鉄死亡抑制剤が軽度脊髄損傷の早期および遅延治療効果を改善 学術背景 脊髄損傷（spinal cord injury, SCI）は急性期（acute period）だけでなく慢性期（chronic period）でも顕著な二次損傷（secondary damage）を引き起こします。これらの損傷は通常、酸化ストレス（oxidative stress）、炎症反応（inflammatory response）、細胞死のメカニズムなど多くの要因によって引き起こされます。このような背景の中で、鉄によって介在される一種の非アポトーシス細胞死である鉄死亡（ferroptosis）が科学界の注目を集めています。近年、鉄死亡は多くの神経系疾患と関連があることが発見されており、そのSCIに対する具体的なメカニズ...
神経細胞分類の革新的融合：ヒトとマウスの電気生理学データに基づく共通情報 科学界では長年にわたり、神経細胞の分類に関する大きな課題が存在しています。神経細胞を正確に分類することは、健康および疾患状態における脳の機能を理解するために非常に重要です。Bar-Ilan UniversityのOfek Ophir、Orit Shefi、およびOfir Lindenbaumが主導するこの研究は、《Neuroinformatics》誌に発表されており、ヒトとマウスからの電気生理学データを統合的に使用して神経細胞を分類するための新しい機械学習フレームワークを提案しています。 研究背景 神経細胞は神経系の基本単位であり、Ramon y Cajalが1995年に発表した《人と脊椎動物の神経系の組織学》以来、そ...
神経情報学分野における新たな突破口：Cadenceツールを用いたカルシウムイベント検出に関する研究報告 背景紹介 カルシウムイメージング技術は、神経細胞集団の研究に革命をもたらし、研究者に多数の神経細胞の活動を同時に可視化および監視する強力なツールを提供しています。カルシウムイメージングは蛍光カルシウム指示薬を利用し、これらの指示薬は細胞内カルシウムレベルの変化に伴い発光し、そのカルシウムレベルは神経細胞の活動と密接に関連しています。これらの蛍光変化をイメージングすることにより、研究者は神経細胞集団の動態をリアルタイムで取得し、複雑な神経回路やネットワークを研究することができます。 カルシウムイメージングは相対的な蛍光変化δf/f曲線を生成することができますが、神経細胞集団を研究する科学者は...
ベイズ多層グラフ分類器を使用した機能的脳連結研究 研究背景と問題提起 近年、高齢者の認知制御に対する研究がますます重視されています。特に人口の高齢化が進行する中で、高齢者の認知機能を理解することが一層重要になっています。これは医療コストに関わるだけでなく、高齢化社会がもたらす重大な経済的および社会的影響があるためです。高齢者が認知制御タスクを行う際の脳機能連結の変化を研究することは、認知神経科学の領域に貴重な見識を提供します。本研究は、機能的磁気共鳴画像（fMRI）データを通じて、認知機能の低下と脳各領域間の相互関係の連動性を探りました。 論文の出典と著者情報 本研究は、Sharmistha Guha、Jose Rodriguez-Acosta、および Ivo D. Dinov によって執筆...
神経情報学研究：多カメラシステムによる神経解剖学3Dモデルの撮影 学術背景 中枢神経系の外科解剖学、特に頭蓋骨と脊柱は極めて複雑な三次元（3D）構造を持ち、学習者がそれぞれの構造間の複雑な関係を完全に理解するのは難しいです。これらの解剖学的関係を正確に理解し、3D認識を持つことは、安全な脳外科手術を行い、手術合併症を減少させるために非常に重要です。現在、教科書と図譜は人間の解剖学と脳外科を教える標準的方法となっています（Rhoton, 2023）。しかし、死体解剖は神経外科解剖学の最も現実的なモデルと見なされていますが（Sotgiu et al., 2020）、そのコストは高く、すべての神経外科および解剖学コースで普及しているわけではありません。したがって、実験室での学習にアクセスできない学...
MRQA：MRIプロトコル非適合の広範な問題を解決するためのツール 背景紹介 近年、大規模神経画像データセットは、脳と行動の関係を研究する上で極めて重要な役割を果たしています。例えば、アルツハイマー病神経画像計画（ADNI）、ヒトコネクトームプロジェクト（HCP）、および青年脳認知発達（ABCD）研究などがあります。これらのデータセットは、通常複数のサイトや異なるスキャナーモデルで収集されます。しかし、サイト間や機器間でのデータ収集には、イメージングパラメータの一貫性の欠如という重大な問題があります。このパラメータの不一致はデータ品質に深刻な影響を及ぼし、信号対雑音比（SNR）および統計的効力を低下させ、研究結果を無効にする可能性さえあります。 従来、MRIスキャンプロトコルの一貫性を確保す...
高次元マッピングにおけるヒトCEACAM1の免疫細胞上の発現と黒色腫耐性の関連性 研究背景 ヒトがん胚抗原細胞接着分子1（CEACAM1）は、同種および異種リガンドとの結合を通じて作用する抑制性細胞表面タンパク質です。人体腫瘍の免疫細胞におけるこのタンパク質の発現はまだ明らかではありません。PD1およびPD-L1が免疫療法のターゲットとして大きな進展を遂げたにもかかわらず、これらの療法に耐性を持つ患者の腫瘍も依然として存在します。耐性の関連因子を理解し、潜在的な新しい治療ターゲットを識別するために、本研究では黒色腫患者の免疫細胞サブセットにおけるCEACAM1、PD1およびPD-L1の詳細な発現マッピングを行い、その治療耐性状態との関係を探ります。 研究出典 この研究はYu-Hwa Huan...
《IEEE生物医学工学会誌》2022年8月、第69巻、第8号、初めての臨床研究：近赤外ウィンドウIIA/IIB蛍光イメージングによる神経膠腫精密手術における応用 曹彩光、金泽萍、史晓菁、张哲、肖安琪、杨君英、计楠、田捷（IEEE会員）、胡振华（IEEE高級会員） 導入 生物医学研究の分野では、蛍光イメージングの高い感度、高い空間解像度、リアルタイムイメージング能力、および操作の利便性が広く注目されています。本研究は、近赤外ウィンドウII（NIR-II、1000-1700ナノメートル）イメージング技術の臨床応用における価値を探索し、神経膠腫手術中の腫瘍の切除に役立てることを目的としています。著者らは、新たに開発したイメージング装置と術中画像融合方法を組み合わせることで手術の正確性を高め、術中の...
数値解析埋め込みTiO2-Au-MXeneの矩形オープンチャネルPCFバイオセンサーによる脳腫瘍診断 学術背景と問題提起 近年、コスト効率が高く信頼性の高いバイオセンサーの開発が研究のホットトピックとなっています。これらのセンサーは、微小な濃度の分析物を検出することを目的としており、多様な技術を網羅し、細胞や液体の監視と検出に用いられています。フォトニック結晶（photonic crystals, PHCs）とPHCファイバー（photonic crystal fibers, PCFs）は、そのコンパクトなサイズ、電磁干渉への耐性、少量の分析物で済むこと、構造設計の柔軟性、および統合の容易さなどの利点から、センサー技術のホットな選択肢として急速に注目を浴びています。 特に、表面プラズモン共鳴...
腫瘍成長の数学モデル研究——縦断的MRIを利用したグリオーマの拡散探究 最近、《IEEE Transactions on Biomedical Engineering》に発表された論文は、グリオーマ（glioma）の数学モデリングと成長規則に関する系統的研究を報告しています。この研究は、Birkan Tunç、David A. Hormuth II、George BirosおよびThomas E. Yankeelovによって行われ、縦断的磁気共鳴画像法（MRI）のデータを通じて、腫瘍成長および質量効果（mass effect）をシミュレートする際の3つの異なる数学モデルの性能を評価しました。 研究背景 膠芽腫（glioblastoma multiforme, GBM）は、最も一般的な原発性脳...