Nat.Commun.速递:视皮层的内在时间尺度随选择性注意改变,并反映空间连通性

关键词:神经活动,网络模型,认知行为,感受野,多时间尺度,空间连通性


论文题目:Intrinsic timescales in the visual cortex change with selective attention and reflect spatial connectivity 论文来源:Nature Communications
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-37613-7
内在时间尺度是神经活动中内源性波动的动力学特征。整个新皮层的内在时间尺度的变化反映了皮层区域的功能专业化,但对内在时间尺度在认知任务中如何变化了解甚少。
这项最新发表于 Nature Communications 的研究测量了雄性猴子在执行空间注意任务时, V4 区内的局部尖峰活动的内在时间尺度。正在进行的尖峰活动至少在两个不同的时间尺度上展开,即快和慢。当猴子注意到感受野的位置时,慢速时间尺度增加,并与反应时间相关。通过评估几个网络模型的预测,研究发现 V4 活动的时空相关性由以下模型最有效地解释:其中多个时间尺度产生于由空间排列的连接所形成的反向相互作用,而注意对时间尺度的调节是由反向相互作用的效率增加所导致的。
研究结果表明,多个时间尺度可能来自视觉皮层的空间连接,并且由于神经元之间的动态有效相互作用而随认知状态灵活变化。

图1. 在固定和注意任务中计算V4柱中棘波活动的自相关。

图2. V4柱内正在进行的尖峰活动的两个时间尺度。

图3. 局部时间尺度与空间网络结构有关,而非整体时间尺度。
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