| 研究概要 |
本研究では,生物振動子におけるリズム発生機構の解明を,適応制御理論およびロバスト制御理論と脳科学および細胞生物学との相互連携により実現する。特に,単体ではアイドリング的な振動を呈している要素同士が興奮的あるいは抑制的結合をすることで新たな振動現象を生み出したり,全体のロバスト性を強くする理由を複数アトラクタを持つ制御系解析として,脳科学者とともに確立することを目的としている.特に,本年度は,つぎのことを実施した。まず,アイドリング状態の1つの例であるバースティングを発生するHindmarsh-Roseニューロンの2つのシナプス結合系を対象に,ヌルクライン計算と位相面解析を行った。ついで,昨年度提案した単体ニューロンの発火パターン推定を行う適応オブザーバを拡張し,初期段階のみ外部電流と膜電位を測定し,早期に内部パラメータを推定した後は,膜電位の測定のみで,外部入力電流の振幅値を推定することにより,発火パターンを瞬時に特定する2段階オブザーバを提案し,その有効性を計算機シミュレーションにより確認した。さらに,バースティング,スパイキングおよびカオス状態の発火パターンを時系列データとその微分信号から推定する瞬時減衰度係数を提案し,ニューロン信号への応用を行った。ここで,微分信号は,純粋な微分演算ではなく積分演算により推定する機構も新たに提案した。一方,ニューロンの振動パターンに,神経化学物質であるABAが密接に影響することを明らかにした。
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