Experimentally constrained CA1 fast-firing parvalbumin-positive interneuron network models exhibit sharp transitions into coherent high frequency rhythms
Notice bibliographique
Résumé
The coupling of high frequency oscillations (HFOs; >100 Hz) and theta oscillations (3-12 Hz) in the CA1 region of rats increases during REM sleep, indicating that it may play a role in memory processing. However, it is unclear whether the CA1 region itself is capable of providing major contributions to the generation of HFOs, or if they are strictly driven through input projections. Parvalbumin-positive (PV+) interneurons may play an essential role in these oscillations due to their extensive connections with neighboring pyramidal cells, and their characteristic fast-spiking. Thus, we created mathematical network models to investigate the conditions under which networks of CA1 fast-spiking PV+ interneurons are capable of producing high frequency population rhythms. We used whole-cell patch clamp recordings of fast-spiking, PV+ cells in the CA1 region of an intact hippocampal preparation in vitro to derive cellular properties, from which we constrained an Izhikevich-type model. Novel, biologically constrained network models were constructed with these individual cell models, and we investigated networks across a range of experimentally determined excitatory inputs and inhibitory synaptic strengths. For each network, we determined network frequency and coherence. Network simulations produce coherent firing at high frequencies (>90 Hz) for parameter ranges in which PV-PV inhibitory synaptic conductances are necessarily small and external excitatory inputs are relatively large. Interestingly, our networks produce sharp transitions between random and coherent firing, and this sharpness is lost when connectivity is increased beyond biological estimates. Our work suggests that CA1 networks may be designed with mechanisms for quickly gating in and out of high frequency coherent population rhythms, which may be essential in the generation of nested theta/high frequency rhythms.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».