95th Seminar

Date and Time: July 27 (Wed.), 2022, 15:00 – 16:30
Place: E3-301 + Online streaming
Speaker: Satoshi Seino (Tokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology)
Chair: OHKAWARA Kazunori Professor
Title: 高齢者のフレイル予防に関する疫学研究とその普及・実装に向けた取り組み
Abstract: 高齢期では、フレイルが中長期的な自立喪失の有意なリスク因子であるのに対し、メタボリックシンドロームと自立喪失との有意な関連はみられにくくなります。したがって、特に高齢後期では、健康づくり戦略をメタボ予防からフレイル予防へと徐々にシフトさせる必要があります。当研究チームでは、高齢者のフレイル対策に資するべく、東京都内や埼玉県、群馬県、兵庫県等を研究フィールドとした様々な疫学研究(健診や郵送調査、介入研究)を実施してきました。本セミナーでは、フレイル予防に関する一連の観察研究→介入研究→地域介入研究の結果や、これらの成果を地域で普及・展開する取り組みについてご紹介したいと思います。

94th Seminar

Date and Time: July 15 (Wed.), 2022, 13:30 – 15:00
Place: E3-301 + (Online streaming)
Speaker: Masako Tamaki (RIKEN Hakubi Team Leader, CPR, CBS, RIKEN)
Chair: MIYAWAKI Yoichi Professor
Title: 視覚学習に睡眠はどのような役割を果たすのか
Abstract 視覚学習において睡眠が重要な役割を果たすことが示唆されている。睡眠に伴う視覚学習の向上には、技能のオフラインゲイン(飛躍的な向上)と固定化(干渉に対する頑健さ)という二つの側面がある。発表者らは、これらの2側面における、ノンレム睡眠およびレム睡眠中の脳の可塑性の役割を検討した。ヒトの睡眠中の視覚野における可塑性を非侵襲的に調べるため、MRスペクトロスコピーと睡眠ポリグラフの同時計測を実施した。各睡眠ステージにおけるグルタミン酸とγアミノ酪酸の濃度を計測し、これらの比をとり、脳の興奮抑制(EI)バランス(視覚野の可塑性と相関する)を求めた。視覚野におけるEIバランスは、ノンレム睡眠中に増加し、レム睡眠中に低下した。ノンレム睡眠時のEIバランスはオフラインゲインと相関し、レム睡眠時のEIバランスは固定化の程度と相関した。ノンレム睡眠とレム睡眠は、相反する神経化学的プロセスに基づき、視覚学習において相補的な役割を果たす可能性がある。

93rd Seminar

Date and Time: September 28 (Tue.), 2021, 9:10 –
Place: B-202 + Zoom (Hybrid)
The first speakers: 北田昇雄,野中雄大,田渕絢香,須貸拓馬,田中嘉法
The first chair: 佐藤 俊治 准教授
The first title: ・生物発光を利用したイメージング技術の開発(北田昇雄)
・減量が糖代謝機能に及ぼす影響(野中雄大)
・運動による細胞内カルシウム濃度時空間変化と筋損傷の関係(田渕絢香)
・マウス大脳皮質におけるミクログリアの長期観察と低酸素暴露への適応(須貸拓馬)
・乳酸が筋パフォーマンスの低下を抑制する機序の解明(田中嘉法)
The second speaker: 中根 大介 准教授 (情報理工学研究科 基盤理工学専攻)
The second chiar: 小池 卓二 教授
The second title: こいつ…動くぞ! ~ねじる・ひっぱる・はうバクテリア~
参加: 参加費無料,下記のGoogle Formから申込みをお願い致します。
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CNBE若手交流会概要

CNBE若手交流会プログラム

問合せ 田中 嘉法
Tel: 042-443-5586
E-mail: tanaka@ecc.pc.uec.ac.jp

92nd Seminar

Date and Time: July 27 (Tue.), 2021, 11:00 – 12:00
Place: Online (Zoom)
Speaker: Assoc. Prof. Daisuke HOSHINO (Graduate School of Informatics and Engineering, Department of Engineering Science)
Chair: Prof. Kazuto MASAMOTO (Graduate School of Informatics and Engineering, Department of Mechanical and Intelligent Systems Engineering)
Title: 筋収縮後の細胞応答を理解するー運動システム生物学研究を目指してー
Abstract: 運動を定期的に繰り返すと,骨格筋が大きくなったり,持久力が増加し疲れにくくなったりする.このような骨格筋の適応は,運動後の一過的な細胞応答の繰り返しにより,引き起こされると考えられている.よって,運動後の一過的な細胞応答を調べることは,運動適応を解明する上で重要である.筋収縮後の細胞応答の理解を目指し,実施した2つの研究を報告する.1つめは,多階層にまたがるオミクス解析 (生物情報の網羅解析)である.C2C12筋管細胞に電気刺激による収縮をおこなった後,代謝物および遺伝子発現のオミクス解析 (メタボローム,トランスクリプトーム)を実施した.オミクス階層をつなぐ解析により,多階層にまたがる筋収縮による代謝ネットワークを構築した.この多階層の代謝ネットワークの妥当性について実験的に検証したところ,活性酸素種を介したシグナル伝達が,代謝経路の活性化のメカニズムの一つであることが明らかとされた.2つめは,少数の分子に着目した数理モデルの構築とシミュレーションである.具体的には,筋収縮後のシグナル分子の活性化の数理モデルの構築と運動による乳酸産生量の算出(とシグナル分子の活性化との関係)である.以上のようなシステム生物学的なアプローチを含んだ研究が,筋収縮後の細胞応答を真に理解することにつながるのではと考え,研究に取り組んでいる.

 

91sh Seminar

Date and Time: April 26 (Mon.), 2021, 13:10 – 15:00
Place: Online (Zoom)
Speaker: Prof. Hiroshi YOKOI (Graduate School of Informatics and Engineering, Department of Mechanical and Intelligent Systems Engineering)
Chair: Prof. Hiroshi YOKOI
Title: Cyborg Technology – Towards the Robotic Rehabilitation System for Motor Function Recovery —
Abstract: One of the major application fields of robotics is the field of services that support life and life, such as medical care, long-term care, and welfare, and plays an important social contribution to provide safety and security. With the development of robot technology in recent years, artificial objects that were conventionally static, subordinate, and single-function machines are changing to dynamic, autonomous, and multifunctional machines, so the range to be considered has expanded. It is going on. In particular, the field of mechanical systems that replaces human physical functions is being positioned at the boundary with the fields of neuroscience and medical welfare. In this field, robots are placed in close contact with or attached to humans, making it possible to operate the robot intuitively, and in addition, a relationship in which a robot failure is felt as pain or fatigue, that is, interaction. There is an big scientific interest of this mutual relationship amang man and machine in this cyborg technology.
Our research group is developing research on the relationship between robot systems with learning functions and human adaptive functions, using myoelectric prosthetic hands as an example, and we will give an overview in this presentation. The myoelectric prosthetic hand developed in our laboratory learns the complex myoelectric signals of each user by mechanical learning calculation using a computer, and drives the robot as a finger movement that intuitively matches the activity of the individual’s forearm muscles. This system is also called cyborg research, and was registered as a part for completing prosthetics by the Ministry of Health, Labor and Welfare as a myoelectric prosthetic hand system with a learning function in early 2018. We are in the process of developing a lightweight myoelectric prosthetic hand. In addition, since artificial limbs need to deal with various types of amputation, chipping, or transection situations, not only the development of machines and control systems in engineering, but also the wearing method in cooperation with hospitals and medical schools. At the same time, we are also developing materials and forms for sensors and sensors, and we will also describe these efforts.

 

90th Seminar

Date and Time: March 8 (Mon.), 2021, 13:00 – 14:30
Place: Online (Zoom)
Speaker: Shigehiko OGOH (Professor, Faculty of Science and Engineering, Toyo University. Visiting Professor, University of South Wales)
Chair: Assoc. Prof. Soichi ANDO
Title: Cerebral blood flow and its regulation during exercise
Abstract: 運動に対する脳血管反応は、脳の自己調節機能と動脈血の二酸化炭素分圧によって強く調節される。脳の血管応答は、他の末梢血管系とは異なり、血管床は小さく血圧調節機能としての役割を持たない。また他の臓器とは対照的に、方法論的な問題から、脳血流量(CBF)は比較的一定のままであり、運動など様々な生理条件においてほとんど影響を受けないと考えられてきた。しかし、最近の研究では、脳の神経活動やその代謝が運動中のCBFを変化させることを報告している。例えば、漸増負荷運動中のCBFは、最大酸素摂取量の約60%の運動強度までCBFは上昇させることが明らかとなっている。一方、運動強度がさらに高まるとCBFは低下し、激しい運動では脳の代謝の増加にもかかわらず、CBFが逆の反応を示す。つまり、運動中必ずしも脳の代謝が脳血流を決定する主要因になってないことが推察され、運動におけるCBF応答のメカ二ズムはいまだ議論の余地がある。本セミナーでは、CBFの評価に関連する方法論や運動中のCBFの調節のメカニズムに関する知見を紹介し、CBFの調節機能に関する疑問点を提示する。

 

89th Seminar

Date and Time: February  24 (Wed.), 2021, 14:40 – 16:10
Place: Online (Zoom)
Speaker: Tatsuhiko HARADA (Professor, International University of Health and Welfare)
Chair: Prof. Takuji KOIKE
Title: The mechanisms of hearing from a perspective of biological evolution
Abstract: 聴覚についてはじめて学ぶとき、音の情報を神経に伝えるだけのしくみがどうしてこれほど複雑な構造となっているのだろうとだれもが感じると思います。すべての生物はひとつの細胞から進化を経た結果現在に至っており、その過程は今も母体の中で出生するまでに繰り返されています。したがって聴覚の仕組みをよく理解するには、聴覚器がどのように進化して今に至っているのかを知ることは不可欠であり、同時に進化という名のイノベーションがいかにして生じてきたのかを知ることは、工学を学び研究されている人たちにとってヒントになることが少なからずあると思います。
今回の講義では、脊椎動物における聴覚系の進化を主に扱います。はじめての脊椎動物となった魚類において平衡覚をつかさどる前庭器を用いて水中音響の聴取が可能になったこと、生物の陸上化に伴い出現した両生・爬虫類において中耳構造が出現したこと、鳥類においてこれがさらに発展しより高度な機能を持つようになったこと、他方で哺乳類において顎構造の変化から異なる中耳構造と特有の聴覚器官である蝸牛を持つに至ったことなどを中心とした進化の過程を解説して参ります。それらの途中でなにが得られ、何が失われたのか、何に促されて進化は起きたのか、そしてそれぞれの生物はどのような方略をとった結果進化につながっていったのか、これらについても一緒に考えてゆきたいと思います。

 

88th Seminar

Date and Time: January 19 (Tue.), 2021, 13:00 – 14:30
Place: Online (Zoom)
Speaker: ARAI Tatsuo (Visiting Professor, Global Alliance Lab Promotion Office, The University of Electro-Communications・Professor, Beijing Institute of Technology.)
Chair: Assoc. Prof. JIANG Yinlai
Title: Bio-applications of microrobotics
Abstract: マイクロロボティクスはマイクロスケールの微小物体を対象に,微小環境における操作と計測,自動化に関わる工学である.講演者は30年前に2本指で器用に操作を行うマイクロハンドの開発を開始し,画像処理技術や微小力計測センサを統合し,自動高速ハンドリング,細胞剛性計測などを行った.また,微小流路中で細胞を搬送し培養するマイクロフルイデクスなども併用し,オンチップ自動クローニングシステムの開発や,人工3次元細胞組織のアセンブリなどを,バイオや医学分野の研究者と連携して実施している.本講演ではこれら一連の研究開発成果を紹介するとともに,今後の研究課題についても紹介する.

 

87th Seminar

Date and Time: December 18 (Fri.), 2020, 13:00 – 14:30
Place: Online (Zoom)
Speaker: Rika Numano (Associate Professor, Department of Applied Chemistry and Life Science, Electronics-Inspired Interdisciplinary Research Institute, Toyohashi University of Technology)
Chair: Assist. Prof. Atsushi Nakamura
Title: Spatiotemporal Photoactivation of input pathway in circadian rhythms using Light-Gated Glutamate Receptor
Abstract: 我々は、これまで、照射する光の波長により化合物の骨格構造が変化する光反応性人工化合物Maleimide Azobenzene Glutamic acid (MAG)を合成し、これを用いて、神経活動を制御する実験系を確立している。MAGという化合物は,、①グルタミン酸受容体のリガンド結合部位の付近に結合し、②UV領域の光でシス体となり、可視領域の光でトランス体となるアゾベンゼン構造を骨格に有し、③グルタミン酸受容体のリガンドであるグルタミン酸を持ち、UV&可視領域の光を交互に照射することでグルタミン酸作動性神経活動を興奮させることができる。
一方、地球上の生物は、約24時間周期の概日リズムを持ち、これを用いて自らの生理機能や行動を約24時間周期で自律的に駆動し、明暗条件などの外界環境によりその位相をリセットする。哺乳類の概日時計の中枢は、脳内の視床下部に存在する視交叉上核(SCN)であり、そこでPeriod1(Per1)遺伝子をはじめとする時計遺伝子の約24時間周期の発現リズムによって、概日リズムが規定される。グルタミン酸受容体がSCN神経細胞のポストシナプス部位に発現し, 目から入ったインプットである光刺激がSCNのグルタミン酸受容体への刺激となり, Per1遺伝子が発現誘導されることが知られている。今回, MAGの改良型化合物を用いて、SCNの神経細胞を時空間特的に光刺激し、その後におこる概日リズムの変化を観察した。具体的には、Per1遺伝子の発現のタイミングをGFP(緑色蛍光タンパク質)レポーターやluciferase (ホタル蛍化学発光タンパク質) レポーターで観察できる組換えマウスの脳スライスを用いてタイムラプスにて観察した。その結果、SCNでは、概日リズムのインプット情報を様々に調整して、SCN全体として個々の細胞の時計機能がシンクロし、組織として強い自律的なペースメーカーの役割を担っていることが明らかになった。

 

86th Seminar

Date and Time: November 30 (Mon.), 2020, 13:00 – 14:30
Place: Online (Zoom)
Speaker: Genya ISHIGAMI (Associate Professor, Department of Mechanical Engineering, Faculty of Science and Technology, Keio University)
Chair: Asst. Prof. Shunta TOGO
Title: バリアを超える電動車いすを目指して- Cybathlonを通して学んだこと –
Abstract: Cybathlon(サイバスロン)とは,障がい者が先端技術に基づいた電動車いすや義手,義足などのアシスト機器を使って,日常生活に必要な動作やタスクをこなし,その達成度およびタイムを競う4年に1度の国際大会です.同大会はスイス連邦工科大学チューリッヒ校が主催しており,2016年の第1回大会では世界25カ国から66チームが参加し,さらに第2 回大会が2020年11月13日,14日にオンラインで各参加国を中継し,Global Editionとして開催されました.登壇者の所属組織である慶應義塾大学理工学部サイバスロンチームは,第2回大会の前哨戦として2019年5月に開催された電動車いす部門において,初参加ながら世界3位に入賞しました.
本講演では,サイバスロン電動車いす部門の概要と,慶大チームが開発した電動車いすを概説するとともに,第2回大会の結果を紹介します.また,サイバスロンという大会を通して学んだ「ものづくりにおける多様な価値観の重要性」について議論したいと思います.