Local Inhibitory Dynamics Underpin Temporal Integration and Functional Segregation between Barrels and Septa in the Mouse Barrel Cortex
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Just as separated digits and repeated sampling enhance somatosensation in humans, mice sense objects through multiple segregated whiskers through successive contacts. Individual whisker identity is maintained through the somatotopic organization of the Whisker→Brainstem→Thalamus→Cortex axis, culminating in distinct cortical domains: barrels and the surrounding septa. By performing simultaneous recordings using in-vivo electrophysiology in wild-type (WT) mice, we identify a progressive divergence in spiking activity between these domains upon repeated behaviorally relevant (10Hz) single- and multi-whisker stimulation. While the spiking activity ratio of multi- to single-whisker stimulation remains stable in barrels, it increases progressively in septa, suggesting inhibitory cell recruitment. Using genetic fate-mapping and tissue clearing, we indeed reveal that SST+ and VIP+ interneurons exhibit distinct laminar and regional distributions in barrel and septa domains. Further, calcium imaging of SST+ and VIP+ interneurons shows that while both neuron types respond to single-whisker stimulus, SST+ interneurons preferentially engage more in 10Hz multi-whisker stimulation, indicating their critical role in progressive stimulus preference. Genetic removal of Elfn1, which regulates the incoming excitatory synaptic dynamics onto SST+ interneurons, leads to the loss of the progressive increase in septal spiking activity upon multi-whisker stimulation, resembling the stable response pattern observed in barrels. The importance of the loss of functional segregation of barrels, versus septa is revealed by cumulative temporal decoding analysis, supporting the notion that SST+ interneuron-mediated inhibition contributes to temporal encoding and stimulus integration. Finally, viral tracing combined with whole brain clearing and imaging reveals that barrel and septa domains project differentially to secondary somatosensory (S2) and motor (M1) cortices. These distinct projection patterns suggest that differential inhibitory processing in barrels and septa may contribute to functionally specialized downstream signaling. Together, our findings indicate that the progressive engagement of SST+ interneurons, mediated by Elfn1-dependent synaptic facilitation, underlies the preferential integration of multi-whisker stimuli in septa. This local inhibitory mechanism likely contributes to the functional segregation of barrel and septa domains and their distinct cortical projections, shaping how sensory information is processed and relayed to higher-order brain 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 | 0,000 |
| 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 | 0,000 |
| 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 ».