研究者学術情報データベース

（最終更新日 : 2025-01-14 15:59:05）　

アマノ　アキラ
天野　晃
AMANO Akira

所属生命科学部生命情報学科

職名教授

その他所属
1.	生命科学研究科
2.	総合科学技術研究機構バイオシミュレーション研究センター
3.	総合科学技術研究機構バイオメディカルデバイス研究センター
4.	総合科学技術研究機構視覚科学統合研究センター
5.	総合科学技術研究機構スポーツ健康科学総合研究所

学歴
1.	～1993/03	京都大学工学研究科情報工学専攻博士後期課程
2.	1995/09 (学位取得)	京都大学博士(工学)
3.	～1988/03	京都大学工学部電気工学科卒業
4.	～1990/03	京都大学工学研究科応用システム科学専攻修士課程修了

職歴
1.	2009/04/01	立命館大学生命科学部　生命情報学科教授
2.	2007/04/01 ～ 2009/03/31	京都大学大学院情報学研究科　システム科学専攻准教授
3.	2002/04/01 ～ 2007/03/31	京都大学大学院情報学研究科助教授
4.	1995/04/01 ～ 2002/03/31	広島市立大学情報科学部知能情報システム工学科助教授
5.	1993/04/01 ～ 1995/03/31	京都大学工学部情報工学科助手

所属学会
1.		IEEE Computer Society
2.		IEEE EMB Society
3.		International Society for Magnetic Resonance in Medicine
4.		医用画像工学会
5.		情報処理学会
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研究テーマ
1.	MRIによる生体機能計測
2.	生体機能シミュレーション

研究概要
細胞モデルを用いた構成的な組織・臓器モデルの構築及びその解析と応用、特に心筋細胞モデルを利用した心臓の拍動モデルを構築し全身循環動態モデルを構築、ＭＲＩを用いた心臓の形態学的及び運動の計測及び解析生体に関するシミュレーションの研究は多岐に渡るが，本研究室では，細胞の生理学モデルに基づいた組織や臓器のモデルを研究対象とし，複数の細胞から構成される系が持つ機能の解明と医学領域への応用を目指している．　現在は詳細な心筋の生理学モデルを利用したモデル構築を行っており，電気的興奮，収縮力等が高い精度で再現される心筋細胞モデルを10～数万個用いることで，組織や臓器のモデルを構築している．組織モデルとしては，複数の細胞が次々に興奮していく興奮伝播現象と心筋組織が発生する張力の関係についてモデル解析を行っており，最終的には心臓全体での興奮伝播減少と心機能の関係解析を目指している．また，毛細血管を通した酸素や栄養等の物質輸送に関して，毛細血管モデルを構築し，血管に沿った細胞の状態変化を評価している．さらに，臓器モデルとしては，数万要素から構成される有限要素モデルを用いて心臓の運動と心機能の解析を行っており，全身の循環状態の再現と，血管系と心臓のインタラクションについてモデルを通した解析を行っている．　また，医学領域への応用としては，心筋細胞モデルに対する薬物の作用を，パラメータ最適化手法を用いて推定するシステムの実現を目指している．心筋細胞イオンチャネルへの薬物副作用の確認は，創薬プロセスの中でも重要な過程であり，この問題を簡易な計測法による計測結果を用いて推定する方法は実用的にも重要な技術である．　このような生体に関するシミュレーション研究は始まったばかりであり，従来の物理現象のシミュレーションとはモデルの複雑さが大きく異なる．将来的にモデルのソフトウェア的な信頼性を保証することが重要になると考えられるので，シミュレーションモデルの形式的記述とそのハンドリングに関する研究も進めている．　また，心臓拍動のシミュレーションのために，心筋線維方向のデータや運動に関するデータが必要であり，そのためＭＲＩを用いた計測技術に関する研究も行っている．

現在の専門分野
ソフトウエア, 生体生命情報学, 医用生体工学・生体材料学, 医用システム, 循環器内科学 (キーワード：生体機能シミュレーション、心臓シミュレーション、MRI)

著書
1.	2019/03	心機能フィジオーム理解のための電子教科書“e-Heart”
2.	2017/03	心筋細胞フィジオーム理解のための電子教科書“e-Heart”
3.	2010/11	医用画像ハンドブック │ ,第1編第13章「領域分割」
4.	2004/04	Image Processing Technologies: Algorithms, Sensors, and Applications
5.	2001/01	新世代工学シリーズコンピュータネットワーク │ ,71-90
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論文
1.	2024/04/18	Mathematical Analysis of Left Ventricular Elastance with respect to Afterload Change During Ejection Phase │ PLoS Comput │ 20 (4),e1011974
2.	2020	Exploring the role of fatigue-related metabolite activity during high-intensity exercise using a simplified whole-body mathematical model │ Informatics in Medicine Unlocked │ (inpress)
3.	2019/11	Evaluation of critical flicker-fusion frequency measurement methods using a touchscreen-based visual temporal discrimination task in the behaving mouse. │ Neuroscience Research │ 148,28-33
4.	2019	Mechanisms Underlying Spontaneous Action Potential Generation Induced by Catecholamine in Pulmonary Vein Cardiomyocytes: A Simulation Study │ 20 (12),2913
5.	2018	A new myofilament contraction model with ATP consumption for ventricular cell model │ 68 (5),541-554
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学会発表
1.	2024/03/27	A comparative analysis of the electrophysiological characteristics in bipolar cells across vertebrate species using a mathematical model （ポスター）
2.	2024/03/27	Contribution of KATP channels activated in ventricular myocytes to repolarization: a simulation study （ポスター）
3.	2024/03/27	Reconstruction of Transretinal Extracellular Current by using Mathematical Model of Rod 1D Cable （ポスター）
4.	2023/11/11	An integrative mathematical framework for quantifying energy consumption in alignment with the three primary energy production pathways in photoreceptors （口頭発表，一般）
5.	2023/11/11	E-4031の心室筋細胞への薬理作用を再現するPK/PDモデルの自動パラメータ最適化手法適用による改良（口頭発表，一般）
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講師・講演
1.	2024/03/25	Contribution of KATP channels activated in ventricular myocytes to repolarization: a simulation study (Busan Korea・Inje University)
2.	2024/03/25	Mitochodria model based on each-step-activation theory (Busan Korea・Inje University)
3.	2023/11/05	Propagation of Repolarization in Human Ventricle Revealed in a One-Dimensional Strand of Cardiomyocyte Model (Busan Korea・Inje University)

科学研究費助成事業
1.	2017/04 ～ 2020/03	病因解明を目的としたイオン・エネルギー恒常性を有する視細胞モデルの構築 │ 基盤研究(C)
2.	2014/04 ～ 2016/03	簡易動物実験データを用いた薬物誘発性不整脈予測のための薬物作用推定システム │ 基盤研究(C)
3.	2010 ～ 2015/03	細胞モデルに基づく臓器モデル記述系と並列実行系に関する研究 │ その他
4.	2008 ～ 2011/03	圧反射モデルを導入した循環動態モデル │ 基盤研究(C)
5.	2004 ～ 2006	生理学モデルに基づく心臓拍動シミュレーション │ 基盤研究(C)

競争的資金等(科研費を除く)
1.	2010 ～ 2010	次世代生命体統合シミュレーションソフトウェアの研究開発（臓器モデルのための包括的心筋細胞モデルの開発） │ 競争的資金等の外部資金による研究 │ 文部科学省・科学技術試験研究委託事業

取得特許
1.		シミュレーション装置およびプログラム（４２２４５８２）
2.	2010/04	タギングＭＲ画像における撮像対象の運動解析方法及びＭＲＩ装置（PCT/JP2010/050173）

研究高度化推進制度
1.	2019/04 2020/03	研究支援制度分類：研究推進プログラム種目：科研費獲得推進型病態進行に伴う心臓ポンプ機能の維持機構と破綻の数理解析
2.	2016/09 2017/03	研究支援制度分類：研究推進プログラム種目：科研費獲得推進型心室較差生成機構の解明
3.	2016/04 2017/03	研究支援制度分類：研究成果国際発信プログラム種目：- 心臓電気生理学における電子教材「e-Heart」/Electrical Textbook in Cardiac Physiology ‘e-Heart’

授業科目
1.	ゲノムシミュレーション実験
2.	プログラム言語3
3.	プログラム言語4
4.	細胞･システムシミュレーション実験
5.	数値シミュレーション実験
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教育活動

●教育方法の実践例

1.	2009/09 ～	専門科目「プログラム言語３，４」において，受講者自身が，C言語を用いたプログラムを作成して，アルゴリズムの動作を確認できるように，演習による授業理解を基本とした講義を実践．

●その他教育活動上特記すべき事項

1.	2015/11 ～ 2015/11	高校等の模擬講義：立命館守山高校「理系デモンストレーションデイ」を担当した。
2.	2015/07 ～ 2015/07	高大連携講義：さくらサイエンスハイスクール支援事業研究室紹介事業に応募し，日本を訪問した中国人高校生に対して，生命科学部分野における計算機科学の今後の重要性を，研究内容の紹介とともに説明した．
3.	2010/09 ～ 2010/12	高校等の模擬講義：私立盈進学園高校の高校2年生に対し，「コンピュータを使った心臓の研究」に関する模擬授業と，実際に計算機を使用した不整脈現象の解析実験を行った．
4.	2010/08 ～ 2010/08	高大連携講義：本学付属高校「立命館守山高校」を対象に，一日体験入学を行った．大学での研究について，生命科学と情報科学の関連，高校基礎理系科目の内容を使った研究内容の簡単な実験を行った．

ホームページ
個人ページ
組織機能解析学研究室(天野研）

外部研究者ID
ORCID ID
0000-0002-7704-2458
Researcher ID