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共通揺動外力による非線形素子のコヒーレンスと神経細胞ネットワークでの同期の制御

通过共同的外部振荡力控制神经元网络中非线性元件的相干性和同步性

基本信息

批准号：
09J06640
负责人：
新井賢亮
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 JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

レバー押しタスク中のラットの運動野からの多細胞記録した細胞のレバー保持期間中の活動を解析した。結果として保持期間中500ミリ秒の活動のトライアル毎の揺らぎの大きさで細胞を分類すると2つの郡に分けられる事が明らかになった。一つの郡はスパイク数の分布がおおよそポワソン過程と考えて良い郡と、もう一つはそれ以上の揺らぎを持つプロセスから生成されている郡があると考えられる。この大きな揺らぎは二値の違うポワソン過程の重ね合わせ(平均発火率がLO,HI状態をとる)と考える事ができる。更に二値の活動を持つ細胞同士はお互いの状態遷移の相関の絶対値が高い事もわかった。即ちトライアル毎、毎回同じ行動をとっていると思われる動物でも、脳内では毎回違う細胞集団が活動していて、集団の数もペア毎相関の分布から考えて3～5個くらいと考えられる。何故集団が出来るのかは定かでは無いが、解析によると細胞の約1割程が前回のトライアルで報酬が貰えたか否かによって今トライアルの平均発火率が強く相関している事が明らかになった。また、ラットが報酬を貰えているトライアルは全体の3～6割くらいと、まだタスクで報酬を得られるための条件を試行錯誤で解明しようとしている状態と考えられる。これを踏まえると、この細胞集団は試行錯誤を介しての学習過程の運動野の活動の自己組織化ではないかと考えられる。この可能性においては「今後の研究の推進方策」について詳しく述べる。海外の研究者との共同研究において、振動子集団の共通ノイズによる同期現象を引き起こす最適なダイナミクス(位相応答曲線)の解明は完成した。求められた位相応答曲線は実験的に求められたウミウシの眼の位相応答と良く似ており、ウミウシの眼での情報処理は複数の細胞間の同期、または刺激に対して信頼性の高い応答を実現する為にこのダイナミクスになっていると考えられる。

Multi-cell recording and analysis of activity during cell maintenance The results show that the activity of the cells in the 500-second retention period is classified into 2 categories. A county is a county, a This is the first time that the two values have been changed. The second value of the activity of the cell is the relative value of the state transition. In other words, the number of cells in a group is 3 to 5. Why do you collect and analyze the average fire rate of the previous cycle and the average fire rate of the current cycle? 3 - 6 minutes to determine the salary, the salary, the condition, and the error. This is the first time a cell group has tried to organize itself in the learning process. The possibility of this is discussed in detail in the "Future Research and Promotion Policy". Overseas researchers have jointly studied the common phenomenon of vibration subset, and the solution of the optimal phase response curve has been completed. The information processing of the eye is the synchronization between multiple cells, the stimulation is the response to the high level of the signal, and the response is the response to the high level of the signal.