脳神経細胞群の発火モデルによる同期現象の動態シミュレーション

抄録

脳を理解することが，高次認知機能の神経メカニズムの解明の手助けになるとされており，その解明手段の1つとして脳のシミュレーションがある．近年の多くの研究は，新たなパラメータを加えた神経細胞の膜電位モデルを並列化させた神経細胞群における同期現象の変化に着目している．一方，「神経細胞群の同期現象のモデル化」に関する研究はほとんど行われていない．本研究では，神経細胞の膜電位モデルを用いた神経細胞群の同期現象を再現し，その結果を基にフーリエ級数を用いて「神経細胞群の発火モデル」を構築した．その後，構築したモデルとモデル間の相互作用モデルを用いて，複数の神経細胞群における同期現象の動態シミュレーションを行った．結果，パラメータによって，人の覚醒状態時に現れるα波やてんかん発作で生じる脳波を再現することができた．さらに異なる位相差で同じ同期パターンを持つ2領域とした初期状態では，相互作用の強さと位相差によって，覚醒状態の保持や覚醒状態から睡眠状態へ移る同期パターンが再現できた．