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...

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...

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...

神経メカニズム|動物の体のシルエット分類の神経基盤 この論文はYue PuとShihui Hanによって書かれ、2024年の「neurosci. bull.」に掲載されました。人間が神経プロセスを通じて動物の体のシルエットを迅速に分類し認識する方法を探っています。この研究は、顔の情報がない状況で、人間がどのように体のシルエットを使って異なる種の個体を識別し分類するかを明らかにすることを目的としています。研究は主に、異なる動物（チンパンジー、犬、鳥など）のシルエットに対するマルチモーダルな神経イメージングに焦点を当て、関連する神経メカニズムを理解しようとしています。 研究背景 人間は日常生活において、人間と非人間の動物に対して著しく異なる反応を示します。例えば、顔の情報がない状況でも、体のシル...

大脳皮質形態ネットワークの脳回と脳溝間の差異 序論 人間の脳は相互に接続された複雑なネットワークであり、マルチモーダル磁気共鳴イメージング（MRI）技術による仮想画像を通じてマッピングすることができます。このネットワークをグラフ理論の手法で分析すると、多くの研究が脳ネットワークのスモールワールド構造、モジュール構造、高度に接続されたハブなどの非自明な位相特性を発見しました。これらの発見は、脳の接続組織原理に関する重要な洞察を提供しています。しかし、これらの位相特性は大脳皮質上で均一に分布しているわけではありません。例えば、スモールワールド構造は左右の大脳半球間で顕著な差異が存在します。さらに、より重要な要因として、高度に折り畳まれた皮質折り畳みパターンが脳ネットワークの位相に影響を与えること...

高速読書における後頭側頭葉ネットワークの役割 - fMRIに基づく研究 背景紹介 読書は人間が新しい知識を獲得する最も効果的な認知的手段です。英語を母語とする成人の平均読書速度は1分間に200〜400単語(w/min)ですが、多くの人がより速く効率的に新しい知識を得るために読書速度の向上を望んでいます。一部の速読愛好家は、英語の文章を1分間に3万〜4万単語の速度で読むことができると主張しています。読書速度を向上させるために、発音の習慣を抑制する、読書中に重要な単語や概念に集中する、文を繰り返し読むことを避ける、訓練によって視野を広げるなど、さまざまな戦略が採用されることがあります。 これらの戦略の提案は、読書過程における脳活動の研究を促しました。既存の研究によると、読書過程には複数の複雑な言...

周術期におけるIL8とIL18レベルと術後3ヶ月の大脳基底核萎縮との関連性研究 背景紹介 近年、外科手術後に脳萎縮が加速する可能性があることが、ますます多くの研究で示されています。同時に、全身性炎症と神経変性疾患との関係も注目されています。本研究では、術後のインターロイキン（Interleukin、略してIL）レベルおよび周術期のILレベルの変化が、術後の大脳基底核（Nucleus Basalis Magnocellularis、略してNBM）の萎縮と関連している可能性があると仮定しました。NBMは大脳皮質のアセチルコリンの主要な供給源です。これまでの研究では、手術後に大脳皮質の厚さが減少し、心室が拡大し、海馬の萎縮が加速する可能性があることが観察されていますが、これらの研究では周術期の炎症...

画像抽出と分類システムによるABI患者の歩行異常運動の自動化された臨床評価 学術的背景 獲得性脳損傷（Acquired Brain Injury、ABI）後、歩行障害は一般的な身体障害です。ABIには通常、脳卒中と外傷性脳損傷が含まれ、これらの疾患の世界的な発生率は約150万例です。ABI患者の歩行障害は下肢だけでなく、体幹と上肢にも影響を及ぼし、日常生活への参加を制限し、生活の質を大幅に低下させます。機能障害に加えて、これらの明らかな運動異常は美的な問題を引き起こす可能性があり、患者のボディイメージ、自尊心、心理的健康、社会的統合に悪影響を及ぼす可能性があります。 研究動機 従来のABI患者の運動異常評価は、経験豊富な理学療法士による視覚的観察を通じた主観的評価に依存していました。しかし、...

あるタスクの複雑さが上肢機能のデジタル健康測定評価に与える影響に関する研究報告 研究背景 神経疾患、特に多発性硬化症（PWMS）患者の上肢機能障害は、日常生活活動の完遂に影響を及ぼし、介護者への依存度を高める要因となっています。上肢障害の種類とその潜在メカニズムの理解を深め、薬物やリハビリテーション介入の有効性を評価するための信頼性の高いエンドポイントを提供するために、臨床研究における評価手段は非常に重要です。現在、臨床的に認知度が高く、使いやすい評価手段として、運動の質を序数字表で記述したり、機能的タスクの完遂時間を記録したりする方法がありますが、これらには限界があり、例えば、天井効果や低感度が挙げられます。そのため、研究界では、新しい、補完的でより感度の高い評価端末の必要性が広く認識され...

上肢触覚欠損検査方法の範囲レビューに関する学術レポート 近年、脳卒中後の患者における触覚刺激の受容能力が研究の焦点となっている。この認知能力は、日常生活の動作の遂行や学習活動において非常に重要である。しかし、触覚認知障害は脳卒中患者の上肢運動機能の回復を深刻に阻害している。そのため、触覚評価ツールの設計は、より包括的で効果的でなければならず、脳卒中後の触覚欠損の性質とその神経メカニズムを正確に特定する必要がある。この目標を達成するために、ポール氏らは、現在使用されている脳卒中患者の上肢触覚欠損を特定する検査方法をまとめ、その限界と今後の研究ニーズを指摘する範囲レビュー（スコーピングレビュー）を行った。 レビューの発信源 本研究は、レドフォード大学、ノースウェスターン大学、バージニア工科大学な...