2015 Fiscal Year Annual Research Report
レビー小体型認知症の幻視に関する情報機構の解明とその数理モデル化
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26280093
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
津田 一郎 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10207384)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
合原 一幸 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (40167218)
奈良 重俊 岡山大学, 自然科学研究科, 特命教授 (60231495)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 神経回路網モデル / レビー小体型認知症 / カオス的遍歴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
側頭葉皮質（IT）が前頭前野からのindex 情報を受け取り、視覚情報のイメージを作り上げる機構に関するモデルを構築した。以下の結果が得られた。注意に伴う IT 皮質への過渡的なアセチルコリンの投射により、IT ネットワークの状態は擬アトラクター状態からアトラクター的状態へと遷移する。このとき、同時的に“カテゴリーインデックス”のスパイク投射が存在すると、そのインデックスに応じた特定のアトラクターへ軌道自身が飛び移ることが示される。アセチルコリンの一時的存在は、結果として一定の時間内でアトラクター状態を持続させる。関連して、ITで見られるスパース情報表現を取り入れた数理モデルを構築し、アトラクター遷移ダイナミクスへの影響を解析した。その結果、記憶パターンに対応するアトラクターの間での多様な遷移ダイナミクスを生じることを明らかにした。さらに提案モデルの平均場モデルの導出・分岐構造解析により、その詳細なパラメータ依存性と動力学構造を検討した。さらに、本年度はＭＲＩおよびそのハイエンド技術であるＤＴＩの調査研究に基づき，前者に関しては「脳容積の縮小に伴う細胞萎縮とその該当領野機能減退」，後者に関しては「白質の観測データから帰結される様々な領野間の信号伝達特性（hodology的特性）の不全」についての情報が得られた。それに基づいて「後頭葉、側頭葉および前頭葉の三モジュール系による視覚認知機能の解釈的理解の作業仮説を作った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
側頭葉皮質（IT）が前頭前野からのindex 情報を受け取り、視覚情報のイメージを作り上げる機構に関するモデルを構築した。特に、ITのスパース情報表現を取り入れアトラクターダイナミクス、遷移ダイナミクスを再現できたこと、並びに前頭前野回路モデルと側頭葉回路モデルを視覚野のパターン情報との関係において相互相関型回路並びに自己相関型回路を組み合わせて構築した点が新しく、予想以上の結果につながった。
また、ＤＬＢ患者の視覚性幻覚の発生機序の一つとして、神経細胞群の局所的萎縮（複数）と多部位間情報伝達軸索群（複数の白質部位）の機能不全に基づいた神経回路網モデルによる計算機実験の提案が可能な段階に至った。
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| Strategy for Future Research Activity |
DLB患者で視覚性幻覚を見る頻度の高い患者はパレイドリアに対しても健常人よりも敏感に錯視することが知られるようになってきた。この知見を踏まえ、DLB患者の視覚性幻覚誘発要員を数理モデルから予測できるかどうか、より詳細な数理モデルを構築することで検討を進めたい。数理モデル自体も抽象度を上げて本質的な構造を抽出することと平行してより生物学的なモデルとの比較検討も行えるようなレベルに持っていきたいと考えている。そのために、DLB患者の農に見られる局所的萎縮と長距離の神経伝達回路に見られる不全を考慮したモデル実験を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
経費節約に努め、研究集会等にかかる人件費を節約した。また、消耗品などの購入を控えたり再利用できるものをできるだけ活用したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
引き続き経費の節約に努めつつ、翌年度の予算と合わせ人件費・消耗品等に使用する。
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