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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2010-03-09 14:10 膜電位固定法における空間固定問題の数理解析 ○毛内 拡・青西 亨（東工大）  NC2009-95 |
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| 抄録 | （和） | 細胞体における膜電位固定法によって樹状突起のシナプス電流を測定する際に誤差が生じる問題は空間固定問題として知られている． Williams \& Mitchellは皮質V層の錐体細胞に対してホールセル記録法を用いて空間固定の誤差を定量的に測定した． 皮質V層の錐体細胞の電気緊張的長さは1程度という報告があるが，Williams \& Mitchellの実験結果はこの知見から予測される空間固定誤差より大きい． 近年，海馬や皮質V層などの錐体細胞の尖端樹状突起遠位部の膜抵抗は，細胞体や樹状突起近位部に比べて優位に低くなっているという報告がある． よって，彼らが報告した空間固定誤差には尖端樹状突起遠位部の膜抵抗の低くさが影響している可能性がある． 本研究は，細胞体を膜電位固定した際の尖端樹状突起の電位応答を受動的な有限長ケーブルでモデル化し，グリーン関数法による解析を行い，樹状突起遠位部の膜抵抗の低さが空間固定誤差に与える影響を示す．遠位部の膜抵抗の低くさは，ケーブルの一端にリークコンダクタンスを接続することで表現する．解析の結果，リークコンダクタンスを接続していない場合，膜の時定数を様々に変化させ電気緊張的長さを変化させてもWilliams \& Mitchellの結果を再現できなかった． これに対して，一端にリークコンダクタンスを接続した場合，接続したコンダクタンスと膜の時定数を調節すると実験結果を再現することができた． |
| （英） | The measurement of synaptic current at the distal dendrite with the somatic voltage clamp has an error due to a failure of space clamp in the whole neuron. Williams \& Mitchell quantified space-clamp errors by using the simultaneous recording from the soma and apical dendrite of rat cortical layer V pyramidal neurons. It has been reported that the electrotonic length of cortical layer V pyramidal neuron is about 1. Contrary to this, Williams \& Mitchell showed the space-clamp error is larger than that of the electric cable with electrotonic length 1. Recent experimental and theoretical studies have suggested that the membrane resistivity of the distal apical dendrites of cortical layer V pyramidal neurons may be significantly lower than that of the proximal dendrites and the soma. Therefore, it is possible that the large space-clamp error is due to the low membrane resistivity at distal apical dendrites. In this paper, we formulate an electric behavior of the apical dendrite with the leaky distal part when clamping the somatic membrane potential as a finite passive cable equation with the fixed and leaky boundary conditions, and by employing Green function method we elucidate the effect of the low membrane resistivity at distal apical dendrites on the space-clamp error. The solutions for a cable with a leak at one end qualitatively reproduce the space-clamp errors measured by Williams \& Mitchell, whereas those without the leak cannot reproduce them even its electrotonic length is adjusted. |
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| キーワード | （和） | 膜電位固定法 / 空間固定問題 / ケーブル方程式 / ダイナミッククランプ / / / / |
| （英） | voltage-clamp recording / space-clamp probrems / cable equation / dynamic-clamp / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 109, no. 461, NC2009-95, pp. 45-50, 2010年3月. | |
| 資料番号 | NC2009-95 | |
| 発行日 | 2010-03-02 (NC) | |
| 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 | NC2009-95 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC MBE |
| 開催期間 | 2010-03-09 - 2010-03-11 |
| 開催地（和） | 玉川大学 |
| 開催地（英） | Tamagawa University |
| テーマ（和） | 一般 |
| テーマ（英） | General |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | NC |
| 会議コード | 2010-03-NC-MBE |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 膜電位固定法における空間固定問題の数理解析 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Mathematical analysis of space-clamp problems in voltage-clamp recording. |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 膜電位固定法 / voltage-clamp recording |
| キーワード(2)（和/英） | 空間固定問題 / space-clamp probrems |
| キーワード(3)（和/英） | ケーブル方程式 / cable equation |
| キーワード(4)（和/英） | ダイナミッククランプ / dynamic-clamp |
| 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） | 毛内 拡 / Hiromu Monai / モウナイ ヒロム |
| 第1著者 所属（和/英） | 東京工業大学 (略称： 東工大) Tokyo Institute of Technology (略称： Tokyo Inst. of Tech.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 青西 亨 / Toru Aonishi / アオニシ トオル |
| 第2著者 所属（和/英） | 東京工業大学 (略称： 東工大) Tokyo Institute of Technology (略称： Tokyo Inst. of Tech.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | / / |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2010-03-09 14:10:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | NC |
| 資料番号 | NC2009-95 |
| 巻番号（vol） | vol.109 |
| 号番号（no） | no.461 |
| ページ範囲 | pp.45-50 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2010-03-02 (NC) |
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