脳インスパイア型低エネルギー生成モデル——Spiking Diffusion Models研究評述 背景概説 近年、人工知能分野で多くの先端技術が登場しており、その中でも深層生成モデル（Deep Generative Models, DGMs）は画像やテキストなどのデータ生成において顕著な能力を示しています。しかし、これらの生成モデルは人工ニューラルネットワーク（Artificial Neural Networks, ANNs）を骨格ネットワークとして依存しており、計算リソースとメモリ消費に高度に依存する特性が大規模応用における消費エネルギー問題を顕著化させています。一方で、約20ワットの消費電力で動作する人間の脳と比較して、ANNsのエネルギー効率は明らかに及びません。この点がより高エネル...

血漿循環ヌクレオソームおよびがん遺伝子タンパク質の単分子検出システムを用いたびまん性中線神経膠腫の診断およびモニタリングの応用 研究の背景および問題の概要 びまん性中線神経膠腫（Diffuse Midline Glioma、DMG）は、極めて侵襲的で致命率の高い脳腫瘍であり、主に小児に発生します。この種の腫瘍は、視床、橋、小脳、脊髄など、中線構造に位置する部分で発生することが多いです。その特殊な位置のため、侵襲的な生検手術のリスクが高く、診断とモニタリングの多くは磁気共鳴画像法（Magnetic Resonance Imaging、MRI）などの画像診断手段に依存しています。しかし、従来の画像診断では、治療の指針を十分に提供したり、病状の進行を正確に判断したりすることが困難です。例えば、MR...

背景紹介 白内障手術や水晶体交換手術の普及に伴い、人工水晶体（intraocular lens, IOL）の光学性能は術後患者の視覚品質において重要性を増しています。臨床的な視覚性能（視力や焦点範囲など）の予測は眼科分野における重要な研究テーマとなっており、特に異なる設計のIOLを議論する際には、その光学性能が瞳孔サイズの変化によって異なる可能性が注目されています。しかし、現在の既存の予測モデルは固定された瞳孔サイズを前提としており、実際の臨床応用におけるこの重要な変数を無視しています。 近年、標準化されたプロセス（例: ANSI Z80.35-2018およびISO 11979-7:2024）が単眼デフォーカス曲線（monocular defocus curve）を導入し、IOL（例: 延長...

赤血球沈降および外部磁場の影響に関する三次元モニタリング研究：科学の新たな視点 背景および研究目的 現代社会において電子機器の普及に伴い、人々の生活環境はますます多くの外部磁場（Magnetic Fields, MFs）の影響を受けるようになっています。しかし、これらの磁場が生体、特に血液中の赤血球（Red Blood Cells, RBCs）の挙動に与える潜在的な影響について、科学界ではまだ包括的な理解が確立されていません。赤血球は酸素の運搬に不可欠であり、その形状とサイズは最も狭い血管を容易に通過して、体内の組織や臓器に効率的に酸素を供給することを可能にしています。身体の炎症や他の病態を評価する指標として、赤血球沈降率（Erythrocyte Sedimentation Rate, ES...

術中偏光イメージングを利用した末梢神経の識別支援：最前線の研究 末梢神経は人体の感覚と制御ネットワークにおいて極めて重要な役割を果たしており、その完全性と正常な機能は私たちの生活の質にとって不可欠です。しかしながら、手術中の偶発的な末梢神経損傷は少なくなく、これに起因する機能障害や痛み、不良な手術予後のリスクが存在します。解剖学的に複雑な部位（例: 手部、手首、首）では、末梢神経と他の組織が密接に分布しており、手術中に神経を他の組織と明確に区別することが難しいため、神経損傷のリスクが高まります。現在のところ、外科医は主に術前の画像診断技術（MRIや超音波など）および個人の臨床経験に頼り、術中の末梢神経損傷を回避しています。しかし、これらの手法は小さな神経の識別に限界があり、術前画像もまた静的...