Odor representations in olfactory cortex: "sparse" coding, global inhibition, and oscillations.
Odor representations in olfactory cortex: "sparse" coding, global inhibition, and oscillations.
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DOI：
10.1016/j.neuron.2009.05.022
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发表时间：
2009-06-25
期刊：
影响因子：
16.2
通讯作者：
Isaacson, Jeffry S.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Poo, Cindy;Isaacson, Jeffry S.
感觉刺激的中枢表征的皮层回路的特性知之甚少。在这里，我们使用体内细胞附着和全细胞电压钳记录来揭示兴奋性和抑制性突触输入如何控制大鼠初级嗅觉（梨状）皮质中的气味表征。我们发现，气味引起的尖峰活动是稀疏的整个皮质人口。我们发现，不平衡的突触兴奋和抑制的基础稀疏活动：抑制是广泛的和广泛的调谐，而兴奋是不太常见和气味特异性。"全局"抑制可以解释为局部中间神经元接受无处不在的和非选择性的气味诱发的兴奋。在时间域中，当呼吸对嗅觉皮层反应施加缓慢的节奏时，气味引起突触活动的快速（15 - 30 Hz）振荡。振荡激发先于抑制，产生短暂的时间窗口，用于精确和时间稀疏的尖峰输出。总之，我们的研究结果表明，全球抑制和振荡是主要的突触机制，形成嗅觉皮层的气味表示。
The properties of cortical circuits underlying central representations of sensory stimuli are poorly understood. Here we use in vivo cell-attached and whole-cell voltage clamp recordings to reveal how excitatory and inhibitory synaptic input govern odor representations in rat primary olfactory (piriform) cortex. We show that odors evoke spiking activity that is sparse across the cortical population. We find that unbalanced synaptic excitation and inhibition underlies sparse activity: inhibition is widespread and broadly tuned, while excitation is less common and odor-specific. “Global” inhibition can be explained by local interneurons that receive ubiquitous and nonselective odor-evoked excitation. In the temporal domain, while respiration imposes a slow rhythm to olfactory cortical responses, odors evoke fast (15–30 Hz) oscillations in synaptic activity. Oscillatory excitation precedes inhibition, generating brief time windows for precise and temporally sparse spike output. Together, our results reveal that global inhibition and oscillations are major synaptic mechanisms shaping odor representations in olfactory cortex.
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