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2013 年度 実施状況報告書

局所的コミュニケーションから生じる階層的進化ダイナミクスの歪みの解析

研究課題

研究課題/領域番号 25540103
研究種目

挑戦的萌芽研究

研究機関東海大学

研究代表者

染谷 博司  東海大学, 情報理工学部, 講師 (00333518)

研究分担者 岡田 泰昌  独立行政法人国立病院機構村山医療センター(臨床研究センター), 電気生理学研究室, 室長 (80160688)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード確率的ダイナミクス解析
研究概要

申請課題「局所的コミュニケーションから生じる階層的進化ダイナミクスの歪みの解析」では,大規模集団が局所的小集団を部分集団として内包するとき,小集団内の構成要素間コミュニケーションにおける相互作用が大規模集団全体に次第に伝搬し,大規模集団全体に及ぼす影響を数理システム論的に解析する.申請時までの調査において,今後の課題として次のことが挙げられていた.調査項目1:多変量分布の歪みを三次統計量として定量化し, その性質を調査,調査項目2:小集団内における相互作用の大規模集団全体への伝搬効果を調査,調査項目3:相互作用の強度や方向性の違いに起因する進化的ダイナミクスの変化を調査,調査項目4:脳のアストロサイトネットワークをモデル化し実測データとの整合性を調査.
平成25年度は,研究代表者・染谷は,調査項目1と調査項目2に関して調査を補強し,進展した成果を公表するに至った.具体的には,パラメータ値により三次統計量の大きさを連続的に変化させることができる状態遷移の確率密度分布関数を新たに導入し,さまざまなパラメータ値のもとで,小集団内における局所的コミュニケーションが大規模集団全体に対してどのような伝搬効果をもたらすかを調査した.また,研究分担者・岡田は,通常のラットより作成した脳幹脊髄標本の延髄断面にカルシウムイメージング法を応用し,多数のニューロンとアストロサイトの活動を同時に計測し,アストロサイトが呼吸に同期した活動を呈することの証明を試みており,調査項目4に関する準備として,in vivoマウスでの神経生理学的実験を始めとした実測データの取得をすすめている.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

交付申請書にて,調査項目1と調査項目2に関してこれまでに得た成果を補強すること,および,調査項目4のための神経生理学的実験を開始すること,を研究実施計画として挙げており,これらに対応した順調な進展状況にある.

今後の研究の推進方策

次年度は,調査項目1と調査項目2のさらなる補強を試みると共に,調査項目3に関する調査を進め,また,調査項目4に関する実測データを整理する予定である.

次年度の研究費の使用計画

研究代表者・染谷への配分額については,主に,計算機の購入計画に変更があり,差額が生じたためである.具体的には,申請時は,モバイル型ワークステーション(高性能ノート型PC)を平成26年度に購入する計画であったが,これを前倒しし平成25年度に購入した.他方,計算用サーバーとしては安価な汎用型PCを購入した.研究分担者・岡田への配分額については,主に,実験環境のセットアップに時間を要したためである.
差額分は,次年度以降に,計算用サーバーの増強用パーツおよび神経生理学的実験のための消耗品の購入に使用する予定である.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] The hypoxic ventilatory response and TRPA1 antagonism in conscious mice2014

    • 著者名/発表者名
      Pokorski M, Takeda K, Sato Y and Okada Y.
    • 雑誌名

      Acta Physiologica / Acta Physiol (Oxf)

      巻: 210 ページ: 928-938

    • DOI

      10.1111/apha.12202

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anatomical and functional pathways of rhythmogenic inspiratory premotor information flow originating in the pre-Botzinger complex in the rat medulla2014

    • 著者名/発表者名
      Koshiya N, Oku Y, Yokota S, Oyamada Y, Yasui Y, Okada Y.
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 268 ページ: 194-211

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Striking a Mean- and Parent-centric Balance in Real-valued Crossover Operators2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Someya
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Evolutionary Computation

      巻: 17 ページ: 737-754

    • DOI

      10.1109/TEVC.2012.2200255

    • 査読あり
  • [学会発表] Severe hypoxia-induced ventilatory depression analyzed by spectrography of EEG and respiratory output2014

    • 著者名/発表者名
      Fukushi I, Kuniya M, Maeno Y, Muraoka Y, Takeda K, Okada Y.
    • 学会等名
      The 91st Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 発表場所
      Kagoshima
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] 実数値型遺伝アルゴリズムによるサンプリング音再現パラメータの景観分析2013

    • 著者名/発表者名
      清水 真, 染谷 博司
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会
    • 発表場所
      滋賀県大津市
    • 年月日
      20131118-20131120
  • [学会発表] Effects of TRPA1 channel antagonism on hypoxic and hypercapnic ventilatory responses2013

    • 著者名/発表者名
      Takeda K, Pokorski M, Sato Y, Oyamada Y, Okada Y.
    • 学会等名
      The 43rd annual meeting of the Society for Neuroscience (Neuroscience2013)
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      20131109-20131113
  • [学会発表] 実数値型遺伝アルゴリズムにおける重心重点交叉と親中心交叉の比較2013

    • 著者名/発表者名
      染谷 博司
    • 学会等名
      第23回インテリジェント・システム・シンポジウム(FAN2013)
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      20130925-20130926
  • [学会発表] 三次統計量に着目した実数値型交叉オペレータの考察2013

    • 著者名/発表者名
      染谷 博司
    • 学会等名
      第5回進化計算学会研究会
    • 発表場所
      北海道室蘭市
    • 年月日
      20130912-20130913
  • [学会発表] 実数値GAによるサンプリング音再現パラメータの最適化2013

    • 著者名/発表者名
      清水 真, 染谷 博司
    • 学会等名
      電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      北海道北見市
    • 年月日
      20130904-20130907
  • [学会発表] Post-hypoxic potentiation of breathing is mediated by astrocytes2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Okada, K. Takeda, Y. Oyamada, Y. Oku, F. Miwakeichi, H. Someya, M. Ishiguro, Y. Tamura and M. Pokorski
    • 学会等名
      The XI European Meeting on Glial Cells in Health and Disease
    • 発表場所
      Berlin, Deutschland
    • 年月日
      20130703-20130706
  • [学会発表] 確率的最適化アルゴリズムにおける設計論の動向2013

    • 著者名/発表者名
      染谷 博司
    • 学会等名
      電気学会 システム研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20130627-20130627
  • [学会発表] Effects of systemic administration of TRPA1 channel antagonist on nociceptive and respiratory control systems2013

    • 著者名/発表者名
      Okada Y, Takeda K, Oyamada Y and M. Pokorski
    • 学会等名
      The 36th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society (Neuro2013)
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      20130620-20130623
  • [学会発表] DMSO: A potential detriment for nociception and respiration2013

    • 著者名/発表者名
      Takeda K, Pokorski M, Oyamada Y, Okada Y.
    • 学会等名
      The 36th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society (Neuro2013)
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      20130620-20130623

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公開日: 2015-05-28  

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