mənbə
Pittsburq Universiteti, Pittsburgh, PA 15260, ABŞ. Nevrologiya şöbəsi.
mücərrəd
Yetkinlər, böyüklər ilə müqayisədə, həmyaşıd qarşılıqlı münasibətlər və xoşagəlməz stimullar kimi eyni dərəcədə həvəsləndirici kontekstlərə fərqli reaksiya verirlər. Yeniyetmələrin neyron emal fərqlərini müəyyənləşdirmək bu hadisəni, narkotik istifadəsi, əhval pozğunluğu və şizofreniya kimi ciddi davranış və psixiatrik zəifliklərin əsaslarını anlamaq üçün vacibdir. İnanırıq ki, əsas beyin bölgələrində nəfis stimulların işlənmə yollarında yaşla bağlı dəyişikliklər yeniyetmənin bənzərsiz xasiyyətlərini və zəifliklərini əsas götürə bilər. Əsaslandırılmış davranış mərkəzi məsələ olduğundan, motivasion kontekstlərdə beyin fəaliyyətinin yaşa görə müqayisəsinin aparılması vacibdir. Mükafatlandırılmış instrumental tapşırıq zamanı yetkin və yetkin siçovulların nüvə accumbens (NAc) və dorsal striatum (DS) sahələrində vahid fəaliyyət və yerli sahə potensialını müqayisə etdik. Bu bölgələr əsaslandırılmış təlim, mükafat emalı və fəaliyyət seçimi ilə məşğuldur. Biz yetkinlərdə mükafat emalından daha çox öyrənmə ilə daha çox əlaqəli olan bir bölgədə DS-də yetkin yaşlı sinir emal fərqlərini bildiririk. Xüsusilə, yetkinlər deyil, yeniyetmələr, mükafat gözlədiyi zaman aktivləşən DS-də çox sayda neyrona sahib idi. Daha çox oxşar reaksiya nümunələri iki yaş qrupunun NAc-da müşahidə edilmişdir. Bənzər yerli sahə potensial salınımlarına baxmayaraq DS vahid fəaliyyət fərqləri tapıldı. Bu araşdırma, yeniyetmələrdə, öyrənmə və vərdişlərin formalaşmasında tənqidi şəkildə iştirak edən bir bölgənin mükafatlandırmaya yüksək reaksiya verdiyini göstərir. Beləliklə, mükafatların yeniyetmələrin davranışlarını fərqli şəkildə formalaşdırmasının və affektiv pozğunluqlara qarşı artan həssaslıqlarının mexanizmini təklif edir.
Yetkinlik dövründə çox sayda neyrodeqmental dəyişiklik baş verir (1) mükafatlandırıcı stimullar kimi nəhəng hadisələrin necə işlənməsinə təsir göstərə bilər. Bu cür neyron emal dəyişiklikləri, məməlilər arasında rast gəlinən risk səviyyəsinin artması kimi yetkinlərdə görülən ümumi davranış tərzlərinin bəzilərinin əsasını təşkil edə bilər (1-5asılılıq, depressiya və şizofreniya kimi iğtişaşların inkişaf meylləri ilə yanaşı (6-8). Bu həssaslıqların neyron substratını anlamazdan əvvəl, yetkin yaşda olanlarla müqayisə və fərqli olaraq, yetkin yaşda olan beynin tipik sinir emal nümunələri haqqında daha çox məlumat almalıyıq.
Yeniyetmənin əsas etibarilə hər davranış və psixiatrik zəifliyi motivasiya baxımından aydın olur. Buna görə motivasiyalı davranış zamanı yeniyetmələrin sinir fəaliyyətini böyüklərdəki fəaliyyətlə müqayisə etmək çox vacibdir. Motivasiyalı davranış, bir orqanizm və stimul arasındakı fiziki əlaqədə bir tənzimləməni asanlaşdıran bir hərəkətdir (məsələn, müəyyən bir mükafat ehtimalı və ya yaxınlığı) (9). Ancaq bu cür davranış kontekstləri təbii olaraq sinir fəaliyyətinin analizini çətinləşdirəcəkdir: Haradan bilirik ki, sinir fərqləri sadəcə iki yaş qrupu arasındakı davranış performans fərqini əks etdirmir? Sinir emalındakı bir fərq sadəcə davranış qarışıqlığından qaynaqlanır, yoxsa yeniyetmələrin motivasiya kontekstində gözə çarpan hadisələri kodlaşdırması və işləmə yollarında daha əsas fərqlər varmı? Davranış performansı iki qrup arasında fərqlənmədiyi zaman (məsələn, tapşırıq yaxşı öyrənildiyi zaman gec seanslarda mükafat alma gecikmələrini mükafatlandırın) görkəmli hadisələr zamanı yeniyetmələrin sinir fəaliyyətini və yetkinlərlə sinir fəaliyyətini müqayisə etmək üçün in vivo tək vahid elektrofizyoloji qeyd etdik. Bunu edərkən, performansla qarışdırılmayan yaşla əlaqəli əsaslı işləmə fərqlərini müəyyənləşdirməyimizə imkan verən bir "davranış sıxacından" istifadə etdik.
Yeniyetmələrin beyninin çox hissəsi hələ bu şəkildə araşdırılmamış olsa da, əsaslandırılmış davranışda mərkəzi rolu olduğuna görə dorsal striatum (DS) və nüvələrin böyüməsinə (NAc) diqqət yetirdik. Birlikdə bu beyin bölgələri dərnək öyrənmə, vərdişlərin formalaşması, mükafatların emalı və davranış qaydalarının adaptiv idarə olunması ilə məşğuldur (10-13). Striatum, hiss, motor və bilişsel proseslərdə iştirak edən kortikal bölgələrdən proqnozlar alır (14), həmçinin dopaminergik giriş (15). Ventral striatumun bir hissəsi olan NAc, amigdaladan afferents alır (16) və prefrontal korteks (17) və ventral tegramal bölgədən dopaminergik afferents (18). NAc hərəkətə motivasiyanın tərcüməsi üçün əsas hesab olunur (19) və yeniyetmələrin risk alması və sensasiya axtarmasının neyrobioloji əsasları ilə əlaqəli bəzi mövcud fərziyyələrin əsasını təşkil edir (5, 20, 21).
Nəticələr
Sinir vahidinin fəaliyyəti DS və NAc-dan qeyd edildi (Şəkil S1yeniyetmənin (n = 16) və yetkin (n = 12) siçovullar bir instrumental bir hərəkəti (poke) bir mükafat nəticəsi (qida pelleti) ilə əlaqələndirməyi öyrəndikləri üçün. Əncir 1A). Davranış məlumatları birləşdirilmişdir (Əncir 1 B-D), çünki bölgələr arasında statistik fərqlər müşahidə edilmədi. Bir seansdakı sınaq sayında təlim arasında yaşla bağlı ciddi fərqlər yox idi.F(1, 1) = 1.74, P = 0.20]; replikadan instrumental ləkəyə qədər olan gecikmə [F(1, 1) = 0.875, P = 0.36]; və ya instrumental lövhədən qida qabına girməyə qədər gecikmə.F(1, 1) = 0.82, P = 0.36]. Cute başlanğıcdan instrumental lokaya qədər olan gecikmə erkən seanslarda fərqli oldu, baxmayaraq ki, bu statistik əhəmiyyət kəsb etməmiş və birliyi hələ öyrənməmiş üç xarici heyvan tərəfindən idarə edilmişdir (Əncir 1C, Ilave). 4 seansından başlayaraq bütün tədbirlər hər iki yaş qrupunda sabit bir maksimuma çatdı. Bu seanslar zamanı instrumental reaksiya ilə qidaya daxil olmağa gedən orta və böyüklər üçün orta gecikmə müvafiq olaraq 2.47 ± 0.12 s və 2.54 ± 0.17 s oldu.
Siçovullar hərəkət-nəticə assosiasiyasını öyrəndiyindən və hər seansda çox sayda sınaq keçirdiyindən (yəni 4-6 sessiyalarında) instrumental çanaq və qida girişi ətrafındakı ardıcıl DS sinir reaksiyaları müşahidə edilmişdir. Şəkil S2A). 4-6 seansları zamanı bu aktivliyin daha yaxından araşdırılması bəzi neyron qruplarının fəaliyyətindəki oxşarlıqları, digərlərində isə ciddi fərqləri göstərir (Əncir 2). Qeydə alınmış neyronların təxminən 10% -i sınaq başlanan replikada aktivləşdi, az hüceyrələr inhibə edildi (Əncir 2 A və C, Sol). Yetkin və böyüklər arasında atəş nisbəti ZBu zaman ballar fərqli deyildi (Z = 1.066, P = 0.29; Əncir 2B, Sol). Aktivləşdirilmiş, maneə törədilmiş və əhəmiyyətsiz neyronların replikaya nisbətlərində yaşla bağlı fərqlər də yox idi [χ2(2, n = 570) = 2.35, P = 0.31; Cədvəl 1]. Aktivləşdirilmiş hüceyrələrin nisbəti və aktivlik dərəcəsi instrumental cavabdan əvvəl hər iki qrupda artdı, baxmayaraq ki, belə böyüklük artımları yeniyetmələrdə daha çox idi (Z = -2.41, P = 0.02; Əncir 2B, mərkəz). İnstrumental lokusdan əvvəl 0.5 s müddətində cavab tip nisbətlərindəki yaşla bağlı fərqlər əhəmiyyətli idi [χ2(2, n = 570) = 10.01, P <0.01], böyüklər tərəfindən inhibe edilmiş vahidlərin daha böyük bir hissəsinin idarə etdiyi təsir (Z = 3.05, P <0.01; Cədvəl 1). İnstrumental cavabdan dərhal sonra əvvəllər aktiv olmayan hüceyrələr, əvvəllər aktiv olmayan hücrələr də inhibə edildi (Əncir 2A, mərkəz). Bu, instrumental cavabdan sonra 0.5 s ərzində yetkin və böyüklər arasında davam edən statistik fərqlərlə, yaşa görə nisbətdə yenidən artan populyasiya fəaliyyətində keçici aşağıya doğru bir deflitə səbəb oldu.Z = 2.19, P = 0.03; Əncir 2B, mərkəz). Bu dövrdə cavab növlərinin nisbəti yenidən iki [χ arasında dəyişdi2(2, n = 570) = 10.57, P <0.01], böyüklər tərəfindən aktivləşdirilmiş vahidlərin daha böyük bir hissəsinə görə (Z = 2.87, P <0.01; Əncir 2C, mərkəz və Cədvəl 1). İnstrumental pokdan əvvəl fəaliyyətlərini artıran eyni neyronların bir çoxu keçici olaraq maneə törədildi və sonra qida çubuğuna girmədən əvvəl yenidən aktivləşdi (qırmızı mavi-qırmızı rəngli rəngli istilik süjet xətləri Əncir 2A, mərkəz). Bu nümunənin vaxtı yeniyetmələr və böyüklər arasında fərqlənirdi. Yetkin neyronların böyük bir hissəsi mükafata qədər aktiv olaraq qaldı. Bu cür "mükafat gözləyən neyronlar" yetkinlərdə seyrək idi (Əncir 2A, Sağ). Vaxt dəyişikliyindən əlavə, qida novuna girmədən əvvəl 0.5 s-də aktivləşən yetkin neyronlar daha yüksək miqyasda zirvə etdilər (Z = -7.63, P <0.01; Əncir 2B, Sağ). Bu ümumi fəaliyyət nümunəsi 4-6 sessiyaları boyunca nisbətən sabit idi (Film S1, vahidlərin təsadüfi bir nümunə götürülməsi bəzi vahidlər üçün vahid daxilində dəyişkənliyin olduğunu göstərsə də (Şəkil S3). Aktivləşdirilmiş və inhibe olunmuş vahidlərin nisbətləri fərqləndi [χ2(2, n = 570) = 41.18, P <0.01], müvafiq olaraq daha böyük nisbətdə aktivləşdirilmiş yeniyetmələr və böyüklər ilə (Z = -6.21, P <0.01) və inhibə edilmiş vahidlər (Z = 4.59, P <0.01; Əncir 2C, Sağ və Cədvəl 1). 0.5 s-də qida novuna çatdıqdan sonra, yeniyetmələr daha güclü fəaliyyət göstərməyə davam etdilər (Z = –6.43, P <0.01). Aktivləşdirilmiş, inhibe edilmiş və əhəmiyyətsiz nisbətlər qida qabına girmədən dərhal əvvəl olduğu kimi fərqli qaldı [χ2(2, n = 570] = 31.18, P <0.01; Əncir 2C, Sağ və Cədvəl 1). Yeniyetmələrdə aktivləşdirilmiş vahidlərin nisbəti daha çox idi (Z = –4.89, P <0.01) və bu anda inhibə edilmiş vahidlərin daha kiçik bir hissəsi (Z = 4.36, P <0.01).
NAc-da orta yaşlı yeniyetmə və yetkinlərin spiking fəaliyyəti az və ya dəyişkən vəzifə ilə əlaqəli cavablardan daha ardıcıl nümunələrə keçdi (Şəkil S2B). 4 sessiyasında, hər iki qrupda oxşar artım və sonra instrumental lokada phasic aktivlik azalmışdır. Bu nümunə daha çox mükafata (yeməyə giriş) gətirən və daha aydın görünən idi. NAc phasic sinir fəaliyyətinin daha yaxından araşdırılması, bəzi nəzərə çarpan fərqlərlə yanaşı neyron aktivləşdirmə və inhibisyon şəklində və dərəcəsində bir neçə yaxın oxşarlığı göstərir (Əncir 3). Xüsusilə, replika işığının başlaması həm yeniyetmələrdə, həm də yetkinlərdə təxminən 10% NAc neyronunun aktivləşməsinə səbəb oldu, az neyronların maneə törədildiyi və bu dövrdə aktivləşdirilmiş və ya maneə olan neyronların nisbətində yaşla bağlı ciddi fərq yoxdur [ χ2(2, n = 349) = 1.51, P = 0.47] və ümumi əhali fəaliyyətində heç bir fərq yoxdur (Z = 1.82, P = 0.07; Əncir 3, Sol). Bir sınaq üçün neyronlar işə düşdükdən sonra, heyvan yem qabına girənə qədər aktiv qalmağa meyllidirlər. Müvəqqəti dinamika elə idi ki, neyronların müəyyən bir hissəsi həm instrumental poke, həm də yemək çuxuru girişi ətrafında daha güclü şəkildə aktivləşdi. Əhali aktivliyində yaşa görə heç bir fərq yoxdur (Z = –0.16, P = 0.87) və ya bölmə kateqoriyası nisbətləri [χ2(2, n = 349) = 0.22, P = 0.90] instrumental ləkədən əvvəlki 0.5 s-də tapıldı. İnstrumental pokdan sonra böyüklər daha yüksək orta fəaliyyət göstərdilər (Z = 4.09, P <0.01) və vahid kateqoriyası nisbətlərindəki fərqlər [χ2(2, n = 349) = 7.23, P = 0.03] yetkin aktivləşdirilmiş neyronların daha böyük bir hissəsi səbəbiylə (Z = 2.53, P = 0.01; Əncir 3C, mərkəz və Cədvəl 1). Eynilə, xNUMX s-də yemək daxil edilməzdən əvvəl daha yüksək orta yetkinlik aktivliyi müşahidə edildi (Z = 2.67, P <0.01) və yenə fərqli vahid kateqoriyası nisbətləri müşahidə edildi [χ2(2, n = 349) = 6.64, P = 0.04] böyüklər üçün aktivləşdirilmiş bölmələrin daha böyük nisbətdə olması səbəbindən (Z = 2.32, P = 0.02; Əncir 3C, Sağ və Cədvəl 1). Bu dövrdə, sınaqdan keçən sinir fəaliyyəti, hələ də DS-dən daha az dərəcədə sabitlik nümayiş etdirdi (Film S2). 0.5 s-də qida novuna girdikdən sonra əhali aktivliyində ciddi yaş fərqi müşahidə edilmədi ((Z = -0.61, P = 0.54), vahid nisbət fərqləri olsa da [χ2(2, n = 349) = 7.81, P = 0.02]. Bu, indiki vaxtda maneə törədilən yetkinlik yaşına çatmayanların nisbətən daha böyük nisbətini əks etdirir (Z = -2.81, P <0.01; Əncir 3C, Sağ və Cədvəl 1). Beləliklə, qruplar arasında bəzi fərqlər olsa da, sinir reaksiyalarının ümumi forması (və vahidlər arasındakı fəaliyyət) NS-də DS ilə müqayisədə daha çox oxşar idi.
Orta normallaşdırılmış LFP spektr proqramları həm NAc, həm də DS-də yeniyetmələr və böyüklər üçün oxşar idi (Əncir 4). Yemək çuxuruna girmədən əvvəl, NAc-da həm yeniyetmələr, həm də böyüklər β (13-30 Hz) və γ (> 30 Hz) zolaqlarda güclərini azaldıblar və yetkinlərdə daha geniş γ-güc azalmaları ilə. Yemək çuxuruna girdikdən sonra, hər iki qrup 20 Hz ətrafında mərkəzləşmiş trans-güc artımlarını nümayiş etdirdi. Θ (3-7 Hz) və α (8-12 Hz) kimi aşağı tezliklərdə daha çox ergen LFP gücünə meyl var idi, bununla birlikdə qida novuna daxil olduqdan sonra age500 ms yaşla əlaqəli fərqlər aşkar edildi (Əncir 4 A və B). Bənzər nümunələr DS-də görüldü, qida çubuğuna girildikdən dərhal sonra power gücündə bir qədər güclü yetkinlik artımı müşahidə edildi (Əncir 4 C və D). Ümumilikdə statistik kontrast xəritələr (Əncir 4 B və D) bir neçə qeyd istisna olmaqla, bir çox tezliklərdə yeniyetmələr və böyüklər arasında mükafatla əlaqəli LFP fəaliyyətində oxşarlığı nümayiş etdirir.
Müzakirə
Yetkinlərdə deyil, yetkin DS-də güclü bir mükafatla əlaqəli bir fəaliyyət tapdıq, vərdişlərin formalaşması və davranış qaydalarına adaptiv nəzarət ilə əlaqəli bir quruluş tapdıq (11-13, 22). NAc hər iki yaş qrupunda da eyni cavab verdi; NAc-də bəzi vahid fəaliyyət fərqləri görünsə də, bu fərqlər daha kiçik və daha keçici idi və sinir fəaliyyətinin vaxtı bu bölgədəki qruplar arasında çox oxşar idi. Bu tapıntılar, yeniyetməlik dövründə bazal ganglia quruluşlarının funksional yetkinliyində mükafat emalı ilə əlaqəli regional heterojenliyi nümayiş etdirir və DS ilə birlikdə yaşla əlaqəli zəifliklərə bilavasitə aid ola biləcək yeniyetməlik sinir emal fərqlərinin əvvəllər diqqətdən kənarda qaldığını göstərir. Ayrıca, yaşla əlaqədar əhəmiyyətli fərqlərin vahid səviyyəsində görünməsinə baxmayaraq, fMRI və EEG-in daha geniş miqyaslı regional siqnallarına daha çox oxşar olan LFP salınımlarının gücündə belə fərqlər asanlıqla müşahidə olunmadı.23).
Phasic sinir fəaliyyətinə dair məlumatlar, mükafat gözləməsi zamanı DS'nin dəqiq rolunun və ya mükafatlandırıcı stimulun sinir nümayəndəliklərinə təsiri, yetkinlərə və böyüklərə nisbətən fərqlidir. Hər iki qrupda sınaqların əvvəlində aktivləşən, instrumental cavabı qısa müddətə dayandıran və sonra yenidən fəaliyyət göstərən bölmələr var. Bunların arasında, digər tədqiqatlara uyğun olaraq, yetkin bölmələr daha əvvəl işə salındı və mükafatdan əvvəl ilkin vəziyyətə qaytarıldı (24, 25). Yetkin həmkarlarının fəallaşması, əksinə, mükafat alma vaxtına qədər davam etdi. Beləliklə, yalnız yeniyetmələrdə DS-də mükafat gözləyən neyron kimi təsvir edilə bilən böyük bir qrup var idi. Baxmayaraq ki, başqaları əvvəllər DS-də əvvəlcədən fəallıq müşahidə etmişdilər (24-26), buradakı kritik məqam, gənclərin və böyüklərin bu cür fəaliyyət nümunələrində fərqli bir tarazlıq və zaman kurslarının olmasıdır. Striatumun vəziyyət-hərəkət birliklərində birbaşa rol oynayacağı düşünülür (25) və daha sərfəli hərəkətlərə qarşı qərəzli davranmaq üçün "aktyor-tənqidçi" modelində aktyor rolunu oynaya bilər (27). Striatum, cortikal bölgələrdən substantia nigra və glutamat proqnozlarından dopamin girişini alır; GABA proqnozlarını globus pallidusa göndərir, nəticədə talamusa davam edir, nəticədə korteksə geri dönür. Yetişməmiş prefrontal korteksdən və ya bazal ganglia bölgələrindən gələn afferent siqnallar hazırda DS-də müşahidə olunan yaşa görə qanunauyğunluqları nəzərə ala bilər. Həqiqətən, əvvəllər bu tapşırıq zamanı azaldılmış inhibisyon və yetkin yaşdakı orbitofrontal korteksdə (OFC) nisbətdə aktivliyin artdığını müşahidə etdik (28) birbaşa DS bu bölgəyə layihə edən (29).
Könüllü davranış zamanı DS-də artan LFP θ- və β-salınımlarının əvvəlki hesabatlarına uyğundur (30, 31), həm gənclər, həm də böyüklər bunları qida girişindən əvvəl və sonra nümayiş etdirdilər. DS-də əhəmiyyətli bir vahid fəaliyyət fərqlərinə baxmayaraq, LFP salınımları həm DS həm də NAc'dakı iki yaş qrupları arasında olduqca oxşar idi. Bu tapıntı çox vacibdir, çünki insan yeniyetməlik tədqiqatları fMRI və EEG kimi daha geniş miqyaslı funksional tədbirlərə yönəlmişdir. Güclü yaşa bağlı vahid fəaliyyət fərqlərini, fMRI siqnalları ilə daha yaxşı əlaqəli olan daha böyük miqyaslı regional salınımların oxşar olduqda da tapıla biləcəyini göstəririk (23). Bazal ganglia LFP salınımlarının funksiyaları bilinməsə də, davranış konteksti ilə modulyasiya olunur (30, 31) iki yaş qrupu üçün eyni idi.
NAc-da bəzi müvəqqəti fərqlərdən başqa, işə qəbul edilmiş və maneə törədilən bölmələrin nisbətləri və cavab reaksiyaları vaxtı normallaşdırılmış əhalinin orta aktivliyində əks olunduğu kimi ümumiyyətlə oxşar idi. NAcın manipulyasiyası motivasiyaya, təməl davranış fəaliyyətinə və instrumental davranışın öyrənilməsinə və icrasına təsir göstərir (32-35). Hazırkı araşdırmada, NAc-dakı yeniyetmələrin sinir fəaliyyəti fərqləri DS-lə müqayisədə təvazökar və keçici olmuşdur. İnsanlarda fMRI tədqiqatları yeniyetmələr və böyüklər arasında mükafatla əlaqəli NAc fəaliyyətinin müqayisəsində uyğunsuz olmuşdur. Bəzi araşdırmalar, mükafatlandırmaq üçün daha güclü NAc yeniyetmə siqnallarını göstərdi (36, 37) və digərləri daha zəiflərini tapdılar (38) və ya daha mürəkkəb kontekstdən asılı nümunələr (39). Oyanışlı yeniyetmələrdə subkortikal tək vahid və LFP fəaliyyətini qeyd edən bu araşdırma bu məsələyə aydınlıq gətirir: bu cür yaşa bağlı fərqlərin ölçülən siqnal növündən asılı ola biləcəyini nümayiş etdiririk. Əldə etdiyimiz tapıntılar, digər bölgələrə nisbətən NAc-da daha əvvəl funksional yetkinliyin əldə olunduğuna dair əvvəlki dəlillərə uyğundur (37, 28). Lakin, yetkin DS bölməsinin fəaliyyətinin yetkinlərdən fərqli olduğunu tapmaqda, bunun sadəcə təklif edildiyi kimi kortikal və subkortikal fərq olmadığı qənaətinə gəldik (40).
Hazırkı araşdırmada sinir fəaliyyətində fərqlərin ölçülən davranış fərqlərinin olmamasına baxmayaraq müşahidə olunduğunu vurğulamaq vacibdir. Davranış qaydalarının yerinə yetirilməsində DS-nin rolu olduğundan, neyron fərqləri hiss olunmayan davranış fərqi ilə əlaqəli ola bilər. Bu cür fərqlər həmişə mümkün olsa da, hazırkı araşdırmada bir neçə səbəbə görə olduqca çətin görünür. Sinir müqayisələri yalnız siçovulların tapşırıqla yüksək səviyyədə bacarıqlı olduqları və yüksək vəzifə yönəldildiyi müşahidə edildi. Ən böyük sinir fərqliliyi dövrü, instrumental reaksiya ilə qida çubuğuna girmə arasındakı vaxt idi, halbuki bu davranışın orta gecikməsi iki yaş qrupu üçün eyni dərəcədə eyni idi. Bundan əlavə, sinir fərqləri ardıcıl olaraq müəyyən yerlərdə (məsələn, mükafat gözləməsi zamanı) müşahidə edildi, lakin başqalarında deyil (məsələn, sınaq başlanğıc davasına reaksiya) və neyron aktivləşdirmə vaxtı tez-tez əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənsə də, nöronal inhibe zamanı ümumiyyətlə hər yaş qrupunun hər iki beyin bölgəsində oxşar idi. Birlikdə, bu tapıntılar, əsassız yaşa bağlı neyron emal fərqlərinin, xüsusən də DS-də oxşar davranış / kontekstlər zamanı mövcud olduğu şərhinə uyğundur, bu da neyron arxitekturasında, emal səmərəliliyində və / və ya fiziki şəxsin fizioloji təsirində danışır. hadisələr.
Sonda, mükafatla əlaqəli şiddətli hadisələrin, yetkinlərin deyil, böyüklərin DS-nin içərisinə girdiyini gördük ki, bu da yaşla bağlı davranış və psixi zəifliklərdən məsul olan şəbəkələrdə yeni bir lokusun olduğunu göstərə bilər. Bu bazal ganglia quruluşu normal öyrənmə və yaddaş, vərdişlərin formalaşması və motivasiyalı davranışın digər aspektlərində mərkəzi rol oynayır və onun disfunksiyası psixiatrik problemlərlə əlaqədardır (41-43). Buna görə də, bu bölgənin fəaliyyətinin inkişaf yolu ilə necə dəyişdiyini və digər əsas beyin bölgələri ilə qarşılıqlı təsirini öyrənmək, yeniyetmələrin zəiflik mexanizmləri və klinik müdaxilələrin gələcək dizaynı haqqında anlayışımız üçün vacib olacaqdır. Yetkinlərin davranışları və psixiatrik zəifliklərinin mürəkkəbliyi, çox beyin bölgələrini əhatə edən çox yönlüdür. Beləliklə, DS, (və ayrılıqda deyil) birlikdə yetkinlik yaşına çatmayanların davranış və psixiatrik cəhətləri üçün kritik olan bir çox qarşılıqlı bölgələrdən biridir. Yeniyetmələrin elektrofizyolojik qeydləri və davranış kontekstlərindəki yaşa bağlı neyron emal fərqlərini öyrənmək üçün metod kimi metodlarla, yetkinlik yaşına çatmayanların substratlarını şəbəkə səviyyəsində qiymətləndirməyə başlaya biləcəyimizə ümid edirik.
Material və metodlar
Mövzular və cərrahiyyə.
Heyvan prosedurları Pittsburgh Universitetinin Heyvanlara Qayğı və İstifadə Komitəsi tərəfindən təsdiq edilmişdir. Yetkin kişi (doğuşdan sonrakı gün 70 – 90, n = 12) və hamilə anbarı (embrion günü 16; n = 4) Sprague - Dawley siçovulları (Harlan) 12-saat yüngül / qaranlıq dövrə ilə iqlimə nəzarət edən vivariyalarda yerləşdi (7-də işıqlar: 00 PM-də işıqlar) və çowa və suya reklam girişi. Çıxışlar sonradan doğuşdan sonrakı gündə 21 gündə süddən keçirilmiş altı kişidən daha çox kəsildi (n = 16). Yetkinlərə edilən əməliyyatlar, mənzilə qədər minimum 1 kiloqramlıq yaşayış yerindən sonra həyata keçirildi. Yetkin qadın əməliyyatları doğuşdan sonrakı gündə 28 - 30. Səkkiz telli mikroelektr seriallar NAc və ya DS-də yerləşdirildi (SI Materiallar və metodlar). Qeydlər əvvəlcədən təsvir olunduğu kimi aparıldı (28) siçovullar bir davranış tapşırığı yerinə yetirərkən. Əlli və yarımavtomatik çeşidləmə texnikasının birləşməsi ilə Offline Sorter (Plexon) istifadə edərək vahid ədəd ayrıldı (44).
Davranış.
Davranış testi prosedurları əvvəllər göstərildiyi kimi aparıldı (28, 45). Siçovullar qida pellet mükafatları üçün bir instrumental loka çalmağı öyrəndi (Əncir 1A və SI Materiallar və metodlar). Hər iclasda sınaqların ümumi sayı, sınaq başlamış reputasiyadan instrumental cavaba qədər olan orta gecikmə və instrumental reaksiya ilə pelletin alınmasına olan gecikmə qiymətləndirilmişdir. Yaş × sessiya təkrar ölçülü ANOVA-lar bu tədbirlərin hamısında (α = 0.05) SPSS proqramından istifadə edərək, sferiklik fərziyyəsinin pozulduğu aşağı df düzəlişlərlə aparılmışdır.
Elektrofiziologiya təhlili.
Elektrofizyolojik məlumatlar Chronux alətlər qutusundakı funksiyalarla birlikdə xüsusi yazılı Matlab (MathWorks) skriptlərindən istifadə edərək təhlil edildihttp://chronux.org/). Tək bölməli təhlillər, hadisə hadisələri ətrafındakı pəncərələrdə baş verən hadisə hadisəsi zamanı yayılmış dərəcələrin histoqramlarına əsaslandı. Tək bir fəaliyyət idi Z- ilkin dövr ərzində hər bir bölmənin orta və SD atəş sürətləri əsasında normallaşdırılmış (bir 2 pəncərə 3 s başlanğıcdan əvvəl). Orta əhali vahidlərinin fəaliyyəti tapşırıq tədbirləri ətrafında quruldu. Wilcoxon dərəcə dərəcəsi testlərindən istifadə edərək, erkən vaxt maraq pəncərələrində (instrumental pokdan əvvəl və sonra, qida novuna girmədən əvvəl və sonra) yetkin və böyüklər vahidi fəaliyyətinin statistik müqayisəsi aparıldı. kimi təqdim etdi Zdəyərlər), Bonferroni çox müqayisə üçün düzəldildi. Null fərziyyə nə zaman bu analizdə rədd edildi P 0.01. S1 filmləri və S2 4-6 seansları zamanı video çərçivələri boyunca tək sınaq mərhələlərində hərəkət edən beş sınaq zamanı orta hesablanmış atəş normasının orta hesablanmış dağılması planşetini təmsil edin. Video vaxt, hər seansın sınaqları ilə fəaliyyətin təkamülünü təmsil edir. Bölmələr, ardıcıl olaraq üç ardıcıl 50-ms konteynerə sahib olduqları təqdirdə, pəncərələrdə aktiv və ya maneə törədilmiş kimi təsnif edildi. Z ≥ 2 və ya Z ≤ −2, müvafiq olaraq. Bu meyarlar əvvəlcədən təsvir olunduğu kimi qeyri-parametrik çəkmə analizləri vasitəsi ilə aşağı saxta kateqoriyalara nisbət verərək təsdiq edilmişdir (39) (SI Materiallar və metodlar). Vahidlər təsnif edildikdən sonra,2 Bütün aktivləşdirilmiş, maneə törədilmiş və əhəmiyyətsiz olmayan vahidlər üçün maraq priori pəncərələrində analizlər edildi. Yalnız əhəmiyyətli χ2 testlər post hoc tərəfindən təqib edildi ZƏsas əhəmiyyətli kateqoriyalı fərqləri müəyyənləşdirmək üçün iki nisbət üçün sınayır. Null fərziyyə nə zaman rədd edildi P <0.05, ilə göstərilmişdir Cədvəl 1 qalın tipli. Bölmə işə götürmə müddətini görüntüləmək üçün (yəni aktivləşdirilmiş və ya maneə törədilmiş kimi), 500 ms hərəkətli pəncərələrdə (250-m addımlarla) tapşırıq tədbirlərinə vaxtında bağlanmış daha böyük pəncərələrdə kateqoriyalı analizlər aparıldı.
Xam LFP gərginlik izində kəsmə artefaktları və ya kənar maddələr (± orta gərginlikdən ± 3 SD) olan sınaqlar aradan qaldırıldıqdan sonra, sürətli Fourier transformasiyasından istifadə edərək hər bir mövzu üçün sınaq gücünə malik spektrlər hesablandı (SI Materiallar və metodlar). Güc spektrləri hər yaş qrupu üçün orta hesabla alındı. THər dəfə × tezlik qutusu üçün yeniyetmələr və böyüklər spektr proqramlarının normallaşdırılmış LFP gücünü müqayisə edən kontrast xəritələr, yaşla bənzərlik və fərqliliyi vurğulamaq üçün qurulmuşdur.
Minnətdarlıq
Bu işə dəstək Milli Psixi Sağlamlıq İnstitutu, Pittsburgh Həyat Elmləri İstixanası və Andrew Mellon Fondunun Predoktoral Təqaüdü (DAS) tərəfindən təmin edildi.
Dəyişikliklər
Müəlliflər heç bir maraq doğurmur.
Bu yazı PNAS birbaşa təqdim edir.
Bu məqalədə online dəstək məlumatları var www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1114137109/-/DCSupplemental.
;
