| Research Abstract |
本研究では,生物振動子におけるリズム発生機構の解明を,適応制御理論およびロバスト制御理論と脳科学および細胞生物学との相互連携により実現する。特に,単体ではアイドリング的な振動を呈している要素同士が興奮的あるいは抑制的結合をすることで新たな振動現象を生み出したり,全体のロバスト性を強くする理由を複数アトラクタを持つ制御系解析として,脳科学者とともに確立することを目的としている.特に,本年度は,つぎのことを実施された。まず,アイドリング状態の1つの例であるバースティングの発生するHindmarsh-Roseニューロンを対象に,ヌルクライン計算と位相面解析を行った。ついで,単体ニューロンの発火パターンであるバースティングとスパイキングの発生がニューロン内の1つのパラメータと流入電流の大きさにより分類できることを示した。また,2つのニューロンの結合は,単体ではバースティングを発生するニューロンでも,結合された流入電流の大きさにより,多様な発火パターンを呈することを示した。さらに,早期に発火パターンを推定する機構を適応制御理論を用いて,すべての状態が測定可能な場合と,膜電位のみ測定可能な場合に,4つの適応オブザーバを構成し,その性能を比較し,膜電位のみの測定でも,発火パターンを十分に推定できることを示した。一方,ニューロンの振動パターンに,神経化学物質があるダイナミクスを持つ場合に,密接に影響をもっていることを明らかにした。
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