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藤本 仰一 教授
生き物の仕组みや现象を、数学で表现
生命现象や社会现象の数理モデリングを専门に研究しています。具体的には、データを用いて计算式などでモデル化し、现象の背后にある仕组みを予测します。例えば、「山に云がかかると雨が降る」という通説があります。これは人间の経験から导き出されたものですが、実际に空気や水の流れを计算して、雨が降る条件を解析すれば、通説の确かさをシミュレーションによって里付けることができます。私の研究室では、动物と植物の両方を対象として、细胞レベルから社会や生态系の现象までを研究しています。そこまで幅広い分野で成果を上げている研究室は、世界でも稀なのではないでしょうか。
私たちは研究を通じて、生物の复雑な形や生活の在り方などの自然の理を「数学の言叶」で表したいと考えています。生き物はどのように生まれ、进化していくのか。それらを定式化することは、结果的に生物
多様性や健康に生きられる社会の実现にもつながるでしょう。
数理モデリングが新しい発见につながる
モデルから新発见につながる予测をするためには、他分野の専门家と互いの课题感や仮説をぶつけ合うことが重要です。
これまでに印象に残っている研究の一つは、脳の形の潜在的な役割を数学を通じて见出したことです。人间の脳全体にわたって、特定の场所や方向に神経回路が配线されていますが、どのようにして特定の场所や方向に配线されるのでしょうか。私たちは、このを解明するために胎児の脳に着目しました。脳表面の任意の地点同士を结ぶ最短経路を、网罗的に计算すると、多くの最短経路が集中する场所を発见しました。成人の脳のこの场所には长距离の神経回路が通っており、最短経路が神経回路の発生する场所や方向の目印となる可能性が判明したのです。また、细胞が分裂する方向はどう决まるのかを、私たちは植物の研究者と3顿プリンターで作った细胞の模型を见ながら议论しました。分裂する面の面积が最小になる仮説を予想し、细胞の形のデータを导入した数理モデルから仮説を証明しました。
このように、数理モデリングは形をはじめ多様なデータから、あらゆる分野に新しい発见をもたらす可能性を秘めています。それが研究のやりがいであり、醍醐味です。皆さんが学校で习う「数学」も実は同じ。その先には数式を共通言语に、科目や分野を超えてさまざまな问题を探究できる面白さが広がっていますよ。
多细胞组织の模型をレゴブロックのように游びながら、
数理モデルを构想することも
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広岛大学広报室
