Cell-type specific contributions to theta-gamma coupled rhythms in the hippocampus
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Distinct inhibitory cell types participate in cognitively relevant nested brain rhythms, and particular changes in such rhythms are known to occur in disease states. Specifically, the co-expression of theta and gamma rhythms in the hippocampus is believed to represent a general coding scheme, but cellular-based generation mechanisms for these coupled rhythms are currently unclear. We develop a population rate model of the CA1 hippocampus that encompasses circuits of three inhibitory cell types (bistratified cells, parvalbumin (PV)-expressing and cholecystokinin (CCK)-expressing basket cells) and pyramidal cells to examine this. We constrain parameters and perform numerical and theoretical analyses. The theory, in combination with the numerical explorations, predicts circuit motifs and specific cell-type mechanisms that are essential for the co-existence of theta and gamma oscillations. We find that CCK-expressing basket cells initiate the coupled rhythms and regularize theta, and PV-expressing basket cells enhance both theta and gamma rhythms. Pyramidal and bistratified cells govern the generation of theta rhythms, and PV-expressing basket and pyramidal cells play dominant roles in controlling theta frequencies. Our circuit motifs for theta-gamma coupled rhythm generation could be applicable to other brain regions. AUTHOR SUMMARY There are many different types of inhibitory cells in our brains that are differentially affected in disease. Concomitantly, coupled rhythms change in particular ways with disease. To help understand cell-type specific changes in coupled rhythms, we develop a mathematical network model that is both respective of the cell type and also amenable to analyses. We focus on theta-gamma coupled rhythms in the hippocampus and include three different inhibitory cell types in our model circuits. By combining theoretical analysis and numerical explorations, we find distinct contributions of these inhibitory cell types to coupled rhythms, and predict motifs that are essential for the expression of theta-gamma coupled rhythms. Moving forward, we can leverage our model insights to help unravel cell-type contributions in disease states.
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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 | 0,001 |
| 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 ».