NPWA会員の活動状況、認知症予防に係る２つのニュース、「医療とAI」に係る２つのニュースをお届けします。
１．２０２４年２月の活動報告
・スマイルチームさんの投稿
20240201 スマイルチーム ポールウォーキング部。 目指せ七福神‼️ #スマイルチーム #ポールウォーキング #相模原市南区 #七福神 #記録 #20240201 #ポールウォーキングらしい写真ゼロってゆー😂
・中嶋 佳奈恵さんの投稿
なんと！コアコンジャーナル2月号の We love Ｃ.C.に私の記事が掲載することになりました。 コアコンに出会えて本当によかったです。人も品物も。よきめぐりあいです。 今後ともよろしくお願いします🙇
・田村 芙美子さんの投稿
渋谷の春 ブルルル((😖)) 寒い朝 それでも皆さん元気にお集まりになり、スキップでは笑顔で跳ねて嬉しそう♪ 終了後は個人的質問(4人)の多い日。 /ポールが背中に触ると腎臓の辺りが痛く、先週から血尿がでるんです。内科で診察を受けお薬処方されたのですが 変化がないんです。/う～ん、私は医者ではないので診断できかねます。運動続けてもよいかも併せて再度受診をお勧めしました。
・佐藤 ヒロ子さんの投稿
【福は内 鬼は外〜】 船橋ウォーキングソサイエティ 土曜定例会 2024/2/3 船橋港親水公園へ向かいます。 道中で珍しく船が陸揚げされ ペンキ塗装中です。 ここでも盛り上がり 船橋は港町なんだよね〜 ワイワイ 土曜日定例会は 若手（?）が中心で進行。 3人のスタッフが ポールdeダンスもリード。 会員もニコニコノリノリです ♬ 定例会後にスタッフ4人は 神社の豆まきに寄り道。 これ又、しっかり楽しんで来ました。 紅白餅・節分豆 たっぷりゲット(笑) HAPPYな一日でした♥
・鈴木 ゆみ江さんの投稿
[健康フェスタ2024] 地域健康づくりの５グループが各ブースでパホーマンスを行ったんです。 広報に掲載された直後に問い合わせが殺到…募集100名が120数名でお断りする状態だったとか♪(*^^)o∀*∀o(^^*)♪ 我が紙芝居グループは「ロコモチェク」…椅子から立ち上がり足の筋力をチェクする場を担当したんです。60台〜90台、平均年齢75才の方々… 片足で立ち上がれず「ショックです」の声が多くあったのですが、 「今のご自分を知ることが出来て良かったですね」と、「ちょい曲げ体操(テーブルに手をついての軽いスクワット)」と、「簡単片足立ち(テーブルに手をついて片足５センチから)」をお勧め🩷
・スマイルチームさんの投稿
20240205。 フォローアップ教室でした。 本講座受講された方の半分ほどの方がフォローアップ教室に参加されました。 本日の最高齢は86さい？ どの方か当ててみて🤭🤭🤭 介護予防教室なのでリハビリメインの方もいらっしゃいますが みなさんしっかり歩きが身についていて嬉しかったです。 午後から雪予報につき、 午後からのスマイル活動は朝のうちに全員に中止連絡をしました。。。 皆様も 雪や寒さにお気をつけくださいませ。 #介護予防教室 #地域包括支援センター #上溝 #ポールウォーキング
・長岡智津子さんの投稿
『Let’s enjoy Paul Walking』🌴🌴 コーチ資格を持つ方々の勉強会開催からの アロハファームにて お食事＆飲み会😍😍 皆様が健康に笑顔になるためのポールウォーキング健康法👏👏👏おすすめです（＾ω＾）
・杉浦 伸郎さんの投稿
大雪明けの介護予防教室。 雪残る街中 誰も来ないかもと思いつつ 地域包括支援センターへ お一人ご参加頂いたので 保健師さんを交え 人生ゲーム大会に。 これはただの人生ゲームではなく 第二の人生を自分らしく暮らし、前向きなシニアライフを楽しんでもらおうと、自治体とメーカーがコラボしたゲーム「おかざきゴールデンシニア人生ゲーム」。 実家の愛知に戻った折、岡崎市役所で1枚頂いてきました。筋トレカードをオリジナルで追加して楽しいゲームができました。
・佐藤 ヒロ子さんの投稿
【活動を妨げずに共に楽しむ】 今週は降雪で定例会が2回中止。 2/8の木曜日の行田公園のみ開催になりました。 行田公園の状況確認して安心して定例会に臨む。 おやおや次から次と保育園児がサーキットを予定していた円形花壇で遊んでいます。臨機応変に場所を替え 縮こまった身体をしっかり動かしました。 青空が気持よかった〜♬ #船橋ウォーキングソサイエティ #ポールウォーキング #ノルディックウォーキング #ノルディックウォーク #ソーシャルフィットネス #千葉県立行田公園 #サーキットトレーニング #しっかり歩き #フレイル改善予防
・台灣健走杖運動推廣協會さんの投稿
🎉 台灣健走杖運動推廣協會 祝大家龍年新年快樂！ 🐉🌟
・スマイルチームさんの投稿
2024.2.6〜10 活動記録 ☺︎中屋敷地区センター チェアエクササイズ ２５名参加 ☺︎健康体操サークル １６名参加 マルチエクササイズ、リズムダンス ☺︎相模原市高齢者活動支援課活動発表会(欠席) ☺︎スマイルチーム上溝 ２５名参加 リズムダンス ☺︎青空PW ９名参加 今日で３回目のポールウォーキング初心者のサークルですが、全員マイポール購入してやる氣まんまんです ☺︎上溝公民館祭り準備、連絡 ☺︎上鶴間公民館青少年部 部会 ☺︎相模原市青少年指導委員 上鶴間 ☺︎上鶴間公民館利用団体懇談会令和6年度後援事業決定 今週月曜日からは８５名の方とそれぞれの教室で、また１４名の方と会議でご一緒しました。 雪で中止になった教室もありますが、明日は卓球大会があります。 スマイルシスターズフル回転🌀😵💫 頑張ってます、元氣が1番❣️ 正しいより楽しい‼️
・校條 諭さんの投稿
青空のもと満開の梅 梅まつり初日の羽根木公園 少人数の仲間と歩く「気まポ（気ままにポール歩き）」、今月は、世田谷区の羽根木公園で満開の梅を楽しみました。そのあと、北沢川緑道をたどって、北沢八幡神社、森巌寺から下北沢駅まで。 梅まつり初日の羽根木公園では、ウォーキングというよりも、ゆったりと観梅の時間としました。梅大福などをほおばりながら一服。 下北沢の町に入ると雰囲気は一変。すごいにぎわいで、ポールでは歩けません。予約していた台湾料理の店でビールとおいしい料理で締めくくりました。 もうすぐバレンタインデーだからと、Tさんからサプライズで、お手製のチョコがみんなに配られました。 ※写真は田村和史さんほかのみなさんと私
・Naomi Sakaiさんの投稿
盛り沢山の楽しい1日でした😊 午前中は、🥑アボカドファーム仲間のイベントでいちご狩り🍓 🍓食べ過ぎでお腹いっぱいのまま3回目の大岡山東急ウェリナ。 私も皆さんも慣れてきました。 中庭のガーデンウォーキングも気持ち良い。 仕事終了後は、大岡山に住むお友達と待ち合わせて嬉しいひととき☕️🎵😊 盛り沢山の充実した1日に感謝。 ありがとう💕
・杉浦 伸郎さんの投稿
DX移行のための最大経由ポイントは「アナログトランスフォーメーション」(AX)かも。シンプル、明快で、これ以上の標準化はないから。老人会講座では、これに勝るものはない！
・田村 芙美子さんの投稿
渋谷介護保険課の事業でポールウォーキングのサークルを5年余続けさせて頂いております。3カ月ごとのクラスで年に4期(4回) 定員各15名募集しています。初心者優先でキャンセル待ちを承知での申し込み。各回様々な方(年令・体調・男女)が参加して楽しんでいただいています。既に数百人の方々とご一緒しました。今日 23日の鎌倉ミステリーの案内をしたところ4～5名が参加したいと挙手🙋♀️ PWのメンバーですがポールなしで歩きたいと言う方も。ところが週間予報では当日は寒い上雨予報。雨の場合は日を改め延期しましょうか。
・佐藤 ヒロ子さんの投稿
【冬の土曜日定例会は面白い】 2024/2/17 冬だから出来る事。 冬だからしっかり歩き。 たった90分の定例会は笑顔で締めくくりです。 スタッフの工夫が満載で、 それが効いています。 ＼(^o^)／ #船橋ウォーキングソサイエティ #ポールウォーキング土曜定例会 #ノルディックウォーキング #ノルディックウォーク #海老川ジョギングロード #サーキットトレーニング
・中村 理さんの投稿
佐久ポールウォーキング協会より 2023年度締め括りPWイベント 「室内ポールウォーク」でした。 一年PW三昧〜ありがとうございました。 好天春❗️の陽気の中暖房の効いた体育館に集まって頂き、皆さんでひと汗ふた汗と〜ww 佐藤美穂コーチによる「3B体操」で身体の隅々までほぐし、 後半は新地コーチ主導のポールウォーキング❗️体験者8名程交えもう一度本気PWを！ 〜目線〜体重移動〜肘引き〜と慣れ親しんだポールウォーカーも原点に戻ってのPWでした。 ➕のコーチテーマは「褒めるコーチング」でした。 コーチ8名〜良く出来たと思います‼️ 2024PWは4/7から始動予定ですww
・森川 まことさんの投稿
始めました😊
・校條 諭さんの投稿
野川公園など都立3公園が集中している地域をノルディックウォーキング 杉ポ（杉並ポール歩きの会）の講師としてお世話になってきた新里るりさん主催の会に参加しました。 JR武蔵小金井駅に集合、武蔵野公園、野川公園、調布飛行場、武蔵野の森公園をポールで歩きました。 飛行場をながめながら野外でランチ。プロペラ機が次々と離着陸するのはなかなか迫力がありました。 そのあとモルックで遊びました。つい夢中に。 ※私の写っている写真は新里さんからいただきました。
・佐藤 ヒロ子さんの投稿
2月なのに20℃ 暑いよ〜💦 2024/2/20 美姿勢ウォーキング 年に1度のポールウォーキング体験日。 恒例なのでほぼ経験者ばかり 流石に飲み込みが早く ボンボン進みます ♬ 「ポールは面倒くさい」 毎年正直な感想も出ます（笑） ポールを持つとね普段のウォーキングフォームも良くなるのよ 体験者1名を迎え「楽しい」 とそのまま入会になりました。 #船橋ウォーキングソサイエティ #美姿勢ウォーキング #ポールウォーキング #パワーウォーキング #健康ウォーキング指導士 #行田公園 #身体と心が喜ぶウォーキング #ウォーキングでHAPPY
・田村 芙美子さんの投稿
仲良き事は美しく哉 PW
・田村 芙美子さんの投稿
お天気は一日で逆転し、今日は肌寒い雨。北鎌倉健康教室は外歩きの移動は止め、室内トレーニングと座学。今日は「筋肉」について改めて学びました。指導は杉浦コーチ。 高齢者に限らず52才～54才の若い方も増えました。7、80代のメンバーは良い刺激パワーを貰えラッキーです。
・杉浦 伸郎さんの投稿
千葉県鋸南町へ 雨のため頼朝桜を拝む事はできませんでしたが、その分しっかり講義の時間に充てることができました。前回の介護予防事業と違って、今回は生活習慣病予防事業という事で中高年層対象ですが、参加者の皆さんを前にするとフレイル予防講座にどうしてもなりがちです。こういった現象は日本全国どこに行っても共通しますが、65〜75歳の個別対応の難しいところですね。それにしても鋸南町の皆さんはイキイキとされていて、実年齢より一回り以上若く見えます！
・佐藤 恵さんの投稿
１月開催の日本ポールウォーキング協会ベーシックコーチ資格取得セミナーで、９名のコーチが誕生しました！宮城４名、秋田３名、山形１名、岩手１名！ 今年は東北でポールウォーキングが更に広がっていきそうです！広がれ、ポールウォーキングの輪！
・遠藤 恵子さんの投稿 No.1、No.2
No.1
ポールウォーキング専用ポールを使って平泳ぎをやってみよう!! (ポールウォーキングを行う前の準備運動/椅子に座っておこなうバージョンso1(その1)) #ポールウォーキングマスターコーチプロ #準備運動
No.2
[ポールde遊ぼう！]はい！ポールで遊んでみた。簡単で簡単でない？？？？笑うしかないwいやいや、笑うことが目的よ！
・田村 芙美子さんの投稿
鎌倉二階堂早咲き桜 冷たい風と暖かい日射しの道を鎌倉宮から二階堂を歩きました (三浦ネットgroup)
・台灣健走杖運動推廣協會さんの投稿
🌸 春暖花開🌿 健走杖體驗活動🚶♂️ 親愛的健走好友🧑🤝🧑 春天是一個充滿活力和希望的季節 也是健走杖運動的最佳時機 由 北歐運動治療師 楊子欣（欣欣老師） 帶領的健走杖體驗活動 一同感受春天🐝的氣息 享受健康的樂趣！ 澄心康健－神經復健 l 動作優化 l 高齡運動
・柳澤 光宏さんの投稿
最長老でなにかと相談にのってもらっていた監査役が本日卒業。製造から営業まで経験され、取締役として長年父や私を支えてもらいました。本当にありがとうございました。 本日の信濃毎日新聞記事。製品一組当たりのCO2排出量を算出し、今後排出量を減らす取組みを実施していきます。
・田村 芙美子さんの投稿
今日は早咲き観桜🌸🌸🌸 友達とフリーポールウォーキング 三浦海岸駅から小松ガ池公園まで見事な河津桜と菜の花の並木道！途中の地元の農家さんのキャベツや大根、芽キャベツを覗くのも楽しい 夕飯はお土産のワカメをしゃぶしゃぶに、大根おろしとポン酢で。
来月以降の予定
・遠藤 恵子さんの投稿
【ゲンキポールウォーキングin地島」
・田村 芙美子さんの投稿
「お知らせ」 楽しみにしていた明日23日の鎌倉歩きですが 雨降りの冷たい気温を予報していますので、残念ですが中止とし、改めて3月15日金曜日(16日予備日) に延期させて頂くことになりました。
・NPWAより、２０２４年の『スキルアップ研修会』の日程が決まりました。
＊＊以下、NPWAホームページより＊＊
実技指導にちょっと不安のあるコーチの皆さん、もっと素敵な実技指導をしたい皆さん。
4名のマスターコーチプロを指導陣に楽しくスキルアップしましょう！！
・対象者：協会会員ベーシックコーチ、アドバンスコーチ、マスターコーチプロ
（資格更新講習セミナーとします。研修修了者はコーチ資格有効期限を2027年12月31日に更新します）
・研修費用：￥5500
・2024年 開催日：
◆4月21日（日）12：00-16：00
愛知県名古屋市 TKP名古屋伏見ビジネスセンター
◆6月2日（日）13：00-17：00
宮城県仙台市 仙台市市民センター（予定）
◆9月8日（日）13：00-17：00
東京都渋谷区 国立オリンピック記念青少年総合センター
◆12月7日（日）13：00-17：00
福岡県福岡市 会場未定
２．関連学術ニュース
２－１．軽度認知障害を有する高齢者において、多因子介入プログラム (生活習慣病の管理、運動、栄養指導、認知トレーニング) は、認知機能低下の抑制およびフレイル予防に有効である
＊＊以下は、国立研究開発法人 国立長寿医療研究センターの２０２３年１０月１０日のニュースリリースの転載です＊＊
国立研究開発法人国立長寿医療研究センター（理事長：荒井秀典。以下 国立長寿医療研究センター）は、名古屋大学、名古屋市立大学、藤田医科大学、東京都健康長寿医療センター、SOMPOホールディングス株式会社との共同研究において、生活習慣病の管理、運動、栄養指導、認知トレーニングから構成される多因子介入プログラムによって認知機能が改善することを明らかにしました。
本研究では、65歳から85歳までの軽度認知障害を有する高齢者531名を対象として、18か月間のランダム化比較試験を行い、多因子介入プログラムの認知機能低下の抑制効果を検証しました (J-MINT研究)。
多因子介入プログラムを受けるグループ (以下 介入群)には、リストバンド型活動量計、セルフモニタリング用のファイル、タブレットPCが配布され、糖尿病や高血圧などの生活習慣病の管理、週に1回の頻度の運動教室 (1回90分、全78回)、栄養に関する面談と電話相談 (全15回)、タブレットPCを用いた認知トレーニング (BrainHQ)が提供されました (図1)。また、多因子介入プログラムを受けないグループ (以下 対照群)には、生活習慣病の管理と2か月に1回の頻度で健康情報が提供されました。
図1 J-MINT研究の概要
介入群と対照群の、18か月間の認知機能の変化を比較すると、主要評価項目である認知機能のコンポジットスコアでは、統計学的な有意差は認められませんでした (図2)。
図2 全対象者 (n=433)における多因子介入プログラムの効果
しかし、アルツハイマー病の危険因子として知られているアポリポ蛋白E遺伝子のE4多型の保因者に絞って検討を行うと、介入群では認知機能が維持され、18か月間の認知機能の変化に統計学的な有意な差を認めました (図3)。
図3 アポリポ蛋白E遺伝子のE4多型の保因者 (n = 124)における多因子介入プログラムの効果
J-MINT研究は、新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) の影響を受け、一時は対象者の募集や評価、介入プログラムの提供を中断せざるを得ない状況となりました。また、身体疾患など様々な理由で運動教室に参加できなかった参加者の方もいらっしゃいました。そこで、介入群を全78回の運動教室の70％以上に参加したグループと、70％未満のグループにわけて、認知機能の変化を比較しました。すると、運動教室に70％以上参加していたグループでは、70％未満のグループ、対照群と比較して認知機能が改善していたことが示されました (図4)。そのほかにも、70％以上参加していたグループは、対照群と比較して、食物多様性、血圧、Body mass index (BMI)、身体組成 (脂肪量、筋肉量)、運動機能 (歩行速度、５回椅子立ち座り時間)などの改善が認められ、身体的フレイルの割合 (70％以上参加したグループ = 1%、対照群 = 8%) が少なかったことも示されました (図4)。
図4 運動教室への参加率による多因子介入プログラムの効果
本研究は、日本で初めて多因子介入プログラムの認知機能低下の抑制効果を検証し、アポリポ蛋白E遺伝子のE4多型の保因者における認知機能低下抑制効果を示しただけではなく、継続して多因子介入プログラムに参加することで認知機能が改善すること、そしてフレイル予防にも効果があることを示しました。本研究の結果は、わが国の認知症発症を減少させる大きな第一歩となることが期待されます。
本成果は、2023年7月16日にオランダ、アムステルダムで開催されたAAIC2023にて口述発表を行いました。
関連情報
国立研究開発法人 国立長寿医療研究センター研究所、健康長寿ラボより
1.『日常的な活動と認知症予防』
（https://www.ncgg.go.jp/ri/labo/12.html）
2.『アルツハイマー病の新しい治療薬（前編）レカネマブについて』
（https://www.ncgg.go.jp/ri/labo/14.html）
３.『アルツハイマー病の新しい治療薬（中編）ドナネマブについて』
(https://www.ncgg.go.jp/ri/labo/15.html)
4.『アルツハイマー病の新しい治療薬（後編）今後の課題と展望』
（https://www.ncgg.go.jp/ri/labo/16.html）
２－２．65歳未満の若年発症認知症発症に関わる15の要因
＊＊以下は、岐阜大学医学部下畑教授の２０２４年２月１５日FB投稿記事です＊＊
高齢発症の認知症の約40％は，12の危険因子を修正することによって予防・遅延できる可能性があると言われています（Lancet委員会報告）（ブログ解説；http://tinyurl.com/2yutulna）．しかし65歳未満の若年発症認知症についてはよく分かっていません．遺伝的要因の関与が大きいものと思われがちですが，本当の原因が何であるか正確には分かっていません．
最新号のJAMA Neurology誌に，UK Biobankのデータを用いた前向きコホート研究が報告されています．35万6052人（！）の参加者を対象とした8年間の追跡調査の結果です．485例の若年発症認知症が認められ，10万人・年当たりの発症率は16.8人でした．発症率は40歳から5年ごとに増加し，女性よりも男性で高率でした．そして図に示す15の因子が発症と有意に関連することが分かりました．最も強力な危険因子が起立性低血圧で，ついでうつ病，アルコール中毒，脳卒中と続き，遺伝要因のApoEε4ホモ保有は５番目でした．よって「遺伝だから・・・」と諦める必要はないことになります．またこれまで報告のない４つの新たな危険因子が同定され，それは起立性低血圧，ビタミンD欠乏，CRP高値，社会的孤立でした．また中等度のアルコール摂取，より高い正規教育，身体の強さ（握力で評価）は防御的に作用していました．飲み過ぎはよくありませんが適度なら・・・ということで朗報です（笑）．
驚いたのは起立性低血圧です．脳血流の一過性低下が認知機能に悪影響を及ぼす可能性もありますが，むしろパーキンソンに伴う認知症（PDD）やレビー小体型認知症の早期徴候が捉えられた可能性が考えられます．ビタミンDは神経変性に対する保護効果が指摘されているので，その欠乏が危険因子になるのは理解できます．ただ注意すべきはUK Biobankのコホートはほぼ白人ですので，日本人など他の集団には当てはめられるか不明な点です．
以上，若年性認知症であっても修正可能な危険因子があり，生活習慣の改善が有効であることが示唆されました．今後，認知症の予防法として周知する必要があります．おそらく次回のLancet委員会報告にこれらの結果は取り入れられるものと思います．
Hendriks S, et al. Risk Factors for Young-Onset Dementia in the UK Biobank. JAMA Neurol. 2024 Feb 1;81(2):134-142.（doi.org/10.1001/jamaneurol.2023.4929）
関連情報
・岐阜大学医学部下畑教授の２０２４年２月２０日FB投稿、『神経疾患の危険因子としての起立性低血圧 （純粋自律神経不全症）』
２－３．誤診の撲滅に向けて －その原因とAI導入の影響－
＊＊以下は、岐阜大学医学部下畑教授の２０２４年２月９日FB投稿記事です＊＊
Science誌に標題のタイトルで，スクリップス研究所のEric Topol教授が寄稿しており興味深く読みました．以下，要約です．
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◆毎年80万人近くの米国人が誤診によって死亡または後遺症を負っている（図）．これは年間で成人の5%が診断ミスをされ，ほとんどの人が生涯で少なくとも１度は誤診を経験する計算になる．
◆誤診の一番の原因は，その診断を考慮しなかったことである．診療時間が短く，思考する時間があまりない．そのため医師の直感に依存した診断プロセスが取られるが，そこに問題がある．
◆心理学で，思考には「早い思考（システム1思考）」と「遅い思考（システム2思考）」の2つのモードがあるという理論がある．誤診は反射的で，直感的なシステム1思考に伴って生じる．もし医師が考える時間をもっと持ち，文献検索や検討をして，患者データをすべて分析するシステム2思考をすれば，誤診は減らせる．
◆このシステム2思考に，AI技術の発展が大きく寄与する可能性がある．とくに医療画像（放射線画像，内視鏡画像など）の解釈においてAIは誤診を減少させることが示されている．
◆さらに，ChatGPTのような言語モデルは，診断がつかない症例において正確な診断を提供することで，医療診断の精度を改善する新たな可能性を示している．ネット上には複数の医師が診断できなかった疾患をGPT-4に入力したところ診断にたどり着いた例が複数紹介されている（例：Caspr2抗体陽性辺縁系脳炎など），
◆AIが診断精度を向上させる可能性は非常に高いが，AIを盲目的に信頼してしまう自動化バイアスや，逆に自分自身の診断能力に強い自信を持ち，AIの解釈を信用しないバイアスが生じうる．
◆あと数年で，より有能で医療に特化したAIモデルを構築されれば，AIがシステム2の機械的思考でセカンドオピニオンを提供するという貴重な役割を果たし，誤診の根絶という価値ある目標に向かって前進する一助となる可能性が高まる．
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おそらくこの数年で医療は激変すると思いました．誤診を減らせることは，医療者にとっても患者さんにとっても非常に良いことです．ただ領域によっては医師の仕事が激減したり，AIの出した結論をただ承認してAIのできない診療を行うというやりがいの乏しい仕事を行う事態になるように思いました．若い医学生や研修医は，人口のさらなる高齢化やAIの医療への影響を真剣に考えて，自分の進むべき領域を考える必要があるように思いました．
Topol EJ. Toward the eradication of medical diagnostic errors. Science. 2024 Jan 26;383(6681):eadn9602. （doi.org/10.1126/science.adn9602）
関連情報
我が国の保険医療分野におけるAI実装の現状については、２０２４年１月１０日に厚生労働省主催で開催された『保健医療分野AI社会実装推進シンポジウム』の諸資料が参考になります。
（１）アーカイブ動画
（２）基調講演資料
・村山 雄一 氏（東京慈恵会医科大学 脳神経外科学講座 主任教授）発表資料［8.3MB］
・松尾 豊 氏（東京大学大学院工学系研究科 技術経営戦略学専攻 教授）発表資料［3.6MB］
（３）行政説明資料
・厚生労働省大臣官房厚生科学課 説明資料［1.9MB］
２－４．予測の医学の基盤となる先駆的な物理学の理論を開発 －物理学と AI 解析を組み合わせたハイブリッド AI の基盤－
２－４－１）ニュースリリース
＊＊２０２４年１月１６日付の慶応大学と理化学研究所のニュースリリースです＊＊
慶應義塾大学医学部石井・石橋記念講座（拡張知能医学）の桜田一洋教授（理化学研究所（理研）情報統合本部先端データサイエンスプロジェクト開放系情報科学チームのチームリーダー）と石川哲朗准教授（理研同プロジェクト医療データ数理推論チームの客員主管研究員）は予測の医学の基盤となる物理学の理論を開発することに成功しました。
本研究成果は、物理学と人工知能（AI）解析を組み合わせたハイブリッド AI を実現するための基盤理論であり、高精度の予測に基づいた医学に広く貢献することが期待できます。
病気の発症をはじめとした人間や生物の性質、社会や生態系の特性が将来どのように変化するかを個別に予測し、問題が発生するのを防ぐ技術の開発は安全・安心な社会を実現するための喫緊の課題です。AI 技術の進展に伴い、医学領域でも大量の実世界のデータから高精度の予測が可能なサロゲートモデル（注 1）が開発されるようになってきました。しかし、サロゲートモデルは動作原理を知ることができない「ブラックボックス」構造のために、モデルの構築に用いるデータのバイアスによって予測の再現性や信頼性に影響がでるという問題があります。リスクが許されない医療の現場では、まだサロゲートモデルは十分に受け入れられていません。この課題を解決するため、桜田一洋教授と石川哲朗准教授は、自然原理とAI 解析を組み合わせたハイブリッド AI の実現を目指し、遺伝子産物に働く物理学の原理によって生物の動態をモデリングするための先駆的な理論を開発しました。
本研究成果は 2024 年 1 月 10 日に国際科学雑誌 Scientific Reports のオンラインに掲載されました。
1．研究の背景と概要
生物学や医学では、遺伝子にコードされているタンパク質の機能から、因果関係によって生命現象を説明してきました。ニュートン力学、電磁気学、相対性理論、量子力学、熱力学で用いられてきた力場に基づく普遍的な法則の発見や法則に基づいた予測という考え方は、生物学や医学には導入されていません。物理現象は平衡に近い非平衡状態で生じるのに対して、生命現象は平衡から遠く離れた非平衡状態で生じます。本研究は、生命特有の非平衡・非線形の性質に適用できる新たな力場や普遍的な法則を求めるために開始されました。
2．研究の成果
生命現象に適用できるメッセージ力場理論とモデルの開発
生命現象が物質現象と大きく異なるのは、内と外を区別する境界を持つことと、境界によって識別されたシステムがメッセージを交換することで全体としてまとまりのある挙動を示すことです。メッセージには細胞内でやり取りされるシグナル伝達分子、細胞間でやり取りされるホルモン・増殖因子・サイトカイン、光、音、化学物質をとおして個体間で伝えられる生物の形、動き、状態があります。これらのメッセージは生物システムの状態を変化させることが知られているので、メッセージの働きを力場によって説明するという考え方を導入しました。この力場から、生物が最大エントロピー生成原理に基づいて変化することを見出しました。
次にこの力場と原理に基づいて具体的な生命現象を表現するための支配方程式を求めるために、メッセージを交換する振動子として生物システムをモデル化しました。このモデルからメッセージによってつながったシステムが同期することで秩序を自発的に生成することを明らかにしました。また同期によってエントロピー生成が最大化します。
生物は境界を持ち、メッセージを交換することに加えて自己増殖するという性質を持っています。生物の持つこの増殖能が同期を破ることを見出しました。この同期の破れによってシステムのルールが変更されます。生物は同期の生成と破れを繰り返すことで多様性を獲得します。
発生学の未解決課題の克服
初期胚において栄養外胚葉と内部細胞塊の胚盤胞（注 2）からの分化においては、分化を決定する因子（モルフォゲン）が存在しません。したがって、この分化過程は発生学で一般的に用いられているモルフォゲンの拡散モデルでは説明できません。本研究では、同期の生成と破れの法則を用いて、このプロセスをモデル化することに成功しました（図 1）。
図 1. サロゲートモデルとメッセージ力場モデルの統合による胚盤胞分化誘導過程の推論
(a)受精卵から胚盤胞までの胚の状態変化は、サロゲートモデルに基づいて、受精卵 (i)、2 細胞期 (ii)、4 細胞期 (iii)、8 細胞期 (iv)、コンパクション (v)、16 細胞期 (vi)の 6 つの異なる離散状態としてモデル化される。 (b) 2 細胞期から 8 細胞期までの細胞は、7 つの成長因子と 6 つの成長受容体を発現する。これによって同期が生成される。(c) コンパクションは細胞間の接着を増加させ、メッセージの力場を変化させる。その結果、cdx2 転写産物は細胞塊の外側に局在する。その局在によって、内部では細胞塊が誘導され、外部では栄養外胚葉が 3 / 4 誘導される。この過程は、同期の破壊と同期の再確立と表現できる。
ハイブリッド AI の基盤開発
人類の持続的な発展には、人間、社会、生態系などの複雑な振る舞いを予測し、問題の発生を未然に防ぐことが必要です。実世界のデータを AI で解析して得られるサロゲートモデルが複雑な振る舞いを予測するのに有効なことが知られています。一方、予測精度と信頼性を向上させるには、専門知識や自然の法則と高度な AI データ解析を組み合わせたハイブリッドAI が必要です。健康・医療領域では、このようなハイブリッド AI の技術は確立していません。本研究では、開発した力場理論とモデルを中核に、圏論の随伴関手を導入することで、ハイブリッド AI の基盤技術を開発しました。
3. 本研究の意義・今後の展開
本研究で開発したメッセージ力場理論とモデルは、発生と成長、病気の発症、老化、意識、進化について、これまでの生物学や医学とは異なる新たな物理学の枠組みによって説明し、予測することが可能になります。健康・医療領域では予測の医学という新たな基礎科学を生み出すとともに、ハイブリッド AI に応用することで高精度の予測に基づく医療の実現に応用されることが期待されます。
今後は様々な生命現象に対して本理論とモデルを適用させるとともに、ハイブリッド AIを健康・医療データを用いた AI・メディカルデータサイエンスに導入していきます。
4. 謝辞
本研究は、JST イノベーションハブ構築支援事業（JPMJIH1504）、慶應義塾 石井・石橋基金、JSPS 科研費（JP20K21837、JP21K02356）の支援のもと実施されました。
5．論文
英文タイトル：Synthesis of causal and surrogate models by non-equilibrium
thermodynamics in biological systems
タイトル和訳：生物システムにおける非平衡熱力学による因果モデルと代理モデルの綜合
著者名：桜田一洋、石川哲朗
掲載誌：Scientific Reports（オンライン）
DOI: 10.1038/s41598-024-51426-8
【用語解説】
（注1） サロゲートモデル：実世界のデータやシミュレーションで得られたデータを AI で学習することで得られる予測モデルは、サロゲートモデル（代理モデル）と呼ばれます。
（注2） 胚盤胞：胚盤胞では、将来胎盤となる栄養外胚葉と体となる内部細胞塊の 2 種類が分化し、着床に向けた準備が進められます。
２－４－２）Copilotに「生命現象を説明する非平衡統計力学モデル」について訊いてみました（２０２４年２月１５日実施）
Q1:非平衡統計力学とは何ですか？
A1:非平衡統計力学は、系が平衡状態にないときの物理的な振る舞いを記述するための物理学の一分野です。具体的には、系が時間とともに変化する様子を研究します1。
非平衡統計力学は、系が外部からの仕事や熱、物質の出入りによって変化する場合に適用されます。これらの影響がなくなると、系は再び平衡状態に戻ります2。
また、非平衡統計力学は、平衡からわずかにずれた状態を記述することにも成功しています3。このような状態は、例えばブラウン運動や揺動散逸定理、微小な外場に対する線形応答理論などを通じて理解されます4。
非平衡統計力学は、これらの現象がどのようにして起こるのか、またそれらがどのように相互作用するのかを理解するための強力なフレームワークを提供します。この分野は、物理学だけでなく、化学、生物学、工学など、多くの科学分野で重要な役割を果たしています。143
詳細情報
1 stat.phys.kyushu-u.ac.jp 2 scphys.kyoto-u.ac.jp 3 noneq.c.u-tokyo.ac.jp 4 repository.kulib.kyoto-u.ac.jp+2 その他
Q2:非平衡統計力学モデルで良く説明できる生命現象の事例を教えてください。
A2:非平衡統計力学モデルは、生命現象の多くを説明するのに役立つツールです。以下にいくつかの事例を挙げます：
1. 触媒反応ネットワーク：生命の起源と関連する非平衡性の維持条件や複製系（『複雑系』のことだと思います）のゆらぎの普遍法則を説明します1。
2. 適応系のダイナミクス：異なる時間スケールの干渉過程による一般的適応、酵素量律速によるホメオスタシス、記憶などを説明します1。
3. 細胞社会の発達過程：細胞分化における多能性の喪失や「時間の矢」を力学系から理解することが可能です1。
4. 遺伝情報の表現：遺伝子を用いた遺伝情報の表現は、生命の情報処理・情報伝達のモデルと見なすことができます2。
これらの事例は、非平衡統計力学が生命現象の理解にどのように貢献しているかを示しています。それぞれの事例は、生命現象の特定の側面を説明するためのモデルを提供しています。非平衡統計力学は、これらの現象がどのようにして起こるのか、またそれらがどのように相互作用するのかを理解するための強力なフレームワークを提供します。
詳細情報
1 folding.c.u-tokyo.ac.jp 2 ism.ac.jp 3 repository.kulib.kyoto-u.ac.jp 4 jst.go.jp+2 その他
関連情報
・ガリレオX （2012年）第38回、『シマシマの謎 動物の模様を“数学”で解く？ 』
生命現象（ここでは動物の「縞々模様の発生」メカニズム）を非平衡統計力学モデルがよく説明しています。
・２０２３年１０月のニュースでは、グーグル・ディープマインドが開発した人工知能の『AlphaMissense』と『AlphaFold』を取り上げています。
（作成者）峯岸 瑛（みねぎし あきら）