霊長類網膜におけるミジェット神経節細胞受容野構築の計算モデル研究 学術的背景 霊長類網膜におけるミジェット経路（midget pathway）は、視覚システムにおける高空間分解能と色知覚の基盤である。この経路の重要な特徴の一つは、受容野の中心-周辺組織（center-surround organization）であり、受容野中心領域の反応が周辺領域の反応によって拮抗される。この現象は広く研究されているが、未解決の2つの重要な問題が残っている。まず、周辺領域の反応は主にまたは完全に水平細胞（horizontal cells）が光受容体（cones）に対して行う負のフィードバックによるものであり、これは一般的な「ガウス差分モデル」（difference of gaussians, DOG）が示唆...

学術的背景 電圧イメージング（voltage imaging）は、神経活動を研究するための強力な技術ですが、その有効性は低い信号対雑音比（SNR）によって制限されることが多いです。従来のノイズ除去方法、例えば行列分解は、ノイズと信号構造について厳密な仮定を課しますが、既存の深層学習アプローチは、電圧イメージングデータに固有の高速なダイナミクスと複雑な依存関係を完全に捉えることができませんでした。これらの問題を解決するために、本論文ではCellMincerという新しい自己教師あり深層学習手法を提案し、電圧イメージングデータセットのノイズ除去に特化しています。CellMincerは、短時間ウィンドウ内のスパースなピクセルセットをマスクして予測し、事前計算された時空間自己相関を組み合わせることで、...

パーキンソン病研究におけるβ波バースト行動の解析：小波を用いた時間周波数検出の新たな枠組み 背景説明 パーキンソン病（Parkinson’s Disease、PD）は、震え、硬直、動作緩慢を特徴とする運動機能障害を主な症状とする一般的な神経変性疾患です。近年の研究では、PD患者の運動障害がβ帯域（13–35 Hz）の神経活動の過剰な同期性と密接に関連していることが示されています。従来の考え方では、PD患者のβ帯域活動は持続的に高まっているとされていましたが、最新の研究では、この活動は持続的ではなく、短期間の突発的な形式（β波バースト）で現れることが明らかになりました。これらのバーストは、PD患者において強度および持続時間が顕著に増加しています。既存の検出方法は主にβ帯域の単一周波数ピークに焦...