| 講演名 | 2009-03-11 細胞外電場負荷に対するシリンダーケーブルの膜電位変化の数理解析II 毛内 拡, 大森 敏明, 岡田 真人, 井上 雅司, 宮川 博義, 青西 亨, |
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| 抄録(和) | 樹状突起は電場に晒されている可能性が報告されている.また近年の研究により,皮質または海馬の錐体細胞の尖端樹状突起遠位部の膜抵抗は近位部や細胞体に比べて,有意に低くなっている可能性が示唆されている.細胞外電場負荷に対する膜電位応答の理解のために,低膜抵抗端のケーブル方程式の解をグリーン関数法によって得た.細胞外直流電場を負荷すると,低膜抵抗端において二相性の応答が観察され,このことは過去に変数分離法やフーリエ変換を用いて得られた結果と矛盾しない.一方,細胞外交流電場を負荷すると,低膜抵抗端では振幅に関して周波数選好性の応答が観察される.遠位部の膜抵抗が低い,受動的な樹状突起は正弦波状の細胞外電場に対して周波数選好性の応答を示すということを示唆している.本研究で得られたグリーン関数は任意の入力に対して適用可能である. |
| 抄録(英) | In both physiological and artificial conditions, the dendrites of neurons can be exposed to electrical fields. Recent experimental studies suggested that the membrane resistivity of the distal apical dendrites of cortical and hippocampal pyramidal neurons may be significantly lower than that of the proximal dendrites and the soma. To understand the behavior of dendrites in time varying extracellular electrical fields, we obtained analytical solutions of cable equations for finite cylindrical cables with and without a leak conductance attached to one end employing the Green's function method. The solution of a cable with leak at one end for DC electrical fields shows reversal of polarization at the leaky end as has been shown previously employing the method of variable separation and Fourier expansion. The solution of a cable with leak at one end for AC electrical fields shows that the leaky end shows frequency preference in response amplitude. Our results suggest that a passive dendrite with low resistivity at the distal end would show frequency preference in response to sinusoidal extracellular local field potentials. The Green's function obtained in our study can be used to calculate response for any forms of extracellular electrical fields. |
| キーワード(和) | ケーブル方程式 / 細胞外電場 / 周波数選好性 / 海馬CA1錐体細胞 |
| キーワード(英) | cable equation / extracellular electrical field / frequency preference / hippocampal CA1 pyramidal neuron |
| 資料番号 | NC2008-117 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC |
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| 開催期間 | 2009/3/4(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
| 開催地（英） | |
| 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） | 細胞外電場負荷に対するシリンダーケーブルの膜電位変化の数理解析II |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Mathematical analysis on dynamical behavior of a cylindrical cable induced by extracellular electrical field II |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | ケーブル方程式 / cable equation |
| キーワード(2)（和/英） | 細胞外電場 / extracellular electrical field |
| キーワード(3)（和/英） | 周波数選好性 / frequency preference |
| キーワード(4)（和/英） | 海馬CA1錐体細胞 / hippocampal CA1 pyramidal neuron |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 毛内 拡 / Hiromu MONAI |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京工業大学大学院総合理工学研究科 Tokyo Tech. |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 大森 敏明 / Toshiaki OMORI |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京大学大学院複雑理工学研究科:理研BSI Univ. of Tokyo:BSI, RIKEN |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 岡田 真人 / Masato OKADA |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 東京大学大学院複雑理工学研究科:理研BSI Univ. of Tokyo:BSI, RIKEN |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 井上 雅司 / Masashi INOUE |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 東京薬科大学生命科学部脳神経機能学研究室 Tokyo Univ. of Pharm & Life Sci. |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 宮川 博義 / Hiroyoshi MIYAKAWA |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 東京薬科大学生命科学部脳神経機能学研究室 Tokyo Univ. of Pharm & Life Sci. |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 青西 亨 / Toru AONISHI |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 東京工業大学大学院総合理工学研究科:理研BSI Univ. of Tokyo:BSI, RIKEN |
| 発表年月日 | 2009-03-11 |
| 資料番号 | NC2008-117 |
| 巻番号（vol） | vol.108 |
| 号番号（no） | 480 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |