A modeling framework for deriving the structural and functional architecture of a short-term memory microcircuit.
A modeling framework for deriving the structural and functional architecture of a short-term memory microcircuit.
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DOI：
10.1016/j.neuron.2013.06.041
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发表时间：
2013-09-04
期刊：
影响因子：
16.2
通讯作者：
Goldman MS
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fisher D;Olasagasti I;Tank DW;Aksay ER;Goldman MS
尽管许多研究已经确定了记忆的神经相关性，但相对而言，人们对连接单个神经元生理学和行为的电路特性知之甚少。在这里，我们开发了一个建模框架来弥合这一差距，并确定能够维持短期记忆的电路相互作用。与构建现象学模型并测试其是否再现神经元数据的特定方面的典型研究不同，我们直接将动眼记忆回路的突触连通性与广泛的解剖、电生理和行为数据相匹配。同时对所有数据进行拟合，结合灵敏度分析，揭示了突触和神经元招募阈值在提供产生观察到的电路行为所需的非线性相互作用方面的互补作用。这项工作介绍了一种新的方法来识别短期记忆的细胞和突触机制，并证明了电路的解剖结构如何可能掩盖其功能组织。
Although many studies have identified neural correlates of memory, relatively little is known about the circuit properties connecting single-neuron physiology to behavior. Here we developed a modeling framework to bridge this gap and identify circuit interactions capable of maintaining short-term memory. Unlike typical studies that construct a phenomenological model and test whether it reproduces select aspects of neuronal data, we directly fit the synaptic connectivity of an oculomotor memory circuit to a broad range of anatomical, electrophysiological, and behavioral data. Simultaneous fits to all data, combined with sensitivity analyses, revealed complementary roles of synaptic and neuronal-recruitment thresholds in providing the nonlinear interactions required to generate the observed circuit behavior. This work introduces a new methodology for identifying the cellular and synaptic mechanisms underlying short-term memory, and demonstrates how the anatomical structure of a circuit may belie its functional organization.
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影响因子：
5.3
作者：
Goldman, MS;Golowasch, J;Abbott, LF
通讯作者：
Abbott, LF
影响因子：
2.5
作者：
Aksay, E;Baker, R;Tank, DW
通讯作者：
Tank, DW
影响因子：
2.5
作者：
Debowy, Owen;Baker, Robert
通讯作者：
Baker, Robert
影响因子：
2.5
作者：
Major, Guy;Polsky, Alon;Tank, David W.
通讯作者：
Tank, David W.
影响因子：
5.3
作者：
Chichilnisky, EJ;Rieke, F
通讯作者：
Rieke, F