全脳モデリングはコリン作動性神経調節の文脈依存的効果を説明する【JST・京大機械翻訳】

Coronel-Oliveros, C.; Giessing, C.; Medel, V.; Cofre, R.; Orio, P.

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202221017748980 整理番号：22P0318791

全脳モデリングはコリン作動性神経調節の文脈依存的効果を説明する【JST・京大機械翻訳】

Whole-brain modeling explains the context-dependent effects of cholinergic neuromodulation

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発行年： 2022年10月23日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年10月23日
JST資料番号： O7001B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

統合と分離は,脳組織の2つの基本的原理である。脳は,神経調節システムを介して異なる機能的分離または統合状態間の遷移とバランスを管理する。最近,計算および実験研究は,コリン作動性神経調節のプロ偏析効果を示唆する。ここでは,経験的fMRIデータと計算モデリングの両方を用い,脳機能連結性に与えるコリン作動系の影響を検討した。最初に,静止状態および注意課題中の健常被験者における機能的連結性およびネットワークトポロジーに対するニコチンの影響を解析した。次に,ニコチンの影響をシミュレートし,これらの変化の原因機構を検討するために,ヒトコネクトームを用いて相互接続した全脳神経質量モデルを採用した。薬剤効果は,アセチルコリンの既知の細胞効果と一致する,全体的カップリングと局所フィードバック阻害パラメータの両方の低下をモデリングした。ニコチンは,経験的およびシミュレーションデータの両方で機能的分離を増大し,その効果は,タスク中に観察されたが,静止状態では観察されないことを見出した。タスク性能は機能的分離と相関し,機能的ネットワークトポロジーと挙動の間のリンクを確立する。さらに,著者らは,ニコチン性アセチルコリン4{ベータ}2の地域密度が,タスク中のニコチンによる機能的節点強度の減少と相関することを経験的データで見出した。著者らの結果は,コリン作動性神経調節が文脈依存様式で機能的分離を促進し,この分離が単純な視覚注意作業に適していることを示唆する。【JST・京大機械翻訳】

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中枢神経系

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