2008 Fiscal Year Annual Research Report
生物行動のシステム工学的解釈とバイオミメティック・センサ・システムの提案
| Project Area | Systems molecular ethology to understand the operating principle of the nervous system |
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| Project/Area Number |
20115010
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
辻 敏夫 Hiroshima University, 大学院・工学研究科, 教授 (90179995)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 良幸 広島大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40336920)
滝口 昇 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教 (20304462)
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| Keywords | 生物模倣型センサシステム / 化学受容 / 刺激応答 / 線虫の神経-筋モデル / マウスの嗅神経系モデル / バイオアッセイシステム / 呼吸波 |
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| Research Abstract |
近年, 環境中に存在する化学物質が生物に与える影響を定量評価するためのセンサシステムの必要性が指摘されている. 本研究では, 線虫・マウス・小型魚類を主な対象として, 生物の情報処理メカニズムを工学の立場から読み解き, 融合し, 革新的な生物模倣型(バイオミメティック)のセンサシステムの構築を目指す. 本年度は, 線虫とマウスの化学受容とその情報処理メカニズムの解明, 小型魚類の生体信号計測技術の確立を目的とし, 以下の成果を収めた.
(1) 線虫の神経-筋モデルを用いて刺激応答の神経情報処理メカニズムを探る :
本研究では, 刺激応答の運動制御機構の探索を目的として, 実神経構造に基づく神経-筋モデルを構築し, 線虫特有のくねり運動を再現した.
(2) マウスの嗅神経系モデルと行動実験からにおい識別に有効な選択的注意のメカニズムを探る :
本研究では, 解剖学的なマクロ構造に基づき, 受容細胞・嗅球・梨状葉の3つの部位から構成されるマウスの嗅神経モデルを構築し, 嗅覚における選択的注意の再現を試みた. シミュレーションの結果, 提案モデルが選択的注意を行っているマウスのにおい識別率をある程度予測できることを確認した.
(3) 小型魚類を用いたバイオアッセイ型水質検査システムのための生体信号計測手法を開発する :
本研究では, 小型魚類(メダカ)の呼吸に伴って発生する微弱な電気信号(呼吸波)の計測システムを構築した. さまざまな条件のもとで計測実験を行った結果, 水質の変化が計測した呼吸波の周波数成分に影響を与える可能性が示唆された.
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