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Erschienen in: Brain Structure and Function 2/2021

04.01.2021 | Original Article

Task-specific modulation of PFC activity for matching-rule governed decision-making

verfasst von: Mohsen Parto Dezfouli, Mohammad Zarei, Christos Constantinidis, Mohammad Reza Daliri

Erschienen in: Brain Structure and Function | Ausgabe 2/2021

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Abstract

Storing information from incoming stimuli in working memory (WM) is essential for decision-making. The prefrontal cortex (PFC) plays a key role to support this process. Previous studies have characterized different neuronal populations in the PFC for working memory judgements based on whether an originally presented stimulus matches a subsequently presented one (matching-rule decision-making). However, much remains to be understood about this mechanism at the population level of PFC neurons. Here, we hypothesized differences in processing of feature vs. spatial WM within the PFC during a matching-rule decision-making task. To test this hypothesis, the modulation of neural activity within the PFC during two types of decision-making tasks (spatial WM and feature WM) in comparison to a passive fixation task was determined. We discovered that neural population-level activity within the PFC is different for the match vs. non-match condition exclusively in the case of the feature-specific decision-making task. For this task, the non-match condition exhibited a greater firing rate and lower trial-to-trial variability in spike count compared to the feature-match condition. Furthermore, the feature-match condition exhibited lower variability compared to the spatial-match condition. This was accompanied by a faster behavioral response time for the feature-match compared to the spatial-match WM task. We attribute this lower across-trial spiking variability and behavioral response time to a higher task-relevant attentional level in the feature WM compared to the spatial WM task. The findings support our hypothesis for task-specific differences in the processing of feature vs. spatial WM within the PFC. This also confirms the general conclusion that PFC neurons play an important role during the process of matching-rule governed decision-making.
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Literatur
Zurück zum Zitat Garrido MI, Kilner JM, Stephan KE, Friston KJ (2009) The mismatch negativity: a review of underlying mechanisms. Clin Neurophysiol 120:453–463CrossRef Garrido MI, Kilner JM, Stephan KE, Friston KJ (2009) The mismatch negativity: a review of underlying mechanisms. Clin Neurophysiol 120:453–463CrossRef
Zurück zum Zitat Johnson EL, Dewar CD, Solbakk A-KK et al (2017) Bidirectional frontoparietal oscillatory systems support working memory. Curr Biol 27:1829-1835.e4CrossRef Johnson EL, Dewar CD, Solbakk A-KK et al (2017) Bidirectional frontoparietal oscillatory systems support working memory. Curr Biol 27:1829-1835.e4CrossRef
Zurück zum Zitat Näätänen R, Paavilainen P, Rinne T, Alho K (2007) The mismatch negativity (MMN) in basic research of central auditory processing: a review. Clin Neurophysiol 118:2544–2590CrossRef Näätänen R, Paavilainen P, Rinne T, Alho K (2007) The mismatch negativity (MMN) in basic research of central auditory processing: a review. Clin Neurophysiol 118:2544–2590CrossRef
Metadaten
Titel
Task-specific modulation of PFC activity for matching-rule governed decision-making
verfasst von
Mohsen Parto Dezfouli
Mohammad Zarei
Christos Constantinidis
Mohammad Reza Daliri
Publikationsdatum
04.01.2021
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Brain Structure and Function / Ausgabe 2/2021
Print ISSN: 1863-2653
Elektronische ISSN: 1863-2661
DOI
https://doi.org/10.1007/s00429-020-02191-7

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