| 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,革薪的な生物模倣型(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,線虫の化学受容とその情報処理メカニズムの解明,マウス嗅覚系モデルによるにおい感覚予測,小型魚類の生体信号計測・処理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:
本年度は,線虫の刺激応答シミュレータプラットフォームの構築を目的として,線虫神経-筋モデルと実生物の動画像を用いて,生物実験では技術的に計測が困難な線虫身体の特性(身体と床の摩擦力,筋の弾性・粘性)を推定した,また,線虫の放射線刺激に対する応答を運動の変化を指標として調べた.
(2) マウスの匂い識別アルゴリズムを実装した匂いセンサシステムを開発する:
本年度は,におい分子に対する生物の感覚を評価することを目的として,げっ歯類の嗅覚系の神経活動予測モデルを構築した.実生物のにおい識別実験と提案モデルが予測した感覚指標を比較した結果,両者の傾向が一致し,提案モデルの感覚予測能力を確認した.
(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:
本年度は,小型魚類(ゼブラフィッシュ)の呼吸に伴って発生する微弱な電気信号(呼吸波)を利用して運動解析を試みた.水槽底面に格子状に電極を配置し,計測された信号にフィルター処理を施すことにより,動画解析装置を用いることなく,魚の位置と移動量の推定を可能にした.
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