腫瘍の脳転移における脳バリアの役割 背景紹介 脳転移（Brain Metastases, BMs）は成人において最も一般的な頭蓋内腫瘍であり、その発生率は原発性脳腫瘍の3倍から10倍です。手術切除、放射線療法、化学療法を含む多様な治療法が用いられていますが、脳転移の予後は依然として不良で、治療は困難です。脳転移は主に肺がん（20-56%）、乳がん（5-20%）、メラノーマ（7-16%）から発生しますが、他の種類のがんからも発生することがあります。脳転移のプロセスは、局所浸潤、血液またはリンパ系への侵入、正常組織への浸出、および遠隔部位への定着を含む多段階のプロセスです。脳に到達した循環腫瘍細胞（Circulating Tumor Cells, CTCs）は、血液脳関門（Blood-Brain...

脳脊髄液動態と脳室-くも膜下腔圧力勾配の非侵襲的定量研究 背景紹介 脳脊髄液（Cerebrospinal Fluid, CSF）は中枢神経系の重要な構成要素であり、脳組織の保護、頭蓋内圧の安定維持、代謝廃棄物の除去を促進する機能を持っています。脳脊髄液循環の異常は、正常圧水頭症（Normal Pressure Hydrocephalus, NPH）やChiari奇形など、さまざまな神経変性疾患と密接に関連しています。脳室とくも膜下腔の間の圧力勾配（transmantle pressure）は、脳脊髄液循環メカニズムを理解する上で重要なパラメータです。従来、この圧力勾配は侵襲的な方法（例えば圧力センサー）で測定されていましたが、この方法には感染リスクがあり、低振幅の圧力変化を正確に定量化するこ...

脳水腫患者の認知および神経心理学的アウトカムを改善するための研究優先事項 学術的背景 脳水腫（Hydrocephalus）は、神経系疾患の一つで、全世界で約10万人あたり85例の発生率を示しています。この疾患は、運動および認知機能障害と密接に関連しています。外科手術の進歩により、患者の生存率と生活の質は大幅に向上しましたが、この異質性を持つ疾患の病因や、異なるライフステージにおける具体的な神経心理的および機能的な課題についての理解には、依然として大きなギャップが存在します。これらの限界に対処するため、Hydrocephalus AssociationとRudi Schulte Research Instituteは、ワークショップを開催し、既存のエビデンスを検証し、脳水腫患者の認知機能、機能...

特発性正常圧水頭症患者の脳画像解析精度向上のためのカスタマイズ組織確率マップとテンプレートの活用 学術的背景 特発性正常圧水頭症（Idiopathic Normal Pressure Hydrocephalus, iNPH）は、歩行障害、認知機能の低下、尿失禁を主な症状とする神経疾患です。iNPHの神経画像学的特徴の一つは、「不均衡に拡大したくも膜下腔水頭症」（Disproportionately Enlarged Subarachnoid Space Hydrocephalus, DESH）であり、これは脳室とシルビウス裂の著明な拡張と、上凸面の脳脊髄液（Cerebrospinal Fluid, CSF）空間の狭窄を伴います。これらの形態学的変化は、iNPH患者の脳画像の統計解析や分割にお...

脳脊髄液の流動と脳皮質BOLD信号のカップリング研究の新手法 学術的背景 近年、脳脊髄液（Cerebrospinal Fluid, CSF）が脳内の廃棄物除去において重要な役割を果たすことが注目されています。従来、CSFは主にクッション効果や免疫監視の役割を担うと考えられていましたが、近年の研究では、CSFが血管周囲空間を通じて流動することで、脳内の有害物質を除去する役割を果たす可能性が指摘されています。しかし、CSFの流動を駆動するメカニズムについてはまだ議論が続いています。一部の研究では、神経活動や自然発生する血管運動、呼吸による血管拡張など、大振幅の血管運動がCSF流動の主要な駆動力であると提唱されています。 CSF流動と脳皮質の血酸素レベル依存（Blood Oxygen Level ...

脈絡叢老化と脳脊髄液動態変化の研究 背景紹介 脈絡叢（Choroid Plexus, CHP）は、脳室内に位置する高度に血管化された構造で、主に脳脊髄液（Cerebrospinal Fluid, CSF）の生成と代謝廃物の除去を担っています。これは、神経流体の恒常性維持と認知機能において極めて重要な役割を果たしています。加齢に伴い、脈絡叢の体積は増加し、この現象は正常な老化やアルツハイマー病などの神経変性疾患で特に顕著です。脈絡叢は血液-脳脊髄液バリア（Blood-CSF Barrier, BCSFB）において重要な役割を果たしていますが、加齢に伴うその灌流と微細構造の変化に関する詳細な研究はまだ限られています。 脈絡叢の老化過程における変化と脳脊髄液動態への影響をより深く理解するため、研究...

脳脊髄液の頸部リンパ管を通じた排出の数値シミュレーション研究 背景紹介 脳脊髄液（Cerebrospinal Fluid, CSF）は、脳と脊髄の周りを流れる透明な液体で、中枢神経系に物理的な保護、栄養供給、および代謝廃棄物の除去を提供します。近年、脳脊髄液の排出は従来のクモ膜顆粒による吸収だけでなく、頭蓋底の篩板を通じて鼻咽頭リンパ管に入り、最終的に頸部リンパ管（Cervical Lymphatic Vessels, CLVs）に到達することが明らかになってきました。この排出経路の異常は、外傷性脳損傷や神経変性疾患など、さまざまな神経疾患と密接に関連しています。しかし、頸部リンパ管の解剖学的構造や物理的特性が完全には解明されていないため、脳脊髄液が頸部リンパ管を通じて排出されるメカニズムに...

自動化体外モデルを用いた水頭症研究の応用 背景紹介 水頭症（Hydrocephalus）は、脳室内の脳脊髄液（Cerebrospinal Fluid, CSF）が過剰に蓄積することによって引き起こされる神経疾患であり、適切な治療が行われない場合、重篤な合併症や永続的な脳損傷を引き起こす可能性があります。統計によると、500人に1人の新生児が水頭症を患っています。過去60年間にわたり、水頭症治療の改善に向けた多くの努力がなされてきましたが、脳室シャント（shunt）の故障率は依然として高く、2年以内に50％、10年以内に85％のシャントが故障します。シャントの故障の主な原因はカテーテルの閉塞であり、患者は複数回の手術を必要とし、これが患者の苦痛を増大させるとともに、医療コストの増大をもたらして...

脳脊髄液の流動力学と薬物送達への応用研究 背景紹介 脳脊髄液（Cerebrospinal Fluid, CSF）は、人間の脊髄腔において重要な役割を果たし、溶解した栄養素や廃棄物を運搬します。その脈動性により、CSFの流れは心臓と呼吸の周期に影響を受けます。近年、中枢神経系（Central Nervous System, CNS）疾患の治療ニーズが高まる中、どのようにして鞘内（Intrathecal, IT）薬物送達を最適化するかが研究の焦点となっています。鞘内注射は、CSFの流体力学特性を利用して治療分子を直接中枢神経系に送達し、治療効果を向上させることができます。 しかし、既存の計算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）モデルの多くは個人または少数...

コミュニティ居住高齢者における脈絡叢体積と認知機能の関連研究 学術的背景 世界的な高齢化の進行に伴い、認知症患者の数は年々増加しています。認知機能の低下が見られる高齢者を早期に識別し、予防や治療措置を導くことが特に重要です。しかし、現在のところ、高齢者の認知障害に対する予防や疾患修飾療法は限られており、高齢者の認知障害の病態生理メカニズムをより深く理解する必要があります。これまでの研究は主に脳実質と認知機能の関係に焦点を当ててきましたが、頭蓋内の他の構造（例えば脈絡叢）と認知機能の関係に関する研究は少ないです。 脈絡叢（Choroid Plexus, CP）は、脳室系に位置する血管に富んだ構造で、主に脳脊髄液（Cerebrospinal Fluid, CSF）の産生、神経発生、代謝廃棄物の除...