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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lee,&#x20;Seungyoun</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kang,&#x20;Kyujin</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Yoon,&#x20;Yebeen</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Han,&#x20;Jae-Ho</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Jang,&#x20;Hyun&#x20;Jae</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="accessioned">2025-12-29T02:30:04Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="available">2025-12-29T02:30:04Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="created">2025-11-17</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="issued">2025-07-07</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="uri">https:&#x2F;&#x2F;pubs.kist.re.kr&#x2F;handle&#x2F;201004&#x2F;153884</dcvalue>
<dcvalue element="description" qualifier="abstract">Multisensory&#x20;integration&#x20;is&#x20;a&#x20;fundamental&#x20;neural&#x20;process&#x20;that&#x20;combines&#x20;simultaneously&#x20;presented&#x20;unisensory&#x20;inputs&#x20;into&#x20;a&#x20;unified&#x20;perception.&#x20;For&#x20;effective&#x20;multisensory&#x20;processing,&#x20;cross-modal&#x20;integration&#x20;via&#x20;neural&#x20;network&#x20;should&#x20;be&#x20;dynamically&#x20;modulated&#x20;spanning&#x20;cortical&#x20;and&#x20;subcortical&#x20;regions&#x20;in&#x20;vivo[1,2].&#x20;One&#x20;such&#x20;mechanism&#x20;is&#x20;the&#x20;disinhibitory&#x20;circuit&#x20;gating&#x20;local&#x20;information&#x20;flow&#x20;by&#x20;inhibiting&#x20;other&#x20;inhibitory&#x20;neurons.&#x20;However,&#x20;it&#x20;is&#x20;unclear&#x20;whether&#x20;disinhibitory&#x20;circuits&#x20;modulate&#x20;multisensory&#x20;integration&#x20;locally&#x20;or&#x20;via&#x20;long-range&#x20;projections[3,4].&#x20;Therefore,&#x20;we&#x20;investigated&#x20;how&#x20;distinct&#x20;disinhibition&#x20;architectures&#x20;differentially&#x20;modulate&#x20;long-range&#x20;cross-modal&#x20;integration,&#x20;such&#x20;as&#x20;between&#x20;the&#x20;primary&#x20;auditory&#x20;cortex&#x20;(A1)&#x20;and&#x20;the&#x20;visual&#x20;cortex&#x20;(V1)[5].&#x0A;To&#x20;test&#x20;this,&#x20;we&#x20;developed&#x20;a&#x20;computational&#x20;feedforward&#x20;network&#x20;model&#x20;incorporating&#x20;in&#x20;vivo-recorded&#x20;spike&#x20;trains&#x20;from&#x20;A1&#x20;and&#x20;V1.&#x20;The&#x20;model&#x20;consists&#x20;of&#x20;two&#x20;four-layer&#x20;columns,&#x20;each&#x20;representing&#x20;a&#x20;different&#x20;sensory&#x20;modality,&#x20;converging&#x20;onto&#x20;an&#x20;output&#x20;layer&#x20;(LOUT).&#x20;Neurons&#x20;were&#x20;modeled&#x20;as&#x20;single-compartment&#x20;Hodgkin-Huxley-type&#x20;neurons,&#x20;capturing&#x20;the&#x20;electrophysiological&#x20;properties&#x20;of&#x20;pyramidal&#x20;(PYR),&#x20;somatostatin-positive&#x20;(SST+),&#x20;and&#x20;vasoactive&#x20;intestinal&#x20;polypeptide-positive&#x20;(VIP+)&#x20;neurons.&#x20;The&#x20;disinhibitory&#x20;circuit&#x20;was&#x20;modeled&#x20;such&#x20;that&#x20;VIP+&#x20;neurons&#x20;inhibit&#x20;SST+&#x20;neurons,&#x20;which&#x20;in&#x20;turn&#x20;inhibit&#x20;PYR&#x20;neurons.&#x20;The&#x20;first&#x20;layer&#x20;of&#x20;each&#x20;column&#x20;received&#x20;spike&#x20;trains&#x20;recorded&#x20;in&#x20;vivo&#x20;A1&#x20;and&#x20;V1&#x20;during&#x20;pure-tone&#x20;and&#x20;grating&#x20;stimulation&#x20;as&#x20;inputs.&#x20;&#x0A;We&#x20;first&#x20;assessed&#x20;disinhibitory&#x20;circuits&#x20;in&#x20;multisensory&#x20;integration.&#x20;A&#x20;network&#x20;with&#x20;disinhibition&#x20;exhibited&#x20;higher&#x20;mutual&#x20;information&#x20;(MIrate)&#x20;between&#x20;stimulus&#x20;variables&#x20;and&#x20;firing&#x20;rates&#x20;of&#x20;Lout&#x20;than&#x20;one&#x20;without,&#x20;indicating&#x20;enhanced&#x20;integrated&#x20;information&#x20;transmission.&#x20;To&#x20;investigate&#x20;how&#x20;disinhibition-mediated&#x20;different&#x20;inhibitory&#x20;circuit&#x20;modulates&#x20;multisensory&#x20;integration,&#x20;we&#x20;differentiated&#x20;SST+&#x20;inhibitory&#x20;circuits&#x20;by&#x20;intra-columnar&#x20;feedback&#x20;(intra-FBI),&#x20;intra-columnar&#x20;feedforward&#x20;(intra-FFI),&#x20;and&#x20;cross-columnar&#x20;feedforward&#x20;inhibition&#x20;(cross-FFI).&#x20;When&#x20;we&#x20;fed&#x20;in&#x20;vivo&#x20;spike&#x20;patterns&#x20;into&#x20;these&#x20;models,&#x20;we&#x20;found&#x20;that&#x20;MIrate&#x20;was&#x20;highest&#x20;in&#x20;intra-FFI,&#x20;whereas&#x20;MI&#x20;for&#x20;spike&#x20;timing&#x20;was&#x20;highest&#x20;with&#x20;intra-FBI,&#x20;implying&#x20;distinct&#x20;roles&#x20;in&#x20;neural&#x20;coding.&#x20;&#x0A;Our&#x20;results&#x20;demonstrate&#x20;that&#x20;disinhibitory&#x20;circuits&#x20;facilitate&#x20;multisensory&#x20;integration&#x20;by&#x20;dynamical&#x20;modulation&#x20;of&#x20;long-range&#x20;cross-modal&#x20;interactions&#x20;between&#x20;A1&#x20;and&#x20;V1.&#x20;Specifically,&#x20;our&#x20;findings&#x20;reveal&#x20;that&#x20;the&#x20;intra-FFI&#x20;circuit&#x20;was&#x20;associated&#x20;with&#x20;firing&#x20;rates&#x20;whereas&#x20;intra-FBI&#x20;circuit&#x20;enhanced&#x20;information&#x20;encoded&#x20;in&#x20;spike&#x20;timings.&#x20;This&#x20;suggests&#x20;that&#x20;distinct&#x20;disinhibitory&#x20;circuits&#x20;selectively&#x20;integrate&#x20;multisensory&#x20;information&#x20;through&#x20;different&#x20;neural&#x20;coding&#x20;strategies.&#x20;Taken&#x20;together,&#x20;these&#x20;findings&#x20;indicate&#x20;that&#x20;distinct&#x20;disinhibitory&#x20;network&#x20;motifs&#x20;dynamically&#x20;modulate&#x20;multisensory&#x20;integration&#x20;and&#x20;may&#x20;serve&#x20;as&#x20;a&#x20;key&#x20;mechanism&#x20;in&#x20;in&#x20;vivo&#x20;multisensory&#x20;processing.</dcvalue>
<dcvalue element="publisher" qualifier="none">Organization&#x20;for&#x20;Computational&#x20;Neuroscience</dcvalue>
<dcvalue element="title" qualifier="none">Distinct&#x20;disinhibitiory&#x20;circuits&#x20;differentially&#x20;modulate&#x20;the&#x20;multisensory&#x20;integration&#x20;in&#x20;a&#x20;feedforward&#x20;network</dcvalue>
<dcvalue element="type" qualifier="none">Conference</dcvalue>
<dcvalue element="description" qualifier="journalClass">1</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="bibliographicCitation">34th&#x20;Annual&#x20;Computational&#x20;Neuroscience&#x20;Meeting</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="title">34th&#x20;Annual&#x20;Computational&#x20;Neuroscience&#x20;Meeting</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="conferencePlace">IT</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="conferencePlace">Florence,&#x20;Italy</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="conferenceDate">2025-07-05</dcvalue>
<dcvalue element="relation" qualifier="isPartOf">The&#x20;proceedings&#x20;of&#x20;the&#x20;CNS*2025&#x20;meeting</dcvalue>
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