神経ネットワークにおける2種類の抑制性細胞の機能的役割に関する研究

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本研究では、脳における2種類の抑制性介在細胞の存在意義を明らかにするために、これら抑制性介在細胞の神経ネットワーク内における機能的役割を特に情報 処理の観点から解明し、神経科学における新たな知見を得ることを目的とする。さらに、本研究を通じて、脳の計算原理に迫 ることも本研究の目的である。これを実現するためには、実際にこれら抑制性介在細胞が神経ネットワーク内でどのような活動をし、他の細胞集団にどのような影響を与えているのかを理解することが必要である。そのため、本研究では計算論神経科学による数理的アプローチ、すなわち、神経ネットワークの数学モデルを構築し、数値シミュレーション から得られたデータを解析することにより上記学術的問いに迫り、得られた知見および理論を電気生理学分野に還元することを目指す。本年度は、構築した3細胞集団で構成されるラットの体性感覚野の第4層の神経ネットワークの数値シミュレーションを行い、数値シミュレーションにより得られた神経活動のデータの統計的に解析し、電気生理学実験により報告されている神経活動の特性を再現するパラメータの探索し、パラメータを決定した。その上で、実施計画に従い神経活動の数値解析を行った。特に神経ネットワークの細胞集団の構成を変化させ、構築した神経ネットワークの数値シミュレーションを行い、得られた神経活動に対して非線形時系列解析を適用した。数値シミュレーションおよび神経活動の解析は、自発活動を想定したものが主であったが、一部外界からの入力がある場合の数値シミュレーションおよび神経活動の解析に関しても取り組んだ。