本研究では、グリッドセルの発火パターンの空間周期性が、2次元空間の軌跡をニューラルシーケンスコードで表現することの最も簡潔な解決策であることを数学的に証明した。
まず、軌跡をニューラルシーケンスで表現するという仮定に基づき、発火野の配置に関する4つの公理を定義した。この公理に従えば、発火野の中心は六角格子状に配置されることが示された。さらに、最小限の7つのユニットで2次元軌跡を表現できることが証明された。この7ユニットの解は2通りしかなく、それぞれが互いに鏡像の関係にある六角格子状の発火パターンを生み出す。
この結果は、グリッドセルの六角格子状の発火パターンが、2次元軌跡をニューラルシーケンスで表現するための最も簡潔な解決策であることを示している。この理論的枠組みは、これまで説明が困難だったグリッドセルの様々な実験観察結果を統一的に説明することができる。例えば、環境の変形に伴うグリッド発火パターンの変化、1次元環境でのグリッド発火パターンの断片化、報酬位置への引き寄せなどの現象が、軌跡のシーケンスコーディングの観点から理解できる。
また、複数のグリッドモジュールを組み合わせることで、より滑らかな軌跡表現が可能になることも示された。このように、本研究はグリッドセルの存在理由を明らかにし、その機能を統一的に説明する理論的枠組みを提供している。
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by R.G.,R., Asc... às www.biorxiv.org 05-30-2023
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