Adaptive spike threshold dynamics associated with sparse spiking of hilar mossy cells are captured by a simple model
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Hilar mossy cells (hMCs) in the dentate gyrus (DG) receive inputs from DG granule cells (GCs), CA3 pyramidal cells and inhibitory interneurons, and provide feedback input to GCs. Behavioural and in vivo recording experiments implicate hMCs in pattern separation, navigation and spatial learning. Our experiments link hMC intrinsic excitability to their synaptically evoked in vivo spiking outputs. We performed electrophysiological recordings from DG neurons and found that hMCs displayed an adaptative spike threshold that increased both in proportion to the intensity of injected currents, and in response to spiking itself, returning to baseline over a long time scale, thereby instantaneously limiting their firing rate responses. The hMC activity is additionally limited by a prominent medium after‐hyperpolarizing potential (AHP) generated by small conductance K + channels. We hypothesize that these intrinsic hMC properties are responsible for their low in vivo firing rates. Our findings extend previous studies that compare hMCs, CA3 pyramidal cells and hilar inhibitory cells and provide novel quantitative data that contrast the intrinsic properties of these cell types. We developed a phenomenological exponential integrate‐and‐fire model that closely reproduces the hMC adaptive threshold nonlinearities with respect to their threshold dependence on input current intensity, evoked spike latency and long‐lasting spike‐induced increase in spike threshold. Our robust and computationally efficient model is amenable to incorporation into large network models of the DG that will deepen our understanding of the neural bases of pattern separation, spatial navigation and learning. image Key points Previous studies have shown that hilar mossy cells (hMCs) are implicated in pattern separation and the formation of spatial memory, but how their intrinsic properties relate to their in vivo spiking patterns is still unknown. Here we show that the hMCs display electrophysiological properties that distinguish them from the other hilar cell types including a highly adaptive spike threshold that decays slowly. The spike‐dependent increase in threshold combined with an after‐hyperpolarizing potential mediated by a slow K + conductance is hypothesized to be responsible for the low‐firing rate of the hMC observed in vivo . The hMC's features are well captured by a modified stochastic exponential integrate‐and‐fire model that has the unique feature of a threshold intrinsically dependant on both the stimulus intensity and the spiking history. This computational model will allow future work to study how the hMCs can contribute to spatial memory formation and navigation.
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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) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».