平成28年度 実験系生物学者のための数理・統計・計算生物学入門コース

授業科目名:数理・統計・計算生物学特論
Basic Course in Mathematical, Statistical and Computational Biology for Experimental Biologists.

担当者氏名:
青木一洋(基礎生物学研究所 教授)
本田直樹(京都大学医学研究科 特定准教授)
大羽成征(京都大学情報学研究科 講師)
近藤洋平(京都大学情報学研究科 特定助教)

配当学年:博士、修士
単位数:1
開講期:通年
曜時限:月5限(16:30-18:00)
場所:医学部キャンパスF棟1階セミナー室
授業形態:講義

授業の概要・目的:
昨今の生命科学における学際融合研究に必要な基礎知識となる数理、統計、計算生物学の入門となる場を提供する。
主に実験系の生命科学研究室に所属し、数理・統計・計算生物学に興味がある大学院生。
これらの知識を理解し、自分の研究に生かせるようになることを目的とする。

到達目標:
上記の知識を基に、様々な生命現象を数理モデルで記述し、計算機によるシミュレーションを通じて動作原理の検証や作業仮説を抽出することができるように なる。

授業計画と内容:

日程 講師 講義内容
4月25日 青木一洋(基礎生物学研究所 教授)
本田直樹(京都大学医学研究科 特定准教授)
授業概要の説明、微分方程式の基礎と解法
5月30 青木一洋(基礎生物学研究所 教授)
(シラバスでは23日になっていますが変更します)
細胞内シグナル伝達系、細胞増殖の常微分方程式による数理モデル化と数値解析
6月27日 青木一洋(基礎生物学研究所 教授) 実験結果の非線形フィッティングと最適化問題、MATLAB入門
7月25日 青木一洋(基礎生物学研究所 教授) ODEソルバーによる常微分方程式の解法、神経発火の数理モデル、線形安定性解析
8月22日(補講) 本田直樹(京都大学医学研究科 特定准教授) 線形安定性解析
9月26日 本田直樹(京都大学医学研究科 特定准教授) 統計基礎、時系列解析
10月24日 本田直樹(京都大学医学研究科 特定准教授) 線形回帰による時系列解析と予測
12月5日 大羽成征(京都大学情報学研究科 講師) バイオインフォマティクス、統計アドバンス、主成分解析
12月26日 大羽成征(京都大学情報学研究科 講師) 多変量解析
1月16日 本田直樹(京都大学医学研究科 特定准教授) 確率微分方程式、確率アルゴリズム、ポアソン、マスター方程式
2月20日 本田直樹(京都大学医学研究科 特定准教授) 反応拡散モデル(偏微分方程式)、ブラウン運動
3月27日 近藤洋平(京都大学情報学研究科 特定助教) 上皮細胞の力学特性と数理モデル

授業計画と内容については4月25日5限の講義で改めて説明するので、出席すること。

履修要件:
ノートPCを持ってくることができること

成績評価の方法・観点及び達成度:
【評価方法】
 それぞれの担当教員に提出する小レポートにより評価する。小レポートは到達目標の達成度に基づき評価する。
 詳細については、開講時に説明する。
【評価基準】
 出席および原則として全講師へのレポート提出を重視する。

教科書:
巌佐 庸 『数理生物学入門』(共立出版社)

参考書:
R. Phillips, J. Kondev, J. Theriot 『細胞の物理生物学』(共立出版)
小島寛之 『ゼロから学ぶ線形代数』(講談社)
C.M. ビショップ『パターン認識と機械学習』(丸善出版)
太田隆夫『非平衡系の物理学』(裳華房)

授業外学習(予習・復習)等:
初回の講義において各回の講義内容と上記の教科書あるいは参考書との対応を説明するので、該当部分を読んで予習する。
講義後は、教員が行った講義内容を理解しているかを、授業時に配布した資料と教科書あるいは参考書を対応させつつ確認する。

その他:
連絡担当教員
 青木一洋 k-aoki[at]nibb.ac.jp
 本田直樹 n-honda[at]sys.i.kyoto-u.ac.jp
 ([at]を@に替えてください。)
オフィスアワー実施の有無は、KULASISで確認してください。博士課程の学生、ポスドク等の出席も歓迎します。

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