多細胞イメージングデータにおける位相と結合係数の推定

摘要

周期的な細胞外電場を負荷したラット海馬CA1領域に対する多細胞カルシウムイメージングにおいて，周期細胞外電場に対するカルシウムトランジエントの位相引き込みが観測されている．本研究では，イメージングデータに対して位相統計解析手法を適用し，カルシウムトランジエントの細胞外電場に対する位相引き込み現象の解析を行う．我々はイメージングデータから各細胞の蛍光強度変化を自動検出し，その蛍光強度変化から位相を推定し，更にそこから位相方程式の固有振動数と結合係数を推定する手法を開発した．人工データを用いた数値実験から，我々の手法により結合が弱い領域においてはおおよそ正しく固有振動数と結合係数を推定できることを示す．次に，ラット海馬スライス標本からのイメージングデータに対して本手法を適用し，固有振動数と細胞の電場に対する結合係数を推定できることを示す．