Functional connectomics reveals general wiring rule in mouse visual cortex
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Le résumé fourni par la source
; however, broader connectivity rules remain unknown. Here we leverage the millimetre-scale MICrONS dataset to analyse synaptic connectivity and functional properties of neurons across cortical layers and areas. Our results reveal that neurons with similar response properties are preferentially connected within and across layers and areas-including feedback connections-supporting the universality of 'like-to-like' connectivity across the visual hierarchy. Using a validated digital twin model, we separated neuronal tuning into feature (what neurons respond to) and spatial (receptive field location) components. We found that only the feature component predicts fine-scale synaptic connections beyond what could be explained by the proximity of axons and dendrites. We also discovered a higher-order rule whereby postsynaptic neuron cohorts downstream of presynaptic cells show greater functional similarity than predicted by a pairwise like-to-like rule. Recurrent neural networks trained on a simple classification task develop connectivity patterns that mirror both pairwise and higher-order rules, with magnitudes similar to those in MICrONS data. Ablation studies in these recurrent neural networks reveal that disrupting like-to-like connections impairs performance more than disrupting random connections. These findings suggest that these connectivity principles may have a functional role in sensory processing and learning, highlighting shared principles between biological and artificial systems.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Functional connectomics reveals general wiring rule in mouse visual cortex
- Date Crossref
- 09/04/2025
- Éditeur
- Springer Science and Business Media LLC
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Baylor College of Medicine Center for Neuroscience and Artificial Intelligence and Department of Neuroscience pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Neurosciences Institute pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
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Stanford University Department of Ophthalmology and Byers Eye Institute pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Rice University Department of Electrical and Computer Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Creighton University Department of Mathematics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Salk Institute for Biological Studies pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
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Princeton University Electrical and Computer Engineering Department pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Allen Institute for Brain Science pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Allen Institute pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
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Massachusetts Institute of Technology Brain and Cognitive Sciences Department pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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DataJoint NEURO (United States) pays non établi dans la noticeEntreprise
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University of Crete pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Center for Neuroscience and Artificial Intelligence and Department of Neuroscience — Baylor College of Medicine, Neurosciences Institute et Department of Ophthalmology and Byers Eye Institute — Stanford University, avec 9 autres affiliations.
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