参照型階層クラスタリングによる生体神経回路網におけるセル・アセンブリの階層構造解析

カテゴリ: 部門大会

論文No: TC4-10

グループ名: 【C】2019年電気学会電子・情報・システム部門大会プログラム

発行日: 2019/08/28

タイトル(英語): Hierarchical Structure Analysis of Cell Assemblies in a Living Neuronal Network by Referencing Hierarchical Clustering

著者名: 作田 尋路(関西学院大学),工藤 卓(関西学院大学)

著者名(英語): Hiromichi Sakuta|Suguru N.Kudoh

キーワード: 階層クラスタリング|位相ずれ|セル・アセンブリ|自発性神経電気活動|ラット海馬分散培養系多点電極アレイ|hierarchical clustering|phase shift|cell assembly|spontaneous activity|rat hippocampal dissociated culturemulti-electrodes array

要約(日本語): 多数の神経細胞により構築される神経回路網では，複雑な神経電気活動の時系列パターンが各時間において常に変動しており，このパターンを解析することは，脳における情報処理の基盤を理解する上で重要である。本研究では，細胞外電位多点計測皿上に培養したラット海馬分散培養系において，自発性の細胞外電位を多点同時計測し，神経回路網の時系列特性を解析した。取得した時系列データに対して，参照的・再帰的にx-meansクラスタリングを適用することで，時空間的に類似した電気活動をセル・アセンブリとして抽出し，その階層構造を解析した。これにより，一定幅の時間窓に依存せずに，時空間的な境界をデータドリブンに定め，各神経細胞間の位相ずれを考慮した本来の神経電気活動の特性に合わせた解析を行った。神経活動アセンブリの多くは複数の電極に渡って構成されるものが多く，クラスタ毎にそれぞれ異なる情報を表現している可能性が示唆された。

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