2012 Fiscal Year Annual Research Report
時間記憶能の系統進化に対する実験的評価と非線形動力学構造
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20300105
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| Research Institution | Future University-Hakodate |
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Principal Investigator |
中垣 俊之 公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 教授 (70300887)
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| Project Period (FY) |
2008-04-08 – 2013-03-31
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| Keywords | 生体情報 / 生物情報処理 / 記憶 / 進化 / 非線形動力学 / 結合振動子系 |
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| Research Abstract |
１、研究計画の概要: 生物の記憶・学習・想起能力の系統分類学的発達度合いを実験的に調べる。標準試験として周期的環境変動の複雑さに対する記憶能力を様々な生物種で調べる。それらを統一的に説明するシンプルかつ本質的な数理モデルを構成する。粘菌の事例で成功した振動子集団モデルを基本的枠組みとして用いる。知的能力の進化を数理モデルの分岐構造として理解できるかどうか検討する。また、時間のみならず空間も含んだ環境変動に対する、生物の適応能力についても総合的に検討する。
２、これまでの実績
（１）複数の生物種、粘菌、アカゾウリムシ(Brepharisma)、車軸藻において、周期的イベントに対する時間記憶能があることを実験的に証明し、論文として発表できた。これは、この時間記憶能が、種固有のものでなく一般的に見られることを示している。ヒトは同様のことができるので、時間記憶能の基本的現象として興味深い。その仕組みが単純な非結合振動子の集団挙動として理解できる点は、記憶現象の物理的起源の観点から、意義深い。
（２）時間記憶能は、温度・湿度記憶のみならず、光や電気の刺激に対しても見られることが実験的に証明でき、論文として発表できた。これは、外界信号を受容する過程の奥に、情報処理を担う過程が存在することを示す。時間記憶能の種を超えた一般性から、時間情報処理の機構解明へと発展しうる成果である。
（３）どの生物種の実験でも、周期刺激に対する予測が、常に成功するとは限らなかった。位相のずれ、反周期成分の応答、非常に長周期成分の応答などが見られることがわかった。論文として発表するにはいたらなかったが、振動モード解析の有効性を示すことができた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(24 results)
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[Journal Article] Analysis of fungal network2012
Author(s)
Luke Heaton, Boguslaw Obara, Vincente Grau, Nick Jones, Toshiyuki Nakagaki, Lynne Boddy, Mark D. Fricker
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Journal Title
Fungal Biology Reviews
Volume: 26
Pages: 12-29
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Ethology and Dynamics of a Huge Amoeba2013
Author(s)
T.Nakagaki
Organizer
The International Symposium on Self-organization and Emergent Dynamics in Active Soft Matter
Place of Presentation
Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto Univerity, Japan
Year and Date
20130218-20130220
Invited
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