2019 Fiscal Year Research-status Report
Frontier of Quantum Life Science: Study of Emergence of Contrast in Innovative MRI
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19K22957
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
佐々木 進 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (80323955)
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2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | 核磁気共鳴 / 量子パルス / 振動現象 / 量子生命科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【背景】医療に欠かせない装置となったMRIであるが，その開発はもっぱら上層技術である画像取得に限られ，根幹技術である核磁気共鳴法NMRは30年前の技術のままである。申請者は，自ら構築したNMR装置に改良を重ね，これまで様々な量子現象を解明するとともに，量子計算の分野において量子パルス照射によってコヒーレンスが増大することを先駆的に報告してきた。
【目的】近年，液体やゲルに量子パルスを照射すると，信号強度が著しく振動するという異常な現象を世界で初めて見出した。さらに，これまで信号強度の区別が困難であった類似のファントム（尿・ゼラチン・食塩水）において，量子パルスの間隔を変えれば所望物質のNMR信号のみを強化できる事を見出した。これを用いた「実用化研究」は，2018年度にAMED先端計測に採択された。本課題では，この現象の＜本質の解明と量子生命科学の新分野を構築する事＞を目的とする。
【挑戦的研究としての意義】量子計測技術を生組織に展開する過程で自ら見出した新奇現象に着目し，得意とする量子物理の手法でその本質を解明しようとする点，それを突破口として量子生命科学の新しい柱を打ち立てる点に意義がある。
【研究開始時の課題】量子パルスにより信号強度が著しく振動する現象は，特異で顕著であるだけに，一見すると再現性が無いのでは，との指摘がなされることがある。2019年は，まずは測定条件が同じであるかがり，必ず再現する現象であることを明らかにした。また，再現しないと思われることがあったが，その原因を突き止めた。本課題提案および開始時には，ナトリウムに対してだけ見られたが，装置のアップグレードにより，プロトンでもナトリウム同様に顕著に観測されることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題の根幹，すなわち量子パルスによる信号強度の顕著な振動現象が，同じ測定条件であれば必ず同様に再現することを様々な条件下で明らかにした。これは本研究課題においてこれまでよく指摘されてきたことであり，今後の研究の基盤となるものであるため，最初で最重要な課題をクリアしたことを意味するからである。さらに，確かに再現性がよくない現象もあったが，その原因が測定装置を校正するハードウェアの特定の電子部品であることも突き止めたからである。このことは，本現象を解明する基盤となるのはもちろん，これを新規のMRIに展開するための極めて重要な情報を敵将したことになるからである。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度に，量子パルスによる振動現象における再現性，ナトリウムだけではなくプロトンでも再現性をもって観測性されることを明らかにした。今後は，本研究課題の本丸，すなわち振動現象が発現する機構を解明する。
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| Causes of Carryover |
2019年度は，申請時の装置で遂行可能であったため。また，液体窒素は2018年度に調達したAMED資金によって循環使用可能となったため。
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