| 研究課題/領域番号 |
15H03950
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
知能機械学・機械システム
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
辻 敏夫 広島大学, 工学研究科, 教授 (90179995)
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| 研究分担者 |
鈴木 芳代 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 主幹研究員(定常) (10507437)
曽 智 広島大学, 工学研究科, 助教 (80724351)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2016年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2015年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
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| キーワード | バイオメカニクス / C. elengans / 放射線影響 / 這行運動 / 数理モデル化 / C. elegans / 這行行動 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，線虫(Caenorhabditis elegans)の這行運動の生成メカニズムとその放射線影響の解明を目的として，神経-筋-身体動力学モデルに基づく線虫シミュレータの研究開発を進めた．まず，身体の力学特性を考慮した身体動力学モデル，および，実接続回路構造を保存した神経-筋モデルを構築した．そして，画像解析によって実生物の運動を定量化するとともに，これを教師信号としたモデルパラメータの機械学習的な調整法を提案し，化学走性と筋活動生成に関するシミュレーションを行った．さらに，神経回路の接続構造と推定した神経細胞の応答を視覚的に提示するため，線虫の3次元グラフィックスモデルを開発した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
放射線影響を解析するにあたって，線虫の動きを抑制して中枢神経などを狙って放射線を照射する必要があったため，高い保水性能を備えた線虫保定用PDMSマイクロチップを開発した．本マイクロチップは線虫以外の生物実験にも応用可能であり，2件の特許を申請している．また，実接続構造を保存した神経回路モデルを用い，化学走性に関与する介在ニューロンの情報処理に計算論的解釈を与えるとともに，運動リズムの生成には中枢神経の関与は限定的で運動ニューロンが重要な役割を果たすことを示唆した．これらはボトムアップ的手法とトップダウン的手法の相互補完によって初めて達せられた成果であり，この点に本研究の学術的意義がある．
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