東京大学産学連携プロポーザル

ヒドロシラン類(H-SiR3)は通常還元剤として働き、遷移金属錯体触媒の存在下ではアリールハライドはアレーン（還元体）へ分子変換されることがこれまでの常識であった。本研究では特殊な条件下で反応させると還元反応ではなく、シリル化反応が高収率で進行することを見い出した。本反応は様々なモノヒドロシラン、ジヒドロシランに適用でき、対応するケイ素化合物を良好な収率で合成することができた。

この研究室ではコンピュータを使いやすくするためのユーザインタフェースの研究を行なっている。特に電子カルテの手書きによる新しいインタフェースを開発している。 患者と対面してコミュニケーションをとりながら行う、あるいは迅速性を必要とするような医療現場でのカルテ記載システムとして、迅速な入力と入力者の医療判断を支援することを目的としたペン入力に最適化されたインタフェースの開発を進めている。 このシステムでは、手書きの診療録記載を行うメイン画面と、外部から入力されたデータを時系列で表示する(熱型表)サブ画面の、２つのディスプレイを利用する。手書きカルテ部分は、縦に長い巻物のイメージとして提示され、ユーザは自由に手書きの文字や図を描くことができる。画面は３分割されており、中央の縮小図で過去の記載を参照しながら新しい記載を行うことなどが可能である。プロブレムやオーダーについては、手書きの記載では不十分なため、全画面に表示されたリストから選択する方式を提案している。その他、記載内容を選択して消去・拡大・縮小する機能、過去のカルテの一覧表示機能、手書き文字認識を利用した計算機や３次元シェーマ描画機能などを実装している。

近年、スマートフォンを始めとするモバイル型端末の爆発的普及に伴い、これまで主流であった固定センサを軸とした都市センシング手法に対して、モバイル型端末をセンサとして利用するユーザ参加型センシングについての研究が進められている。 本研究室では、スマートフォンをセンサとして利用し、人流や騒音など、様々な環境情報をセンシングし、クラウドで可視化することによって都市センシングの研究実績を積み重ねてきた。 固定センサを利用する都市センシングでは、固定センサの購入・設置費用、給電などのメインテナンスコスト、設置にあたっての調整労力など、莫大なリソースを必要とする一方、モバイル端末を用いた都市センシングでは、これらのコストを抑えられる他、センシング範囲内を参加者が密に探索することにより、高精度な結果をアウトプットできる。

近年、消化器外科手術においては鏡視下手術およびロボット支援下手術などが導入され、その拡大視効果に伴う精緻な手術操作とともに低侵襲な手術が可能となってきており、先進施設を中心にして急速に普及してきている。また血管外科領域においてはAAAに対するステント手術といった低侵襲手術も同様に広く普及してきている。これらの手術が今後はより多くの施設で導入され、中心的な治療法となっていることが予想される。その際、これらの手術を一般の外科医が、より安全に、より確実に施行することが必要になってくるが、そのための手段として3D画像ナビゲーションによる診断・手術支援システムの構築は重要な位置を占めていると考えられる。 脳外科、整形外科、肝臓外科分野を中心に現在3D画像ナビゲーションの臨床応用が実用化されつつあるが、消化管手術、血管外科手術において術中3D画像ナビゲーションでの手術支援はまだ臨床応用されてはいない。この研究室（教授 渡邉聡明）では3D画像ナビゲーションを用いた診断・手術支援システムの構築を多方面から検討し、開発することを目的として研究を進めている。例えば、術前に得られたCT、MRI、PETなどの情報を元に腫瘍、血管等の位置関係を3D情報として再構築し、術中使用する３Dモニター上に表示する、更には、それを、患者の体位や体型を認識した上で、３Dモニター上の手術操作画面に重ね合わせリアルタイムに表示することで術中ナビゲーションを行うことを目指す。このプロジェクトの実現により、リアルタイムな個別の局所解剖認識に基づいた、安全かつ、的確で効率的な手術が可能となる。工学部とも連携のうえで、上記システムの構築を目指している。

近年、我が国でも少子高齢化、年金、医療、介護など社会福祉の問題をめぐり議論が盛んに繰り広げられている。これらの問題を論ずるにあたって、福祉先進国であるスウェーデンがモデル国家として取り上げられることも多い。その場合、スウェーデンでは、国家のみでなく、様々な自発的団体、地方自治体、企業なども福祉の供給主体として歴史的に大きな役割を果たしてきたのであり、現在、福祉国家の危機が叫ばれる中で、新たな役割を担いつつあることに注目すべきであると思われる。また、スウェーデンの現状は、一朝一夕にして得られたわけではなく歴史上様々な問題に直面し、それらを克服しながら獲得してきたものであり、現在も新たな問題が生じていることを知る必要があるであろう。 このテーマの提案者であり、経済史が専門の石原教授は、スウェーデン福祉国家がどのように形成されてきたのかについて研究を進めてきた。『スウェーデンの高齢者福祉―過去・現在・未来―』（新評論）の訳者でもある。日本でも、今後の福祉のあり方を考える上で、国家に留まらない多様な福祉供給主体とそれらの相互協力関係を視野に収め、さらに進展する社会福祉ニーズの多様化に対応し、民間や個人レベルの自発的参加意識を高めることを考えねばならないと思われる。

噴流と超音波により、細胞組織を破壊することなく生体試料である食材を超音波処理する装置の開発を進めている。本装置で28-40 kHzの超音波処理を数分間から１０分間実施することにより、レタス、キャベツ、白菜、水菜、小松菜、ホウレンソウなどの葉物野菜を傷めることなく洗浄し、表面に付着する土埃、泥汚れ、農薬類、添加物を除去することが可能である。ブドウ、イチゴ、リンゴ、レモン等の果物、モヤシ、トマト等をその品質を落とすことなく超音波洗浄することが可能である。また、豚肉、鶏肉等の肉類を超音波処理し、組織を破壊することなく表層の過酸化脂質を選択的に除去して臭みを除去して食味を改善することが可能である。魚体丸ごと、アジの開き、塩サバの切り身、サンマの開き、冷凍魚の切り身、冷凍ホタテ身等を処理し、古くなった魚に特有の臭みや冷凍焼け臭を除去して食味を改善することが可能である。アサリ、シジミ等を超音波洗浄して殻表面の泥汚れと臭みを除去することが可能である。さらに、超音波処理した野菜のシャキシャキした食感が復活し、鮮度が回復することを見出しており、超音波処理が細胞に与える生体影響の解明を進めている。

実験生物学のモデルとしての学術的基盤の整備が進んでいるメダカを用いて環境ストレス応答の研究を行っている。メダカの心拍と瞳孔サイズの変動、活動の概日リズムを指標とする自律神経活動に着目した解析、メダカの全身を連続組織切片とする細胞レベルの全身病理学的解析、メダカの遊泳運動とヒレの動きの数値解析、群れ行動の数値化分析による行動心理学的解析によって、放射線、水温、化学物質、食物などの環境因子がメダカの心身の健康状態に及ぼす影響を評価・解明することを進めている。

畜産飼料中には亜鉛、銅が動物薬成分として、また栄養成分として多量に含まれており、畜産廃棄物中にも多く含まれる原因となっている。畜産廃棄物の農業用肥料としての再資源化が促進されているが、近い将来この亜鉛、銅が土壌汚染物質として問題となることが予想される。この研究室では、土壌中における肥料成分の蓄積状況や温暖化ガス発生を含めたその動態の解明に取り組んでおり、亜鉛、銅に関しても重点的に取り組んでいる。

同じ遺伝情報をもつ細胞集団を、同じ環境下に置いたとして個々の細胞の状態（表現型）には大きなばらつきが見られる。生物はこのような「表現型ノイズ」を積極的に利用しながら柔軟に状態を変化させ、適応や分化などを達成している可能性がある。また、この表現型ノイズの統計的性質は、それ自体がひとつの「表現型」として細胞の状態を特徴づける量となりうるものであり、近年急速に関心が高まっている。 われわれの研究室では表現型ノイズの性質やその生物学的意義を明らかにするため、独自の「1細胞計測技術」を開発している。また、開発した技術を用いて細胞分裂や遺伝子発現のゆらぎの性質を調べている。 　表現型ノイズの生物学的意義を探る研究も精力的におこなっている。最近の例では、バクテリアやがん細胞が抗生物質に対して遺伝子変異なしに耐性を示す「パーシスタンス」と呼ばれる現象の背景機構の解析や細胞の老化現象の解析を行なっている。

我々の研究室では、細胞のラマンスペクトルから細胞状態やオミクスプロファイルの違いを非破壊的に推定する技術・手法の開発を進めています。これまでに細菌などの微生物だけでなく、ヒト細胞も含む広範な細胞種に対して本手法を適用できることを明らかにしており、我々としても本技術を幅広く活用・展開していくための共同研究を積極的に進めていきたいと考えています。