Recording, analyzing, and modeling of the spontaneous activities in the striatal neuron-glia network

• Project/Area Number: 19300105
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Bioinformatics/Life informatics
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: OSANAI Makoto Osaka University, 大学院・工学研究科, 講師 (90286419)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): DOI Shinji 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50217600) ; YAGI Tetsuya 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50183976)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥19,240,000 (Direct Cost: ¥14,800,000、Indirect Cost: ¥4,440,000); Fiscal Year 2008: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000); Fiscal Year 2007: ¥12,220,000 (Direct Cost: ¥9,400,000、Indirect Cost: ¥2,820,000)
• Keywords: 生体情報 / 脳・神経 / 神経回路 / 自発活動 / カルシウムイメージング / 大脳基底核 / 生体生命情報学 / 神経科学 / 神経ネットワーク / イメージング / ニューロン / グリア / 線条体

Research Abstract

大脳基底核線条体における自発Ca^<2+>振動の、特徴、神経回路における情報処理への関与、を解明することを目指し、以下の点を明らかにした。(1)ニューロン、グリアの双方で、活動電位依存のCa^<2+>変化と比べるとはるかに持続時間の長い、自発Ca^<2+>振動が観測された。(2)ニューロンにおける自発Ca^<2+>振動は、グリアと比較して、振幅、持続時間、立ち上がり・減衰の傾き、それぞれ大きい値を持つものが多いことが判明した。(3) 活動電位を人為的に阻害した結果、ニューロンにおける自発Ca^<2+>振動の特徴は変化したが、グリアでは変化が見られなかった。これらの結果は、持続時間の長いCa^<2+>変動が、神経回路における情報処理に関与していることを示唆している。

Research Products

• [Journal Article] Bifurcation-Based Model Construction of a Pyramidal Cell of the Primary Visual Cortex (2009)
  • Author(s): Ishiki T, Tanaka S, Osanai M, Doi S, Kumagai S, Yagi T.
  • Journal Title: International Journal of Innovative Computing, Information and Control 5 Pages: 831-845
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Visualization of brain activity from in vitro to in vivo (2008)
  • Author(s): Osanai M, Okazaki Y, Shiroma S, Takeno Y, Kaizo H, Yamada N, Tanaka S, Yaguchi Y, Yagi T.
  • Journal Title: SCIS & ISIS 2008 Pages: 263-268
  • NAID: 130004672922
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Global bifurcation analysis of a pyramidal cell model of the primary visual cortex : towards a construction of physiologically plausible model (2008)
  • Author(s): Ishiki T, Tanaka S, Osanai M, Doi S, Kumagai S, Yagi T.
  • Journal Title: Lecture Notes in Computer Science 4984 Pages: 7-17
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 線条体における自発カルシウム濃度変化 (2008)
  • Author(s): 小山内実, 矢口雄一, 山田尚宏, 大星文人, 八木哲也
  • Journal Title: 電気学会論文誌C 128 Pages: 1050-1057
  • NAID: 10021132986
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Global bifurcation analysis of a pyramidal cell model of the primary visual cortex : towards a construction of physiologically plausible model. (2008)
  • Author(s): Ishiki T, Tanaka S, Osanai M, Doi S, Kumagai S, Yagi T
  • Journal Title: Lecture Notes in Computer Science 4984 Pages: 7-17
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Visualization of brain activity from in vitro to in vivo. (2008)
  • Author(s): Osanai M, Okazaki Y, Shiroma S, Takeno Y, Kaizo H, Yamada N, Tanaka S, Yaguchi Y, Yagi T
  • Journal Title: SCIS & ISIS 2008 Pages: 263-268
  • NAID: 130004672922
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 網膜電気刺激に対する網膜および視覚野応答の光学計測 (2007)
  • Author(s): 小山内実, 榮原晴子, 澤井元, 宋文杰, 八木哲也
  • Journal Title: 電気学会論文誌C 127 Pages: 1595-1602
  • NAID: 10019958372
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 人工視覚システム実現に向けた網膜電気刺激に対する神経節細胞応答の検証 (2007)
  • Author(s): 小山内実, 北川豊啓, 八木哲也
  • Journal Title: 生体医工学 45(1) Pages: 63-69
  • NAID: 110006381538
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 人工視覚システム実現に向けた網膜電気刺激に対する神経節細胞応答の検証 (2007)
  • Author(s): 小山内 実, 北川 豊啓, 八木 哲也
  • Journal Title: 生体医工学 45 Pages: 63-69
  • NAID: 110006381538
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 網膜電気刺激に対する網膜および視覚野応答の光学計測 (2007)
  • Author(s): 小山内 実, 榮原 晴子, 澤井 元, 宋 文杰, 八木 哲也
  • Journal Title: 電気学会論文誌C 127 Pages: 1595-1602
  • NAID: 10019958372
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Visualization of brain activity from in vitro to in vivo (2009)
  • Author(s): Osanai M
  • Organizer: Advances in NeuroengineeringII
  • Place of Presentation: Osaka University
  • Year and Date: 2009-02-03
• [Presentation] Visualization of brain activity from in vitro to in vivo (2009)
  • Author(s): Osanai M
  • Organizer: Advances in Neuroengineering II
  • Place of Presentation: 大阪大学
  • Year and Date: 2009-02-03
• [Presentation] 視覚野信号伝播における GABA 受容体阻害剤の効果. 脳と心のメカニズム (2009)
  • Author(s): 瀧本翔太, 田中哲史, 小山内実, 八木哲也
  • Organizer: 第9回冬のワークショップ. ルスツ
  • Year and Date: 2009-01-13
• [Presentation] 大脳基底核線条体における自発カルシウム濃度変化. 脳と心のメカニズム (2009)
  • Author(s): 矢口雄一, 小山内実, 山田尚宏, 田村貴彦, 八木哲也
  • Organizer: 第9回冬のワークショップ. ルスツ
  • Year and Date: 2009-01-13
• [Presentation] 視覚野信号伝播における GABA受容体阻害剤の効果 (2009)
  • Author(s): 瀧本翔太, 田中哲史, 小山内実, 八木哲也
  • Organizer: 脳と心のメカニズム 第9回冬のワークショップ
  • Place of Presentation: 北海道虻田郡留寿都村
  • Year and Date: 2009-01-13
• [Presentation] 大脳基底核線条体における自発カルシウム濃度変化 (2009)
  • Author(s): 矢口雄一, 小山内実, 山田尚宏, 田村貴彦, 八木哲也
  • Organizer: 脳と心のメカニズム 第9回冬のワークショップ
  • Place of Presentation: 北海道虻田郡留寿都村
  • Year and Date: 2009-01-13
• [Presentation] Spontaneous Ca2+ transients in neurons and glial cells in the striatum (2008)
  • Author(s): Osanai M, Yaguchi Y, Yamada N, Yagi T
  • Organizer: Program No.179.14. Neuroscience Meeting Planner : Soc. Neurosci. 2008
  • Place of Presentation: Online. Washington, DC
  • Year and Date: 2008-11-16
• [Presentation] Spontaneous Ca^<2+> transients in neurons and glial cells in the striatum. (2008)
  • Author(s): Osanai M, Yaguchi Y, Yamada N, Yagi T
  • Organizer: Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: アメリカ合衆国・ワシントンDC
  • Year and Date: 2008-11-16
• [Presentation] 線条体ニューロン・グリアにおける自発カルシウム変動 (2008)
  • Author(s): 小山内実, 矢口雄一, 山田尚宏, 八木哲也
  • Organizer: 第23回生体・生理工学シンポジウム論文集 : 77-78
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2008-09-28
• [Presentation] 線条体ニューロン・クリアにおける自発カルシウム変動 (2008)
  • Author(s): 小山内 実, 矢口 雄一, 山田尚宏, 八木哲也
  • Organizer: 第23回生体・生理工学シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2008-09-28
• [Presentation] Visualization of brain activity from in vitro to in vivo (2008)
  • Author(s): Osanai M, Okazaki Y, Shiroma S, Takeno Y, Kaizo H, Yamada N, Tanaka S, Yaguchi Y, Yagi T.
  • Organizer: SCIS & ISIS 2008
  • Place of Presentation: Nagoya University
  • Year and Date: 2008-09-18
• [Presentation] Visualization of brain activity from in vitro to in vivo. (2008)
  • Author(s): Osanai M, Okazaki Y, Shiroma S, Takeno Y, Kaizo H, Yamada N, Tanaka S, Yaguchi Y, Yagi T
  • Organizer: SCIS & ISIS 2008
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2008-09-18
• [Presentation] 抑制性シナプス伝達が視覚野神経回路中の信号伝播に与える影響 (2008)
  • Author(s): 小山内実, 田中哲史, 武野祐介, 八木哲也
  • Organizer: 第12回視覚科学フォーラム
  • Place of Presentation: 大阪大学
  • Year and Date: 2008-08-28
• [Presentation] Inhibitory synapses are responsible for the signal propagation properties in the visual cortical circuit (2008)
  • Author(s): Osanai M, Tanaka S, Takeno Y, Yagi T.
  • Organizer: Neurosci. Res. 61 (Suppl. 1), S175
  • Place of Presentation: Tokyo, Japan
  • Year and Date: 2008-07-10
• [Presentation] Inhibitory synapses are responsible for the signal propagation properties in the visual cortical circuit (2008)
  • Author(s): Osanai M, Tanaka S, Takeno Y, Yagi T
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京国際フォーラム
  • Year and Date: 2008-07-10
• [Presentation] Spontaneous Ca2+ transients in neurons and glial cells of the striatum. J (2008)
  • Author(s): Osanai M, Yamada N, Yaguchi Y, Yagi T.
  • Organizer: Physiol. Sci. 58 (Suppl.) : S56
  • Place of Presentation: Tokyo, Japan
  • Year and Date: 2008-03-26
• [Presentation] Calcium imaging for investigating the spatio-temporal properties of the neural activity (2008)
  • Author(s): Osanai M
  • Organizer: EDIS 2008 satellite symposium "Advances in Neuroengineering"
  • Place of Presentation: Osaka University
  • Year and Date: 2008-01-23
• [Presentation] Research and development for an advanced bio-imaging system(Proceedings : 165-168) (2008)
  • Author(s): Osanai M, Okuno H, Ohkura S, Ida T, Kanemoto D, Hasegawa J, Kotani N, Hashimoto Y, Ohkura T.
  • Organizer: 1st Global COE International Symposium "Electronic Devices Innovation"
  • Place of Presentation: Osaka University
  • Year and Date: 2008-01-18
• [Presentation] On the propagation of signals in visual cortex induced by electrical stimulation -Where to stimulate with a cortical implant?- (2008)
  • Author(s): Osanai M, Shiroma S, Takeno Y, Uegaki H, Tanaka S, Yagi T.
  • Organizer: Proceedings of the International Symposium on Biological and Physiological Engineering/The 22nd SICE Symposium on Biological and Physiological Engineering : 153-154
  • Place of Presentation: Harbin, China
  • Year and Date: 2008-01-14
• [Presentation] 大域的分岐解析に基づく大脳皮質視覚野錐体細胞モデルの構築(ECT-07-106 : 19-24) (2007)
  • Author(s): 石木 達也, 田中 哲史, 小山内実, 土居伸二, 熊谷貞俊, 八木哲也
  • Organizer: 電気学会研究会資料
  • Place of Presentation: 新潟
  • Year and Date: 2007-12-08
• [Presentation] Global Bifurcation Analysis of a Pyramidal Cell Model of the Primary Visual Cortex: Towards a Construction of Physiologically Plausible Model (2007)
  • Author(s): T. Ishiki, S. Tanaka, M. Osanai, S. Doi, S. Kumagai, T. Yagi
  • Organizer: Int. Conf. on Neural Information Processing 2007
  • Place of Presentation: 北九州学術研究都市
  • Year and Date: 2007-11-14
• [Presentation] The spatio-temporal properties of the signal propagation in the visual cortical microcircuit (2007)
  • Author(s): Osanai M, Tanaka S, Takeno Y, Yagi T
  • Organizer: Program No.451.7 Neuroscience Meeting Planner : Soc. Neurosci. 2007
  • Place of Presentation: Online. San Diego
  • Year and Date: 2007-11-05
• [Presentation] カルシウムイメージング法による視覚野局所神経回路の探索 (2007)
  • Author(s): 小山内実, 田中哲史, 瀧本翔太, 八木哲也
  • Organizer: 第11回視覚科学フォーラム
  • Place of Presentation: 生理学研究所
  • Year and Date: 2007-10-05
• [Presentation] Signal propagation properties in the visual cortex evoked by flush photolysis of a caged glutamate (2007)
  • Author(s): Osanai M, Uegaki H, Yagi T
  • Organizer: Neurosci. Res. 58S : S96
  • Place of Presentation: Yokohama, Japan
  • Year and Date: 2007-09-10
• [Presentation] The spatio-temporal properties of the signal propagation in the visual cortical microcircuit (2007)
  • Author(s): M. Osanai, S. Tanaka, Y. Takeno, T. Yagi
  • Organizer: Society for Neuroscience 2007
  • Place of Presentation: アメリカ合衆国・サンディエゴ
  • Year and Date: 2007-09-10
• [Presentation] 線条体における自発カルシウム濃度変化 (2007)
  • Author(s): 小山内実, 矢口雄一, 山田尚宏, 大星文人, 八木哲也
  • Organizer: 平成19年電気学会電子・情報・システム部門大会講演論文集 : 18
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2007-09-04
• [Presentation] 線条体における自発カルシウム濃度変化 (2007)
  • Author(s): 小山内 実, 矢口 雄一, 山田 尚宏, 大星 文人, 八木 哲也
  • Organizer: 平成 19 年電気学会 電子・情報・システム部門大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2007-09-04
• [Presentation] Global bifurcation analysis of a pyramidal cell model of the primary visual cortex : towards a construction of physiologically plausible model. Proc (2007)
  • Author(s): Ishiki T, Tanaka S, Osanai M, Doi S, Kumagai S, Yagi T
  • Organizer: 14th International Conference on Neural Information Processing(ICONIP 2007) : 67
  • Place of Presentation: Kiyakyushu, Japan
• [Remarks]
  • URL: http://brain.eei.eng.osaka-u.ac.jp/~osanai/
• [Remarks]
  • URL: http://hrain.eei.eng.osaka-u.ac.jp/~osanai/
• [Remarks]
  • URL: http://brain.eei.eng.osaka-u.ac.jp/~osanai/