新たな研究により、宇宙は理論上の限界を超えて急速に膨張していることが確認された。睡眠薬は脳の老廃物の除去を妨げる |テクノロジーウィークリー

周淑義と平生が編集

初めて記録されたさえずりの「宇宙コーラス」

地球の磁力線が宇宙の荷電粒子によってギターの弦のように「弾かれる」と、どんな音が鳴るのでしょうか？ 1月23日にネイチャー誌に掲載された研究論文では、世界初となる遠距離の「宇宙合唱」が記録された。論文の責任著者で中国科学院院士の曹金斌氏は、今回の研究は国際科学界が70年以上にわたって信じてきた調和波の発生と伝播のメカニズムに関する伝統的な見解を打ち破り、調和波の発生の新たなメカニズムである非線形波動粒子相互作用を発見したと述べた。

地球の磁場の磁力線は、両端が地球の北磁極と南磁極に固定された「紐」のようなものです。太陽風エネルギーが地球の磁気圏に入り、関連する物理的プロセスを通じてこれらの弦を「弾く」と、早朝の鳥のさえずりに似た周波数特性を持つ電磁波が励起され、科学界ではこれをコーラス波と呼んでいます。ヒステリシス波は、地球と惑星空間のプラズマにおける最も強い電磁波変動の 1 つです。かつては、それらは地球に近い双極子磁場領域にのみ出現すると一般に信じられていました。

研究者らは、国際磁気圏マルチスケール衛星（MMS）が長年にわたり収集した膨大なデータを分析し、地球から16万5000キロ離れた非双極子磁場構造を持つ磁気圏尾部の中性シート領域で複合音波が継続的に出現していることを初めて発見した。磁気圏尾部の中性シート領域の磁場は非常に弱く、地球表面の磁場のわずか 1 万分の 1 しかありません。その位相構造も双極子場の位相構造とはまったく異なります。伝統的な調和波理論の枠組みでは、そこには調和波は存在しないはずです。この研究では理論的な説明も提供されており、非線形の波動粒子相互作用がこの調和波の原因であることを示唆しています。

「コーラスの周波数は100Hz未満で、人間が聞き取れる音波の周波数範囲内であることがわかった。これを音声出力に変換することで、人間が聞き取れる『空間コーラス』が得られる」と論文の筆頭著者で北京航空航天大学の准教授、劉成明氏は述べた。 「この音は鳥のさえずりのように聞こえるだけでなく、SF作品に出てくる宇宙クジラの歌のようにも聞こえます。」

合成波は、地球の放射線帯における高エネルギー電子の加速と、極における脈動オーロラの生成に重要な役割を果たします。低エネルギー電子を高エネルギー電子（百万電子ボルト、MeV）に加速し、宇宙船の安定した運航と宇宙飛行士の健康と安全を危険にさらします。また、電子を散乱させ、地球の磁場の磁力線に沿って極地の上層大気に沈み込ませ、壮観で美しい脈動オーロラを形成することもできます。複合音波はヒス波を誘発し、地球近傍空間の高エネルギー電子放射線帯の構造を変え、磁気圏と電離圏の結合を調整し、宇宙天気の変化に影響を与える可能性もあります。

「魔法の減量薬」が膵炎リスクを146%増加させる

1月20日にNature Medicine誌に掲載された240万人の参加者を対象とした観察研究によると、グルカゴン様ペプチド1受容体作動薬（GLP-1RA）の使用は、42の健康状態のリスク低下と19の健康状態のリスク上昇を含む、さまざまな健康効果と関連している可能性があるという。

新しいタイプの血糖降下薬であるGLP-1RAは、その顕著な減量効果により、ここ数年で人気が高まっています。研究者らは、米国退役軍人省のデータを分析し、GLP-1RAの使用（主にセマグルチド）と糖尿病患者215,970人における175の健康結果との関係を調査した。著者らはこれらの結果を、GLP-1RA以外の血糖降下薬を使用した対照群と比較した。

その結果、GLP-1RAを使用した参加者は、血液凝固や心臓代謝疾患（深部静脈血栓症、肺塞栓症、脳卒中、心停止、心不全、心筋梗塞など）を発症するリスクが低いことが判明しました。この研究では、薬物乱用、精神疾患、てんかん、細菌感染症、肺炎のリスク低下との関連性など、これまで認識されていた利点以外にも潜在的な有益な効果があることも発見された。 GLP-1RA 使用者は精神疾患のリスクが 18% 低く、アルツハイマー病のリスクが 12% 低く、依存症のリスクが 13% 低かった。同時に、GLP-1RA の使用は、胃腸障害 (吐き気や嘔吐、憩室炎、胃炎、腹痛など) や低血圧、失神、関節炎のリスク増加とも関連しています。 GLP-1RA 使用者は関節炎のリスクが 11% 増加し、膵炎のリスクが 146% 増加しました。

著者らは、彼らの調査結果は観察に基づくものであり、因果関係を証明することはできないと指摘している。これらの研究結果はGLP-1RAの幅広い健康効果を説明するのに役立つと研究者らは示唆しているが、結果を確認するには他のコホートや臨床試験でのさらなる研究が必要である。

脳コンピューターインターフェースにより麻痺した男性がゲームをプレイできるようになる

1月20日にネイチャー・メディシン誌に発表された研究で、研究者らは、外科的移植後に麻痺患者の指の動きの意図を継続的に検出して解読し、患者が自分の手で「ビデオゲームをプレイ」することさえ可能にする新しい脳コンピューターインターフェースを開発した。

米国では500万人以上が重度の運動障害を患っています。麻痺は身体の動きを制限するだけでなく、患者の精神的健康も損ないます。以前の調査では、脊髄損傷や麻痺のある人の半数以上が、社会生活、余暇、スポーツの面で満たされていないニーズを抱えていることが判明した。介入としての脳コンピューターインターフェースは、患者の運動機能の回復に役立つ可能性があります。しかし、現在のところこの技術は個々の指の動きを処理するのに問題があり、タイピング、楽器の演奏、ゲームコントローラーの使用といった複雑な動作を実行することができない。

新たな研究により、脳ニューロンの電気活動パターンを継続的に記録して複雑な動きを解釈できる新しいタイプの脳コンピューターインターフェースが開発されました。このインターフェースは、四肢麻痺患者の左中心前回（手の動きの制御を司る脳領域）に埋め込まれた。研究者らはまず、患者にさまざまな動きをする仮想の手を観察させながら神経活動を記録させ、次に機械学習アルゴリズムを使用して特定の指の動きに関連する信号を特定した。これらの信号を使用することで、システムは指の動きを正確に予測し、患者が 3 組の仮想指 (親指、人差し指、中指、薬指、小指) を制御できるようにし、親指で 2 次元の動きを操作できるようになります。このシステムは、これまでにない制御精度と自由度を実現します。

その後、患者はこの脳コンピューターインターフェースを使用して、ビデオゲーム内のクアッドコプターの速度と方向を制御し、さまざまな障害物コースを進みました。 「人々は、食べること、着替えること、動くことといった基本的な機能の回復に焦点を当てがちだが、これらはすべて重要である」と、スタンフォード大学の脳神経外科教授で論文の著者の一人であるジェイミー・ヘンダーソン氏は述べた。 「しかし多くの場合、娯楽や仲間との交流など、人生において同様に重要な他の側面が見落とされてしまいます。」同氏は、脳コンピューターインターフェースを通じて仮想の指を制御することで、CADソフトウェアの操作や音楽の作曲など、さまざまな可能性を実現できると述べた。

世界の平均寿命は2050年に4.6歳延びると予想されており、男性の増加率は女性よりも高い。

ランセット誌による世界の疾病負荷研究によると、世界の平均寿命は2022年の73.6歳から2050年には4.6歳増加して78.2歳になると予想されています。男性の平均寿命の伸びは女性の平均寿命の伸びを上回り、男性の平均寿命は71.1歳から76.0歳に4.9歳伸びます。女性の平均寿命は76.2歳から80.5歳に4.2歳伸びる。

予測は参照シナリオ（最も可能性の高い将来）に基づいています。世界の平均寿命は、COVID-19パンデミック（2020年）前の30年間と比較して、2022年から2050年の間に緩やかに増加すると予測されています。世界的には、平均寿命と年齢標準化疾病負担は2022年から2050年の間に改善すると予測されており、負担の多くは感染症、母体疾患、新生児疾患、栄養疾患から慢性非感染性疾患に移行し続け、最も顕著な変化はサハラ以南のアフリカと南アジアで起こるとみられています。この変化は、障害調整生存年数（DALY：罹患から死亡までに失われたすべての健康年数、疾病負荷の測定によく使用される）の主要世界的原因に反映されており、2022年には虚血性心疾患、新生児障害、脳卒中、下気道感染症がトップを占め、2050年には虚血性心疾患、脳卒中、糖尿病、慢性閉塞性肺疾患がトップ4の原因となる。さらに、人口増加と高齢化により、あらゆる原因による死亡数と障害調整生存年数は一般的に増加するでしょう。

新たな研究により、宇宙は既存の理論の限界を超えて急速に膨張していることが確認された。

1月15日に『アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ』に掲載された研究は、宇宙が理論モデルが予測するよりも速く、現在の物理学で説明できる速度を超えて膨張していることを確認した。 「緊張は今や危機となっている」と研究著者のダン・スコルニック氏は述べた。

ハッブル定数は、宇宙の現在の膨張率を定量的に表します。 1929 年にエドウィン・ハッブルが初めて宇宙の膨張を発見して以来、ハッブル定数を正確に決定することは現代の宇宙論における重要な課題となっています。近年、ハッブル定数の局所的な直接測定値と地球全体のモデル適合値の間には、ますます深刻な偏差が生じています。この偏差は「ハッブル張力」と呼ばれます。このうち、局所直接測定値は後期宇宙の局所距離ステップ測定結果から得られ、グローバルモデルフィッティング値は初期宇宙のマイクロ波背景放射からの宇宙論の標準モデルに対する観測的制約から得られます。もしその偏差が観測誤差や観測方法の系統的誤差によって生じたものでないなら、宇宙論の標準モデルを超えた新しい物理学が存在する可能性が非常に高い。

地球とカミオカンデ銀河団の間の距離を正確に測定することで、ハッブル・テンションの新たな証拠が得られます。 |ノアールラボ

光の強度は伝播距離の二乗に反比例して減少します。研究チームは距離ラダー法を用いて、かみのけ座銀河団にある12個のIa型超新星残骸の爆発時の光曲線を監視した。彼らの測定によれば、かみのけ座銀河団は地球から約3億2000万光年離れており、これは過去40年間の測定結果の範囲のほぼ中心に位置し、高い精度を示している。研究者たちはこの高精度の測定に基づいて、残りの距離の階段を段階的に較正し、ハッブル定数は76.5 km/(s·Mpc)であると結論付けました。これは、測定された局所宇宙距離が 326 万光年増加するごとに、遠ざかる速度が 76.5 km/s 増加することを意味します。

この結果はハッブル定数の他の局所的な直接測定と一致していますが、グローバルモデルの適合とは矛盾しています。この新たな研究は、ハッブル・テンションは測定誤差ではなく、むしろ既存のモデルの欠陥によって引き起こされるという見解を強く支持している。

スコルニック氏は、過去10年間、天文学界は繰り返しデータを分析してきたが、得られたハッブル定数は常に標準モデルの予測と一致していなかったと述べた。 「私にとって、これはこれまでで最高の確証です。…私たちは25年間使用してきたモデルを覆そうとしており、これは宇宙に対する私たちの見方を一新する可能性があります。」

睡眠薬は脳の老廃物の除去を妨げる

ぐっすり眠ると頭がすっきりします。国際研究チームは最近、マウスが深い眠りについているとき、ノルエピネフリンと呼ばれる物質が脳から老廃物を「洗い流す」プロセスで重要な役割を果たすという論文をCell誌に発表した。

デンマークのコペンハーゲン大学、英国のオックスフォード大学などの研究者らは、マウスが深い眠りにつくと、脳幹が約50秒ごとにノルエピネフリンの波を放出し、血管収縮を引き起こして周囲の脳脊髄液をリズミカルに流し、老廃物を運び去ることを発見した。

マウスを使った実験では、睡眠薬などの睡眠補助薬がこのメカニズムを阻害する可能性があることも示されています。研究者らはマウスに一般的に使用されている睡眠薬ゾルピデムを投与し、睡眠薬を服用したマウスはより早く眠りにつくものの、深い眠りの間に上記のメカニズムによって放出されるノルエピネフリンのレベルは自然に眠りについたマウスよりも50％低く、脳への体液輸送量は30％以上減少したことを発見した。

研究チームは、人間の脳の関連する生理学的構造はマウスのものと似ているが、このメカニズムも存在するかどうかを確認するにはさらなる研究が必要だと述べた。長期的には、睡眠薬の服用は認知機能に影響を与える可能性があるため、適切な方法で長く回復力のある睡眠をとることが重要です。 （新華社通信）

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