ノイズを利用した生命の情報処理機構：Bowtie構造モデル化によるアプローチ

• 研究課題/領域番号: 24K15188
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分62010:生命、健康および医療情報学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人情報通信研究機構
• 研究代表者: 細田 一史 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所脳情報通信融合研究センター, 主任研究員 (30515565)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2027年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2026年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2024年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: Bowtie構造 / 生命の情報処理 / ノイズ / ゆらぎ / ネットワークダイナミクス

研究開始時の研究の概要

生命系の情報処理においては、多様な入力を効率的に処理し多様な出力を生成するBowtie構造が遍在している。この構造は、情報を一度圧縮してから再展開する重要なプロセスを実現していると考えられる。ここで、生命系は電子回路と異なり、情報処理がノイズの影響を強く受けやすい環境下にある。本研究では、このようなノイズの中でBowtie構造がどのように機能するかを数理モデルによって解明する。具体的には、シンプルな相互作用ネットワークをモデル化し、情報の圧縮と展開がノイズの存在下でどのように可能となるかを分析する。この研究は、生命の基本的な情報処理機構の理解を深めるとともに、技術的応用への道を開く。