Das ist eine interessante Idee, aber ich glaube nicht, dass sie richtig ist. Eine Information, die dieser Idee widerspricht, ist folgende: Hörinformationen werden sowohl durch Frequenz- als auch Amplitudenmodulation von neuronalem Spiking codiert. Die Idee, dass die Spiking-Rate direkt mit der Häufigkeit korreliert, steht im Widerspruch zu der Idee, dass die Spiking-Rate diese Art von „Meta“-Informationen über die Quelle der Aktivität enthält.

Wir wissen ziemlich viel darüber, wie sensorische Informationen im Nervensystem dargestellt werden. Die einfache Tatsache myelinisierter Axone, die sich nicht gegenseitig stören, erklärt bereits das Problem, für das Sie eine Lösung vorgeschlagen haben.

Wenn alle 3 Arten von Zapfenzellen identische Antworten für eine bestimmte Häufigkeit erzeugen würden ... dann gäbe es für vorgeschaltete Neuronen keine Möglichkeit zu sagen, von welcher Art von Zapfenzelle eine Spike-Sequenz stammt

Ich glaube, hier haben Sie einen Fehler gemacht. Die Übertragung von Aktivität vom sensorischen Neuron selbst zu einem vorgeschalteten Neuron vermittelt von Natur aus Informationen über die Empfindung. Das Feuern des sensorischen Neurons ist eine Übersetzung der externen Phänomene in einen internen neuralen Code. Es sind keine zusätzlichen Informationen erforderlich, um die Quelle der Aktivität darzustellen.

Verweise

Li Liang, L., Lu, T., & Wang, X. (2002) Neuronale Darstellungen sinusförmiger Amplituden- und Frequenzmodulationen im primären auditiven Kortex wacher Primaten . J. Neurophysiol 87:2237-2261.

Nachdem ich Hubels Buch „ Eye, Brain & Vision “ und eine Reihe von Papieren erneut gelesen hatte, fand ich heraus, dass die Antwort auf meine Frage ein oberflächliches Ja und ein starkes Nein ist .

Es überrascht nicht, dass Neurowissenschaftler untersucht haben, ob es analoge Eigenschaften zu neuronalen Spike-Streams gibt:

Neuronen kommunizieren miteinander über stereotype elektrische Impulse, sogenannte Spikes. Es wird angenommen, dass Neuronen keine anderen Informationen übermitteln als die Frequenz der übertragenen Spitzen, die als Feuerungsrate bezeichnet wird. Es ist jedoch möglich, dass Neuronen einige Informationen durch die feineren zeitlichen Muster der Spikes übermitteln, da biologische sowie elektrische/mechanische Signale im Allgemeinen interne Zustände des Signalgenerators offenbaren ...

... Zunächst fanden wir heraus, dass Neuronen stabile Feuermuster aufweisen, die als „regelmäßig“, „zufällig“ und „burstig“ charakterisiert werden können. Zweitens beobachteten wir eine starke Korrelation zwischen der Art des Signalmusters, das Neuronen in einem bestimmten Bereich aufweisen, und der Funktion dieses Bereichs.

Oberflächlich gesehen lautet die Antwort also ja, sensorische Neuronen könnten charakteristische Feuermuster haben. Bei der Übertragung generischer analoger Signale haben Neuronen jedoch ein großes Handicap: Alle analogen Merkmale im Signal gehen an synaptischen Verbindungen verloren, wo das elektrische Signal in eine chemische Nachricht umgewandelt wird.

Eine Möglichkeit, zumindest einen Teil der analogen Informationen zu bewahren, beispielsweise den Nachrichtentyp, der in einem charakteristischen Muster codiert ist, könnte darin bestehen, die Nachricht über eine Folge von Neuronen derselben Größe und desselben Typs zu übertragen, die alle auf ähnliche Weise feuern . Im visuellen System gibt es dafür jedoch keine Hinweise. Die retinalen Ganglienzellen enden mit ihren Axonen im LGN, dessen Neuronen sehr unterschiedlich sind, und diese wiederum senden ihre Spikes an V1, dessen Neuronen wiederum unterschiedlich sind. Daher gehen alle charakteristischen Muster, die von den Ganglien erzeugt werden, in den LGN-Synapsen verloren.

Die größere Frage bleibt jedoch: Wie finden obere Regionen heraus, welche Art von Ganglion den Stachelstrom sendet? (Ich werde dies als separate Frage genauer formulieren).