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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2011-11-24 13:50 確率的イオンチャネルが実装された蝸牛神経腹側核モデルにおける自発性発火レートの機能的役割 ○新田弘輝・簑 弘幸（関東学院大）  MBE2011-63 |
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| 抄録 | （和） | 聴覚において、神経の閾値に達しない微弱な音信号の音源の方向、音源までの距離に関する外界情報の検出（音源定位）は、動物の生存を揺るがすほどの大切な役割を演じている。本報告では、一次聴神経から受けとった音情報を、音源定位を行う上オリーブ核へ忠実に中継する、蝸牛神経腹側核でのSpherical Bushy 細胞の神経モデルを用いた計算機シミュレーションによって、自発性発火レートが果たす機能的な役割の解明を目的としている。計算機シミュレーションにおいては、ナトリウム、高閾値カリウム、低閾値カリウム、陽イオンの4 種類の確率的イオンチャネルが実装されたHodgkin-Huxley 型の単一コンパートメントモデルに対して、α関数で平滑化された非一様ポアソン過程としてモデル化された一次聴神経からのシナプス電流を刺激として与え、Runge-Kutta 法によって微分方程式を解きながら時々刻々と変化する神経細胞膜の内外の電位差を求め、活動電位の発火時刻列から情報レートを計測した結果を示す。その結果、非一様ポアソン過程の強度関数の定数部（自発性スパイク発火レートに相当）の増加に伴って、情報量は上昇し、最大値をとり、そして下降する傾向（共振現象）が観測された。それゆえ、適切な発火レートの自発性スパイクは、一次聴神経からの情報を効率的にしかも忠実に上オリーブ核へ中継するうえで、重要な機能的役割を果たすと考えられる。 |
| （英） | The sound localization determining the direction and distance of the origin of subthreshold sound stimuli has been considered to play a key role in surviving animals. The objective of this report is to investigate a functional role of spontaneous spike rates, through computer simulations, in a spherical bushy neuron model of the antero-ventral cochlear nucleus where the cochlear nucleus relays sound stimuli from the primary auditory nerve to the medial superior olive complex detecting the direction of sound. In the computer simulations, the transmembrane potentials in response to a sinusoidal inhomogeneous Poisson process filtered by an alpha function were solved with Runge-Kutta method in which stochastic sodium channels and stochastic high- and low-threshold potassium channels were incorporated into the stochastic Hodgkin-Huxley model. Then, the information rate was estimated by subtracting the noise entropy from the total entropy where the entropies were calculated from obervation of action potential firing times. The results showed that the information rate increased, reached a maximal value, and then decreased as the spontaneous spike rate increased, suggesting the observation of a resonance phenonenon dependent upon spontaneous spike rates. It is concluded that spontaneous spike rates may play an important functional role in efficiently relaying a singal from the primary auditory nerve to medial superior olive complex. |
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| キーワード | （和） | 確率Hogkin-Huxley モデル / 蝸牛神経腹側核 / / / / / / |
| （英） | Stochastic Hodgkin-Huxley model / Antero-ventral cochlear nucleus / / / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 111, no. 314, MBE2011-63, pp. 33-36, 2011年11月. | |
| 資料番号 | MBE2011-63 | |
| 発行日 | 2011-11-17 (MBE) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 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 | MBE2011-63 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | MBE NC |
| 開催期間 | 2011-11-24 - 2011-11-25 |
| 開催地（和） | 東北大学 大学院工学研究科 |
| 開催地（英） | ECEI Departments, Graduate School of Engineering, Tohoku University |
| テーマ（和） | BCI/BMIとその周辺（NC研究会），一般 |
| テーマ（英） | BCI/BMI (NC special session), etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | MBE |
| 会議コード | 2011-11-MBE-NC |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 確率的イオンチャネルが実装された蝸牛神経腹側核モデルにおける自発性発火レートの機能的役割 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A functional role of spontaneous firing rate in an antero-ventral cochlear nucleus model with stochastic ion channels |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 確率Hogkin-Huxley モデル / Stochastic Hodgkin-Huxley model |
| キーワード(2)（和/英） | 蝸牛神経腹側核 / Antero-ventral cochlear nucleus |
| キーワード(3)（和/英） | / |
| 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） | 新田 弘輝 / Hiroki Arata / アラタ ヒロキ |
| 第1著者 所属（和/英） | 関東学院大学 (略称： 関東学院大) Kanto Gakuin University (略称： Kanto Gakuin Univ) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 簑 弘幸 / Hiroyuki Mino / ミノ ヒロユキ |
| 第2著者 所属（和/英） | 関東学院大学 (略称： 関東学院大) Kanto Gakuin University (略称： Kanto Gakuin Univ) |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2011-11-24 13:50:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | MBE |
| 資料番号 | MBE2011-63 |
| 巻番号（vol） | vol.111 |
| 号番号（no） | no.314 |
| ページ範囲 | pp.33-36 |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2011-11-17 (MBE) |
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