大脳基底核間接路のドーパミン依存的回路動態遷移機構の解明

• 研究課題/領域番号: 24500372
• 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: 生体生命情報学
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 北野 勝則 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (90368001)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: パーキンソン病 / 大脳基底核 / 視床下核 / 淡蒼球 / 数理モデル / 神経回路モデル / ドーパミン

研究成果の概要

代表的な運動疾患であるパーキンソン病時には異常な神経活動が観測され、運動障害と密接な関係があると考えられている。この異常活動は、脳内でドーパミンが枯渇することにより生じるとされるが、その詳細についてはよく分かっていない。本研究では、関係する神経部位の数理モデルを構築し、異常活動の発生条件について解析した。主因の１つは、特定の神経回路構造をとる時であり、もう１つは、ドーパミン枯渇により淡蒼球外節－視床下核投射が増強することである、と分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Impact of network topology on inference of synaptic connectivity from multi-neuronal spike data simulated by a large-scale cortical network model (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryota Kobayashi, Katsunori Kitano
  • 雑誌名: Journal of Computational Neuroscience 巻: 35 号: 1 ページ: 109-124
  • DOI: 10.1007/s10827-013-0443-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Population coding is essential for rapid information processing in the moth antennal lobe (2013)
  • 著者名/発表者名: R Kobayashi, S. Namiki, R. Kanzaki, K. Kitano, I. Nishikawa, P. Lansky
  • 雑誌名: Brain Research 巻: 1536 ページ: 88-96
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2013.05.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influences of membrane properties on phase response curve and synchronization stability in a model globus pallidus neuron (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujita Tomohiro, Fukai Tomoki, Kitano Katsunori
  • 雑誌名: Journal of Computational Neuroscience 巻: 31 号: 3 ページ: 1-16
  • DOI: 10.1007/s10827-011-0368-2
  • 査読あり
• [学会発表] Parameter estimation of Nav1.6 channel model by differential evolution algorithm (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Kitano, Hayato Yamagishi
  • 学会等名: The 37th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] Correlation between spike statistics and T-type calcium channel activation in simulated subthalamic nucleus neurons (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Kitano
  • 学会等名: The 23rd Annual Computational Neuroscience Meeting 2014
  • 発表場所: Quebec City (Canada)
  • 年月日: 2014-07-28
• [学会発表] Conductance estimation of a conductance-based neuron model by the differential evolution algorithm
  • 著者名/発表者名: Mao Suzuka, Ryota Kobayashi, Katsunori Kitano
  • 学会等名: CNS 2013
  • 発表場所: Paris (France)
• [学会発表] Slow potassium currents underlie the spike threshold dynamics of multi-timescale adaptive threshold model
  • 著者名/発表者名: Katsunori Kitano, Ryota Kobayashi
  • 学会等名: Neuroscience 2013
  • 発表場所: San Diego (USA)