脑機インターフェース（Brain-Computer Interface, BCI）技術は近年急速に発展しており、末梢神経や筋肉を介さず、大脳を直接制御する先端技術として注目されています。特に運動イメージ（Motor Imagery, MI）脳波（Electroencephalography, EEG）の応用において、BCI技術は大きな可能性を示しています。MI-EEG信号を分析することで、身体障害や神経筋退化の患者の生活の質を向上させる手助けが可能です。しかし、個人間の差異や大脳活動の安定性、低信号雑音比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）などの要因により、複雑なEEG信号から有効な特徴を抽出し、MI-EEG分類システムの精度を向上させることは依然として大きな課題となって...
ブレイン・コンピュータ・インターフェース（Brain-Computer Interface, BCI）は、新たなコミュニケーションと制御技術として近年注目を集めている。脳波（EEG）に基づくBCIの中でも、運動イメージ（Motor Imagery, MI）は重要な分野であり、ユーザーの運動意図をデコードすることで、臨床リハビリテーション、スマート車椅子の制御、およびカーソル制御などの分野に応用されている。しかしながら、EEG信号の低い信号対雑音比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）、非定常性、低い空間分解能および高い時間分解能などの複雑な特性のため、運動意図の正確なデコードには依然として挑戦が残っている。現在のMI基BCIデコードには主に伝統的な機械学習と深層学習の手法が...
典型発達児童の体性感覚皮質ネットワークの時空間動態 研究背景 触覚は、外界の物体との相互作用および手の動作の精密なコントロールにおいて極めて重要な役割を果たしています。人間の皮膚感覚情報処理メカニズムに関する多くの研究が存在する一方で、この過程に参与する脳領域間の動的な相互作用については未だ不明瞭です。これまでの研究は皮膚感覚情報フローの時間動態を探る際に一貫しない結果を報告していました。したがって、本研究は磁源イメージングと皮質－皮質結合動態分析を用いて、典型発達児童の皮膚感覚処理の時空間動態を探ることを目的としています。 論文出典 本論文はYanlong Song、Sadra Shahdadian他多数の著者によって共同執筆され、著者らはFort WorthのNeuroscience R...
柔軟な多チャンネル光ポンピング磁力計MEGシステムを用いた人間の聴覚誘発場の測定 Xin Zhangら、中国科学院蘇州生物医学工学技術研究所、中国科学技術大学、中国広東省仏山市季華実験室および山東省済南市国科医療技術発展有限公司出身の研究者が、2024年に《j. integr. neurosci.》に発表した研究論文です。 背景 磁気脳図(Magnetoencephalography, MEG)は、外部磁場を直接測定する非侵襲的なイメージング技術で、同期して活性化された大脳の錐体神経細胞が生成するものです。光ポンピング磁力計(Optically Pumped Magnetometer, OPM)は、その低コスト、低温不要、可搬性およびユーザーフレンドリーなカスタム設計により、MEGに基づく機...
腸内細菌叢と結腸内分泌細胞の相互作用によるホスト代謝調節 研究背景 肥満は21世紀の主要な健康問題の一つであり、糖尿病、脂肪肝疾患、心血管疾患などの様々な健康上の悪影響の重要な原因となっています。したがって、肥満の背景にある生物学的メカニズムを解明することは重要な意味を持ちます。近年の研究では、腸内細菌叢がホストの体重調節において重要な役割を果たしていることが示されていますが、結腸内分泌細胞(EECs、エンテロエンドクリン細胞)がホストの代謝調節にどのような役割を果たすかについてはよくわかっていません。研究チームは、結腸EECsがホストの代謝調節と肥満の発症においてどのような具体的な機能を果たしているかを明らかにしようと努力し、この重要な科学的問題を解決しようとしています。 論文の出典 本研...
#ワイヤレス注射可能な超音波センサーによる頭蓋内信号モニタリング ##背景紹介 頭蓋内の生理状態を直接的かつ正確にモニタリングすることは、損傷の分類、予後評価、および疾患の予防において非常に重要です。しかし、経皮ラインなどの従来の有線臨床機器は、データ収集の正確性は優れているものの、感染リスク、患者の活動制限、および除去時の手術合併症の可能性など、さまざまな問題を抱えています。一方、ワイヤレス植込み型デバイスは操作の自由度が高いものの、検出範囲が限られていること、性能の低下、人体内でのサイズ縮小にチャレンジがあります。 ##論文の出典 本論文は、華中科技大学、南洋理工大学、シンガポール科学技術研究庁、武漢同済医学院などの複数の研究所に所属する研究者らによって共同で執筆され、2024年6月6日...
卷積ニューラルネットワーク(CNN)に基づく画像分割パイプラインを用いた個体化された猫の脊髄刺激モデリング 背景と研究動機 脊髓刺激(Spinal Cord Stimulation, SCS)は、慢性疼痛管理に広く使用されている治療法です。近年、SCは神経活動を調節し、失われた自律または感覚運動機能を回復させるためにも使用されています。個別化されたモデリングと治療計画は、SCを安全かつ効果的に行うための重要な側面です。しかし、必要な詳細さと精度のあるスパイン模型の生成には、人間の専門家による時間のかかる手動の画像分割が必要となります。したがって、限られたデータでも高品質の解剖学的モデルを生成できるよう、自動化された分割アルゴリズムが切実に求められています。 論文の出典 本論文は、Alessa...
経血管ステントアレイ電極による大腿神経の血管内刺激の実現可能性 近年、末梢神経の電気刺激が損傷した神経機能の回復のための治療法として注目されています。従来の電極アレイには侵襲手術による植込みが必要で、患者に大きな負担がかかっていました。そのため、低侵襲な代替案としての血管内ステント電極アレイに大きな可能性があります。本論文は、ステント電極アレイによる大腿神経の刺激可能性を調査し、市販のペースメーカリードとの性能を比較することを目的としています。 論文の背景と目的 末梢神経への電気刺激は、薬物療法では回復が難しい神経機能障害の治療に使用されてきました。例えば、難治性てんかんや抑うつ症の治療に用いられています。さらに、炎症性腸疾患、筋骨格系疾患、慢性疼痛管理、義肢への感覚フィードバックなどの適用...
神経細胞成長グリコサミノグリカンハイドロゲルは重度外傷性脳損傷後の機能回復を促進する 外傷性脳損傷（TBI）は深刻な神経系の疾患であり、その治療の複雑さは長年にわたり医学界を悩ませてきました。外傷性脳損傷は患者に即時の神経機能喪失を引き起こすだけでなく、長期間の組織萎縮をもたらし、長期の障害を生じさせます。この問題を解決するために、研究者たちは脳組織の修復と機能回復を促進する方法を模索し続けています。本報告では、Journal XXに掲載された論文《neuritogenic glycosaminoglycan hydrogels promote functional recovery after severe traumatic brain injury》を紹介します。 一、研究背景と目的 ...
周囲神経の幾何形状と局所解剖が磁気刺激時間定数に与える影響 背景紹介 高速切り替えの磁気共鳴画像法（MRI）の勾配場は人体内に十分な電場を発生させ、周囲神経刺激（Peripheral Nerve Stimulation, PNS）を引き起こし、画像化速度や分解能の向上を制限します。PNS閾値の強度-持続時間曲線は、周期波形の刺激閾値を特徴づけるために広く利用され、時間定数（Chronaxie）と基礎電圧（Rheobase）でパラメータ化されます。現在のMRI安全基準は、すべての神経の反応を特徴づける単一の時間定数値に依存しています。しかし、実験結果は周囲神経の時間定数値が1桁異なることを示しています。これは、さまざまな時間定数値とMRI安全モデルにおけるこの値の重要性が観察されていることから...