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可塑性神経回路の情報統合とそのダイナミクス

Research Project

Project/Area Number 18019035
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionTamagawa University

Principal Investigator

相原 威  Tamagawa University, 工学部, 教授 (70192838)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 福島 康弘  玉川大学, 脳科学研究所, 嘱託教員 (00384719)
渡辺 秀典  玉川大学, 学術研究所, COE助手 (00407686)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥4,800,000 (Direct Cost: ¥4,800,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Keywords海馬 / デンドライト / 逆伝搬活動電位 / 抑制性細胞 / コーディング / STDP / 場所依存性 / 時空関コーディング
Research Abstract

ニューロンのデンドライトにおけるSTDPにおいてPD(Proximal Dendrite;樹状突起細胞体近位部)とDD (Distal Dendrite;樹状突起細胞体遠位部)で顕著な違いが見られることを報告してきた.しかし,それぞれの部位の入力の時間的相互作用はまだ明らかになってなかった.そこで本実験ではPDとDDの相互作用に着目し, PDへの入力がBPAPを1つのキャリアとしてDDの情報処理に影響を与えるだろうことを仮定し, BPAPとPD入力のタイミングの違いがDDにおける可塑的変化(記憶情報処理)に及ぼす影響を光計測法を用いて計測・解析を行った.結果として,DDにおけるSTDPが, BPAPとPD入力の到来タイミングに依存して促進あるいは減弱することを光計測を用いて明らかとした.また,パッチクランプ法を用いることにより,単一ニューロンにおいても同様の結果となることを示すことができた.さらに,NEURONシミューレータを用いた実験においても同様の結果を評価し,生理実験で網羅できないパラメータでも評価を行った.
これらの結果は,PDの入力タイミングがDDにおけるコーディングを制御・調整することを示し,そこにおいて興奮性細胞と抑制性細胞のローカルなネットワークが重要な役割を担うことをも示している.すなわち,本結果はDDの情報処理に対するPD入力の因果性の存在を示唆し,新しい学習則の基盤となりうると考えられる.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2007 2006 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] The relation between spike-timing dependent plasticity and Ca dynamic in Hippocampal CAl network.2007

    • Author(s)
      Takeshi, Aihara
    • Journal Title

      Neuroscience 145

      Pages: 80-87

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The relation between spike-timing dependent plasticity and Ca^- mobility in the hippocampal CA1 network.2007

    • Author(s)
      Aihara T.
    • Journal Title

      Neuroscience 145

      Pages: 80-87

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Phase shift of subthreshold theta oscillation in hippocampal CA1 pyramidal cell membrane by excitatory synaptic inputs.2006

    • Author(s)
      Watamabe H.
    • Journal Title

      Neuroscience 140(4)

      Pages: 1189-1199

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 海馬CA1回路網の情報処理における抑制性細胞の役割2007

    • Author(s)
      吉田典弘
    • Organizer
      FIT2007(第6回情報科学技術フォーラム)
    • Place of Presentation
      中京大学(愛知)
    • Year and Date
      2007-09-05
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 海馬CA1におけるデンドライトの入力間相互作用2007

    • Author(s)
      近藤将史
    • Organizer
      FIT2007(第6回情報科学技術フォーラム)
    • Place of Presentation
      中京大学(愛知)
    • Year and Date
      2007-09-05
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] The influence of inhibitory neruons on the information processing along the dendrite in the hippocampal CA1 network2007

    • Author(s)
      Ryousuke, Ikeda
    • Organizer
      The Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      San Diego, USA.
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Frequency-dependent signal processing in the apical dendrites in the hippocampal CA1 pyramidal neurons2007

    • Author(s)
      Hidenori, Watanabe
    • Organizer
      The Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      San Diego, USA.
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Modeling approach for activity-dependent synaptic plasticity via neuron-glia network2007

    • Author(s)
      Tatsuo, Kitajima
    • Organizer
      The Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      San Diego, USA.
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Frequency-dependent response property of the dendrites in the hippocampal CA1 pyramidal cell2007

    • Author(s)
      Hidenori, Watanabe
    • Organizer
      Neuro2007
    • Place of Presentation
      Yokohama
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.kenkyu.tamagawa.ac.jp/Profiles/0003/0002112/pblc1.html

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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