Information Transmission in Delay-Coupled Neuronal Circuits in the Presence of a Relay Population
Notice bibliographique
Résumé
Synchronization between neuronal populations is hypothesized to play a crucial role in the communication between brain networks. The binding of features, or the association of computations occurring in spatially segregated areas, is supposed to take place when a stable synchronization between cortical areas occurs. While a direct cortico-cortical connection typically fails to support this mechanism, the participation of a third area, a relay element, mediating in the communication was proposed to overcome this limitation. Among the different structures that could play the role of coordination during the binding process, the thalamus is the best placed region to carry out this task. In this paper we study how information flows in a canonical motif that mimics a cortico-thalamo-cortical circuit composed by three mutually coupled neuronal populations (also called the V-motif). Through extensive numerical simulations, we found that the amount of information transferred between the oscillating neuronal populations is determined by the delay in their connections and the mismatch in their oscillation frequencies (detuning). While the transmission from a cortical population is mostly restricted to positive detuning, transmission from the relay (thalamic) population to the cortical populations is robust for a broad range of detuning values, including negative values, while permitting feedback communication from the cortex at high frequencies, thus supporting robust bottom up and top down interaction. In this case, a strong feedback transmission between the cortex to thalamus supports the possibility of robust bottom-up and top-down interactions in this motif. Interestingly, adding a cortico-cortical bidirectional connection to the V-motif (C-motif) expands the dynamics of the system with distinct operation modes. While overall transmission efficiency is decreased, new communication channels establish cortico-thalamo-cortical association loops. Switching between operation modes depends on the synaptic strength of the cortico-cortical connections. Our results support a role of the transthalamic V-motif in the binding of spatially segregated cortical computations, and suggest an important regulatory role of the direct cortico-cortical connection.
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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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».