Ⅰ. Chaordic Homeodynamics（周期的カオス恒常性）
心筋サルコメアを高分解能（3 nm・2 ms）で観察する独自技術「SL-nanometry」により、周期は一定だが振幅はカオス的に変動する自励振動（HSOs）の存在を初めて実証しました。個々のサルコメアが示すカオス的ゆらぎが、全体としては滑らかで安定した心拍リズムを生み出すメカニズム（Chaordic Homeodynamics）を、再帰プロット・Lyapunov指数・数理モデルなどを用いて定量的に解明しています。
代表論文:
Shintani SA. Biochem. Biophys. Res. Commun. 760, 151712 (2025)▶詳細ページ
Shintani SA. Biophys. Physicobiol. 21, e210006 (2024)▶詳細ページ
Shintani SA. Biochem. Biophys. Res. Commun. 611, 8‑13 (2022)▶詳細ページ
Shintani SA, et al. Sci. Rep. 10, 20468 (2020)▶詳細ページ
Shintani SA, et al. Biochem. Biophys. Res. Commun. 457(2), 165‑170 (2015)▶詳細ページ
Shintani SA, et al. J. Gen. Physiol. 143(4), 513‑524 (2014)▶詳細ページ
意義:
「心臓の筋肉はなぜ絶えず動き続けられるのか？」という根源的な問い、生命リズムがいかに「秩序」と「ゆらぎ」を両立させるかという本質（Chaordic Homeodynamics）の解明。不整脈の発症原理・動的診断への新たな理論的視座の創出。
社会実装:
リズムの“カオス性”を利用した心不全・不整脈の超早期診断法の開発や、新規ペースメーカ設計指針への応用を検討中。
心筋サルコメア研究から派生した温度場制御・ナノメートル観察・AI解析技術などの研究スキルを以下のような様々な共同研究に展開しています。
・骨修復用チタン材料開発（抗菌・バイオアクティブコーティング）▶詳細ページ
・非侵襲バイタルセンシング（AI+光学技術）▶詳細
・瞬間凍結×クライオ電子顕微鏡法による生体分子動態観察 ▶詳細
学内外・企業・医療機関との連携を積極的に推進し、新しい医療・ヘルスケア・バイオマテリアル技術の創出に取り組んでいます。
理学研究を加速するため、独自の顕微鏡系・昇温系・電子顕微鏡ライブ観察技術 を開発しています。
同時に、AI to Learn（AI2L） を提案：AIを学習支援に限定し、最終成果物からブラックボックスを排除する運用ガイドラインです（査読前プレプリント）。
AI2L：4つの柱
人が最終決定（Human sovereignty）
人の検証で説明責任を担保（Accountability）
情保護を最優先（Privacy/Security）
省エネ・持続可能性（Green AI）
具体例
Grad‑CAM などで tacit knowledge を可視化し、人が理解できる規則に還元
シンボリック回帰で法則仮説を列挙 → 人が理論化（Chaordic 概念の深化に寄与）
AI生成コードの監査・軽量化による人が所有する資産化
可逆匿名化等でクラウド利用時の情報漏えいリスクを低減
関連資料（プレプリント）
Shintani SA. AI to Learn (AI2L): Guidelines and Practice for Human‑Centered AI Utilization as a Learning Support Tool — Four Pillars of Black‑Box Elimination, Accountability, Information Protection, and Energy Efficiency. Jxiv（査読前）, DOI: 10.51094/jxiv.1435 ▶AI2L詳細資料
※プレプリントは査読前の原稿です。内容の更新・改版が行われる可能性があります。
クライオ電子顕微鏡観察へのチャレンジ（瞬間凍結法×生体分子動態解析）▶詳細
AI・数理・生理の融合（AI2L指針、Grad-CAM/シンボリック回帰活用）▶詳細
国際共同研究・学会発信・産学連携の推進 ▶詳細ページ
若手育成・次世代研究者の育成 ▶詳細ページ