| 講演名 | 2016-09-28 小脳両半球構造を陽に記述した人工小脳による前庭動眼反射運動学習シミュレーション 稲垣 圭一郎(中部大), 平田 豊(中部大), |
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| 抄録(和) | 小脳の損傷により運動学習が阻害されることから，小脳が運動学習の中核を担うと考えられている．頭部運動時に，それとは逆方向へ同じスピードの眼球運動を生成する前庭動眼反射(VOR)は，小脳の運動学習機構を理解するためのモデルシステムとして古くから研究されている．これまでに，小脳運動学習では平行線維－プルキンエ細胞間の長期抑圧と長期増強が重要な役割を果たすことが示されている．一方，片側小脳半球の切除により，運動学習で獲得されたVORのゲイン（眼球速度／頭部速度）のうち，切除側と同側の成分のみが阻害されることが示され，運動学習において各小脳半球が異なる役割を有する可能性が議論されている．近年は，計算機器の進化に伴い小脳を数理モデルとして構築し，シミュレーションによりVORの運動学習メカニズムを理解しようとする研究も進んでいる．しかしながら，これまでの小脳モデルでは小脳両半球が区別して記述されておらず，VOR運動学習における各小脳半球の役割を評価できない．そこで本研究では，小脳両半球を解剖学ならびに生理学的知見に基づいて詳細に記述した数理モデルを構築した．構築したモデルにより，VOR運動学習ならびに片側小脳の切除のシミュレーションを実施し，VOR運動学習における小脳両半球構造の役割を評価した． |
| 抄録(英) | The cerebellar flocculus is essential on the motor control. The vestibuloocular reflex (VOR), which maintains stable vision during head motion by counter-rotating the eyes in the orbit, has been one of the most popular model systems to investigate the role of the cerebellum in biological adaptive control. The long term depression (LTD) and long term potentiation (LTP) at parallel fibers-Purkinje cells synapses are considered to play major roles in cerebellar motor learning. It is reported that uni-lateral cerebellar lesion causes reduction of ipsi-lateral VOR performance acquired by the acute motor learning and indicated that each cerebellar hemisphere plays different roles in the leftward and rightward eye movement control and learning. Several computational models for VOR motor learning have been proposed. These models, however, described the cerebellar neuronal circuitry without distinguishing two hemispheres. Therefore, roles of bihemispheric cerebellar architecture underlying the VOR motor learning have not been fully understood. Here we configured an anatomically and physiologically plausible bihemispheric cerebellar neuronal network model composed of spiking neurons, and evaluated the bihemispheric structure on VOR motor learning, and consequence of unilateral lesion of the cerebellum. |
| キーワード(和) | 眼球運動 / スパイク時刻依存シナプス可塑性 / 小脳切除 / 大規模シミュレーション |
| キーワード(英) | Eye movement / Spike timing dependent plasticity / Cerebellar lesion / Large scale simulation |
| 資料番号 | HIP2016-60 |
| 発行日 | 2016-09-20 (HIP) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | HIP |
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| 開催期間 | 2016/9/27(から2日開催) |
| 開催地（和） | 奈良春日野国際フォーラム |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | 眼球運動と知覚，眼球運動の制御・計測，調節・瞳孔の機能，ヒューマン情報処理一般 |
| テーマ（英） | Eye movement and perception, Control and measurement of eye movement, Accommodation and pupil, etc. |
| 委員長氏名（和） | 石井 雅博(札幌市大) |
| 委員長氏名（英） | Masahiro Ishii(Sapporo City Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 蒲池 みゆき(工学院大) / 坂本 修一(東北大) |
| 副委員長氏名（英） | Miyuki Kamachi(Kogakuin Univ.) / Shuichi Sakamoto(Tohoku Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 水科 晴樹(徳島大) / 川崎 真弘(筑波大) / 清河 幸子(名大) |
| 幹事氏名（英） | Haruki Mizushina(Tokushima Univ.) / Masahiro Kawasaki(Univ. of Tsukuba) / Sachiko Kiyokawa(Nagoya Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 望月 理香(NTT) / 菅沼 睦(早大) / 和田 充史(NICT) |
| 幹事補佐氏名（英） | Rika Mochizuki(NTT) / Mutsumi Suganuma(Waseda Univ.) / Atsushi Wada(NICT) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Human Information Processing |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 小脳両半球構造を陽に記述した人工小脳による前庭動眼反射運動学習シミュレーション |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Artificial bihemispheric cerebellar network model to simulate VOR motor learning |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 眼球運動 / Eye movement |
| キーワード(2)（和/英） | スパイク時刻依存シナプス可塑性 / Spike timing dependent plasticity |
| キーワード(3)（和/英） | 小脳切除 / Cerebellar lesion |
| キーワード(4)（和/英） | 大規模シミュレーション / Large scale simulation |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 稲垣 圭一郎 / Keiichiro Inagaki |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 中部大学(略称：中部大) Chubu University(略称：Chubu Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 平田 豊 / Yuaka Hirata |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 中部大学(略称：中部大) Chubu University(略称：Chubu Univ.) |
| 発表年月日 | 2016-09-28 |
| 資料番号 | HIP2016-60 |
| 巻番号（vol） | vol.116 |
| 号番号（no） | HIP-229 |
| ページ範囲 | pp.85-90(HIP), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2016-09-20 (HIP) |