大脳基底核間接路の神経回路ダイナミクスと脳深部電気刺激療法の機序の解明

阐明基底神经节通路的神经回路动力学及深部脑电刺激治疗机制

• 批准号: 18019036
• 负责人: 北野 勝則
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Ritsumeikan 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18019036/
• 关键词: 基底核; 神経回路; 脳深部刺激; シミュレーション; 数理モデル; 大脳基底核; 視床下核; 淡蒼球

・淡蒼球神経細胞のモデル構築とその応答性の解析:淡蒼球に存在する3タイプの細胞のうち、その主要なタイプ(>60%)であるtype II (Nambu&Llinas,1997)あるいはtype A (Cooper&Stanford,2000)ニューロンをモデル化し、リズム活動時の応答特性を表す位相応答曲線(Phase Response Curve)を求めた。得られたPRCをもとに、これらのニューロンで構成される回路の安定活動パターンについて解析した。この解析ではニューロン間のシナプスとしてGABAAだけでなくGABAB結合も考慮し、GABAA結合とGABAB結合の比を変化させた時の、安定パターンの変化について調べた。その結果、GABABの強度が増すにつれ、同期活動の安定性が低下し、GABAA結合とGABAB結合のバランスが回路活動の安定性に対し重要な意味を持つことが示唆された。・視床下核-淡蒼球神経回路モデル計算機実験による間接路神経活動モードの解析:上述の淡蒼球ニューロンモデルとOtsukaら(2003)による視床下核ニューロンモデルから構成される視床下核-淡蒼球神経回路モデルを構築して計算機実験を行い、その神経活動モードを調べた。この系では、回路結合形態をはじめとして未知パラメータが多く存在するが、ここでは上述のGABAB結合の強度に加え、ドーパミン存在下(正常時)と枯渇下(病態時)における活動パターンの遷移に着目し、ドーパミンにより修飾されるとされるシナプスにおける伝達物質の放出確率をパラメータとして変化させ、活動パターンに対する影響を調べた。これら2つのパラメータの組合せにより、いくつかの活動モードが出現するが、ドーパミン枯渇時を想定したパラメータ値において、バースト活動が出現するなど、これらのパラメータが神経活動モードの遷移に寄与することが示された。

·Analysis of the structure and responsiveness of human cerebral cells: Type II (Nambu & Llinas, 1997) and Type A (Cooper & Stanford, 2000) of human cerebral cells exist in the human cerebral cells, and the main types (>60%) of human cerebral cells exist. The analysis of the stable activities of the circuit is carried out by the PRC. This analysis is based on the analysis of GABAB binding, GABAA binding and GABAB binding ratio. As a result, GABAB intensity increases, stability of synchronous activity decreases, GABAA binding and GABAB binding increase stability of loop activity significantly. Analysis of indirect neural activity patterns in computer operation: The above-mentioned neural activity patterns in Otsuka (2003) are composed of neural activity patterns in computer operation and neural activity patterns in computer operation. This system is composed of loop binding patterns, which are different from those described above. In the presence of GABAB binding, the intensity of GABAB binding increases, and in the presence of GABAB binding (normal), and in the presence of GABAB binding (pathological), the activity of GABAB binding increases, and in the presence of GABAB binding, the activity of GABAB binding increases, and in the presence of GABAB binding. The effect of the activity is 2. When the event occurs, it is considered that the event occurs. When the event occurs, it is indicated that the event occurs.

项目成果

Variability v.s. synchronicity of neuronal activity in local cortical network models with different wiring topologies

• DOI: 10.1007/s10827-007-0030-1
• 发表时间: 2007-10-01
• 期刊: JOURNAL OF COMPUTATIONAL NEUROSCIENCE
• 影响因子: 1.2
• 作者: Kitano, Katsunori;Fukai, Tomoki
• 通讯作者: Fukai, Tomoki

Structure of spontaneous UP and DOWN transitions self-organizing in a cortical network model.

在皮质网络模型中自发和下向过渡的自发结构。

• DOI: 10.1371/journal.pcbi.1000022
• 发表时间: 2008-03-07
• 期刊: PLOS COMPUTATIONAL BIOLOGY
• 影响因子: 4.3
• 作者: Kang, Siu;Kitano, Katsunori;Fukai, Tomoki
• 通讯作者: Fukai, Tomoki

Dynamical modes in a computational model of the subthalamo-pallidal circuit

丘脑-苍白球回路计算模型中的动态模式

• 发表时间: 2007
• 作者: Kitano K;Fukai T;北野勝則
• 通讯作者: 北野勝則