皮层状态对早期视觉皮层中神经元响应变化的贡献:一种系统识别方法

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 计算神经科学是一种神经科学.
• 视觉处理 视觉处理

背景情况:

• 早期视觉皮层的神经元对重复刺激表现出不一致的反应,通常归因于随机噪音.
• 这种试验对试验的反应变化可能源于非感官因素,特别是波动的皮质状态.

研究的目的:

• 调查皮层状态在早期视觉皮层中神经元响应变化的作用.
• 开发和验证一个计算模型,区分刺激驱动的活动与皮质状态驱动的响应变化.

主要方法:

• 在猫视觉区域17和18记录了神经元尖端活动,局部场势 (LFP) 和多单元活动 (MUA).
• 使用变化率 (VR) 和使用全球波动指数 (GFI) 和同步指数 (SI) 的皮质状态量化的响应变化.
• 开发了一种紧的卷积神经网络,具有并行通路,用于模拟刺激驱动和皮质状态驱动的反应,适应参数来预测神经元活动.

主要成果:

• 单个神经元表现出显著的试验对试验反应变化,与皮质状态指标的相关性不同程度.
• 拟议的模型,包括皮层状态信息,显著提高了神经元反应和受感场估计的预测准确度.
• 响应变异性较高的神经元从皮质状态驱动的途径中获得了更大的好处.

结论:

• 皮层状态波动显著促进神经元响应在早期视觉皮层的变化.
• 考虑皮层状态动态可以提高神经反应系统识别模型的准确性.
• 个体神经元在响应的可变性及其依赖于皮质状态指标方面有所不同.