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視覚野機能構築が生成する神経細胞活動の動的特性と文脈効果

视觉皮层功能构建产生的神经元活动的动态特征和情境效应

基本信息

批准号：
19K12743
负责人：
宮下真信
金额：
$ 2.83万
依托单位：
National Institute of Technology(KOSEN),Numazu College
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

项目摘要

LGN-V1野入力層間には、フィードフォワードな興奮性結合と抑制性細胞を介した結合がある。この抑制性介在細胞は、成体では方位選択性に乏しいが、視覚刺激に依存して興奮性細胞の膜電位の調整をしていることが示唆されている。サイン波上のグレーティング刺激を提示したとき、発火頻度モデルで記述された視覚野細胞の膜電位は、最適な方位に近いほど振幅が大きく、それと直交する方位については振幅が小さくなることから、従来は膜電位の平均値を閾値として神経細胞の出力としていた。初めに、静止電位に相当する膜電位をこの平均値のレベルと仮定し、抑制性の介在細胞の調整作用によって、膜電位が静止電位レベルに保たれるとの仮説を立て、LGN-視覚野間の結合の自己組織化数理モデルを抑制性介在細胞の膜電位調整機構を取り入れたモデルへと発展させた。従来モデルでは、シナプス後細胞のスパインに対して、シナプス前細胞の軸索終末がスパインを奪い合う競合を仮定していた。しかしながら近年、発達期ではシナプス後細胞のスパイン数が増減することで、神経可塑性が生じている実験が報告されていることから、シナプス後細胞の樹状突起でのスパインの生成消滅をモデル化し、神経ネットワークの自己組織化数理モデルをさらに精緻化した。この数理モデルを使ってシミュレーションを実行した結果、発達の初期過程ではシナプス数が増加し単純型細胞の受容野がある程度形成されるが、その後シナプス数が減少する過程で方位マップが形成されることが示唆された。この発達過程でのシナプス数の増加／減少は、臨界期の初期にシナプス数が増加し後期にシナプス数が減少して成体の数に近づくことや、皮質細胞の受容野特性の形成にそぐわないLGNからの入力線維が減少するというselection仮説とも一致している。

LGN-V1 field penetration layer, excitatory binding, inhibitory binding These inhibitory mediators are dependent on visual stimuli and on the modulation of membrane potentials in excitatory cells. The frequency of fire and the frequency of fire on the surface of the wave indicate that the membrane potential of the visual field cell is higher than that of the optimal orientation, and the amplitude is higher than that of the optimal orientation. The amplitude is lower than that of the orthogonal orientation, and the mean value of the membrane potential is lower than that of the normal orientation. The average value of the membrane potential corresponding to the initial and resting potentials is determined, and the inhibitory mediator in the regulation of the cell is determined. The membrane potential is maintained at the resting potential. The LGN-field binding is organized mathematically. The inhibitory mediator in the regulation of the membrane potential of the cell is determined. The axon terminal of the cell before the cell after the cell In recent years, the number of cells in the post-natal period has been decreasing, and the number of cells in the post-natal period has been increasing. The number of cells in the post The number of cells increased during the initial stage of development, and the number of cells decreased during the initial stage of development During the development process, the number of cells increases/decreases, the number of cells increases in the early stage of the critical period and decreases in the late stage, and the number of cells decreases. The formation of the receptive field characteristics of cortical cells decreases.