細胞状態遷移と神経回路遷移をつなぐ数理モデル: 眠気の生成・解消機構の理論

• 研究領域: 眠気学の創成：眠気の生成・解消機構の解明
• 研究課題/領域番号: 24H00863
• 研究種目: 学術変革領域研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅲ)
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 瓜生 耕一郎 東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (90726241)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円); 2024年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
• キーワード: 数理モデル / 海馬 / sharp-wave/ripples / 記憶

研究開始時の研究の概要

眠気の発生からの入眠と、睡眠による眠気の消失という過程には、数ミリ秒から秒単位の神経細胞の同期発火に加え、数時間に渡る神経細胞の状態遷移が含まれる。さらに睡眠時には、海馬と大脳皮質や扁桃体の間で記憶情報の伝達が行われ、この伝達が記憶の定着に必須となる。本研究では、数ミリ秒から数時間、および海馬神経細胞から遠隔脳領域といった、複数の時空間スケールにまたがる数理モデルを構築する。シミュレーションにより、眠気にともなう海馬の神経細胞の状態遷移が同期発火に及ぼす影響を調べる。さらに海馬と大脳皮質や扁桃体の間で記憶の定着のための情報伝達効率を調べ、同期発火の変化が記憶の定着を促進するか検証する。