九州大学 大学院 システム生命科学府

生命情報科学

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生命情報科学

 ゲノムプロジェクトは生命科学と情報科学の境界領域であるゲノムインフォマティクスを生み出した。ゲノムプロジェクトの究極目的である、生命機能の解明・その医療応用を目指すゲノムサイエンスを習得させるためには、従来の生命科学関連教育に情報科学関連の基礎教育および先端教育を積極的に組み込むことが必須である。
 本講座は、ゲノム解析から、生命の基本原理までを情報科学の理論体系で解析するのに必要な教育研究を行う。すなわち、ゲノム解析の基礎となる微細計測技術の基礎理論から応用までのナノバイオロジーに応じたデータ収集をはじめとし、大量に蓄積されつつあるデータに基づく推論法と計算機の高度利用による効率的な情報処理・情報抽出に必要なゲノム情報解析の教育を行う。
 ゲノム情報解析については、ゲノムや遺伝子データベースだけではなく、これまで細胞生物学・分子生物学・生化学・構造生物学等で培われてきた知識を体系化した知識等を含むデータベース等、体系化された生命情報データベースを基にした、知識発見、学習機能、推論機能、モデル化・シミュレーションのためのアルゴリズム開発手法とそのプログラミング技術、さらにはそれらを統合した高速・高効率・高信頼で実行可能な統合計算機システムの構築およびその運用法の習得等の情報科学的手法までの高度な教育をすることを主目的とする。
 具体的には、計測理論、数理・統計学、基礎情報学、データベース学、アルゴリズム学、機械学習学およびそれらの生命情報への応用としてのバイオインフォマティクス学等最先端教育を行う。

 

講座一覧

■生命情報発見学

suzuki

教授 鈴木 英之進(すずき えいのしん)

大学院システム情報科学研究院 情報学部門(伊都地区
E-mail:
URL:http://www.i.kyushu-u.ac.jp/~suzuki/suzuki-j.html
大量データからの有用な可能性がある理解可能なパターンの工夫した発見を目的とするデータマイニングにおいて、機械学習などを背景として、データスカッシングやデータ構造などのデータ処理、各種例外やルールなどのパターン発見、情報可視化や人間要素などのパターン解釈、問題設定などの諸課題の基礎から応用まで幅広く取り組んでいます。機械学習やデータマイニング技術を用いた自律移動ロボットなどによる人見守りに関する研究も行っています。

准教授 吉田 寛(よしだ ひろし)

数理学研究院(伊都地区
E-mail:
URL:http://www2.math.kyushu-u.ac.jp/~phiroshi/
動物の肢を構成する複数の節(関節間)の長さの比率はフィボナッチ比率とも黄金
比率ともいわれている。しかし、どのようにそれらの比率が発生過程で形作られているのかは分かっていない。また、コオロギ脚などは切断されても、その先の関節も含めて再生できる(セグメント再生) 。これら肢の謎の現象であるフィボ ナッチ比率発生とセグメント再生に対して、多細胞の集団を多変数多項式で表現するモデル:Polynomial-life model (多項式生命モデル)を構築して迫っている。
 

■生命情報処理学

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教授 伊良皆 啓治(いらみな けいじ)

大学院システム情報科学研究院 情報学部門(伊都地区)(病院地区)
E-mail:
URL:http://bie.inf.kyushu-u.ac.jp
ヒトの脳機能の解明を目指した脳機能イメージング・計測、さらに、脳計測・イメージングを様々な分野に応用する研究を展開している。具体的には、脳波、近赤外光分光法、経頭蓋磁気刺激、経頭蓋直流電気刺激等を用いて脳機能ダイナミックスの計測・イメージングや新しい計測技術や手法の開発、また、脳の情報を読み取りコンピュータや機械を制御するブレインコンピューターインターフェイスの開発等の研究を行い、脳科学で得られた知見や技術を医学や生命科学への応用、さらには、障害児童や高齢者のための福祉や教育分野への応用をめざしている。
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准教授岡本 剛(おかもと つよし)

大学院基幹教育院 自然科学理論系部門(伊都地区
E-mail:
URL:http://www.artsci.kyushu-u.ac.jp/~okamoto/
脳の感覚系の解明を目指して研究しています。感覚は、生物が生きていくために脳によって創造されたものであり、神秘的で不思議でたまらない、というのが純粋な理由です。しかし、ただ単に感覚系を解明したいだけではなく、そこから全く新しい何か(快適な環境、効果的な教育や運動トレーニングの方法、脳機能を高める方法、忘却の方法など)を創造したいと思っています。そのため、主に視覚、聴覚、嗅覚、温熱感覚に関して、実験(脳波・誘発電位やfMRIの計測、心理物理学的測定など)、データ解析(波形解析、画像解析、統計解析など)、理論(数理モデル、計算モデル、数値シミュレーションなど)の全てに取り組んでいます。

■生命情報数理学

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教授 内田 誠一(うちだ せいいち)

大学院システム情報科学研究院 情報知能工学部門(伊都地区
E-mail:
URL:http://human.ait.kyushu-u.ac.jp
パターン認識・画像処理に関する研究に取り組んでいる。パターン認識とは、人間の持つ認識機能、すなわち「それが何であるか」を推論する機能を、工学的に実現しようとする学問である。本講座ではさらに、これら技術を様々な生物画像に適用した「バイオ『イメージ』インフォマティクス」に関する研究にも取り組んでいる。具体的には、顕微鏡等による様々なバイオイメージを対象として、そこに映っている各物体・物質に関する種々の定量化や状態解析を行うための、画像処理・認識・理解アルゴリズムを開発している。
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准教授 廣瀨 慧(ひろせ けい)

マス・フォア・インダストリ研究所 応用理論研究部門(伊都地区
E-mail:
URL:http://www.keihirose.com/
L1正則化に基づくスパース多変量解析  近年、ビッグデータ解析が重要視されていますが、データ量が多くなった反面、データの冗長性も増してしまい、必要のない情報を取り除いて有効な情報のみをうまく抽出することが必要とされています。それを実現する、極めて有効な方法の一つが、L1正則化法をはじめとする、スパース推定です。スパース推定とは、数万・数億にものぼる数のパラメータが存在するときに、ほとんどを「ゼロ」と推定することができる方法であり、非ゼロ要素に対応する変数のみが有効となります。この方法の良い所は、たとえ数万オーダーの次元のデータであっても、わずか数分で計算が完了してしまうくらいに高速なところです。私は特に、因子分析におけるL1正則化に興味を持っており、例えば、パラメータを高速に推定できるアルゴリズムを考え、さらにソフトウェアパッケージfanc(https://cran.r-project.org/web/packages/fanc/index.html)を作りました。実際にこのパッケージを使った論文もいくつかあります。

■生命情報電子工学

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教授 林 健司(はやし けんし)

大学院システム情報科学研究院 情報エレクトロニクス部門(伊都地区
E-mail:
URL:http://o.ed.kyushu-u.ac.jp/
多様な機能を生み出すことができる有機エレクトロニクス材料を用いた機能性デバイスを研究開発しています。また、匂い情報の脳内地図の解析とセンサによる可視化にも取り組んでいます。基盤技術として金属ナノパーティクルのプラズモニクス、分子ワイアなどの低次元材料、光学的な匂いイメージング技術、ペプチドアプタマーや分子鋳型技術などを用い、機能性デバイスを創りだす鍵となるナノスケールの現象を積極的に利用した研究を展開しています。目標は生物の嗅覚に匹敵する能力を持つ化学センサ開発とその広範な応用です。

■生命情報解析学

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准教授 田代 康介(たしろ こうすけ)

大学院農学研究院 生命機能科学伊都地区
E-mail:
URL:http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/mogt/index.html
様々な生命活動を繰り広げる生物内では、その巧妙な活動を維持するための制御システムが存在し、種々の段階における様々な制御様式が複雑に織成ったある種のネットワークを形成している。我々のグループでは、この制御システムの第1段階である転写制御に着目し、細胞内の制御ネットワーク、さらに多細胞体における細胞間の相互作用も考慮に入れた制御ネットワークの解明を行っている。主な解析ターゲットとしては、1)肝硬変やがん疾患における転写制御システムの解明と2)動物細胞分化過程における遺伝子転写制御カスケード解析、である。

■生命情報システム学

hanai

准教授 花井 泰三(はない たいぞう)

大学院農学研究院 生命機能科学伊都地区
E-mail:
URL:http://www.brs.kyushu-u.ac.jp/~taizo/
近年、合成生物学(Synthetic biology) と呼ばれる研究が行われている。この研究では、遺伝子相互の制御関係を利用し、それらの遺伝子を人工的に組み合わせることで、複雑な遺伝子発現を実現することを目指す。複雑な遺伝子発現を実現するためには、複数の生化学分子の動的な挙動を取り扱う必要があり、単なる分子生物学実験のみならすシミュレーションやシステム解析による遺伝子(回路)の設計が不可欠である。研究室は、複雑な遺伝子発現を行う微生物システムの実現を目指している。

■認知神経科学

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教授 ローレンス(ローレンス)

大学院基幹教育院 自然科学実験系部門(病院地区
E-mail:
URL:https://dubitopress.blogspot.jp
「我思う故に我在り(cogito ergo sum)」- デカルトの言葉として有名なこのフレーズは、彼の哲学的思想が推論(思い考えること)から始まっていたことを示していますが、実はこの言葉の完全な形は「我疑う故に我思う故に我在り(dubito ergo cogito ergo sum)」だったという説があります。思い考える前に物事を疑う姿勢を持つことが重要だ、というわけです。
研究活動概要:
1.カオス力学系に代表される複雑系数理理論に基づくアプローチによる新しい神経データの解析方法の開発:行動分析や神経生理学における従来の静的かつ決定論的な視点を超える新たな手法を目指して
2.神経科学分野における生物倫理を考慮したより良い実験のあり方と実践方法の検討:動物モデルを使った実験の倫理的コストの最小化・最適化を目指し、科学的かつ倫理的な観点から動機づけされた適切な実験アプローチを探る
3.ラットから線虫といった「非高等」動物モデルにおける様々な行動の認知的側面の探求
4.神経科学と心理学や哲学、その他いわゆる文系的学問の学際的な融合:意識やこころに関する問題を扱う文系分野の諸研究が従来用いてきた心理分析学的研究アプローチを認知神経科学的手法へと転換させる試み
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