39巻4号のインタビューは,日本眼光学学会理事長の不二門尚先生です。不二門先生は大阪大学医学系研究科の感覚機能形成学教室の教授で臨床と基礎研究を活発に行われております。眼光学ばかりでなく,生理学も専門とされており,神経眼科や近視の世界で活躍されております。最近では補償光学系の眼底観察の応用や,さらに人工網膜の開発を行われており,眼科に関連する広い分野に精通されております。
Q: まず,高校時代から大学時代までの学生時代,それからどうして医学の道に変わっていかれたか,先生の印象に残っているところをお聞かせいただけないでしょうか。
A: 高校は今のスーパーサイエンスハイスクールみたいなところを出ていて,高校の物理と生物の先生が良かったんです。高校のときは研究が面白いというか,学問の道を歩むのは定番だという感じの高校時代を過ごしていました。1960年代ですが,生物の先生が非常に先進的で,授業でDNAの抽出をやったり,ショウジョウバエの交配実験やってメンデルの法則を確かめるとか,そういう授業をやってくれたんです。物理の先生は授業のなかで特殊相対論についてわかりやすく説明してくれるとか,サイエンスが面白いなと感じた高校時代を過ごしました。
大学に入ってからは,物理と生物とが両方面白かったので,生物物理をやろうと思いました。そのときに印象的だったのは,シュレディンガーのWhat is lifeで,量子力学を作った人が生命とはなにかという,生命がおもしろいという話を書いた本なんです。それで,これからは生物物理の時代だと思って,物理学科に入って生物物理を目指したところまではよかったんだけど,物理学科とか工学部で生物をやるっているのは結局,道具作りなんです。精度よく新しいパラメータを測れる道具を作ることであって,後になって眼光学の機械を作るときが,そういうことに近くて,より面白いステージを後から経験することができたんだけど,当時は大学で生物物理の教室に入ったのはいいけど,まずアンプ作りで,ちっとも面白くないと,もうちょっと生物らしいことをやりたいということで,阪大の医学部に学士入学しました。
物理の考え方で生物を見たいというのに医学部のなかで一番フィットしているのは生理学なんです。もちろん生理学も最近は細かくなっていますが,生体全体をシステムとして見ていくという見方が生理学なので,生理学の教室に出入りして,そこの先生がちょうど日本の視覚生理のルーツ,東北大学の本川門下でした。その教室からは,眼科のERGの大家の米村大蔵先生(金沢大学)で,岩間吉也先生(阪大視覚生理学)を輩出されています。そこで4年間入り浸って論文をいくつか書かせてもらって,生理学が面白いということで,卒業したときに生理学者になるつもりで生理学関連のアメリカのインディアナ大学のオプトメトリースクールの視覚研究所に留学しました。
留学先の先生は日本人の,野田寛治先生という先生で元々脳外科医だったんですが,当時は,視覚生理で,サルの脳の眼球運動の研究をされていました。隣の研究室には網膜生理のLarry Thibosがいて,後に波面収差研究でまた一緒になったという偶然がありました。
当時はサルの眼球運動の電気生理をやってましたが,これもまた非常に骨の折れる仕事で,ユニットといってひとつの神経活動と眼の動きの関係を見るんだけど,なかなか効率が悪いんですね。たくさんユニットを測定して,やっと眼球運動を小脳がどうやってコントロールしているかがわかる,という実験だったんだけど,電気で刺激して眼が動くという,それはそれで面白いんだけど,なかなか全体像が見えないというジレンマがあって,こういう仕事ばかりやっていても全体が見えないので,日本に帰ったら臨床医学で,今までの経歴が役に立ちそうな眼科学を選ぼうと思いました。
眼科学は,網膜に達するところまではけっこう物理の世界で,網膜から視神経を介して中枢で処理するところは生理学ということで,両方できるところがいいなと思って,大阪大学の真鍋禮三先生が主催されている眼科学教室に1985年に入局しました。
Q: では,留学までの話をうかがったので,眼科でどのような仕事をされたかというのを伺いたいと思います。
A: 眼科に入局した当時,大阪大学は角膜が研究の主体だったんですが,私は神経系がやりたくて眼科に入ったので,多くの医局員がコンペティティブにやってるフィールドではなくて,神経眼科と斜視というのを臨床ではメインにやっていました。
実験としては,電気生理をやってきたから,眼科でやるんだったらERGかなあということで,ヒヨコに対してERGをやったんです。なぜかというと,鳥類は視覚系が発達していて網膜が厚いんですね。で,中の神経伝達物質も豊富にあって,免疫染色するとドーパミンであるとかVIPであるとか,いろんな新しい神経伝達物質を染めるだけで学位論文がひとつ生まれるという牧歌的で,しかし神経伝達物質が何をやっているか,機能的なところはわからない時代でした。
ヒヨコの眼内に神経伝達物質を入れると,ERGが大きく変化するのでおもしろいと思ってやってたんですが,ヒヨコが実は実験近視に役に立つということがわかって,途中からヒヨコの近視モデルのERGをとることを自分の研究テーマにしました。と言っても自分ひとりで実験をやってるのであまりいいジャーナルに載ったわけではないんですが,未だに時々引用してもらえる論文としては,視覚遮蔽してヒヨコを育てると眼球が大きくなって,ERGをとると律動様小波の振幅低下するというのを見つけました。
ですからそれは,網膜の内層の機能が低下しているというのを意味するわけですけど,最近また,ヒトのERGをとっているグループが同じような仮説を立てているのを見て,今につながっている部分があるかなと思います。
ひとつはERGの実験をヒヨコの近視モデルに対して行った1980年後半から90年にかけてですね,面白かったんだけど,臨床に持っていくにはやはりヒヨコからは距離があるのでそこから何か,クリニカルアプリケーションを見つけることは難しかったという結論です。
あと,最初のころは視能訓練学校の先生をやっていました。1989年から1993年までは国立大阪付属視能訓練学院の教官を兼務してやっていて,あとは,田野保雄先生の下で硝子体手術の勉強もしました。その中で斜視の勉強がだいぶできたのが大きかった。田野保雄先生は非常に優れた硝子体サージャンで,そこでいろいろ症例を経験したことで視野を広げることができ,感謝しております。
そうしているうちに田野先生が阪大の教授になって戻られた後に阪大に戻していただいて,そこから3Dの研究をやりました。大きなスクリーンを使って,網膜周辺部の立体視がどの辺まで成立しているかということを勉強しました。それには理由があって,それまでは網膜の中心窩の精密な立体視についてはいろいろ仕事がありましたが,周辺立体視についてはあまり仕事が無かったんです。
実は田野先生のもとで黄斑移動術というダイナミックな手術をやっていて,私は斜視の手術をやってたんですけど,網膜を回転させて中心窩の機能を正常な網膜色素上皮の上に移動することによって回復させるという手術が行われて,それをやると周辺視野が相当傾くんですよね,それで傾きを治すという斜視の手術をやっていました。周辺視野の融像および立体視というのが歩行には特に重要だということがわかったので,いったいどこら辺まで周辺視野が立体視に関係するかという研究を大型スクリーンを使ってやっていました。
そうこうするうちに,前田先生を介して三橋さんと初めて会って,トプコンに波面センサーのプロトタイプを見に行ったのが2000年くらいですかね。
Q: 最初に阪大に伺ったのは1998年だったと思います。
A: そのときは波面センサーは定盤の上に乗ってるやつでしたね。
Q: 最初の試作機は定盤の上に載っている実験装置で,先生が研究室を立ち上げられて,そこでパソコンを買っていただいて,その後にオートレフラクトメータを改造したプロトタイプを作って,研究室に持ちこんで測定しました。
A: 1998年に器官機能形成学教室の教授にしていただいて,臨床は眼科でやりながら,機能に関係する研究をやる立場になりました。前田先生に准教授で来ていただいたあたりで,98~99年頃に三橋さんと出会いがあったわけですね。そのときに,前田先生は角膜が専門で,私は角膜については専門でないので,私が水晶体より後ろを前田先生が角膜やレーシック後の収差の解析をと住み分けながら波面センサーをどう使ったら臨床に役に立つかということを研究しました。実際に測定してみると三橋さんが作った波面センサーの一号機が非常に優秀で,思ったよりも白内障がとれるんです。ところが,アメリカの屈折矯正手術に特化した波面センサーはなかなか白内障がとれないので,われわれの仕事がいいジャーナルにたくさんアクセプトされました。
一番感激したのは,物が3つに見えるっていうことを訴えてきた患者さんを波面センサーでとると本当に三重視のシミュレーションができるんですね。当時大学院生だった黒田輝仁先生の頑張りもあって,三次の収差である矢状収差と球面収差の相互作用で三重視になるのがわかりました。今までわからなかったことが定量的に解析できる,これはすごいなということで,だいぶ宣伝をさせていただきました。
2003年眼光学学会にて,前列右から不二門先生,Kate(Roordaの奥さん),Austin Roorda,後列はRay Applegate,大鹿哲郎先生,前田直之先生
それから,トプコンの波面センサーは角膜の状態と眼球内部の状態が両方わかることが非常に役に立つ機械で,初期白内障の評価であるとか,IOLの偏心した収差であるとか,コンタクトレンズを付けたとき,累進多焦点コンタクトレンズを付けると見え方の質が悪くなるんだけどそれを定量的に評価するとか,そういうことで見え方の質ということが非常に精密に測れるようになったということで,波面センサーとの出会いは非常に大きかったと思います。思ったほど売れないという問題点もありますが,歩留まりの悪い眼科の機械のなかで10年経ってステイタスを確立したというのは大したものだと思います。
あとは,森本壮先生,統合生理の三好智満先生,三橋さんに加えてトプコンの広原陽子さん,宮川雄さんらと,網膜の機能イメージングについて研究しました。それは少し研究の対象が人工網膜にシフトしてきたことにも関係があるんですけど,田野保雄先生がPIとなって,人工網膜の大きなプロジェクトを立ち上げられ,人工網膜の機能評価をするのに何かいい方法はないかということになって,網膜の機能イメージングを使った分解能の評価をやろうということになりました。光刺激や電気刺激をしたときの,眼底の近赤外光に対する反射光量の変化をパラメータとした網膜の機能イメージングをネコを使って行いました。
機能イメージングによって人工網膜で刺激する電極の興奮範囲が測定できるとか,非常にユニークな研究ができたと思います。残念ながら網膜の機能イメージングは眼球運動の影響を受けるので,臨床の器械として使うことはなかなか難しかったです。
今,人工網膜については臨床研究で成果を上げて,現在はニデック社の企業治験に移行しているところです。
Q: 人工網膜は非常に先進的なお仕事だと思うんですが,今後どのように進めていかれるのでしょうか。
A: 今,再生医療と遺伝子治療と人工網膜という3つが今まで治らなかった網膜の病気の治療法として脚光を浴びているんですね。失明してしまった患者さんに光を与えるという意味で非常に重要なプロジェクトです。限界もありますが,工学系の人は分解能をいかに上げるかということを考えるんですが,臨床医としては役に立つレベルというのがあって,いかに日常生活に役に立つか,電気生理のパイオニアの三宅養三先生が,君,人工網膜もいいけど最後は患者さんが笑顔を見せなきゃ本物じゃないよ,とおっしゃるんですね。いかに検査データが良かったかを示しても患者さんのハピネスにつながらなきゃだめだよ,というわけです。その中でわかったことは,見えなくなった人は視覚代行装置を使って,例えばおでこに電極を貼り付けて,CCDカメラで撮られた画像を電気に変換して接触覚でものがわかるっていう装置は結構あるんですね。でも患者さんには,これでは見えたことにならない,やはり光として感じることがうれしいというか,ハピネスにつながるということがよくわかりました。人工網膜は分解能が低くても人のシルエットがそこにあって,誰かとしゃべっているんだという雰囲気が光として感じられることが非常にうれしいということを患者さんがおっしゃるので,これが重要なポイントかなと思います。今の人工網膜は光を失った人が光を取り戻すところまでは行けるので,一歩前進だろうと思っています。ただし,これを視力1.0まで上げるのは難しいですね。
最近,AIを使った画像処理機器が発達して来て,めがねに付けたCCDカメラで撮られた画像を読み上げたりしてくれるわけですね。今考えているのは,バスの行き先等はそういった視覚補助具を使って音声で認識する,いくつか顔写真を撮ってインプットしておくと,人の顔を認識してだれだれさんだよと言ってくれたりするわけです。細かい情報についてはそういう新しいデバイスを使って音声で入力してあげて,ここに人がいてシルエットが見えてるよっていうのを人工網膜で与えてあげる,その2つを合わせればかなりのことができるんじゃないかなと思っております。人工網膜は英語で言うとオリエンテーション,ナビゲーションの役には立つけど顔認識までにはならない,だから音声による補助具と合わせて発展させたらいいかなと思っております。
Q: お話を伺っていると,とても先端的な研究内容が現実的な臨床技術になりそう,という感じがします。
A: そうですね,人工内耳がかなり役に立っているというのは,リハビリテーションをやって患者さんが,全然違う感覚をうまく利用できるようなプログラムを組んであることが重要だろうと思う。リハビリテーションとセットで役に立つ視覚を作っていくことが人工網膜本体については大事だなと思います。
Q: ありがとうございます。生物物理を目指した学生時代から,現在,人工知覚の実用化という大きなプロジェクトに携わっていらっしゃることを伺えたと思います。
そうしましたら,若手へのメッセージ,それから眼光学学会の理事長を長年にわたって努めてこられましたので,学会についてお話をうかがえればと思います。
A: 今,日本の大学の研究体制が劣化していることが話題というか問題になってますよね。研究がおもしろいっていうのが基本にあって,それがドライブしてやる研究じゃないと長続きしないように思います。もちろん,役に立つ研究をやらないと予算がとれないので,そういう実用的な作文はもちろん必要なんだけど,おもしろいと思ったことを突き詰める姿勢もどこかで持っておかないとライフワークにならないんじゃないかと思います。
眼科医に対するメッセージとしては,臨床の中で治らない病気とか,もう少し分解能を上げてもっと細かい病変を見たいとかいろいろ疑問がわいてくると思うので,そういったことを引き出しにいくつか置いておくと,時代がくると新しいテクノロジーがそういう疑問を解決できるステージに来るので,そういうときに引き出しを開けてすばやく応用すれば,いいペーパーも書けておもしろい研究生活が送れると思います。
もちろんペーパーを書くのは大事で,やりっぱなしにすると後に残らないんですよね。だからおもしろいことを見つけてもペーパーにする努力をしないと,一歩積み上げたことにならないので,ペーパーを書くこともがんばってやってほしいと思います。
それが若い人に対するメッセージで,眼光学については,私は三橋さんたちのおかげで波面センサーという新しい機械が出てきた黎明期から臨床応用をさせていただいて,眼光学の楽しい時代を過ごさせていただきました。これからは何が楽しいかというと,眼光学そのものだけではなくて,中枢のレベルの認識機構と光学的なレベルの網膜像レベルの話とうまく結びつけて,よりよい視覚をどう作っていくか,中枢での信号処理も含めて考えていくと面白いと思います。
たとえば,羞明(まぶしさ)というのは後発白内障など,主として散乱で光学的に起こりますが,眼瞼痙攣など中枢の過敏性で起こることもあります。羞明を眼光学的手法でどこまで治せるか,遮光フィルターみたいなものですね,治らない部分については,引き算で,中枢での対応が必要だってことがわかると,より患者さんの許容量を上げることになるんじゃないか,そういう研究もできるといいなと思いますが,これも若い人へのメッセージかもしれません。
Q: 不二門先生は両眼視にも造詣が深いのでうかがいたいのですが,両眼視とダイナミクスに関してはどの程度わかっているんでしょうか,例えば調節とか,固視にもかなりトレランスがあると思いますが。
A: 三橋さんのアイデアで作っていただいた両眼波面センサーを少し発展させて,トプコンの技術者と一緒に両眼視機能の研究をしていますが,ひとつ驚いたのは初期老視と両眼視がすごく関係があるっていうことなんですよ。
調節っていうのは片目で測ることが多く,45歳をすぎると調節力がほとんど測れないんですが,両眼視させて輻輳性調節と誘起させると,50歳代でも結構調節が出てくるんですよ。ですから,両眼視をさせることによって測れる本来の生理的な調節力があるってことがわかってきて,これはひとつ重要なポイントじゃないかと思います。
あと,ダイナミクスで大事なのは,調節って瞬間最大風速みたいな感じで頑張ればある程度調節できるんだけど,それが持続できなければ役に立てる調節力ではないんですね。そういう意味ではダイナミックに調節を測っていくっていうのは,楽に調節できてる範囲を知るためにもこれから大事なポイントだと思います。
もうひとつは,3D映像は疲れるというのはいまだに大きな問題点で,ヘッドマウントディスプレイもこれだけ普及してきてだいぶ良くなったんだけど,まだ疲れる。それは調節と輻輳の乖離があるからだと言われているんですが,そういうこともダイナミックに両眼で見ると評価できるということは,疲れにくい新しい視覚機器の開発に絡めて,研究していく課題であると思っております。
Q: 最後にもうひとつだけお願いします。ヒヨコの実験近視のお話がありましたが,最近,近視が話題になっていますので,なにかコメントをいただければと思います。
A: 近視でおもしろいこと,まだわかっていないこととしては,実験近視の延長になりますが,網膜よりも後ろにピントを結ぶような遠視性のデフォーカスは,近視をドライブして,網膜より前にピントを結ぶ近視性のデフォーカスは眼軸長延長を抑制するというのは,ヒヨコあるいはサルの実験で確立しているんだけど,網膜内の機構についてはまだよくわかっていないんですよね。
三橋さんとも一緒に解明しようといろいろやったんだけどなかなかデフォーカスの方向性を検出するというところまではいたらなかった。これからのチャレンジなんですが,そういう本質的なメカニズムがわかると治療につながるんじゃないか,もちろん今やっている周辺部の軸外収差抑制のレンズであるとか,あるいはオルソケラトロジーとかも有効性はあると思うし,それを光学的に詰めていくことも大事だけど,個人的には網膜内情報伝達機能を介して脈絡膜が薄くなって,強膜がリモデリングするというカスケードをサイエンティフィックにアプローチできて,本当の治療になるのではないかと思います。
Q: 先ほどの両眼視とダイナミクスのお話にも関係してくるのかとも思いますが,インプットとしてはダイナミクスが関わってくるんでしょうか。
A: それについては,子供の調節はものすごく揺らいでいるんですよね。スタティックなデフォーカスセオリーだけで説明ができるのかどうかということもあります。時間平均をとってみてっていう話もある,はたしてそういうインテグレータがあるのかを確認する必要もあります。
Q: やることもできることもまだまだたくさんあるということですね。
A: そうですね。眼光学もいろいろな分野,心理学とか生理学とかと一緒にやっていくと広がりが出てくると思います。
Q: 学際的な眼光学学会,というところに活路を見出す,ということでしょうか。
本日はどうもありがとうございました。
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