交互脈の発生に関する数理モデルの構築とその解析による抑制方法の開発

• 研究課題/領域番号: 21700325
• 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: 香川大学
• 研究代表者: 北島 博之 香川大学, 工学部, 准教授 (90314905)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2010年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2009年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 力学系 / 分岐 / システムバイオロジー / 交互脈 / システム・バイオロジー / 数理モデル

研究概要

本研究では,生物実験結果を基に交互脈の発生に関する心臓の数理ネットワークモデルの一部を構築した.各種細胞のモデルは既存のものを使用し,グルタミン酸による興奮性シナプスの時定数(立上がり時間と立下り時間)を実験結果の電流波形より計測し,常微分方程式を用いた数理モデルを作った.そのモデルを解析した結果として,時間非依存カリウム電流の平衡電位が特に交互脈の発生に最も関与することがわかった.

研究成果

• [雑誌論文] Synchronization in Neurons Driven by Synaptic Currents with Multiple Frequencies (2011)
  • 著者名/発表者名: 井岡惠理, 北島博之, 松谷康之
  • 雑誌名: 電気学会論文誌 ページ: 521-527
  • NAID: 10027804272
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchronization in Neurons Driven by Synaptic Currents with Multiple Frequencies (2011)
  • 著者名/発表者名: E.Ioka
  • 雑誌名: 電気学会論文誌 巻: 131-C ページ: 521-527
  • 査読あり
• [雑誌論文] Noise-sustained propagation of unstable pulses due to exponential interaction between pulse fronts in bistable systems with flows (2010)
  • 著者名/発表者名: 堀川洋, 北島博之
  • 雑誌名: Physical Review E 81 ページ: 41101-41101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of the transmission of pulse sequences in a bistable chain of unidirectionally coupled neurons (2010)
  • 著者名/発表者名: 堀川洋, 北島博之
  • 雑誌名: Neurocomputing 73 ページ: 3169-3178
  • 査読あり
• [雑誌論文] Noise-sustained propagation of unstable pulses due to exponential interaction between pulse fronts in bistable systems with flows (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Horikawa
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: 81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of the transmission of pulse sequences in a bistable chain of unidirectionally coupled neurons (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Horikawa
  • 雑誌名: Neurocomputing 巻: 73 ページ: 3169-3178
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of noise and variations on the duration of transient oscillations in unidirectionally coupled bistable ring networks (2009)
  • 著者名/発表者名: 堀川洋, 北島博之
  • 雑誌名: Physical Review E 80 ページ: 21934-21934
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of long transient oscillations in cyclic coupled systems (2009)
  • 著者名/発表者名: 北島博之, 堀川洋
  • 雑誌名: Chaos, Solitons & Fractals 42 ページ: 1854-1859
  • NAID: 120007015482
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bifurcation in neuronal networks with hub structure (2009)
  • 著者名/発表者名: 北島博之, J.Kurths
  • 雑誌名: Physica A 388 ページ: 4499-4508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bifurcation in neuronal networks with hub structure (2009)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 雑誌名: Physica A 388 ページ: 4499-4508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of long transient oscillations in cyclic coupled systems (2009)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 雑誌名: Chaos, Solitons & Fractals 42 ページ: 1854-1859
  • NAID: 120007015482
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of noise and variations on the duration of transient oscillations in unidirectionally coupled bistable ring networks (2009)
  • 著者名/発表者名: 堀川洋
  • 雑誌名: Physical Review E 80 ページ: 21934-21934
  • 査読あり
• [学会発表] パターン形成を利用したセンサネットワークの自律分散制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: 電子情報通信学会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2011-01-20
• [学会発表] パターン形成を利用したセンサネットワークの自律分散制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: 電子情報通信学会
  • 発表場所: 広島市立大学(広島県)
  • 年月日: 2011-01-20
• [学会発表] GPUを用いた抑制結合ネットワークの解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: 電子情報通信学会
  • 発表場所: 米子
  • 年月日: 2010-12-13
• [学会発表] GPUを用いた抑制結合ネットワークの解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: 電子情報通信学会
  • 発表場所: 米子コンベンションセンター(鳥取県)
  • 年月日: 2010-12-13
• [学会発表] Exponential Transient Oscillations and Their Stabilization in a Bistable Ring of Unidirectionally Coupled Maps (2010)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: IEEE
  • 発表場所: ドレスデン・ドイツ
  • 年月日: 2010-05-28
• [学会発表] Electric Alternans in a Mathematical Model of Ventricular Muscle (2010)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: American Institute of Mathematical Science
  • 発表場所: ドレスデン・ドイツ
  • 年月日: 2010-05-28
• [学会発表] Electric Alternans in a Mathematical Model of Ventricular Muscle (2010)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: American Institute of Mathematical Science
  • 発表場所: ドレスデン工科大学(ドイツ)
  • 年月日: 2010-05-28
• [学会発表] Exponential Transient Oscillations and Their Stabilization in a Bistable Ring of Unidirectionally Coupled Maps (2010)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: IEEE
  • 発表場所: ドレスデン工科大学(ドイツ)
  • 年月日: 2010-05-28
• [学会発表] Sudden death and natural death : DFA and Poincare map of heartbeat (2010)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: American Institute of Mathematical Science
  • 発表場所: ドレスデン・ドイツ
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] Sudden death and natural death : DFA and Poincare map of heartbeat (2010)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: American Institute of Mathematical Science
  • 発表場所: ドレスデン工科大学(ドイツ)
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] Synchronization in coupled systems with hub structure (2010)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: 信号処理学会
  • 発表場所: ワイキキ・アメリカ
  • 年月日: 2010-03-03
• [学会発表] Synchronization in coupled systems with hub structure (2010)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: 信号処理学会
  • 発表場所: ワイキキビーチマリオット(アメリカ)
  • 年月日: 2010-03-03
• [学会発表] Control of cluster synchronization in coupled systems with hub structure (2009)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: IEEE
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2009-12-12
• [学会発表] Control of cluster synchronization in coupled systems with hub structure (2009)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: IEEE
  • 発表場所: 四国大学(徳島県)
  • 年月日: 2009-12-12
• [学会発表] ハブ型結合系におけるクラスター同期 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: 電子情報通信学会
  • 発表場所: 屋久島
  • 年月日: 2009-11-11
• [学会発表] ハブ型結合系におけるクラスター同期 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: 電子情報通信学会
  • 発表場所: 屋久島文化センター(鹿児島県)
  • 年月日: 2009-11-11
• [学会発表] Bifurcation in Coupled Fast-Spiking Neurons Model (2009)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: 電子情報通信学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-10-20
• [学会発表] Bifurcation in Coupled Fast-Spiking Neurons Model (2009)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: 電子情報通信学会
  • 発表場所: シャトレーゼガトーキングダム札幌(北海道)
  • 年月日: 2009-10-20
• [学会発表] Synchronization in synaptically coupled neurons with small-world structure (2009)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: IEEE
  • 発表場所: ラッパーズビル・スイス
  • 年月日: 2009-06-22
• [学会発表] Synchronization in synaptically coupled neurons with small-world (2009)
  • 著者名/発表者名: 北島博之
  • 学会等名: IEEE
  • 発表場所: HSR(スイス)
  • 年月日: 2009-06-22