人工環境下における培養神経回路の形成と活動計測

摘要

最近，成熟したラット脳の分散培養系において自発神経活動の雪崩現象を解析した結果，雪崩の規模とその発生確率の間にべき乗則が成り立つことが報告された．　このことは，脳の情報伝達が減衰と発散の間の臨界で行われていることを示唆するものであり，そこでは情報伝達効率が最大になることが報告されている．しかし，べき乗則がどのように発現するかについては明らかになっていない．したがって，本研究では，培養神経回路網のネットワークの自発活動を長期計測し，雪崩現象について発生確率の経時変化を調べた．その結果，発達初期ではべき乗則に向かう過渡期が存在することが分かった．%To analyze network dynamics, neuronal avalanche is a quite interesting phenomenon. Recently, it was reported that neuronal avalanches were power-law distributed in a slice cortex of a rat, which attracted attention because power-law behavior in neuronal avalanches is an important index representing a network criticality and its efficiency of information transition. In this study, we focused on early stage of network growth and observe avalanche phenomena during their development. Power-law behavior in neuronal avalanches was observed at a matured stage as reported in previous research. However, in early stage, the size distribution of avalanches did not follow power law, indicating that there was the transient period moving on to the critical point.