興奮性媒質の信号伝送特性

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興奮性媒質において、その興奮性が低下した状態においては、パルスが伝搬につれてその大きさを感じ、伝搬中に消滅するパルスの減衰伝搬現象が生じる。そのような減衰伝搬状態にある興奮性の低下した媒質において、一端に周期パルス列刺激を与えた場合に発生・伝搬するパルス列の伝搬距離に周期倍化分岐が見られることが知られている。本研究では、その減衰伝搬パルス列の分岐現象における媒質上の時間・空間的雑音の影響について、計算機シミュレーションによって調べた。モデルとしては、神経線維の定性的モデルであるFitzHugh-Nagumoモデルに白色雑音項を付加したものを用いた。刺激周期に対するパルス列の伝搬距離の分岐図において、雑音によって伝搬距離に変動が生じるため、周期倍化分岐の構造は不鮮明になる。従来の1次元写像モデルを用いた研究結果と同様に、雑音の大きさが増大するにつれ長周期の系列が失われていく。そして、雑音の無い場合の2周期分岐点に刺激周期が近づくにつれ、伝搬距離系列には負の相関が生じ、分散も増大する。このことも、1次元写像モデルにおける安定平衡点の結節点から渦状点への移行の際における変化と一致している。また、雑音によって生じる伝搬距離の平均値の変化はモデルのパラメータの値によって異なったものとなるが、それがどのような非線形性によるものかについて調べることが今後の課題である。