2020 Fiscal Year Research-status Report
Mathematical modeling for the biological phenomenon involving some processes with different time scales
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18K03407
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
瀬野 裕美 東北大学, 情報科学研究科, 教授 (50221338)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 数理生物学 / population dynamics / 数理モデル / 時間スケール / 感染症 / 人口集団 / ゲーム依存症 / 感染予防行動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は，異なる時間スケールをもつ複数のプロセスの関係により現れる生物個体群ダイナミクスの特性を理論的に議論するための数理モデルの構造について検討し，従来の数理モデルによる理論に新しい見方を提示することを目的とするものである。令和２年度には，前年度に引き続き，感染症の伝染ダイナミクスにおける異なる時間スケールをもつ複数の過程の数理モデリングにより構成された，感染者数の時間変動ダイナミクスに関する合理的な数理モデルの解析を行いながら，時間スケールの違いの導入がどのように数理モデルの構造に関わるかについて検討してきた。令和２年度についても，人間の行動特性が感染症の伝染拡大に及ぼす影響についての問題に関わる数理モデル研究を進めている。特に，日常的な通勤行動の特性が人口集団における感染症の伝染拡大リスクにどのように関わるかについての数理モデル解析結果については，一連の研究の成果が国際学術誌に発表された。さらに，感染症に対する感染予防行動の増進や衰退の影響を考察するための数理モデル研究を進めている。一方，感染症の伝染に類似する動態として，オンラインによるゲーム依存症の集団内での増大についての数理モデリングを行い，その成果を論文にまとめ，国際学術誌に投稿した。とりわけ，ヒステリシス構造が現れる点において，その数理モデル解析の結果は，ゲーム依存症拡大過程の重要な特性を示唆しており，また，新しい理論研究の課題を提示するものとして意義があると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り，3年目は，異なる時間スケールをもつ複合的プロセスをもつ個体群ダイナミクスに関する数理モデル研究を潤沢に進めることができた。しかしながら，コロナ禍による学術集会の中止，他研究者との対面による議論の困難といった状況により，予定していた研究成果発表や関連する議論が行えなかった。そのような状況下であったが，研究展開に向けての新しい課題の設定，その課題への取り組みを進めることが相応にできた。
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| Strategy for Future Research Activity |
COVID-19のパンデミック感染状況の下，学術研究集会での研究成果の発表による学術的交流の機会が失われていたが，この1年，オンライン開催による学術交流のプラットホームが普及し，対面での議論による成果までは望めないものの，学術交流の場が少なからず設けられつつある。一方，この非常事態に伴う，社会・経済活動への影響により，学術論文誌の査読・編集業務への影響は引き続いており，研究成果の論文としての公表についての障害は否めない。研究の遂行自体については，数理科学の理論研究である本課題に対するCOVID-19からの影響はほとんどないものの，本状況下における他業務を含めて，実施における負担増も否めない。今後の社会・経済状況変化に一層注意する必要はあるが，今後の研究遂行においては，主体的・積極的に関連するonline学術集会に参加することが必要と考えている。 また，海外のパンデミック感染状況については，日本国内の比ならず深刻度が高いが，今後，国内外の共同研究者らとのオンラインによる個人レベルの学術交流の場をもうけ，オンラインでの議論をいかに有意義なものとするかについても積極的に検討していくことが必要だろう。
具体的な研究課題として，新興感染症に対しての社会応答の特性が，どのように感染拡大規模に影響を及ぼすかについての新しい数理モデリング，数理モデル解析の課題への取り組みを進めつつある。継年度における研究においては，本研究課題の主題となっている，人間の行動特性や社会特性と感染症の伝染拡大のもつ時間スケールの違いに着目しつつ，さらに，数理モデル構築，その解析を進め，新しい数理モデリングの課題を整理し，提示してゆく予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍による学術集会の中止，他研究者との対面による議論の困難といった状況により，予定していた研究成果発表や関連する議論が行えなかったため，当初の計画で予定していた研究成果旅費や研究者との研究交流・打ち合わせのための旅費の予算の執行が不可能であった。今後の社会・経済状況変化に一層注意する必要はあるが，今後の研究遂行においては，主体的・積極的に関連するonline学術集会に参加することが必要と考えている。 また，海外のパンデミック感染状況については，日本国内の比ならず深刻度が高いが，今後，国内外の共同研究者らとのオンラインによる個人レベルの学術交流の場をもうけ，オンラインでの議論をいかに有意義なものとするかについても積極的に検討していくことが必要とも考えており，可能な範囲で本研究課題に係る学術交流のための旅費としての執行，および，それ以外での学術交流のための環境整備に当該研究費をあてることにより，研究をより効率的，有意義に展開していくために予算を執行する予定である。
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