大視野、単細胞分解能の二光子および三光子顕微鏡による深部および広域イメージング 研究背景と問題提起 多光子顕微技術（Multiphoton Microscopy, MPM）は、特に生体脳機能研究において不可欠な深部組織イメージングのための強力なツールです。しかし、従来の二光子顕微鏡（Two-Photon Microscopy, 2PM）は比較的大きな視野（Field of View, FOV）を実現できますが、そのイメージング深度は通常浅い皮質領域に限定され、脳の深部構造には到達できません。一方、三光子顕微鏡（Three-Photon Microscopy, 3PM）はより深いイメージングが可能ですが、熱損傷によりレーザーの繰り返し周波数が制限され、視野が小さく、イメージングスループットが低...

限られたデータにおける画像合成に関する調査 研究背景と問題提起 近年、ディープ生成モデル（Deep Generative Models）は、特に画像やビデオ生成、音声合成などのインテリジェントな作成タスクにおいて、前例のない進展を遂げてきました。しかし、これらのモデルの成功は大量のトレーニングデータと計算資源に依存しています。トレーニングデータが限られている場合、生成モデルは過学習（Overfitting）や記憶化（Memorization）の問題を引き起こしやすく、生成サンプルの品質と多様性が大幅に低下します。この制約は、医療画像生成、産業における欠陥検出、芸術作品制作など、多くの実用的なアプリケーションにとって課題となっています。 これらの問題に対処するために、研究者たちは限られたデータ...

ドーパミンニューロン回路の機能的分離とその発達メカニズム 学術的背景 ドーパミン（dopamine）は脳内で重要な神経伝達物質であり、運動制御、感情調整、動機付け、学習と記憶など多様な生理機能に関与しています。ドーパミンニューロンは主に中脳に位置し、その投射経路は主に3つの経路に分けられます：黒質-線条体経路（nigrostriatal pathway）、中脳-辺縁系経路（mesolimbic pathway）、および中脳-皮質経路（mesocortical pathway）。これらの経路は解剖学的および機能的に明確に区別されており、その機能障害はパーキンソン病（Parkinson’s disease）、うつ病、統合失調症、薬物依存症など多くの神経精神疾患と関連しています。しかし、ドーパミン...

学術的背景 哺乳類の大脳皮質において、ソマトスタチン（Somatostatin, SST）ニューロンは重要な抑制性ニューロンの一種であり、電気生理学的および形態学的に多様性を示すだけでなく、学習、記憶、感覚処理などの認知機能にも関与しています。しかし、SSTニューロンの多様性が広く研究されているにもかかわらず、その機能サブタイプの具体的な作用メカニズムはまだ不明です。近年、単細胞トランスクリプトミクスの進展により、研究者たちはSSTニューロンを数十のサブタイプにさらに分類できることを発見しました。これらのサブタイプは、形態、電気生理学的特性、および機能において顕著な違いを持つ可能性があります。これらのサブタイプの多様性とその脳機能における具体的な役割を理解することは、大脳皮質の精緻な調節メカ...

膵癌における神経系の病変変化 学術的背景 膵癌は現在最も致死性の高い癌の一つであり、その特徴は診断が遅れることと侵襲性が強いことです。近年、診断と治療において一定の進展が見られたものの、膵癌の5年生存率は依然として極めて低く、約12％にとどまっています。膵癌の発症機序は複雑で、遺伝子変異、腫瘍微小環境の変化、および神経系の関与が関係しています。近年、神経系が膵癌の発生、進行、転移において重要な役割を果たすことが多くの研究で示されています。膵癌は局所神経系に影響を及ぼし、神経増生、神経リモデリング、神経周囲浸潤などの病理学的変化を引き起こすだけでなく、特定の分子や細胞タイプを介して中枢神経系（CNS）にも影響を与え、それにより痛み、食欲減退、認知機能障害などの症状を引き起こします。さらに、化学...

学術的背景 前頭側頭型認知症（Frontotemporal Dementia, FTD）は、行動の変化、言語障害、または運動機能障害を主な症状とする進行性の神経変性疾患の一群です。FTDの発症率はアルツハイマー病（Alzheimer’s Disease, AD）よりも低いものの、若年性認知症の主要な原因の一つとなっています。FTDの分子基盤は複雑であり、ほとんどの症例は前頭側頭葉変性症（Frontotemporal Lobar Degeneration, FTLD）の病理に起因しており、タウ蛋白、TDP-43蛋白、またはFET蛋白の細胞内封入体が主な特徴です。ADとは異なり、FTD症例の約3分の1は遺伝性であり、最も一般的な変異はGRN、C9orf72、およびMAPTの3つの遺伝子に起こりま...