■ 身近な動物の神経に学ぶ

北村 美一郎 研究室

 

 無脊椎動物とは背骨を持たない動物の総称であり、イカなどの軟体動物やミミズなどの環形動物、またバッタ・コオロギに代表される昆虫など、ヒトにとって身近な動物が多く含まれます。無脊椎動物の神経系はニューロン（神経細胞）の数も少なく、比較的単純な構造をしていますが、外界からの情報をもとに学習・記憶し、その行動を変化させることで環境に適応することができます。

 無脊椎動物の中には、脊椎動物と共通した神経情報処理メカニズムを持つものが存在します。そのため、世界中の大学や研究所で無脊椎動物の神経系を用いた研究が行われ、その成果がボトムアップ的に生物・医学・工学分野などへ応用されています。

 近年ミミズは、パブロフの犬で知られるような古典的条件づけが成立することがわかってきました。ミミズに光と振動刺激を組み合わせて繰り返し与えることで、最終的に振動刺激のみでミミズは体を収縮させるようになります。条件づけ前後で体の収縮量を観察・記録すれば、ミミズの記憶を定量的に測定できることになります。
 


 「種の起源」で有名なダーウィンは、ミミズが巣穴に物を引き込む行動を観察することで、ミミズが知的な生物であると結論付けています。ダーウィンが生きた時代から100年以上経った今、ようやくミミズの知性のメカニズムの一端が解明され始めています。

■ 原子核の謎を解明する

山田 泰一 研究室

 

 英語の「atom（＝原子）」はギリシャ語の「これ以上分解できないもの」を語源としており、太古の昔から人間は「物質とは何からできているのか」を探究し続けてきました。中学校や高校の教科書には、原子は原子核と電子からなり、 さらに原子核は陽子と中性子から構成されていることが当然のように説明されています。また、物質を構成する最小単位は素粒子と呼ばれています。それでは、物質のでき方の基本など、みな既に分かっているものかというと、実は未解決の問題や謎は山ほどあります。物質の基本単位である原子核が、本当の意味での究極粒子である素粒子から、どのようにつくられたのでしょうか？さらに、原子核は気体や液体の性質を示すと思えば、分子のような構造が現れたり、また超電導や超流動の状態も出現しますが、このような多様な運動はどのようなメカニズムで強い相互作用から生まれるのでしょうか？これらを解明する学問が原子核物理学です。最近ではハイパー核や不安定核など新しい原子核が多数発見されており、宇宙の進化の過程で重要な役割を果たしていると考えられています。
 


 2014年5月に本学の関内メディアセンターで「第3回原子核クラスター物理学に関する国際会議（SOTANCP3）」（http://kguramo.kanto-gakuin.ac.jp/sotancp3/）が５日間の日程で開催され、17ヶ国から50名以上の外国人研究者と80名近い日本人研究者が参加し、最先端の研究成果と今後の展望について活発な議論が行われました。本学では原子核の構造に関する理論的な研究を進めており、フランス・ドイツ・中国の研究者と10年以上に渡る国際共同研究を行っています。