脱抑制ネットワークのカオス的遍歴ダイナミックスによる情報処理

去抑制网络混沌流动动力学的信息处理

• 批准号: 16650042
• 负责人: 津田 一郎
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16650042/
• 关键词: 興奮性GABA; カオス的遍歴; 遍歴ダイナミックス; アトラクターダイナミックス; ニューラルネットワーク; 連想記憶モデル

近年、抑制性ニューロンの典型であると考えられていたGABAニューロンに興奮性の作用があることが数々の実験データによって示されている。いわゆる興奮性GABAは二つのタイプがある。一つは従来から知られていた未成熟脳における興奮性GABAニューロンの存在に関するものである。しかし、成熟脳においてもGABAニューロンは興奮性になることがあるのはいかなる機構によるのか、またその機能はいかなるものであるかについてはまだ十分な理解が得られていない。申請者たちはその分子機構によらない巨視的な機能に着目し、GABAの作用によってニューラルネットのダイナミックスの変化を連想記憶型のモデルに関して調べた。その結果機能に関する一つの仮説を提出した。GABAが抑制性に作用するときは連想は動的になり、遍歴的なダイナミックスが生成されるが、GABAが興奮性に変化したときにアトラクターダイナミックスが現れ連想状態は固定化する。ダイナミックスはカオス的であるがそれがミルナーアトラクター崩壊後の記憶痕跡を経巡る型のカオス的遍歴であるかどうかは決定できていない。その機能として次の仮説を提案した。脳の高次情報であるカテゴリー情報や注意の情報がトップダウン的にGABAニューロンに降りてくると、GABAニューロンが錐体細胞層を抑制的に刺激することで記憶のダイナミックスはいったんはダイナミックになり記憶間をサーチする状態になる。次にGABAニューロンが錐体細胞層を興奮的に刺激することによって記憶ダイナミックスはアトラクター型に変化し急速に一つの記憶状態に収束する。このとき、この記憶状態に対するバイアスがあると他の記憶状態の実現確率は低下し、その記憶状態の出現確率を格段に上げることが可能になる。このように興奮性GABAは記憶ダイナミックスの状況に依存した効果的な変化に中心的な役割を果たし得るという仮説を提案した。

In recent years, the inhibitory ニ ュ ー ロ ン の typical で あ る と exam え ら れ て い た GABA ニ ュ ー ロ ン に excitatory role の が あ る こ と が number 々 の be 験 デ ー タ に よ っ て in さ れ て い る. Youdaoplaceholder0 わゆる excitatory GABA タ 2 タ タ プがある プがある. Know a つ は 従 to か ら ら れ て い た immature 脳 に お け る excitatory GABA ニ ュ ー ロ ン の is に masato す る も の で あ る. し か し, mature 脳 に お い て も GABA ニ ュ ー ロ ン は excitatory に な る こ と が あ る の は い か な る institutions に よ る の か, ま た そ の function は い か な る も の で あ る か に つ い て は ま だ very な understand が too ら れ て い な い. Applicants た ち は そ の molecular institutions に よ ら な い macroscope な function に し, GABA の effect に よ っ て ニ ュ ー ラ ル ネ ッ ト の ダ イ ナ ミ ッ ク ス の variations change を even think the memory type の モ デ ル に masato し て adjustable べ た. The そ <s:1> result function に is related to the する - そ 仮 仮 theory を proposes た た. GABA が inhibitory role に す る と き は even think は move に な り, through phase な ダ イ ナ ミ ッ ク ス が generated さ れ る が, GABA が excitatory に variations change し た と き に ア ト ラ ク タ ー ダ イ ナ ミ ッ ク ス が れ now even want to state は immobilized す る. ダ イ ナ ミ ッ ク ス は カ オ ス of で あ る が そ れ が ミ ル ナ ー ア ト ラ ク タ ー collapse after 壊 の memory trace を 経 tour type る の カ オ ス times of bearing で あ る か ど う か は decided で き て い な い. Youdaoplaceholder0 そ functions と て て times 仮 仮 says を proposal た た. 脳 の higher intelligence で あ る カ テ ゴ リ ー や note の intelligence が ト ッ プ ダ ウ ン に of GABA ニ ュ ー ロ ン に drop り て く る と, GABA ニ ュ ー ロ ン が pyramidal cell layer を inhibit に stimulus す る こ と で memory の ダ イ ナ ミ ッ ク ス は い っ た ん は ダ イ ナ ミ ッ ク に な り memory between を サ ー チ す る state に な る. Time に GABA ニ ュ ー ロ ン が pyramidal cell layer を excited に stimulus す る こ と に よ っ て memory ダ イ ナ ミ ッ ク ス は ア ト ラ ク タ ー type に variations change し に rapidly a つ の memory state に 収 beam す る. こ の と き, こ の memory state に す seaborne る バ イ ア ス が あ る と の の memory state be now of probabilistic は し, そ の memory state の appear really rate を lattice period of に げ る こ と が may に な る. こ の よ う に excitatory GABA は memory ダ イ ナ ミ ッ ク ス の condition に dependent し た unseen な of fruit - に center な "を cut fruit た し have る と い う 仮 said を proposal し た.

项目成果

Prologue-The Work of the Late Professor Gen Matsumoto

序言-已故松本源教授的著作

• 发表时间: 2004
• 期刊: Journal of Integrative Neuroscience 3
• 作者: K.Aihara;I.Tsuda;H.Fujii
• 通讯作者: H.Fujii

Functional relevance of 'excitatory' GABA actions in cortical interneurons: A dynamical systems approach

• DOI: 10.1142/s0219635204000506
• 发表时间: 2004-06-04
• 期刊: Journal of Integrative Neuroscience
• 影响因子: 1.8
• 作者: Fujii, Hiroshi;Aihara, Kazuyuki;Tsuda, Ichiro
• 通讯作者: Tsuda, Ichiro

Chaotic itinerancy is a key to mental diversity : Response paper to Continuing Commentary by G.Kampis, "Complexity is a cue to the mind

混乱的循环是心理多样性的关键：G.Kampis 继续评论的回应论文，“复杂性是心灵的提示

• 发表时间: 2004
• 期刊: Behavioral and Brain Sciences vol.27
• 作者: I.Tsuda;S.Kuroda;I.Tsuda
• 通讯作者: I.Tsuda

Itinerant Dynamics of Class I* Neurons Coupled by Gap Junctions

• DOI: 10.1007/978-3-540-27862-7_8
• 发表时间: 2003-10
• 作者: H. Fujii;I. Tsuda

A Complex Systems Approach to an Interpretation of Dynamic Brain Activity II : Does Cantor coding provide a dynamic model for the formation of episodic memory?

解释动态大脑活动的复杂系统方法 II：康托编码是否为情景记忆的形成提供了动态模型？

• 发表时间: 2004
• 期刊: Lecture Notes in Computer Science 3146
• 作者: I.Tsuda;S.Kuroda
• 通讯作者: S.Kuroda