研究助成
2023年度 ビジョナリーリサーチ助成（スタート）
環境に応じた柔軟な行動変容を実現する神経活動の時空間ダイナミクス
| 研究題目 | 環境に応じた柔軟な行動変容を実現する神経活動の時空間ダイナミクス |
|---|---|
| 年度/助成プログラム | 2023年度 ビジョナリーリサーチ助成（スタート） |
| 所属 | 大阪公立大学 大学院医学研究科、神経生理学 |
| 氏名 | 水関 健司 |
| キーワード | 海馬 / 行動変容 / 大規模記録 / ダイナミクス / 神経多様体 |
| 研究結果概要 | 環境変化に応じた記憶更新と柔軟な行動変容を支える神経ダイナミクスの解明を目指し、以下の成果を得た。（１）次元圧縮法および位相幾何学的手法により、ナビゲーション中の海馬台・海馬の神経細胞集団活動が、課題遂行時および睡眠時の情報処理基盤となる低次元神経多様体を形成することを見出した。（２）課題遂行時および睡眠中における海馬―嗅内皮質間の興奮性・抑制性細胞の発火伝達ダイナミクスを明らかにした。（３）数理モデルにより、海馬神経細胞の発火シーケンスがシナプス可塑性によって生じ得ることを示した。（４）位相発振器結合モデルであるKuramoto modelに興奮―抑制バランスの要素を組み込んだモデルを構築し、同期・非同期状態間の遷移機構を示した。（５）領域間をまたぐセルアセンブリの同期活動が行動変容に関与するアセンブリの安定化に寄与することを見出した。（６）レム睡眠・ノンレム睡眠に選択的に活動する神経細胞群の特性を明らかにした。これらの成果は、記憶更新と行動適応を支える脳内情報処理の理解に新たな視点を与えるものである。 |
| 公表論文 |
Local neuronal ensembles that co-reactivate across regions during sleep are preferentially stabilized. J Neurosci 46(5):e1125252025. 2026 Excitation–Inhibition balance controls synchronization in a simple model of coupled Phase Oscillators. Neural Comput 37, 1353–1372. 2025 Firing Activities of REM-and NREM-Preferring Neurons Are Differently Modulated by Fast Network Oscillations and Behavior in the Hippocampus, Prelimbic Cortex, and Amygdala. eNeuro 12(5):ENEURO.0575-24.2025. 2025 CA3 circuit model compressing sequential information in theta oscillation and replay. Neural Comput 36(4):501-548. 2024 Dynamics of spike transmission and suppression between principal cells and interneurons in the hippocampus and entorhinal cortex. Hippocampus 34: 393-421. 2024 Distinct manifold encoding of navigational information in the subiculum and hippocampus. Sci Adv 10: eadi4471. 2024 Fast network oscillations during non-REM sleep support memory consolidation. Neurosci Res 189: 3-12. 2023 |