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...

視覚皮層における方向選択的ゲイン制御メカニズムの研究 学術的背景 視覚知覚は複雑な神経プロセスであり、文脈環境の影響を受ける。その中で、周囲抑制（surround suppression）は重要な現象であり、刺激が周辺刺激に囲まれるとその知覚的コントラストが減弱することを説明する。この現象の神経メカニズムは、動物の電気生理学的記録で広く研究されており、中心刺激の周囲に他の刺激が存在する場合、中心受容野（receptive field）の神経反応が減弱することが示されている。しかし、周囲抑制の強度が中心と周辺刺激の特徴の類似性に影響を受けることは知られているものの、この方向選択的（orientation-tuned）抑制が視覚皮層のゲイン制御メカニズムにどのように影響するかについては、まだ十分...

学術的背景と研究動機 歯科医療保健分野において、コーンビームコンピュータ断層撮影（CBCT, Cone Beam Computed Tomography）は広く利用されている三次元画像技術です。CBCTは口腔の三次元画像を提供し、特に歯原性病変の診断において優れた能力を発揮します。しかし、CBCT画像のセグメンテーション（segmentation）——つまり、画像内の各ボクセル（voxel）に対して病変、骨、歯、修復材料をラベル付けすること——は重要かつ複雑なタスクです。現在、臨床現場では主に手動セグメンテーションに依存しており、これには時間がかかる上、専門知識も必要とされます。セグメンテーションの自動化を実現し、大量の手動ラベル付けデータへの依存を減らすために、研究者たちは口腔解剖学的知識...

膠芽腫治療の改善：画像診断、放射線療法、薬物送達、治療システム 学術的背景 膠芽腫（Glioblastoma, GBM）は最も一般的でかつ最も侵襲性の高い脳腫瘍であり、その予後は極めて不良で、患者の5年生存率は10％未満です。数十年にわたって薬物療法、放射線療法、手術が広く研究されてきましたが、患者の生存期間はわずかに延長されたのみです。現在の標準的な治療法はStupp療法で、手術切除後に放射線療法とテモゾロミド化学療法を組み合わせたものです。しかし、Stupp療法は依然として姑息的治療であり、ほぼすべての患者が治療後に再発します。したがって、より効果的な治療法、特に医療機器の革新を通じて既存の治療法を強化することが現在の研究の焦点となっています。 本論文は、画像技術、放射線療法機器、薬物送...