What makes human cortical pyramidal neurons functionally complex

What makes human cortical pyramidal neurons functionally complex | bioRxiv (2024)

樹状突起(Dendrite)も含めた細胞のI/O関数の複雑さをDNNで評価

Naa_tsure.iconただし、今回は隠れ層の数は３層に固定し、その予測の正確さでi/o関数の複雑さを評価した

Naa_tsure.iconspikeの有無を決定する閾値を変化させた時の予測精度の変化を図り、完全にランダムな場合との差分(AUC)を利用した新しい評価指標

齧歯類(rodent)ではlayer 5がlayer 2/3の錐体細胞(Pyramidal cell)よりも複雑だったが、ヒト(human)ではこの関係が逆転していた。

重要なのは細胞の形とNMDA受容体による非線形性

細胞の形に関しては、樹状突起の表面積とApical trunkから分岐した枝の長さが特にi/o関数の難しさに効いていた。

Naa_tsure.icon表面積が増えると亜線形(sublinear)加算に使えるとかありそう

NMDAに関しては、ラットと比べてヒトのNMDA受容体は非線形性が強かった

入力が小さい状況では亜線形(sublinear)加算、大きい場合は超線形(supralinear)加算という関係が露骨に現れていた。