背景と研究動機 パーキンソン病（Parkinson’s Disease, PD）は神経変性疾患であり、主に患者の運動能力に影響を与え、震え、運動の遅れ、四肢の硬直、歩行バランスの問題を引き起こす。この運動障害は患者の独立した生活能力と生活の質に重大な影響を与える。統計によると、2030年までに、アメリカだけで約120万人がパーキンソン病にかかると予想され、世界的には患者数が1000万人を超える。したがって、患者の運動障害を正確に評価し診断する方法を見つけることは急務となっている。 現存するPDの重症度評価方法は主に臨床医の主観的な観察と経験に依存しており、患者が実験室や診療所で特定の動作を行うことによって評価される。この方法は人為的な主観的要因の影響を受けるばかりでなく、制御された環境での観...
時間歪曲技術に基づくT波ピークトゥエンド変動予測豚心筋梗塞モデルにおける心室細動 背景紹介 論文出典 突発性心臓性死亡（Sudden Cardiac Death, SCD）は世界中の死亡の主な原因であり、その主要な致病メカニズムの一つが心室細動（Ventricular Fibrillation, VF）であり、特に心筋梗塞後の環境下で顕著です。この背景の下、早期のVFリスク予測が特に重要です。心室再分極（Ventricular Repolarization, VR）の変化が心室不整脈の形成に関与することは、実験モデルや臨床研究で確認されています。T波ピークからT波終末間隔（T-peak-to-T-end interval, Tpe）は、VR離散度（VR Dispersion, VRD）の代替...
学術ニュースレポート：新しいMRI技術が感光血管の局所血流動態を検出することで生物蛍光イメージングを実現 学術背景紹介 生物発光プローブは、生体内の生物医学関連プロセスや細胞ターゲットのモニタリングに広く使用されています。しかし、組織による可視光の吸収と散乱は、生物発光の検出深度と分解能を大きく制限します。特に脳内では、頭蓋骨による光子の阻害が短波長光の伝播を制限し、生物発光イメージング（Bioluminescence Imaging, BLI）のデータが浅い層のものに限られ、多くは二次元の投影であり、深さ情報に欠けています。 これらの制限を克服するために、研究者たちは光音響トモグラフィーや他の光散乱再構成に基づく方法を開発しましたが、これらの方法には先験知識と独立したイメージングモードの解...
自己監督学習による手首加速度計データが明かす睡眠と死亡率の新たな関連性 現代社会において、睡眠は生命活動に欠かせない基本的な行為であり、その重要性は言うまでもありません。睡眠/覚醒状態や異なる睡眠段階を正確に測定および分類することは、睡眠障害の診断や消費者向けデバイスが提供する運動および心理的健康データの解釈において非常に重要です。しかし、現在のポリソムノグラフィー（Polysomnography, PSG）以外の睡眠分類技術は主にヒューリスティックな方法に依存しており、これらの方法は比較的小規模なサンプル集団で開発されるため、ある程度の限界があります。従って、本研究の目標は手首に装着する加速度計を用いて睡眠段階分類の正確性を確認し、睡眠時間と効率が死亡率とどのように関連しているかを調査する...
心電図に基づく大規模な心血管診断機械学習アルゴリズムの開発と検証 序論 心血管疾患（Cardiovascular diseases, CV）は、世界中で病気の負担の主な原因であり、早期診断と介入が病気の合併症、医療利用率、および費用の削減において重要です。伝統的な心電図（Electrocardiogram, ECG）は、低コストで便利な診断ツールとして、心血管疾患の検出に広く使用されています。しかし、現在のECG解釈技術（人工およびコンピュータアルゴリズムを含む）は、高次の信号相互作用および「隠れた」臨床関連パターンの識別に制限があります。人工知能（Artificial Intelligence, AI）、特に深層学習（Deep Learning, DL）の出現は、ECG信号における「隠れた...
MRI による段階的焦点超音波両側視床下核切除術でパーキンソン病を治療 背景紹介 パーキンソン病（Parkinson’s Disease, PD）は一般的な神経変性疾患で、震え、硬直、運動緩慢などの運動症状が主に現れる。伝統的な治療法として、薬物療法および外科手術があり、後者には深部脳刺激術（Deep Brain Stimulation, DBS）や放射周波外科手術も含まれ、これらも進化を続けている。しかし、片側のMRIガイド下での焦点超音波視床下核切開術（FUS-STN）は、非対称性のパーキンソン病患者の対側における運動特性を改善することが証明されているが、両側FUS-STNの実現可能性はまだ検討されていない。片側治療では全体的な症状の制御ができず、特に進行途中の未治療の側の身体に運動の悪...
物理的免疫逃避：機械通信の減少が転移性結腸直腸癌細胞のマクロファージ攻撃からの逃避を引き起こす 背景 癌の転移は複雑で畏敬の念を抱かせる挑戦であり、転移性癌細胞は免疫細胞の攻撃を逃れ、細胞外マトリックス（Extracellular Matrix, ECM）を突破し、他の部位に移動して二次腫瘍を形成します。腫瘍免疫微小環境における生化学的シグナルが癌細胞の免疫逃避と転移に重要な役割を果たしていることは確立されていますが、環境中の物理的要因の役割は十分に探求されていません。具体的には、ECMを介した癌細胞と免疫細胞の間の機械的相互作用が癌細胞の免疫逃避においてどのような役割を果たしているのかは明らかではありません。最近の研究は、微小環境中の機械的シグナルが生物学的プロセスの調節において重要である...
社交派生情報の皮質移行が感情認識に対するゲーティング作用 背景説明 感情認識およびそれに伴う反応は、生存や社会機能の維持にとって重要です。しかし、社会的情報をどのように処理して信頼性のある感情認識を行うかについては、まだ完全には理解されていません。この新しい研究では、進化的に保存された長距離抑制/興奮性脳ネットワークが、これらの社会的認知プロセスにどのように関与しているかを明らかにしています。この研究は、内側前頭前皮質（medial prefrontal cortex, mPFC）から後脾皮質（retrosplenial cortex, RSC）への長距離投射ネットワークを詳細に分析し、感情認識プロセスにおけるその役割を明らかにしています。 この知見の背景の重要性は、感情認識能力の欠如が、同...
覚醒関連の皮質ネットワークにおける神経活動と血流動態の差異結合 学術背景 特定の感覚入力や行動タスクがない状態でも、脳は構造化された活動パターンを生成します。この組織化された活動は覚醒状態によって調節されます。覚醒と脳皮質活動の関係は神経ネットワークの機能を理解する上で重要な意義を持ちます。先行研究によれば、覚醒レベルは神経活動および血流動態の変化に影響を与えることが示されていますが、これらの影響が異なる皮質領域および行動状態で一貫しているかは不明です。 論文出典 この論文はLisa Meyer-Baeseらによって書かれ、著者らはエモリー大学およびジョージア工科大学の生物医学工学科および生物学科に所属しています。この論文は2024年5月に《Journal of Neuroscience》誌...
パーキンソン病研究報告：基底核-言語ネットワーク機能接続予測ドーパミンによる言語機能の調節 背景紹介 パーキンソン病（Parkinson’s Disease, PD）は運動障害を主な特徴としており、同時に言語障害を含む非運動症状も伴います。これが患者の生活の質に深刻な影響を与えます。現在、ドーパミン薬（dopaminergic medication）は運動症状の緩和に顕著な効果を発揮していますが、言語機能への影響はまだ明確ではありません。本研究は、ドーパミンが視床下核（subthalamic nucleus, STN）と言語ネットワークの機能接続をどのように調節するかを明らかにすることで、言語機能の制御について探ります。本研究は、ドーパミンがPD患者の言語機能をどう調整するかという重要な知識...