Organization
Graduate School of Medicine Center for Neurological Disease and Cancer Designated Assistant Professor
Title
Designated Assistant Professor
NAKAMURA Kento
Research Interests 5
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Computational neuroscience
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Stochastic process
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Optimization
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Mathematical biology
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Chemotaxis
Research Areas 3
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Natural Science / Bio-, chemical, and soft-matter physics
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Informatics / Mathematical informatics
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Informatics / Soft computing
Research History 4
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Nagoya University Graduate School of Medicine Designated Assistant Professor
2026.9
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RIKEN Center for Brain Sciences JSPS Research Fellow (PD)
2026.4 - 2026.8
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RIKEN Center for Brain Science Special Postdoctoral Researcher
2023.4 - 2026.3
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Japan Society for the Promotion of Science Research Fellowship for Young Scientists (DC1)
2020.4 - 2023.3
Education 2
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The University of Tokyo The Graduate School of Information Science and Technology Department of Mathematical Informatics
2020.4 - 2023.3
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The University of Tokyo The Graduate School of Information Science and Technology Department of Mathematical Informatics
2018.4 - 2020.3
Professional Memberships 2
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The Japanese Society for Mathematical Biology
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The Japan Neuroscience Society
Papers 6
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Quantification of Information Flow by Dual Reporter System and Its Application to Bacterial Chemotaxis Reviewed Open Access
Kento Nakamura, Hajime Fukuoka, Akihiko Ishijima, Tetsuya J. Kobayashi
Physical Review Letters Vol. 136 page： 108403 2026.3
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Synaptic and potential fluctuations drive representational drift with differential effects on discrimination learning
Kento Nakamura, Keita Endo, Hokto Kazama
bioRxiv preprint 2025.10
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Gradient sensing limit of an elongated cell with orientational control Reviewed
Kento Nakamura, Tetsuya J. Kobayashi
Physical Review E Vol. 110 ( 6 ) 2024.12
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Optimal sensing and control of run-and-tumble chemotaxis Reviewed Open Access
Kento Nakamura, Tetsuya J. Kobayashi
Physical Review Research Vol. 4 page： 013120 2022.2
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Connection between the Bacterial Chemotactic Network and Optimal Filtering Reviewed Open Access
Kento Nakamura, Tetsuya J. Kobayashi
Physical Review Letters Vol. 126 ( 12 ) page： 128102 2021.3
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Adjacency-based regularization for partially ranked data with non-ignorable missing Reviewed Open Access
Kento Nakamura, Keisuke Yano, Fumiyasu Komaki
Computational Statistics & Data Analysis Vol. 145 page： 106905 2020.5
MISC 5
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「見えない入力」から情報の流れを読み解く
中村絢斗, 小林徹也
現代化学 Vol. 664 page： 8 2026.7
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Optimal Sensing and Control in Escherichia coli Chemotaxis
中村絢斗, 小林徹也
生物物理(Web) Vol. 63 ( 6 ) 2023
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Optimality and universality of chemical sensing in living systems.
小林徹也, 中村絢斗
Aroma Research Vol. 23 ( 4 ) 2022
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バクテリア化学走性と確率最適制御
中村絢斗, 小林徹也
システム/制御/情報 Vol. 66 ( 9 ) 2022
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Information-theoretic optimality in the sensory system of bacterial chemotaxis
中村絢斗, 小林徹也
生体の科学 Vol. 72 ( 3 ) 2021
Presentations 9
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Quantifications of information flow based on dual reporter systems and its application to bacterial chemotaxis
Kento Nakamura, Hajime Fukuoka, Akihiko Ishijima, Tetsuya J. Kobayashi
Quantitative Microbiology Symposium 2026.5.19
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Quantifications of information flow based on dual reporter systems and its application to bacterial chemotaxis
Kento Nakamura, Hajime Fukuoka, Akihiko Ishijima, Tetsuya J. Kobayashi
OIST TSVP Program "Computational & Physical Understanding of Biological Information Processing" 2025.3
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Synaptic fluctuation induces representational drift while preserving discriminability
Kento Nakamura, Keita Endo, Hokto Kazama
RIKEN CBS Co-Creation International Conference 2025.1
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Synaptic fluctuation induces representational drift while preserving discriminability
Kento Nakamura, Keita Endo, Hokto Kazama
RIKEN CBS Annural Retreat 2024.11
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Synaptic fluctuation induces representational drift while preserving discriminability
Kento Nakamura, Keita Endo, Hokto Kazama
Bernstein Conference 2024 2024.9
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Discriminability-preserving representational drift with synaptic fluctuation
Kento Nakamura, Keita Endo, Hokto Kazama
Japanese Neural Network Society 34th Annual Meeting (JNNS2024) 2024.9
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Preservation of discriminability despite representational drift : a theoretical discussion
Kento Nakamura, Keita Endo, Hokto Kazama
NEURO2024 2024.7
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Quantifications of information flow based on dual reporter systems and its application to bacterial chemotaxis
Kento Nakamura, Hajime Fukuoka, Akihiko Ishijima, Tetsuya J. Kobayashi
14th European Conference on Mathematical & Theoretical Biology 2026.7.16
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Optimal control of run‐and‐tumble chemotaxis under sensory noise and its biochemical implementation Invited
Kento Nakamura
Theoretical Biology Seminar 2024.8.7
KAKENHI (Grants-in-Aid for Scientific Research) 3
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確率過程に基づく動的な神経表現と連合学習の解析
Grant number：26KJ0406 2026.4 - 2029.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
中村 絢斗
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2024 - 2026
科学技術振興機構 戦略的な研究開発の推進 戦略的創造研究推進事業 ACT-X
中村 絢斗
Authorship：Principal investigator
動物が世界を認識し行動する機能が神経回路の配線構造からどう立ち現れるかを探る上で、近年網羅的に明らかにされたショウジョウバエ脳のコネクトームデータは重要な手がかりをもたらしています。本研究では、配線構造に潜むパターンを活かして神経活動のダイナミクスを簡約化する低ランク神経回路理論を実際の生物に適用できるよう拡張することで、神経回路の機能を探索し実験検証するフレームワークの構築を目指します。
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分散的な推定・行動システムの最適性に基づく生物の探索行動の理解
Grant number：20J21362 2020.4 - 2023.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
中村 絢斗
本年度は、生物が推定効率を改善する可能性を定量的に調べるために、漸近的な設定において解析解の導出を試みた。推定効率を表す様々な指標が事後分布の汎関数として表せるため、事後分布の時間発展を表すフィルタリング方程式の定常解に着目することで、推定効率の定常値を求めることを目指した。生物のセンシングの文脈において、フィルタリング方程式の定常解は注目され始めているが、その導出方法は問題毎に個別的であり形状制御等の複雑な要素を取り入れる上では見通しの悪いところがある。そこで必要な仮定や問題間で共通する性質等がなるべく明確になるように整理することを試みた。
具体的にはフィルタリング方程式に現れるポアソンノイズをKramers-Moyal展開に基づいて拡散近似し、系全体の確率分布を周辺化することで事後分布の確率分布に整理して説明できることを見出した。これらの工夫に基づいて1次元上の化学走性の簡単な場合における定常誤差を導出できることを見出し、現在2次元上の化学走性の場合への適用を進めている。2次元上の化学走性モデルに適用する際の困難は、1次元上のモデルでは有限状態で表していた方向変数が実数値変数となるため、その上の関数として捉えられる事後分布が有限次元のベクトルでは表せなくなることである。既存研究においては事後分布の振る舞いを小数の変数に縮約して説明することで定常解を求めているが、その数理的な正当化は問題に個別の仕方であるかなされていなかった。現在、フィルタリング方程式の適切な変数変換と級数展開を組み合わせることで、事後分布の縮約を一般化しうる形で正当化できる可能性を見出しており、その結果に基づく定常解の導出を進めている。
Teaching Experience (Off-campus) 1
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Biology
2025.7 （Chiba University）