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リハビリテーションにおける神経回路再生プロセスに関する理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 19700281
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 生体生命情報学
研究機関山形大学

研究代表者

久保田 繁  山形大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (60396588)

研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 300千円)
2009年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2008年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2007年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード可塑性 / シナプス競合 / NMDA受容体 / GABA / STDP / 神経科学 / 遺伝子発現 / シミュレーション工学 / シナプス可塑性 / 神経回路自己組織化 / 神経回路再生 / GABA受容体 / 神経回路形成
研究概要

神経損傷後のリハビリテーション治療のさらなる向上のためには、神経回路の再生過程で起こる、シナプス組織化の機構を解明することが重要である。そこで、神経損傷等によって誘発される、NMDA受容体サブユニット発現やGABA抑制の変化が回路組織化に及ぼす影響について、皮質錐体細胞モデルを構築して解析を行った。その結果、これらの分子機構の協調が、シナプスの長期増強/減弱バランス、ヘッブ性、競合といった機能的特性を調節することで、回路の可塑的変化を制御し得ることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2010 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (33件)

  • [雑誌論文] A variety of competitive properties arises from STDP incorporating metaplastic regulation2010

    • 著者名/発表者名
      S. Kubota, J. Rubin, T. Kitajima, T. Nakamura
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics (accepted)

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible role of cooperative action of NMDA receptor and GABA function in developmental plasticity2010

    • 著者名/発表者名
      S. Kubota, T. Kitajima
    • 雑誌名

      Journal of Computational Neuroscience 28

      ページ: 347-359

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible role of cooperative action of NMDA receptor and GABA function in developmental plasticity2010

    • 著者名/発表者名
      S.Kubota, T.Kitajima
    • 雑誌名

      Journal of Computational Neuroscience VOL.28

      ページ: 347-359

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modulation of LTP/LTD balance in STDP by an activity-dependent feedback mechanism2009

    • 著者名/発表者名
      S. Kubota, J. Rubin, T. Kitajima
    • 雑誌名

      Neural Networks 22

      ページ: 527-535

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local excitation solutions in one-dimensional neural fields by external input stimuli2009

    • 著者名/発表者名
      S. Kubota, K. Hamaguchi, K. Aihara
    • 雑誌名

      Neural Computing and Applications 18

      ページ: 591-602

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local excitation solutions in one-dimensional neural fields by external input stimuli2009

    • 著者名/発表者名
      S.Kubota, K.Hamaguchi, K.Aihara
    • 雑誌名

      Neural Computing and Applications VOL.18

      ページ: 591-602

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modulation of LTP/LTD balance in STDP by an activity-dependent feedback mechanism2009

    • 著者名/発表者名
      S.Kubota, J.Rubin, T.Kitajima
    • 雑誌名

      Neural Networks VOL.22

      ページ: 527-535

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A model for synaptic development regulated by NMDA receptor subunit expression2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kubota, T. Kitajima
    • 雑誌名

      Journal of Computational Neuroscience 24

      ページ: 1-20

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A model for synaptic development regulated by NMDA receptor subunit expression2008

    • 著者名/発表者名
      S., Kubota・T., Kitajima
    • 雑誌名

      Journal of Computational Neuroscience 24

      ページ: 1-20

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] STDP学習におけるヘッブ則-反ヘッブ則間のスイッチングについて2010

    • 著者名/発表者名
      久保田繁, J. Rubin
    • 学会等名
      平成21年度第6回情報処理学会東北支部研究会
    • 発表場所
      山形大学, 米沢
    • 年月日
      2010-03-05
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 皮質神経興奮の不規則性に関する理論研究2010

    • 著者名/発表者名
      佐々木寛之, 久保田繁, 中村孝夫
    • 学会等名
      平成21年度第6回情報処理学会東北支部研究会
    • 発表場所
      山形大学, 米沢
    • 年月日
      2010-03-05
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] STDP学習におけるヘッブ則-反ヘッブ則間のスイッチングについて2010

    • 著者名/発表者名
      久保田繁, J.Rubin
    • 学会等名
      平成21年度第6回情報処理学会東北支部研究会
    • 発表場所
      米沢
    • 年月日
      2010-03-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 皮質神経興奮の不規則性に関する理論研究2010

    • 著者名/発表者名
      佐々木寛之, 久保田繁, 中村孝夫
    • 学会等名
      平成21年度第6回情報処理学会東北支部研究会
    • 発表場所
      米沢
    • 年月日
      2010-03-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] A variety of competitive properties arises from STDP incorporating metaplastic regulation2010

    • 著者名/発表者名
      S.Kubota, J.Rubin, T.Kitajima, T.Nakamura
    • 学会等名
      Fifteenth International Symposium on Artificial Life and Robotics 2010
    • 発表場所
      別府
    • 年月日
      2010-02-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] NaP-channel in subthreshold resonance oscillation2009

    • 著者名/発表者名
      T. Kitajima, S. Kubota
    • 学会等名
      Program of Neuroscience 2009
    • 発表場所
      Chicago
    • 年月日
      2009-10-19
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Role of NaP-channel in subthreshold resonance oscillation2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kitajima, S.Kubota
    • 学会等名
      Neuroscience 2009
    • 発表場所
      シカゴ
    • 年月日
      2009-10-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Cortical GABA inhibition and activity- and subunit-dependent desensitization of NMDA receptors precisely regulate the LTP/LTD ratio in STDP, 脳と心のメカニズム第10回夏のワークショップ2009

    • 著者名/発表者名
      S. Kubota, J. Rubin, T. Kitajima
    • 学会等名
      北海道厚生年金会館
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2009-08-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] A model for burst firing activity induced by cortical inputs in the subthalamic nucleus neuron, 脳と心のメカニズム第10回夏のワークショップ2009

    • 著者名/発表者名
      S. Kubota, J. Rubin
    • 学会等名
      北海道厚生年金会館
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2009-08-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Cortical GABA inhibition and activity- and subunit-dependent desensitization of NMDA receptors precisely regulate the LTP/LTD ratio in STDP2009

    • 著者名/発表者名
      S.Kubota, J.Rubin, T.Kitajima
    • 学会等名
      脳と心のメカニズム第10回夏のワークショップ
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2009-08-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] A model for burst firing activity induced by cortical inputs in the subthalamic nucleus neuron2009

    • 著者名/発表者名
      久保田繁, J.Rubin
    • 学会等名
      脳と心のメカニズム第10回夏のワークショップ
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2009-08-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] How balance between LTP and LTD can be controlled in spike-timing-dependent learning rule2009

    • 著者名/発表者名
      S. Kubota, T. Kitajima
    • 学会等名
      In Proceedings of International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN2009)
    • 発表場所
      Atlanta, USA
    • 年月日
      2009-06-16
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] How balance between LTP and LTD can be controlled in spike-timing-dependent learning rule2009

    • 著者名/発表者名
      S.Kubota, T.Kitajima
    • 学会等名
      International Joint Conference on Neural Networks
    • 発表場所
      アトランタ
    • 年月日
      2009-06-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 発達に伴う神経発火パターンの変化に関する数値計算モデル2009

    • 著者名/発表者名
      松原貴行, 久保田繁, 北嶋龍雄
    • 学会等名
      平成20年度第6回情報処理学会東北支部研究会
    • 発表場所
      山形大学, 米沢
    • 年月日
      2009-03-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 発達期の活動電位波形の変化がシナプス可塑性に及ぼす影響について2009

    • 著者名/発表者名
      阿部亮太, 久保田繁, 北嶋龍雄
    • 学会等名
      平成20年度第6回情報処理学会東北支部研究会
    • 発表場所
      山形大学, 米沢
    • 年月日
      2009-03-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] Synaptic cooperation and competition in STDP learning rule.2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kubota, T. Kitajima
    • 学会等名
      In Koeppen et al. (eds. ) Advances in Neuro-Information Processing part I, Springer LNCS
    • 発表場所
      ICONIP, Auckland
    • 年月日
      2008-11-25
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Synaptic cooperation and competition in STDP learning rule2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kubota and T. Kitajima
    • 学会等名
      15th International Conference on Neural Information Processing of the Asia-Pacific Neural Network Assembly (ICONIP 2008)
    • 発表場所
      Sky City Convention Center, Auckland, New Zealand
    • 年月日
      2008-11-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] シナプス受容体の遺伝子発現が臨界期を制御するメカニズムに関する理論モデル2008

    • 著者名/発表者名
      久保田繁, 北嶋龍雄
    • 学会等名
      第51回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      山形大学, 米沢
    • 年月日
      2008-11-22
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] NMDA受容体発現及びGABA抑制の臨界期における役割について2008

    • 著者名/発表者名
      久保田繁, 北嶋龍雄
    • 学会等名
      第31回日本神経科学大会, 東京国際フォーラム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-07-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] NMDA受容体発現及びGABA抑制の臨界期における役割について2008

    • 著者名/発表者名
      久保田繁, 北嶋龍雄
    • 学会等名
      第31回日本神経科学大会
    • 発表場所
      東京国際フォーラム,東京
    • 年月日
      2008-07-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] GABA抑制とNMDA受容体サブユニット発現が神経回路形成に及ぼす影響に関する理論的考察2008

    • 著者名/発表者名
      久保田繁, 北嶋龍雄
    • 学会等名
      第9回山形ニューロサイエンス研究会
    • 発表場所
      山形大学, 山形
    • 年月日
      2008-06-21
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] A model for biophysical mechanisms underlying competition among synapses.2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kubota, T. Kitajima
    • 学会等名
      In Robert Trappl (ed. ) Cybernetics and Systems
    • 発表場所
      EMCSR, Vienna
    • 年月日
      2008-03-27
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] A model for biophysical mechanisms underlying competition among synapses2008

    • 著者名/発表者名
      S., Kubota, T., kitajima
    • 学会等名
      19th European Meeting on Meeting on Cybernetics and Systems Research
    • 発表場所
      ウィーン大学(ウィーン)
    • 年月日
      2008-03-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 発達期のシナプス受容体の遺伝子発現がシナプス回路の組織化に及ぼす影響に関する理論解析2008

    • 著者名/発表者名
      久保田繁, 北嶋龍雄
    • 学会等名
      平成19年度情報処理学会東北支部研究会
    • 発表場所
      山形大学, 米沢
    • 年月日
      2008-03-11
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 老化に伴うシナプス受容体の遺伝子発現とワーキングメモリー能力の関係に関する数値計算モデル2008

    • 著者名/発表者名
      唐澤美幸, 久保田繁, 北嶋龍雄
    • 学会等名
      平成19年度情報処理学会東北支部研究会
    • 発表場所
      山形大学, 米沢
    • 年月日
      2008-03-11
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 老化に行うシンプス受容体の遺伝子発現とワーキングメモリー能力の関係にする数値計算モデル2008

    • 著者名/発表者名
      唐澤美幸・久保田繁・北嶋龍雄
    • 学会等名
      平成19年度・情報処理学会東北支部研究会
    • 発表場所
      山形大学(米沢)
    • 年月日
      2008-03-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 発達期のシナプス受容体の遺伝子発現がシナプス回路の組織化に及ぼす影響に関する論理解析2008

    • 著者名/発表者名
      久保田繁・北嶋龍雄
    • 学会等名
      平成19年度・情報処理学会東北支部研究会
    • 発表場所
      山形大学(米沢)
    • 年月日
      2008-03-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Modeling study of the synaptic competition induced by NMDA receptor-mediated regulation of spike-timing-dependent plasticity2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kubota, T. Kitajima
    • 学会等名
      In Proceedings of the thirteenth International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 13th 08)
    • 発表場所
      Plaza, Beppu, Oita
    • 年月日
      2008-02-01
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Modeling study so the synaptic competition indycde by NMDA receptor-mediated refulation of spike-timing-dependent plasticity2008

    • 著者名/発表者名
      S., Kubota, T., kitajima
    • 学会等名
      the thirteenth Internationsl Symposium on Artificial Life and Robotics
    • 発表場所
      B-Con Plaza (別府)
    • 年月日
      2008-02-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 発達期のシナプス回路形成に関する計算論的モデル, 脳と心のメカニズム第8回夏のワークショップ2007

    • 著者名/発表者名
      久保田繁, 北嶋龍雄
    • 学会等名
      北海道厚生年金会館
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-08-23
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] スパイクタイミング依存可塑性により誘発されるシナプス間の競合に関するモデル2007

    • 著者名/発表者名
      久保田繁, 北嶋龍雄
    • 学会等名
      山形ニューロサイエンス研究会
    • 発表場所
      山形大学, 山形
    • 年月日
      2007-06-23
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] スパイクタミング依存可塑性により誘発されるミナプス間の競合に関するモデル2007

    • 著者名/発表者名
      久保田繁・北嶋龍雄
    • 学会等名
      山形ニュウロサイエンス研究会
    • 発表場所
      山形大学(山形)
    • 年月日
      2007-06-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 発達期のシナプス回路形成に関する計算論的モデル2007

    • 著者名/発表者名
      久保田繁・北嶋龍雄
    • 学会等名
      脳と心ノメカニズム・第8回夏ワークショップ
    • 発表場所
      北海道厚生年金会館(札幌)
    • 年月日
      2007-06-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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