法人別リリース

早稲田大学に「バレエ学際研究所」を設置

早稲田大学 — Thu, 15 Oct 2026 14:00:00 +0900

2026年10月15日
早稲田大学
早稲田大学に「バレエ学際研究所」を設置世界で活躍するバレエダンサーと研究者が共創する研究拠点

学校法人早稲田大学（東京都新宿区、理事長：本間敬之、以下「早稲田大学」）は2026年10月1日、総合研究機構のプロジェクト研究所として「バレエ学際研究所」（以下、「本研究所」という）を設置しました。
本研究所には、世界で活躍するバレエダンサーや指導者、振付家、音楽家などの実践家と、人文・社会科学および自然科学の研究者が参画します。
第一線の実践家と研究者がともに研究を進め、身体芸術としてのバレエの創造と実践を多角的かつ重層的に探究します。

現役バレエダンサーなどの実践家が研究に参加
これまでのバレエ研究では、研究者が実践を外側から観察し、客観的に分析するアプローチが多く用いられてきました。こうして蓄積されてきた学術知と、ダンサーが実践で培ってきた知が交わることで、初めてたどり着ける理解があると考えられます。
　本研究所では、世界で活躍するバレエダンサーや指導者、振付家、音楽家などの実践家も参画し、研究者と同じ場で対話しながら、実践知と学術知を継続的に往環させ、協働して研究課題に取り組むことで、新たな知の創出を目指します。
早稲田大学だからこそ実現できる学際研究
本研究所は、総合研究機構による学内の垣根を超えた学際研究を実施できる場であることから、人間科学部・スポーツ科学部を本属とした研究者に加え、国内外で活躍する現役バレエダンサーや音楽家が参加します。
参画する研究者は、哲学や歴史を研究する人文学の研究者、教育や心理、社会や文化を研究する社会科学の研究者、身体運動や認知を研究する自然科学の研究者など、多様な専門分野にわたります。実践家と研究者がそれぞれの専門性や経験を生かしながら研究課題に応じて協働することで、従来の枠組みを超えたバレエ研究を展開します。
プロダンサーが学ぶ早稲田大学
現在、早稲田大学人間科学部eスクールには、国内外で活躍するプロバレエダンサーが多数在籍しています。
プロとしての活動を続けながら学ぶことができる環境の中で、学生たちは身体表現や教育、文化、人間科学などについて学びを深めています。中には卒業後も、本研究所の招聘研究員として研究を継続するプロバレエダンサーもいます。

岡野祐女（2025年卒）
ポーランド国立バレエ団
本研究所招聘研究員

奥平花（2026年卒）
ルーマニア国立ティミショアラ劇場バレエ
本研究所招聘研究員

中野伶美（在学中）
元シビウ劇場バレエ団

本研究所は、将来プロを目指す若いダンサーや、バレエを続けながら学びたい学生にとっても新たな学びの機会を創出します。
所長コメント

三浦哲都（みうらあきと）准教授バレエ学際研究所所長
本研究所は、身体と心、文化と社会が交わるバレエを通して、人間への理解を深め、踊るという営みに宿る価値を社会にひらくことを目指しています。
本研究所の最大の特徴は、第一線で活躍するダンサーや指導者と研究者が、ともに探究することにあります。実践を外側から捉える視点と、実践者の内側にある感覚や経験を重ね合わせることで、初めてたどり着ける知があると考えています。
学術と実践の双方に新たな知を生み出し、バレエに取り組む方々、そしてこれから進路を考える若い世代にも開かれた研究拠点を築いていきます。

早稲田大学英語ポッドキャスト番組「Rigorous Research, Real Impact」シーズン3 第3回を配信開始

早稲田大学 — Thu, 15 Oct 2026 11:00:00 +0900

早稲田大学（東京都新宿区、総長：本間敬之）は、2026年10月14日（水）、英語ポッドキャストシリーズ「Rigorous Research, Real Impact」シーズン3の第３回エピソード「Migration, Labor Shortages, and Japan’s Economic Future（移民、労働力不足、そして日本経済の行方）」の配信を開始しました。本シリーズは、Spotify、Apple Podcasts、Amazon Music、YouTubeにて無料でお聴きいただけます。

第3回:「Migration, Labor Shortages, and Japan’s Economic Future（移民、労働力不足、そして日本経済の行方）

本エピソードでは、MCを務める早稲田大学学生のJamie氏が政治経済学術院のシャヒダ・パルビン講師をゲストに迎え、日本の労働市場や移民をめぐる現状と、国境を越えた人の移動がもたらす経済的・社会的課題について語ります。対談では、労働力不足や人口動態の変化を背景に、日本における人の移動のあり方が問われるなか、移民をめぐる議論を経済学の視点から掘り下げます。実証経済学の研究を踏まえ、人々が移住を選択する背景や、労働力不足への対応を迫られる日本が直面する課題について考察します。また、移民をめぐる複雑な問題への理解を深めるうえで、客観的なデータや科学的なエビデンスに基づく研究がどのような役割を果たすのかについても語ります。さらに、早稲田大学における経済学教育の取り組みも紹介します。学生が定量分析の手法を身につけ、実社会のデータや現代の経済課題に応用することを通じて、経済現象を実証的に捉え、現実社会の課題を多角的に考える力を養う教育について、その考え方を紹介します。さらに、パルビン講師は、多様な文化的背景を持つ学生と学び、国際的な視野やネットワークを広げる早稲田大学の英語学位プログラムも紹介します。

“Waseda University Podcasts: Rigorous Research, Real Impact”

○Apple Podcasts
○Spotify
○Amazon Music
○YouTube
○Waseda University Website

シーズン3について

今シーズンは、早稲田大学の研究者8名が3名の学生MCと共に出演します。各回約15分間のエピソードで、研究者が自身の研究をわかりやすく紹介するとともに、その研究が現代社会の課題や注目されるニュースとどのように関わっているのかについて語ります。研究者と学生MCが対話を通じて、早稲田大学の英語学位プログラムの魅力についても紹介します。取り上げるテーマは、日本経済、労働・移民問題、日本におけるビジネス、日本文化、AIなど多岐にわたります。
本ポッドキャストは、専門的な知見を現代社会の課題をテーマとした親しみやすい対話を通して紹介することで、日本および早稲田大学で行われている研究への理解を深め、新たな視点を提供します。特に、早稲田大学への留学や日本での学習・研究に関心を持つ方々、そして日本社会やそれを取り巻く世界的課題について知りたいと考えるすべての方におすすめのシリーズです。

配信スケジュール（予定）

■エピソード４（配信日: 2026年11月4日）：
長谷川　信次　教授 (社会科学学術院)—
「Global Goals, Local Realities: Rethinking Sustainable Business（グローバルな目標と地域の現実－持続可能なビジネスを再考する）」

■エピソード5（配信日: 2026年11月25日）：
根本　直子　教授 (商学学術院)—
「Can Doing Good Make Good Business (社会によいこと”は、“ビジネスによいこと”になり得るのか？)」

■エピソード6（配信日: 2026年12月16日）：
中井　真木　准教授 (国際学術院)—
「Clothing, Power, and Court Culture in Premodern Japan(「近代以前の日本における衣服、権力、宮廷文化」)」

早稲田大学について
早稲田大学では現在、6学部および15研究科において英語学位プログラムを提供しています。また、日本学生支援機構（JASSO）が公表した2025年度の調査によると、早稲田大学は日本で最も多くの外国人留学生を受け入れている大学です（※1）。
さらに、「QS World University Rankings by Subject 2026」では、「Arts & Humanities（人文科学）」で世界61位、「Social Sciences & Management（社会科学）」で世界78位にランクインし、いずれも世界トップ100に選出されています（※2）。
※1　https://www.studyinjapan.go.jp/ja/_mt/2026/05/data2025z.pdf
※2　https://www.waseda.jp/inst/vision150/news/9571

キラルな一次元ペロブスカイト半導体の理論模型を構築

早稲田大学 — Wed, 14 Oct 2026 14:00:00 +0900

【発表のポイント】
キラルな一次元ペロブスカイト半導体は、有機キラル分子と無機骨格を組み合わせた有機無機ハイブリッド材料で、素材の選択によって電子構造と光学特性が多彩に変化します。
複雑な結晶構造を持つこの物質群について、結晶の対称性を手がかりに理論模型を構築し、電子構造の主要な特徴を少数の要素で再現できることを示しました。
電子のスピンの向きに応じてエネルギーが分かれる現象（スピン分裂）について、その起源となる要素を特定しました。キラル結晶の右手型・左手型の違いは、スピンに関わる要素の符号を一斉に入れ替えることに対応します。
今後の目標は、この模型に光との相互作用を取り入れ、キラルな構造に由来する特徴的な光応答の仕組みを解明することです。これは、光センサーや光発電デバイスの開発にも貢献すると期待されます。

自身とその鏡像が重ねられない構造をキラル※1な構造といいます。右手と左手はキラルな構造の代表例です。キラルな結晶構造の右手型と左手型の違いは、結晶内部の電子の性質に顕著な影響を与えます。早稲田大学高等研究所の大湊友也（おおみなとゆうや）准教授、東北大学金属材料研究所の古川哲也（ふるかわてつや）助教、早稲田大学理工学術院の石井あゆみ（いしいあゆみ）教授、東京理科大学先進工学部の伊藤哲明（いとうてつあき）教授らの研究グループは、有機無機ハイブリッド※2材料であるキラルな一次元ペロブスカイト半導体※3の電子構造※4を、少数の要素で読み解く理論模型※5を構築しました。結晶の対称性を手がかりに、第一原理計算※6で得られた電子状態の主要な特徴を再現し、電子のスピン※7に応じてエネルギーが分かれる現象（スピン分裂）について、その起源となる要素の役割を明らかにしました。本論文は、アメリカ物理学会発行の学術誌『Physical Review Research』に2026年10月7日付(現地時間)で公開されました。

図１　本研究の対象と理論模型。
左は素材となる有機キラル分子（1-フェニルエチルアミン、略称PEA）と、鉛・ヨウ素からなる無機成分です。中央は、これらが組み合わさってできたキラルな結晶（R-PEA）PbI₃の構造です。右は、その電子構造を記述する理論模型で、結晶の対称性を保ったまま単純化し、繰り返しの単位の中に対称性で結ばれた4つのサイトを置き、それぞれにキラルな部品を配置しています。各部品に付けた矢印は、サイトごとの向きの違いを表します。

（１）これまでの研究で分かっていたこと
キラルな構造は自然界にありふれています。私たちの右手と左手をはじめ、アミノ酸や糖、多くの医薬品の分子にも現れ、生物学、化学、物理学のいずれの分野にも登場します。例えば、タンパク質を構成するアミノ酸には右手型と左手型がありますが、生命はそのうち一方の型を選択的に利用しています。このような偏りが化学的にどのように生じうるのかは、長年の謎とされてきました。2026年のノーベル化学賞は、「不斉有機合成における非線形効果と自己触媒作用の発見」により、フランスのアンリ・カガン氏と、硤合憲三（そあいけんそう）東京理科大学栄誉教授に授与されることが発表されました。両氏は、一方のキラリティだけがそろった状態が化学反応によって自発的に生じうることを示し、この謎の解明に貢献しました。

固体物理学では、結晶の中を運動する電子の性質を調べます。結晶中の電子の振る舞いは、原子の並び方、すなわち結晶構造の対称性に強く影響されます。では、結晶構造そのものがキラルなとき、右手型か左手型かの違いは電子の運動にどのような影響を与えるのでしょうか。この問いは、近年大きな関心を集めています。固体物理学がこれまで主に扱ってきたのは無機結晶であり、キラルな結晶の研究も無機結晶を中心に進められてきました。しかし無機結晶では、右手型と左手型を系統的に作り分けることが難しく、素材を変えて電子構造を制御することも容易ではありません。

キラルな一次元ペロブスカイト半導体は、有機キラル分子と、鉛とヨウ素からなる無機骨格とを組み合わせた有機無機ハイブリッド材料です。化学の分野では、有機キラル分子の右手型と左手型の一方だけを取り出したり、作り分けたりする技術が発達しています。こうして得た有機キラル分子を素材として用いれば、結晶構造のキラリティを制御できます。また、有機キラル分子の種類を変えると、無機骨格の並び方や結晶の対称性が変わり、電子構造や光に対する応答も大きく変化します。さらに、この材料には鉛やヨウ素という重い元素が含まれています。重い元素では、電子の運動とスピンを結びつける「スピン軌道相互作用」※8が強く働きます。そのため、キラルな構造と電子のスピンの関係を調べるのに適しています。

キラルな一次元ペロブスカイト半導体は、これまで、デバイスへの応用を目指した研究が盛んに行われてきました。本研究グループの石井教授らは、一次元らせん構造を持つペロブスカイト素子で、円偏光※9の回転の向きを電流値として検出できることを示しました（A. Ishii, T. Miyasaka, Sci. Adv. 2020, 6, eabd3274）。さらに、らせん鎖の配列を制御した結晶では、光を当てると結晶の内部に大きな電圧が生じることも実証しました（A. Ishii et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202424391）。どちらの研究も、キラルな構造と光応答が密接に結びつくことを示しています。こうした光応答が電子のどのような性質から生まれるのかを理論的に理解するには、結晶中の電子状態を明確に記述する必要があります。

実験に加えて、計算によって電子構造を調べる研究も進められてきました。本研究グループは先に、この材料の第一原理計算を行い、エネルギーバンドの端（バンド端※10）付近の電子状態が主に鉛とヨウ素に由来することを示しました。加えて、スピンの向きに応じてエネルギーバンドが分裂することも明らかにしました（T. Furukawa et al., arXiv:2607.00933）。

一方で、いまだに解決されていない課題も残されています。第一原理計算で詳細な電子構造を明らかにすることはできましたが、その特徴を生みだしている最小限の要素が何であるかまでは、直接的に明らかにすることはできていません。この要素を特定できれば、キラルな構造と物理現象の関係について理解が深まります。さらに、光応答を理論的に解明するための土台にもなります。こうした理解は、キラルな材料をデバイスに応用する新たな道筋にもつながります。

そこで本研究グループは、できるだけ単純な理論模型を作り、電子構造の特徴を捉える最小限の要素を明らかにしたいと考えました。近年の固体物理学では、実験、第一原理計算、理論模型を組み合わせることで多角的な理解を深める研究手法が定着しています。しかし、キラルな一次元ペロブスカイト半導体については、結晶の対称性を保ちながら単純化した理論模型を構築し、電子構造を説明する試みは、これまで行われていませんでした。

（２）新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと
本研究では、キラルな一次元ペロブスカイト半導体（R/S-PEA）PbI₃を対象に、結晶の対称性を満たす理論模型を構築しました。少数の要素からなる理論模型でエネルギーバンドの全体的な形をとらえるとともに、バンド端付近ではスピン分裂の大きさまで再現することに成功しました。さらに、そのスピン分裂の起源となる要素を特定しました。

理論模型では、結晶の繰り返しの最小単位の中に、対称性によって互いに結ばれた4つのサイトを置き、それぞれにキラルな部品を配置しました。ここでいうキラルな部品とは、結晶を分割して捉えたときの、ひとつのかたまりのことを示します。個々の原子を一つずつとらえるのでなく、有機キラル分子と無機骨格をまとめて一つと扱います。注目する電子状態は、それぞれの部品に割り当てています。そして、各部品の間を電子が飛び移る過程に基づいて電子構造を記述します。

伝導帯と価電子帯について、それぞれ電子の飛び移りを特徴づけるパラメータを調整し、先行研究の第一原理計算と比較しました（図２）。エネルギーバンドの概形がよく一致しており、さらにバンド端付近ではスピン分裂の大きさも再現できていることが読み取れます。

図２　理論模型（赤）と第一原理計算（灰色）によるエネルギーバンドの比較。
横軸は結晶中の電子の運動量で、ΓやXなどの記号は、結晶の対称性で決まる代表的な運動量の点を表します。上段が伝導帯、下段が価電子帯を示しており、バンドギャップに相当するエネルギー領域は省略しています。右の2枚は、バンド端付近を拡大したものです。矢印はスピンの向きを表し、上向きと下向きは互いに逆向きのスピンに対応します。

電子はスピンを持つため、飛び移りやすさがスピンの向きによって変わることがあります。このスピンに依存する飛び移りを詳しく調べたところ、理論模型上でスピン分裂の起源となる要素が、伝導帯と価電子帯とで異なることが分かりました。無機骨格がらせん状につながった鎖に沿った飛び移りのうち、伝導帯では隣り合う部品間の飛び移りが、価電子帯では一つ飛ばしの飛び移りが主に効いています。

また、スピンに関わる要素の符号を一斉に入れ替えると、スピンの向きのパターンも反転し、鏡像にあたる結晶構造の結果を再現できることを示しました。キラルな結晶の右手型と左手型の違いが理論模型のどこに現れるのかを、具体的に解明したことになります。キラルな構造と電子の性質を結ぶ関係を、最小限の要素の組み合わせとして記述することに成功しました。これは、複雑な結晶の電子構造であっても、その主要な特徴は少数の要素から理解できることを示しています。

（３）研究の波及効果や社会的影響
今回の理論模型は、結晶構造の対称性が許容する要素だけで構築されています。そのため、この枠組みを他のキラルな物質にも適用できると考えられます。物質ごとにパラメータを調整することで、その物質の性質を定量的に評価できます。また、各要素の役割を比較することで、物質を横断した統一的な理解につなげることができます。理論構成が明快で計算の負担も小さいため、有機無機ハイブリッド材料の研究に広く適用できると期待されます。キラルな構造は、電子のスピンの向きや、光の振動が回る向き（円偏光）といった性質と深く結びついています。今回構築した理論模型は、どの要素がこれらの結びつきを生みだしているのかを具体的に議論するための出発点になります。こうした理解が進むことで、材料が持つ、光とスピンを結びつける性質を引き出し、素子の機能として活かす道が見えてきます。キラルな材料をめぐる研究は、物質科学や光科学からエレクトロニクスに至るまで、幅広い分野に広がっています。応用先として、光を電気に変える光発電デバイス、光を見分ける光センサー、光でスピンを操る素子（光スピントロニクス）などが考えられます。本研究が、そうした次世代技術を支える土台のひとつになることを期待しています。

（４）課題、今後の展望
今後は、今回構築した理論模型を用いて、光応答の計算に取り組みます。具体的な計算対象は2つあります。ひとつは、右回りと左回りの円偏光で光の吸収が異なる円二色性※11です。もうひとつは、光を当てると結晶の内部に電圧が生じるバルク光起電力効果※12です。いずれもキラルな一次元ペロブスカイト半導体で報告されてきた現象であり、これらを計算することで、結晶構造のキラリティがどのように光応答へ影響するのかを系統的に調べられると考えています。そのためには、理論模型に光との結びつきを組み込む必要があります。また、理論模型そのものにも改良の余地があります。今回の理論模型はバンド端付近を重点的に記述しているため、そこから離れた領域では、エネルギーやスピンの偏りの大きさに第一原理計算とのずれが残ります。今後は、扱う対象に応じて必要最小限の要素を追加しながら、簡潔さを保ちつつ、再現性との両立を図ります。

（５）研究者のコメント
光を使って電子を自在に操るという大きな目標に向けて、キラルな構造は有力な手がかりだと考えてきました。今回の研究では、物理・化学、理論・実験の専門家が協働することで、複雑なキラル結晶の電子構造を少数の要素で読み解く土台をつくることができました。次は、この土台の上で光とキラルな構造の関係性を探求します。「光」と「キラル」をキーワードに研究者の交流を広げ、次世代の光技術の発展に貢献します。

（６）用語解説
※1　キラル
右手と左手のように、ある構造とその鏡像を重ね合わせることができない性質を持つことを「キラルである」といい、「キラルな構造」「キラルな結晶」のように用います。この性質自体はキラリティと呼ばれます。
※2　有機無機ハイブリッド
炭素を骨組みとする化合物を有機物、それ以外の物質を無機物と呼びます。プラスチックや多くの医薬品は有機物、金属や鉱物は無機物です。有機無機ハイブリッドは、この両者を組み合わせた材料を指します。本研究の材料では、有機物である分子と、鉛とヨウ素からなる無機物の骨格が組み合わさっています。
※3　一次元ペロブスカイト半導体
鉛をヨウ素が取り囲んだ八面体が、らせん状につながることで一次元の鎖をつくり、その周囲を有機分子が取り囲む結晶です。「一次元」は無機の骨格のつながり方を指し、結晶全体は鎖が集まった立体構造を持ちます。半導体は、光を吸収して電気を生んだり、電気を流して光を出したりできる物質で、シリコンを代表として太陽電池やLED、集積回路に使われています。
※4　電子構造
結晶中で電子が取り得るエネルギーと、それぞれのエネルギーに対応する電子の状態をまとめて指す言葉です。本研究では、エネルギーバンド、スピン分裂、スピンの向きの偏りに着目しています。
※5　理論模型
第一原理計算が、原子の種類と結晶構造を与えて電子構造を求めるのに対し、理論模型は、着目する現象に影響を与える要素を見極めて抽出し、簡潔な数式として表したものです。数式に含まれる数値は、第一原理計算の結果に合わせて決めます。要素が少ないため、各要素の役割が明確になるという利点があります。本研究では、電子が結晶中のサイトの間を飛び移る過程で電子状態を表す模型を用いており、このような模型は強束縛模型（タイトバインディングモデル）と呼ばれます。
※6　第一原理計算
原子の種類と結晶構造を与えるだけで、実験によって得た数値を使わずに、量子力学の基本法則から電子構造を計算する手法です。本研究では、密度汎関数理論（DFT）に基づく既報の計算結果を参照しています。
※7　スピン
電子が持つ、小さな磁石としての性質です。上向きと下向きの2通りの向きを取り、その向きによって電子状態のエネルギーが分かれることを、スピン分裂と呼びます。
※8　スピン軌道相互作用
電子の運動とスピンの向きを結びつける相互作用です。この相互作用によって、電子がどちらへ動くかに応じて、スピンの向きやエネルギーが変化します。原子核の電荷が大きく重い元素ほど強く働き、特に鉛のような元素では顕著に現れます。
※9　円偏光
光は、電場が振動しながら進む波です。その電場の振動方向が、光の進む向きに対して円を描くように回る光を円偏光と呼びます。円偏光には右回りと左回りがあり、キラルな構造を持つ分子や結晶は、それぞれの円偏光に対して異なる応答を示します。
※10　バンド端
原子がひとつだけの場合、電子が取り得るエネルギーは離散的な値に限られます。一方、原子が多数集まって結晶を形成すると、帯のように広がります。これを「エネルギーバンド」と呼びます。半導体では、電子が満たされているバンド（価電子帯）と、その上にある電子が入っていないバンド（伝導帯）との間に、電子が存在できない領域があります。価電子帯の上端と伝導帯の下端を「バンド端」と呼びます。
※11　円二色性
右回りの円偏光と左回りの円偏光とで、物質による光の吸収されやすさが異なる現象です。キラルな分子や結晶で現れ、分子や結晶の構造が右手型か左手型かを判別する手段として広く利用されています。
※12　バルク光起電力効果
光を当てることで電圧が生じる現象のうち、異なる材料を接合した界面を使わず、結晶内部だけで電圧が生じる現象を指します。一般的な太陽電池は接合の界面を利用しますが、この現象では結晶そのものが持つ対称性の低さによって電圧を生み出します。

（７）論文情報
雑誌名：Physical Review Research
論文名：Single-orbital tight-binding model for chiral one-dimensional hybrid organic-inorganic lead halide perovskites
論文名：キラルな一次元有機無機ハイブリッド鉛ハライドペロブスカイトの単一軌道強束縛模型
執筆者名（所属機関名）：大湊友也*（早稲田大学高等研究所・准教授）、古川哲也（東北大学金属材料研究所・助教）、石井あゆみ（早稲田大学理工学術院先進理工学部化学・生命化学科・教授）、伊藤哲明（東京理科大学先進工学部物理工学科・教授）＊印は責任著者。筆頭著者は大湊友也。
受理日：2026年9月1日
掲載日時（現地時間）：2026年10月7日
掲載URL：https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/vw7v-y192
DOI：10.1103/vw7v-y192

（８）研究助成
研究費名：科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業 CREST
研究課題名：一次元有機無機ハイブリッドらせんナノ物質による近未来光デバイス技術の創出
課題番号：JPMJCR23A1
研究代表者名（所属機関名）：石井あゆみ（早稲田大学）
研究費名：JSPS科研費挑戦的研究（萌芽）
研究課題名：フェロアキシャル秩序が創発する特異交差応答
課題番号：JP23K17659
研究代表者名（所属機関名）：古川哲也（東北大学）
研究費名：JSPS科研費基盤研究（B）
研究課題名：散逸を伴う外場により誘起される電子スピン－核スピン複合非平衡偏極
課題番号：JP25K00963
研究代表者名（所属機関名）：伊藤哲明（東京理科大学）
研究費名：JSPS科研費基盤研究（C）
研究課題名：キラル結晶構造を有するトポロジカル半金属における非線形光学の理論
課題番号：JP26K06985
研究代表者名（所属機関名）：大湊友也（早稲田大学）
研究費名：JSPS科研費学術変革領域研究（A）『フォトキネティシズム：励起現象のマルチスケール速度論と革新的光機能』
研究課題名：有機無機ハイブリッドによるスピン偏極制御と光スピントロニクスへの応用
課題番号：JP26H00378
研究代表者名（所属機関名）：石井あゆみ（早稲田大学）
研究費名：早稲田大学特定課題研究助成費
研究課題名：キラル物質における電子状態および光学応答の理論
課題番号：2026C-668
研究代表者名（所属機関名）：大湊友也（早稲田大学）

高い心肺体力が遺伝的要因による乳がん発症リスク上昇を抑える可能性

早稲田大学 — Wed, 14 Oct 2026 11:00:00 +0900

2026年10月14日
早稲田大学
高い心肺体力が遺伝的要因による乳がん発症リスク上昇を抑える可能性
発表のポイント
●英国の大規模バイオバンク「UK Biobank」に登録された閉経後女性15,199名のデータを用い、心肺体力と乳がんの多遺伝子リスクスコア（polygenic risk score：PRS）が将来の乳がん発症とどのように関連するかを検討
●10.7年間の追跡期間中に547名が乳がんを発症。心肺体力およびPRSと乳がん発症との関連を個別に解析した結果、高い心肺体力は乳がん発症リスク低下と関連し、高いPRSは乳がん発症リスク上昇と関連
●心肺体力とPRSを組み合わせて乳がん発症との関連を解析した結果、心肺体力が高い閉経後女性では、高PRSに伴う乳がん発症リスクの上昇が小さいことが明らかに
早稲田大学スポーツ科学学術院の谷澤薫平（たにさわくんぺい）准教授、渡邉大輝（わたなべだいき）招聘研究員、西安交通大学（中国）の孫暁敏准教授らの研究グループは、英国の大規模バイオバンク「UK Biobank」※1に登録された閉経後女性15,199名のデータを用い、心肺体力※2が高い閉経後女性では、遺伝的要因による乳がん発症リスクの上昇が小さいことを明らかにしました。本研究成果は『Medicine & Science in Sports & Exercise』（論文名：Cardiorespiratory fitness, polygenic risk, and breast cancer in postmenopausal women: a prospective cohort study）にて、2026年10月6日（火）にオンラインで掲載されました。

(1)これまでの研究で分かっていたこと（科学史的・歴史的な背景など）
乳がんは女性において世界で最も多く診断されるがんであり、その発症には生活習慣、肥満、生殖・ホルモン関連因子など、さまざまな要因が関与しています。また、乳がんには遺伝的要因も強く関与しており、ゲノムワイド関連解析※3により乳がん発症と関連する多数の遺伝子多型が同定されています。近年では、これら多数の遺伝子多型の影響を統合した多遺伝子リスクスコア（polygenic risk score：PRS）※4を用いることで、個人の遺伝的な乳がん発症リスクを評価できるようになってきました。
一方、心肺体力は、全身持久力とも呼ばれ、運動時に酸素を取り込み、全身に運搬し、利用する能力です。心肺体力は習慣的な身体活動・運動の影響を受けるとともに、心臓や肺など複数の臓器・生理機能を反映します。これまでに行われた前向きコホート研究※5により、心肺体力が高い人ほど乳がん発症リスクが低いことが報告されています。

(2)今回の研究で新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと
遺伝的要因や心肺体力が乳がん発症リスクと関連することは明らかにされていますが、これらを同時に評価し、その組み合わせと将来の乳がん発症との関連を検討した研究はこれまで行われてきませんでした。そのため、「心肺体力の高さによって、遺伝的要因と乳がん発症との関連が異なるか？」といった、乳がん発症に対する心肺体力と遺伝的要因の交互作用※6は十分に理解されていません。
そこで研究チームは、英国の大規模バイオバンク「UK Biobank」のデータを用いた前向きコホート研究を行い、心肺体力と乳がんの遺伝的リスクの組み合わせが、乳がん発症とどのように関連するかを検討しました。乳がんの発症には女性ホルモンや生殖に関連する要因が深く関わっており、そのリスク構造は閉経前後で異なる可能性があるため、本研究では対象を閉経後女性15,199名に限定しました。心肺体力は、自転車エルゴメーターを用いた最大下運動負荷試験から推定した最大酸素摂取量（VO₂max）によって評価しました。また、乳がんに関連する多数の遺伝子多型の影響を統合したPRSを用いて、乳がんの遺伝的リスクを評価しました。
10.7年間の追跡期間中に547名が乳がんを発症しました。まず、心肺体力および乳がんPRSと乳がん発症との関連を個別に解析したところ、PRSが高いほど乳がん発症リスクが有意に高く、PRSが最も低い群（下位4分の1）を基準とすると、最も高い群（上位4分の1）の乳がん発症リスクは4.27倍でした。一方、心肺体力が高いほど乳がん発症リスクが有意に低く、心肺体力が最も高い群（上位4分の1）では、最も低い群（下位4分の1）と比較して乳がん発症リスクが約28％低いという結果が得られました。
さらに、乳がんPRSと心肺体力を組み合わせた解析を行いました。PRSが低〜中程度かつ心肺体力が低〜中程度の群を基準とすると、PRSが高く心肺体力が低〜中程度の群では乳がん発症リスクが2.59倍でした。一方、PRSが高くかつ心肺体力が高い群の乳がん発症リスクは1.64倍でした（図）。また、加法的交互作用を評価したところ、有意な交互作用が認められ、心肺体力が高い女性では、高PRSに伴う乳がん発症リスクの上昇が小さいことが示されました。この関連は60歳以上の女性で明確に認められ、PRSが高く心肺体力が低〜中程度の群では乳がん発症リスクが2.66倍であったのに対し、PRSが高くかつ心肺体力が高い群の乳がん発症リスクは1.30倍であり、後者では統計学的に有意なリスク上昇は認められませんでした。一方、40〜59歳の女性ではこのような関連は認められませんでした（図）。なお、乗法的交互作用は統計学的に有意ではありませんでした。

(3)研究の波及効果や社会的影響
本研究の結果は、心肺体力が高い閉経後女性では、遺伝的要因による乳がん発症リスクの上昇が弱まる可能性を示しています。近年、PRSを用いた疾患リスクの層別化や個別化予防への関心が高まっています。本研究成果は、乳がんの遺伝的リスクを評価するだけでなく、心肺体力などの修正可能な要因を組み合わせることで、将来的には個人のリスクに応じた予防戦略を検討できる可能性を示すものです。
ただし、本研究から「身体活動・運動によって遺伝的な乳がん発症リスクを打ち消せる」と結論づけることはできません。心肺体力には身体活動・運動だけでなく、遺伝的要因やその他の生理学的要因も影響するため、心肺体力が高い人が、乳がん発症リスク低下に関連する他の特性も有している可能性を否定できません。また、本研究は観察研究であるため、心肺体力を高めることが乳がん発症を減少させるという因果関係を直接証明したものではありません。

(4)今後の課題
　本研究にはいくつかの課題があります。心肺体力の指標として用いたVO2maxは、最大下運動負荷試験から推定したものであり、呼気ガス分析による直接測定法と比較して精度が劣ります。心肺体力と乳がん発症との関連および遺伝的要因との交互作用をより正確に理解するため、より精度高く評価した心肺体力と乳がん発症との関連を明らかにする必要があります。また、心肺体力の評価は研究開始時の1回のみであり、その後の変化は評価できていません。今後、心肺体力を繰り返し測定し、心肺体力の経時的な変化とその後の乳がん発症との関連を検討することで、心肺体力と乳がん発症との因果関係について、さらに検証を進める必要があります。さらに、本研究の対象者はヨーロッパ系の遺伝的祖先を持ち、自己申告上イギリスの白人に分類された女性に限られているため、他の人種・民族集団に同じ結果が当てはまるかは分かりません。今後、異なる集団を対象とした大規模前向きコホート研究による再現性の検証が必要となります。

(5)研究者のコメント
■早稲田大学スポーツ科学学術院谷澤薫平准教授
乳がんの発症には遺伝的要因が関係しており、生まれ持った遺伝的リスクそのものを変えることはできません。一方、今回の研究では、遺伝的に乳がんのリスクが高い閉経後女性においても、高い心肺体力を有する人では、乳がん発症リスクの上昇が小さいことが示されました。今回の結果は、遺伝的リスクが高いことが必ずしも将来の乳がん発症を決定するものではなく、修正可能な要因に目を向けることの重要性を示す知見だと考えています。今後さらに研究を重ね、遺伝情報と生活習慣・体力の両方を考慮した個別化予防につなげていきたいと考えています。

(6)用語解説
※１ UK Biobank
英国で約50万人を対象に、遺伝情報、生活習慣、身体測定値、疾患情報などを長期的に収集している大規模バイオバンクです。本研究では、このうち解析条件を満たした閉経後女性15,199名を対象としました。

※2 心肺体力（cardiorespiratory fitness：CRF）
運動時に酸素を体内に取り込み、全身に運搬して利用する能力を反映する体力指標です。心臓、肺、血管、骨格筋などの機能を総合的に反映し、最大酸素摂取量（VO₂max）などによって評価されます。

※3 ゲノムワイド関連解析
ヒトゲノム全体をカバーする数十万〜数百万のSNPと疾患・形質との関連を網羅的に検討する遺伝統計解析手法です。

※4 多遺伝子リスクスコア（polygenic risk score：PRS）
疾患や形質に関連する多数の遺伝子多型の影響を統合し、個人の遺伝的リスクを数値化した指標です。本研究ではUK Biobankで利用可能な乳がんPRSを用いました。

※5 前向きコホート研究
研究開始時に疾患のない集団について、ある要因への曝露や身体特性などを評価した後、一定期間追跡し、その要因への曝露状況とその後の疾患発症との関連を検討する観察研究です。

※6 交互作用
交互作用とは、2つの要因が同時に存在するときの疾患リスクが、それぞれの要因から予想されるリスクと異なるかを評価する考え方です。交互作用には「乗法的交互作用」と「加法的交互作用」という2つの評価方法があります。乗法的交互作用では、2つの要因が重なったときのリスクが、それぞれの要因によるリスクを「掛け合わせた」場合に予想される大きさと異なるかを評価します。一方、加法的交互作用では、2つの要因が重なったときのリスクの増加分が、それぞれの要因によるリスクの増加分を「足し合わせた」場合に予想される大きさと異なるかを評価します。本研究では、心肺体力と乳がんの遺伝的リスクについて両方の尺度で交互作用を評価しました。その結果、乗法的交互作用は統計学的に有意ではありませんでしたが、加法的交互作用では有意な交互作用が認められ、心肺体力が高い女性では、遺伝的要因による乳がん発症リスクの上昇が小さいことが示されました。加法的交互作用は、2つの要因が重なった場合のリスクの上乗せに着目するため、公衆衛生的な観点から重要な指標とされています。

(7)論文情報
雑誌名：Medicine & Science in Sports & Exercise
論文名：Cardiorespiratory fitness, polygenic risk, and breast cancer in postmenopausal women: a prospective cohort study
執筆者名（所属機関名）：
谷澤薫平（早稲田大学スポーツ科学学術院）
渡邉大輝（早稲田大学スポーツ科学研究センター, 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所）
李倩（西安交通大学第一附属医院）
樊夏玥（西安交通大学第一附属医院）
孫暁敏（西安交通大学）
掲載日時：2026年10月6日（火）（オンライン掲載）
掲載URL：
https://www.ovid.com/jnls/acsm-msse/fulltext/10.1249/mss.0000000000004164~cardiorespiratory-fitness-polygenic-risk-and-breast-cancer
DOI：10.1249/MSS.0000000000004164

超高速180 Gbit/s・低消費電力光送信器を開発

早稲田大学 — Tue, 13 Oct 2026 15:00:00 +0900

2026年10月13日
早稲田大学
超高速180 Gbit/s・低消費電力光送信器を開発 AIデータセンター向け光回路の高集積化へ
【ポイント】
・最大180 Gbit/sの超高速光通信が可能な低消費電力光送信器を開発しました。
・シリコンフォトニクスを用いた波長可変レーザと、薄膜LN（Thin-Film Lithium Niobate, TFLN）を用いた電気信号を光信号に変換する光変調器を一体化した本デバイスは、67 nmの広い波長範囲での送信を実現し、多様な光通信システムに対応可能です。
・消費電力の増加につながるDSPによる波形補償を用いず、約0.6 Vの低電圧駆動で180 Gbit/sの明瞭なアイパターンを確認しました。
・レーザの温度を一定に保つための冷却を不要とし、光変調器も低い電圧で駆動できるため、高速化と低消費電力化を両立しました。
・AI時代にデータセンターなどで必要とされる、大容量・省電力・高集積な次世代光集積回路への応用が期待されます。
生成AIの急速な普及により、データセンター間でやり取りされる情報量が急増し、大容量データを高速かつ低消費電力で伝送する光通信技術が求められています。早稲田大学理工学術院の北智洋（きたともひろ）教授の研究グループは、波長を変えられるレーザ光源と、電気信号を光信号に変換する高速光変調器※１を一体化した光送信器を開発しました。本送信器は67 nmの広い波長範囲で動作し、従来必要とされていたレーザの冷却制御を用いることなく、低い駆動電圧で最大180 Gbit/sの超高速光通信を実現しました。
　本成果は、AI時代のデータセンター間通信（DCI）※２の大容量化や低消費電力化に加え、光通信装置の小型化・高集積化に貢献します。
本研究成果は、2026年10月7日に国際学術誌「IEEE Journal of Lightwave Technology」のEarly Accessとしてオンライン公開されました。

（１）これまでの研究で分かっていたこと　
生成AIの普及により、データセンターで処理される情報量は急速に増えています。これに伴い、データセンター同士を結ぶ通信にも、より大容量で高速な光通信が求められています。
大容量の光通信では、1本の光ファイバに異なる波長の光を多数通して同時に情報を送る「波長多重通信」が利用されています。そのため、必要な波長を自由に選べるレーザと、電気信号を高速に光信号へ変換する光変調器が重要です。
一方、通信容量の増大に伴って、多数の光部品を小さなチップ上に集積する必要があります。さらに、データセンターでは膨大な数の光送信器が使われるため、1台あたりの消費電力を小さくすることも重要です。
これまで、シリコンフォトニクス※３を利用した小型の波長可変レーザ※４と、薄膜LN（Lithium Niobate：ニオブ酸リチウム）※５を利用した高速・低電圧の光変調器は、それぞれ研究開発が進められてきました。しかし、異なる材料で作られたこれらのデバイスを一体化し、高速通信、小型化、低消費電力化を同時に実現することが課題となっていました。

（２）今回の研究で明らかになったこと
本研究では、波長を広い範囲で変えられるレーザと、電気信号を高速に光信号へ変換する光変調器を一体化した、小型・低消費電力の光送信器を開発しました（図1）。

（図1）シリコンフォトニクス波長可変レーザと薄膜LN光変調器を集積化した小型・低消費電力の光送信器

レーザには、光の損失が小さく安定した動作に適したシリコンフォトニクス技術を用いました。一方、光変調器には、低い電圧で高速に動作できる薄膜LN（Thin-Film Lithium Niobate）を用いました。異なる材料が持つ長所を組み合わせることで、高速化、小型化、低消費電力化を同時に実現することを目指しました。
しかし、レーザと光変調器は、それぞれ単独で高性能であっても、単純につなぐだけでは安定した動作が難しいという課題がありました。そこで本研究では、両デバイスの波長に対する特性をあらかじめ協調して設計する手法を開発しました。これにより、余分な光部品や複雑な制御を追加することなく、両者を直接一体化して安定に動作させることに成功しました。
開発した光送信器は、波長多重通信で広く用いられるCバンド全域を含む1529.1～1595.8 nmの約67 nmにわたって波長を変えることができます。図2は、波長可変レーザ上に設けた二つのマイクロヒータに加える電力と、レーザから出力される光の波長との関係を測定した結果です。ヒータに加える電力を調整することで、レーザ光の波長を高精度に制御できることが確認できます。このように広い波長範囲から通信に使用する波長を選択できるため、さまざまな波長を利用する光通信システムに柔軟に対応できます。また、レーザを一定温度に保つための冷却制御を行わなくても安定して動作することを確認しました。
（図2）ヒータによるレーザ発振波長の制御

高速通信実験では、光変調器を約0.6 Vという低い電圧の電気信号で駆動し、最大180 Gbit/s※6の超高速光信号を生成しました。高速光変調器では通常、数V程度の駆動電圧が用いられます。例えば3 Vで駆動する場合と比べると、同じ電気回路条件では駆動に必要な電力は電圧の二乗に比例するため、0.6 Vでは理論上約1/25まで低減できます。膨大な数の光送信器が使われるデータセンターでは、このような低電圧化は消費電力を削減する上で重要です。
今回用いた二値変調※7では、180 Gbit/sは1秒間に1800億回の速さで光信号を切り替える180 Gbaud※8に相当します。現在広く普及している400G級のデータセンター間通信では約60 Gbaudの信号速度が用いられており、本研究ではその約3倍となる信号切り替え速度を実証しました。
図3は、180 Gbit/sで動作させたときの「アイパターン」です。アイパターンは、多数の0と1の信号波形を重ね合わせて表示したもので、中央の「目」のような部分が大きく開いているほど、0と1を明確に判別でき、信号を正しく伝送できることを示します。今回、180 Gbit/s動作時においても明瞭な目の開きを確認し、開発した光送信器が超高速動作に対応できることを実証しました。
また、従来のシリコン光変調器を用いた超高速通信では、比較的大きな駆動電圧に加え、信号波形のひずみを補正するためのデジタル信号処理（DSP）※9が用いられることが一般的でした。本研究では、高い線形性を持つ薄膜LN光変調器を採用することで、消費電力の増加につながるDSPによる波形補償を一切用いず、約0.6 Vの低電圧駆動で180 Gbit/sの明瞭なアイパターンを確認しました。
（図3） 180 Gbit/sでのアイパターン
（３）研究の波及効果や社会的影響
生成AIやクラウドサービスの普及により、データセンター間でやり取りされる情報量は今後も増加すると考えられます。そのため、光通信には高速化だけでなく、消費電力の削減や装置の小型化・高集積化が求められています。
本研究で開発した光送信器は、レーザの冷却制御を必要とせず、光変調器も低い電圧で高速に駆動できます。さらに、レーザと光変調器を小型に一体化できるため、多数の光送信器を用いるデータセンター間通信の大容量化と省電力化に貢献することが期待されます。
また、本研究では、シリコンフォトニクスと薄膜LNという性質の異なる材料を単に接続するのではなく、それぞれの光学特性を協調して設計することで安定動作を実現しました。この設計手法は、材料ごとの長所を組み合わせた光集積回路を実現するための新しい設計指針となる可能性があり、今後のより高機能な光通信チップの開発への展開も期待されます。

（４）課題、今後の展望
今回の実験では、最大180 Gbit/sまでの高速動作を確認しましたが、これは開発した装置そのものの性能限界ではありません。今後は、より高速な信号源や測定装置を用いることで、さらに高い通信速度での動作を検証する必要があります。また、今回の光送信器には光変調器や接続部分での光損失が残っており、さらなる低損失化も課題です。
低消費電力化についても、レーザの冷却制御を不要とし、約0.6 Vの低電圧駆動を実現しましたが、送信器全体の消費電力を従来方式と直接比較したものではありません。今後は、光回路や駆動回路を含めたシステム全体での消費電力を評価し、さらなる省電力化を進めます。
将来的には、より高速で低損失な光送信器を小型チップ上に集積し、生成AI時代の大容量データセンター間通信を支える実用的な光通信技術へ発展させることを目指します。

（５）研究者のコメント
今回の成果では、シリコンフォトニクスと薄膜LNという異なる材料の長所を組み合わせ、超高速動作と低消費電力化を同時に実現できる光送信器を示しました。生成AIの普及により、データセンター間通信にはさらなる高速化と省電力化が求められています。本技術を発展させ、次世代の大容量光通信を支える小型・高集積な光送信器の実現につなげたいと考えています。

（６）用語解説
※1 光変調器
電気信号に応じて光の強さや位相などを変化させ、電気信号を光信号に変換するデバイス。光通信において情報を光に載せる役割を担う。

※2 データセンター間通信（DCI：Data Center Interconnect）
複数のデータセンターを高速な通信回線で接続し、大量のデータをやり取りする技術。生成AIやクラウドサービスの普及に伴い、通信容量のさらなる拡大と低消費電力化が求められている。

※3 シリコンフォトニクス
シリコンを用いて、光の通り道や光を制御する機能を半導体チップ上に集積する技術。光通信装置の小型化や高集積化に利用されている。

※4 波長可変レーザ
出力する光の波長を変更できるレーザ。用途や通信に使用する波長に応じて、一つのレーザから異なる波長の光を出すことができる。

※5 薄膜LN（Thin-Film Lithium Niobate：TFLN）
ニオブ酸リチウム（Lithium Niobate：LN）という光学材料を薄膜化したもの。電気信号によって光を高速に制御できるため、低電圧・高速な光変調器への応用が進んでいる。

※6 Gbit/s（ギガビット毎秒）
1秒間に送ることができるデジタルデータ量を表す単位。1 Gbit/sは1秒間に10億ビットの情報を送る速度を意味する。

※7 二値変調
「0」と「1」のデジタル情報を、光が弱い・強いという二つの状態に置き換えて情報を送る方式。

※8 Baud（ボー）
通信信号を1秒間に何回切り替えるかを表す単位。例えば180 Gbaudは、1秒間に1800億回の速度で信号を切り替えることを意味する。今回用いた二値変調では、180 Gbit/sは180 Gbaudに相当する。

※9 デジタル信号処理（DSP：Digital Signal Processing）
電気信号をデジタル処理し、伝送時に生じる波形のひずみや劣化を補正する技術。高速光通信では信号品質を向上させるために広く用いられる一方、複雑な演算処理が必要となるため、送受信器の消費電力増加の要因となる。

（７）論文情報
雑誌名：IEEE Journal of Lightwave Technology
論文名：Spectrally Engineered Isolator-Free Silicon Photonic Transmitter Based on a SiN External-Cavity Laser and Thin-Film Lithium Niobate Modulator
執筆者名（所属機関名）： Tomohiro Kita*(早稲田大学), Shotaro Hirata(住友大阪セメント), Shingo Takano(住友大阪セメント), Yu Kataoka(住友大阪セメント), Yuya Yamaguchi(国立研究開発法人情報通信研究機構), and Ryo Shimizu(住友大阪セメント)
掲載⽇時（⽇本時間）： 2026年10月7日
掲載URL：https://ieeexplore.ieee.org/document/11724625
DOI： https://doi.org/10.1109/JLT.2026.3741545

（８）キーワード
シリコンフォトニクス、光送信器、光集積回路、波長可変レーザ、薄膜LN（Thin-Film Lithium Niobate, TFLN）、低消費電力、超高速光通信、AIデータセンター

（９）研究助成（外部資金による助成を受けた研究実施の場合）
本研究は、情報通信研究機構(NICT) 革新的情報通信技術研究開発委託研究「Beyond 5G超高速・超大容量無線通信システムのためのヘテロジニアス光電子融合技術の研究開発」（課題番号：JPJ012368C, 1301）の一環として行われ、一部は総務省（MIC）戦略的情報通信研究開発推進事業(SCOPE) 「小型・低消費電力・低雑音THzトランシーバを実現する光電子融合ヘテロジニアス集積技術の研究開発」（課題番号：JP235003005）、総務省（MIC）持続可能な電波有効利用のための基盤技術研究開発事業(FORWARD) 「光電融合によるコヒーレントTHz波送受信基盤技術の研究開発」（課題番号：JPMI260310004）、科学技術振興機構（JST）研究成果最適展開支援プログラム A-STEP産学共同（育成型）「シリコンフォトニクスハイブリッドレーザを用いた超高解像度ＬｉＤＡＲ基盤技術の開発」（課題番号：JPMJTR23RG）、日本学術振興会（JSPS）科学研究費助成事業「三次元ヘテロジニアス集積技術を用いた1チップLiDARの開発」（課題番号：23K26166）の支援を受けて行われました。

生命のエネルギー通貨ATPをつくる「原始的酵素モデル」を構築

早稲田大学 — Tue, 13 Oct 2026 14:00:00 +0900

2026年10月13日
早稲田大学
理化学研究所
自然科学研究機構アストロバイオロジーセンター
生命のエネルギー通貨ATPをつくる「原始的酵素モデル」を構築
～アミノ酸の種類を減らすことで、進化に埋もれたATP生成機能を発掘～

発表のポイント
●原始地球で利用可能だったと考えられるアミノ酸を中心に、12種類の限られたアミノ酸からなる「原始的酵素モデル」を構築しました。
●アミノ酸の種類を減らすことで、生命のエネルギー通貨であるATPをADPからつくる、もとの酵素では見られなかった機能が現れることを発見しました。
●もとの酵素の機能に必須の触媒ヒスチジンを持たないにもかかわらず、活性部位の再配置により、従来とは異なるATP生成の仕組みが生じた可能性を示しました。
●本成果は、生命初期のエネルギー変換がどのように始まったのかを考える新しい手がかりとなり、進化に埋もれた酵素機能の発掘や人工酵素設計にも新たな可能性を示します。

現代のタンパク質や酵素は20種類のアミノ酸※１からつくられています。しかし、生命が誕生した初期の地球では、現在ほど多様なアミノ酸を自由に使えなかった可能性があります。早稲田大学人間科学学術院の赤沼哲史（あかぬまさとし）教授、八木創太（やぎそうた）講師と理化学研究所生命医科学研究センターの田上俊輔（たがみしゅんすけ）チームディレクター、Subrata Dasgupta研究員らの研究グループは、現代の酵素よりも少ない種類のアミノ酸から原始的な酵素を作製し、その機能を詳しく調べました。その結果、アミノ酸の種類を減らした酵素が、もとの酵素にはない仕組みでATP※２をつくる反応を触媒できることを発見しました。ATPは生命活動に必要なエネルギーを受け渡しする中心的な分子であり、「生命のエネルギー通貨」とも呼ばれます。今回の成果は、アミノ酸組成が大きく制限された酵素であってもATP生成を担えた可能性を示しました。さらに、アミノ酸組成を制約することで、進化の過程で失われた古い機能や別の機能が発掘されることを示唆しています。この研究成果は、生命初期のエネルギー変換の起源を考える上で重要な手がかりとなるだけでなく、タンパク質・酵素進化や人工酵素設計にも新たな視点を与えることが期待されます。
本研究成果は2026年10月10日（土）に『Angewandte Chemie International Edition』に掲載されました。

キーワード：
生命のエネルギー通貨、ATP、原始的酵素モデル、アミノ酸、ATP生成機能、エネルギー変換、進化、人工酵素設計

（1）これまでの研究で分かっていたこと
すべての生物は、生命活動を維持するためにエネルギーを必要とします。その中心的な役割を担う分子がATPです。ATPは、地球上のすべての生物に共通する、細胞内の様々な反応を動かすためのエネルギー源であることから「生命のエネルギー通貨」と呼ばれています。現代の生物では、ATPは高度に進化した酵素群によって効率よくつくられ、利用されています。しかし、生命が誕生した初期の地球では、現在のように複雑なタンパク質や高度な触媒システムが存在していたとは考えにくく、ATPのようなエネルギー分子がどのようにつくられ、生命活動に利用され始めたのかは大きな謎でした。
現代のタンパク質や、化学反応を促進する触媒活性をもったタンパク質である酵素は20種類のアミノ酸から構成されています。一方、原始地球上で利用できたアミノ酸の種類は、現在よりも限られていた可能性があります。一般には、アミノ酸の種類を減らすと酵素の機能は低下すると考えられています。本研究グループはこれまで、祖先配列再構成※3を用いて、過去に存在したと考えられるタンパク質や酵素を実験室内で再現し、その性質を調べてきました。本研究では、生命初期に近いアミノ酸種類を減らした酵素でもATP生成に関わる酵素機能が実現するか調べました。

（2）今回の新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと、そのために新しく開発した⼿法
今回の研究で最も重要な発見は、限られた種類のアミノ酸からつくられた酵素が、生命のエネルギー通貨であるATPをADPからつくる反応を触媒できたことです。ATPは生命活動に必要なエネルギーを受け渡しする中心的な分子であり、ADPはATPがエネルギーを放出した後に生じる分子です。現代の生物では、ADPからATPを再生する仕組みが生命活動を支えています。しかし、生命初期にこのようなATP生成反応がどのように始まったのかはよく分かっていません。本研究グループは、ヌクレオシド二リン酸キナーゼ（NDK）と呼ばれる酵素の祖先型をもとに、原始地球上で存在した可能性がある10種類のアミノ酸に、リジンとアルギニンを加えた限定的なアミノ酸セットからArc1-12KR を作製しました。この酵素の機能を詳しく調べたところ、Arc1-12KRは通常のNDKが触媒するATPやGTPなどの高エネルギー分子からADPなどへリン酸基を受け渡す反応ではなく、2分子のADPからATPとAMPを生成する反応を触媒することが分かりました（図１）。このATP生成機能は、もとのNDKでは検出されず、アミノ酸の種類を制限したことで新たに現れた機能でした。つまり、アミノ酸の種類を減らすことで、反応の種類そのものが変化したと考えられます。

図１：アミノ酸組成の制約によるATP生成反応※4の切り替え。20種類のアミノ酸からなる現代型のヌクレオシドニリン酸キナーゼ※5は、ヒスチジンを使ってヌクレオシド三リン酸（例：GTP）とヌクレオシド二リン酸（例：ADP※6）の間でリン酸基を受け渡します。これに対して、アミノ酸の種類を12種類に制限した酵素モデルArc1-12KRでは、ヒスチジンがないにもかかわらず、2分子のADPからATPとAMPをつくる別の機能が現れました。これは、アミノ酸組成の制約によって、酵素反応の仕組みが変わったことを示しています。

通常のNDKが触媒する反応では、酵素の中にある触媒ヒスチジンというアミノ酸が一時的にリン酸化されることが重要です。ところが、Arc1-12KR にはヒスチジンが存在していません。そこで、Arc1-12KRの立体構造をX線結晶構造解析※７と分子動力学シミュレーション※８により調べました。その結果、NDKに特徴的な基本構造は維持していました。また、活性部位周辺には触媒ヒスチジンが存在しないかわりに、アスパラギン酸、アルギニン、マグネシウムイオンが配置されていました（図2）。反応速度論解析、ドッキングシミュレーション※９/分子動力学シミュレーション、変異体解析からは、2分子のADPが活性部位周辺に収容され、アスパラギン酸、アルギニン、マグネシウムイオンがATP生成反応に重要な役割を果たす可能性が示されました（図３）。これらの結果は、通常のNDKに見られる触媒ヒスチジンを介した仕組みではなく、ADP同士の間でリン酸基が直接受け渡されるような、異なる触媒機構が働いている可能性を示しています。

図２：Arc1-12KRの活性部位モデルと現代型NDKの活性部位構造の比較。左は本研究で作製したArc1-12KRのモデル構造、右は好熱性古細菌 Pyrococcus horikoshii OT3由来NDKの結晶構造を示します。現代型NDKでは触媒ヒスチジン（His124）がリン酸基転移に必須な役割を果たしますが、Arc1-12KRではこのヒスチジンがアスパラギン酸（Asp115）に置き換わっており、アスパラギン酸、アルギニン、マグネシウムイオンがADP周辺に配置されています。

図3：2分子のADPを結合したArc1-12KRの活性部位周辺の構造モデル。ドッキングシミュレーションと分子動力学シミュレーションにより、2分子のADPが活性部位周辺に同時に結合可能であることが示されました。アスパラギン酸、アルギニン、マグネシウムイオンがADPのリン酸基周辺に配置され、2分子のADP間でリン酸基が直接転移する可能性が考えられます。破線は、リン酸基が転移する位置関係を示します。

この研究結果は、生命初期にATPをつくる仕組みの起源を考える手がかりにもなります。現在の生物では、アデニル酸キナーゼ、NDK、ATP合成酵素などによってATPはつくられます。しかし、生命初期には、現在のような20種類のアミノ酸から構成される高性能な酵素は誕生していなかったと考えられます。これまでにも、より単純なP-loop様ペプチドがADPからATPをつくる反応を示すことが報告されていました。本研究で作製したArc1-12KRは、それよりも酵素らしい立体構造を持ちながら、限られた種類のアミノ酸だけで、P-loop様ペプチドと比べて7500倍の効率でATP生成反応を触媒できることを示しました（図4）。この結果は、生命初期において、単純なペプチドから現代型酵素へとつながる過程にも、限られたアミノ酸からつくられた酵素によるATP生成の仕組みが存在したことを示唆しています。
これらの結果から、アミノ酸の種類を減らすことで単に酵素機能が低下するだけではなく、活性部位の構成を変化させ、反応の種類や触媒の仕組みまでも変えてしまったことが明らかになりました。本研究は、進化の過程で失われた原始的なATP生成機能が、アミノ酸組成を制約することで発掘された可能性を示すものです。

図４：原始的および現代のATP生成に関わる酵素システムの関係図。生命初期には、利用できるアミノ酸の種類が現在よりも限られていた可能性があります。単純なP-loop様ペプチドが2分子のADPからATPとAMPをつくる反応を触媒することは報告されていましたが、本研究で作製したArc1-12KRのような酵素モデルも、同じ反応をより高い効率で触媒できることが示されました。現代の生物では、アデニル酸キナーゼ、NDK、ATP合成酵素など、より高度に進化した酵素がATPの生成を担っています。

（3）研究の波及効果や社会的影響
本研究は、生命初期のエネルギー変換がどのように始まったのかを考えるための、新しい実験的な手がかりとなります。ATPは現代の生命にとって不可欠な分子ですが、20種類のアミノ酸からつくられる複雑な現代型酵素が誕生する以前にどのようにATPが生成されていたのかは未解明でした。今回、限られたアミノ酸セットからなる酵素でもATP生成反応を触媒できることが示されたことで、初期生命におけるエネルギー利用の起源を考えるための新しいモデルが得られました。また、本成果は、酵素進化に関する新しい見方も示しています。従来、アミノ酸の種類を減らすことは、酵素機能を単純に低下させると考えられがちでした。しかし本研究では、アミノ酸の種類を制限することで、もとの酵素には見られなかったATP生成機能が現れました。このことは、進化の過程で失われた機能や、現代型酵素とは異なる触媒機能が、アミノ酸組成を変えることで顕在化する可能性を示しています。
この考え方は、生命の起源に関する研究だけでなく、人工酵素の設計やタンパク質工学にも応用できる可能性があります。アミノ酸の種類をあえて制限することで、これまで見つからなかった新しい反応や機能を持つ酵素を探索できる可能性があり、今後、検討していく必要があります。

（4）課題、今後の展望
今後は、Arc1-12KR がATPを生成する詳細な反応機構を明らかにする必要があります。特に、2分子のADPがどのように酵素に結合し、どのようにリン酸基の転移が起こるのかを、構造解析や反応中間体の検出などによって詳しく調べることが重要となります。また、本研究ではNDKをもとにした1つの酵素モデルを解析しましたが、他の酵素を用いて、同様にアミノ酸の種類を減らすことで隠れた機能が現れるのかを調べる必要があります。さらに、今回見つかったATP生成反応が、ATPを利用する代謝ネットワークの中でも実際に他の代謝系酵素と協同的に機能するかを検証することで、生命初期のエネルギー変換ネットワークの再現に向けた実験系を構築できると期待されます。

（5）研究者のコメント
生命活動にとってATPは欠かせない分子ですが、生命の初期段階でATPをつくる仕組みがどのように生まれたのかは大きな謎です。今回、過去の研究で復元した祖先型酵素のアミノ酸組成を制約することで、もとの酵素にはなかった新しいATP生成反応が見られました。さらに驚いたことに、この新しい酵素活性は、もとの反応機構とはまったく異なる仕組みで実現している可能性が高いことも分かりました。今後は、この原始的なATPの酵素生成モデルを発展させ、生命初期のエネルギー変換がどのように誕生したのかを明らかにしていきたいと考えています。

（6）用語解説
※１　アミノ酸：
タンパク質を構成する基本単位です。現代の生物は主に20種類のL-アミノ酸を使ってタンパク質をつくっていますが、生命が誕生した初期の地球では、利用できるアミノ酸の種類が現在よりも限られていた可能性があります。本研究では、そのような初期地球の条件を考える手がかりとして、使用するアミノ酸の種類を制限した酵素を作製しました。
※２　ATP：
アデノシン三リン酸の略称。地球上のすべての現存生物の細胞内でエネルギーの受け渡しに使われる分子であり、「生命のエネルギー通貨」とも呼ばれます。
※３　祖先配列再構成（Ancestral Sequence Reconstruction, ASR）技術：
進化の道筋を表した分子系統樹と遺伝子工学・タンパク質工学の技術を組み合わせることによって、過去に存在したが現在は既に消失したと想定される遺伝子やタンパク質（酵素）の塩基配列、アミノ酸配列を推定し、再現する方法。現存する生物の遺伝情報やアミノ酸配列を比較し、共通の祖先が持っていたと考えられる配列を計算で推定します。この技術を用いることで、進化の過程を実験的に再現したり、古代生物の性質を調べたりすることができます。
※４　ATP生成反応：
生命活動に必要なエネルギー分子であるATPがつくられる反応です。本研究では、2分子のADPからATPとAMPが生成するADP不均化と呼ばれる反応に注目しました。これは、一つのADPからもう一つのADPへリン酸基が受け渡されることで、ATPとAMPがつくられる反応です。
※５　ヌクレオシドニリン酸キナーゼ（NDK）：
ほぼすべての現存地球生物が持つ酵素で、ATPやGTPなどのヌクレオシド三リン酸の末端のリン酸基を、ADPなどのヌクレオシド二リン酸に受け渡す反応を触媒します。現代のNDKでは、触媒ヒスチジンと呼ばれるアミノ酸残基が反応に重要な役割を果たします。
※６　ADP：
アデノシン二リン酸の略称です。AMPはアデノシン一リン酸と略されます。ATP、ADP、AMPはリン酸基の数が異なる分子で、細胞内のエネルギー変換に深く関わっています。
※７　X線結晶構造解析：
タンパク質の立体構造を原子レベルで調べるための解析手法です。精製したタンパク質を規則正しく並んだ結晶にし、そこにX線を照射すると、タンパク質を構成する原子による回折像が得られます。この回折パターンを解析することで、タンパク質中の原子の位置を推定し、酵素の全体構造や局所的な形を明らかにすることができます。この手法は、酵素がどのような立体構造を持ち、基質や金属イオンとどのように結合するのかを理解するために広く用いられています。
※８　分子動力学シミュレーション：
コンピュータを用いて原子や分子の動きを再現する計算手法です。原子や分子は常に運動しており、その動きをニュートンの運動方程式に基づいてシミュレーションすることで、タンパク質の構造変化や分子間の相互作用を解析できます。この手法は、実験では観測が難しい原子レベルの動的な現象を予測するために活用されています。本研究では、ADP分子が活性部位周辺に安定に収容されるか確かめるために用いました。
※９　ドッキングシミュレーション：
タンパク質の立体構造に、基質などの分子をコンピュータ上で当てはめ、どの場所にどの向きで結合するかを予測する方法です。活性部位における基質の配置を考える手がかりとなります。本研究では、分子動力学シミュレーションを行う際のADPの初期配置を決めるために用いました。

（7）論文情報
雑誌名：Angewandte Chemie International Edition
論文名：Switching ATP-Forming Phosphoryl-Transfer Chemistry with a Restricted Set of Amino Acids
執筆者名（所属機関名）：八木創太（早稲田大学、理化学研究所）、Subrata Dasgupta（理化学研究所）、田上俊輔（理化学研究所）、*赤沼哲史（早稲田大学）
掲載日時（日本時間）：2026年10月10日(土)（オンライン掲載）
掲載URL：https://doi.org/10.1002/anie.2166480
DOI：10.1002/anie.2166480

（7）研究助成
研究費名：科学研究費補助金挑戦的研究（萌芽） 19K21903
研究課題名：原始環境に存在したと推定されるアミノ酸のみで発現可能なタンパク質機能の探索
研究代表者名（所属機関名）：赤沼哲史（早稲田大学）

研究費名：科学研究費補助金基盤研究（B） 21H01200、23K20903
研究課題名：全生物の共通祖先から遡る原始タンパク質のアミノ酸組成の探求
研究代表者名（所属機関名）：赤沼哲史（早稲田大学）

研究費名：科学研究費補助金基盤研究（B） 26K00825
研究課題名：プレバイオティックアミノ酸と環境因子による原始タンパク質の構造形成と機能創発
研究代表者名（所属機関名）：赤沼哲史（早稲田大学）

研究費名：自然科学研究機構アストロバイオロジーセンター　サテライトAB022003
研究課題名：タンパク質の起源に纏わる「鶏と卵のパラドックス」の解決による地球と宇宙での生命誕生場の推定
研究代表者名（所属機関名）：赤沼哲史（早稲田大学）

研究費名：自然科学研究機構アストロバイオロジーセンター　プロジェクト研究AB031007
研究課題名：隕石中のアミノ酸組成を持つタンパク質の再構成
研究代表者名（所属機関名）：赤沼哲史（早稲田大学）
研究費名：自然科学研究機構アストロバイオロジーセンター　プロジェクト研究 AB0609
研究課題名：宇宙にありそうなアミノ酸から触媒活性を持つ酵素をつくる
研究代表者名（所属機関名）：赤沼哲史（早稲田大学）

レジスタンス運動の休息時間の違いは脂質代謝に影響するのか？

早稲田大学 — Tue, 13 Oct 2026 11:00:00 +0900

2026年10月13日
早稲田大学
レジスタンス運動の休息時間の違いは脂質代謝に影響するのか？
～レジスタンス運動の休息時間の違いは食後中性脂肪に影響を及ぼさない～

発表のポイント
●レジスタンス運動では、運動間の休息時間によって乳酸や生理学的反応が異なることが示されていますが、食後中性脂肪を始めとした脂質代謝への影響は明らかではありませんでした。
●健康な若年男性15名を対象に、運動間の休息時間を30秒あるいは180秒とした運動と、運動を行わない安静状態の3条件を比較しました。
●その結果、休息時間の違いによって翌日の食後中性脂肪に有意な差はみられませんでした。
●以上より、運動間の休息時間は翌日の食後中性脂肪には影響を与えない可能性が示されました。

ウエイトトレーニングなどのレジスタンス運動※１では、運動の間の休息時間の長さによって乳酸や生理学的反応が異なることが報告されています。しかし、休息時間の長さが翌日の食後中性脂肪※２を始めとした脂質代謝に与える影響についてはこれまで検討されていませんでした。早稲田大学スポーツ科学学術院の宮下政司(みやしたまさし)教授、同大学大学院スポーツ科学研究科（当時）のペレイラエイジ氏、山田善貴(やまだよしき)氏らの研究グループは、レジスタンス運動習慣のある健康な若年男性15名を対象に、休息時間を30秒あるいは180秒とした運動と、運動を行わない条件を比較しました。その結果、休息時間の違いによって、翌日の食後の中性脂肪に差はみられませんでした(図1)。
本研究成果は2026年9月14日（月）に『European Journal of Clinical Nutrition』に掲載（Ahead of printがオンライン）されました。

図1：今回の研究内容の概要図

キーワード：
レジスタンス運動、休息時間、食後中性脂肪、グルコース、インスリン

（1）これまでの研究で分かっていたこと
食後中性脂肪濃度の上昇は、動脈硬化の進展に関係するほか、血管の働きの低下や酸化ストレス、炎症などとも関連すると考えられています。
これまでの先行研究において、一過性の運動が翌日の食後中性脂肪濃度に影響を及ぼすことが示されています。特に有酸素性運動によって、翌日の食後中性脂肪濃度が低下することが報告されており、その有用性には運動によるエネルギー消費量が関係すると考えられています。一方、レジスタンス運動においては、エネルギー消費量が比較的に小さいにもかかわらず、食後中性脂肪濃度を低下させることも一部、報告されています。
これまで、レジスタンス運動においては、運動の量や負荷の違い（運動のセット数や反復回数なども含め）による影響について検討されてきましたが、レジスタンス運動の重要な因子の一つである運動間の休息時間については検討されていませんでした。レジスタンス運動の休息時間を短くすると、同じ運動量や負荷でも、血中乳酸濃度や主観的な運動強度が高くなるなど、運動中の身体的な負担が大きくなることが知られています。
そこで本研究では、レジスタンス運動における休息時間の違いに着目し、食後の中性脂肪への影響を検討しました。

（2）今回の新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと、そのために新しく開発した⼿法
これまで運動量や負荷をそろえたうえで、セット間の休息時間だけを変えた場合に、翌日の食後の中性脂肪がどのように変化するのかは明らかになっていませんでした。そこで本研究では、セット間の休息時間に着目し、休息時間の違いが翌日の食後中性脂肪濃度に及ぼす影響を検討しました。
日頃からレジスタンス運動を行っている健康な若年男性15名を対象に、①セット間を30秒休む「短い休息時間」、②180秒休む「長い休息時間」、③運動を行わない「安静」の3条件を、無作為な順番で実施しました。２つの運動条件では、種目、セット数、反復回数、外部負荷を同じにしたレジスタンス運動を行いました。運動を行った翌日は、10時間の絶食後に採血を行い、その後、全員が同じ朝食を摂取しました。朝食後６時間にわたって血液を採取し、中性脂肪濃度を始めとした脂質代謝の他、グルコース※３、インスリン※４濃度を始めとした糖代謝マーカーを測定しました。
その結果、セット間の休息時間が30秒の短い休息時間と180秒の長い休息時間を含め、３条件間における翌日の食後中性脂肪濃度に差は認められませんでした（図２）。また、中性脂肪の実験全体の数値を示す総曲線下面積※５、空腹値からの上昇分を示す上昇曲線下面積においても差は認められませんでした（図３）。したがって休息時間の違いが食後中性脂肪濃度に影響を及ぼさないことを明らかとしました。一方、糖代謝マーカーであるグルコースおよびインスリン濃度において、長い休息時間では、安静条件と比べて翌朝（２日目）の空腹時グルコースとインスリン濃度が低くなりました。また、短い休息時間では、食後1時間のインスリン濃度が安静状態より低くなりました（図４）。

図２：2日目の中性脂肪濃度（経時変化）

図３：2日目の中性脂肪濃度（総曲線下・上昇曲線下面積）

図４：2日目の脂質・糖質代謝マーカー

長い休息時間の条件では、運動強度は低かったものの運動時間が長くなったことから、短い休息時間よりもエネルギー消費量が大きくなり、翌日のグルコースやインスリン濃度に影響した可能性が示唆されました。
これらの結果から、セット間の休息時間は翌日の食後中性脂肪濃度には影響を及ぼさない一方、糖代謝マーカーであるグルコースやインスリンに影響する可能性が示されました。

（3）研究の波及効果や社会的影響
レジスタンス運動は、筋力や筋量の維持・向上だけでなく、健康維持のための身体活動として広く行われています。そのため、運動のどのような条件が食後の代謝に影響するのかを明らかにすることは、運動方法を考えるうえで重要です。
本研究では、運動間の休息時間を短くして運動中の身体的負荷を高めても、翌日の食後中性脂肪濃度に影響を与えないことを明らかにしました。この結果は、レジスタンス運動による食後中性脂肪濃度への影響を考える際に、休息時間だけでなく、運動量や負荷など複数の条件を考慮する必要があることを示しています。また、本研究では、長い休息時間をとったレジスタンス運動の翌日に、空腹時のグルコースとインスリン濃度が低下しました。このことから、レジスタンス運動の休息時間よりもエネルギー消費量が食後の糖代謝に影響を及ぼす可能性があります。

（4）課題、今後の展望
本研究の対象者は健康な東アジア人の若年男性15名で、日頃からレジスタンス運動をしている人に限られていました。そのため、異なる民族や集団でも同じ結果が得られるかは分かっていません。特にインスリン感受性はアジア人内でも民族グループによっても異なることが知られているため、今後は、対象者の年齢や運動習慣の違いを広げるとともに、異なる民族グループを対象に運動量や負荷、休息時間などの条件を組み合わせて検討する必要があります。また、本研究では、休息時間の違いによって生じる運動時間の違いからエネルギー消費量に差が生じました。今後は、休憩中のエネルギー消費量と運動によるエネルギー消費量との違いが翌日の食後中性脂肪にどのように関係するのかをより正確に評価する必要があります。これにより、休息時間そのものの影響と、運動によるエネルギー消費量の影響をより明確にできると考えられます。

（5）研究者のコメント
レジスタンス運動では、休息時間を短くすることで運動中の身体的な負担を高めることができます。しかし、運動中の負担が大きくなっても、それが翌日の食後中性脂肪の低下に影響を及ぼすわけではないことが今回の研究で明らかになりました。つまり、レジスタンス運動による中性脂肪への影響を理解するためには、運動による総負荷量が同じ場合、休憩時間を長くすることで運動後に生じるエネルギー消費量の増加が食後の中性脂肪に影響を与えないことを考慮すると、どのような要因で低下させるか否かに目を向けて、さらに検討することが重要だと考えています。

（6）用語解説
※１　レジスタンス運動：
筋肉に抵抗（負荷）をかけて行う運動。筋力トレーニングやウエイトトレーニングなどが含まれます。本研究では、複数の種目を用いた全身のレジスタンス運動を実施しました。
※２　中性脂肪：
血液中に存在する脂質の一種。食事に含まれる脂質などを材料として体内で作られ、エネルギー源として利用・貯蔵されます。食後には一時的に血中濃度が上昇します。
※３　グルコース：
体内で主要なエネルギー源として利用される糖の一種。食事によって血液中のグルコース濃度が上昇し、インスリンなどの働きによって筋肉などの組織に取り込まれます。
※４　インスリン：
血糖値（血液中のグルコース濃度）を下げる働きを持つホルモン。食事によって血糖値が上昇すると膵臓から分泌され、血液中の糖（ブドウ糖）を筋肉などの組織に取り込む働きを促します。
※５　曲線下面積：
時間経過に伴う血液中の物質の濃度変化を、一定時間にわたって面積として表した指標です。本研究では、食後6時間にわたる中性脂肪濃度の変化を評価するために用いました。

（7）論文情報
雑誌名：European Journal of Clinical Nutrition
論文名：Effect of rest interval time during resistance exercise on postprandial triglyceride concentrations in resistance-trained young men
執筆者名（所属機関名）︓Eiji Pereira（早稲田大学スポーツ科学研究科）、Yoshiki Yamada（早稲田大学スポーツ科学研究科）、Miki Sakazaki（早稲田大学スポーツ科学研究科）、Stephen F. Burns（Nanyang Technological University）、Masashi Miyashita※（早稲田大学スポーツ科学学術院、Loughborough University、The Chinese University of Hong Kong）
掲載日時：2026年9月14日（月）
掲載URL： https://www.nature.com/articles/s41430-026-01819-x
DOI：10.1038/s41430-026-01819-x

早稲田大学英語ポッドキャスト番組「Rigorous Research, Real Impact」シーズン3 第2回を配信開始

早稲田大学 — Thu, 24 Sep 2026 14:30:00 +0900

早稲田大学、英語ポッドキャスト番組「Rigorous Research, Real Impact」シーズン3 第2回を配信開始「日本経済の未来：高齢化、AI、そして自動化」
早稲田大学（東京都新宿区、総長：本間敬之）は、2026年9月24日（木）、英語ポッドキャストシリーズ「Rigorous Research, Real Impact」シーズン3の第2回エピソード「Japan’s Economic Future: Aging, AI, and Automation（日本経済の未来：高齢化、AI、そして自動化）」の配信を開始しました。本シリーズは、Spotify、Apple Podcasts、Amazon Music、YouTubeにて無料でお聴きいただけます。

第2回:「Japan’s Economic Future: Aging, AI, and Automation（日本経済の未来：高齢化、AI 、そして自動化）」

自動化やAI、そして人口動態の変化は、長期的な経済成長にどのような影響をもたらすのでしょうか。
本エピソードでは、MCを務める早稲田大学学生のKanon氏が、政治経済学術院の金子昭彦教授をゲストに迎え、この問いに迫ります。
対談では、技術革新と相続をはじめとする世代間の資産移転との関係性や、遺産を残す動機の違いが経済成長にどのような影響を及ぼし得るのかについて探ります。また、日本が直面する高齢化と労働力人口の減少に焦点を当てながら、自動化が生産性向上に果たす役割についても考察します。その一方で、労働者間の格差に対応するためには教育や目的を明確にしたリスキリングが重要であることも指摘します。
さらに、金子教授は早稲田大学の英語学位プログラムについても紹介します。同プログラムでは、学生は多様な言語・文化的背景を持つ仲間とともに学びながら、世界的な経済課題について理解を深め、国際的なネットワークを築く機会を提供しています。

“Waseda University Podcasts: Rigorous Research, Real Impact”

○Apple Podcasts
○Spotify
○Amazon Music
○YouTube
○早稲田大学ウェブサイト

シーズン3について

今シーズンは、早稲田大学の研究者8名が3名の学生MCと共に出演します。各回約15分間のエピソードで、研究者が自身の研究をわかりやすく紹介するとともに、その研究が現代社会の課題や注目されるニュースとどのように関わっているのかについて語ります。研究者と学生MCが対話を通じて、早稲田大学の英語学位プログラムの魅力についても紹介します。取り上げるテーマは、日本経済、労働・移民問題、日本におけるビジネス、日本文化、AIなど多岐にわたります。
本ポッドキャストは、専門的な知見を現代社会の課題をテーマとした親しみやすい対話を通して紹介することで、日本および早稲田大学で行われている研究への理解を深め、新たな視点を提供します。特に、早稲田大学への留学や日本での学習・研究に関心を持つ方々、そして日本社会やそれを取り巻く世界的課題について知りたいと考えるすべての方におすすめのシリーズです。

配信スケジュール（予定）
■エピソード３（配信日: 2026年10月14日）：
パルビン　シャヒダ　講師 (政治経済学術院)—
「Migration, Labor Shortages, and Japan’s Economic Future（移民と人手不足から考える日本経済の未来）」

■エピソード４（配信日: 2026年11月4日）：
長谷川　信次　教授 (社会科学学術院)—
「Global Goals, Local Realities: Rethinking Sustainable Business（グローバルな目標と地域の現実－持続可能なビジネスを再考する）」

■エピソード5（配信日: 2026年11月25日）：
根本　直子　教授 (商学学術院)—
「“社会によいこと”は、“ビジネスによいこと”になり得るのか？」

早稲田大学について
早稲田大学では現在、6学部および15研究科において英語学位プログラムを提供しています。また、日本学生支援機構（JASSO）が公表した2025年度の調査によると、早稲田大学は日本で最も多くの外国人留学生を受け入れている大学です（※1）。
さらに、「QS World University Rankings by Subject 2026」では、「Arts & Humanities（人文科学）」で世界61位、「Social Sciences & Management（社会科学）」で世界78位にランクインし、いずれも世界トップ100に選出されています（※2）。
※1　https://www.studyinjapan.go.jp/ja/_mt/2026/05/data2025z.pdf
※2　https://www.waseda.jp/inst/vision150/news/9571

【早稲田大学】第26回早稲田ジャーナリズム大賞ファイナリスト発表

早稲田大学 — Fri, 18 Sep 2026 14:00:00 +0900

第26回「石橋湛山記念早稲田ジャーナリズム大賞」ファイナリスト作品選出

早稲田大学（東京都　新宿区、総長田中愛治）は、このたび、第26回「石橋湛山記念早稲田ジャーナリズム大賞」のファイナリスト作品として、選考委員会の厳正な審査を経て次の12作品を選出いたしました。
第26回となる本年度は、2026年4月14日から5月31日までの募集期間中に、154作品の推薦・応募がありました。最終審査結果は2026年11月中旬に発表され、表彰・贈呈式は2026年12月3日（木）に開催予定です。

ファイナリスト 1２作品　※応募・推薦受付順

ファイナリスト作品①
候補作品
NHK BSスペシャル戦後80年僕の日本人助産師を探して
候補者
房満満 (株式会社テムジン)
発表媒体
NHK BS

ファイナリスト作品②
候補作品
北海道道スペシャルオホーツク異変　～生命の楽園に何が～
候補者
北海道道スペシャルオホーツク異変取材班代表:服部泰年
発表媒体
NHK総合テレビ（北海道ブロック）

ファイナリスト作品③
候補作品
NHKスペシャル臨界世界「戦慄の占領地 “ロシア化”の実態」
候補者
NHKスペシャル「戦慄の占領地」取材班代表:松宮健一
発表媒体
NHK総合テレビ

ファイナリスト作品④
候補作品
ハートフルワールド～京都・紙屋川砂防ダム編～
候補者
ハートフルワールド「京都・紙屋川砂防ダム編」取材・制作班代表:下野賢志
発表媒体
CBCテレビ

ファイナリスト作品⑤
候補作品
ETV特集「枯葉剤の傷痕を見つめて〜ベトナム戦争終結から50年〜」
候補者
ETV特集「枯葉剤の傷痕を見つめて〜ベトナム戦争終結から50年〜」制作班
代表:坂田雅子
発表媒体
NHK教育（Eテレ）

ファイナリスト作品⑥
候補作品
ETV特集「忘れられた被ばく者」
候補者
ETV特集「忘れられた被ばく者」取材班代表:石濱陵
発表媒体
NHK教育（Eテレ）

ファイナリスト作品⑦
候補作品
黒川の女たち
候補者
「黒川の女たち」テレビ朝日取材班　松原文枝
発表媒体
映画全国上映

ファイナリスト作品⑧
候補作品
広島のともしび　原爆小頭症「きのこ会」と記者・秋信利彦
候補者
平尾直政
発表媒体
書籍地平社

ファイナリスト作品⑨
候補作品
『拉致　封印された真実』上・下
候補者
高世仁、NK917（代表：高世仁）
発表媒体
書籍株式会社旬報社

ファイナリスト作品⑩
候補作品
復興検証～震災・原発事故１５年～
候補者
福島民報社編集局復興検証取材班代表:渡部育夫
発表媒体
福島民報

ファイナリスト作品⑪
候補作品
コメ増産への農水省圧力問題
候補者
秋田魁新報コメ問題取材班代表:佐藤朋紀
発表媒体
秋田魁新報、秋田魁新報電子版

ファイナリスト作品⑫
候補作品
戦争の記録を巡る一連の報道
候補者
秋田魁新報戦後80年取材班代表:岡田郁美
発表媒体
秋田魁新報、秋田魁新報電子版

■石橋湛山記念早稲田ジャーナリズム大賞とは
早稲田大学は、建学以来多くの優れた人材を言論、ジャーナリズムの世界に送り出して参りました。先人たちの伝統を受け継ぎ、この時代の大きな転換期に自由な言論の環境を作り出すこと、言論の場で高い理想を掲げて公正な論戦を展開する人材を輩出することは、時代を超えた本学の使命であり責務です。
「石橋湛山記念早稲田ジャーナリズム大賞」はこのような背景のもと、社会的使命・責任を自覚した言論人の育成と、自由かつ開かれた環境の形成への寄与を目的として2000年に創設され、翌2001年より毎年、広く社会文化と公共の利益に貢献したジャーナリスト個人の活動を発掘、顕彰してきたものです。
本賞は、公共奉仕部門・草の根民主主義部門・文化貢献部門の3部門を設けております。各部門の大賞受賞者には正賞(賞状)と副賞(記念メダル)および賞金50万円を贈呈します。また、優秀賞を贈呈する場合があり、受賞者には正賞(賞状)と副賞(記念メダル)および賞金10万円が贈られます。
各部門受賞者には、ジャーナリストを志す本学学生のための記念講座にてご講義いただく予定です。

ご参考：第２６回「石橋湛山記念早稲田ジャーナリズム大賞」
[募集部門]　公共奉仕部門・草の根民主主義部門・文化貢献部門
[対象作品]　2025年4月1日から2026年5月31日までに、
　　　　　　不特定多数を対象としたメディアに公表された作品。作品の形式は問いません。
[受付期間]　2026年4月14日～ 5月31日
[応募総数]　154作品（前回144作品）
[選考方法]　下記11名の選考委員からなる選考委員会により、本賞の主旨に照らして、商業主義を廃し、中立公平な立場から厳正な審査を行います。

＜選考委員＞
綾部　広則：早稲田大学理工学術院教授（科学技術社会論）
梯　久美子：ノンフィクション作家
角　英夫　：元日本放送協会専務理事・大型企画開発センター長
澤　康臣　：早稲田大学教育・総合科学学術院教授（ジャーナリズム論）
瀬川　至朗：東京大学情報学環特任教授（ジャーナリズム研究）
ソジエ内田恵美：早稲田大学政治経済学術院教授（言説分析、応用言語学）
武田　徹　：ジャーナリスト、専修大学文学部教授
土屋　礼子：早稲田大学政治経済学術院教授（メディア史、歴史社会学）
マーティン・ファクラー：The New York Times 編集者
三浦　俊章：ジャーナリスト
若林　幹夫：早稲田大学教育・総合科学学術院教授（社会学、都市論）

光のスキルミオンで磁気スキルミオンを操る

早稲田大学 — Wed, 16 Sep 2026 14:00:00 +0900

2026年9月16日
早稲田大学
光のスキルミオンで磁気スキルミオンを操る光のピンセットによる非接触操作や、光と磁気を融合した次世代情報技術に道
【ポイント】
・光と物質に存在する２種類のスキルミオン※１、「光のスキルミオン※２」と「磁気スキルミオン※３」の相互作用を理論的に解明しました。
・光のスキルミオンを磁気スキルミオンに照射すると、回転・スキップ・トロコイド旋回※４という３種類の特徴的な運動が現れることを発見しました。
・光のスキルミオンが持つ「ヘリシティ」※５を変えるだけで、磁気スキルミオンがスキップする位置や運動軌道を選択的に制御できることを明らかにしました。
・光で磁気スキルミオンを捕捉・移動・制御する「光のピンセット」の実現や、情報担体としての磁気スキルミオンを光スキルミオンで自在に操作・制御するような光技術と磁気デバイスを融合した次世代情報技術への応用が期待されます。
光と磁気という異なる世界には、どちらにも「スキルミオン」と呼ばれるトポロジカルな構造※６が存在します。この二つが出会うと、どのような現象が起こるのでしょうか。
　早稲田大学理工学術院の望月維人（もちづきまさひと）教授とLan Bo（ラン・ボー）日本学術振興会外国人特別研究員、早稲田大学理工学術院理工学総合研究所のXichao Zhang（張溪超）研究院准教授（研究当時）らの研究グループは、コンピューターシミュレーションにより、光のスキルミオンを磁気スキルミオンに照射すると、回転・スキップ・トロコイド旋回という３種類の特徴的な運動が生じることを明らかにしました。さらに、光のスキルミオンの「ヘリシティ」と呼ばれる状態を変えることで、磁気スキルミオンの運動軌道を選択的に制御できることも発見しました。
　本成果は、光をピンセットのように用いて磁気スキルミオンを捕捉・移動・制御する技術や、光技術と磁気技術を融合した次世代情報技術への応用につながることが期待されます。
本研究成果は、2026年9月14日に国際学術誌「Physical Review Letters」に掲載されました。

磁性体薄膜中の磁気スキルミオンに光のスキルミオンを照射した時に生じる「回転」、「スキップ」、「トロコイド旋回」と呼ばれる特徴的な運動の概念図。回転運動では、磁気スキルミオンが光の中心の周囲を回る。スキップ運動では、円軌道を運動していた磁気スキルミオンが特定の場所で急に軌道を変える。さらに、条件によっては小さなループを繰り返しながら進むトロコイド旋回運動が現れる。

（１）これまでの研究で分かっていたこと　
「スキルミオン」は、もともと素粒子を記述するために1960年代に提唱されたトポロジカルな構造です。その後、同じ数学的特徴を持つ構造が、磁性体をはじめ、液晶や光など、さまざまな物理系に現れることが分かってきました。なかでも、「磁気スキルミオン」は、磁性体中の磁化が渦状に配列してできるナノメートルサイズの磁気構造です。2009年にその存在が実験的に確認されて以降、世界中で活発に研究されてきました。小さく、安定で、粒子のように移動させることができるため、次世代のメモリや論理素子、コンピューティング技術などにおける新しい情報担体として期待されています。
一方、近年、光の偏光などが空間的にスキルミオンと同じ構造を形成する「光のスキルミオン」が発見され、トポロジカルフォトニクス※７の分野で注目されています。光のスキルミオンは、光の位相や偏光、角運動量などを利用できることから、精密計測、光操作、情報処理などへの応用が研究されています。
このように、磁気スキルミオンと光のスキルミオンは、ともに「スキルミオン」という共通のトポロジー※６を持っています。しかし、一方は物質中の磁気構造、もう一方は光がつくる構造として、それぞれ異なる研究分野でほぼ独立に研究されてきました。そのため、光のスキルミオンと磁気スキルミオンを実際に相互作用させると何が起こるのかは、これまで十分に明らかになっていませんでした。

（２）今回の研究で明らかになったこと
　本研究では、光のスキルミオンを磁気スキルミオンに照射すると何が起こるのかを、コンピューターシミュレーションによって理論的に調べました。光のスキルミオンは、異なる軌道角運動量※８を持つ２つの光を重ね合わせることで作りました。この構造化光※９を磁性体薄膜中の磁気スキルミオンに照射し、その運動を詳細に解析しました。
その結果、磁気スキルミオンには、「回転」、「スキップ」、「トロコイド旋回」という３種類の特徴的な運動が現れることを発見しました。回転運動では、磁気スキルミオンが光の中心の周囲を回ります。スキップ運動では、円軌道を運動していた磁気スキルミオンが特定の場所で急に軌道を変えます。さらに、条件によっては小さなループを繰り返しながら進むトロコイド旋回と呼ばれる運動が現れます。
研究グループは、これらの運動が生じる仕組みも明らかにしました。光のスキルミオンを構成する光には、磁気スキルミオンを一定の範囲に閉じ込める力、円周方向に動かす力、運動に振動を加える力があり、それらが組み合わさることで多彩な運動が生じます。つまり、単に「光の強いところに磁気スキルミオンが引き寄せられる」のではなく、光が持つ空間構造や角運動量そのものが磁気スキルミオンの運動を生み出していることが分かりました。
特に重要なのが、スキップ運動です。光のスキルミオンのヘリシティ（光のスキルミオンの内部構造を特徴づける角度）※５を変えると、磁気スキルミオンがスキップする位置もそれに応じて移動しました。さらに、その位置は磁気スキルミオン自身のカイラリティ（磁化の巻き方）※５によっても変化しました。これにより、光の状態を変えるだけで、磁気スキルミオンの運動軌道を選択的に制御できることを明らかにしました。
さらに、光のスキルミオンが空間を伝わる場合についても解析しました。その結果、光が進むにつれて変化する位相によって、磁気スキルミオンがスキップする位置も変化することが分かりました。これは、光の進行方向も含めた３次元的な磁気スキルミオンの光制御へ発展する可能性を示しています。

図１：磁性体薄膜中の磁気スキルミオンに光のスキルミオンを照射した場合に誘起される磁気スキルミオンの運動のシミュレーション結果。（a）散逸が小さい場合の磁気スキルミオンの軌跡。「回転」、「スキップ」に加え、明確な「トロコイド旋回」が見られる。 (b) 回転運動、スキップ運動、トロコイド旋回運動の概念図。 (c) 散逸が大きい場合の磁気スキルミオンの軌跡。明確な「トロコイド旋回」は見られない。 (d) スキップ運動が起こる位置は、磁気スキルミオンのタイプと光のスキルミオンのヘリシティに依存して異なる。 (e) 進行する光の断面に現れる光スキルミオン。そのヘリシティは進行方向の位置によって異なる。そのため、進行する光のどの位置に磁性体薄膜を置くか、あるいは光源位置を変えることで、スキップ運動が起こる位置を制御することができる。

（３）研究の波及効果や社会的影響
今回の研究は、これまで別々の分野で研究されてきた「光のトポロジー」と「磁気のトポロジー」を結びつけた点に大きな学術的意義があります。光のスキルミオンが持つ位相や偏光、角運動量などの情報を利用して磁気スキルミオンの運動を制御できることを示したことで、トポロジカルフォトニクスとスピントロニクス※10を融合する新しい研究領域へ発展することが期待されます。
また、磁気スキルミオンは、ナノメートルサイズで安定して存在し、粒子のように移動できることから、次世代のメモリや論理素子、コンピューティング技術などの情報担体として研究されています。今回示した方法では、電極などを介して直接操作するのではなく、光を用いて非接触で磁気スキルミオンを制御できる可能性があります。
例えば、光によって誘起される回転運動を利用すれば、磁気スキルミオンを光のピンセットでつまむように捕捉し、移動させる技術につながる可能性があります。また、光の状態によってスキップ運動の軌道を選択できる性質は、光が持つ情報を磁気スキルミオンの運動へ変換する仕組みとして利用できる可能性があります。さらに、トロコイド旋回運動は、光によって特性を調節できる微小な発振器への応用も考えられます。
このような技術が実現すれば、光による高速な情報伝送と、磁気による情報の保持・処理を結びつける新しい光・磁気融合型情報技術の実現につながる可能性があります。ただし、本研究は理論・シミュレーションによって新しい原理を示した段階であり、実際のデバイスへの応用には、今後、実験による検証や光と磁性体を効率よく相互作用させる技術の開発が必要です。

（４）課題、今後の展望
本研究は、光のスキルミオンと磁気スキルミオンの相互作用によって新しい運動を生み出し、その軌道を光で制御できることを理論とシミュレーションによって示した段階です。したがって、今後の最も重要な課題は、今回予測した現象を実際の磁性体と光を用いた実験で検証することです。
そのためには、ナノメートルサイズの磁気スキルミオンに対して、光のスキルミオンの複雑な空間構造を保ったまま光を照射し、両者を十分な強さで相互作用させる必要があります。通常の光では照射できる領域の大きさに限界があるため、光を微小な領域に閉じ込める技術などを利用することが重要になると考えられます。
また、今回の研究では理想化した条件のもとで基本的な相互作用を明らかにしました。実際の物質では、温度による揺らぎや試料中の欠陥、材料ごとの性質なども磁気スキルミオンの運動に影響します。今後は、こうした現実的な条件のもとでも、今回見いだした特徴的な運動や光による制御が安定して現れるかを調べる必要があります。
将来的には、実験による検証を進めるとともに、磁気スキルミオンの捕捉・輸送、光の状態による軌道制御、光信号から磁気信号への変換などへ研究を発展させたいと考えています。さらに、光の空間構造を自在に設計する技術と組み合わせることで、光によって磁気スキルミオンを非接触かつプログラム可能な形で操作する技術へと発展することが期待されます。

（５）研究者のコメント
「光と磁気というまったく異なる世界に存在する二つのスキルミオンが出会ったら何が起こるのだろう」という素朴な好奇心がこの研究の出発点でした。実際に調べてみると、光によって磁気スキルミオンに多彩な運動を生み出し、その軌道まで制御できることが分かりました。基礎科学としての面白さに加え、将来、光で磁気を自在に操る新しい技術へ発展することを期待しています。

（６）用語解説
※１スキルミオン
もともとは素粒子を記述する理論の中で提唱された、トポロジーによって特徴づけられる構造です。その後、磁性体や液晶、光など、さまざまな物理系に同様の構造が現れることが分かっています。本研究では、磁気と光に現れる二つのスキルミオンを扱っています。

※２光のスキルミオン
光の偏光などが空間的にスキルミオンと同じトポロジカルな構造を形成したものです。本研究では、異なる軌道角運動量を持つ二つの光を重ね合わせることで光学スキルミオンを構成し、磁気スキルミオンとの相互作用を調べました。

※３磁気スキルミオン
磁性体の中で、原子が持つ微小な磁石（磁化）の向きが渦状に配列してできるナノメートルサイズの磁気構造です。小さく安定で、粒子のように移動させることができるため、次世代のメモリや情報処理技術への応用が期待されています。

※４トロコイド旋回
円運動と並進運動が組み合わさって生じる、ループを伴う特徴的な運動です。本研究では、光学スキルミオンを照射した磁気スキルミオンに、回転運動やスキップ運動と並んで、このトロコイド旋回運動が現れることを発見しました。

※５ヘリシティとカイラリティ
ヘリシティは、本研究では光学スキルミオンの内部構造の向きを特徴づける量です。一方、カイラリティは磁気スキルミオンにおける磁化の巻き方を特徴づけます。本研究では、光のスキルミオンのヘリシティと磁気スキルミオンのカイラリティの組み合わせによって、磁気スキルミオンがスキップする位置が変化することを明らかにしました。

※６トポロジーとトポロジカルな構造
「トポロジー」とは、物体やベクトル場の形が持つ連続的に変形しても変わらない性質、あるいはそれに着目して分類する数学的な考え方です。物理学では、磁化ベクトルや光の偏光などが空間の中でどのように分布・配列しているかを特徴付けるためにも用いられます。特徴的なトポロジーを持つ構造のことを「トポロジカルな構造」と呼びます。磁気スキルミオンと光のスキルミオンは、異なる物理系に存在しながら共通するトポロジーを持っています。

※７トポロジカルフォトニクス
トポロジーの考え方を光に応用し、新しい光の状態や伝搬・制御方法を研究する分野です。本研究は、光のスキルミオンを扱うトポロジカルフォトニクスと、磁気スキルミオンを扱うスピントロニクスを結びつける研究と位置づけられます。

※８（光の）軌道角運動量
光が空間的にねじれた波面を持つことによって生じる角運動量です。本研究では、異なる軌道角運動量を持つ二つの光を重ねることで光のスキルミオンを作り出しています。また、その軌道角運動量が磁気スキルミオンを円周方向に動かす働きをすることが示されました。

※９構造化光
光の強さだけでなく、位相、偏光、角運動量などが空間的に意図して設計された光です。通常の単純な光にはない複雑な空間構造を持たせることで、物体の操作や計測、情報処理などへの利用が研究されています。本研究で用いた光のスキルミオンも構造化光の一種です。

※１０スピントロニクス
電子が持つ電気的な性質である「電荷」に加えて、磁気的な性質である「スピン」を利用して情報を記録・処理する技術や、その基礎となる学問分野です。磁気スキルミオンは、将来のスピントロニクスデバイスにおける情報担体の候補として研究されています。

（７）論文情報
雑誌名：　Physical Review Letters
論文名：　Magnetic Skyrmion Interacting with Optical Skyrmion
執筆者名（所属機関名）：
Lan Bo (早稲田大学理工総研・研究院講師，日本学術振興会外国人特別研究員)
望月維人/Masahito Mochizuki (早稲田大学理工学術院・教授)
張　溪超/Xichao Zhang (研究当時：早稲田大学理工総研・研究院准教授，現：香港科技大学・中国)
Jian Chen（上海理工大学・中国）
Yan Zhou（香港中文大学・中国）
Chengwei Qiu（国立シンガポール大学・シンガポール）
掲載⽇時（⽇本時間）： 2026年9月14日
掲載URL： https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/hylp-trxp
DOI：　https://doi.org/10.1103/hylp-trxp

（８）キーワード
磁気スキルミオン、光のスキルミオン、トポロジー、構造化光、スピントロニクス、トポロジカルフォトニクス

（９）研究助成（外部資金による助成を受けた研究実施の場合）
研究費名：日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(A)
研究課題名：スキルミオンが持つ新しい物質機能・物性現象の開拓とスキルミオニクスの創出
課題番号：JP25H00611
研究代表者名（所属機関名）：望月維人（早稲田大学）

研究費名：学術変革領域研究(A) 『キメラ準粒子が切り拓く新物性科学』
研究課題名：キメラ準粒子の理論
課題番号：JP24H02231
研究代表者名（所属機関名）：村上修一（東京大学）

研究費名：国立研究開発法人科学技術振興機構戦略的創造研究推進授業CREST
研究課題名：Beyond Skyrmionを目指す新しいトポロジカル磁性科学の創出
課題番号：JPMJCR20T1
研究代表者名（所属機関名）：于秀珍（理化学研究所）

研究費名：日本学術振興会科学研究費助成事業特別研究員奨励費(外国人特別研究員)
研究課題名：トポロジカルスピンテクスチャの多面的操作の理論的研究
課題番号：25KF0118
研究代表者名（所属機関名）：望月維人（早稲田大学）

研究費名：日本学術振興会科学研究費助成事業若手研究
研究課題名：ナノ機能界面のトポロジカル磁気テクスチャのデバイス機能の創出
課題番号：JP25K17939
研究代表者名（所属機関名）：ZHANG XICHAO（早稲田大学）

ファイル依存関係の検証を99.7％高速化

早稲田大学 — Tue, 15 Sep 2026 14:00:00 +0900

2026年9月15日
早稲田大学
ファイル依存関係の検証を99.7％高速化～大規模ソフト開発のボトルネック解消～

詳細は早稲田大学HPをご覧ください
【発表のポイント】
●ソフトウェア開発の多くで頻発するビルド時のファイル間の依存関係のエラーを効率的に検出する新技術mkcheck2を開発しました。
●eBPF※1によるファイルに対する操作の軽量な監視と差分解析により、従来手法に比べて、最大99.7％の高速化を実現しました。
●コードの変更登録あたりの解析時間を約1,267秒から約23秒へと圧倒的に短縮することで、変更のつどプログラムを安全に自動構築し続けることを現実に可能にしました。
●ソフトウェア品質向上と開発効率の大幅改善に貢献し、大規模システム開発の基盤技術として期待されます。
　現代のソフトウェア開発では、実行可能なプログラムを構築してまとめるビルド処理を、正しい依存関係の定義に基づいて、正しく継続的に自動的に進める継続的インテグレーションが欠かせません。依存関係の定義を正しく行っておくことで、依存先のファイル（例えば図1におけるファイルFd）が更新された場合に、依存元のファイル（図1におけるファイルFa）を対象として自動的にビルドすることが可能になります。しかし大規模なソフトウェア開発において、本来は必要な依存関係が定義から漏れているといったエラーが、開発の半数以上を占める深刻な問題となっています。必要な依存関係の定義が漏れていると、依存先のファイルが更新されても、依存元を対象としたビルドがなされません。また逆に、依存関係が余分にある場合には、本来は依存していないはずのファイルが更新された際に、本来は依存元ではないほうを対象としたビルドが余計に実行されてしまいます。こうしたエラーに対応するため、これまではビルドのたびに組み立てに必要なすべてのファイルを、処理時に時間をかけて調べる検証手法が提案されてきました。こうした手法では検証の精度は高いものの、大きな追加の処理時間を必要とするため大規模なプログラムの実用的な検証には不向きであり、継続的な開発や高信頼化の妨げとなっていました。
　早稲田大学理工学術院の鷲崎弘宜（わしざきひろのり）教授および東京通信大学の坂本一憲（さかもとかずのり）准教授らの研究グループは、大規模なプログラムのビルドにおいて高精度かつ高速な依存関係の検証を実現するために、軽量なシステム呼び出し監視技術であるeBPFと差分解析を組み合わせた新手法「mkcheck2」を開発しました。本手法により、従来と同等の精度を維持しながら、依存関係検証の処理時間を大幅に削減することに成功しました。特に、変更登録あたりの解析時間を従来の約1,267秒から約23秒へと短縮し、実運用環境での継続的な検証を可能にしました（図2）。
　本成果は、2026年9月11日（金）にソフトウェア工学分野における世界トップの国際会議 48th IEEE/ACM International Conference on Software Engineering (ICSE’26)において発表し、ACM Digital Library上の『Proceedings of the 2026 IEEE/ACM International Conference on Software Engineering』で公開されました。

図1. ビルド時に判明するファイル間の依存関係の定義のエラー

図2. 検証における平均解析時間の比較
キーワード：
ビルドシステム、依存関係検証、eBPF、差分解析、継続的インテグレーション、ソフトウェア品質、開発効率、システム呼び出し監視

（１）これまでの研究で分かっていたこと
　ソフトウェアを組み立てるビルドを継続的かつ自動的に進めるうえで、前提条件としてファイル同士の依存関係を正しく定義する必要があります。
　しかし、大規模開発では依存関係の誤りが頻発し、エラーの50％以上を占めることが報告されています。従来のビルドのたびに組み立てに必要なすべてのファイルを調べる検証手法では、動的解析により高精度ながらも処理が遅いか、もしくは、静的解析により高速ながらも不完全というトレードオフが存在していました。

（２）新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと
　本研究では、効率と精度を両立する新しい依存関係検証手法「mkcheck2」を開発しました。実現のためのカギは、eBPFを用いた軽量なシステム呼び出し監視技術にあります。従来のptrace方式と呼ばれる監視手法では、オペレーティングシステム（OS）の上で応用ソフトウェアを動作させる領域（ユーザ空間）上で監視するため、ビルド時に行われるファイル操作の呼び出しごとに処理の切り替えが発生し、検証のために大きな追加の処理時間を必要としていました（図3上段）。
　一方、本手法では、ファイル操作を実際に実行するカーネル空間と呼ばれるOSが管理する中核領域内で、ビルド時のファイル操作をより直接的に監視することで、処理負荷をほぼゼロに抑えることができました。加えて、本手法では、差分解析による効率化を実現しました。従来はすべての依存関係を毎回検証していましたが、本手法では変更があった部分のみを対象とすることで、計算量を大幅に削減しました（図3下段）。
　この結果、ビルド時の検証のために生じる追加の処理時間を約0.3％に短縮し、最大99.7％の高速化を図り、平均解析時間を変更登録あたり約23秒にまで短縮することを達成しました。さらに、300件のオープンソースプロジェクトで評価を行い、依存関係の欠落の検出率100％という高精度を確認しました。

図3. 従来手法と実現した新手法mkcheck2の比較

（３）研究の波及効果や社会的影響
　本技術により、ソフトウェア開発におけるビルド時の実用的な依存関係エラーの検出と早期の解消対応を通じた開発効率の向上が期待されます。またそれにより、品質上の問題へと継続的に取り組むことを可能とし、ソフトウェアの信頼性やセキュリティ強化にも貢献します。特に、クラウドやAIシステムなど大規模ソフトウェアの開発では、システムの運用開始後もプログラムを修正ならびに改訂し続ける継続的インテグレーションを実現する環境での高速な検証が不可欠であり、本技術はその基盤として重要な役割を果たします。また、様々な環境においてシステムをビルドし運用することにも寄与します。

（４）課題、今後の展望
　本手法はOSとしてLinux環境に依存し、他のOS環境への適用は今後の課題です。また、欠落ではなく冗長な依存関係については一部検出できない場合があります。今後は、他のビルドシステムへの適用拡大、自動修正機能の導入、継続的インテグレーション環境との統合強化、などを進め、より実用的な開発支援技術として発展させる予定です。

（５）研究者のコメント
　本研究では、大規模なソフトウェア開発における長年の課題であったビルド時のファイル依存関係の検証の高精度と高速性の両立に挑戦しました。その結果、実開発環境で使える依存関係検証技術を実現できたと考えています。本技術がAI時代に必要なさらなるソフトウェア開発の効率化と品質向上に貢献することを期待しています。

（６）用語解説
※1 eBPF（extended Berkeley Packet Filter）
Linuxカーネル内で安全にプログラムを実行する仕組み。低負荷でシステムの挙動を監視できる技術。

（７）論文情報
会議名：48th IEEE/ACM International Conference on Software Engineering (ICSE’26)
雑誌名：Proceedings of the 2026 IEEE/ACM International Conference on Software Engineering
論文名：Efficient Build Dependency Verification Using eBPF and Incremental Analysis
執筆者名（所属機関名）：
齋藤優太（早稲田大学）*、坂本一憲（東京通信大学、WillBooster株式会社）、鷲崎弘宜（早稲田大学、国立情報学研究所、株式会社エクスモーション）
掲載日時：2026年9月11日
掲載URL：https://dl.acm.org/doi/10.1145/3744916.3773204
DOI：https://doi.org/10.1145/3744916.3773204
*：責任著者

AI予測による5Gマルチキャスト放送の安定化

早稲田大学 — Wed, 09 Sep 2026 16:00:00 +0900

2026年9月9日
早稲田大学
AI予測による5Gマルチキャスト放送の安定化
配線工事が不要なラストワンマイルの提供

【ポイント】
●ローカル5Gを使った新しいテレビ配信技術：光ファイバーへの置き換えが困難な古い集合住宅でも、ローカル5Gの電波によって高画質テレビを多くの家庭に配信できる技術を開発しました。
● AIで「映像の止まり」を未然に防ぐ：従来の5G通信で一斉送信を行うと映像が止まりやすかったのに対し、本研究のAIは0.1秒先の電波状況を予測し、映像が途切れないように自動で送信方法を調整します。
● スマートフォン上でリアルタイム動作：実際の5Gネットワークで検証した結果、映像を安定再生できる割合を高く保ちながら、一般的なスマートフォン上で試作アプリがリアルタイム動作することを確認しました。
● 地域の「情報格差」解消に貢献：配線工事が難しい地域でも高画質テレビや緊急放送を安定して届けることが可能となり、誰もが等しく放送サービスを受けられる社会の実現への貢献が期待されます。
ケーブルテレビは全国テレビ放送や緊急情報を届ける重要なインフラですが、古い集合住宅では光ファイバーへの置き換えが費用・工事面で困難なケースが多くあります。そこで、5Gの電波を使って一度に多くの家庭へ映像を届ける「5G Multicast/Broadcast Services (5G MBS)※１」技術が注目されています。図1には、この5G MBS技術を用いたケーブルテレビへの移行イメージを示します。
早稲田大学の甲藤二郎教授らの研究グループは、NECネッツエスアイ株式会社との共同研究の中で、未来の電波状況をAIでリアルタイムに予測し、安定性を優先して映像の途切れを防ぐ軽量なモデルを開発しました。実際の5Gネットワークを用いた検証では、映像の途切れを抑え、安定した再生が可能であることが確認されています。本成果は2026年9月8日に米国で開催された国際学会「IEEE 104th Vehicular Technology Conference: VTC2026-Fall (IEEE VTC-Fall 2026)」で発表されました。
図1: ラストワンマイルにローカル5Gを用いたケーブルテレビへの移行イメージ

（１）これまでの研究で分かっていたこと　
ケーブルテレビは全国生放送や緊急情報を届ける重要なインフラですが、古い集合住宅では光ファイバーへの置き換えがコスト・工事面で困難なケースがあります。そこで注目されているのが、5Gの電波を使って各家庭に映像を届ける「5G MBS」技術です。電波という限られた資源を効率よく活用できる点で、次世代ケーブルテレビの現実的な実現手段となりえます。
しかし、5G MBSのマルチキャスト放送（一斉送信）には大きな課題があります。通常のスマートフォン向けの5G通信は双方向のやり取りが可能で、データが届かなければ自動的に再送される仕組みを持っています。一方、マルチキャスト放送では、設定モードによって受信者からの返信チャネルがないため再送ができず、受信できなかったデータは永久に失われ、映像の停止やフレームドロップにつながります。
さらに、マルチキャスト放送では「どの変調方式や符号化率で信号を送るか」を定めるMCS（Modulation and Coding Scheme）※２の設定が非常に重要です。受信環境は受信者ごとに異なるため、全員が受信できる設定に抑えながら、できるだけ高画質を届けるバランスが求められます。設定が高過ぎると一部の視聴者で映像が止まり、低過ぎると全体の画質が低下します。また、受信環境は時々刻々に変化します。そのため、多様な受信環境の視聴者に対して、安定性と画質を両立するMCS制御技術が求められていました。

（２）今回の研究で明らかになったこと
　本研究は、通信の目的を「画質の最大化」から「映像の確実な伝送」に転換するものです。開発したAIモデルは、未来の映像受信について、5Gの28種類のMCSそれぞれで送信した場合にエラーなしで受信される確率を予測し0.1秒先の電波状況を推定することで、通信状態が悪化する前に適切な設定へ切り替えることを可能にしました。必要な信頼性を満たしながら最も高い画質を実現できる設定を自動的に選択します。
本モデルの特徴は4点あります。第一に、すべての送信設定に対して成功確率を出力するため、画質と映像停止リスクのバランスを柔軟に調整できます。第二に、「楽観的すぎる予測」を特に厳しく罰する独自の学習方法を採用しており、映像停止（過剰設定の結果）をできる限り回避する設計になっています。第三に、実際の商用5Gネットワークから0.5ミリ秒間隔で収集した約2600万件のデータを学習に利用しており、従来の粗いデータでは捉えられなかった瞬時の電波変動にも対応可能となりました。第四に、スマートフォンがもともと収集している測定値だけを入力とし、モデルサイズを小さくすることで、一般のスマートフォン上でリアルタイム動作を実現しています。
実際の5Gネットワークデータを用いた検証では、提案モデルは映像セグメントの約87%でエラーなしに届けられる設定を正しく選択しました。一方、画質優先の従来手法では約32%にとどまり、楽観的な予測を抑制することにより、映像停止のリスクを削減できることを確認しました。さらに処理速度の面では、2020年以降のスマートフォン用チップで0.07ミリ秒未満、最新チップでは0.03ミリ秒以下で動作しており、本手法は視聴者が認識できる遅延を一切生じさせないことを確認しています。図2には本技術の構成図を示します。
図2: 本技術で提案するAI予測の構成図

（３）研究の波及効果や社会的影響
本研究により、新たな配線工事を行うこと無く、ローカル5G経由での高画質テレビの安定配信が現実的となり、光回線が届かない地域でもケーブルテレビサービスの高度化やデジタルデバイドの解消に貢献できます。また、本手法で実施するMCS毎の受信成功確率の計算は、モデルを再学習することなく、エラー耐性や低遅延制御など、異なる用途への応用が可能です。モデルが小型で安価に実装できることから、受信機のコスト削減にも寄与し、誰もが手の届く価格での普及が期待されます。

（４）課題、今後の展望
本研究の成果はテレビ放送にとどまらず、衛星通信や自動運転・産業システムなど、データを再送できない放送型の無線通信全般に応用できる汎用的な技術です。また、AIが通信の意思決定を担う次世代の「AIネイティブ」無線通信の実践的な事例としても位置づけられ、放送と通信を一つの無線基盤に統合するという目標に向けた重要な一歩になり得ます。

（５）研究者のコメント
ローカル5Gに割り当てられた周波数帯は、これまで大企業の利用が中心で、一般市民が直接恩恵を受けるサービスは限られていました。本研究は、有線インフラの整備が難しい地域でもケーブルテレビサービスを届けることで、この現状に一石を投じるものです。ローカル5Gが社会課題の解決や公益に資する形で幅広く活用されるきっかけとなることを期待しています。

（６）用語解説
※1　5G Multicast/Broadcast Services (5G MBS)
一つの送信で多数の家庭に同じ映像を同時配信する5Gの機能。電波を効率よく使えるため、ケーブルテレビの無線版として期待されている。

※2　MCS (Modulation and Coding Scheme)
無線信号に一度にどれだけのデータを乗せるかを決める送信設定。高くすると高画質になるが受信しにくくなり、低くすると安定するが画質が落ちる。

※3　UE (User Equipment)
5Gネットワークとの間で無線信号を送受信する端末で、インターネットのようなデータ通信用途ではPCなどに接続され、ケーブルテレビ放送の視聴用途ではSTBに接続される。

※4　STB (Set Top Box)
ケーブルテレビ局からの放送信号を受信・復号してテレビに映像を出力する端末。チャンネル選局やVOD視聴など、放送サービス用のインターフェースとして機能する。

（７）研究発表
発表媒体名：The 2026 IEEE 104th Vehicular Technology Conference (VTC2026-Fall)
論文名：Transformer-Based MCS Prediction for 5G Multicast-Broadcast Services (MBS)
発表者名（所属機関名）：Kasidis Arunruangsirilert and Jiro Katto (Waseda University)
発表日（現地時間）：2026年9月8日14時（米国東部夏時間）

（８）キーワード
AI、次世代ケーブルテレビ、5Gマルチキャスト放送、ローカル5G、デジタルデバイド解消

（９）研究助成（外部資金による助成を受けた研究実施の場合）

研究費名：総務省電波資源拡大のための研究開発
研究課題名：IPマルチキャスト放送の無線伝送に向けた周波数有効利用技術の研究開発
研究代表者名（所属機関名）：有川洋平（NECネッツエスアイ株式会社）

研究費名：科学技術振興機構（JST）情報通信科学・イノベーション基盤創出（CRONOS）
研究課題名：学習型符号化と生成AIの統合による生成型通信（課題番号：JPMJCS25N2）
研究代表者名（所属機関名）：甲藤二郎（早稲田大学）

早稲田大学英語ポッドキャストシーズン3 第1回「ドル支配下の世界と東アジア」配信開始

早稲田大学 — Wed, 09 Sep 2026 11:00:00 +0900

早稲田大学、英語ポッドキャスト番組「Rigorous Research, Real Impact」シーズン3 第1回を配信開始「ドル支配下の世界と東アジア」
早稲田大学（東京都新宿区、総長：田中愛治）は、2026年9月9日（水）、英語ポッドキャストシリーズ「Rigorous Research, Real Impact」シーズン3の第1回エピソード「East Asia in a Dollar-Dominated World（ドル支配下の世界と東アジア）」の配信を開始しました。本シリーズは、Spotify、Apple Podcasts、Amazon Music、YouTubeにて無料でお聴きいただけます。

第1回:「East Asia in a Dollar-Dominated World （ドル支配下の世界と東アジア）」

第1回では、大学院アジア太平洋研究科の菊地朋男教授をゲストに迎え、MCを務める早稲田大学学生のKanon氏とともに米ドルが依然として世界の金融システムにおいて支配的な地位を維持している理由と、それが東アジア経済に与える影響について語ります。
番組では、中国人民元がなぜ米ドルの国際的地位に挑むまでに至っていないのか、米中間の貿易摩擦や経済競争の激化が世界経済秩序をどのように変化させているのか、そして日本がどのように対応すべきかについて議論します。また菊地教授は、アジアとの長年にわたるつながりと国際的な学術コミュニティを有する早稲田大学、そして日本という環境からグローバル経済の課題を研究する意義についても紹介しています。

“Waseda University Podcasts: Rigorous Research, Real Impact”
○Apple Podcasts
○Spotify
○Amazon Music
○YouTube
○早稲田大学ウェブサイト

シーズン3について

今シーズンは、早稲田大学の研究者8名が3名の学生MCと共に出演します。各回約15分間のエピソードで、研究者が自身の研究をわかりやすく紹介するとともに、その研究が現代社会の課題や注目されるニュースとどのように関わっているのかについて語ります。研究者と学生MCが対話を通じて、早稲田大学の英語学位プログラムの魅力についても紹介します。取り上げるテーマは、日本経済、労働・移民問題、日本におけるビジネス、日本文化、AIなど多岐にわたります。
本ポッドキャストは、専門的な知見を現代社会の課題をテーマとした親しみやすい対話を通して紹介することで、日本および早稲田大学で行われている研究への理解を深め、新たな視点を提供します。特に、早稲田大学への留学や日本での学習・研究に関心を持つ方々、そして日本社会やそれを取り巻く世界的課題について知りたいと考えるすべての方におすすめのシリーズです。

配信スケジュール（予定）
■エピソード2（配信日: 2026年9月24日）：
金子　昭彦　教授 (政治経済学術院)—
「Japan’s Economic Future: Aging, AI, and Automation（日本経済の未来を考える－少子高齢化、AI、そして自動化の可能性）」

■エピソード３（配信日: 2026年10月14日）：
パルビン　シャヒダ　講師 (政治経済学術院)—
「Migration, Labor Shortages, and Japan’s Economic Future（移民と人手不足から考える日本経済の未来）」

■エピソード４（配信日: 2026年11月4日）：
長谷川　信次　教授 (社会科学総合学術院)—
「Global Goals, Local Realities: Rethinking Sustainable Business（グローバルな目標と地域の現実－持続可能なビジネスを再考する）」

早稲田大学について
早稲田大学では現在、6学部および15研究科において英語学位プログラムを提供しています。また、日本学生支援機構（JASSO）が公表した2025年度の調査によると、早稲田大学は日本で最も多くの外国人留学生を受け入れている大学です（※1）。
さらに、「QS World University Rankings by Subject 2026」では、「Arts & Humanities（人文科学）」で世界61位、「Social Sciences & Management（社会科学）」で世界78位にランクインし、いずれも世界トップ100に選出されています（※2）。
※1　https://www.studyinjapan.go.jp/ja/_mt/2026/05/data2025z.pdf
※2　https://www.waseda.jp/inst/vision150/news/9571

早稲田大学、英語ポッドキャスト番組「Rigorous Research, Real Impact」第3シーズンを9月9日より配信開始

早稲田大学 — Fri, 04 Sep 2026 11:00:00 +0900

早稲田大学、英語ポッドキャスト番組「Rigorous Research, Real Impact」
第3シーズンを9月9日より配信開始
早稲田大学（東京都新宿区、総長：田中愛治）は、2026年9月9日（水）より、英語のポッドキャストシリーズ『Rigorous Research, Real Impact』の第3シーズンを配信開始します。
全8回で構成される本シリーズでは、早稲田大学の人文学・社会科学分野の研究者による研究を取り上げ、現代の主要なニュースや社会的関心の高いテーマを学術研究の視点から読み解きます。あわせて、早稲田大学の英語学位プログラムの特徴や学びの魅力についても紹介します。
『Rigorous Research, Real Impact』は、Spotify、Apple Podcasts、Amazon Music、YouTubeにて無料でお聴きいただけます。

今シーズンは、早稲田大学の研究者8名が3名の学生MCと共に出演します。各回約15分間のエピソードで、研究者が自身の研究をわかりやすく紹介するとともに、その研究が現代社会の課題や注目されるニュースとどのように関わっているのかについて語ります。研究者と学生MCが対話を通じて、早稲田大学の英語学位プログラムの魅力についても紹介します。取り上げるテーマは、日本経済、労働・移民問題、日本におけるビジネス、日本文化、AIなど多岐にわたります。
本ポッドキャストは、専門的な知見を現代社会の課題をテーマとした親しみやすい対話を通して紹介することで、日本および早稲田大学で行われている研究への理解を深め、新たな視点を提供します。特に、早稲田大学への留学や日本での学習・研究に関心を持つ方々、そして日本社会やそれを取り巻く世界的課題について知りたいと考えるすべての方におすすめのシリーズです。

配信情報 ○Apple Podcasts
○Spotify
○Amazon Music
○YouTube

番組ウェブサイト本語：https://www.waseda.jp/top/podcast#anc_13
英語：https://www.waseda.jp/top/en/podcast

エピソード公開スケジュール (予定) ■エピソード１（配信日: 2026年9月9日）：
菊地　朋生　教授 (国際学術院)—
“East Asia in a Dollar-Dominated World”
■エピソード２（配信日: 2026年9月24日）：
金子　昭彦　教授 (政治経済学術院)—
“Japan’s Economic Future: Aging, AI, and Automation”
■エピソード３（配信日: 2026年10月14日）：
パルビン　シャヒダ　講師 (政治経済学術院)—
“Migration, Labor Shortages, and Japan’s Economic Future”
■エピソード４（配信日: 2026年11月4日）：
長谷川　信次　教授 (社会科学総合学術院)—
“Global Goals, Local Realities: Rethinking Sustainable Business”
■エピソード５（配信日: 2026年11月25日）：
根本　直子　教授 (商学学術院)—
“Can Doing Good Make Good Business?”
■エピソード６（配信日: 2026年12月16日）：
中井　真木　准教授　(国際学術院)—
エピソードタイトル未定
■エピソード７（配信日: 2027年1月6日）：
由尾　瞳　教授 (文学学術院)—
エピソードタイトル未定
■エピソード８（配信日: 2027年1月20日）：
オーマン　エミリー　准教授 (国際学術院)—
エピソードタイトル未定

早稲田大学について　
早稲田大学では現在6学部と15研究科で英語学位プログラムを提供しています。日本学生支援機構（JASSO）の2025年の報告では早稲田大学は日本国内で最も多くの留学生を毎年受け入れていることが報告されています。さらに、QS世界大学ランキング（分野別）2026では、早稲田大学は人文・芸術系（総合順位61位）および社会科学・経営系（総合順位78位）の広い分野で世界トップ100にランクインしています。

【早稲田大学】脳の並列神経回路の「分子コード」を解読

早稲田大学 — Mon, 24 Aug 2026 14:00:00 +0900

【発表のポイント】
脳の並列神経回路※1を作り分ける「分子コード（配線暗号）」※2を世界で初めて解明しました。
大脳基底核※3において、プロトカドヘリン※4と呼ばれる分子群に属する二つの分子が、それぞれ「学ぶこと」と「慣れること」という異なる脳の働きを支える神経回路を並列的に組み立てる仕組みを動物実験で明らかにしました。
本研究は、脳が多様な働きを生み出す配線原理を示す成果であり、今後の神経・精神疾患（統合失調症や自閉スペクトラム症など）の病態解明や新たな治療法開発への貢献が期待されます。

　私たちの脳は、どのようにして「学ぶ」と「慣れる」という異なる働きを支える神経回路を混ざり合うことなく作り分けているのでしょうか。この分子機構は長年にわたり脳科学の大きな謎とされてきました。早稲田大学高等研究所の星名直祐（ほしななおすけ）講師、ハーバード大学ボストン小児病院の梅森久視（うめもりひさし）教授らの国際共同研究グループは、早稲田大学理工学術院の井上貴文（いのうえたかふみ）教授らとともに、脳の並列神経回路を正しく作り分ける「分子コード」の解明に世界で初めて成功しました。神経細胞どうしをつなぐプロトカドヘリン分子群に属する「PCDH17」と「PCDH10」という二つの分子が、それぞれ「学ぶこと」と「慣れること」を支える別々の神経回路を正しく形成することを明らかにしました。本成果は、統合失調症や自閉スペクトラム症などの神経・精神疾患の病態解明や、新たな治療法の開発につながることが期待されます。本成果は2026年8月21日(現地時間)に『Science Advances』で公開されました。

キーワード：
神経回路大脳基底核分子コード配線暗号学習慣れ神経・精神疾患プロトカドヘリン

（１）これまでの研究で分かっていたこと
脳の中には、「大脳基底核」と呼ばれる、運動や習慣、学習などを担う重要な領域があります。この領域には、それぞれ異なる役割を持つ複数の神経回路が並列して存在し、多様な脳の働きを支えていることが知られていました。しかし、こうした並列神経回路が互いに混ざり合うことなく、どのように正確に作り分けられるのか、その仕組みは長年の謎でした。特に、神経細胞がどの相手と結び付き、どの回路を形成するのかを決める「分子コード（配線暗号）」は解明されていませんでした。神経回路がどのような仕組みで正しく組み立てられるのかを理解することは、脳の基本原理の解明に加え、統合失調症や自閉スペクトラム症など神経・精神疾患の理解にもつながる重要な課題でした。

（２）新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと
早稲田大学とハーバード大学の国際共同研究グループは、神経細胞どうしを結び付ける細胞接着分子である「PCDH17」と「PCDH10」という2つのタンパク質に着目しました。大脳基底核の神経回路を分子レベルで詳細に解析した結果、これら2つの分子が、それぞれ異なる神経細胞どうしの選択的な結び付きを促し、並列神経回路を正しく作り分ける「分子コード」として機能していることを世界で初めて明らかにしました。

特に、大脳基底核の主要な経路の一つである「間接路」※5を構成する神経回路を詳しく解析したところ、PCDH17とPCDH10は、それぞれ主に異なる神経細胞集団で発現する「相補的発現（互いに重ならない発現パターン）」を示していることが分かりました。さらに、同じ種類の分子を持つ神経細胞どうしが優先的に結び付く「選択的接続」によって、複数の並列神経回路が互いに混ざり合うことなく正確に形成されていました。これらの結果から、「相補的発現」と「選択的接続」という二つの分子コードの仕組みが、大脳基底核における並列神経回路を構築する基本ルールであることを明らかにしました。

さらに、この分子コードが神経回路の形成に不可欠であることを確認するため、大脳基底核の間接路を構成する神経細胞でのみPCDH17またはPCDH10を欠損させた条件付き欠損マウス※6を作製し、脳の発達を詳しく解析しました。その結果、神経細胞から伸びる軸索※7は目的の場所まで正常に到達していましたが、最後に神経細胞どうしをつなぐ接続部（シナプス）※8を正しく形成できないことが明らかになりました。この解析により、PCDH17とPCDH10は神経回路の行き先を決めるのではなく、正しい相手と結び付き、機能する神経回路を完成させるために不可欠な分子であることが示されました。

加えて本研究グループは、間接路の神経細胞のみでPCDH17またはPCDH10を欠損させた条件付き欠損マウスを用いて行動を解析し、それぞれの並列神経回路がどのような脳の働きを担っているのかを調べました。報酬に応じて正しい選択を学ぶ課題では、PCDH17を欠損したマウスは新しいルールを習得するまでに時間がかかり(図1)、一度覚えたルールを新しいルールへ切り替えることも苦手であることが分かりました。一方、PCDH10を欠損したマウスでは、このような学習能力の低下は認められませんでした。これに対し、新しい環境や繰り返される音刺激に対して徐々に反応が弱まる「馴化（慣れ）」を調べたところ、PCDH10を欠損したマウスでは馴化が十分に起こらず、新しい環境でも活動量が高い状態が続き、繰り返し提示される音刺激に対する反応も低下しませんでした（図2）。一方、PCDH17を欠損したマウスでは馴化は正常でした。以上の結果から、PCDH17は「学ぶこと」を支える並列神経回路を、PCDH10は「慣れること」を支える並列神経回路を、それぞれ正しく形成する分子コードとして機能していることが明らかになりました。

図1. 間接路 PCDH17条件型欠損マウスにおける課題学習障害
(A) 視覚弁別課題※9の模式図。報酬刺激（+）および非報酬刺激（−）※110を示す。
(B-C) 視覚弁別課題の結果。PCDH17条件型欠損マウスでは、正答率がコントロールよりも低下し、課題達成に要した総試行数も増加する(B)。PCDH10条件型欠損マウスでは、いずれもコントロールと差はない(C)。

図2. 間接路 PCDH10条件型欠損マウスにおける感覚の馴化障害
(A-B) 感覚馴化試験。最初の1-2試行の値で標準化した驚愕反応※11の時間経過（折れ線グラフ）と、試行初期（1–2回目）および試行終期（40–50回目）における驚愕応答の比較（棒グラフ）。PCDH17条件型欠損マウスとコントロールマウスは、試行終期において標準化した驚愕反応の低下がみられるが（すなわち馴化）、PCDH10条件型欠損マウスではこの馴化が認められない。

（３）研究の波及効果や社会的影響
本研究は、脳の並列神経回路が「分子コード」によって正確に作り分けられるという、新しい神経回路形成の仕組みを明らかにした成果です。脳が多様な機能を生み出す基本原理の理解に新たな視点をもたらすとともに、脳神経科学の発展に大きく貢献することが期待されます。また、大脳基底核の神経回路の異常は、パーキンソン病や自閉スペクトラム症、統合失調症など、さまざまな神経・精神疾患との関わりが指摘されています。本研究成果は、それぞれの疾患でどの神経回路に異常が生じているのかを分子レベルで理解するための重要な手掛かりとなります。将来的には、分子コードの仕組みを活用することで、異常が生じた神経回路を選択的に制御・修復する新たな治療法や創薬技術の開発につながることが期待されます。

（４）課題、今後の展望
　今回の研究では、PCDH17とPCDH10が、大脳基底核の並列神経回路を作り分ける「分子コード」として働くことを明らかにしました。今後は、これら以外にも神経回路の形成を制御する分子コードが存在するのかを明らかにするとともに、この仕組みが大脳基底核以外の脳領域にも共通する普遍的な原理であるかを検証します。さらに、これらの研究を通じて、脳全体の神経回路がどのようなルールで組み立てられているのか、その基本原理の解明を目指します。将来的には、この分子コードの仕組みを利用して特定の神経回路を選択的に制御・修復する新たな治療法の開発につなげたいと考えています。

（５）研究者のコメント
今回の主要な成果は、「学ぶこと」と「慣れること」という異なる脳の働きが、それぞれ異なる分子コードによって作り分けられた別々の神経回路によって支えられていることを明らかにできた点です。複雑な脳の配線ルールの一端を解き明かすことができたことに、大きな手応えを感じています。今後、脳の仕組みの理解をさらに深めるとともに、神経・精神疾患の病態解明や特定の神経回路を標的とした新たな治療法の開発につながる基盤を築いていきたいと考えています。

（６）用語解説
※1　並列神経回路
異なる役割を担う複数の神経回路が、互いに混ざり合うことなく並行して存在し、それぞれ独立して情報を処理する仕組みです。大脳基底核では、学習や習慣など異なる機能を担う回路が並列して働いています。

※2　分子コード（配線暗号）
神経細胞がどの相手と結び付いて神経回路を作るかを決める分子の組み合わせや仕組みのことです。本研究では、PCDH17とPCDH10がこの役割を担うことを明らかにしました。

※3　大脳基底核
脳の深い場所にある神経回路の集まりです。運動の調節だけでなく、学習や習慣の形成、意思決定など、さまざまな脳の働きに重要な役割を担っています。

※4　プロトカドヘリン
細胞どうしが互いを認識して結び付くために働く細胞接着分子の一種です。神経回路が正しく形成されるために重要な役割を担っています。本研究では、PCDH17とPCDH10という二つのプロトカドヘリンに着目しました。

※5　間接路
大脳基底核を構成する主要な経路の一つです。行動の選択や不要な行動を抑える働きに関わり、学習や習慣の形成にも重要な役割を果たしています。

※6　条件付き欠損マウス
特定の遺伝子を、特定の種類の細胞だけで働かなくしたマウスです。本研究では、大脳基底核の間接路を構成する神経細胞でのみPCDH17またはPCDH10を欠損させました。

※7　軸索
神経細胞から伸びる細長い突起で、情報をほかの神経細胞へ伝える役割を担います。軸索の先端でシナプスを形成し、神経細胞どうしが情報をやり取りします。

※8　シナプス
神経細胞どうしが情報をやり取りするための接続部です。

※9　視覚弁別課題
異なる視覚刺激を見分け、正しい刺激を選ぶと報酬が得られる行動実験です。学習能力やルールの切り替え能力を評価するために広く用いられます。

※10　報酬刺激・非報酬刺激
実験で提示される二つの視覚刺激のうち、報酬刺激は選ぶと報酬が得られる刺激、非報酬刺激は報酬が得られない刺激です。動物は試行を繰り返しながら両者を区別し、報酬刺激を選ぶことを学習します。

※11 驚愕反応
突然の大きな音などに対して、体が思わずびくっと動く反応のことです。同じ刺激を繰り返し受けると反応は徐々に弱まるため、「慣れ（馴化）」の程度を調べる指標としても用いられます。

（７）論文情報
論文名：δ2-Protocadherins organize parallel indirect basal ganglia circuits
執筆者名（所属機関名）：Naosuke Hoshina*, Joshua M. Boeckers, Erin M. Johnson-Venkatesh, Miyuki Hoshina, Kana Matsumoto, Abhijnana Das, Veronica R. Rally, Jaanvi Sant, Akiko Terauchi, Shinji Kinoshita, Takafumi Inoue, and Hisashi Umemori*
掲載日時（現地時間）：2026/8/21(金) 14:00
掲載日時（日本時間）：2026/8/22(土) 4:00
掲載URL：www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aec8746
DOI：10.1126/sciadv.aec8746

（８）研究助成
研究費名： JSPS科研費（基盤B）
研究課題名：解剖学的・機能的に分割される大脳並列神経回路の分子基盤（JP24K02133）
研究代表者名（所属機関名）：星名直祐（早稲田大学高等研究所）
課題番号： JSPS KAKENHI Grant Number JP24K02133
研究費名：公益財団法人上原記念生命科学財団研究助成
研究代表者名（所属機関名）：星名直祐（早稲田大学高等研究所）
研究費名：公益財団法人ブレインサイエンス振興財団研究助成
研究代表者名（所属機関名）：星名直祐（早稲田大学高等研究所）
研究費名：公益財団法人内藤記念科学振興財団研究助成
研究代表者名（所属機関名）：星名直祐（早稲田大学高等研究所）
研究費名：公益財団法人アステラス病態代謝研究会研究助成
研究代表者名（所属機関名）：星名直祐（早稲田大学高等研究所）
研究費名：公益財団法人武田科学振興財団研究助成
研究代表者名（所属機関名）：星名直祐（早稲田大学高等研究所）
研究費名：National Institutes of Health Grant (MH125162 and DA042744)
研究代表者名（所属機関名）梅森久視 (ハーバード大学ボストン小児病院)
研究費名：Simons Foundation Autism Research Initiative Grant (568285)
研究代表者名（所属機関名）梅森久視 (ハーバード大学ボストン小児病院)
研究費名：Harvard Brain Science Initiative Bipolar Disorder Seed Grant
研究代表者名（所属機関名）梅森久視 (ハーバード大学ボストン小児病院)

磁気スキルミオンの非対称拡散現象を発見

早稲田大学 — Thu, 20 Aug 2026 14:00:00 +0900

2026年8月20日
早稲田大学
磁気スキルミオンの非対称拡散現象を発見熱ゆらぎによって一方向へ広がる新しい輸送現象、AI応用にも期待
【ポイント】
●温度の影響で絶えずランダムに運動するナノサイズの粒子状磁気構造「磁気スキルミオン」が、通常の粒子とは異なり、一方向へ優先的に広がっていく「非対称拡散」を示すことを理論的に発見しました。
●この現象は、磁気スキルミオンが持つ特殊な磁化配列に由来する性質と空間構造との相互作用によって生じることを解明しました。熱統計力学*1や非平衡統計力学*2における新しい輸送現象として位置付けられます。
●本成果は、磁気スキルミオンをはじめとする磁気テクスチャの新しい基礎物理の開拓につながるとともに、磁気の熱ゆらぎ*3を利用したAIハードウェアやリザバーコンピューティング*4など、新しい情報処理技術への応用も期待されます。
磁気スキルミオンは磁性物質を構成する原子に局在した磁気モーメントの集団が構成する粒子状の磁気テクスチャです。磁気モーメントは原子上に固定されているにも関わらず、集団で向きを変える結果、あたかも熱ゆらぎによってランダムに運動する粒子のように振る舞います。
ところで、無数にある粒子の一つ一つが熱ゆらぎによってランダムに運動することで、空間全体へと広がっていく現象は「拡散」と呼ばれ、熱統計力学における最も基本的な物理現象の一つです。
早稲田大学理工学術院の望月維人（もちづきまさひと）教授と張溪超（Xichao Zhang）研究院准教授（研究当時）らの研究グループは、熱ゆらぎによって運動する磁気スキルミオンが一方向へ優先的に広がる「非対称拡散*7」と呼ばれる現象を示すことを理論的に発見しました。この現象は通常の粒子の拡散現象とは異なり、磁気スキルミオンが持つ特殊な磁化配列に由来する性質（トポロジカルな性質*8）と構造化された空間との相互作用によって生じる新しい輸送現象であり、熱統計力学や非平衡統計力学に新たな知見をもたらす成果です。さらに、本研究は、磁気スキルミオンの新しい物理現象の理解を深めるとともに、スピントロニクス*9を基盤とする磁気の熱ゆらぎを利用したAIハードウェアやリザバーコンピューティングなど、新しい情報処理技術への応用も期待されます。
本研究成果は、2026年7月16日に国際学術誌「npj Spintronics」に掲載されました。

（熱ゆらぎが引き起こす磁気スキルミオンの非対称拡散現象の概念図。磁気スキルミオンをこの図のような系に閉じ込めた場合、通常の粒子はゲート（仕切りの壁に開けられた出入口）の位置に関わらず右から左への拡散と、左から右への拡散は同程度・等確率で起こります。しかし、磁気スキルミオンの場合、ゲートの位置が隔壁の中央からずれた非対称な位置にあると、一方の拡散が優先される（今の場合は左から右への拡散が優先的に起こる）非対称拡散が実現します。この現象は、トポロジカルな磁気テクスチャである磁気スキルミオンと構造化された空間との相互作用がもたらす新しい量子輸送現象です。）

（１）これまでの研究で分かっていたこと　
水の入ったコップに落としたインクの滴や、煙突から大気中に吐き出された煙は、それを構成する一つ一つの粒子が熱ゆらぎによってランダムに運動する結果、空間全体へと広がっていきます。この現象は「拡散」と呼ばれ、熱統計力学における最も基本的な物理現象の一つであると同時に、重要な研究対象として知られています。
粒子状の磁気構造である「磁気スキルミオン」も熱ゆらぎにより、まるで実体のある粒子のようにランダムに運動することが知られていましたが、その集合体がどのような拡散現象を示すかはほとんど分かっていませんでした。
磁気スキルミオンは、他の磁気スキルミオンや障壁（ポテンシャル壁）に衝突して反発力を感じると、通常の粒子のようにまっすぐに跳ね返るのではなく、反発力と直交する方向に運動することが知られていました。このような特殊な運動をする磁気スキルミオンの集団は、通常の粒子とは異なる変わった拡散現象が現れる可能性がありましたが、どのような拡散現象が現れるのかは、ほとんど分かっておらず、基礎物理と技術応用の両面から解明が待たれていました。

（２）今回の研究で明らかになったこと
本研究では、多数の磁気スキルミオンが熱ゆらぎの下で拡散する様子を理論的に解析し、構造化された空間における新しい拡散現象の発見・解明を目指しました。
研究グループは、磁性薄膜上に形成した大きな長方形の空間を隔壁で同じ大きさの二つの空間（チャンバー）に区切り、その間を磁気スキルミオンが行き来できるように隔壁に出入口（ゲート）を開けた素子構造を想定し、熱ゆらぎの効果を取り入れた大規模マイクロマグネティクスシミュレーション*10を行いました。さらに、その結果を統計力学に基づく速度方程式やスキルミオンの運動方程式（Thiele方程式）によって解析し、現象の物理的起源を明らかにしました。
その結果、ゲート壁が隔壁の中央からずれた非対称な位置にある構造では、磁気スキルミオンが熱ゆらぎだけで運動しているにもかかわらず、一方向へ優先的に拡散する「非対称拡散」が現れることを初めて理論的に発見しました。一方、ゲートを中央に配置した対称な構造では、このような方向性は現れず、通常の対称的な拡散が起こることも確認しました（図１）。

（図１：磁気スキルミオンが示す熱ゆらぎによる拡散現象の数値シミュレーション結果。二つの空間を隔てる壁の中央からずれた位置にゲートがある場合、左室の磁気スキルミオンは熱ゆらぎにより次々に右室に拡散していきますが（上左パネル）、右室の磁気スキルミオンはなかなか左室に拡散していきません（上中パネル）。左から右へ拡散する場合(L→R)の右室の磁気スキルミオン数と、右から左へ拡散する場合(R→L)の左室の磁気スキルミオン数の時間プロファイル（上右パネル）を見ると、明らかに非等価になっていることが分かります。一方、二つの空間を隔てる壁の中央にゲートがある場合、左室の磁気スキルミオンが右室に拡散して数（下左パネル）と、右室の磁気スキルミオンが左室に拡散していく数（下中パネル）はほぼ等しくなっています。実際、L→Rの場合の右室の磁気スキルミオン数と、R→Lの場合の左室の磁気スキルミオン数の時間プロファイル（下右パネル）を見ると、両者はほぼ等しくなっていることが分かります。）

　さらに解析の結果、この非対称拡散は、単に構造が非対称だから起こるのではなく、磁気スキルミオンが持つトポロジカルな性質によって生じる特有の運動と、構造との相互作用によって生まれることを解明しました（図２）。具体的には、磁気スキルミオンは、そのトポロジカルな性質に起因して、それを閉じ込めている空間の壁に衝突して反発力を受けると、反発力と垂直の向きに速度が生じ、壁に沿って運動します。これは、力を加えた方向に動く通常の粒子とはまったく異なる、かなり変わった振る舞いです。特に中心の磁化ベクトルが下を向いている磁気スキルミオンの場合、力の向きに対して左90度の向きに運動します。この特徴的な壁に沿った運動の結果、磁気スキルミオンは一方向へ通り抜けやすくなることが分かりました。

（図２：非対称拡散を生み出す物理機構。トポロジカルな磁気テクスチャである磁気スキルミオンは、それを閉じ込めている空間の壁に衝突して反発力を受けると、反発力と垂直の向き、つまり壁に沿って動きます。これは、力を加えた方向に動く通常の粒子とはまったく異なる振る舞いです。特に磁性体薄膜に面直上向きの磁場を印加すると磁気スキルミオンの中心磁化ベクトル（m）は面直下向きになりますが、この場合、力の向きに対して左90度の向きに運動します（左パネル）。その結果、左室にある磁気スキルミオンは壁に沿った運動によりゲートを通じて右室に行きやすいですが（右上パネル）、右室にある磁気スキルミオンは壁に沿って運動するとゲートから離れていくことになり、なかなか左室に行けません（右下パネル）。）

（３）研究の波及効果や社会的影響
本研究は、磁気テクスチャが示す新しい熱・非平衡輸送現象を明らかにしたものであり、熱統計力学や非平衡統計力学に新たな研究対象を提供する成果です。今後は、磁気スキルミオン以外のさまざまな磁気テクスチャにも研究対象が広がり、新しい輸送現象や集団ダイナミクス*11の発見につながることが期待されます。
また、本研究で明らかになった非対称拡散現象は、これまで原理的に制御することはできないと考えられてきた熱ゆらぎによって生じるランダムで複雑な集団運動が、磁気テクスチャや空間構造のパラメータを通じて制御できることを示しています。このような熱揺らぎが誘起するダイナミクスの制御は、多粒子系や多自由度系が示す豊かな時間変化そのものを情報処理に利用するリザバーコンピューティングなどと親和性が高く、熱ゆらぎを積極的に利用する次世代の情報処理素子の新しい設計指針となることが期待されます。

（４）課題、今後の展望
本研究は、磁気スキルミオンが示す新しい拡散現象を理論的に明らかにした成果です。今後は、この非対称拡散現象を実際の磁性薄膜やナノ構造において実験的に観測し、その発現条件や制御方法を明らかにすることが重要な課題となります。また、本研究では磁気スキルミオンを対象としましたが、同様の現象が他の磁気テクスチャや異なる材料系でも現れるかを調べることで、磁気テクスチャの熱・非平衡ダイナミクスに関する理解がさらに深まることが期待されます。
さらに、本研究を契機として、磁気テクスチャが示す熱・非平衡ダイナミクスの研究が発展し、これまで知られていなかった新しい輸送現象や集団ダイナミクスが見いだされることも期待されます。こうした基礎物理の発展は、熱ゆらぎを積極的に利用する新しい情報処理原理の構築につながり、将来的にはスピントロニクスやリザバーコンピューティングなどの次世代AIハードウェアの実現を支える基盤となることが期待されます。

（５）研究者のコメント
磁気スキルミオンのような磁気テクスチャは、本来、磁性体物質の原子上に局在した磁気モーメントが織りなす空間的なパターンや模様でしかないにもかかわらず、あたかも実体を持つ粒子のように振る舞い、さらに熱ゆらぎによる拡散現象を示すことは極めて興味深いことです。加えて、その熱拡散現象がトポロジカルな性質に由来する非対称性を示すという事実は、従来の粒子系には見られない新たな基礎物理と技術応用の可能性を示唆しています。本研究で明らかになった現象が、磁気テクスチャを対象とする新しい非平衡統計力学や応用研究の分野を切り拓くきっかけになればと期待しています。

（６）用語解説
※1　熱統計力学
多数の粒子が熱平衡状態で示す集団的な性質を統計的に理解する物理学の分野です。気体や液体の性質、相転移などを説明する基礎理論として発展してきました。

※2　非平衡統計力学
熱や物質の流れなどによって、平衡状態から外れた系で起こる現象を扱う物理学の分野です。自然界では、拡散や熱伝導、流体の流れなど、多くの現象が非平衡状態で起こります。本研究で発見した非対称拡散も、このような非平衡輸送現象の一つと位置付けられます。

※３　熱ゆらぎ
物質を構成する粒子は、有限温度では熱エネルギーによって絶えずランダムに運動しています。このランダムな運動を熱ゆらぎと呼びます。従来は電子デバイスではノイズとして避ける対象と考えられてきましたが、本研究では新しい輸送現象を生み出す重要な役割を果たすことが示されました。

※４　リザバーコンピューティング
複雑な時間変化を示す物理系を「計算資源」として利用する新しい情報処理方式です。複雑なダイナミクスを持つ物理系そのものに情報処理を担わせることで、高い計算性能と低消費電力の両立が期待されています。

※5　磁気テクスチャ
磁性体の中で電子スピンが空間的にさまざまな模様を形成した状態の総称です。磁気スキルミオンのほか、磁壁や磁気バブルなども磁気テクスチャに含まれます。本研究は、磁気スキルミオンだけでなく、より広い磁気テクスチャの物理にもつながる成果です。

※6　磁気スキルミオン
磁性体の中で電子の磁石（スピン）が渦状あるいは噴水状に並んだナノメートルサイズの粒子状の磁気構造です。実際の粒子のように運動しながらも壊れにくいという特徴を持ち、省エネルギーで堅牢・安定な次世代磁気メモリや情報処理デバイスへの応用が期待されています。

※7　非対称拡散
粒子が熱ゆらぎによってランダムに運動しているにもかかわらず、一方向へ優先的に広がる拡散現象です。通常の粒子では左右対称に拡散しますが、本研究では磁気スキルミオンが持つ特有の性質によって非対称な拡散が生じることを明らかにしました。

※8　トポロジカルな性質
物体を連続的に変形しても変わらない幾何学的な性質のことです。磁気スキルミオンはこのトポロジカルな性質によって粒子状の磁化構造が安定に保たれ、壁に衝突して反発力を受けた際に通常の粒子とは異なる特徴的な運動を示します。

※9　スピントロニクス
電子の電荷だけでなく、「スピン」と呼ばれる磁石としての性質も利用する情報処理技術です。従来よりも低消費電力で高速な電子デバイスの実現が期待されています。

※10　マイクロマグネティクスシミュレーション
磁石内部の磁化（スピン）の向きや動きを、コンピューター上で計算・再現するシミュレーション手法です。材料の磁気特性や磁気構造の時間変化を予測できるため、新しい磁気デバイスの設計や、実験では観測が難しい現象の解明・予測に広く用いられています。

※11　集団ダイナミクス
多数の粒子や物体が互いに影響を及ぼし合いながら示す、集団全体としての時間変化や運動のことです。本研究では、多数の磁気スキルミオンが熱ゆらぎや相互作用のもとで集団としてどのように拡散・輸送されるかを解析し、新しい輸送現象を明らかにしました。

（７）論文情報
雑誌名：　npj Spintronics
論文名：　Diffusion asymmetry of repulsive skyrmions in structured environment implementation and its equivalence to recurrent neural networks
執筆者名（所属機関名）：
張　溪超/Xichao Zhang (研究当時：早稲田大学理工総研・研究院准教授，現：香港科技大学・中国)、
望月維人*/Masahito Mochizuki (早稲田大学理工学術院・教授)
Charles Reichhardt（ロスアラモス国立研究所・米国）
Cynthia J. O. Reichhardt（ロスアラモス国立研究所・米国）
Qiming Shao（香港科技大学・中国）
Rui Zhang（香港科技大学・中国）
Yan Zhou（香港中文大学・中国）
Yongbing Xu（南京大学・中国、ヨーク大学・英国）
掲載⽇時（⽇本時間）： 2026年７月16日
掲載URL：　https://www.nature.com/articles/s44306-026-00154-y
DOI：　https://doi.org/10.1038/s44306-026-00154-y

（８）キーワード
磁気スキルミオン、磁気テクスチャ、非対称拡散、熱統計力学、非平衡統計力学、熱ゆらぎ、スピントロニクス、AIハードウェア、リザバーコンピューティング

（９）研究助成（外部資金による助成を受けた研究実施の場合）
研究費名：国立研究開発法人科学技術振興機構戦略的創造研究推進授業CREST
研究課題名：Beyond Skyrmionを目指す新しいトポロジカル磁性科学の創出（課題番号：JPMJCR20T1）
研究代表者名（所属機関名）：于秀珍（理化学研究所）

研究費名：日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(A)
研究課題名：スキルミオンが持つ新しい物質機能・物性現象の開拓とスキルミオニクスの創出（課題番号：JP25H00611)
研究代表者名（所属機関名）：望月維人（早稲田大学）

研究費名：学術変革領域研究(A) 『キメラ準粒子が切り拓く新物性科学』
研究課題名：キメラ準粒子の理論（課題番号：JP24H02231）
研究代表者名（所属機関名）：村上修一（東京大学）

研究費名：日本学術振興会科学研究費助成事業若手研究
研究課題名：ナノ機能界面のトポロジカル磁気テクスチャのデバイス機能の創出創出（課題番号：JP25K17939)
研究代表者名（所属機関名）：ZHANG XICHAO（早稲田大学）

細胞の状態遷移の鍵となる遺伝子を検出する新手法を開発

早稲田大学 — Tue, 18 Aug 2026 11:00:00 +0900

2026年8月18日
早稲田大学
細胞の状態遷移の鍵となる遺伝子を検出する新手法を開発単一細胞のトラジェクトリー解析に新手法「scLS」
【ポイント】
・細胞は、分化や刺激応答の過程で少しずつ状態を変えます。このような細胞状態の変化の流れを推定する「トラジェクトリー解析」は広く用いられていますが、その流れに沿ってどの遺伝子の発現が重要に変化するかを見つけることは容易ではありませんでした。
・本研究では、天文学などで用いられてきたデータ解析手法（Lomb-Scargle periodogram）を応用し、細胞の状態変化の流れに沿った遺伝子発現を効率よく調べる新手法「scLS」を開発しました。
・scLSは、細胞の状態変化に伴って遺伝子の発現が変わる様子を捉えるとともに、条件間で発現の変化パターンが異なる遺伝子を見つけられます。
・ハエとトリパノソーマのデータで有効性を確認し、一過性の変化や既知の重要遺伝子を検出できることを示しました。
・scLSは、細胞分化、免疫応答、病気の進行、薬剤応答など、時間とともに変化する細胞状態を調べる研究での活用が期待されます。
細胞は、分化や刺激応答の過程で少しずつ状態を変えます。最近では、一つひとつの細胞ごとに遺伝子の働きを調べる技術（単一細胞RNA-seq※１）によりその変化を細胞単位で調べられるようになりましたが、複雑な流れの中でどの遺伝子が重要に変化するかを見つけることは容易ではありません。早稲田大学理工学術院の井内仁志（いうちひとし）次席研究員と理工学術院の浜田道昭（はまだみちあき）教授らの研究グループは、不規則な時間データを扱える「Lomb-Scargle periodogram」※２を応用し、トラジェクトリー※３に沿った遺伝子発現の変化を検出するRパッケージ「scLS」を開発し、GitHubで公開しました。scLSは既存の単一細胞解析ワークフローに組み込んで利用でき、分岐を含む複雑な細胞のトラジェクトリーでも、注目すべき遺伝子候補を効率よく絞り込む手法として利用できます。
本研究成果は、2026年7月16日（日本時間）に国際学術誌「Nucleic Acids Research」に掲載されました。

概要図：scLSの解析の概要。トラジェクトリー（細胞状態の変化の流れ）に沿った遺伝子発現量を周波数領域に変換して評価し、トラジェクトリーに沿って発現が変化する遺伝子を順位付けする。

（１）これまでの研究で分かっていたこと　
単一細胞RNA-seqは、多数の細胞について遺伝子発現を一つひとつ測定できる技術です。このデータを用いると、細胞が分化する過程や刺激に反応する過程を、トラジェクトリーとして推定できます。これまでにMonocle3やSlingshotなど、細胞のトラジェクトリーを推定する多くの方法が開発されてきました。
しかし、トラジェクトリーを推定した後に、どの遺伝子がその流れに沿って変化するのか、また条件間で変化の流れがどう異なるのかを調べる下流解析は難しい課題でした。特に、細胞の流れが枝分かれする「分岐」がある場合や、野生型※4とノックアウト※5で枝の形が異なる場合には、どの枝を対応させるか、どのような数式で表すかが解析結果に影響します。

（２）今回の研究で明らかになったこと
本研究では、トラジェクトリーに沿った遺伝子発現の変化を、従来とは異なる周波数解析の考え方で検出することを目指しました。そのために開発したscLSは、天文学などで使われてきたLomb-Scargle periodogramを単一細胞データ解析に応用した手法です。この方法は、不規則な間隔で観測されたデータを周波数の形に変換できるため、細胞が均一な間隔で並ばないトラジェクトリー解析に適しています。
scLSは、1つのトラジェクトリーに沿って発現が変化する遺伝子を見つける解析と、その変化の仕方が2つの条件の間で異なる遺伝子を見つける解析の2つを備えています。遺伝子発現の変化を周波数の特徴に置き換えて比較するため、分岐を含むトラジェクトリーでも、枝を一つずつ対応付けずに全体的な変化を調べられます。
分岐を含む細胞の流れを再現したシミュレーションと複数の実データを用いて評価した結果、scLSは既存手法に匹敵する検出性能を示しました。さらに、一部の既存手法では捉えにくかった一時的な発現変化や、条件によって異なる発現パターンも検出できました。
また、論文に掲載した解析とは別に、scLSの利用例をGitHubで公開しています。ヒト造血細胞の分化データに適用した例では、赤血球分化に関係する既知のマーカー遺伝子が上位に入りました。この解析例は、scLSが重要な候補遺伝子を効率よく絞り込めることを示しています。

（３）研究の波及効果や社会的影響
scLSは、細胞分化、免疫応答、病気の進行、薬剤応答など、時間的に変化する細胞状態を調べる研究で、注目すべき遺伝子候補を絞り込む助けになります。解析の最初の段階で候補を整理できれば、その後の可視化、マーカー比較、実験検証に進みやすくなります。
また、scLSはRパッケージとしてGitHubで公開されており、既存の単一細胞解析ワークフローに組み込みやすいため、バイオインフォマティクス研究者だけでなく、分化や疾患を扱う生命科学研究者にも利用しやすい解析基盤となることが期待されます。

（４）課題、今後の展望
scLSは、トラジェクトリー全体に沿った遺伝子レベルの変化を拾うスクリーニング手法です。scLSだけでは変化が起きた枝や細胞集団までは特定できないため、詳しく調べるには、細胞を枝ごとに分けるか、枝分かれを考慮できる他の手法と組み合わせて解析する必要があります。さらに、今後はより大規模な単一細胞データに対応する高速化が課題です。特に、Python依存部分の削減やR/C++、GPUを用いた実装により、今後増加する大規模データへの適用性を高めることが期待されます。

（５）研究者のコメント
単一細胞解析では、細胞の流れを推定する技術が大きく進みました。一方で、その流れからどの遺伝子に注目すべきかを決める作業は、研究者にとって依然として重要な課題です。scLSが、複雑な細胞状態の変化を理解するための入り口として、多くの研究で役立つことを期待しています。

（６）用語解説
※1　単一細胞RNA-seq
細胞集団をまとめて測るのではなく、細胞一つひとつについてRNAの量を測定する技術です。細胞ごとの違いや状態変化を詳しく調べられます。
※2　 Lomb-Scargle periodogram
不規則な間隔で観測されたデータに含まれる変化のパターンを調べる周波数解析の方法です。本研究では遺伝子発現のパターンを表すために用いています。
※3　トラジェクトリー解析
多数の細胞を、分化や応答の進み具合に沿って並べる解析です。実際の測定時刻ではなく、細胞状態から推定した順序を用います
※4　野生型
遺伝子を改変していない、基準となる通常の細胞です。
※5　ノックアウト
特定の遺伝子の働きを失わせる実験手法です。野生型と比較することで、その遺伝子が細胞状態に与える影響を調べられます。

（７）論文情報
雑誌名：Nucleic Acids Research
論文名：The Lomb–Scargle periodogram-based differentially expressed gene detection along pseudotime
執筆者名（所属機関名）：井内仁志（早稲田大学理工学術院）、浜田道昭（早稲田大学理工学術院／産業技術総合研究所／日本医科大学大学院医学研究科）
掲載⽇時（⽇本時間）： 2026年７月16日
掲載URL： https://doi.org/10.1093/nar/gkag682
DOI： 10.1093/nar/gkag682

（８）キーワード
単一細胞RNA-seq、トラジェクトリー解析、周波数解析、遺伝子発現

（９）研究助成（外部資金による助成を受けた研究実施の場合）
本研究は、JSPS 科研費 JP21K15078、AMED生命科学・創薬研究支援基盤事業（BINDS）JP26ama121055、AMED 新興・再興感染症研究基盤創生事業JP26wm0325086の支援を受けて実施されました。

脳の「予測する仕組み」でロボットが複数の介護動作を学習

早稲田大学 — Mon, 17 Aug 2026 11:00:00 +0900

2026 年 8 月 17 日
国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター（NCNP）
早稲田大学
脳の「予測する仕組み」でロボットが複数の介護動作を学習
―脳科学理論から次世代Physical AIへの道を拓く―

近年、人工知能（AI）は急速に発展していますが、人間のように１つの知能で多様な作業へ柔軟に適応することは依然として大きな課題です。人間は視覚や身体感覚など膨大な情報を統合しながら、状況に応じてさまざまな作業を切り替えています。その背景にある脳の計算原理として近年注目されているのが、「予測処理（Predictive Processing）」（自由エネルギー原理）[1,2]です。このたび、国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター（NCNP）神経研究所疾病研究第7部の出井勇人特任研究室長、山下祐一室長、早稲田大学の三宅太文次席研究員、尾形哲也教授らの研究グループは、この脳理論に基づいたAIモデルを多自由度ヒューマノイドロボットに実装し、高次元の視覚・固有受容感覚（身体感覚）を統合しながら、複数の介護動作を学習できることを実証しました。
さらに本研究では、①視覚情報が曖昧でも身体感覚から状況を推定する、②動作の切り替えを自律的に学習する、③視覚的に遮蔽された対象を推定する、④状況に応じた不確実性の変化を認知する、といった、人間の脳で知られる情報処理特性が、特別なプログラムを与えなくてもAIモデル内部に形成されることを確認しました。本成果は、予測処理がロボット知能を実現する一般的な計算原理となり得ることを示したものであり、介護ロボットだけでなく、多様な環境で柔軟に働く次世代AIの実現や、人間の知能原理の理解につながることが期待されます。

本研究成果は、日本時間2026年8月15日午前3時（米国東部時間2026年８月14日午後2時）に、国際学術雑誌「Science Advances」に掲載されました。

■研究の背景
人間は一つの脳で、視覚・身体感覚・触覚など膨大な感覚情報を統合しながら、多様な環境や作業へ柔軟に適応しています。このような知能がどのような計算原理で実現されているのかは、脳科学と人工知能の共通課題です。その有力な理論として近年注目されているのが「予測処理（Predictive Processing）」（自由エネルギー原理）[1,2]です。この理論では、脳は外界からの情報を受け身で処理するのではなく、自ら未来の感覚入力を予測し、予測と実際の感覚との差（予測誤差）を最小化することで知覚・行動・学習を行うと考えられています。しかし、この理論が実際にロボットのような高次元・多感覚・マルチタスク環境でも有効に機能するかは十分に検証されていませんでした。
本研究では、予測処理が高次元・多感覚・マルチタスク環境でも有効に機能するかを検証する対象として、ロボットによる介護タスクの学習に着目しました。介護現場では世界的な高齢化に伴う人手不足が深刻化しており、喫緊に解決すべき社会課題となっています。一方で、体位変換や清拭などの作業では、対象者や環境の変化に応じて視覚や身体感覚を統合しながら柔軟に行動を切り替える必要があります。このような介護場面を想定した動作生成は、実世界における適応的知能を検証する上で最も挑戦的な課題の一つです。
　
■研究の概要
本研究では、予測処理に基づく新しいAIモデル「Scalable PV-RNN」[3]を開発し、この理論が高次元マルチタスク知能を実現できるかを検証しました。人の上半身の身体機構を模し、人との接触を伴う動作を行うために開発された多自由度ヒューマノイドロボットAIRECに、Scalable PV-RNNを実装し、その有効性を評価しました。

１．予測処理だけで高次元情報を処理し、複数の介護動作を学習（図１）

開発したAIは、視覚画像と身体感覚から得られる約3万次元の情報を直接統合し、未来の感覚を予測しながら学習します。従来のロボットAIで一般的であった特徴抽出や次元削減、注意機構などを用いることなく、「予測誤差を最小化する」という単一の計算原理のみで複雑な多感覚情報を統合できることを示しました。実験では、ヒューマノイドロボットAIRECを遠隔操作して取得したデータを用い、マネキンに対する「体位変換」と「清拭」という性質の大きく異なる２つの介護動作を学習させました。体位変換は重い人体を支える力学的に複雑な作業であり、清拭はタオルという柔軟物体を扱う作業です。提案AIモデルが、これら異なる介護動作を同時に学習・予測できることを確認しました。これは、タスクごとに別々のAIを設計する従来手法とは異なり、単一の脳型AIが多様な作業へ適応できる可能性を示しています。

画像1

【図1】AIモデルの概要とロボットが学習した２種類の介護動作　
A Scalable PV-RNNのアーキテクチャ：視覚と固有受容感覚（関節角度とトルク）を階層的に統合する。損失関数である変分自由エネルギーは、予測誤差（PE）及び、事前信念と事後信念のカルバックライブラー情報量（KLD）の総和で計算される
B 使用したヒューマノイドロボット（AIREC）　
C 学習した２種類の介護動作タスクの動作遷移（体位変換、清拭）

２．人間に似た情報統合機能が創発（図２）

さらに、AIモデル内部を解析した結果、人間の脳で知られている情報処理特性が形成されていることを確認しました。AIは動作全体と細かな運動を階層的に表現し、作業の切り替えを自律的に表現するとともに、視界から隠れた対象を推定し、視覚情報が不十分な状況では固有受容感覚を利用して補完するといった特性を示しました。また、タスクごとの不確実性を内部で推定しながら柔軟に処理を切り替えることも確認されました。これらの機能は個別に設計したものではなく、予測処理に基づく学習のみから自然に形成されたものであり、本理論が実世界の高次元・多感覚知能を支える計算原理となり得ることを示しています。

画像2

【図２】不鮮明な視覚に対する頑健性　
A 観測画像（テストデータ）と予測画像の例：上から順に、観測された16×16画像、予測された16×16画像、入力として与えていない64×64画像（正解画像）、および予測された64×64画像を示す。3種類のベッド高さ（590 mm、650 mm、710 mm）で、体位変換および清拭タスクを行った
B 固有受容感覚入力が視覚予測誤差に与える影響：固有受容感覚入力がある条件（赤）では、固有受容感覚入力がない条件（青）に比べて、視覚予測誤差が低くなっていることがわかる

■今後の展望
本研究はシミュレーションによる検証ですが、将来的には実際のロボット制御へ応用できる計算基盤になることが期待されます。介護だけでなく、物流、災害対応、製造、家庭支援など、多様な環境で複数の作業を柔軟に遂行する次世代ロボットへの応用が期待されます。
さらに本研究は、単なるロボットAIの開発にとどまらず、「人間の脳はどのような計算原理で柔軟な知能を実現しているのか」という脳科学の根本的な問いにも新しい知見を与える成果です。脳科学から得られた理論をAIへ応用し、そのAIを通じて再び脳の計算原理を検証するという、新しい脳科学とAI研究の循環を加速することが期待されます。

■用語の説明
[1] 予測処理（Predictive Processing）：脳は外界からの情報を受け身で処理するのではなく、未来の感覚をあらかじめ予測し、その予測と実際の感覚との差（予測誤差）を最小化することで知覚・行動・学習を行うという脳科学の理論です。
[2] 自由エネルギー原理：予測処理を数理的に定式化した理論で、感覚の予測誤差と過去の経験の影響によって定まる変分自由エネルギーと呼ばれる数量の最小化として知覚・行動・学習を説明します。現在、脳科学や人工知能分野で広く研究されています。
[3] PV-RNN（Predictive-coding-inspired Variational Recurrent Neural Network）：自由エネルギー原理に基づいて開発された時系列生成AIです。本研究では、高次元の視覚情報と身体感覚を統合できるように予測生成能力を向上させ（Scalable PV-RNN）、複数の介護動作を学習できることを示しました。

■原著論文情報
・論文名：Predictive processing as a scalable computational principle for embodied multitask intelligence
・著者：Hayato Idei, Tamon Miyake, Tetsuya Ogata, Yuichi Yamashita
・掲載誌: Science Advances
・doi: https://doi.org/10.1126/sciadv.aed7511

■研究経費
本研究は、科学技術振興機構（JST）ACT-X（JPMJAX24C2）、Moonshot R&D （JPMJMS2031）、CREST（JPMJCR21P4）、日本医療研究開発機構（AMED）脳神経科学統合プログラム（課題名：精神障害の新規治療介入法開発のためのメゾスコピックレベルデジタル脳モデルの開発）、日本学術振興会（JSPS）科学研究費助成事業（JP24H0007, JP24K0049, JP25H01173）、および国立精神・神経医療研究センター精神・神経疾患研究開発費（6-9, 7-9）の支援を受けて行われました。

岩手県久慈市から発見された恐竜時代の哺乳類化石とその重要性

早稲田大学 — Fri, 17 Jul 2026 13:00:00 +0900

　　　　　　　　　　　　　　　　　岩手県久慈市から発見された
恐竜時代の哺乳類化石とその重要性

久慈琥珀博物館の琥珀採掘体験場および隣接する脊椎動物化石凝集層（ボーンベッド）からは今から約9000万年前の恐竜の歯化石や、カメ類やワニ類の骨格など30種類を超える脊椎動物化石が2025年8月現在、あわせて3700点以上も発見されており、日本の恐竜時代（中生代白亜紀）の生物相を解明するための重要な地域となっています。今回は、久慈市で発見された哺乳類化石の研究成果について詳細を発表いたします。当該標本は国内でも極めて希少な中生代哺乳類の顎と歯の化石であり、岩手県からは初報告になります。

これまで、岩手県久慈市からは、多種多様な動・植物化石が報告されており、東アジアにおける中生代白亜紀の生物相を理解するうえで重要な化石産地として認識されています。脊椎動物の化石以外にも昆虫類や植物などの化石が数多く確認されており、後期白亜紀における陸上生態系の多様性を解明するうえで重要な成果が続々と報告されています。そのような中で、久慈層群（玉川層）から新たに哺乳類の化石が発見されました。久慈層群が堆積した後期白亜紀は、哺乳類の多様化が進む重要な時代であり、本報告によって、二つのグループ（多丘歯類と真獣類）の進化史の解明に大きく貢献できることが期待されます。国内の恐竜時代（中生代）の哺乳類化石は極めて希少であり、今回は7県目の報告となります（福島、石川、福井、兵庫、熊本、および鹿児島県から既報）。岩手県からは初めての報告となります。

化石が発見された場所と地層

今回の化石が発見された場所は、久慈琥珀博物館と早稲田大学が共同で発掘調査を行っている久慈市小久慈町にある露頭です。この地域に分布する久慈層群玉川層（後期白亜紀；約9000万年前．火山灰の放射性年代測定による）では、2012年3月から平山廉教授らによる発掘調査が実施されてきました。これまでに竜脚類（大型植物食恐竜）、獣脚類（肉食恐竜）、カメ類、ワニ類、コリストデラ類（絶滅した水性爬虫類）、サメ類など30種類、3500点を超える脊椎動物化石が発見されています。
　また、久慈琥珀博物館が運営する琥珀採掘体験場からは、新種として報告されたカメ類（アドクス・コハク）のほぼ完全な甲羅（2008年）をはじめとして、小型植物食恐竜（鳥盤類）の腰骨（2008年）、翼竜の翼の一部（中手骨：2010年）、肉食恐竜ティラノサウルス類の歯化石（2018年）、古代ザメ・ヒボダスの背棘（2019年）などの貴重な化石が200点ほど発見されています。このように，久慈琥珀博物館の周辺は、恐竜時代の琥珀と化石が数多く共産する世界でも稀な地域です。

久慈層群玉川層から発見された主な脊椎動物などの化石

2012年3月　早稲田大学による発掘調査地より大型植物食恐竜（竜脚類）の歯化石を発見
2015年3月　調査地より後期白亜紀ではアジア初となる「コリストデラ類」（絶滅した水生爬虫類）を日本古生物学会で発表、同年7月久慈市で記者発表
2016年3月　調査地より平山教授のゼミ生が岩手県初の肉食恐竜の歯化石を発見、記者発表
2018年6月　琥珀採掘体験場より高校生がティラノサウルス類の歯化石を発見（2019年4月に記者発表）
2019年5月　日本国内の後期白亜紀では初の古代ザメ　ヒボダス類の棘化石を琥珀採掘体験場から一般の体験者が発見（2020年7月に記者発表）
2021年4月　カメ類の新種（アドクス・コハク）を記者発表
2022年7月　竜脚類の歯に残された微細な傷から植物食であることを記者発表
2023年3月　カメ類リンドホルメミス科の下顎を小学生が発見（同年7月に記者発表）
2024年7月　ワニ類の分類や歯に残された微細な傷に基づく食性について記者発表
2025年7月　琥珀の中に保存された昆虫シリボソクロバチ類について記者発表
2026年3月　２種類の鳥盤類恐竜（角竜類とイグアノドン類）について記者発表

久慈産哺乳類化石の分類の研究成果について

標本（久慈琥珀博物館所蔵）
・OSD2202 (多丘歯類) ：右下顎第四小臼歯：長さ約3.9 mm
・OSD7119 (真獣類) 第五小臼歯と第一大臼歯が植立した右下顎の一部：長さ約4.4 mm、高さ約3.5 mm
化石産地：岩手県久慈市小久慈町を流れる大沢田川支流沿いの発掘現場
産出層準・時代：久慈層群玉川層上部のボーンベッド（後期白亜紀：約9000万年前）

久慈産哺乳類の発見と研究経緯について（所属は発見当時）
2018年8月：町田悠輔（愛媛大学）が多丘歯類の歯化石を発見
2025年8月：中村英人（福井県立大学）が真獣類の下顎を発見
2025年９月：福井県立恐竜博物館において歯化石の詳細な観察とCT撮影を開始

発見された哺乳類の化石記録
多丘歯類は白亜紀末の大量絶滅を生き延びたが、後に絶滅した。真獣類（有胎盤類とその祖先）と後獣類（有袋類とその祖先）は姉妹の関係で、現生種の主体となっている。Luo (2007)を一部改変。画像提供：福井県立恐竜博物館。

多丘歯類の化石について
多丘歯類は、中生代の中期ジュラ紀から新生代の始新世（約1億6500万～約3500万年前）まで生息していた哺乳類の絶滅グループです。今回報告の化石は多丘歯類の典型的な歯で、次のような特徴があります。

久慈市産の多丘歯類の復元図（© 小田　隆）
口の中に見える丸ノコのような形の歯が実際に見つかった部位。画像提供：小田　隆。

久慈市産の多丘歯類化石
右の下顎の第四小臼歯の歯冠（OSD2202、上段左: 頬側面観、上段右: 舌側面観）とCTデータから構築した三次元復元画像（下段）。スケールは 1 mm。画像提供：楠橋　直・久慈琥珀博物館

　発見された化石（OSD2202）は右下顎の第四小臼歯です。歯冠はほぼ保存されていますが、歯冠基部や歯根は欠損しています。
　当該標本（OSD2202：下顎の第四小臼歯）は、前方へ張り出し、その最前縁の位置が歯冠全体において比較的低いという特徴があります。このことから、第四小臼歯の前方に位置していた第三小臼歯は小さく、その上を覆うように第四小臼歯がオーバーハングしていたか、あるいは第三小臼歯は本来ない種類のものかと推定されます。このような第三と第四小臼歯は、多丘歯類の中でも派生的なグループであるキモロドン類の特徴です。また、歯冠の上縁に並ぶ鋸歯（小さなギザギザ）の数が14あること、歯の頬側の遠心（後の方向）にある咬頭（歯の突起）の位置から考えて、第四小臼歯の上縁は後方の大臼歯よりも上方へ突出していたと考えられます。当該標本はモンゴルの後期白亜紀の地層から報告されているキモロドン類とは異なり、むしろ北米から報告されているキモロドン類の一部と形態的に類似します。上縁の鋸歯が後方でやや大型化し、上縁が後方に向かうにつれて直線的に伸びる点も、北米のキモロドン類と似ています。したがって、当該標本は北米のキモロドン類かそれに近縁な種のものである可能性が高いと考えられます。新種の可能性もありますが、今後の検討課題です。

多丘歯類の化石発見の意義
　多丘歯類は下顎の小臼歯の数などにより、基盤的（原始的）な “プラギオラックス類”と派生的なキモロドン類に分けられます。“プラギオラックス類” はジュラ紀から前期白亜紀にかけて、またキモロドン類は後期白亜紀以降に栄えたグループで、特にキモロドン類は後期白亜紀のアジアや北米において繁栄した哺乳類グループです。しかし一方で、“プラギオラックス類” からキモロドン類への進化は、化石記録が乏しいため、依然としてわかっていません。
　アジアにおいては、前期白亜紀の後期に “プラギオラックス類” が多様化していたことが知られていて、日本でも手取層群桑島層（石川県白山市）や北谷層（福井県勝山市）から前期白亜紀の多丘歯類の化石が報告されています。しかし、久慈市のような後期白亜紀の前期の多丘歯類は、アジアでは中央アジアからわずかに知られているだけです。前期白亜紀のアジアのキモロドン類の化石はこれまで確認されていません。久慈市産の多丘歯類は、アジア最古のキモロドン類の可能性がある貴重な資料なのです。

真獣類の化石について
　真獣類は、現生哺乳類の主要グループである有胎盤類（お腹の中に胎児を宿し、大きな子を生む哺乳類。ヒトもこのなかま）と、その祖先的な化石種を含むグループです。

久慈市産真獣類の復元図（© 小田　隆）画像提供：小田　隆

久慈市産の真獣類の化石（OSD7119）

化石発見時の様子を示す。画面中央に下顎の骨の一部と歯が２つ見える。画像提供：平山　廉

　当該標本（OSD7119）は右の下顎の一部であり、形が異なる２つの歯が保存されています。側面から見た歯の一つは矢尻のような形のものと、もう一方は3つの突起で囲まれた窪みが2つある歯です。前者の歯は最後方の小臼歯（下顎第五小臼歯）であること、また後者の歯は下顎第一大臼歯と判断されます。顎の骨のなかに代生する歯はなく、成体のものと思われます。
哺乳類化石の種類を見分ける上で、大臼歯にはその種類の特徴が色濃く表れます。大臼歯の前半部（小臼歯に近い側）にある三つの突起で囲まれた高い部分をトリゴニッドと呼び、歯の後半部にも同様な突起と窪みがあり、それをタロニッドと呼びます。大臼歯の中央はトリゴニッドの高い壁（突起をつなぐ稜）が横切り、タロニッドとの段差となります。これは「トリボスフェニック」とよばれる大臼歯の構造です。特にタロニッドの窪みは、上あごの大臼歯の突起を受けて食べ物を砕く臼としての役目を、中央の段差となる壁は、上あごの大臼歯の縁とすり合う事で食べ物を断ち切ります。久慈市から産した真獣類の化石には、白亜紀に見られる典型的なトリボスフェニック型臼歯の特徴が表れています。トリボスフェニックの歯を持つ哺乳類は、古くは後期ジュラ紀（約1億6000万年前）もしくは白亜紀の初め（約1億4300万年前）から記録があり、「トリボスフェニダ類」と呼びます。

久慈市産真獣類化石（OSD7119）の三次元復元画像

第五小臼歯と第一大臼歯が植立した右下顎の一部。左の画像：頬側からみたもの（画像の左方が後方となる）、右の画像：舌側からみたもの（画像の右方が後方となる）。マイクロフォーカスCTの画像から復元したもの。小臼歯は単純な矢尻形だが、大臼歯は窪みがある2つの部位（前半のトリゴニッド、後半のタロニッド）からなる。スケールバーは1 mm。画像提供：福井県立恐竜博物館・久慈琥珀博物館

　トリボスフェニダ類は前期白亜紀（約1億4300 万～約１億年前）までに、真獣類（後に人類を含む有胎盤類を生み出す）と後獣類（後に有袋類を生み出す）に分かれて進化してきました。後期白亜紀（約1億～約6600万年前）には原始的な有胎盤類と有袋類がそれらのグループから現れます。彼らは、白亜紀末（約6600万年前）を生き延びて、現在の有胎盤類と有袋類へとさらに多様化しました。
　当該標本（OSD7119）は、前期と後期白亜紀の真獣類に見られる中間的な特徴を持ちます。１）第五小臼歯に臼状の窪みはなく、やや単純な構造をしていること、２）第一大臼歯に見られる突起はやや華奢で、トリゴニッドの窪みは白亜紀のなかまと比べてやや開いていること、３）タロニッドにある突起の配置や頑丈さは、より進歩したなかまに見られるほど際立った特徴は無いなど、比較的原始的な特徴があげられます。一方で、４）タロニッドはトリゴニッドよりもやや幅広く、その窪みに深みもあること、５）トリゴニッドの後方壁の中央部にタロニッドの稜がつながるなど、やや進歩的な特徴もあります。しかし、後期白亜紀の進歩的な真獣類よりは原始的です。以上の特徴から、北半球でも繫栄していた白亜紀の後獣類とも異なります。

真獣類の化石発見の意義
　久慈市の化石は、地質年代が約9000万年前と判明しており、同時代の哺乳類化石が世界的に乏しいことから、注目すべき存在です。その歯の特徴は、前期白亜紀の原始的な段階から、後期白亜紀に我々人類を含む有胎盤類を生み出す段階に移行する中間的なものです。したがって真獣類の進化とその多様性を知る上で重要な資料となります。この年代に相当する哺乳類の化石資料は、アジアではウズベキスタンなどの中央アジアの一部や、北米ではアメリカのユタ州など、限られた地域からしか資料がありません。当該標本に類似した哺乳類の化石はこれまで見つかっておらず、新種の哺乳類である可能性が考えられます。

まとめ
岩手県久慈市の久慈層群玉川層（後期白亜紀の初期：約9000万年前）から、2種類の哺乳類化石が発見され、共に哺乳類の進化と多様性に関する重要な資料であると判明しました。2種のうち一つは、植物を主食とする絶滅哺乳類（多丘歯類）の化石であり、もう一つは現生哺乳類の祖先に近い種類（原始的な真獣類）の化石です。今回の哺乳類化石は、白亜紀の久慈における動物相を理解するうえで重要な化石記録であり、本標本によって白亜紀の久慈には多様な哺乳類が生息していたことが示唆されました。また、白亜紀の後半は真獣類など哺乳類の多様化が顕著に進み始める重要な時代であり、とりわけ人類の祖先を含む真獣類の進化史の解明に対し大きな貢献が期待できます。

日本から知られている白亜紀の真獣類化石（参考）
　国内からは、これまで12種の恐竜時代の哺乳類化石の既報があり（福島1種、石川4種、福井3種、兵庫1種、熊本2種、鹿児島1種）、全て白亜紀のものです。真獣類の化石は久慈市以外の2か所（熊本１種と兵庫１種）から知られ、それぞれ新種の哺乳類として報告されました。久慈の化石はこれら過去報告のあった真獣類とは別の種類になります。

NEDO｢カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発／CO2有効利用拠点における技術開発｣に採択

早稲田大学 — Thu, 16 Jul 2026 14:00:00 +0900

2026年7月16日
早稲田大学
株式会社ササクラ
住友大阪セメント株式会社
株式会社TBM
NEDO｢カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発／CO2有効利用拠点における技術開発｣に採択～海水を用いたカーボンリサイクル技術の商用化に向けた研究開発を推進～

詳細は早稲田大学HPをご覧ください

株式会社ササクラ（社長：笹倉慎太郎、本社：大阪府大阪市）、住友大阪セメント株式会社（社長：諸橋央典、本社：東京都港区）、株式会社TBM（社長：山﨑敦義、本社：東京都千代田区）、学校法人早稲田大学（理事長：田中愛治、所在：東京都新宿区）の4者は、NEDO(国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構)が公募した「カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発／CO2有効利用拠点における技術開発（補助事業）」（以下、「本事業」）に応募し、採択されたため、7月3日より本事業を開始いたしました。
＊本事業の幹事会社は株式会社ササクラ（研究代表者：島田統行（しまだのりゆき））、研究統括者は早稲田大学理工学術院・中垣隆雄（なかがきたかお）教授です。

（１）背景
広島県大崎上島のNEDOカーボンリサイクル実証研究拠点（以下、実証拠点）において、CO2の有効利用技術の開発と社会実装の促進に向けた研究開発事業を推進しています。早稲田大学と株式会社ササクラは、2022年度から2025年度まで実証拠点にて、「海水を用いた有価物併産カーボンリサイクル技術実証と応用製品の研究開発※１」（以下、前事業）を実施してきました。

前事業において、実証拠点の海水20トン/日の処理能力を持つプラントを設置して、カーボンリサイクルの原料となるマグネシウムのほか、石膏をはじめとする高純度な併産品を高い収率で得られる連続運転を確立しました。マグネシウムは、実証拠点のCO2を気固接触、気液接触などの方法で炭酸マグネシウムとして固定化した上で、その応用製品として普通ポルトランドセメントを一切用いず、圧縮強度も従来のコンクリートと同等以上の圧縮強度を有する新しいコンクリート材料※2になりえることを確認し、WMaCS®と名付けて商標登録※3しました。また、海水から生成した石膏を用い、協力企業の吉野石膏株式会社によって、JIS A 6901に適合した石膏ボードの試作にも成功しました。これらの研究成果が認められ、国立研究開発法人科学技術振興機構（JST）からSTI for SDGsアワード2025年度奨励賞※4を受賞しました。

今般、採択された本事業は、カーボンリサイクル製品の事業化を視野に、カーボンリサイクル材の生成工程高度化を株式会社ササクラが幹事会社として実施します。また、住友大阪セメント株式会社と株式会社TBMがWMaCSを用いたカーボンリサイクル応用製品の実用化を目指し、早稲田大学は3社との共同研究として研究開発を行います。

（２）実施内容
7月3日より開始した本事業では、下記、研究開発項目を実施いたします。

・研究開発項目A：カーボンリサイクル材生成工程の高度化（ササクラ、早稲田大学の共同実施）
海水淡水化プラントおよび蒸発濃縮装置の機器製造・エンジニアリングのリーディングカンパニーである株式会社ササクラが、前事業における商用化への課題解決として、
　A-1：CO2固定量増加のためのMg損失改善
　A-2：気固接触によるカーボンリサイクル材生成工程の改善
　A-3：商用化のための作業効率化と工程連続化
を早稲田大学と共同で実施します。なお、併産品として得られる石膏については、前事業と同じく吉野石膏株式会社が協力企業として商用化を目指します。

・研究開発項目B：カーボンリサイクル材応用セメント系材料の性能向上と実用化評価（住友大阪セメント、早稲田大学の共同実施）
NEDOグリーンイノベーション基金事業として廃棄物由来CaとCO2を炭酸塩化した人工石灰石製造・利用技術開発を実施している住友大阪セメント株式会社が、新たに海洋起源MgにCO2を炭酸塩化・固定化しかつセメント代替として建設材料に利用する実証研究・評価を担うことにより、WMaCSの商用化を目指します。具体的には、
　B-1：カーボンリサイクル材応用コンクリートの性能向上
　B-2：カーボンリサイクル材応用セメント材料の実用化評価
　B-3：コンクリート製品への適用可能なカーボンリサイクル材生成工程の確立
を早稲田大学と共同で実施します。

・研究開発項目C：カーボンリサイクル材応用新素材開発（TBM、早稲田大学の共同実施）
カーボンリサイクル技術を活用した炭酸カルシウム及びカーボンリサイクル建材を製造・販売する株式会社TBMが、WMaCSの応用新素材を開発し、商用化を目指します。具体的には、
　C-1：カーボンリサイクル材の熱可塑性樹脂への高充填技術開発
　C-2：カーボンリサイクル材配合素材の用途開発
　C-3：実機設備を用いた実証試験
　C-4：応用新素材への適用可能なカーボンリサイクル材生成工程の確立
を早稲田大学と共同で実施します。

図１：実証拠点に設置済みのカーボンリサイクルシステムのフロー図

（３）採択課題情報
●事業名
NEDO(国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構)
「カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発／CO2有効利用拠点における技術開発」のうち、2．研究拠点におけるCO2有効利用技術実証（補助事業（補助率2／3）　

●研究課題開発名
海水を用いたカーボンリサイクル技術の商用化に向けた研究開発

●研究開発期間
2026年7月3日〜2028年3月末日(予定)

●体制図

図２：研究開発体制図

（４）用語解説
※1　カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発／ CO2有効利用拠点における技術開発／研究開発拠点におけるCO2有効利用技術開発・実証事業に採択　「海水を用いた有価物併産カーボンリサイクル技術実証と応用製品の研究開発」早稲田大学、ササクラ（研究代表者：中垣隆雄）　https://www.waseda.jp/top/news/85546

※2　実用性の高いカーボンリサイクル製品として、海水とCO2を原料とした全く新しいコンクリートを開発https://www.waseda.jp/inst/research/news/78391

※３　商標登録第6829796号

※４　 STI for SDGs 2025年度　奨励賞海水を用いた有価物併産カーボンリサイクル技術実証　団体名：早稲田大学、株式会社ササクラ、吉野石膏株式会社
https://www.jst.go.jp/ristex/sdgs-award/result/2025/result202510.html

フラクタルによる高精度画像認識技術「Fractal NEXT」を開発

早稲田大学 — Mon, 13 Jul 2026 14:00:00 +0900

2026年7月13日
早稲田大学
フラクタルによる高精度画像認識技術「Fractal NEXT」を開発 ~自動運転トラックへの応用へ前進~

詳細は早稲田大学HPをご覧ください
【発表のポイント】
●画像認識で課題となっている、空間情報や周波数情報の損失を抑える新たなフラクタル・ウェーブレット法「FractalNEXT」を開発しました。
●本手法では、ウェーブレット変換と自己相似性を持つフラクタル構造を組み合わせることで、画像認識における情報伝搬を改善し、従来タイプよりも高精度な画像認識を実現しました。画像認識モデルの性能評価によく用いられるベンチマークデータセットを使った実証等で、画像認識で現在広く用いられている手法のResNetなどを上回る認識性能を達成し、OCR（古文書くずし字認識）など複数の画像認識タスクでも高い性能を実証しました。
●本技術をもとに特許出願（出願番号：2025-154600）を行い、社会実装に向けた技術基盤を構築するとともに、自動運転トラックの研究開発を群馬大学次世代モビリティ社会実装研究センターCRANTS（センター長天谷賢児教授）と共同で研究を開始しました。本技術は、自動運転のみならず、医用画像処理など、高精度な画像認識が求められるAI基盤技術への応用が期待されます。
　近年、画像認識分野で用いられるニューラルネットワークにおける最近のモデルは、GPU性能の向上とともに高性能化しています。しかし、画像を空間分割した部分画像（パッチ）から得られるパッチの特徴ベクトル（パッチトークン）の抽出やトークンの混合というプロセスにより、必然的に特徴空間情報が失われてしまいます。ビジョンタスク向けの従来のニューラルネットワークモデルは、この問題を軽減するための情報を補う手法として残差接続に着目するResNetが活用されていますが、周波数情報の再現が不十分なため小サイズの物体認識がされないなど、安定性を十分に維持することができないことが課題となっていました。
　早稲田大学理工学術院鎌田清一郎（かまたせいいちろう）教授らの研究グループは、各パッチ内の空間情報を保持しつつパッチトークンを抽出する手法であるフラクタル･ウェーブレット法「FractalNEXT」を開発しました。これは、ウェーブレット変換を導入することにより画像内の空間情報を保持したままトークン化することで情報損失を最小限に抑えることができ、また層内モジュールに対して自己相似性を有するネットワーク構造を組み合わせて構築したものです。本手法では、画像データセットImageNetでResNet※1を上回る76.8%、画像データセットCIFAR-100※2で81.2%のトップ1精度を達成したほか、物体検出やOCR（古文書くずし字認識）など多様なタスクでも優れた性能を示しました。
　本成果は、論文誌「Neural Networks」に、2026年６月７日に掲載されました。

キーワード：
フラクタル、自己相似性、ニューラルネットワーク、SDV、自動運転トラック、くずし字認識、フィジカルAI

（１）これまでの研究で分かっていたこと
　近年、画像認識分野で用いられるニューラルネットネットワークにおける従来モデルの１つであるFractalNetが、2017年に深層学習に関するトップ国際会議ICLR（International Conference on Learning Representations）において発表されました。これは、ResNetのような残差接続を使わずに超多層ネットワークを構成する観点で優位性があります。
　しかし、本モデルを実装すると、画像をトークン化する際に空間情報が失われてしまうこと、残差接続なしでは周波数情報を十分保持できないことなどより、ResNetより劣る認識性能を示すことが確認されています。FractalNetは残差ブロックを回避する上で有効なアイデアですが、より高精度の認識性能を実現するためには、どのようなフラクタルブロックを構成すればよいか、すなわち、自己相似性を特徴とするフラクタルブロックの新たな設計が求められていました。

（２）新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと
　従来モデルFractalNetは、周波数上の情報伝達の安定性を維持する上で、残差接続の限界による認識性能劣化の問題を見落としています。この課題に対処するため、研究グループらは、各パッチ内の空間情報を保持しつつウェーブレット･パッチトークンを抽出する手法であるMultiple Wavelet Patch Partition（MWPP）を提案しました。また、残差接続を補強するために周波数情報を意識したSelective Wavelet Connection（SWC）を導入し、それによって周波数上の情報伝達の安定性を高め、トークンミキサーによって生じる情報損失を補い、MWPPとSWCを基盤として、畳み込みと自己アテンションの両方をトークンミキサーとして統合した、スケーラブルなフラクタルアーキテクチャFractalNEXTを新たに設計しました。
　初期ブロック　F1(x)=(Mix￮Mix)(x)+SWC(x)　から、次の反復式によってフラクタルブロックを構成しました。
　Fk+1(x)=( Fk￮Fk)(x)+SWC(x)　k=1,2,3,…
　同じ実験環境下において、FractalNEXTは画像データセットImageNetでResNetなどを上回る76.8%、画像データセットCIFAR-100で81.2%のトップ1精度を達成しました。
　フラクタル･ウェーブレットFractalNEXTを古文書のくずし字認識に適用し、VMamba、PVTV2、ConvNeXtV2などに比べてF1スコアにおいて最高認識性能を達成しました。

（３）研究の波及効果や社会的影響
　本研究の成果より、画像認識分野に用いるディープラーニングにおいて、新たに提案したFractalNEXTモデルにより、フラクタル･ウェーブレットの有用性の一端を示すことができました。これをきっかけとしてより深いフラクタルの世界を探究することで、大小･遠近など多様な物体が混在するような複雑な画像においても正確な認識を達成することが可能となり、AI基盤技術への貢献、医用画像処理、リモートセンシング画像解析など、幅広い分野への適用が考えられます。

（４）課題、今後の展望
　更なる画像認識精度向上と、本研究成果を活用した社会実装には多くの課題が存在します。例えば、自動運転トラックへ本技術の応用を考えると、更なる処理の高速化と、本アルゴリズムのFPGA（書き換え可能な集積回路）などへの実装が必要です。
　本研究グループでは、社会実装の適用に向けて、具体的なテーマとして自動運転車用のセンサ（カメラ、LIDERなど）による自動運転用データセットを構築し、End-to-Endのディープラーニングモデルの構築を目指します。また、社会実装に向けた動きとして、本技術をもとに特許出願（出願番号：2025-154600）を行い、社会実装に向けた技術基盤を構築するとともに、自動運転トラックの研究開発で群馬大学次世代モビリティ社会実装研究センターCRANTS（センター長天谷賢児教授）と共同での研究を開始しました。

（５）研究者のコメント
　本研究グループは、上記の研究をさらに推進するための学内研究拠点として、早稲田大学自動車研究機構に6月1日付でソフトウェア･デファインド･ビークル（SDV）研究所を設立するとともに、北九州キャンパスの情報生産システム研究センター内に8月1日付で「SDV･フィジカルAI研究会」を設置する予定です。これらの研究開発拠点の連携活動と、産官学連携の研究展開により、本課題の更なる研究開発を推進します。中長期的な研究目標として、FractalNEXTを用いた自動運転トラックを2030年までに東京（早稲田大学西早稲田キャンパス）～福岡間（北九州キャンパス）を自動運転レベル4での走行実現を目指し、必要となる研究開発を推進したい思っています。

（６）用語解説
※1 ResNet（Residual Network）
画像認識のための深層学習モデルで、入力情報を途中で直接後段へ伝える「残差接続（Residual Connection）」を導入することで、非常に深いネットワークでも高精度かつ安定した学習を可能にしたアーキテクチャです。

※2 CIFAR-100
画像認識モデルの性能評価によく用いられるベンチマークデータセットで、100種類のカテゴリに分類された60,000枚（学習用50,000枚、テスト用10,000枚）の32×32ピクセルのカラー画像で構成されています。

※3　フラクタル
わかりやすい例では、下図のように上段の初期パターンから反復を繰り返すことにより、同じような形状が至るところに現れるコッホ曲線が有名です。これを「自己相似性をもった曲線」といいます。フラクタルの詳細は、以下の書籍を出版していますのでご覧下さい。
対象書籍：Maria Petrou, Sei-ichiro Kamata, Image Processing -Dealing with Textures, 2nd edition, Wiley, 2021.

※4　ウェーブレット変換
ウェーブレット変換は、時系列データや画像データについて、時間と周波数の両方の情報を同時に解析する手法です。フーリエ変換は、全体の平均的な周波数成分しか分からないのに対し、時間とともに変化する周期性を追いかけられるのが特徴です。

（７）論文情報
雑誌名：Neural Networks
論文名：FracNeXt: Enhancing visual representation learning in sequence models with fractal wavelets
執筆者名（所属機関名）：陸鵬鋒 (早稲田大学), 鎌田清一郎*(早稲田大学), 張梦雲秋 (早稲田大学)
掲載日：2026年6月7日
掲載URL：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0893608026006957?via%3Dihub
DOI：https://doi.org/10.1016/j.neunet.2026.109234
*：責任著者

（８）研究助成
研究費名：日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(C)
研究課題名：局所視覚特性を利用した高効率画像判別モデルの構築と持参薬判別への応用
（課題番号：JP24K15018）
研究代表者名（所属機関名）：鎌田清一郎（早稲田大学）

土地利用の変化が生物多様性に与える影響を世界規模で高精度に把握

早稲田大学 — Fri, 10 Jul 2026 11:00:00 +0900

2026年7月10日
早稲田大学
MS&ADインターリスク総研株式会社
国立研究開発法人森林研究・整備機構森林総合研究所
土地利用の変化が生物多様性に与える影響を世界規模で高精度に把握～ネイチャーフットプリントによるバリューチェーンや投融資先の自然リスク評価を高度化～

【ポイント】
●本研究では、将来の土地利用変化による生物多様性への影響を、ライフサイクルアセスメント（LCA）で活用可能な「被害係数」として、全世界0.25°四方という高解像度で算定しました。
●土地改変の面積と組み合わせることで、従来の国ごとの一律評価ではなく、どの地域でどの程度生物種の絶滅リスクが増加するかを定量的に評価することが可能となりました。
●本手法により、企業の事業活動やバリューチェーン、金融機関の投融資先における自然関連リスクを場所ごとに把握できるようになり、ネイチャー・ポジティブ実現に向けた経営や投資判断の高度化への貢献が期待されます。
早稲田大学i理工学術院創造理工学部の伊坪徳宏（いつぼのりひろ）教授、早稲田大学持続的環境エネルギー社会共創研究機構の劉潤椏（りゅうじゅんや）研究助手、国立研究開発法人森林研究・整備機構ii森林総合研究所の大橋　春香（おおはしはるか）主任研究員、平田　晶子（ひらた　あきこ）主任研究員、松井　哲哉　（まつい　てつや）チーム長（筑波大学生命環境系連携大学院教授併任）、MS&ADインターリスク総研株式会社iiiの寺崎　康介（てらさきこうすけ）フェローらの研究チームは、農研機構ivの協力の下、土地利用の変化が生物多様性に与える影響を、ライフサイクルアセスメント（LCA）※１の考え方に基づき、場所ごとに定量的に評価する新たな手法を開発しました。
本研究成果は、企業の事業活動やバリューチェーン、金融機関の投融資先の事業が自然に与える影響を定量的に評価する手法「ネイチャーフットプリント※２」の高度化に資するもので、このネイチャーフットプリント指標における土地の改変による生物多様性インパクトの算定に活用されはじめています。
本研究は2023年より着手され、その成果をまとめた論文が2026年６月24日に環境科学分野のトップジャーナルである「Environmental Science & Technology」（上位5％、Impact Factor 12.4、Cite Score18.1）に掲載されました。

１．背景
近年、気候変動に加え、生物多様性の損失や、それに伴う生態系サービスの劣化が世界的な社会課題となっています。2030年までに自然の損失を止め、回復軌道に乗せる世界目標「ネイチャー・ポジティブ」の実現に向け、企業による自然への影響の把握・低減に向けた取り組みが進められており、その一環として、自然関連財務情報開示タスクフォース（TNFD）に沿った情報開示も広がっています。こうした情報開示は、企業が自然への影響やリスクを把握し、適切な対策につなげることで、ネイチャー・ポジティブの実現にも貢献することが期待されています。
TNFDにおいては、企業は自社のみならずバリューチェーンも含め、事業活動に関係する自然への依存や影響、事業リスクと機会を評価し、経営戦略に反映し、開示することが求められています。それに際して、生物多様性や生態系サービスは場所ごとの違いが大きいため、事業活動や製品の原材料を生産するなど、土地を利用している場所の特性を考慮した“ロケーションベースの評価”が重要となります。
金融ポートフォリオや事業会社のバリューチェーンの評価にあたっては、ライフサイクルアセスメント（LCA）の活用が推奨される一方で、既存手法では環境への影響を計測するための被害係数が主に国ごとに設定されており、ロケーションベースの評価が困難といった課題がありました。

２．研究成果の概要
こうした課題を克服するため、本研究では、内閣府による「研究開発とSociety 5.0との橋渡しプログラム（BRIDGE）」の支援を受け、これまで開発してきたLCAの影響評価手法「被害算定型影響評価手法（LIME）3」をさらに発展させ、新たなネイチャーフットプリント影響評価手法を開発しました。
本研究では、将来の土地利用変化によって生じる生物多様性へのインパクトを、LCA評価に活用可能な「被害係数」として、全世界0.25°解像度（赤道付近で約28km四方）という高解析度で算定しました。場所ごとの土地改変面積にこの被害係数をかけあわせることにより、土地利用変化によって絶滅リスクがどの程度高まるかを、一律ではなく場所ごとの違いを反映して評価する基盤が整いました。
被害係数の算定にあたっては、国立研究開発法人森林研究・整備機構森林総合研究所が開発した潜在的生息地予測モデルを用い、哺乳類、爬虫類、鳥類、両生類および植物の出現記録データならびに気候・土地利用データに基づき、全球規模で現在および将来の潜在的生息地を推定しました。（図１）解析では環境条件や種ごとの移動距離も考慮し、スーパーコンピュータでシミュレーションを実施しています。評価対象の6,569種を対象に、種ごとの絶滅率の分布図を作成し、その結果に基づき、生物分類群別の空間絶滅率を算出しました。さらに、全球の種の分類構成と等しくなるように補正をおこない、全球レベルで生物種の絶滅率「E/MSY: Extinction per million species year（絶滅速度）」の空間分布を算出しました。
最終的に、各グリッドの絶滅率を土地利用変化面積で割ることで、土地利用が1km²改変した際の絶滅率増分、すなわち土地改変による生物多様性損失の被害係数を算定しました。（図２）
【図１】国立研究開発法人森林研究・整備機構森林総合研究所が開発したMaxEntモデルを利用した潜在的生息地域の予測【図２】評価対象の6,569種を対象とした、土地利用変化による生物多様性被害係数の空間分布図
３．今後の展開
今回の成果により、土地利用変化による生物多様性への影響を場所ごとに定量的に評価できるようになりました。これにより、企業や金融機関は次のような場面で本手法を活用できるようになります。
（１）企業の事業活動やバリューチェーンを通じた自然へのインパクト評価
（２）金融機関の投融資・保険引受ポートフォリオ分析
（３）TNFDなど自然関連情報開示への対応
（原材料生産地域を含めた優先地域をより定量的に評価・特定）
（４）自然の観点を含めた移行計画の検討

特に金融分野では、自然関連リスクの把握において、業種平均だけでなくロケーションベースでの分析の重要性が高まっています。今後、実際の金融ポートフォリオを用いた分析も進め、事例を増やすことで社会実装を促進していきます。
また合わせて、ネイチャーフットプリントの機能拡張や精度向上に寄与する研究も進めて、企業や金融機関が自然への負の影響や関連リスクをより的確に把握できるようにすることで、影響の大きい領域での回避・低減策や資金配分の見直しを後押しし、ネイチャー・ポジティブに資する経営・投融資判断を支える評価基盤づくりに貢献していきます。

４．用語解説
※１　ライフサイクルアセスメント（LCA）：
製品の製造から廃棄までの環境への影響を分析評価する手法。

※２ネイチャーフットプリント：　　　　　
https://bridge-naturefootprint.jp/
企業や組織の活動が、自然や生物多様性に与える影響を定量的に把握する考え方。温室効果ガス排出量を可視化する「カーボンフットプリント」に対し、ネイチャーフットプリントは生物多様性ならびに生態系サービスへの影響を可視化する指標であります。
内閣府BRIDGEの支援により開発されたネイチャーフットプリントは、土地利用だけでなく、気候変動、水消費、汚染、資源利用なども含めて、自然への影響を生物種の絶滅リスク指標*などを用いて統合的に評価する手法であります。

* 生物種の絶滅率指標には、「E/MSY（絶滅速度）」を採用しています。これは100万種あたり1年あたりの絶滅種数を示す指標で、地球の限界を評価するプラネタリーバウンダリなどの枠組みでも用いられています。

５．論文情報
●掲載誌：　Environmental Science & Technology, 06 2026
●論文名：Location-Based Damage Factors to Assess the Impact of Future Land-Use Changes on the Biodiversity Extinction Rate
●著者名（所属）：
劉潤椏 Runya Liu（早稲田大学持続的環境エネルギー社会共創研究機構　研究助手）
大橋春香 Haruka Ohashi（国立研究開発法人森林研究・整備機構森林総合研究所　主任研究員）
平田晶子 Akiko Hirata （国立研究開発法人森林研究・整備機構森林総合研究所　主任研究員）
湯龍龍 Longlong Tang（国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構　主任研究員）
松井哲哉 Tetsuya Matsui（国立研究開発法人森林研究・整備機構森林総合研究所　チーム長（筑波大学生命環境系連携大学院教授併任）
寺崎康介Kousuke Terasaki（MS&ADインターリスク総研株式会社　フェロー）
伊坪徳宏Norihiro Itsubo（早稲田大学理工学術院創造理工学部　教授）
●掲載日：2026年6月24日
●DOI: https://doi.org/10.1021/acs.est.6c02140

６．研究助成
研究費名：研究開発とSociety 5.0との橋渡しプログラム
課題番号：JPJ013028
研究課題名：金融/投資機関による自然関連情報開示促進と国際標準化を前提としたネイチャーフットプリントの開発と実証事業
研究代表者名（所属機関名）：伊坪徳宏（早稲田大学）
(本研究（の一部）は、内閣府が実施する、研究開発と Society5.0 との橋渡しプログラム（BRIDGE）の対象施策として環境省が担当する「金融/投資機関による自然関連情報開示促進と国際標準化を前提としたネイチャーフットプリントの開発と実証事業」（JPJ013028）により実施した。)

i 学校法人早稲田大学（理事長：田中愛治）
ii 国立研究開発法人森林研究・整備機構　（理事長：丹下健）
iii MS&ADインターリスク総研株式会社（代表取締役社長：宮岡拓洋）
iv 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

酸素供給スーツで3時間潜水するサイボーグ昆虫を実現

早稲田大学 — Mon, 29 Jun 2026 18:00:00 +0900

2026年6月29日
早稲田大学
世界初、陸上昆虫で水中探査が可能に酸素供給スーツで3時間潜水するサイボーグ昆虫を実現
～浸水した災害現場やインフラ内部での活用に期待～

詳細は早稲田大学Webサイトをご確認ください。
【ポイント】
●早稲田大学と南洋理工大学シンガポールの研究グループは、サイボーグ昆虫が水中や低酸素環境で活動するための柔軟な「潜水スーツ」を開発しました。
● このスーツは、酸素発生タンク、柔軟な防水シェル、酸素供給チューブから構成され、昆虫の呼吸口に酸素を直接届けます。
● スーツを装着しない場合は水中で約2分後に活動を停止しましたが、装着時には最大3時間、水中で活動を続けられました。
● 将来的には、浸水したがれき、排水管、トンネルなど、従来のロボットが入りにくい災害・インフラ点検現場での活用が期待されます。
南洋理工大学シンガポールの佐藤裕崇（さとうひろたか）教授らの研究グループは、早稲田大学理工学術院創造理工学部の梅津信二郎（うめずしんじろう）教授らと共同で、サイボーグ昆虫が水中や低酸素環境で活動するための柔軟な「潜水スーツ」を開発しました。
大雨や洪水の後の災害現場では、がれきの隙間や排水路、半分水没した空間など、人や従来のロボットが入りにくい場所が多数生じます。研究グループは、サイボーグ昆虫が水中や低酸素環境でも活動できる柔軟な「潜水スーツ」を開発しました。このスーツは、酸素を発生させる小型タンク、昆虫の体を覆う柔らかい防水シェル、呼吸口へ酸素を届けるシリコーンチューブから構成されます。実験では、スーツを装着しない昆虫は水中で約2分後に活動を停止しましたが、装着時には最大3時間、水中で移動を続けることができました。本成果は、災害救助や浸水したインフラ点検に向けた、陸上・水中の両方で活動できるサイボーグ昆虫※1の実現につながるものです。
本研究成果は、2026年6月29日に国際学術誌「Nature Communications」に掲載されました。
クレジット：シンガポール南洋理工大学（NTU Singapore）および早稲田大学。図は Nature Communications に掲載された研究資料に基づき作成。

（１）これまでの研究で分かっていたこと　
サイボーグ昆虫は、生きた昆虫に小型の電子制御装置を取り付け、昆虫自身の筋肉を利用して移動する小型のソフトロボット※2です。人工の小型ロボットでは、モーターなどの駆動装置に多くの電力が必要となるため、動作時間が限られます。一方、サイボーグ昆虫は昆虫本来の優れた運動能力を活用するため、少ない電力で長時間活動でき、狭く複雑な空間にも進入できます。
そのため、災害現場での探索や、配管・トンネルなど人が入りにくい場所の点検への応用が期待され、同研究グループのサイボーグ昆虫は、2025年に発生したミャンマー大地震において、シンガポールのレスキュー隊による現地での捜索活動に活用されました。しかし、サイボーグ昆虫は基本的に陸上での活動を前提としていました。昆虫は体の側面にある気門※3から空気を取り込み、体内の気管を通じてガス交換を行います。そのため、水中に沈むと水から酸素を取り込むことができず、活動を継続することが困難でした。

（２）今回の研究で明らかになったこと
本研究では、サイボーグ昆虫が水中や低酸素環境でも活動できるようにするため、昆虫が装着できる小型で柔軟な潜水スーツを開発しました。
この潜水スーツは、主に3つの部品から構成されます。第1に、酸素を発生させる酸素発生タンクです。第2に、昆虫の体の一部を覆い、水の侵入を防ぐ柔軟なシェルです。第3に、発生した酸素を昆虫の呼吸口へ届ける4本のシリコーン製酸素供給チューブです。これらを組み合わせることで、水を遮断しながら、昆虫の呼吸に必要な酸素を直接供給する仕組みを実現しました。
酸素発生タンクは、透明な樹脂材料を用いて3Dプリントで作製しました。タンク内部には、二酸化マンガン※4を分散させた多孔材を配置しています。ここに濃度調整した過酸化水素水※5を加えると、二酸化マンガンが触媒として働き、過酸化水素が分解されて酸素が発生します。発生した酸素は、柔軟なシェルとシリコーンチューブを通って、昆虫の胸部にある気門へ送られます。
実験には、体が大きく、丈夫で、羽を持たないことからサイボーグ昆虫研究でよく用いられるマダガスカルオオゴキブリを使用しました。スーツを装着しない場合、ゴキブリは水中で約2分後に活動停止しました。一方、潜水スーツを装着した場合には、最大3時間、水中で活動を続けることができました。これにより、従来は陸上での移動が中心だったサイボーグ昆虫を、陸上と水中の両方で活動できる「水陸両用サイボーグ昆虫」へ展開しました。
クレジット：シンガポール南洋理工大学（NTU Singapore）および早稲田大学。図は Nature Communications に掲載された研究資料に基づき作成。

（３）研究の波及効果や社会的影響
本成果は、災害救助やインフラ点検におけるサイボーグ昆虫の活動範囲を広げるものです。実際の災害現場では、大雨や洪水によって、がれきの中の通路、排水溝、地下空間、トンネルなどが浸水することがあります。このような場所では、人の立ち入りが危険であり、従来のロボットもサイズ、電力、防水性の制約から十分に移動できない場合があります。
本研究で開発した潜水スーツにより、サイボーグ昆虫は陸上だけでなく、水たまりや浸水空間、低酸素や有毒ガスを含む環境でも活動できるようになりました。被災地での人命探索、浸水した配管・排水路・トンネルの点検、狭い空間の環境調査などへの応用が期待されます。
また、本研究の考え方は、ゴキブリ以外の陸生昆虫にも応用できる可能性があります。多くの昆虫は、体表の気門から酸素を取り込み、体内の気管を通じて酸素を運ぶ共通した呼吸の仕組みを持っています。そのため、将来的には、他の種類のゴキブリ、バッタ、甲虫などへの展開も考えられます。

（４）課題、今後の展望
今後は、実際の災害現場に近い環境での検証が必要です。たとえば、がれき、泥、水流、狭い隙間、障害物がある環境で、サイボーグ昆虫が安定して移動できるかを確認する必要があります。また、長時間の使用に向けて、潜水スーツの耐久性、防水性、酸素供給の安定性をさらに高めることも重要です。
さらに、実用化に向けては、センサーや無線通信、位置推定、ナビゲーション技術との統合が必要になります。将来的には、災害現場やインフラ点検現場で、サイボーグ昆虫が取得した情報を外部に送信し、人が入れない場所の状況把握に役立てることを目指します。

（５）研究者のコメント
本研究では、昆虫が本来持つ優れた移動能力を活かしながら、その活動領域を水中や低酸素環境へと拡張しました。小さく、軽く、柔らかい装着型システムによって、昆虫の自然な動きを妨げることなく酸素を供給できた点が重要です。サイボーグ昆虫はすでに災害現場での捜索活動に活用されていますが、本技術により、水没した空間や酸欠環境など、これまで到達が難しかった場所での活動も可能になると期待しています。将来的には、災害救助に加え、下水道や配管などのインフラ点検への応用も進めていきます。

（６）用語解説
※1　サイボーグ昆虫
生きた昆虫に小型の電子装置やセンサーなどを取り付け、昆虫自身の筋肉を利用して移動させる技術です。小型ロボットに比べて少ない電力で移動できる利点があります。
※2　ソフトロボット
柔らかい材料や構造を用いて、環境や生物の体に適応しやすいロボットや装置を作る研究分野です。
※3　気門
昆虫の体表にある小さな呼吸口です。空気は気門から体内に入り、気管と呼ばれる管を通じて全身に送られます。
※4　二酸化マンガン
過酸化水素の分解を促進する触媒として使われる物質です。本研究では、酸素発生タンク内で酸素を発生させるために用いられました。
※5　過酸化水素
分解されると水と酸素を生じる化学物質です。本研究では、希釈した過酸化水素を用いて酸素を発生させました。

（７）論文情報
雑誌名：Nature Communications
論文名：Underwater Suit-Wearing Cyborg Insect Capable of Hours-Long Diving and Terra-Aqua Travel
執筆者名（所属機関名）： Zifu FAN*1, Kazuki KAI*1, Kewei SONG*1, Duc Long LE*1, Thu Ha TRAN*1, Mingyu HAO*2, Wei Yang WAN*1, Shinjiro UMEZU*3, Hirotaka SATO*1
*1: School of Mechanical and Aerospace Engineering, Nanyang Technological University; Singapore 637460, Singapore.
*2: School of Electrical and Electronic Engineering, Nanyang Technological University; Singapore 639798, Singapore.
*3: School of Creative Science and Engineering, Waseda University; Tokyo 169-8555, Japan.
掲載⽇時（⽇本時間）： 2026年6月29日18時（日本時間）（online first）
掲載URL： https://doi.org/10.1038/s41467-026-74235-1
DOI： 10.1038/s41467-026-74235-1

（８）キーワード
サイボーグ昆虫、潜水スーツ、水中移動、災害救助、探索ロボット、酸素供給、ソフトロボット

（９）研究助成（外部資金による助成を受けた研究実施の場合）
本研究および本論文の出版に関し、早稲田大学のスーパー・グローバル・ユニバーシティ事業およびシンガポール教育省（RG82/24）より支援を受けた。

8/4見てさわって科学体験「ユニラブ」開催のお知らせ～小中学生のための科学実験教室～

早稲田大学 — Mon, 22 Jun 2026 10:00:00 +0900

2026年6月22日
早稲田大学
8/4見てさわって科学体験　ユニラブ　開催のお知らせ～小中学生のための科学実験教室～

詳細は特設サイトをご覧ください。
早稲田大学（東京都新宿区総長：田中愛治）（以下、早大）は、2026年8月4日（火）に「小中学生のための科学実験教室　ユニラブ*（以下、ユニラブ）」を開催します。
ユニラブでは小中学生が早大の施設や実験装置を実際に活用した実験や工作を体験する機会を提供しています。早大の教職員や学生と直接触れ合いながら、科学・技術に対する興味や関心を高めるとともに、早大を広く社会に公開することを目的とした取組です。1988年に始まり今年で37回目を迎え、これまで延べ34,000人以上の小中学生が参加しました。毎年大盛況の小中学生向けの早大ならではの実験教室です。是非、ご参加ください。
*ユニラブ（University Laboratoryから生まれた造語）

【開催日時】2026年8月4日（火）9:30-16:00（午前の部9:30～11:30、午後の部13:30～15:30）
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