が長くなることを示しており、海馬がまだ完全に発達していなくても、ある程度のエピソード記憶の符号化が可能であることを示唆している。上記の現象は、12 か月以上の乳児に特に顕著です。言い換えれば、1 歳の乳児はすでに記憶をコード化する能力を持っているということです。

したがって、大人になってから幼少期の経験を忘れてしまうのは、「読書」の問題であるように思われます。研究者らは、これは時間が経つにつれて「記憶が最初に保存される方法と脳がそれを思い出そうとする方法の間に不一致が生じる」ためかもしれないと述べた。幼児期から成人期への成長過程は完全な変容です。 「這うことから歩くことに移行するだけでも、世界の見方がまったく変わります。」

動物実験も上記の見解を裏付けており、幼少期の記憶は脳内に何年も残る可能性がある。 2016年の研究では、神経科学者は光遺伝学を利用して、幼少期の記憶をコード化する成体ラットのニューロンを活性化することに成功し、それらの記憶が今も存在していることを示した。

フランスの哲学者ベルクソンは、「記憶は思考と物質の交差点」であり、「過去の生き残ったイメージ」であり、そこから「継続的な自己」を垣間見ることができると信じていました。子供の頃の記憶は消えていないかもしれませんが、何年も経って振り返ったとき、それらの元の足跡は雪の中にずっと深く埋もれています。

関連論文:
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adt7570

ダークエネルギーは弱まっているのでしょうか?

3月20日のアメリカ物理学会年次総会において、ダークエネルギー分光サーベイ（DESI）共同研究グループはダークエネルギーに関する最新の研究結果を発表し、同時にプロジェクト初年度のスペクトルデータを公開した。最初の3年間に収集されたデータと他の天体調査からの情報を組み合わせて、研究者たちは過去45億年にわたって、宇宙の膨張に対する暗黒エネルギーの影響が時間とともに弱まってきた可能性があることを発見した。この発見は、現在の宇宙の標準モデルを超えた新しい物理学の可能性を示唆している。

DESI は、世界中の 70 を超える機関が参加し、米国エネルギー省のローレンス・バークレー国立研究所が主導する国際的なダークエネルギー実験です。このプロジェクトでは、米国のキットピーク国立光学天文台の4メートルのメイオール望遠​​鏡を使用し、5,000本の光ファイバーを通じて遠方の銀河からの光を収集します。研究者はこれを利用して、宇宙の膨張により光がどの程度「赤方偏移」したかを判断し、宇宙を3次元でマッピングして詳細な成長の歴史を再構築することができます。

DESI が観測した宇宙地図の一部。地球から 110 億光年の距離範囲内の天体の分布を示しています。このスライスには、明るい銀河 (黄色)、明るい赤色の銀河 (オレンジ色)、輝線銀河 (青色)、クエーサー (緑色) の 4 種類の銀河系外ターゲットが含まれています。 ｜DESI国際協力グループ

ダークエネルギーは、宇宙の加速膨張を推進する未知の要素です。その特性は、初期宇宙の音波から残った密度の波紋である重粒子音響振動 (BAO) を通じて明らかにすることができます。 BAO が物質の分布に形成する特徴的なスケール (約 5 億光年) は、「標準の物差し」とみなすことができます。異なる赤方偏移におけるこのスケールの実際の角直径を測定することにより、科学者は宇宙の膨張率の歴史的変化を正確に計算し、暗黒エネルギーの進化を分析することができます。

DESI 共同研究チームは、これまでに作成された中で最大の宇宙の 3 次元マップ (約 1,500 万個の銀河とクエーサーをカバー) を使用して、過去 110 億年にわたるダーク エネルギーの影響を追跡してきました。研究者らは、DESIデータ、宇宙マイクロ波背景、超新星、弱い重力レンズ効果の研究結果を組み合わせ、現在の宇宙論の標準モデルでは観測結果のすべてを説明できない一方で、暗黒エネルギーが時間とともに変化するモデルの方がこれらのデータとより一致していることを発見した。研究によれば、宇宙の膨張の加速度は過去よりも低下しており、現在のダークエネルギーのエネルギー密度は45億年前よりも約10％低くなっています。暗黒エネルギーは「宇宙定数」であると広く信じられているが、時間の経過とともに予期せぬ形で進化し、現在の標準的な宇宙論モデルに疑問を投げかける可能性がある。

しかし、ダークエネルギーの進化を裏付ける証拠は、物理学におけるゴールドスタンダードの発見閾値「5」にはまだ達しておらず、現在の信頼範囲は2.8から4.2の間です。調査が進むにつれて、信頼度レベルがゴールドスタンダードに達し、既存の標準的な宇宙論モデルの改訂につながる可能性があります。

夜型の人はなぜうつ病になりやすいのでしょうか?

英国サリー大学のサイモン・エバンス氏とその同僚は、睡眠やアルコール摂取などの要因が、夜更かしをする人がうつ病になるリスクが高い理由を説明する一助となるかもしれないと示唆している。関連研究は3月19日にPublic Library of Science 101に掲載されました。

これまでの研究では、「夜更かしする人」や夜更かしする人は、朝早く起きる人よりもうつ病の症状が出やすいことが分かっている。新しい研究のために、エヴァンス氏とその同僚はオンラインアンケートを使用して546人の大学生からデータを収集した。データには、学生の自己申告による睡眠、集中力、反芻、アルコール摂取、うつ病、不安のレベルに関する情報が含まれていた。

この研究では、夜型の人はうつ病になるリスクが著しく高いことが確認されたが、この関連性は集中力、睡眠の質、アルコール摂取量の違いによって説明できる。平均すると、夜型の人は朝型の人に比べて睡眠の質が悪く、アルコール摂取量が多く、集中力が低かった。

しかし研究者らは、この研究は横断的研究であり、ある時点のデータのみに依存しているため、因果関係を証明する能力には限界があると述べた。さらに、この調査結果は大学生以外の年齢層には当てはまらない可能性があります。研究者らは、これらの要因を考慮すると、マインドフルネス、睡眠、アルコール摂取を対象とした介入は、特に若者のうつ病のリスクを軽減する可能性があると述べている。

「多くの若者が精神衛生状態が悪いことを考えれば、これらの調査結果は特に重要である。多くの若者は夜更かしする傾向があり、この結果は彼らのうつ病リスクを減らすためにどのような介入を実施できるかを示している」とエバンズ氏は述べた。 （中国科学日報）

関連論文:
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0319915

新しい抗真菌薬が多剤耐性菌を殺す

3月20日にネイチャー誌に発表された研究で、研究者らは微生物ゲノムから、新たな標的を持つ初のポリエンマクロライド系抗真菌薬候補であるマンジマイシンを採掘し、生合成した。マンジマイシンは、広範囲の有効性、新しいメカニズム、高い安全性などの特徴を持ち、多剤耐性病原体に対して強力な抗真菌活性を示します。

多剤耐性真菌病原体による感染症は、人類の健康に対する脅威を増大させています。細菌は真菌を殺すことができる抗生物質を進化させており、人間はそれを利用して抗真菌薬を開発することができます。研究によると、抗生物質生産細菌は自然環境における競争上の優位性を維持するために、薬剤耐性菌と戦うために分子改変を通じて抗生物質の構造を継続的に最適化することが分かっています。これを基に研究者らは、微生物二次代謝産物の生合成遺伝子クラスター178万個を含むデータベースを構築し、遺伝子マイニング技術を用いて重要な生合成遺伝子クラスターをロックインし、コンビナトリアル生合成を通じて、リン脂質分子を標的とする初の新しいポリエンマクロライド系抗生物質であるマンジマイシンを最終的に得た。マンジマイシンは、細胞膜上のエルゴステロール（ポリエンマクロライドの典型的な標的）には結合せず、代わりに真菌細胞膜上のさまざまなリン脂質に結合します。これは、臨床で広く使用されているアムホテリシンBなどのエルゴステロールを標的とした抗真菌剤に耐性を獲得した真菌性病原体に対して有効であることを意味します。著者らは、動物感染モデルにおいて、多剤耐性カンジダ・アウリスを含むさまざまな真菌病原体に対してマンジマイシンを試験し、この化合物はアムホテリシンBよりも強力で腎毒性が低いことを発見した。しかし、リン脂質を標的とするメカニズムの潜在的な副作用を考慮して、研究チームは次にその毒性メカニズムを詳細に調査し、臨床的安全性と有効性を総合的に評価する予定である。

関連論文:
https://www.nature.com/articles/s41586-025-08678-9

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