2023 Fiscal Year Research-status Report
神経ネットワークにおける2種類の抑制性細胞の機能的役割に関する研究
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21K12050
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
加藤 秀行 大分大学, 理工学部, 准教授 (00733510)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 抑制性介在細胞 / 神経ネットワーク / 機能的役割 / 情報処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、脳における2種類の抑制性介在細胞の存在意義を明らかにするために、これら抑制性介在細胞の神経ネットワーク内における機能的役割を特に情報 処理の観点から解明し、神経科学における新たな知見を得ることを目的とする。さらに、本研究を通じて、脳の計算原理に迫ることも本研究の目的である。これを実現するためには、実際にこれら抑制性介在細胞が神経ネットワーク内でどのような活動をし、他の細胞集団にどのような影響を与えているのかを理解することが必要である。そのため、本研究では計算論神経科学による数理的アプローチ、すなわち、神経ネットワークの数学モデルを構築し、数値シミュレーションから得られたデータを解析することにより上記学術的問いに迫り、得られた知見および理論を電気生理学分野に還元することを目指す。
本年度は、昨年度同様、一昨年度に構築したE細胞、FS細胞、LTS細胞の3細胞集団で構成されるラットの体性感覚野の第4層の神経ネットワークの数値シミュレーションを行い、そこから得られる神経活動データの解析に取り組んだ。さらに、これら3細胞集団で構成されたネットワークのFS細胞集団を欠落させたネットワークやLTS細胞集団を欠落させたネットワークの数値シミュレーション、および、そこから得られた神経活動のデータの基本的な統計解析に取り組んだ。加えて、非線形動力学理論的な観点からの神経活動データの数値解析についても取り組み始めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和5年度は、昨年度に引き続き、初年度に構築した3細胞集団で構成されるラットの体性感覚野の第4層の神経ネットワークの数値シミュレーションを行い、そこから得られた神経活動データの基本的統計量および非線形動力学系理論の観点からの解析を行なった。また、2種類の抑制性細胞の存在意義を明らかにすることを目的に、抑制性細胞であるFS細胞集団やLTS細胞集団が欠落した神経ネットワークの数値シミュレーションや同様の解析を行なっているが、これら細胞は抑制性であるため、これらが欠損することで、大幅にネットワーク内の神経活動レベルが上昇することにより、3細胞集団に欠損がない場合と比較し、数値シミュレーションやデータ解析の計算リソースが大幅に増大しており、計画と比較するとやや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和6年度は、FS細胞集団やLTS細胞集団が欠落した場合の数値シミュレーションやそこから得られる神経活動データの解析を中心に行う。また、並行して、非線形力学系理論的観点からの神経活動データの解析についても引き続き取り組む。
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