调制稳态ensemble动力学解释听觉皮层中音调可辨性与唤��性之间的倒U关系
神经元与认知
2025-11-05 v3
摘要
过去的研究报道了唤醒性与听觉任务性能之间的倒U关系，但其背后的神经网络机制尚不清楚。为推进这一研究，我们在被动音调呈现期间记录了行为小鼠的听觉皮层活动，同时监测瞳孔指示的唤醒性。在这些实验中，音调的神经可辨性在中等唤醒性时达到最大，揭示了倒U的神经相关性。我们使用具有簇类的放电模型来解释这种唤醒性依赖的声音处理。在该模型中，刺激可辨性在网络从多吸引子相（表现为簇间慢切换）过渡到单吸引子相（表现为均匀活动）时达到峰值（分别对应低唤醒性和高唤醒性）。这一转变也定性地捕捉了唤醒性诱导的神经变异性降低。总体而言，本研究阐明了解释唤醒性、神经可辨性和变异性之间相互作用的计算原理，并表明，皮层网络动力学制度的转变可能导致感觉处理的非线性调制。
引用
@article{arxiv.2404.03902,
title = {Modulation of metastable ensemble dynamics explains the inverted-U relationship between tone discriminability and arousal in auditory cortex},
author = {Lia Papadopoulos and Suhyun Jo and Kevin Zumwalt and Michael Wehr and Santiago Jaramillo and David A. McCormick and Luca Mazzucato},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.03902},
year = {2025}
}