18. 脳情報フローを確認する
ROIとその周辺領域を調査・整理し,
ROIに関わる回路図の全体を明らかにする
2021/2/7 第1回 WBAレクチャー
17
MEC
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅴa
Ⅴb
Ⅵ
Ⅳ
S B G
S HD B G
S HD B G
S HD B G
DG
CA3
CA1
Sb
CA2
P
P
P
B P
PFC
...
...
Ⅱ
Ⅲ
Medial
septum
Nucleus
accumbens
PreSb
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅰ
ParaSb
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅰ
Anterior
nuclei of
thalamus
HD B G P
HD B G P
Mammilary
bodies
s
s
p
p
p
p
s
CA2
CA1
P
Sb
B P
Medial
septum
PreSb
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅰ
HD B G P
s
s
p
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ParaSb
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
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Ⅵ
Ⅰ
HD B G P
p
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POR
PER
RSC
POR
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: Pyramidal cells : Stellate cells
1
1
2
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3
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5
5
6
6
7 7
B P
B P
場所細胞(place cell)
環境の特定の場所にいるときに発⽕する
格⼦細胞(grid cell)
場所細胞と同様に動物が環境の特定の場所にいるときに発⽕する
頭⽅位細胞(head-direction cell)
場所に関係なく頭が特定の⽅向に向いているときにだけ活動する
スピード細胞(speed cell)
個体の移動速度に依存した活動を⽰す
ROI
presubiculum (PreSb); parasubiculum (ParaSb); medial entorhinal cortex (MEC); dentate gyrus (DG); subiculum (Sb); perirhinal cortex (PER);
postrhinal cortex (POR); retrosplenial cortex (RSC); prefrontal cortex (PFC)
Cell firing patterns. speed (S), head-direction (HD), border (B), grid (G),place (P) cells
領域同⼠のコネクション,その領域にどのような
細胞発⽕パターンが存在するか等をまとめる
*接続があるどうかだけでなく,ないことの確認も重要
(本当に接続ないのか,単に実験研究がまだ少ないのかも確認する)
経路統合に関わるとされる格⼦細胞はMECに存在
→ ROIをMECとする
21. STEP1:ROIとTLFの決定
2021/2/7 第1回 WBAレクチャー
20
ROIとTLF
脳情報フロー基礎知⾒
の確認
ROIとその機能
の決定
初期コンポーネント図
の作成
MEC
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅴa
Ⅴb
Ⅵ
Ⅳ
S B G
S HD B G
S HD B G
S HD B G
DG
CA3
CA1
Sb
CA2
P
P
P
B P
PFC
...
...
Ⅱ
Ⅲ
Medial
septum
Nucleus
accumbens
PreSb
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅰ
ParaSb
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅰ
Anterior
nuclei of
thalamus
HD B G P
HD B G P
Mammilary
bodies
s
s
p
p
p
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s
CA2
CA1
P
Sb
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Medial
septum
PreSb
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HD B G P
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HD B G P
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: Pyramidal cells : Stellate cells
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B P
B P
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ROI
内側嗅内⽪質(MEC)
TLF
経路統合
「初期位置情報と移動情報(頭⽅位
情報, スピード情報)を⼊⼒すると
移動後の位置情報を出⼒する機能」
27. STEP3:コンポーネント図の選抜(検証・棄却)
2021/2/7 第1回 WBAレクチャー
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候補領域を絞り込む
必要条件
経路統合(PI)を担う候補領域
MECII-st MECII-py MECIII MECVa MECVb PreSb ParaSb
(1) 格⼦細胞が存在する YES YES YES YES YES YES YES
(2) 海⾺への出⼒がある YES NO YES NO YES YES YES
可能性のある接続 →DG, CA3
→MECII
-st →DG,
CA3
→MECII-st
→DG, CA3
→MECIII
→MECII-st
→DG, CA3
→MECII-st
→DG, CA3
(3) 予測的スピード情報の
⼊⼒がある
YES YES NO NO NO
可能性のある接続
←MECIII or
←MECVb
←MECV
b
(4) 1時刻前の正確な位置
情報(𝑿𝒕#𝟏)の⼊⼒がある
YES YES
可能性のある接続 ←ParaSb ←Sb
←CA1 or
←Sb or
←PreSb
←Sb
(5) HD情報の⼊⼒がある YES YES
可能性のある接続
←MECI
←POR or
←MECIII
←POR
←POR or
←PreSb
←RSC
(6) スピード情報の
⼊⼒がある
− −
可能性のある接続 NA NA
MEC
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅴa
Ⅴb
Ⅵ
Ⅳ
S B G
S HD B G
S HD B G
S HD B G
DG
CA3
CA1
Sb
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P
P
P
B P
PFC
...
...
Ⅱ
Ⅲ
Medial
septum
Nucleus
accumbens
PreSb
Ⅱ
Ⅲ
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Ⅵ
Ⅰ
ParaSb
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅰ
Anterior
nuclei of
thalamus
HD B G P
HD B G P
Mammilary
bodies
s
s
p
p
p
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s
CA2
CA1
P
Sb
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Medial
septum
PreSb
Ⅱ
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Ⅵ
Ⅰ
HD B G P
s
s
p
p
ParaSb
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Ⅰ
HD B G P
p
p
s
POR
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RSC
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p s
: Pyramidal cells : Stellate cells
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B P
B P
28. 検証した結果
2021/2/7 第1回 WBAレクチャー
27
必要条件
経路統合(PI)を担う候補領域
MECII-st MECII-py MECIII MECVa MECVb PreSb ParaSb
(1) 格⼦細胞が存在する YES YES YES YES YES YES YES
(2) 海⾺への出⼒がある YES NO YES NO YES YES YES
可能性のある接続 →DG, CA3
→MECII
-st →DG,
CA3
→MECII-st
→DG, CA3
→MECIII
→MECII-st
→DG, CA3
→MECII-st
→DG, CA3
(3) 予測的スピード情報の
⼊⼒がある
YES YES NO NO NO
可能性のある接続
←MECIII or
←MECVb
←MECV
b
(4) 1時刻前の正確な位置
情報(𝑿𝒕#𝟏)の⼊⼒がある
YES YES
可能性のある接続 ←ParaSb ←Sb
←CA1 or
←Sb or
←PreSb
←Sb
(5) HD情報の⼊⼒がある YES YES
可能性のある接続
←MECI
←POR or
←MECIII
←POR
←POR or
←PreSb
←RSC
(6) スピード情報の
⼊⼒がある
− −
可能性のある接続 NA NA
MEC
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅴa
Ⅴb
Ⅵ
Ⅳ
S B G
S HD B G
S HD B G
S HD B G
DG
CA3
CA1
Sb
CA2
P
P
P
B P
PFC
...
...
Ⅱ
Ⅲ
Medial
septum
Nucleus
accumbens
PreSb
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅰ
ParaSb
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
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Ⅵ
Ⅰ
Anterior
nuclei of
thalamus
HD B G P
HD B G P
Mammilary
bodies
s
s
p
p
p
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septum
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Ⅵ
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HD B G P
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HD B G P
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s
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RSC
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: Pyramidal cells : Stellate cells
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B P
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経路統合を担う領域は MECII-st あるいは MECIII である
31. 参照できる脳アーキテクチャ
2021/2/7 第1回 WBAレクチャー
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MEC
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅴa
Ⅴb
Ⅵ
Ⅳ
S B G
S HD B G
S HD B G
S HD B G
DG
CA3
CA1
Sb
CA2
P
P
P
B P
PFC
...
...
Ⅱ
Ⅲ
Medial
septum
Nucleus
accumbens
PreSb
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅰ
ParaSb
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅰ
Anterior
nuclei of
thalamus
HD B G P
HD B G P
Mammilary
bodies
s
s
p
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Sb
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Medial
septum
PreSb
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅰ
HD B G P
s
s
p
p
ParaSb
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅰ
HD B G P
p
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: Pyramidal cells : Stellate cells
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B P
B P
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脳情報フロー コンポーネント図
実装可能な参照できる
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