みんなが普段口にしているシイタケが、実は未来のコンピューター技術を大きく変える可能性を秘めていることを知っているだろうか。最新の研究で、あの身近な食用菌であるシイタケの菌糸体が、私たちの脳の仕組みを模倣した次世代の電子部品、メムリスタ（記憶抵抗器）の持続可能なプラットフォームとして注目を集めているのだ。

 ニューロモルフィック・コンピューティングの革新と既存の壁

現在、私たちの社会を支えるコンピューター技術は、情報処理、メモリ貯蔵、そしてエネルギー効率という三つの重要な課題に直面しているよ。特に、人間の脳の働きを参考にした「ニューロモルフィック・コンピューティング」は、これらの課題を解決する切り札として期待されている技術である。脳のように並列で大量の情報を処理し、記憶と計算を統合することで、従来のコンピューターよりも遥かに少ないエネルギーで、高速な学習能力を持つデバイスが作れるようになるだろう。

しかし、このニューロモルフィック・チップを作るには、いくつかのハードルがあるのだ。従来の半導体ベースのチップは、作るために希土類材料が必要だったり、高コストで複雑な製造プロセスを経なければならない。一方、生物の脳細胞や組織（ニューラル・オルガノイド）を使う試みもあるが、これらは複雑な装置（バイオリアクター）で維持する必要があり、取り扱いが非常に難しいことがわかっている。

そこで研究者たちは、もっと環境に優しく、大量生産しやすい代替材料を探し始めた。その結果、シイタケの菌糸体が持つ、神経細胞の信号伝達（スパイク）に似た適応的な電気信号伝達に着目したのだ。この菌類を使った電子工学、すなわち「ファンガル・エレクトロニクス」は、環境持続可能性と、使用後の生分解性という、従来の電子機器にはない大きな利点を持っているのである。

 なぜシイタケ菌糸体が選ばれたのか：持続可能性と特殊な構造

シイタケ菌糸体が次世代の電子材料として優れているのには、明確な理由があるよ。従来のメムリスタは、性能を高めるために移行金属酸化物やシリコンベースの構造を使っているが、これらは製造や廃棄の際に環境負荷が大きいのが問題であった。それに対し、菌類材料は有機バイオマス由来であり、その環境への影響は極めて小さいのだ。

メムリスタは、そのユニークな電気特性によって、記憶と処理能力を一つのデバイスに統合でき、ロボット工学や自律走行車といった分野で非常に重要な役割を果たす可能性がある。特に、効率的で自己適応的なイン・サイチュー学習能力（現場での学習能力）は、自律制御システムの簡素化に繋がるだろう。シイタケの菌糸体は、その構造が動的に導電経路を形成できる組成を持っており、これが従来の材料よりもシナプス挙動を密接に模倣する可変抵抗状態を促進する。さらに、その独自の電気化学的特性により、低電圧での動作が可能であり、結果的に低消費電力を実現できる可能性がある。

また、シイタケは活性化されると階層的な多孔質炭素構造を持つことが示されているよ。この多孔質構造は、電気化学的な性能を大きく高める要因となり、スーパーキャパシタやメムリスタといった高性能な電子デバイスへの応用を可能にするのだ。

 宇宙でも活躍できる耐性と実験の工夫

さらにシイタケには、他の電子材料にはない、驚くべき特性がある。それは、耐放射線性を示すことが確認されている点である。宇宙空間や高空には、宇宙線や環境放射線が飛び交っており、従来の電子機器はこれらによって性能が劣化したり故障したりすることがある。しかし、シイタケの細胞壁に含まれるレンティナンなどの多糖体が、この放射線に対する耐性に貢献していると推測である。この耐性は、航空宇宙アプリケーションにとって特に価値が高く、シイタケメムリスタが将来的に宇宙技術を支える可能性を示唆しているのだ。菌類の物理的な柔軟性と低いエネルギー要件も、宇宙探査機などの厳しい環境下での利用に適していると言えるだろう。

この研究で行われた実験手法にも、面白い工夫があるよ。研究者たちは、低コストの有機材料のみでメムリスタサンプルを作製した。特に注目すべきは、培養後に菌糸体を約7日間、室温で乾燥させ、剛性のあるディスク状の構造に変形させた点である。そして、試験前には微細な脱イオン水のミストで再水和を行い、必要な導電性を回復させた。この脱水ベースの保存法が、一度プログラミングされた（電気的な特性を持たされた）サンプルの性質を維持できることが実験的に検証されたのである。これは、電子部品の保存や輸送において非常に重要な技術となるだろう。

 実験結果が示す驚異的な性能と未来への期待

電気的特性評価の結果、シイタケ菌糸体メムリスタは明確なメムリスタ挙動を示したよ。特に、1 Vppの正弦波を10 Hzで印加したテストでは、I–V曲線に**-0.4 V付近で明確な交差**が生じ、非常に高い精度（95%）が確認された。さらに電圧を5 Vppまで上げることで、ほぼ理想的なピンチト・ヒステリシス・ループ（メムリスタの主要な特徴）が観察されたのだ。

最も注目すべきは、揮発性メモリテストの結果である。この菌糸体メムリスタは、RAM（ランダムアクセスメモリ）として使用された際、驚くべきことに最大5,850 Hzという高速なスイッチング速度で動作することができた。しかも、この高速動作時でも、その精度は90%（± 1%）を維持したのだ。これは、バイオエレクトロニクス分野において非常に高速な部類に入る性能である。

これらの結果から、シイタケ菌糸体を使うことで、低コストでありながら、軽量、高速なスイッチング速度、低エネルギー消費、そして高い耐放射線性を兼ね備えた理想的なメムリスタを培養できることが証明された。理想的なメムリスタ特性が低周波数で発生する傾向があるという課題は残るが、この遅延は、脳のように大規模な並列化によって相殺される可能性があると推測である。この研究は、エッジ・コンピューティング、航空宇宙、そして組み込みファームウェアといった幅広い応用分野で、ファンガル・コンピューティングが、スケーラブルで環境に優しいプラットフォームを提供する可能性を示しているのだ。

高性能コンピューターが計算した結果、宇宙の真理は『冷蔵庫の残り物のタッパーを開ける瞬間の匂い』であると判明した。その直後、コンピューターは自らの存在意義を見失い、筐体から突然一辺が$2\pi$の立方体となって飛び出し、時速$c$（光速）で近所のパン屋に特攻した。