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Distributed coding of choice, action and engagement across the mouse brain

机译：分布在整个小鼠大脑上的选择，动作和参与度编码

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摘要

Vision, choice, action and behavioural engagement arise from neuronal activity that may be distributed across brain regions. Here we delineate the spatial distribution of neurons underlying these processes. We used Neuropixels probes(1,2) to record from approximately 30,000 neurons in 42 brain regions of mice performing a visual discrimination task(3). Neurons in nearly all regions responded non-specifically when the mouse initiated an action. By contrast, neurons encoding visual stimuli and upcoming choices occupied restricted regions in the neocortex, basal ganglia and midbrain. Choice signals were rare and emerged with indistinguishable timing across regions. Midbrain neurons were activated before contralateral choices and were suppressed before ipsilateral choices, whereas forebrain neurons could prefer either side. Brain-wide pre-stimulus activity predicted engagement in individual trials and in the overall task, with enhanced subcortical but suppressed neocortical activity during engagement. These results reveal organizing principles for the distribution of neurons encoding behaviourally relevant variables across the mouse brain.
机译：视觉，选择，行动和行为参与来自可能分布在大脑区域的神经元活动。在这里，我们描述了这些过程背后的神经元的空间分布。我们使用Neuropixels探针（1,2）记录了执行视觉识别任务的小鼠42个大脑区域中约30,000个神经元（3）。当鼠标启动动作时，几乎所有区域的神经元都会发生非特异性反应。相比之下，编码视觉刺激和即将发生的选择的神经元占据了新皮层，基底神经节和中脑的受限区域。选择信号很少，并且出现的时间跨区域不明显。中脑神经元在对侧选择之前被激活，而在同侧选择之前被抑制，而前脑神经元可能更喜欢任一侧。全脑的刺激前活动可预测参与单个试验和整个任务的过程，参与过程中皮层下皮层活动增强，但新皮层活动受到抑制。这些结果揭示了在小鼠大脑中编码行为相关变量的神经元分布的组织原理。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2019年第7786期|266-273|共8页
  • 作者

    Steinmetz Nicholas A.; Zatka-Haas Peter; Carandini Matteo; Harris Kenneth D.;

  • 作者单位

    UCL Inst Ophthalmol London England|Univ Washington Dept Biol Struct Seattle WA 98195 USA;

    UCL Inst Neurol London England;

    UCL Inst Ophthalmol London England;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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