臨床検証無細胞DNA断片分析方法における肺癌早期検出の向上に関する研究 研究背景 肺癌は世界中で男性および女性の健康を脅かす最大の癌の一つです。アメリカでは毎年12.5万人以上が肺癌で死亡し、世界では約180万人に上ります。既存の研究で、低線量CTスキャン（LDCT）が肺癌の死亡率を大幅に低減できるとされていますが、実際にはLDCTの使用は非常に限られています。したがって、より多くの人々が受け入れやすい新しい早期肺癌検出方法の開発が特に重要です。このニーズに応えて、本研究チームは無細胞DNA（cfDNA）断片分析に基づく肺癌早期検出方法の検証を行いました。 研究出典 この研究はPeter J. Mazzoneらが複数の研究機関と共同で行ったもので、研究成果は『Cancer Discovery...
アルツハイマー病の診断と予測における脳脊髄液プロテオミクス研究 背景と研究目的 アルツハイマー病（AD）は、記憶喪失と認知能力低下を引き起こす神経変性疾患であり、現在のところ世界的には効果的な治療法が存在しません。従来、ADの病理学的特徴にはβアミロイド（Aβ）斑とタウ蛋白神経原線維変化があります。しかし、これらの特徴はADの複雑な病理過程の一部を反映するに過ぎず、その生物学的基盤を完全に明らかにはしていません。近年、Aβとタウに対する疾患修正治療が効果を示さなかったため、ADのバイオマーカー研究の重要性が一層浮き彫りとなっています。特に病気の早期段階でADを正確に診断および予後するためには、より多くの高性能なバイオマーカーを特定することが重要です。 論文の出典と著者 本論文は《Nature...
全脳スケールでの機能的結合性は、時間強調された非神経源低周波振動（SLFO）血流信号に関連している：機能的磁気共鳴イメージング（fMRI）スキャンに基づく研究 神経科学の分野では、脳の結合が時間とともに再構成され、適応的な機能の変化を支える方法が重要な問題です。この時間とともに動的に変化する神経変化は、機能的磁気共鳴イメージング（fMRI）を通じて人間で測定でき、機能的結合性（FC）の推定によって測定されます。FCは、脳の異なる領域間での神経活動の調整度合いを定量化し、神経結合の強度を反映します。 FCの正確な測定およびその時間的変動の能力は、fMRIに基づく血中酸素レベル依存（BOLD）信号の信頼性、有効性、特異性に依存します。これは神経活動を定量化するための基本的な入力です。本研究は、f...
長期生体サブセルラーレベルのイメージングの突破：共焦スキャン光場顕微鏡技術研究 研究背景 生体の長期細胞動態観察は、免疫反応や脳機能などの生理病理過程の研究に不可欠であり、高い時空間分解能と低い光毒性が要求されます。既存の共焦顕微技術は、光学切片を通じて背景蛍光を排除し、信号対雑音比（SNR）を向上させるものの、並列処理、分解能、および光毒性のバランスを取るのは難しいです。光場顕微鏡は並列処理を向上させ、光毒性を低減する一方で、背景排除には不足があります。 「共焦スキャン光場顕微鏡（Confocal Scanning Light-Field Microscopy, CSLFM）」は、軸方向に延長された線状共焦照明とローリングシャッターを採用し、三次元（3D）イメージングの質、速度、および低光...
EEG/MEGデータの多次元クロス周波数結合解析に関する学術ニュースレポート 近年、脳科学や医用画像技術の進展に伴い、研究者たちは脳機能の結合性の探究をより深く行うようになっています。本レポートでは、多次元クロス周波数結合解析に関する科学研究論文、すなわち《A Bicoherence Approach to Analyze Multi-Dimensional Cross-Frequency Coupling in EEG/MEG Data》について紹介します。この論文はAlessio Bastiらによって執筆され、2024年に《Scientific Reports》誌に掲載されました。主に、脳波（EEG）および脳磁図（MEG）データにおける多次元反対称交差双相一致性（Multi-Dimens...
科学報告 背景紹介 感知と神経処理における感覚情報は、事前の期待に大きく影響される。感知は単なる受動的な受信ではなく、過去の経験と現在の状況に基づいた事前情報と現有の感覚情報を統合する積極的な推論プロセスである。この情報の統合方式は異なるメカニズムで表現されることがある。一つは異常入力に焦点を当てた予測誤差信号処理（Prediction Error、略称PE）、もう一つは予測情報の強化を通じて実現する鋭化表示である。本稿では、顔認識におけるこれら二つのメカニズムの表現について研究した。 研究の出典 この研究はドイツ・ハンブルク大学医療センター(University Medical Center Hamburg-Eppendorf)システム神経科学科のAnnika GarlichsとHelen...
人間の実際の頭方向電生理特性 ナビゲーションは人類の複雑な認知現象のコアコンポーネントの一つであり、頭方向情報は空間内で自分の位置を特定するために極めて重要です。しかし、ほとんどの神経映像実験では頭部を特定の位置に固定させることが求められるため、実際の頭方向信号には物理的に頭部を回転させる必要があり、人間の脳が実際の頭方向信号にどのように調整されるかについての理解は比較的少ないです。この問題を解決するために、Benjamin J. Griffithsおよびそのチームは、Nature Human Behaviour誌に”Electrophysiological signatures of veridical head direction in humans”というタイトルの研究報告を発表しまし...
抗治療性うつ病患者の感情処理バイアスに関する脳メカニズムの研究 背景紹介 うつ病（depression）は、現代社会において広く存在し、個人の心身の健康に深刻な影響を及ぼす精神疾患の一つです。Beckの認知モデル（Beck’s cognitive model）によれば、うつ病の発展と維持は情報のバイアス処理に大きく関連しています。多くの研究が示すように、うつ病患者は認知領域（たとえば、感知、注意、記憶）において一般的にネガティブなバイアスを持っています。例えば、うつ病患者は中立的な顔を悲しい顔と解釈し、喜びの顔を不幸な顔と解釈する傾向があります。これらの感情的刺激処理過程におけるバイアスの神経メカニズムを理解することは、うつ病の予測、検出、および治療に重要な臨床的意義を持っています。 しかし...
研究の背景と目的 共感とは、他人の感情を理解し共有する能力であり、人間の社会的交渉や親社会的行動の重要な基盤である。既存の神経画像研究では、前島皮質（anterior insula, AI）、前帯状皮質（anterior cingulate cortex, ACC）、扁桃体（amygdala）、下前頭回（inferior frontal gyrus, IFG）などの一部の脳領域が共感性疼痛の重要な役割を果たすことが確定している。しかし、これらの領域の共感反応における精確な時間空間特徴や領域間の情報伝達のメカニズムについては、まだ多くの謎が残っている。 近年、機能MRI（fMRI）研究は、共感的な疼痛感の中心となる神経ネットワーク（AI、ACC、扁桃体、IFGなど）を識別することで、脳内での共...
てんかん発作の開始と伝播過程における皮質階層の差異研究 てんかんは生活質に大きな影響を及ぼす神経系の疾患であり、全体の約1%の人口に影響を及ぼしています。全体のてんかん患者のうち、約3分の1は薬物治療に反応せず、これを薬物に抵抗性のあるてんかんと呼びます。これらの患者に対しては、最も効果的な治療法は、手術によりてんかん発作の起源区域（Ictal or seizure onset zone）、すなわち脳のてんかんを生み出し、伝播させる領域を除去したり破壊したりすることです。したがって、てんかん発作の起源区域を正確に特定することは、効果的なてんかん手術を行うための鍵となります。数十年にわたる研究の進歩にもかかわらず、科学者はまだ脳のてんかん発作と、その発生と伝播の神経細胞マイクロサーキットのメカ...