全脳振動ミクロ状態パターンのライフスパンにわたる変化の分析における磁気脳波計（MEG）の応用：ケンブリッジ老化・神経科学センターのコホート研究 研究背景 人口の高齢化問題が日増しに深刻化する中、高齢化過程の神経生理学的変化を理解することがますます重要になっています。老化した脳は多くの神経変性疾患の主要なリスク要因であるが、全脳の振動活動が健康な老化にどのように影響を及ぼすかは完全には解明されていません。細胞レベルでは、神経細胞の生体電気化学特性により、これらは電磁場を生成することができ、その変化を検出することは潜在的な組織病理学的生物標識として役立つ可能性があります。5種類の典型的な振動脳信号（デルタ波、シータ波、アルファ波、ベータ波、ガンマ波）は広く研究されていますが、それらが老化において...

視角形状と注意力効果の神経表象：fMRIとMEGの証拠から 序論 私たちは常に特定の視角から物体を認識します。多くの場合、観察者が依存する物体の形態、すなわち視角形状は、その客観的形状、すなわち現実世界の物理的形状とは異なります。例えば、45度の角度で回転したコインの視角形態は楕円形やオリーブ形であるのに対し、その客観的形態は円形です。 霊長類は異なる視角、位置、さらには大きさの条件下でも物体を確実に識別することができます。多くの研究は、視角や位置、サイズが変わっても、霊長類が強力な客観的形状の神経表象を維持できることを示しています。しかし、視角形状の神経表象は、客観的形状に比べて注目されることが少ないです。 視角形状の存在については、伝統的に議論がありました。視角形状は直接的に見えるものだ...

聴覚記憶の識別および予測符号化の脳の時空間階層構造 背景紹介 本研究は、人間の脳が記憶した音楽の連続性とその体系的な変化を識別する際の階層的な脳メカニズムを探ることを目的としています。視覚パターンの神経処理に関する研究は広範に行われている一方で、聴覚連続性の認識およびそれに関連する予測誤差の理解は未だに十分ではありません。聴覚システムは時間の経過と共に形成されるパターンと連続性から情報を抽出し、大脳の時間的な階層構造を理解するためのユニークな機会を提供します。関連する研究は、大脳が予測符号化理論（Predictive Coding Theory，PCT）を通じて内的モデルを常に更新し、外界の情報や刺激を予測していると仮定しています。 研究の出所 本論文の著者には、L. Bonetti、G. ...

背景和研究问题 作業記憶と運動後の脳反応（Post-task responses, PTRs）は神経科学において常に研究のホットスポットです。過去の研究は、運動後のβリバウンド（Post-movement beta rebound, PMBR）が脳皮質において信頼性と安定性のある現象であり、磁気脳電図（Magnetoencephalography, MEG）によって研究および測定できることを示しました。近年の研究はさらに、PTRsが運動後のβリバウンドに限らず、様々な周波数帯域（例えばθ、α、およびβ帯域）や脳領域に広く存在することを発見しました。しかし、これらの作業記憶後のPTRsがPMBRに似た一過性の高振幅活動爆発（Spectral bursts）によって駆動されているかどうかはまだ明...

GCTNet：EEG信号に基づいて重度抑うつ症を検出するグラフ畳み込みTransformerネットワーク 研究背景 重度抑うつ症（Major Depressive Disorder, MDD）は、一般的な精神障害であり、顕著かつ持続的な低気分を特徴とし、全世界で約3億5千万人に影響を与えています。MDDは自殺の主な原因の一つであり、毎年約80万人がこれにより命を落としています。現在のMDDの診断は主に患者の自己報告と臨床医の専門的判断に依存しています。しかし、診断過程の主観性は、異なる医師間での一致性の低さを引き起こし、正確でない診断をもたらす可能性があります。研究によれば、MDDと診断された一般医師の正確率はわずか47.3%に過ぎません。したがって、客観的かつ信頼できる生理指標を探索し、効...

TDCSによる自閉症児の抑制制御強化および持続注意の転移効果研究：fNIRSを用いた研究 背景 自閉症スペクトラム障害（Autism Spectrum Disorder、ASD）は、社会的な交流の障害、狭い興味領域、および反復行動を特徴とする神経発達障害です。多数の研究で、ASDの個体は抑制制御能力に顕著な欠陥があることが示されています。この欠陥は特に子供や青少年期に顕著であり、特定の脳領域の発達障害が原因とされています。したがって、子供の時期にASD個体の抑制制御欠陥を解決することは非常に重要です。これは彼らの将来的な他の能力の発展にとって極めて重要だからです。 現在、ASD個体の抑制制御能力に向けた介入は主に行動訓練が中心です。しかし、単一の訓練方法の効果は理想的ではなく、長期間の介入時...

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...

論文背景及び研究動機 アルコール乱用は全世界的な健康問題であり、男性の人口の8%以上に影響を与えています。長期のアルコール曝露は脳内のニューロンおよびシナプスの恒常性を変化させ、様々な精神障害や認知障害を引き起こします。特に運動学習に関する問題が発生します。以前の研究では、アルコール乱用によるニューロンの退行とシナプスの喪失が脳皮質および皮質下の機能に重大な影響を与えることが示されています。さらに、研究においてはニューロン以外にも、神経膠細胞がアルコールの影響下で顕著に変化することが分かっています。既存の文献では、アルコール乱用によるミクログリアのシグナル伝達の変化とオリゴデンドロサイト系譜の分化障害について言及されていますが、ニューロンとグリア細胞の活動変化に関する体内の証拠は依然として不...

脳神経学の進展：認知地図を通じた自発的脳状態の“ナビゲーション”予測 背景紹介 自発的脳活動とは、特定の入力や出力に制約されない脳内のプロセスを指し、これらのプロセスは神経および認知の可変性に重要な役割を果たします。自発的脳活動の具体的なメカニズムは完全には明らかになっていませんが、最近の研究により、これらの自発的な脳状態が動的再編プロセスにおいて一定の規則性と予測可能性を持つことが示されています。この研究分野の重要な理論の1つは「認知地図」の概念であり、この概念は最初にTolmanによって1948年に提唱され、外界の経験が脳内で「認知地図」として符号化され、この地図が心理的表象間の関係を構築することで知覚されたエンティティを組織するものです。 研究源および著者情報 本論文は『Progres...

視覚システムにおける選択的注意が特定の行動環境下でどのようにして視覚情報の知覚と処理を最適化するのかは、重要な問題の一つです。これまでの研究では、情報伝達における単一ニューロンの活動電位頻度の重要な役割を分析してきましたが、単一ニューロンがその近隣の神経ネットワークに対してどのように効果的に注意信号を表現・伝達するかについての理解は依然として限られています。本研究は、ニューロンが近隣ネットワークの神経振動位相（phase of neural oscillations）を参照フレームとして利用し、注意の切り替えにおいて重要な役割を果たす可能性があるとの仮説を立て、その仮説を検証するための一連の実験を行いました。 論文の出典 本論文は、エフサン・アボウトラビ（Schulich School of...