| 研究課題/領域番号 |
17K13015
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
生体医工学・生体材料学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
武石 直樹 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (30787669)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | ニューロン / 細胞膜 / 連続体力学 / 応力場 / 計算バイオメカニクス / 神経前駆細胞 / 細胞移動 / 数値流体解析 / 有限要素解析 / 脳発生 / 大脳新皮質 / 細胞バイオメカニクス / 医工学 |
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| 研究成果の概要 |
脳の発生の段階では，神経前駆細胞が然るべき場所に適切なタイミングで移動することが知られている．細胞を始めとする変形粒子の移動は，空間の応力場を変え，自身のダイナミクスにフィードバックする．空間が粘性支配の環境下では特にこの一連の力学応答が顕著に現れる．そこで本研究では，脳発生とは，神経前駆細胞の集団移動によってもたらされた空間の応力場の変化が，それらの協調的な移動様式へと強制された結果ではないかと仮定し，力学的観点から脳発生の機序解明に迫る．細胞移動を数値シミュレーションによって再現し，細胞移動による空間応力場への寄与分を見積もることで，脳発生を成立させるために必要な力学的条件を明らかにする．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究によって，細胞-組織間の階層を貫く先駆的な計算力学モデルが構築される．これにより，個々の細胞の運動と組織スケールのダイナミクスの関係について普遍的な理解を与え，脳形成ついての力学的概念を世界に先駆けて示すことができる．また，開発モデルを用いたシミュレーションは，ニューロンの運動異常に起因した神経疾患（例えば，てんかんや精神遅延）の原因究明の手段にもなりえる．本研究の成果は，細胞と組織間の階層を繋ぐ新たな力学的概念の提示に他ならないため，脳形成のみならず様々な器官形成における力学的背景の解明に繋がり，幹細胞を利用した組織構築をはじめとする次世代再生医療の技術基盤の構築に直結する．
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