ドイツ重ホールスピン量子ビットの最適動作点およびその高異方性ノイズ感度 背景と動機 量子コンピュータ（quantum computer）の発展は、複雑な問題の解決において非常に有望です。しかし、エラー耐性のある量子コンピュータを構築するには、高度にコヒーレントな大量の量子ビット（qubit）を統合する必要があります。スピン量子ビット、特にドイツゲルマニウム（Germanium, Ge）量子井戸のホール量子ビットは、その低ノイズ環境、高効率な制御および製造の難易度の低さにより、徐々に注目を集めています。しかし、これらの量子ビットを制御する過程で、電場によって引き起こされるg-テンソル（g-tensor）異方性によるデコヒーレンスおよび制御の課題に頻繁に直面します。 重ホール（heavy hol...

リチウムイオン電池の正極材料の構造変化に関する動的および熱力学的研究 学術的背景と研究動機 リチウムイオン電池は、現代の携帯電子機器や電気自動車の重要な動力源であり、従来は層状のLiCoO2正極材料が使用されてきました。しかし、持続的な高エネルギー密度の要求により、科学者たちは新しい高エネルギー密度電極を探求しています。リチウム富化酸化物正極材料（例：Li1.2Mn0.8O2）は、サイクリング中に遷移金属イオンと酸化還元反応の両方を利用できるため、従来の正極材料より高いエネルギー密度を提供します。しかし、これらの材料はサイクリング中にしばしば構造変化を伴い、エネルギー密度に大きく影響を与えます。これらの構造変化と酸化還元挙動との関係を理解することが、リチウム富化正極材料の改良に向けた主要な課...

近年、燃料電池は、クリーン且つ再生可能なエネルギー技術として広く注目されています。しかし、燃料電池の広範な応用は、酸素還元反応（ORR）電触媒の安定性問題に直面しています。化学的に秩序構造を持つL10-PTM金属間ナノ結晶（INCs）は、低い形成エネルギー（例：秩序化L10-PTFEの原子形成エネルギーは約-0.232 eV）と高い結合エネルギーにより、無秩序のA1-PTMよりも高い安定性を示し、燃料電池分野で非常に有望な電触媒の一つです。しかし、このような秩序構造を実現するために必要な高温アニール処理（通常>600°C）が深刻な粒子の焼結、形態変化、およびその秩序度の低下を引き起こし、この電触媒の量産を困難にし、燃料電池の実際の応用を制限しています。 研究背景と動機 上述の問題を解決するた...

プログラム可能なトポロジーフォトニックチップの研究進展 研究背景 近年、トポロジー絶縁体（Topological Insulators, TI）は物理学界で大きな注目を集め、その豊富な物理メカニズムとトポロジー境界モードの潜在的な応用が、この分野を急速に発展させました。量子ホール効果（Quantum Hall Effect）の発見以来、トポロジー相（Topological Phase）の研究は大きな進歩を遂げ、次元性、対称性、非エルミート性、欠陥など多岐にわたる内容が含まれます。トポロジーとフォトニクスが出会うと、トポロジーフォトニクス分野が急速に台頭し、独立した研究方向となり、光学科学と技術の発展を革新的に促進しました。トポロジーフォトニクスシステムは、雑音が少なく、格子幾何の制約が少なく...

液晶ウイルスにおけるキラリティー伝達の研究 キラリティー（chirality）は自然界に広く存在する現象であり、生物学、化学、物理学、材料科学など多くの分野で重要な影響を与えています。しかし、ナノスケールの構成要素からマクロな螺旋構造へのキラリティー伝達のメカニズムは依然として未解明のままです。本研究では、細長いウイルスがキラリティー液晶相において自己組織化する過程を調査し、キラリティー伝達の鍵となるメカニズムを明らかにしました。著者は、電荷表面モードとウイルスの主鎖の螺旋変形がどのように相互作用し、ウイルス液晶相の螺旋構造を形成するのかを詳細に探求しました。 研究背景 液晶相におけるキラリティー伝達は、多くの分野で重要です。例えば、不対称炭素原子を持つキラル分子から有序螺旋超構造やキラルブ...

アルツハイマー病におけるプラークとミクログリアの特異な糖鎖修飾パターン 研究背景 アルツハイマー病（AD）は最も一般的な認知症の一種で、破壊的な神経変性疾患である。ADの特徴には、細胞外のβアミロイド（Aβ）プラークと細胞内のリン酸化Tau神経原線維変化（NFT）包涵体の2つの病理的特徴が含まれる。ADの病理において、ミクログリアの異常も重要な特徴である。通常、ミクログリアはシナプスを剪定し、脳の恒常性を監視し、細胞の残骸を除去する。しかし、ADではミクログリアが病理的な凝集物に反応し、貪食作用およびサイトカインの分泌を変化させ、これらが神経病理に対して有害または有益な影響を与える可能性がある。 研究目的 本研究の目的は、新しい組織学的技術を用いて、死亡後にADと診断された患者の脳組織中のO...

脳アミロイド血管症（CAA）と微小血管タイト結合タンパク質Claudin-5レベルの研究 背景紹介 脳アミロイド血管症（CAA）は、アミロイドβ（Amyloid-β, Aβ）が脳血管に沈着することによって引き起こされる疾患です。研究によると、約23％の55歳以上の高齢者には中等度から重度のCAAが存在しています。CAAは認知障害や脳内出血（ICH）を引き起こす可能性がありますが、現在のところどのような分子機構が一部の患者の血管をより破れやすくしているかは不明です。血液脳関門（BBB）機能障害はCAAおよびCAA関連のICHと関連しています。一方、Claudin-5はタイト結合タンパク質であり、BBBの透過性を調節する上で重要な役割を果たしています。したがって、著者はCAAにおけるClaudi...

アルツハイマー病における神経イメージングと分子マーカー：データ駆動のメタ分析 研究背景 アルツハイマー病（Alzheimer’s Disease, AD）は慢性神経変性疾患で、主な特徴は進行性の記憶喪失と認知障害で、現在最も一般的な認知症のタイプとなっています。ニューロンの喪失はADの主な指標のひとつで、灰白質萎縮と密接に関連しています。構造的磁気共鳴画像法（Structural Magnetic Resonance Imaging, sMRI）を基に脳の形態を研究することは、ADのスクリーニングとインビボ診断の重要な手段のひとつです。灰白質体積（Gray Matter Volume, GMV）と皮質厚（Cortical Thickness, CT）はsMRI画像に基づく最も一般的な計測指標...

外側腕橋核グルタミン酸作動性ニューロンにおけるナトリウム漏れチャネルがセボフルラン麻酔下の呼吸頻度を維持するのに役立つ 背景紹介 呼吸は生命活動を維持するための核心的な機能です。全身麻酔薬や/またはオピオイドは通常呼吸機能を抑制します。しかし、静脈麻酔薬のプロポフォールによる呼吸抑制はより深刻で、その分子メカニズムは完全には解明されていません。したがって、全身麻酔薬の呼吸機能への影響を研究することは重要です。本研究は、側脳橋核（lateral parabrachial nucleus, PBL）のグルタミン酸作動性ニューロンがセボフルラン麻酔下における呼吸頻度の調節で果たす役割を探求しました。 研究出典 この論文は、Lin Wu、Donghang Zhang、Yujie Wu、Jin Liu...

マウスの特定の眼窩前頭皮質ニューロンの入力と出力の全脳マッピング マウスの脳研究は神経科学の重要なテーマであり、特に眼窩前頭皮質（orbitofrontal cortex, ORB）の研究が注目されています。ORBは報酬処理、意思決定、行動の柔軟性、および情動調節において重要な役割を果たします。近年では、ORBの機能障害が抑うつ症、強迫症、物質使用障害などの多くの精神および神経疾患と関連していることがわかってきました。ORBの研究を通じて、科学者たちは正常および病理的状態におけるその機能を深く理解することを目指しています。 本文は、中心著者のYijie Zhang、Wen Zhang、Lizhao Wangらによって執筆され、中国科学院脳科学と知能技術卓越イノベーションセンター、復旦大学脳科...