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Modelo de memoria de trabajo
(visual) con inhibición global
Brunel & Wang, J. Computational Neurosci 11: 63-85, 2001
La arquitectura:
Amit DJ, Brunel N (1997) Cerebral Cortex 7:237–252.
Las corrientes:
Wang XJ (1999) J. Neurosci. 19:9587–9603.
La arquitectura:
“coding rate”: f=0.1
red totalmente conectada, C=N
otras areas: ruido externo, Poisson
La fracción de neuronas excitadoras
que codifican un estímulo
P selective populatios with f Ne cells.
(1-f P) Ne nonselective cells.
1 población inhibidora: ve la excitación global
Las neuronas:
Las corrientes:
Poniendo estas corrientes en la ecuación para V:
Los filtros sinápticos
AMPA
NMDA
GABA A
Los pesos sinápticos
entre poblaciones selectivas
dentro de una población selectiva
el resto está en el “baseline”
se quiere que cambios en la eficacia sináptica dentro de una población
selectiva no afecten a la actividad espontanea.
Para ello hay que cambiar también los acoplamientos entre poblaciones
selectivas a estímulos diferentes, en modo tal que la eficiencia sináptica
media en la población excitadora total no se altere.
actividad espontánea
actividad espontánea
Selective
persistent activity
in a match-tosample simulation
Inh
NonSel
Sel
others
SEL
Nonselective
signal, reward?
Brunel & Wang, J. Computational Neurosci 11: 63-85, 2001
Exc current needed to reach threshold
La inhibición es dominante
durante el “tiempo de espera”
Strong recurrent excitation in the selective population
Note the recurrent current ratios NMDA/AMPA
Resultados de la simulación
El código reproduce los resultados de Brunel & Wang, J of Computational
Neuroscience 11: 63-85, 2001. Nos referimos a este artículo como: BW01
El ruido externo se ha generado mediante trenes Poisson independientes
para cada neurona de la red recurrente. Cada tren tiene un rate de 3 Hz, de
modo que el rate del tren total que ve cada neurona es de 2400 Hz.
Las unidades de las conductancias están dadas en microSiemens.
En este código NO están en unidades de g_leak
Rastergram: delayed match-to-sample task
INH
(200- P1)
células
(toda la red)
nonSel
(400- P7)
Sel (400)
(P2 a 6)
estímulo preferido
(80 - P2)
Prologo=
1 seg
T_sample =
2 segs, y dura 0.5 seg
Delay =
desde T=2,5 s a T=6,5 s
Match =
6,5 s y dura 0.5 s
I de inactivación: t_match + 0,1 s = 6.6 s
Fin del match
t_match + 0.5 s = 7 s
Fin simulacion: t_last=duration=8 s
tiempo (ms)
Corrientes medias (simulación)
Ver el fichero: output-dynamics.dat
Spontaneous Activity Currents:
AMPA (ext):
-0.507290
AMPA (rec): -0.024916
NMDA (rec): -0.245231
GABA (rec):
0.370502
Total (rec):
0.100355
Total Current : -0.406935
Delay Activity Currents:
Delay Activity Currents:
Preferred Stimulus:
(Stimulated cells)
AMPA (ext):
-0.520687
AMPA (rec):
-0.078095
NMDA (rec): -0.483318
GABA (rec):
0.543231
Total(rec):
-0.018182
Total Current : -0.538869
Nonpreferred Stimulus
(Non Stimulated cells)
AMPA (ext):
-0.530095
AMPA (rec): -0.049452
NMDA (rec): -0.352351
GABA (rec):
0.511035
Total(rec):
0.109232
Total Current : -0.420863
BW01
Distribución de ISI’s y de CV’s
Actividad espontanea
Actividad persistente
¡Recordar que hay ruido externo!
Traza e histograma del rate de toda la red
Habría que discriminarlo según la población
Habría que discriminarlo según
el periodo del experimento y la
población
Prologo=
1 seg
T_sample =
2 segs, y dura 0.5 seg
Delay =
desde T=2,5 s a T=6,5 s
Match =
6,5 s y dura 0.5 s
I de inactivación: t_match + 0,1 s = 6.6 s
Fin del match
t_match + 0.5 s = 7 s
Fin simulacion: t_last=duration=8 s
Teoría de campo medio aplicada a esta red
Población excitadora
Población inhibidora
Brunel & Wang, J. Computational Neurosci 11: 63-85, 2001
Predicción de los rates con campo medio
firing rates in the stable states of the network versus w+, measuring the structured potentiation of
the recurrent excitatory connectivity: spontaneous activity and persistent memory activity.
Unstable states are shown with dashed line.
Filled circles: simulation results (2500 neurons);
lines: analytical results from the mean-field equations
fin