経頭蓋磁気刺激の神経メカニズム : 反回性皮質回路網でのスパイク抑制
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概要
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経頭蓋磁気刺激(TMS)によるスパイク抑制のメカニズムを提案する.TMSとは,頭皮表面においたコイルによって作り出されたパルス磁場により脳内を電磁気的に刺激する手法のことである.ヒト脳内を非侵襲的に刺激できる唯一のツールとして注目を集め,現在多分野において広く利用されるに至っている.TMSは,典型的には抑制的効果をもたらす.しかしながら,どのような神経メカニズムによって,TMSが抑制的な効果を及ぼすかという基礎的問題は,その技術が開発されてから20年余りを経た現在においても依然不明なままである.そこで本研究では,実際の刺激状況に照らして自然な仮定である神経細胞集団の一斉刺激という観点から,TMS抑制の神経メカニズムを計算論的に検証する.ここでは特に主要なイオンチャネル群を組み込んだリアリスティックな神経細胞モデルを用い,第一次視覚野方位選択性を示す反回性神経回路網を構築,神経細胞集団がTMS型パルス外乱により受ける影響を解析した.結果,TMS型パルス外乱の印加により,定常状態における持続性のスパイク抑制が観察された.この抑制効果は,単離神経細胞において持続性のスパイク抑制を引き起こすために必要なAHPチャネルとは独立のメカニズムにより生じるものであった.また持続性抑制の時間特性は実験結果とよい一致を示した.以上の結果は,TMSによる抑制効果発現過程において,個々の神経細胞が陽に抑制される必要はなく,むしろ刺激された局所回路網内での興奮-抑制入力のバランス崩壊が本質的であることを示唆する.
- 社団法人電子情報通信学会の論文
- 2004-05-21
著者
-
岡田 真人
理化学研究所 脳総研
-
宮脇 陽一
情報通信研究機構
-
岡田 真人
東京大学大学院新領域創成科学研究科:理化学研究所脳科学総合研究センター
-
岡田 真人
科技機構さきがけ:理研脳総研:東大新領域
-
岡田 真人
理化学研究所 脳科学総合研究センター
-
岡田 真人
東京大学新領域創成科学研究科
-
岡田 真人
理化学研究所脳科学総合研究センター
-
宮脇 陽一
科学技術振興機構さきがけ21
-
宮脇 陽一
(独)情報通信研究機構
-
岡田 真人
科学技術振興事業団
-
岡田 真人
東京大学・新領域創成科学研究科 複雑理工学専攻
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