線虫C.elegansの行動と神経回路に関する数理的研究

线虫行为和神经回路的数学研究

• 批准号: 16740239
• 负责人: 岩崎 唯史
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16740239/
• 关键词: 線虫; 神経回路; 非線形; 統計物理学的手法; 行動; 学習; シナプス可塑性; データベース; 統計的手法; 動的平均場近似; シナプス; モデルパラメータ推定; 有効理論

1.部分神経回路に対する有効理論の改良:線虫の行動を神経回路ベースで理解するには、非線形回路における切り出し問題を解決した有効理論が必要である。そこでこれまで、動的平均場近似を用いた有効理論を提案してきた。しかし、FitzHugh-Nagumoニューロンを結合させた系にこの有効理論を適用すると、結合が大域的な場合は精度がよいが、スモールネットワークなどの結合が局所的な場合には精度がよくないことがわかった。この問題を解決するには、有効場に対するパラメータ値に結合の局所性情報を反映させる必要があることがわかった。2.行動学習とシナプス可塑性:線虫はタッチ刺激などの機械刺激への慣れ、嗅覚順応、温度学習などの行動学習を示す。これらの行動学習を神経細胞・神経回路レベルで理解することを目標に、特に多くの実験データのある機械刺激への慣れに関して、実験結果を再現するための数理的枠組みを検討した。神経伝達物質のシナプス小胞への取り込みが低下している変異体の実験結果に基づき、化学シナプス結合の重みを低下させると慣れの実験データのいくつかを再現させることがわかった。しかし、化学シナプス結合の重みを本来の値の85%以下にまで低下させると、ギャップ結合との結合バランスが崩れ、機械刺激に対する退避行動を再現することができない。化学シナプス結合の可塑性の選択性とギャップ結合の重みの変化についても検討する必要があることがわかった。3.神経結合表示システムの改良:本報告者らが作成した線虫の神経結合データベースを利用した神経結合表示システムを作成し、WEB上で公開してきた。このシステムを、データベースにあるコメントインデックス欄の情報を利用し、ユーザの要求に応じた細かな設定ができるように改良した。

Part 1. God 経 loop に す seaborne る の improvement unseen theory: nematodes の action を god 経 loop ベ ー ス understand で す る に は, nonlinear circuit に お け る り cutting out し を solve し た is sharper theory が necessary で あ る. Youdaoplaceholder0 そ で れまで れまで れまで the average field approximation of motion を is effective using the を た theory を proposal て て た た た た. し か し, FitzHugh Nagumo ニ ュ ー ロ ン を combining さ せ た department に こ の have sharper theory を applicable す る と, combining が large domain な は precision が よ い が, ス モ ー ル ネ ッ ト ワ ー ク な ど の combining が bureau な occasions に は precision が よ く な い こ と が わ か っ た. こ の を solve す る に は, have working field に す seaborne る パ ラ メ ー タ combination numerical に の bureau temperament report を reflect さ せ る necessary が あ る こ と が わ か っ た. 2. Action learning と シ ナ プ ス plasticity: nematodes は タ ッ チ stimulus な ど の mechanical stimulation へ の spoil れ, smelling 覚 suitable 応, temperature learning な ど の action learning を す. こ れ ら の action learning を 経 cells, god 経 loop レ ベ ル understand で す る こ と を target に, に more く の be 験 デ ー タ の あ る mechanical stimulation へ の spoil れ に masato し て, be 験 results を reappearance す る た め の mathematical 枠 group み を beg し 検 た. God 経 伝 of material の シ ナ プ ス vesicular へ の take り 込 み が low し て い る - variant の be 験 results に づ き, chemical シ ナ プ ス combining の heavy み を low さ せ る と spoil れ の be 験 デ ー タ の い く つ か を reappearance さ せ る こ と が わ か っ た. し か し, chemical シ ナ プ ス combining の heavy み を の originally numerical の below 85% に ま で low さ せ る と, ギ ャ ッ プ combining と の combining バ ラ ン ス が collapse れ, mechanical stimulation に す seaborne る retreat action を reappearance す る こ と が で き な い. Chemical シ ナ プ ス combining の plasticity の sentaku sex と ギ ャ ッ プ combining の heavy み の variations change に つ い て も beg す 検 る necessary が あ る こ と が わ か っ た. 経 combined with 3. God said シ ス テ ム の improvement: this reporter ら が made し た nematodes の god 経 combining デ ー タ ベ ー ス を using し た 経 combined with god said シ ス テ ム を し, consummate で し publicly on the WEB て き た. こ の シ ス テ ム を, デ ー タ ベ ー ス に あ る コ メ ン ト イ ン デ ッ ク ス bar の intelligence using を し, ユ ー ザ の requirements に 応 じ た fine か な set が で き る よ う に improved し た.

项目成果

How to model and study a partial neural circuit of C.elegans?

如何建模和研究线虫的部分神经回路？

• 发表时间: 2005
• 期刊: Abstracts of 15th International C. elegans Meeting
• 作者: Jun Goryo;Hiroshi Matsukawa;Y.Iwasaki;Y.Iwasaki;Y.Iwasaki;Y.Iwasaki
• 通讯作者: Y.Iwasaki

Effective Modeling of a Partial Neural Network of C.elegans : Theory and Application

线虫部分神经网络的有效建模：理论与应用

• 发表时间: 2006
• 期刊: International Congress Series : Brain-Inspired IT II 1291
• 作者: Jun Goryo;Hiroshi Matsukawa;Y.Iwasaki
• 通讯作者: Y.Iwasaki

Neural Circuit and Behavioral Criteria of C.elegans

线虫的神经回路和行为标准

• 发表时间: 2006
• 期刊: Abstracts of 5th East Asian Biophysics Symposium and 44th Annual Meeting of BSJ
• 作者: Jun Goryo;Hiroshi Matsukawa;Y.Iwasaki;Y.Iwasaki
• 通讯作者: Y.Iwasaki