論文管理ソフト Papers

論文をPDFファイルで保管するようになってから、悩ましいのが増え続ける文献の管理方法。
特に文献の数が数百というオーダーになってくると、フォルダで管理するのは、もはやうっとおしいだけだ。
僕は、最近までずっとipaperを使ってきたのだけど、分類、検索、メモなど、細かい要望に応えてくれるようなソフトではない。
Endnoteよりも気楽に使えて、ipapersよりも機能的に優れているソフトを探していたのだが、これがなかなかみつからない。

で、最近、知ったのがPapersという文献管理ソフト。
今まではpreviewだったのが、今年の4月に正式なリリースとなったらしい。
ダウンロードは無料だけど、ライセンス登録に5000円くらいかかる。
今のところ、OSはMACのみ対応。
また、リリースは英語版だけだが、色々といじっていると段々とコツがつかめてくる。

早速、いくつかの論文をpapersに入れてみたけど、使い勝手はとても良い印象を受けた。
難点は、ipaperにコツコツと貯めた論文をpapersに移す作業が面倒なこと。

それでも今後のことを考えると、かなり期待できそうだ。

absolute temporal coding

最近読んだ論文。久々に、neural synchrony関係。

Fries P, Nikolić D, Singer W.The gamma cycle.Trends Neurosci. 2007 Jun 5

neural oscillatory synchronizationとtemporal codingについてのspeculativeなreview。
よく分からない部分もあったが、取り急ぎ記憶用にメモ。

gamma-band synchronous oscillationは、neuronal networkのconnectivityやネットワークを構成するニューロンの細胞レベルでの電気生理学的なプロパティに基づいた、自律的もしくは創発的なイベントであると考えられている。実験室の環境では、薬理学的に孤立化させたinhibitory interneuron networkでは、synaptic inhibitionとgap junctionがintactである限り、gamma-band oscillationが自律的に発生することが知られている。ただし、自律的なのは、interneuron　networkの電気的活動そのものではなくて、それが発生する特定のパタン、リズム(gamma帯域など)である。つまり、実際の生態的環境では、interneuronが生み出すgamma-band oscillationは、pyramidal cellの活動や、外界や身体からもたらされる皮質への興奮性入力と無関係ではない。特に、pyramidal cellのexcitatory driveは、gamma-band　oscillationを「駆動」する主な動力源であるとみなされている。しかし、繰り返すようだが、ネットワーク内にrhythmicなoscillationを発生させるために、pyramidal cellからの入力が必ずしもrhythmicである必要はない。

gamma-band oscillationについては、このブログでもこれまで色々と書いてきたけど、正直言ってまだまだ分かっていないことが沢山ある。

gamma-band synchnonous oscillationは、これまでworking memoryの保持、attentional selection
、sensory bindingなどの様々な機能との関連が報告されている。しかし、実際のところ、どれが最も根本的な帰納なのか、あるいはその詳しい原理については不明のままだ。

また、皮質のneuronal networkの大部分(約80%)は、excitatory pyramidal cellから構成されている。しかし、pyramidal cellのexcitatory driveとinterneuronのinteractiveなinhibitionとの相互作用が、脳の情報生成過程にどのように関わっているのかについても、はっきりしたことは分かっていない。

さらに、ニューロンのスパイクは、振幅と位相という二つの成分をもつが、ニューロンもしくはネットワークで、これらの異なる成分がどのように処理されているのかについても、はっきりしたことは分かっていない。

多分、ここに挙げた未解明の諸問題は、脳における情報の符号化の問題の中でも中核的な問題だと思う。

最近の神経生理学的実験では、pyramidal cellの活動とinterneuronの活動との関係が少しずつ明らかになってきた。すなわち、interneuronは、pyramidal cellよりもほんの少しだけ(数ミリ秒程度)遅れて発火していることが確認されたのである。何でもないズレのようだが、意外にもこの数ミリ秒のズレがとても重要らしい。

Pascal Friesは、このズレを次のように解釈している。

外界や身体からもたらされる興奮性の入力は、皮質のinterneuron networkにrhythmic inhibitionを発生させ、local networkに抑制をかける。pyramidal cellは、このrhythmic inhibitionが弱まる
ある一定のtime windowの間だけ、興奮性入力に反応することができる。一方で、pyramidal cellは、interneuronを駆動させる主要な源でもあるので、pyramidal neuronが興奮性入力に反応して活動すると、しばらく遅れてinterneuron群も活動すると考えられる。最終的には、network全体にinhibitionがかかり、oscillationは収束する。

このようなプロセスを通して、pyramidal cellとinterneuronとが互いに連携することによって、gamma-band oscillationのcycleを生み出している。

Pascal Friesは、さらに突っ込んで、temporal codingに関する新しい仮説を提唱している。

上で書いたように、interneuron networkは、oscillatory activityを通して、pyramidal cellに対して、rhythmicalなinhibitionをかけ続けている。そうなると、pyramidal cellは、interneuronによるinhibitionの強度が小さくなったときにだけ、発火することができる。このような状況下でも、pyramidal cellへのexcitatory inputの強度が大きいと、oscillatory inhibitionの1サイクルの中で、pyramidal neuronが閾値を超えて発火する確率は高まる。これを時間的にみれば、excitatory inputの強度が大きければ大きい程、interneuronのoscillatory inhibitionの各サイクルの中で、pyramidal cellは「早く」発火する傾向を示すと推定される。
また、pyramidal cellへの興奮性入力が小さい場合には、oscillatory inhibitionにうちかつことができず、結果的にそのサイクルの中では一度も発火できないで終わってしまう。つまり、"winner take all"の法則が成り立つ。

このプロセスが示す重要な点は、「pyramidal cellの興奮性の神経活動の強さ(振幅成分)が、oscillationの各サイクルにおける時間的な情報(位相成分)に転換(converted)される」、ということである。

実際に、このようなtemporal codingを示唆する知見がある。
ラットの海馬では、"theta-phase precession"(シータ帯域の位相の前進現象)というのが知られている。海馬のpyramidal cellは、ほとんどがplace cellとしての特性をそなえているらしく、個々のpyramidal cellは、固有の"place fields"をもつ。ラットが特定の場所に移動し始めると、特定のニューロンはθ帯域のoscillationにphase-lockされる。特定の場所に近づけば近づく程、ニューロンの発火はリズミカルになり、さらにθ帯域のoscillationのサイクルの中で、段々と早く発火するようになる。
つまり、あるニューロンにおいて、入力される刺激の強度と、oscillationのサイクルにおけるニューロンの発火イベントの位相との間に、一定の関係がみとめられるのである。

まとめると、外界や身体からもたらされる興奮性の入力と、これに反応するpyramidal cellの発火がたどる運命は、自身が埋め込まれたネットワークで発生するgamma oscillationとの時間的な関係によって決定づけられる。このような観点からすれば、inhibitory interneuronが発生するgamma osicillationは、pyramidal cellの神経活動にとっての"reference　frame"として機能しているのかもしれない。

また、このような原理の導入は、脳内の神経活動の経済性という観点から考えても、リーズナブルであろう。

以下、個人的に考えたこと。

もしも、本当にneuronal networkが、このような原理によって振幅成分を位相成分に変換するという、"absolute"なtemporal codingをやってのけているのであれば、脳内で刻々と生成する情報現象の根本的な構成要素は、ニューロンの発火活動の時間的な成分(phase)ということになる。また、脳内のニューロンの発火活動が、ひとまとまりの情報として成立するためには、ある一定のtime windowが必要ということにもなる。

今日の音楽：Blast Head " Outdoor"(CD)
日本人のクリエーター２人組による新作。これは、またすごい内容。タイトルはアウトドア。でも、実際に音を聴いていると、全然開放的じゃなくて、むしろ内に内に深く潜っていくという、タイトルとは逆説的に内向的な印象を受けた。アウトドアで言えば、キャンプや、登山、海というよりも、もっと精神性の高いバックパッキングのような匂いがする。ちなみに、バックパッキングとは、生活に最低限必要な一式を全て詰め込んだバックパックを担いで、地図を頼りに徒歩だけで山野をめぐり、夜は山の中の適当なところで野営するという、ヒッピー全盛期の1960年代のアメリカで提唱された山歩きのスタイル。僕も、いつかやってみたいのだけど、なかなか時間が無いし、その勇気も無い。でも、夜中に山の中でこれを聴いたら、すごいだろうなあ。

天才たち

この世の中に確実に存在する、いわゆる「天才prodigy」や、「能力」、「才能」関連の論文を、勉強用にざらっとメモ。やはり、何らかの精神神経疾患と無関係でないことが多いらしい。

Pesenti, M, Zago, L, Crivello, F, Mellet, E, Samson, D, Duroux, B, Seron, X, Mazoyer, B, Tzourio-Mazoyer, N, Mental calculation in a prodigy is sustained by right prefrontal and medial temporal areas., Nat Neurosci, 4, 1, 2001

Butterworth, B, What makes a prodigy?, Nat Neurosci, 4, 1, 2001

驚異的な計算能力を示したprodigious calculator症例の、脳機能画像研究。サヴァンとは書かれていないが、そうじゃないかとも思われる。一般人とは異なるストラテジーを利用している点、圧倒的な記憶力を誇ることなどが指摘されている。f-MRI上は、やはり右半球のfrontal cortexの活動亢進が確認されている。この症例のprodigyでは、Short-term memoryからlong-term episodig memoryへのencodingや、retrievalが非常にeffortlessであることから、eidetic memory（直観記憶)の概念にも近い、Long term working memoryという概念が提唱されている。

Turkeltaub, PE, Flowers, DL, Verbalis, A, Miranda, M, Gareau, L, Eden, GF, The neural basis of hyperlexic reading: an FMRI case study., Neuron, 41, 1, 2004

自閉症スペクトラム(ASD)児では、66人中4人の割合で、「hyperlexia（読字過剰)」というサヴァン能力が発現する。逆説的だが、多くは、文章の理解や発話の障害などの言語機能の異常がみられることが多い。神経心理学的には、視覚優位の読字処理の傾向がみられる。f-MRIでは、対照群に対して、left superior temporal corticeおよびright frontal　cortexの活動の亢進がみられる。

Baron-Cohen, S, The hyper-systemizing, assortative mating theory of autism., Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry, 30, 5, 2006

健常郡からサヴァンを含むASDまでを、systemizingとempathizingという２軸で連続的に捉えようとするBaron-Cohenの仮説。認知スタイルの性差と遺伝的要因について強調。特に、システム化能力(systemizing ability)をlevel1〜level8までに分け、ASDの臨床症状と関連づけている。ちなみに、電車の時刻表に対する強迫的なこだわりや記憶力は海外でもよくみられるらしい。

Kalbfleisch, ML, Functional neural anatomy of talent., Anat Rec B New Anat, 277, 1, 2004

サヴァンについても言及あり。前頭葉機能、シナプス可塑性、connectivityなどの観点から概観。

Miller, BL, Boone, K, Cummings, JL, Read, SL, Mishkin, F, Functional correlates of musical and visual ability in frontotemporal dementia., Br J Psychiatry, 176, (null), 2000

FTDに伴う芸術的才能の開花に関する症例報告。特に、left anterior temporal lobeの萎縮、血流低下と、右半球に関連した能力の亢進、獲得というのが共通の特徴として挙げられている。サヴァンとの関連で興味深い。

なお、今後は時間が空き次第、free willについて調べてみようと思う。

今日の音楽：HALCALI Feat. 谷川俊太郎/芝生(CD「音樂ノススメ」より)：新緑の季節に合っている。
平沢進/賢者のプロペラ(CD)：最近、かなり頻繁に聴くようになった。名状し難い世界観に引き込まれる。

気になるもの：i Phoneとleopard
iPhoneの日本での発売はいつになるだろうか？

FTDと芸術的才能

僕は、コーラが好きなのだが、最近の気に入りは、Curiosity Colaという英国産の高級コーラ。
一本280円もするので、たまにしか飲めない。
味は複雑で、炭酸は弱め、香りはつんと鼻をつくようなジンジャーが強い印象。
何本飲んでも、飽きがこない。
100年前からレシピが変わっていないという。

少し前から気になっている話題について。

脳の病理的な変化は、様々な神経学的障害や高次脳機能障害をもたらすのは周知の通り。
しかし、興味深いことに、しばしば逆説的に特定の能力の変化をもたらしたり、以前にはみられなかった能力を発現させることがある。

このような能力の変化・発現は、絵画、彫刻、音楽などの芸術的才能や表現行為に関わる領域で出現することが多い。
また、これらの認知機能の亢進は、前頭側頭痴呆や前頭葉周辺の脳卒中、前頭葉損傷など、前頭葉の障害に伴う例がほとんどだ。したがって、失語、社会的認知の障害、遂行機能の障害などの前頭葉症状に併存することが多いことが指摘されている。

前頭葉、特に前頭前野は、他の皮質領域に対して、抑制的に作用することが知られている。下位の認知プロセスを抑制し、適切な方向、シークエンスで進行させることは、遂行機能や社会的認知などの高次の脳機能の成立に不可欠とされる。以前にも紹介したKapurのレビューした「逆説的機能亢進現象paradoxical functional facilitation」と、ジャクソニズムの観点に立てば、抑制性の調節が障害された場合に、高次脳機能障害だけではなく、しばしば下位の認知機能の亢進をもたらす可能性があるということになるだろう。

臨床的には、前頭葉の機能障害として、強迫症状や、常同行為などが観察されるが、これらも前頭葉の抑制的作用が損なわれた結果として解釈することが可能だろう。ある特定の行為の反復が、局所の結合性を高め、結果的にドメインスペシフィックな機能を亢進させるのかもしれない。

ちなみに、精神医学では、病跡学のように、精神疾患と表現行為の相関について考察する精神病理学の一分野が存在するが、FTDや脳損傷例については、余り聴いたことがない。
1996年に、MillerがFTDの発症後に芸術的才能を開花させた5症例を報告してから、FTDを含む脳神経疾患と芸術的才能やスタイルとの関連について述べている論文が散見されるようになった。

以下、関連論文。

Miller BL, Hou CE.Portraits of artists: emergence of visual creativity in dementia. Arch Neurol. 2004 Jun;61(6):842-4.

Mendez MF.Dementia as a window to the neurology of art.Med Hypotheses. 2004;63(1):1-7.

Bogousslavsky J.Artistic creativity, style and brain disorders.Eur Neurol. 2005;54(2):103-11. Epub 2005 Sep 29.

今日の音楽：
Rou Leed/Walk on the wild side
The Korgis/Everybody's gotta learn sometime
どっちも、大好きな曲。

西山温泉蓬莱館

忙しい毎日。先週の土曜日の昼頃、突然思い立って、山梨の西山温泉へ出かけた。
と言っても、安息のためではなくて、煮詰まっていた仕事を環境を変えて仕上げるため。
何かあれば、２時間ちょっとで立川に戻って来れる距離、しかも一人でも泊まれる宿として、蓬莱館には前から目をつけていたのだ。
現在書いている途中のレビューが入ったPCと、論文多数、Buzsakiの本を持ち込んで、いざ西山温泉蓬莱館へ。

着いてみると、周りは山々に新緑の囲まれて、とても良い雰囲気。近くには、奈良田の里なんかがある。
目の前には、慶雲館という立派な日本建築の旅館があり、それに比べると、蓬莱館は建物も古いし、ぱっとしない。でも、ひなびた感じも出てきていて、うん、悪くない。
僕が泊まった部屋は、登山家のウィンストンもかつて宿泊したという部屋。部屋の二面に大きな窓があって、そこから緑深い山をいつでも眺めていることができる。
温泉は湯治風の混浴風呂。黄色い寒天のような、少し変わった湯の花が珍しい。
思わず食べてみたくなるような湯の花だったが、実は本当に食べられるらしい（無味無臭）。
そうこうしているうちに、つい本業を忘れそうに・・

ときどき、思い立ったらまた訪れるかもしれない。
近々、友人と登山にも行く予定だ。

最近読んだ論文の追加：主に、Schizophreniaとsocial cognition関連

Metzinger, T, Gallese, V, The emergence of a shared action ontology: building blocks for a theory., Conscious Cogn, 12, 4, 2003
→"embodied simulation"について、思弁的な内容。Hesslowの論文と合わせると、色々と面白い。social cognitionはconsciousnessとは直接関係ないものだと思っていたが、そうでもないかもしれない。

Onitsuka, T, Niznikiewicz, MA, Spencer, KM, Frumin, M, Kuroki, N, Lucia, LC, Shenton, ME, McCarley, RW, Functional and structural deficits in brain regions subserving face perception in schizophrenia., Am J Psychiatry, 163, 3, 2006
→Schizphreniaにおけるface percetption。現九州大の鬼塚先生のペーパー。

Lawrie, SM, Buechel, C, Whalley, HC, Frith, CD, Friston, KJ, Johnstone, EC, Reduced frontotemporal functional connectivity in schizophrenia associated with auditory hallucinations., Biol Psychiatry, 51, 12, 2002
→functional connectivityとauditory hallucinationについて

Singer, T, Seymour, B, O'Doherty, J, Kaube, H, Dolan, RJ, Frith, CD, Empathy for pain involves the affective but not sensory components of pain., Science, 303, 5661, 2004
→empathy.これは、重要な論文。

Jeannerod M, Farrer C, Franck N, Georgieff N et al: Action recognition in normal and schizophrenic subjects. In Kircher T. and David A(eds). The self in neuroscience and psychiatry. Cambridge university press, UK, pp380-406, 2003
→self-other attribution。'who' systemを提唱している。これも、重要。

Mandal MK, Pandey R, Prasad AB: Facial expressions of emotions and Schizophrenia:A review. Schizophrenia Bulletin 24, 3: 399-412,1998
→ざっと、読むだけでよい。

Brune M.: “Theory of Mind” in Schizophrenia: A review of the literature. Schizophrenia Bulletin 31, 1: 21-42, 2005
→ざっと読んで、押さえておいた。

Frith CD, Corcoran R: Exploring ‘thory of mind’ in people with schizophrenia. Psychological Medicine 26:521-530, 1996
→これも、ざっと読むだけでよいと思う。

今日の音楽：DJ Yogurt/Ambient for hard workin' people(CD)
CISCOの通販サイトでタイトルを見て、すぐに注文した。