臨界発火時系列を利用した大脳皮質-皮質間局所回路網の理論的解明

使用临界放电时间序列理论阐明大脑皮层和皮层之间的局部网络

• 批准号: 17700318
• 负责人: 寺前 順之介
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17700318/
• 关键词: 大脳皮質; 確率過程; べき乗則; synfire chain; 位相応答; 同期発火; 不均一性; ネットワーク; 局所回路; 連想記憶; 同期; neuronal avalanche; べき乗法則; 自発発火; 発達

認知・短期記憶・統合等、脳によって処理される高次機能は大脳皮質によって担われていると考えられる。回路構造の同定には極めて多数の神経細胞間の結合を調査する必要があり、現在の解剖学、生理学的手法では限界があるため、本研究は、実験結果と数理的な解析を統合する事で、大脳皮質局所回路構造の青写真を得ることを目的とした。我々は、大脳皮質スライス生理実験で観測された自発発火活動の伝播過程に着目し、そこで観測されるほぼ正確なべき乗法則から、同期的な細胞集団の発火を安定して伝播させる連鎖的な回路構造が多数、多様な規模で存在し、それらが互いに絡み合う事で皮質局所回路が構成されるという提案を行い、この回路構造がべき乗法則に従う発火伝播を可能にする事を理論的に示した。本年度は、さらに皮質局所回路を構成する神経細胞固有にも着目し、皮質の基本構造である6層構造の特徴づけも理論的に試みた。神経細胞は周期発火時の応答特性により2種類に分類される。しかしこの分類は緩やかな物であり、同一分類内でも応答特性は決して均一ではない事が先行研究で指摘されて来た。我々は不均一性が集団挙動に及ぼす影響を理論的に解明する事で、6層構造各層の特徴的な発火特性を推定し、局所回路構造の解明に生かす事を試みた。その結果、不均一性の程度によって周期発火する神経細胞集団の位相同期特性が相転移的に変化する事を見出した。II/III層の神経細胞は広い発火率領域に対して安定した同期状態を示すが、IV層の神経細胞では発火率に応じて位相同期の転移が実際に起き得ることを示す事にも成功した。

Know that the short-term records are integrated, and the high-level machine is able to improve the performance of the system. In this study, the results of this study and mathematical analysis of the results of this study, and the results of this study. We are concerned about the process of self-monitoring, Please tell each other that the loop of the bureau has become a proposal, and that the loop may be a demonstration of the theory of the matter. This year, the loops of the local government have become an inherent concern, and the industry has basically made a trial of the theory of special training. When the cell cycle is hot, the response characteristics are classified into two categories. In the same category, you all need to study and criticize things in advance. We investigate the inhomogeneity of the theory of action and theory, create the presumption of the fire characteristics of each model, and the local loop is used to explain the behavior of the system. The results of the experiment, the degree of heterogeneity, the degree of heterogeneity. II/III is sensitive to the field of fire rate, stability, stability, synchronization, IV, phase shift, phase shift, and success.

项目成果

Reliabiity of spike timings on pulse-coupled networks of neurons

神经元脉冲耦合网络尖峰时序的可靠性

• 发表时间: 2008
• 作者: Y. tsubo;J. Teramae;and T. Fukai;Jun-nosuke Teramae;Jun-nosuke Teramae;Jun-nosuke Teramae;J. Teramae and T. Fukai
• 通讯作者: J. Teramae and T. Fukai

Synchronization of excitatory neurons with strong heterogeneous phase responses

具有强异相响应的兴奋性神经元的同步

• 发表时间: 2007
• 期刊: Physical review letters 99
• 作者: Y. tsubo;J. Teramae;and T. Fukai
• 通讯作者: and T. Fukai

Sequential associative memory with non-uniformity of the layer sizes.

层大小不均匀的顺序联想存储器。

• 发表时间: 2007
• 期刊: Physical Review E 75
• 作者: T eramae J;Fukai T
• 通讯作者: Fukai T

Computational studies of activity propagations through feed-forward networks of burst neurons

通过突发神经元前馈网络进行活动传播的计算研究

• 发表时间: 2007
• 作者: Y. tsubo;J. Teramae;and T. Fukai;Jun-nosuke Teramae;Jun-nosuke Teramae;Jun-nosuke Teramae;J. Teramae and T. Fukai;J. Teramae H. Cateau AD Reyes and T. Fukai
• 通讯作者: J. Teramae H. Cateau AD Reyes and T. Fukai

Local cortical circuit model inferred from power-law distributed neuronal avalanches

• DOI: 10.1007/s10827-006-0014-6
• 发表时间: 2007-01
• 期刊: Journal of Computational Neuroscience
• 影响因子: 1.2
• 作者: Jun-nosuke Teramae;T. Fukai