スマート独立成分分析（SMART ICA）：正確な脳機能ネットワークを抽出する革新的手法 背景紹介 脳科学研究において、機能ネットワーク（Functional Networks、FNs）は、異なる脳領域間の統合と相互作用関係を探ることで、人間の脳機能を理解する上で大きな可能性を示しています。機能的磁気共鳴画像法（fMRI）は、脳活動時の血中酸素レベル依存信号の変化を観察することで、異なる脳領域間の機能的結合を明らかにする重要なツールです。独立成分分析（Independent Component Analysis、ICA）は、fMRIデータから機能ネットワークを推定するために広く使用されるデータ駆動型手法です。しかし、ICA手法は最適なモデル次数（つまり成分の数）を決定する際に課題に直面してお...
神経科学の分野において、シナプスの組織と可塑性は記憶や社会的行動などの認知機能に不可欠です。稀なシナプス抑制因子として知られるMAMドメイン含有糖脂質アンカータンパク質（MDGA）ファミリーのメンバーは、シナプス形成において重要な調節役割を果たしており、神経細胞接着分子ニューロリギン-ニューレキシン複合体の形成を抑制することでシナプスの組織を調節しています。MDGA2は様々な細胞タイプで発現し、興奮性および抑制性シナプスに局在していますが、MDGA2の機能喪失が特定の細胞タイプやネットワークに与える影響については、特定の細胞タイプや脳領域に対する選択的な戦略によって異なる可能性があります。これに基づいて、研究者たちはCA1錐体細胞に限定したMDGA2条件付きノックアウトマウス（conditi...
新しい遺伝子治療法が局所性皮質形成異常による癲癇発作を制御する可能性 局所性皮質形成異常（Focal Cortical Dysplasia、FCD）は、皮質の発達異常によって引き起こされる一群の疾患であり、薬物抵抗性てんかんや認知・行動障害を伴うことが多い。国際抗てんかん連盟（ILAE）の2022年にNajmらによって提案された分類基準によると、FCDは孤立型（FCD I型とII型）と主要病変に関連するFCD III型にさらに分類される。FCD II型は主に体細胞変異によって引き起こされ、皮質層構造の乱れと異形神経細胞を引き起こし、これらの異常な神経細胞がてんかん促進回路に組み込まれる。最近、英国ロンドン大学カレッジのQueens Square Institute of Neurologyの...
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...
グローバルな高齢化の課題における音楽トレーニングが高齢者の言語認知に与える影響の研究 研究背景 世界的な人口高齢化の加速に伴い、高齢者の騒がしい環境での言語認知能力の低下が注目すべき問題となっています。高齢者は、聴力が正常であっても、いわゆる「カクテルパーティー効果」、つまり複数の音源がある環境での言語理解の困難に直面することがよくあります。研究によると、音楽トレーニングはこのような年齢関連の低下を緩和できることが示されています。しかし、高齢の非音楽家と高齢の音楽家が機能的補償または機能的保存のどちらに依存して加齢の悪影響に抵抗しているかは、まだ明らかではありません。本研究では、安静時機能的連結（fc）を用いて、高齢者の機能的側性化の特徴、すなわち脳の基本的な組織特性と、これらの特性が高齢音...
現代麻酔の安全性研究：マウスの微細運動欠如に関する新たな病理メカニズム 現代麻酔技術の進歩により、毎年何百万もの命が成功する手術に頼っています。しかし、Mayo麻酔安全グループ（MASK）の研究を含む様々な臨床研究は、複数回麻酔を受けた子供たちがより微細な運動制御障害を発症しやすい可能性があることを示しています。しかし、その背後にあるメカニズムはまだ明確ではありません。Neurosci. Bull.誌に掲載された新しい研究は、マウスの微細運動欠如に関連する新たな病理メカニズムを明らかにし、潜在的な介入戦略を提案しています。この研究は陝西省四方美軍医科大学口腔再建・再生国家重点実験室の複数の研究者によって共同で実施され、2024年2月17日に受理されました。 研究背景： この研究は、ERYTH...
教師なし機械学習を通じて精神病理学的次元の潜在的疾患因子の定量的表現と治療反応を明らかにする研究 研究背景 精神医学的診断における異質性と併存疾患は一般的であり、これは正確な診断と個別化された治療にとって課題となっています。例えば、自閉症スペクトラム障害（ASD）、注意欠如・多動性障害（ADHD）、強迫性障害（OCD）などの疾患は症状診断において重複することがあり、その共通症状は共有および/または異なる神経メカニズムによって媒介される可能性がありますが、個人レベルでの分類は困難です。高度なベイズモデルと教師なし機械学習技術の適用は、精神病理学的次元と疾患因子の関係を定量化し個別化する分析方法を提供します。 論文情報 著者：趙少玲、呂倩、張戈、張江涛、王合秋、張建民、王美雲、王政 所属機関：中...
前頭前野-帯状回皮質の計算モデリングに基づき、感情と認知のバランスにおける結合関係の役割を探る 学術的背景 近年、正常な社会行動と実行機能の維持に不可欠な脳機能である感情処理と認知制御が広く注目されています。本研究では、これら2つの重要な脳機能間のバランスが神経ネットワークの結合作用によってどのように影響を受けるか、そしてこの結合関係の変化がどのように心理障害、特にうつ病の発生につながるかを探究し、うつ病の診断と治療の進展を期待しています。 研究ソース 本論文は魏金朝、李立聡、張家伊、施二松、楊建利、劉秀玲により執筆され、全員が中国科学院脳科学・インテリジェント技術卓越センター所属です。「Neurosci. Bull.」誌に掲載されました。論文の受理日は2023年12月21日、採択日は202...
マウスの腎臓-脳結合マップの性的二型性 近年、腎臓機能が局所的な自己調節とホルモンシステムの影響を受けるだけでなく、神経系によっても大きく調節されていることが、ますます多くの研究で示されています。中枢自律核と腎臓の間に多シナプス性の解剖学的結合が存在することは知られていますが、雄性と雌性のマウスにおいて、神経系と腎皮質および髄質の神経結合に違いがあるかどうかはまだ不明です。本論文の著者は、この問題を背景に、偽狂犬病ウイルス（Pseudorabies Virus, PRV）の伝播特性を利用して、腎皮質と髄質の中枢神経系（Central Neural System, CNS）神経ネットワークマップを描くことを試みました。 研究背景と目的 腎臓は、体液と電解質バランス、酸塩基平衡、血圧調節、赤血球...
Shank3Bマウスの両性間における行動特性の描写に関する研究 研究背景 自閉症スペクトラム障害（ASD）は、社会性と反復的行動の異常を特徴とする複雑な精神疾患群です。Shank3B変異ASDマウスモデルは研究で広く使用されていますが、このモデルの行動表現型は完全には解明されていません。本研究では、3次元モーションキャプチャーシステムと線形判別分析を用いて、雄性と雌性のShank3B変異マウスの行動パターンを包括的に記録・分析し、両性がASDの中核症状と随伴症状を再現し、顕著な性差があることを発見しました。さらに、Shank3Bヘテロ欠損マウスは、野生型およびホモ欠損マウスとは明らかに異なる自閉症行動を示しました。これらの発見は、自閉症研究に両性を含めること、および臨床的に関連するヘテロ遺伝...