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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2024-10-17 14:50 興奮性-抑制性ニューロン結合系におけるE/Iバランスの変調に伴う同期特性の解析 ○菅原爽生（千葉工大）・我妻伸彦（東邦大）・稲垣圭一郎（中部大）・信川 創（千葉工大）  CAS2024-39 NLP2024-69 |
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| 抄録 | （和） | 脳における興奮性ニューロンと抑制性ニューロンのバランス（E/I バランス）は認知機能および知覚処理に大きな影響を及ぼすことが知られている．E/Iバランスは，主に臨界期に成熟するPV（Parvalbumin）ニューロンにより調整されるが，統合失調症や自閉症などの精神疾患では，このバランスが崩れていることが報告されている．E/I比の高い精神疾患患者における代表的な特徴として，過剰な自発発火活動と低い刺激応答性が挙げられる．本研究では，最も単純化されたモデルとして，一対の興奮性ニューロンと抑制性ニューロンが結合した系を用い，CCI（Chaos-Chaos Intermittency, 複数の分離されたアトラクタを間欠的遷移）の特性を解析することで，E/Iバランスの変動が自発発火特性と刺激応答特性に与える影響を評価した．その結果，E/I比の増加に伴い，アトラクタの遷移が活発化し，系の不安定性を示す指標がほぼ単調に増加することが確認された．また，刺激応答特性においては，E/I比の増加に伴い，系の入力信号に対する同期性が徐々に低下する傾向が見られた．これらの結果は，E/Iバランスが神経回路の安定性と応答性に大きく関与していることを示唆している． |
| （英） | The balance between excitatory and inhibitory neurons in the brain (E/I balance) significantly influences cognitive functions and sensory processing. The E/I balance, primarily regulated by PV (Parvalbumin) neurons maturing during the critical period, shifts in mental disorders such as schizophrenia and autism. In patients with a high E/I ratio, two prominent features are observed: excessive spontaneous firing activity and reduced responsiveness to stimuli. This study utilizes a simplified model of a pair of coupled excitatory and inhibitory neurons to analyze the characteristics of CCI (Chaos-Chaos Intermittency, the intermittent transition between multiple separated attractors) and evaluates the impact of E/I balance variations on spontaneous firing and stimulus response properties. The results indicate that an increase in the E/I ratio enhances transitions between attractors, with the system's instability index showing a nearly monotonic rise. Additionally, in terms of stimulus response properties, increasing the E/I ratio leads to a gradual weakening in the system’s synchronization to input signals. These findings highlight the critical role of E/I balance in regulating the stability and responsiveness of neural circuits. | |
| キーワード | （和） | E/Iバランス / カオス-カオス間欠性 / ロングテール性 / / / / / |
| （英） | Excitatory/Inhibitory balance / Chaos-chaos intermittency / long-tailed properties / / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 124, no. 208, NLP2024-69, pp. 64-69, 2024年10月. | |
| 資料番号 | NLP2024-69 | |
| 発行日 | 2024-10-10 (CAS, NLP) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | CAS2024-39 NLP2024-69 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | NLP CAS |
| 開催期間 | 2024-10-17 - 2024-10-18 |
| 開催地（和） | 鳥取大学広報センター |
| 開催地（英） | Information Center, Tottori University |
| テーマ（和） | NLP，CAS，一般 |
| テーマ（英） | Nonlinear Problems, Circuits and Systems, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | NLP |
| 会議コード | 2024-10-NLP-CAS |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 興奮性-抑制性ニューロン結合系におけるE/Iバランスの変調に伴う同期特性の解析 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Analysis of Synchronization Features in Excitatory-Inhibitory Neural Systems with Modulated E/I Balance |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | E/Iバランス / Excitatory/Inhibitory balance |
| キーワード(2)（和/英） | カオス-カオス間欠性 / Chaos-chaos intermittency |
| キーワード(3)（和/英） | ロングテール性 / long-tailed properties |
| キーワード(4)（和/英） | / |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 菅原 爽生 / Akio Sugawara / スガワラ アキオ |
| 第1著者 所属（和/英） | 千葉工業大学 (略称： 千葉工大) Chiba Institute of Technology (略称： CIT) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 我妻 伸彦 / Nobuhiko Wagatsuma / ワガツマ ノブヒコ |
| 第2著者 所属（和/英） | 東邦大学 (略称： 東邦大) Toho University (略称： TU) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 稲垣 圭一郎 / Keiichiro Inagaki / イナガキ ケイイチロウ |
| 第3著者 所属（和/英） | 中部大学 (略称： 中部大) Chubu University (略称： CU) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 信川 創 / Sou Nobukawa / ノブカワ ソウ |
| 第4著者 所属（和/英） | 千葉工業大学 (略称： 千葉工大) Chiba Institute of Technology (略称： CIT) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2024-10-17 14:50:00 |
| 発表時間 | 20分 |
| 申込先研究会 | NLP |
| 資料番号 | CAS2024-39, NLP2024-69 |
| 巻番号（vol） | vol.124 |
| 号番号（no） | no.207(CAS), no.208(NLP) |
| ページ範囲 | pp.64-69 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2024-10-10 (CAS, NLP) |
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