講演抄録/キーワード |
講演名 |
2016-03-23 14:00
不規則自発発火活動を示す神経回路モデルの外部入力応答 ○長野祥大・唐木田 亮(東大)・渡邊紀文(東京工科大)・青山 敦(慶大)・岡田真人(東大) NC2015-85 |
抄録 |
(和) |
外界から刺激を受けない状態において、皮質局所回路の神経細胞集団は不規則・低発火頻度・非周期的な自発発火活動を維持する.近年,Teramaeらは神経細胞間の結合の構造の非ガウス性を利用することで不規則自発発火活動を再現するStrong sparse and weak dense (SSWD)モデルを提案した.一方で,感覚刺激やトップダウン信号などの様々な入力に対し,皮質局所回路は多様な誘起活動を示す.特に視覚野では刺激によってガンマ波と呼ばれる集団的な振動発火が駆動される.しかし,生理学的に見られる自発発火活動と誘起活動を外部入力の有無によって数理モデルが両立できるかについては未だ明らかになっていない.そこで本研究では,SSWDモデルの外部入力に対する応答を検証する.本モデルは興奮性の外部入力駆動でガンマ波に相当する集団振動を示した.また抑制性の外部入力のパラメーターに対して自発発火状態と無発火状態の2つの状態の一方が安定であり,初期状態に依存してこれら2つの状態を取る双安定性領域が存在した.双安定領域では膜電位の分布が二峰分布となり,生理学的実験で報告されているUp-down stateが実現されていた.以上の結果から,SSWDモデルは様々な外部入力に対して多様な誘起活動を再現できる生理学的に妥当なモデルであることを明らかにした. |
(英) |
The previous studies have reported that the neural network model with connections following a lognormal distribution reproduces the irregular spontaneous activity. On the other hand, neurons exhibit rich evoked activities in vivo driven by sensory stimulus or top-down signals from higher cortical area. In this study, we reveal that the Teramae's model generates input driven gamma population oscillation. Moreover, when the inhibitory external inputs were injected to the model, there were firing-silent bistable regions in the input parameter space according to initial firing state. The bimodal membrane potential distribution was obtained under such conditions, and the model enables the physiologically reported up-down state. From these results, we can conclude that the SSWD model displays various evoked activities by the external input, and is biologically plausible. |
キーワード |
(和) |
神経回路モデル / 自発発火 / 振動 / 双安定性 / / / / |
(英) |
Neural Network Model / Spontaneous Activity / Oscillation / Bistability / / / / |
文献情報 |
信学技報, vol. 115, no. 514, NC2015-85, pp. 89-94, 2016年3月. |
資料番号 |
NC2015-85 |
発行日 |
2016-03-15 (NC) |
ISSN |
Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 |
著作権に ついて |
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NC2015-85 |