Проект «Человеческий мозг» раскрывает нейронные хоры, возникающие во многих

Чтобы мы могли превратить сенсорную информацию в воспоминания, сети взаимосвязанных нейронов в нашем мозгу должны работать вместе и согласованно. Исследователи Human Brain Project (HBP) намеревались лучше понять динамику таких сетей. С этой целью они внимательно изучили взаимоотношения между отдельными нейронами и популяциями нейронов в нескольких областях мозга крыс, в частности, в корковых областях и гиппокампе.

Чтобы изучить динамику сети, команда записала активность области CA1 гиппокампа, а также соматосенсорной, зрительной и периринальной коры, пока животные выполняли поведенческую задачу в лабиринте. Они смогли количественно оценить связь отдельных нейронов с моделями активации популяции и охарактеризовать резкие отношения внутри и между этими областями. Исследователи из Амстердамского университета и других учреждений провели серию анализов связей нейронов внутри каждой области. области и между отдельными наборами областей. При этом они исследовали, как паттерны спайков одиночных нейронов коррелируют с активностью популяций внутри и между этими областями коры и гиппокампа.

Среди основных результатов они отметили, что связь отдельных нейронов с их локальной популяцией была заметной во всех четырех исследованных областях, и это было сильнее в области CA1 гиппокампа.

В то же время связь между областями показала более изменчивые профили, чем связь внутри области, и хабкообразные клетки были обнаружены во всех областях. «Концентраторы» или «широковещательные» клетки — это нейроны, которые в значительной степени связаны более чем с одной областью. Другими словами, они не только работают на местном уровне, но и участвуют в обработке информации с отдаленным населением.

Наконец, уровни связи были проанализированы в различных контекстах, таких как функционирование клеток в пространственных представлениях и различных поведенческих состояниях, показывая, что связь популяций может быть многообещающим показателем сетевой динамики в мозге.

«Среди какофонии нейронной активации удивительно видеть, как хоры нейронов возникают по всему мозгу. То, что они поют, мы только начали разгадывать», — говорит Райндер Дорман, исследователь группы когнитивных и системных нейронаук Амстердамского университета и первый автор статьи.

Результаты были опубликованы в журнале Cerebral Cortex.Text Хелен Мендес.Спайковая связь между отдельными нейронами и популяциями в сенсорной коре, периринальной коре и гиппокампе крысы

Райндер Дорман, Йерун Дж. Бос, Мартин А. Винк, Пьетро Маркези, Жюльен Фиорилли, Жанетт А.М. Лортейе, Ингрид Райтен, Ян Г. Бьяали, Майкл Окунь, Сириэль М.А. Пеннарц.

https://doi.org/10.1093/cercor/bhad111