博士ニートまとめ

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    カテゴリ:科学 > 脳科学

    1: 朝一から閉店までφ ★ 2020/02/13(木) 19:38:54.13 ID:CAP_USER
    高精度の配線によって実現される神経回路演算
    ~人工知能に実装されていない新たな脳内アルゴリズムの発見~ 

    研究成果

    薬学系研究科・薬学部
    掲載日:2020年2月13日

     大学院薬学系研究科の石川智愛大学院生、池谷裕二教授らは海馬ニューロンが受けるシナプス入力を大規模に可視化することで、近傍のシナプスが特定の順番で反復入力(シークエンス入力)を受けることを発見しました。本研究成果は2020年2月12日付でScience Advances誌(オンライン版)に掲載されました。

    発表概要

     脳は多数のニューロンにより構成され、さまざまな情報はニューロンの組み合わせとその活動パターンでコードされると考えられています。こうした活動は発火シークエンスとして知られ、記憶や学習を始めとする高次機能の発揮に不可欠であると考えられていますが、シナプスレベルでどのように伝達されるのかに関しては明らかになっていませんでした。
    今回、薬品作用学教室では、当研究室で開発した大規模スパインイメージング法をさらに改良し、発火シークエンスが高頻度に観察されるsharp wave rippleと呼ばれる脳波の発生時のシナプス入力を大規模に可視化しました。その結果、sharp wave ripple発生時には特定のスパインが特定の順番で入力を受けるシークエンス入力の存在を発見しました。さらに、シークエンス入力を受けるスパインは空間的に近接した位置に存在することも明らかにしました。
     本研究は、「シークエンス入力という情報演算の最小基本単位により、ニューロンの発火タイミングを制御する」という新たな情報処理アルゴリズムを提示するものです。今後、シナプス入力の時空間パターンという観点から発火シークエンスの制御機構に迫ることで、脳高次機能の解明につながると期待されます。

         ===== 後略 =====
    全文は下記URLで
    https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/ja/press/z0111_00015.html
    【高精度の配線によって実現される神経回路演算 ~人工知能に実装されていない新たな脳内アルゴリズムの発見】の続きを読む

    1: 朝一から閉店までφ ★ 2019/09/10(火) 21:45:04.38 ID:CAP_USER
    2019.09.08 SUN 18:00

    脳は特定の対象物に特化した脳領域を発達させていることがあるが、これはポケモンプレイヤーたちにも言えるらしい。ある研究によると、子どものころ熱心に任天堂の「ポケットモンスター」シリーズをプレイしていた人たちは、数百種のポケモンを区別するのに特化した独自の脳領域を発達させているというのだ。

    TEXT BY JENNIFER OUELLETTE
    TRANSLATION BY TOMOYUKI MATOBA/GALILEO

    →ARS TECHNICA(US)

    https://youtu.be/kEIuQRHElcQ


    VIDEO BY STANFORD UNIVERSITY

    子どものころ熱心にポケモンをプレイした人たちは、数百種のポケモンを区別することに特化した独自の脳領域を発達させている──。そんな論文が、2019年5月に学術誌『Nature Human Behavior』に掲載された。

    ヒトがさまざまな視覚刺激の情報処理に優れていることは、よく知られている。わたしたちは顔、単語、数、場所、色といった情報を、耳のすぐ裏の側頭葉にあるひとまとまりの脳領域で認識しているのだ。エンドウマメくらいのサイズの小さなニューロンの塊であるこの部位は、年齢や性別、人種に関係なく、ほとんどの人で同じ位置に現れる。

    なかには「ジェニファー・アニストン・ニューロン」(あるいは「おばあちゃん細胞」)と呼ばれるものもある。これはカリフォルニア大学ロサンジェルス校の神経科学者が2005年の研究で発見したもので、その主な役割は、女優であるアニストンの姿を認識することだとされている。同様のニューロンが、ビル・クリントン元大統領、女優のジュリア・ロバーツやハル・ベリー、プロバスケットボール選手のコービー・ブライアントといった著名人に対しても存在するという。

    「1990年代が実験の下準備をしてくれていた」

    「ポケモン論文」の筆頭著者であるジェシー・ゴメスは、「このようなニューロンが脳のこの部分に存在する理由は、いまも謎なのです」と語る。ゴメスはカリフォルニア大学バークレー校の博士研究員で、実験当時はスタンフォード大学の大学院生だった。

    この謎を解き明かし、いくつかの対立仮説のうちどれが正しいかを判断する方法のひとつは、幼少期に新たなタイプの視覚刺激に接した経験のある人たちを研究することだろう。もしこうした人々が、新たなカテゴリーの事象を認識するために特化した脳領域を発達させていたなら、脳がどのように自己組織化を行うかに関する有益な洞察が得られるはずである。

    ただし、ひとつ問題がある。新たな視覚刺激が及ぼす効果を測定するには、実験準備に膨大な時間を費やす必要があるのだ。

    しかし、「1990年代が、すでに下準備をしてくれている」ことにゴメスは気づいた。「わたしはポケモン世代です。このゲームでは何百種類もの似たようなキャラクターを区別することが、子どもたちにとってプラスに作用します」

    さらに好都合なことに、ポケモンがプレイされる時期の多くは子ども時代で、脳の可塑性と経験への反応性がことさら強い「臨界期」にあたる。幼少期のゴメス自身のように、かつてポケモンに夢中になった人は、その経験に応じて新たな脳部位を発達させているかもしれないとゴメスは考えた。

    そこでゴメスは、この仮説を検証するため、萌芽研究の助成金に応募した。
         ===== 後略 =====
    全文は下記URLで
    https://wired.jp/2019/09/08/brain-region-for-pokemon-characters/
    【【脳科学】幼少期にポケモンにはまった人は、脳に「特化した領域」が出来ている:研究結果 】の続きを読む

    1: 一般国民 ★ 2019/07/03(水) 01:20:34.23 ID:CAP_USER
    見た目が人間に近づくと嫌悪感が高まる「不気味の谷現象」を引き起こす脳の領域が明らかに
    https://gigazine.net/news/20190702-uncanny-valley-neural-mechanisms/
    2019/7/2
    GIGAZINE

    ■■ソース画像閲覧注意!(一部に怖く感じる画像があります)

     絵画やロボットなどの人間ではないものを人間に似せて作る際、その再現度が高くなればなるほど人間は高い好感度を感じるようになります。
     しかし、人間に似過ぎてくると、ある一定のラインから違和感や恐怖感、
     薄気味悪さのようなものを感じるようになることが調査により明らかになっており、これを
      「不気味の谷現象」
     と呼びます。
     この不気味の谷を越えることが人間に似せたロボットなどにおける大きな課題だったのですが、
     最新の研究により
      「なぜ不気味の谷現象が起こるのか?」
     ということについての新しい知見が明らかになっています。

    ■■中略

     技術が向上するにつれ、本物の人間そっくりのロボットや3DCGによるモデルなどが作成されるようになっています。
     しかし、作成された人間そっくりなものが不気味の谷を越えることができなければ、
     人々に嫌悪感や薄気味悪さを感じさせることとなります。
     アーヘン工科大学のAstrid Rosenthal-von der Putten教授は、
      「人間の形や行動に似ているということは、長所と短所の両方になり得ます」
     と語り、人間によく似たものは不気味の谷というリスクを抱えることになると指摘しています。

     不気味の谷現象を提唱したのは、ロボット工学者の森政弘博士です。
     1970年に提唱されたこの現象は、日本語の「不気味の谷」から「Uncanny Valley」と翻訳されるようになったとのこと。

     そんな不気味の谷現象に関する最新の研究論文が、科学誌のJournal of Neuroscienceに掲載されました。
     研究はイギリスとドイツの神経科学者や心理学者が行ったもので、
     不気味の谷現象が起こる際に脳内で起こるメカニズムを識別したとしており、
     リアルな人間に似せたロボットやCGに対する人々の反応を改善する第一歩となる可能性を秘めています。

      「神経科学者にとって、『不気味の谷現象』は興味深い現象です。
       これは最初に与えられた感覚入力(視覚情報など)、例えばロボットの写真のようなものを人間と感じるのか、
       それとも非人間と感じるかを判断する神経メカニズムの存在を暗示しています。
       この情報は好みを決めるための別の評価システムにも使用されていると考えられます」
     と語るのは、ケンブリッジ大学の生理・発達・神経科学部門の講師であるファビアン・グラベンホルスト博士。

     不気味の谷現象が生まれる際に働く神経メカニズムを調査するために、
     研究チームはfMRIを用いて2つの異なるテストを行うことで、21人の被験者の脳パターンを調べています。

     最初のテストでは被験者に人間やロボットなどの写真を多数見せ、それらに対する好感度および
      「どの程度人間らしく感じるか?」
     を評価してもらいました。2つ目のテストでは、被験者に対して写真で見た人間やロボットの中で、
      「どれなら自分用の贈り物を選んでもらっても許容できるか?」
     を判断してもらったそうです。
     2つのテストの間に被験者の脳活動を測定することで、
     研究者たちはどの脳の領域が不気味の谷現象のような感覚を生み出すのかを識別したわけ。

     研究によると、視覚情報を処理する視覚野に近い一部の脳領域が、
     「人間らしさ」に関する脳の信号を生み出していることが明らかになっています。

     さらに、脳の前頭前皮質と呼ばれる領域の一部で、不気味の谷現象につながる別の活動が観測されています。
     なお、これまでの研究では、前頭前皮質はあらゆる種類の刺激を判断するシステムを持った領域であるとされており、
     例えば「心地よい感触」のような社会的刺激の報酬価値を示す領域とされてきました。

     研究によると、内側前頭前皮質の2つの異なる箇所が不気味の谷現象にとって重要な働きを担っているとのこと。
     2つのうち1カ所は、「人間らしさ」に関する脳の信号を「人間を検出した(人間と判断した)」という信号に変換するそうで、
     もうひとつの箇所(前頭前皮質腹内側部)は「人間らしさ」に関する信号を好感度評価と統合するそうです。
     この2つの働きにより、人間に似たものを見た際に人間を見たのかそれとも非人間を見たのかを識別し、
     それがそのまま好感度評価にも直結するというわけ。

    ■■続きはソースをご覧ください。
    【【脳科学】見た目が人間に近づくと嫌悪感が高まる「不気味の谷現象」を引き起こす脳の領域が明らかに】の続きを読む

    1: 一般国民 ★ 2019/06/26(水) 11:12:24.03 ID:CAP_USER
    高齢者の認知症リスク、抗コリン剤処方で50%近く上昇 英研究
    https://www.cnn.co.jp/fringe/35138980.html
    2019.06.25 Tue posted at 12:44 JST
    CNN

     (CNN) 抗うつ薬やぼうこう炎などの治療薬として使われる抗コリン剤と、認知症のリスク増大との強い関係を指摘する研究が、24日の米医学誌JAMAに掲載された。

     英ノッティンガム大学の研究チームは、抗うつ薬や、ぼうこう炎、精神疾患、てんかんなどの治療薬に使われる抗コリン剤と、認知症との関係について調査した。
     その結果、抗コリン剤を処方されていた人は、1日量の合計が10年間で1095回を超えると、処方されなかった人に比べて認知症のリスクが50%近く増大することが分かった。
     これは高齢者が強い抗コリン薬を3年以上にわたって毎日服用した量に匹敵する。

     強い抗コリン剤と認知症のリスクについては以前から関係が指摘されているが、今回の研究では一層強い関係が示されたと研究チームは解説する。

     一方で、
      「こうした抗コリン剤が認知症を引き起こすのかどうかについて、確固たる結論を引き出すことはできない」
     と述べ、抗コリン剤を服用している患者が、医師に相談せずに服用をやめることは勧めないとした。

     今回の研究では、55歳以上の英国人28万4343人について2004~16年のデータを分析し、処方薬と認知症との関係を調べた。
     特に処方されることの多い抗コリン剤は、抗うつ薬のほか、目まいや乗り物酔いや嘔吐(おうと)の治療薬、過活動ぼうこう炎などの治療薬だった。

     認知症と診断されていたのは5万8769人。抗コリン剤を服用している人と服用していない人を比べると、
     認知症リスクは少量の副用の場合で1.06倍、量が多い場合は1.49倍になることが分かった。

     因果関係は証明されていないものの、
      「もし因果関係があったとすれば、認知症の約10%は抗コリン剤に起因していることになる」
     と研究チームは解説している。

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    1: 名無しさん@涙目です。(dion軍) [CN] 2019/04/02(火) 18:12:21.11 ID:rkyKi9vv0● BE:448218991-PLT(14145)
    塩野義製薬は、発達障害をスマートフォンやタブレット端末のゲームなどを通じて治療する
    「デジタル薬」と呼ばれる治療アプリの販売に参入する。発達障害の一種である注意欠陥多動性障害
    (ADHD)向けなどを想定しており、アプリでは障害物を回避するなどの操作を通じて脳を活性化することで
    症状を改善する。医療機器として承認を得て、数年内に日本と台湾で販売する方針だ。

     治療アプリは米国のベンチャー企業が開発したもので、塩野義はすでに日本などでの販売権を取得。
    同社のように国の承認を得て販売を目指すのは珍しい。
    (共同)
    https://www.tokyo-np.co.jp/s/article/2019040201002196.html
    【ADHDがデジタル薬で治る つまり治療アプリでゲームをすれば治る 】の続きを読む

    1: しじみ ★ 2019/02/20(水) 16:17:47.94 ID:CAP_USER
    マウスの脳を使った実験で、脳の組織が切断されていても1つのニューロンから別のニューロンへ、ワイヤレスに接続できる可能性が示されました。これまでに確認されていない全く新しい方法で脳がコミュニケーションを取っていると研究者はみています。

    Slow periodic activity in the longitudinal hippocampal slice can self‐propagate non‐synaptically by a mechanism consistent with ephaptic coupling - Chiang - 2019 - The Journal of Physiology - Wiley Online Library
    https://physoc.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1113/JP276904

    Discovering a new form of communication in the brain The Daily
    https://thedaily.case.edu/discovering-a-new-form-of-communication-in-the-brain/

    Neuroscientists Say They've Found an Entirely New Form of Neural Communication
    https://www.sciencealert.com/neuroscientists-say-they-ve-found-an-entirely-new-form-of-neural-communication

    これまで、ニューロンは「シナプス伝達」「軸索輸送」「ギャップ結合」という3つの方法でコミュニケーションを取っていると考えられてきました。一方、科学者たちは多くのニューロンが一斉に発火すると弱い電場が発生することを脳波測定で観察してきましたが、この活動は非常に小さいため神経活動にはあまり影響しないと考えられてきました。しかし、医用生体工学の研究を行うDominique Durand教授らは、電場によって脳がこれまで知られていなかった方法でコミュニケーションを取っている可能性を示しました。

    「私たちはまだ、この発見の『だから何?』という部分を理解していません。しかし、これは脳における全く新しいコミュニケーションの方法であるという事実にとても興奮しています」とDurand氏は述べています。

    Durand氏らの研究チームが行ったのはin vitro、つまり試験管内などの条件下で行う実験です。マウスの頭部から抽出した海馬をスライスして脳波を観察したところ、ゆっくりした脳波の周期的活動が電場を発生させていたとのこと。この電場は隣接する細胞を次々に活性化させ、シナプスを介した化学物質の伝送やギャップ結合を行わない神経系のコミュニケーションを構築していたそうです。

    驚くべきことは、脳の組織が切断されていてもこのコミュニケーションが成立するということ。スライスされた2つの脳の断片を物理的に隣接させた状態で置いていても、電場はニューロンを活性化させたそうです。「2つにスライスされた組織は再びくっつけられましたが、顕微鏡で観察したところ、そこには明かな隙間がありました」と研究者は述べています。

    Durand氏らの発表した研究結果は、一般人にはにわかには信じられない内容ですが、The Journal of Physiologyの審査委員会も同じで「論文を掲載するためにはもう一度実験を完了させる必要がある」と述べたそうです。Durand氏らは審査委員会に従い慎重に実験を繰り返しましたが、やはり、結論は同じでした。

    眠っている人間の海馬や大脳皮質でも脳波が比較的ゆっくりになりますが、なぜこのようなことが起こるのかは今だにはっきりしていません。Durand氏は「このような脳波は長年知られてきましたが、誰もその機能について正確に知らず、それらが自発的に伝播するとは考えていませんでした」「私は海馬という脳の小さな一部分を40年にわたって研究してきましたが、今回の発見は驚くべきものです」と語っています。マウスの脳で確認された新しい形のコミュニケーションが人間の脳でも同様に行われているのかどうかを理解するには、今後多くの研究が必要ですが、同様のコミュニケーションが人間の脳でも発見される可能性はあると研究者はみています。

    GIGAZINE
    https://gigazine.net/news/20190220-discovering-new-form-brain-communication/
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