ライフ・バイオ・メディカル領域基盤
菅野江里子

「光覚」回復の研究と融合研究

現在、第一級視覚障害者は30万人に及び、また遺伝子異常による保因者は日本人2500人に1人、人口では４～5万人いるとされています。これらの障害者に対し、現在のところ網膜の変性を遅延させる処置が行われていますが、必ずしも効果的であるとは言えません。そして、一旦失明に至ると視覚を取り戻す方法はありません。これらの障害者に対して、「光覚（光を感じる能力）」の回復は、周囲の状況を判定可能にし、生活の質（Quality of Life）を向上させる事ができると考えられます。私は、この光覚を取り戻す方法として、2つの面からアプローチを行っています。
　1つはデバイス(人工網膜)を用いた視覚再生です。人工網膜は人工感覚器の一つです。先行する人工感覚器としては、人工内耳の成功が挙げられます。人工網膜は、網膜上に移植したチップから光に応答した電気刺激を網膜に与え、神経節細胞という脳への情報伝達を行っている網膜の細胞を興奮させて、視覚を得るというものです。
　もう1つの視覚再生方法として、緑藻類由来遺伝子、チャネルロドプシン2を用いた研究を行っています。この遺伝子を導入した網膜の神経節細胞は、一つ一つが光に応じた興奮を引き起こし、光情報を脳へ送ります。すなわち人工網膜と同じ原理で視覚が得られます。本研究では、本学の工学部バイオロボティクス講座、医工学研究科、医学部システム生理学、生命科学研究科、及び国際高等融合領域研究所と連携して視覚の再生を目指しています。
　融合研究というと、新しい学問のように聞こえますが、これまで概念がなかっただけで、存在していたと私は考えています。私の場合は視覚というテーマを研究していく上で、工学デバイスが必要となったり、解析システムの必要性が生じたり、高等動物の行動学を知る必要が生じたり、と異分野の研究を取り入れる必要がありました。
　国際高等融合領域研究所では、異分野に任せるのではなく、自らも異分野を知る姿勢が問われます。難しいことではありますが、今後も他分野の研究者に学びながら研究を進める事で、融合研究を進めて参りたいと思います。

先端基礎科学領域基盤
境　　毅

超高圧極限における地球惑星科学と物性物理学の融合フロンティア

地球の内部は高温高圧の世界になっています。特に地球の中心部は圧力が360万気圧、温度は5000度以上という極限状態にあります。私はＧＣＯＥ「変動地球惑星学の統合教育研究拠点」の固体地球研究グループの一員として、地球中心核の構造・物性を明らかにするために、このような極限状態にある地球中心核条件を実験室で再現するという目標を目指して研究をしています。
　地球や惑星の内部を研究する分野に限らず、物性物理学の分野においても200～400万気圧の領域（マルチメガバール領域）は実験的に非常に難しく、まだあまり研究がありません。従ってこのような超高圧条件で物質がどのような振る舞いをするのかということは、地球惑星科学と物性物理学の融合的なフロンティアといえます。
　高い圧力を発生させるためにはより小さい範囲に力を集中させる必要があります。超高圧実験の難しさの大きな一つの理由はより高圧力での実験ほど試料が小さくなることですが、半導体工学分野で広く使用されている集束イオンビーム(FIB)加工機や遺伝子工学などの分野で用いられるマイクロマニピュレータといったナノ技術を応用することで、マルチメガバール領域での実験が可能になってきています。
　私なりの融合研究とは、自分の研究の目標をしっかり持ち、それに向かってあらゆる分野・手法を駆使していくこと。その時に例えば既存の方法で難しいならその分野に飛び込んで改良を行うこと。書き出してみると当たり前のようですが、分野融合・技術融合・人との融合を忘れないように心において日々研究を行っています。

情報工学・社会領域基盤
田主 裕一朗

より快適な情報社会の実現のために

現代の情報化社会ではあらゆるところにコンピュータが組み込まれており、その性能はとどまるところなく指数関数的な向上を続けています。これを支えているのがシリコンテクノロジーによる半導体電子デバイスを集積したLSIです。LSIはその加工寸法を縮小することで性能向上が図られていますが、加工寸法縮小に伴い配線遅延と呼ばれる問題が深刻になりつつあり、現在ではLSIの性能向上を阻む最大の要因となっています。この問題を打破するために、従来の二次元的な金属配線に代わる手段としてLSIの三次元化や光配線などの研究開発が盛んにおこなわれています。
　私は「三次元薄膜トランジスタと光配線を融合した超階層モジュール型集積デバイス」というテーマを掲げ、研究を行っています。薄膜トランジスタの積層により三次元化の達成、さらに薄膜トランジスタに適した光配線を確立し、これらの技術を融合することでさらに高性能なコンピュータの実現を目指しています。
　この目標を達成するには半導体の基礎物性や材料科学の知識から、デバイス作製技術や評価測定技術まで幅広い分野の知識が求められます。これらの学問を総合し融合的に研究を進めることで配線遅延問題を解決し、より快適な情報社会の実現に貢献したいと考えています。