The Hippocampus code : a computational study of the structure and function of the hippocampus

Welcome to the UPF Digital Repository

Rennó Costa, César. The Hippocampus code : a computational study of the structure and function of the hippocampus. 2012
http://hdl.handle.net/10230/19807
dc.contributor.author Rennó Costa, César
dc.contributor.other Verschure, Paul F. M. J.
dc.contributor.other Universitat Pompeu Fabra. Departament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions
dc.date.accessioned 2013-07-12T01:51:28Z
dc.date.available 2013-07-12T01:51:28Z
dc.date.issued 2012-09-17
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10230/19807
dc.description.abstract Actualment, no hi ha consens científic respecte a la informaciórepresentada en la activitat de les célules del hipocamp. D'una banda,experiments amb humans sostenen una visión de la funció de l'hipocampcom a un sistema per l'emmagatzematge de memóries episódiques, mentreque la recerca amb rodents enfatitza una visió com a sistema cognitiuespacial. Tot i que existeix abundant evidència experimental queindica una possible sobreposició d'ambdues teories, aquestadissociació també es manté en part en base a dades fisiològiquesaparentment incompatibles. Aquesta tèsi poposa que l'hippocamp té unrol funcional que s'hauría d'analitzar en termes de la seva estructurai funció, enlloc de mitjança estudis correlació entre activitatneuronal i comportament. La identificació d'un codi a l'hipocamp, es adir, el conjunt de principis computacionals que conformen lestransformacions d'entrada i sortida de l'activitat neuronal, hauría deproporcionar un explicació unificada de la seva funció. En aquestatèsi presentem un model teòric que descriu quantitativament i queinterpreta la selectivitat de certes regions de l'hipocamp en funcióde variables espaials i no-espaials, tal i com observada enexperiments amb rates. Aquest resultat suggereix que multiplesaspectes de la memòria expressada en humans i rodents deriven d'unsmateixos principis. Per aquest motius, proposem nous principis per lamemòria, l'auto-completat de patrons i plasticitat. A més, mitjançantaplicacions robòtiques, creem d'un nexe causal entre el circuit neurali el comportament amb el que demostrem la naturalesa conjuntiva de laselectivitat neuronal observada en el hipocamp es necessària per lasolució de problemes pràctics comuns, com per example la cercad'aliments. Tot plegat, aquests resultats avancen en l'idea general deque el codi de l'hipocamp es genèric i aplicable als diversos tipus dememòries estudiades en la literatura.
dc.description.abstract There is no consensual understanding on what the activity of the hippocampus neurons represents. While experiments with humans foster a dominant view of an episodic memory system, experiments with rodents promote its role as a spatial cognitive system. Although there is abundant evidence pointing to an overlap between these two theories, the dissociation is sustained by conflicting physiological data. This thesis proposes that the functional role of the hippocampus should be analyzed in terms of its structure and function rather than by the correlation of neuronal activity and behavioral performance. The identification of the hippocampus code, i.e. the set of computational principles underlying the input-output transformations of neural activity, might ultimately provide a unifying understanding of its role. In this thesis we present a theoretical model that quantitatively describes and interprets the selectivity of regions of the hippocampus to spatial and non-spatial variables observed in experiments with rats. The results suggest that the multiple aspects of memory expressed in human and rodent data are derived form similar principles. This approach suggests new principles for memory, pattern completion and plasticity. In addition, by creating a causal tie between the neural circuitry and behavior through a robotic control framework we show that the conjunctive nature of neural selectivity observed in the hippocampus is needed for effective problem solving in real-world tasks such as foraging. Altogether, these results advance the concept that the hippocampal code is generic to the different aspects of memory highlighted in the literature.
dc.format.mimetype 169 p.
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso eng
dc.publisher Universitat Pompeu Fabra
dc.rights info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
dc.title The Hippocampus code : a computational study of the structure and function of the hippocampus
dc.date.modified 2013-07-10T11:42:21Z
dc.subject.keyword Hipocamp
dc.subject.keyword Cèl.lules de lloc
dc.subject.keyword La navegació autònoma del robot
dc.subject.keyword Neurociència computacional
dc.subject.keyword Hippocampus
dc.subject.keyword Place cells
dc.subject.keyword Autonomous robot navigation
dc.subject.keyword Computational neuroscience
dc.subject.keyword 62

See full text
http://hdl.handle.net/10803/94196

Search


Advanced Search

Browse

My Account

Statistics