Abstract
“What does a sensory neuron in the brain know about the world” is one of the most fundamental questions in systems neurosciences. Using single cell electrophysiological recordings, neural network simulations (after having reconstructed the somatosensory cortical columns in silico) and information theory calculations, we show that the sensory information is transferred from one locus to another with high fidelity even though there is a significant amount of information loss when a single neuron converts the information it received (i.e. the information in PSPs) to the information it transmits (i.e. the information in spikes). Furthermore, different sub-circuits in the somatosensory neural network carry different but complementary information about the sensory feature space, thus could differentially contribute to the sensory processing depending on which behavior task the animal is currently engaging. Our results could potentially be used to guide the development of new prosthetic devices.
“Wat weet een sensorische neuron in het brein over de buitenwereld?” is één van de meest fundamentele vragen binnen de neurobiologie. Doormiddel van elektrofysiologische celmetingen, computersimulaties van breinnetwerken en wiskundige berekeningen tonen we aan dat neuronen in de somatosensorische cortex met hoge betrouwbaarheid informatie kunnen doorgeven van de ene naar de andere breinregio, ondanks dat er tijdens dit proces een groot deel van de sensorische informatie verloren gaat. Bovendien bevinden zich afzonderlijke sub-circuits in het breinnetwerk van de somatosensorische cortex, die elk een ander deel van de verwerking van de sensorische informatie voor hun rekening nemen en elkaar zodoende aanvullen. Afhankelijk van het gedrag dat het dier vertoont kunnen deze sub-circuits op verschillende wijzen bijdragen aan de informatieverwerking. Onze bevindingen kunnen worden toegepast om de ontwikkeling van nieuwe protheses te bevorderen.
