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2013 年度 実績報告書

スポーツを通して集団ダイナミクスを解明する

研究課題

研究課題/領域番号 11J04016
研究機関北海道大学

研究代表者

横山 慶子  北海道大学, 大学院工学研究院, 特別研究員(PD)

キーワード集団ダイナミクス / 力学系 / 集団スポーツ / 神経細胞集団
研究概要

個が集まり集団となったとき、「個」の能力の総和以上の力が「集団」として創発する。本研究課題の目的は、こうした集団の創発現象に潜むダイナミクス(規則性)を明らかにすることである。
平成25年度では、数ある集団現象のうちでも、高度に洗練された集団現象のひとつともいえる脳の神経細胞集団に潜むダイナミクスを明らかにすることを目的として、(1)集団の構成要素である1神経細胞の発火ダイナミクスを検証すること、(2)多細胞による同期発火のダイナミクスを検証することを研究計画とした。実験では、多数の電極を埋め込んだシャーレ上に、ラット胎児大脳皮質由来の神経細胞を長期培養し、細胞の電気的活動を測定した。その結果、1細胞には、他の細胞との結合がなく孤立した状況であっても、周期的な発火パターンが認められた。また一方で多細胞の検証実験では、培養シャーレ上の細胞接着性物質のコーティング手法を開発することで、複数のサブ集団からなるネットワークを構築し、多細胞集団による同期発火における信号伝播の特性を明らかにした。この研究成果は現在、査読付き学術雑誌への投稿準備中である。
本研究課題の当初の目的は、集団スポーツを行うヒトの行動データを題材として集団ダイナミクスを検討する予定であったが、脳の神経細胞集団も加えて題材とすることで、ダイナミクス解析手法の開発と集団現象一般への考察を深めることができた。今後、本研究を足掛かりとして、集団ダイナミクスの包括的な理解に発展させたい。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Emergence of self-similarity in football dynamics2014

    • 著者名/発表者名
      A. Kijima, K. Yokoyama, H. Shima, Y. Yamamoto
    • 雑誌名

      The European Physical Journal B

      巻: 87 : 41 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1140/epjb/e2014-40987-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 集団スポーツのダイナミクス(展望論文)2013

    • 著者名/発表者名
      横山 慶子
    • 雑誌名

      スポーツ心理学研究

      巻: 40(2) ページ: 229-236

  • [雑誌論文] Joint action syntax in Japanese martial arta2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamamoto, K. Yokoyama, M. Okumura, A. Kijima, K. Kadota, K. Gohara
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 8(9) ページ: e72436

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0072436

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neuronal cell pattering on a multi-electrode array for a network analysis platform2013

    • 著者名/発表者名
      M. Suzuki, K. Ikeda, M. Yamaguchi, S. Kudoh, K. Yokoyama, R. Satoh, D. Ito, M. Nagayama, T. Uchida, K. Gohara
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 34(21) ページ: 5210-5217

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2013.03.042

    • 査読あり
  • [学会発表] Analysis of electrical activity in a single neuron2013

    • 著者名/発表者名
      K. Yokoyama, I. Suzuki, D. Ito, K. Gohara
    • 学会等名
      Neuroscience 2013
    • 発表場所
      San Diego Convention Center (San Diego, USA)
    • 年月日
      2013-11-12
  • [学会発表] Analysis of molecular mechanisms underlying synchronized bursts during long-term development of rat cultured neuronal networks2013

    • 著者名/発表者名
      D. Ito, K. Yokoyama, K. Gohara
    • 学会等名
      Neuroscience 2013
    • 発表場所
      San Diego Convention Center (San Diego, USA)
    • 年月日
      2013-11-10
  • [学会発表] 三者の協調行動にみられる同期現象2013

    • 著者名/発表者名
      横山慶子
    • 学会等名
      日本心理学会第77回大会
    • 発表場所
      札幌市産業振興センター(札幌)
    • 年月日
      2013-09-21
    • 招待講演
  • [学会発表] 多点電極基盤上への神経細胞パターニング―種々の細胞接着性物質の検討―2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木 正昭, 山口 宗宏, 横山 慶子, 伊東 大輔, 郷原 一寿
    • 学会等名
      第74回応用物理学会・秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都)
    • 年月日
      2013-09-18
  • [学会発表] 2連結振動子モデルによる二者間競合の理解2013

    • 著者名/発表者名
      山本 裕二, 木島 章文, 横山 慶子, 奥村 基生
    • 学会等名
      日本体育学会第64回大会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀)
    • 年月日
      2013-08-28

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公開日: 2015-06-25  

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