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認知

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1: 2019/04/10(水) 17:04:10.27 ID:CAP_USER
年を取るにつれて物忘れがひどくなっていくというのは仕方のないことのように思えますが、老人の頭部に電極を装着して電気刺激を与えることで、短い時間の間情報を保持して同時に処理するワーキングメモリ(作業記憶)が20代並みまで回復したという研究結果が科学誌のNature Neuroscience上で発表されています。

Working memory revived in older adults by synchronizing rhythmic brain circuits | Nature Neuroscience
https://www.nature.com/articles/s41593-019-0371-x
https://i.gzn.jp/img/2019/04/10/electrical-stimulation-fix-brain/00.jpg

Electrical jolts to brain restored memory of elderly to that of 20-year-old | Ars Technica
https://arstechnica.com/science/2019/04/brain-jolts-revive-memory-in-elderly-turning-clock-back-four-decades/
https://i.gzn.jp/img/2019/04/10/electrical-stimulation-fix-brain/snap0357_m.png

To Improve Memory, Tune It Like an Orchestra - The New York Times
https://www.nytimes.com/2019/04/08/health/aging-brain-memory.html

今回の研究を行ったのはボストン大学のロバート・ラインハルト助教授とジョン・グエン氏で、2人は高齢者の認知機能低下の主要因である「ワーキングメモリの欠損問題」に対するアプローチの1つとして、電気刺激を与えるとワーキングメモリにどのような影響があるかを測定する実験を行いました。電気刺激は前頭前野と側頭皮質の間の作用が効率化するように、被験者それぞれに合わせてカスタマイズされたものです。電気刺激は頭部に貼り付けられた電極から流れるタイプのもので、インプラントなどの手術を要しません。実験では、60歳から76歳の老人42人と比較対照群の20代の若者42人に、画像を見せた後すぐに次の画像を見せ、「2枚目の画像は1枚目の画像と同一なのか、異なっている部分があるのか」を答えるというワーキングメモリの能力を測る記憶テストを受けてもらいました。

続きはソースで

https://gigazine.net/news/20190410-electrical-stimulation-fix-brain/
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引用元: 脳に電気刺激を与えると高齢者のワーキングメモリが20代並みまで回復したという研究結果[04/10]

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1: 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。

続きはソースで
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引用元: 【数学/脳科学】コネクトーム:脳の構造を代数的位相幾何学で理解できることが判明

【数学/脳科学】コネクトーム:脳の構造を代数的位相幾何学で理解できることが判明の続きを読む

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1: 2019/03/10(日) 21:21:14.71 ID:CAP_USER
仕事や人間関係で嫌なことがあった時、無性に甘いものや大量の炭水化物をガッツリ食べたくなるという人は多いはず。いったいなぜストレスを感じると甘いものや炭水化物を食べたくなってしまうのか、脳科学者で肥満の専門家であるAchim Peters氏が説明しています。

Why Do We Crave Sweets When We're Stressed? - Scientific American
https://www.scientificamerican.com/article/why-do-we-crave-sweets-when-were-stressed/

人間の脳が体重に占める割合はわずか2%ですが、脳は人間が摂取する炭水化物の半分を消費する「大食い」の器官といえます。脳の燃料となるのがでんぷんやショ糖などの炭水化物を分解して得られるグルコースであり、炭水化物を摂取すると速やかに体へエネルギーを供給できるとのこと。

脳がストレスを受けると、通常よりも12%も多くのグルコースを必要とすることがわかっており、人々は脳の要求に従ってスナック菓子を食べたり主食を多く食べたりします。ストレスを受けた人々は認知活動が低パフォーマンスになりますが、食事を取ってエネルギーを補給することでパフォーマンスを元に戻せるそうです。しかし、グルコースは脳の活動に必要不可欠なエネルギーとなる一方、甘いものや炭水化物の食べ過ぎは肥満につながり、生活習慣病を引き起こす原因となります。

人間が空腹を覚えると、交感神経および副交感神経の機能や内分泌系の機能を調節する視床下部が活性化します。特に代謝や摂食行動に関わる視床下部腹内側核、視床下部外側野、弓状核といった領域が空腹時の欲求に関わっており、グルコースが不足すると体のほかの部位から送られる情報を情報を遮断し、早くグルコースを供給するように訴えかけるとのこと。

実際に脳と炭水化物の関わりを調べるため、Peters氏は40人の被験者に対して実験を行いました。実験は2回のセッションに分けられており、片方のセッションでは被験者が見知らぬ人の前で10分間のスピーチをし、その後で1時間にわたりビュッフェ形式の食事を取りました。もう片方のセッションでは被験者はスピーチをせずに、同じく1時間の食事を取ったとのこと。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2019/03/10/why-crave-sweets-when-stressed/00_m.jpg

https://gigazine.net/news/20190310-why-crave-sweets-when-stressed/
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引用元: 【脳科学】なぜストレスを感じると甘いものや炭水化物を食べたくなってしまうのか?[03/10]

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1: 2019/02/24(日) 16:50:30.89 ID:CAP_USER
Point

・中国の双子に行われたゲノム編集はHIV感染を防ぐだけでなく、超賢い人間を作る可能性。
・マウスのDNAからCCR5遺伝子を切り取ることで賢くなったり、脳卒中からの回復が早くなったりすることが報告。
・遺伝子操作の影響は完全にはわかっておらず、今後も研究を続けその可能性と安全性を確かめる必要がある。

世界初のゲノム編集ベビーを誕生させたことで、科学コミュニティから総批判を受けた中国の科学者、賀氏。

彼が双子の胚をゲノム操作した目的は、親のHIVを感染させないことでした。しかしこのゲノム編集によって、予想外にも「ものすごく賢い人間」を誕生させた可能性があるようです。

■CCR5を切り取ると認知能力が向上

中国の双子のDNAからは、CCR5という遺伝子が切り取られていました。CCR5とは、血液細胞の表面にあるタンパク質です。HIVウイルスはCCR5とくっつくことで血液細胞の中に入り込めるようになります(参考:「PubMed」)。よってCCR5を無くしてしまえば、HIVに感染しないというわけです。

しかしもちろん、CCR5はHIVを感染させるために細胞に存在するわけではありません。

カリフォルニア大学の神経生物学者であるシルバ氏は、マウスのDNAからCCR5遺伝子を切り取ると、そのマウスが賢くなることを発見しました。この研究結果からシルバ氏は、「中国で行われた遺伝子操作は、双子の認知機能にも影響する可能性がある」と述べています。

続きはソースで

元ソース
China’s CRISPR twins might have had their brains inadvertently enhanced
https://www.technologyreview.com/s/612997/

https://nazology.net/archives/32006
ダウンロード


引用元: 中国で生まれたゲノム編集ベビーは「非常に賢いスーパーヒューマン」である可能性が急浮上

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1: 2019/02/06(水) 04:26:44.31 ID:CAP_USER
【2月5日 AFP】女性の脳は代謝面で男性の脳よりも平均で約3歳「若い」とする研究成果を、米セントルイス・ワシントン大学(Washington University in St. Louis)の研究チームが4日、米科学アカデミー紀要(PNAS)に発表した。女性の方が男性よりも平均寿命が長く、認知機能の衰えが遅い傾向を説明できる可能性があるという。

 研究では20代から80代の女性121人と男性84人を対象に、PET(陽電子放射断層撮影)によって脳内の酸素とブドウ糖の代謝を測定。機械学習アルゴリズムを用いて解析したところ、全年代で女性の脳の代謝年齢が男性よりも若いことが分かった。

続きはソースで

(c)AFP

http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/1/6/320x280/img_16aa9c4c43a1c466e0f6cca74f705480179006.jpg
http://www.afpbb.com/articles/-/3209679
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引用元: 【医学】女性の脳年齢、男性より3歳若い? 研究[02/05]

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1: 2019/01/31(木) 15:10:27.63 ID:CAP_USER
 2月1日は、首都圏の中学受験の天王山。そこから高校受験や大学受験もヒートアップしていく。受験生を抱える親にとっては気が気じゃないシーズンだろうが、近い将来、受験を迎える世帯にとっては、これから先の毎日の米飯が子供の学力アップはもちろん、ひいては受験結果を左右するかもしれない。

 米は学力アップの可能性を秘めている食材だ。ちょっと古い研究だが、東北大加齢医学研究所所長の川島隆太教授は2010年、科学誌「PloS ONE」に脳の発育と食事に関する研究結果を発表。その成果がスゴイ。研究内容をおさらいしよう。

 対象は、5歳から18歳の健康な子供290人。朝食の主食として、「ご飯」「パン」「ご飯とパン」の3グループに分けて、脳の灰白質の体積およびIQの相関関係を比較した。灰白質は、神経細胞のニューロンが多く集まる部位で、認知機能の指標になることが知られている。

まず、灰白質の体積について。3グループの比較だと、頭蓋内体積に占める全灰白質体積の割合は、「ご飯」が有意に高い。さらに年齢や性別、社会経済的な状況、1週間の朝食摂取頻度、朝食のおかずの品目数などを調整して「ご飯」と「パン」の2グループで比較すると、これも「ご飯」が有意に高かった。

 灰白質の中でどの部分の体積が大きいか調べると、3群比較では有意差なし。それでも、2群比較だと、「ご飯」は左側上側頭回と左側下前頭回を含む領域、さらに両側尾状核の部分については、「ご飯」が「パン」に比べて有意に大きかった。これらの部位は、いろいろなものの認識のほか、学習と記憶システムの重要な役割を担っている。

 要領の悪い子供がパン食なら、親は「もっと勉強しなさい」と尻を叩くより、朝食で米を食べる習慣を整えた方がいいということだろう。同じ2群間比較によると、「ご飯」グループの総合的な知的能力を示す全検査IQは、「パン」より有意に高かったのだ。脳の発達もよく、IQも高いというのは見逃せないデータだろう。

続きはソースで

https://amd.c.yimg.jp/im_siggf0zZXgZEjZvHiAU4HN6rkQ---x400-y225-q90-exp3h-pril/amd/20190131-00000019-nkgendai-000-1-view.jpg
https://hc.nikkan-gendai.com/articles/246531
ダウンロード


引用元: 【医学】5~18歳の290人研究で判明 子供のIQは朝の米食で変わる[01/31]

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