結果

図4.2はある時間に対する物体の魚の頭からの場所とEODの変調を表したもの

図4.5に、移動物体により生じたEOD AMに対して、異なるシナプス時定数を もつELLニューロンの応答を示す。最適なシナプス時定数の場合、移動物体によ

り生じたEOD AMのガウス曲線の特徴がELLで再現されている(図4.5A)。シナ

プス時定数がそれより長い場合は、時間の経過に対して応答が安定せず、EOD AM の特徴が正しく表現できない(図4.5B)。

1 p.u.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 x (mm)

100ms

300ms

500ms

図4.2: 時間に対する物体の場所とEOD AMの関係。横軸は場所を表す。

0 50 100 150 200 250 300

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

t(msec)

x(mm)

図4.3: 移動物体に対する電気受容器の応答のラスタープロット。横軸は受容器が 表す弱電気魚の体表面上の位置を表す。縦軸は時間を表す。

# $

EQWPV

図4.5: 移動物体に対するELLの応答。A、シナプス時定数が最適な場合。B、シ ナプス時定数がより長い場合

4.4.1 発火同期性の検証

適したシナプスの時定数を用いることでノイズを伴った刺激からのEODの微小 な変異をELLで抽出することが可能であることを示した。では、なぜELLで抽出 可能となったのか。それは、電気受容器の活性の上昇により、電気受容器同士の スパイクの同期性が向上する。その同期性を適したシナプス時定数を用いること により抽出し、ELLの錐体細胞が受け取るPSPにおいてEOD変調の特徴が表現 されることにより、ELLネットワーク上でEOD変調が時空間的に再現されるから だと考えられる。

上記の仮説を検証する。電気受容器の活性は物体によるEODの微少な変調によ り微少に上昇する。この活性の上昇によりELLの電気受容器層に対する受容野内 の電気受容器が発するスパイクの同期性が上昇する。その同期性の向上を調べる ためにELLの錐体細胞が受容器層に対して持つ受容野内の相関を計算した。図4.6 は物体が存在する時の受容野内の電気受容器のスパイクの相互相関である。図4.7 は物体が存在しないときの受容野内の電気受容器のスパイクの相互相関である。こ れらを比較すると分かるように物体が存在するときは0msecにピークがきており、

物体が存在するときに受容野内の発火同期性が上昇していることが分かる。この ようにその電気受容器の活性の微小変化はELLの電気受容器に対する受容野内の 発火の同期性を強化する。その発火の同期性の向上を適切な時間的特性のシナプ スを用いることで抽出することが出来る。

-1.5 -1 -0.5

0 0.5

1 1.5

2 2.5

-10 -5 0 5 10

cross-correlation

τ(msec)

図4.6: 物体が存在するとき付近の受容

-1.5 -1 -0.5

0 0.5

1 1.5

2 2.5

-10 -5 0 5 10

cross-correlation

τ(msec)

図4.7: 物体が存在しないときの受容器