東京大学産学連携プロポーザル

当研究室では　fMRI（機能的磁気共鳴映像法）や MEG（脳磁図）、NIRS（近赤外スペクトロスコピー）などの安全なイメージング技術を用いて、人間を対象とした脳機能解析を進めている。 今後、脳活動のより一層高精度な計測のため、無侵襲的で高い分解能を持つ機器の開発が必要であるため、新たな生体内計測技術の実現を希望している。

当研究室ではfMRI（機能的磁気共鳴映像法）などの最先端の手法を用いた脳研究を進めており、世界に先駆けて英語力等の個人差の要因を特定することに成功している。最適な教育方法を選択するためには、各学習者の到達度を脳の働きとして客観的かつ直接的に評価することが役立つと考えられ、このようなテーラーメイドの教育評価法を開発・確立したい。また、医療分野での言語障害等においても、同様なテーラーメイドのリハビリ・プログラムと機能改善の評価法が有用である。 一方、電子書籍や電子教科書（電子黒板）、電子カルテ等の導入によって、教育環境や医療現場は大きく変わろうとしている。しかし、従来の「紙の本」や「紙のカルテ」には、電子化した時に失われる情報や記憶の手がかりが存在する【『脳を創る読書－なぜ「紙の本」が人にとって必要なのか』（実業之日本社）参照】。従って、そうした媒体の違いによる脳の情報受容について、正しく評価することが求められている。 そこで、当研究室における基礎的な脳研究を通じて、テーラーメイドの評価法について研究指導が可能と考えるので、興味を持たれる研究者・技術者との共同研究を希望する。

がん治療薬・診断薬には多くの研究リソースが投入されているが、がんの発症・進行メカニズムが複雑多様化している現状をみると、新規がん治療薬・診断薬の開発の重要性が益々重要である。 当研究室では、触媒化学の高度な知識とノウハウを結集し、生体への人工触媒反応の介入による新しい疾患治療パラダイム「触媒医療」の実現を目指している。 例えば、酵素による染色体タンパク質（ヒストン）のアシル化修飾は遺伝子の転写を促進するが、一部のがん細胞では酵素の機能が低下し、がん抑制遺伝子などの転写が抑制されていることが知られている。そこで我々は、化学修飾によってエピジェネティクスを制御する二種類の化学触媒システムを開発した。

アルツハイマー病の発症には、アミロイドβペプチド（Aβ）が脳神経細胞外にて凝集線維化し、神経細胞を傷つけることが関与していると考えられている。 当研究室では、触媒化学の高度な知識とノウハウを結集し、生体への人工触媒反応の介入による新しい疾患治療パラダイム「触媒医療」の実現を目指している。今回、Aβを始めとする毒性凝集体アミロイドタンパク質と選択的に反応して、これを無毒化する触媒を開発した。この触媒は、Aβ毒性凝集体が持つアミロイド構造と呼ばれる構造に結合したときのみ活性化されるため選択性が非常に高く、生細胞存在下でAβ毒性凝集体の選択的酸素化が進行し、その毒性を低下させることに成功している。  

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。

文部科学省は共用設備の活用による研究開発を推進しており、平成24年度にプラットフォーム事業を開始した。東京大学は微細加工および微細構造解析の各分野で事業拠点となり、共用設備の利用を開始している。また令和3年度からはマテリアル先端リサーチインフラ事業に引継ぎ、継続的な研究支援を行っていく予定である。 本リサーチインフラハブは、電子顕微鏡をはじめ、表面分析装置、結晶構造解析装置、電磁特性測定装置、光学特性測定装置など、様々な分野の装置を取り揃えており、1カ所で多角的な分析ができるのが大きな特長である。 電子顕微鏡は走査型透過電子顕微鏡(STEM)、透過型電子顕微鏡（TEM）、走査型電子顕微鏡（SEM）が設置されており、各種の用途に応じて使われている。特にSTEM/TEMではJEM-ARM200F(日本電子)が4台、稼働しており、原子分解能観察や各種分析に活用されている。 結晶構造解析装置は薄膜、粉末用にSmartLab（リガク）3台、単結晶用にVariMax Dual（リガク）、さらに高精度の解析向けにSuperLab（リガク）が設置されている。この他に有機高分子材料用にMicro7HFM-AXISⅦなどが設置されている。 SIMSは空間分解能50nmのNanoSIMS 50L(アメテック)が設置されている。国内で外部に利用が解放されているのは当拠点のものだけである。 その他にもXPS、エリプソメーター、プローバー、など各種の分析機器が設置されている。 利用については、まずコーディネート室(Tel:03(5841)6372, mail:info@lcnet.t.u-tokyo.ac.jp)にお問い合わせいただきたい。問い合わせ内容により、利用者、設備担当者およびコーディネート室の3者で相談できる場を設け、試料の組成や形状および分析目的等の説明をしていただき、分析可能かどうか、他に手法はあるかなどを検討する。また、その場で利用規則を説明し、了解をいただいた後、利用申請の手続きを行うことにしている。利用者は連絡先や研究課題などを登録し、手続きが完了する。利用申請後、利用者は直接、設備担当者に連絡し、設備の利用予約をして、利用が開始される。 利用形態は、利用者自身が機器を利用する機器利用、設備担当者に補助をしてもらいながら利用する技術補助、試料分析を依頼する技術代行があるが、当拠点では機密保持、マンパワーの点から機器利用を推奨している。初めての方は技術補助から始めることができるが、速やかに機器利用に移行していただけるよう、各種機器の利用に関する講習会や分析手法についてのセミナーを開催している。

力覚提示技術と非接触浮上技術の統合により、精密パーツ、易損物などを非接触で手軽に搬送できるツールの実現をめざして研究を進めている。

静電気力を駆動力として数ニュートンオーダの高い推力を発生する高出力静電モータの研究開発を行っている。

物体に触れた際の手触り（粗さ感、柔らかさ感、しこり感、温度感など）を再現、あるいは仮想的に生成するコンピュータインタフェースの開発を進めている。

この研究室では、ジェットエンジン、ターボ機械等の機器内部流れに加えて、生体の内部流れに関する研究を行なっている。流れ解析のための各種実験装置を備えるとともに、充実した計算機環境を利用した数値流体解析が可能で、多くの研究実績を有している。 鳥類の肺気道内の流れは、動脈血と対向した一方向流れとなっており、ガス交換の効率は非常に高い。この点に注目して、肺気道流れのモデル化と実験的な解析を行うことにより、振動流から一方向流れが発生するメカニズムを解明した。更にこの原理を応用し、従来のヒートパイプより効率的な熱輸送デバイスが実現可能であることを見出している。これは、ＬＳＩ素子の小型冷却デバイスや医療機器等への応用の可能性が高い知見である。また、昆虫の呼吸にヒントを得たバルブレスポンプの研究も行っており、マイクロデバイスの冷却等への応用を検討している。