物質の微視的構造が示す振る舞いを高精度に理解することは新規材料の創出や特性制御に不可欠ですが、その本質的理解には膨大な計算資源を要する量子力学計算が必要であり、大規模材料探索や迅速な設計の大きな障壁でした。東北大学大学院工学研究科の滝川敦之大学院生、同大学金属材料研究所の清原慎講師、熊谷悠教授らのグループは、物質の原子配列情報のみから誘電率へのイオンの寄与を高精度に予測できるAI手法を開発しました。具体的には、物質の結晶構造をグラフとして表現し、グラフニューラルネットワーク（GNN）を用いてBorn有効電荷（注４...

Gタンパク質共役型受容体（GPCR）は、ホルモンや神経伝達物質などの刺激を受け取り、細胞内へ情報を伝える膜タンパク質です。GPCRの情報伝達の主要な経路として、三量体Gタンパク質注4を介した細胞内カルシウムイオン（Ca2+）の濃度上昇があり、神経伝達物質の分泌や筋肉の収縮など多様な生命現象を制御します。しかし、この細胞内Ca2+濃度の変化は数秒から数十秒の短時間で起こるため、細胞内Ca2+応答の計測には特殊な測定機器が必要でした。東北大学大学院薬学研究科博士課程 土居耕介 ...

東北大学大学院医学系研究科の中澤徹教授らの研究グループは、前眼部を観察する細隙灯検査が可能な、場所を選ばない小型AI搭載システムの開発に成功しました。独自開発の軽量AIにより、通信環境のない場所においても高精度な補助診断の実現が期待されます。また、従来の細隙灯検査に用いられている細隙灯顕微鏡に対し約6分の１の低コスト化を実現しました。さらに、検査者が自ら操作できる自撮り機能を搭載したことによって、専門医のいない健診・福祉施設や駅などの公共施設でのスクリーニングが可能となり、白内障や緑内障の早期発見に寄与します。本システムは、国内外の...

これまで、読み聞かせが言語能力に良い影響を与えることは知られていましたが、運動能力や社会性を含む広範な発達領域への影響については十分に解明されていませんでした。東北大学大学院医学系研究科小児病態学分野の大学院生中村 春彦医師、同科発達環境医学分野の大田 千晴教授らの研究グループは、環境省が実施している「子どもの健康と環境に関する全国調査（エコチル調査）」に参加する約10万人のうち、必要な情報が揃っている36,866組の母子ペアのデータを用いて、絵本の読み聞かせが幼児期の発達に与える影響を検討しました。その結果、3歳時点での発達スコアを用いた解析では、読み聞かせの頻度が高いほど、5つ...

物質中に必ず存在する点欠陥は、材料特性を大きく左右する重要な要素であり、新材料の発見においてその特性の把握は不可欠です。しかし、欠陥形成エネルギーの評価には多大な計算資源が求められる量子力学計算が必要であり、実用材料探索の大きな障壁となっていました。東北大学大学院工学研究科の澁井千紗大学院生（研究当時）、同大学金属材料研究所の清原慎講師、Soungmin Bae助教、熊谷悠教授らは、結晶をグラフとして扱うグラフニューラルネットワーク（GNN）を活用し、半導体や絶縁体中の欠陥がとり得る複数の電荷...

国立大学法人東北大学（以下、東北大学）、一般財団法人光科学イノベーションセンター（以下、PhoSIC）及び国立研究開発法人日本医療研究開発機構（以下、AMED）は、11月11日より、3GeV高輝度放射光施設NanoTerasu（以下、NanoTerasu）のコアリションビームラインBL09Uにおいて、東北大学が中心となって整備を進めてきたタンパク質構造解析エンドステーション（以下、MX-ES）の運用を開始します。本MX-ESはタンパク質のような複雑かつ巨大な生体高分子の立体構造を原子レベルで決定することが出来るエンドステーションで、メールインによる完全自動測定と東北大学サイバーサイ...

磁性材料において、隣接する磁気モーメント間の結合強度を表す「交換スティフネス定数」は、磁区（注4）構造や磁気応答特性を決定する最も重要な物性値の一つです。この値の正確な測定は、磁気記録デバイスやスピントロニクス素子の設計において必要不可欠ですが、従来の測定法には装置の高コスト化や試料の損傷といった課題がありました。東北大学、豊橋技術科学大学、信越化学工業株式会社、トルコ・コチ大学による国際共同研究グループは、大規模3次元マイクロ磁気シミュレーション（注5）...

J-DEPP研究では、これまでの研究成果をもとに、自治体が地域で認知症発症/進行の早期発見に取り組むための実践的な「手引き（ガイド）」を作成しました (図3)。この手引きは、地域において認知症発症/進行のリスク早期発見・早期介入・診断後支援を実践する際の参考となるよう、体制準備、市民啓発、住民への周知・リクルートの仕方、認知症スクリーニング検査の実施、検査後の受診推奨、認知症カフェやピアサポート、本人ミーティングなどの支援へのつなげ方などを具体的にまとめたもので、実際に全国各地で行われた事例や工夫が掲載されています。手引きの作成にあたっては、まず全国の自治体を対象に調査を行い、認知...

緑内障は日本における失明の主要原因ですが、初期段階では自覚症状が少なく診断が難しいという課題があります。　東北大学大学院医学系研究科眼科学分野の中澤徹（なかざわとおる）教授、シャルマ・パーマナント准教授らの研究チームは、AIを活用した緑内障スクリーニング（AI-GS）ネットワークを開発しました。このAIは、緑内障の診断上重要な所見を個別に解析し、それらの結果を統合して緑内障の有無を判定します。8000枚の眼底写真を用いた検証結果では、感度93.52%、特異度（注4...