豚モデルにおける外傷性脊髄損傷後の脳脊髄液動態の研究 背景紹介 外傷性脊髄損傷（Traumatic Spinal Cord Injury, SCI）は、重篤な神経疾患であり、しばしば永続的な神経障害を引き起こします。長年にわたり科学者たちは治療法の開発に努めてきましたが、その複雑な病態生理メカニズムと損傷の異質性により、治療の進展は限られています。脊髄損傷後、脊髄の腫脹とくも膜下腔（Subarachnoid Space, SAS）の閉塞が一般的な病理現象であり、これが脊髄の圧迫と血流の減少を引き起こす可能性があります。適切な手術的減圧は神経機能の回復を改善するために重要とされていますが、すべての患者が手術によってくも膜下腔の完全な開通を達成できるわけではありません。そのため、減圧効果と脊髄損...

脳脊髄液動態と脳室-くも膜下腔圧力勾配の非侵襲的定量研究 背景紹介 脳脊髄液（Cerebrospinal Fluid, CSF）は中枢神経系の重要な構成要素であり、脳組織の保護、頭蓋内圧の安定維持、代謝廃棄物の除去を促進する機能を持っています。脳脊髄液循環の異常は、正常圧水頭症（Normal Pressure Hydrocephalus, NPH）やChiari奇形など、さまざまな神経変性疾患と密接に関連しています。脳室とくも膜下腔の間の圧力勾配（transmantle pressure）は、脳脊髄液循環メカニズムを理解する上で重要なパラメータです。従来、この圧力勾配は侵襲的な方法（例えば圧力センサー）で測定されていましたが、この方法には感染リスクがあり、低振幅の圧力変化を正確に定量化するこ...

特発性正常圧水頭症患者の脳画像解析精度向上のためのカスタマイズ組織確率マップとテンプレートの活用 学術的背景 特発性正常圧水頭症（Idiopathic Normal Pressure Hydrocephalus, iNPH）は、歩行障害、認知機能の低下、尿失禁を主な症状とする神経疾患です。iNPHの神経画像学的特徴の一つは、「不均衡に拡大したくも膜下腔水頭症」（Disproportionately Enlarged Subarachnoid Space Hydrocephalus, DESH）であり、これは脳室とシルビウス裂の著明な拡張と、上凸面の脳脊髄液（Cerebrospinal Fluid, CSF）空間の狭窄を伴います。これらの形態学的変化は、iNPH患者の脳画像の統計解析や分割にお...

脳脊髄液の流動と脳皮質BOLD信号のカップリング研究の新手法 学術的背景 近年、脳脊髄液（Cerebrospinal Fluid, CSF）が脳内の廃棄物除去において重要な役割を果たすことが注目されています。従来、CSFは主にクッション効果や免疫監視の役割を担うと考えられていましたが、近年の研究では、CSFが血管周囲空間を通じて流動することで、脳内の有害物質を除去する役割を果たす可能性が指摘されています。しかし、CSFの流動を駆動するメカニズムについてはまだ議論が続いています。一部の研究では、神経活動や自然発生する血管運動、呼吸による血管拡張など、大振幅の血管運動がCSF流動の主要な駆動力であると提唱されています。 CSF流動と脳皮質の血酸素レベル依存（Blood Oxygen Level ...

脈絡叢老化と脳脊髄液動態変化の研究 背景紹介 脈絡叢（Choroid Plexus, CHP）は、脳室内に位置する高度に血管化された構造で、主に脳脊髄液（Cerebrospinal Fluid, CSF）の生成と代謝廃物の除去を担っています。これは、神経流体の恒常性維持と認知機能において極めて重要な役割を果たしています。加齢に伴い、脈絡叢の体積は増加し、この現象は正常な老化やアルツハイマー病などの神経変性疾患で特に顕著です。脈絡叢は血液-脳脊髄液バリア（Blood-CSF Barrier, BCSFB）において重要な役割を果たしていますが、加齢に伴うその灌流と微細構造の変化に関する詳細な研究はまだ限られています。 脈絡叢の老化過程における変化と脳脊髄液動態への影響をより深く理解するため、研究...

コミュニティ居住高齢者における脈絡叢体積と認知機能の関連研究 学術的背景 世界的な高齢化の進行に伴い、認知症患者の数は年々増加しています。認知機能の低下が見られる高齢者を早期に識別し、予防や治療措置を導くことが特に重要です。しかし、現在のところ、高齢者の認知障害に対する予防や疾患修飾療法は限られており、高齢者の認知障害の病態生理メカニズムをより深く理解する必要があります。これまでの研究は主に脳実質と認知機能の関係に焦点を当ててきましたが、頭蓋内の他の構造（例えば脈絡叢）と認知機能の関係に関する研究は少ないです。 脈絡叢（Choroid Plexus, CP）は、脳室系に位置する血管に富んだ構造で、主に脳脊髄液（Cerebrospinal Fluid, CSF）の産生、神経発生、代謝廃棄物の除...

アルツハイマー病マウスモデルにおける血液脳脊髄液バリア機能の非侵襲的MRI研究 学術的背景 アルツハイマー病（Alzheimer’s Disease, AD）は、βアミロイド（Aβ）プラークや神経原線維変化の蓄積を特徴とする一般的な神経変性疾患です。近年、血液脳脊髄液バリア（Blood-Cerebrospinal Fluid Barrier, BCSFB）がADの病理過程において重要な役割を果たしていることが多くの研究で示されています。BCSFBは主に脈絡叢（Choroid Plexus, CP）で構成され、脳脊髄液（Cerebrospinal Fluid, CSF）の生成と除去を担っています。BCSFBの機能障害は、毒性タンパク質の蓄積を引き起こし、ADの進行を加速する可能性があります。し...

頭蓋内および頭蓋外平面での脳血流と脳脊髄液動態相互作用の測定に関する研究 背景紹介 脳血流（Cerebral Blood Flow, CBF）と脳脊髄液（Cerebrospinal Fluid, CSF）の相互作用は、頭蓋内圧（Intracranial Pressure, ICP）の安定を維持するための重要な要素です。Monro-Kellie学説によれば、頭蓋内容積（脳実質、脳脊髄液、血液を含む）は一定であり、いずれかの容積変化は他の部分によって補償されなければなりません。しかし、近年の研究によると、脳血流と脳脊髄液の動的変化は必ずしもこの学説に従わず、特に心臓周期内では、脳血流の微小な変化が脳脊髄液によって完全にバランスされるわけではないことが示されています。この現象は、水頭症やアルツハイ...

非侵襲的イメージング技術による脈絡叢のバリア越え水交換評価 背景紹介 脈絡叢（Choroid Plexus, CP）は脳脊髄液（Cerebrospinal Fluid, CSF）の生成において重要な役割を果たし、血液-脳脊髄液バリア（Blood-Cerebrospinal Fluid Barrier, BCSFB）の主要な構成要素でもあります。脈絡叢は脳脊髄液の分泌と吸収を調節することで、脳の内部環境を安定させます。しかし、現在のところ、脈絡叢の機能を評価するための非侵襲的なイメージング技術が不足しており、これがBCSFB機能の理解を妨げています。既存の方法、例えばトレーサー希釈法や脳脊髄液採取法は、間接的に脳脊髄液の分泌を測定できますが、これらの方法は侵襲的であり、脈絡叢と他の潜在的な源（...

深層学習を用いた小児低悪性度神経膠腫の術後再発予測 背景紹介 小児低悪性度神経膠腫（Pediatric Low-Grade Gliomas, PLGGs）は、小児において最も一般的な脳腫瘍の一つであり、すべての小児中枢神経系腫瘍の30％から50％を占めています。PLGGsの予後は比較的良好ですが、術後再発リスクは従来の臨床的、画像学的、および遺伝子学的要因では正確に予測することが困難です。術後再発の異質性により、特に補助療法や画像モニタリングに関する術後管理の意思決定が複雑になっています。そのため、術後再発リスクを正確に予測するツールを開発することは、患者管理の最適化と予後の改善にとって非常に重要です。 近年、深層学習（Deep Learning, DL）は、特に腫瘍のセグメンテーションや予...