A population code for idiothetic representations in the hippocampal-septal circuit
Notice bibliographique
Résumé
The hippocampus is a higher-order brain structure responsible for encoding new episodic memories and predicting future outcomes. In absence of external stimuli, neurons in the hippocampus express sequential activities which have been proposed to support path integration by tracking elapsed time, distance traveled, and other idiothetic variables. On the other hand, with sufficient external sensory inputs, hippocampal neurons can fire with respect to allocentric cues. Previously, these idiothetic codes have been described in conditions where running speed is clamped experimentally. To this day, the balance of idiothetic and allocentric representations in freely moving conditions remains unclear. Additionally, whether CA1 and CA3 temporal and distance codes are transmitted downstream to the lateral septum has not been established. Here, we develop an unsupervised model trained to compress neural information with minimal loss, and find that we can efficiently decode elapsed time and distance travelled from low-dimensional embeddings of neural activity in freely moving mice. We also developed unbiased information metrics that are minimally sensitive to quantization parameters and enable comparisons across modalities and brain regions. In more than 30,000 CA1 pyramidal neurons, we show that spatiotemporal information is represented as a mixture of self-motion, idiothetic as well as allocentric information, the balance of which is dictated by task demand and environmental conditions. In particular, we find that a subset of CA1 pyramidal neurons encode the spatiotemporal distance relative to rewards. Single cell and population statistics across the hippocampal-septal circuit reveal that idiothetic variables emerge in CA1 and are integrated postsynaptically in the lateral septum. Finally, we implement a computational model trained to replicate real world neural activity, and find that grid cells could provide a plausible input for CA1 representations of time and distance. Altogether, our results suggest that hippocampal CA1 continuously integrates both idiothetic and allocentric signals depending on task demand and available cues, and these high-level representations are effectively transmitted to downstream regions.
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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 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».