巨大カルデラ噴火の脅威 浮かび上がる実態

　

　

　

　　大地に直径10キロメートル以上ものくぼみ（カルデラ）を生み出す「巨大カルデラ噴火」。膨大な量のマグマが噴出して、火砕流など周囲に甚大な被害を及ぼす大規模な噴火が、日本列島周辺で7000～１万年に１回ほどの頻度で起きている。九州南方の種子島や屋久島に近い海域で直近の7300年前に起きた鬼界カルデラ噴火の研究で、噴火当時の状況が浮かび上がってきた。

　

　■マグマだまりが崩壊

　

　地球観測衛星ランドサット８号が今年１月13日に撮影した阿蘇カルデラの全景（画面は上が北）。カルデラの中央火口丘にある中岳から上がった噴煙が南に流れている様子がわかる。中岳の左側に見える丸い地形は直径約１キロメートルの火口跡で、「草千里」と呼ばれる草原になっている。阿蘇カルデラは南北25キロメートル、東西18キロメートルで日本最大規模。27万年前から９万年前の間に４回の巨大カルデラ噴火が起きた。４回目は規模が大きく、北海道の旭川あたりでも火山灰が15センチメートル程度積もった。画像はＮＡＳＡによる

　　現在の鬼界カルデラは海底にあり、東西20キロメートル、南北17キロメートルの大きなくぼみだ。巨大カルデラ噴火の直前には、そのあたりにかなり大きな島または群島があり、地下３～７キロメートルには現在のカルデラに近い広がりを持つマグマだまりが存在していたようだ。

　　巨大カルデラ噴火は２段階に分かれる。第１段階は、マグマだまりと地表との間に亀裂が走り、１本の通り道（火道）ができたことから始まる。マグマは火口から上空に向けて噴出、雄大な噴煙柱が形成される「プリニー式噴火」が起きた。第１段階では複数回のプリニー式噴火が起き、全体として少なくとも数日間は続いた可能性がある。

　　そして第２段階が始まった。マグマだまりは直径10キロメートル以上、厚さ１キロメートル程度の薄い円板状で、噴火前は1000気圧以上のマグマで満杯になっていた。高圧のマグマは、いわば広大な地下空洞の天井を支える柱としての役割を果たしていた。ところが数度のプリニー式噴火でかなりの量のマグマが放出されると、マグマだまり内の圧力が低下、マグマが支柱としての役割を果たさなくなった。

　　マグマだまりの天井を構成する直径10キロメートル以上、厚さ数キロメートルの巨大な岩盤は、マグマだまりの側壁だけで支えきれるものではない。側壁上部の至るところから地表に達する亀裂が走り、そこを伝って高温高圧のマグマが噴出、激しい火山爆発を起こし始めた。

　　最終的には、そうした亀裂が相互につながって直径10キロメートル以上ものリング状の火口が形成されたようだ。

　

　■鹿児島にも火砕流や津波

　

　　マグマだまりの天井を構成していた岩盤は、周囲の岩盤と切り離され、マグマだまりの中に落ちることになる。落ちる先にはマグマが満ちているので、落下する岩盤はピストンとなってマグマを押し込む。すると膨大な量のマグマが、リング状の火口から一気に噴出、大火砕流が発生した。

　　火砕流は40キロメートル以上離れた種子島や屋久島、さらには九州本土に上陸し、現在の鹿児島市街地近くまで到達した。大津波や大地震も発生したとみられている。

　（詳細は25日発売の日経サイエンス４月号に掲載）

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判明したＳＴＡＰ細胞の正体 最後に残る謎

　

　

　

　　2014年６月25日未明。横浜にある理化学研究所統合生命医科学研究センターの遠藤高帆上級研究員は、３日前に若山照彦山梨大学教授から届けられたＳＴＡＰ幹細胞「ＦＬＳ」に関連する遺伝子配列データを見ていて、奇妙なことに気づいた。

　

　

　ＳＴＡＰ細胞と、そこから作られた緑のマウス（写真）、マウスに注射して作ったテラトーマ（奇形腫）、２種類の幹細胞はすべて10年前に作られたES細胞からできていたことがわかった

　　ＦＬＳは、小保方晴子氏が作ったＳＴＡＰ細胞から若山氏が作製したもので、ＳＴＡＰ細胞にはない増殖能力を備え、目印としてマウスの全身で緑に光る蛍光たんぱく質の遺伝子が入っていた。だが解析の結果は、そこに精子で光る別の蛍光たんぱく質の遺伝子が入っていることを示していた。

　

　■解析に３グループ動く

　

　　この発見は、理研発生・再生科学総合研究センター（現多細胞システム形成研究センター、ＣＤＢ）の小保方元研究ユニットリーダーらが2014年１月に発表した「ＳＴＡＰ細胞」の実態を解明する突破口となった。ＦＬＳからはマウスを作ることができ、ＳＴＡＰ細胞が多能性を持つ確実な証拠とされていた。すでに数々の疑義が浮上していたが、その正体と思われる細胞が、このとき初めて浮上した。

　

　　若山氏は、2013年３月までＣＤＢに研究室を持ち、全身で光る蛍光たんぱく質と、精子で光る蛍光たんぱく質の遺伝子をセットで持つ黒マウスを飼育していた。大阪大学の岡部勝・元教授が遺伝子導入技術で作ったマウスだ。

　

　　ＳＴＡＰ細胞は、このマウスに由来する可能性がある。遠藤氏はその日のうちに、ＣＤＢと若山氏に解析の結果を連絡した。理研はそれまで一貫して「論文は撤回するので新たな調査はしない」と明言し、残された細胞やマウスの調査にも消極的だったが、５日後の６月30日、一転して論文の予備調査に入ると発表した。

　

　　ＣＤＢは小保方氏の冷凍庫から見つかったＦＬＳのゲノム（全遺伝情報）の解読に踏み切り、若山氏も保存していたＦＬＳのゲノム解析の道を探った。この解析は最終的に、遠藤氏ら５人の研究者グループが担った。これとは別に、東大グループがＮＨＫの委託を受け、若山氏のＦＬＳの解析に着手した。

　

　■最初から存在しなかった

　

　　曲折はあったが、３グループとも12月末までに、同じ結論にたどり着いた。ＦＬＳは、かつて若山研に所属していた大田浩研究員が2005年に、岡部氏の黒マウスと市販の白マウスを交配して受精卵を取り、そこから作った胚性幹細胞（ＥＳ細胞）だった。ＥＳ細胞は発生の研究室ではよく作られ、その手法は確立している。

　

　　９月に発足した調査委員会（桂勲委員長）は、ＣＤＢの解析に基づいて詳細な調査を行い、今回の論文で「ＳＴＡＰ細胞から作った」とされていたものは、ＦＬＳのほか、マウス、マウスに注射して作ったテラトーマ（奇形腫）、別種の多能性細胞であるＦＩ幹細胞のすべてが、10年前に大田研究員が作製し、その後何の研究にも使われていなかったＥＳ細胞からできていたことを明らかにした。ＳＴＡＰ細胞は、最初から存在しなかったのだ。

　

　　調査では「129/ＧＦＰ　ＥＳ」（129は市販の白マウス、ＧＦＰは蛍光たんぱく質を意味する）と書かれたチューブが小保方氏の冷凍庫から見つかり、中身が大田氏のＥＳ細胞だったことが確認されている。

　

　　大田氏は2010年３月に理研から転出し、その際にＥＳ細胞は「すべて運び出したつもりだが、同じ株がＣＤＢにあったのなら、置き忘れたのかもしれない」と話している。だがチューブのラベルは大田氏が書いたものではなく、このチューブがどのようにして小保方氏の冷凍庫に入ったかは今もわかっていない。

　

　（詳細は24日発売の日経サイエンス３月号に掲載）

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ある日「天才」が目覚める 脳が秘める無限の可能性

　

　

　

　　人間の脳には解明されていない謎が多く、まだまだ不思議がいっぱいだ。私たちが普段使っているのはごく一部だけで、実は自分でも意識しない隠れた天才的な能力が脳に秘められているかもしれない。何らかのきっかけで、それが目覚めることがある。

　

　■頭への衝撃がきっかけ

　

　　米国の10歳の少年オーランド・セレルはある日、野球のボールを頭に受けて気を失った。彼はその後、事故後のすべての日についてその日が何曜日であり、どんな天気だったかを正確に思い出せるようになった。経験した毎日の出来事も詳細に再現できる。

　　コロラド州で企業トレーナーをしていたデレク・アマートは40歳当時の2006年、プールの浅い場所に頭から飛び込んで深刻な脳震盪（のうしんとう）を起こして片方の耳が不自由になった。

　

　外部から脳を電気や磁気によって刺激することによってサヴァンのような優れた能力を引き出す試みも注目されている。画像は経頭蓋磁気刺激のイメージ＝AXS Biomedical Animation Studio

　　退院後、どういうわけか、それまで触ったこともなかったピアノに強い興味を覚えた。彼の頭の中では黒と白の小さな点が浮かび、それをピアノで音符に置き換えられるようになった。彼は現在、作曲・演奏・レコーディングを職業にしている。

　　これらは「後天性サヴァン症候群」と診断された人たちの例だ。通常のサヴァン症候群は、多くは言語や対人関係などの能力に障害がみられるものの、音楽や芸術、数学、記憶といった分野で並外れた才能を生まれながらに示す。これに対して後天性のサヴァンは、２人の例のように、事故などで頭部に損傷を負い、それがきっかけとなってそれまで全く見られなかった才能が開花するのだ。

　　なぜこのようなことが起きるのか、詳しいことはわかっていないが、ヒントとなる脳の症例がある。認知症の中でも前頭側頭型認知症（ＦＴＤ）という病気の患者がサヴァンのような能力を示す例が報告されている。この病気はアルツハイマー病とは違い、侵されるのは前頭葉だけで、脳の他の場所は正常なままだ。

　

　■ブレーキが外れる？

　

　　ＦＴＤでは特に脳の左前側頭領域と眼窩（がんか）前頭皮質がよく侵される。この２つの領域は後頭部から送られてくる視覚系の活動を抑制する働きをしている。ＦＴＤを患うとこうしたブレーキ役が解除され、芸術的な感性が生じるようだ。

　　また一部の脳領域の活動低下を埋め合わせるように、他の領域の活動が高まることも理由の一つとみられている。

　　こうした隠れた能力を事故などでなく、人為的に導き出すことはできないのだろうか。その有力な方法と考えられているのが、電気や磁気によって脳の特定の部分を外部から刺激するやり方だ。

　　オーストラリア・シドニー大学の研究者らは、頭皮から弱い直流電流を流す経頭蓋電気刺激（ｔＤＣＳ）という手法で、被験者にサヴァンのような能力を誘発することに成功した。こうした手法の安全性が確認されれば、能力開発や精神疾患の治療に今後広く使われるようになりそうだ。

　（詳細は25日発売の日経サイエンス２月号に掲載）

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老化防止も 「瞑想」の効用、脳科学が解明

　

　

　

　　古くからの精神修養法である「瞑想（めいそう）」。世界の主要な宗教で取り入れられ、近年は一般社会でも、座禅やヨガなどが平常心を養い心身の健康を増進させる手段として受け入れられている。瞑想の効用やそのメカニズムが最新の脳科学によって確認されつつある。瞑想を重ねることによって脳の特定の部分の構造や大きさが変化するといった、意外な効果もわかってきた。

　

　

　瞑想を続けることで脳の構造や大きさが変わる。画像はイメージ（イラスト：Bryan Christie）

　■大人でも脳は発達する

　

　　かつては成人になった後は、脳細胞は増えないし、脳の構造は大きくは変わらないと考えられていた。しかし実際には、バイオリニストが練習を積むと、脳内で指の動きを制御する領域が成長することにみられるように、経験や訓練によって脳は変化する。同様のことが瞑想の訓練を積むことによっても起こるという。

　　瞑想者は自分で精神状態を調整して、ある種の内的な充実感を達成しようとする。こうした訓練が、集中力を高めたりストレス解消になったりするのにとどまらず、脳に生理学的な変化が起こることが、大学などの研究で確かめられつつある。

　　米ハーバード大学の研究グループが磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）を使って、仏教の瞑想法を長期間修行してきた人たちの脳を調べたところ、前頭前皮質の一部（ブロードマン領野９および10）と島皮質における脳組織の体積が、対照群よりも大きくなっていることが明らかになった。脳のこれらの領域は注意や感覚情報の処理といった役割を担っている。この結果は、加齢に伴って脳組織の体積が減る傾向を、瞑想によって抑制できる可能性を示している。

　　被験者のうち瞑想によるストレス低減の効果が高かったグループを追跡調査したところ、不安処理に関連した部位である扁桃（へんとう）体の体積が減少していたこともわかった。

　

　■ストレス知らずに

　

　　瞑想によって、炎症やストレスの要因を分子レベルで低下させられることを示す証拠も挙がりつつある。米ウィスコンシン大学などの研究グループは、仏教の瞑想法の１つであるマインドフルネス訓練を集中的に行うことで、特に瞑想の経験が豊富な人の場合、炎症に関係した遺伝子の活動レベルが低下することを確認した。

　　また米カリフォルニア大学デービス校の研究者は、細胞の老化の抑制に関係した酵素であるテロメラーゼの活動が瞑想をした後で活発になることを見いだした。これは瞑想によって細胞老化の進行を遅らせられる可能性を示唆している。

　（詳細は25日発売の日経サイエンス１月号に掲載）

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オリンパス、海外機関投資家ら86社と110億円支払いで和解

　

　［東京　２７日　ロイター］ – オリンパス(7733.T: 株価, ニュース, レポート)は２７日、過去の決算の虚偽記載によって損害を受けたとして海外の機関投資家や年金など計８６社から提起された総額３７６億円の賠償請求について、最大１１０億円を支払うことで和解したと発表した。

　３７６億円の損害賠償請求は、２０１２年６月付および１３年６月付に提起された訴訟の合計額で、１３年４―９月期に訴訟引当金１７０億円を計上済み。このうち６０億円はテルモ(4543.T: 株価, ニュース, レポート)との和解に充てており、残る１１０億円を今回の支払いに充てるため、今期の業績予想に影響はない。これにより、同社が引き当て済みの訴訟はすべて和解が成立した。

　一方で、オリンパスに対しては、１４年４月に国内の信託銀行６行が提起した２７９億円など、計４９０億円の損害賠償請求が残っている。オリンパスによると、残る損害賠償請求に対する引き当ては未定。

　オリンパスの虚偽記載事件は１１年１０―１１月に発覚し、同年１２月に過去の決算を訂正するに至った。

　

　 (村井令二)

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