A formalization of the computational impact of intrinsic plasticity
Résumé
La plasticité synaptique dépendante de l'activité est classiquement considérée comme le substrat cellulaire de l'apprentissage et de la mémorisation. Cependant, il est expérimentalement avéré que les propriétés membranaires des neurones sont également modifiées par l'activité. L'impact fonctionnel de cette plasticité intrinsèque reste largement inconnu. Récemment, Paz et al. (soumis) ont montré in vivo que le seuil et le gain de la relation intensité-fréquence (I-f) des neurones pyramidaux du cortex de rat sont modifiés par l'activité, probablement via la régulation plastique de conductances ioniques non synaptiques. Cependant, l'effet de la plasticité intrinsèque sur la fonction de transfert des neurones reste encore inexpliqué en terme de mécanismes. Nous montrons ici au travers de simulations de type Hodgkin-Huxley que l'impact computationnel de la plasticité de conductances infra- ou supraliminaires (s'activant en dessous ou au-dessus du seuil du potentiel d'action) diffère radicalement. En effet, ces formes de plasticité affectent respectivement le seuil et le gain de la relation I-f des neurones et s'appliquent é la vaste majorité des conductances sodium, calcium et potassium. Nous décrivons analytiquement comment la relation I-f dépend explicitement des paramétres biophysiques de la conductance plastique, et démontrons que les modifications plastiques dues à différentes conductances se somment linéairement. Ensemble, ces résultats montrent que la plasticité intrinsèque permet au neurone de sélectionner indépendamment la distribution de ses entrées et la réponse à celles-ci. Nos résultats analytiques permettent de tester directement l'impact fonctionnel probablement crucial de ces effets à l'échelle des réseaux de neurones.
Origine : Accord explicite pour ce dépôt
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