神経回路のモデュール構造の計算論的及び実験的研究

神经回路模块化结构的计算与实验研究

基本信息

批准号：
04246106
负责人：
津本忠治
金额：
$ 21.12万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至 1992
项目状态：
已结题

项目摘要

1.研究目的脳の神経回路は、多数の基本的な回路(回路モデュール)を組み合わせることによって構成されている。したがって、この回路モデュールの動作特性が脳における情報処理の基礎をなすことになる。本研究はこのような認識のもとに、脳内神経回路モデュールの動作特性を実験的に明らかにすること、及びこのモデュールが如何なる原理によって脳の情報処理回路を構成しているのかを計算論的に明らかにすることを目的としている。2.研究経過津本班員は、幼若ネコの視覚野において、同時に記録した2個のニューロン活動の相互相関解析を行い、横方向の結合は生後4〜6週令で広くなるが、その後縮小して成熟コラム構造が出来上がるらしいことを見い出した。山本班員は海馬の記憶回路のひとつであるCAIニューロンとSchaffer側枝シナプスにおいて、シナプス後細胞のNMDA受容体だけを賦活させても長期増強が起きること、及びこの長期増強の際にはシナプス前部からの伝達質放出増加が起きていることを示唆する結果を得た。塚田班員は、新皮質、内嗅野皮質及び海馬からなる3層の海馬一皮質記憶システムを提唱しその理論的考察を行った。水野班員は、免疫組織化学的手法によってラット線条体はアセチルコリンエステラーゼ様免疫活性の強いマトリックスと活性の弱いパッチの二種類の単位構造(モデュール)からなること、さらにはグルタミン酸合成酵素(グルタミナーゼ)活性はパッチに強いことを明らかにした。村上班員は、ネコの大脳一赤核投射において幼若期の一側性皮質損傷後に起きる交又性投射は対側の赤核に存在した軸索からの分枝による可能性が強いことを見いだした。臼井班員は、最大情報保持原理に基づいて自己組織的に構築した階層型神経回路モデルにおいて3種の錐体ユニットからなる入力を与えたところ、二重対立型色受容野に対応する受容野をもつものが出現し生理実験のデーターをよく説明する結果を得た。3.総括本年度は大脳新皮質、海馬や線条体におけるモデュール構造の存在及びその動作様式に関する重要な発見があった。また、計算論的モデルによるモデュール回路の構成・動作原理の理解も進展した。

1。研究目标：大脑中的神经回路由许多基本电路（电路模块）的组合组成。因此，该电路模块的工作特性构成了大脑信息处理的基础。基于此识别，本研究的目的是在实验上阐明大脑神经电路模块的工作特性，并从计算上阐明这些模块构成大脑信息处理电路的原理。 2。研究进度：Tsumoto团队对幼猫的视觉皮层进行了两个同时记录的神经元活性进行了互相关分析，并发现尽管横向连接在4至6周龄时扩大，但它们随后降低了大小以形成成熟的柱结构。 Yamamoto获得了结果，表明即使在CAI神经元中仅激活突触后细胞中的NMDA受体，也会发生长期增强，这是在CAI神经元和Schaffer侧支突触中激活的，这是海马的记忆电路之一，并且在这个长期的增强期间，在这种长期增强中，从携带者释放了携带者从预性区域释放。 Tsukada提出了一个由新皮层，内嗅皮层和海马组成的三层单一记忆系统，并进行了理论上的考虑。该组成员Mizuno揭示了大鼠纹状体由两种类型的单位结构（模块）组成，一个具有强乙酰胆碱酯酶样免疫活性的基质和具有弱活性的斑块以及谷氨酸合酶（谷氨酰胺酶）活性的斑块具有对斑块的抗性。穆拉卡米成员发现，在红核中，猫时期单侧皮质损伤后发生的认知投影可能是由于对侧红色核中存在的轴突的分支。当USUI给出了由三种类型的锥单元组成的输入时，根据最大信息保留的原理自组织构建的层次神经回路模型时，出现了一个接受的彩色颜色接受场的群体，并从生理实验中获得了数据。 3.总结今年，关于新皮层，海马和纹状体及其行为模式中模量结构存在的重要发现。此外，使用计算模型对模块电路的结构和操作原理的理解也有所改善。