国際会議NOLTA2024で国際合同特別セッションと第3回領域会議を開催しました。

2024.12.06

Canada-Japan Joint Session on Multicellular Neurobiocomputing

　NOLTA2024には他にもA02守谷、A01香取研の大学院生2名、A01加藤研の大学院生1名が口頭発表やポスター発表を行いました。この中で、現在は大阪大学大学院情報科学研究科に所属する中村くんが、A01香取研にて行った研究内容の発表についてBest Student Paper Awardを受賞しました。

Program

Date & Time	Title / Author
Thursday December 05, 2024 15:10 – 15:25	Neuroengineering Technologies for Reconstituting Neuronal Network Functions In Vitro Hideaki Yamamoto, Takuma Sumi, Ayumi Hirano-Iwata, Shigeo Sato
15:25 – 15:40	Synchronizing Chaotic RNNs with Oscillatory Inputs with Exact Closed Form Conditional Lyapunov Exponents Jordan Culp, Wilten Nicola
15:40 – 15:55	Adaptive Predictive Motor Control by the Cerebellum Yutaka Hirata, Yusuke Shinji, Toshimi Yamanaka, Shuntaro Miki
15:55 – 16:10	Identifying Behavioural Subnetworks from Neuronal Dynamics of the C. elegans Nervous System Emma Towlson
16:10 – 16:25	Evaluation of Directional Functional Connectivity Based on Anatomical Connectivity and Visual Information Processing Kenshirou Kawamoto, Nobuaki Monma, Yusuke Kobayashi, Kenji Hayashi, Hideaki Yamamoto, Teppei Matsui
17:00 – 17:15	Analysis of Behavioral Data from Rodents with Continuous-Time Markov Models Cayden Murray, Andrei S. Nastase, Wilten Nicola, Matthew N. Hill
17:15 – 17:30	Noise Reduction in Speech Recognition Using Predictive Coding and Reservoir Computing in Cultured Neuronal Networks in Spiking Neural Networks Yoshitaka Ishikawa, Yuya Sato, Takuma Sumi, Hideyuki Kato, Hideaki Yamamoto, Yuichi Katori
17:30 – 17:45	A Markovian Neural Barcode Representing Mesoscale Cortical Spatiotemporal Dynamics Jordan Culp, Donovan Ashby, Antis George, Cam Teskey, Wilten Nicola, Alexander McGirr
17:45 – 18:00	Role of Synaptic Plasticity and Modular Structure on Neuronal Network Recovery from Injury Takuma Sumi, Akke Houben, Hideaki Yamamoto, Hideyuki Kato, Yuichi Katori, Hayato Chiba, Jordi Soriano, Ayumi Hirano-Iwata

領域会議

　学会の最終日には、この会議に参加した領域メンバーや研究室学生が集まってプチ領域会議を開催し、セッション中に話しきれなかったデータや、今後の共同研究の可能性などについて議論しました。アドバイザーの堀尾喜彦先生にもご参加いただき、それぞれの研究および領域全体の方向性についてご助言をいただきました。

第3回総括班会議を開催しました。

2024.11.29

第4回領域セミナーを開催しました。

2024.11.19

　第4回領域セミナーとして、バルセロナ大学のGemma Marfany教授の講演会を開催しました。Marfany先生のご専門は遺伝学で、「Using 2D and 3D retinal organoids with CRISPR-Cas9 gene editing hiPSCs to model retinal diseases」というタイトルでご発表いただきました。遺伝性の網膜疾患に関するご研究について、ノックアウトマウスを使った研究の成果に加えて、ヒトiPS細胞由来ニューロンや網膜オルガノイドを使った疾患モデリングの最近研究についてご紹介いただきました。光受容細胞の外節部分がブラシのように生えたオルガノイドの顕微鏡写真は圧巻でした。また新薬開発の最近のトレンドとして、国によってはヒト細胞由来のオルガノイドで適切な実験が行われれば動物実験が省略できる場合もあるということも教えていただきました。専門外のメンバーや学生にも分かりやすくご発表いただき、質疑応答でもたくさんの質問が飛び交いました。

第3回領域セミナーを開催しました。

2024.10.30

　第3回領域セミナーとして、バルセロナ大学のAlbert Díaz-Guilera先生によるセミナーを開催しました。
Díaz-Guilera先生の専門であるネットワーク上における振動子の同期現象、とりわけ、蔵本モデルに関する話題について講演いただきました。

第2回領域セミナーを開催しました。

2024.10.28

　第2回領域セミナーとして，ミュンヘン工科大学のBernhard Wolfrum先生をお招きして講演会を開催しました。Wolfrum先生はバイオセンサやバイオエレクトロニクス分野の第一線で活躍されている研究者で、2017年には東北大学電気通信研究所に客員准教授として長期滞在された経験もあります。今回、別の学会で来日された機会を利用して，ご帰国前に東北大学にお立ち寄りいただきました。
　セミナーでは、「Needle electrode arrays for interfacing cortical organoids」というタイトルのもと、脳オルガノイドの深部計測を目的として開発された針型３次元電極（https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/admt.202400645）や、末梢神経を刺激するためのフレキシブル電極（https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202210206，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anbr.202300102）について、最新のデータを交えて詳しく紹介していただきました。
　「領域セミナー」は毎回、領域外の研究者にも広く開放した形で実施しており、今回は現地参加とオンライン参加を合わせて約50名の研究者や学生が聴講しました。質疑応答の時間には、電極の作製や観察方法、さらには細胞計測技術に関して多くの質問が寄せられ、活発な議論が行われました。

西村（A03-1班分担）が京都市立近衛中学校PTAの家庭教育学級で出前授業を行いました。

2024.10.26

第１回モデル動物実験講習会を行いました。

2024.09.26

担当　：システム神経科学班A03-1 尾崎・正水
参加者：A01-1 保坂さん、加藤さん、A01-2 李さん（松井班）
日時　：2024年9月26日　13:00～18:00（懇親会　19:00～22:00）

　9月26日に、第1回モデル動物実験講習会を実施しました。講習会の最初に、尾崎がスライドを用いて、げっ歯類（マウス）の手術手技について解説しました。具体的には、headplate設置からアデノ随伴ウイルスベクターインジェクションまでの一連の手順を、動画を交えて説明しました。その後、実験室にて2光子顕微鏡システムおよび高速共焦点顕微鏡システムの概要を説明し、実際に動物を用いてデータ取得を行いました。

　次に、蛍光カルシウムイメージング用の解析ソフト「suite2p」の特徴と使い方について解説しました。講習の後半では、各参加者が自身のノートパソコンで取得データを使った解析を行い、JupyterLabやGoogle Colabなどを活用したsuite2pの便利な使用法についても情報を共有しました。講習会を通じて活発な情報交換が行われ、非常に有意義な会となりました。

＜動画で説明した手術手技に用いるheadplateなどを手に取って観察＞

＜２光子顕微鏡システムの説明と神経細胞ファイバーと大脳皮質の2色同時蛍光カルシウムイメージングの様子＞

＜高速共焦点顕微鏡システムの説明とヒゲ感覚刺激時の大脳皮質の蛍光カルシウムイメージングの様子＞

＜懇親会＞

第１回夏合宿(第2回領域会議)を行いました。

2024.09.09

　2024年9月5～7日に北海道函館市湯川にて学術変革領域(A)「バイオ超越」の第1回夏合宿を開催しました。合宿の目的は，チームビルディング，目的共有，そして若手育成です。研究チームやその中での目的共有はもちろん既にできあがっているわけですが，同じ釜の飯を食いながら対面で膝を付き合わせて議論したり，領域発足後の成果を共有したりすることで，申請段階での想定を超える120%のシナジーを生み出します！
　合宿にはアドバイザー・領域メンバー・学生で総勢63名の方にご参加いただき、口頭発表(17件)とポスター発表(30件)を通して活発な議論が行われました。
　口頭発表は，ミッションオリエンテッドな議論ができるように，A01やA02などの研究項目ではなく，マルチセルラ数理モデル・マルチセルラハードウェア・マルチセルラウェットウェアという領域の3つのターゲットごとにセッションを分けて実施しました。また5月に開催した第1回領域会議（オンライン）では計画班代表が研究紹介を行いましたので、今回は各計画班の分担者の先生を中心に口頭発表をお願いしました。
　9月5日 18:40～21:30に実施したセッション①「マルチセルラ数理モデルによるバイオ超越に向けて」では，根東先生（A01分担），尾崎先生（A03分担），李先生（A01松井研助教），保坂先生（A01分担），徳田先生（同），藤原先生（同）から，げっ歯類を中心としたモデル動物脳の大脳皮質の機能計測やデータ解析，さらにはリザバー計算などの枠組みを用いて高次元の非線形ダイナミクスを計算論に展開する数学などについて紹介がありました。
　9月6日9:30～11:50に実施したセッション②「マルチセルラハードウェアによるバイオ超越に向けて」では，奥野先生（A04分担），安川先生（A04分担），河野先生（A04代表），守谷先生（A02分担）から神経系の情報処理機構を取り入れた新たな視覚認識システムや水中探索ロボット，さらには超低消費電力で動作するアナログ脳型ハードウェアについて紹介されました。
　さらにその後，お昼休憩を挟んで13:30～15:50に実施したセッション③「マルチセルラウェットウェアによるバイオ超越に向けて」では，西村先生（A03分担），森本先生（A02分担），住先生（A02協力），渡邉さん（A02平野研M2），内野先生（A03桂林研PD）から，ヒトiPS細胞を様々な脳領域の神経細胞に分化させる技術や，培養骨格筋組織を使った生体模倣ロボット，培養神経回路の新しい操作技術や神経活動のデコーディング方法，シナプス機能の生理計測について，最新のデータが共有されました。質疑応答の時間には，領域メンバーやアドバイザーに加えて，自主的に参加した大学院生・学部生からも研究の内容に関する質問が寄せられ，活発な議論が展開されました。
　領域アドバイザーの先生からは，「若い人同士で連携して，新しい成果を生み出してほしい」（合原先生），「バイオ『優位性』ではなく，バイオ『超越』を目指して挑戦してほしい」（堀尾先生），「バイオで既存の技術を超越するだけでなく，逆に，バイオを超越する新技術を作り上げるという方向も含めて双方向に進められるとさらに盛り上がるのではないか」（根本先生），「夏合宿などの領域企画の中に教育講演のような内容も盛り込めると，異分野の相互理解が効率的に行え，また学生の教育にもなる」（池谷先生），「違う研究室に行って異分野コミュニケーションを図るなど，若手の会の活動も盛り上がっていってほしい」（細川先生）などの激励のコメントを頂戴しました。

「優秀ポスター賞」受賞者リスト

発表者	所属(大学/ポジション)	ポスタータイトル
太田 怜志	公立はこだて未来大学/学部4年	ヒステリシスを示す振動子を用いたリザバー計算
河本 賢史郎	同志社大学/博士1年	カルシウムイメージングからニューロンの接続が予測できるかどうかの分析
室田 白馬	東北大学/博士1年	人工神経細胞回路における神経アンサンブルの可塑性
岸田 理子	早稲田大学/修士1年	ナノチューブスタンピングによる神経細胞への直接的物質導入
沼田 晋太郎	同志社大学/修士1年	運動野へ移植した神経細胞塊が運動機能に及ぼす影響を解明するための基盤技術開発
森田 耀仁	大阪工業大学/博士3年	生体視覚神経系に学んだ前処理のCNNへの応用

受賞者のコメント

「ポスター発表で優秀賞をいただき、大変光栄に思います。このような評価をいただけたことは、私にとって大きな励みとなりました。また、発表を通じて様々な研究分野の研究者の方々と交流し、多くの新しい視点や知見を得ることができました。この経験を活かし、今後もさらに研究を深めていきたいと思います。」

河本 賢史郎 (同志社大学/博士1年)

「第１回夏合宿では、バイオ分野に関する理解を深め、学びを得ることができた貴重な経験となりました。ポスター発表において頂戴したご助言を今後の研究に活かし、より一層研究を深めていきたいと考えています。」

岸田 理子 (早稲田大学/修士1年)

 「優秀ポスター賞を頂き，大変光栄に存じます。この度の夏合宿では、数多くの興味深い研究について知ることができ、大変勉強になりました。この経験を生かして、今後も研究活動に励んでいきたいと思います。」

森田 耀仁 (大阪工業大学/博士3年)

特別講演「未来の知能：脳とロボティクスと人工知能の融合により新しい知能の創出」の開催

　合宿の最終日には，夏合宿幹事の香取先生が，函館市街と函館山を散策するエクスカージョンと，合原一幸先生（東京大学特別教授，領域アドバイザー）と浅田稔先生（大阪国際専門職大学副学長）による特別講演会「未来の知能：脳とロボティクスと人工知能の融合による新しい知能の創出」を企画しました。合原先生からは，ニューラルネットワーク研究と人工知能研究との結びつきの歴史や，数理工学と社会との様々な接点についてご講演いただきました。そして浅田先生からは，ロボカップの設立にかけた想いや，痛みを認識する最新のロボットなどについてご講演いただきました。また最後のパネルディスカッションでは，事前に寄せられた多くの質問に答えて頂きました。その中で、「研究者人生で最も嬉しかったことは？」という質問に対して、合原先生の「教え子が育って活躍してくれること。今日、香取くんにこんな素敵な場を用意して貰えたこともとても嬉しい」というお答えには、理想的な師弟関係の一端を垣間見ることができました。

第1回夏合宿(第2回領域会議)主催　香取(A01-1代表)からのコメント

「今回の合宿では、異分野の研究者が集まり、互いに刺激を受ける場となりました。特に、多くの学生や若い研究者も参加し、活発な討論を通じて新たな視点やアイデアが生まれ、バイオ超越に向けた研究の進展に繋がることを実感しています。合原先生・浅田先生による特別講演会も開催され、とても楽しく充実したイベントになりました。今後もこの合宿で得られた成果を活かし、さらなる研究の深化を目指していきたいと思います。」

山本(領域代表)が市立札幌清田高等学校で出張講演を行いました。

2024.08.29

松井(A01-2班代表)研究室にて第3回研究交流会を開催しました。

2024.08.14

藤原（A01-1班分担）が複雑系科学とその学際応用に関する国際ワークショップをオーガナイズしました。

2024.08.09

　藤原（A01-1分担）が、中国・復旦大学のPeng Ji教授と合同で、国際ワークショップ“The International Workshop on Complex Systems and Their Interdisciplinary Applications”（8月5〜9日、東北大学）を主催しました。複雑系・ネットワーク科学・非線形科学の研究者が両国から集まり、5日間に渡ってそれぞれの研究内容や今後の共同研究の可能性などについて討議しました。領域からは、山本(領域代表)が招待講演を行い、門間（A02-1山本班 D1）が研究発表を行いました。

第2回総括班会議を開催しました。

2024.07.16

松井(A01-2班代表)研究室にて第2回研究交流会を開催しました。

2024.07.03

第1回領域セミナーを開催しました。

2024.05.17

　第1回領域セミナーとして，カルガリー大学Hotchkiss Brain Institute所長のDavid Park先生によるセミナーを開催しました。
HBIで取り組まれている様々な脳科学研究や，Park先生が専門とされているパーキンソン病関連タンパク質LRRK2に関する最新の知見についてご紹介いただきました。

松井(A01-2班代表)研究室にて第1回研究交流会を開催しました。

2024.05.13

第1回領域会議を開催しました。

2024.05.10

プログラム

11:00～11:10	アドバイザー・学術調査官のご紹介
11:10～11:30	領域全体・総括班について	山本先生(領域代表)
11:30～12:00	A02項目について	山本先生、谷井先生、平野先生
12:00～12:20	A03項目について	正水先生、神谷先生
12:20～12:25	写真撮影・休憩
11:25～12:45	A01項目について	香取先生、松井先生
12:45～13:05	A04項目について	河野先生、平田先生
13:05～13:15	共通プラットフォーム拠点について	山本先生
13:15～13:30	アドバイザー・学術調査官コメント	相原先生、根本先生、池谷先生、 細川先生、藤井先生
13:30	閉会
13:30～	フリーディスカッション（任意）