Adaptation Shapes Local Cortical Reactivity: From Bifurcation Diagram and Simulations to Human Physiological and Pathological Responses
Notice bibliographique
Résumé
Human studies employing intracerebral and transcranial perturbations suggest that the input-output properties of cortical circuits are dramatically affected during sleep in healthy subjects as well as in awake patients with multifocal and focal brain injury. In all these conditions, cortical circuits react to direct stimulation with an initial activation followed by suppression of activity (Off-period) that disrupts the build-up of sustained causal interactions typically observed in healthy wakefulness. The transition to this stereotypical response has important clinical implications, being associated with loss of consciousness or loss of functions. Here, we provide a mechanistic explanation of these findings by means of simulations of a cortical-like module endowed with activity-dependent adaptation and mean-field theory. First, we show that fundamental aspects of the local responses elicited in humans by direct cortical stimulation can be replicated by systematically varying the relationships between adaptation strength and excitation level in the network. Then, we reveal a region in the adaptation-excitation parameter space of crucial relevance for both physiological and pathologic conditions, where spontaneous activity and responses to perturbation diverge in their ability to reveal Off-periods. Finally, we substantiate through simulations of connected cortical-like modules the role of adaptation mechanisms in preventing cortical neurons from engaging in reciprocal causal interactions, as suggested by empirical studies. These modeling results provide a general theoretical framework and a mechanistic interpretation for a body of neurophysiological measurements that bears critical relevance for physiological states as well as for the assessment and rehabilitation of brain-injured patients.
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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 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».