医学多組学データ分析における多重先験知識グラフニューラルネットワーク 背景紹介 精密医療は将来の医療保健において重要な分野であり、患者に個別化された治療計画を提供することにより、治療効果を改善しコストを削減します。例えば、乳がん患者の複雑な臨床、病理、および分子特性を考えると、同じ治療が異なる効果を示すことがあります。バイオ医学技術の急速な発展に伴い、多組学データを通じて疾病の特性化が可能になっています。多組学アプローチは単一組学アプローチに比べて、複数のデータ間で一貫性と補完的な情報を捉えることができ、より正確かつ深くモデルを構築することができます。例えば、がんゲノム図譜（The Cancer Genome Atlas, TCGA）は、mRNA 発現、DNA メチル化、およびコピー数変異（...

ローランドてんかんの視床皮質神経連絡の減少 ローランドてんかん（Rolandic Epilepsy, RE）、すなわち中側頭棘波を伴う自限性てんかん（self-limited epilepsy with centrotemporal spikes, SELECTS）は、最も一般的な局所発育性てんかん脳症です。このてんかんは通常、感覚運動皮質に起因する睡眠スパイク波およびてんかん発作とともに、軽度から重度の認知症状を伴います。REを患う大多数の子供は、活動期に正式なテストを通じて認知欠陥が検出されるが、これらの発作および認知問題は最終的に自限し消失します。しかし、具体的な神経メカニズムや症状の消失を決定する要因、このてんかんの長期的な影響など、未解決の問題が多く残っています。本研究は、このよう...

成人聴覚言語理解と静止状態α波パワーの関連性研究 学術的背景と研究課題 成人の言語処理における個人差が文献で記録されている一方で、その神経基盤は依然としてほとんど未解明のままです。現存研究は主に汎用認知能力や人口統計などの要因が言語理解に与える影響に焦点を当てていますが、脳の固有活動がどのように個人差をもたらすかについての研究は少ないです。本研究は、静止状態のα波活動と成人の文理解の関係を探ることで、この研究空白を埋めることを目的としています。α波の振動は皮質の興奮性を調節し、脳の情報処理効率を高めます。静止状態のα波活動が認知パフォーマンスと関連することが証明されていますが、それが聴覚言語理解とどのように関わるかは明らかにされていません。本研究の目的は、静止状態のα波活動と文理解における個...

唾液テストステロンレベルと痛みの認知が健康な成人において性別ごとに特異的な関連を示す一方、片頭痛患者ではこの関連が見られない 序論 痛みの複雑さと性別が痛みの認知において果たす役割を理解することは、医学研究において重要な意義を持つ。疼痛は実際または潜在的な組織損傷に関連する不快な感覚および情動的経験であり、遺伝、感情状態、性別差異など多くの内的および外的要因によって影響を受けることがある。特に、性ホルモンがどのように痛みを調節するかについては多くの研究があり、テストステロンと痛みの軽減の関連が示されている。しかし、これらの関連における性別の具体的な役割にはまだ多くの未知が存在する。これが研究者をして、健康な成人および片頭痛患者における唾液テストステロンレベルと痛みの認知の関連を探求するきっか...

学術ニュース報道 『Neuroimage』2024年の第285巻には、『bridging stories and science: an fnirs-based hyperscanning investigation into child learning in stem』というタイトルの論文が掲載されました。この論文は、マカオ大学教育学院、健康科学学院、および認知と脳科学センターのJuan Zhang氏らによって共同執筆されました。本論文のオンライン版は2023年12月8日に公開されました。研究は主に機能的近赤外分光法（fNIRS）を用いて、異なるSTEM（科学、技術、工学、数学）教育手法（伝統的な教育、ストーリーテリング教育、ストーリーボード教育）が教師と生徒の脳活動の同期化に与える影響...

パーキンソン病（Parkinson’s disease, PD）は、静止時振戦、運動遅延、筋強剛などを主な症状とする一般的な神経変性疾患です。深部脳刺激（Deep Brain Stimulation, DBS）はパーキンソン病の運動症状の治療に広く用いられています（Krauss et al., 2021）。しかしながら、DBS治療には顕著な副作用も存在し、その多くはDBS対象部位周辺の領域への刺激が原因となっています（Koeglsperger et al., 2019）。この副作用を軽減するため、研究者は適応型深部脳刺激（adaptive DBS, aDBS）という手法を提案しました。これは、患者の現在の運動状態をリアルタイムで監視し、DBSの強度とタイミングを調整する方法です（Little...

本文は、単一被験者の形態的脳ネットワークにおける表現型の関連性と神経生物学的基盤に関する研究を報告しています。この研究は、多モードおよび多スケールのデータを組み合わせて行われ、形態的脳ネットワークと性別の違い、その個体特異的指標としての潜在力、および遺伝子発現、層特異的細胞構造、化学構造との関係を明らかにしました。これらの発見は、単一被験者の形態的脳ネットワークの役割と起源に関する理解を深めるとともに、将来の個別化脳連結図研究への応用に向けた強力な根拠を提供します。 研究背景と問題提起 形態的脳ネットワークとは、構造的磁気共鳴画像撮影（structural magnetic resonance imaging、sMRI）に基づいて推定される脳領域間の形態学的関係を指します。最初期の研究では、...

統合失調症における脳磁図の置換伝送エントロピーに基づくネットワーク情報相互作用研究 学術背景紹介 統合失調症（Schizophrenia, SCZ）は、持続的な妄想と幻覚、混乱した思考と不統一な行動を特徴とする精神疾患で、現実の認識に著しい障害をもたらすことが多い。現代の神経画像技術の急速な発展に伴い、神経および精神疾患の研究を支持する大量のデータセットが作成された。磁気脳波計（Magnetoencephalography, MEG）として知られる神経画像技術は、その高い空間および時間分解能により、脳の電磁信号の非線形特性を捉えることができるため、統合失調症（SCZ）の情報相互作用の探求に用いられている。 出典 本論文は『Networked information interactions ...

改良された集合経験的モード分解に基づく脳機能ネットワークを用いた不安分析と検出 学術的背景と研究目的 現代生活のストレスの増加に伴い、不安症（Anxiety）は一般的な神経系の疾患として、グローバルな公衆衛生分野で急ぎ解決されるべき問題になっています。不安症は精神障害だけでなく、注意力、記憶、学習などの認知過程の異常な表現にも現れます。COVID-19のパンデミックの発生により、不安症の発病率も増加しました。統計によると、不安症の12か月以内の発病率は男性が4.80%、女性が5.20%となっています。しかし、不安症の原因はいまだ明確ではなく、自己治癒の確率も低いです。これらの複雑性と不確実性のため、早期検出と介入が非常に重要であるとされています。しかし、従来の不安検出方法は対面インタビューや...

振幅と位相に基づく磁気共鳴画像時間系列の機能的接続分析への影響 序論 過去10年間において、機能的磁気共鳴画像（fMRI）は非侵襲的な画像技術として、血中酸素依存（BOLD）コントラストを利用して脳活動を測定し、脳機能を研究するために使用されてきた（Kwong, 1996）。空間的に離れた脳領域間のBOLD時間系列の時間相関を分析することで、静的機能接続（Functional Connectivity, FC）を推定できる。機能接続は通常、脳領域間の時間系列の相関を計算することで測定される。一部の研究は、タスク状態（例えば、指タップや視覚タスク）におけるBOLD信号の瞬時位相表現（Instantaneous Phase, IP）を機能接続分析に用いているが、瞬時振幅（Instantaneou...