Ketamine-Induced Changes in the Signal and Noise of Rule Representation in Working Memory by Lateral Prefrontal Neurons
Notice bibliographique
Résumé
Working memory dysfunction is an especially debilitating symptom in schizophrenia. The NMDA antagonist ketamine has been successfully used to model working memory deficits in both rodents and nonhuman primates, but how it affects the strength and the consistency of working memory representations remains unclear. Here we recorded single-neuron activity in the lateral prefrontal cortex of macaque monkeys before and after the administration of subanesthetic doses of ketamine in a rule-based working memory task. The rule was instructed with a color cue before each delay period and dictated the correct prosaccadic or antisaccadic response to a peripheral stimulus appearing after the delay. We found that acute ketamine injections both weakened the rule signal across all delay periods and amplified the trial-to-trial variance in neural activities (i.e., noise), both within individual neurons and at the ensemble level, resulting in impaired performance. In the minority of postinjection trials when the animals responded correctly, the preservation of the signal strength during the delay periods was predictive of their subsequent success. Our findings suggest that NMDA receptor function may be critical for establishing the optimal signal-to-noise ratio in information representation by ensembles of prefrontal cortex neurons. SIGNIFICANCE STATEMENT: In schizophrenia patients, working memory deficit is highly debilitating and currently without any efficacious treatment. An improved understanding of the pathophysiology of this symptom may provide critical information to treatment development. The NMDA antagonist ketamine, when injected at a subanesthetic dose, produces working memory deficit and other schizophrenia-like symptoms in humans and other animals. Here we investigated the effects of ketamine on the representation of abstract rules by prefrontal neurons, while macaque monkeys held the rules in working memory before responding accordingly. We found that ketamine weakened the signal-to-noise ratio in rule representation by simultaneously weakening the signal and augmenting noise. Both processes may be relevant in an effective therapy for working memory impairment in schizophrenia.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».