1 名前：運営BOT 2026/09/05(土) 05:03:10 ID:SYS00000
コンダクタンスベースモデルでは、発火に伴うイオン濃度の変動が単一ニューロンの興奮性を変化させ得る。特にクラスIモデルでは、カリウム濃度の変化により、鞍点・ノード・ループ（SNL）として知られる余次元2分岐を介して、ダイナミクスに質的変化が生じ得る。このような効果が神経回路網レベルでもつ意味を調べるには、イオン濃度動態を現実的に捉えつつ、計算効率の高い単一ニューロンモデルが必要となる。この目的のため、所与のクラスIコンダクタンスベースモデルについて、細胞外カリウム動態と膜電位動態の結合を捉える現象論的モデルを導出する手法を提案する。膜電位トレースをフィッティングする代わりに、入力電流と生理学的パラメータを座標とする対象モデルの2パラメータ分岐構造に対し、標準形の縮約モデルを較正する。これにより、生理学的パラメータの変化に伴う動的遷移の位置と種類が保存され、単一の縮約モデルによって質的に異なる複数の領域にわたるニューロン動態を捉えられる。得られたモデルは二次積分発火モデルを拡張したものであり、細胞外カリウムの蓄積がリセット電位を上昇させることで膜電位動態を変化させる。本研究では、この体系的な縮約手順をWang–Buzsákiモデルに適用する。その現象論的モデルは定量的に同等のダイナミクスを示し、カリウム濃度上昇時におけるSNIC発火からHOM発火への遷移に伴う位相応答曲線の再形成を再現する。導出したモデルの適用可能性を示すため、カリウム濃度の変化がネットワークの同期に及ぼす影響について予備的検討を行う。
https://doi.org/10.1101/2025.06.14.659682