Intrinsische Zeitskalen im visuellen Kortex ändern sich mit selektiver Aufmerksamkeit und spiegeln die räumliche Konnektivität wider

Intrinsische Zeitskalen charakterisieren die Dynamik endogener Schwankungen in der neuronalen Aktivität. Die Variation der intrinsischen Zeitskalen im Neokortex spiegelt die funktionale Spezialisierung der kortikalen Bereiche wider, aber es ist weniger bekannt, wie sich die intrinsischen Zeitskalen während kognitiver Aufgaben verändern. Wir maßen die intrinsischen Zeitskalen der lokalen Spike-Aktivität innerhalb der Säulen des Bereichs V4 bei männlichen Affen, die räumliche Aufmerksamkeitsaufgaben ausführten. Die laufende Spike-Aktivität entfaltete sich über mindestens zwei verschiedene Zeitskalen, schnell und langsam. Die langsame Zeitskala stieg an, als die Affen auf die Position der rezeptiven Felder achteten und korrelierte mit den Reaktionszeiten. Durch die Bewertung der Vorhersagen mehrerer Netzwerkmodelle fanden wir heraus, dass die spatiotemporalen Korrelationen der V4-Aktivität am besten durch das Modell erklärt werden konnten, in dem mehrere Zeitskalen aus rekurrenten Interaktionen entstehen, die durch räumlich angeordnete Konnektivität geformt werden, und die Aufmerksamkeitsmodulation der Zeitskalen aus einer Erhöhung der Effizienz rekurrenter Interaktionen resultiert. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass mehrere Zeitskalen aus der räumlichen Konnektivität im visuellen Kortex entstehen und sich flexibel mit dem kognitiven Zustand ändern können, aufgrund dynamischer effektiver Interaktionen zwischen Neuronen.