微小電極アレイ基板上の神経細胞の同期バース卜を評価するマルチスケールモデルの構築

摘要

脳内の神経回路網における同期的な活動は，脳内情報処理において重要な役割を果たしていると考えられている.同期バースト活動の正確な評価のため，神経回路網における同期バースト活動を計測する様々な手法が開発されている.in vivoでの計測は脳の3次元的構造に起因する複雑さ，計測の時間制限などの点で課題がある.一方で，図1に示したin vitroでの計測手法としての微小電極ァレイ(multi electrode array ： MEA)では，神経細胞を継続的に培養し，神経細胞集団の状況を調整可能な状態に保った状態で,比較的長期間計測することが可能なため，同期バース卜の活動計測に適している.しかし，MEAには計測に使うことができる電極が中心部にしか存在せず，電極がない領域の神経細胞集団からの影響を評価できないという課題があった.加えて，神経細胞集団の活動をモデル化する数理モデルは，MEA上の高度に不均一な系をモデル化するには適さない.したがって，電極がない領域の神経細胞集団からの影響について評価する方法が存在していない.本研究では，不均一性を含hだMEA上の神経細胞集団全体を評価可能なモデルを構築することが目的である.