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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Mathematical analysis of outlier immune cells using extreme statistics

Publicly Offered Research

Project AreaSingularity biology
Project/Area Number 19H05422
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

中村 直俊  名古屋大学, 理学研究科, 特任准教授 (30554472)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Keywords細胞間不均一性 / 距離学習
Outline of Annual Research Achievements

多光子顕微鏡で観察された免疫細胞の運動を解析する過程で得られた、距離学習による細胞軌跡の可視化手法を、Springer社の国際学会特集書籍に原著論文として投稿し、査読を経て掲載された。(Nakamura N and Yamada R. Proceedings in Mathematics & Statistics (Methods of Mathematical Oncology: Fusion of Mathematics and Biology): Distance-matrix-based extraction of motility features from functionally heterogeneous cell populations, 283-293, Springer (2021).)同様の距離学習は、細胞間の不均一性以外のみならず、個体間の表現型の不均一性を可視化する目的で利用可能である(Nakamura N et al., medRxiv 2022)。近年盛んになっている深層学習ベースの学習方法とは異なる、新たな教師なし学習手法として拡張可能性があると考えられ、今後も研究を進めていく。また、複数の数理モデルの距離を木構造を用いて比較する新規方法について、共同研究者と進めていた研究が情報系の国際学会 ISAAC 2022 (33rd International Symposium on Algorithms and Computation) に査読を経て採択され、Leibniz International Proceedings in Informatics に収録された。(Akutsu T, Mori T, Nakamura N et al. On the complexity of tree edit distance with variables. doi: 10.4230/LIPIcs.ISAAC.2022.44)この手法についても、上記の距離学習の副産物というべき成果であり、BioModelsなどの数理モデルデータベースへの応用を検討している。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 8 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 4 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Blood flow kinetic energy is a novel marker for right ventricular global systolic function in patients with left ventricular assist device therapy2023

    • Author(s)
      Akiyama K, Colombo PC, Stohr EJ, Ji R, Wu IY, Itatani K, Miyazaki S, Nishino T, Nakamura N, Nakajima Y, McDonnel BJ, Takeda K, Yuzefpolskaya M, Takayama H
    • Journal Title

      Front. Cardiovasc. Med.,

      Volume: 10 Pages: 1093576

    • DOI

      10.3389/fcvm.2023.1093576

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Stratifying elicited antibody dynamics after two doses of SARS-CoV-2 vaccine in a community-based cohort in Fukushima, Japan.2022

    • Author(s)
      Nakamura N, Kobashi Y, Kim KS, Tani, Shimazu, Zhao, Nishikawa, Omata, Kawashima, Yoshida, Abe, Saito Y, Senoo Y, Nonaka S, Takita M, Yamamoto C, Kawamura T, Sugiyama A, Nakayama A, Kaneko Y, Park H, Jeong YD, Tatematsu D, Akao M, Sato Y, Iwanami S, Fujita Y, Wakui M, Aihara K, Kodama T, Shibuya K, Iwami S, Tsubokura M
    • Journal Title

      medRxiv

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1101/2022.06.11.22276266

    • Open Access
  • [Journal Article] A personalized antibody score for predicting individual COVID-19 vaccine-elicited antibody levels from basic demographic and health information.2022

    • Author(s)
      Nakamura N, Park H, Kim KS, Sato Y, Jeong YD, Iwanami S, Fujita Y, Zhao T, Tani Y, Nishikawa Y, Yamamoto C, Kobashi Y, Kawamura T, Sugiyama A, Nakayama A, Kaneko Y, Aihara K, Iwami S, Tsubokura M.
    • Journal Title

      medRxiv

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1101/2022.07.05.22277283

    • Open Access
  • [Journal Article] On the Complexity of Tree Edit Distance with Variables2021

    • Author(s)
      Akutsu T, Mori T, Nakamura N, Kozawa S, Ueno Y, Sato TN
    • Journal Title

      Leibniz International Proceedings in Informatics

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.ISAAC.2022.44

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] チュートリアル・細胞生物学の数理(4):不完全な情報に対処する2021

    • Author(s)
      中村直俊
    • Journal Title

      応用数理

      Volume: 31 Pages: 166-171

    • DOI

      10.11540/bjsiam.31.4_28

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] チュートリアル・細胞生物学の数理(3):動く細胞2021

    • Author(s)
      中村直俊
    • Journal Title

      応用数理

      Volume: 31 Pages: 120-125

    • DOI

      10.11540/bjsiam.31.3_28

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] チュートリアル・細胞生物学の数理(2):細胞間不均一性2021

    • Author(s)
      中村直俊
    • Journal Title

      応用数理

      Volume: 31 Pages: 74-79

    • DOI

      10.11540/bjsiam.31.2_28

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] チュートリアル・細胞生物学の数理(1):概論とMichaelis-Menten機構2021

    • Author(s)
      中村直俊
    • Journal Title

      応用数理

      Volume: 31 Pages: 32-37

    • DOI

      10.11540/bjsiam.31.1_32

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 細胞の表現型不均一性を数理モデルとデータサイエンスで解明する2022

    • Author(s)
      中村直俊
    • Organizer
      京都駅前セミナー
    • Invited
  • [Presentation] Deciphering heterogeneity in liver diseases using mathematical models and data science.2022

    • Author(s)
      中村直俊
    • Organizer
      ASHBiセミナー
    • Invited
  • [Presentation] コロナワクチンに対する免疫応答の個人差を予測するスコアリング2022

    • Author(s)
      中村直俊
    • Organizer
      日本数理学会シンポジウム「医学で活躍するデータ解析」
    • Invited
  • [Presentation] 外れ値免疫細胞の動態の数理解析2020

    • Author(s)
      中村直俊
    • Organizer
      新学術シンギュラリティ生物学・第13回web交流会
    • Invited
  • [Book] 高度情報リテラシー : 情報科学・データ科学への入門 第3版2022

    • Author(s)
      中村直俊
    • Total Pages
      110
    • Publisher
      学術図書出版社
    • ISBN
      9784780610192
  • [Book] データサイエンティスト教程 応用2021

    • Author(s)
      数理人材育成協会編、下川和郎、中村直俊、中澤嵩、高野渉、上阪彩香、松原繁夫著
    • Total Pages
      272
    • Publisher
      学術図書出版社
    • ISBN
      978-4-7806-0940-0

URL: 

Published: 2023-12-25  

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