Nasze wyniki postulują, że sprzężenie theta-gamma jest emergentną właściwością przestrzennie segregowanej modulacji ACh właściwości odpowiedzi neuronalnej. Zidentyfikowaliśmy ponadto mechanizmy leżące u podstaw zależności aktywności sprzężonej theta-gamma od przestrzennego rozkładu symulowanej neuromodulacji ACh. W szczególności aktywność pasma gamma była wspierana w regionach o wysokiej zawartości ACh poprzez mechanizm gamma między neuronami piramidowymi (PING) [11], w których interneurony hamujące silnie modulują i synchronizują aktywność komórek piramidowych [11,12]. Modulacja aktywności gamma w paśmie theta w obrębie lub pomiędzy regionami o wysokiej zawartości ACh była związana z adaptacją częstotliwości skoków, związaną z wpływem aktywacji receptora muskarynowego na prądy K + typu M [13]. Mechanizmy te doprowadziły do wewnętrznie ścisłego sprzężenia między aktywnością pasm gamma i theta, gdzie stopień sprzężenia theta-gamma korelował z bliskością regionów o wysokim ACh. Dodatkowo zbadaliśmy konsekwencje przestrzennie heterogenicznej modulacji ACh na przetwarzanie uwagi bodźców zewnętrznych (sensorycznych).

Opisuje prosty model obliczeniowy, oparty na ogólnych cechach lokalnych obwodów korowych, który łączy neuromodulację cholinergiczną, rytmiczność gamma i selekcję uwagiSugeruje, że modulacja cholinergiczna, poprzez redukcję prądów adaptacyjnych w głównych komórkach, indukuje przejście od asynchronicznej spontanicznej aktywności do "tła" rytmu gamma, w którym poszczególne główne komórki uczestniczą rzadko i nieregularnieSugeruje, że takie rytmy towarzyszą stanom przygotowawczej uwagi lub czujności i przedstawia symulacje wykazujące, że ich obecność może wzmacniać reakcje specyficzne dla bodźców i zwiększać konkurencję bodźców w lokalnym obwodziePrzedstawia korowy model obwodu lokalnego, w którym modulacja cholinergiczna, działając na prądy adaptacyjne w głównych komórkach, indukuje przejście między asynchroniczną spontaniczną aktywnością a "tła" rytmem gamma, podobnym do trwałego rytmu gamma wywoływanego przez karbachol i kainian in vitroZbadano, w jaki sposób zmiany w napędach zewnętrznych mogą tworzyć lub znosić rytmy gamma sieci piramidalno-międzyneuronalnej