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樹状突起における非線形な入力加算を考慮した大脳皮質の神経回路モデルの研究

考虑树突非线性输入加法的大脑皮层神经回路模型研究

基本信息

批准号：
04J10834
负责人：
森田賢治
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度に得られた単一神経細胞および神経回路網の数理モデルの動特性についての解析結果を踏まえて、より具体的な高次脳活動・機能に関わる研究へと展開を図った。大脳皮質においては、神経細胞集団が30-80Hz程度の振動的活動を示すγ振動と呼ばれる現象が知られており、短期記憶、作業記憶、注意など脳の高次機能への関与が近年盛んに研究されている。そのγ振動の発生や維持にはGABA性神経細胞を含めた局所回路の動特性が大きく関わることが明らかとなってきた。そこで、そうしたγ振動に起因する振動的入力を受けた場合の神経細胞及び神経集団の出力・応答特性に着目し、GABAA受容体塩化物イオンチャネルの反転電位(以下GABA反転電位と略記)によって振舞いがどのように変わりうるかも含め理論的に解析した。具体的には、興奮性とGABA性という2種類の周期的入力を、前年度の研究結果を踏まえて検討した神経細胞および神経集団の数理モデルに入力として与え、それらの位相差によって出力応答がどのように変わるかをシミュレーションおよび分岐解析によって調べた。その結果、体性感覚野の錐体細胞などで実際に報告されたようにGABA入力の反転電位が静止電位よりも少し高い条件下では、位相差が小さい場合にはGABA性入力が抑制的に働く一方、位相差が大きい場合には同じGABA性入力は促進性の効果をも持ちうることを示した。また、入力conductance波形の時間幅が長く確率的ノイズが存在する条件の下で多数の神経細胞からなる集団を解析し、2種類の周期入力の位相差が、平均発火率のなめらかな両方向性の変化に変換される可能性を指摘した。このような変換特性が、大脳皮質の局所回路のレベルでの、神経情報コーディングの変換の機構として機能している可能性が示唆される。

In the previous year, we have been successful in the analysis of the characteristics of mathematical and physical communication in the loop network. in the previous year, we have obtained the results of the analysis of the mathematical and physical characteristics of the loop network in the previous year. The activity of vibration at the level of 30-80Hz shows that the activity shows that people are aware of health problems, short-term records, homework problems, pay attention to high-level mechanical training and research activities in recent years. The gamma-ray vibration device is used to maintain the performance of the GABA sex cell, which contains the characteristics of the loop of the station. The cause of the vibration is affected by the input of the vibration and the characteristics of the output of the capacitive device, such as the GABAA capacitor, the output of the device, the source of the vibration, the source of the vibration, the input of the vibration, the response of the capacitor, the output of the capacitor, and the response of the capacitive device (the following GABA). The results of the previous year's research, the results of the previous year's study, and the results of the previous year's study, the results of the previous year's study, the results of the previous year's research, the results of the previous year's research, the results of the previous year's study, the results of the previous year's study. The results, the body temperature, the body temperature, the temperature, the body, the body There is a significant difference in the accuracy rate of the amplitude and amplitude of the input conductance waveform. Under the critical condition, most of the equipment is analyzed, the phase difference of the two cycles is different, and the average fire rate is different. The possibility of directionalization is critical. There is a lot of information about the characteristics of the equipment, the performance of the system, and the possibility of the operation of the machine in the organization.