電極呼吸するGeobacter sulfurreducensバイオフィルムによるパラジウムナノ粒子の合成 研究背景 現代の産業および環境科学において、パラジウム（Pd）は重要な触媒として、製薬、農業、化学工業などで広く利用されています。しかし、従来のパラジウムナノ粒子（Pd NPs）の合成方法は、高エネルギーを消費する化学的および固相合成技術に依存しており、これらの方法はコストが高く、有害な化学廃棄物を生成するという問題があります。そのため、より持続可能で環境に優しいパラジウムナノ粒子の合成方法の開発が重要な研究課題となっています。 近年、電活性微生物（例えばGeobacter sulfurreducens）は、有機電子供体を酸化し、外部の固体鉱物や電極表面に電子を伝達する能力があるため、注...

β-シートフィブリル化ペプチド駆動型超分子ハイドロゲルを用いた糖尿病創傷治癒の促進 学術的背景 糖尿病創傷治癒は世界的な健康問題であり、糖尿病患者は高血糖による微小血管障害や免疫機能障害のため、創傷治癒プロセスが著しく阻害されることが多い。従来の治療法、例えばコラーゲンや成長因子の使用は一定の効果があるものの、タンパク質が外部環境で不安定であり、急速に分解されるため、治療効果が限られている。そのため、タンパク質を安定して送達し、創傷治癒を促進する新たな材料の開発が研究の焦点となっている。 超分子ハイドロゲルは非共有結合の特性により、タンパク質の生物活性を維持しながらその安定性を向上させることができるため、糖尿病創傷修復の理想的なプラットフォームとなっている。本研究では、β-シートフィブリル化...

長白ラットの嗅覚行動と神経生理学的性差に関する研究 学術的背景 嗅覚は多くの種の生存と繁殖において重要な役割を果たしています。研究によると、雌性個体は一部の嗅覚行動において雄性よりも鋭敏であることが示されています。例えば、人間の女性は嗅覚閾値、匂いの識別および識別能力において男性よりも優れています。マウスでは、雌性個体の嗅球（olfactory bulb, OB）が匂い刺激に対してより速く反応し、関与する嗅小球（glomeruli）の数も多いことが報告されています。しかし、嗅覚システムにおける性差の神経生理学的メカニズム、特に嗅球振動（olfactory bulb oscillations）に関連する研究はまだ限られています。本研究は、行動学および電気生理学的手法を用いて、長白ラット（Lon...

霊長類網膜におけるミジェット神経節細胞受容野構築の計算モデル研究 学術的背景 霊長類網膜におけるミジェット経路（midget pathway）は、視覚システムにおける高空間分解能と色知覚の基盤である。この経路の重要な特徴の一つは、受容野の中心-周辺組織（center-surround organization）であり、受容野中心領域の反応が周辺領域の反応によって拮抗される。この現象は広く研究されているが、未解決の2つの重要な問題が残っている。まず、周辺領域の反応は主にまたは完全に水平細胞（horizontal cells）が光受容体（cones）に対して行う負のフィードバックによるものであり、これは一般的な「ガウス差分モデル」（difference of gaussians, DOG）が示唆...

脳内の相関変動性が高度に非最適な感覚符号化を引き起こす 学術的背景 脳は神経集団の活動を通じて世界を認識しますが、感覚符号化の計算目標が感覚刺激の識別をサポートするためなのか、あるいは感覚世界の内部モデルを生成するためなのかはまだ明確ではありません。実験では、神経集団内の相関変動性（ノイズ相関）が普遍的に観察されており、多くの研究が相関変動性が感覚符号化の識別能力を向上させると示しています。しかし、これらの研究は相関変動性が識別的な感覚符号化にとって最適かどうかを検討していません。もし感覚符号化の計算目標が識別的なものであるならば、相関変動性はその目標をサポートするために最適化されるべきです。本研究では、2つの新しいゼロモデルを開発し、神経集団内の相関変動性が識別的な感覚符号化にとって最適か...