Доклад: Теория нейронального пертурбома: связывая коннективность с кодированием через возмущения

Докладчик: Садра Садех, Имперский колледж Лондона (grid.7445.2) Название: Теория нейронных возмущений: связь коннективности с кодированием посредством возмущений Ведущий: Эленор Моргенрот Ведущий бэкенда: Арианна Доршель Подробности: https://neuromatch.io/abstract?submission_id=rec6XteXhAh1uqmp7 Веб-сайт лаборатории: http://www.bg.ic.ac.uk/research/c.clopath/ Ссылка на статью: https://doi.org/10.1073/pnas.2004568117 Представлено на конференции Neuromatch Conference 3.0, 26-30 октября 2020 г. Краткое содержание: Чтобы разгадать функциональные свойства мозга, нам необходимо понять, как нейроны взаимодействуют друг с другом и координируют свои действия в крупномасштабных рекуррентных сетях. Один из способов решения этого вопроса — измерение функционального влияния отдельных нейронов друг на друга путем их воздействия in vivo. Применение таких воздействий на отдельные нейроны в зрительной коре мыши недавно выявило специфическое подавление между возбуждающими нейронами, несмотря на наличие высокоспецифической возбуждающей связности, которая, как считалось, лежит в основе специфического усиления. Здесь мы исследовали, какие профили связности согласуются с этими, казалось бы, противоречивыми наблюдениями, моделируя эффект воздействий на отдельные нейроны в крупномасштабных нейронных сетях. Наши численные симуляции и математический анализ показали, что, вопреки первоначальному предположению, ни доминирование торможения, ни широкое торможение сами по себе не были достаточны для объяснения экспериментальных результатов; вместо этого необходима была сильная и функционально специфическая возбуждающе-тормозная связность, что согласуется с недавними результатами исследований в первичной зрительной коре грызунов. Такие сети обладали большей способностью кодировать и декодировать естественные изображения поочередно, что сопровождалось появлением нелинейностей усиления ответа на популяционном уровне. Наше исследование предоставляет общую вычислительную основу для изучения того, как возмущения отдельных нейронов связаны с кортикальной связностью и сенсорным кодированием, и открывает путь к картированию пертурбома нейронных сетей в будущих исследованиях.