皮質関連の細胞メカニズム：大脳皮質の組織化原理

大脳皮質などのインテリジェントシステムの基本的な特徴は、知覚された経験の側面を世界の内部表現と自由に関連付け、未来について予測する能力です。ここでは、皮質の並外れた性能は、細胞レベルで基本的な皮質ニューロン単位である錐体細胞に組み込まれた連想メカニズムに由来するという仮説が提示されています。メカニズムは、ニューロンの反対側の極への一致の入力によって堅牢にトリガーされ、皮質の大規模および微細なアーキテクチャと絶妙に一致し、細胞内コンパートメントを標的とする抑制性ニューロンの局所的な微小循環によってしっかりと制御されます。この記事では、実験的証拠と皮質がどのように機能するかに対する影響について説明します。

A basic feature of intelligent systems such as the cerebral cortex is the ability to freely associate aspects of perceived experience with an internal representation of the world and make predictions about the future. Here, a hypothesis is presented that the extraordinary performance of the cortex derives from an associative mechanism built in at the cellular level to the basic cortical neuronal unit: the pyramidal cell. The mechanism is robustly triggered by coincident input to opposite poles of the neuron, is exquisitely matched to the large- and fine-scale architecture of the cortex, and is tightly controlled by local microcircuits of inhibitory neurons targeting subcellular compartments. This article explores the experimental evidence and the implications for how the cortex operates.