| 講演名 | 1997/3/17 細胞体および樹状突起における膜電位の伝搬と相互作用の解析・合成のための2次元Hodgkin-Huxley方程式の提案 : メゾスコピックな神経回路網研究の提案 廣瀬 明, |
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| 抄録(和) | 膜電位の伝搬と相互作用に関するメゾスコピックな解析および合成のために、2次元のHodgkin-Huxley方程式を提案し、それを用いた前哨的な解析結果について報告する。これまでの生理学を中心とした実験的・実証的研究は、観測装置が極小電極などに限られていたために極く微視的な観測を主として進められてきた。一方、ニューロンモデル的研究では、表現される機能に着目して仮説やモデルを構築する、巨視的な研究が行われてきた。近年、オプティカル・レコーデイングなどに代表される、空間的・時間的に分解能が高くチャンネル数も大きい(観測範囲が広い)生体神経計測装置が開発され、微視的研究と巨視的研究とを直接に結び付けることができる可能性が高まっており、このメゾスコピックな分野で本格的な工学的アプローチによる研究が展開されると期待される。そこで理論的にも、神経信号の挙動に関して空間的・時間的に高い分解能と広い観測領域とを併せ持った対象を解析する方法が必要となる。本論文では、神経細胞膜が本質的に2次元であることに着目して2次元のHodgkin-Huxley方程式を提案し、これによって単数あるいは複数の受動的膜電位や活動電位の伝搬と相互作用の解析と合成が可能であることを報告する。そして、これによって細胞内伝導物質の抵抗率など膜の電気的パラメータや細胞の形状と、パルス伝搬速度などの機能パラメータとの、対応付けが可能であることを示す。この研究を進めることにより、神経信号の振る舞いを膜の物理的・化学的な特性に直接結び付けることが可能となり、生理学的な実験結果とニューロンモデルのマクロな機能との直接の関係付けが実現されるものと期待される。 |
| 抄録(英) | Twodimensional Hodgkin-Huxley equations are proposed for mesoscopic analysis and synthesis of membrane-potential propagation and interaction on somas and dendrites. A preliminary experimental result is also reported. The conventional physiology has treated microscopic local potential measured by using a microelectrode. Contrary the modeling studies have dealt mainly with macroscopic neural functions. However, in these years, new equipments such as optical recording systems have been developed, by which we can measure membrane-potential behavior with high spatial and temporal resolutions and a large channel number (a wide scope). Such instruments will link the microscopic data to the macroscopic knowledge. Then a mesoscopic theory on membrane-potential behavior is required to describe such new experimental results. It is demonstrated that the two-dimensional Hodgkin-Huxley equations are useful for analyzing and synthesizing potential behavior on the membrane of neurons stretching around. This result leads to elucidation of relations between the electrical parameters of neurons (such as intercellular resistivity) and the functional parameters (such as pulse propagation velocity). In the future, the microscopic observables will directly be related to the macroscopic functions of neural networks by using the proposed method. |
| キーワード(和) | Hodgkin-Huxley方程式 / 膜電位 / メゾスコピックな神経回路網研究 |
| キーワード(英) | Hodgkin-Huxley equations / Membrane potential / Mesoscopic studies of neural networks |
| 資料番号 | NC96-118 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC |
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| 開催期間 | 1997/3/17(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Neurocomputing (NC) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 細胞体および樹状突起における膜電位の伝搬と相互作用の解析・合成のための2次元Hodgkin-Huxley方程式の提案 : メゾスコピックな神経回路網研究の提案 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Proposal of two-dimensional Hodgkin-Huxley equations for analysis and synthesis of membrane-potential propagation and interaction on somas and dendrites : Proposal of mesoscopic neural network research |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | Hodgkin-Huxley方程式 / Hodgkin-Huxley equations |
| キーワード(2)（和/英） | 膜電位 / Membrane potential |
| キーワード(3)（和/英） | メゾスコピックな神経回路網研究 / Mesoscopic studies of neural networks |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 廣瀬 明 / Akira Hirose |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京大学 先端科学技術研究センター Research Center for Advanced Science and Technology (RCAST), University of Tokyo |
| 発表年月日 | 1997/3/17 |
| 資料番号 | NC96-118 |
| 巻番号（vol） | vol.96 |
| 号番号（no） | 583 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 8 |
| 発行日 | |