生きた結合振動子システムによる生物の非線形振動子集団のダイナミクスの研究

真正粘菌変形体は、アメーバ様の単細胞生物であり、様々な振動現象を示す。本研究の目的は、真正粘菌変形体を用いて、生きたままの状態で結合振動子系を構築し、粘菌における非線形振動子集団のダイナミクスを調べることにある。これまでの研究で、申請者は2つの粘菌振動子が結合した系を構築してきた。この研究では、この方法を多数の振動子の結合系に拡張し、粘菌を2次元上にパターニングする方法を検討した。その結果、マイクロ加工技術の1つである、フォトリソグラフィーの方法を用いることで、粘菌結合振動子間の結合強度をシステマティックに制御できることがわかった。また、この粘菌結合振動子系を用いて外部刺激を入力しその応答を調べることで、非線形ダイナミクスに関して様々な知見を得られることが期待される。本年度の研究では、刺激入力方法として光り刺激による方法を検討した。光刺激は、コンピュータで光りの強弱を空間的にパターニングしたものをデジタルプロジェクタを用いて、粘菌試料に投射して与えた。その結果、光パターンに応じて粘菌の移動行動が観察された。よって、本研究により、このようなセットアップでの光刺激入力が粘菌結合振動子系においても有効であることが確認された。さらに、この刺激入力方法によって、生きた粘菌結合振動子系における刺激応答を観察し、非線形ダイナミクスを検討していくことが、今後の課題である。

真正粘菌変形体は、アメーバ様の単細胞生物であり、様々な振動現象を示す。本研究の目的は、真正粘菌変形体を用いて、生きたままの状態で結合振動子系を構築し、粘菌における非線形振動子集団のダイナミクスを調べることにある。これまでの研究で、申請者は2つの粘菌振動子が結合した系を構築してきた。この研究では、この方法を多数の振動子の結合系に拡張し、粘菌を2次元上にパターニングする方法を検討した。その結果、マイクロ加工技術の1つである、フォトリソグラフィーの方法を用いることで、粘菌結合振動子間の結合強度をシステマティックに制御できることがわかった。また、この粘菌結合振動子系を用いて外部刺激を入力しその応答を調べることで、非線形ダイナミクスに関して様々な知見を得られることが期待される。本年度の研究では、刺激入力方法として光り刺激による方法を検討した。光刺激は、コンピュータで光りの強弱を空間的にパターニングしたものをデジタルプロジェクタを用いて、粘菌試料に投射して与えた。その結果、光パターンに応じて粘菌の移動行動が観察された。よって、本研究により、このようなセットアップでの光刺激入力が粘菌結合振動子系においても有効であることが確認された。さらに、この刺激入力方法によって、生きた粘菌結合振動子系における刺激応答を観察し、非線形ダイナミクスを検討していくことが、今後の課題である。