特集にあたってOplusE編集部

見えないものを見る

　われわれが物を見るためには，対象物で光が何らかの変調を受け，その変調された結果を検出する必要がある。しかし，対象が小さすぎるから，遠くにあるから，真空下では水分が蒸発してしまうから，光が回折・散乱・吸収されて検出されないから，信号が微弱すぎてノイズに埋もれてしまうから，などなどの理由で，見たくても見えないものがたくさんある。人類はこれまでに，小さいものや遠くにあるものは拡大し，光の回折・散乱・吸収に対抗するためには，集光効率を上げ，波長を選択するなどの工夫を重ねてきた。また，材料の光に対する機序を利用する手段も手に入れてきた。最近も，様々な工夫を凝らしてさらに検出能を高め，見るためのハードルを下げる努力がなされている。
　本特集では，まず大木氏に「『見えないものを見る』とは何だろうか？」と題して，哲学的，生物学的，そして物理学的に「見る」という事象の基本概念を紐解いていただき，特に光学系による解像の限界を超えるには数学力を鍛えることも重要であるとの提言をいただいた。
　次に「超解像が当たり前の時代の顕微鏡技術」について(株)ニコンの楠井氏から，いわゆる回折限界を超える超解像技術のほかにも，最近注目されているコンフォーカル顕微鏡に2次元撮像素子を組み合わせたImaging Scanning Microscopyの原理を解説していただいた。
　また，対象標本側からのアプローチとして，順天堂大学の日置氏らには「組織透明化技術を介したマクロスケールからナノスケールへのズームイン」として，標本内の散乱を抑える透明化手法と，空気中から真空下への環境変化でも標識を維持する技術について述べていただいた。これにより，高ダイナミックレンジのマルチスケールイメージングが可能になり，医学，薬学への展開が期待される。
　さらに，「見る」器官でありながら実は「見られる」対象としても注目されている眼底に関して，(株)トプコンの南出氏に「目から全身をみる眼底イメージング技術の潮流」を紹介していただいた。眼底の毛細血管画像の機械学習による診断支援の動きや，網膜の内部構造を様々な手法で分析する技術が進むなど，アンメットメディカルニーズ解決への躍動が感じられる。
　ここで，目を宙(そら)へ転じ，国立天文台の永井氏に「仮想地球サイズの望遠鏡で見るブラックホールの姿」と題して，約25 μ秒角という超微小角度の解像度を達成した超解像望遠鏡技術のご報告をいただいた。テレビニュースでも話題になったブラックホールの画像化の成功を支えたのは，地球規模の協力体制に加えて，画像化に際しての鍛えられた数学力であった。
　同じく国立天文台の西川氏には「高コントラストによる地球型系外惑星の探索」として，恒星の影響を限りなく排除して惑星を検出するための種々の工夫をご紹介いただいた。超解像顕微鏡でも使われている位相板によるPSF（Point Spread Function：点像分布関数）の制御技術や，高度なスペックル除去技術により，地球に似た惑星の光から生命活動の痕跡を見い出せる日も近いかもしれない。
　変化が激しく産業の将来が見えない時代，答えを自ら見つけ続けることが重要である。このような世の中を見通すためにも，「見えないものを見る」努力は永遠に続く。