アルツハイマー病進行予測における単調性制約を用いた深層幾何学習の利用 背景紹介 アルツハイマー病（Alzheimer’s Disease, AD）は破壊的な神経変性疾患で、不可逆的な認知低下を引き起こし、最終的には認知症に至ります。この疾患の早期識別および進行予測は臨床診断と治療にとって非常に重要です。したがって、ADの進行を正確にモデル化することが研究の重要な焦点となっています。 現在、多くの研究では構造的磁気共鳴画像法（MRI）を使用してADの進行をモデル化しており、主に以下の3つの側面に集中しています：1）時間的変異性；2）不完全な観察データ；3）時間的幾何学特徴。しかし、既存の深層学習手法はデータの変異性と希少性の問題に対処する一方で、AD進行における脳領域の大きさ、厚さ、体積、形状...

パーキンソン病研究報告：基底核-言語ネットワーク機能接続予測ドーパミンによる言語機能の調節 背景紹介 パーキンソン病（Parkinson’s Disease, PD）は運動障害を主な特徴としており、同時に言語障害を含む非運動症状も伴います。これが患者の生活の質に深刻な影響を与えます。現在、ドーパミン薬（dopaminergic medication）は運動症状の緩和に顕著な効果を発揮していますが、言語機能への影響はまだ明確ではありません。本研究は、ドーパミンが視床下核（subthalamic nucleus, STN）と言語ネットワークの機能接続をどのように調節するかを明らかにすることで、言語機能の制御について探ります。本研究は、ドーパミンがPD患者の言語機能をどう調整するかという重要な知識...

側頭葉病変およびその外科的切除に関連するコネクトミクスの再構成 学術的背景 人間の脳の組織構造はネットワークの視点で概念化および分析されるようになり、この方法は健康と疾病の理解を大きく促進しました。近年、神経イメージング技術と複雑なデータ分析の進展のおかげで、これらの方法が広く応用されています。特に、拡散MRI（Diffusion MRI）技術の発展により、研究者たちは近似的に体内で脳の構造的接続（構造的接続図譜、コネクトーム）を描くことができるようになり、脳の機能ネットワークの組織原則をさらに明らかにするために脳の連結性を体系的に表現しています。 しかし、この分野で一定の進展があるものの、局所的な病変がどのように脳の機能ネットワークを調整するかについての理解は依然として限られています。薬物...

単一数値脳活動スコアとアルツハイマー病病程の関連に関する報告 序論 高齢者において、認知能力の低下や脳構造の変化は一般的であり、健康な個人にも見られます1-3。特に顕性およびエピソード記憶は、特定の出来事を保存、維持、取り出す能力として、老化に関連する低下に影響を受けやすく、これはアルツハイマー病（AD）リスクのある個体においてより顕著です5-8。しかし、個体間の高度な差異性9により、加速された（しかしまだ正常な）認知低下と臨床前期ADを区別することは困難です。 軽度認知障害（MCI）は、通常、量的に評価できる認知低下があるが、日常生活の機能は保持されている10,11というもので、明確なADリスク状態とされます。最近、主観的認知低下（SCD）がある種のAD前期リスク状態として定義されました1...

颅内EEG-fMRIマッピングによる間欠鋭波から癲癇手術効果の予測 背景と目的 癲癇は一般的な神経系の疾病で、多くの患者は薬物治療に効果が見られないため、外科手術が主要な治療手段の一つとなります。しかし、如何にして正確に癲癇発作生成区域（seizure onset zone, SOZ）を定位し、手術効果を最大限に高めるかが臨床での大きな課題です。間欠鋭波（interictal epileptiform discharges, IED）に関連した脳血液酸素レベル依存反応（blood oxygen level-dependent, BOLD）は、癲癇発作領域を特定する上で重要な意味を持つ可能性があります。これらの技術は20世紀90年代以来研究に応用されてきましたが、臨床実践では依然として過小評価...

研究背景 本研究的核心关注点是灰质萎缩在神経炎症疾病中的表现。灰質萎縮通常出現在多発性硬化症（Multiple Sclerosis, MS）、抗水通道蛋白-4抗体陽性（Aquaporin-4 antibody-positive, AQP4+）和陰性（AQP4-）の視神経營養障害光譜疾病（Neuromyelitis Optica Spectrum Disorders, NMOSD）および髓鞘少突膠質細胞糖蛋白抗体関連疾病（Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein Antibody-Associated Disease, MOGAD）四種類神経炎症性脱髓鞘病変中。これらの疾病における灰質萎縮の病理生物学的基礎を理解することは、疾病の識別診断および治療戦略の指導に有益...

小血管病における中脳－皮質経路の損傷が認知、無感動、歩行に与える影響 背景と研究動機 小血管病（Small Vessel Disease, SVD）は複雑な脳疾患であり、脳内の小血管に多様な病理変化を伴う。具体例として、白質高信号（White Matter Hyperintensities, WMH）、隙間性梗塞、脳微出血が挙げられる。既存の研究では、SVDと認知障害、無感動、および歩行機能の低下が密接に関連していることが示されている。しかし、これら三つの症状の相互関係とその背後にある可能性のある共通の神経基盤を包括的に探る研究は少ない。本研究の動機は、SVDにおける認知障害、無感動、歩行機能低下の可能な関連性を探り、これらの臨床的特徴が中脳－皮質および中脳－辺縁系経路の損傷と関連しているか...

成人フェニルケトン尿症患者における高フェニルアラニン曝露が脳の構造に与える影響 背景紹介 フェニルケトン尿症（Phenylketonuria，以下PKU）は、フェニルアラニンヒドロキシラーゼの欠乏によりフェニルアラニン（Phe）の血液および脳での濃度が上昇する、まれな遺伝性代謝疾患です。小児期および青年期にPheレベルを厳密に管理しなければ、この疾患は重度の知的障害を引き起こします。早期診断および治療によってこれらの結果を部分的に回避できるものの、早期治療を受けたPKU患者でも、認知機能の微細な変化や脳構造の異常、特に白質（White Matter, WM）の変化が見られることが研究で示されています。しかし、成人PKU患者における高Phe曝露が脳の構造に及ぼす影響については、さらに研究が必要...

Dimond: 深層学習による拡散モデルの最適化に関する研究 学術的背景 脳科学および臨床応用において、拡散磁気共鳴イメージング（Diffusion Magnetic Resonance Imaging, dMRI）は、非侵襲的に脳組織の微細構造や神経連結性を描くための重要なツールです。しかし、拡散信号モデルのパラメーターを正確に推定する計算コストは高く、画像ノイズの影響を受けやすいです。既存の多くの深層学習に基づく教師あり推定法は、効率と性能の向上の可能性を示していますが、これらの方法は通常追加のトレーニングデータを必要とし、汎化性が不足しているという問題があります。 論文の出典 この研究はZihan Li、Ziyu Li、Berkin Bilgic、Hong-Hsi Lee、Kui Yi...

背景紹介 拡散テンソル磁気共鳴画像法（Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging, DTI）は、脳組織の微細構造や白質束の可視化に広く用いられている神経画像技術です。しかし、拡散強調画像（Diffusion-Weighted Images, DWI）に含まれるノイズは、DTIデータから派生する微細構造パラメータの精度を低下させるだけでなく、信号雑音比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）を向上させるために長い収集時間を必要とします。畳み込み神経ネットワーク（Convolutional Neural Networks, CNNs）に基づく深層学習法は画像のノイズ除去に優れた性能を発揮しますが、通常はCNNの訓練に追加の高信雑音比デー...