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研究キーワード：京都大学における「情報学」 に関係する研究一覧：47件
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発表日：2026年5月28日
この記事は2026年6月11日号以降に掲載されます。
1
Wi-SUN FANを用いた移動体向けセンシングのための最適ノード選択・通信経路構築アルゴリズムを開発
〜自律歩行ロボットによる実証実験に成功〜
この記事は2026年6月11日号以降に掲載されます。
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発表日：2026年5月28日
2
VHF帯を用いた狭帯域IoT無線映像伝送システムによる30km越長距離伝送の実証に成功
原田博司 情報学研究科教授の研究グループは、2025年12月に総務省情報通信審議会から一部答申が示された、狭帯域IoT通信システム向けVHF帯（220MHz帯）に対応した無線システムを開発しました。本システムは、スマートメーター等で実績のある国際標準規格「IEEE 802.15.4 SUN」に準拠したWi-SUNシステムをベースとしており、1チャネルあたり400kHzの狭帯域を利用しながら、長距離（約34km）の映像伝送に関する実証試験に成功しました。今回の実証結果から、従来型の移動通信システムではカバーが難しかった空域・海域・宇宙空間においても、映像伝送を活用した新たなアプリケーションの実現...
キーワード：移動通信/モノのインターネット（IoT）/情報学/情報通信
他の関係分野：情報学複合領域
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発表日：2026年5月25日
この記事は2026年6月8日号以降に掲載されます。
3
国際無線通信規格Wi-SUN Enhanced HANおよびWi-SUN FAN 1.1
―共通ファームウェアの開発に成功―
この記事は2026年6月8日号以降に掲載されます。
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発表日：2026年5月21日
この記事は2026年6月4日号以降に掲載されます。
4
小笠原諸島で樹上性外来トカゲの痕跡を探る
―葉面環境DNAのふき取りで高感度に侵入検知―
この記事は2026年6月4日号以降に掲載されます。
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発表日：2026年3月26日
5
脳の負荷、心拍で可視化
―心拍のゆらぎのカオス解析から脳活動の影響を示唆―ストレス評価や心不全の早期兆候検出への応用可能性
梅野健 情報学研究科教授、真尾朋行 同社会人博士課程学生（現：東芝情報システム株式会社マーケティング・商品企画担当スペシャリスト）、奥富秀俊 同社会人博士課程学生（現：東芝情報システム株式会社マーケティング・商品企画担当チーフエンベデッドスペシャリスト）の研究グループは、心拍のゆらぎ（心拍変動）をカオス理論に基づく新しい指標で解析し、心拍のゆらぎの中に脳活動の影響が現れている可能性を示しました。健康な被験者を対象に、安静、立位、認知課題（暗算・パズル）の条件で心拍データを比較したところ、認知課題において、カオス・複雑系指標が有意に増加しました。本成果は、心拍という容易に測定できる生体信号から、...
キーワード：ウェアラブル/ウェアラブルセンサー/情報システム/情報学/生体信号/脳活動/数理科学/複雑系/カオス/健康リスク/センサー/ゆらぎ/心臓/ストレス/ヘルスケア/心拍変動/生理学
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学
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発表日：2026年3月4日
6
広域地域無線ネットワークWi-RANを用いた長距離4K映像伝送に成功
―6G時代における数10km超の通信エリアを持つ移動通信の実現を目指して―
原田博司 情報学研究科教授らの研究グループは、第6世代移動通信システム（6G）時代のシステムの要求条件の1つである数10km超のカバレッジの実現に向けて、広域地域無線ネットワークWi-RANを用いた長距離（10km超）4K映像伝送に成功しました。本研究では、VHF帯の周波数を用い、携帯電話の1/4〜1/20に相当する帯域幅の広域地域無線ネットワークWi-RANに映像圧縮率の高い伝送方式を統合した無線映像伝送システムを開発し、海を挟んで見通しが良いものの距離が16kmの経路、ならびに距離6kmと短いものの通信相手を見通せない経路においても、高精度4K映像を伝送ができることを実証しました。...
キーワード：移動通信/情報学/無線ネットワーク/携帯電話/実証実験/周波数
他の関係分野：情報学工学
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発表日：2026年2月21日
7
地球温暖化が湖沼藻類ブルームを加速
―長期データが示す温度主導型富栄養化―
湖の水面が緑色に覆われる「アオコ（有害藻類ブルーム）」は、世界的に深刻な環境問題であり、水質悪化や生物多様性の低下を引き起こすだけでなく、人の健康や水資源の安全にも影響を及ぼしています。これまで、アオコをはじめとする湖沼の藻類ブルーム対策は、主に窒素やリンなどの栄養塩の削減に重点が置かれてきました。しかし、地球温暖化が進行する現在、その効果には限界が生じつつあります。 周川喬 情報学研究科特定研究員らの研究グループは、土居秀幸 同教授、許晓光 中国・南京師範大学教授、木内豪 東京科学大学教授らと共同で、世界中の156湖沼を対象とした約40年に及ぶ長期観測データを統合し、気候変動下におけ...
キーワード：機械学習/情報学/湖沼/地球温暖化/富栄養化/ブルーム/気候変動/クロロフィル/シナリオ/栄養塩/環境問題/水資源/アオコ/温暖化/生物多様性/将来予測
他の関係分野：情報学環境学数物系科学生物学工学農学
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発表日：2026年2月18日
8
大規模環境DNA調査から沿岸魚分布を決める要因を探る
―魚類相を形成する複雑な海流の働きが明らかに―
近年、人間活動や気候変動による魚類の分布の変化が報告されており、その現状把握や予測には分布に影響する要因を解明することが不可欠です。 土居秀幸 情報学研究科教授、益田玲爾 フィールド科学教育研究センター教授、長田穣 東北大学准教授、千葉県立中央博物館、北海道大学、神戸大学、九州大学、島根大学、龍谷大学、鹿児島大学、かずさDNA研究所らからなる共同研究グループは、日本全国528地点に及ぶ大規模な環境DNA調査を実施し、沿岸魚1,220種（現在論文で報告されている種の約44%）を検出しました。さらに、これらの魚類の分布を解析したところ、魚類の輸送・移動の制限・生息環境の提供といった様々な海...
キーワード：情報学/人間活動/気候変動/環境DNA/生物多様性
他の関係分野：情報学環境学数物系科学農学
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発表日：2026年2月17日
9
テラヘルツ帯における6G向け超広帯域無線伝送試験装置を開発し、時速1000 kmの高速移動エミュレーション環境下での基礎伝送に成功
原田博司 情報学研究科教授、香田優介 同准教授らの研究グループは、テラヘルツ帯（300 GHz帯）において6G向け超広帯域無線伝送試験装置をソフトウェア無線技術により開発し、時速1000 kmの高速移動エミュレーション環境下において、5G標準化で定められている通信仕様に準拠しつつ、国内の5Gに割り当てられている最大チャネル帯域幅（400MHz）の約20倍にあたる7.8 GHz幅を用いた超広帯域信号伝送（伝送レート：14.6 Gbit/s）に成功しました。 今回の成果により、固定通信システムから陸上移動無線、非地上系ネットワークに至るまであらゆるモビリティを想定した利用モデルに対する通信...
キーワード：無線通信/情報学/広帯域/テラヘルツ/テラヘルツ波/モビリティ/標準化
他の関係分野：情報学数物系科学工学
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発表日：2026年2月6日
10
太陽活動が地震の引き金になる可能性
―電離圏と地殻の静電結合モデル―
梅野健 情報学研究科教授、水野彰 同研究員、高明慧 同技術補佐員らの研究グループは、太陽フレアなどの太陽活動が電離圏に電子数密度の変動（電離圏擾乱）を与えるほど大きい場合、地震発生そのものを促す可能性があることを示す新たな物理モデルを提案しました。 本研究では、地殻内の破砕帯と電離圏が「巨大なコンデンサ」のように電気的に結合していると考え、太陽フレアなどによる電離圏の電子数密度の変動（電離圏擾乱）が、地殻内部に電気的な圧力を生じさせる仕組みを理論的に示しました。この電気的圧力は、地震発生に関与すると考えられている潮汐力や重力と同程度、あるいはそれ以上の大きさに達する可能性があります。...
キーワード：情報学/太陽フレア/地球内部/地震学/電離層/太陽/太陽活動/静電力/火砕流/超臨界/超臨界水/物理モデル/遺伝子解析/遺伝子
他の関係分野：情報学数物系科学工学
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発表日：2026年1月23日
11
テンソルツリーによる生成モデル構築のスキーム
―生物系統樹など、因果関係の解明が可能―
原田健自 情報学研究科助教、赤松克哉 東京大学特任研究員（研究当時：同博士後期課程学生）、川島直輝 同教授、大久保毅 同特任准教授の共同研究チームは、生成モデリングの代替パラダイムとして、対象確率分布をモデル化する単層非負値適応テンソルツリー（NATT）の構造最適化スキームを提案しました。 本手法では、ネットワーク構造そのものが確率のネットワークという意味を持つため解釈が容易です。 社会のさまざまな面に応用されつつある人工知能や機械学習のベースになる生成モデリングの枠組みとして、現在主流になっているものとは大きく異なる方法となっており、特に多数の要因が絡み合っているような因果関...
キーワード：生成モデル/AI/機械学習/最適化/情報学/因果関係/系統樹/ネットワーク構造/モデリング/モデル化/構造最適化
他の関係分野：情報学数物系科学生物学工学
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発表日：2026年1月14日
12
“パブロフの犬”の新たな脳内機構の解明
～条件づけ学習における記憶痕跡細胞の役割～
パブロフの犬で有名な条件づけは、餌などの「無条件刺激」と、ベルの音のような「条件刺激」が結びつけられることにより生じる連合学習です。この学習が成立して記憶が形成されるためには、条件刺激が無条件刺激よりも少しだけ先行したタイミングで起きる必要があることが、100年以上も前から行動学的に知られています。しかし実際の脳内で、条件刺激を伝える具体的な神経細胞やその活動の様子は不明でした。 このたび、寺前順之介 情報学研究科准教授、松尾直毅 九州大学教授、小林曉吾 同助教、曾我部蓮 同大学院生らの研究グループは、海馬内で文脈情報を表現すると考えられる記憶痕跡（エングラム）細胞に特有の神経活動が、...
キーワード：情報学/行動選択/神経活動/連合学習/カルシウムイメージング/光遺伝学/イミン/カルシウム/マウス/神経細胞/PTSD/遺伝学/海馬/精神疾患
他の関係分野：情報学総合生物
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発表日：2025年12月11日
13
脳の神経スパイク活動に潜む「時間の矢」の可視化に成功
―行動成績に応じた時間非対称性の変化を発見―
脳の活動には、「時間の矢」として知られる過去から未来へ向かう因果的な流れが存在し、その時間非対称性の強さは、意識の状態や認知的な負荷によって変化することが、脳画像や脳波の研究で指摘されてきました。しかし、脳の情報処理の基本単位である神経スパイク活動は、発火という離散的なイベントで構成され、刺激や行動に応じて刻々と変化するため、この時間非対称性を正確に捉えることはこれまで困難でした。 島崎秀昭 情報学研究科准教授（兼：北海道大学客員准教授）と、石原憲 北海道大学博士課程学生の研究チームは、時間変動する非定常なスパイク活動に内在する時間的な非対称性を可視化する新しい解析手法を開発しました...
キーワード：状態空間モデル/タスク/情報学/脳活動/対称性/統計力学/非対称性/非平衡/エントロピー/時間変動/熱力学/ダイナミクス/神経活動/脳画像/ニューロン/マウス/視覚野/神経科学/脳波
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学総合生物
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発表日：2025年10月29日
14
腸内環境モニタリング機能付きデジタル錠剤に向けた胃酸充電半導体集積回路の開発に成功
―65nm CMOSで実証、消化器官内の温度・pHモニタリングに目途―
新津葵一 情報学研究科教授、ウ・ヨウ（Wu You） 同修士課程学生、大西弘二 大塚製薬株式会社プリンシパル、山根育郎 同課長らの研究グループは、腸内環境モニタリング機能付きデジタル錠剤に向けた胃酸充電機能を有する半導体集積回路の開発に成功し、65nm（ナノメートル：10億分の1メートル）のCMOSプロセスで製造した半導体集積回路を用いて実証しました。 生体内センシングは、健康状態を把握するうえで有効なアプローチの一つです。特に、腸内環境の継続的なモニタリングは、近年の研究によりその有用性が明らかになり、注目を集めています。しかしながら、腸内環境の継続的なモニタリングを日常的に行うこ...
キーワード：情報学/環境モニタリング/CMOS/センシング/ナノメートル/モニタリング/集積回路/半導体/生体内/腸内環境
他の関係分野：情報学環境学工学総合生物
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発表日：2025年10月21日
15
リアルタイムかつ高解像度な電離圏の3次元可視化
―将来の宇宙天気予報・短期地震予知の実現に寄与する可能性―
梅野健 情報学研究科教授、米山慧 同修士課程学生（現：株式会社フレクト社員）らの研究グループは、リアルタイム、かつ経度緯度方向で0.25度の高解像度をもつ電離圏の可視化（3次元電離圏トモグラフィ）を実現するアルゴリズムを発見し、そのアルゴリズムを用いて中規模移動性電離圏擾乱（MSTID：Medium Scale Traveling Ionospheric Disturbances）などの詳細な3次元構造を明らかにしました。この結果は、今後、現在の天気予報と同様に数時間後の電離圏を本3次元データと物理モデルから予報する宇宙天気予報実現の道筋をつけるものであり、更には大地震発生前に観測されたと報告...
キーワード：アルゴリズム/情報学/太陽フレア/GNSS/トモグラフィー/日本列島/太陽/3次元構造/大地震/地震予知/物理モデル
他の関係分野：情報学数物系科学工学
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発表日：2025年10月7日
16
コミュニティごとの多様な価値観をリアルタイムに反映できる仮想発電所制御技術を開発
―CO2削減やコスト低減など、地域のニーズに応じた柔軟なエネルギー運用の実現をめざす―
大塚敏之 情報学研究科教授は、株式会社日立製作所と共同で、都市や地域などのコミュニティごとの多様な価値観をリアルタイムに反映しながら、仮想発電所（VPP）を安定的に運用できる新たなシステム制御技術を開発しました。本技術は、従来の「経済性最大化」などの固定的な指標だけでなく、CO2削減や利便性など、状況に応じて変化する価値観をシステム制御に柔軟に組み込むことができます。この実現に向け、モデル予測制御（MPC）による動的なエネルギー資源配分と、Preference Learning（選好学習）による価値観の自動反映、さらに安定稼働を実現するロバスト制御技術を開発しました。シミュレーションによる検証...
キーワード：ロバスト/最適化/情報学/オーストリア/持続可能/CO2排出量/システム制御/シミュレーション/モデル予測制御/ロバスト制御/二酸化炭素/資源配分/コミュニティ
他の関係分野：情報学環境学工学農学
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発表日：2025年9月30日
17
いつでもどこでもできる“ゆる”定点調査
―市民科学の大規模鳥類群集データ収集の促進―
久野真純 情報学研究科助教（現：広島大学助教）は、鳥類定点調査における従来の厳しいルールを緩和させ、日常生活や旅行の合間に実施できる「“ゆる”定点調査」を提案しました。本研究では、場所・時間・調査点間距離のしばりを緩め、都市から農村、山地、人為改変環境まで幅広い景観で鳥類群集データを収集する方法を検討しました。とくに、生活圏や観光地、通勤・通学路など従来対象外となりがちな場所を積極的に調査に組み込むことで、空間的・時間的範囲を拡大することが可能となります。さらに、距離や時間の制約をなくすことでサンプルサイズを増やしつつ、統計的補正により群集比較の信頼性を確保する枠組みを紹介しました。早朝の調査...
キーワード：サンプルサイズ/情報学/データ収集/季節変動/生物多様性/日常生活
他の関係分野：情報学数物系科学農学
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発表日：2025年9月14日
18
サイボーグAIによる人並みの実時間運動性能を達成しました
―ヒューマノイドロボットが行うスケートボードの技の紹介―
石井信 情報学研究科教授（兼：株式会社国際電気通信基礎技術研究所（ATR）脳情報研究所長）は、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の委託事業「人と共に進化する次世代人工知能に関する技術開発事業」（以下、「本事業」）において、ATR、産業技術総合研究所と共同で、人と共に学びながら協働作業ができる人工知能（AI）搭載ヒューマノイドロボットの実現に向けて取り組んできました。 この度、ATRが開発中の「サイボーグAI」を搭載したヒューマノイドロボットが、人の運動のみまね学習をすることで、人並みの実時間運動性能を達成しました。 今後は、本事業の成果をベースに...
キーワード：電気通信/ヒューマノイド/ヒューマノイドロボット/AI/情報学/人工知能（AI）/ロボット/新エネルギー
他の関係分野：情報学工学
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発表日：2025年8月7日
19
サブテラヘルツ帯における6G向け広帯域移動伝送試験装置を開発し、車両向け広帯域移動通信システムの基礎伝送に成功
原田博司 情報学研究科教授、香田優介 同助教らの研究グループは、サブテラヘルツ帯（100 GHz帯）において6G向け広帯域移動伝送試験装置をソフトウェア無線技術により開発し、交差点から約200 m長にわたる車線上で、5G標準化で定められている通信仕様に準拠しつつ、国内の5Gに割り当てられている最大チャネル帯域幅（400MHz）の2倍以上（920MHz）を用いた広帯域移動伝送（伝送レート：1.7 Gbit/s）に成功しました。今回の成果により、交差点における定点映像に代表される車両向け認識情報を移動通信環境において高速に伝送し、より安全な交通社会を実現するための超高速無線通信インフラ構築に関する...
キーワード：移動通信/無線通信/情報学/広帯域/テラヘルツ/標準化
他の関係分野：情報学数物系科学
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発表日：2025年7月30日
20
爆発的記憶想起を実現するニューラルネットワークを開発
―曲がった統計多様体がもたらす新理論―
物理・生命・社会といった複雑なシステムでは、構成要素が同時に関係し合う高次相互作用が、創発的な変化や多様な振る舞いを生み出すうえで本質的な役割を果たしていることが明らかになってきています。こうした高次相互作用は脳のような生物のネットワークにおける情報の表現や、人工ニューラルネットワークの性能向上にも関与していると考えられています。しかし、それらを一貫した原理に基づいて扱える理論的枠組みは、これまで十分に整備されていませんでした。 島崎秀昭 情報学研究科准教授（兼：北海道大学客員准教授）、Miguel Aguilera スペイン・バスク応用数学センター（Basque Center fo...
キーワード：ロバスト/アーキテクチャ/AI/ニューラルネットワーク/フレームワーク/情報学/人工知能（AI）/符号化/多様体/応用数学/統計物理/統計物理学/非線形/複雑系/エントロピー/相転移/自己制御/ニューラルネット/フィードバック/モデリング/ロバスト性/非線形性/記憶想起/ニューロン/神経細胞
他の関係分野：情報学数物系科学生物学工学農学
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発表日：2025年7月3日
21
可逆なシステムにおいて時間の矢を持つのは何故か
―ある時間反転対称性を持つ系からアナソフ性の証明へ―
梅野健 情報学研究科教授、大久保健一 同博士課程学生（現：公立諏訪東京理科大学講師）らの研究グループは、可逆なシステムにおいて時間の矢を持つのは何故かを明らかにする具体的な物理モデルを構成することに成功しました。一般に時間反転対称性という性質を持つシステムの不可逆性を示すことは、時間反転対称性を持つミクロなニュートン力学から熱力学第二法則というマクロな不可逆性の起源は何かを問う19世紀後半のボルツマンによる統計力学創設以来の、物理学の未解決問題（時間の矢の問題）の一つでした。本研究グループは、AIアルゴリズムでも使われている時間反転対称性を保ったまま時間の離散化をする2次のシンプレクティック数...
キーワード：アルゴリズム/機械学習/情報学/人工知能（AI）/数値積分/多様体/離散化/ハミルトン系/時間反転対称性/測地線/対称性/統計力学/不可逆性/カオス/予測可能性/力学系/熱力学/地震予知/物理モデル
他の関係分野：情報学数物系科学工学
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発表日：2025年6月10日
22
ツインビーム光源による新たな非線形ラマン分光法の開発
―低コスト・小型な高分解能ラマン計測装置へ―
電子工学専攻 衞藤雄二郎 准教授（研究当時、現：京都大学大学院理学研究科）、慶應義塾大学医学部 塗谷睦生 准教授、慶應義塾大学理工学部生命情報学科 加納英明 教授らの研究グループは、従来は複数の高価なフェムト秒の超短パルス光源が必要だったスペクトルフォーカシングによる非線形ラマン分光を、ナノ秒励起のツインビーム光源1台で実現することに成功しました。本成果は、実用化が進む量子光源技術を用いた新たな計測手法を提示し、低コストでコンパクト、かつ高性能な次世代の分子構造解析装置への応用展開が期待されます。本研究成果は、2025年6月6日に国際学術誌「Physical Review ...
キーワード：情報学/コヒーレント/パルス/ラマン散乱/非線形/スペクトル/分子構造/生命情報/ラマン/超短パルス/光源技術/フェムト秒/分解能/SPECT/高分解能/ラマン分光/ラマン分光法
他の関係分野：情報学数物系科学化学生物学総合理工工学
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発表日：2025年5月28日
23
脳は情報とエネルギーの最適バランスを実現
―脳の情報処理が予想以上に頑健なことを発見―
私たちの脳は約百億個もの神経細胞が複雑に結びついたネットワークによって、視覚や聴覚などの感覚情報を処理しています。しかし、ノイズ（雑音）に満ちた現実世界の中で、脳がどのように安定的かつ正確に情報を表現しているかは、神経科学における最大の謎のひとつでした。 これまで、情報表現をノイズに対して強くするために、脳は「フラクタル状態」と呼ばれる、入力に過敏な状態を避ける必要があると考えられてきました。しかし、寺前順之介 情報学研究科准教授と立川剛至 同博士課程学生の研究グループは、「Fisher情報量」と呼ばれる数理的手法を用いることで、神経ネットワークは従来の予想以上にノイズに対して頑健で...
キーワード：情報量/AI/情報学/ノイズ/フラクタル/エネルギー効率/エネルギー消費/神経ネットワーク/聴覚/神経科学/神経細胞
他の関係分野：情報学数物系科学工学
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発表日：2025年5月20日
24
COVID-19 mRNAワクチン接種後の抗体価の予測因子を特定
～個人の免疫応答能を予測するバイオマーカー探索の試み～
本研究では、COVID-19 mRNAワクチン2回接種後の抗体価を予測する因子を探索しました。 年齢、アレルギー既往、自己免疫疾患の罹患が、ワクチン2回接種後の抗体価が低いことと関連することが示されました。平均赤血球容積（MCV）、ヘモグロビン値、リンパ球数、CD8+ T細胞におけるナイーブT細胞の割合が、抗体価と関連することが示されました。特に、CD8+ T細胞におけるナイーブT細胞の割合は、抗体価を予測するよいバイオマーカーとなる可能性が示唆さ...
キーワード：回帰分析/情報学/ボランティア/免疫機能/因果関係/モニタリング/細胞応答/花粉/トマト/CD8/スギ/IgE/SARS-CoV-2/ゲノム情報/好酸球/iPS細胞/ウイルス感染症/がんワクチン/がん免疫/血清/動物モデル/mRNA/パンデミック/リンパ球/健康診断/重回帰分析/新型コロナウイルス/臨床検査/T細胞/ヘモグロビン/血液/血小板/好中球/抗原/細胞治療/自己免疫/自己免疫疾患/赤血球/免疫応答/免疫学/免疫細胞/アレルギー/ウイルス/ゲノム/バイオマーカー/ワクチン/疫学/加齢/感染症/抗体/高齢者/新型コロナウイルス感染症/新型コロナウイルス感染症/肺がん
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学農学
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発表日：2025年5月2日
25
なぜ大地震発生直前に電離層が降下するのか？
―鍵となるのは電離層降下の時定数の見積もり―
梅野健 情報学研究科教授、水野彰 同研究員、高明慧 同技術補佐員らの研究グループは、大地震発生直前に起こる電離層降下のメカニズムを解明しました。今まで、大地震発生直前に電離層の降下が観測されましたが、その電離層降下の物理メカニズムは不明でした。 本研究グループは、高温高圧下の地殻の破砕層にある超臨界水中で発生する超微粒子により地表が正極性に帯電し、この破砕層の帯電により地表と電離層間に電界が発生し、その電界により電離層下部の電子が降下することによって電離層を引き下げ、さらに生成された電場を緩和するため電離層の低下速度が減速する物理モデルを構築しました。その物理モデルから予測される時定...
キーワード：情報学/南海トラフ巨大地震/巨大地震/高温高圧/電離層/東北沖地震/南海トラフ/大地震/超微粒子/超臨界/超臨界水/微粒子/物理モデル
他の関係分野：情報学環境学数物系科学工学
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発表日：2025年4月18日
26
湖と海で環境DNAの拡散距離は異なる
―生物多様性調査に向けた環境DNAの"生態"の解明―
環境DNA技術は、生物の分布や組成を水中に漂うDNA情報から推測できるため、非侵襲的かつ省コストな生物多様性の調査手法として近年世界中で有望視されています。環境DNAは水の流れや重力に沿って移動するため、その拡散範囲や沈降速度の理解が重要です。しかしながら、湖沼や海洋ではこうした移動特性の知見が乏しく、生物分布をどの程度の空間解像度で反映できるかは分かっていませんでした。 そこで、相馬寿明 情報学研究科特定研究員（兼：同日本学術振興会特別研究員（PD））、村上弘章 東北大学助教、中臺亮介 横浜国立大学講師の研究グループは、湖沼と海洋での環境DNAの移動拡散に関するこれまでの文献を収集...
キーワード：情報学/海洋/湖沼/モニタリング/動特性/環境DNA/生物多様性/非侵襲/標準化
他の関係分野：情報学環境学工学農学
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発表日：2025年4月9日
27
薄膜生成時の枝分かれ現象を、トポロジー・物理・AIの融合で解明
〜Beyond 5Gを支える基盤技術への応用に期待〜
平岡裕章 高等研究院教授、小嗣真人 東京理科大学教授、大林一平 岡山大学教授、三俣千春 筑波大学教授らの研究グループは、トポロジーと自由エネルギーを活用した機械学習（AI）解析を実施し、薄膜結晶の電気的特性に大きな影響を与える樹枝状構造の枝分かれメカニズムを明らかにしました。これは、高品質な薄膜結晶の作製プロセスにつながる成果であり、次世代の電子デバイスへの応用が期待されます。 Beyond 5G の実現に向けて、現世代の 5Gよりも一桁以上高いテラヘルツ（THz）周波数帯で動作する電荷移動度の高いデバイスが求められています。そこで現在、次世代電子デバイスに使用する極微細なトランジス...
キーワード：AI/ワークフロー/機械学習/最適化/自由エネルギー/情報学/人工知能（AI）/産学連携/ホモロジー/トポロジー/六方晶窒化ホウ素/テラヘルツ/電荷移動度/h-BN/トランジスタ/電子デバイス/半導体デバイス/エネルギーモデル/グラフェン/センサー/移動度/化学工学/周波数/多層膜/電荷移動/半導体/膜構造/ホウ素/ステント
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学工学農学
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発表日：2025年4月9日
28
複数分子からなる人工的な環状積層構造において電荷やエネルギーが周回する特異な現象を証明
自然界では、光合成を行う植物中において色素分子が環状に並んだ集合体をアンテナとして、光エネルギーを効率的に集めて利用しています。このような環状に並んだユニットの間を電荷やエネルギーが周回する現象はトロイダル共役と呼ばれ、これまで人工的な物質では1つの分子内の現象としてのみ知られていました。大阪公立大学大学院理学研究科の酒巻 大輔准教授、藤原 秀紀教授、工学研究科の松井 康哲准教授、池田 浩教授、新潟大学共用設備基盤センターの古川 貢准教授、合成・生物化学専攻の清水 大貴助教らの研究グループは、平面構造を持つ人工色素分子であるフタロシアニンの周りに、電子を受け渡しやすいユニット（電子ド...
キーワード：アンテナ/情報学/産学連携/光エネルギー/ポリビニルアルコール/X線結晶構造解析/結晶構造解析/光合成/フタロシアニン/構造制御/積層構造/X線結晶構造/ホウ素/結晶構造/層構造/アルコール/分子設計
他の関係分野：情報学複合領域環境学化学生物学工学農学
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発表日：2025年4月7日
29
テンソルネットワークによる生成モデル
―株式騰落パターンから相関構造が発現―
原田健自 情報学研究科助教、大久保毅 東京大学特任准教授、川島直輝 同教授は、テンソルネットワーク（TN）をベースとした生成モデルの新しい構築法を提案し、その有効性を示しました。生成モデルはほとんどの場合ニューラルネットワークがベースとして使われており、ネットワーク構造の最適化についてはまだあまり研究が進んでいません。本研究では、ツリー型TNとして表現された波動関数と確率分布の対応関係を利用したボルンマシンを考え、これに対してネットワーク構造最適化を行う生成モデル構成方法（適応的テンソルツリー：ATT）を提案し、その有効性を実証しました。具体例として、株式の騰落パターンのデータからATTによっ...
キーワード：生成モデル/AI/ニューラルネットワーク/ベイジアンネットワーク/機械学習/最適化/情報学/人工知能（AI）/産学連携/テンソルネットワーク/量子情報/波動関数/ニューラルネット/ネットワーク構造/化学工学/構造最適化
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発表日：2025年4月4日
30
国内飼育コツメカワウソのDNAから地理的由来を推定
―コツメカワウソの違法取引の手がかりを探る―
密猟と野生生物の違法取引は、野生動物の絶滅の危機の主要な要因のひとつです。アジアでは、ペットのカワウソの違法な取引が種の存続を脅かしています。商業目的のコツメカワウソ（Aonyx cinereus）の国際取引は、絶滅のおそれのある野生動植物の種の国際取引に関する条約（ワシントン条約：CITES）の付属書Iで禁止されています。しかし、カワウソの密輸は依然として横行しており、近年テレビやSNSの影響によるペット需要の高まりから、日本は出所があいまいな飼育カワウソの主要な輸出先のひとつとされています。 そこで、藤原摩耶子 野生動物研究センター特定准教授、村山美穂 同教授、...
キーワード：SNS/ソーシャルネットワークサービス（SNS）/情報学/産学連携/ワシントン条約/ミトコンドリアDNA/遺伝的多様性/ミトコンドリア/遺伝子
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発表日：2025年3月31日
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事実は各研究分野でどのようにできるのか
―科学的対話が生まれる文脈が本となり刊行―
異なる事実のとらえ方があるために、人はすれ違います。それは日常生活にとどまらず、異分野の研究者との交流でも起こります。こうした交流から、分断ではなく繋がるための連鎖を産むにはどうすればいいのでしょうか。 小俣ラポー日登美 白眉センター／人文科学研究所特定准教授、松本透 同／理学研究科特定助教、包含 同／情報学研究科特定助教、佐藤駿 同／理学研究科特定助教らは、歴史学、動物行動学、生物進化学、惑星物質科学、情報科学（人工知能）などのさまざまな分野を越えて、本来、比較が困難な諸研究を互いに比較しました。その結果、各分野の中だけでは見えなかった数々の「問い」が生まれました。本研究による領域...
キーワード：AI/情報学/人工知能（AI）/産学連携/物質科学/惑星/進化学/日常生活
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発表日：2025年3月21日
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ファンデルワールス力を用いた新しい多孔性材料
京都大学アイセムス（高等研究院 物質ー細胞統合システム拠点：WPI-iCeMS）の徳田駿 修士課程学生（当時・工学研究科合成・生物化学専攻、現・マックスプランク固体研究所博士課程学生）と古川修平 教授の研究グループは、「多孔性ファンデルワールスフレームワーク（van der Waals open framework: WaaF）」という新しい多孔性材料を開発しました。この技術を用いることにより、従来では困難であった繰り返しリサイクルできる安定な多孔性材料の設計が可能となりました。 気体分離・貯蔵技術はエネルギー効率向上と安全性の観点から重要であり、これまで様々な多孔...
キーワード：フレームワーク/情報学/産学連携/多面体/金属錯体/ファンデルワールス力/エネルギー効率/リサイクル/化学工学/環境負荷/統合システム
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発表日：2025年3月21日
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感染症治療に向けた革新的バイオテクノロジーを開発
―血液中のバクテリアを物理的に除去―
植田充美 名誉教授（成長戦略本部研究員）、青木航 農学研究科助教（現：大阪大学教授）が率いる研究プロジェクトチームは、株式会社五眼テクノロジーズとの共同研究を通じて、血液中のバクテリアを体外の循環装置で除去する技術を開発しました。 全世界では年間1,100万人が血中バクテリアに起因する敗血症で命を落としており、新たなパンデミックも懸念されます。今回開発した「Collectron」はナノサイズのリポソームを核とし、血液中のバクテリアを選択的に吸着する一方で、赤血球や白血球の吸着を抑制し、静電吸着器によって回収されます。生理食塩水内では1回のフィルタリングで血中バクテリアのほぼ100％、...
キーワード：フィルタリング/情報学/産学連携/バクテリア/有害物質/ナノサイズ/ウシ/パンデミック/白血球/バイオテクノロジー/血液/赤血球/敗血症/感染症/薬物療法
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学農学
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発表日：2025年3月17日
34
従来比約30倍の変換効率を示す二酸化炭素還元光触媒を共同開発
国立大学法人京都大学と住友金属鉱山株式会社は、両者が2022年6月1日付で京都大学大学院工学研究科に開設した住友金属鉱山二酸化炭素有効利用産学共同講座において、二酸化炭素（CO2）を従来比約30倍の変換効率で一酸化炭素（CO）へ還元する紫外光応答型光触媒を開発しました。両者が研究開発を進めているCO2還元光触媒を用いると、光エネルギーを利用して、CO2をプラスチックの原料となるCO等へ変換することができます。本技術確立により、温室効果ガスであるCO2を再資源化するとともに、より少ない石油資源でプラ...
キーワード：最適化/情報学/産学連携/光エネルギー/温室効果ガス/再資源化/温室効果/タンタル/光応答/二酸化炭素還元/半導体光触媒/カーボンニュートラル/光照射/光触媒/カーボン/CO2還元/ナノ粒子/プラスチック/二酸化炭素/半導体/表面処理
他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学化学生物学総合理工工学
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発表日：2025年3月14日
35
霊長類脳でのドーパミン蛍光計測に成功
―ドーパミンの機能解明へ大きく前進―
高田昌彦 ヒト行動進化研究センター特任教授（研究当時）、網田英敏 同特定准教授、井上謙一 同助教、ヤン・ガオゲ 同博士課程学生らの研究グループは、蛍光センサーを用いた霊長類脳でのドーパミン計測に世界で初めて成功しました。中脳にあるドーパミン神経細胞は、大脳基底核の線条体にドーパミンを放出して線条体への入力を調節することで、適切な行動の獲得に貢献しています。しかし、従来の手法では、霊長類の脳内におけるドーパミン神経伝達を高精度で計測することが困難でした。そのため、線条体にどのようなドーパミン信号が入力しているかについては、十分に解明されていませんでした。本研究では、ドーパミンを高感度かつ迅速に検...
キーワード：予測誤差/情報学/産学連携/蛍光センサー/霊長類/センサー/光センサー/光計測/線条体/大脳/大脳基底核/ドーパミン/病態解明/神経細胞/神経変性/神経変性疾患
他の関係分野：情報学複合領域化学生物学工学総合生物
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発表日：2025年3月14日
36
幼児が大人と同じような色の感じ方をすることを発見
―子どもの意識経験を評価する新しい手法の開発―
赤色を見たときに赤らしさ（「色クオリア」）を感じるように、私たちは様々な色を見て、その質感を感じています。しかし、他の人が同じように色を感じているのかどうかを知ることは簡単ではありません。特に、子どもは大人と同じように色を感じているのでしょうか。この問いは、発達心理学において重要な課題でしたが、子どものクオリアを科学的に調べることが難しく、長らく研究が進んでいませんでした。 森口佑介 文学研究科准教授、渡部綾一 同研究員、王珏 同博士課程学生、土谷尚嗣 オーストラリア・モナシュ大学（Monash University）教授、Ariel Zeleznikow-Johnston 同研究員...
キーワード：発達心理学/情報学/産学連携/オーストリア/スマートフォン/子育て
他の関係分野：情報学複合領域環境学
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発表日：2025年3月14日
37
AIによる外来カエル類の自動検出法の開発
―世界自然遺産・西表島への定着を防ぐために―
人間によって本来の分布域外に運ばれ定着した外来種は、定着先の生物多様性に大きなダメージを与えることがあり、外来種問題の対策が世界的に課題となっています。外来種はいったん数が増えると根絶が難しく、侵入初期に発見し、増殖を防ぐことが重要です。侵入をモニタリングするための人員や予算はしばしば極めて限られていますが、近年急速に発展したAI技術を活用し、野外に設置したカメラや音声レコーダーで記録された外来種を自動検出することができれば、侵入の早期検出に大いに役立つと考えられます。 そこで木村楓 理学研究科博士後期課程学生、福山伊吹 人間環境学研究科博士後期課程学生（現：北海道大学日本学術振興会...
キーワード：情報学/人工知能（AI）/産学連携/外来種/両生類/モニタリング/カエル/水田/生物多様性/早期発見
他の関係分野：情報学複合領域環境学生物学工学農学
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発表日：2025年3月10日
38
効果の異質性を解釈するフレームワーク
―機械学習を用いた解釈可能性のための実践的枠組みを提唱―
井上浩輔 白眉センター／医学研究科准教授と古村俊昌 米国ハーバード大学（HarvardUniversity）博士課程学生らの研究グループは、機械学習を用いた効果の異質性分析における、科学コミュニケーションのための実践的枠組みを提案しました。 因果関係を探る機械学習アルゴリズムを用いた効果の異質性分析が近年注目を集めています。しかし、これらの手法から得られるデータドリブンな知見は、人間が解釈し意思決定を行う上でのニーズと齟齬が生まれる可能性があることから、応用には注意が必要です。今回の研究では機械学習が提示するデータドリブンな知見と現実的な意思決定と統合する実践的なフレームワークが提案...
キーワード：学習アルゴリズム/情報量/アルゴリズム/フレームワーク/機械学習/情報学/科学コミュニケーション/産学連携/因果関係/決定木/異質性/コミュニケーション/疫学/疫学研究
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学総合生物
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発表日：2025年3月11日
39
量子の世界で「ゆらぎ」の限界に迫る
―量子システムの精度と応答に関する新しい法則を発見―
Vu Tan Van 基礎物理学研究所准教授らの研究グループは、量子システムにおける精度・応答・エネルギーコストの関係について、新たな限界を理論的に導きました。これまで古典的なシステムでは、精度を高めるにはそれに見合うエネルギーコストが必要になる「熱力学的不確定性関係」が知られていましたが、本研究では、量子コヒーレンスなどの量子特有の性質を考慮することで、量子系ではこの関係が修正されることを明らかにしました。さらに、観測量のゆらぎに対する上限（逆不確定性関係）や、外部からの摂動に対する応答感度の上限（応答の不確定性関係）を新たに導き、量子システムに共通する基本的な制約を示しました。本研究は、量...
キーワード：情報学/量子計算/産学連携/コヒーレンス/開放量子系/熱機関/非平衡/不確定性関係/量子コヒーレンス/エネルギー消費/熱力学/性能評価/不確定性/ゆらぎ
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学
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発表日：2025年2月28日
40
モジュールごとの自律分散制御による大規模ネットワークの安全な運用手法を構築
-多様なIoTネットワーク設計への応用に期待-
広島大学大学院先進理工系科学研究科の河野佑准教授と電気工学専攻の細江陽平准教授からなる研究グループは、大規模ネットワークの自律分散運用を実現する制御技術を構築しました。高度に複雑化するネットワークにも対応するため、非線形確率システムと呼ばれる一般的な数式表現を基盤とし、確率 Contraction理論を発展させました。具体的には、単調性と呼ばれる特性を活用することで、ネットワーク全体の安定性解析をモジュールごとの解析に分解することに成功しました。これにより、従来の確率 Contraction理論が課題としていたモジュール数の増加に伴う計算量爆発（答えを出すために必要な計算量や時間が膨大となり、...
キーワード：モノのインターネット（IoT）/情報学/産学連携/計算量/安定性解析/非線形/自律分散/自律分散制御/分散制御
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学
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発表日：2025年2月28日
41
ヒトiPS細胞分化モデルにおける単一細胞トランスクリプトーム解析を用いた膵腺房細胞発生メカニズムの解明
ヒトiPS細胞由来の膵内胚葉細胞を用いて膵外分泌および内分泌系譜を含む膵組織を形成する分化システムを構築した。膵外分泌系譜の分化過程における膵腺房前駆細胞のマーカー候補遺伝子としてREG4を同定した。cAMPシグナル経路の活性化因子であるフォルスコリンが、in vitroでのヒトiPS細胞由来膵内胚葉細胞から膵腺房系譜への誘導促進因子であることを示した。...
キーワード：視覚化/情報学/産学連携/初期胚/胚発生/候補遺伝子/一細胞/実験動物/炭水化物/リパーゼ/免疫不全/differentiation/iPS細胞/内胚葉/免疫染色/免疫不全マウス/膵臓/間葉系細胞/次世代シーケンサー/前駆細胞/in vitro/RNA/トランスクリプトーム/マウス/幹細胞/再生医療/細胞極性/細胞死/細胞分化/多能性幹細胞/転写因子/内分泌/分化誘導/ヒトiPS細胞/遺伝子/遺伝子発現/疾患モデル
他の関係分野：情報学複合領域生物学総合生物農学
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発表日：2025年2月27日
42
ヒトとチンパンジーにおける多能性維持機構の共通性を解明
―世界初のチンパンジーナイーブ型iPS細胞樹立と胚盤胞モデル作製に成功―
今井啓雄 ヒト行動進化研究センター教授、中内啓光 東京科学大学特別栄誉教授、正木英樹 同特任准教授、柳田絢加 東京大学助教および英国エクセター大学（University of Exeter）を含む国際共同研究チームは、チンパンジーの体細胞からナイーブ型多能性幹細胞を樹立し、さらにチンパンジーの胚盤胞モデルを作製することに、世界で初めて成功しました。 従来型（プライム型）のヒト多能性幹細胞（ES／iPS細胞）は、全身の体細胞を形成できる分化能を持つのに対し、ヒトナイーブ型多能性幹細胞は、全身の体細胞のみならず、胎盤や卵黄嚢といった胚体外組織にも分化できることが知られています。この特性に...
キーワード：プロファイル/情報学/産学連携/初期胚/胚発生/霊長類/初期胚発生/iPS細胞/遺伝子発現プロファイル/着床/胚盤胞/マウス/幹細胞/再生医療/阻害剤/多能性幹細胞/胎盤/分化誘導/遺伝子/遺伝子発現
他の関係分野：情報学複合領域生物学
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発表日：2025年2月26日
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宍道湖で大量繁茂する水草優占種が塩分の変動に応じて入れ替わっていた？
長期的な環境DNA観測によってバイオマスの明瞭なトレンドが明らかに
土居秀幸 情報学研究科教授、高原輝彦 島根大学教授、源利文 神戸大学教授らの研究グループは、島根県の汽水湖である宍道湖における沈水植物（水草）の大量繁茂の管理・抑制を目指して、繁茂条件の特定とその事前察知を可能にする環境DNA（eDNA）手法の開発を試みました。この手法は、生物から脱落した組織などに由来する環境中のDNAを指標に、対象種の在不在や生物量（バイオマス）を簡便に推定できる革新的なモニタリング技術です。具体的には、宍道湖で近年大量繁茂している沈水植物2種（ツツイトモとリュウノヒゲモ）を対象に、eDNA濃度を基にバイオマスを推定する定量的手法を開発しました。つぎに、2016年1月から...
キーワード：情報学/産学連携/季節変動/モニタリング/解析モデル/統計解析/環境保全/バイオマス/環境DNA
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学農学
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発表日：2025年2月25日
44
頭蓋内動脈解離関連の脳梗塞はrt-PA使用後に頭蓋内出血を起こしやすい
頭蓋内動脈解離は、脳の血管が裂けることで発生する病気です。裂けた血管が詰まったり、壁にできた血栓が飛んだりして、脳梗塞を引き起こすことがあります。静注血栓溶解療法は、rt-PAと呼ばれる薬を使って血栓を溶かし、詰まった血管を再び通す治療法です。この治療は脳梗塞患者の転帰を改善する効果が証明されており、標準治療として広く用いられています。しかし、血管が裂けて脆い頭蓋内動脈解離の患者では、この治療によって頭蓋内出血のリスクが高まる可能性が懸念され、ガイドライン上でも専門家による理論的な懸念が示されていました。ただし、頭蓋内動脈解離は東アジアに偏在する稀な病態であるため、このリスクに関する信頼性の高...
キーワード：マッチング/情報学/産学連携/血栓/脳梗塞
他の関係分野：情報学複合領域
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発表日：2025年2月17日
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加齢変化に適応して小腸上皮幹細胞が維持される仕組みを解明
マウスの小腸上皮組織の詳細な解析により、加齢に伴って小腸上皮の分化細胞の数や機能が変化することを見出した。一方で、活発に新陳代謝する小腸上皮の細胞を供給する小腸上皮幹細胞の集団（幹細胞プール）が維持されていた。次世代シーケンサーやオルガノイド技術を活用し、IFN-γ経路の活性化とERK/MAPK経路の活性低下が、加齢に伴うマウスの小腸上皮幹細胞の遺伝子発現変化を誘導することを見出した。小腸上皮幹細胞において、これら2つのシグナル伝達経路の活性変化は加齢に伴って同調して起き、この２つの経路の変化が相互に作用を補償しあうことで、幹細胞プールが維持されることを解明した。...
キーワード：プロファイル/情報学/産学連携/制御システム/一細胞/リン酸/Lgr5/免疫系/細胞膜/脂質代謝異常/iPS細胞/インターフェロン/遺伝子発現プロファイル/遺伝子発現解析/炎症反応/加齢変化/増殖因子/発現解析/免疫染色/mRNA/ホルモン/筋肉/寿命/腸内環境/オルガノイド/間葉系細胞/次世代シーケンサー/組織幹細胞/MAPK/RNA/アポトーシス/マウス/幹細胞/血液/再生医療/細胞核/細胞死/細胞増殖/細胞分裂/受容体/小腸/上皮細胞/内分泌/免疫応答/免疫細胞/ウイルス/コミュニケーション/サイトカイン/バイオマーカー/遺伝子/遺伝子発現/加齢/健康寿命/高齢化/細菌/細菌叢/脂質/脂質代謝/腸内細菌/腸内細菌叢/糖代謝/糖尿病/認知症/老化
他の関係分野：情報学複合領域工学総合生物農学
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発表日：2025年2月14日
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急性肝障害はどのような人が急性肝不全に進展しやすいのか？
～AI技術を駆使した新たな分類と予測～
急性肝障害の原因はウイルス性肝炎や薬物性肝障害など様々ですが、急性肝障害の一部は肝機能が急激に低下し急性肝不全へと進展し、その一部は内科治療に反応せず意識障害を伴う昏睡型に重症化します。急性肝不全昏睡型の救命率は約30%に留まるため肝移植が必要となりますが、急性肝障害から急性肝不全昏睡型へ数日で急速に進展することもあり、緊急性が非常に高い疾患です。しかし、内科治療への反応性は予測不能であり、高次医療機関や移植施設への搬送基準は明確ではありませんでした。...
キーワード：情報数理/AI/情報学/人工知能（AI）/産学連携/数理科学/キャリア/一細胞/ゲノム情報/肝炎/肝不全/脳死/膵臓/肝障害/血液/生体肝移植/脳機能/ウイルス/ゲノム/異分野融合/肝移植/個別化医療/臓器移植/臨床研究
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学総合生物
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発表日：2025年2月14日
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ご遺体に学ぶ医療・医学研究を⽀えるもの
―解剖・死後の⾝体提供を表明した⼈々52名の証⾔の検討―
近年、死後脳研究は神経疾患や精神疾患の解明に重要な役割を果たしています。こうした研究活動には、研究参加に協力する人の存在が欠かせません。一方、日本では、解剖写真のSNS投稿が大きな話題になったように、身体の取り扱いや流通のあり方について、多くの人々が関心を持っています。...
キーワード：ソーシャルネットワークサービス（SNS）/情報学/産学連携/ブレイン/インタビュー調査/コミュニケーション/健康長寿/研究倫理/神経疾患/精神疾患
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学