Most mammals rely on the extraction of acoustic information from the environment in order to survive. However, the mechanisms that support sound representation in auditory neural networks involving sensory and association brain areas remain underexplored. In this study, we address the functional connectivity between an auditory region in frontal cortex (the frontal auditory field, FAF) and the auditory cortex (AC) in the bat Carollia perspicillata. The AC is a classic sensory area central for the processing of acoustic information. On the other hand, the FAF belongs to the frontal lobe, a brain region involved in the integration of sensory inputs, modulation of cognitive states, and in the coordination of behavioral outputs. The FAF-AC network was examined in terms of oscillatory coherence (local-field potentials, LFPs), and within an information theoretical framework linking FAF and AC spiking activity. We show that in the absence of acoustic stimulation, simultaneously recorded LFPs from FAF and AC are coherent in low frequencies (1–12 Hz). This “default” coupling was strongest in deep AC layers and was unaltered by acoustic stimulation. However, presenting auditory stimuli did trigger the emergence of coherent auditory-evoked gamma-band activity (>25 Hz) between the FAF and AC. In terms of spiking, our results suggest that FAF and AC engage in distinct coding strategies for representing artificial and natural sounds. Taken together, our findings shed light onto the neuronal coding strategies and functional coupling mechanisms that enable sound representation at the network level in the mammalian brain.

中文翻译：

---

蝙蝠 Carollia perspicillata 自发活动和听觉处理过程中的额颞耦合动力学

大多数哺乳动物依靠从环境中提取声学信息来生存。然而，在涉及感觉和关联大脑区域的听觉神经网络中支持声音表征的机制仍未得到充分探索。在这项研究中，我们解决了额叶皮层听觉区域（额叶听觉域，FAF）和蝙蝠 Carollia perspicillata 听觉皮层 (AC) 之间的功能连接。AC 是一个经典的感觉区域，用于处理声学信息。另一方面，FAF 属于额叶，这是一个参与感觉输入整合、认知状态调节和行为输出协调的大脑区域。FAF-AC 网络在振荡相干性（局部场电位，LFP）方面进行了检查，并在将 FAF 和 AC 尖峰活动联系起来的信息理论框架内。我们表明，在没有声学刺激的情况下，来自 FAF 和 AC 的同时记录的 LFP 在低频（1-12 Hz）中是相干的。这种“默认”耦合在深层交流层中最强，并且不受声学刺激的影响。然而，呈现听觉刺激确实触发了 FAF 和 AC 之间相干听觉诱发伽马波段活动（> 25 Hz）的出现。在尖峰方面，我们的结果表明 FAF 和 AC 从事不同的编码策略来表示人工和自然声音。综上所述，我们的研究结果揭示了神经元编码策略和功能耦合机制，这些机制能够在哺乳动物大脑的网络级别实现声音表征。我们表明，在没有声学刺激的情况下，来自 FAF 和 AC 的同时记录的 LFP 在低频（1-12 Hz）中是相干的。这种“默认”耦合在深层交流层中最强，并且不受声学刺激的影响。然而，呈现听觉刺激确实触发了 FAF 和 AC 之间相干听觉诱发伽马波段活动（> 25 Hz）的出现。在尖峰方面，我们的结果表明 FAF 和 AC 从事不同的编码策略来表示人工和自然声音。综上所述，我们的研究结果揭示了神经元编码策略和功能耦合机制，这些机制能够在哺乳动物大脑的网络级别实现声音表征。我们表明，在没有声学刺激的情况下，来自 FAF 和 AC 的同时记录的 LFP 在低频（1-12 Hz）中是相干的。这种“默认”耦合在深层交流层中最强，并且不受声学刺激的影响。然而，呈现听觉刺激确实触发了 FAF 和 AC 之间相干听觉诱发伽马波段活动（> 25 Hz）的出现。在尖峰方面，我们的结果表明 FAF 和 AC 从事不同的编码策略来表示人工和自然声音。综上所述，我们的研究结果揭示了神经元编码策略和功能耦合机制，这些机制能够在哺乳动物大脑的网络级别实现声音表征。这种“默认”耦合在深层交流层中最强，并且不受声学刺激的影响。然而，呈现听觉刺激确实触发了 FAF 和 AC 之间相干听觉诱发伽马波段活动（> 25 Hz）的出现。在尖峰方面，我们的结果表明 FAF 和 AC 从事不同的编码策略来表示人工和自然声音。综上所述，我们的研究结果揭示了神经元编码策略和功能耦合机制，这些机制能够在哺乳动物大脑的网络级别实现声音表征。这种“默认”耦合在深层交流层中最强，并且不受声学刺激的影响。然而，呈现听觉刺激确实触发了 FAF 和 AC 之间相干听觉诱发伽马波段活动（> 25 Hz）的出现。在尖峰方面，我们的结果表明 FAF 和 AC 从事不同的编码策略来表示人工和自然声音。综上所述，我们的研究结果揭示了神经元编码策略和功能耦合机制，这些机制能够在哺乳动物大脑的网络级别实现声音表征。我们的结果表明 FAF 和 AC 使用不同的编码策略来表示人工和自然声音。综上所述，我们的研究结果揭示了神经元编码策略和功能耦合机制，这些机制能够在哺乳动物大脑的网络级别实现声音表征。我们的结果表明 FAF 和 AC 使用不同的编码策略来表示人工和自然声音。综上所述，我们的研究结果揭示了神经元编码策略和功能耦合机制，这些机制能够在哺乳动物大脑的网络级别实现声音表征。