サイエンスものおきば

　ABC News in Science より。

■ 共感であくびがうつる
　Empathy makes you 'catch' a yawn

　あくびはなぜうつるのでしょうか？ 世間的には、酸素濃度の低いせまい部屋にいるからうつったように見えるだけ、とする説が信じられていますが、これで全てが説明できるわけではありません。映像を見てもうつることが知られており、これを反射の影響とする説や、相手への感情移入がもたらすとする説などがあります。

　今回の研究は、感情移入（共感）による説を支持するものです。

　ロンドン大学バークベックカレッジの千住淳博士らによるこの実験では、自閉症スペクトラム障害をもつ子供２４名と、そうでない子供２５名のそれぞれに、あくびをする人の映像と、単に口を動かしている人の映像を見せました。そしてこの状態で、子供たちがどの程度あくびをするかを観察しました。

　結果はどうだったか。口を動かす映像を見せた場合は、両方のグループの子供たちの間で、あくびの頻度に違いは見られませんでした。しかし一方、あくびをする映像を見せた場合、自閉症の子供には変化が見られなかったのに対し、そうでない子供では、あくびの頻度がアップしたことが分かりました。

　自閉症の症状の一つに、相手への共感能力の欠如があります。ここから研究者らは、共感の能力があくびの伝染の土台にある、と記しています。そして、今回の結果は、自閉症の人々の社会的障害やコミュニケーション障害の本質を理解する出発点とできると述べています。

　僕自身は、そもそも低酸素説が正しいものとすっかり思っていたので、映像でもあくびがうつるということに少しびっくりしました。

　今回の結果から、共感があくびの伝染に大きな関連を持つことが明らかになったわけですが、とはいっても、共感に由来するほかの行動（もらい泣きとか）とあくびの伝染とが同じようなものかと言われると、それには少し違和感がありますね。実際、今回の研究は、あくまでも共感能力とあくびの伝染との相関関係を示しただけであり、共感能力があくびの伝染を直接的に支配しているとは言い切れないでしょう。あくびの伝染には、自閉症者のもたない、共感以外のファクターが他にもあるのかもしれません。

　あと、news @ nature.com の同研究の記事（Autistic kids don't catch yawns）で記されているような、自閉症とそうでない子供とで映像の見ている箇所が違うのでは、という可能性も捨てきれないですね。視線のトラッキングなどで調べるんでしょうか？

【参考リンク】
・（元論文）Absence of contagious yawning in children with autism spectrum disorder
・Orbium -そらのたま-：：人類はなにも知らない！ なぜあくびする？ なぜうつる？
・ざつがく・どっと・こむ：：あくびがうつる
・EP: end-point　科学に佇む心と身体Pt.2：：共感、伝染、入眠同調：あくびがうつるわけ

　Science NOW より。

■ コンピュータ学習のための小さな一歩
　A Baby Step for Computer Learning

　人間が発音するさまざまな単語を聞いて、これらの母音のカテゴリー分けを行うというコンピュータモデルが生み出されたそうです。通常、こうしたカテゴリー分けは、その言語にいくつの母音が含まれるか、などのような事前の情報がないと難しいのですが、今回のモデルはそうした情報を必要とせず、入力された発音のみをもとに、母音をグループに分けることが可能なのだそうです。

　今回の結果は、音声認識プログラムに使えるほか、幼児が成長の段階でどのように言葉を認知するのかを理解する助けとなるだろうと考えられます。

　米国スタンフォード大学の認知神経学者 James "Jay" McClelland らは、３０名の母親を集めて、ある言葉を子供に向かって読んでもらいました。その言葉は意味のない単純なものでした。次に録音した音声データを解析して、音の持続時間、強い周波数成分といった値を抽出しました。この値を、ニューラルネットワークと呼ばれるモデルへの入力として扱うことで、コンピュータに学習を行わせたとのことです。

　ニューラルネットワークというのは、ニューロンやシナプスを模した計算機シミュレーションのモデルのことです。似た入力が繰り返されることで特定のニューロン間のつながりが強くなるといった特徴があるため、これを利用したパターン認識など、いろいろな分野で研究が行われています。

　今回の実験では、単純のために、「beet」「bait」「bit」「bet」の４つに含まれる発音のみを母親たちに読んでもらい、その音声を入力しました。その結果、彼らのプログラムは、入力の発音について情報をなんら持たないにも関わらず、すぐに音声を４種類のかたまりに分類することができました。記事によると、時間にして８０％以上の音声データを分類できたとのことです。Scientific American でも同研究に関する記事が出ています（Bare-Bones Program Learns English and Japanese Vowels）こちらの記事では、英語だけでなく日本語でも同様のテストを行い、やはり良い結果が出たようです。

　今回の結果をもとに、幼児の言語学習の過程が説明できるようになったのかというと、それ以外の要因があまりに多すぎるため、結論付けるのは現段階では尚早です。ですが、今後の研究しだいで、言語の学習を計算機上で完全にトレースする、なんてことがひょっとしたら可能になるのかもしれません。

【参考リンク】
・（元論文） 見つからず・・。Proceedings of the National Academy of Sciences誌らしいのですが。

　EurekAlert! より。今回の記事は製品紹介に近いです。

■ 時間を減らす新たなインクのサンプリング技術
　New ink sampling technique taking a bite of out time

　かなり以前ですが、米国のプリンタは、紙幣の偽造対策のために秘密の暗号を含んだドットを打ち出している、という記事を紹介しました。（プリンタに秘密の暗号が？） このドットは、ほとんど目に見えない小ささでこっそりと打ち出されていて、プリンタのシリアル番号や、文書の印刷日時といった情報が、ここから導き出せるようになっています。これを使って、貨幣偽造犯を突き止めるヒントにすることができます。

　さて、今回紹介する記事は、これと似た向きがあると言えそうです。米国のアイオワ州立大学ミッドウェスト科学捜査センターの研究者らが利用しているこの新しい技術は、印刷された文書からインクを採取し、その化学組成をリアルタイムで分析することを可能にするそうです。やがてこの技術をもとにして、様々なメーカーのインクの成分ライブラリが完成すれば、採取したサンプルの情報とライブラリを照らし合わせて、貨幣の偽造者の特定ができるようになることが期待されます。

　この技術はＤＡＲＴ（Direct Analysis in Real Time）と呼ばれています。下記に製品ページへのリンクをはっておきますので興味のある方はどうぞ。従来の分析方法（液体クロマトグラフ法など）では、あらかじめ文書から紙片を切り取る必要がありましたが、これではそうした必要はありません。その方法は、励起状態にしたヘリウム原子や窒素分子を含んだガス流をつくり、サンプルに当てることで、サンプルからインクの分子を蒸発、イオン化させるというものです。サンプルを事前に処理する必要がなく、従来よりもずっと少ない手間で、リアルタイムに分析を行うことができるそうです。

　この技術を使うと、いずれは紙幣偽造の追跡だけじゃなく、捏造文書の特定や、裁判の証拠などにも適用できるようになるんでしょうね。とはいえ、現段階はまだ、採取やライブラリ構築のための方法を検討している段階とのことです。将来的にこれが使用可能になるためには、既存の蓄積されたインクのデータからうまくライブラリを作って、さらに効率よく探索ができるソフトウェアを作り上げる必要があるようです。

【参考リンク】
・（製品サイト）JEOL 社：：AccuTOF DART

　New Scientist より。

■ 食べ物と一緒に薬を飲むとコストを減らせるかもしれない
　Taking drugs with food may take a bite out of costs

　ふつう、薬を飲むときは、処方箋で決められた量と時間を正しく守って飲まないといけません。言うまでも無いですが、これを守らないと、予想もしない悪影響を受けてしまうことがあります。例えば、「空腹中に飲むこと」と指示がある薬を誤って満腹中に飲んでしまった場合、効き目が出すぎてしまう、といった悪影響の出る可能性があります。

　ですが、ここで見方を変えてみると、あえて満腹時を選んで飲むことにすれば、本来よりも少ない量で必要な効き目が得られるんじゃないか、という考えが出てきます。そしてもしそれができれば、薬にかかるお金をいくらか節約できるんじゃないか、と期待できるのです。･･･と、反射的にいぶかしく思ってしまうアイデアですが、これを本当に調査している人たちがいるようなのです。

　なお、先に言っておきますが、この記事およびリンク先の記事は、決してこうした試みを皆さんに勧めているわけはありませんので、ご注意下さい。

　今回の対象である Lapatinib という薬は、乳がんに効果がある薬で、すでに米国等では市場に出回っています。ですが非常に高価で、１ヶ月に２９００ドルものお金がかかってしまうのだそうです。

　そこでシカゴ大学の Ezra Cohen と Mark Ratain は、食事直後に服用することでどのぐらい薬を効果を高められるのか、計算を行いました。臨床試験のデータをもとにしたところ、血液中の薬の成分は、低脂肪の食事とともに服用した場合で１．７倍、高脂肪の場合で３．３倍多くなると見積もられたとのことです。著者らはここから、Lapatinib にかかるコストを月当たり１７００ドル節約することができる、と述べています。

　しかしこの研究には他の研究者たちから注意が促されています。ハーバード大学医学部の Steven Pearson は、健康保険の普及や、薬の価格の適正さを議論することが先決だ、と述べています。記事にはこれへの直接的な反論はありませんでしたが、Cohen は、この種の試験は公衆からの要望があるときにのみ行う、と述べています。同時に、Lapatinib は過剰になると高血圧を引き起こす恐れがあり、安全性を示すためにはもっと多くの研究が必要のため、家庭で試すような真似はすべきでない、と述べています。

　まあ僕自身は、たしかに今回のアイデア自体はユニークなものだとは感じるけど、薬代の節約をこれで目指す、っていうのは到底実現できないだろうと思いますねえ。薬の価格は、研究開発費と患者数におもに依存して決まるのでしょうから、極端な話、もし薬代が半分で済む飲み方が発見されたとしたら、製薬会社は、同じ利益を得るために価格を２倍にアップさせるだけでしょう。それよりも、食事中の服用とによる患者間の効き目のバラつきのリスクの方が大きくなるんじゃないかなと思います。

　とはいえアイデア自体は何かに応用できそうな気もします。たとえば、災害などの影響で、一時的に薬が不足してしまう状況では役に立つかもしれません。そういった場合に備えて、少量で安全に効果が得られる飲みかたが情報として整理されているならば、今回の研究を継続する意義はあるかと感じます。

【参考リンク】
・（元論文）The Value Meal: How to Save $1,700 Per Month or More on Lapatinib （何か胡散臭いタイトル・・）

　ABC News in Science より。本記事より試しに記事の全文翻訳をやめてみます。

■ 砂糖分の多い朝食シリアルは記憶力を高める
　Sugary breakfast cereals may boost memory

　ＧＩ値の高い朝食シリアルを食べると、短時間ではあるものの、記憶力のテストでよい成績を出すようになることが実験で明らかになりました。

　ＧＩというのは血糖上昇反応度とも呼ばれる指数で、一時期、低インシュリンダイエットがブームになったときに、この名前がひろく知られるようになりました。ざっくり言うと、炭水化物が身体のなかで吸収されるスピードを表す指標です。この値が高い食物だと、食後に血糖値を上昇させやすくなるということです。

　さて、西オーストラリアのポスドク Michael Smith によるこの調査では、１４～１７歳の３７名の被験者に対して、トウモロコシかブラン（小麦のもみ殻）のいずれかを原料とするシリアルを食べてもらったそうです。前者の方がより高いＧＩをもつ食べ物です。食事の後で、被験者たちは、単語の記憶力テストを受けました。２０個の道具や野菜の名前のリストを記憶するというテストです。

　テストの結果はどうだったか。ＧＩの高いトウモロコシのシリアルを食べた被験者の方が、平均して１．５２個多くの答えを覚えておくことができたそうです。

　しかし、以前に行われた同様の実験では、これとは逆の結果が出ています。論文へのリンクがないため詳細は不明ですたが、こちらでは、反対に低ＧＩのシリアルを食べたときの方が良い成績を出したそうです。Smith はこの理由付けとして、今回の実験は、被験者に手を動かしながら記憶テストをやってもらったのが違いとなったのではと述べています。こうした動作は、被験者の注意力をいくらか分散させるため、以前よりも現実的な状況をシミュレートできる、と彼は述べています。

　ただ、今回の結果には、他の研究者からいろいろと疑問が出ています。今回と以前とで用いたシリアルは同じ製品なのか？ 本当にブランのシリアルの方が低ＧＩなのか？ ･･･どうやら、今回の結果からのみでは、朝食にこのシリアルを食べるといい、と断言するのはまだ難しそうです。とはいえ、傾向としては面白い結果が出ているので、さらに情報が整理されれば、たとえば一日の仕事の種類にあわせて朝食を変えてみるなどの管理ができると良いかもしれません。

【参考リンク】
・（元論文）今月開催の世界神経科学会議発表される予定で、論文はどうやらまだのようです。

　Science NOW より。

　このブログではネズミを対象にした実験の紹介を割と頻繁にしてきていますが（ケンカ遊びは社会的能力を高める、ネズミは無知の知を知っている）、今回もまたネズミについてです。

　「情けは人のためならず」ということわざがあります。情けを人にかけておけば、直接的には利益がなくとも、やがてめぐりめぐって自分によい報いが来る、といった意味です。さて、今回報告された研究によると、人間だけでなくネズミにおいても、これと似た行動が見られることが明らかになりました。

　この実験では、網で仕切られた２つの部屋のそれぞれにネズミが入れられました。一方の部屋にはレバーがあり、このレバーが倒されると、もう一方の部屋のネズミにエサが与えられるようになっています。さて、この仕組みを使って実験を行ったところ、誰かにレバーを倒してもらった（親切にされた）経験を持つネズミは、自分がレバーを倒す側になると、たとえ相手が見知らぬネズミだったとしても、やはり親切な行いをする傾向があることが分かったそうです。

Lending an Anonymous Paw
（匿名の手を貸す）

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　「われわれの知る協力行動を説明する新たな方法です」と語るのは、ドイツのライプチヒのマックスプランク研究所の比較心理学者 Jeff Stevens である。こうした助力行為は友達を覚えておく必要を避けていると彼は付け加える。英国ケンブリッジ大学で比較認知を学ぶ Nicola Clayton は、協力行為の進化を理解する助けとするため、社会的および非社会的動物において一般的互酬性の普及を調べることを示唆している。

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　ことわざのような因果関係を、ネズミたちが実際に念頭において助けをしたのかどうかは定かではありませんが、すくなくとも直接的な利益だけを求めているのではない、という点は面白いです。

　見知らぬ相手への普遍的な利他行為を生み出すのは何なのでしょうね？ 記事にあるような、他の個体を覚えきれないという点も一つでしょうが、それだけでは十分ではないでしょう。いろいろな動物での結果が比較できるようになると面白いなあと思います。

【参考リンク】
・（元論文）Generalized Reciprocity in Rats

　Scienctific American より、とあるトカゲのユニークな習性についてです。

　ワキモンユタ、という名前のトカゲがいます。英名は side-blotched lizard、その名の通り、身体の側面に模様をつけたトカゲです。

　このトカゲ、喉の色にオレンジ、黄、青の３種類が存在し、色に応じて習性が異なるという、たいへん変わった特徴をもつ生物です。さて、今回発表された研究によると、このトカゲの母親は、周りの環境にどんな色のトカゲが多く住むかに応じて、卵に投与するホルモンの量を調節しているのかもしれないことが明らかになりました。

Lizard Moms "Dress Their Kids for Success"--and Survival
（母トカゲは、成功し生存するために子たちを飾りつける）

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　すべての良き母と同じように、トカゲの母親も子供のために最善のことをしようとする。すなわち、メスのワキモンユタは、卵にエストラジオールというホルモンを追加投与し、新生児たちの模様を変え、生後の生存確率を高めていることが分かったのである。新生児たちは周囲に溶け込み、潜在的な捕食者を避けやすくなるため、こうした「成功のための飾りつけ」という戦略は、子孫たちが長生きする助けとなっていると研究者らは語る。

　「それは受動的、あるいは能動的なメカニズムでしょう」と Lancaster は語る。

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　そもそもこのワキモンユタというトカゲ自体を全く知らなかったので少し調べてみたのですが、こいつ、かなり面白い生き物です。記事にもあるとおり、このトカゲには、オレンジ、黄、青の３種類が存在し、それぞれ異なったストラテジーによって生存を試みるわけなのですが、３つのストラテジーがちょうどジャンケンのグーチョキパーのように機能しているのです。オレンジのトカゲは攻撃的で、弱々しい青のトカゲを蹴散らし、メスのたくさんいる領土をゲットします。しかし一方で、黄のトカゲは、メスの気をひくのがうまく、うまく隙をついて、オレンジのゲットした土地にいるメスと交尾してしまいます。しかしさらにその一方で、青のトカゲは一匹のメスだけを守り通そうとする習性なので、黄のトカゲはメスを奪うことができません。荒くれ者のオレンジ、ナンパ者の黄、一途者な青が、バランスをとって生活してるんですね。（From::The Mathematical Association of America::Mating Games and Lizards）

　たしかに、荒くれ者やナンパ者がたくさんいる地域では、それだけうろつき回ってメス探しをする必要性が高いんでしょうね。子ども自身が努力するだけじゃなく、あたかもお母さんが手助けをするかのように卵を産んでいるのかもしれない、というのはおもしろい考えです。

【参考リンク】
・（元論文）Adaptive social and maternal induction of antipredator dorsal patterns in a lizard with alternative social strategies

　ABC News in Science より。

　イタリアのポンペイ遺跡といえば、火山の噴火のために灰に飲まれ、当時の生活していた人々の様子がそのまま残された場所です。

　さて、今回出版された書籍によると、この遺跡から見つかった食器の配置から、当時の民衆の食事のスタイルが分かってきたそうです。それによると当時の人々は、現代の私たちのように、テーブルを皆で囲んで食事していたというよりも、むしろファストフード店のように、テイクアウトした食べ物を家や道で食べていたかもしれないのだそうです。

Ancient Romans preferred fast food
（古代ローマ人はファストフードが好きだった）

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　英国の考古学者によると、平均的な古代ローマ人は、退廃的かつ儀式的にワインと食事をとっていたエリートらと異なり、あわただしくものを食べていたという。

　「今日のイタリアの活気ある通りやバーの場面や、角にベッドの骨組みが積まれた住居の多機能デザイン、驚くべき場所にある台所は、素晴らしくもちょっと混沌とした初期ローマ人の生活の一面を映し出しているのです」と彼は言う。

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　当時の住居のつくりをあまり知らないので推測ですが、今のように、リビングやダイニングのように用途ごとに部屋が存在してたのではなく、もっと単純に、共用部とプライベートな部分、と大雑把な区別しかしてなかったのかもしれませんね。共用部にあるオーブンで食事を作って、それを個人の部屋まで運んで食べると。一つの部屋で着替えて食べて寝て、という生活だったのかなあ。

　考古学の研究の記事を読んでいて楽しいと感じるのは、当時のあまりに人間臭い生活感が感じ取れたときじゃないかなと思います。そういう意味で、今回の記事は僕たちにいろいろな想像をさせてくれて面白いです。

【参考リンク】
・（書籍）Insula of the Menander at Pompeii
　た、高い・・・

　このごろ読んだ書籍紹介。紹介したい本はたくさんあるのですが、なにぶん記事を書くスピードが異常に遅いので、紹介本キューが溜まっていってる状態です・・・。

「格差社会―何が問題なのか」（著：橘木俊詔、出版：岩波書店）

総合：■■■■□（難しさ：■□□　楽しさ：■■□　満足度：■■□）

　格差社会という言葉もこの頃は一種の流行り言葉になっています。本書は、この言葉から連想するさまざまな疑問への回答が述べられています。「格差は本当に起こっているのか？」「格差は本当に問題なのか？」といった疑問へ答えるべく、現状を示すデータを挙げながら議論を進めていきます。不況、富裕層、ニート、地域格差などなど、格差とは一体何なのかを考える上で必要となる論点が網羅されています。ともすれば一過性の流行り文句に陥りかねないこの言葉をざっと広く理解するのに本書は有効だと言えるでしょう。
　ですが一方で、定量的な議論のためのデータや定義が不十分だなあと感じる箇所がところどころ気になります。たとえば本書を通じて何回か登場する指標に、ジニ係数というのがあります。これは格差や不平等さを計測する数値で、人々が完全平等なら０、完全不平等なら１を表す、ということが冒頭で述べられているものの、具体的な定義については記述はなし。これだけの情報で、いくら増えた減ったの話をされても今いち掴み切れないなあ・・と感じました。雰囲気はつかめるのですが。
　あと、本書では格差の議論を支える資料をおおく紹介しています。これらの一つ一つはたいへん面白くて重要なものですが、著者の主張を裏付ける役割をもつにしては、あともう一押しというところで定量的なデータを欠いているように感じます。主張ありきで資料を解釈しているというか。別の見方をすれば、それだけ、完璧な議論のためのデータ集めが難しいのだと言えるかもしれません。

「渋滞学」（著：西成活裕、出版：新潮選書）

総合：■■■■□（難しさ：■□□　楽しさ：■■■　満足度：■■□）

　渋滞という言葉は日常的によく使われる言葉ですが、渋滞学という言葉はなかなか耳にしないかもしれません。ふつうは渋滞といわれれば、車でごった返す高速道路のイメージが真っ先に湧くかもしれません。本書では、車に限らず、人の動きから、アリの動き、はたまたタンパク質、ネットワークパケットの動きにいたるまで、ふだんの生活で遭遇するさまざまな渋滞現象がターゲットになります。
　対象が僕たちの身の回りにあるものが中心なだけに、単に学問的に興味深いというだけでなく、日常生活にひそかな楽しみを感じさせるものが多いです。たとえば、駅構内で２つの人の流れが直角にクロスするとき（東に向かう人の群れと、南に向かう人の群れが、ぶつかるところをイメージして下さい）、交差点では、各方向の人がストライプ状に整列するという現象が見られるのだそうです。本書を読んでから、僕自身も駅で似たような状況に遭遇しましたが、本当に同じ現象が起きてるのが自分で分かるんです。うんざりしがちな混雑も少しは楽しくなるかもしれません。
　著者は、これらの問題に対して、いずれもセルオートマトン法と呼ばれるシンプルなモデルによるシミュレーションによって取り組んでいます。ベースとなるモデルだけでは、現実で見られる複雑な現象を再現するのはできません。そこでこのモデルにいろいろと要素を付け足していって、一体どのようにすれば現実の現象をコンピュータ上で再現できるかを追求する。その結果、現象の再現のために最低限必要となる根本的原因が明らかになっていくわけです。こんなふうに、ああでもないこうでもない、とモデルを改良していく様子は本書の各章の終わりに補足扱いで記されています。こういう試行錯誤の様子から著者の奮闘ぐあいが見えてきて面白く読むことができます。

　BBC NEWS より。

　ダイエットのためには運動をすることが大事だと普通は言われますが、なかなか運動をしない人の中には、いろいろと言い訳をつけて逃れようとする人がいます。その言い訳の一つが、「運動すると疲れてそれだけたくさん食べようとしちゃうから結局意味がないんだよ」というもの。ですが今回の研究によると、食後１時間後の運動については、そんな言い訳がもはや通用しそうにないことが明らかになりました。

'Exercise after eating' diet tip
（ダイエットのヒントは「食後の運動」）

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　英国の科学者らによると、食後のエクササイズは、食欲を抑えるホルモンを高め、体重の減少を促進する助けとなるかもしれないという。

　「体重コントロールのためのエクササイズは、長い期間にわたって続けられるものであるべきであり、このためには楽しむことが重要なファクターなのです。」

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　今回の実験は食後１時間後に運動をさせたようですが、もちろんそんなときに運動をやれば、胃のあたりに集中している血液が身体全体に回ってしまうことになるので、消化が悪くなった状態になるんじゃないかな、と予想するわけです。食後２時間後、３時間後などに食事をとった場合はどうなるのか、ぜひ知りたいと思うところです。あとさらに言えば、運動するしないで生じた食欲の違いは、１時間以上の時間が経つとどのように変わっていくかも気になるところです。もちろん今回の実験のように、食事と食事の間が３時間しかないというのは僕たちの日常生活とはかなり異なるものですので、今後、こういう情報が整理されて、エクササイズにもっとも適した時間は（食事のときから見て）いつか、ということが分かればいいなあと思います。

【参考リンク】
・（元論文）Effects of exercise on gut peptides, energy intake and appetite