Modeling of spatio-temporal dynamics of neuropil signals and its application to automatic cell detectors

神经纤维信号时空动力学建模及其在自动细胞检测器中的应用

• 批准号: 19H04203
• 负责人: 青西 亨
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H04203/
• 关键词: カルシウムイメージング; 自動細胞検出; ニューロピル信号; 動的モード分解; 非負値行列因子分解

低計算コスト細胞検出アルゴリズム(LCCD)：我々が開発したLCCDをCaイメージングデータ解析ツールOptiNiStに組み込み， Github(https://github.com/oist/optinist)で公開した．イメージングデータ解析の発展研究：ドーパミン (DA) がグルコース刺激によるインスリン分泌の負の調節因子として機能することが報告されている．ただし，その分子メカニズムは不明である， 我々は、全反射照明蛍光顕微鏡と我々の解析手法を用いて，初代培養膵島細胞におけるインスリン顆粒エキソサイトーシスを計測し，DA の影響を分析した（Diabetes, 71, 2022）．プレパルス抑制(PPI)とは，先行して微弱な刺激を受けるとその後の刺激に対する驚愕反応が抑制される行動現象である．我々は，ショウジョウバエ幼虫におけるPPIの神経回路機序を数値シミュレーションによって調査を行った．既に同定されているハエ幼虫の神経回路モデル中の発見的に定められたパラメータを調整することで，同一のモデル，同一のパラメータによりPPIを含む複数の行動実験結果を再現できることを示した．そして，この神経回路モデルを用いてPPI発生時の各神経細胞の活動度の時間変化を解析することで，先行するprepulse刺激で誘発された特定の神経細胞の活性がPPIに強く関与している可能性を示唆し，その神経回路機序を示した． さらに， Cenutaurin gamma 1A変異体におけるPPI減弱の要因を推測し，その妥当性をシミュレーションにより示した．本研究の結果は，ショウジョウバエ幼虫におけるPPIの回路機序や精神疾患のPPI障害について有用な知見を与え，今後のPPI研究の指針の1つを与えるものである．本研究の成果を取りまとめて，Scientific Reports, 12, 2022に発表した．

Low Computing Cost Cell Display (LCCD): Open to LCCD, Open to Github(https://github.com/oist/optinist). The development of gene analysis: gene expression (DA), gene secretion and negative regulatory factors. The effects of DA on primary cultured human islet cells were measured by total reflection illumination, microscopy and analysis (Diabetes, 71, 2022). PPI is a phenomenon that occurs when a weak stimulus is received first and when a stimulus is received later. We are investigating the value of PPI's neurologic circuit mechanism in the future. The same time, the same time, the same In addition, the time variation of the activity of each neuron during PPI production was analyzed. The possibility of PPI intensity and time variation induced by prepulse stimulation was also shown. In this paper, Cenutaurin gamma 1A variant of PPI attenuation is speculated to be the main cause of the problem, and the appropriateness of the problem is shown in the paper. The results of this study suggest that PPI circuit mechanisms and PPI barriers in mental disorders are useful insights and pointers for future PPI research. The results of this research are presented in Scientific Reports, 12, 2022.

项目成果

Low-computational cost cell detection algorithm (LCCD)

低计算成本的细胞检测算法（LCCD）

• 发表时间: 2022
• 作者: Dai Hai Nguyen;Canh Hao Nguyen;Hiroshi Mamitsuka;青西亨
• 通讯作者: 青西亨

Fast, cell-resolution, contiguous-wide two-photon imaging to reveal functional network architectures across multi-modal cortical areas

• DOI: 10.1016/j.neuron.2021.03.032
• 发表时间: 2021-06-02
• 期刊: NEURON
• 影响因子: 16.2
• 作者: Ota, Keisuke;Oisi, Yasuhiro;Murayama, Masanori
• 通讯作者: Murayama, Masanori

青西亨 研究業績一覧

青西彻研究成果一览表

非負値行列因子分解によるイメージングデータ解析-システムの同型性にもとづく異分野データへの適用-

使用非负矩阵分解的成像数据分析 - 基于系统同构的跨学科数据应用 -

• 发表时间: 2019
• 作者: 青西亨

Low computational-cost cell detection method for calcium imaging data

钙成像数据的低计算成本细胞检测方法

• DOI: 10.1016/j.neures.2022.02.008
• 发表时间: 2022
• 期刊: Neuroscience Research
• 影响因子: 2.9
• 作者: Ito Tsubasa;Ota Keisuke;Ueno Kanako;Oisi Yasuhiro;Matsubara Chie;Kobayashi Kenta;Ohkura Masamichi;Nakai Junichi;Murayama Masanori;Aonishi Toru
• 通讯作者: Aonishi Toru