脳の健康管理、あなたの将来は大丈夫ですか？

＜スイッチョも我が家に緊急避難！＞
台風一過、何と居間に避難して来た‘馬老い’がスイッチョ，スイッチョと、安堵の歌声！！
しばらく滞在していました。

先週の１５号は東京も凄まじい風雨だったのです。

テレビには刻々と進路や風速、雨量の数値が、さらにダムが決壊した洪水シミュレーションも映し出されました。そして次々と避難勧告が出されていきました。

警戒や避難が出来たのは気象衛星などからのリアルタイムのデータによるモデリングとシミュレーションのおかげですね。

＜台風の発生とそのエネルギー＞
南方の海上で太陽熱によって生じる上昇気流の水蒸気が凝結します。すると雲に変わり潜熱という熱を出します。さらに地球の自転の影響を受けてこの低気圧の中心付近に高温多湿の空気が反時計回りに吹き込みます。雲は積み重なり、上空が暖められてーーーを繰り返して台風は発達します（図の左）。

過去の実測値や経験をもとに確率統計学に頼っていた天気予報も今やスーパーコンピュータを用いたシミュレーション科学によってその精度が大きく向上しています。

しかも将来は地球温暖化によって熱帯低気圧の被害が増大する、というシミュレーション結果まで出ているようです。

台風のエネルギーは「台風の爪あと」といわれる様に、そのエネルギーは長崎・広島の原爆どころではない莫大なものです。
消滅させたり発電に利用できるようなシミュレーションが欲しいですね。

＜ひらめきよりもスパコン？＞
自分の人生は自分でシミュレーションします。
そして世界の将来はメデイアが世界金融恐慌とか日本破綻とかーー

実験科学者は休み無く、机上実験たる研究のシミュレーションを脳内で続けています。
でもたまに湧くひらめきに期待するよりはスパコンなのでしょうかーーー

確かに、実験に拠らない生体機能分子の理論的解析や高精度の数学的解析法を用いると人間の脳では思いもつかない新たな視点が与えられるのです。

サイクリックAMPはセカンドメッセンジャーと言われ神経細胞でも重要な細胞内情報分子です。酵素の連携を介した、細胞膜のマイクロドメインにおけるサイクリックAMPの細胞内でのダイナミズムがシミュレーションされました（参考）。

ところで健康管理や疾患のシミュレーションはどうでしょうか。
生体分子は常に外部からの摂動に応答しています。その要素の多さと複雑さの故にモデル化が極めて難しいのです。

＜計算科学と医療＞
いったい私たちの健康維持のために今後どのようにシミュレーション科学は貢献するのでしょうか（図の右）。
一人一人は違った遺伝子（参考、本ブログ）を持つのでその遺伝子産物が微妙に異なるだけでなく、各自の生活習慣の違いによっても代謝物質の種類と量は変わります。
それこそあなたを使った実験は不可能なことなのですし～

ですからまず臨床のデータを使いながら計算科学的に統合的な洞察を得ることが大切かもしれません。
または沢山の代謝分子を特定し沢山の疾患モデルを作り、何百万もの原子数の系を計算するソフトウェアの開発が必要かもしれません。

シミュレーションのためには必要な本質をきっちりと取り込んだモデルが必要です。そしてモデルの検証と最適化が繰り返されます。

とにかく超高齢化に向けて、認知症を防ぐべく脳機能低下の機序解明のためのシミュレーションが必須ですね。

最近、ストレスで増大するホルモンのコルチゾールと記憶の中枢である海馬の萎縮についてシミュレーション科学の立場からモデリングして数学的に解析がなされました。加齢では血中のコルチゾールのレベルが上がり１２％も記憶が障害されると計算されました。特に６５歳も過ぎるととたんに慢性的なコルチゾールの増大が記憶にも海馬の萎縮にも激しく悪影響するのでした（参考）。
アルツハイマー病のような加齢による認知症状を避けるにはコルチゾールレベルを上げないこと、即ちストレスのない穏やかな暮らしをせよ？ということでしょうか。




すずらんは春に咲くその花ばかりを愛でます（参考、本ブログ）。
ふと、足元の小さな実に目がいきました。