Armazenamento e recuperação do hipocampo de representações neocorticais do “O que”–“Onde”

Resumo Uma questão chave para entender a função do hipocampo na memória é como a informação é recuperada do hipocampo para o neocórtex. Isso foi investigado em um modelo de rede neuronal do sistema hipocampal no qual os vetores de taxa de disparo neuronal do “O que” e “Onde” foram aplicados a módulos neocorticais separados, que então ativaram os módulos do córtex entorrinal “O que” e “Onde”, depois o giro dentado, depois CA3, depois CA1, depois o córtex entorrinal e então as retroprojeções para o neocórtex. Um modelo de taxa mostrou que todo o sistema poderia ser treinado para recuperar “Onde” no neocórtex a partir de “O que” aplicado como um sinal de recuperação ao neocórtex e poderia, em princípio, ser treinado até a capacidade teórica determinada em grande parte pelo número de sinapses em qualquer um neurônio dividido pela escassez da representação. Os pesos sinápticos treinados foram então importados para uma simulação de integrar e disparar da mesma arquitetura, que mostrou que o tempo desde a apresentação de um sinal de recuperação a um módulo do neocórtex para recuperar toda a memória no neocórtex é de aproximadamente 100 ms. Esse tempo é suficientemente rápido para que as sinapses de retroprojeção sejam treinadas nas ainda ativas neurônios neocorticais durante o armazenamento da memória episódica, e isso é necessário para que a recuperação funcione corretamente para o neocórtex. Essas simulações também mostraram que o longo loop neocórtex–hipocampo–neocórtex que opera continuamente no tempo pode contribuir para a recuperação completa no neocórtex; mas que esse feedback positivo de longo loop torna todo o sistema dinâmico inerentemente suscetível a um aumento patológico na atividade neuronal. Fatores importantes que contribuíram para a estabilidade incluíram maior inibição em CA3 e CA1 para manter as taxas de disparo baixas; e adaptação temporal do disparo neuronal e das sinapses ativas, que são propostas para fazer uma contribuição importante para estabilizar a excitação descontrolada em circuitos corticais no cérebro.