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ラット海馬分散培養系の培養初期段階では、活動電位が発生するタイミングは徐々に同期的になる。また、この時期には他の多くの細胞と機能的結合を持ち、ネットワーク全体の挙動を制御するような細胞（シンギュラリティ神経細胞）の存在が考えられる。そこで、そのトポロジーが大きく変化する神経ネットワーク形成過程で、どのようにシンギュラリティ神経細胞が生じ、その性質を維持するのか、また各ニューロンが持つ機能的結合数とタンパク質リン酸化度合いに相関はあるのかを明らかにすることを目的として研究を進めた。
Caイメージングの結果から神経発火を検出し、さらにTransfer Entropyを用いて機能的結合を算出した。解析の結果から、神経ネットワークはスケールフリーネットワークであることが明らかになった。また経日的な観察から、神経ネットワークの同期的な活動は一過的であることがわかった。高結合性ニューロンの比率は変化しないが、約半数の細胞がその結合性を変化させていた。次に、培養期間中に高結合性を維持し続けた細胞をさらにMaintain High Connectivity Neuron (MHC)と定義した。培養初期から後期にかけて存在し続けた結合について調べたところ、そのほとんどがMHC同士の結合であった。また、同期的な活動を示すネットワークに含まれる高結合性ニューロンでは、ERKのリン酸化度合いは他と比べて低かった。
以上の結果から高結合性を有するシンギュラリティ神経細胞の割合は培養日数によって変化しないが、個々の細胞の結合性は変化していることを時間を遡る逆解析から示すことができた。シンギュラリティ神経細胞同士の結合は培養後期でも維持された。また、高結合性ニューロンは他のニューロンと比べてネットワーク成熟に関わるタンパク質のリン酸化度合いは低く、これにより不要な結合が除去されていることが示唆された。
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