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海馬スライス標本における反響興奮現象と短期記憶のメカニズム

海马切片制备中回声激发现象和短期记忆的机制

基本信息

批准号：
13210014
负责人：
片山統裕
金额：
$ 3.71万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

脳はモジュール・システムであり,その高次情報処理機能は多数のモジュールの協調動作によって実現されている.そのため,モジュール単体の性質のみならず,モジュールの相互作用や協調メカニズムを明らかにすることが重要である.本研究では,モルモット海馬スライス標本内の局所神経回路(CA3領域)を脳モジュールと見たて,これを脳モジ(ールを模擬した人工モジュール(Radial Isochron Clock振動子,RIC)と相互結合し、脳内の多モジュール結合系を模擬する実験系を構築した.モルモット海馬スライス標本を高濃度カリウム・ペニシリン含有人工脳脊髄液で維持することによりCA3ニューロン群の自発バースト活動を誘発した。バースト活動を検出したときRICを"位相シフト"させ、逆にRICの"位相"がゼロになったとき,CA3に電気刺激を与えるように結合した.RICはRTLinux V.2を導入したPCによりリアルタイムシミュレーションした.CA3→RICの結合強度Aを肇化させ(A>0;興奮性フィードバック,A=0;一方向結合,A<0;抑制性フィードバック),系のダイナミクスを計測・解析することにより,海馬モジュールにおける反響興奮時のダイナミクス,およびそのときのシナプス可塑性現象について検討した.結合モードに依存して様々な引き込みパターンが観測された.特に,CA3→RICを抑制性結合としたとき,結合パラメータの変化に対して頑強な3:2相互引き込み同期活動が観測された.単方向結合の場合は最も引き込みがよわく,CA3のバースト間隔は不安定に変化した.また,CA3とRICの相互結合後,CA3自発バースト活動の振幅、周期やそのゆらぎの性質が変化した.これは,引き込み同期振動によりCA3回路内シナプス可塑性が生じ、ネットワークの機能構造が変化したためであると考えられる.

The high-level information processing function of the system is realized by coordinating the operation of most of the system. The nature of the monomer is important, and the interaction of the monomer is important. In this study, we constructed a simulation system for the interaction between the Radial Isochron Clock oscillator (RIC) and the multiple-cycle coupling system in the hippocampus. High concentration of CA3 protein in hippocampus induced by artificial spinal fluid RIC "phase" is the phase of RIC, CA3 is the phase of RIC.(A>0; excitatory,A=0; one-way binding,A<0; inhibitory), is a measurement and analysis of hippocampus response to excitation, and plasticity. In combination with the dependency, the test results were obtained. In particular,CA3→RIC inhibitory binding is difficult, binding is difficult to change, and 3:2 mutual induction is difficult to detect. In the case of single direction combination, it is the most important to change the distance between CA3 and CA 3. After CA3 and RIC combine with each other, the amplitude and period of CA3's spontaneous activity change. This is the first time that the CA3 loop has undergone a change in its functional structure.