人間3D線条体-黒質体神経様オルガノイドを構築してハンチントン病における中型棘状神経細胞の投射欠損をシミュレートする 背景紹介 ハンチントン病（HD）は、運動系の顕著な衰退を引き起こす神経変性疾患であり、主な特徴は線条体（striatum）から中脳黒質（substantia nigra，SN）への中型多棘神経細胞（medium spiny neurons，MSNs）の投射欠損です。しかし、ハンチントン病の病理生理学を研究する際の課題の一つは、これらの神経回路の欠陥をシミュレートできる効果的なヒトモデルが欠如していることです。ハンチントン病の原因はハンチントン遺伝子（huntingtin gene）の異常なCAGリピートの拡張によるものとされていますが、有効な治療法がまだ不足しているため、薬理...
物理的免疫逃避：機械通信の減少が転移性結腸直腸癌細胞のマクロファージ攻撃からの逃避を引き起こす 背景 癌の転移は複雑で畏敬の念を抱かせる挑戦であり、転移性癌細胞は免疫細胞の攻撃を逃れ、細胞外マトリックス（Extracellular Matrix, ECM）を突破し、他の部位に移動して二次腫瘍を形成します。腫瘍免疫微小環境における生化学的シグナルが癌細胞の免疫逃避と転移に重要な役割を果たしていることは確立されていますが、環境中の物理的要因の役割は十分に探求されていません。具体的には、ECMを介した癌細胞と免疫細胞の間の機械的相互作用が癌細胞の免疫逃避においてどのような役割を果たしているのかは明らかではありません。最近の研究は、微小環境中の機械的シグナルが生物学的プロセスの調節において重要である...
APOE4ホモ接合体はアルツハイマー病の独自の遺伝型を代表 序論 アルツハイマー病（Alzheimer’s disease、AD）は現代医学が未だ克服していない神経変性疾患の一つで、通常は複雑な遺伝的背景を持ちます。3つの遺伝子（APP、PSEN1、PSEN2）の変異が早発性常染色体優性アルツハイマー病（Autosomal Dominant Alzheimer’s Disease, ADAD）を引き起こす場合、数十の遺伝子の変異がより一般的な散発性（晩発性）ADのリスク増加と関連しています。その中でも、APOEは最も顕著な遺伝的リスク因子です。散発型ADに比べ、APOE決定性的遺伝型ADはより高い致病浸透性、臨床症状発現年齢の予測可能性、明らかに特徴化された病理、臨床及び生物標識物の変化を示...
社交派生情報の皮質移行が感情認識に対するゲーティング作用 背景説明 感情認識およびそれに伴う反応は、生存や社会機能の維持にとって重要です。しかし、社会的情報をどのように処理して信頼性のある感情認識を行うかについては、まだ完全には理解されていません。この新しい研究では、進化的に保存された長距離抑制/興奮性脳ネットワークが、これらの社会的認知プロセスにどのように関与しているかを明らかにしています。この研究は、内側前頭前皮質（medial prefrontal cortex, mPFC）から後脾皮質（retrosplenial cortex, RSC）への長距離投射ネットワークを詳細に分析し、感情認識プロセスにおけるその役割を明らかにしています。 この知見の背景の重要性は、感情認識能力の欠如が、同...
覚醒関連の皮質ネットワークにおける神経活動と血流動態の差異結合 学術背景 特定の感覚入力や行動タスクがない状態でも、脳は構造化された活動パターンを生成します。この組織化された活動は覚醒状態によって調節されます。覚醒と脳皮質活動の関係は神経ネットワークの機能を理解する上で重要な意義を持ちます。先行研究によれば、覚醒レベルは神経活動および血流動態の変化に影響を与えることが示されていますが、これらの影響が異なる皮質領域および行動状態で一貫しているかは不明です。 論文出典 この論文はLisa Meyer-Baeseらによって書かれ、著者らはエモリー大学およびジョージア工科大学の生物医学工学科および生物学科に所属しています。この論文は2024年5月に《Journal of Neuroscience》誌...
アルツハイマー病進行予測における単調性制約を用いた深層幾何学習の利用 背景紹介 アルツハイマー病（Alzheimer’s Disease, AD）は破壊的な神経変性疾患で、不可逆的な認知低下を引き起こし、最終的には認知症に至ります。この疾患の早期識別および進行予測は臨床診断と治療にとって非常に重要です。したがって、ADの進行を正確にモデル化することが研究の重要な焦点となっています。 現在、多くの研究では構造的磁気共鳴画像法（MRI）を使用してADの進行をモデル化しており、主に以下の3つの側面に集中しています：1）時間的変異性；2）不完全な観察データ；3）時間的幾何学特徴。しかし、既存の深層学習手法はデータの変異性と希少性の問題に対処する一方で、AD進行における脳領域の大きさ、厚さ、体積、形状...
パーキンソン病研究報告：基底核-言語ネットワーク機能接続予測ドーパミンによる言語機能の調節 背景紹介 パーキンソン病（Parkinson’s Disease, PD）は運動障害を主な特徴としており、同時に言語障害を含む非運動症状も伴います。これが患者の生活の質に深刻な影響を与えます。現在、ドーパミン薬（dopaminergic medication）は運動症状の緩和に顕著な効果を発揮していますが、言語機能への影響はまだ明確ではありません。本研究は、ドーパミンが視床下核（subthalamic nucleus, STN）と言語ネットワークの機能接続をどのように調節するかを明らかにすることで、言語機能の制御について探ります。本研究は、ドーパミンがPD患者の言語機能をどう調整するかという重要な知識...
学術ニュース報告 背景紹介 運動皮質（motor cortex）は長い間、運動制御研究の中心であり、主にその自発的運動遂行における役割が研究されてきました。しかし、人間が運動イメージ（motor imagery）を行う際、実際の運動出力がないにもかかわらず、運動皮質が活性化します。過去の行動学や画像学の研究により、この現象が確認されていますが、運動皮質の潜在的運動イメージ中の特定の活動パターンと実際の運動遂行におけるそれらのパターンや時間的動態がどのように関連しているかは依然として謎となっています。本論文では、著者は2名の脊髄損傷患者が等尺の手関節伸展運動を実行および想像する際の皮質内電気活動を記録し、この問題を探求しました。 論文出典 この論文は2024年4月に《Nature Human ...
背景紹介 長期にわたり、規範的（nomative）および記述的（descriptive）モデルは、人間が商品やギャンブルなどのリスク選択に直面したときの意思決定行動を説明し予測しようとしてきました。最近の研究では、新しい大規模なオンラインデータセットchoices13kを使ってニューラルネットワーク（Neural Networks, NNs）を訓練し、より正確な人間の意思決定モデルを発見しました。本研究では異なるモデルとデータセット間の関係を系統的に分析し、データセットバイアス（dataset bias）の証拠を発見しました。研究は、データセットchoices13kにおけるランダムなギャンブル選択の傾向が平衡化していることを示し、これが増加した意思決定ノイズを反映している可能性があることを示...
情報密度の高い言語はより速い通信速度を持つが会話の幅は低い 背景紹介 人類の言語は情報のエンコード方法において広範な差異があり、これらの差異は一部の限定された意味領域（時間、空間、色、人類の身体部位や活動など）について多くの研究が行われてきました。しかし、グローバルな意味情報構造およびその人類のコミュニケーションとの関係については、深い研究がありません。著者らはまず、約1000種類の言語サンプルを越えて、言語が情報エンコード密度において大きな差異を示すことを明らかにしました。次に、情報密度の高い言語がどのような方法で意味情報の配置をより密集させるかを探りました。最後に、言語情報密度とコミュニケーションモードの関係を追跡し、情報密度の高い言語はより速いコミュニケーションを行う傾向にあるが、会話...