以下は、「Visual Experience Reduces the Spatial Redundancy between Cortical Feedback Inputs and Primary Visual Cortex Neurons」をテーマにした研究報告の日本語訳です。 背景および研究の動機 視覚認知は、外部の知覚の処理と高次認知のフィードバック統合を含む複雑なプロセスです。現在の研究では、高次皮質領域からのフィードバックが特定の状況や予測に基づいて、初級視覚皮質の神経活動を調整できることが指摘されています。視覚知覚は、多層の処理とフィードバックを含む階層的ネットワークによって実現されると考えられていますが、異なるレベル間の情報統合とその実際のメカニズムはまだ完全には理解されていま...

人工呼吸器患者における筋弛緩横紋筋タンパク質が横隔膜筋力低下に与える影響 背景 集中治療室(ICU)で人工呼吸器管理を受けている患者では、横隔膜の収縮力低下が一般的な問題となっている。これにより、人工呼吸器からの離脱が困難になり、死亡率の上昇や莫大な経済的負担が生じている。動物実験では薬物介入の有効性が示唆されているものの、その分子メカニズムについての理解は不完全であり、現時点で有効な治療法は確立されていない。研究者らは、人工呼吸器管理を受けるICU患者の約80%が離脱時に横隔膜機能障害を呈することを明らかにしており、従来はこれが横隔膜萎縮によるものと考えられてきたが、半数以上の患者で萎縮は認められないことから、他の要因が関与している可能性が指摘されている。 研究紹介 本研究論文は、Marl...

“筋萎縮性側索硬化症患者における特異的な神経興奮性パターンの再検討” 学術的背景 筋萎縮性側索硬化症（Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS）は、中枢および末梢運動ニューロンの進行性喪失を特徴とする破壊的な神経変性疾患です。この疾患は臨床的および遺伝的に異質性を示しますが、軸索の過興奮性は一般的に観察される現象であり、神経変性過程の初期の病態生理学的ステップと考えられています。したがって、軸索の過興奮性をもたらすメカニズムとその患者の臨床特性との関係を解明することが非常に重要です。末梢神経の興奮性測定値は神経興奮性記録から直接得られますが、その生物物理学的基礎を推測するのは困難です。数学モデルはこれらのデータの解釈に役立ちますが、グループ平均の記録にのみ信頼性が...

がんは世界的に重要な公衆衛生問題であり、その複雑な病理過程と多様な表現形態は常に研究の焦点となっています。多くの研究により、酸塩基平衡の乱れがんの発生と進行に重要な役割を果たすことが示されていますが、そのメカニズムはまだ完全には解明されていません。「Acid–base homeostasis and implications to the phenotypic behaviors of cancer」と題されたこの研究では、著者らはシステム生物学的アプローチを用いて、酸塩基平衡とがんの表現型行動の関係を探っています。 研究背景 酸塩基平衡（acid-base homeostasis）はすべての生細胞が正常な生理機能を維持するために重要な特性です。細胞内のpH値（略してphi）と細胞外のpH値...

タンパク質構造予測：課題、進歩、および研究パラダイムの変化 タンパク質構造予測は、生化学、医学、物理学、数学、コンピューターサイエンスなど多分野の研究者を引きつける重要な学際的研究課題です。研究者たちは同じ構造予測問題を解決するために様々な研究パラダイムを採用しています：生化学者と物理学者はタンパク質フォールディングの原理を解明しようとしています；数学者、特に統計学者は通常、与えられた目的配列のタンパク質構造の確率分布を仮定することから始め、最も可能性の高い構造を見つけます；一方、コンピューターサイエンティストはタンパク質構造予測を最適化問題として捉え、最低エネルギーを持つ構造コンフォメーションを見つけるか、予測構造と天然構造の間の差異を最小化しようとします。最近では、深層学習もタンパク質構...