Prefrontal Neural Ensembles Develop Selective Code for Stimulus Associations within Minutes of Novel Experiences
Notice bibliographique
Résumé
Prevailing theories posit that the hippocampus rapidly learns stimulus conjunctions during novel experiences, whereas the neocortex learns slowly through subsequent, off-line interaction with the hippocampus. Parallel evidence, however, shows that the medial prefrontal cortex (mPFC; a critical node of the neocortical network supporting long-term memory storage) undergoes rapid modifications of gene expression, synaptic structure, and physiology at the time of encoding. These observations, along with impaired learning with disrupted mPFC, suggest that mPFC neurons may exhibit rapid neural plasticity during novel experiences; however, direct empirical evidence is lacking. We extracellularly recorded action potentials of cells in the prelimbic region of the mPFC, while male rats received a sequence of stimulus presentations for the first time in life. Moment-to-moment tracking of neural ensemble firing patterns revealed that the prelimbic network activity exhibited an abrupt transition within 1 min after the first encounter of an aversive but not neutral stimulus. This network-level change was driven by ∼15% of neurons that immediately elevated their spontaneous firing rates (FRs) and developed firing responses to a neutral stimulus preceding the aversive stimulus within a few instances of their pairings. When a new sensory stimulus was paired with the same aversive stimulus, about half of these neurons generalized firing responses to the new stimulus association. Thus, prelimbic neurons are capable of rapidly forming ensemble codes for novel stimulus associations within minutes. This circuit property may enable the mPFC to rapidly detect and selectively encode the central content of novel experiences. SIGNIFICANCE STATEMENT During a new experience, a region of the brain, called the hippocampus, rapidly forms its memory and later instructs another region, called the neocortex, that stores its content. Consistent with this dominant view, cells in the neocortex gradually strengthen the selectivity for the memory content over weeks after novel experiences. However, we still do not know precisely when these cells begin to develop the selectivity. We found that neocortical cells were capable of forming the selectivity for ongoing events within a few minutes of new experiences. This finding provides support for an alternative view that the neocortex works with, but not follows, the hippocampus to form new memories.
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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 ».