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プルキンエ細胞樹状突起の情報処理におけるイオンチャネル分布のはたす機能的役割

研究課題

研究課題/領域番号 15K06725
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 神経生理学・神経科学一般
研究機関沖縄科学技術大学院大学

研究代表者

洪 聖昊  沖縄科学技術大学院大学, 計算脳科学ユニット, 研究員 (90600205)

研究分担者 高嶋 聰  沖縄科学技術大学院大学, 計算脳科学ユニット, 研究員 (00374190)
Chen Weiliang  沖縄科学技術大学院大学, 計算脳科学ユニット, 研究員 (80596594)
研究協力者 デシュッター エリック  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード計算論的神経科学 / 分子細胞神経科学 / プルキンエ細胞 / 樹状突起 / 神経情報処理 / イオンチャネル / Parallel STEPS simulator / Cerebellar Purkinje cell / Large scale simulation / Calcium bursting / Dendrite / Neuron / Morphology / Computational model / Simulation / Ion channel
研究成果の概要

小脳プルキンエ細胞を主モデルに、ニューロンの樹状突起でのイオンチャネルの確率的な相互作用を研究するためのコンピュテーショナル方法、プログラム、シミュレーションを開発。 局所的電流刺激に対する電位反応を利用して、樹状突起を機能的ユニットに区画化するアルゴリズムを開発し、樹状突起形態構造と局所的電位信号伝達の関係を研究。進化的アルゴリズムを用いたイオンチャネルモデル最適化プログラムの開発。並列STEPSシミュレーションエンジンを開発。これをスーパーコンピュータで使用し、樹状突起全体とその中での確率的プロセスを含むプルキンエ細胞のモデルをシミュレートして、細胞の局所的、全体的確率的挙動を観察。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The choroid plexus is an important circadian clock component2018

    • 著者名/発表者名
      Myung Jihwan、Schmal Christoph、Hong Sungho、Tsukizawa Yoshiaki、Rose Pia、Zhang Yong、Holtzman Michael J.、De Schutter Erik、Herzel Hanspeter、Bordyugov Grigory、Takumi Toru
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 1062-1062

    • DOI

      10.1038/s41467-018-03507-2

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatiotemporal network coding of physiological mossy fiber inputs by the cerebellar granular layer2017

    • 著者名/発表者名
      Sudhakar Shyam Kumar、Hong Sungho、Raikov Ivan、Publio Rodrigo、Lang Claus、Close Thomas、Guo Daqing、Negrello Mario、De Schutter Erik
    • 雑誌名

      PLOS Computational Biology

      巻: 13 号: 9 ページ: e1005754-e1005754

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1005754

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Time to Bring Single Neuron Modeling into 3D2017

    • 著者名/発表者名
      Chen Weiliang、De Schutter Erik
    • 雑誌名

      Neuroinformatics

      巻: 15 号: 1 ページ: 1-3

    • DOI

      10.1007/s12021-016-9321-x

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Parallel STEPS: Large Scale Stochastic Spatial Reaction-Diffusion Simulation with High Performance Computers2017

    • 著者名/発表者名
      Chen Weiliang、De Schutter Erik
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroinformatics

      巻: 11 ページ: 13-15

    • DOI

      10.3389/fninf.2017.00013

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] STEPS 3: integrating stochastic molecular and electrophysiological neuron models in parallel simulation2017

    • 著者名/発表者名
      Weiliang Chen, Iain Hepburn, Francesco Casalegno, Adrien Devresse, Aleksandr Ovcharenko, Fernando Pereira, Fabien Delalondre and Erik De Schutter
    • 学会等名
      26th Annual Computational Neuroscience Meeting (CNS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heterogeneous layers stabilize propagation of a multiplexed spike signal in a feedforward network2017

    • 著者名/発表者名
      Dongqi Han and Sungho Hong
    • 学会等名
      26th Annual Computational Neuroscience Meeting (CNS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heterogeneous layers stabilize propagation of a spike signal in a feedforward network2017

    • 著者名/発表者名
      Sungho Hong, Dongqi Han, and Erik De Schutter
    • 学会等名
      Neuroscience 2017 (SfN 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dendritic morphology determines how dendrites are organized into functional subunits2016

    • 著者名/発表者名
      洪 聖昊
    • 学会等名
      CNS meeting 2016
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2016-07-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dendritic morphology determines how dendrites are organized into functional subunits2016

    • 著者名/発表者名
      洪 聖昊
    • 学会等名
      Computational Neuroscience Meeting 2016
    • 発表場所
      Jeju, South Korea
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of dendritic morphology on functional subunits in dendrites2016

    • 著者名/発表者名
      洪 聖昊
    • 学会等名
      Neuroscience 2016
    • 発表場所
      San Diego, CA, USA
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] STEPS 3.3.0

    • URL

      https://github.com/CNS-OIST/STEPS/releases

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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