YG
Yueqi Guo
Author with expertise in Neuronal Oscillations in Cortical Networks
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
4
(100% Open Access)
Cited by:
6
h-index:
6
/
i10-index:
6
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
26

A spatial code for temporal cues is necessary for sensory learning

Sophie Bagur et al.Dec 15, 2022
+11
A
J
S
Abstract The temporal structure of sensory inputs contains essential information for their interpretation by the brain 1–9 . Sensory systems represent these temporal cues through two codes: the temporal sequences of neuronal activity and the spatial patterns of neuronal firing rate 3,7,10–20 . However, it is still unknown which of these two coexisting codes causally drives sensory decisions 3,10,20,21 . To separate their contributions, we designed an optogenetic stimulation paradigm in the mouse auditory cortex to generate neuronal activity patterns differing exclusively along their temporal or spatial dimensions. Training mice to discriminate these patterns shows that they efficiently learn to discriminate spatial but not temporal patterns, indicating that spatial representations are necessary for sensory learning. In line with this result, we observed, based on large-scale neuronal recordings of the auditory system, that the auditory cortex is the first region in which spatial patterns efficiently represent temporal auditory cues varying over several hundred milliseconds. This feature is shared by the deep layers of neural networks trained to categorise time-varying sounds. Therefore, the emergence of a spatial code for temporal sensory cues is a necessary condition to associate temporally structured stimuli to decisions. We expect this constraint to be crucial for re-engineering perception by cortical stimulation.
9

Functional maps of the primate cortex revealed by through-skull wide-field optical imaging

Xindong Song et al.Dec 6, 2020
+3
H
Y
X
ABSTRACT The primate cerebral cortex is organized into specialized areas representing different functional modalities (e.g., vision, audition, touch) and their associations along a continuous surface. The functional maps of these areas, however, are often investigated in a single modality at a time. Here, we developed and applied to awake primates a polarization-enhanced wide-field optical imaging method for measuring cortical hemodynamics through the intact skull. Adjacent somatosensory, auditory, and visual cortices were noninvasively localized and rapidly parcellated in awake marmosets ( Callithrix jacchus ), a primate model featuring a smooth cortex. Detailed somatotopy, tonotopy, and retinotopy were also mapped out on an individual-subject basis, with a new pure-tone-responsive tonotopic gradient discovered outside the auditory core. Moreover, the motion-sensitive extent surrounding the primate-specific MT/V5 and the location of a face-sensitive patch were both revealed with respect to retinotopy. This approach provides a powerful tool for mapping the functional landscape across modalities in a single non-human primate subject, and thus opens new opportunities for probing how primate cortical system is organized to enable real-world behaviors.
0

Voice patches in the marmoset auditory cortex revealed by wide-field calcium imaging

Yang Zhang et al.Feb 22, 2024
+3
C
Y
Y
ABSTRACT Species-specific vocalizations are behaviorally critical sounds. Similar to faces, species-specific vocalizations are important for the survival and social interactions of both humans and vocal animals. Face patches have been found in the brains of both human and non-human primates. In humans, a voice patch system has been identified on the lateral superior temporal gurus (STG) that is selective to human voices over other sounds. In non-human primates, while vocalization-selective regions were found on the rostral portion of the temporal lobe outside of the auditory cortex in both macaques and marmosets using functional magnetic resonance imaging (fMRI), it is yet clear whether vocalization-selective regions are present in the auditory cortex. Using wide-field calcium imaging, a technique with both high temporal and high spatial resolution, we discovered two voice patches in the marmoset auditory cortex that preferentially respond to marmoset vocalizations over other sounds and carry call types and identity information. One patch is located on the posterior primary auditory cortex (A1), and the other one is located on the anterior non-core region of the auditory cortex. These voice patches are functionally connected and hierarchically organized as shown by latency and selectivity analyses. Our findings reveal the existence of voice patches in the auditory cortex of marmosets and support the notion that similar cortical architectures are adapted for recognizing communication signals for both vocalizations and faces in different primate species.
0

Tonotopic organization of auditory cortex in awake marmosets revealed by multi-modal wide-field optical imaging

Xindong Song et al.Apr 10, 2024
+2
J
C
X
ABSTRACT Tonotopic organization of the auditory cortex has been extensively studied in many mammalian species using various methodologies and physiological preparations. Tonotopy mapping in primates, however, is more limited due to constraints such as cortical folding, use of anesthetized subjects, and mapping methodology. Here we applied a combination of through-skull and through-window intrinsic optical signal imaging, wide-field calcium imaging, and neural probe recording techniques in awake marmosets ( Callithrix jacchus ), a New World monkey with most of its auditory cortex located on a flat brain surface. Coarse tonotopic gradients, including a recently described rostral-temporal (RT) to parabelt gradient, were revealed by the through-skull imaging of intrinsic optical signals and were subsequently validated by single-unit recording. Furthermore, these tonotopic gradients were observed with more details through chronically implanted cranial windows with additional verifications on the experimental design. Moreover, the tonotopy mapped by the intrinsic-signal imaging methods was verified by wide-field calcium imaging in an AAV-GCaMP labeled subject. After these validations and with the further effort to expand the field of view more anteroventrally in both windowed and through-skull subjects, an additional putative tonotopic gradient was observed more rostrally to the area RT, which has not been previously described by the standard model of tonotopic organization of the primate auditory cortex. Together, these results provide the most comprehensive data of tonotopy mapping in awake primate species with unprecedented coverage and details in the rostral proportion and supports a caudorostrally arranged mesoscale organization of at least three repeats of functional gradients in the primate auditory cortex, similar to the ventral stream of primate visual cortex.