局所振動が感覚運動皮質活動に及ぼす影響 背景紹介 局所振動（Local Vibration, LV）は、高周波数（≥100 Hz）および低振幅（ mm）の振動刺激を筋肉または腱に加える技術です。研究によると、LVはIa類求心性線維（Ia afferents）を繰り返し活性化することで、脳の可塑性（plasticity）を促進することが示されていますが、その具体的なメカニズムはまだ明確ではありません。LVはリハビリテーション医学やスポーツトレーニングに広く応用されており、特に脳卒中患者の運動機能回復や痙縮緩和において顕著な効果を示しています。しかし、LVが大脳皮質活動に及ぼす急性影響とその神経生理学的メカニズムについては、さらなる研究が必要です。 本研究の目的は、30分間の局所振動が手首屈筋（...

インスリンはmTORシグナルを介して視床下部室傍核の肝関連ニューロンを活性化する 学術的背景 グルコースホメオスタシスは生命を維持するための重要な生理的プロセスであり、肝臓はこのプロセスにおいて中心的な役割を果たしています。肝臓はグリコーゲン生成とグルコース放出を調節することで血糖値を維持します。インスリンは肝臓組織に直接作用してグルコース生成を抑制することができますが、近年の研究では、中枢神経系（特に視床下部）がグルコース代謝の調節においても重要な役割を果たしていることが示されています。視床下部室傍核（paraventricular nucleus of the hypothalamus, PVN）は、自律神経と代謝調節を統合する異質性の核であり、特に肝機能に関連する自律神経出力を制御して...

網膜加速度誤差が追従性サッカードに及ぼす影響に関する研究 研究背景 人間が移動する目標を追跡する際、主に2つの眼球運動が用いられます：滑動追跡（smooth pursuit）とサッカード（saccades）。滑動追跡は視覚運動信号に依存しますが、追跡誤差が蓄積すると、脳は追従性サッカード（catch-up saccades）を発動して目標を再び視野の中心（中心窩、fovea）に合わせます。これまでの研究では、網膜位置誤差（retinal position error）と速度誤差（retinal velocity error）が追従性サッカードの潜時（latency）と振幅（amplitude）を決定する主要な要因であることが示されています。しかし、網膜加速度誤差（retinal accele...

DOIが聴覚皮質の異常検出を抑制する 学術的背景 幻覚剤（psychedelics）は、知覚、認知、および感情を著しく変化させる精神活性物質の一種です。近年、幻覚剤はうつ病、不安症、およびトラウマ関連疾患の治療において潜在的な応用価値を示しています。しかし、幻覚剤が視覚系に引き起こす知覚の歪みは広く研究されている一方で、聴覚系における神経メカニズムはまだ不明です。特に、幻覚剤が聴覚皮質の神経活動にどのように影響を与え、聴覚知覚の変化を引き起こすかは未解決の謎です。 本研究は、幻覚剤2,5-ジメトキシ-4-ヨードアンフェタミン（DOI）がマウスの聴覚皮質ニューロン活動に及ぼす影響を探ることを目的としています。DOIはセロトニン2A受容体（5-HT2A）作動薬であり、LSDやシロシビンなどの古典...

ドーパミン受容体が視床網様核における調節作用：ニューロンの興奮性と電気シナプスに関する研究 学術的背景 視床網様核（Thalamic Reticular Nucleus, TRN）は、脳内の重要な抑制性ニューロンネットワークであり、視床と皮質間の感覚情報伝達を調節する役割を担っています。TRNニューロンは電気シナプス（electrical synapses）を介して互いに結合し、密なネットワークを形成しています。この電気シナプスは、ニューロンの同期発火、信号伝達、およびネットワーク機能において重要な役割を果たしています。ドーパミン（dopamine, DA）は、注意、報酬、運動制御などのプロセスに広く関与する重要な神経伝達物質です。TRNは中脳からのドーパミン作動性入力を受け取り、高濃度のD...

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...

チリのデグー（Octodon degus）を視覚システム研究の新モデルとして 学術的背景 視覚システムの研究は、神経科学分野における重要な課題の一つです。従来、科学者たちは夜行性や薄明薄暮性の齧歯類（ハムスター、ラット、マウスなど）をモデルとして、視覚システムの発達と機能を研究してきました。しかし、これらの動物の視覚システムは比較的単純であり、人間などの昼行性哺乳類の視覚システムとは大きな違いがあります。研究範囲を広げるため、科学者たちは人間の視覚システムに近い動物モデルを探し始めました。チリのデグー（Octodon degus）は、昼行性で早熟性の齧歯類であり、豊富な錐体細胞と高度に発達した網膜構造を持つことから、潜在的な研究モデルとして注目されています。 本研究の主な目的は、チリデグーの...

軽触が前庭誘発バランス反応をどのように変えるか 背景紹介 バランス制御は、姿勢と運動を維持するための人体の重要なメカニズムであり、視覚、前庭感覚、触覚を含む複数の感覚情報の統合に依存しています。前庭系は、頭部の動きや位置変化を感知し、重要なバランス情報を提供します。しかし、これらの感覚情報が衝突する場合、中枢神経系（CNS）は「感覚運動再重み付け」（sensorimotor reweighting）を通じて、異なる感覚情報への依存度を調整し、バランスを維持する必要があります。 軽触（light touch）とは、指先と安定した表面との間の軽い接触（通常2ニュートン未満の力）を指し、体の揺れ幅（center of pressure, COP）を大幅に減少させることができます。一方、前庭電気刺激...

立位バランス回復における多関節トルクの役割 学術的背景 立位バランスは、人間の日常生活において不可欠な能力であり、特に外部からの擾乱に直面した際に、いかに迅速に股関節、膝関節、足関節のトルクを協調させてバランスを維持するかは、運動制御と神経科学の重要な研究テーマです。従来の見解では、バランス回復は神経を介したフィードフォワード（feedforward）とフィードバック（feedback）メカニズムの協調作用に依存していると考えられています。フィードフォワードメカニズムは、筋肉の短範囲剛性（short-range stiffness）を通じて即時の機械的フィードバックを提供し、フィードバックメカニズムは感覚入力によって筋肉を活性化し、遅延した関節トルクを生成します。しかし、フィードフォワードと...

ストレッチ反射モデルを用いた筋電図からの高速および低速運動における下行性活性化パターンの推定 背景紹介 運動制御の分野において、脳からの下行性活性化（descending activation）は筋活性化の主要な源ですが、脊髄反射回路（spinal reflex loops）も運動生成において重要な役割を果たしています。脊髄伸張反射（spinal stretch reflex）は、筋長の変化に迅速に応答する短遅延の反射機構であり、筋力を調節することができます。しかし、脊髄反射が運動生成において果たす役割は広く研究されているにもかかわらず、現代の運動制御理論におけるその位置づけはまだ明確ではありません。脊髄反射が脳からの下行性活性化とどのように協調して働くかをより深く理解するために、Lei Z...