Local field potentials are an important measure of brain activity and have been used to address various mechanistic and behavioral questions. We revealed a prominent whisker evoked local field potential signal in the olfactory bulb and investigated its physiology. This signal, dependent on barrel cortex activation and highly correlated with its local activity, represented a pure volume conductance signal that was sourced back to the activity in the ventro-lateral orbitofrontal cortex, located a few millimeters away. Thus, we suggest that special care should be taken when acquiring and interpreting LFP data.

Dynamical changes in the environment strongly impact our perception 1,2. Consistent with this, sensory systems preferentially represent stimulus changes, enhancing temporal contrast 3,4. In olfaction, odor concentration changes across consecutive inhalations (ΔCt) can guide odor source localization. Yet the neural representation of ΔCt has not been studied in vertebrates. We have found that a subset of mitral/tufted (M/T) cells in the olfactory bulb explicitly represent ΔCt. These concentration change detectors are direction selective: some respond to positive ΔCt, while others represent negative ΔCt. This change detection enhances the contrast between different concentrations and the magnitude of contrast enhancement scales with the size of the concentration step. Further, ΔCt can be read out from the total spike count per sniff, unlike odor identity and intensity, which are represented by fast temporal spike patterns. Our results demonstrate that a subset of M/T cells explicitly represents ΔCt, providing a signal that may instruct navigational decisions in downstream olfactory circuits.

Abstract Firing of neurons throughout the brain is determined by the precise relations between excitatory and inhibitory inputs and disruption of their balance underlies many psychiatric diseases. Whether or not these inputs covary over time or between repeated stimuli remains unclear due to the lack of experimental methods for measuring both inputs simultaneously. We developed a new analytical framework for instantaneous and simultaneous measurements of both the excitatory and inhibitory neuronal inputs during a single trial under current clamp recording. This can be achieved by injecting a current composed of two high frequency sinusoidal components followed by analytical extraction of the conductances. We demonstrate the ability of this method to measure both inputs in a single trial under realistic recording constraints and from morphologically realistic CA1 pyramidal model cells. Experimental implementation of our new method will facilitate the understanding of fundamental questions about the health and disease of the nervous system. Classification System Neuroscience, Cellular and Molecular Neuroscience