ヒューマン・ブレイン・プロジェクトは、神経活性化の不協和音から生まれる神経合唱団を明らかにする

Aug 28, 2023

私たちが感覚情報を記憶に変えるためには、脳内の相互接続されたニューロンのネットワークが連携して機能する必要があります。 ヒューマン ブレイン プロジェクト (HBP) の研究者たちは、そのようなネットワークのダイナミクスをより深く理解することに着手しました。 この目的を達成するために、彼らは、ラットの複数の脳領域、具体的には皮質領域と海馬にわたる単一ニューロンとニューロン集団との関係を詳しく調べました。

ネットワークのダイナミクスを調べるために、研究チームは動物が迷路上で行動課題を実行している間に、海馬のCA1領域と体性感覚皮質、視覚皮質、鼻周囲皮質の活動を記録した。 彼らは、単一ニューロンと集団発火パターンの結合を定量化し、これらの領域内および領域間のスパイク関係を特徴付けることができました。アムステルダム大学およびその他の機関の研究者らは、各領域内のニューロンの結合に関する一連の分析を行いました。エリアおよびエリアの異なるセット間。 これにより、彼らは、単一ニューロンのスパイクパターンが、これらの皮質領域と海馬領域内およびそれらの間の集団発火活動とどのように相関するかを調査しました。

彼らの主な発見の中で、彼らは、単一ニューロンとその局所集団との結合が、調査された4つの領域すべてにわたって顕著であり、これは海馬CA1領域でより強かったことを観察した。

同時に、エリア間のカップリングはエリア内カップリングよりも多くの変動プロファイルを示し、ハブのようなセルがすべてのエリアで見つかりました。 「ハブ」または「ブロードキャスト」細胞は、複数の領域と大きく結合しているニューロンです。 言い換えれば、彼らは地元だけでなく、遠く離れた住民との情報処理にも関与しています。

最後に、空間表現における細胞機能やさまざまな行動状態など、結合のレベルがさまざまな状況で分析されており、集団結合が脳全体のネットワークダイナミクスの有望な尺度となり得ることが示されています。

「神経活性化の不協和音から、脳全体にニューロンの合唱団が現れるのを見るのは驚くべきことです。 彼らが何を歌っているのか、私たちは解明し始めたばかりです」とアムステルダム大学認知・システム神経科学グループの研究者であり、この論文の筆頭著者であるラインダー・ドーマン氏は言う。

結果はCerebral Cortexに掲載されました。文：Helen Mendesラットの感覚皮質、鼻周囲皮質、海馬にわたる単一ニューロンと集団間のスパイクベースの結合

レインダー・ドーマン、ジェローン・J・ボス、マーティン・A・ヴィンク、ピエトロ・マルケージ、ジュリアン・フィオリリ、ジャネット・AM・ロルテイエ、イングリッド・ライテン、ヤン・G・ビアリエ、マイケル・オークン、シリエル・MA・ペナルツ。

https://doi.org/10.1093/cercor/bhad111