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大規模数理モデルと神経生理実験による網膜の情報量解析

研究課題

研究課題/領域番号 25330340
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 生命・健康・医療情報学
研究機関愛知県立大学

研究代表者

神山 斉己  愛知県立大学, 情報科学部, 教授 (70233963)

研究協力者 國枝 芽衣  愛知県立大学, 大学院情報科学研究科, 大学院生
斎藤 尚美  愛知県立大学, 大学院情報科学研究科, 大学院生
上坂 周平  愛知県立大学, 大学院情報科学研究科, 大学院生
國貞 裕映  愛知県立大学, 大学院情報科学研究科, 大学院生
金石 彩菜  愛知県立大学, 大学院情報科学研究科, 大学院生
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016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)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード網膜 / 視細胞モザイク / 網膜神経節細胞 / 神経スパイク / 数理モデル / 錐体モザイク / 錐体 / 桿体 / 水平細胞 / スパイク発火 / ニューロインフォマティクス / 視細胞
研究成果の概要

脳の出窓と呼ばれる網膜は視覚情報の受容、処理、伝達を担う神経回路である。本研究では、こうした網膜神経回路の入力レベルでの情報受容能力と、出力レベルでの情報伝達能力に焦点をあてた解析を進めた。入力を担う視細胞について、特徴的な空間配列を自動生成するアルゴリズムを開発し、眼に入った光信号が生体内でどのように情報表現されるのかをシミュレーション解析することに成功した。網膜の出力を担う網膜神経節細胞の神経スパイク発火については、数千以上のイオンチャネルの振舞いを再現するモデルとシミュレーション技術を開発し、脳への情報伝達能力の詳細な分析を行った。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (11件) (うち謝辞記載あり 9件、 査読あり 7件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] 動的順応特性導入した錐体モザイクモデル2016

    • 著者名/発表者名
      金石彩菜、神山斉己
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: NC2016-47 ページ: 43-48

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 外網膜におけるフィードバックメカニズムのシミュレーション解析2015

    • 著者名/発表者名
      國貞裕映, 神山斉己
    • 雑誌名

      日本神経回路学会全国大会講演論文集

      巻: 22 ページ: 44-45

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 確率論的網膜神経節細胞モデルによるスパイク発火特性の解析2015

    • 著者名/発表者名
      上坂周平, 神山斉己
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告, ニューロコンピューティング

      巻: 115 ページ: 49-54

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 網膜視細胞モザイクのリアリスティックモデル2015

    • 著者名/発表者名
      斎藤尚美, 神山斉己
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告, ニューロコンピューティング

      巻: 115 ページ: 55-60

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] イオンチャネルノイズの近似手法を導入した確率論的網膜神経節細胞モデルのシミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      上坂周平, 神山斉己
    • 雑誌名

      Proceedings of Life Engineering Symposium

      巻: LE2014 ページ: 353-358

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 細胞内メカニズムに基づいた錐体視細胞の数理モデル2014

    • 著者名/発表者名
      國貞裕映, 神山斉己
    • 雑誌名

      Proceedings of Life Engineering Symposium

      巻: LE2014 ページ: 411-416

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 網膜錐体間カップリングのシミュレーション解析2014

    • 著者名/発表者名
      國枝芽衣, 神山斉己
    • 雑誌名

      Proceedings of Life Engineering Symposium

      巻: LE2014 ページ: 417-422

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 解剖学的特性を再現した視細胞モザイクモデル2014

    • 著者名/発表者名
      斎藤尚美, 神山斉己
    • 雑誌名

      Proceedings of Life Engineering Symposium

      巻: LE2014 ページ: 423-427

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 数理モデルを用いた網膜錐体間カップリングの機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      國枝芽衣, 神山斉己
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告, ニューロコンピューティング

      巻: 114

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A simulation analysis of the connectivity between retinal cone and ganglion cells2013

    • 著者名/発表者名
      Serizawa, H. and Kamiyama, Y.
    • 雑誌名

      Proceedings of Life Engineering Symposium 2013

      巻: LE2013 ページ: 145-150

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Information rate analysis of the retinal cone mosaic2013

    • 著者名/発表者名
      Kunieda, M. and Kamiyama, Y.
    • 雑誌名

      Proceedings of Life Engineering Symposium 2013

      巻: LE2013 ページ: 151-156

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 順応特性を導入した錐体モザイクモデル2016

    • 著者名/発表者名
      金石彩菜、神山斉己
    • 学会等名
      情報科学技術フォーラム(FIT2016)
    • 発表場所
      富山大学(富山市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Simulation analysis of negative feedback in the outer retina2016

    • 著者名/発表者名
      Kunisada, H., Kamiyama, Y.
    • 学会等名
      ARVO Annual Meeting
    • 発表場所
      Seattle, USA
    • 年月日
      2016-04-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 動的順応特性を導入した錐体モザイクのシミュレーション解析2016

    • 著者名/発表者名
      金石彩菜、神山斉己
    • 学会等名
      情報学ワークショップ(WiNF2016)
    • 発表場所
      愛知県立大学(長久手市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Modeling a photoreceptor mosaic based on the retinal anatomy2015

    • 著者名/発表者名
      Saito, N., Kamiyama, Y.
    • 学会等名
      INCF Japan Node International Workshop, Advances in Neuroinformatics 2015
    • 発表場所
      東京大学先端科学技術研究センター(東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-11-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computational modeling of the cone mosaic based on the anatomy and physiology of the vertebrate retina2015

    • 著者名/発表者名
      Kunisada, H., Saito, N., Kamiyama, Y.
    • 学会等名
      Neuroinformatics 2015
    • 発表場所
      Cairns(Australia)
    • 年月日
      2015-08-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 網膜神経節細胞の確率論的特性のシミュレーション解析2015

    • 著者名/発表者名
      上坂周平, 神山斉己
    • 学会等名
      日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-05-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 解剖学に基づいた網膜視細胞モザイクの数理モデル2015

    • 著者名/発表者名
      斎藤尚美, 神山斉己
    • 学会等名
      日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-05-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 網膜錐体視細胞光応答のシミュレーション解析2015

    • 著者名/発表者名
      國貞裕映, 神山斉己
    • 学会等名
      日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-05-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Automatic generation of a realistic photoreceptor mosaic2014

    • 著者名/発表者名
      Saito, N. and Kamiyama, Y.
    • 学会等名
      Bernstein Conference 2014
    • 発表場所
      ゲッチンゲン, ドイツ
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Biophysical modeling of a cone photoreceptor2014

    • 著者名/発表者名
      Kunisada, H. and Kamiyama, Y.
    • 学会等名
      Bernstein Conference 2014
    • 発表場所
      ゲッチンゲン, ドイツ
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Simulation analysis of information rate of the cone mosaic2013

    • 著者名/発表者名
      Kunieda, M. and Kamiyama Y.
    • 学会等名
      European Retina Meeting 2013
    • 発表場所
      アリカンテ,スペイン
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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