Performance-dependent changes in monkey prefrontal cortex during short-term memory

Conclusion Scale Integration Based on the results of spike-field coherence, the underlying process of shortterm memory seems to involve networks of different sizes within and, most probably, beyond prefrontal cortex. Spi
Conclusion Scale Integration Based on the results of spike-field coherence, the underlying process of shortterm memory seems to involve networks of different sizes within and, most probably, beyond prefrontal cortex. Spikes, which were generated by single neurons, cooperate with local field potentials, which were the slower fluctuations of the environment. Although differences among behavioral conditions appear to be based on rather few instances of phase-locked spikes, the task-related effects on spike-field coherence are highly reliable and cannot be explained by chance, as the comparison of results from experimental and simulated data shows. The differential locking of prefrontal neuron populations with two different frequency bands in their input signals suggests that neuronal activity underlying short-term memory in prefrontal cortex transiently engages cortical circuits on different spatial scales, probably in order to coordinate distributed processes. NeuroXidence method and Synchronizedfiring Based on the results of the calibration datasets, for bi- and multi-variate cases, the extension of NeuroXidence remains its sensitivity and reliability of detecting coordinate firing events for different processes. Based on this extension of NeuroXidence, we demonstrated that in monkey’s prefrontal cortex during short-term memory task, encoding and maintenance of the information rely on the formation of neuronal assemblies characterized by precise and reliable synchronization of spiking activity on a millisecond time scale, which is consistent with the results from spike-spike coherence. The task and performance dependent modulation of synchrony reflects the dynamic formation of group of neurons has large effect on short-term-memory.
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Zwecks Untersuchung der neuronalen Verarbeitung im Kurzzeit-Gedächtnis nahmen wir im präfrontalen Kortex zweier Affen, welche eine visuelle Kurzzeitgedächtnisaufgabe lösten (0, 5 Sekunden Aufnahme, 3 Sekunden Verzögerung
Zwecks Untersuchung der neuronalen Verarbeitung im Kurzzeit-Gedächtnis nahmen wir im präfrontalen Kortex zweier Affen, welche eine visuelle Kurzzeitgedächtnisaufgabe lösten (0, 5 Sekunden Aufnahme, 3 Sekunden Verzögerung, 2 Sekunden Test), gleichzeitig LFPs und Spikes auf. Wir untersuchten das aufgenommene Signal auf der Grundlage der Richtig-Falsch-Antworten der Affen nach einem zugrunde liegenden Mechanismus im Kurzzeit-Gedächtnis des Affen. Zunächst analysierten wir verhaltensabhängige Veränderungen der Kopplung zwischen simultan abgeleiteten lokalen Feld-Potentialen (,LFPs’) und der Aktivität einzelner (,Single-Unit-Aktivität’) oder kleiner Gruppen von Neuronen (,Multi-Unit-Aktivität’), um die neuronalen Mechanismen im Kurzzeitgedächtnis bei der Informations-Kodierung und -Aufrechterhaltung über verschiedene räumliche Skalen hinweg zu untersuchen. Informationsverarbeitungs-Abläufe beinhalten neuronale Kreisläufe auf verschiedenen räumlichen Skalen. Ihr Beitrag kann mittels der Analyse verschiedener Signale wie von einzelnen oder wenigen einzelnen Neuronen (,Mikroskopisch’), kleineren Populationen von Neuronen (,Mesoskopisch’), und Massen-Signalen wie LFP (,Makroskopisch’) studiert werden. Interaktionen zwischen diesen verschiedenen Ebenen sind von besonderem Interesse, wenn die Informationsverarbeitung Verhaltensübergängen oder Zustandsänderungen unterliegt, selbst wenn diese klein sind. Wir studierten diese Interaktionen und testeten, ob eine Änderung der Beziehung zwischen der synaptischen Aktivität, gemessen durch das mesoskopische Signal des LFP und der Spike-Aktivität kleiner neuronaler Populationen im lateralen präfrontalen Kortex, wenn aufgenommene Information gespeichert und beim Vergleichen mit neuem Sinneseindruck wieder abgerufen werden muss, die Grundlage zur Wahl der passenden Verhaltensantwort ist. ...
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Metadaten
Author:Wei Wu
URN:urn:nbn:de:hebis:30-59969
Referee:Wolf Singer
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2008/11/10
Year of first Publication:2008
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Universität
Date of final exam:2008/09/25
Release Date:2008/11/10
HeBIS PPN:207789452
Institutes:Physik
Dewey Decimal Classification:530 Physik
Sammlungen:Universitätspublikationen
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht

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