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講演抄録/キーワード
講演名 2017-03-14 10:00
ラット海馬CA1錐体細胞は低周波(1 - 4 Hz)交流電場に膜電位応答の選好性を示す
印南賢弥東工大)・井上雅司宮川博義東京薬科大)・青西 亨東工大NC2016-87
抄録 (和) 脳には細胞外電場があり、特有の周波数で振動を繰り返している。神経細胞はこの電場振動に曝されながら情報処理を行っている。私たちは、ラット海馬スライスを用いて、実験的に細胞外交流電場を負荷し、CA1錐体細胞の膜電位応答をホールセルパッチクランプ法によって記録し、神経細胞の交流電場に対する応答特性を解析した。CA1錐体細胞の樹状突起に沿って長軸方向に1 - 32 Hzの低周波電場振動を負荷すると、CA1錐体細胞はこの電場振動に応答し膜電位を振動させた。周波数選好特性を解析したところ、1 - 4 Hzで最も振動振幅が大きく、8 Hz以上では周波数が大きくなるにつれて応答振幅が減弱した。電場強度と膜電位応答振幅の関係は線形でありその傾きは2 Hzのとき0.4 mmであり、閾値は存在しなかった。膜電位応答の振幅のピーク時刻は電場のピークから4 Hzのときに17ミリ秒程度遅延した。この位相のずれ幅や周波数依存性は記録した細胞によって異なり多様であった。これらの結果から、CA1錐体細胞は低周波の交流電場に対して応答性が高く、閾値下ではローパスフィルターを有する受動素子としてふるまうことがわかった。神経細胞の発火タイミングのゆらぎや同期は、これらの特性と深く関係していることが考えられる。 
(英) It has been proposed that extracellular electric fields play essential roles for information processing in the mammalian brain. Previously we have reported the roles of DC electric fields for modifying neural activities of CA1 pyramidal neurons by using rat hippocampal slices. Here, we have determined the effect of applied extracellular AC electric fields on somatic membrane potentials in the CA1 pyramidal neurons by using the whole-cell patch clamp method.
CA1 pyramidal neurons have exhibited robust oscillations of membrane potentials in response to the applied 1-32 Hz AC field. Subsequent analyses of frequency preferences have revealed that the membrane potential amplitudes were larger at the range of 1 - 4 Hz, and the amplitudes were smaller at the higher frequency from 8 to 32 Hz. Relationship between the electric field intensity and the subthreshold membrane potential amplitude of the responses was almost linear and the slope was 0.4 mm in response to 2 Hz AC fields. Peak times of the membrane potential responses have shown significant delays from the peaks of the electric fields at all tested frequencies. The extent of the delay varied among the tested cells. These results suggest that the CA1 pyramidal neurons behave as passive elements possessing low-pass filters to the AC fields and that fluctuations of the timing and/or synchronizations of the action potentials may be produced with these response characteristic to the AC fields.
キーワード (和) アルドゥイーノ / ゆらぎ / ホールセルパッチクランプ / 海馬スライス / 位相シフト / / /  
(英) Arduino / fluctuation / whole-cell patch clamp / hippocampal slice / phase shift / / /  
文献情報 信学技報, vol. 116, no. 521, NC2016-87, pp. 137-142, 2017年3月.
資料番号 NC2016-87 
発行日 2017-03-06 (NC) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
著作権に
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PDFダウンロード NC2016-87

研究会情報
研究会 MBE NC  
開催期間 2017-03-13 - 2017-03-14 
開催地(和) 機械振興会館 
開催地(英) Kikai-Shinko-Kaikan Bldg. 
テーマ(和) ME, 一般 
テーマ(英)  
講演論文情報の詳細
申込み研究会 NC 
会議コード 2017-03-MBE-NC 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) ラット海馬CA1錐体細胞は低周波(1 - 4 Hz)交流電場に膜電位応答の選好性を示す 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Low-frequency (1-4 Hz) preferences to AC electric fields in rat hippocampal CA1 pyramdal neurons 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) アルドゥイーノ / Arduino  
キーワード(2)(和/英) ゆらぎ / fluctuation  
キーワード(3)(和/英) ホールセルパッチクランプ / whole-cell patch clamp  
キーワード(4)(和/英) 海馬スライス / hippocampal slice  
キーワード(5)(和/英) 位相シフト / phase shift  
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) 印南 賢弥 / Kenya Innami / インナミ ケンヤ
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 Tech)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 井上 雅司 / Masashi Inoue / イノウエ マサシ
第2著者 所属(和/英) 東京薬科大学 (略称: 東京薬科大)
Tokyo University of Pharmacy and Life Sciences (略称: TUPLS)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 宮川 博義 / Hiroyoshi Miyakawa / ミヤカワ ヒロヨシ
第3著者 所属(和/英) 東京薬科大学 (略称: 東京薬科大)
Tokyo University of Pharmacy and Life Sciences (略称: TUPLS)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 青西 亨 / Toru Aonishi / アオニシ トオル
第4著者 所属(和/英) 東京工業大学 (略称: 東工大)
Tokyo Institute of Technology (略称: Tokyo Tech)
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講演者
発表日時 2017-03-14 10:00:00 
発表時間 25 
申込先研究会 NC 
資料番号 IEICE-NC2016-87 
巻番号(vol) IEICE-116 
号番号(no) no.521 
ページ範囲 pp.137-142 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-NC-2017-03-06 


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