Mechanisms of Flexible Information Sharing through Noisy Oscillations
Notice bibliographique
Résumé
Brain areas must be able to interact and share information in a time-varying, dynamic manner on a fast timescale. Such flexibility in information sharing has been linked to the synchronization of rhythm phases between areas. One definition of flexibility is the number of local maxima in the delayed mutual information curve between two connected areas. However, the precise relationship between phase synchronization and information sharing is not clear, nor is the flexibility in the face of the fixed structural connectivity and noise. Here, we consider two coupled oscillatory excitatory-inhibitory networks connected through zero-delay excitatory connections, each of which mimics a rhythmic brain area. We numerically compute phase-locking and delayed mutual information between the phases of excitatory local field potential (LFPs) of the two networks, which measures the shared information and its direction. The flexibility in information sharing is shown to depend on the dynamical origin of oscillations, and its properties in different regimes are found to persist in the presence of asymmetry in the connectivity as well as system heterogeneity. For coupled noise-induced rhythms (quasi-cycles), phase synchronization is robust even in the presence of asymmetry and heterogeneity. However, they do not show flexibility, in contrast to noise-perturbed rhythms (noisy limit cycles), which are shown here to exhibit two local information maxima, i.e., flexibility. For quasi-cycles, phase difference and information measures for the envelope-phase dynamics obtained from previous analytical work using the Stochastic Averaging Method (SAM) are found to be in good qualitative agreement with those obtained from the original dynamics. The relation between phase synchronization and communication patterns is not trivial, particularly in the noisy limit cycle regime. There, complex patterns of information sharing can be observed for a single value of the phase difference. The mechanisms reported here can be extended to I-I networks since their phase synchronizations are similar. Our results set the stage for investigating information sharing between several connected noisy rhythms in neural and other complex biological 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 | 0,001 | 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 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».