2017 Fiscal Year Annual Research Report
Integration between context and sensory information in learning and memory by using cross-frequency coupling
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15K00325
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| Research Institution | Kawasaki University of Medical Welfare |
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Principal Investigator |
福島 康弘 川崎医療福祉大学, 医療福祉学部, 准教授 (00384719)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
津田 一郎 中部大学, 創発学術院, 教授 (10207384)
相原 威 玉川大学, 工学部, 教授 (70192838)
塚田 稔 玉川大学, 付置研究所, 客員教授 (80074392)
山口 裕 福岡工業大学, 情報工学部, 助教 (80507236)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 海馬 / 学習記憶 / ネットワーク / カオス遍歴 / ヘテロ情報 / 計算モデル / 生理学実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、海馬CA1野における学習と記憶の情報表現について、異なる複数の周波数帯域から構成される「文脈情報」と「感覚入力情報」がどのように相互作用するのかに着目して生理実験を実施し、その情報表現の基本原理を抽出し、ネットワークモデルを構築することである。
具体的には、海馬CA1 の単独ニューロンにおいて、低γ波の周波数帯域を持つ文脈配列情報（時系列情報）がフラクタルコードとして記録されていく際、高γ 波の周波数帯域を持つ感覚入力、学習の際に観察されるθ波のリズムらの周波数カップリングによる相互作用が学習に及ぼす影響を生理実験とモデルを使って明らかにする。
昨年度に関しては，生理実験の詳細なパラメータを決めるために、生理学実験に先行してニューロンを模したモデル細胞ネットワークを構築し、計算モデル実験をおこなった。計算モデル実験に関しては、主に研究分担者の山口がモデルの大枠を作成し、福島がモデル細胞ネットワークの生理学的に重要な性質をモデルに組み込むための調整をおこない、研究を進めた。現在，これらの計算モデル実験の結果を参考にしてパラメータを再設定し，生理学実験を再開したところである。生理学実験は，研究代表者である福島が研究分担者である相原と共同で担当した。正立顕微鏡下の可視化パッチクランプ装置を利用し、海馬スライス標本での実験系を用いて、海馬CA3-CA1 の神経回路におけるカントールコーデングを用いた高低γ波の相互作用のもととなる帯域毎の膜電位応答の測定をおこなった。特定順序のランダム時空間系列パターンで刺激を作成し、海馬CA1 錐体細胞の樹状突起上の4カ所のシナプス相当領域に刺激をおこなった。データ解析は研究代表者である福島が、研究分担者である津田、山口と共同で行っている。
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