神経細胞が生成するスパイクの相関を利用した脳のモデル選択

使用神经元产生的尖峰的相关性选择大脑模型

基本信息

批准号：
06J10171
负责人：
三浦佳二
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究期間においては、理論と実験の両方のアプローチを用いて、現実の神経細胞のスパイクデータの2次統計量に基づいて、脳における情報処理の解明を目指した。理論的アプローチでは、神経細胞の発火パターンの統計性を純粋に理論的な立場から考察し、発火の不規則性を特徴づける指標を提案した。また、実験的なアプローチでは、現実の神経細胞で確かめるために、この理論を実験データに適用し、神経細胞へのシナプス入力電流の統計性が、出力である神経発火の時系列に与える影響を考察することであった。特に、理論モデルにおいて仮定されていた、発火時刻のインターバルがガンマ分布に従うことと、その中の不規則性のパラメタが時間的に一定であることを検証することであった。この2つの条件が大事なのは、これらの条件が満たされることで、神経細胞からの情報の読み出しが容易になるというメリットが生じるためである。理化学研究所の深井チーム(深井チームリーダー・坪研究員)と共同で実験を行うプロジェクトも立ち上げて、理論・実験を融合させた研究を行い、上の2つの条件を確かめた。その上で、近年神経科学において話題となってきているバランスされたシナプス入力が、神経細胞の発火の不規則性を一定に保つことを通して、スパイク列からの情報読み出しを容易にするという役割を持つことを解明した。この研究成果は、神経科学の分野において権威のあるJournal of Neuroscienceに採録された。

在这一研究期间，我们旨在使用理论和实验方法基于实际神经峰数据的二次统计数据来阐明大脑中的信息处理。理论方法从纯粹的理论角度研究了神经元放电模式的统计性，并提出了一个表征射击不规则性的索引。此外，实验方法是将该理论应用于实验数据以用实际神经元确认，并考虑突触输入电流对神经元对输出神经激发时间序列的统计学的影响。特别是，我们要验证在理论模型中假定的射击时间的间隔遵循伽马分布，并且其中的不规则性参数在时间上是恒定的。这两个条件很重要，因为满足这些条件会带来的优势是可以从神经元中阅读信息变得更容易。我们还启动了一个项目，以与Riken Research Institute（团队负责人福岛和研究人员Tsubo）合作进行实验，并进行了研究，将理论与实验结合在一起，证实了上述两个条件。现在，我们已经澄清说，近年来一直是神经科学的热门话题的平衡突触输入，通过保持神经元触发的不规则性来促进从尖峰序列阅读信息的作用。这项研究发现是在神经科学杂志上收集的，神经科学杂志在神经科学领域享有盛誉。