生成AIに「夢」を見せる→“過学習”を防ぐ 「人間が夢（合成データ）を見る理由も同じか？」 米研究者が21年に提唱
このコーナーでは、2014年から先端テクノロジーの研究を論文単位で記事にしているWebメディア「Seamless」（シームレス）を主宰する山下裕毅氏が執筆。通常は新規性の高い、AI領域の科学論文を解説しているが、ここでは番外編として“ちょっと昔”に発表された個性的な科学論文を取り上げる。 X： ＠shiropen2 夢を見る目的は何なのか。従来の理論では、夢は記憶の固定化や情報の整理に役立つと考えられているが、夢を見る理由やメカニズムについてはいまだ十分に解明されていない。一方、夢と最も関連の深い睡眠段階を抑制すると、哺乳類の学習能力が低下することは以前から知られている。 研究者らは機械学習の概念を用いてこの問題にアプローチし、夢の役割について新しい視点を提示した。具体的には、夢が現実の経験を少し変形させたバージョンを提供することで、脳が特定のパターンに過度に適応するのを防いでいるというも
大きな進歩！片頭痛における前兆から頭痛発作までのメカニズムが解明された． - Neurology 興味を持った「脳神経内科」論文
片頭痛患者は，頭痛発作に先立ち，皮質拡延性抑制（CSD）と呼ばれる病的脱分極に伴う一過性の前兆（aura）を経験します．症状としては一過性の視覚障害や感覚障害です．このCSDは片頭痛の引き金になると考えられてきましたが，そのメカニズムは不明でした．コペンハーゲン大学のKaag Rasmussen先生らは，最新号のScience誌に，げっ歯類片頭痛モデルを用いて，CSDが脳脊髄液のプロテオームの変化を引き起こし，頭痛に関わるタンパク質の発現を増加させること，そしてそのタンパク質が三叉神経の痛覚受容体（侵害受容体）に結合して活性化させ，片頭痛発作を誘発することを初めて明らかにしました． つまり三叉神経節は血液脳関門の「外側」に存在するため脳脊髄液に直接さらされることはないと考えられてきたのですが，それは間違いで，三叉神経節の根元ではバリアが欠落しているため，脳脊髄液中の物質が侵入して頭痛を引き
症状がないアルツハイマー病の存在を認めるべきか？ ―2024年改訂診断基準をめぐる全面対決― - Neurology 興味を持った「脳神経内科」論文
2024年4月，アルツハイマー病（AD）の診断基準の改訂が発表されました．衝撃的な内容で，ADは症候学的に（症状から）定義するのではなく，生物学的に（すなわちバイオマーカー：検査データにより）定義するという大きな転換です．つまりADは特異的な神経病理学的変化（ADNPC），つまりアミロイドβ蓄積とタウ神経原線維変化により始まる生物学的過程であり，無症状であってもADと診断できるというものです． 具体的には，バイオマーカーを①AD特異的バイオマーカー，② AD非特異的バイオマーカー（AD以外の他の神経疾患にも関連するもの），③併存病理（copathology）のバイオマーカーに分類しています（図１）．①はさらにCore 1とCore 2に分類されます．早期から変動するCore 1バイオマーカー（アミロイドPETとアミロイドβバイオマーカー，リン酸化タウバイオマーカー[リン酸化タウ217]）は
Brain Maps
“One of the greatest mysteries in cognitive science is the human ability to recognize visually-presented objects with high accuracy and lightening speed.” The lateral occipital complex and its role in object recognition -Kalanit Grill-Spector MIT Mystery Solved “The cerebral cortex of the human brain is a 6 layer circuit board that contains more circuitry and processing power than 34,500 Intel i7
多系統萎縮症におけるαシヌクレイン封入体の超微細構造は多彩で，ミクログリアにも認められる - Neurology 興味を持った「脳神経内科」論文
多系統萎縮症に特徴的な病理所見として，オリゴデンドロサイトにおけるαシヌクレイン陽性glial cytoplasmic inclusion（GCI）があります．他のαシヌクレイノパチーでは主として神経細胞にαシヌクレインが認められるので大きな相違があります．またαシヌクレインはもともと神経細胞に豊富に発現しているのに対し，オリゴデンドロサイトでは発現が低く，オリゴデンドロサイトに蓄積するαシヌクレインがどこから来たものなのか，その起源についてもよく分かっていません．今回，各細胞のαシヌクレイン封入体の超微細構造を明らかにした研究がスイスからBrain誌に報告されました． この目的のために，6人の剖検脳の被殻と黒質を光学顕微鏡と電子顕微鏡で検索し，128個のGCIを同定しました．興味深いことに，オリゴデンドロサイト，神経細胞，dark cellに「3つの異なるタイプ」のαシヌクレイン封入体が
画像異常パターンから自己免疫性脳炎を早期に発見し治療する！ - Neurology 興味を持った「脳神経内科」論文
最新号のNeuroradiologyに臨床上，とても役に立つと思われる模式図が掲載されています．自己免疫性脳炎の画像所見を６群（辺縁系型，線条体型，血管周囲造影型，間脳/脳幹型，大脳皮質型，MRI異常なし）に分けて，それに対応する自己抗体と鑑別診断を示しています．画像所見から速やかに適切な抗体検索を行い，鑑別診断を除外し，早期診断・早期治療を目指すことが目的です．このなかでLGI1，CV2/CRMP5，Ma2，NMDAR抗体は商用で測定できます．また当科では以下の抗体等の測定が可能ですのでご相談いただければと思います． ・抗GFAPα抗体（GFAP astrocytopathy） ・抗mGluR1抗体（自己免疫性小脳失調症，CCA） ・抗IgLON5抗体（MSA mimics, PSP syndrome, CBS，パラソムニア等） 詳しくは当科HPの「自己抗体検索」をご確認ください． Sa
多系統萎縮症の鑑別診断としてのIgLON5抗体関連疾患 - Neurology 興味を持った「脳神経内科」論文
岐阜大学に異動し取り組んだことのひとつが「変性疾患と診断してきた症例の中に，治療可能な自己免疫性脳炎が含まれている」という仮説を検証し，免疫療法で治療することでした．ただ自己免疫性脳炎の経過は教科書的に「急性～亜急性」ですので，「慢性」に経過する変性疾患のなかに自己免疫性脳炎が隠れているという私どもの仮説はありえないとしばしば言われました．しかし事実は教科書通りではなく，慢性の経過を示す自己免疫性脳炎というものがあり，その代表がIgLON5抗体関連疾患です． 今回，Parkinsonism Relat Disord誌に掲載された当科の大野陽哉先生らによる論文は，多系統萎縮症（MSA）が疑われ，IgLON5抗体検査を依頼された35名の患者に対し，cell based assayを行い，陽性患者3名の臨床的特徴をまとめたものです．症候としてはパーキンソニズム，小脳性運動失調，重篤な起立性低血圧
誰にも認められる視運動性眼振を神経診察に活かす６つの場面 - Neurology 興味を持った「脳神経内科」論文
神経症候学の講義シリーズを朝のカンファレンスで行っています．昨日は眼球の症候の２回目でした．何度か出てきたのは視運動性眼振（optokinetic nystagmus; OKN）です．これは健康な人にも認められる生理的眼振です．昔は布に模様を書いたものやドラムを使っていましたが，現在はスマホアプリ（OKN stripsなど）やYouTube動画で簡単に誘発できますので試してみてください．問題はこれをどのように診察で用いるかです．講義では以下のような場面で使用できることを紹介しました． ①遠隔診療でのめまい患者の診察： めまいや平衡障害の患者の遠隔診療で，アプリや動画を使って眼振を誘発します．これで大まかな原因が分かることがあります（OKNが一方向にしか見られない場合や，特定の方向の追従運動が減速している場合は，脳幹・小脳・視覚路の障害を示唆します）． ②進行性核上性麻痺： PSPの早期診断
東京大学、ヒトの脳神経回路 iPS細胞で再現 - 日本経済新聞
東京大学の池内与志穂准教授らはヒトのiPS細胞を培養して、脳の神経回路を再現する技術を開発した。大脳の構造に似た立体組織を作り、神経細胞から伸びる長い突起を介して互いに接続させた。活発な神経活動が生じ、脳の複雑な機能の解明や病気の治療法の研究に役立つ。研究チームはiPS細胞を使って大脳組織を再現した「大脳オルガノイド」を2つ用意し、特殊な構造の培養皿で育てた。それぞれの大脳オルガノイドの神経細
1930年代生まれと1970年代生まれの人を比較すると，大脳皮質の表面積はなんと14.9％も増加している！ - Neurology 興味を持った「脳神経内科」論文
「エープリルフールだよね?」と思われかねない論文がJAMA Neurol誌に出ています．1948年からアメリカのマサチューセッツ州フラミンガムで継続されている虚血性心疾患の追跡疫学調査研究「Framingham Heart Study」参加者の脳の体積をMRIで評価し，出生年により経年差が生じるかを検証した研究です．参加者は3226人，MRI撮影時の年齢は57.7±7.8歳でした．なんと頭蓋内体積，海馬体積，白質体積，皮質表面積は経年的に有意に大きくなっていました（図）．1930年代生まれと1970年代生まれを比較すると，頭蓋内体積は6.6％増，海馬体積は5.7％増，白質体積が7.7％増，なんと大脳皮質表面積は14.9％増です．身長，性，年齢で調整しても結果は変わりませんでした．最も経年変化が大きかったのは1930年から1940年の間でした．以上より，1930年～1970年生まれの人におい
機能性神経障害「La Lésion Dynamique（動的病変）とは何か？」Mark Hallett教授の講義より - Neurology 興味を持った「脳神経内科」論文
いつもより早起きして，開催中の米国神経学会年次総会2024のPresidential plenary lectureを拝聴しました．圧巻はGlymphatic Systemを提唱したMaiken Nedergaard教授の講義と，運動異常症のオーソリティである米国NIHのMark Hallett教授の機能性神経障害（FND）の講義でした．ここでは後者についてご紹介します． タイトルは「Functional Neurological Disorder: La Lésion Dynamique」でした．「La Lésion Dynamique（動的病変）」は，Jean-Martin Charcotがヒステリーの病態として唱えた概念で，この言葉が彼の著作や講義でしばしば使われました．Charcotは催眠療法で改善するヒステリーを生理的・動的な疾患と考え，「La Lésion Dynamique（
連載エッセイ ９ 推敲 １
今回のテーマは快感の脳科学である。この分野もまた私がとても大きな関心を寄せているテーマである。この連載エッセイではまだ快や不快について真正面から扱ってはいなかった。しかしこの快不快の問題は、脳と心のあり方を知るうえで極めて重大なテーマなのだ。恐らくこのエッセイの２～５回でお話した内容を補完するような内容である。というのもAIやそこに備わる知性について論じた際、5回目の「意識とクオリア」の問題を除いては。感情の話は一切除外していたからである。しかしこのことは快や不快や感情などは恐らくAIが持ちえないもの、つまり心にプロパーなものであるという事を意味しているのである。 このエッセイを開始した時は、私も含めて世の中は chat GPT で騒然としていた(まあ、今でもそうだが。)。私としても人の心とAIとの違いを知ることがとても重要に思えたし、その気持ちは今でも変わらない。しかしこれまでの考察で私
脳梗塞治療に宇宙旅行も？マウスの脳に超音波を当てて冬眠様状態にする！ - Neurology 興味を持った「脳神経内科」論文
私は留学中，脳梗塞に対する低体温療法の研究をしていました．神経保護療法としてもっとも有望と考え，研究のメッカ，スタンフォード大学脳外科の門を叩きました．事実，最強の神経保護効果を発揮する治療なのですが，脳温コントロールに大掛かりな体内循環式装置を要したり，低体温による副作用があったり，臨床応用には大きな壁がありました．当時，「人間も人工的に冬眠できるとすべて解決するんだけど・・・」と，私だけでなく多くの研究者が考えました．しかし最新号のNature Metabolism誌の論文を読み，「人工冬眠も夢ではない！？」と興奮しました． 論文はマウスの検討です．マウスは冬眠しませんが，絶食，寒冷などの厳しい環境条件で低体温となり，活動量が低下する非活動状態（torporと呼びます）になります．つまりエネルギーを保存するわけです．これまでの研究で，視床下部の視索前野（preoptic area；PO
連載エッセイ ４の５
脳で行なわれているのは、適者生存、というよりはダーウィニズムである 私の好きな脳科学者にWilliam Calvin という人がいる。その人が提唱していることだが、大脳においては常にある種の競争が行われていて、そこで勝ったものが優先順位を与えられるということだ。さきほどの「結晶構造」の話とも通じるのであるが、脳ではある種のサイコロが振られた後は、どれが主導権を得るかに関しての競争が行われる。それは予断を許さず、あらゆる条件により左右され、ちょうど自然界で二つの異なる種が主導権を巡って争うようなものである。 私がいつも用いる例は、次のようなありきたりのものだ。レストランで昼食を取った後の飲み物を聞かれ、コーヒーか紅茶を選択することになる。ここで両社はあなたにとって適度に「どちらでもいい」ということが重要だ。その方が例として都合がいい。あなたが圧倒的にコーヒー党であるとしたら、戦いは一瞬にして
脳の予測とクリエイティブ能力の関係。予測的符号化理論、ストーリー、音楽、ゲーム、そして観察力
これマジでそう。音楽が基本的に繰り返しで構成されてるのは、脳にフレーズを学習させて次を予測させるためなのよね。予測が当たると脳は歓喜する。でもずっと同じ事を繰り返してると脳は飽きる。だからAメロからBメロ→サビって展開していく。展開が変わると予測が外れて脳は驚いて食い付く。音楽は新… — うみゆき@AI研究 (@umiyuki_ai) April 10, 2023 佐渡島さんが書いた「観察力の鍛え方」を読み始めた。佐渡島さんが言うにはいいクリエイターの条件とは、観察力を持ってる事らしい。で、観察力とは何か？というと、現時点での結論は「いい観察は、ある主体が、物事に対して仮説をもちながら、客観的に物事を観て、仮説とその物事の状態のズレに気づき… — うみゆき@AI研究 (@umiyuki_ai) April 17, 2023 私はこの本を読んで、人間の脳が常に予測を行っている事を初めて知った
思考することが脳腫瘍を増殖させるエサだったことが判明！ (2/2) - ナゾロジー
脳腫瘍は「脳の電気信号」を吸い取り増殖エネルギーにする思考自体が脳腫瘍の増殖を促進していると判明！ / Credit:Canva . ナゾロジー編集部なぜ悪性神経膠腫は脳のさまざまな部位と結合しているのか？ 謎を解明するため研究者たちは摘出された悪性神経膠腫の中で結合性が高かった領域を脳オルガノイドに移植してみることにしました。 脳オルガノイドは人工的に培養された脳細胞の塊であり、本物の脳の代替品として薬などの副作用の調査に用いられています。 すると移植された悪性神経膠腫は脳オルガノイドの結合性を飛躍的に高め、脳オルガノイドの活動も活発化しました。 また悪性神経膠腫の結合性の高い部位をマウス脳に移植したところ、シナプス結合を促進させる「TSP1」が高発現し、悪性神経膠腫とマウス脳の接続性が増強されることが示されました。 さらに興味深いことに、悪性神経膠腫とマウス脳の接続性の強化は、悪性神経
大規模言語モデルの「脳波」をとって言葉を生成しているときにどこが活動しているのか見てみる - きしだのHatena
ChatGPTなんかの大規模言語モデルが言葉を生成しているときに、どういう反応が起きているのか気になりますよね。きっと気になる。 ということで、手元で動かせる言語モデルのニューラルネット各層での出力を表示してみました。 GPTにはGPTブロックが複数あって、それぞれのブロックが２層のニューラルネットレイヤを持っています。 モデルを読み込んだあとでこういうコードを動かしてニューラルネットの出力の二乗を足していきます。 for idx, elm in enumerate(model.transformer.h): elm.ln_1.index = idx * 2 elm.ln_2.index = idx * 2 + 1 elm.ln_1.old_forward = elm.ln_1.forward elm.ln_2.old_forward = elm.ln_2.forward def new_
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A somato-cognitive action network alternates with effector regions in motor cortex - Nature