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ABSTRACT

Contents

Ⅰ. INTRODUCTION 8

1.1. Sensory information is maintained in the specific regions over delay period. 8

1.2. Importance of Acetylcholine in short-term memory 13

1.3. PPC dependency to PFC and its role in short-term memory 14

Ⅱ. MATERIALS AND METHODS 17

2.1. Animals 17

2.2. Viral vectors 17

2.3. Stereotaxic surgery 17

2.4. In-vivo Electrophysiology 18

2.5. DNMTP task 19

2.6. Data analysis and statistics 20

Ⅲ. RESULTS 21

3.1. Frontoparietal connectivity between PFC and PPC 21

3.2. Frontoparietal activity is necessary during short-term memory. 22

3.3. Local inhibition of acetylcholine release at PPC showed deficits of short-term memory. 23

3.4. The neuronal activity during short-term memory task 26

Ⅴ. DISCUSSION 38

References 42

요약문 46

List of Figures

Figure 1. Connectivity between PFC and PPC 29

Figure 2. Electrical stimulation of PFC increased in the firing rate of the PPC. 30

Figure 3. Photoinhibition frontoparietal activity showed deficits of short-term memory. 32

Figure 4. Inhibition of Acetylcholine release in PPC showed deficits of short-term memory. 34

Figure 5. Unit sorting process 35

Figure 6. The different frequency between correct and incorrect trials during delay period 36

Figure 7. Statistical comparison of frequency between correct and incorrect trials 37

초록보기

 본 논문은 PFC-PPC Connectivity 에서의 단기 기억 (short-term memory)과 아세틸콜린의 중요성을 강조합니다. 단기 기억은 저장 및 유지는 근본적인 인지 과정입니다. 이전 연구에서는 전두엽 피질 (PFC) 내의 장거리 시냅스 연결의 역할과 다양한 뉴로모듀레이터가 신경 활동 및 단기 기억 유지에 미치는 영향을 강조해 왔지만 작업 기억 중 지속적인 신경 활동과 관련된 후측두엽 피질 (PPC)과의 상호 연결의 영향은 아직 명확하게 밝혀지지 않았습니다. 본 연구에서는 PFC 와 PPC 간의 동적 상호 작용을 명료하게 하고 단기 기억 중 지속적인 신경 활동의 기전을 집중하였습니다. 연구 결과는 PFC 에서 PPC 로 직접적이고 견고한 시냅스 연결이 있음을 보여주며, PFC 의 높은 주파수 (10hz)의 영향이 PPC 뉴런의 막 소극화를 유발한다는 것을 밝혔습니다. 특히, 우리는 cholinergic 활성화가 frontoparietal 시냅스 활동과 결합하여 PPC 내에서 지속적인 뉴런 활동을 유발하고 이 활동이 몇 초 동안 지속된다는 것을 발견했습니다. 이 현상의 기능적 중요성을 탐구하기 위해, 우리는 frontoparietal 시냅스 억제 또는 acetylcholine 수용체 차단을 위한 옵토제네틱 기술을 사용했습니다. 놀랍게도, frontoparietal 시냅스 억제 또는 아세틸콜린의 방출 차단은 단기 기억에 의존하는 행동실험에서의 성능 저하를 유발했습니다. 더 나아가, 우리는 행동 작업 중 뉴런 활동을 기록하여 행동 작업 중 Frequency 차이와 지연 기간 중 acetylcholine 방출 차단 이후의 frequency 변화를 검증했습니다. 이러한 결과는 frontoparietal 회로를 통해 PPC 에서의 지속적인 활동 유지와 mAChR 활성화가 단기 기억 프로세스에 중요한 요인임을 시사합니다. 이 연구는 PFC 와 PPC 간의 상호 작용을 연구하여, 단기기억을 조절하는 복잡한 메커니즘을 이해하는 데 기여합니다. 또한 PPC 뉴런 화재 유지와 단기기억의 성능에 미치는 아세틸콜린 활성화의 중요성을 강조합니다.

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