In vivo Conditions Induce Faithful Encoding of Stimuli by Reducing Nonlinear Synchronization in Vestibular Sensory Neurons
Notice bibliographique
Résumé
Previous studies have shown that neurons within the vestibular nuclei (VN) can faithfully encode the time course of sensory input through changes in firing rate in vivo. However, studies performed in vitro have shown that these same VN neurons often display nonlinear synchronization (i.e. phase locking) in their spiking activity to the local maxima of sensory input, thereby severely limiting their capacity for faithful encoding of said input through changes in firing rate. We investigated this apparent discrepancy by studying the effects of in vivo conditions on VN neuron activity in vitro using a simple, physiologically based, model of cellular dynamics. We found that membrane potential oscillations were evoked both in response to step and zap current injection for a wide range of channel conductance values. These oscillations gave rise to a resonance in the spiking activity that causes synchronization to sinusoidal current injection at frequencies below 25 Hz. We hypothesized that the apparent discrepancy between VN response dynamics measured in in vitro conditions (i.e., consistent with our modeling results) and the dynamics measured in vivo conditions could be explained by an increase in trial-to-trial variability under in vivo vs. in vitro conditions. Accordingly, we mimicked more physiologically realistic conditions in our model by introducing a noise current to match the levels of resting discharge variability seen in vivo as quantified by the coefficient of variation (CV). While low noise intensities corresponding to CV values in the range 0.04-0.24 only eliminated synchronization for low (<8 Hz) frequency stimulation but not high (>12 Hz) frequency stimulation, higher noise intensities corresponding to CV values in the range 0.5-0.7 almost completely eliminated synchronization for all frequencies. Our results thus predict that, under natural (i.e. in vivo) conditions, the vestibular system uses increased variability to promote fidelity of encoding by single neurons. This prediction can be tested experimentally in vitro.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».