Connectome-constrained networks predict neural activity across the fly visual system
Notice bibliographique
Résumé
Abstract We can now measure the connectivity of every neuron in a neural circuit 1–9 , but we cannot measure other biological details, including the dynamical characteristics of each neuron. The degree to which measurements of connectivity alone can inform the understanding of neural computation is an open question 10 . Here we show that with experimental measurements of only the connectivity of a biological neural network, we can predict the neural activity underlying a specified neural computation. We constructed a model neural network with the experimentally determined connectivity for 64 cell types in the motion pathways of the fruit fly optic lobe 1–5 but with unknown parameters for the single-neuron and single-synapse properties. We then optimized the values of these unknown parameters using techniques from deep learning 11 , to allow the model network to detect visual motion 12 . Our mechanistic model makes detailed, experimentally testable predictions for each neuron in the connectome. We found that model predictions agreed with experimental measurements of neural activity across 26 studies. Our work demonstrates a strategy for generating detailed hypotheses about the mechanisms of neural circuit function from connectivity measurements. We show that this strategy is more likely to be successful when neurons are sparsely connected—a universally observed feature of biological neural networks across species and brain regions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,006 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».