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Hippocampal electrical activity in the monkey during delayed alternation problems

1972; Elsevier BV; Volume: 33; Issue: 6 Linguagem: Francês

10.1016/0013-4694(72)90247-7

1872-6380

Douglas P. Crowne, Audrey Konow, Karl Drake, Karl H. Pribram,

Neural dynamics and brain function

1. Electrical activity from hippocampus and inferotemporal cortex was recorded from monkeys (Macaca mulatta) during the learning of two delayed alternation problems: go/no-go alternation and classical spatial alternation. 2. Power spectrum analysis clearly revealed 3–5 c/sec theta rhythm in the electrical activity of the primate hippocampus and the appearance of systematic differentiation in this theta bandwidth over the course of learning. Early in learning there were no differences between the trial categories of the go/no-go problem (i.e., go correct, no-go correct, go incorrect, no-go incorrect) or between problems. As criterion was approached, however, theta rhythm became increasingly more prominent on no-go as against go trials. Theta on left-right alternation more closely resembled no-go trial activity. On go trials, theta activity tended to diminish as learning advanced. 3. Theta rhythm on incorrect trials of the go/no-go problem was consistent with the nature of the animal's response. 3–5 c/sec activity was similar on go correct and no-go incorrect trials near and at criterion, and theta on these trial categories was clearly different from no-go correct, go incorrect, and left-right correct and incorrect trial electrical activity. 4. These effects all took place in the period immediately following stimulus onset. Hippocampal electrical activity recorded later in each trial did not show any systematic differences between trial categories or problems. 5. The EEG from inferotemporal cortex differed from hippocampal activity in the greater proportion of fast activity and in the absence of any of the effects observed in the hippocampal leads. 6. The prominent occurrence of theta on no-go trials and the close similarity of the hippocampal power spectra on no-go and left-right alternation trials suggests that these responses demand a high degree of modulation or control by an active hippocampus. From the appearance of the theta effects early in each trial, it appears that the hippocampus is involved in the anticipatory programming of intended acts, and the suggestion is that a fast time calculation of an intention to inhibit a response is made at the beginning of the trial. The data of this study suggest that hippocampal theta reflects response bias, conceived as a program organizing observing and instrumental responding. 1. L'activité électrique de l'hippocampe et du cortex inféro-temporal a été enregistrée chez des singes (Macaca mulatta) au cours de l'apprentissage de deux problèmes d'alternance retardée, alternance aller/ne pas aller, et alternance spatiale classique. 2. L'analyse de spectre de puissance montre clairement un rythme thêta de 3 à 5 c/sec dans l'activité électrique de l'hippocampe du primate et l'apparition d'une différenciation systématique dans cette bande thêta tout au long de l'apprentissage. A la phase précoce de l'apprentissage, il n'y a pas de différence entre les catégories séquentielles du problème aller/ne pas aller (c'est-à-dire aller correct, ne pas aller correct, aller incorrect, ne pas aller incorrect) ou entre les divers problèmes. Au fur et à mesure que l'on se rapproche du critère d'apprentissage, cependant, le rythme thêta devient progressivement prédominant dans les séquences ne pas aller comparées aux séquences aller. Dans l'alternance droite-gauche, le rythme thêta ressemble davantage à l'activité observée au cours des essais ne pas aller. Au cours des essais aller, l'activité thêta tend à diminuer au fur et à mesure que l'apprentissage avance. 3. Lors d'essais incorrects du problème aller/ne pas aller, le rythme thêta correspond à la nature de la réponse de l'animal. Une activité de 3 à 5 c/sec est similaire dans les essais aller corrects et ne pas aller incorrects lorsqu'on se rapproche ou que l'on atteint le critère d'apprentissage et au cours de ces catégories d'essais, le rythme thêta est nettement différent de l'activitéélectrique lors des séquences ne pas aller correct, aller incorrect, et droit-gauche correct et incorrect. 4. Ces effets surviennent tous dans la période immédiatement consécutive au début du stimulus. L'activité électrique hippocampique enregistrée plus tard dans chaque séquence ne montre aucune différence systématique entre les catégories de séquences ou de problèmes. 5. L'EEG du cortex inféro-temporal diffère de l'activité hippocampique du fait d'une proportion plus élvée d'activité rapide et de l'absence de tous les effets observés au niveau des chaînes hippocampiques. 6. La survenue prévalente de thêta dans les séquences ne pas aller et la similarité très proche des spectres de puissance hippocampique dans les alternances ne pas aller et droite-gauche suggère que les réponses demandent un degréélevé de modulation ou de contrôle par un hippocampe actif. Le fait que les effets thêta apparaissent précocément dans chaque séquence montre que l'hippocampe est impliqué dans la programmation anticipatoire des actes projetés, et on peut supposer que s'il existe une intention d'inhiber une réponse, le calcul rapide en est fait au début de la séquence. Les données de cette étude suggèrent que le thêta hippocampique reflète la tendance de la réponse, conçue comme un programme organisant le mode d'observation et de réponse instrumentale.