Decoding the relative contributions of extrinsic and intrinsic mechanisms in mediating heterogeneous spiking activities of sensory neurons in vivo using computational modeling
Notice bibliographique
Résumé
Neurons ubiquitously display heterogeneities in spiking activity even within a given cell type. To date, the relative contributions of extrinsic mechanisms (e.g., synaptic bombardment) and intrinsic mechanisms (e.g., conductances, cell morphology) towards determining spiking activity remain poorly understood. Here we address this important question using a novel approach that combines biophysical techniques, in which extracellular in vivo recordings of electrosensory pyramidal cells within weakly electric fish, are combined with computational modeling. Specifically, by varying parameters, a conductance-based computational model successfully reproduced the highly heterogeneous spiking activities seen experimentally. Model parameters that varied the most were then used to gauge the relative contributions of extrinsic vs. intrinsic mechanisms. Overall, extrinsic synaptic input was predicted to be the main factor accounting for spiking heterogeneities. We tested this prediction experimentally by performing two different manipulations: i) pharmacologically inactivating feedback; ii) applying the neuromodulator serotonin. Our model predicted that feedback inactivation should reduce while serotonin application should increase spiking heterogeneities. Experiments corroborated these predictions. Importantly, for serotonin application, increased heterogeneity occurred despite a strong reduction in intrinsic membrane conductance, further demonstrating that extrinsic synaptic input is the primary determinant of spiking heterogeneities in vivo. Taken together, our results demonstrate that devising a computational model to capture spiking heterogeneities in vivo and assessing which parameters are responsible can successfully determine the relative contributions of extrinsic vs. intrinsic inputs. We expect this approach to be generalizable to other systems and species.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 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 ».