親の役割が脳機能に与える保護効果 学術的背景 親になること（parenthood）は、人類が普遍的に経験するライフステージであり、身体や心に深い影響を与えるだけでなく、脳機能にも長期的な影響を及ぼす可能性があります。しかし、特に脳老化との関連性において、親であることの脳機能への長期的な影響については、現在まで研究が限られています。これまでの研究は主に妊娠や出産直後の神経可塑性（neuroplasticity）に焦点を当てていましたが、中高齢期における親としての脳機能の変化についてはほとんど知られていません。 世界的な高齢化問題が進む中、脳の老化を遅らせる要因を理解することが重要な研究テーマとなっています。親になることが脳機能に影響を与える環境要因の一つとして、その長期的な影響を詳しく調べる価...
経脊髄刺激が健康な人間の歩行中に屈曲反射経路をダウンレギュレートする 学術的背景 人間の歩行は、中枢神経系と末梢神経系の協調作業によって成り立つ複雑な運動プロセスです。脊髄は中枢神経系の重要な構成要素として、運動反射の制御や歩行の維持において重要な役割を果たします。屈曲反射（Flexion Reflex）は、足部が刺激を受けた際に発動する保護的な反射であり、傷害を回避するのに役立ちます。しかし、脊髄損傷（Spinal Cord Injury, SCI）患者では、屈曲反射が異常に増強し、歩行の乱れや困難を引き起こす可能性があります。そのため、神経調節技術を用いて屈曲反射の興奮性を調整することは、脊髄損傷患者の歩行機能の回復を支援する上で重要な意味を持ちます。 近年、経皮脊髄刺激（Transcu...
脊髄損傷後の麻痺筋肉における運動ニューロンの放電特性に関する研究 学術的背景紹介 脊髄損傷（Spinal Cord Injury, SCI）は、深刻な神経損傷であり、通常、損傷レベル以下の運動や感覚機能の喪失を引き起こします。臨床的に完全脊髄損傷と診断された患者は、損傷レベル以下の筋肉を自発的に制御できないと考えられていますが、過去の研究によれば、一部の患者では損傷レベル以下にも機能的な運動ニューロンが残存しており、これらのニューロンは残存する神経経路を通じて制御される可能性があります。しかし、これらの残存運動ニューロンが脊髄損傷後にどのように適応するか、またその特性に関する研究は未だ不十分です。 これらの残存運動ニューロンの特性を理解することは、神経インターフェースを基にした支援機器の開発...
fNIRSを基にした触覚フィードバックが脳卒中患者の手部リハビリにおける神経機能の研究 学術背景 脳卒中は一般的な神経系疾患であり、これが引き起こす機能障害は患者の日常生活や生活の質に深い影響を与えます。なかでも、手部の機能障害は特に顕著であり、筋力の低下や指の動作制御が著しく制限されます。これらの問題は、患者が基本的な生活技能を遂行する能力を制限するだけでなく、社会参加を大幅に減少させ、全体的な生活の質を低下させます。従来の運動機能リハビリ訓練は、運動機能の改善に一定の効果をもたらすものの、リハビリ後も半数以上の脳卒中患者は依然として手部運動障害を抱えています。 近年、触覚フィードバック（Tactile Feedback, TF）を組み込んだ運動リハビリ法が有望な介入手段として注目されてい...
覚醒状態の固定されたマウス脳における神経形態動態の超解像イメージングの新展開：動的観測の実現 背景説明 神経科学研究の分野において、神経細胞の形態変化およびその機能的動態は、脳の情報処理やネットワーク可塑性を理解する鍵となる課題です。しかし、樹状突起スパイン（dendritic spines）、軸索終末（axonal boutons）、およびそれらを結ぶシナプス構造が動物の学習や行動適応に重要な役割を果たしているものの、これらの構造を生体内で動的に観察するのは依然として大きな挑戦となっています。従来の顕微鏡イメージング手法は解像度および撮影速度に制限があるため、神経細胞の微細構造に関する多くの研究が固定された組織や培養細胞のレベルにとどまっており、可塑的変化が自然な行動や生理状態とどのように...
慢性耳鳴患者の脳機能ネットワークトポロジー特徴の再編成研究 学術的背景紹介 耳鳴りは、外部音源や内部の聴覚知覚がない状況で音を感知する現象であり、世界的な有病率は11.9％から30.3％の間です。耳鳴り患者は、聴覚過敏や聴力障害などの聴覚症状だけでなく、不安、うつ、不眠、注意力散漫などの心理的症状も経験します。これらの症状は、耳鳴りの重症度と密接に関連しています。2014年に発表された米国臨床診療ガイドラインによると、耳鳴りは最近発症した耳鳴り（持続期間6ヶ月未満）と持続性耳鳴り（持続期間6ヶ月以上）に分類されます。最近発症した耳鳴りと持続性耳鳴りは、通常、音量、周波数、および耳鳴りに関連する情緒障害の違いなどの異なる臨床的特徴を示します。しかし、耳鳴りの慢性化の正確なメカニズムはまだ不明で...
脊髄損傷後の運動ニューロンの機能研究 背景紹介 脊髄損傷（Spinal Cord Injury, SCI）は、重篤な神経系疾患であり、患者の運動機能の喪失を引き起こすことが多い。脊髄損傷後、患者は四肢の自主的な運動を制御できない場合があるが、研究によれば、損傷レベル以下の運動ニューロンは一定の機能を保持している可能性がある。しかし、これらの運動ニューロンが損傷後にどのように振る舞い、機能回復のメカニズムがどのように働くかについては、まだ多くの謎が残されている。脊髄損傷後の運動ニューロンの変化をより深く理解するために、研究者らは高密度表面筋電図（High-Density Surface Electromyography, HDsEMG）と超音波イメージング技術を用いて、脊髄損傷患者と健康な対照...
高マグネシウムが弱視患者の両眼視覚回復を促進するメカニズムの研究：TRPM7の役割 脳発達の重要な時期において、異常な視覚体験は弱視などの視覚機能障害を引き起こす可能性があります。現在の研究によると、高マグネシウム（Mg^2+）補給は成体の視覚皮質のシナプス可塑性を回復させ、成人の弱視眼の視力回復を促進することができます。しかし、Mg^2+が成人の弱視患者の両眼視覚を回復させることができるかどうか、またその潜在的な分子メカニズムは何かについては、まだ明らかになっていません。脳科学と知能技術の卓越センター、中国科学院の研究者らが2023年8月9日に受理し、2024年3月6日に受理された論文が、この現象の研究に新たな洞察を提供しています。この研究は「Neurosci. Bull.」に掲載されてい...
脊髄損傷（Spinal Cord Injury, SCI）による上肢麻痺は、患者の独立性と生活の質に大きな影響を与えます。SCIの患者群体において、手や腕の動作制御の回復は最も優先される治療目標とされており、この要求は歩行能力の回復よりもはるかに高いです。しかし、現時点での上肢機能を改善する臨床的方法は、独立した生活を取り戻す効果には至っていません。従来の運動療法や機能的電気刺激（Functional Electrical Stimulation, FES）、体感刺激（Somatosensory Stimulation）および経頭蓋磁気刺激（Transcranial Magnetic Stimulation, TMS）などの方法は、運動機能の向上において効果が限られています。 近年の研究によ...
大脳皮質電気刺激が動作学習に与える強度依存性影響とドーパミンの関係 背景紹介 近年、非侵襲的脳刺激技術である経頭蓋直流電気刺激(transcranial direct current stimulation, tDCS)は、神経可塑性研究において広く利用されており、認知と行動の調節に使用されています。しかし、刺激プロトコルを最適化してその利点を最大化することは依然として大きな課題です。そのためには、刺激が大脳皮質機能および行動にどのように影響を与えるかを理解する必要があります。現在、tDCS強度と脳興奮性の関係には用量反応関係が存在するという証拠が増えているものの、行動との関係についてはまだ十分に解明されていません。また、この用量反応関係を駆動する可能性のある神経生化学的なメカニズムを探る研...