Attentional selection and communication through coherence: Scope and limitations
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Synchronous neural oscillations are strongly associated with a variety of perceptual, cognitive, and behavioural processes. It has been proposed that the role of the synchronous oscillations in these processes is to facilitate information transmission between brain areas, the ‘communication through coherence,’ or CTC hypothesis.The details of how this mechanism would work, however, and its causal status, are still unclear. Here we investigate computationally a proposed mechanism for selective attention that directly implicates the CTC as causal. The mechanism involves alpha band (about 10 Hz) oscillations, originating in the pulvinar nucleus of the thalamus, being sent to communicating cortical areas, organizing gamma (about 40 Hz) oscillations there, and thus facilitating phase coherence and communication between them. This is proposed to happen contingent on control signals sent from higher-level cortical areas to the thalamic reticular nucleus, which controls the alpha oscillations sent to cortex by the pulvinar. We studied the scope of this mechanism in parameter space, and limitations implied by this scope, using a computational implementation of our conceptual model. Our results indicate that, although the CTC-based mechanism can account for some effects of top-down and bottom-up attentional selection, its limitations indicate that an alternative mechanism, in which oscillatory coherence is caused by communication between brain areas rather than being a causal factor for it, might operate in addition to, or even instead of, the CTC mechanism. Author summary The ability to select some stimulus or stimulus location from all of those available to our senses is critical to our ability to navigate our complex biological and social niche, and to organize appropriate actions to accomplish our goals, namely to survive and to reproduce. We study here a possible mechanism by which the brain could accomplish attentional selection. We show that the interaction between 10 Hz and 40 Hz neural oscillations can provide increases in coherence and information transmission between computationally modelled cortical areas. Our results support the idea that synchronization between oscillations facilitates communication between cortical areas. Limitations and sensitivities to the model, however, also point to the idea that the relation between coherence and communication could go in the opposite direction in some cases, particularly when attention is not involved.
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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 | 0,003 | 0,014 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 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 ».