| 講演名 | 2023-03-13 ラット聴覚皮質における脳表面と深部の神経応答連関に関する時間周波数解析 後藤 僚介(北大), 舘野 高(北大), 西川 淳(北大), |
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| 抄録(和) | 多点電極は神経活動を大規模計測する細胞インターフェースとして利用されており，柔軟なシート状の表面電極と硬い針状の刺入電極に大別される．刺入電極は脳深部に位置する神経細胞のスパイク活動を直接計測できる一方で侵襲性の問題があり，表面電極は低侵襲ではあるが表面における局所電場電位の計測に留まってしまうという問題がある．しかし，もし表面電極計測から計測される信号と刺入電極から計測される信号との関係性を明らかにすることができれば，低侵襲の表面電極計測のみから脳深部の神経活動を推定できる可能性がある．そこで本研究では，ラット聴覚皮質を対象として表面電極と刺入電極の同時計測を実施し，脳の表面と深部の神経応答連関を調べた．神経応答を特定の周波数成分に分解して定量化することができる時間周波数解析の結果，表面電極における神経応答と刺入電極における神経応答のHγ帯成分（70〜170 Hz）に特異的に特に強い相関がみられた．さらに，Hγ帯成分における神経応答が音刺激の周波数と音圧の情報を反映されていることを明らかにした．以上の結果は，侵襲性の低い表面電極計測から脳深部の聴覚神経応答を推定できる可能性を示している． |
| 抄録(英) | Multi-electrode arrays (MEAs) are widely used as cellular interfaces for large-scale neuronal recording. MEAs are broadly classified into flexible sheet-type surface electrodes and rigid needle-type penetration electrodes. While the penetration electrode can directly measure spiking activity of neurons even in the deep brain region, it is known to be invasive for the brain tissue. Surface electrodes are relatively low invasive but only measures local field potentials (LFPs) on the surface. If the relationship between the signals measured by the surface electrode and those measured by the penetration electrode can be clarified, it may be possible to estimate neural activity in the deep brain region only from minimally invasive surface electrode measurements. In this study, we investigated the relationship between neural responses at the surface and deep brain regions by simultaneous measurement by surface electrodes and penetration electrodes in the auditory cortex of rats. Time-frequency analysis, which can quantify the neural responses in specific frequency components, revealed a strong correlation between the neural response at the surface electrode and that at the penetration electrode, specifically in the Hγ band (70-170 Hz). Furthermore, the Hγ band responses were found to reflect the frequency and sound pressure level of the sound stimulus. These results indicate the possibility to estimate auditory neural responses in the deep brain only from low-invasive surface electrode measurements. . |
| キーワード(和) | 聴覚皮質 / 表面電極 / 刺入電極 / 時間周波数解析 / 神経応答連関 |
| キーワード(英) | Auditory cortex / Surface electrodes / Penetration electrodes / Time-frequency analysis / Neural response coupling |
| 資料番号 | NC2022-95 |
| 発行日 | 2023-03-06 (NC) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC / MBE |
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| 開催期間 | 2023/3/13(から3日開催) |
| 開催地（和） | 電気通信大学 |
| 開催地（英） | The Univ. of Electro-Communications |
| テーマ（和） | 脳アーキテクチャー, 一般（NC, ME） |
| テーマ（英） | Brain architecture, General |
| 委員長氏名（和） | 山川 宏(東大) / 堀 潤一(新潟大) |
| 委員長氏名（英） | Hiroshi Yamakawa(Univ of Tokyo) / Junichi Hori(Niigata Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 田中 宏和(東京都市大学) / 吉田 久(近畿大) |
| 副委員長氏名（英） | Hirokazu Tanaka(Tokyo City Univ.) / Hisashi Yoshida(Kinki Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 寺島 裕貴(NTT) / 西田 知史(NICT) / 奥野 竜平(摂南大) / 辛島 彰洋(東北工大) |
| 幹事氏名（英） | Hiroki Terashima(NTT) / Satoshi Nishida(NICT) / Ryuhei Okuno(Setsunan Univ) / Akihiro Karashima(Tohoku Inst. of Tech.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 田和辻 可昌(早大) / 栗川 知己(関西医科大) / 湯田 恵美(東北大) / 金子 美樹(阪大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Yoshimasa Tawatsuji(Waseda Univ.) / Tomoki Kurikawa(KMU) / Emi Yuda(Tohoku Univ) / Miki Kaneko(Osaka Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Neurocomputing / Technical Committee on ME and Bio Cybernetics |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ラット聴覚皮質における脳表面と深部の神経応答連関に関する時間周波数解析 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Time-frequency analysis of neural response coupling between brain surface and deep regions in the rat auditory cortex |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 聴覚皮質 / Auditory cortex |
| キーワード(2)（和/英） | 表面電極 / Surface electrodes |
| キーワード(3)（和/英） | 刺入電極 / Penetration electrodes |
| キーワード(4)（和/英） | 時間周波数解析 / Time-frequency analysis |
| キーワード(5)（和/英） | 神経応答連関 / Neural response coupling |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 後藤 僚介 / Ryosuke Goto |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 北海道大学(略称：北大) Hokkaido University(略称：Hokkaido Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 舘野 高 / Takashi Tateno |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 北海道大学(略称：北大) Hokkaido University(略称：Hokkaido Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 西川 淳 / Jun Nishikawa |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 北海道大学(略称：北大) Hokkaido University(略称：Hokkaido Univ.) |
| 発表年月日 | 2023-03-13 |
| 資料番号 | NC2022-95 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | NC-425 |
| ページ範囲 | pp.25-30(NC), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2023-03-06 (NC) |