Population dynamics of the thalamic head direction system during drift and reorientation
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The head direction (HD) system is classically modeled as a ring attractor network 1,2 which ensures a stable representation of the animal’s head direction. This unidimensional description popularized the view of the HD system as the brain’s internal compass 3,4 . However, unlike a globally consistent magnetic compass, the orientation of the HD system is dynamic, depends on local cues and exhibits remapping across familiar environments 5 . Such a system requires mechanisms to remember and align to familiar landmarks, which may not be well described within the classic 1-dimensional framework. To search for these mechanisms, we performed large population recordings of mouse thalamic HD cells using calcium imaging, during controlled manipulations of a visual landmark in a familiar environment. First, we find that realignment of the system was associated with a continuous rotation of the HD network representation. The speed and angular distance of this rotation was predicted by a 2 nd dimension to the ring attractor which we refer to as network gain, i.e. the instantaneous population firing rate. Moreover, the 360-degree azimuthal profile of network gain, during darkness, maintained a ‘memory trace’ of a previously displayed visual landmark. In a 2 nd experiment, brief presentations of a rotated landmark revealed an attraction of the network back to its initial orientation, suggesting a time-dependent mechanism underlying the formation of these network gain memory traces. Finally, in a 3 rd experiment, continuous rotation of a visual landmark induced a similar rotation of the HD representation which persisted following removal of the landmark, demonstrating that HD network orientation is subject to experience-dependent recalibration. Together, these results provide new mechanistic insights into how the neural compass flexibly adapts to environmental cues to maintain a reliable representation of the head direction.
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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 | 0,000 | 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 ».