Differential effects of excitatory and inhibitory heterogeneity on the gain and asynchronous state of sparse cortical networks
Notice bibliographique
Résumé
Recent experimental and theoretical studies have highlighted the importance of cell-to-cell differences in the dynamics and functions of neural networks, such as in different types of neural coding or synchronization. It is still not known, however, how neural heterogeneity can affect cortical computations, or impact the dynamics of typical cortical circuits constituted of sparse excitatory and inhibitory networks. In this work, we analytically and numerically study the dynamics of a typical cortical circuit with a certain level of neural heterogeneity. Our circuit includes realistic features found in real cortical populations, such as network sparseness, excitatory, and inhibitory subpopulations of neurons, and different cell-to-cell heterogeneities for each type of population in the system. We find highly differentiated roles for heterogeneity, depending on the subpopulation in which it is found. In particular, while heterogeneity among excitatory neurons non-linearly increases the mean firing rate and linearizes the f-I curves, heterogeneity among inhibitory neurons may decrease the network activity level and induces divisive gain effects in the f-I curves of the excitatory cells, providing an effective gain control mechanism to influence information flow. In addition, we compute the conditions for stability of the network activity, finding that the synchronization onset is robust to inhibitory heterogeneity, but it shifts to lower input levels for higher excitatory heterogeneity. Finally, we provide an extension of recently reported heterogeneity-induced mechanisms for signal detection under rate coding, and we explore the validity of our findings when multiple sources of heterogeneity are present. These results allow for a detailed characterization of the role of neural heterogeneity in asynchronous cortical networks.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».