Neural coding with spikes and bursts: characterizing neurons and networks with noisy input

De hersenen verwerken voortdurend informatie uit hun omgeving. Fleur Zeldenrust onderzocht op het niveau van hersencellen (neuronen) hoe deze informatieverwerking plaatsvindt, ofwel wat de ‘neurale code’ is. Dit onderzocht ze met zowel experimentele waarnemingen als theoretische modellen. Zeldenrust richtte zich op twee hersengebieden: de hippocampus (betrokken bij leren en geheugen) en de thalamus (het belangrijkste schakelstation naar de cortex). Uit haar onderzoek blijkt dat de neurale code in de hippocampus verandert door de remmende input van naburige cellen (inhibitie). Het effect van de inhibitie wordt sterk bepaald door de manier waarop het neuronale circuit anatomisch is georganiseerd: feedback-inhibitie, waarbij de remmende cellen geactiveerd worden door de neuronen die zij zelf inhiberen, is effectiever in het veranderen van de code. Daar staat tegenover dat feedforward-inhibitie, waarbij de remmende cellen externe informatie ontvangen, zorgt voor een veelzijdiger code. In de thalamus kunnen verschillende eigenschappen van de neurale code veranderen afhankelijk van het gemiddelde van de input die een neuron krijgt. Zeldenrust concludeert dat de fysieke eigenschappen van neuronen en hun omgeving de neurale code kunnen beïnvloeden.