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講演抄録/キーワード
講演名 2012-12-17 13:00
大脳皮質の自発発火モデルにおける非同期から同期の遷移過程に関する基礎研究
嘉田久嗣立命館大)・岩本隆広北陸先端大)・寺前順之介理研)・徳田 功立命館大NLP2012-88
抄録 (和) 大脳皮質の自発発火は、外的刺激が無くても常に内的な発火活動の持続、ニューロン間の非同期、ニューロンの発火の不規則、低発火率という特徴を有している。しかし、自発発火のメカニズムは、未解明のものが多い。自発発火の特徴を再現するために、興奮性シナプス後電位(EPSP ; Excitatory PostSynaptic Potential)の分布が対数正規分布に従うことを着目した自発発火モデルが寺前らによって提案された。ただし、現在までの研究ではEPSPの分布が対数正規分布の場合のみに焦点が置かれており、EPSP間の結合様式や相関の持つ効果については考慮されていなかった。そこで本研究では、相関を強くすることで自発発火モデルが同期する現象と一部のニューロンが高発火する現象について報告する。特に、非同期から同期の遷移過程に着目して、同期指標となる相互相関関数(Cross-Correlogram:CCG)を使うことで、同期の特徴を考察する。さらに、他の興奮性ニューロンよりも発火率が高いニューロンを高発火ニューロンとし、高発火ニューロンの特徴がEPSP結合行列を決めていて、特に、その固有ベクトルの最大値が対応することを示す。 
(英) Spontaneous brain activity represents internal dynamics of a cortical neural network. Without sensory stimulation, cortical neurons give rise to highly irregular, asynchronous, and low-frequency firing activities. Despite many theoretical models proposed to elucidate the spontaneous activity, the most essential question of how the cortical noise is generated from the internal brain dynamics remained open. Recently, Teramae et al. (2012) proposed a neuronal network model with a log-normal distribution of the excitatory postsynaptic potential (EPSP) and successfully clarified that the existence of a few but significantly strong EPSPs is the key factor for sustaining the irregular low-firing cortical activity. Up to now, the log-normal network model focused mainly on the first order statistics of the network connectivity. This paper introduces bidirectional couplings with correlated EPSPs to the log-normal network model. We show that the correlation gives rise to a group of neurons with significantly high firing frequency, which initiate synchronous firing activity of the cortical neurons. We utilized cross-correlogram (CCG) to characterize the synchronized firing activities. The neurons with high firing frequency are shown to be identified by the eigen-analysis of the connection matrix of the EPSP.
キーワード (和) 自発発火モデル / EPSP結合行列 / 高発火ニューロン / 同期指標 / / / /  
(英) spontaneous firing activity / matrix of the EPSP / cross-correlogram / high firing frequency / / / /  
文献情報 信学技報, vol. 112, no. 363, NLP2012-88, pp. 1-6, 2012年12月.
資料番号 NLP2012-88 
発行日 2012-12-10 (NLP) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
著作権に
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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 NLP2012-88

研究会情報
研究会 NLP  
開催期間 2012-12-17 - 2012-12-18 
開催地(和) 福井市地域交流プラザ 
開催地(英) Fukui City Communication Plaza 
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 NLP 
会議コード 2012-12-NLP 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 大脳皮質の自発発火モデルにおける非同期から同期の遷移過程に関する基礎研究 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Transition from desynchronous to synchronous neural dynamics in cortical network model of spontaneous firing activity 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 自発発火モデル / spontaneous firing activity  
キーワード(2)(和/英) EPSP結合行列 / matrix of the EPSP  
キーワード(3)(和/英) 高発火ニューロン / cross-correlogram  
キーワード(4)(和/英) 同期指標 / high firing frequency  
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) 嘉田 久嗣 / Hisashi Kada / カダ ヒサシ
第1著者 所属(和/英) 立命館大学 (略称: 立命館大)
Ritsumeikan University (略称: Rits)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 岩本 隆広 / Takahiro Iwamoto / イワモト タカヒロ
第2著者 所属(和/英) 北陸先端科学技術大学院大学 (略称: 北陸先端大)
Japan Advanced Institute of Science and Technology (略称: JAIST)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 寺前 順之介 / Jun-nosuke Teramae / テラマエ ジュンノスケ
第3著者 所属(和/英) 理化学研究所 (略称: 理研)
RIKEN (略称: RIKEN)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 徳田 功 / Isao Tokuda / トクダ イサオ
第4著者 所属(和/英) 立命館大学 (略称: 立命館大)
Ritsumeikan University (略称: Rits)
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講演者
発表日時 2012-12-17 13:00:00 
発表時間 25 
申込先研究会 NLP 
資料番号 IEICE-NLP2012-88 
巻番号(vol) IEICE-112 
号番号(no) no.363 
ページ範囲 pp.1-6 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-NLP-2012-12-10 


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