理系にゅーす

理系に関する情報を発信! 理系とあるものの文系理系関係なく気になったものを紹介します!

スポンサーリンク

刺激

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2018/10/25(木) 17:10:08.49 ID:CAP_USER
 北海道大学の本間研一名誉教授、同脳科学研究教育センターの本間さと客員教授、北海道医療大学の西出真也講師の研究グループは、マウスの分子時計を構成する2 つの時計遺伝子の発現を同時に計測する技術を用いて、これらの分子時計が互いに異なる性質をもつ独立した時計であることを世界で初めて実証した。

 同研究グループは、マウスの視交叉上核に存在する生物時計(中枢時計)を取り出し、培養環境下で昼夜変化を模倣した刺激を与えて生物時計の同調を観察した。生物時計の24時間振動は、4種の時計遺伝子の相互作用で生じると考えられている。

続きはソースで

論文情報:【Scientific Reports】Two coupled circadian oscillations regulate Bmal1-ELuc and Per2-SLR2 expression in the mouse suprachiasmatic nucleus
https://www.nature.com/articles/s41598-018-32516-w

https://univ-journal.jp/23288/
ダウンロード (1)


引用元: 【生物学】北海道大学、生体内に2つの生物時計が存在することを世界で初めて実証[10/25]

北海道大学、生体内に2つの生物時計が存在することを世界で初めて実証の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2018/10/25(木) 19:11:42.06 ID:CAP_USER
「人間が賢い理由は大脳皮質が大きいためだ」という説明がよく行われますが、マサチューセッツ工科大学(MIT)のMark Harnett氏らによる研究で、大脳皮質の大きさ以外に「そもそもニューロンの振る舞いが他の動物とは異なる」という理由が存在することが明らかにされました。

Electrical properties of dendrites help explain our brain’s unique computing power | MIT News
http://news.mit.edu/2018/dendrites-explain-brains-computing-power-1018

ニューロンの樹状突起はコンピューターでいうところのトランジスタの役目を果たすもの。トランジスタは電気を通すためのスイッチのような存在で、正しい電圧を与えることでプログラムの論理演算に必要な「1」と「O」の情報を伝えます。

樹状突起はほかのニューロンから受け取った信号をニューロンの本体へと伝える役目を持っています。この電気信号が活動電位を起こし、他のニューロンへと伝わっていくことで、ニューロンで構成される巨大なネットワークが情報を交換しあって思考や行動が生まれていきます。

これまでの研究で、樹状突起が伝える信号の強さは、情報がどれだけの距離を移動してきたかに左右されると示されています。つまり、隣にあるニューロンから受け取った信号の刺激は強い一方で、はるか遠くのニューロンから流れてきた信号は弱くなるということです。

人の脳の特徴として、大脳皮質が分厚いということが挙げられます。ラットの大脳皮質は脳全体の30%ほどですが、人間の大脳皮質が占める割合は75%ほど。そして大脳皮質が分厚いがゆえに、情報を伝える樹状突起も他の動物より長くなっています。

人間の大脳皮質はラットの2~3倍の厚みがありますが、その構造は他の哺乳類と同じ6層のニューロンから作られています。5層目のニューロンの樹状突起は1層目のニューロンに届くほど長くなっており、これは、脳が進化する段階で、電気信号を届けるために長くなったのだとみられています。

MITの研究チームは、樹状突起の長さが電気信号の性質にどのように関係していくのかをマウスと比較する形で調査しました。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/10/25/brain-unique-computing-power/00.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181025-brain-unique-computing-power/
images


引用元: 人間の知能が高いのは大脳皮質が大きいだけでなく「ニューロンの振る舞いが根本的に違う」から[10/25]

人間の知能が高いのは大脳皮質が大きいだけでなく「ニューロンの振る舞いが根本的に違う」からの続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2018/10/14(日) 21:17:55.42 ID:CAP_USER
3人組がそれぞれの脳を接続し、思考を共有することに成功しました。実験で3人はテトリスのようなブロックゲームを共同プレイし、高い成功率を記録したとのこと。今回は3人プレイでしたが、スケールアップさせて、ネットワークを通じた複数人での共同プレイも可能になるとみられています。

[1809.08632] BrainNet: A Multi-Person Brain-to-Brain Interface for Direct Collaboration Between Brains
https://arxiv.org/abs/1809.08632

Scientists Have Connected The Brains of 3 People, Enabling Them to Share Thoughts
https://www.sciencealert.com/brain-to-brain-mind-connection-lets-three-people-share-thoughts

ワシントン大学の研究者たちが行った実験は、脳の活動を示す電気刺激を記録する脳波計(EEG)と弱い電流で脳内のニューロンを興奮させる経頭蓋磁気刺激法(TMS)を持ちいて行われました。研究者は「BrainNet」と呼ばれるこの装置を使い、最終的にはインターネット越しに3人の思考を接続することに成功したとのこと。

「私たちの知る限り、BrainNetは複数人が共同の問題を解決するために、非侵襲的な方法で直接脳と脳を接続できるようにする初めてのインターフェースです」「このインターフェースは脳と脳を直接コミュニケーションさせることで、3人が協力的にタスクを解決できるようにさせました」と研究者は述べています。

実験では、被験者3人のうち2人の「送信者」は脳波計の電極を接続され、テトリスのような落下するブロックを積み上げるゲームをプレイしました。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/10/14/connected-brains-share-thoughts/00.jpg
https://gigazine.net/news/20181014-connected-brains-share-thoughts/
ダウンロード (4)


引用元: 【脳波】脳を接続しテレパシーのように思考をシェアしてテトリスの3人共同プレイに成功[10/14]

【脳波】脳を接続しテレパシーのように思考をシェアしてテトリスの3人共同プレイに成功の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2018/09/28(金) 10:34:11.53 ID:CAP_USER
事故で脊髄を損傷して下半身不随となり「再び歩けるようになる可能性は極めて低い」と宣告されていた男女が、埋め込み式の神経刺激装置を装着することで、再び自分の足で歩くことができたことが報告されています。
https://i.gzn.jp/img/2018/09/25/paralyzed-patient-pain-stimulator/00_m.jpg

Recovery of Over-Ground Walking after Chronic Motor Complete Spinal Cord Injury | NEJM
https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1803588
https://i.gzn.jp/img/2018/09/25/paralyzed-patient-pain-stimulator/01.png

Neuromodulation of lumbosacral spinal networks enables independent stepping after complete paraplegia | Nature Medicine
https://www.nature.com/articles/s41591-018-0175-7
https://i.gzn.jp/img/2018/09/25/paralyzed-patient-pain-stimulator/02.png

Two people with paralysis walk again using an implanted device - The Verge
https://www.theverge.com/2018/9/24/17896720/paralysis-spinal-cord-implant-walking-epidural-stimulation-device

Paralyzed patients walk again with help from pain stimulator
https://www.nbcnews.com/health/health-news/paralyzed-patients-are-walking-again-help-pain-stimulator-n912541

Spinal Cord Injury Patients taking steps - YouTube

交通事故などで脊髄が損傷した人の場合、かつては回復が非常に困難であると考えられていましたが、昨今は技術の進歩により、何らかの形で回復することも可能となってきています。

チップを埋め込んだ脳とコンピューターの接続に成功し四肢麻痺の人が「感覚」を取り戻す奇跡 - GIGAZINE


これまで不可能と考えられてきた下半身不随の患者が自らの足を再び動かせるようになったVRトレーニングとは? - GIGAZINE


今回報告されたのは、マウンテンバイクでの事故で首を骨折し胸部から下が麻痺してしまったジェフ・マーキスさんと、同じく自転車に乗っていて半回転する事故に遭遇して頭頂部から道路に落下し、医者から「再び歩ける見込みは0%とはいわないけれど、1~2%ぐらいでしょう」と厳しい宣告を受けたケリー・トーマスさんの事例です。

ルイビル大学ケンタッキー脊髄損傷研究センターのスーザン・ハルケマ副所長によると、この種の負傷に対する「本当の治療法」はなく、ケガをする前の状態に戻すことはできないものの、日々の生活を大幅に改善することは可能だとのこと。

マーキスさんとトーマスさんが利用したのは疼痛管理用として食品医薬品局(FDA)の承認を受けている神経刺激装置。

続きはソースで

Spinal Cord Injury Patients taking steps https://youtu.be/GfsUhQcvFqo


Supplementary Movie Two https://youtu.be/XGjjpBZfn0c



GIGAZINE
http://gigazine.net/news/20180925-paralyzed-patient-pain-stimulator/
images


引用元: 【医療技術】下半身不随で二度と歩けないと診断された2人が埋め込み式デバイスを使って再び歩くことに成功[09/25]

下半身不随で二度と歩けないと診断された2人が埋め込み式デバイスを使って再び歩くことに成功の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2018/08/16(木) 13:43:46.75 ID:CAP_USER
■動画
World's Fastest Creature may also be One of the Smallest https://youtu.be/gq1Y7KzGfsw



小さくて気持ち悪いけど、スゲー!

世界最速の生物と聞いて思い浮かぶのは、ハヤブサとかチーターかもしれません。でもコイツも忘れてはいけません...その名は「スピロストマム」。

スピロストマムは単細胞の繊毛虫で、池や湖でよく見られます。身体中に生えている細かい繊毛を使って動きます。スピロストマムは刺激を受けると、その4mmほどの体を超速で60%も縮ませることができるのです。一瞬で60%減というのは、わかりやすく例えるとサッカーボールが瞬時に目玉ほどの大きさに縮んでしまうのと同等です。

スピロストマムがこれだけ早く動いても内臓を破壊することがない理由は…内臓がないからですね。

スピロストマムのめちゃめちゃ素早い動きを研究しているのは、ジョージア工科大学の研究チーム。彼らは最近、この研究をするためにアメリカ国立科学財団から4年間の研究費をもらうことが決定しました。単細胞で小さなスピロストマムがどのようにこれだけ早い動きをするのかを研究し、ロボット工学やナノテクノロジーに応用していく道を探るようです。

ジョージア工科大学のSaad Bhamla助教授はこのように語ります。

エンジニアとして、自然がどのように重要なチャレンジを乗り切ってきたのかを見たいのです。

続きはソースで

https://assets.media-platform.com/gizmodo/dist/images/2018/08/14/180813_fastest_creature-w960.gif

https://www.gizmodo.jp/2018/08/worlds-fastest-creature.html

ダウンロード


引用元: 【生物】〈動画〉これが「世界最速の生物」加速度は毎秒200m/sロボット工学やナノテクノロジーに応用へ[08/15]

〈動画〉これが「世界最速の生物」加速度は毎秒200m/sロボット工学やナノテクノロジーに応用への続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2018/06/25(月) 10:25:24.32 ID:CAP_USER
マサチューセッツ工科大学(MIT)とブリガム・アンド・ウィメンズ病院の研究チームは、人体の深い位置に埋め込んだデバイスに無線によって給電・通信を行う新技術を開発したと発表した。
ドラッグデリバリー、生体内モニタリング、脳への光・電気刺激による治療などで使われるデバイスへの応用を想定している。

研究成果の詳細は、今年8月にハンガリーのブダペストで開催される米国計算機学会(ACM)データ通信特別部会(SIGCOMM)の会議で発表される。

体内に埋め込んだデバイスに無線給電する仕組み 体内に埋め込んだデバイスに無線給電する仕組み。
複数のアンテナから放射された電波が干渉し合い、強度が強まってしきい値(点線)を超えるポイントで給電する (出所:MIT)人体組織を安全に透過できる電波を使って体内埋め込みデバイスに無線での電力供給を行う。
動物実験では、体内深さ10cmの位置にあるデバイスに対して、1m離れたところから給電できることが実証されている。
デバイスが皮膚直下の浅い位置に埋め込まれている場合には、最大38m離れたところから給電可能であるという。

電池を内蔵しないですむため、埋め込みデバイスの小型化が可能になる。
今回の研究では、米粒サイズのデバイスを使った実験を行っているが、これはプロトタイプであり将来的にはさらに小型化したデバイスも可能になると予想されている。
こうした小型デバイスとのデータ通信が人体から離れた位置から行えるようになるので、医療分野でこれまでにない応用が期待できるという。

無線給電の仕組み 脳内に埋め込んだ電池レスの微小デバイスを無線でコントロールし、光や電気の刺激を与えることによってニューロン活動の活性化や抑制を行う (出所:MIT)
パーキンソン病やてんかんの治療では、埋め込み型電極によって脳の深部に電気刺激を与える方法が使われることがある。

続きはソースで

■体内に埋め込んだデバイスに無線給電する仕組み。
複数のアンテナから放射された電波が干渉し合い、強度が強まってしきい値(点線)を超えるポイントで給電する
https://news.mynavi.jp/article/20180620-650378/images/001.jpg
■脳内に埋め込んだ電池レスの微小デバイスを無線でコントロールし、
光や電気の刺激を与えることによってニューロン活動の活性化や抑制を行う
https://news.mynavi.jp/article/20180620-650378/images/002.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180620-650378/
images


引用元: 【医療技術】体内に埋め込んだデバイスに無線給電する技術を開発 - MIT[06/20]

体内に埋め込んだデバイスに無線給電する技術を開発 - MITの続きを読む
スポンサーリンク

このページのトップヘ