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2005 Fiscal Year Annual Research Report

レム睡眠を制御する橋神経活動の多チャンネル計測と解析

Research Project

Project/Area Number 17605001
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

辛島 彰洋  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (40374988)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 片山 統裕  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (20282030)
Keywords睡眠 / 脳波 / 動物実験 / 計算機シミュレーション / アセチルコリン / セロトニン
Research Abstract

本研究は、睡眠-覚醒リズムの生成を司る神経機構の解明を目指し、(a)単一神経細胞活動の細胞外計測と(睡眠-覚醒ステージを判定するための)脳波計測を同時に行い、リズムの生成に関わる細胞を探す(b)多細胞神経活動の計測により、リズムの生成に関わる神経細胞間の相互作用を調べる(c)(a)や(b)で得られた結果と生理学的な知見を参考にして睡眠-覚醒リズムの生成機構をモデル化し、モデルの妥当性を計算機シミュレーションにより検証するということを計画していた。
このうち計画初年度である本年は、(a)に関しては、レム睡眠の発現に関与する橋のアセチルコリン作動性ニューロン、覚醒の維持に関わるとされるセロトニン作動性ニューロン、さらにそれらの活動を調節する周囲のニューロンに注目し、それらの活動と脳波を同時計測し、その間の時間関係を調べた。また、(b)に関しては、多細胞活動を計測るSN比が良い電極の作成を目指し、様々な材質、太さの電極を脳幹に刺入しているという状況である。一方、(c)に関しては、最新の知見を参考に睡眠-覚醒リズムの生成機構のモデルを作成し、計算機を用いてシミュレーションを行なった。モデルは、ネコやラットで見られるような数分〜数十分間隔で睡眠と覚醒を繰り返す多相性睡眠、一日一回の睡眠中に90分サイクルでノンレム睡眠とレム睡眠を繰り返すヒトの睡眠、オレキシン神経が脱落したマウスやヒトで見られる休息期の強い眠気(ナルコレプシー)を再現することができた。このモデルは高く評価されており、Journal of Neurophysiology誌に掲載されることとなった。

  • Research Products

    (12 results)

All 2006 2005

All Journal Article (12 results)

  • [Journal Article] レム睡眠中の海馬の機能2006

    • Author(s)
      辛島彰洋など
    • Journal Title

      Brain Medical 18・1(印刷中)

  • [Journal Article] A Quartet Neural System Model Orchestrating Sleep and Wakefulness Mechanisms2006

    • Author(s)
      Yuichi Tamakawaなど
    • Journal Title

      Journal of Neurophysiology (印刷中)

  • [Journal Article] レム睡眠時に観測される脳活動の発生機序とその機能2006

    • Author(s)
      辛島彰洋など
    • Journal Title

      生命の基本を司る本能的脳機構プログラム

      Pages: 31-32

  • [Journal Article] Instantaneous acceleration and amplification of hippocampal theta wave coincident with phasic pontine activities during REM sleep.2005

    • Author(s)
      Akihiko Karashimaなど
    • Journal Title

      Brain Research 1051

      Pages: 50-56

  • [Journal Article] モデリングによる生体システムダイナミクスの特徴づけと制御規範推定2005

    • Author(s)
      中尾光之など
    • Journal Title

      日本AEM学会誌 13

      Pages: 21-29

  • [Journal Article] Acceleration of theta rhythm associated with neuronal activity in the laterodorsal tegmental nucleus2005

    • Author(s)
      Akihiko Karashimaなど
    • Journal Title

      Neuroscience Research 52 suppl. 1

      Pages: S153

  • [Journal Article] 橋背外側被蓋野の神経活動と海馬θ波の時間関係2005

    • Author(s)
      辛島彰洋など
    • Journal Title

      第82回日本生理学会大会program

      Pages: 239

  • [Journal Article] 背外側被蓋野神経活動前後に見られる海馬θ波の加速・増幅現象2005

    • Author(s)
      辛島彰洋など
    • Journal Title

      日本睡眠学会第30回定期学術集会プログラム・抄録集

      Pages: 239

  • [Journal Article] 介在ニューロン回路網モデルにおいてγ振動が生じるためのトポロジカルな条件2005

    • Author(s)
      片山統裕など
    • Journal Title

      信学技報(NC) 105・82

      Pages: 13-18

  • [Journal Article] Fluctuations and synchronizations of neural activities during sleep---Neural basis of possible sleep functions?---2005

    • Author(s)
      Mitsuyuki Nakaoなど
    • Journal Title

      日本睡眠学会第30回定期学術集会プログラム・抄録集

      Pages: 101

  • [Journal Article] STDP神経回路におけるネットワークの自己組織化過程2005

    • Author(s)
      山田尚平など
    • Journal Title

      信学技報(MBE) 105・335

      Pages: 41-44

  • [Journal Article] 睡眠-覚醒リズムの統合化モデル2005

    • Author(s)
      石浦大樹など
    • Journal Title

      信学技報(MBE) 105・402

      Pages: 17-20

URL: 

Published: 2007-04-02   Modified: 2016-04-21  

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