イオン交換メカニズムによって駆動される神経集団の生物物理学的に着想を得た平均場モデル

本論文では、ホジキン・ハクスリー型ニューロン集団の新しい平均場モデルを開発した。このモデルは、神経活動を駆動するイオン交換メカニズムに関する微視的な視点を保持し、生物物理学的な解釈可能性を維持しながら、ミクロおよびマクロスケールのメカニズム間のギャップを埋めることを可能にする。開発されたモデルは、大規模ニューラルネットワークシミュレーションで観察される広範な活動パターンを再現できる。特に、ゆっくりと変化するイオン濃度が速い神経電気活動を調節することを、in vitro実験を通じて検証した。このモデルは、細胞外イオン条件の変化が全脳ダイナミクスにどのように影響するかを研究することで、病的な活動のバイオマーカーを測定し、てんかんのような脳機能不全の場合の潜在的な治療標的を提供する基盤となる。