| 研究課題/領域番号 |
07459003
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
広領域
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
山本 光璋 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (40004618)
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| 研究分担者 |
中尾 光之 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (20172265)
赤池 紀生 九州大学, 医学部, 教授 (30040182)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1997
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| 研究課題ステータス |
完了 (1997年度)
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| 配分額 *注記 |
6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
1997年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1996年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1995年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
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| キーワード | 1 / fゆらぎ / 複雑系 / 神経回路網モデル / レム睡眠 / 除波睡眠 / ニューロン活動 / 外側膝状体 / マイクロダイアリシス / 5 ゆらぎ / ニューラルネットワークモデル / 夢見 / 徐波睡眠 / ニューラルネットワーク |
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| 研究概要 |
自律分散的に働き、複雑系の代表と考えられる“脳"の全体調整メカニズムを、生体・生理工学的手法により解明することを目的とする。このために行った研究の成果を以下に要約する。
1.外側膝状体(LGN)および大脳皮質18野・6野におけるニューロン活動を記録し、その徐波睡眠からレム睡眠への変化に伴うダイナミクスの遷移現象を調べた。LGNニューロンはバーストを基本とする発火パターンを有している点で特徴的であったが、活動時系列のスペクトル密度が平坦から1/fへと遷移する現象は確認された。皮質ニューロンもこれまでと同様な遷移現象を示した。これらの結果は「白色から1/fへのダイナミクスの遷移現象は伝導路系一般に見出されるものである」とする我々の仮説を支持するものであった。2.調節系の神経伝達物質であるセロトニンの脳内濃度をマイクロダイアリシス法により定量し、そのニューロン活動ダイナミクスとの対応関係を明らかにするために、高速液体クロマトグラフのカラムの長さ、移動相の組成、酸化電位などの測定パラメータを最適化した。これによりfmolオーダーの測定が可能になり、LGNにおいてセロトニン脳内濃度の睡眠-覚醒サイクル依存性が明らかになってきた(覚醒→徐波睡眠→レム睡眠の順に低くなる)。3.神経回路網モデルによりニューロン活動ダイナミクスの遷移現象が現れるための条件を調べた。その結果、ニューロン活動が白色スペクトルを呈する除波睡眠時には回路網からの入力より外的な入力の方が、1/fゆらぎを呈するレム睡眠時には逆に回路網からの入力がそれぞれ優位になることが重要であることが明らかになった。これらの結果は、調節系ニューロン群が多様なやり方でダイナミクスの遷移現象に関わっていることを示唆している。また、レム睡眠に関連して見出された神経回路網の準安定性は夢見を支える生理学的な実体とも考えられ、その高次脳機能との関わりを知る上で重要な情報を提供している。
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