Systems-based analysis of dendritic nonlinearities reveals temporal feature extraction in mouse L5 cortical neurons
Notice bibliographique
Résumé
What do dendritic nonlinearities tell a neuron about signals injected into the dendrite? Linear and nonlinear dendritic components affect how time-varying inputs are transformed into action potentials (APs), but the relative contribution of each component is unclear. We developed a novel systems-identification approach to isolate the nonlinear response of layer 5 pyramidal neuron dendrites in mouse prefrontal cortex in response to dendritic current injections. We then quantified the nonlinear component and its effect on the soma, using functional models composed of linear filters and static nonlinearities. Both noise and waveform current injections revealed linear and nonlinear components in the dendritic response. The nonlinear component consisted of fast Na + spikes that varied in amplitude 10-fold in a single neuron. A functional model reproduced the timing and amplitude of the dendritic spikes and revealed that they were selective to a preferred input dynamic (~4.5 ms rise time). The selectivity of the dendritic spikes became wider in the presence of additive noise, which was also predicted by the functional model. A second functional model revealed that the dendritic spikes were weakly boosted before being linearly integrated at the soma. For both our noise and waveform dendritic input, somatic APs were dependent on the somatic integration of the stimulus, followed a subset of large dendritic spikes, and were selective to the same input dynamics preferred by the dendrites. Our results suggest that the amplitude of fast dendritic spikes conveys information about high-frequency features in the dendritic input, which is then combined with low-frequency somatic integration. NEW & NOTEWORTHY The nonlinear response of layer 5 mouse pyramidal dendrites was isolated with a novel systems-based approach. In response to dendritic current injections, the nonlinear component contained mostly fast, variable-amplitude, Na + spikes. A functional model accounted for the timing and amplitude of the dendritic spikes and revealed that dendritic spikes are selective to a preferred input dynamic, which was verified experimentally. Thus, fast dendritic nonlinearities behave as high-frequency feature detectors that influence somatic action potentials.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 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 | 0,001 |
| 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 ».