新たな時空間解析法を用いた視覚皮質の周期発火現象の解析

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13831011
• 研究機関: 京都産業大学
• 研究代表者: 伊藤 浩之 京都産業大学, 工学部, 教授 (80201929)
• キーワード: unitary event / 同期振動発火 / スパイク相関 / 外側膝状体 / 視覚情報処理 / ユニタリーイベント / 多細胞同時記録 / 相関発火

研究概要

試行時間中での時間平均のためスパイク相関の非定常ダイナミクスを視覚化することができないcross-correlogramに代わって、スパイクデータの新たな時空間解析法としてUnitary Event (UE) Analysisが注目されている。我々は、麻酔下ネコの外側膝状体から2本のテトロード電極により同時記録された振動的発火を生じる複数のユニツト活動データにUE Analysisを適用した。以前行ったcross-correlogramの解析で有意に相関していると判定された64ケースに対してUE Analysisを適用したところ、24ケース(38%)のみが試行期間中に有意な(P<0.05)相関イベント(Unitary Event)を示した。一方、UE Analysisの最大の利点である非定常性解析に関しては、有意なUEを示した24ケースのうち19ケース(80%)が発火率の変動とは異なる時間スケールのUEの頻度変化を示すことが判明した。これは、皮質下の外側膝状体においても、発火率とは異なる情報がスパイク相関のダイナミクスに含まれている可能性を示唆している。この相関のダイナミクスの生成原因および機能的意味が今後の研究対象となる。相関構造の非定常性の原因を調べるために、同期振動する個々の細胞のauto-correlogram自体のUE analysisを開始したところ、相関の非定常性は振動的発火自体の非定常性に原因がある可能性が示された。今回の解析は、刺激に含まれる時間特性と相関発火頻度の時間特性を分離するために、刺激自体に何ら時間構造のない定常スポット刺激下でのデータのみをもちいた。現在、moving barなどの異なる刺激文脈下での活動データの解析も行っているが、異なる刺激文脈において異なる時間構造を持つUEが存在する場合が発見され、UEの機能的意味の解明において興味深い。

研究成果

• [文献書誌] A.Hirata, P.Maldonado, C.Gray, H.Ito: "Unitary Event Analysis of Synchronous Activities in Cat LGN"The Keio Journal of Medicine. 51,Suppl.1. 81-81 (2002)
• [文献書誌] A.Hirata, P.Maldonado, C.Gray, H.Ito: "Unitary Event Analysis of Synchronous Activities in Cat LGN"Soc. Neurosci. Abstr. 28. 353. 14 (2002)
• [文献書誌] A.Hirata, H.Ito: "Unitary Event Analysis of Stimulus Induced Synchronous Oscillatory Firings in Cat Lateral Geniculate Nucleus"Neuroscience Research Supplement. Suppl.26 (in press). (2003)
• [文献書誌] A.Hirata, P.Maldonado, C.Gray, H.Ito: "The Neural Basis of Early Vison, (Springer-Verlag, Tokyo)"Unitary Event Analysis of Synchronous Activities in Cat LGN (in press). (2003)