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2014 Fiscal Year Annual Research Report

データ主導アプローチによる脳神経細胞の周期的同期発火現象の生理/数理的モデリング

Research Project

Project/Area Number 24300108
Research InstitutionThe Institute of Statistical Mathematics

Principal Investigator

石黒 真木夫  統計数理研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 名誉教授 (10000217)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 越久 仁敬  兵庫医科大学, 医学部, 教授 (20252512)
三分一 史和  統計数理研究所, モデリング研究系, 准教授 (30360647)
岡田 泰昌  独立行政法人国立病院機構村山医療センター(臨床研究センター), その他部局等, その他 (80160688)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords時系列解析 / 神経情報学 / 生体イメージングデータ解析
Outline of Annual Research Achievements

脳幹内の呼吸活動生成部位の1つであるPreBötCにおけるニューロンとアストロサイトの識別においては, Oragon green BAPTA-1 (OGB-1)蛍光ライブイメージングデータの分散マップと時間依存相互相関マップ,アストロサイトに特異的に発現させたEGFP(Enhanced Green Fluorescent Protein)あるいはRFP (Red Fluorescent Protein)イメージの強度マップを用いたアストロサイトと吸息性ニューロンを検出する方法を提案した。そして,ニューロンネットワークの活動周期に比べて遅い周期で活動し、ニューロンネットワークと弱くカップリングするアストロサイトネットワークの存在を示唆する結果を得られた。
ニューロンネットワークの詳細な研究において,呼吸バースト毎に活性化するニューロンの組み合わせが異なり,また,各々のニューロンのオンセット,オフセット時刻も異なることが見いだされた。これは,定常なニューロンネットワークは存在せず,従来の周期論的な概念に基づくネットワークのモデリングでは対応できないことを示す重要な発見である。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Respiratory calcium fluctuations in low-frequency oscillating astrocytes in the pre-Bötzinger2015

    • Author(s)
      Oku Y, Fresemann J, Miwakeichi F, Hülsmann S
    • Journal Title

      Respiratory Physiology & Neurobiology

      Volume: 00 Pages: 00

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Pixel timing correction in time-lapsed calcium imaging using point scanning microscopy2014

    • Author(s)
      Boiroux D, Oke Y, Miwakeichi F, Oku Y
    • Journal Title

      Journal Neuroscience Methods

      Volume: 30, 237 Pages: 60-68

    • DOI

      10.1016/j.jneumeth.2014.08.008

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Anatomical and functional pathways of rhythmogenic inspiratory premotor information flow originating in the pre-Bötzinger complex in the rat medulla2014

    • Author(s)
      Koshiya N, Oku Y, Yokota S, Oyamada Y, Yasui Y, Okada Y
    • Journal Title

      Neuroscience

      Volume: 268 Pages: 194-211

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2014.03.002

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Astrocytes mediate short-term plasticity of breathing2015

    • Author(s)
      Okada Y, Takeda K, Someya H, Oku Y, Miwakeichi F, Ishiguro M, Tamura Y, Pokorski M
    • Organizer
      Experimental Biology 2015
    • Place of Presentation
      Boston
    • Year and Date
      2015-03-28 – 2015-04-01
  • [Presentation] Connectomics of the inspiratory center: Anatomical tract and propagation dynamics from the preBötzinger complex2014

    • Author(s)
      Okada Y, Oku Y, Yokota S, Oyamada Y, YASUI, Koshiya N
    • Organizer
      Society for Neuroscience Meeting 2014
    • Place of Presentation
      Washington DC
    • Year and Date
      2014-11-15 – 2014-11-19
  • [Presentation] From chaotic recruitment of the pre-Bötzinger complex (pre-BötC) to functional connectomics of inter-pre-BötC tract and pan-network premotor pathways2014

    • Author(s)
      N Koshiya, Y Oku, Y Okada, JC Smith
    • Organizer
      The XIIIth Oxford Breathing Meeting, Respiratory and Cardiovascular
    • Place of Presentation
      Sydney
    • Year and Date
      2014-10-26 – 2014-10-31
  • [Presentation] 統計値マップによるニューロン、アストロサイトの識別2014

    • Author(s)
      三分一 史和, 尾家 慶彦
    • Organizer
      統計数理研究所 共同研究集会「ダイナミカルバイオインフォマテイックスの展開III」
    • Place of Presentation
      統計数理研究所
    • Year and Date
      2014-09-18
  • [Presentation] 光学的イメージング法とニューロン、アストロサイトの識別2014

    • Author(s)
      三分一 史和, 尾家 慶彦
    • Organizer
      電子情報通信学会医用画像研究会”医用画像解析における統計数理的手法”
    • Place of Presentation
      統計数理研究所
    • Year and Date
      2014-09-02
    • Invited
  • [Presentation] Post-hypoxic potentiation of breathing is induced by sustained activation of astrocytes2014

    • Author(s)
      Okada Y, Fukusi I, Takeda K, Oyamada Y, Oku Y, Miwakeichi F, Someya H, Ishiguro M, Tamura Y, Pokorski M
    • Organizer
      The 54th Annual Meeting of the Japanese Respiratory Society
    • Place of Presentation
      Osaka
    • Year and Date
      2014-04-25 – 2014-04-27

URL: 

Published: 2016-06-01  

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