研究者業績
基本情報
- 所属
- 藤田医科大学 医学部 医学科 准教授(兼任)医学部 医学情報教育推進室 室長
- 学位
- 博士(理学)(NAIST)
- J-GLOBAL ID
- 201001070039507320
- Researcher ID
- B-6061-2015
- researchmap会員ID
- 6000022342
- 外部リンク
強化学習の神経機構について、コンピュータ上で脳をつくることで理解しようと取り組んでいます。特に神経生物学実験の経験を生かして生物学的に妥当な詳細なモデルを構築することで、強化学習がどのようにして脳で実装されているのかを研究しています。また、様々な研究機関と共同研究を行い脳神経活動データや臨床からの医療データに対してデータサイエンスの手法を用いて解析をすることで、脳の理解や医学への貢献に取り組んでいます。
経歴
9-
2025年4月 - 現在
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2021年4月 - 現在
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2020年4月 - 2025年4月
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2020年4月 - 現在
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2017年5月 - 2020年3月
学歴
2-
2005年4月 - 2010年3月
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2001年4月 - 2005年3月
委員歴
7-
2023年8月 - 現在
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2020年1月 - 2023年3月
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2021年11月 - 2022年11月
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2020年 - 2021年
-
2020年 - 2021年
受賞
1-
2009年
論文
26-
International Journal of Molecular Sciences 25(21) 11365-11365 2024年10月22日 査読有りWhen exposed to X-rays, scintillators emit visible luminescence. X-ray-mediated optogenetics employs scintillators for remotely activating light-sensitive proteins in biological tissue through X-ray irradiation. This approach offers advantages over traditional optogenetics, allowing for deeper tissue penetration and wireless control. Here, we assessed the short-term safety and efficacy of candidate scintillator materials for neuronal control. Our analyses revealed that lead-free halide scintillators, such as Cs3Cu2I5, exhibited significant cytotoxicity within 24 h and induced neuroinflammatory effects when injected into the mouse brain. In contrast, cerium-doped gadolinium aluminum gallium garnet (Ce:GAGG) nanoparticles showed no detectable cytotoxicity within the same period, and injection into the mouse brain did not lead to observable neuroinflammation over four weeks. Electrophysiological recordings in the cerebral cortex of awake mice showed that X-ray-induced radioluminescence from Ce:GAGG nanoparticles reliably activated 45% of the neuronal population surrounding the implanted particles, a significantly higher activation rate than europium-doped GAGG (Eu:GAGG) microparticles, which activated only 10% of neurons. Furthermore, we established the cell-type specificity of this technique by using Ce:GAGG nanoparticles to selectively stimulate midbrain dopamine neurons. This technique was applied to freely behaving mice, allowing for wireless modulation of place preference behavior mediated by midbrain dopamine neurons. These findings highlight the unique suitability of Ce:GAGG nanoparticles for X-ray-mediated optogenetics. The deep tissue penetration, short-term safety, wireless neuronal control, and cell-type specificity of this system offer exciting possibilities for diverse neuroscience applications and therapeutic interventions.
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Neurobiology of Aging 142 8-16 2024年10月 査読有り
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Neural mechanisms underlying uninstructed orofacial movements during reward-based learning behaviorsCurrent Biology 2023年8月 査読有り筆頭著者
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Nature Communications 13(1) 2022年12月The original version of this Article contained an error in Figure 3d. The label ‘ChRmine-eYFP’ was incorrectly shown in orange font instead of green font. This error has been corrected in the HTML and PDF versions of the Article.
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Frontiers in Psychiatry 13 2022年12月1日 筆頭著者責任著者
MISC
10-
電子情報通信学会技術研究報告 118(322(NC2018 22-27)(Web)) 1 (WEB ONLY) 2018年11月15日
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2014 CONFERENCE ON LASERS AND ELECTRO-OPTICS (CLEO) 2014年The development of fast and robust chemical delivery systems is important step for nanomedicine. We demonstrate on-demand, sub-second, controlled release of a neuromodulator by applying femtosecond laser pulse trains to robust, liposome structures.
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情報処理学会研究報告. BIO, バイオ情報学 2009(16) 1-8 2009年5月18日線条体は大脳基底核の入力部であり,皮質からグルタミン酸,黒質からドーパミンの投射を受けている.それらの入力から引き起こされるカルシウム変化およびドーパミン強度自身によって皮質線条体間のシナプス強度が変化することが報告されているが,その入力タイミングの依存性についてはまだほとんど分かっていない.線条体シナプスのタイミング依存可塑性の背後にあるカルシウム変化のメカニズムを明確にするために,現実的な形態を備えた線条体ニューロンモデルを構築し,スパイクタイミングに依存する細胞内カルシウム濃度変化をシミュレーションにより調べた.その結果,up-state のときにグルタミン酸またはドーパミン入力が後シナプススパイクよりも先行すると最もカルシウム応答が大きくなることが予測された.
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情報処理学会研究報告. BIO, バイオ情報学 2007(60) 55-62 2007年6月14日大脳基底核線条体はドーパミンの投射を受けており,その強度によって大脳皮質と線条体間のシナプス伝達効率が調節される.本研究では,このシナプス可塑性を実現している細胞内シグナル伝達機構を解明するために,その動力学モデルを構築し,様々な条件下における細胞の応答をシミュレーションによって予測した.また,そのモデルが持つ力学的特性の解析を行ったその結果,PKAおよびDARPP-32がドーパミンおよびカルシウム依存性シナプス可塑性において必須の分子であり,特に,CK1-Cdk5-D75経路はカルシウム依存シナプス長期減弱に,PP2A-D75経路が長期増強に重要な役割を果たしていることが分かった.
書籍等出版物
2-
Springer 2009年9月3日 (ISBN: 9783642042737, 3642042732)
担当経験のある科目(授業)
12-
2022年 - 現在アセンブリIII (藤田医科大学)
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2022年 - 現在医学統計学 (藤田医科大学)
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2021年 - 現在Neuroscience Course (藤田医科大学大学院)
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2021年 - 現在読書ゼミナール (藤田医科大学)
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2021年 - 現在基礎データサイエンス (藤田医科大学)
共同研究・競争的資金等の研究課題
6-
日本学術振興会 科学研究費助成事業 2024年4月 - 2028年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2024年6月 - 2027年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C) 2020年4月 - 2024年3月
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日本神経回路学会 2020年2月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型) 2014年7月 - 2019年3月