23:59
Comentarii Adauga Comentariu

Reprezentare scalabilă a timpului în hipocampus

Reprezentare scalabilă a timpului în hipocampus

de Medical Xpress

Reprezentarea în timp scalabilă a neuronilor CA1 în sarcina de bisecție temporală.

(A) Schema sarcinii (sarcina 1).

Șobolanii alergau pe banda de alergat pentru intervale lungi sau scurte și apoi selectau brațul stâng sau drept asociat cu recompensa de apă pentru intervale lungi sau, respectiv, scurte.

Seturile de intervale au fost de 10 s (lung) și 5 s (scurt) în blocurile 1 și 3 și 20 s (lung) și 10 s (scurt) în blocul 2.

(B, a la c) Modele de lansare a trei celule de timp reprezentative în blocurile 1 (stânga), 2 (centru) și 3 (dreapta).

Sus: comploturi raster ale testelor pe intervale lungi și scurte.

Partea de jos: PETH-urile testelor lungi (solide) - și scurte (linie punctată) –interval.

(C) Modele de tragere a celulelor de timp din blocurile 1 (stânga), 2 (centru) și 3 (dreapta) (n = 454 unități de la șapte șobolani).

Fiecare rând reprezintă PETH-uri ale neuronilor unici în timpul studiilor la intervale lungi în fiecare bloc.

Scara de culoare reprezintă rata de tragere a fiecărui neuron.

Neuronii au foCelulele timpului hipocampic pot codifica momente specifice de experiențe organizate în timp pentru a sprijini funcțiile hipocampice ale memoriei episodice .

Dar se știe puțin despre reorganizarea celulelor de timp în timpul schimbărilor la timp ale episoadelor.

Akihiro Shimbo și o echipă de cercetare la centrul Riken pentru știința creierului și la departamentul de psihologie, Universitatea Keio din Japonia au investigat activitatea neuronală CA1 - care sunt critice pentru memoria autobiografică, călătoria mentală în timp și conștiința autonoetică la oameni.

În timpul sarcinilor de bisecție temporală, aceștia au proiectat seturile de intervale de timp pentru a fi extinse, discriminate sau contractate, pe toate blocurile de încercări.

Echipa a escaladat precesiunea fazei thetași secvențe theta de celule de timp pentru a păstra relațiile temporale fine între perechi în ciclurile theta.

Folosind modele de șobolani, au arătat cum secvențele theta reflectau deciziile de rate pe baza timpului lor.

Descoperirile au demonstrat modul în care caracteristicile scalabile ale celulelor timpului pot sprijini reprezentări temporale flexibile ale formării memoriei.

Hărți cognitive

Neurologii propun animalelor să aibă o hartă cognitivă pentru a servi ca reprezentare internă a relațiilor dintre entitățile din lume și pentru a susține un comportament flexibil .

Hipocampul poate oferi hărți cognitive pentru navigația spațială, deoarece ansamblurile de celule hipocampale pot organiza reprezentări de mediu asemănătoare hărților .

Celulele locului hipocampic folosesc atât codarea ratei cât și temporale (timpului) pentru reprezentarea spațiului.

Codificarea ratei ia forma câmpurilor receptive ale locațiilor.

Timpurile de vârf ale celulelor locului pot fi puternic modulate de oscilații theta concurentede la 4 la 10 Hz, în timp ce prezintă schimbări de fază vârf în funcție de distanța față de centrul câmpului receptiv.

Cu aceste două forme de codificare a ratei și temporale, reprezentările spațiale ale hipocampului au implicat atât informații poziționale, cât și relaționale.

Relațiile poziționale relative pot furniza informații mai fundamentale pentru recunoașterea spațială în hipocamp decât pozițiile absolute.

Hipocampul oferă, de asemenea, o hartă cognitivă pentru entitățile nespatiale, inclusiv informații bazate pe timp .

Cu toate acestea, nu multe studii sunt axate pe investigarea reorganizării sistematice a reprezentărilor timpului în hipocamp.

În această lucrare, Shimbo și colab.

a studiat scalabilitatea timpului în hipocamp.

hipocampus reprezintă informații despre timpul scurs de activitatea secvențială a celulelor temporale.

Rapoartele anterioare au detaliat modul în care mai multe regiuni ale creierului, inclusiv cortexul prefrontal și creierul mediu, au fost implicate în percepția și reprezentarea timpului scurs.

Scalabilitatea precesiei fazei teta a celulelor timpului.

(A, a la f) Viteze de tragere și faze theta a trei celule de timp reprezentative în blocurile 1 (coloana din stânga), 2 (coloana centrală) și 3 (coloana din dreapta) în sarcina 1.

Sus: parcele raster de scurt și lung- încercări la intervale.

Mijlociu: PETH-uri de încercări lungi (linie continuă) - și scurte (linie punctată) –interval.

Partea de jos: graficele de fază Theta în funcție de timpul scurs.

Fiecare punct reprezintă un potențial de acțiune din încercările lungi (culoare deschisă) - și scurte (culoare închisă) –interval.

Linia neagră din fiecare panou reprezintă potriviri circulare-liniare ale datelor (vezi Materiale și metode).

(B) Relațiile pantei de precesiune de fază între blocurile 1 și 2 (puncte albastre) și între blocurile 1 și 3 (puncte verzi) în fiecare unitate din sarcina 1 (n = 351 unități).

Liniile solide reprezintă potrivirea regresiei liniare a acestor date.

(C) Panta precesiei de fază în fiecare celulă din blocul 2 împărțită la cExperimentele În timpul lucrului, cercetătorii au efectuat sarcini de bisecție pentru șobolani pentru a discrimina între intervale lungi și scurte pentru a primi o recompensă.

Aceștia au remarcat majoritatea celulelor de timp din regiunea CA1 pentru a reprezenta informații temporale la scară între blocurile de încercare.

Shimbo și colab.

a investigat structurile temporale ale activității secvenței celulelor temporale asociate cu oscilațiile theta din hipocampus pentru a identifica mecanismele care stau la baza reprezentării scalabile a timpului.

Când au analizat datele, aceștia au notat activitățile celulelor de timp pentru a reflecta deciziile șobolanilor pe baza percepției lor asupra timpului.

Descoperirile au arătat un mecanism de circuit comun care acoperă reprezentări asemănătoare hărții informațiilor spațiale și non-spațiale în hipocampus datorită similitudinilor dintre celulele locului și celulele timpului.

Oamenii de știință au folosit sonde de siliciu de înaltă densitate pentru a înregistra de la neuronii hipocampici CA1 la șobolani în timpul comportamentului sarcinii.

Ei au clasificat unitățile ca fiind celule piramidale supuse sau interneuroni pe baza formelor lor de undă și a ratei de tragere.

Analiză pereche a compresiei temporale a secvențelor de vârf în cicluri theta unice.

(A, a și b) Stânga: Rata de tragere și fazele theta a două perechi reprezentative de celule de timp (roșu și albastru) în blocurile 1 și 2 (sarcina 1).

Săgețile indică ratele maxime de tragere.

Dreapta: corelogramele încrucișate (CCG) ale perechilor din blocurile 1 (portocaliu) și 2 (violet).

Săgețile indică vârfurile CCG-urilor.

Rețineți că schimbările de timp de vârf CCG în (Ab) au fost mai mari decât cele din (Aa) (dreapta), reflectând distanțe mai mari în timpii de vârf PETH ai perechilor din (Ab) decât cei din (Aa) (stânga).

au, unități arbitrare.

(B) Corelații încrucișate ale PETH-urilor perechilor de celule temporale.

(C) CCG-urile perechilor de celule de timp din blocurile 1 și 2 (n = 694 perechi).

Ordinele perechilor sunt aceleași în (B) și (C).

(D) Analiza în perechi a compresiei temporale a secvențelor de vârf în cicluri theta simple în blocurile 1 și 2.

Fiecare punct reprezintă o singură pereche neuronală.

Axele oReprezentare scalabilă a timpului Shimbo și colab.

a instruit șobolanii cu privire la sarcina de bisecție temporală și a stabilit intervale de timp pentru a discrimina între blocurile de încercări.

În timpul experimentelor, ei au forțat șobolanii să alerge pe o bandă de alergat pentru perioade lungi sau scurte de timp.

După alergarea forțată, au selectat brațul stâng sau drept într-un labirint Y.

Cercetătorii au oferit picături de apă ca recompensă la finalizarea fiecărei sarcini la brațul corect.

Ei au evaluat mai întâi activitățile dependente de timp ale celulelor piramidale și au clasificat 22,2 la sută din celulele piramidale drept celule temporale.

De asemenea, au determinat dacă reprezentarea în timp a celulelor piramidale CA1 a fost scalabilă într-o direcție de micșorare - pentru a indica reprezentarea în timp a celulelor piramidale CA1 pentru a fi scalabilă atât în ​​direcțiile de extindere, cât și în cele de reducere.

Dependența de sarcină de reprezentarea scalabilă a timpului Pentru a testa modul în care caracteristicile scalabile ale timpului depindeau și de cerințele sarcinilor, Shimbo și colab.

a instruit un alt set de șobolani cu privire la sarcini ușoare de discriminare în care animalele nu erau obligate să discrimineze între intervale de timp.

În timpul sarcinilor, au forțat șobolanii să alerge pe o bandă de alergat la intervale scurte sau lungi de timp, după care au cerut animalelor să aleagă brațul stâng sau drept al labirintului Y într-un mod ghidat de lumină.

Apoi au investigat activitatea neuronală CA1 la șobolani care efectuează sarcini de discriminare ușoară.

Cercetătorii au clasificat 7,5% din celulele piramidale drept celule temporale, care au fost semnificativ mai mici decât cele din sarcinile de bisecție temporală.

Pe baza rezultatului, formarea celulelor de timp a depins de cerințele sarcinii, având în același timp o reprezentare scalabilă a informațiilor despre timpul scurs.

Scalabilitatea secvențelor theta de celule temporale.

(A) Informații decodate la timpul scurs la fiecare moment dintr-un singur exemplu de încercare în sarcina 1.

Sus: LFP înregistrate simultan (bandă largă și 4 până la 10 Hz) și unități din 10 neuroni piramidali ordonați în funcție de momentele de vârf ale ratei de tragere de jos în sus.

Partea de jos: Densitatea probabilității informațiilor temporale a fost calculată din activitatea de celule piramidale înregistrate simultan în studiu.

Decodarea bayesiană a fost efectuată la fiecare pas de 1 ms cu o fereastră de timp de 20 ms.

(B) Densitățile de probabilitate ale timpului decodat la fiecare fază theta în blocurile 1, 2 și 3 în exemplul de sesiune simplă din sarcina 1.

Axele orizontale reprezintă fazele theta în care au fost eșantionate datele de spiking, iar axele verticale reprezintă timpul decodificat de la spiking activitate relativă la timpul eșantionat.

Rezultatul indică faptul că timpul relativ decodificat a fost extins pe verticală în blocul 2.

(C) SScalabilitatea precesiei fazei teta și a secvenței teta a celulelor temporale Ansamblurile de celule hipocampice au generat structuri secvențiale în timpul navigației spațiale în cicluri theta unice cunoscute sub numele de secvențe theta.

Aceste cicluri au reprezentat compresiv secvențe de traiectorie ale pozițiilor trecute, actuale și viitoare .

Shimbo și colab.

s-a verificat prezența precesiei fazei teta în funcție de timpul scurs în timpul sarcinii de bisecție temporală.

Potențial locala fost dominat de o oscilație robustă a frecvenței theta (4 până la 10 Hz) în timpul intervalului.

Echipa a studiat relațiile de fază-timp ale neuronilor unici și a constatat că 77,3% din celulele de timp au prezentat precesiune de fază.

Shimbo și colab.

a investigat structura temporală a secvențelor spike ale ansamblurilor de celule de timp în cicluri theta unice pentru a înțelege dacă ansamblurile de celule de timp au format secvențe theta în timpul sarcinii.

Rezultatele au prezentat relații temporale ale perechilor de celule în cicluri theta unice.

Echipa a evaluat apoi dacă secvențele theta ale celulelor timpului au fost doar consecințe ale precesiei de fază a neuronilor individuali sau dacă au structuri corelative mai mari decât cele prezise din precesiunea de fază.

.

Rezultatele au arătat că secvențele theta ale celulelor timpului nu au fost doar consecința precesiei de fază a neuronilor individuali.

Împreună, aceste rezultate au arătat modul în care secvența theta de celule de timp a fost scalabilă pe blocurile de studiu și modul în care relațiile temporale fine dintre perechile de celule au fost conservate în cadrul ciclurilor theta unice.

Oamenii de știință au studiat, de asemenea, modul în care asamblarea celulelor timpului reflecta recunoașterea timpului scurs la șobolani.

Lucrarea a arătat cum aceste rezultate au indicat activitatea ansamblurilor de celule de timp și au reflectat de fapt deciziile animalelor în timpul testelor de testare.

În acest fel, Akihiro Shimbo și colegii săi au investigat scalabilitatea celulelor de timp din hipocampus în raport cu rata și codarea temporală.

Rezultatele au indicat scalabilitatea pentru reprezentarea temporală în celulele piramidale ale hipocampului și hipocampului în raport cu cei doi factori de viteză și timp.

Lucrarea sugerează un mecanism de circuit comun subiacent cu reprezentări asemănătoare cu hărțile informațiilor spațiale și nespațiale în hipocamp.

Astfel de arhitecturi scalabile, asemănătoare hărților, ale informațiilor spațiu- timp vor permite formarea memoriei flexibile pentru a se adapta la medii complexe.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

Monica Niculescu și Andreea Mitu au fost eliminate de la Wimbledon, în proba de dublu

Tenis - WTA: Australianca Ashleigh Barty, jucătoarea anului 2019

Explozia de la Petromidia. Procurorii au deschis dosar penal pentru ucidere din culpă

CSM reacționează la speculațiile legate de eliberarea condiționată a lui Liviu Dragnea și la afirmațiile acestuia că a fost condamnat politic

Ploi și în România, după Europa de Vest. Cod portocaliu de inundații pe râuri din nouă județe din Transilvania

FOTO - Misterul Faraonilor și a Egiptenilor Antici care erau Blonzi sau cu Părul Roșcat sau mai degrabă Una dintre Marile Mistificări Istorice ale Progresiștilor care ne-au îndoctrinat de mici, cu teoria că Vechii Egipteni erau de rasă negroidă

Orban: E posibil să convoc ședință de Guvern vineri; vom avea probabil o primă lectură a bugetului

ArcelorMittal Hunedoara suspendă producția, ca răspuns la condițiile pieței și la prețurile ridicate ale energiei

Primăria Capitalei își propune să economisească peste 332 milioane de euro în 10 ani, printr-un contract cu STB

Un avion de pasageri a efectuat o aterizare forțată în Siberia

BAC 2021. Cum au fost subiectele la proba de Limba și Literatura Română. Ce spun liceenii, dar și expertul în educație Marian Staș

ULTIMA ORĂ Explozie puternică în Londra, la o stație de metrou. Numărul victimelor, necunoscut deocamdată VIDEO

Pariul de azi - 04.Iunie.2015: Safarova - Ivanovic 1 (1.61) - LIVE SCORE

Codrin Ștefănescu: "Dragnea a fost convocat mâine la DNA. Teama de el transpiră prin toți porii lor"

România: Românii REFUZĂ VACCINAREA. Doar 30,1 % din populația României s-a vaccinat anti-COVID. Din Europa, doar Bulgaria are o rată de vaccinare mai mică

Introduce România obligativitatea vaccinării? Ce răspund oficialii care coordonează campania

CJSU Ilfov a aprobat modificarea scenariului de funcționare pentru 81 de unități de învățământ


Pag.1
Nr. de articole la aceasta sectiune: 17, afisate in 1 pagina.