ダイナミッククランプ法による神経回路網ハイブリッドシステムの構築と動的安定性解析

动态钳位法神经网络混合系统构建及动态稳定性分析

基本信息

批准号：
18650078
负责人：
舘野高
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は,研究計画の最終年度にあたり,昨年構築した電気生理学的計測系とデジタルシグナルプロセッサ(DSP)を組み合わせた実験系を用いて,ダイナミック・クランプ法を行う実験を行った。まず,ラット大脳皮質体性感覚野と一次聴覚野の神経細胞の4種(錐体細胞,介在細胞3種)の電気的特徴を詳細に記録した。これらの細胞の特徴を考慮して,ダイナミック・クランプ法を用いて細胞間のシナプス結合を人工的に作成し,局所回路の再現を試みた.また,化学シナプス(AMPA,NMDA,GABA_Aなど)やギャップ結合などの細胞間結合を生理学的知見に基づき数理モデルによって擬似し,実際の細胞との結合関係の変化に対する膜電位振動の影響を調べた.さらに,ダイナミクスが既に知られている膜電位依存性のイオンチャネル電流の関数を複数個用意し,これらのダイナミクスをDSPで計算した結果を実際の細胞に電流注入することによって,数理モデルの妥当性を検討する実験系を作成した.この結果,実験では直ぐに得られないパラメータの推定が可能となり,数理モデルの作成を効率的に支援する実験系を構築することが可能となった.こうした結果は,国際会議(37th Annua1 meeting of Society of Neuroscience)と国内学会大会(Neuro 2007,第30回日本神経科学会大会)で報告した.また,国際誌(Bio Systems)に成果論文を投稿することができ,受理された。

今年，在研究计划的最后一年，我们使用动态夹具方法使用实验系统进行了一个实验，该实验系统结合了去年构建的电生理测量系统和数字信号处理器（DSP）。首先，详细记录了大鼠皮质体感皮质和原发性听觉皮层中四种类型的神经元（锥体细胞和三个中间细胞）的电特性。考虑到这些细胞的特征，我们使用动态夹紧方法在细胞之间人为地构建了突触键，以复制局部电路。此外，我们使用基于生理发现的数学模型模拟了细胞间键，例如化学突触（AMPA，NMDA，GABA_A等）和间隙连接，并研究了膜潜在振荡对与实际细胞结合关系变化的影响。此外，我们准备了已经知道动力学的膜电位依赖离子通道电流的多个功能，并将电流注入实际细胞中，以通过将电流注入实际细胞来研究数学模型的有效性。结果，我们制作了一个研究数学模型有效性的实验系统。该结果使我们能够估计实验中无法立即获得的参数，并且我们能够构建一个有效支持数学模型创建的实验系统。该结果是国际会议（第37届ANNUA1会议，在第37 Annua1会议会议的会议上，第37届ANNUA1会议会议第37届ANNUA1会议会议，1998 - 1年第37届ANNUA1会议会议1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998----- 1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1998-1该报告在神经科学和国家协会会议上进行了报道（Neuro 2007，日本神经科学学会第30届会议）。