Theta-modulation drives the emergence of connectivity patterns underlying replay in a network model of place cells
Theodoni, Panagiota (Centre de Recerca Matemàtica)
Rovira, Bernat (Centre de Recerca Matemàtica)
Wang, Yingxue (Max Planck Florida Institute for Neuroscience)
Roxin, Alex (Centre de Recerca Matemàtica)

Fecha:	2018
Resumen:	Place cells of the rodent hippocampus fire action potentials when the animal traverses a particular spatial location in any environment. Therefore for any given trajectory one observes a repeatable sequence of place cell activations. When the animal is quiescent or sleeping, one can observe similar sequences of activation known as replay, which underlie the process of memory consolidation. However, it remains unclear how replay is generated. Here we show how a temporally asymmetric plasticity rule during spatial exploration gives rise to spontaneous replay in a model network by shaping the recurrent connectivity to reflect the topology of the learned environment. Crucially, the rate of this encoding is strongly modulated by ongoing rhythms. Oscillations in the theta range optimize learning by generating repeated pre-post pairings on a time-scale commensurate with the window for plasticity, while lower and higher frequencies generate learning rates which are lower by orders of magnitude.
Ayudas:	Ministerio de Economía y Competitividad BFU-2012-33413 Ministerio de Economía y Competitividad MTM-2015-71509
Derechos:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Lengua:	Anglès
Documento:	Article ; recerca ; Versió publicada
Materia:	Hippocampus ; Plasticity ; Place cells ; Theta oscillation ; Replay ; Network model ; Rat
Publicado en:	eLife, Vol. 7 (October 2018) , art. e37388, ISSN 2050-084X

DOI: 10.7554/eLife.37388
PMID: 30355442

33 p, 3.1 MB

El registro aparece en las colecciones:
Artículos > Artículos de investigación
Artículos > Artículos publicados