Human Brain Project revela os coros neurais que emergem em multi

Para que possamos transformar informações sensoriais em memórias, as redes de neurônios interconectados em nossos cérebros precisam trabalhar juntas e em conjunto. Os pesquisadores do Human Brain Project (HBP) decidiram compreender melhor a dinâmica de tais redes. Para este fim, eles observaram de perto as relações entre neurônios individuais e populações de neurônios em múltiplas regiões do cérebro de ratos, especificamente, nas áreas corticais e no hipocampo.

Para examinar a dinâmica da rede, a equipe registrou a atividade da região CA1 do hipocampo e dos córtices somatossensorial, visual e perirrinal enquanto os animais realizavam uma tarefa comportamental em um labirinto. Eles foram capazes de quantificar o acoplamento de neurônios individuais aos padrões de disparo da população e caracterizar as relações de pico dentro e entre essas áreas. Os pesquisadores, da Universidade de Amsterdã e de outras instituições, fizeram uma série de análises sobre o acoplamento de neurônios dentro de cada área. área e entre conjuntos distintos de áreas. Com isso, eles investigaram como os padrões de picos de neurônios únicos se correlacionam com a atividade de disparo da população dentro e entre essas áreas corticais e do hipocampo.

Entre as suas principais descobertas, observaram que o acoplamento de neurónios únicos à sua população local era proeminente em todas as quatro áreas investigadas, e isto era mais forte na área CA1 do hipocampo.

Ao mesmo tempo, o acoplamento entre áreas mostrou perfis mais variáveis ​​do que o acoplamento dentro da área e células tipo hub foram encontradas em todas as áreas. Células “hub” ou “broadcasting” são neurônios que estão significativamente acoplados a mais de uma área. Por outras palavras, não se envolvem apenas localmente, mas também estão envolvidos no processamento de informação com populações distantes.

Por último, os níveis de acoplamento foram analisados ​​em diferentes contextos, tais como funções celulares em representações espaciais e diferentes estados comportamentais, mostrando como o acoplamento populacional pode ser uma medida promissora da dinâmica de redes em todo o cérebro.

“A partir da cacofonia da ativação neural, é incrível ver coros de neurônios emergirem por todo o cérebro. O que eles estão cantando nós apenas começamos a desvendar”, diz Reinder Dorman, pesquisador do Grupo de Neurociência Cognitiva e de Sistemas da Universidade de Amsterdã e primeiro autor do artigo.

Os resultados foram publicados no Cerebral Cortex.Text por Helen MendesAcoplamento baseado em picos entre neurônios individuais e populações através de córtices sensoriais de ratos, córtex perirrinal e hipocampo

Reinder Dorman, Jeroen J. Bos, Martin A. Vinck, Pietro Marchesi, Julien Fiorilli, Jeanette AM Lorteije, Ingrid Reiten, Jan G. Bjaalie, Michael Okun, Cyriel MA Pennartz.

https://doi.org/10.1093/cercor/bhad111