正負の感情処理は情動的な画像の表示中に解離可能な機能ハブを示す

Positive and negative affective processing exhibit dissociable functional hubs during the viewing of affective pictures
Fekete, Tomer and Beacher, Felix DCC and Cha, Jiook and Rubin, Denis and Mujica-Parodi, Lilianne R
Human brain mapping, Vol.36, pp.415-426, 2015
20171116 sikeda

グラフ理論の指標を用いた最近のレスティングステイトにおける機能磁気共鳴イメージング(fMRI)研究は, 人間の脳機能ネットワークは,スモールワールドの特徴を有し,いくつかの機能的なハブ領域を含むことを明ら かにした.しかし,感情情報の処理中に感情的脳機能ネットワークが脳内でどのように組織されているかは不明 である.本研究では,健康な大学生 25 名から fMRI データを収集し,合計 81 の陽性,中立,陰性の画像を観察 した.結果は、感情的機能ネットワークは局所的効率がより高い弱いスモールワールドの特性を示し,それは感 情的な映像を見ている間に局所的接続が増加することを意味する.さらに,ポジティブおよびネガティブな感情 処理は,主にポジティブタスク領域に出現する解離可能な機能ハブを示す.これらの機能ハブは,情報処理の中心 であり,ネットワークの平均の重心より少なくとも 1.5 倍大きいノード間の重心値を有する.快の感情ネットワー クにおけるポジティブな影響スコアは,右眼窩前頭皮質と右被殻の間の値と相関を示し,不快情動ネットワーク におけるネガティブな影響スコアは,左眼窩前頭皮質と左扁桃の間の値と相関した.左上頭頂葉および下頭頂葉 における局所効率は,その後の陽性および陰性画像の覚醒評価とそれぞれ相関を示した.これらの結果は,感情 情報の処理中における人間の脳機能結合の組織原理の重要な証拠を提供する.

Measuring different oxygenation levels in a blood perfusion model simulating the human head using NIRS NIRSを用いたヒト頭部をシミュレートする血液灌流モデルにおける異なる酸素化レベルの測定
K. Rackebrandt,H. Gehring
Current Directions in Biomedical Engineering,vol. 1,no. 1,pp.371-375,2015
2017115 rhagiwara

両半球で分断された脳の酸素化,灌流および代謝は,大脳遠心性血管の静脈血の酸素化およびヘモグロビンレベルから推定することができる.再現性のあるシミュレートされた標的の血管(測定セル)の内部で異なる酸素供給速度を提供するために,血流力学的灌流回路に接続された解剖学的標的領域をシミュレートするためのファントムベースのモデルを提示する.これらの異なる飽和レベルを検出するために,三波長(770,808および850 [nm])の多距離NIRSセンサ(6つのフォトダイオードが線状に配置され,それぞれ6 [mm]離された)が使用された.これらの最初の結果に基づいて,反射された光の量を血液の実際の酸素飽和度と相関させる一連の測定が導入された.

レスティングステイトの脳ネットワークの機能的統合は,ワーキングメモリパフォーマンスの特定されていな いバイオマーカーであるか?

Is functional integration of resting state brain networks an unspecic biomarker for working memory performance?
M. Alavash, P. Doebler, H. Holling, C.M. Thiel and C. Gieing Neuroimage, Vol.108, 182-193, 2015
2017115 rhagiwara

“私たちの認知能力が利益をもたらす機能的な脳ネットワークの最適なトポロジーはあるか?以前の研究は,レスティングステイトの脳ネットワークの機能的統合は,認知能力のための重要なバイオマーカーであることを示唆している.しかしながら,より高いネットワーク統合が,良好な認知能力のための特異的な予測因子であるか,あるいはレスト中の特定のネットワーク構成が特定の認知能力のみを予測するかどうかは未だに不明である.
ここでは,安静時のネットワーク統合と認知能力との関係を,ワーキングメモリの異なる側面を測定した2 つのタスクを用いて調査した.1 つのタスクは視覚空間,他は数値ワーキングメモリを評価した.ネットワーククラスタリング,モジュール性,および効率性を,ネットワーク構成の様々なレベルでネットワーク統合を取得し,各ワーキングメモリテストでのパフォーマンスとの相関を統計的に比較するために計算した.
結果は,各ワーキングメモリの局面が異なるレスティングステイトのトポロジーから利益を得ていることを示し,テストはネットワーク統合の各測定値と著しく異なる相関を示した.グローバルなネットワーク統合とモジュール性が高いほど視覚空間ワーキングメモリのパフォーマンスが大幅に向上すると予測されていたが,両方の測定値が数値ワーキングメモリのパフォーマンスと有意な相関を示さなかった.対照的に,数値ワーキングメモリは,クラスタリングされた脳ネットワークを有する被験者,主としてワーキングメモリネットワークの核心領域である頭頂間溝で優れていた.
我々の発見は,レスティングステイトの脳ネットワークの局所的機能統合と全体的機能統合との間の特定のバランスが,認知能力の特別な側面を容易にすることを示唆している.ワーキングメモリのコンテキストでは,視覚的空間性は,グローバルに統合された機能的レスティングステイトの脳ネットワークによって促進されるが,数値ワーキングメモリは,特にワーキングメモリ性能に関与する脳領域における局所処理能力の増加から利益を得る.”

fMRI resting state におけるDCM

A DCM for resting state fMRI
Karl J.Friston, Joshua Kahan, Bharat Biswal, Adeel Razi
NeuroImage,Vol.94,396-407,2014
20171113 sishida

このテクニカルノートでは異なる脳領域間のクロススペクトルによって測定された機能的結合に基づくresting state fMRI 時系列の動的因果モデル(DCM)を紹介します.このDCM は分散したニューラルネットワークもしくはグラフにおける結合ニューロンの変動の生物物理学的に妥当なモデルから予測クロススペクトルを生成する決定論的モデルに基づいている.有効に得られた結果の図は観測された血行力学的反応間の機能的結合を説明する隠れたニューロン状態間のベストな実効的結合を見つける.これはクロススペクトルは領域変動の(二次)統計的依存性に関するの全情報を含むためである.このノートではモデルの描画,有向および無向の機能的結合の既存の計測との関係,そしてシミュレーションを用いた表面的妥当性を確立することに注目する.その後の論文で確率的DCM とパーキンソン病とハンチントン病における予後の妥当性に関して構築の妥当性を評価する.

動的機能結合法のシミュレーションと比較

A simulation and comparison of dynamic functional connectivity methods
William Hedley Thompson, Craig Geoffrey Richter, Pontus Plaven-Sigray,Peter Fransson
bioRxiv, pp.212-241, 2017
20171114 katayama

“fMRIのような神経イメージングデータに基づいて,脳の動的機能的結合性(DFC)を定量化することに,現在,関心が持たれている.多くの方法が提案され,適用されており,脳の変動への新しい洞察を明らかにする.しかし,脳内のDFCの根底にある真実は明らかでないため,提案された推定精度に関して多くの懸念が残っている.多くのDFC方法が存在するので,研究間の動的脳接続の差異を評価することは困難である.ここでは,DFC(スライディングウィンドウ,テーパスライディングウィンドウ,時間微分,空間距離,ジャックナイフ相関)を推定するための広範な現在のアプローチをまとめた5つの異なる方法を評価する.特に,DFC分析の重要な特性である時間経過に伴う共分散の変化を追跡する各手法の能力に関心を持っていた.比較されたすべての方法は互いに正に相関していましたが,方法間の相関の強さには大きな違いがあった.将来のDFCメソッドとの比較を容易にするために,記述されたシミュレーションが方法の評価のためのベンチマークテストとして機能することを提案する.
この論文では,Pythonパッケージであるdfcbenchmarkerを紹介する.これは,研究者が独自のDFCメソッドを簡単に提出して比較し,パフォーマンスを評価できるようにするものである.”

デフォルトモードネットワーク内の効果的な接続とマインドワンダリングの促進・抑制との因果関係

Causal relationship between effective connectivity within the default mode network and mind-wandering regulation and facilitation
S. Kajimura, T. Kochiyama, R. Nakai, N. Abe and M. Nomura
Neuroimage, vol. 133, pp. 21-30, 2016.
20171114_tmiyoshi

経頭蓋直流刺激(tDCS)は,思考が進行中の課題や外部環境内の事象から自己生成の思考や感情へとシフトする,マインドワンダリングを調節することができる.マインドワンダリング頻度の調節は外側前頭前野(the lateral prefrontal cortex:LPFC)やDefault mode network(DMN)における領域の神経変性に関連すると考えられるが,正確な神経メカニズムは未知のままである.機能的核磁気共鳴イメージング(functional magnetic resonance imaging:fMRI)を用いて,我々はtCDS(DMNのコア領域である右IPL上に配置された1つの電極と,左LPFC上に配置された別の電極),DMN内の刺激によって誘発された指向性接続変化,およびマインドワンダリング頻度の調節との間の因果関係を調べた.行動レベルでは,右IPLにおけるアノードtDCS(左IPLにおけるカソードtDCSを有する)が,逆の刺激と比較してマインドワンダリングを減少させた.神経レベルでは,右IPLにおけるアノードtDCSは,後部帯状皮質(PCC)の求心性接続を右IPLおよび前頭前野(mPFC)から減少させた.さらに,媒介分析では,右IPLおよびmPFCからの接続の変化が,マインドワンダリングの促進および抑制とそれぞれ相関することが示された.これらの効果は,効果的な接続の不均質な機能の結果である.すなわち,右IPLからPCCへの接続はマインドワンダリングを妨げるが,mPFCからPCCへの接続はマインドワンダリングを促す.現在の研究は,マインドワンダリング頻度のtDCS調節の基礎をなす神経メカニズムを実証するものである.

早期胃がんに対する青色レーザーイメージングを用いた拡大内視鏡の診断能力:前向き検討

Diagnostic ability of magnifying endoscopy with blue laser imaging for early gastric cancer: a prospective study
Dohi, O and Yagi, N and Majima, A and Hrii, Y and Kitaichi, T and Onozawa, Y and Suzuki, K and Tomie, A and Tsuchiya, R an others
Gastric Cancer Vol.20 pp.297-303 2017
20171114_nishida

“背景 :
青色レーザーイメージング(BLI)は,狭帯域光観察のために開発されたレーザー光源を利用した画像強調内視鏡技術である.本研究の目的は,早期胃癌の診断におけるBLIの有用性を評価することであった.
手法:
この単一施設の前向き研究は530人の患者を分析した.患者は,2012年11月から2015年3月まで,京都府立医科大学の白色(C-WLI)とBLI(M-BLI)による拡大内視鏡検査の両方で検査された.M-BLIには,不規則な微小血管パターンおよび/または不規則な微細表面パターンが含まれ,VSclassificationによるDemarcation Lineが含まれる.病変の生検は,C-WLIおよびM-BLI観察後に行った.この研究の主な目的は,C-WLIとM-BLIの診断性能を比較することである.
結果 :
我々は127の検出された病変(32の癌および95の非癌)を分析した.
M-BLI診断の精度,感度および特異度は,それぞれ92.1,93.8および91.6\%であった.
一方,C-WLI診断の精度,感度,特異度はそれぞれ71.7%,46.9%,80.0\%であった.
結論:
M-BLIは,C-WLIと比較して,早期胃癌の診断能を改善した.これらの結果は,M-BLIの診断有効性は,狭帯域イメージング(M-NBI)を用いた拡大内視鏡検査のそれと同様であることを示唆した.

Watershed画像分割の浸水ベースとtobogganベースの比較

Comparison Between Immersion-Based and Toboggan-Based Watershed Image Segmentation
Yung-Chieh Lin, Yu-Pao Tsai, Yi-Ping Hung, and Zen-Chung Shih
IEEE Transactions on Image Processing, Vol.15, No.3, pp. 632-640, 2006
20171114_kkobayashi

近年,Watershed 分割は画像分割のための一般的なツールとなっている.Watershed 分割の方法は,浸水アプローチとtobogganシミュレーションの 2 つのアプローチがある.概念的には,浸水アプローチは低高度から高高度に始まるアプローチと見なすことができ,tobogganアプローチは,高高度から低高度に始まるアプローチとして見ることができる.前者は現在(例えば,Vincentや Soille)評判が良いようだが,後者は独自の支持者(例えば,Mortensenや Barrett)があった.2つのアプローチがまったく同じ分割結果につながるかどうか,どちらのアプローチがより効率的であるかは明確では無かった.本稿では,浸水アプローチとtobogganアプローチに基づく2つの「順序不変」アルゴリズムをWatershed分割を示す.秩序不変性の性質を達成するために特殊な RIDGEラベルを導入することによって,概念的には2つのアプローチにより同じ分割結果が得られた.どちらのアルゴリズムもPentium-III PCで動作させた場合,256 × 256の画像の場合は1/30秒,512 × 512の画像の場合は平均1/5秒しか必要としなかった.より驚くべきことは,コンピュータビジョンのコミュニティであまり知られていないtobogganアルゴリズムが,私たちが使用したほぼ全てのテスト画像,特に画像が512 × 512の画像やそれより大きい画像の場合に,浸水アルゴリズムよりも速く動作することが判明した.また,この論文では,なぜtobogganアルゴリズムが多くの場合より効率的になるのかについていくつかの説明をする.

新しい画像強調内視鏡技術であるLCIによる早期胃癌の色の強調

Linked color imaging (LCI), a novel image-enhanced endoscopy technology, emphasizes the color of early gastric cancer
Hiromitsu Kanzaki, Ryuta Takenaka, Yoshiro Kawahara, Daisuke Kawai, Yuka Obayashi, Yuki Baba, Hiroyuki Sakae, Tatsuhiro Gotoda, Yoshiyasu Kono, Ko Miura, Masaya Iwamuro, Seiji Kawano, Takehiro Tanaka, Hiroyuki Okada
Endoscopy International Open, Volume 5, Number 10, pp.E1005–E1013, 2017
20171114 yokda

“背景と研究目的:LCIとBLIは,強力で独特な色強調を備えた画期的な内視鏡技術である.我々は,早期胃癌病変と周囲の粘膜との間の色差を測定し,WLIと比較することで,LCIおよびBLI-brightの有効性を調べた.
患者および手法:内視鏡下粘膜切開予定の早期胃癌の画像をLCI,BLI-brightおよびWLIで同じ条件で撮影した.病変および周囲の粘膜の色値を,各関心領域における色値の平均として定義した.病変と周囲粘膜の色差(ΔE)を各モードで調べた.色値は,CIE-L*a*b*色空間(CIE:Commission Internationale d’Eclairage)を用いて評価した.
結果:42人の患者から43病変の画像を収集した.LCI,BLI-brightおよびWLIによる平均ΔE値は,それぞれ11.02,5.04,5.99であった.ΔEは,LCIでWLIより有意に高かった(P<0.001).WLIのΔEが小さい場合に限って,ΔEはWLIよりもLCIで約3倍高くなった(7.18対2.25).LCIのΔEは,周囲の粘膜が重度の腸上皮化生(P=0.04)を有する場合に大きくなった.病変と周囲の粘膜の平均色値は異なるものとなった.この値は,LCIを用いた場合でも,それらを区別するために病変と周囲の粘膜との間に十分なカットオフポイントを有していなかった. 結論:LCIはWLIよりΔEが大きくなった.経験の浅い内視鏡専門医であっても,胃癌を容易に認識し,早期に検出可能であることが示唆された."

運転中のマインドワンダリング:それが何を意味するのか,私たちは何をしているのか?

Mind Wandering While Driving: What Does it Mean and What do we do about it?
Lerner, Neil and Baldwin, Carryl and Higgins, J Stephen and Lee, John and Schooler, Jonathan
Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting, vol. 59, no. 1, pp.1686-1690 , 2015
20171106_yfujiwara

ドライバの注意散漫は,道路の安全性に関わらず,車両の衝突やそれに伴う死亡や怪我などへの影響がある.気を散らした運転は,高速道路の安全性において大きな懸念事項であると認識されている.しかし,現在までの研究では,主に外部の事象や非運転活動における意図的な関与に関連する注意散漫に重点を置いていた.内部のさまよい(マインドワンダリング)は,厳格な調査を必要とするドライバーの注意散漫の重要な原因として認識されている.運転中のマインドワンダリングに取り組むための検出,測定には大きな課題がある.一般的な運転者の注意散漫の知識とこの問題に取り組む際の科学的かつ実用的な問題の両方を議論する.