カスタムパッシブダイナミック足首装具は脳卒中後の歩行効率と速度を改善する 背景紹介 脳卒中は長期的な障害を引き起こす主要な原因の一つであり、毎年アメリカでは79.5万人以上が脳卒中の影響を受けています。脳卒中後の一般的な問題の一つに患側の足底屈筋の筋力低下（plantar flexor weakness）があり、これにより足の中間期から終末期の前向き脚回転制御能力や推進期の前方推進能力が影響されます。足底屈筋の機能障害は、立位中期の過度な足首背屈（excessive ankle dorsiflexion）や持続的な膝関節過伸展（hyperextension）を引き起こし、その結果、歩行速度の低下、歩幅の非対称性、歩行代謝コストの増加を招きます。これらの問題は脳卒中サバイバーの機動性や日常活動...

両手の連携と脊髓神経の調整：経皮的脊髓刺激が両手動作の神経基盤にどう影響を与えるか 背景：人間は複雑な方法で両腕を使用し、しばしば両手の連携が求められる。神経系の疾患は、人間の運動システムの顕著な特徴を制限してしまう。神経調節技術がどのように両手の連携の神経機構を変えるかを理解することは、効果的なリハビリ介入を設計するための重要なステップである。非侵襲的な脊髓の活性化である経皮的脊髓刺激(TSCS)は、脊髓損傷後の運動機能回復を促進した。多くの研究が、これらの効果の基礎となる神経機構を様々な電気生理学的ツールで捉えようとしているが、特に両手の動作中における皮層リズムに対するTSCSの影響は、脳波(EEG)の記録を通じてはっきりとはわからない。 研究者は、神経系が健全な12名の参加者を対象に、...

ヒト小膠細胞における形態特異的なカルシウムシグナル特性の研究 背景と研究目的 小膠細胞は中枢神経系(CNS)の主要な免疫細胞であり、発達、シナプス伝達、神経可塑性、睡眠、外傷、膠芽腫、神経変性疾患などほぼすべての生理的および病理学的プロセスに関与しています。また、小膠細胞は危険関連分子パターン(DAMPs)と病原体関連分子パターン(PAMPs)を感知することで微小環境をモニタリングしています。小膠細胞は、多数の異なる膜受容体をコードする遺伝子（「小膠細胞センソーム」と呼ばれる）を発現し、細胞内カルシウムイオン濃度の変化を検出することで、サイトカインやその他の炎症因子の生成と放出、細胞増殖、分化、遊走、貪食作用を引き起こします。マウスモデルでは、小膠細胞のカルシウム一過性シグナルは神経ネットワ...

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...

光学自旋軌道耦合の広帯域色差空間微分イメージング 背景紹介 画像処理において、従来の空間微分は通常デジタル電子計算によって行われます。しかし、多くのビッグデータアプリケーションではリアルタイムかつ高スループットな画像処理が求められており、これはデジタル計算にとって大きな挑戦です。光学的なアナログ空間微分はこの挑戦を克服する可能性があります。なぜなら、低エネルギーで全ての画像を大規模に並行処理できるからです。さらに、光学的な空間微分は純粋な位相物体（例：透明な生物細胞）のイメージングも可能であり、これはデジタル電子計算では実現不可能です。このため、光学的な微分は最近広く注目されており、ラベルフリーセルイメージング、画像処理、コンピュータビジョンなどの分野で広範な応用があります。 論文出典 本論...

心機能および豚の梗塞瘢痕の精密画像: 超高磁場MRIを用いた急性および慢性豚心筋梗塞モデル研究 研究背景 心臓磁気共鳴画像法（MRI）は、心機能と容量の評価において正確かつ繰り返し可能な技術です。近年、超高磁場（ultrahigh-field、UHF）MRIにより信号対雑音比（SNR）と画像分解能の向上が目指されています。7T MRIは臨床指標の精度を高め、機能障害の早期検出や治療反応の評価が可能になると考えられます。しかし、大型動物モデル（例えば豚）における心機能と梗塞瘢痕の正確な測定に関する現行の研究は限られており、従来の心臓MRIシステムは画像品質と時間分解能に欠けています。 この研究の動機は、心臓病理変化が射出分画（ejection fraction、EF）や心筋質量などの重要な生理...

S6Kの抑制がエンドサイトーシス-リソソームシステムを介して加齢に関連する炎症を低減し寿命を延ばす 研究背景と問題の記述 生物が老化するにつれて、慢性の低度炎症（炎症老化、inflammaging）と免疫機能の低下（免疫老化、immunosenescence）が多くの高齢者疾患の重要な病理学的基盤となります。これには、がん、糖尿病、心血管疾患などが含まれます。研究によれば、ラパマイシン標的タンパク質複合体1（TORC1）を抑制することで、さまざまな生物の老化状態を改善し、寿命を顕著に延ばすことができるとされています。S6キナーゼ（S6K）はTORC1シグナル伝達経路の重要なエフェクター分子であり、その具体的なメカニズムは完全には理解されていません。この記事では、ショウジョウバエの実験を通じて...

群稀疏先验を基にしたフルオレセンス分子断層撮影によるグリオーマ形態再構築技術の研究報告 一、学術背景と研究動機 フルオレセンス分子断層撮影（Fluorescence Molecular Tomography, FMT）は、生命科学の重要なツールであり、この技術によりフルオレセンス源の位置を非侵襲的な実時間三次元（3D）可視化が可能になる。感度が高く、コストも低いという利点から、FMTは腫瘍研究に広く応用されている。しかし、FMTの再構築過程は複雑で困難である。近年、FMT再構築方法の発展が著しく進んでいるものの、形態再構築は依然として難題である。したがって、本研究の目的はグリオーマ研究におけるFMT形態再構築能力の実現である。 二、論文情報および著者情報 本論文は、IEEE Transact...

近赤外ウィンドウII蛍光イメージングによる手術ガイドが高グレードグリオーマ患者の無進行生存期間を延長 研究背景 高グレードグリオーマ（HGG）は中枢神経系において最も一般的な悪性原発性腫瘍で、その中でも膠芽腫（GBM）の予後が最も悪いです。GBM患者の治療効果を改善し、術中腫瘍切除率を向上させ、術後再発を減少させるために、研究者たちは近赤外ウィンドウII（NIR-II）蛍光イメージングを基軸とした手術ガイド戦略の研究を行っています。NIR-II蛍光イメージングは組織自発蛍光が低く、浸透深度が大の特性を持ち、腫瘍切除の精確性と安全性を向上させることが期待されています。 論文情報 この研究は夏晓静博士、张哲博士らによって共同で完成されました。彼らはそれぞれ中国科学院自動化研究所分子イメージング重...

双方向エピジェネティック編集が遺伝子制御の階層構造を明らかにする 背景と研究動機 ヒトゲノムにおいて、エンハンサーなどの非コード要素が遺伝子制御に果たす役割は広く認識されています。しかし、現在一般的に用いられているCRISPR干渉法は、非コード要素と遺伝的相互作用の研究においていくつかの限界があります。主に、従来のCRISPR手法、例えばCRISPR干渉（CRISPRi）やCRISPR活性化（CRISPRa）は、一度に単一の遺伝子座を編集することしかできないため、遺伝子制御ネットワークにおける相互作用の理解が制限されています。したがって、本研究はこれらの問題を解決するために、二方向のエピジェネティック特性を編集できるシステムを開発することを目指します。 出典と著者情報 この論文「Bidire...