［招待講演］生物の用不用則に基づく適応的なネットワーク設計

摘要

生物は様々なネットワーク構造を有している．例えば、高等動物の血管網や神経網、植物の葉脈系、真菌類の菌糸系など、現実空間での輸送ネットワークがある。これらは、外的環境や内的状況に応じて適応的に形成され、それによりすぐれた輸送性能が生み出されると考えられている。今回、原始的な生物である巨大なアメーバ様生物（真正粘菌ホジホコリの変形体）をモデル系として、輸送ネットワークの機能性と形成機構を検討した。変形体は、あたかもマヨネーズのような質感のドロドロした物質の塊で、シート状に広がり1時間に1センチメートルほどの速度でゆっくりと伸展する。シート状の体の内部には、血管網のような輸送ネットワーク系を作り、栄養や信号物質を体内に送達している。また、その輸送ネットワークを通じてドロドロした身体自身を輸送する。変形体の輸送ネットワークは、したがって、循環系であり、神経系であり、運動器官でもある。この輸送ネットワークは、流量強化則（流れが活発な管路は発達して太くなり、そうでなければ細くなって消滅する）という単純な規則に基づいて自律分散的に構築される。変形体で得られた流量強化則モデルを足がかりに、生物システムの適応的なネットワーク設計について論じる。