医療の推進を目的とした理工学分野と医学分野の学際的融合領域の学問分野の理解を深めるため、この授業科目では，理工学，すなわち生命科学、ナノテクノロジー、生体物質化学、情報科学、生体機械工学等, を医療に応用することを目的とした観点からの分野横断・融合型の知識（「医理工学」）について総合的に講義する。          

To deepen the understanding of academic fields in interdisciplinary integration areas in science, engineering, and medicine for promoting medical care, this class aims to provide comprehensive cross-sectoral/fusion-type knowledge (“Medical Science and Technology”) from the application of science and technology, i.e., life science, nanotechnology, biomaterial chemistry, information science, and biomedical mechanical engineering, to medical care.

近年、疾病の診断・治療へのナノマテリアル・ナノデバイス技術の応用や、介助・医療ロボットの開発など，理工学分野の医学分野への連携が進んでいる。また、膨大な網羅的解析データの最新の情報工学による分析などによる病態メカニズムの解明や、分析データに基づく予測，例えばAIによる分析，から疾病予防や最適な医療の提案が可能になってきている。

本講義では，各分野の専門家による講義を通して、新しい医療の推進につながることが期待される理工学分野と医学分野の学際的融合領域の理解を深めるとともに、当該分野での実践力の育成を目的とする。

Recently, there has been increasing collaboration between science and technology in medicine, for example, the application of nanomaterial and nanodevice technology to the diagnosis and treatment of diseases and development of assistance/medical robots. In addition, it is becoming possible to clarify pathophysiological mechanisms based on the advanced information engineering of exhaustive big data and consider prevention and optimum medical treatment using prediction based on analysis, such as AI-powered analysis.

本科目の到達目標は，異なった個別の研究分野の専攻に所属する学生が，理工学分野と医学分野の学際的融合領域の理解を深めることである。
※「医理工学際連携コース参加者」については、医理工学的分野に関わる研究の推進力や問題解決のための思考力を身につけることを目標とする。

*Participants in the “Interdisciplinary Medical Science and Technology Course”: This class aims to help students acquire the ability to advance their related research and solve problems.

This lecture is a compulsory course in the “Interdisciplinary Medical Science and Technology Course,” which is one of the Interdisciplinary Courses of the Graduate School of Science and Technology. It has an omnibus format with course faculty members who formally belong to the Graduate School of Science and Technology, cooperation faculty members who belong to other graduate schools, and special cooperation faculty members (other affiliation). Moreover, special lectures (in an intensive course format “Course Seminar”) by external experts will be provided. Follow the instructions of each lecturer with regard to preparation and review.

*Participants in the “Interdisciplinary Medical Science and Technology Course” should confirm the items in the “Performance Grading Policy” described below.

Evaluation will be based on active participation in class (10%), reports or quizzes (6% each time from 1-14th, as instructed by the teachers), and participation in special lectures (6% for 15th).

※【医理工学際連携コース参加者へ】医理工学際コースの修了要件は，「コースゼミ」に参加する（15回目の「特別講義」＋「ポスターセッション」）ことに加えて，ポスターセッションにおいて研究発表することが，コース修了要件となります（ポスタープレゼンは，修士課程在学中に最低1回発表すれば良いです。なお，医理工学特論の評価とは別になります）。

1 (4/12). ガイダンス（コース長，生命生物科学専攻，和田直之）

1 (4/12). 生体模倣化学（先端化学専攻，湯浅　真）

生体の機能を模倣し、それより有効な材料を創製するのが生体模倣化学である。ここでは生体に存在するスパーオキシドジスムターゼ(SOD)のように，活性酸素を見つける・利用する，すなわち，活性酸素センサーおよび抗がん剤について学習する。

2 (4/19). 生殖遺伝学（生命生物科学専攻，前澤創）

生殖細胞は生命の連続性を担う。本講義では、生殖細胞形成を司る遺伝子発現ネットワークやエピジェネティックな制御機構を理解する。さらに、生殖細胞を介して次世代の発生へ影響を与える、エピゲノムの継世代影響について学ぶ。

3 (4/26). 情報工学（経営工学専攻，西山裕之）

これまで多数のＣＰＵを用いて論理型機械学習器を効率的に分散処理することは困難であった。本講義では、複数のロボットを制御するような分散人工知能技術を持ちることで、論理型機械学習器の高速化を実現する方法を説明し、その応用について述べる。

4 (5/10). 電気化学測定の基礎と応用（先端化学専攻，近藤剛史）

電気化学測定は、生体内の局所における物質の定性・定量分析をリアルタイムで行うことができる有力な分析手法である。本講義では、電気化学反応や測定法の基礎を学び、ダイヤモンド電極を用いた生体関連物質の電気化学検出などの研究例などからその特徴を理解する。

5 (5/17). 免疫発生学（生命科学専攻，伊川友活）

すべての免疫細胞は造血幹細胞から作られる。この免疫細胞が作られる仕組みを、遺伝子発現制御、エピゲノム制御機構の観点から理解する。さらに造血器腫瘍の発症機構についても理解を深める。

6 (5/24). 発達認知科学（生命生物科学専攻，市川寛子）

外界を認知する際の脳活動を計測するための基本的な手法について理解する。fMRI, NIRS, EEG等の脳活動計測の原理、実験デザイン、実験結果の解析を具体例を通じて学ぶ。

7 (5/31). 数理生物学（生命科学専攻，波江野洋）

バイオインフォマティクス解析と数理モデル解析の各種概要を学び、特徴を説明できるようになる。それらの技術と医学との関わりについて最先端の研究を紹介し、医学におけるデータ解析の役割を説明できるようになる。

8 (6/7). 電磁環境工学 （電気電子情報工学専攻，山本隆彦）

体内埋込機器への非接触エネルギー伝送とその電磁両立性について学ぶ。これらを通じて，医療現場において用いられる電気機器の運用上重要な電気安全についての理解を深める。

9 (6/14). 脳神経科学（生命生物科学専攻，萩原明）

外界からの情報を感知し、行動としてアウトプットする脳の機能は、構成する神経細胞によって制御されている。本講義では、神経科学の生化学、形態学、生理学、および行動実験などの基礎知識を学び、最新の研究成果から脳が情報を統合させる機構を理解する。

10 (6/21). 腫瘍生物学（生命科学専攻，昆俊亮）

がんのほとんどは上皮細胞を起源とするが、正常上皮細胞層にがん変異細胞が産生されたとき、細胞競合と呼ばれる抗腫瘍機能ががん変異細胞を排除するために機能する。本講義では、細胞競合現象を中心に、がん細胞が産生されたときの生体内反応について理解する。

11 (6/28). コロイド・界面化学（先端化学専攻，酒井健一）

コロイド・界面化学は医療・生命科学を含む幅広い学問分野に貢献できる実学である。本講義では、界面活性剤（あるいはより広い概念での両親媒性物質）の基本的な機能の理解、および液体が関与する界面現象を明らかとする実験手法の理解をめざす。

12 (7/5). 微細加工・MEMS，および医理工学特論について（機械工学専攻，早瀬仁則）

半導体集積回路製造のために発達してきた微細加工を、他分野に応用する試みが進められている。生命・医療系への応用としては、マイクロ流体デバイスに関する研究が活発である。本講義では、マイクロ流体の特性および微細加工技術の基礎を理解する。

また，医理工学特論の履修上の注意について説明する。

13 (7/12). がん細胞生物学 （生命生物科学専攻，定家真人）

がん治療のための薬剤の種を探索するにあたり、生物学と工学が融合し協力し合うことの重要性や可能性について、具体例に触れながら理解する。

14 (7/19). 生体機械学（機械工学専攻，竹村裕）

ヒトが使う機械システムやヒトの役に立つ人工物を効果的に設計・開発する上で必要となる、それを使うヒトやそれを役立てもらうヒトについての高度な専門的知識を吸収できる基礎的事項について理解する。

15 (8月〜9月，期日未定). 特別講義（外部講師依頼予定）

1.Introduction  (Naoyuki Wada）

1. Biomimetic chemistry (Makoto Yuasa)

Biomimetic chemistry mimics emzyme functions and creates effective materials. In this class, students learn for reactive oxygen (O2・—) sensor and anti-cancer drug, mimicking functions of superoxide dismutase (SOD).

2. Germline Epigenetics (So Maezawa)

Germ cells are the only cells that generate whole organisms after fertilization. Germline-specific gene expression drives the differentiation of germ cells. This class focuses the role of epigenetic processes in the gene regulation. Transgenerational epigenetic inheritance is also discussed.

3. Information Engineering (Hiroyuki Nishiyama)

It has been difficult to efficiently distribute and process logical learning machines by using a large number of CPUs. In this lecture, I describe a method to enable the high-speed operation of a logical machine learner by having distributed artificial intelligence technology control multiple robots, and describe its application.

4. The fundamentals and applications of electrochemical measurement (Takeshi Kondo)

Electrochemical measurement is a powerful tool that enables local and real-time qualitative/quantitative analysis of compounds in the living body. Through this lecture, the fundamentals of electrochemical reaction/measurement can be learned as well as its applications, e.g. electrochemical detection of bio-related compounds in diamond electrodes.

5. Developmental Immunology (Tomokatsu Ikawa)

All immune cells are derived from hematopoietic stem cells. Students understand the transcriptional and epigenetic regulation during immune cell development. The mechanisms of hematopoietic tumor generation are also discussed.

6. Developmental Cognitive Science (Hiroko Ichikawa)

Understanding the methods of measuring human brain activity related to cognition. Learning the principles of brain activity measurement such as fMRI, NIRS and EEG, experimental design, and data analysis of experimental results.

7 Mathematical Biology (Hiroshi Haeno)

Understand and learn to explain the overview of bioinformatics and mathematical modeling analysis. From the introduction of cutting-edge research employing such analysis in a medical field, learn to explain the role of data analysis in medicine.

8. Electromagnetic Environment Engineering (Takahiko Yamamoto)

Students learn about transcutaneous energy transmission and its electromagnetic compatibility. Through these activities, students understand the electrical safety that is important when operating medical electrical equipment.

9. Brain and Neuroscience (Akari Hagiwara)

Various brain functions, like sensing the outer world and making decisions, are regulated by the neural network. This lecture deals with the basics of the nervous system including biological, anatomical, electrophysiological, and animal behavior analysis, and students understand the advanced neuroscience research regarding the brain function described in scientific papers.

10. Tumor Biology (Shunsuke Kon)

Most of cancer cells arise from epithelial cells. Recent studies have revealed that newly emerging transformed cells are eliminated from epithelial tissues through the process termed as cell competition. This lecture deals with biological reactions upon production of transformed cells by mainly focusing on cell competition.

11. Colloid & Interface Chemistry (Kenichi Sakai)

Colloid and interface chemistry is a practical science contributing to a wide variety of applications including medicine and biology. In this lecture, the basic functions of surfactants (or amphiphile) and key methodologies analyzing interfacial phenomena that occur at air/liquid, liquid/liquid, and solid/liquid interfaces will be studied.

12. Microfabrication, MEMS, and guide to this course (Hironori Hayase)

Microfabrication processes have been mainly developed for semiconductor device fabrication and the microfabrication methods have been applied to other fields, such as microelectromechanical systems (MEMS) and its subfields. In particular, microfluidics is actively studied for biomedical applications. In this lecture, the basics of microfluidic systems and microfabrication processes will be described.

13. Molecular Tumor Biology (Mahito Sadaie)

We will understand the importance and possibility of the fusion between biology and engineering in the context of drug discovery for cancer therapy.

14. Biomechanics (Hiroshi Takemura)

Understanding human anatomy and function is essential for effectively designing and developing mechanical systems used by humans. This lecture deals with the basics of biomechanics to understand human mechanisms.

15. Course Seminar Special Lecture (Invited Lecturers: TBA) (Wada)

※Special Lectures will be held on Aug-Sep 2023 (TBA).

※Course students (participants in “Interdisciplinary Medical Science and Technology Course”) should refer to the “Performance grading policy” column described above.