2020 Fiscal Year Research-status Report
バーチャル心筋細胞の実現－機械学習による実形状モデル生成・統合解析・統計評価－
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19K20663
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
波田野 明日可 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (20707202)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 心筋細胞 / 実形状 / 電子顕微鏡画像 / マルチフィジックス / 電気生理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は実形状から抽出した形状データに基づくシミュレーションの実施手法を確立した．心筋細胞の小器官のうち比較的大きな筋原線維とミトコンドリアを四面体要素とし，微細な小器官であるJSRとT管を節点として近似することにより，その位置は実形状に沿ったものとしながら計算量の軽減を行った．
電気生理現象に関しては，Ca^(2+)が収縮のために放出，拡散され，その後吸い上げられ次の収縮に備えるところまで再現することが可能となった．力学的現象については，Ca^(2+)が拡散され，細胞全体の濃度が上がることにより収縮力を発生させ，その収縮力に基づいて細胞が収縮し，濃度低下に基づいて収縮力の発生が抑えられ，弛緩していく様子も確認することができた．
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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
シミュレーションの実現まで到達し、順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回の解析では正常な細胞の再現のみとなった．簡易化された心筋細胞モデルにおいて正常状態の力学・電気生理現象は再現されているため，病理状態の細胞において実形状モデルの解析を行うことでその意義を示すことが必要となる．今回はメッシュは手作業で作成しているため，多くの細胞について解析を行うことために自動化に取り組む方針である．
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| Causes of Carryover |
コロナで旅費等が不要となったため、次年度以降の対外発表の機会に利用予定である。
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