状態空間モデルと先導空間活動パターンによる培養神経回路バースト活動の再構成

DOI Web Site Web Site 参考文献15件
  • 矢田 祐一郎
    東京大学 先端科学技術研究センター 東京大学 大学院情報理工学系研究科 知能機械情報学専攻 日本学術振興会
  • 神﨑 亮平
    東京大学 先端科学技術研究センター 東京大学 大学院情報理工学系研究科 知能機械情報学専攻
  • 高橋 宏知
    東京大学 先端科学技術研究センター 東京大学 大学院情報理工学系研究科 知能機械情報学専攻

書誌事項

タイトル別名
  • Reconstruction of Bursting Activity in Cultured Neuronal Network from State-space Model and Leader Spatial Activity Pattern
  • ジョウタイ クウカン モデル ト センドウ クウカン カツドウ パターン ニ ヨル バイヨウ シンケイ カイロ バースト カツドウ ノ サイコウセイ

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抄録

A small subset of neurons, called “leader neurons,” has been assumed as the sources of network bursts in dissociated neuronal cultures. In this paper, we proposed a network burst generation model that a network burst is considered as a sequential transition of spatial activity patterns lead by a “leader pattern”. We recorded spontaneous activities of cultured cortical networks with high-density CMOS microelectrode arrays. Spatial patterns were extracted from the high dimensional recorded data using non-negative matrix factorization (NMF). Then, we hypothesized the state-space model where the leader pattern served as input and the others served as states, respectively. After estimating the model parameters from the training data, we attempted to restore the activities of test data with the estimated model. As a result, the spatio-temporal patterns in network bursts were successfully reconstructed from the model, suggesting that the leader pattern is a crucial predictor of the network burst.

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参考文献 (15)*注記

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