A Network Theory View on the Thalamo-Cortical Loop

A Network Theory View on the Thalamo-Cortical Loop

We used a network theory approach, based on the dynamic core hypothesis (DCH), to study the thalamo-cortical loop (TCL) and its subsets regarding their role in consciousness. We used the Collation of Connectivity Data on the Macaque Brain (CoCoMac) and calculated the degree distributions, transmi...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2014
Автори: Bakouie, F., Gharibzadeh, S., Towhidkhah, F.
Формат: Стаття
Мова:English
Опубліковано: Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України 2014
Назва видання:Нейрофизиология
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148309
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:A Network Theory View on the Thalamo-Cortical Loop / F. Bakouie, S. Gharibzadeh, F. Towhidkhah // Нейрофизиология. — 2014. — Т. 46, № 5. — С. 441-447. — Бібліогр.: 22 назв. — англ.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-148309
record_format dspace
spelling irk-123456789-1483092019-02-19T01:28:22Z A Network Theory View on the Thalamo-Cortical Loop Bakouie, F. Gharibzadeh, S. Towhidkhah, F. We used a network theory approach, based on the dynamic core hypothesis (DCH), to study the thalamo-cortical loop (TCL) and its subsets regarding their role in consciousness. We used the Collation of Connectivity Data on the Macaque Brain (CoCoMac) and calculated the degree distributions, transmission coefficients, connection density, clustering coefficients, path lengths, and modularity. Our results showed that the TCL and cortex exhibit exponential degree distributions, and the ratio of efferent/afferent connections in the thalamus is smaller than 1.0 This may support the notion that the connections received by the thalamus from the cortex play a key role in improving information processing in the conscious states. The average values of transmission coefficients for the cortex and TCL were found to be equal to 1.49 and 1.28, respectively. This indicates that: (i) the cortex is a system that mainly transmits information outward rather than receives it; (ii) the TCL is a cooperative system that performs this in a give-and-take manner; (iii) connections of the cortex are denser than those in the TCL, showing that the cortex might be advantageous for processing of complicated information during consciousness; (iv) both the TCL and cortex are small-world systems; (v) the scaled value of the characteristic path length in the TCL is smaller than that in the cortex, which implies a higher speed potential for information processing in the TCL than in the cortex; (vi) the scaled value of the clustering coefficient is nearly the same in the cortex and TCL, and (vii) the number of modules is 5 in the cortex and 6 in the TCL. Ми проаналізували організацію таламо-кортикальної петлі (ТКП) і її компонентів, враховуючи її роль у забезпеченні свідомості, з використанням підходу, заснованого на теорії мереж і гіпотезі динамічного ядра. Ми використали базу даних про зв’язки в мозку макака (CoCoMac), розрахували розподіли рівнів і значення коефіцієнтів передачі, щільності зв’язків, коефіцієнтів кластеризації, довжини зв’язків і модальності. Отримані результати показали, що розподіли рівнів для ТКП і кори є експоненціальними, а відношення кількостей еферентних та аферентних зв’язків у таламусі є меншим одиниці. Це підтверджує положення про те, що зв’язки, одержані корою від таламуса, відіграють ключову роль в оптимізації обробки інформації в станах наявності свідомості. Середні значення коефіцієнтів передачі для кори і ТКП дорівнювали 1.49 і 1.28 відповідно. Згідно з цим, по-перше, кора є системою, котра в більшій мірі передає інформацію, ніж отримує її; по-друге, ТКП є кооперативною системою, яка виконує це в модусі „дай-та-бери”; по-третє, зв’язки в корі є щільнішими, ніж у ТКП, що свідчить про провідну роль кори в обробці складної інформації в стані свідомості; по-четверте, і ТКП, і кора є small-worldсистемами; по-п’яте, скалярне значення довжини зв’язків у ТКП є меншим, ніж у корі, що вказує на потенційно більш високу швидкість обробки інформації в ТКП, ніж у корі; пошосте, скалярні значення коефіцієнта кластеризації в ТКП і корі є приблизно однаковими, і, по-сьоме, кількості модулів у корі і ТКП відповідають п’яти і шести. 2014 Article A Network Theory View on the Thalamo-Cortical Loop / F. Bakouie, S. Gharibzadeh, F. Towhidkhah // Нейрофизиология. — 2014. — Т. 46, № 5. — С. 441-447. — Бібліогр.: 22 назв. — англ. 0028-2561 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148309 519.711+612.826 en Нейрофизиология Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language English
description We used a network theory approach, based on the dynamic core hypothesis (DCH), to study the thalamo-cortical loop (TCL) and its subsets regarding their role in consciousness. We used the Collation of Connectivity Data on the Macaque Brain (CoCoMac) and calculated the degree distributions, transmission coefficients, connection density, clustering coefficients, path lengths, and modularity. Our results showed that the TCL and cortex exhibit exponential degree distributions, and the ratio of efferent/afferent connections in the thalamus is smaller than 1.0 This may support the notion that the connections received by the thalamus from the cortex play a key role in improving information processing in the conscious states. The average values of transmission coefficients for the cortex and TCL were found to be equal to 1.49 and 1.28, respectively. This indicates that: (i) the cortex is a system that mainly transmits information outward rather than receives it; (ii) the TCL is a cooperative system that performs this in a give-and-take manner; (iii) connections of the cortex are denser than those in the TCL, showing that the cortex might be advantageous for processing of complicated information during consciousness; (iv) both the TCL and cortex are small-world systems; (v) the scaled value of the characteristic path length in the TCL is smaller than that in the cortex, which implies a higher speed potential for information processing in the TCL than in the cortex; (vi) the scaled value of the clustering coefficient is nearly the same in the cortex and TCL, and (vii) the number of modules is 5 in the cortex and 6 in the TCL.
format Article
author Bakouie, F.
Gharibzadeh, S.
Towhidkhah, F.
spellingShingle Bakouie, F.
Gharibzadeh, S.
Towhidkhah, F.
A Network Theory View on the Thalamo-Cortical Loop
Нейрофизиология
author_facet Bakouie, F.
Gharibzadeh, S.
Towhidkhah, F.
author_sort Bakouie, F.
title A Network Theory View on the Thalamo-Cortical Loop
title_short A Network Theory View on the Thalamo-Cortical Loop
title_full A Network Theory View on the Thalamo-Cortical Loop
title_fullStr A Network Theory View on the Thalamo-Cortical Loop
title_full_unstemmed A Network Theory View on the Thalamo-Cortical Loop
title_sort network theory view on the thalamo-cortical loop
publisher Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України
publishDate 2014
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148309
citation_txt A Network Theory View on the Thalamo-Cortical Loop / F. Bakouie, S. Gharibzadeh, F. Towhidkhah // Нейрофизиология. — 2014. — Т. 46, № 5. — С. 441-447. — Бібліогр.: 22 назв. — англ.
series Нейрофизиология
work_keys_str_mv AT bakouief anetworktheoryviewonthethalamocorticalloop
AT gharibzadehs anetworktheoryviewonthethalamocorticalloop
AT towhidkhahf anetworktheoryviewonthethalamocorticalloop
AT bakouief networktheoryviewonthethalamocorticalloop
AT gharibzadehs networktheoryviewonthethalamocorticalloop
AT towhidkhahf networktheoryviewonthethalamocorticalloop
first_indexed 2023-05-20T17:30:00Z
last_indexed 2023-05-20T17:30:00Z
_version_ 1796153442556706816

Схожі ресурси