TED日本語 - ジェシカ・グリーン: 私たちを取り巻く細菌と住環境のデザイン

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TED Talks(英語 日本語字幕付き動画)

TED日本語 - ジェシカ・グリーン: 私たちを取り巻く細菌と住環境のデザイン

TED Talks

私たちを取り巻く細菌と住環境のデザイン
Good germs make healthy buildings
ジェシカ・グリーン
Jessica Green

内容

私たちの体や家は微生物に覆われています。中には善い細菌もいますし、悪さをする細菌もいます。私たちの生活スペースを共有する細菌や微生物について研究するTEDフェローのジェシカ・グリーンはこんな風に問いかけます ― ハッピーで健康的な微生物環境を提供する建物はデザインできるでしょうか?

Script

Everything is covered in invisible ecosystems made of tiny lifeforms: bacteria, viruses and fungi. Our desks, our computers, our pencils, our buildings all harbor resident microbial landscapes. As we design these things, we could be thinking about designing these invisible worlds, and also thinking about how they interact with our personal ecosystems.

Our bodies are home to trillions of microbes, and these creatures define who we are. The microbes in your gut can influence your weight and your moods. The microbes on your skin can help boost your immune system. The microbes in your mouth can freshen your breath, or not, and the key thing is that our personal ecosystems interact with ecosystems on everything we touch. So, for example, when you touch a pencil, microbial exchange happens.

If we can design the invisible ecosystems in our surroundings, this opens a path to influencing our health in unprecedented ways.

I get asked all of the time from people, "Is it possible to really design microbial ecosystems?" And I believe the answer is yes. I think we're doing it right now, but we're doing it unconsciously. I'm going to share data with you from one aspect of my research focused on architecture that demonstrates how, through both conscious and unconscious design, we're impacting these invisible worlds.

This is the Lillis Business Complex at the University of Oregon, and I worked with a team of architects and biologists to sample over 300 rooms in this building. We wanted to get something like a fossil record of the building, and to do this, we sampled dust. From the dust, we pulled out bacterial cells, broke them open, and compared their gene sequences. This means that people in my group were doing a lot of vacuuming during this project. This is a picture of Tim, who, right when I snapped this picture, reminded me, he said, "Jessica, the last lab group I worked in I was doing fieldwork in the Costa Rican rainforest, and things have changed dramatically for me."

So I'm going to show you now first what we found in the offices, and we're going to look at the data through a visualization tool that I've been working on in partnership with Autodesk. The way that you look at this data is, first, look around the outside of the circle. You'll see broad bacterial groups, and if you look at the shape of this pink lobe, it tells you something about the relative abundance of each group. So at 12 o'clock, you'll see that offices have a lot of alphaproteobacteria, and at one o'clock you'll see that bacilli are relatively rare.

Let's take a look at what's going on in different space types in this building. If you look inside the restrooms, they all have really similar ecosystems, and if you were to look inside the classrooms, those also have similar ecosystems. But if you look across these space types, you can see that they're fundamentally different from one another. I like to think of bathrooms like a tropical rainforest. I told Tim, "If you could just see the microbes, it's kind of like being in Costa Rica. Kind of." And I also like to think of offices as being a temperate grassland.

This perspective is a really powerful one for designers, because you can bring on principles of ecology, and a really important principle of ecology is dispersal, the way organisms move around. We know that microbes are dispersed around by people and by air. So the very first thing we wanted to do in this building was look at the air system. Mechanical engineers design air handling units to make sure that people are comfortable, that the air flow and temperature is just right. They do this using principles of physics and chemistry, but they could also be using biology. If you look at the microbes in one of the air handling units in this building, you'll see that they're all very similar to one another. And if you compare this to the microbes in a different air handling unit, you'll see that they're fundamentally different. The rooms in this building are like islands in an archipelago, and what that means is that mechanical engineers are like eco-engineers, and they have the ability to structure biomes in this building the way that they want to.

Another facet of how microbes get around is by people, and designers often cluster rooms together to facilitate interactions among people, or the sharing of ideas, like in labs and in offices. Given that microbes travel around with people, you might expect to see rooms that are close together have really similar biomes. And that is exactly what we found. If you look at classrooms right adjacent to one another, they have very similar ecosystems, but if you go to an office that is a farther walking distance away, the ecosystem is fundamentally different. And when I see the power that dispersal has on these biogeographic patterns, it makes me think that it's possible to tackle really challenging problems, like hospital-acquired infections. I believe this has got to be, in part, a building ecology problem.

All right, I'm going to tell you one more story about this building. I am collaborating with Charlie Brown. He's an architect, and Charlie is deeply concerned about global climate change. He's dedicated his life to sustainable design. When he met me and realized that it was possible for him to study in a quantitative way how his design choices impacted the ecology and biology of this building, he got really excited, because it added a new dimension to what he did. He went from thinking just about energy to also starting to think about human health. He helped design some of the air handling systems in this building and the way it was ventilated.

So what I'm first going to show you is air that we sampled outside of the building. What you're looking at is a signature of bacterial communities in the outdoor air, and how they vary over time. Next I'm going to show you what happened when we experimentally manipulated classrooms. We blocked them off at night so that they got no ventilation. A lot of buildings are operated this way, probably where you work, and companies do this to save money on their energy bill. What we found is that these rooms remained relatively stagnant until Saturday, when we opened the vents up again. When you walked into those rooms, they smelled really bad, and our data suggests that it had something to do with leaving behind the airborne bacterial soup from people the day before. Contrast this to rooms that were designed using a sustainable passive design strategy where air came in from the outside through louvers. In these rooms, the air tracked the outdoor air relatively well, and when Charlie saw this, he got really excited. He felt like he had made a good choice with the design process because it was both energy efficient and it washed away the building's resident microbial landscape.

The examples that I just gave you are about architecture, but they're relevant to the design of anything. Imagine designing with the kinds of microbes that we want in a plane or on a phone.

There's a new microbe, I just discovered it. It's called BLIS, and it's been shown to both ward off pathogens and give you good breath. Wouldn't it be awesome if we all had BLIS on our phones?

A conscious approach to design, I'm calling it bioinformed design, and I think it's possible.

Thank you.

(Applause)

全ての物が 見えない生態系で覆われています バクテリア ウィルス 菌類と言った小さな生物です 私たちが使う 机やコンピューター鉛筆 建物― 全ての物が常在菌でいっぱいです そこで 私たちが物をデザインする時 この見えない世界のデザインや 体内の生態系との 関わり方についても考えることができます

私たちの身体は何兆もの微生物のすみかです これらの生物が私たちの体の一部をなしています 腸にいる微生物は体重と気分に影響を与えます 皮膚にいる微生物は免疫システムを高めたりします 口腔内の微生物は口臭をなくしたり― しなかったり ここでの重要なポイントは人の生態系が 接触する全ての生態系と相互作用すること 例えば 鉛筆に触ると 微生物が移動します

私たちの身の回りの 見えない生態系をデザインすることができれば これまでにない方法で 私たちの健康によい影響を与えてくれるでしょう

よくこんな事を聞かれます 「微生物の生態系をデザインすることはできますか?」 私は可能であると信じています これは私たちが既にやっていることで 無意識に行っています ここでデータをご覧いただきます 建築に焦点を合わせた私の研究の一部です 意図的 あるいは 非意図的な設計が この見えない世界に どう影響しているかをお見せします

これはオレゴン大学のリリス・ビジネス・コンプレックスです 建築家と生物学者のチームと組んで この建物内の300を超える部屋からサンプルを得ました 建物内の微生物の化石記録の様なものを入手したかったのです そこで 埃を採取しました 埃から細菌の細胞を取り出して それぞれの細胞内にある遺伝子の配列を比べました ですから 私のチームは プロジェクトの間掃除機をよくかけました これはティムです このティムの写真を撮影した時 彼に言われたのは 「ジェシカ 僕がいた前の研究グルーブでは コスタリカの熱帯雨林で野外調査をしていてた あの頃とは状況が一変してしまったよ」と

ではまず 私たちが各部屋で見つけたものを紹介します オートデスク社と共同で作成した 可視化ツールを使ったデータで見てみましょう このデータの見方ですが まず 円の外側を見てください 様々な細菌グループがいます 中心のピンク色の塊を見ていただくと 各グループの相対的な存在量が分かります 12時の方向を見ると アルファプロテオバクテリアが多く見られます 1時の方向をみると 桿菌が比較的少ないことが分ります

同じ建物内の異なるスペースも見てみましょう 化粧室の中を見てみましょう どれも似たような生態系です 講義室を見てみると どれも同じような生態系です しかし 異なるタイプのスペースでは それぞれが 根本的に異なっていることが 分かります 私は 化粧室を熱帯雨林だと考えるのが好きです ティムに言ったのは「微生物だけ見てみれば ある意味 コスタリカにいるようなものよ」と そして オフィスは温帯草原と考えたいです

この考え方は設計者にとって重要です 生態学の原理を使えるからです 生態学の重要な原理とは分散でしょう 生物が動き回る法則です 微生物は人々や 大気を介して 拡散されます ですから この建物内で最初にやりたかったことは 空調システムの確認でした 機械技師は空調装置を設計する時 空気の流れと温度が適切で 人々が心地良く感じられるようにします この時 理化学の原理を応用しますが 生物学も利用できるはずです この建物内にある 同じ空調装置に棲む 微生物を見てみると それぞれが ほぼ同じであることが分かります この微生物を違う空調装置の 微生物と比べると 根本的に異なっていることが分かります この建物内の部屋は群島のようになっています つまり機械技師はエコエンジニアでもあり 建物内に望むような 生物群系を構築することができます

微生物は人を介しても拡散します デザイナーは人々が交流しやすいように 各部屋を近くにまとめます 例えばラボとオフィス間でアイディアを交換しやすくするためです 微生物が人々を介して移動することを考えると 近くにある部屋はとても似通った生物群系になると 予測できます これは まさに私たちの調査どおりでした 隣接している講義室を見ると 同じような生態系を構成しています しかし 歩いて かなり離れた事務所へ行くと 生態系は根本的に変化します 生物地理学的パターンによる 拡散の力を 目の当たりにして 院内感染のような 難題に 取り組むことが可能であると思いました [20人に1人が入院中に院内感染する] これはある意味で建物の 生態学的な問題ではないかと考えています

この建物についてもうひとつ ご紹介します チャーリー・ブラウンとの共同研究です 彼は建築家で 地球規模の気候変動についてとても懸念しています 環境にやさしいデザインに生涯を捧げています 彼が私に出会い彼のデザイン選択によって 建物の生態系と生物学に どのような影響を与えるか 定量的な方法で 研究できることに気付いて 本当にワクワクしていました研究に新しい方向性をもたらしたからでしょう 彼は エネルギーの問題だけでなく 人々の健康も考慮するようになりました 彼は この建物の 空調システムや 換気方法のデザインを手がけました

ですから 最初に皆さんにお見せするのは― 建物の外から採取した大気です これは 外気のバクテリア共同体独特のパターンです 時間と共にどのように変化するか分かります 次に 私たちが実験的に 講義室を操作した様子をお見せします 夜中に講義室を閉鎖しました ですから通風はありません 多くの建物がこんな風に管理されています 恐らく 皆さんの職場もそうでしょう 会社が電気代を節約するためです ここでの発見は土曜日に換気口を開けるまでは 空気が比較的淀んでいたこと 講義室に入ると 悪臭がしました 私たちが得たデータは前日にいた人々が残した 空気中のバクテリア群に起因していることを 示していました これとは対照的なのが― 持続可能で より自然なデザイン戦略を用いた 空気孔を通して外気を取り込む方法です これらの部屋の大気は比較的 外気と良く混じり合います チャーリーはこれを見て目を輝かせていました 彼は設計段階で 良い選択をしたと 感じたようです なぜなら エネルギーも節約できますし ビルに住む常在菌を消し去ることができたからです

私が お話したことは建築に関してですが 全てのデザインに関係しています 有用な微生物を取り入れたデザインができるかもしれません 飛行機の中や 電話などです

最近 私は新しい微生物を発見しました BLIS(抗菌タンパク質)と呼ばれていて 病原菌を予防してくれて 息もきれいにしてくれます もし受話器に BLISが生息していたら最高じゃないですか?

デザインに対する意識的なアプローチ 私は生物学的デザインと呼んでおり 実現可能なことだと考えます

ありがとうございました

(拍手)

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品詞分類

  • 主語
  • 動詞
  • 助動詞
  • 準動詞
  • 関係詞等

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