多細胞スパイク活動の情報幾何学的解析手法の確立と実験データ解析への応用

多细胞spike活性信息几何分析方法的建立及其在实验数据分析中的应用

• 批准号: 03J61585
• 负责人: 姜 時友
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tamagawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J61585/
• 关键词: UP-DOWN transition; Cortical Network; Spike-timing-dependent plasticity; H-current; Persistent activity; Model study; Self-organization; Sequences with millisecond accuracy; Computational neuroscience; STDP; Spontaneous activity; Cortical netwo

近年、電気生理実験の発展によって、大脳皮質錐体細胞が、その膜電位を閾値直下にもつ'UP'と呼ばれる状態と'Down'と呼ばれる状態の二状態を自発的に遷移することが知られているが、このような二状態間遷移がどのようなメカニズムによって実現され、どのような情報処理を行うのかは依然わかっていない。そこで本研究者は、多様なチャネルを持つ現実的な大脳皮質神経細胞モデルを構築し、それらがAMPA型やNMDA型といったモデルシナプスを介して互いに結合し、抑制性介在細胞からのGABA型抑制を受けるような錐体細胞間ネットワークを、スパイクタイミング依存可塑性(STDP)に従う学習を行わせたときに形成される回路の動態と構造を調べた。その結果、STDPによって学習された回路において、'UP'状態への遷移が、ミリ秒レンジの精度を持った時系列を構成し、それらが数秒を隔て繰り返すような挙動を示すことがわかった。このような時系列は近年、カルシウムイメージングによって観測された皮質スライスにおけるカルシウム流入の時系列と類似している。このような回路は、H-currentを強く発現させたペースメーカーニューロンらによって駆動されるが、時系列の形成はペースメーカーと非ペースメーカーにわたって顕著な違いは見られなかった。また、学習された構造をシャッフルすることによって時系列は激減した。上記二点より、'UP'状態遷移の精緻な時系列は、ペースメーカーニューロンによって駆動された回路がそれらの入力を広範囲にわたって伝えるような回路が自己組織化されることによって生じることがわかった。これらの結果は、9月に大阪にて行われた日本神経科学学会および、3月に米国Saltlakeに行われたcomputational and system Neuroscience(COSYNE)にて発表された。

In recent years, the computer physiology exhibition equipment, the large body cell, the membrane electric potential cell, the UP' cell, the cell phone, the cell, the I don't know. I don't know. In this study, the researchers and multi-drug manufacturers were involved in the cell culture, the AMPA type, the AMPA type, the NMDA type, the intercellular interaction, the inhibition, the inhibition and the inhibition. This is called dependency plasticity (STDP). Learn how to create a loop, create a loop, and create a loop. The result of the experiment, the STDP simulation results, the UP' status error shift, the clock precision measurement time series, and the number of seconds interval test results show that the performance of the loop is not correct. In recent years, the performance of the current series is similar to that of the series when it flows into the market. You need to make sure that the loop, H-current, and so on, you need to make sure that you have a real-time response, and that the series is responsible for the operation of the system. Learn how to make a series of exciting events in the first half of the year. The last two o'clock, 'UP' status shift' time series, real-time data transfer system, and so on, the last two o'clock, the last two o'clock. The results show that in September, the Osaka Academy of Science held the meeting of the Japanese Divine Society of Science, and in March, the Saltlake of the United States announced the results of the computational and system Neuroscience (COSYNE) meeting.

项目成果

現実的な皮質ニューロンモデルの回路において生成される自発的な二状態間遷移

在现实的皮质神经元模型电路中生成自发的两种状态转换

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本神経回路学会誌 Vol.11 No.2
• 作者: 姜 時友

S.Kang, K.Kitano, T.Fukai: "Self-organized two-state membrane potential transitions in a network of realistically modeled cortical neurons"Neural Networks. 17(3). 307-312 (2004)

S.Kang、K.Kitano、T.Fukai：“真实建模的皮质神经元网络中的自组织二态膜电位转换”神经网络。