Deconstructing scale-free neuronal avalanches: behavioral transitions and neuronal response
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Observations of neurons in a resting brain and neurons in cultures often display spontaneous scale-free (SF) collective dynamics in the form of information cascades, also called ‘neuronal avalanches’. This has motivated the so called critical brain hypothesis which posits that the brain is self-tuned to a critical point or regime, separating exponentially-growing dynamics from quiescent states, to achieve optimality. Yet, how such optimality of information transmission is related to behavior and whether it persists under behavioral transitions has remained a fundamental knowledge gap. Here, we aim to tackle this challenge by studying behavioral transitions in mice using two-photon calcium imaging of the retrosplenial cortex (RSC)—an area of the brain well positioned to integrate sensory, mnemonic, and cognitive information by virtue of its strong connectivity with the hippocampus, medial prefrontal cortex, and primary sensory cortices. Our work shows that the response of the underlying neural population to behavioral transitions can vary significantly between different sub-populations such that one needs to take the structural and functional network properties of these sub-populations into account to understand the properties at the total population level. Specifically, we show that the RSC contains at least one sub-population capable of switching between two different SF regimes, indicating an intricate relationship between behavior and the optimality of neuronal response at the subgroup level. This asks for a potential reinterpretation of the emergence of self-organized criticality in neuronal systems.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».