木曜日 4講 （※5講の「量子生命科学トレーニング」がそのあとに続きます） Thursday 14:30～16:10 (*"Quantum bio-imaging training" will follow at 16:20～17:50). 単位数/Credit(s): 2. 授業代表教員/Director: 権田 幸祐, 高瀬 圭. 開講期間/Term of Classes: 後期 2nd semester. 履修年度: 2024. 科目ナンバリング/Course Numbering: -J. 使用言語/Language Used in Course: 日本語.
量子生命科学特論
量子生命科学特論
*Quantum biology lectures (for doctoral course students)
権田幸祐、湯川博、藤井健太郎、田代学ほか
Prof. Kohsuke GONDA, Prof. Hiroshi YUKAWA, Prof. Kentaro FUJII, and Prof. Manabu TASHIRO, et al.
・Zoomなどを用いたオンライン講義
・DAY02は新青葉山キャンパスで実施予定
*on line lectures using Zoom etc. (live or on-demand)
*Day02) will be done in New Aobayama Campus.
・「量子生命科学（Quantum biology）」は、分子の化学的相互作用に立脚した従来の生命観にとらわれず、現代物理学の量子力学にまで基盤を拡張した新しい視点から生命活動全般の根本原理を明らかにしようとする新領域である。そして、「量子生命イメージング（Quantum bio-imaging）」は、量子生命科学を基盤とした技術を用いて生命現象の可視化を目指す新たな研究領域である。量子生命イメージング技術の具体的な例としては、量子センシング技術（ダイヤモンドNVセンター等の量子ナノセンサー）、分子構造解析（超偏極MRI、放射光技術など）、量子イメージング技術（量子状態制御MRI、超偏極MRI、量子もつれによる高分解能光トモグラフィーなど）などが挙げられる。
・この科目では、青葉山キャンパスの「次世代放射光施設」に関する講義とともに量子生命科学/イメージングの基礎について学ぶ。
*Quantum biology (/quantum bioimaging) is a new academic field that aims at fundamental elucidation of "life process" based on a new paradigm of modern physics including "quantum mechanics", instead of simply based on the conventional paradigm that whole life process is based on molecular interactions. Examples of quantum biology and bioimaging techniques are as follows: quantum sensing technology (quantum nanosensors such as diamond NV center), structural biology techniques (hyperpolarized MRI and synchrotron radiation science), and quantum imaging techniques such as high resolution photon tomography using quantum entanglement.
*In this lecture series, students can learn about the basic points of Quantum biology (/quantum bioimaging) as well as the basic points of biological research using Next-generation Synchrotron Radiation Facility in Aobayama campus.
・量子生命科学および量子生命イメージングの基本概念をおおまかに理解し、応用技術の可能性についても考察できるようになることを目指す。
*To become able to roughly understand the basic principles of quantum biology and to discuss on possible applications of the quantum biology/bio-imaging technology.
おおまかな講義の予定を以下に紹介する。（※講義の順序等は変更となる場合があります。）
01) 権田幸祐・田代学・藤井健太郎： コースの説明とイントロダクション／Nanoterasu見学
02) 藤井健太郎：放射光科学概論／放射光分光・イメージング概論
03) 横谷明徳：生命科学者のための量子力学基礎講座：「量子力学の数学的構造のやさしい理解に向けて」
04) 樋口秀男：量子ドットを用いた生体イメージング
05) 馬場嘉信：量子生命科学概論
06) 湯川博：量子ドット・量子ナノセンサーの再生医学への応用：「量子技術により幹細胞の再生機能発現機構を解明する」
07) 五十嵐龍治：生体ナノ量子センサーとは何か：「量子センサーで生命を読み解く」
08) 安達基泰：タンパク質の量子力学効果と分子設計：「今までにない分子を創り人類の幸福に貢献する」
09) 根来誠：超偏極MRIを用いた代謝イメージング： 「核スピンの向きを揃え超高感度MRIを実現」
10) 八幡憲明： 生体内ダイナミクスに対する情報科学的アプローチ:「量子をキーワードとする生命現象の情報科学」
11) 山田真希子： 量子認知脳科学概論：「量子確率論の数理モデルを用いてこころが脳から生じる仕組みを解き明かす」
12) 玉田太郎：量子ビームプラットフォームを活用した構造生物学： 「量子でひもとく生体分子のかたちとはたらき」
13) 大内則幸：量子技術で得られる多様なデータの料理法 「複雑な自然現象を解読する」
14) 安田武嗣：酵素反応における量子トンネル効果に着目した放射線生物学:「生命現象における量子レベル効果の探求」
15) 湯川博・権田幸祐・田代学・藤井健太郎：まとめ・フィードバック
The following is the list of speakers and titles in English (*The lecture schedule might be changed sometimes.)
01) Kohsuke GONDA, Manabu TASHIRO, & Kentaro FUJII: Introduction of class / Introduction of synchrotron radiation science
02) Kentaro FUJII: Introduction of synchrotron radiation science
03) Akinari YOKOYA: Basic lecture of quantum physics for life scientists "For easy understanding of mathematical concept of quantum physics"
04) Hideo HIGUCHI: Biological imaging using quantum dots
05) Yoshinobu BABA: Introduction to quantum life science
06) Hiroshi YUKAWA: Applications of quantum dots and quantum nanosensors for regenerative medicine: "Quantum technology to elucidate the mechanism of regenerative functional expression of stem cells."
07) Ryuji IGARASHI: Introduction of nanoscale quantum biosensor technology for life science
08) Motoyasu ADACHI: Quantum mechanical effects and molecular design of proteins: "Creating novel molecules and contributing to sustainable society with rewarding and fun life"
09) Makoto NEGORO: Metabolic imaging with hyperpolarized MRI: “Aligning nuclear spins to improve the sensitivity of MRI”
10) Noriaki YAHATA: Information science approach to biological dynamics: "Information science of biological phenomena using quantum as a keyword"
11) Makiko YAMADA: Introduction to Quantum Cognitive Neuroscience
12) Taro TAMADA: Structural biology by complementary use of quantum beams
13) Noriyuki OUCHI,: How to handle diverse data obtained by quantum technology: “Deciphering complex natural phenomena”
14) Takeshi YASUDA: Radiobiology focusing on quantum tunneling effects in enzymatic reactions: "Exploration of quantum-level effects in life phenomena"
15) Hiroshi YUKAWA, Kohsuke GONDA, Manabu TASHIRO, & Kentaro FUJII.: Summarization and feedback
・授業への出席状況とレポートの内容で総合的に評価判定する。
・単位認定にはリアルタイム配信講義への10回以上の参加を必須要件とする（※社会人大学院生の場合などどうしても都合がつかない場合には、基準を緩和できる場合があります。担当教員に相談して下さい）。。
・リアルタイム配信講義に参加して、次に続く「量子生命イメージングトレーニング」（別科目）にも参加して積極的に学習することを推奨する（※どうしても都合がつかない場合には、担当教員に相談すること）。
*Students' performances will be evaluated based on participation and assignments (reports).
*Students should participate in the "live" on-line lectures at least 10 times for getting credits (For students who have a part-time job, this rule might be changed. Please consult professors in charge).
*Students are encouraged to participate also in the "Quantum bioimaging training" (16:20～17:50) that follows this class.
・特になし
*Not particular
・修士課程の学生も講義に参加することがあります。
*Students of master's courses will also participate in this class.