ノイズを利用した生命の情報処理機構：Bowtie構造モデル化によるアプローチ

• Project/Area Number: 24K15188
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 62010:Life, health and medical informatics-related
• Research Institution: National Institute of Information and Communications Technology
• Principal Investigator: 細田 一史 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所脳情報通信融合研究センター, 主任研究員 (30515565)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2027: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2026: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: Bowtie構造 / 生命の情報処理 / ノイズ / ゆらぎ / ネットワークダイナミクス

Outline of Research at the Start

生命系の情報処理においては、多様な入力を効率的に処理し多様な出力を生成するBowtie構造が遍在している。この構造は、情報を一度圧縮してから再展開する重要なプロセスを実現していると考えられる。ここで、生命系は電子回路と異なり、情報処理がノイズの影響を強く受けやすい環境下にある。本研究では、このようなノイズの中でBowtie構造がどのように機能するかを数理モデルによって解明する。具体的には、シンプルな相互作用ネットワークをモデル化し、情報の圧縮と展開がノイズの存在下でどのように可能となるかを分析する。この研究は、生命の基本的な情報処理機構の理解を深めるとともに、技術的応用への道を開く。