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本グループでは、生物系ソフトマター系地学系の諸現象から非線形動力学系、統計力学の基礎的性質に関わる話題に対し、数理モデルの構築実験データーの統計的解析等、様々な手法を用いて研究をしています。現在は特に以下の項目について、本専攻内や学外の実験系(特に化学系・生物系)研究室の方々よりご協力を頂きながら、研究を進行しています。勿論対象は以下のものだけにとらわれる必要はなく、数理的知識をバックグラウンドに広く自然を眺め、特に「物事が沢山集まる事で生じる事がら」に関して、新しい面白い話題を常に幅広く模索してます。

  • 地形の形成に関する研究 : 最近では特に砂丘や河川の様々な形状形成について、モデル構築をしています。(砂丘の形状形成に関する研究が日経新聞 (2010, 6/28) で紹介されました.)

  • 砂、粉などの「粉体」の動力学:砂や粉は、平坦な場所で放っておけば山等を作って「固まって」いますが、力がかかると雪崩等を起こして「流れ」だします。この「固体」とも「流体」とも言えないものの数理的な扱いを研究しています。(ちなみに砂丘は巨大な粉体です。また粉体も渋滞します。空気中で斜面を流れると「雪崩」になります。どれも「粒」の単純さからは想像できないほど複雑な様相を見せてくれます。)

  • 生物集団の自己組織的な秩序形成と機能性 : 特に社会性昆虫の典型例であるアリの、個体の性質と集団になる事で発現する社会性、機能性、走化性と走光性による集団の行動の秩序化と変化について、モデルや実験、データ解析を用いて調べています。

  • 多細胞生物の形態形成に関する研究 : 多細胞生物の形態形成を制御する、個々の細胞内の遺伝子・シグナル伝達ネットワーク及び細胞間の化学的・力学的相互作用の構造・動態、それによって生じるによる機能性(生物が化学反応を利用して実装している情報処理過程(計算過程))について、ウニやほ乳類細胞を用いた実験、データー解析、力学系的手法を用いた数理モデルを用いて研究しています。

  • 細胞内分子動態と遺伝子制御に関する研究 : 生物の細胞核内でダイナミックに起きているDNA及び染色体のダイナミックな構造形成と、それが制御する遺伝子の転写過程の動態について、ウニ、酵母、シロイヌナズナ等のモデル生物に対する実験、データ解析、数理モデルを用いて研究しています。また網膜細胞内の分子秩序形成について、数理モデルを用いた研究も進めています。

  • 医療データ解析 : 実験データ及び公共の生物・医学的大規模データベース上のデータの解析より、医療診断手法の開発や、疾患原因の推定等を研究しています。