Bio-imaging pioneers Newly Bio-fluidmechanics

The Proceedings of Autumn Conference of Tohoku Branch Pub Date : 1900-01-01 DOI:10.1299/jsmetohoku.2020.56.s3

K. Kikuchi

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Abstract

生物の形状や運動は,過酷な生存競争を勝ち残るため進化的に精錬され,生理的合理性を持つと考えられています. イギリスの物理学者 Robert Hooke(1655)が顕微鏡観察によって生体の最小単位である細胞(Cell)が発見して以来,日進月歩の勢いで顕微鏡技術は発達し,昨今の生理学・生物学・医学の発展に大きく貢献しています.生命現象の理解には,顕微鏡などの観察ツールは必須であり,この観察技術の発展に伴って,生命科学の理解が深まったといっても過言ではありません.例えば,細胞スケールにおける蛍光顕微鏡とナノトレーサー粒子を用いた流れ計測によって,胚発生時において細胞から突き出た繊毛が細胞周りにノード流を生み出し,遺伝子発現因子の局在を作ることで,体の左右非対称性を示す体左右軸を決定する1ことが明らかになっています.生体内外では細胞スケールから臓器および個体スケールの様々な流動現象が存在します.我々はこれまでに生体内外の流れについて,流れ場に侵襲性が低い(生体への悪影響を与えない)計測方法を独自に開発し,流れの生み出されるメカニズム解明やその流れの生体への生理的貢献を流体力学的観点により解析・解明を行ってきました.

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生物成像是新生物流体力学的先驱

生物的形状和运动是为了在残酷的生存竞争中胜出而进化提炼出来的，被认为具有生理上的合理性。英国物理学家Robert Hooke(1655)在显微镜下观察自从生物的最小单位细胞(Cell)被发现以来，显微镜技术以日新月异的速度发展，为近来生理学、生物学、医学的发展做出了巨大贡献。对于生命现象的理解，显微镜等观察工具是必须的，随着这种观察技术的发展，说对生命科学的理解加深了也不为过。例如，通过在细胞尺度上使用荧光显微镜和纳米示踪粒子测量流动，胚胎发育时从细胞中突出的纤毛在细胞周围形成节点流通过产生基因表达因子的位置，确定显示身体左右非对称性的身体左右轴。生物体内存在从细胞尺度到器官以及个体尺度的各种流动现象。迄今为止，我们自主开发出了对人体内外流动的侵袭性较低(对人体不产生不良影响)的测量方法，阐明了流动产生的机制以及流动对人体的生理贡献。根据流体力学的观点进行了解析和阐明。

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