Emergence of spatiotemporal invariance in large neuronal ensembles in rat barrel cortex.
Emergence of spatiotemporal invariance in large neuronal ensembles in rat barrel cortex.
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DOI：
10.3389/fncir.2015.00034
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发表时间：
2015
影响因子：
3.5
通讯作者：
Frostig RD
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jacobs NS;Chen-Bee CH;Frostig RD
不变感觉编码是对某些感觉信息的鲁棒编码（例如，刺激类型）而不管其它感觉参数（例如，刺激强度）。大量神经元（集合体）对不变感觉编码的贡献还不清楚，但在单细胞感受野中可以提供明显的优势。为了测试不变的感觉编码诱发的神经元合奏单须刺激早在初级感觉皮层，我们记录了详细的时空电影诱发合奏活动，通过大鼠桶皮层的深度，使用微电极阵列。我们发现，胡须诱发的整体活动的一个新特性，即其时空分布，在刺激幅度的主要变化（高达>200倍）中显着不变。这种基于集合的不变性被发现为单一的胡须刺激，以及由整个胡须阵列的更自然的刺激引起的活动的集成配置文件。此外，整合的档案的胡须阵列诱发合奏活动和它的不变性刺激幅度股惊人的相似之处，以“漏斗”的触觉感知在人类。因此，我们认为，合奏为基础的不变性可以提供一个强大的神经生物学基板不变的感觉编码和整合在初级感觉皮层皮层感觉处理的早期阶段。
Invariant sensory coding is the robust coding of some sensory information (e.g., stimulus type) despite major changes in other sensory parameters (e.g., stimulus strength). The contribution of large populations of neurons (ensembles) to invariant sensory coding is not well understood, but could offer distinct advantages over invariance in single cell receptive fields. To test invariant sensory coding in neuronal ensembles evoked by single whisker stimulation as early as primary sensory cortex, we recorded detailed spatiotemporal movies of evoked ensemble activity through the depth of rat barrel cortex using microelectrode arrays. We found that an emergent property of whisker evoked ensemble activity, its spatiotemporal profile, was notably invariant across major changes in stimulus amplitude (up to >200-fold). Such ensemble-based invariance was found for single whisker stimulation as well as for the integrated profile of activity evoked by the more naturalistic stimulation of the entire whisker array. Further, the integrated profile of whisker array evoked ensemble activity and its invariance to stimulus amplitude shares striking similarities to “funneled” tactile perception in humans. We therefore suggest that ensemble-based invariance could provide a robust neurobiological substrate for invariant sensory coding and integration at an early stage of cortical sensory processing already in primary sensory cortex.
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细胞外田地和电流的起源-EEG，ECOG，LFP和尖峰。
DOI：
10.1038/nrn3241
发表时间：
2012-05-18
期刊：
Nature reviews. Neuroscience
影响因子：
--
作者：
Buzsáki G;Anastassiou CA;Koch C
通讯作者：
Koch C
影响因子：
5.3
作者：
Katz, Yonatan;Heiss, Jaime E.;Lampl, Ilan
通讯作者：
Lampl, Ilan
影响因子：
16.2
作者：
Ferezou, Isabelle;Haiss, Florent;Petersen, Carl C. H.
通讯作者：
Petersen, Carl C. H.
影响因子：
3.7
作者：
Bakin, JS;Kwon, MC;Frostig, RD
通讯作者：
Frostig, RD
影响因子：
56.9
作者：
Anderson, JS;Lampl, I;Ferster, D
通讯作者：
Ferster, D