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ダイナミッククランプ法による神経回路網ハイブリッドシステムの構築と動的安定性解析

Research Project

Project/Area Number 18650078
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Bioinformatics/Life informatics
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

舘野 高  Osaka University, 基礎工学研究科, 准教授 (00314401)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 野村 泰伸  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (50283734)
下川 哲也  大阪大学, 生命機能研究科, 特任准教授 (30335385)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywords電気生理学 / ダイナミッククランプ法 / ハイブリッドシステム / 大脳皮質神経細胞
Research Abstract

本年度は,研究計画の最終年度にあたり,昨年構築した電気生理学的計測系とデジタルシグナルプロセッサ(DSP)を組み合わせた実験系を用いて,ダイナミック・クランプ法を行う実験を行った。まず,ラット大脳皮質体性感覚野と一次聴覚野の神経細胞の4種(錐体細胞,介在細胞3種)の電気的特徴を詳細に記録した。これらの細胞の特徴を考慮して,ダイナミック・クランプ法を用いて細胞間のシナプス結合を人工的に作成し,局所回路の再現を試みた.また,化学シナプス(AMPA,NMDA,GABA_Aなど)やギャップ結合などの細胞間結合を生理学的知見に基づき数理モデルによって擬似し,実際の細胞との結合関係の変化に対する膜電位振動の影響を調べた.さらに,ダイナミクスが既に知られている膜電位依存性のイオンチャネル電流の関数を複数個用意し,これらのダイナミクスをDSPで計算した結果を実際の細胞に電流注入することによって,数理モデルの妥当性を検討する実験系を作成した.この結果,実験では直ぐに得られないパラメータの推定が可能となり,数理モデルの作成を効率的に支援する実験系を構築することが可能となった.こうした結果は,国際会議(37th Annua1 meeting of Society of Neuroscience)と国内学会大会(Neuro 2007,第30回日本神経科学会大会)で報告した.また,国際誌(Bio Systems)に成果論文を投稿することができ,受理された。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Quantifying noise-induced stability of a cortical fast-spiking cell model with Kv3-channel-like current2007

    • Author(s)
      T. Tateno and H.P.C. Robinson
    • Journal Title

      BioSystems 89

      Pages: 110-116

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phase resetting curves and oscillatory stability in interneurons of rat somatosensory cortex2007

    • Author(s)
      T.Tateno, H.P.C.Robinson
    • Journal Title

      Biophysical Journal 92

      Pages: 683-695

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Quantifying noise-induced stability of a cortical fast-spiking cell model with Kv3-channel-like current

    • Author(s)
      T.Tateno, H.P.C.Robinson
    • Journal Title

      BioSystems (In press)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 胞膜の電気生理学的特性に基づくラット黒質緻密部の神経細胞分類について2008

    • Author(s)
      岩橋亮平, 舘野高
    • Organizer
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • Place of Presentation
      町田市
    • Year and Date
      2008-03-14
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Influence of conductance-input signal on spike generation and stability of rhythmic action-potential oscillations in rat somatosensory fast-spiking neurons2007

    • Author(s)
      T. Tateno
    • Organizer
      37th Annual Meeting of Society of Neuroscience
    • Place of Presentation
      サンディエゴ,アメリカ
    • Year and Date
      2007-11-07
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Influence of conductance-input signal on spike generation and stability of rhythmic action-potential oscillations in rat somatosensory fast-spiking neurons2007

    • Author(s)
      T. Tateno
    • Organizer
      Neuro2007 第30回日本神経科学会大会
    • Place of Presentation
      横浜市
    • Year and Date
      2007-09-12
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Book] Complex Medical Engineering2007

    • Author(s)
      T.Tateno, (Wu, Ito, Tobimatsu, Nishida, Fukuyama Eds.)
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      Springer, Tokyo
    • Related Report
      2006 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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