Principles of visual cortex excitatory microcircuit organization
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Microcircuit function is determined by patterns of connectivity and short-term plasticity that vary with synapse type. Elucidating microcircuit function therefore requires synapse-specific investigation. The state of the art for synapse-specific measurements has long been paired recordings. Although powerful, this method is slow, leading to a throughput problem. To improve yield, we therefore created optomapping — an approximately 100-fold faster 2-photon optogenetic method — which we validated with paired-recording data. Using optomapping, we tested 15,433 candidate excitatory inputs to find 1,184 connections onto pyramidal, basket, and Martinotti cells in mouse primary visual cortex, V1. We measured connectivity, synaptic weight, and short-term dynamics across the V1 layers. We found log-normal synaptic strength distributions, even in individual inhibitory cells, which was previously not known. We reproduced the canonical circuit for pyramidal cells but found surprising and differential microcircuit structures, with excitation of basket cells concentrated to layer 5, and excitation of Martinotti cells dominating in layer 2/3. Excitation of inhibitory cells was denser, stronger, and farther-reaching than excitation of excitatory cells, which promotes stability and difference-of-Gaussian connectivity. We gathered an excitatory short-term plasticitome, which revealed that short-term plasticity is simultaneously target-cell specific and dependent on presynaptic cortical layer. Peak depolarization latency in pyramidal cells also emerged as more heterogeneous, suggesting heightened sensitivity to redistribution of synaptic efficacy. Optomapping additionally revealed high-order connectivity patterns including shared-input surplus for interconnected pyramidal cells in layer 6. Optomapping thus offered both resolution to the throughput problem and novel insights into the principles of neocortical excitatory fine structure. HIGHLIGHTS 2-photon optomapping of microcircuits is verified as fast, accurate, and reliable Synaptic weights distribute log-normally even for individual inhibitory neurons Maximal excitation of basket and Martinotti cells in layer 5 and 2/3, respectively Short-term plasticity depends on layer in addition to target cell
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».