ニューロン（neurons）は脳の基本計算ユニットであり、その形態と接続方法が脳の計算能力を決定します。ニューロンの多様性は、一連の遺伝子発現波（waves of gene expression）によって駆動され、これらの遺伝子発現波が細胞を一連の急速な発生イベントを通じて導き、最終的にニューロンのアイデンティティを定義します。従来の実験では、ニューロンサブタイプの特異性は、転写因子（transcription factors）と局所シグナルの相互作用によるカスケード反応によって決定されることが示されていました。しかし、単一細胞トランスクリプトミクス（single-cell transcriptomics）の研究は、トランスクリプトーム（transcriptome）自体がニューロンサブタイプ...
慢性疼痛（chronic pain）は、感覚、感情、認知など複数の次元を含む複雑な多面的な体験です。従来の鎮痛薬や抗うつ薬が広く使用されていますが、50％～60％以上の慢性疼痛患者はその恩恵を受けていません。そのため、新しい治療戦略の探索が緊急の課題となっています。近年、神経調節技術（neuromodulation）が代替療法として注目されており、その中でも一次運動皮質（primary motor cortex, M1）の刺激が有効な治療手段とされています。しかし、M1が慢性疼痛において具体的にどのように作用するのか、そのメカニズムはまだ明らかではありません。特に、痛覚感覚入力がM1の活動にどのように影響を与え、M1の欠陥を修正することで疼痛処理を調節するかは未解決の謎です。 本研究は、M1...
背景紹介 長い間、科学界では哺乳類の神経幹細胞（Neural Stem Cells, NSCs）は中枢神経系（Central Nervous System, CNS）にのみ存在すると考えられてきました。特に、海馬歯状回（dentate gyrus）や側脳室近くの脳室下区（subventricular zone）などの特定の領域に存在し、これらの領域のNSCsは成体後も新しいニューロンを生成し続けることが知られています。このプロセスは神経発生（neurogenesis）と呼ばれています。しかし、NSCsが中枢神経系の外、特に末梢神経系（Peripheral Nervous System, PNS）に存在するかどうかについては、これまで議論が続いていました。 末梢神経系は主に神経堤細胞（Neur...
学術的背景 アルツハイマー病（Alzheimer’s disease, AD）は高齢者において最も一般的な神経変性疾患であり、その主な病理的特徴はアミロイドβ（Aβ）の沈着とタウ蛋白の過剰なリン酸化を含む。老化はADの最も主要なリスク因子であるが、ニューロンのプロテオスタシス（proteostasis）の低下がどのようにAD患者の脳における異常な蛋白沈着を引き起こすかという細胞メカニズムは依然として不明である。この問題を研究するために、研究者たちはヒト皮膚線維芽細胞から転分化させたニューロンモデル（transdifferentiated neurons, tneurons）を開発し、このモデルは老化の特徴を保持し、ADに関連する脆弱性を示す。 論文の出典 本論文は、Stanford Univ...
学術的背景 化学交換飽和転移（Chemical Exchange Saturation Transfer, CEST）磁気共鳴画像（MRI）は、生体組織の詳細な分子情報を提供する先進的な非侵襲的イメージング技術です。CEST MRIは、特定の代謝物の交換可能なプロトンを選択的に飽和させ、その飽和を水分子に転移させることで、低濃度のタンパク質や代謝物の検出と定量を可能にします。CEST MRIは、神経変性疾患やがんなどの診断において大きな可能性を示していますが、データ収集時間の長さ、画像処理の複雑さ、解釈の難しさなどの技術的課題により、研究環境から臨床応用への移行が制限されています。 近年、人工知能（Artificial Intelligence, AI）は、医療画像分野での応用が広がり、特に...
背景紹介 認知症は世界的な健康問題であり、患者の生活の質に深刻な影響を与え、医療システムに大きな負担をかけています。アルツハイマー病（Alzheimer’s Disease, AD）と前頭側頭型認知症（Frontotemporal Dementia, FTD）は認知症の一般的なタイプであり、その症状は重複しているため、正確な診断とターゲットを絞った治療の開発が特に困難です。早期発見と正確な診断は、認知症の効果的な管理にとって重要です。臨床評価や神経画像技術（MRI、PETスキャン）などの従来の診断方法は有効ですが、コストが高く、時間がかかり、普及が難しいです。そのため、研究者は非侵襲的でコスト効率の高い代替方法、例えば脳波（Electroencephalography, EEG）の探索を始め...