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  • 第3回アクアフォトミクスヨーロッパ会議

    第3回アクアフォトミクスヨーロッパ会議

    第3回アクアフォトミクスヨーロッパ会議は、今年、イタリア近赤外分光学会(SISNIR https://www.sisnir.org/ )とアクアフォトミクス国際学会の共同開催により、荘厳で時を超えた都市、イタリア・ローマにて開催されました。

    2006年12月13日にローディで設立されたSISNIRは、現在100名を超える会員を擁しています。世界でも最大級かつ最も活発なNIR学会のひとつとして、SISNIRの目的は、近赤外分光法(NIRS)の科学的知識の普及、隔年開催のNIRITALIAシンポジウムなどのイベントの企画、そして若手研究者の国際会議への積極的な参加を支援することを通じて、イタリアの科学コミュニティへの貢献を高めることにあります。

    図1.第3回アクアフォトミクスヨーロッパ会議は、本年イタリア・ローマで開催されました。

    イタリアNIRコミュニティの支援を受け、第3回アクアフォトミクスヨーロッパ会議は、長引く渡航制限と交流の機会の制約を乗り越えた後に再会する素晴らしい機会となりました。この集いは、旧友との再会、新たに登場したアクアフォトミクス研究者の世代との交流を可能にし、永遠の都ローマの美しさを堪能しながら、世界最高のピザや極上のジェラートを味わい、濃厚なエスプレッソを片手に心躍る会話を楽しむ場となりました。

    会議は4日間にわたり、9月1日と2日に開催された「アクアフォトミクス・サマースクール」から幕を開けました。この特別なトレーニングプログラムは、主にNIR分光法やケモメトリクスの研究者、そして他分野の研究者を対象に、この“オミックス”分野の基礎を学ぶことを目的として設計されました。

    初日の講義は、ハンガリー・ブダペストのハンガリー農業生命科学大学(MATE)のゾルタン・コヴァーチ教授によって開講されました。コヴァーチ教授は、ツェンコヴァ教授が日本でアクアフォトミクスを創設して以来の発展をたどりながら、現在の世界およびヨーロッパにおける展開について紹介しました。また、アクアフォトミクスの第4世代と呼ばれる最新の進展や、その多様な応用についても詳しく解説しました。

    図2.第3回アクアフォトミクスヨーロッパ会議は、9月1日から4日まで、ローマ中心部に位置する歴史ある元修道院「カーサ・ラ・サッレ」にて開催されました。会議には、約10か国から50名の参加者が集まりました。

    初日の中心テーマはアクアフォトミクスの応用であり、イタリア・ジェノヴァのDIFAR大学のクリスティーナ・マレゴリ助教授によってさらに掘り下げられました。彼女の講演「Applications – Water is Everywhere(水は至るところにある)」では、多くの実践的な応用の可能性が紹介され、この分野における重要なノウハウが伝えられました。

    応用に焦点を当てた講義の締めくくりとして、ガーナのクワメ・エンクルマ科学技術大学(Kwame Nkrumah University of Science and Technology)生物科学学部・食品科学技術学科の講師ジョン=ルイス・ジニア・ザクー博士が、「農業・食品分野におけるアクアフォトミクス」という講演を行いました。ザクー博士は、アクアフォトミクス研究者の「第3世代」に位置づけられ、ハンガリーでコヴァーチ教授の指導のもと博士課程を修了しました。なお、コヴァーチ教授自身もツェンコヴァ教授のポスドク研究員でした。博士号取得後、ザクー博士はガーナへ戻り、食品科学技術学科で実験室委員会委員長や試験補佐官を務めながら、ガーナにおける自身のアクアフォトミクス研究グループを立ち上げました。

    図3.アクアフォトミクス・サマースクールの最初のセッションには、この分野を代表する研究者であるゾルタン・コヴァーチ教授、クリスティーナ・マレゴリ准教授、ジョン=ルイス・ジニア・ザクー講師が登壇しました。彼らはアクアフォトミクス研究の最前線に関する貴重な見識を示すとともに、多岐にわたる応用分野における豊富な経験を共有しました。

    ワークショップ2日目は、水の化学と物理をさらに深く掘り下げ、実験の改善やデータ解析に関する実践的な側面にも焦点が当てられました。イタリア新技術・エネルギー・持続的経済開発庁(ENEA)を代表するアントネッラ・デ・ニンノ博士が、水の化学と水の振動分光に関する講義で2日目の幕を開けました。続いて、日本・神戸のアクアフォトミクス研究部門からムンチャン・イェレナ准教授が登壇し、近赤外分光法とそのアクアフォトミクス発展における重要な役割について解説しました。彼女は、自身の経験に基づき、機器選定、信号品質評価、実験手順、そしてアクアフォトミクスに特化したデータ解析手法に関する実践的な指針を示しました。

    その後の2つの講義は、この基盤をさらに発展させました。ローマ・ラ・サピエンツァ大学のフェデリコ・マリーニ教授は、ケモメトリクスおよびスペクトルデータ解析の第一人者として、アクアフォトミクスに不可欠なさまざまなデータ前処理戦略を解説しました。特に、アクアフォトミクス分野におけるデータ解析の課題に対応するために近年開発された前処理技術の重要性を強調しました。

    最後に、神戸大学でコヴァーチ教授とともにアクアフォトミクス用データ解析ツール「aquap2」パッケージを開発したコンサルタント兼データアナリストのベルンハルト・ポルナー医師が講義を行いました。彼は、このR環境向け専用パッケージの機能を、多くの事例と実践的なガイドを通じて効果的に示し、解析プロセス全体を加速させるだけでなく、アクアフォトミクス分野の教育支援においても重要なツールとなることを強調しました。

    図4.アクアフォトミクス・サマースクール2日目の様子。左から順に:アントネッラ・デ・ニンノ博士、イェレナ・ムンチャン准教授、フェデリコ・マリーニ教授、ベルンハルト・ポルナー博士(コンサルタント)。

    同日の夕方、会議はルミアナ・ツェンコヴァ教授の講演によって正式に開会されました。講演のタイトルは「アクアフォトミクス ― 新しい統合的科学・技術・教育プラットフォーム」であり、ツェンコヴァ教授は、アクアフォトミクスを以下の3つの重要な発展方向をつなぐ共通基盤とするビジョンについて語りました。すなわち、水と光の相互作用に関連する現象を発見・解明することを目的とした基礎研究、新たに得られた知識を活用することで必然的に進む技術開発、そして最後に、この新しい知識を科学コミュニティのみに留めず広く社会全体に共有し、社会的価値観や未来の社会動向に影響を与えることを目指す教育的側面です。

    さらに彼女は、量子現象と意識における水の役割が交差する魅力的なテーマに関する新たな知見も紹介しました。その中で、水や微小管に由来する「レーザーのような」および「ホログラムのような」現象の出現を例に挙げました。ツェンコヴァ教授は、アクアフォトミクスは単なる科学・技術・教育の分野にとどまらず、それ自体が「生き方」であると強調しました。そして「Aquaphotomics」という名称の日本語訳として「水光道(みこうどう)」を紹介し、「水(み)」「光(こう)」「道(どう)」が合わさり、「水と光の道」という意味になることを説明しました。

    図5.アクアフォトミクス創始者ルミアナ・ツェンコヴァ教授による講演をもって、会議が正式に開会されました。

    その後の2日間にわたり、会議では2つの基調講演、10件の口頭発表、そしてポスターセッションが行われました。

    最初の基調講演は、イタリアのCREA(農業研究・食料変換技術研究センター、ミラノ部門)のティツィアーナ・カッタネオ博士によって行われました。カッタネオ博士はアクアフォトミクス分野の先駆者であり、ベテランとして広く知られています。彼女の講演では、アクアフォトミクスとの最初の出会いから始まり、長年にわたって研究グループが貢献してきた数多くの発展の節目を振り返りながら、その研究の歩みを雄弁に語りました。

    図6.アクアフォトミクスの顔 ― 第3回アクアフォトミクスヨーロッパ会議における講演者たちの様子

    彼女はアクアフォトミクス研究者の模範であり、食品生産や品質管理の実践に深い意味を持つ科学・技術としてのアクアフォトミクスの発展に大きく貢献しただけでなく、献身的な教育者としても活躍しています。長年にわたる彼女の揺るぎない努力は、イタリアにおける新しい世代の研究者の思考を育み、その技能を磨くうえで重要な役割を果たしてきました。

    彼女の最近の業績の一つに、博士論文「Non-destructive Spectroscopic Technology Applied to Sustainable Food Transformation Processes for Monitoring the Horticultural Supply Chain(園芸サプライチェーンのモニタリングのために持続可能な食品変換プロセスに適用された非破壊分光技術)」があります。この論文において彼女は、アクアフォトミクスとクラウドサービスを統合し、食品製品の品質を効率的に評価・監視できる革新的なクラウド型データベース「Aquacontrol」プラットフォームを創出したことを示しました。

    2つ目の基調講演は、ブリュッセルの欧州がん・環境研究センターを代表するリヴィオ・ジュリアーニ博士によって行われました。彼の講演「Exposure of iPSC-Cardiomyocytes to Ca2+-ICR Modulates Gene Expression According to Maturation Pathways」では、カルシウムのサイクロトロン共鳴に応答して遺伝子が上方制御および下方制御されるという説得力のある証拠が提示されました。ジュリアーニ博士は、この現象を「非電離」放射線が実質的に水を電離するという概念に基づいて画期的に説明しました。この電離プロセスは、細胞内の生化学反応を駆動するのに必要なエネルギーを持つコヒーレント水ドメインの形成につながるというものです。

    会議ではまた、日本のイェレナ・ムンチャン准教授およびブルガリアのステフカ・アタナソヴァ教授による発表も行われました。両者は長年アクアフォトミクスに取り組んできた専門家として知られています。ムンチャン教授は、アクアフォトーム・マッピングに関する自身の研究について発表しました。これは20年以上にわたり、水の近赤外領域で発見されてきた吸収バンドに関する知識を統合する体系的な試みです。特に第一倍音領域における研究の進展は大きく、その完成が間近に迫っていることを強調しました。ムンチャン教授は、特定の吸収バンドを割り当てるだけでなく、それらの吸収が示す水の機能性を明らかにすることの重要性を強調しました。つまり、各水分子構造が特定の役割を果たすために利用可能なエネルギーを、吸収スペクトルから読み解くという視点です。

    一方で、アタナソヴァ教授は、トウモロコシにおける水ストレス診断に関する研究を発表しました。彼女の実験アプローチでは、水ストレスに対して通常の抵抗性を示す系統と、極めて高い耐乾燥性を特徴とする突然変異の自殖系統という、2種類の異なるトウモロコシ系統を用いています。彼女の研究成果は、植物が水ストレスに対抗する能力に関与する水の分子種を理解する上で重要な手がかりを提供し、トウモロコシ研究における大きな貢献となりました。

    また会議では、アクアフォトミクス研究分野の新しい参加者たちも登場し、実践的・基礎的両面から貢献を果たしました。ローマ・サピエンツァ大学のエルマル・ニコッラリ博士は、水の「二流体挙動」に関する興味深い発見を発表しました。この現象は、液体の水および4種類のイオン水溶液の誘電応答を通じて観察されました。ニコッラリ博士は、THzデータとATR-FTIR分光を組み合わせ、水の「二状態」概念とは異なる「二集団モデル」を提示し、水分子種の多様性に光を当てました。

    スロベニアからは、リュブリャナ大学のチェラル・ヤネツ准教授が登壇しました。彼はハンガリーのコヴァーチ教授と共同で、無機イオンや高分子電解質の水溶液についてより深い理解を得ることを目的とした研究を行っています。講演では、これらの系における未解決の課題を多数指摘し、特にアイソスベスティックポイントの挙動に焦点を当てました。そして、水分補正係数を用いた新しいアプローチを提示し、有望な知見と解決策を示しました。

    また、日本・慶應義塾大学の比較的新しい研究者は、生体内で重要な抗酸化物質であるグルタチオンの作用機序を理解するためにアクアフォトミクスを応用した研究を発表しました。彼の研究は、還元型グルタチオン(GSH)と酸化型グルタチオン(GSSG)の違いに注目しました。両者の比率は酸化ストレスや細胞の健康状態を示す重要な指標です。彼の成果は、還元型グルタチオン(GSH)の抗酸化特性に関連する水スペクトルパターンを明らかにし、電荷を持つ分子と相互作用する水和殻の存在がその特徴であることを示しました。これは、水分子種が抗酸化機能そのものを担っている可能性を示唆するものです。

    さらに今年のヨーロッパ会議で特筆すべきことは、若手研究者の大規模な参加でした。特に、10件の口頭発表のうち半数が新進の研究者によるものであり、イタリアやハンガリーにおける次世代アクアフォトミクス研究者の力強い成長を示しました。彼らは若手でありながら、成熟した姿勢、強力な研究能力、探究心、そして難しい課題に立ち向かう意欲を示しました。

    ミラノ大学のシルヴィア・グラッシは、肉のスーパー冷却における氷結形成モニタリングという未踏領域で、アクアフォトミクスの先駆的研究を行いました。彼女は、アクアフォトミクスが相転移を非破壊的に観察するツールとして活用できることを明らかにしました。これは食品産業だけでなく、製薬や医学分野にとっても有望であり、従来の示差走査熱量測定(DSC)などの熱的方法に取って代わる可能性を秘めています。さらに、このアプローチはプロセス中の水分子構造をより深く理解する手がかりを提供します。

    また、イタリア・ジェノヴァ大学のサラ・ガリリオは、NIRハイパースペクトルイメージングとアクアフォトミクスを用いて、乾燥中の非維管束着生群落の研究に挑みました。彼女の研究は、地衣類や蘚類といった微気候に大きな影響を与える生物の脱水・保水挙動に光を当てました。乾燥耐性や無水生存(アナビオシス)が可能なこれらの生物の研究は、アクアフォトミクス分野における新たな強力な研究方向として浮上しました。

    シルヴィアとサラは共に、卓越した存在感と優れたコミュニケーション能力、革新的な思考、情熱、そして困難な研究課題に立ち向かう強い意志をもって聴衆に強い印象を残しました。

    ハンガリーのMATE所属のフローラ・ヴィタリスも、有望な若手研究者として登場し、アクアフォトミクスを用いた発酵プロセスのモニタリングに関する講演で聴衆を魅了しました。彼女の発表は、昨年日本のアクアフォトミクス研究部門に2か月間滞在した際に得られた知見を反映し、アクアフォトミクスにおける顕著な進展を示すものでした。この経験が加わることで、彼女は日本とハンガリー双方のグループをつなぐもう一つの架け橋としての役割を確固たるものとし、両方の文脈から得られた知識を統合しました。

    フローラの講演を特に際立たせたのは、現代的かつ革新的なシステム ― プロバイオティクス飲料の新しい担体として注目されている「プロバイオティクス果汁」への着目でした。彼女の発表は、その科学的内容が大きな注目を集めただけでなく、卓越した創造性と高い完成度によっても際立ちました。各スライドごとに聴衆を惹きつけ、魅力的かつ有益なセッションを実現し、強い印象を残しました。

    図7.イタリアとハンガリーの若手アクアフォトミクス研究者たち:シルヴィア・グラッシ(左上)、サラ・ガリリオ(右上)、バルキス・アウアディ(左下)、フローラ・ヴィタリス(右下)。アクアフォトミクスの未来は、これら優れた若き女性研究者たちの手に託されているようです。

    同じ大学に所属するバルキス・アウアディも、ローズマリー、オレガノ、タイムといった特定のハーブにおける乾燥による植物化学成分と水スペクトルパターンの変化について、同様に魅力的な講演を行いました。この研究は、アクアフォトミクスにおける新しく重要なフロンティアを示すものです。バルキスは、乾燥方法の違いによって生じる多様な影響を強調し、総ポリフェノール含量の予測や抗酸化能の評価の可能性を示しました。彼女の研究は、アクアフォトミクスの新たな領域を切り開く重要性を強調し、ハーブの乾燥過程における植物化学成分保存への貴重な知見を提供するものです。

    さらに、ユノサト・アクアフォトミクス研究所(世界初の産業・民間アクアフォトミクス研究所、日本)から参加した若手研究者アレクサンダー・ストイロフは、アクアフォトミクスを用いた土壌分類の可能性について発表しました。彼は、土壌水分率や水分子構造の違いが土壌タイプ分類の精度にどのように影響するかを調査しました。

    会議ではまた、特別セッションとして「円卓会議」と「ヨーロッパ・アクアフォトミクス学会総会」が開催され、ヨーロッパおよび世界におけるアクアフォトミクス研究の現状が議論されました。参加者は積極的に意見を交換し、研究の方向性、現在の課題、さらなる発展に必要な要件について話し合いました。これらの議論を通じて明らかになったのは、アクアフォトミクスの主要な発展領域が創設当初から食品品質および炎症診断への応用であったことです。しかし同時に、乾燥ストレス研究や植物におけるストレス診断、さらにはストレス耐性のメカニズム理解といった分野が新たに力強く台頭していることも浮き彫りになりました。特に、遺伝子改変とストレス耐性との関係が注目されており、細胞や組織における水構造の制御能力に直結するという刺激的な成果が蓄積されています。

    さらに、主にイタリア発の新しい潮流として、近赤外分光イメージングの利用が注目されています。このアプローチは、アクアフォトミクス研究において空間的次元を加える重要な方法です。また、データ前処理や新たなデータ解析手法の探究においても大きな進展が見られます。そして何よりも、次世代研究者を育成・支援することが強調されており、今後の継続的な成長と革新を確実なものとしています。

    図8.ヨーロッパ・アクアフォトミクス学会総会にて議論を主導するクリスティーナ・マレゴリ准教授とゾルタン・コヴァーチ教授

    このような文脈の中で、コヴァーチ教授が率いるアクアフォトミクス研究グループが、ヨーロッパにおいて強力な存在として台頭していることが明らかとなりました。MATEにおける研究戦略責任者であり、食品科学技術研究所の国際渉外顧問も務めるコヴァーチ教授は、ハンガリーの食品産業デジタル化戦略の策定において中心的役割を果たしてきました。そして同様に、アクアフォトミクス分野における国際的な関係構築や共同研究の推進にも情熱を注いでいます。

    図9.ゾルタン・コヴァーチ教授が率いる「ハンガリー・アクアフォトミクス研究グループ」。左から順に:三浦トモコ・マタハリ氏(月のしずく財団理事長, https://www.tsukinoshizuku.org/)、ジョン=ルイス・ジニア・ザクー博士、フローラ・ヴィタリス、ゾルタン・コヴァーチ教授、バルキス・アウアディ、マティアス・ルカーチ、マーシー・ムキテ・バラサ、リディーマー・コフィ・アグボレグベ、ゾルタン・ギライ准教授。

    ハンガリー政府が提供するStipendium Hungaricum奨学金制度のおかげで、コヴァーチ教授はハンガリーで博士課程研究を行う国際的な優秀な研究者チームを結成することができました。各メンバーはそれぞれ独自の研究テーマに取り組んでおり、特にジョン=ルイス博士のように、自国ガーナで自身の研究グループを立ち上げた研究者もいます。将来的には、日本、中国、ヨーロッパに続き「アフリカ支部」の設立についても議論が進められており、さらなる発展の可能性が期待されています。

    会議ではまた、活発なポスターセッションも行われ、若手研究者たちに自らの研究を発表し、仲間や経験豊富な研究者からフィードバックを受ける貴重な機会が提供されました。発表内容は非常に多岐にわたり、以下のようなテーマが含まれていました:

    • 生鮮肉と解凍肉・魚の非破壊識別(ブルガリア)
    • 尿を用いた豚の発情検知(ハンガリー)
    • 超音波処理を用いた赤インゲン豆の浸漬効果モニタリング(ハンガリー)
    • 化粧品製造に使用される海洋深層水の特性評価(日本)
    • ワイン中のオクラトキシン汚染の検出(ハンガリー)
    • マウスにおける吸収放射線量の測定(日本)
    • 土壌の特性評価および分類(日本)

    このようにポスターセッションは、アクアフォトミクスの広範な応用分野を示す場であり、若手研究者の成長とネットワーク形成を支える重要なプラットフォームとなりました。

    図10.会議ではポスターセッションが行われ、若手アクアフォトミクス研究者による約10件のポスター発表が披露されました。

    非常に新しい研究テーマもいくつか発表されました。例えば、イオン性水溶液の水スペクトルパターンをアクアグラムで表現するための新しい水補正法の探究(スロベニアとハンガリーによる興味深い新規共同研究)、マイクロ波帯を用いたヒト組織の誘電特性の自動推定(イタリア)、そして電磁的ダイナミゼーションが水に与える影響の検討(イギリス)などです。

    会議は、VIAVI Solutions社と月のしずく財団からの寛大な協賛を受けました。どちらもアクアフォトミクスの発展を支えるうえで極めて重要な役割を果たしています。特に、アクアフォトミクス研究者コミュニティの間で広く使用されている携帯型マイクロNIR装置で知られるVIAVI Solutions社は、これらの装置の機能と特長を紹介する簡潔なプレゼンテーションを行いました。

    また、月のしずく財団(https://www.tsukinoshizuku.org/)理事長の三浦トモコ・マタハリ氏は、財団の資金がどのように戦略的に活用されてきたかについての詳細な報告を行いました。その投資には、研究機器の提供、若手研究者が学会に参加する際の旅費支援、教育コースへの参加支援、そして科学的成果の出版支援などが含まれており、アクアフォトミクス研究の発展に対する財団の大きな貢献が示されました。

    ヨーロッパにおけるこの会議の締めくくりにおいて、全体を支配した感情は「顕著な進展」への実感であり、特に若手研究者層の成長が際立ちました。この科学の新しい担い手一人ひとりが他者を教育し、鼓舞することで、その広がりと成長が促進されていくという期待が込められています。

    そして未来に目を向ければ、アクアフォトミクスの道は「第5回アクアフォトミクス国際会議」へと続きます。この権威ある会議は、ローマで発表され、2024年11月にアクアフォトミクスの誕生地である日本・神戸にて開催される予定です。世界中の研究者が集まり、水の精緻な世界をさらに解き明かしていくことが大いに期待されています。

  • アクアフォトミクス・ウェビナー 「脳と水と意識」

    アクアフォトミクス・ウェビナー 「脳と水と意識」

    録画


    親愛なる友人・同僚の皆さまへ

    今回のウェビナーでは、理論素粒子物理学、データサイエンス、人工知能、そして意識の科学的探究の分野において大きな貢献をされてきた著名な物理学者 ヨアヒム・ケプラー博士 をお迎えできることを大変うれしくお知らせいたします。

    ケプラー博士はエアランゲンのフリードリヒ・アレクサンダー大学で物理学を学び、量子場理論を専門とし、理論素粒子物理学の研究で博士号を取得しました。その後、産業界の研究開発に携わり、データサイエンスや人工知能の分野で要職を歴任しました。基礎物理学的な原理の探究に加えて、意識をどのように統一的な世界観に位置づけられるかという問いを一貫して追求してきました。2012年には、私的財団の支援を受けて意識の科学的研究に特化した研究所 DIWISS を設立し、理論物理学・認知神経科学・心の哲学の交差点に立つ学際的アプローチを推進しています。

    ケプラー博士の研究の中心は、意識的プロセスを支える基本メカニズムを明らかにすることにあります。その目的に近づくため、彼は脳のダイナミクスを量子場理論的にモデル化し、意識の神経相関にとって中心的な特徴である「集合現象の出現」や「同期した神経活動パターンの形成」に新たな光を当てています。

    今回の11月のウェビナーでは、「意識状態の形成における脳の神経伝達物質‐水マトリックスの役割」 と題した講演を行います。このモデルは、電磁場の真空ゆらぎ(ゼロ点場:ZPF)と脳の相互作用を扱っており、その中で神経伝達物質‐水マトリックスが重要な役割を果たすと考えられています。

    モデル計算によれば、神経伝達物質‐水マトリックスとZPFの共鳴結合によって巨視的な量子コヒーレンスが生じ、同期した神経活動パターンが形成されます。この際、特定のZPFモードが結合に応じて増幅されます。もしZPFが単なるエネルギー場にとどまらず、本質的に意識をもつ媒体であると仮定すれば、特定のZPFモードの増幅は、特定の意識状態の活性化として解釈できます。つまり、脳はZPFという「鍵盤」で和音を奏でることによって、幅広い意識状態を生み出している可能性があるのです。

    ウェビナーはこれまでどおり Zoom 上で開催され、どなたでもご参加いただけます。ぜひカレンダーにご予定を加え、2023年11月27日(月) のウェビナーにご登録ください。当日の参加リンクおよび必要な情報は、事前に「Sign up」フォームからお申し込みいただいた方へ、イベント当日にお送りいたします。

    皆さまのご参加を心よりお待ちしております!


  • Lashya Manage

    Group leader: Dr. Lashya Manage

    Affiliation: Department of Zoology and Environmental Management, Faculty of Science, University of Kelaniya, Sri Lanka

    Research Topics: Monitoring water quality in different environmental aspects, characterization of hazardous waste, environmental pollutions, Environmental toxicology, Comprehend soil characteristics and functionalities.

    Contact: lashyamanage77@gmail.com, primali@kln.ac.lk

    Description:

    Our research group is currently immersed in several vital research areas:

    1. Water Quality Monitoring: We are actively involved in monitoring the quality of water resources, both surface and underground. This includes assessing various parameters to ensure water safety and sustainability.
    2. Analysis of Hazardous Environmental Pollutants: We are dedicated to identifying, analyzing, and mitigating hazardous environmental pollutants, safeguarding both natural ecosystems and human health.
    3. Soil Degradation and Water Table Depletion: We are committed to studying the impact of diverse factors on soil degradation and the depletion of water tables. Our aim is to develop strategies for sustainable land use and water resource management.
    4. Biological Characteristics Assessment: We conduct comprehensive research on the biological characteristics of animals, fish, and insects throughout their growth cycles. This encompasses evaluating the influence of environmental and human-induced factors on these populations.
    5. Waste Byproducts and Bio-Product Innovation: Our research also focuses on finding solutions for different waste byproducts. Simultaneously, we seek to innovate new bio-products that are not only economically profitable but also environmentally friendly.
    6. With the integration of Aquaphotomics into our research framework, we anticipate a significant expansion in our research horizons. This integration will bring a fresh perspective to our methodologies, data analysis techniques, and the interpretation of our research results. We believe that Aquaphotomics will be a valuable addition to our research toolkit, allowing us to gain deeper insights and enhance the impact of our work in these crucial areas.
    7. We are excited about the potential that Aquaphotomics offers and look forward to the valuable contributions it can make to our ongoing research endeavors.

    Aquaphotomics work:

    My pioneering journey with Aquaphotomics began in August 2022 when I joined the Aquaphotomics research group as a Post-Doctoral Researcher at Kobe University in Japan. Together with the Aquaphotomics research team, we embarked on introducing Aquaphotomics and NIR spectroscopy as highly efficient and practical tools for comprehending soil characteristics and functionalities in both on-site and in-situ settings.
    Our collaborative efforts extended to conducting a diverse range of experiments at the Yunosato lab. One of our key focuses was the monitoring of Yunosato mineral waters over time to meticulously assess the consistency and variances in their water characteristics. In addition, we delved into the evaluation of various water sample types, including N power, zero power, extracted bio-functional water, and treated sewage water. Our goal was to gain a deeper understanding of their unique water characteristics and functionalities, utilizing the power of Aquaphotomics.
    Furthermore, we initiated a comprehensive study of soil-plant responses, precisely tracking and evaluating their interactions and compatibility throughout different stages of plant growth. Collaborating closely with the research team, we set out to assess soil-tested parameters using Aquaphotomics, referencing the values obtained from the Photo-nutrient analyzer.

    With the strong support of the Aquaphotomics team and upcoming research collaborations with the Department of Agrobioscience at Kobe University, our future research endeavors are poised to explore Aquaphotomics as a groundbreaking and holistic approach for the investigation of soil properties and functions. Our ultimate aim is to contribute to the development of a soil aquaphotome, further enhancing our understanding of the intricate world beneath our feet.

    Currently, we function as a dedicated research team affiliated with the Department of Zoology and Environmental Management within the Faculty of Science at the University of Kelaniya. Our extensive knowledge and substantial contributions to Aquaphotomics and other environmental research conducted in Japan are expected to bring immense value to our future research initiatives within the department.

  • 第21回国際近赤外分光会議(NIR 2023)におけるアクアフォトミクスセッション

    第21回国際近赤外分光会議(NIR 2023)におけるアクアフォトミクスセッション

    近赤外分光法に関する世界を代表する隔年会議が、今年初めてオーストリアの美しい都市インスブルックで開催されました。モットーは「Good Vibrations, Smooth Contours!(良い波動、なめらかな輪郭!)」であり、この地を象徴するとともに、科学の精神を体現し、刺激的な環境を育み、そして人と人とのつながりを大切にするという思いが込められています。

    図1.国際近赤外分光会議 NIR 2023 は、美しい景観に恵まれたオーストリアの都市インスブルックで開催されました。

    この会議は8月20日から24日まで開催され、30か国以上から380名の参加者が集まりました。インスブルック大学のクリスティアン・W・ハック教授を議長とする組織委員会が主導し、3つの授賞式と受賞講演、5つの全体講演、14の基調講演、約80件の口頭発表、さらに26件のフラッシュトークと160件のポスターを含む、非常に充実したプログラムが準備されました。

    会議初日の8月21日(月)、ハンガリーのゾルタン・コヴァーチ教授が座長を務めた「水・土壌・環境」セッションにおいて、アクアフォトミクスに関連する5件の講演が行われました。その中で基調講演として、日本・神戸大学のアクアフォトミクス創始者ルミアナ・ツェンコヴァ教授が「NIRS-アクアフォトミクス:新しい統合的科学・技術プラットフォーム」と題した講演を行いました。

    この魅力的な講演では、アクアフォトミクス研究から最近生まれた新しい概念が紹介されました。例えば、水はセンサー、レーザー、ホログラムとして捉えられるという考え方です。さらにツェンコヴァ教授は、アクアフォトミクスの日本語名として「水光道(みこうどう)」を新たに紹介しました。「み」は「水」、「こう」は「光」、「どう」は「道」を意味し、合気道(Aikido)、茶道(Sado)、書道(Shodo)などと同じく「道」を名前に含む日本文化の伝統的な学びの道と同じ構造を持っています。したがって、水光道(アクアフォトミクス)は、水と光の相互作用を通じて水を深く理解し、洞察を得るための道であると位置づけられます。

    続いて、同じく神戸大学アクアフォトミクス研究分野のイェレナ・ムンチャン准教授が、「アクアフォトミクスの最新の進展:水の構造と機能性への洞察」と題した講演を行いました。

    図2.基調アクアフォトミクス講演は、日本・神戸大学アクアフォトミクス研究分野のルミアナ・ツェンコヴァ教授によって行われました。アクアフォトミクスの創始者である彼女は、水が究極のセンサーであり、レーザーであり、ホログラムでもあるという新たな概念を紹介しました。アクアフォトミクスを行うことは、水と光の相互作用を通じて水をより深く理解し、最終的には生命や宇宙全体を理解する道を歩むことを意味します。

    彼女は、水の第一倍音領域における新たなウォーターマトリックス座標(WAMACs)の同定に関する大きな進展について説明しました。現在までに同定された19のWAMACsと、その周波数帯域で光を吸収する分子構造を示しました。さらに、これらの構造が硬さ、食感、保存性、損傷、自己組織化などのマクロスケールの性質や現象とどのように結びついているかを明らかにし、水が多相的システムであることを例示しました。

    図3.「アクアフォトミクスの最新の進展」について神戸で発表するイェレナ・ムンチャン准教授。彼女は、水の構造と機能に関する新たな知見について議論し、水の第一倍音領域において同定された19のウォーターマトリックス座標(WAMACs)を紹介しました。
    図4.日本・橋本市のゆの里アクアフォトミクス研究所の上級研究員アレクサンダー・ストイロフが、土壌分析へのアクアフォトミクスアプローチについて発表しました。彼らの研究成果は、土壌の分類精度が含水によって向上し、その精度が水分率に依存することを明らかにしました。

    世界初の産業アクアフォトミクス研究所である、日本・橋本市の「ゆの里アクアフォトミクス研究所」の上級研究員アレクサンダー・ストイロフ氏は、ゆの里におけるさまざまなプロジェクトでのアクアフォトミクスの応用例を紹介しました。これには、水質管理、食品の品質評価や新規食品開発、化粧品製品の品質管理、そして最も新しい応用である「土壌分析」への取り組みが含まれています。特に興味深い点として、土壌を湿らせることで異なる土壌タイプの分類が容易になることが明らかになりました。この進行中の研究の目的は、アクアフォトミクスを用いて作物と土壌の最適な組み合わせを見出し、有機的な生育に最適な条件を確保することにあります。

    一方、スペイン・レイフアンカルロス大学の研究グループ「Symbiogene」に所属するミリアム・カタラ・ロドリゲス教授は、アクアフォトミクス分野に新たに加わった研究者の一人であり、無水生存(アナビオシス)の研究を専門としています。

    図5.スペイン・レイフアンカルロス大学のミリアム・カタラ・ロドリゲス教授が、画期的なアステロクロリス・エリシ(Asterochloris erici)の研究を通じて、無水生存(アナビオシス)における水の重要な役割を明らかにしました。

    彼女の講演「共生陸生微細藻類 Asterochloris erici の代謝物解析によるグローバル分子フィンガープリントおよび脱水―再水和サイクルのアクアフォトミクス解析」では、脱水に応答して水の分子構造が再編成されるという魅力的な発見が紹介されました。この研究は、無水生存(アナビオシス)の状態において水が果たす決定的な役割を強調するものであり、代謝物解析の結果によって裏付けられています。本研究は、ツェンコヴァ教授の研究グループが以前に行った発見を美しく再確認し、蘇生植物の生存において同じ水分子種が重要であることを示すとともに、この現象を微細藻類において初めて明らかにしました。

    セッションの締めくくりは、アメリカ・ミシシッピ州立大学のキャリー・K・ヴァンス教授による優れた講演でした。彼女は「家畜における呼吸器疾患の迅速スクリーニングのためのNIR-アクアフォトミクス開発」というテーマで発表し、研究グループの最新の成果を紹介しました。この講演は、獣医学領域におけるアクアフォトミクス応用の長年にわたる一貫した研究の最新の進展を示すものでした。

    彼女の発表は、アクアフォトミクス研究の深さと堅実さを体現するだけでなく、実社会での応用における計り知れない可能性をも示しました。アクアフォトミクスが医学分野における画期的な応用を切り拓き、変革的な進歩を先導していく可能性が目前に迫っていることが明らかになったのです。

    図6.キャリー・K・ヴァンス教授が、家畜の呼吸器疾患を迅速にスクリーニングするためのNIR-アクアフォトミクスの発展について魅力的な発表を行いました。これは、アクアフォトミクスが獣医学に貢献するうえでの画期的な一歩となりました。

    会議における注目すべき基調講演の一つは、8月22日に開催された「農業・酪農・食品」セッションにて、ツェンコヴァ教授が座長を務める中でゾルタン・コヴァーチ教授によって行われました。講演タイトルは「農場から食卓までの近赤外分光法の最新の進展」であり、その題名が示す通り、食品生産と品質管理の全領域を網羅する豊富な研究成果が共有されました。

    コヴァーチ教授の研究グループは、アクアフォトミクスを研究の中心に据えています。彼は日本・神戸においてツェンコヴァ教授の指導の下でポスドク研究を行った後、アクアフォトミクスをヨーロッパへ導入しました。さらに、ハンガリーが国際学生向けに提供しているStipendium Hungaricumプログラムの優れた機会を活用し、世界各地から優秀な博士課程学生を集めました。この多様なチームはその後、近赤外分光法およびアクアフォトミクス分野における先導的な研究拠点の一つへと成長しました。

    図7.ゾルタン・コヴァーチ教授は、NIR2023会議において基調講演の一つ「農場から食卓までの近赤外分光法の最新の進展」を行いました。ツェンコヴァ教授の元ポスドク研究員である彼は、日本でアクアフォトミクスを学び、その後ハンガリー農業生命科学大学で自身の研究に導入しました。現在、同大学において強力な国際的アクアフォトミクス研究グループを率いています。

    会議ではまた、約10件のポスター発表が行われ、アクアフォトミクス研究の多様なテーマが紹介されました。その内容は、人間のC型肝炎患者に対する診断応用(スペイン)、マウスの放射線被曝量測定(日本)、ハイパースペクトルイメージングとアクアフォトミクスを用いた植物病害検出(ノルウェーから初めて登場した先駆的研究)、野菜の脱水過程のモニタリング(イタリア)、レタスにおけるアルゴン包装と保存の影響の特定(ハンガリー)、牛乳の凝固過程の観察(イタリア)、さらには低温大気圧プラズマの作用機構の解明(中国)、伝統中国医学における加工研究(中国)、そして異なる深度における海洋深層水の特性評価(日本)など、多岐にわたりました。

    この会議は、新たな知人との出会いや既存の関係の強化に加え、COVID-19パンデミックという困難な時期にオンライン上で仲間となり、共同研究者として交流していたものの、直接会う機会がなかった同僚たちと初めて対面する貴重な場ともなりました。また、近赤外分光法における最新の潮流や研究の方向性を吸収し、この分野の未来がどこへ向かうのかを考察する場でもありました。

    今回の会議は、まさにモットーが示すとおり「ポジティブなエネルギーと調和のつながり」の中心地となり、美しいインスブルックの街並みと極上のオーストリア料理を楽しむ中で生まれた大切な時間と持続的な絆を反映するものとなりました。

    そして未来に目を向ければ、次回の再会は2025年6月8日から12日、イタリア・ローマで開催されるNIR2025です。本会議は「光の世紀を超えて(Light through Centuries)」をテーマとして掲げ、アクアフォトミクスセッションもその重要な一部となる予定です。ローマで皆さまと再びお会いできることを心より楽しみにしております!

  • アクアフォトミクス・ウェビナー – 水のコヒーレンスと意識 –

    アクアフォトミクス・ウェビナー – 水のコヒーレンスと意識 –

    録画

    発表スライドはこちらからダウンロードできます(PDF)。


    お知らせ:ヴィティエッロ教授によるウェビナー開催

    このたび、卓越した科学者であり多数の研究業績を持つ Giuseppe Vitiello(ヴィティエッロ)教授 をお迎えして、次回ウェビナーを開催できることを大変うれしくお知らせいたします。ヴィティエッロ教授の研究は、素粒子物理学、ニュートリノ物理、自然発生的対称性の破れを伴うゲージ理論、アンダーソン–ヒッグス–キブル機構、量子散逸系、生体物質の物理、脳の数理モデル、言語学、さらにはハリケーンのような臨界的な大気現象まで、多岐にわたります。

    教授は数十年におよぶ実り多い共同研究を重ねてこられました。1983年からエミリオ・デル・ジュディチェ、1988年からジュリアーノ・プレパラータ、2003年からは故ウォルター・J・フリーマン(神経科学)との長年の協働で知られています。さらに2009年から2022年にかけては、2008年ノーベル生理学・医学賞受賞者であるリュック・モンタニエとともに、DNAの電磁的特性という興味深いテーマに取り組みました。理論物理学、神経科学、生物学、医学の国際会議での招待講演も多数、国際誌の論文や単行書の章、会議録、著書など 約300件 にのぼる発表実績を有しています。

    今回のウェビナーでは、広範な脳領域に及ぶ同期した神経振動(位相分散がほぼゼロ)に関する画期的な研究成果をご紹介いただきます。これらの振動は 12–80 Hz の範囲で観測され、電場・磁場や化学拡散に支配されているわけではありません。代わりに、散逸的量子モデルによって説明され、皮質ニューロン間の相互作用から集合的な神経活動が生じます。本モデルは、外的刺激による対称性の破れから生じる空間パターンを記述し、量子場理論と整合します。

    さらに、このモデルは量子から巨視的ダイナミクスへの移行、および実験室で観測される脳の自己相似性やスケールフリー性も説明します。

    ウェビナーはこれまでどおり Zoom で開催し、どなたでも無料でご参加いただけます。2023年10月17日 をぜひカレンダーにご予定ください。参加登録は下の 「Sign up」フォーム からお願いいたします。

    皆さまのご参加を心よりお待ちしております!


  • Symbiogene

    Group name: Symbiogene
    Group leaders : Pedro Carrasco / Myriam Catalá
    Affiliation: Universidad Rey Juan Carlos, Spain
    Research Topics : Abiotic stress, anhydrobiosis, microalgae, lichen, desiccation

    Contact: myriam.catala@urjc.es

    Description: Aeroterrestrial microalgae, as well as lichens, are poikilohydric organisms; they cannot regulate their water content and are subject to fluctuations of environmental water. When these organisms lose their water content, they enter a state of anhydrobiosis until the next rehydration, which allows them to resume their metabolism. Allegedly, lichens and their associated phycobionts can survive indefinite dehydration/rehydration cycles and are therefore an interesting model to analyze the response to desiccation stress in a scenario of climate warming and water scarcity.

    Aquaphotomics work: Near-infrared spectroscopy allows the analysis of the metabolomic profile of cells, providing a unique molecular fingerprint that allows the association of metabolomic changes to stress situations. This novel technique, together with aquaphotomics, has made it possible to analyze in depth all the differences at the molecular level, including water, between common plants and those adapted to total dehydration (“resurrection plants”). However, the molecular structure of water during dehydration of aeroterrestrial algae is still unknown.

  • アクアフォトミクス 6月ウェビナー – アクアフォトミクスで探る高分子の理解

    アクアフォトミクス 6月ウェビナー – アクアフォトミクスで探る高分子の理解

    録画


    親愛なる友人・同僚の皆さまへ

    次回のウェビナーに、山東大学薬学部(中国)の准教授 Lian Li 博士 をお迎えできることを大変うれしくご案内いたします。Li博士は2016年に山東大学で博士号を取得し、現在はZang教授の研究グループに所属しています。主な研究分野は、近赤外分光法(NIR)およびアクアフォトミクスの応用と可視化であり、製薬プロセス解析に取り組んでいます。2022年には中国近赤外分光学会から「呂万禎近赤外分光若手賞」を受賞し、2021年の第4回国際アクアフォトミクス会議ではポスター賞を受賞しました。

    今回のウェビナー 「高分子挙動の理解におけるアクアフォトミクスの応用」 では、Li博士のグループで行われた典型的な研究事例をご紹介いただきます。内容には、ヒト血清アルブミン(HSA)、ピーナッツアレルゲン、ヒアルロン酸(HA)、ステビオシドの解析が含まれています。タンパク質や炭水化物は製薬プロセスにおいて重要な要素であり、そのプロセスの理解やそこでの水の役割を明らかにすることは極めて重要です。水は小さな変化であっても重要な変化をとらえる潜在的なプローブとなり得ます。Li博士は、アクアフォトミクスを用いて水を強力なツールとし、ミクロの世界を理解する方法を示してくださいます。

    本ウェビナーは 2023年6月20日 に Zoom で開催され、参加は 無料 です。下記の 「Sign up」フォーム よりご登録ください。

    皆さまのご参加を心よりお待ちしております!


  • アクアフォトミクス 5月ウェビナー – 液体水の量子世界

    アクアフォトミクス 5月ウェビナー – 液体水の量子世界

    録画


    親愛なる友人・同僚の皆さまへ

    このたび、凝縮系における量子電気力学(QED)のコヒーレンスと液体水の二流体性に関する第一人者である アントネッラ・デ・ニンノ博士 をお迎えし、次回ウェビナーを開催できることを大変うれしくご案内いたします。

    デ・ニンノ博士はローマ大学「ラ・サピエンツァ」で物理学の学位を取得し、1987年以来、イタリア国立新技術・エネルギー・持続的経済発展庁(ENEA)の研究者として活躍、これまでに80本以上の研究成果を発表してきました。イタリアの著名な理論物理学者 ジュリアーノ・プレパラータ や エミリオ・デル・ジュディチェ との共同研究により、液体水の二流体性と、その生物学における役割について深い理解を築きました。QEDコヒーレンスの理論は、液体水の超分子的構造や生物学における特別な役割を説明する革新的な枠組みを提供します。さらに博士は、FTIR、X線蛍光、テラヘルツ分光などの実験系を用いて液体水の二流体性を実証し、またイオンが水の構造秩序に与える影響に強い関心を寄せています。QEDの枠組みは、超低周波電磁場と生体システムとの相互作用の物理的メカニズムにも洞察を与えています。

    今回のウェビナー 「液体水における二流体:理論と実験的観察」 では、液体水の二流体性を示すシンプルで信頼性の高い一連の実験と、それが生物学に与える示唆について紹介されます。このようなモデルは1960年代から、生体細胞や組織周囲の水の実験的観察を説明するために生物学者が構想してきたものでした。博士は、分子分光(FTIR、NIR)、誘電分光(THz時間領域)、排除帯の形成などを通して、液体水の理解を深め、その特異な性質を明らかにしてくださいます。

    本ウェビナーは 2023年5月16日 に Zoom で開催され、参加は 無料 です。下記の 「Sign up」フォーム よりご登録ください。

    皆さまのご参加を心よりお待ちしております!



  • 尾崎幸洋教授の瑞宝中綬章受章について

    尾崎幸洋教授の瑞宝中綬章受章について

    この度、尾崎幸洋教授が瑞宝中綬章を受章することになりました。尾崎教授は、私たちの長年の研究協力者であり、皆さんご存じの通り、日本における分光学の権威です。

    この文化勲章は、長期にわたり公益事業やその他の科学・文化の発展において、特に顕著な功績を残した人に授与されるものです。

    大変光栄なことで、アクアフォトミクス国際学会が主催するウェビナーで、4月に尾崎先生をスピーカーとしてお招きしたところです!尾崎先生のプレゼンテーションの録画は、アクアフォトミクス国際学会のホームページでご覧いただけますので、どうぞお見逃しなくご覧ください。

    Aquaphotomics Spring Webinar – Top Among the Top

    尾崎先生のご健康とご活躍をお祈り申し上げます。

  • アクアフォトミクス春季ウェビナー – トップ中のトップ

    アクアフォトミクス春季ウェビナー – トップ中のトップ

    録画


    親愛なる友人・同僚の皆さまへ

    次回のウェビナーにて、分子分光学、物理化学、分析化学研究における世界的な第一人者であり、多大な科学的・技術的貢献をされてきた 尾崎幸洋 名誉教授 をお迎えできることを、大変うれしくご案内いたします。尾崎教授は、赤外分光、ラマン分光、近赤外分光(NIR)、遠紫外分光(FUV)、テラヘルツ分光といった幅広い分光技術を専門とし、また量子化学を分子分光学に応用することで両分野の架け橋を築いてこられました。

    尾崎教授は、45以上の書籍章、17冊の著書を執筆し、世界各地で120回を超える招待講演を行い、1100本を超える論文を発表されています。1999年から2017年の間、毎年30本もの論文を発表し続け、研究グループのモットー 「トップ中のトップ」 を体現してこられました。その功績により、国際的な賞13件、日本国内の賞8件を受賞しており、その中には科学技術分野で顕著な発見・発明を行った者に授与される名誉ある紫綬褒章も含まれます。

    しかし、尾崎教授を真に偉大な存在にしているのは、これらの業績だけではなく、その人間性です。論文やインターネット検索では見つからないようなエピソードがたくさんあります。たとえば、研究者の子どもたちのために幼稚園や託児所を設立されたこと。次世代の分光学リーダーを育て上げ、かつての学生たちの多くが日本や世界各地で第一線の研究者となっていること。そして、教授にメールを送れば、1分以内に返信が届くかもしれないということ。これらの「小さなこと」こそ、人を真に傑出させ、リーダーたらしめるものです。尾崎教授は、その姿勢を通じて私たちに手本を示し、強いインスピレーションを与えてくださいます。

    尾崎教授の揺るぎない使命は、分子分光学の科学と応用を世界中に広めることでした。チャールズ・マン賞を受賞された際のインタビューでは、ご自身の最も重要な貢献を次の3点にまとめられています。

    1. ラマン分光法による疾患メカニズム研究の開拓
    2. 近赤外(NIR)分光法の物理化学への応用確立
    3. ATR-FUV(全反射減衰-遠紫外)分光法の提案

    私たちは尾崎教授を友人であり、偉大な支援者としてお迎えできることを誇りに思い、この特別な機会に、世界を代表する科学者・リーダーの一人から学べることを光栄に存じます。今回のウェビナーでは、教授にNIRイメージング分野における最新の研究成果をご紹介いただきます。

    本ウェビナーは 4月11日 に Zoom で開催され、参加登録は 無料 です。

    皆さまにお会いできることを楽しみにしております!