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Accès ouvert déclaré 2022 preprint

Nature over Nurture: Functional neuronal circuits emerge in the absence of developmental activity

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Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract During development, the complex neuronal circuitry of the brain arises from limited information contained in the genome. After the genetic code instructs the birth of neurons, the emergence of brain regions, and the formation of axon tracts, it is believed that neuronal activity plays a critical role in shaping circuits for behavior. Current AI technologies are modeled after the same principle: connections in an initial weight matrix are pruned and strengthened by activity-dependent signals until the network can sufficiently generalize a set of inputs into outputs. Here, we challenge these learning-dominated assumptions by quantifying the contribution of neuronal activity to the development of visually guided swimming behavior in larval zebrafish. Intriguingly, dark-rearing zebrafish revealed that visual experience has no effect on the emergence of the optomotor response (OMR). We then raised animals under conditions where neuronal activity was pharmacologically silenced from organogenesis onward using the sodium-channel blocker tricaine. Strikingly, after washout of the anesthetic, animals performed swim bouts and responded to visual stimuli with 75% accuracy in the OMR paradigm. After shorter periods of silenced activity OMR performance stayed above 90% accuracy, calling into question the importance and impact of classical critical periods for visual development. Detailed quantification of the emergence of functional circuit properties by brain-wide imaging experiments confirmed that neuronal circuits came ‘online’ fully tuned and without the requirement for activity-dependent plasticity. Thus, we find that complex sensory guided behaviors can be wired up by activity-independent developmental mechanisms.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Nature over Nurture: Functional neuronal circuits emerge in the absence of developmental activity
Date Crossref
24/10/2022
Éditeur
openRxiv
Type
posted-content

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Zebrafish Biomedical Research ApplicationsNeurobiology and Insect Physiology ResearchNeural dynamics and brain function

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