Нейроны области представительства вибрисс соматосенсорной коры грызунов проявляют
селективность по отношению к параметрам стимуляции вибрисс (амплитуда, скорость, ускорение). Ряд
исследований указывает также на наличие селективности к направлениям стимуляции. Однако до сих пор
нет однозначного ответа на вопрос, как организована такая селективность в различных слоях коры, и как
она меняется в процессе развития. В рамках данного исследования была проведена серия экспериментов
на крысах линии Вистар возраста 30-37 дней. Локальные полевые потенциалы и множественные
потенциалы действия регистрировалась с помощью 32-канальной пробы, позволяющей проводить
последующую кластеризацию потенциалов действия отдельных нейронов. Протокол стимуляции вибрисс
включал последовательности 1-секундных стимулов со случайными направлениями отклонения и высоким
угловым разрешением (до 1 градуса). Анализ сенсорного ответа проводился по отношению к фронту и
спаду каждого стимула. Мы обнаружили, что активация некоторых нейронов слоя L5 бочонковой области
соматосенсорной коры в большей степени происходит при отклонении вибриссы в определенном
направлении и в ответ на спад стимула противоположного направления. Кроме того, селективность
некоторых нейронов выражена в виде увеличения латентного периода по мере удаления от “главного”
направления стимуляции. Для апробации селективности была построена модель предсказания
направления отклонения вибриссы по соответствующей последовательности кластеров, которая достигала
коэффициента корреляции в 0.9 при перекрестной проверке. Таким образом, выбранная методика
позволяет исследовать эффекты сенсорного кодирования на уровне отдельных нейронов.
Работа поддержана грантом РФФИ 17-04-02083

Neurons in the rodent barrel cortex demonstrate selectivity to the stimulation parameters (such as amplitude,
velocity and acceleration). Some researchers indicate also the presence of a direction selectivity, but a complete
structure of that phenomenon remains largely unknown. In particular, it is not known how direction selectivity is
organized in different layers of the barrel cortex, and how it changes during development. We performed series of
experiments on P30-37 Wistar rats using 32-channel probe allowing subsequent spike sorting procedures. The
protocol of stimulation included 1-second stimuli with random direction and high angular resolution (up to 1
degree). The analysis of the sensory responses was carried out with respect to the rise and the fall of each
stimulus. We found that the activation of some neurons in the L5 of the barrel cortex occurs with higher probability
after whisker deflection in a certain direction and in response to the fall of the stimulus of the opposite direction. In
addition, the selectivity of some neurons is expressed in the form of an increase in the latency as the distance from
the "principal" direction of deflection. To test the selectivity, a model was constructed for predicting the direction of
whisker deflection in a corresponding sequence of clusters, which reached a correlation coefficient of 0.9 for crossvalidation.
Thus, the chosen technique allows one to investigate the effects of sensory coding at the level of
individual neurons. This work was supported by RFBR (17-04-02083)