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2012年1月23日月曜日

形態形成の数理モデル

_数理モデル_

ストレンジアトラクター
形の科学会誌 第1号 第13巻(1998) p13ー23
形で見る非線形物理学
第一回:コンピュータで見るストレンジアトラクター
平田隆幸
調和振動、準周期(トーラス)、ストレンジアトラクター(レスラーモデル
、ローレンツモデル)

フラクタル
形の科学会誌 第3号 第14巻(1999) p165ー173
形で見る非線形物理学
第6回:フラクタル(自己相似構造)
平田隆幸
入れ子構造、カントール集合、コッホ曲線、フラクタル次元



枝状成長パターン
生物のかたちづくりの数理と物理 共立出版 p17-35
バクテリアコロニーが形成するパターン
重定南奈子
枯れ草菌の樹状パターン 大腸菌の同心円状の斑点パターン

形の科学会報 1989.11 p94-95
寒天平板上におけるBacillus subtilisのフラクタル様成長
藤川浩、松下貢
DLAモデル フラクタル次元の測定


形の科学会誌 第14号 第1巻(1999) p32-33
糸状菌コロニーの界面成長の時間変化
松浦執

Forma,14,315-320,1999
Shu Matuura
Growth and Colony Patterning of Filamentous Fungi
コロニーの成長パターン

形の科学会誌 第14号 第1巻(1999) p1-10
形で見る非線形物理学 −第四回:樹状成長とDLA
平田隆幸
マスマティカを使ったシミュレーション
ランダムウォークが凝集体に接触すると成長するDLAモデル
放電のリヒテンベルグ模様
ひび割れ、液体の侵入パターン(ヴィスコスフィンガリング)
有機液体と金属塩水溶液との2液界面上での電析によってできる金属葉


セルオートマトン
形の科学会誌 第14号 第2巻(1999) p91-102
形で見る非線形物理学 −第5回:一次元セルオートマタ
平田隆幸
マスマティカをつかったシミュレーション
ソースコード付き

FORMA Vol.13 No.3 pp.145-254 (1998) P179-197
A Mathematical Modeling of Pattern-Generation in Rock Textures
and Its Application to Natural Rock Textures
Ritsuo Morishita
セルオートマタによる石の模様のシミュレーション

形の科学会誌 第3号 第8巻(1993) p52-55
セルオートマトンによる肝硬変類似形態の形成
千葉民彦、高橋徹
簡単

形の科学会誌 第3号 第8巻(1993) p30ー31
2次元トーラス型セル構造オートマトンにおけるパターン形成
安藤敏彦
むずかしい

反応拡散波
蛋白質 核酸 酵素 vol.45 No.17 (2000)p2759-2765
生物の模様が作る化学反応 近藤滋

生物のかたちづくりの数理と物理 共立出版 p53-70
均一の集団の中から生じる自発的パターン
−チューリングの考えからくみ取るもの
三村昌泰

FORMA Vol.13 No.3 pp.145-254 (1998) P213-221
Spatial Patterning in Modified Turing Systems:
Application to Pigmentation Patterns on Marine Fish
J.L.Arago'n,C.Varea,R.A.Barrio and P.K,Maini
熱帯魚の模様 チューリング

セルフソーティング
生物のかたちづくりの数理と物理 共立出版 p71-95
細胞間接着・細胞間誘導による細胞の配置 
−トリの胚芽中胚葉と魚類錐体細胞の配置
望月敦史


肺の枝分かれ
形の科学会報 1989年11月 p55-60
末梢気道の空間分布 フラクタル次元の算出
北岡裕子

形の科学会誌 第14号 第2巻(1999) p118-119
北岡裕子,高木隆司
間質性肺炎における肺胞構造改変シミュレーション
空間充填分岐アルゴリズム 表面張力と壁の弾性力

形の科学会誌 第13巻 第1号(1998) p54-55
肺内腫瘤性病変における気管支変異のシミュレーション
北岡裕子、高木隆司
気管分岐系の3Dモデルと病変部の比較


細胞の分布
形の科学会報 1989年11月 p92-93
分化ラテラル抑制による細胞配列パタン形成
本多久夫・種村正美・吉田昭広
ある細胞が分化すると周りの細胞の分化が抑制される
ショウジョウバエの神経上皮細胞が神経芽細胞に分化する過程
トリ輸卵菅上皮、両生類胚表皮、チョウはね上皮には当てはまりにくい
 細胞の配置替え、細胞分裂



血管分岐
生物のかたちづくりの数理と物理 共立出版 p137-153
血管分岐系形成の数理モデル
小林亮
血流量と血管の太さ ずり応力と圧力を感知している

形の科学会報 1989年11月 p72-76
血管の幾何学的構造に見られる規則性
松尾崇、桶田理喜、高橋道雄、船田みどり
血管のフラクタル次元
形の測定

形の科学会報 1989年11月 p77-81
パーソナルコンピュータを用いたマウス大脳皮質の血管解析
井上 、井上芳郎
脳の血管分布の測定 脳の構造と血管の向き

四肢原基間葉細胞 モデルの比較
形の科学会誌 第1号 第13巻(1998) p60ー61
微小集積培養における四肢原基間葉細胞の軟骨形成パターン
三浦 岳、塩田 浩平
周期的な軟骨分化のパターンはどのモデルに一番近いか
1、反応拡散系
2、細胞選別モデル
3、mechanochemical model 細胞運動と細胞外基質の力学的特性


腫瘍のいろいろな形
形の科学会誌 第1号 第13巻(1998) p52ー53
腫瘍形態におけるrecaptulation
河上牧夫、鈴木正章、原田徹、伊藤慶悟、金網友木子、二村聡
腫瘍のいろいろな形の分類
D-T-A-E-cluster分化
Ductal 表面増大性の外向型 ひだ 系統的に古く組織液親和的
Tubular 菅進展型 
Acinar 増葉型 肺胞 新しく血液親和性が高い
E 離上皮型
BRS分化
上皮における細胞分化と基底膜からの距離による酸素依存性
の分化
basal 基底
reserve 蓄え 真ん中にある
surface 表面

系統発生上のD-T-A-E-cluster分化とBRS分化を両軸に理論的に想定される
形態の多様性は現実の組織形態の多様性をすべておおい尽くしている。


粘菌の形
形の科学会誌 第1号 第13巻(1998) p56ー57
中垣俊之、山田裕康
真性粘菌モジホコリの変形体
いろいろな条件を変えるとさまざまなパターンが表れる
収縮リズムの時間空間パターンと粘菌行動


参考文献
細胞のいろいろなパターン形成モデルの紹介
Maini,P.K,.and Solursh,M.Cellular Mechanisums of Pattern Formation in the Developing Limb.International Review of Cytology.;129:91-133(1991).

メカノケミカルモデル(mechanochemical model)
Murray,J.(1993).Mathematical Biology. Springer-Verlag.

人間機械論

人間機械論 サイバネティクスと社会
ノバート・ウィナー(池原 止戈夫訳) みすず書房 1954年 500円

p10
我々は新しい機械に直面して我々の生活様式の多くの細かい点を変えなければならないであろうことは確かである。
これらの機械は、人間を人間自身のために正当に評価し、人間を将来作られうる機械の二流の代用物としてではなく人間らしく用いるということにかかわる一切の問題においては主役をなすものではない。本書の使命はその表題と同じく、人間の人間的な使い方にある。

p11
世界のもっとも興味ある姿の一つは、世界は多数のパターン(図柄)から成り立っていると考えることができることである。一つのパターンというものは本質的には一つの並べ方(配置)を意味する。その特徴は、そのパターンを構成する諸要素自身に固有の性質によってではなく、むしろそれらの要素の並び方によって決定されている。
_形態形成_


p16
表現された感情が単に慣習的で反復的なものであるからこそ可能なのである。
発信人が伝えたいと思う感情に何らかの創意を現すならばもはや割引料金は適用されなくなる。
 

p23
人間に対しその全資質より少ないものを需め、より少ないものしかもっていないとして扱うような人間の使い方はいかなるものでも、一つの冒涜であり一つの浪費であると信ずるからである。

p27
本書で取り上げる最初の問題の一つは進歩の問題である。それは本質的には世界の変化の方向をある価値によって評価する問題を伴う。

関連 歴史の進歩とは何か


形と機能

先端で作られるときは材料の輸送経路が必要になる

根元で作られる
髪の毛、鞭毛、つめ

先端で作られる。
木の枝(師菅、道菅)、

原因と必要性の分離
その現象がおきる原因と、その現象がもつと思われる機能を分離する。

系統発生と個体発生のつながり
個体発生の中で意味をもつものと系統発生の中で意味をもつもの
機能は系統発生の中でうみ出される。

個体発生の中で毛が生えるなどの現象は遺伝子によって規定され
系統発生の中で機能が形作られる

花の色彩や形には虫の視覚によって
蝶の模様は鳥の目の認識によって
つくられた

必然性を起こすもの

する、される 主体

パターン

_形態形成_

ある特定のパターンに追い込まれる。
 
関係無いような離れた社会のなかに、同じような行動パターンをとる人々がいる。

日本人の型

いくつかの互いに独立した行動を共通に持っている。

ある社会の中に普遍的に見られるパターン