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Neural information processing by interaction of the dendritic membrane and extracellular electric fields : Experimental studies and construction of mathematical models

Research Project

Project/Area Number 17300096
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Bioinformatics/Life informatics
Research InstitutionTokyo University of Pharmacy and Life Science

Principal Investigator

MIYAKAWA Hiroyoshi  Tokyo University of Pharmacy and Life Science, 生命科学部, 教授 (90166124)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) INOUE Masashi  東京薬科大学, 生命科学部, 講師 (30339098)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) OHMORI Toshiaki  理化学研究所, 脳科学総合研究センター・脳数理研究チーム, 研究員 (10391898)
Project Period (FY) 2005 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥17,530,000 (Direct Cost: ¥15,400,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Fiscal Year 2008: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2007: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2006: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,900,000)
Fiscal Year 2005: ¥4,400,000 (Direct Cost: ¥4,400,000)
Keywords細胞外電場 / 電位イメージング / 電位非依存性イオンチャネル / EPSP / 数理モデル / ケーブル方程式 / シミュレーション / 樹状突起 / シュミレーション / ニューロン / 電気生理学 / 膜抵抗分布 / 活動電位
Research Abstract

電位イメージング法により細胞外電場に対する海馬ニューロンの応答を実験的に検討し、(1) 活動電位の発生部位が直流電場によって移動すること、(2) 直流電場に対する応答がIhチャネルには本質的に依存しないが、(3) リークチャネル、TRPチャネルを修飾する条件下では変化することを見出した.(4) コンピュータシミュレーションにより、直流電場に対する応答の決定要因の一つが樹状突起端の膜抵抗にあることを示した.(5) 樹状突起をケーブルとみなし、細胞外電場に対する応答をケーブル方程式の解析解として理論的に求める方法を開発した.その結果、一端にリークのあるケーブルでは周期的細胞外電位に対して周波数選好性のみられること、さらに(6) 非リーク端における電位変化の振幅が増大することを見出した.

Report

(5 results)
  • 2008 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (37 results)

All 2009 2008 2007 2006 2005 2004

All Journal Article (16 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (19 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Steep decrease in the specific membrane resistance in the apical dendrites of hippocampal CA1 pyramidal neurons2009

    • Author(s)
      Omori, T., Aonishi, T., Miyakawa, H., Inoue, M., and Okada, M.
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      Pages: 83-95

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      Monai,H., Omori, T., Okada, M., Inoue, M., Miyakawa, H., and Aonishi, T.
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      Omori, T., Aonishi, T., Miyakawa, H., Inoue, M., & Okada, M.
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      Neuroscience Research 64

      Pages: 83-95

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      Monai, H., Omori, T., Okada, M., Inoue, M., Miyakawa, H., & Aonishi, T.
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      Pages: 81-86

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      110003234158

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      粕谷奉幸, 工藤佳久, 宮川博義, 井上雅司
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      110003234070

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      粕谷奉幸、工藤佳久、宮川博義、井上雅司
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      玉川大学工学部
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      井上雅司、大森敏明
    • Publisher
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  • [Book] ニューロンの樹状突起先端部の膜抵抗2004

    • Author(s)
      宮川博義、井上雅司、秋山博紀、大森衣里子
    • Publisher
      日本生物物理学会生物物理44(通巻254号)
    • Related Report
      2008 Final Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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