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Enregistrement W7161975422 · doi:10.82308/35475

Dynamics of information processing and spontaneous activity during sleep

2025· dissertation· en· W7161975422 sur OpenAlexaboutno aff
Dhruv Mehrotra

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typedissertation
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueSleep and Wakefulness Research
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésHippocampal formationPopulationOscillation (cell signaling)Sensory systemSleep (system call)Dynamics (music)Nerve netInformation processingCognitionNeural activity

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Brain oscillations are critical for inter-regional communication and the orchestration of higher order cognitive processes such as attention and memory consolidation. Oscillations underlying these phenomena are typically mediated via underlying neural population activity, but the exact mechanisms that determine how the oscillations are generated remain open questions in the field. In this work, I examined two classes of oscillations that are crucial for memory consolidation: the cortical slow wave and hippocampal sharp wave-ripples, in pursuit of elucidating the contributions of single neurons to these processes. Critically, these oscillations occur during sleep, which also enables us to understand the intrinsic mechanisms underlying their spontaneous initiation, devoid of sensory inputs. I used the spatial navigation system as a model to study memory consolidation, as spatially tuned activity is a relatively simple readout compared to other brain systems. Specifically, I examined the organization of sequences in the cortical head-direction system and uncovered a dorsoventral activation pattern. Using the head-direction cell activity as a readout, I was able to elucidate the content of these sequences and showed that population activity rapidly converges towards a stable orientation, and this direction is chosen at random during each oscillatory period. Finally, using a combination of computational modeling, and ex vivo patch clamp experiments I, in collaboration with colleagues from the University of Edinburgh, uncovered a hitherto ignored key player in the dynamics of the slow oscillation in the cortex – hyperpolarization-activated currents. I showed that these currents might play brain-wide roles in the organization of cortical sequences. This finding has important implications for the organization of activity along the dorsoventral axis, a common feature observed throughout the navigation system, and the organization of sequences in the cortex, more generally. I then turned to a downstream structure, the hippocampus, to examine the other key oscillation in memory consolidation – sharp wave-ripples. In collaboration with colleagues from the department of Pharmacology and Therapeutics at McGill University, I worked on a mouse model of Christianson Syndrome, a recently discovered neurodevelopmental and neurodegenerative disorder, and led the first investigation, to our knowledge, into understanding the mechanisms underlying the cognitive deficits in this disorder, focusing on oscillatory activity in the hippocampus. We tested these animals on a hippocampal-dependent spatial memory task and found deficits in their performance. To further investigate the neural mechanisms underlying these cognitive deficits, we examined their hippocampal place cell activity. Interestingly, these animals had intact place fields. Instead, I found differences in the frequency composition of sharp wave-ripples in the disease model, suggesting that alterations in the composition of these oscillations might be crucial for deficits in cognitive processes. Broadly, by characterizing hippocampal activity in these animals, I provide insights into how a single gene mutation can affect network activity in the hippocampus, which leads to debilitating cognitive deficits. Taken together, my findings reveal novel aspects of single neuron activity that shape oscillations during sleep. These findings have important implications for gaining mechanistic insights into the organization of spontaneous activity patterns during sleep, but also into their functional roles within the spatial navigation system. Critically, my work lies at the interface of health and disease, laying the foundation for further discovery and characterization of neural biomarkers in preclinical models of Christianson Syndrome to inform future clinical studies and precision medicine therapies

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,002

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,014
Tête enseignante GPT0,286
Écart entre enseignants0,272 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
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