PEDアルゴリズムを用いた自閉スペクトラム症の診断バイオマーカーの識別 神経情報科学の領域では、自閉スペクトラム症（ASD）の研究は主に脳領域間の双方向接続関係に焦点を当てており、脳領域の高次相互作用異常にはあまり触れられていません。脳領域の複雑な関係を探るため、著者らは部分エントロピー分解（Partial Entropy Decomposition, PED）アルゴリズムを採用し、三つの脳領域（トリオード）の高次相互依存性を計算することで高次相互作用を捉えました。本論文では、PEDと代替検証法に基づく方法を提案し、単一の脳領域が三重脳領域に及ぼす影響を検証し、重要な三重脳領域を見つけました。さらに、超グラフモジュール最適化アルゴリズムを用いて高次脳構造を明らかにし、ASDでは右脳と左脳の接...

3Tと1.5T fMRI指標の信頼性と感度に基づくTMSターゲット選択の向上 [DOI: 10.1007/s12021-024-09667-5], 本稿は《Neuroinformatics》に掲載された 背景紹介 初期の機能的磁気共鳴画像法（fMRI）の応用は主に認知過程の推論に集中していた。しかし、現代医学はその応用を術前計画や疾患鑑別など、さらに多くの臨床用途に徐々に広げている。反復経頭蓋磁刺激（rTMS）治療の臨床応用において、fMRIはTMSターゲット選択の最適化や治療効果の向上の可能性を示している。特に主要抑うつ症（MDD）の患者に対して、米国食品医薬品局（FDA）はfMRI指導の個別化治療プロトコルを承認している。しかし、現状ではほとんどの研究が3Tのスキャナーに集中しており、多...

脳組織分割のための強化型スペーシャルファジィC平均アルゴリズム研究報告 学術背景 磁気共鳴画像（MRI）は神経学において重要な役割を果たしており、特に脳組織の正確な分割において顕著です。正確な組織分割は脳損傷や神経変性疾患の診断にとって不可欠です。MRIデータの分割は、同様の強度、テクスチャ、および均一性を持つ異なる領域に画像を分割することを伴います。これは医学画像解析における重要なタスクです。特に、脳白質（White Matter, WM）、灰質（Gray Matter, GM）、および脳脊髄液（Cerebrospinal Fluid, CSF）などの脳組織の区別において、正確な組織分割と病変の分離は、医療専門家が脳損傷および神経変性疾患を診断する能力を大幅に向上させることができます。 し...

MRIO: 磁気共鳴イメージング取得および分析オントロジー 磁気共鳴イメージング（MRI）は、非侵襲的に組織の内部構造を三次元的に可視化するための生物医学的イメージング技術です。MRIは人間の脳の構造と機能の研究に広く用いられ、神経系疾患の診断においても強力なツールです。しかし、MRIデータを効果的に管理および分析する方法は常に課題となっています。この課題に対処するために、Alexander Bartnik らは「MRIO」と呼ばれる磁気共鳴イメージング取得および分析オントロジーを開発しました。 研究背景 MRI技術は、人体内部の画像を非侵襲的に取得できるため、臨床および研究において広く使用されています。臨床では、MRIは神経疾患の診断に用いられ、病変の位置と程度を評価して治療の指針を提供し...

ADAM10媒介によるヒトプリオンタンパク質の切断と神経変性疾患との関係 背景紹介 多機能タンパク質のポリペプチド内切断処理はその生理機能の調節において重要であり、多くの病理状態においても重要な役割を果たします。プリオンタンパク質（Prion protein, PrP）は広く発現する糖脂質酵素アンカータンパク質として、神経系における高発現性と多くの生理的役割が多機能性を示唆していますが、致命的で感染性のある神経変性プリオン病における主要な病理学的役割も確立されています。例えばCreutzfeldt-Jakob病（CJD）です。PrPはその病原性異性体（Prion protein scrapie, PrPsc）のテンプレート化と進行性誤折りたたみ及び沈着により神経細胞の死と脳海綿状変化を引き起...

アルツハイマー病患者の網膜異常tauタンパク質研究報告 序論 アルツハイマー病（Alzheimer’s disease, AD）は世界中の老年性認知症の主な原因です。ADの病理特徴には、脳内のアミロイドβタンパク質（amyloid beta-protein, Aβ）の沈着および異常な微小管関連のtauタンパク質の蓄積があります。tauタンパク質はADの病程中に過剰リン酸化（hyperphosphorylation, p-tau）やシトルリン化（citrullination, cit-tau）などの翻訳後修飾を受け、有毒な寡聚体（oligomeric-tau, oligo-tau）を形成します。これらの寡聚体は感染したニューロン内に広がるだけでなく、tauタンパク質をフィブリルおよび二重螺旋フ...

DNA メチル化パターンの多系統萎縮症、パーキンソン病および進行性核上性麻痺前頭葉白質における比較研究 学術背景の紹介 多系統萎縮症（Multiple System Atrophy, MSA）は稀な神経変性疾患で、神経細胞の喪失および膠細胞の増殖を特徴とし、これにα-シヌクレインを豊富に含むオリゴデンドロサイト細胞質内封入体（glial cytoplasmic inclusions, GCIs）を伴います。MSAの臨床症状は、他のパーキンソニズム、例えばパーキンソン病（Parkinson’s Disease, PD）、レビー小体型認知症（Dementia with Lewy Bodies, DLB）および進行性核上性麻痺（Progressive Supranuclear Palsy, PSP...

アルツハイマー病における早熟の細胞老化特性の研究：単核トランスクリプトミクスの応用 研究背景と目的 アルツハイマー病（Alzheimer’s disease、略称AD）は最も一般的な高齢者の認知症の一種で、その特徴にはβ-アミロイドタンパク（β-amyloid）の細胞外沈着と細胞内神経原線維変化が含まれます。他の病理学的特徴には小膠細胞の増加、星状膠細胞の増加、ミトコンドリアとリソソーム機能障害、および神経変性が含まれます。老化はADの最大のリスク要因であり、細胞老化と密接に関連しています。細胞老化（cellular senescence）とは、細胞分裂がいわゆる「ヘイフリック限界」に達した後の不可逆的な細胞周期停止状態を指します。しかし、慢性的なストレス（酸化ストレスやミトコンドリア機能障...

背景紹介 アルツハイマー病（Alzheimer’s disease, AD）は、脳内神経細胞が死滅することを特徴とする加齢関連の神経変性疾患であり、主な病理学的特徴には神経細胞外のβアミロイド斑と神経細胞内の神経原線維変化（Neurofibrillary tangles, NFTs）が含まれます。βアミロイド斑は主に、βアミロイドペプチド（Amyloid beta peptides, Aβ）が凝集したもので構成されています。さらに、Aβペプチドは脳血管壁にも沈着し、脳アミロイドアンギオパチー（Cerebral amyloid angiopathy, CAA）を引き起こす可能性があります。研究では、AD患者の脳内にAβ斑が一般的に見られる一方で、CAAの程度が異なることがわかっています。この論...

科学実験による脳震盪後の急性軸索病理の性差 学術的背景 毎年、世界でおよそ5000万人が脳震盪、または軽度外傷性脳損傷（TBI）に見舞われています。しかし、15%以上の患者に対して、この「軽度」という脳損傷が長期間にわたる神経認知機能障害を引き起こすことがあります。現在の共通理解によれば、脳震盪は脳のネットワーク接続および機能の急性構造および生理的な破壊を引き起こし、特に白質に広がる軸索病理、すなわちびまん性軸索損傷（Diffuse Axonal Injury、DAI）を引き起こすことが分かっています。近年の研究では、脳震盪の主要な病理基質が白質軸索の損傷であることが示されており、男性と女性の間で脳震盪後の病理結果に差異がある可能性があることが報告されています。 男性が緊急治療室に来る脳震盪...