Ketamine Alters Lateral Prefrontal Oscillations in a Rule-Based Working Memory Task
Notice bibliographique
Résumé
Acute administration of N-methyl-D-aspartate receptor (NMDAR) antagonists in healthy humans and animals produces working memory deficits similar to those observed in schizophrenia. However, it is unclear whether they also lead to altered low-frequency (≤60 Hz) neural oscillatory activities similar to those associated with schizophrenia during working memory processes. Here, we recorded local field potentials (LFPs) and single-unit activity from the lateral prefrontal cortex (LPFC) of three male rhesus macaque monkeys while they performed a rule-based prosaccade and antisaccade working memory task both before and after systemic injections of a subanesthetic dose (≤0.7 mg/kg) of ketamine. Accompanying working-memory impairment, ketamine enhanced the low-gamma-band (30–60 Hz) and dampened the beta-band (13–30 Hz) oscillatory activities in the LPFC during both delay periods and intertrial intervals. It also increased task-related alpha-band activities, likely reflecting compromised attention. Beta-band oscillations may be especially relevant to working memory processes because stronger beta power weakly but significantly predicted shorter saccadic reaction time. Also in beta band, ketamine reduced the performance-related oscillation as well as the rule information encoded in the spectral power. Ketamine also reduced rule information in the spike field phase consistency in almost all frequencies up to 60 Hz. Our findings support NMDAR antagonists in nonhuman primates as a meaningful model for altered neural oscillations and synchrony, which reflect a disorganized network underlying the working memory deficits in schizophrenia. SIGNIFICANCE STATEMENTLow doses of ketamine, an NMDAR blocker, produce working memory deficits similar to those observed in schizophrenia. In the lateral prefrontal cortex, a key brain region for working memory, we found that ketamine altered neural oscillatory activities in similar ways that differentiate schizophrenic patients and healthy subjects during both task and nontask periods. Ketamine induced stronger gamma (30–60 Hz) and weaker beta (13–30 Hz) oscillations, reflecting local hyperactivity and reduced long-range communications. Furthermore, ketamine reduced performance-related oscillatory activities, as well as the rule information encoded in the oscillations and in the synchrony between single-cell activities and oscillations. The ketamine model helps link the molecular and cellular basis of neural oscillatory changes to the working memory deficit 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 ».