大国の最強の武器、杭州で研究せよ！人間の脳が発するこの「極微弱磁場」こそが伝説の「第六感」なのでしょうか？

二人の互いへの想いが一定の強さに達すると、磁場が発生すると言う人もいます。もちろん、これは物理科学の研究の範囲には入らず、人々が強い感情を表現する方法に過ぎません。

現代の科学技術により、すべての物質には磁性があり、あらゆる空間に磁場が存在することが明らかになりました。

たとえば、人間の脳が生成する磁場はどれくらい強いのでしょうか?

それは非常に弱く、約100fT（磁気誘導強度の単位）で、地球の磁場の約10億分の1です。

では、このような弱い磁場を捉えて、人間の脳疾患との関係を研究し、さらに活用することはできるのでしょうか?

結局のところ、この可能性を証明する医学的事実がいくつかあります。たとえば、てんかんなどの脳疾患では、脳内の弱い磁場を検出できる高感度の検出器が必要であり、それによって医師は治療に使用できる重要な情報を得ることができます。

そのような想像力豊かな展望は刺激的です。

5月26日、杭州極微弱磁場研究所主要科学技術インフラが公開され、その研究の焦点は「極微弱磁場」にある。

この研究所は2020年12月に設立され、浜江区に位置しています。

これは浙江省、杭州市、浜江区の各政府が共同で建設したハイレベルの新しい研究開発機関です。北航大学の極弱磁場に関する重要な科学技術インフラの育成、建設、運営・保守、技術向上を担当しています。

研究所は次の 2 つの目標を設定しました。

10年以内に、国家規模の科学技術イノベーションプラットフォーム、科学技術イノベーション高原、一定の国際的影響力を持つ生産、教育、研究、応用協力基地を構築します。

長期的には、極微弱磁場に関する国立研究所と、国際的に重要な影響力を持つ国際ゼロ磁場科学センターが建設される予定です。

極めて弱い磁場とは何ですか?

磁場は自然界に広く存在します。さらに、ほとんどの物質は弱い磁性を持っており、特定の条件下では少数の物質だけが強い磁性を示します。

弱い磁性を持つ物質が示すさまざまな現象を「弱磁性現象」と呼びます。これによって形成された「弱磁気科学」は、物質の弱磁気現象、性質、法則、応用を研究する学問です。それは磁気学の一分野です。

物理学では、磁場の強さは磁気誘導強度によって表されます。磁気誘導強度が大きいほど磁気誘導は強くなり、磁気誘導強度が小さいほど磁気誘導は弱くなります。

「極めて弱い磁場」とは、具体的には測定が困難であったり、知覚不可能な磁場を指します。

極めて弱い磁場の精密測定は、地磁気航法、地質資源探査、科学研究、国防建設、医療機器など幅広い分野で応用されています。極めて弱い磁場を正確に測定するには、超高感度磁場測定装置が必要です。

現在、杭州極微弱磁場研究所主要科学技術インフラは、「超高感度極微弱磁気心脳磁気イメージング測定科学研究装置」や「SERFベース超高感度極微弱磁場測定研究装置」など、国内で唯一かつ世界をリードする科学研究機器・設備を数多く構築している。

脳の磁場は地球の10億分の1である。

どのように検出されますか?

極微弱磁場と脳疾患の治療の可能性について考えてみましょう。

「超高感度・極微弱磁場・慣性計測装置」という重要な科学技術インフラの用途は何かと問うならば、それは3つの側面にまとめることができます。

1. 新たな科学的発見を生み出す：神経信号計測と脳科学研究、「精密計測」を実現し、最先端の物理学EDM（電気双極子モーメント）などの主要な命題を検証します。

2. 主要な心血管疾患および脳血管疾患の発症機序を克服する：超高解像度の極微弱磁気イメージング技術により「高精細イメージング」を実現します。

3. 「Made in China」の高級医療機器の実現：超微弱磁気イメージングが機能的核磁気共鳴に取って代わり、高級医療機器の世代を超えた発展を促進する。

「主要な心血管疾患および脳疾患の発症機序の解明」を例にとると、極めて微弱な脳磁気や心臓磁気の超高解像度画像装置は、科学者や医師に優れた診断ツールを提供します。

脳疾患の診断に関して言えば、構造画像に基づく現在の医療機器では、てんかん、発達性脳疾患、変性性脳疾患、その他の精神疾患を効果的に診断することができません。磁気脳イメージングは​​、このような疾患の診断に大きな利点があります。

極めて微弱な脳心磁図の超高解像度画像は、てんかん、脳血管疾患、子供の発達性脳疾患、変性脳疾患に対する受動的、非破壊的、ウェアラブル、高感度の新しい技術的手段を提供することができます。

このような画像診断装置は中国の何千もの病院で緊急に必要とされています。

心臓病の従来の診断は心電図（ECG）に依存していますが、ECG検出の感度と空間分解能は比較的低く、ニーズを満たすことができません。従来の心電図（ECG）検出と比較して、磁気心臓検出の感度と空間分解能は大幅に向上しており、主要な心臓疾患の診断に革新的な技術を提供します。

心臓病の診断において、極微弱磁気心臓イメージングは​​、特異性、高感度、高空間分解能、柔軟なプローブ、非接触などの特徴があり、多くの医療用途に使用できます。

例えば、不整脈関連疾患の高精度磁気心拍トレーシングと位置決め、手術計画策定の支援、術後リハビリテーション評価、虚血性心疾患、胎児磁気心拍の非接触迅速診断、心臓活力評価、胎児不整脈の早期診断、成長発達評価などです。

杭州極弱磁場主要科学技術インフラ研究所は、中国科学院院士であり、北京航空航天大学学術委員会委員長である方建成教授が理事長、主任科学者、主任設計者として主任を務めている。

方建成氏は、「超高感度極微弱磁場・慣性測定装置」が世界で唯一、最高性能、最大の「ゼロ磁気」空間に構築され、極微弱磁気環境と極限の測定方法を提供すると述べた。

この極端な測定方法は世界をどのように変えるのでしょうか?

方建成氏は中国科学日報とのインタビューでこの質問に答えた。

世界の科学技術の最先端において、脳科学研究のボトルネックにより、超高感度神経信号測定および脳磁図研究機器が緊急に必要とされています。超高感度・極微弱磁場計測技術はこれに寄与し、「0」から「1」へのゼロ磁気科学における独創的な研究を支えることが期待されます。

主要な国家ニーズを満たすという点では、磁気異常検出と深宇宙磁気検出は国家の海洋および宇宙の安全を維持するために極めて重要であり、新しいメカニズムに基づく新世代の高精度磁力計の開発が必要です。

人々の生命と健康の面では、感度が継続的に向上する原子磁力計は、パーキンソン病、アルツハイマー病、高齢者の心不全などの主要な心臓血管疾患や脳疾患の研究と治療に役立ちます。極微弱磁気測定の革新的な技術に基づく高性能の心臓・脳磁気画像診断装置は、自閉症、うつ病、神経機能障害、心不全などの主要な疾患の診断に役立つことが期待されています。

杭州：総合的な国家科学センターの建設を目指す

主要科学技術基盤とは、未知の世界を探索し、自然法則を発見し、技術革新をリードするための究極の研究手段を提供する大規模で複雑な科学技術研究装置またはシステムです。

主要な科学技術インフラは、国家のイノベーションシステムの重要な部分であり、主要産業の「ボトルネック」問題を解決し、主要なコア技術の研究開発を支援し、経済社会の発展と国家の安全を確保するための物質的かつ技術的な基礎です。それは、世界的な技術統制の地位を獲得し、新たな競争上の優位性を築くための戦略的な戦場です。

杭州がこれほど活気にあふれているのは、革新への勇気があるからです。

過去5年間、杭州は常に「革新と活力の都市」の建設を重要な位置に置いてきました。

今後5年間で、杭州は「高度な科学技術の自立を推進し、革新と起業家精神の新たな楽園を創造する」予定だ。

杭州は「世界的なイノベーション源の構築を加速する」という課題において、世界クラスの大型科学施設の建設を加速し、より多くの「国産重機」を杭州に誘致するよう努めることに言及した。

「超高感度極微弱磁場および慣性測定装置」国家重点科学技術インフラプロジェクトは、浙江省で唯一「国家重点科学技術インフラ第14次5カ年計画」に盛り込まれた重点プロジェクトである。

現在、杭州は「第14次5カ年計画」の科学技術革新を導くための全体的な取り組みとして、「総合的な国家科学センターの構築に努める」ことを推進している。

総合的な国立科学センターを建設するには、主要な科学施設の支援が必要です。

ハイエンドイノベーションプラットフォームの構築では、智江実験室、西湖大学、アリババ大墨学院、北航大学杭州イノベーション研究所などの新たな研究開発機関が形を整え始めており、国家超重力遠心分離機シミュレーション実験施設などの主要な科学施設（プラットフォーム）の建設が加速している。

杭州の極微弱磁場という「国宝」の主要な科学技術インフラが加わることで、杭州が最先端の基礎研究を強化し、杭州のイノベーション能力を高め、総合的な国家科学センターを建設するための重要な基盤が築かれることになる。

成実インタラクティブとメトロポリスエクスプレスの記者、リン・ジアナン