複数のリズムを内在する神経ネットワークの推定手法の開発と機能的意味の検証
Publicly Offered Research
| Project Area | Mesoscopic neurocircuitry: towards understanding of the functional and structural basis of brain information processing |
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| Project/Area Number |
25115719
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
青柳 富誌生 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (90252486)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2014)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
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| Keywords | 脳・神経 / 位相振動子 / ネットワーク / リズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ニューロンが回路を形成し互いに相互作用することで現れる典型的な挙動としてリズムをもつ神経活動がある．しかし，そのような神経活動が示すリズムの生成機構や機能的役割はよくわかっていない．本研究では，そのような神経リズムを研究する上で，下記の二つのテーマに関して研究を行った．
第一の研究の目的は，リズミックな活動を示す実験データからリズム間の機能的ネットワーク構造の統計的推定手法を開発し，複数の測定部位のリズム活動が如何なる関係にあるのか，力学系の観点から定量的に明らかにすることである．開発した手法では，リズム間の相互作用が一方向的か双方向的か（リズム間の因果性）も考察可能であり，Hodgkin-Huxleyタイプのモデルから生成した模擬データで手法の有用性を確認した．また，手始めに素子数が少ない実データとして，神経系とは少し異なるが広い意味での運動制御機構に関係する歩行運動のデータなどに関して適用を行った．
第二の研究の目的は，一見不可解な解剖学的知見に関して，リズム活動の側面から機能的意味を探ることである．具体的には，Fast Spiking neuron間において，抑制性シナプス結合が有意に遠位の樹状突起に形成されている解剖学的知見がある．これは，近位に興奮性結合がある場合，一見意味のない結合に思えるかもしれない．しかしながら，樹状突起の遠位に抑制，近位に興奮性シナプス結合がある場合，たとえ弱い抑制性シナプス結合でもリズムを制御している可能性がある．これに関して，コンパートメントモデル等を用いて位相縮約により解析を行った．結果として，ギャップ結合が存在する場合に，細胞体より中程度の距離の樹状突起上にシナプス結合を有すると，同期が促進されることが判明した．なお，このテーマは計画班A01の金子武嗣教授（京大医）の研究グループとの共同研究の成果である．
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(19 results)
