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2014 年度 実績報告書

データ主導アプローチによる脳神経細胞の周期的同期発火現象の生理/数理的モデリング

研究課題

研究課題/領域番号 24300108
研究機関統計数理研究所

研究代表者

石黒 真木夫  統計数理研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 名誉教授 (10000217)

研究分担者 越久 仁敬  兵庫医科大学, 医学部, 教授 (20252512)
三分一 史和  統計数理研究所, モデリング研究系, 准教授 (30360647)
岡田 泰昌  独立行政法人国立病院機構村山医療センター(臨床研究センター), その他部局等, その他 (80160688)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード時系列解析 / 神経情報学 / 生体イメージングデータ解析
研究実績の概要

脳幹内の呼吸活動生成部位の1つであるPreBötCにおけるニューロンとアストロサイトの識別においては, Oragon green BAPTA-1 (OGB-1)蛍光ライブイメージングデータの分散マップと時間依存相互相関マップ,アストロサイトに特異的に発現させたEGFP(Enhanced Green Fluorescent Protein)あるいはRFP (Red Fluorescent Protein)イメージの強度マップを用いたアストロサイトと吸息性ニューロンを検出する方法を提案した。そして,ニューロンネットワークの活動周期に比べて遅い周期で活動し、ニューロンネットワークと弱くカップリングするアストロサイトネットワークの存在を示唆する結果を得られた。
ニューロンネットワークの詳細な研究において,呼吸バースト毎に活性化するニューロンの組み合わせが異なり,また,各々のニューロンのオンセット,オフセット時刻も異なることが見いだされた。これは,定常なニューロンネットワークは存在せず,従来の周期論的な概念に基づくネットワークのモデリングでは対応できないことを示す重要な発見である。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Respiratory calcium fluctuations in low-frequency oscillating astrocytes in the pre-Bötzinger2015

    • 著者名/発表者名
      Oku Y, Fresemann J, Miwakeichi F, Hülsmann S
    • 雑誌名

      Respiratory Physiology & Neurobiology

      巻: 00 ページ: 00

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pixel timing correction in time-lapsed calcium imaging using point scanning microscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Boiroux D, Oke Y, Miwakeichi F, Oku Y
    • 雑誌名

      Journal Neuroscience Methods

      巻: 30, 237 ページ: 60-68

    • DOI

      10.1016/j.jneumeth.2014.08.008

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anatomical and functional pathways of rhythmogenic inspiratory premotor information flow originating in the pre-Bötzinger complex in the rat medulla2014

    • 著者名/発表者名
      Koshiya N, Oku Y, Yokota S, Oyamada Y, Yasui Y, Okada Y
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 268 ページ: 194-211

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2014.03.002

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Astrocytes mediate short-term plasticity of breathing2015

    • 著者名/発表者名
      Okada Y, Takeda K, Someya H, Oku Y, Miwakeichi F, Ishiguro M, Tamura Y, Pokorski M
    • 学会等名
      Experimental Biology 2015
    • 発表場所
      Boston
    • 年月日
      2015-03-28 – 2015-04-01
  • [学会発表] Connectomics of the inspiratory center: Anatomical tract and propagation dynamics from the preBötzinger complex2014

    • 著者名/発表者名
      Okada Y, Oku Y, Yokota S, Oyamada Y, YASUI, Koshiya N
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Meeting 2014
    • 発表場所
      Washington DC
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-19
  • [学会発表] From chaotic recruitment of the pre-Bötzinger complex (pre-BötC) to functional connectomics of inter-pre-BötC tract and pan-network premotor pathways2014

    • 著者名/発表者名
      N Koshiya, Y Oku, Y Okada, JC Smith
    • 学会等名
      The XIIIth Oxford Breathing Meeting, Respiratory and Cardiovascular
    • 発表場所
      Sydney
    • 年月日
      2014-10-26 – 2014-10-31
  • [学会発表] 統計値マップによるニューロン、アストロサイトの識別2014

    • 著者名/発表者名
      三分一 史和, 尾家 慶彦
    • 学会等名
      統計数理研究所 共同研究集会「ダイナミカルバイオインフォマテイックスの展開III」
    • 発表場所
      統計数理研究所
    • 年月日
      2014-09-18
  • [学会発表] 光学的イメージング法とニューロン、アストロサイトの識別2014

    • 著者名/発表者名
      三分一 史和, 尾家 慶彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会医用画像研究会”医用画像解析における統計数理的手法”
    • 発表場所
      統計数理研究所
    • 年月日
      2014-09-02
    • 招待講演
  • [学会発表] Post-hypoxic potentiation of breathing is induced by sustained activation of astrocytes2014

    • 著者名/発表者名
      Okada Y, Fukusi I, Takeda K, Oyamada Y, Oku Y, Miwakeichi F, Someya H, Ishiguro M, Tamura Y, Pokorski M
    • 学会等名
      The 54th Annual Meeting of the Japanese Respiratory Society
    • 発表場所
      Osaka
    • 年月日
      2014-04-25 – 2014-04-27

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公開日: 2016-06-01  

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