神﨑亮平先生の主な研究テーマは、昆虫の脳をつくることです。

 

 「最初は、人間の脳をつくることを考えました。しかし、人間の脳は非常に複雑で、実験で扱うのも難しい。そこで、昆虫の脳に着目しました」

脳は、ニューロンと呼ばれる神経細胞が集まってできています。人間の脳は約1千億個のニューロンから成っていますが、昆虫の脳のニューロンは10万個程度です。

 

「つまり、昆虫の脳の方がシンプルなつくりだと言えます。栄養素を消化・吸収したり、呼吸するといった、生物としての体の働きは人間と昆虫でそれほど変わりません。つまり、昆虫は効率的に生きている。その部分を役立てられるのではないかと考えました」

 

研究内容の一例が、昆虫が障害物を回避するときのメカニズムの解明です。「たとえば、ロボットに向かって来る障害物を避けさせようとするとき、通常はすべての障害物について大きさや距離、スピードを計算することで安全に動くようにします。ところが、すべての障害物の動きを計算したうえでロボットを動かすには、大変な計算が必要となり、ロボットを素早く動かすことができなくなります」

一方、昆虫は最も危険な障害物がどれかを素早く判断できる能力を持っています。「本能的に〝ここに気をつければ大丈夫.というポイントを把握しており、効率的に障害物を回避します。このメカニズムを解明してうまく応用すれば、より簡単に自動車の衝突事故を回避するシステムをつくることが可能になるかもしれません」 

 

ほかにも、カイコガという蛾を使って、匂いの源を探索するロボットを開発中です。「メスが出すフェロモン(匂いの物質)をオスが触角で嗅ぐと、メスの方へ近づいていきます。この習性を利用し、タイヤで動くロボットにボールを取りつけ、その上にカイコガのオスを置き、歩行したときのボールの動きに合わせて移動するロボットをつくりました。さらにカイコガに遺伝子操作を加えて、フェロモン以外の匂いにも反応するようにすれば、さまざまな匂いを検知するセンサになります」 

 

神﨑研究室では、昆虫の脳をつくるため、脳そのものを調べることにも力を入れています。「昆虫が匂いを嗅いだり、周囲のものを見ると、脳のニューロンに電流が流れます。その電流がどう流れたかを確認するために、昆虫の脳に1万分の1ミリほどの非常に細い電極を刺して、特殊な顕微鏡で観察します」 

電極に蛍光色素を注入すると、ニューロンの正確な形がパソコンの画面で確認できます。「カイコガの脳をつくるニューロンの形やはたらきを1つひとつ正確に調べて、それらのニューロンを1つひとつ使って、ジグソーパズルを組み立てるように昆虫の脳をコンピュータの中につくっていくのです」

神﨑研究室では、昆虫について学ぶだけでなく、ロボットやコンピュータ、遺伝子操作など、幅広い分野を勉強することができます。「大学院に進んだ修士課程の学生は、『遺伝子操作』『神経回路』『ロボット工学』『脳をつくる』の4つの研究を参考にして、自分が研究したいテーマを先生と相談をしながら決定します。各グループでは、カビや腐敗による食品の悪臭を嗅ぐと光る昆虫細胞をつくる研究や、昆虫の脳の信号で動くロボット(サイボーグ昆虫)の研究などを考案しながら、脳を理解し、それを社会に役立てようと研究を行っています」

無限の可能性を秘める昆虫の脳。将来的には「昆虫の脳から人間の脳の仕組みを理解するヒントが得られ、昆虫の研究が新しい科学技術の開拓に重要な役割を果たすことになる」と神﨑先生は語ります。「私の研究室では、機械に昆虫の生体を組み込んだり、生体に機械を組み込んだロボットも開発しています。SF世界のようなことが現実になる時代が、もうそこまで来ています」



東京大学 先端化学技術研究センター
 生命知能システム分野
神崎 亮平教授
神崎 亮平 教授

筑波大学大学院生物科学研 究科博士課程修了。アリゾナ 大学神経生物学部博士研究 員、筑波大学生物科学系助教 授などを経て現職。

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