Linking the computational structure of variance adaptation to biophysical mechanisms.
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DOI：
10.1016/j.neuron.2011.12.029
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发表时间：
2012-03-08
期刊：
影响因子：
16.2
通讯作者：
Baccus SA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ozuysal Y;Baccus SA
在多个感觉系统中，对感觉输入变化的适应会在< 100 ms到数十秒的时间范围内改变灵敏度、动力学和平均反应。在这里，我们提出了一个简单的生物病理学相关模型的视网膜对比度适应，准确地捕捉膜电位响应和所有的自适应特性。该模型的自适应组件是用于描述离子通道门控和突触传递的类型的一阶动力学过程。从模型中，我们得出结论，所有的自适应动态可以解释为耗尽的信号机制，方差适应可以解释为适应整流信号的平均值。该模型的参数显示出很强的相似性，双极细胞突触囊泡池的已知属性。实现有效编码的理论原则的各种类型的自适应特性可以由单一类型的分子或突触产生，只需几个微观状态。
In multiple sensory systems, adaptation to the variance of a sensory input changes the sensitivity, kinetics and average response over timescales ranging from < 100 ms to tens of seconds. Here we present a simple biophysically relevant model of retinal contrast adaptation that accurately captures both the membrane potential response and all adaptive properties. The adaptive component of this model is a first-order kinetic process of the type used to describe ion channel gating and synaptic transmission. From the model, we conclude that all adaptive dynamics can be accounted for by depletion of a signaling mechanism, and that variance adaptation can be explained as adaptation to the mean of a rectified signal. The parameters of the model show strong similarity to known properties of bipolar cell synaptic vesicle pools. Diverse types of adaptive properties that implement theoretical principles of efficient coding can be generated by a single type of molecule or synapse with just a few microscopic states.
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