生体における合目的的構造の構築機構

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生物界にみられる自律分散機能として、個々に細胞が自律的に反応することにより、細織全体がつねに最適な機能を営むことができるように、組織が自律的に再構築される性質をとりあげ、その原理を明らかにすることを目標に研究を行い、以下の成果を得た。1.生体適応性のシステム的考察:システムの構成要素が単純な法則に従って反応することにより、システム全体の構造が合目的的に変化しうる性質が生体組織において実現されていることを示し、適応的再構築という概念により、各種組織に共通する性質およびそれぞれの組織の特徴を明らかにした(戸川達男)。2.樹木の枝の適応性:多くの樹種について、負荷荷重と枝径変化の関係を調べ、適応的再構築の過程についての詳細なデータを集積した。その結果をもとに、植物細胞の応力検知機構についての仮説を示すとともに、形態適応の現象論的モデルを考案した(山越憲一)。3.骨の適応性:骨組織の成長・吸収が局所の応力状態により決定されるとしてモデルを導入し、シミュレーションと実験結果を比較してモデルの妥当性を検証した。さらに、残留応力を許容した適応的再構築モデルの検討を進め、基本的性質を明かにした(田中正夫)。4.血管の適応性:血流に対する血管径の適応的変化は、血流を検知して壁の成長を制御することで説明されることをすでに示したが、今回培養血管内皮細胞を用い、粘性の異なる流体で比較した実験により、内皮細胞が検知しているのはずり応力であることを明らかにした(神谷瞭)。5.筋の適応性:筋力の適応的変化は変位ではなく張力が検知されることによって起こること、筋組織の変化と筋を支配する神経機構の変化とによること、この2つの適応機構には反応の時間に違いがあることなどを明らかにし、適応機構のモデルを構築した(永田晟)。