Coding movement direction by burst firing in electrosensory neurons
Notice bibliographique
Résumé
Directional selectivity, in which neurons respond strongly to an object moving in a given direction ("preferred") but respond weakly or not at all to an object moving in the opposite direction ("null"), is a critical computation achieved in brain circuits. Previous measures of direction selectivity have compared the numbers of action potentials elicited by each direction of movement, but most sensory neurons display patterning, such as bursting, in their spike trains. To examine the contribution of patterned responses to direction selectivity, we recorded from midbrain neurons in weakly electric fish and found that most neurons responded with a combination of both bursts and isolated spikes to moving object stimuli. In these neurons, we separated bursts and isolated spikes using an interspike interval (ISI) threshold. The directional bias of bursts was significantly higher than that of either the full spike train or the isolated spike train. To examine the encoding and decoding of bursts, we built biologically plausible models that examine 1) the upstream mechanisms that generate these spiking patterns and 2) downstream decoders of bursts. Our model of upstream mechanisms uses an interaction between afferent input and subthreshold calcium channels to give rise to burst firing that occurs preferentially for one direction of movement. We tested this model in vivo by application of calcium antagonists, which reduced burst firing and eliminated the differences in direction selectivity between bursts, isolated spikes, and the full spike train. Our model of downstream decoders used strong synaptic facilitation to achieve qualitatively similar results to those obtained using the ISI threshold criterion. This model shows that direction selective information carried by bursts can be decoded by downstream neurons using biophysically plausible mechanisms.
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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) | 0,000 | 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 | 0,001 | 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 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 ».