Nature Neuroscience 最新研究報道：オキシトシンによる呼吸性心拍変動の中枢制御・新規メカニズム 一、研究の背景および学問基盤 心拍の変化は人体の生理・心理状態を反映する重要な指標であり、自律神経系によって精密に制御され、血液ガスの恒常性維持と情動の表現に寄与します。自律性心拍変動（heart rate variability, HRV）は、心臓の健康や神経調節機能を示す代表的なパラメータですが、呼吸周期と密接に関連する部分は呼吸性心拍変動（respiratory heart rate variability, respHRV、また呼吸性洞性不整脈、respiratory sinus arrhythmia, RSA）と呼ばれ、吸気時に心拍数が上昇し、呼気時に下降します。この仕...

心電図自動診断における深層学習の説明性研究 ― Explainable AI に基づく進展の総括 1. 学術的背景と問題提起 心電図（Electrocardiogram, ECG）は、心疾患を診断するための重要な生体信号取得手段として、今日まで百年以上にわたり用いられてきました。近年、人工知能（Artificial Intelligence, AI）および深層学習（Deep Neural Networks, DNNs）技術の急速な発展により、データ駆動型の自動診断アルゴリズムは心電図分野で卓越した性能を発揮し、とりわけ不整脈などの複雑な異常検出において従来法を大きく上回っています。深層学習モデルは信号特徴を自動で学習・抽出できるため、ECG自動解読および診断支援システムの進歩を大きく後押しし...

不均衡な心電図分類における深層表現学習の革新的応用 —— 「Deep Representation Learning with Sample Generation and Augmented Attention Module for Imbalanced ECG Classification」学術ニュースレポート 1. 学術的背景と研究動機 心臓の健康モニタリングは、現代の医療保健分野において極めて重要な地位を占めています。特に遠隔健康監視（Remote Health Monitoring）やIoT（Internet of Things）技術が急速に発展する中、心電図（ECG, Electrocardiogram）は心臓の電気活動を記録するツールとして、常に医師による不整脈（Arrhythm...

一、学術的背景および研究動機 近年、人工知能（Artificial Intelligence, AI）は医療健康分野で大きな進展を遂げています。初期の診断補助、リスク予測から個別化された介入提案まで、AIは医療サービスの質と効率を向上させる重要なツールとなっています。しかし、AIの臨床応用には多くの課題が残されており、その中でも特に顕著なのがモデルの説明可能性（Explainability）と信頼性（Trustworthiness）です。AI システムが臨床意思決定支援（Clinical Decision Support Systems, CDSS）に用いられる際、医療従事者や患者はAIがどのように推論を行ったのか、その推論が既存の医学知識と合致しているか、いわゆる「ブラックボックス」ではな...

心不全心室筋細胞におけるカルシウム活性化カリウムチャネル（SKチャネル）の再分極過程への影響――計算モデルにもとづく研究 研究の背景と学術的意義 心不全（heart failure, HF）は、心臓の電気生理学的および収縮機能が全面的に悪化する、重篤かつ一般的な心疾患である。この病的状態は、心臓のポンプ機能低下を引き起こし、身体の生理的・代謝的ニーズを満たすことができなくなるだけでなく、他の代謝性または心疾患を随伴することが多い。なかでも心房細動（atrial fibrillation, AF）は最も一般的であり、とくに射出分画低下型心不全患者に房細動が併存した場合は、死亡リスクがさらに高まることが知られている。したがって、心不全状態における心臓の電気生理特性およびその調節機構を深く理解する...

単一センサーによる振動心動図で多モダリティ心血管波形を生成 背景紹介 心血管疾患（Cardiovascular Disease, CVD）は、世界でもっとも罹患率・死亡率が高い疾患の一つとして、毎年億単位の患者に影響を与え、世界の医療システムに巨大な負担をもたらしています。文献によれば、CVD関連医療費は毎年数十億ドルに達し、患者の生産力や生活の質にも大きく影響しています。高血圧、糖尿病、肥満、座業的なライフスタイルなどのリスク要因が広範に存在し、CVDの予防・管理はますます困難になっています。 早期発見・早期介入はCVD管理効率の向上と重篤な心血管イベントの減少にとって極めて重要であり、これによりウェアラブル健康モニタリング技術が注目を集めています。日常的に心臓生理パラメータをモニタリング...