博士ニートまとめ

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    カテゴリ:科学 > 脳科学

    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。

    【【医学/薬学】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】の続きを読む

    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/
    【【脳神経学】脳は組織が切断されていてもワイヤレスで接続する可能性がある】の続きを読む

    1: しじみ ★ 2019/02/23(土) 11:48:19.54 ID:CAP_USER
    誰も脳の配線図を理解していなかったが、コネクトームと呼ばれる脳の構造を代数的位相幾何学で理解できることが判明した。

    人間のコネクトーム(白質の構造で基本的には脳の配線図といってよい)は、脳の異なる部分間をつなぐリンクのネットワークだ。リンクは、灰白質を構成する神経細胞体を接続する神経細胞「軸索」の突起の束である脳の白質によって図式化する。

    脳に関する従来の見解では、灰白質が主に情報処理や認知に関与し、白質は脳の異なる部分間で情報を送信している、とされてきた。

    白質の構造はあまり理解されてないが、いくつかの高度なプロジェクトによる研究で、コネクトームは当初考えられていたよりもずっと複雑だとわかってきた。人間の脳には、1014のシナプス結合で接続された1010ものニューロンがある。リンク同士の接続を図式化するのはもともと難しい上に、ネットワーク構造が画像解像度に依存するので、さらに難しくなっている。

    構造を研究することで、白質は学習や脳の活動調整で重要な役割を果たしている証拠も出てきた。しかし、この役割が構造にどう結び付いているかは正確にはわからない。
    https://www.technologyreview.jp/wp-content/uploads/sites/2/2016/08/neural-cycles.jpg

    したがって、白質の構造をさまざまなスケールで理解することは神経科学の大きな課題である一方、適切な数学的ツールの欠如が、研究の進展を妨げていた。

    しかし今日、この状況は代数的位相幾何学のおかげで変わろうとしている。神経学の研究者が徐々にだが初めて、代数的位相幾何学の価値を理解し始めている。従来、代数的位相幾何学は、空間や形状を分類するための「数学的な探求」だったが、ペンシルベニア大学のアン・サイズモア研究員(準計算機生物学者)などによるチームは、代数的位相幾何学がどのようにコネクトームの理解に革命をもたらすかを示した。

    学問的探求において、代数的位相幾何学者は、異なるスケールで位相空間での対称性を見つけるという、試練を設定する。

    数学において、対称性とは、視点を変更しても不変であることだ。たとえば正方形は90度回転しても形状が変わらない。これが対称性のひとつのタイプだ。

    中でも、コネクトームを理解する上では、さまざまなスケールでも対称性を保つ数学的構造「永続的な相同性」の探求が重要だとわかってきた。

    神経学者は、特定の認知機能は、脳全体に分散されているさまざまな神経ノードを利用することにずっと気付いていた。コネクトームプロジェクトの中心的な疑問の1つは、これらのノードが白質でどう接続されているかだ。

    神経学者が白質繊維を研究する方法は、繊維の長さに沿って、どう水を拡散するかを観察することだ。拡散経路は、「拡散スペクトルイメージング」によって明らかにでき、白質の構造を理解できる。

    詳細に調べるため、サイズモア研究員は8人の健康な成人の脳を測定した。これにより、すべての脳に同じ構造を探せた。チームは特に、聴覚系や視覚系、接触、圧力、疼痛に関する体性感覚システムなど、認知システムに関わる脳の83の異なる領域間のリンクを観察した。

    こうして配線図を構築したサイズモア研究者のチームは、構造の研究に代数的位相幾何学の手法を適用することで、いくつかの重要な洞察が生まれた。

    まず特定のノードのグループは、グループ内の各ノードが他のすべてのノードに接続された「すべての対全接続している」状態でクリークと呼ばれる構造を形成していることが明らかになった。認知システムのすべては、異なる数のノードを含むのクリークで構成されている。

    しかし、分析により、もうひとつの重要な位相構造のグループが明らかになった。この位相構造は「サイクル」と呼ばれる閉じたループで、最初のノードが次のノードに接続し、その次のノードがまた次のノードに接続していき、最後のノードは最初のノードに接続してサイクルが閉じている。

    サイクルによって、脳の周りに情報を伝える神経回路が形成され、フィードバックループが、おそらく記憶の形成と動作の制御に作用する。サイズモア研究員は、この分析が、異なるサイズのサイクルの広い範囲を明らかにしたという。

    クリークは、大脳皮質のような脳の特定の部分内に存在する傾向があるが、サイクルは、異なる機能を持つ大きく異なる領域を連結しながら、さまざまな領域にまたがって存在する。


    https://www.technologyreview.jp/s/6971/how-the-mathematics-of-algebraic-topology-is-revolutionizing-brain-science/
    続く)
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    1: しじみ ★ 2019/02/16(土) 13:27:06.81 ID:CAP_USER
    冬にぬくぬくした部屋で食べるアイスクリームは格別ですが、アイスクリームやかき氷などを勢いよく食べた後にキーンと頭が痛くなる「アイスクリーム頭痛」は、実は医学的に使われている用語。このアイスクリーム頭痛はなぜ起こるのか?ということについて、タフツ医療センターの神経科学者で頭痛の専門家でもあるStephanie Goldberg氏が解説しています。

    What Is Brain Freeze?
    https://www.livescience.com/64131-brain-freeze.html

    アイスクリーム頭痛は正式にいうと「Cold stimulus headache(寒冷刺激による頭痛)」で、性別や年齢を問わず、冷たいものを食べた人が多く経験する症状のことを指します。医学的には、なぜアイスクリーム頭痛が起こるのかは明かされていません。アイスクリーム頭痛のトリガーとなるのは「温度」であり、「冷たいものを急いで食べる」といった内部トリガーだけでなく、極寒の外へ帽子なしで出かけるといった外部トリガーによってでも頭痛は発生します。極端に冷たい食べ物や空気が口蓋あるいは喉の奥にあたると、温度に敏感なこれらの部分の血管や刺激されることになるためです。

    2012年に発表された小規模な研究では、アイルランド国立大学ゴールウェイ校とハーバード大学医学部の研究者らが、13人の被験者に対して意図的にアイスクリーム頭痛を起こして体の変化を観察しました。この実験では、被験者の目の裏、脳の中央に位置する前大脳動脈の血流が突然増加することが示されており、これがアイスクリーム頭痛の原因ではないかと考えられました。増加した血流をコントロールしようと血管が収縮するために痛みが発生する可能性があるわけです。

    「脳は体の中で最も重要な器官の1つで、常に動く必要のあるものです。温度に対して非常に敏感な脳は、血管を拡張することで組織の中に血液を入れ、温度を保とうとしているのだと考えられます」とハーバード大学医学部のJorge Serrador氏は述べています。血液の流入自体はアイスクリーム頭痛を説明するものではないのですが、頭蓋骨内が圧迫されることで痛みが誘発される可能性があるそうです。そして脳に対する圧が増し温度が上がると、それが危険なレベルに達しないように血管が収縮して圧を小さくしようとするのだと研究者は考えています。

    また、別の仮説として、脳神経の1つである三叉神経が寒冷な刺激によって活性化させられる可能性も考えられています。三叉神経が活性化すると頭の中にある血管が瞬間的に収縮し、その後拡張します。この結果、痛みが起こることも考えられるとGoldberg氏は述べています。寒冷刺激がなくなると血管は通常のサイズに戻るため痛みは消え去ります。いずれにせよ頭痛の原因は脳ではなく血管にあるため、アイスクリーム頭痛は永続的なダメージを与えたり、命を脅かしたりすることがないわけです。

    ◆アイスクリーム頭痛の症状とは?

    アイスクリーム頭痛の症状は以下の通り。

    ・冷たさにさらされると即座に痛みが発生し、30~60秒ほどで痛みがピークに達すること
    ・強烈な、刺すような痛みが前頭あるいは側頭にあること
    ・痛みが始まってから数秒から数分で痛みが消えること

    口蓋や喉の奥、鼻を通して冷たいものが三叉神経を活性化すると、この情報が脳全体に中継されるため、痛みは口や鼻ではなく頭に起こります。通常、アイスクリーム頭痛は前頭部で起こるものが最も強烈で、それが側頭部、後頭部に広がっていくとのこと。この時の痛みは「うずくような痛み」「刺すような痛み」と描写されることもあれば、偏頭痛持ちの人は「拍動痛」と表現することもあります。偏頭痛持ちの人はアイスクリーム頭痛を起こしやすい傾向があることを示す研究は複数あり、これは、偏頭痛持ちの人は三叉神経が敏感であり寒冷刺激によって三叉神経が活性化されやすいためだとGoldberg氏は説明しています。

    ◆アイスクリーム頭痛を防ぐには?
    Goldberg氏によると、アイスクリーム頭痛は特に治療を必要としないものですが、一方で防ぐことも難しいものとのこと。もちろん、冷たいアイスクリームを避けることは予防方法になりえますが、アイスクリーム頭痛を防ぐためにアイスクリームを食べないという手段をとる人は少ないはず。そこで取り得る方法として、とにかくゆっくり食べること、そしてアイスクリームなどを口蓋から遠ざけることが示されています。このほか、アイスクリーム頭痛が始まったら温かいお湯をゆっくりと飲むことや、舌を丸めて口蓋の温度に敏感な部分に当てて温めることなどを推奨している人もいるとのことです。

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    https://gigazine.net/news/20190216-icecream-headache/
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