連想記憶型CPGsにおける活動の時空間パターン生成と制御

联想记忆 CPG 中时空模式的生成和活动控制

• 批准号: 06260227
• 负责人: 佐藤 俊輔
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06260227/
• 关键词: バースト放電活動; 3変数力学系モデル; 大域的分岐構造; 中枢パターン発生器; 周期入力信号; 位相同期; 可興奮性膜; 興奮波伝播

神経系の活動には系のサイズに関わらず様々なリズムや時間的なパターンが見られる。1.神経細胞の示すバースト放電活動.中枢神経系の多くの部位でバースト放電する神経細胞が存在する。我々は、軟体動物(イソアワモチ)の神経節細胞に関する8変数の常微分方程式モデル(Hayashi et al.1992)を本質的な性質を保存したまま3変数モデルに簡約化した。さらに、モデルの大域的分岐構造を解析することにより、バースト放電がホモクリニック分岐によって発生し、Hopf分岐によって消滅すること、バースト放電パターンが周期倍分岐によって変化することなどを数値計算によって示した。2.中枢パターン発生器(CPG)のパターン生成機構と制御.我々はCPGが示す典型的な振舞いである交番バースト放電を生成する小規模回路網モデル構築した。モデルは4個の可興奮性膜モデルから構成され、2個ずつ2つのグループに分かれ逆位相でバースト放電する。さらに、末梢神経系からのフィードバック信号に対応する周期的な信号を自己感受性刺激としてCPGモデルに加え、モデルの振舞いを解析した。モデルは、入力信号の周期や強度に依存して、入力信号と位相同期したり、カオス的な振舞いを示す。3.可興奮性膜の結合系に生じる興奮伝搬の空間パターン.中枢神経系は膨大な数の神経細胞が複雑に結合した系である。ここでは、2次元平面上に格子状に配列された可興奮性膜を近隣の8細胞と拡散(電気)的に結合した興奮場モデルを構築した。各細胞モデルのパラメータ、結合の強度などは空間的に一様であるにも関わらず、回路網に加えられる刺激の性質(空間的分布、タイミング)などに依存して、興奮場に発生する興奮波伝搬のパターンは複雑に変化する。我々は各細胞モデルの状態を記述する拡張された位相を定義し、それを用いて興奮の伝搬の様子を表した。

The activities of the mental system are related to the system and time. 1. The expression of neurons in the brain is related to the activity of the brain. There are many parts of the central nervous system where neurons exist. The eight-dimensional ordinary differential equation for the neural node cells of mollusks (Hayashi et al. 1992) is simplified to preserve the essential properties of the three-dimensional equation. For example, if the structure of a large domain is divided into two parts, the structure of a large domain is divided into two parts, and the structure of a large domain is divided into two parts. 2. The central generator (CPG) and its generation mechanism are controlled. The CPG is a typical example of how to create a small-scale loop network. 4 excitable films, 2 excitable films, 2 excitable films, In addition, the central nervous system is composed of a plurality of signals, which are responsive to the periodic signals, and a plurality of responses. The periodic intensity of the input signal is dependent on the phase of the input signal. 3. The binding system of excitable membrane is generated by the excitation transfer space. The central nervous system expands and the number of nervous cells combines. In this case, the lattice arrangement of the excitable membrane in the two-dimensional plane is 8 cells, and the excitation field is constructed. The properties of stimuli (spatial distribution, spatial distribution, spatial distribution) added to each cell depend on the intensity of binding, excitation field generation, excitation wave propagation, and recombination. We describe the state of each cell, define the phase of the cell, and use the phase of the cell.

项目成果

Shunsuke Sato: "Wiener and other analyses of nonlinear systems and signals and their applications to biology" Frontier in Medical and Biological Engineering. 6. 1-35 (1994)

Shunsuke Sato：“维纳和其他非线性系统和信号的分析及其在生物学中的应用”医学和生物工程前沿。

佐藤俊輔: "ゆらぎの解析法" SUT Bulltin. 11(12). 12-17 (1994)

Shunsuke Sato：“波动分析方法”SUT Bulletin 11(12)。

小倉久直,佐藤俊輔: "Wiener非線形解析-理論・応用-,情報理論とその応用シリーズ2,確率過程,第6章" 培風館, 43 (1994)

Hisanao Ogura、Shunsuke Sato：“维纳非线性分析 - 理论与应用 -，信息论及其应用系列 2，随机过程，第 6 章” Baifukan，43 (1994)

Shinji Doi and Shunsuke Sato: "The Global Bifurcation Structure of the BVP Neuronal Model Driven by Periodic Pulse Trains" Mathematical Biosciences. (to appear).

Shinji Doi 和 Shunsuke Sato：“周期性脉冲序列驱动的 BVP 神经元模型的全局分叉结构”数学生物科学。

前田義信,土居伸二,野村泰伸,佐藤俊輔: "イソアワモチペースメーカー細胞モデルの簡約とその位相空間解析" 信学技報,MEとバイオサイバネティックス研究会. MBE94-4. 25-32 (1994)

Yoshinobu Maeda、Shinji Doi、Yasunobu Nomura、Shunsuke Sato：“Isoawamochi 起搏器细胞模型及其相空间分析的简化”IEICE 技术报告，ME 和生物控制论 MBE94-4 (1994)。