アンナ・ワン・ロー

アンナ・ワン・ロー
生まれる（1961年11月4日）1961年11月4日
台湾
母校ハーバード大学( BA ) MIT ( Ph.D. )
知られている視覚皮質の組織と回路、脳の可塑性、神経技術
科学者としてのキャリア
フィールド神経科学
機関ニューヨーク大学、ネイサン・クライン精神医学研究所、浙江大学、 オレゴン健康科学大学、ヴァンダービルト大学、イェール大学医学部
博士課程の指導教員Mriganka Sur（MIT博士課程指導教員）；Daniel Ts'oおよびTorsten Wiesel（ロックフェラー大学、ベイラー医科大学博士課程指導教員）

アンナ・ワン・ロー（1961年生まれ、姓：ロー、ミドルネーム：ワン）はアメリカの神経科学者であり、エール大学、ヴァンダービルト大学、オレゴン健康科学大学、中国杭州の浙江大学[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]で教授職を歴任しました。現在は、米国ニューヨーク州のネイサン・クライン精神医学研究所のトランスレーショナル神経科学部門所長と、ニューヨーク大学の精神医学・神経科学教授を務めています。大脳皮質の機能的組織と接続性に関する研究と、システム神経科学の問題への学際的なアプローチの導入で知られています。

キャリア

アンナ・ワン・ローは、 1984年にハーバード大学で生化学を専攻し、神経生物学を専門分野として学士号を取得しました。[ 1 ] [ 2 ]彼女は、 1991年にミルガンカ・スールの指導の下、 MITで脳と認知科学の博士号を取得しました。[ 1 ]博士課程の間、彼女は脳の発達と可塑性を研究するための「再配線されたフェレット」として知られる実験パラダイムを開発しました。[ 4 ] [ 5 ]彼女は、博士号取得後、ハーバード大学で神経科学の博士号を取得しました。その後、ベイラー医科大学のトルステン・ヴィーゼル博士とダニエル・Y・ツォ博士のもとで博士研究員として研修を受け（1991～1992年）、さらにベイラー医科大学のダニエル・Y・ツォ博士のもとで研修を続け（1993～1995年）、内因性信号光学画像法を用いて霊長類の脳の一次視覚野と二次視覚野の機能的組織化について研究した。 [ 1 ] 1996年には、オーストラリアのブリスベンにあるクイーンズランド大学の客員研究員として、マーモセットとオオコウモリの視覚系とネコの聴覚系を研究した。

ローは1996年に米国に戻り、イェール大学医学部のパスコ・ラキッチ教授率いる神経生物学科で助教授（テニュアトラック）として最初の教員職に就きました。2003年に研究室はヴァンダービルト大学に移り、2015年まで心理学、放射線学、生物医学工学の教授職を務めました。ヴァンダービルト大学では、主に霊長類の視覚と体性感覚系に関する研究を行いました。[ 6 ] [ 1 ] 2016年から2020年まで、ローはオレゴン健康科学大学のオレゴン国立霊長類研究センターの神経科学教授に任命されました。[ 2 ]

2015年、ロー氏は中国浙江大学に「神経科学技術学際研究所（ZIINT）」を設立し、医学部および生物医学工学部の秋実特別教授を務めました。同研究所は、学際的な神経工学的アプローチを用いたシステムおよび認知神経科学の基礎研究に重点を置いています。[ 3 ]ロー氏はZIINTの創設所長であり、浙江大学-シーメンス共同脳イメージング研究センターの所長でもあります。[ 3 ] [ 7 ]

ロー氏は、神経科学協会、SPIEフォトニクス・ウェスト、国際磁気共鳴医学学会（ISMRM）、ヒト脳マッピング機構（OHBM）などの学会で活動しており、複数の科学雑誌の副編集長も務めています。[ 2 ] [ 8 ]彼女はNIHの研究部門の常任委員を務め、米国、欧州、イスラエル、中国の資金提供機関の助成金審査を行っています。また、大学の研究および教員育成に関する顧問も務めています。[ 2 ]

研究

視覚皮質の機能的組織

一次視覚野における機能的列（標準的な組織化単位として提唱されている）の発見以来、彼女は脳が中規模レベルでどのように情報を組織化するのかという疑問に突き動かされてきた。彼女はこの疑問を、視覚野V1、V2、V4の列状組織を調べることで追求し、それぞれの高次表現レベルでどのような新たな特性が組織化されるのかを問いかけてきた。光学イメージング、電気生理学、解剖学的手法を用いて、私の研究はV2野における3種類の機能的ストライプ内のトポグラフィーとモジュール組織を確立した（Roe and Ts'o 1995 J Neurosci）。「V2が見ているもの」と「V1が見ていないもの」を区別する「錯覚」を用いることで、彼女はV2で組織化されていてV1には存在しない特性を明らかにした。これには以下が含まれる。

  • 細い縞模様で、異なる表面特性（例えば色 Lu 2008 Cereb Cortex）、明るさ（Hung 2001 Vision Res、Roe 2005 PNAS）、
  • 太い/薄い縞模様、錯覚的輪郭、運動誘導輪郭（Ramsden 2001 Cereb Cortex、Rasch 2012 J Neurophys、Lu 2010 Neuron）、および
  • 太い縞模様では、奥行き特性（近距離と遠距離の視差 Chen 2008 Neuron、Chen 2017 PNAS）。

V4において、彼女はさらに「色」（高次色相マップ、Du 2022 Frontiers in Neurosci）と「形状」（曲率、Hu 2020 Elife）の表現の帯を発見しました（Tanigawa 2010 Nature Neurosci）。これらの研究は、同じ刺激に対するニューロン反応は多くの領域に存在するものの、各領域における基本的な創発パラメータを明らかにするのは、ニューロン反応を計算クラスターへと組織化することであるという見解を裏付けています。したがって、各領域は少数のde novoパラメータに焦点を当て（つまり、メソスケールでマップ）、創発計算のモジュール基盤を明らかにし、領域間フローチャートへの洞察を提供します。

柱状コネクトーム：局所脳刺激による中規模回路の理解

脳内の情報の柱状（メソスケール）組織化は、脳ネットワークがメソスケールのノードで構成されていることを予測します。この可能性に体系的かつ迅速に対処するための方法論が不足していたため、彼女は、単一の機能的な柱を刺激することで接続されたノードを活性化し、それを光イメージングまたはfMRIでマッピングする、生体内「機能トレーシング法」を考案しました。3つの生体内刺激法（電気刺激、オプトジェネティクス、赤外線神経刺激INS）が互いに裏付け、補完しました。たとえば、サルのV1における単一方向の焦点オプトジェネティクス刺激により、解剖学的に似た局所的な柱状方向ネットワークが明らかになり、同じ方向を強調したネットワークと直交する抑制ネットワークの両方が同時に明らかになりました（INS：Tian 2025 Cell Rep Meth、推定：Hu 2020 Cereb Cortex、オプトジェネティクス：Chernov 2018 PNAS）。 V2への局所電気刺激により、V2およびV1において、標準的な反復円柱状微小回路が明らかになった（Hu 2022 Curr Biol）。脳全体のネットワークを研究するために、高磁場fMRIと組み合わせたINS（1870 nm）を開発した。INSは、熱過渡現象の微小パルスを発生し、非ウイルス性、迅速性、非損傷性、MR適合性、ヒト適合性を備えている（Pan 2023 Brain Stim）。7T fMRIでは、INSが機能的に接続された単シナプスおよび二シナプスノードの活性化につながることを示しており、感覚、運動、連合、および辺縁系領域を結び付けるメソスケールノードの驚くべき脳全体のネットワークを明らかにした。光ファイバー束を介して送達されるパターン化されたINSは、高次の領域間（錯覚輪郭）効果を選択的に誘発する（Tian 2024 Nature Comm、Tian 2025 Cell Rep Meth）。新しく根本的な結果は、刺激を受けたすべての領域（皮質および皮質下）における各メソスケール刺激部位が脳全体にわたる柱状ネットワークを形成し、刺激部位を移動すると柱状ネットワークが系統的に変化するというものです（Xu 2019 Science Adv、Shi 2021 Neuroimage、Yao 2023 J Comp Neurol、Ping 2025 National Science Rev）。これらの発見は基礎的なものであり、迅速で柔軟かつ効率的な情報処理の基盤となる可能性のある、全体的かつ系統的なメソスケール構造を示唆しています。彼女は、複数の脳領域の柱状コネクトームを生成し、ルールベースの脳構造をモデル化する予定です。

覚醒し行動するサルにおける皮質柱状ネットワークの役割

彼女は、マルチモーダルアプローチ（OI、fMRI、脳波、解剖学）を用いて、覚醒した注視サルのV1、V2、V4における視覚処理を研究してきました（Vnek PNAS 1999、Lu Neuron 2010、Chen PNAS 2017、Tanigawa Nature Neurosci 2010）。また、特徴特異的選択課題を行うサル（Tanigawa Frontiers 2016、Zhou 2023 Cell Rep）、そしてEcogアレイを移植されたサルを用いて、特徴ワーキングメモリ課題中の前頭前野と側頭葉間の情報フローの柱状基底を研究してきました（Zhou 2023 Cell Reports）。彼女は、新たに発見された中心窩皮質複合体が自然な視覚行動に果たす役割を検証しています。チャールズ・シュローダーとケン・シェパードの研究室と共同で、彼女はイメージングと電気生理学的手法（大型高密度メッシュ電極と多層電極）を組み合わせ、中心窩付近および中心窩外における特徴特異的な柱状構造間の動的相互作用を評価する。将来の研究への先駆けとして、7T MRIにおける背側および腹側経路のメソスケール組織マッピング能力（Wang 2024 Prog Neurobiol）に基づき、超高磁場MRIを用いた行動曲線の測定、脳全体の機能的メソスケールネットワークのマッピング、そして柱状構造を標的としたINSによる神経・行動変調の実施といった手法を開発している（Shi「覚醒マカクにおける7T MRIによるコントラスト識別」ISMRM 2024、シンガポール）。

BMI 2.0：視覚皮質補綴への新たなアプローチ

BMI研究の歴史は、焦点刺激が機能的に特異的な知覚、運動、さらには記憶や思考を引き起こすという発見によって特徴づけられてきました。多大な努力にもかかわらず、現在の視覚刺激（VCP）は、微細形状、色、奥行き知覚といった基本的な特徴の体系的な知覚を未だ達成できていません。少なくとも3つの主要な、そして自明ではない課題に対処する必要があります。

  • 脳内の複数の遠隔部位を時空間的に動的に刺激することを可能にする。
  • 適切な（メソスケール）精度で刺激を可能にし、
  • 脳の機能組織に関する知識を活用した的を絞った方法でそれを行います。

この目標に向けて、彼女は列ベースの視覚皮質補綴装置（VCP）が、広視野かつ計画可能な形状と色の知覚を提供できることを実証することに取り組んできました。彼女は近赤外線刺激（INS、1870 nm）を選択しました。これはウイルスの導入を必要とせず、ヒトへの応用が容易なためです（Pan 2024 Brain Stim）。視覚皮質に対向する光ファイバーアレイを設計することで、色、方向、色相、曲率、動きの方向、奥行きといった情報に望ましい列を選択することで、特徴特異的な知覚を実現できると予測しました。そして現在、このようなアレイを用いることで、高次皮質活性化による「錯覚的輪郭」活性化が、視覚刺激によって誘発されるものと非常に類似していることを実証しています（Tian 2024 Nature Comm、2025 Cell Rep Meth）。彼らはまた、V1におけるINS刺激が、サルがサッカード運動を行う際に知覚可能な閃光（フォスフェン）を引き起こすこと（Roe Frontiers in Neuroanat 2015）と、弁別課題において予測可能な行動およびBOLD信号の変化（Shi「7T MRIによる覚醒マカクにおけるコントラスト弁別」、ISMRM 2024、シンガポール）をもたらすことを明らかにしました。このように、彼女はマッピングされた特徴列に直接アクセスすることで、予測可能で豊かで特徴的な知覚を生成することを目指しています。このアプローチは概念と技術の両面で斬新であり、他の脳領域にも応用できる可能性があります。さらに小型化し、電気的記録法と統合することで、このシステムの機能は拡張されるでしょう。

賞と栄誉

選定された出版物

  • Wang JB*, Liu Y, Ma Y, Lin L, Berman AJL, Bollmann S, Polimeni JR**, Roe AW** (2025) 非ヒト霊長類の皮質内微小血管構造のin vivo 7テスラMRI. Neuron, DOI: 10.1016/j.neuron.2025.05.028. [IF 14.7]
  • Ping A*、Wang JB、García-Cabezas MA、Li LH、Zhang JM、Zhu JM**、Gothard K**、Roe AW** (2025) 扁桃体の赤外線神経刺激によって明らかにされた脳全体の中規模機能ネットワーク。ナショナル サイエンス レビュー、12(4):nwae473。 DOI: 10.1093/nsr/nwae473。 [IF16.3]
  • Tian F*, Liu Y*, Chen M, Schriver KE, Roe AW** (2025) 超高磁場7T MRIにおける皮質柱の多チャンネル赤外線刺激によるメソスケール機能回路の選択的活性化. Cell Rep Meth 5:100961, doi.org/10.1016/j.crmeth.2024.100961 [IF 4.3]
  • Qian M*, Wang JB*, Gao Y, Zhou DF, Liu Y, Zhang XT**, Hu JM**, Roe AW** (2025) 7T MRIで撮影した覚醒マカクザルの多重中心窩表現．Nature Neurosci. DOI: 10.1038/S41593-024-01810-4. [IF 21.2]
  • Tian FY*, Zhang Y, Schriver KE, Hu JM**, Roe AW** (2024) 多点赤外線神経刺激を用いた皮質柱状神経調節のための新規インターフェース. Nature Comm, 15(1):6528. DOI: 10.1038/s41467-024-50375-0. https://sciencecast.org/casts/tpur2jsq4n8l [IF 14.7]
  • Wang JB*, Du X, Yao S, Li L, Tanigawa H, Zhang X, Roe AW** (2024) 7T fMRIによるマカクザルの腹側および背側視覚経路の中規模組織化の解明. Progress in Neurobiol. 1:234:102584. doi.org/10.1016/j.pneurobio.2024.102584. [IF 6.7]
  • 周 毅、川崎 功、鈴木 毅、長谷川 郁、Roe AW*、谷川 秀* (2023) 記憶の想起と維持における神経振動を介した下側頭葉と前頭前野間の情報の流れのマッピング. Cell Reports 42(10):113169. doi.org/101016/j.celrep.2023.113169. [IF 8.8]
  • Pan L*, Ping A, Schriver KE, Roe AW**, Zhu JM**, Xu KD** (2023) ヒト大脳皮質における赤外線神経刺激．Brain Stimulation, S1935-861X(23)01680-7. https://doi.org/10.1016/j.brs.2023.01.1678 . [IF 8.955]
  • Hu JM, Roe AW (2022) サルのV1とV2における機能特異的かつ疎なドメインベースのマイクロネットワーク. Curr Biol, 32(13):2797-2809.e3. https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.04.09 [IF 10.9]
  • Zaraza D*, Chernov MM*, Yang Y, Rogers JA, Roe AW**, Friedman RM** (2022) 行動中の霊長類に使用するための頭部装着型光イメージングおよび刺激システム．Cell Reports Methods, 2(12):1-13. https://doi.org/10.1016/j.crmeth.2022.100351 . [IF 9.995]
  • Zhu L, Wang M, Fu P, Liu Y, Zhang H, Roe AW**, Xi W** (2022) 生体内における深部標的血管の高精度1070 nm超高速レーザー誘起光血栓形成．Small Methods．7(1):e2200917. doi: 10.1002/smtd.202200917. [IF 15.637]
  • Zhang H*, Fu P*, Liu Y*, Zheng Z, Zhu L, Wang M, Abdellah M, He M, Qian J, Roe AW**, Xi W** (2022) 高輝度AIEプローブを用いた非ヒト霊長類皮質微小血管の深部三光子蛍光顕微鏡イメージング in vivo. Biomaterials. 289:121809. doi.org/10.1016/j.biomaterials.2022.121809. [IF 15.304]
  • Shi S*, Xu AG*, Rui YY, Romanski LM, Gothard KM, Roe AW** (2021) 7T fMRIを用いた赤外線神経刺激：霊長類扁桃体の皮質接続をマッピングするための迅速な生体内手法 Neuroimage, 231, 117818. 2021年2月3日;117818. doi: 10.1016/j.neuroimage.2021.117818. [PMID 33548458] [IF 7.12]
  • Zhang X*,**, Zhang J*, Gao Y*, Qian M*, Qu S, Quan Z, Yu M, Chen X, Wang Y**, Pan G, Adriany G, Roe AW (2021) 7Tヒューマンスキャナーを用いたin vivo動物皮質MRI/fMRI用16チャンネル高密度アレイ．IEEE Trans Biomed Eng. 68(5):1611-1618. DOI:10.1109/TBME.2020.3027296. [PMID 32991277] [IF 4.538]
  • Hu J*, Song XM, Wang Q, Roe AW** (2020) マカクザルのV4における曲率ドメイン. Elife. 9:e57261. doi: 10.7554/eLife.57261. [PMC7707819][PMID 33211004] [IF 7.08]
  • Friedman RM*, Chehade NG, Roe AW, Gharbawie OA** (2020) 光学イメージングによる霊長類感覚運動皮質の機能領域の解明 Neuroimage, 221:117188. DOI: 10.1016/j.neuroimage.2020.117188. [PMID 32711067][PMC 7841645] [IF 6.076]
  • Hu J*、Qian M、谷川 H、Song XM、Roe AW** (2020) 皮質機能ネットワークの焦点電気刺激。大脳皮質。 bhaa136、https://doi.org/10.1093/cercor/bhaa136。 [PMID 32483588] [IF 4.98]
  • Friedman RM*, Morone K, Gharbawie OA, Roe AW** (2020) 光学イメージングと微小刺激を用いたサル感覚運動皮質における中規模皮質接続のマッピング．J Comp Neurol. 528(17):3095-3107. doi:10.1002/cne.24918. [PMC 7541397][PMID 32255200] 表紙図．[IF 3.215]
  • Ashaber M、Zalányi L、Pálfi E、Stuber I、Kovács T、Roe AW、Friedman RM、Négyessy L (2020) 霊長類における皮質 - 皮質コミュニケーションのシナプス組織。 Eur J Neurosci、52(9):4037-4056。土井：10.1111/ejn.14905。 [PMID 32654301] [IF 3.386]
  • Mekbib DW*, Han JW, Zhang L, Fang S, Jiang HJ, Zhu JM, Roe AW**, Xu DR** (2020) 脳卒中患者の上肢リハビリテーションにおけるバーチャルリアリティ療法：ランダム化臨床試験のメタアナリシス. Brain Injury. 34(4):456-465. [PMID 32064964] [IF 1.837]
  • Li M*, Song XM*, Xu T, Hu D*, Roe AW**, Li CY** (2019) 一次視覚皮質の方向感覚列におけるサブドメイン Science Advances, 5(6):eaaw0807. DOI: 10.1126/sciadv.aaw0807. [**共同筆頭著者、*共同責任著者] [PMC: 6551190][PMID 31183405] [IF 13.117]
  • Chen LM, Friedman RM, Roe AW (2003) 一次体性感覚野3b野における触覚錯覚の光学イメージング. Science 302:881-885. [PMID 14500850]

参照

参考文献

  1. ^ a b c d e「Anna – Cortical Functional Organization Lab, ZIINT」 . ziint.zju.edu.cn . 2019年3月22日閲覧。
  2. ^ a b c d e f g h「Anna – Wang Roe, OHSU, People」 ohsu.edu . 2019年3月22日閲覧。
  3. ^ a b c O'Meara, Sarah (2015). 「進歩のまさに中心に」 . Nature . 528 ( 7582): S179– S181. Bibcode : 2015Natur.528S.179O . doi : 10.1038/528S179a . PMID 26673025. S2CID 4383093 .  
  4. ^ Sur, M; Garraghty, PE; Roe, AW (1988年12月9日). 「聴覚視床および皮質への実験的に誘発された視覚投射」. Science . 242 (4884): 1437–41 . Bibcode : 1988Sci...242.1437S . doi : 10.1126/science.2462279 . PMID 2462279 . 
  5. ^ Roe, AW; Pallas, SL; Hahm, JO; Sur, M (1990年11月9日). 「一次聴覚皮質に誘導される視覚空間マップ」. Science . 250 (4982): 818–20 . Bibcode : 1990Sci...250..818R . doi : 10.1126/science.2237432 . PMID 2237432 . 
  6. ^ Friedman, RM; Chen, LM; Roe, AW (2004年8月24日). 「霊長類体性感覚皮質内のモダリティマップ」(PDF) . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 101 (34): 12724–9 . Bibcode : 2004PNAS..10112724F . doi : 10.1073 / pnas.0404884101 . PMC 514661. PMID 15308779 .  
  7. ^ 「浙江大学神経科学技術学際研究所」 ziint.zju.edu.cn . 2019年3月22日閲覧。
  8. ^ 「Anna Roe」 . spie.org . 2019年3月22日閲覧。
  9. ^ 「SPIE会員2名がアメリカ科学振興協会（AAAS）のフェローに選出」spie.org .
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