2014 Fiscal Year Annual Research Report
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24740066
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
伊藤 賢太郎 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20528351)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 数理モデル / 振動子系 / 真正粘菌 / パターン形成 / ロコモーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，粘菌の局所的な収縮弛緩運動からスタートして，粘菌の情報処理とそれに大域的な動きを結びつけるシナリオを提案する事にあった．我々は粘菌を空間的に離散化することにより，原形質で満たされたシリンダー同士が結合しているものと見做し数理モデルを構築した．当初の研究計画通り，二次元的に広がった状態における粘菌表面の振動パターン，及び振動パターン間の遷移現象を確認する事ができた．また，それと平行して実際に流体を満たしたシリンダーを結合し，それらをアクチュエーターにより駆動するという実験の結果を提供してもらい，それらを解析する事によりパターンの移り変わりが得られているということを確認した．この結果については論文として発表済みである．
平成25年度以降は，「粘菌の情報処理」という観点からもっとシンプルに周囲の環境を感知して正しい行動を選択したことが分かるような系を扱う必要性を感じため，行き止まりに到達した粘菌が別の方向へと進路をとる様子を観察するための新たな実験を考案し，実際の粘菌を用いて実験を行った．このような移動を表現する為には数理モデルの修正が必要であり，境界に位置するシリンダーの内部圧力が閾値を超えたら，外部に新しいシリンダーが生まれ，それらが新たな境界を形作るという仕組みを取り入れた．この圧力に注目した数理モデルにより，実際の粘菌の振る舞いを再現する事ができたので，「粘菌は圧力により遠距離の情報を伝達しており，多くの粘菌の移動はこの仕組みで説明可能である」というシナリオが提案できた．最終年度では「移動しつつ管の成長も行うモデル」を構築し，部分的に実験結果を再現できているが，まだパラメータ調整の余地が残っている．実験結果を再現できる数理モデルが完成したにも関わらず，十分な量の実験データを揃えることに想定以上の時間がかかってしまったが，順次論文化を進めていく予定である．
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