Imunita v odměňování a její vliv na inhibiční kontrolu v dospívání (2010)

Cereb Cortex. 2010 Jul; 20 (7): 1613-29. doi: 10.1093 / cercor / bhp225. Epub 2009 Říjen 29.

Geier CF, Terwilliger R, Teslovich T, Velanova K, Luna B.

Informace o autorovi

Laboratoř Neurocognitive Development, Katedra psychiatrie a psychologie, Centrum pro neurální základy poznávání, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA 15213, USA. [chráněno e-mailem]

Abstraktní

Povaha nezralého zpracování odměn a vliv odměn na základní prvky kognitivní kontroly během dospívání nejsou v současné době dobře známy. Zde během funkčního zobrazování magnetickou rezonancí zdravé adolescenti a dospělí prováděli modifikovaný antisakádový úkol, ve kterém byly manipulovány případné odměny za jednotlivé zkoušky. Použití nového rychlého designu spojeného s událostmi umožnilo posoudit vývojové rozdíly ve funkci mozku, které jsou základem časově odlišných fází zpracování odměn a inhibice odezvy. Studie odměn ve srovnání s neutrálními zkouškami vedly k rychlejším správným inhibičním reakcím napříč věky ak menším inhibičním chybám u dospívajících. Během pokusů o odměnu byl signál závislý na hladině kyslíku v krvi oslaben ve ventrálním striatu u adolescentů během hodnocení tága, poté byl hyperaktivní během přípravy odpovědi, což naznačuje omezení během dospívání v hodnocení odměny a zvýšenou reaktivitu v očekávání odměny ve srovnání s dospělými. Důležité je, že při přípravě odpovědi na zkoušku odměny byla u adolescentů také pozorována zvýšená aktivita ve frontální kůře podél precentrálního sulku, což naznačuje modulaci odměny regulačních oblastí okulomotoru podporujících správnou inhibiční reakci. Souhrnně tato práce charakterizuje specifické nezralosti v adolescentních mozkových systémech, které podporují zpracování odměn, a popisuje vliv odměny na inhibiční kontrolu. Stručně řečeno, naše zjištění naznačují mechanismy, které mohou být základem zranitelnosti dospívajících vůči špatnému rozhodování a riskování.

Klíčová slova: adolescence, antisakáda, fMRI, inhibice odezvy, odměna

Úvod

Negativní výsledky spojené s rizikovým nebo bezohledným chováním jsou hlavním přispěvatelem k prudkému nárůstu (∼200%) morbidity a mortality pozorovanému během dospívání (Arnett 1992; Spear 2000; Dahl 2004). Podstupování rizika lze definovat jako zapojení, často impulzivně, do chování, které má vysokou subjektivní touhu nebo vzrušení, ale které vystavuje jednotlivce potenciálnímu zranění nebo ztrátě (např. Řízení extrémně rychle a zapojení do nechráněného sexu) (Irwin 1990). Sklon dospívajících zapojit se do riskování poskytuje přesvědčivé důkazy o chování pro nezralosti v rozhodovacích schopnostech. Naše chápání nervového základu riskování však zůstává omezené. Ačkoli se očekává, že více funkčních obvodů přispěje k riskování chování, 2 pravděpodobné primární systémy jsou zpracování odměn a inhibiční kontrola (Steinberg 2004). Nezralá detekce a hodnocení odměn ve spojení s omezeními endogenní kontroly impulzů by mohlo vést ke špatnému rozhodování, které by pak mohlo připravit půdu pro přijímání rizik. Abychom informovali o nervovém základě riskování, porovnáváme v tomto článku zpracování odměny a jeho účinky na inhibiční kontrolu u dospívajících ve srovnání s dospělými.

Rozsáhlá literatura vymezila nervové obvody podporující zpracování odměn u dospělých dospělých (Schultz 2000; Breiter a kol. 2001; O'Doherty a kol. 2001; Roesch a Olson 2004; Hikosaka a kol. 2006). Jako klíčové komponenty byly identifikovány zejména orbitofrontální kůra (OFC), dorzální a ventrální striatum (VS) a střední prefrontální kůra (PFC).Schultz 2000; McClure a kol. 2004). Důležité je, že časové rozlišení studií s funkční jednotkovou magnetickou rezonancí (fMRI) s jednou jednotkou a událostmi ukázalo, že zpracování odměn není monolitická funkce, ale spíše dynamická sada vzájemně propojených výpočtů. Byly identifikovány odlišné signály, které se objevily před („předběžné“ signály) a po doručení odměny („konzumní“ signály) (Schultz 2000; Hare a kol. 2008). Očekávané signály jsou spojeny s počáteční detekcí a stanovením valence podnětů předpovídajících odměnu, stejně jako s odhadem očekávané hodnoty budoucí odměny (Knutson a kol. 2001; O'Doherty a kol. 2002). Spotřební signály zahrnují signály související s velikostí přijaté odměny (Delgado a kol. 2000, 2003; Rolls 2000; O'Doherty a kol. 2001) a zda přijatá odměna odpovídala předpovědím (signály „chyba predikce“) (Schultz 2000; Schultz a kol. 2000).

Ve srovnání s tím naše chápání vývoje zpracování odměn prostřednictvím dospívání zůstává poměrně omezené. Anatomické studie ukazují, že oblasti primární odměny vykazují přetrvávající nezralosti v období dospívání, včetně pokračujícího ztenčení šedé hmoty v bazálních gangliích a OFC (Giedd et al. 1996; Sowell a kol. 1999; Gogtay a kol. 2004; Toga a kol. 2006), které jsou částečně způsobeny ztrátou slabých nebo nepoužitých synapsí synaptickým prořezáváním (Gogtay a kol. 2004). Během dospívání může mít zvýšený počet nedostatečně specifikovaných synapsí za následek omezení v identifikaci odměn a reprezentace hodnot ve vztahu k dospělým. Souběžně se synaptickým prořezáváním se myelinace v průběhu vývoje zvyšuje lineárně (Yakovlev a Lecours 1967). Myelinace zvyšuje účinnost zpracování informací zvyšováním rychlosti a věrnosti distálního přenosu neuronů, napomáhá funkční integraci široce distribuovaných obvodů mozku kritických pro vznik komplexního chování vyššího řádu (Goldman-Rakic a kol. 1992; Luna a Sweeney 2004). Srovnávací podkožní adolescentní mozek by mohl přispět k omezené schopnosti účinně integrovat odměnové signály do efektivních motorických systémů nezbytných pro motivované chování (Roesch a Olson 2003, 2004).

Spolu s přetrvávajícím mikrostrukturálním zráním, konvergující data z lidských a zvířecích modelů naznačují, že dopaminová (DA) neurotransmise ve striatálních a kortikálních systémech během dospívání stále zraje (Spear 2000; Andersen 2003; Crews a kol. 2007). Například hladiny receptoru D1 a D2 a vazba ve striatu potkana jsou během dospívání vyšší než v dospělosti (Seeman a kol. 1987). Hustota transportérů DA, které slouží k odstranění DA ze synapse, vrcholí během dospívání ve striatu (Meng a kol. 1999). Navíc vstupy DA do PFC zvyšují dospívání (Kalsbeek a kol. 1988; Rosenberg a Lewis 1994, 1995; Spear 2000), a důkazy naznačují relativní posun od mezolimbických k mezokortikálním DA systémům během rané adolescence (Spear 2000). Pokud jde o zpracování odměn, zvýšení adolescentních hladin DA ve striatu a PFC ve spojení s většími transportéry DA by mohlo přispět ke zvýšené, ale časově omezené citlivosti na odměny, jak se navrhuje v modelu poruchy pozornosti s hyperaktivitou (Castellanos a Tannock 2002).

V souladu se strukturálními údaji naznačují počáteční vývojové studie fMRI funkční nezralosti v mozkových systémech souvisejících s odměnami během dospívání (Bjork a kol. 2004, 2007; May a kol. 2004; Ernst a kol. 2005; Galvan a kol. 2006; Guyer a kol. 2006; van Leijenhorst et al. 2006, 2009; Eshel a kol. 2007). Přestože se ukázalo, že adolescenti přijímají obvody odměňování, které jsou podobné dospělým (May a kol. 2004), směr nezralých reakcí nebyl dosud zcela charakterizován v primárních regionech. Důkazy byly nalezeny pro adolescentní „pod“ aktivitu během prediktivního zpracování ve VS a také během pravděpodobnostního rozhodování v OFC a meziálním PFC (Bjork a kol. 2004, 2007; Eshel a kol. 2007), ale „over“ činnost ve VS během zpracování odměny (konzumace) (Ernst a kol. 2005; Galvan a kol. 2006). Různé časové fáze zpracování odměn (předpovědní vs. konzumní) tedy mohou mít odlišné vývojové trajektorie, což je důležitá úvaha pro teoretické modely, které obecně charakterizují systém odměňování dospívajících jako hyperaktivní (Chambers a kol. 2003; Ernst a kol. 2006) nebo hypoaktivní (Spear 2000), vzhledem k dospělým.

Souběžně s probíhajícím zráním zpracování odměn pokračuje upřesnění v inhibiční kontrole také prostřednictvím dospívání (Paus et al. 1990; Levin a kol. 1991; Ridderinkhof et al. 1999; Ridderinkhof a van der Molen 1997; Williams a kol. 1999; Bunge a kol. 2002; Luna a kol. 2004; Liston a kol. 2006). Dobrovolná inhibice odezvy se týká kognitivní schopnosti zastavit předběžnou odpověď ve prospěch akce odpovídající cíli a je základní součástí rozhodování (Curtis a D'Esposito 2003; Luna a kol. 2004; Ridderinkhof, van den Wildenberg a kol. 2004; Curtis a D'Esposito 2008). Behaviorální práce z naší laboratoře a dalších, kteří používají úlohu antisakády (AS) (Hallett 1978), ve kterém subjekty musí potlačovat silné nutkání k saccade směrem k náhle se objevujícímu perifernímu cíli a místo toho se dívat směrem k zrcadlenému umístění, naznačuje, že úrovně inhibice odezvy podobné dospělému se začínají stabilizovat během střední až pozdní adolescence (Fischer a kol. 1997; Munoz et al. 1998; Klein a Foerster 2001; Luna a kol. 2004). Neuronové obvody podporující výkon AS úkolu však vykazují pokračující nezralosti v období dospívání, včetně snížené aktivace v předním očním poli (FEF) a zvýšené závislosti na postranních prefrontálních systémech ve srovnání s dospělými (Luna a kol. 2001, 2004; Velanova et al. 2008). Tato data podporují řadu dalších studií, které naznačují, že vývoj obvodů, které podporují inhibiční kontrolu, je zdlouhavý (Casey a kol. 1997; Rubia a kol. 2000; Luna a kol. 2001; Adleman a kol. 2002; Bunge a kol. 2002; Tamm a kol. 2002; Durston a kol. 2006; Marsh a kol. 2006; Rubia a kol. 2006, 2007; Velanova et al. 2008).

Úplnější pochopení omezení zjevných v adolescentním rozhodování a chování podstupujících riziko lze dosáhnout charakterizováním zrání zpracování odměn spolu s vlivem odměn na inhibiční kontrolu. K dnešnímu dni pouze hrstka behaviorálních studií zkoumala interakci těchto systémů pomocí modifikovaných úkolů AS s podmíněnými peněžitými odměnami podle jednotlivých pokusů (Duka a Lupp 1997; Blaukopf a DiGirolamo 2006; Jazbec a kol. 2006; Hardin a kol. 2007). Na jedné straně bylo prokázáno, že přidání nepředvídaných odměn snižuje počet inhibičních chyb generovaných adolescenty a dospělými, což naznačuje, že základní cesty mezi regiony souvisejícími s odměnami a regiony souvisejícími s regulací okulomotoru jsou stanoveny alespoň dospíváním. Na druhé straně, odměny odlišně ovlivňují jiné saccade metriky (např. Rychlost a latenci) napříč vývojem (Jazbec a kol. 2006; Hardin a kol. 2007). Vývojové rozdíly v nervových obvodech podporujících výkon odměňovaného úkolu AS však nebyly v literatuře charakterizovány.

Zaměřili jsme se na charakterizaci vývojových rozdílů ve zpracování odměn a účinků odměny na inhibici reakce u zdravých adolescentů a dospělých. Bereme na vědomí, že zkoumání interakce mezi těmito systémy 2 by mělo být považováno za počáteční krok k charakterizaci složitějšího fenoménu riskování. Kriticky používáme nový soubor metod, včetně paradigmatu AS zprostředkovaného peněžními pobídkami, prezentovaného v rychlém návrhu fMRI souvisejícím s událostmi s částečnými „chytacími“ pokusy (Ollinger, Shulman a Corbetta 2001), které nám umožňují oddělit a samostatně charakterizovat aktivitu závislou na hladině krevního kyslíku (BOLD) spojenou se složkami zpracování odměn dříve identifikovanými v literatuře, aby byly odlišné (Schultz 2000). Tyto součásti zahrnují identifikaci tága odměn (Schultz 2000), očekávání odpovědi na odměnu (Bjork et al. 2004) a reakce / zpětná vazba (Ernst a kol. 2006), z nichž každá může mít odlišné vývojové trajektorie. Tento přístup je obzvláště jedinečný v tom, že zkoumáme komponenty 2u předběžného zpracování - počáteční hodnocení tága a pozdější příprava / předvídání reakce. Kromě toho jsme se zaměřili na současnou charakterizaci účinků podmíněných odměn na distribuované regulační oblasti okulomotoru (např. Domnělá kortikální oční pole), o nichž je známo, že jsou kritické pro výkon úkolů AS (Munoz a Everling 2004).

V souladu s předchozími zprávami o chování jsme předpovídali, že dospělí a dospívající budou generovat méně inhibičních chyb za odměnu ve srovnání s neutrálními testy AS (Jazbec a kol. 2006; Hardin a kol. 2007). Během pokusů o odměnu versus neutrální jsme předpokládali, že obě věkové skupiny budou vykazovat zvýšenou aktivitu v mozkových oblastech podporujících detekci odměn-tága (např. VS) a reprezentace hodnot (např. VS a OFC). Dále jsme předpokládali, že správný výkon AS v odměňovaných pokusech bude podporován zvýšenou aktivitou v obvodech regulačních obvodů okulomotoru, konkrétně v oblastech poblíž nadřazeného precentrálního sulku (SPS; předpokládaný lidský homolog FEF), o kterém je známo, že podporuje správný výkon AS. Zvýšená aktivita v neuronech fixace FEF během přípravného období studií AS byla prokázána jako klíčová pro schopnost inhibovat chybné reakce (Connolly a kol. 2002; Curtis a D'Esposito 2003; Munoz a Everling 2004). Vzhledem k důkazům o suboptimálním výkonu AS a nezralosti při zpracování odměn v adolescenci jsme předpokládali, že adolescenti budou vykazovat výraznější účinek odměnové modulace okulomotorických oblastí a chování. Nakonec jsme na základě předchozích zjištění také předpokládali, že adolescenti budou během očekávání odměny vykazovat hypoaktivitu (Bjork a kol. 2004, 2007; Eshel a kol. 2007) a hyperaktivita během konzumního zpracování (Ernst a kol. 2005; Galvan a kol. 2006).

Materiály a metody

Účastníci

Pro tuto studii bylo původně přijato třicet osm zdravých osob (adolescenti 22 a dospělí 16). Zobrazovací data od adolescentů 4 byla z analýz vyloučena z důvodu nadměrného pohybu hlavy ve skeneru. Zbývající subjekty 34 (18 adolescenti [ve věku 13 – 17 let, M = 15.3 {± 1.5}, 8 ženy] a 16 mladí dospělí [ve věku 18 – 30 let, M = 21.7 {± 2.9}, ženy 10]) splňovaly následující inkluzivní kritéria: Všichni měli daleko zrakovou ostrost alespoň 20 / 40 (korigovaná nebo nekorigovaná) a lékařskou historii, která neodhalila žádné neurologické onemocnění, poškození mozku nebo závažné psychiatrické onemocnění u předmět nebo příbuzní prvního stupně určené rozhovorem. Věkové rozsahy pro každou skupinu byly vybrány na základě předchozí práce naznačující rozdílné úrovně behaviorálního výkonu v AS úloze (Luna a kol. 2004; Scherf a kol. 2006). Účastníci a / nebo jejich zákonní zástupci před zapojením do této studie poskytli informovaný souhlas nebo souhlas. Experimentální postupy pro tuto studii byly v souladu s Etickým kodexem Světové lékařské asociace (1964 prohlášení z Helsinek) a Radou pro institucionální přezkum na Pittsburghské univerzitě. Subjekty byly placeny za jejich účast ve studii.

Odměna AS Úkol

V každé AS studii byli jedinci původně prezentováni 1ne z podnětů indikujících 2 (1.5 s) (Obr. 1). Prsten zelených symbolů dolarových bankovek ($), z nichž každý svíral přibližně 1 ° zorného úhlu, obklopující středový bílý fixační kříž, naznačoval, že subjekt by vyhrál peníze, kdyby správně provedl nadcházející pokus. Rovnoměrně velký izoluminantní kroužek modrých liber (#) ukázal, že v tomto procesu nebyly v sázce žádné peníze. Subjektům nebylo přesně řečeno, kolik peněz lze vydělat za každou zkoušku, aby se zabránilo jejich průběžnému sledování jejich výkonu a zapojení systémů pracovní paměti. Před úkolem však bylo řečeno, že mohou vyhrát až dalších $ 25 závislých na jejich výkonu a že nedojde k žádnému dluhu (tj. Subjekty nemohou dlužit peníze). Poté motivační kroužek zmizel a centrální fixační kříž se změnil z bílého na červený (1.5), což indikuje subjektu, že by se měli začít připravovat na inhibici reakce. Nakonec se objevil periferní podnět (žlutá tečka) (75 m) v nepředvídatelném horizontálním umístění (± 3 °, 6 ° a 9 ° vizuální úhel). Subjekty byly instruovány, aby se nepodívaly na stimul, když se objevily, ale místo toho nasměrovaly své oči na zrcadlové umístění během této doby (1475 ms).

Obrázek 1.

Znázornění úkolu AS pro peněžní pobídky. Prsten zelených symbolů dolarových bankovek ukázal, že subjekt mohl vyhrát peníze, pokud správně provedl nadcházející soud (podmínka odměny). Prsten s modrými libry naznačoval, že neexistují peníze ...

Abychom jedinečně odhadli hemodynamickou odezvu vyvolanou během každé zkušební epochy, náš experimentální návrh zahrnoval přibližně 30% pokusů o částečný úlovek, náhodně vložených, spolu s narušenými intertriálními intervaly (Ollinger, Corbetta a Shulman 2001; Ollinger, Shulman a Corbetta 2001). Zahrnutí těchto prvků zajistilo, že existoval dostatečný počet nezávislých lineárních rovnic, aby bylo možné samostatně odhadnout BOLD odpověď spojenou s narážkou, přípravou reakce a epochami sakrální reakce během dekonvoluce. Jedná se o kvantitativně ověřený přístup k odhadu složek v rámci pokusu (Ollinger, Corbetta a Shulman 2001; Ollinger, Shulman a Corbetta 2001; Goghari a MacDonald 2008), a to bylo dříve uvedeno v literatuře (Shulman a kol. 1999; Corbetta a kol. 2000; Wheeler a kol. 2005; Brown a kol. 2006). 30% míra pokusů o úlovek minimalizovala předvídání dílčího pokusu subjektů při zachování dostatečné četnosti „celých“ pokusů, aby bylo možné správně odhadnout BOLD odpověď. Během každého běhu byly prezentovány dvě varianty pokusů o úlovek a sestávaly z pokusu, který skončil po 1), období přípravy odpovědi (červená fixace) (tj. Nebyla ukázána žádná periferní narážka pro motorickou odpověď) nebo 2) obrazy motivačního tága (kruhy “$” Nebo “#”) (tj. Červená fixace a periferní narážka nebyly zobrazeny). Je důležité poznamenat, že subjekty nevěděly, které studie by byly částečnými úlovkovými zkouškami a které byly celé pokusy až do ukončení dílčích zkoušek, protože počáteční složky částečných pokusů (narážka, přípravná fixace) byly prezentovány přesně jako v celých pokusech. Před zobrazením bylo subjektům řečeno, že některé studie by byly neúplné a že by měly pokračovat v dalším pokusu, jak je uvedeno. Intertrialová fixační perioda byla protřepána mezi intervaly 1.5, 3 nebo 4.5 (rovnoměrně rozložena) a sestávala ze subjektů, které jednoduše fixovaly centrální bílý kříž na černém pozadí. V každém běhu byly v náhodném pořadí prezentovány experimenty s kompletním odměňováním 14, experimenty s částečným odměňováním 6 (3 pro každou variantu), 14 s kompletním neutrálním hodnocením a 6 s částečným neutrálním chytáním (3 pro každou variantu). Každý běh trval 5 min. 9 s. Na jednu experimentální relaci byly představeny čtyři běhy, pro celkem 56 úplné odměny a 56 úplné neutrální pokusy.

Sledování očí

Subjekty byly nejprve testovány v naší behaviorální laboratoři během 1 týdne před skenováním, aby se potvrdilo, že rozuměli a byli schopni provést úlohu, jak je popsáno. Ve skenovacím prostředí MR byly pohyby očí získány pomocí optického systému pro sledování očí s dlouhým dosahem (Model 504LRO; Applied Science Laboratories, Bedford, MA), který zaznamenával polohu očí odrazem zornice a rohovky získaným zrcadlem namontovaným na hlavové cívce. s rozlišením zorného úhlu 0.5 °. Současné sledování videa bylo také použito k zajištění souladu s úkoly. Na začátku experimentální relace a v případě potřeby mezi běhy byl proveden postup kalibrace bodu 9. Stimuli byly prezentovány pomocí softwaru E-Prime (Psychology Software Tools, Inc., Pittsburgh, PA), promítaného na plochou obrazovku umístěnou za magnetem. Subjekty prohlížely obrazovku pomocí zrcadla namontovaného na standardní vysokofrekvenční hlavové cívce. Oční data byla hodnocena off-line pomocí softwaru ILAB (Gitelman 2002) a interní bodovací sadu napsanou v MATLABu (MathWorks, Inc.), která běží na počítači Dell Dimension 8300. Mezi sledované proměnné patřily správné a nesprávné AS latence a správná míra odpovědi AS (1 mínus počet inhibičních selhání / celkový počet hodnotitelných pokusů) u odměněných a neutrálních pokusů. Správná odezva v AS úloze byla taková, ve které první pohyb oka během epochy saccade response s rychlostí vyšší nebo rovnou 30 ° / s (Gitelman 2002) bylo provedeno směrem k zrcadlovému umístění periferního tága a prodlouženo za středovou fixační zónu 2.5 ° / vizuální úhel. Pohyby očí při pokusech o částečný úlovek byly vzácné vzhledem k tomu, že subjekty nebyly nikdy přivedeny na konkrétní místo a nebyly hodnoceny. K chybám AS (označovaným také jako prosakadické chyby) došlo, když první sakáda během epochy odezvy na sakádu směřovala k náhle se objevujícímu perifernímu stimulu a překročila středovou fixační zónu 2.5 ° / vizuální úhel. Z dalších analýz byly vyřazeny pokusy, při nichž nebyly generovány žádné pohyby očí (<1% pokusů).

fMRI Akvizice a předzpracování

Obrazová data byla sbírána pomocí skeneru 3.0-T Siemens Allegra ve výzkumném středisku Brain Imaging Research Center, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA. Byla provedena gradientní echo-rovinná zobrazovací sekvence citlivá na kontrast BOLD (T2 *) (Kwong a kol. 1992; Ogawa a kol. 1992). Parametry získání byly opakování času, TR = 1.5 s; časová ozvěna = 25 ms; úhel překlopení = 70 °; jediný výstřel; plný k-prostor; 64 × 64 akviziční matice s zorným polem = 20 × 20 cm. Bylo shromážděno dvacet devět 4-mm tlustých axiálních řezů bez mezery, zarovnáno k přední a zadní komisi (linie AC-PC), čímž byly generovány voxely 3.125 × 3.125 × 4 mm, které pokrývaly celou kůru a většinu mozečku. Pro získání strukturálních obrazů v sagitální rovině byla použita 3D objemová magnetizace připravená pulzní sekvence rychlého získání gradientu echa (MP-RAGE) s řezy 192 (tloušťka řezu 1-mm).

Funkční obrazy byly nejprve předzpracovány pomocí softwarové knihovny FMRIB (Smith a kol. 2004). Byla provedena korekce načasování řezu, aby se upravilo získání prokládaného řezu. Byly vypočteny odhady pohybu rotační a translační hlavy a obrazy byly korigovány porovnáním každého objemu v časové řadě s objemem získaným uprostřed akvizice. Pro každý subjekt byly translační a rotační pohyby zprůměrovány napříč obrázky a použity pro výpočet celkových měrných průměrných hodnot čtvercového pohybu. Subjekty, které se pohybovaly více než 1 mm (translační) nebo 1 ° (rotační), byly vyloučeny z následných analýz. Na základě těchto kritérií byli vyloučeni čtyři adolescenti.

Strukturální obrazy (MP-RAGE) byly afinně zaregistrovány do funkčních obrazů a transformovány do stejných rozměrů pomocí obslužného programu FLIRT dostupného v FSL (Jenkinson a Smith 2001). Extrakce mozku byla provedena pomocí nástroje pro extrakci mozku v FSL (Smith 2002). Funkční obrazy byly prostorově vyhlazeny plnou šířkou 5-mm v polovině maximálního jádra a podrobeny vysokofrekvenčnímu časovému filtrování (sigma = 37.5 s), aby se odstranil posun nízkofrekvenčního skeneru. Nakonec byla intenzita signálu pro každý běh upravena na střední hodnotu 100 a několik běhů bylo zřetězeno.

Analýza funkčních neuroobrazů (Cox 1996) byla použita pro dekonvoluci jednotlivých subjektů i pro skupinové statistické analýzy. Metody dekonvoluce následovaly kroky uvedené v Wardovi (2002). Stručně řečeno, náš model se skládal z ortogonálních regresorů zájmu 6 (odměna tága, neutrální tága, příprava odměny, neutrální příprava, odměna saccade reakce, neutrální odpověď saccade; „správné AS testy pouze“). Zahrnovali jsme také regresory pro odměny a neutrální chyby (sestávající z celé zkoušky), regresory pro základní, lineární a nelineární trendy, stejně jako pohybové parametry 6 zahrnuté jako „obtěžující“ regresory. Jedinečná odhadovaná funkce impulzní odezvy (IRF, tj. Funkce hemodynamické odezvy) pro každý sledovaný regresor (odměna a neutrální narážka, příprava a saccade; „pouze správné AS pokusy“) byla stanovena váženým lineárním součtem sinusových základních funkcí 5. vynásobené údaji stanovenými nejmenšími čtverci - odhadovanou hmotností beta. Odhadovaná IRF odráží odhadovanou BOLD odpověď na typ stimulu (např. Odměnu) po kontrole změn v BOLD signálu v důsledku jiných regresorů. Specifikovali jsme trvání odhadované odpovědi od začátku stimulu (čas = 0) na 18-poststimulus nástup (13 TR), dostatečné trvání pro odhadovanou BOLD odpověď pro návrat k výchozímu stavu pro každou samostatnou epochu pokusu. Neočekali jsme žádné předpoklady o jeho specifickém tvaru, kromě toho, že jsme jako počáteční bod použili nulu. Bylo vypočteno několik statistik správnosti přizpůsobení, včetně částečných statistik F pro každý regresor a t- porovnání každého z odhadovaných beta hmotností 5 s nulou. Po dekonvoluci byly statistické obrazy transformovány do Talairachova prostoru (Talairach a Tournoux 1988).

Analýzy na úrovni skupiny

Anatomické regiony zájmu (ROI)

Naše analýzy se zaměřily na funkčně definované klastry identifikované v rámci několika a priori anatomických oblastí zájmu (Curtis a Connolly 2008) dříve identifikované jako sloužící v různých aspektech zpracování odměn nebo kontroly okulomotoru. Předpokládaná anatomická návratnost investic související s odměnou v této studii zahrnovala VS (včetně nucleus accumbens), OFC a ventrální mediální PFC (VMPFC). Hranice anatomické návratnosti investic použité v této studii jsme definovali takto: VS (Breiter a kol. 1997; Breiter a Rosen 1999; Bjork a kol. 2004; Voorn a kol. 2004) byla považována za dorsálně ohraničená linií procházející laterálně od ventrální špičky laterální komory k vnitřní tobolce, boční a přední hranice byla ventrálně-středová křižovatka kaudátu a putamenu a zadní hranice byla považována za přední komisař. OFC zahrnoval orbitální gyrus a rectus gyrus, včetně BA 10, 11 a 47 (Kringelbach a Rolls 2004). Později byl OFC ohraničen dolním čelním sulcusem a na mediálním povrchu nadřazeným rostrálním sulcusem. VMPFC odkazoval na kůru dorzální na nadřazený rostrální sulcus na mediálním povrchu mozku, přední a ventrální (subkallosální oblast) na pravou část těla corpus callosum, zejména včetně zadní / střední BA 10 a 32 (Knutson a kol. 2003; Blair a kol. 2006). VMPFC obsahoval rostrální přední cingulační kůru.

Putativní okulomotorická kontrolní ROI zahrnovala oblasti podél nadřazeného a spodního precentrálního sulku (sPCS a iPCS, v tomto pořadí) a paracentrálního sulku (paraCS), jakož i cingulate cortex (BA 24, 32), včetně dorzálního a kaudálního předního cingulate, intraparietálního sulku (IPS) ), putamen a dorsolaterální PFC (DLPFC, včetně BA 9, 46) (Sweeney a kol. 1996; Grosbras a kol. 1999; Liddle a kol. 2001; Luna a kol. 2001; Connolly a kol. 2002; Munoz a Everling 2004; Ridderinkhof, Ullsperger, et al. 2004; Pierrot-Deseilligny et al. 2005; Brown a kol. 2006; Hikosaka a kol. 2006; Curtis a Connolly 2008). Lidský precentrální sulcus často sestává z částí 2, nadřazeného a spodního precentrálního sulku, oddělených příčným spojením mezi precentrálním a prostředním frontálním gyri (Ono a kol. 1990). ParaCS byl definován jako sulcus před centrální lobule podél dorzálního mediálního povrchu mozku (Ono a kol. 1990). IPS byla definována jako sulcus dělící nadřazené a dolní parietální laloky (IPL).

A konečně, ačkoli v literatuře bylo dobře prokázáno, že napříč různými cévními teritorii neexistují žádné rozdíly ve funkci hemodynamické odpovědi (HDR) od dětství do dospělosti (Kang a kol. 2003; Wenger a kol. 2004; Brown a kol. 2005) jsme jako další kontrolní oblast zahrnuli vizuální kůru (BA 17, 18), abychom dále prokázali, že dospívající generují časové kurzy, které jsou ekvivalentní dospělým.

Analýza časových kursů

Odhadované hodnoty IRF získané z dekonvoluční analýzy každého subjektu byly zadány do souhrnné analýzy odchylek (ANOVA) s časem (0 až 12 TR), typem pobídky (odměna, neutrální) a věkovou skupinou (dospívající, dospělí) jako fixní faktory a subjekty jako náhodný faktor. Metody dekonvoluce pro náš návrh úkolu, kde jsou identifikovány různé fáze zkoušky, generují odhadované IRF. IRF odráží odhadovanou BOLD odezvu na typ stimulu (např. Tágo odměny) po kontrole variací signálu BOLD v důsledku jiných regresorů. Grafy průměrného IRF (také označované jako průměrný odhadovaný časový průběh níže) ukazují průměrnou (napříč subjekty) odhadovanou BOLD odpověď od nástupu stimulu (čas = 0) do 18st poststimulátového nástupu. Délka 18 s, parametr, který jsme zadali v našem modelu dekonvoluce, je vhodná doba pro typickou hemodynamickou odezvu vyvolanou krátkodobým stimulem k návratu na základní linii.

Pro každou zkušební epochu byly provedeny samostatné ANOVA, což mělo za následek skupinové obrazy „narážky“, „příprava odpovědi“ a „sakonová odpověď“ (hlavní účinek časových snímků). Obrázek „hlavní účinek času“ ukazuje regiony, které jsou významně modulovány v čase (0 – 12 TR) vzhledem k základní linii se zhroutily napříč subjekty a podmínkami, a proto vymezují základní obvody získané v naší studii. Statistické mapy (Obr. 3) byly překryty anatomickým obrazem od reprezentativního subjektu. Pro snímky kortikálních povrchů 3D (Obr. 4 4-6), pomocí softwaru Caret (verze 5.51) jsme promítali ohniska z regionů vykazujících věkové a / nebo motivační účinky na povrch atlasu lidského PALS (Van Essen a kol. 2001; Van Essen 2002).

Obrázek 3.

Aktivační mapy skupin „Main effect of time“ pro motivační cue (kruh dolarových nebo librových znaků), přípravu odezvy (červená fixace) a saccade reakci (periferní blesk), se zhroutily napříč motivačním typem a věkovou skupinou. Práh obrázku ...

Obrázek 4.

Cue epochové časové kurzy ukazující věk a / nebo motivační interakce v čase. Časové průběhy byly extrahovány z koule masky (průměr 9-mm) se středem na souřadnicích vrcholu voxelu (viz materiály a metody). Pouze pro účely vizualizace, plná černá ...

Obrázek 5.

Časové kurzy přípravy reakce (očekávání odměny) ukazující věkové a / nebo motivační interakce v čase. Časové průběhy byly extrahovány z koule masky (průměr 9-mm) se středem na souřadnicích vrcholu voxelu (viz materiály a metody). Pro vizualizaci ...

Obrázek 6.

Časové kursy sakrální odezvy ukazující věkové a / nebo motivační interakce v čase. Časové průběhy byly extrahovány z koule masky (průměr 9-mm) se středem na souřadnicích vrcholu voxelu (viz materiály a metody). Pouze pro účely vizualizace ...

V rámci každého obrazu „hlavního účinku času“ byly následně identifikovány funkčně definované oblasti zájmu (dále také označované jako „shluky“) pomocí metod již zavedených v literatuře (Wheeler a kol. 2005; Velanova et al. 2008). Nejprve vrcholné voxely, které překročily práh P Bylo identifikováno <0.001 (nekorigováno) a tříděno podle velikosti F-statistiky. Dále byla na každé maximum vycentrována sférická maska o průměru 9 mm. Poté jsme opravili hlavní efekt časového obrazu pro více srovnání pomocí kritérií ze simulace Monte Carlo (http://afni.nimh.nih.gov/afni/doc/manual/AlphaSim), což znamená, že byla požadována velikost shluku alespoň 17 sousedících voxelů spolu s jednotlivými voxely P hodnota 0.001, aby se dosáhlo korigovaného významu úrovně obrázku P <0.05. Funkční ROI byly definovány zahrnutím všech voxelů, které spadaly do sféry 9 mm se středem maxima v nekorigovaném obrazu, a poté vyloučením voxelů, které neprošly korekcemi pro více srovnání. Poté jsme tyto funkčně definované klastry použili jako masky a extrahovali odhadované časové průběhy z volitelných voxelů pro každý předmět a napříč oběma motivačními podmínkami. Tímto způsobem jsme zajistili, že u všech subjektů byly zvažovány stejné regiony. Časové kurzy byly zprůměrovány napříč subjekty a poté analyzovány opakovanými měřeními ANOVA; věková skupina (dospělí, dospívající) sloužila jako faktor mezi subjekty; čas (0–12 TR) a motivační podmínky (odměna, neutrální) byly v rámci faktorů subjektů. Není-li uvedeno jinak, uvádějí se úrovně významnosti korigované na sférickost (Greenhouse – Geisser). Níže uvádíme přehled všech regionů identifikovaných v souhrnné mapě skupin „hlavní efekt času“ a poskytujeme údaje o časových kurzech pro regiony, které prokazují významný věk podle času, motivaci časem a / nebo věk motivaci časovými interakcemi v celé odhadovaná odpověď (13 časových bodů).

Zjistili jsme, že v několika zkoumaných regionech průměrná odhadovaná odpověď na časový průběh prokázala bifázickou odpověď nebo časově pozdnější vrchol (vyskytující se více než 6 s po nástupu zkušební složky). V současné době není jasné, zda časově pozdější vrcholy mají funkční význam (např. Odrážejí variabilitu jednotlivých subjektů v náboru konkrétní oblasti nebo zpožděnou signalizaci v regionu), nebo jsou jednoduše výsledkem našich dekonvolučních analýz, které nepředpokládají pevný tvar HDR. . Proto jsme také provedli sekundární, konzervativnější opakované měření ANOVA, které zvažovalo pouze odhadované odpovědi na TRs 3 – 6. Tyto časové body byly zvoleny, protože zahrnují 3 – 7.5 s po nástupu stimulu, který by zachytil počáteční pík ve stereotypní hemodynamické odpovědi, která by se objevila mezi 4 a 6 s po prezentaci stimulu. Pomocí tohoto přístupu byly také analyzovány časové kurzy ze všech návratností investic identifikovaných v omnibusových hlavních účincích časové mapy pro každou zkušební epochu. Pro každou z těchto analýz byly analyzovány pouze „správné“ AS pokusy. Nakonec upozorňujeme, že proveditelnost porovnání časových kurzů BOLD napříč vývojovými věkovými skupinami ve společném stereotaxickém prostoru byla dobře prokázána (Kang a kol. 2003; Wenger a kol. 2004; Brown a kol. 2005).

Jako kontrolu platnosti našich dekonvolovaných časových kurzů od samostatných zkušebních epoch jsme se snažili ověřit, že součet jednotlivých zkušebních složek by měl za následek typický tvar HDR a že součet odpovědi úzce odpovídal časovému průběhu získanému při posuzování pokusu jako celý. Abychom toho dosáhli, nejprve jsme sčítali odhadované časové průběhy z každé jednotlivé zkušební epochy (narážka + příprava odpovědi + saccade odpověď) v každém voxelu mozku, posunuli jsme časový průběh přípravy epochy o 1.5, aby se zohlednil nástup této komponenty. v pokusném a sakonovém časovém průběhu od 3ů. Dále byl IRF pro celou zkoušku (tj. Narážka, příprava a odpověď společně) v každém voxelu generován spuštěním samostatné dekonvoluční analýzy, ve které jsme kódovali pouze začátek každé zkoušky a odhadli odpověď až na 21 s po zkušební začátek. Každý z těchto časových průběhů (narážka, příprava odezvy [čas posunutý], sakonová odezva [čas posunutý], sumarizovaná odpověď a odpověď celého pokusu) byl poté zprůměrován napříč každým voxelem identifikovaným v kouli masky „hlavního účinku času“ a vykreslen (Doplňkové obr. 1-6). Tento postup byl poté replikován pro masky koule přípravy odpovědi a saccade. Tato kontrola platnosti ukázala, že součet časových průběhů komponent vyústil v typickou hemodynamickou reakci, což poskytuje další podporu, že naše dekonvoluční postupy byly přesné. Doplňkové obrázky 1 – 6 ukazují příklady grafů z naší analýzy časového průběhu - ověření. Vysoký stupeň podobnosti byl nalezen mezi sčítanými (tlusté černé čáry) a celými zkouškami (červené čáry) časovými kurzy a kanonickými profily HDR.

výsledky

Chování

Opakovaná opatření ANOVA týkající se správné míry inhibiční odezvy napříč věkovými skupinami a stimulačními podmínkami ukázala významný hlavní účinek motivačního typu (F(1,32) = 18.9424, P <0.001) a trend hlavního účinku věkové skupiny (F(1,32) = 3.491, P = 0.071), ale žádná věková skupina na základě interakce motivačního typu. Jak se očekávalo, všechny subjekty důsledně následovaly chyby prosakády s nápravnými odpověďmi na vhodné místo, podobně jako v předchozích zprávách (Velanova et al. 2008), což znamená, že instrukce k úkolu byly pochopeny, ale selhala inhibice reflexní saccade.

Vzhledem k našim hypotézám, že by dospělí a adolescenti generovali méně inhibičních chyb na odměnu ve srovnání s neutrálními studiemi, plánované srovnání vlivu typu motivace na výkon (správná míra odezvy a latence) v každé věkové skupině (odměna vs. neutrální pro dospívající; odměna vs. Neutrální pro dospělé) byly také provedeny za použití Bonferroni upravených hladin alfa 0.025 na test (0.05 / 2). Dospívající generovali výrazně vyšší počet správných AS na odměněných ve srovnání s neutrálními studiemi (t(17) = 4.500, P <0.001) (viz Obr. 2A). Výkon dospělých ukázal trend zlepšených odpovědí na odměny ve srovnání s neutrálními testy (t(15) = 1.939, P = 0.072).

Obrázek 2.

Výsledky chování. (A) Správná míra odezvy u adolescentů (levé sloupce) a dospělých (pravé sloupce) pro neutrální (nevyplněné sloupce) a odměněné (hashované sloupce) zkoušky. (B) Latence správných AS. (C) Latence inhibičních chyb. Jedna hvězdička (*) označuje ...

Latence k zahájení správného AS ukázala hlavní účinek pobídky (F(1,32) = 22.695, P <0.001), ale žádný hlavní účinek věkové skupiny nebo věkové skupiny motivační interakcí. Plánovaná srovnání odhalila, že obě věkové skupiny generovaly významně rychlejší AS na odměnu ve srovnání s neutrálními zkouškami (dospívající, t(17) = 3.215, P = 0.005 a dospělí, t(15) = 3.498, P = 0.003).

Latence chybných sackád (označovaných jako „chyby prosaccade“, kdy se subjekty původně dívají na periferní podnět), nevykazovaly významnou věkovou skupinu motivační interakcí. Plánovaná srovnání ukázala, že adolescenti, ale ne dospělí, generovali výrazně rychlejší reakce na odměněné ve srovnání s neutrálními studiemi (t(17) = 2.400, P = 0.022). Obrázek 2B,C vykreslí latence správných a nesprávných AS. Jsou uvedeny způsoby a standardní odchylky pro správnou míru odezvy a latence pro správné pokusy Tabulka 1.

Výsledky chování za odměnu a neutrální AS testy

A konečně, vzhledem k relativně širokému věkovému rozsahu testovaných adolescentů, byla v rámci skupiny provedena oddělená srovnání „starších“ a „mladších“ adolescentů, aby se prozkoumala možnost, že věkový rozdíl mezi staršími adolescenty a dospělými nebyl dostatečně velký, aby prokázal rozdíly. To znamená, že pokud by to bylo v případě, že by starší adolescenti měli výrazně odlišný výkon než mladší jedinci, pak by údaje od starších adolescentů mohly vést k nevýznamným účinkům věku. Použili jsme střední rozdělení k rozdělení dospívajících subjektů 18 na starší (N = 9; 6 17-rok-olds a 3 16-year-olds) a mladší skupiny (N = 9; 3 13-leté, 1 14-leté, 4 15-leté a 1 16-leté [nejmladší z testovaných 4-16]]. Nezávislý vzorek t- testy byly provedeny na „mladém“ a „starém“ adolescentním správném počtu odpovědí a latenci pro oba typy pokusů. Žádné významné rozdíly (všechny Pbyly pozorovány> 0.05).

fMRI

Distribuovaná síť oblastí mozku byla zapojena během každé zkušební epochy u dospělých i adolescentů, včetně očekávaných kontrolních oblastí okulomotoru (např. Kortikální oční pole a bazální ganglie) a oblastí souvisejících s odměňováním (např. OFC a VS) (Obr. 3). V několika lokusech jsme identifikovali významné věkové a / nebo motivační interakce s časem buď v celé odhadované odpovědi (časové body 13) nebo TRs 3 – 6 (viz materiály a metody). Tyto výsledky, oddělené zkušební epochou, jsou diskutovány podrobněji níže.

Kontrolní oblast: Primární vizuální kůra

Funkčně definované klastry umístěné ve vizuální kůře (BA 17, 18) během každé zkušební epochy potvrdily, že dospívající generují podobný HDR ve srovnání s dospělými. Prověřené ohnisky prokázaly robustní účast na úkolu AS, ale žádné interakce věku nebo motivačního typu v čase (Doplňkový obrázek 7).

Epocha 1: Incentive Cue

Regiony související s odměnami

Během prezentace motivačního podnětu ukázala správná VS (Talairachovy souřadnice: 14, 2, −7) významnou interakci s věkem v čase (F(12,384) = 3.082, P = 0.023) při zvažování celého odhadovaného časového průběhu (13 časové body). Dospělí vykazovali více pozitivních aktivit během odměn, zatímco adolescenti vykazovali negativní odpověď. V této oblasti vykazovaly adolescentní odměny a neutrální časové kursy včasné negativní vychýlení, zatímco dospělí vykazovali minimální odpověď na odměny, po nichž následovala robustnější pozitivní odpověď u obou typů pokusů (Obr. 4). Pokud vezmeme v úvahu pouze počáteční aspekt časového průběhu (TRs 3 – 6), tato oblast stále vykazovala trend (F(3,96) = 2.368, P = 0.076). Levá VS (−10, 2, −4) však vykazovala významnou interakci s věkem v čase (F(3,96) = 3.204, P = 0.027) v tomto kratším časovém období. V tomto rozmezí, podobně jako u pravého VS, vykazovali adolescenti včasné negativní odpovědi v časových průbězích odměn a neutrálních studií, zatímco dospělí nevykazovali výchylky od výchozí hodnoty.

Okulomotorické a inhibiční kontrolní oblasti

Žádná ze zkoumaných ROI pro kontrolu okulomotoru neprokázala signifikantní věk v čase, motivaci v čase nebo věk v závislosti na čase interakce napříč odhadovanými časovými body 13 během prezentace motivačního impulzu. V TR TR 3 – 6 jsme však pozorovali motivaci časovou interakcí podél pravého sPCS (26, −13, 53) (F(3,96) = 2.695, P = 0.05), pravý dolní frontální gyrus (44, 11, 32) (F(3,96) = 4.474, P = 0.006), stejně jako levý precuneus (−28, −64, 41) (F(3,96) = 2.959, P = 0.036). V levém IPL (−28, −52, 38) (BA 7, hřbetní a střední k supramarginálnímu gyru) byl pozorován věk motivovaný časovou interakcí (F(3,96) = 3.397, P = 0.021) (Tabulka 2). V každém z těchto regionů byly odpovědi na hodnocení odměny adolescentů podobné jako odměny pro dospělé a neutrální časové kurzy (Obr. 4). Během těchto neutrálních studií však adolescenti v těchto oblastech prokázali utlumené odpovědi.

Oblasti pozorované během cue (pouze správné pokusy), které vykazovaly významné interakční účinky

Tabulka 3 poskytuje umístění vrcholných voxelů pro všechny funkční shluky pozorované v a priori anatomických oblastech, což demonstruje významnou modulaci v průběhu času během epochy motivačního podnětu.

Regiony prokazující hlavní účinek času v anatomických ROI, pozorované během cue (pouze správné pokusy).

Epocha 2: Příprava reakce / očekávání

Regiony související s odměnami

Po epizodě stimulačního tága, během přípravy / předvídání odpovědi, jeden klastr v pravém VS (11, 8 a −7) vykazoval významnou interakci s věkem v čase (F(12,384) = 2.586, P = 0.05) napříč odhadovanými časovými body 13. Zkoumání časových kurzů z této oblasti odhalilo zvýšenou adolescentní odpověď během odměny ve srovnání s neutrálními zkouškami (Obr. 5). Dospělí prokázali malou účast v této oblasti s pouze slabou pozitivní reakcí během neutrálních pokusů a později negativní negativním průhybem během odměnových zkoušek v této oblasti. V omezenějším časovém rozmezí TRs 3 – 6 tato oblast stále vykazovala významnou interakci s věkem v čase (F(3,96) = 6.618, P <0.001).

Okulomotorické a inhibiční kontrolní oblasti

V levém sPCS (−25, −13, 56) byl pozorován významný věk v závislosti na čase interakce (F(12,384) = 2.889, P = 0.032) v průběhu celého odhadovaného pokusu. V této oblasti měli adolescenti vyšší časný vrchol ve srovnání s dospělými napříč oběma typy pobídek a dočasně prodlouženou odpověď během odměnových zkoušek (Obr. 5). Pokud vezmeme v úvahu pouze TR 3 – 6, věk motivovaný časovou interakcí v této oblasti byl snížen na trend (F(3,96) = 2.282, P = 0.084).

Jinde jsme v TRs 3 – 6 pozorovali interakci věku a času v pravém mediálním frontálním gyrusu (MFG) / vynikajícím frontálním gyrusu (17, −10, 53) (F(3,96) = 2.915, P = 0.038). Významný věk podle motivace časovými interakcemi byl také pozorován v ostatních klastrech 2 podél levého sPCS (−25, −19, 47) (F(3,96) = 2.920, P = 0.038) a (−31, −10, 44) (F(3,96) = 2.909, P = 0.038). V každé z těchto oblastí byly adolescentní odpovědi během odměny a neutrálních testů oproti dospělým zvýšeny (Obr. 5). Ještě horší bylo, že u levého iPCS (−28, −1, 35) byl pozorován významný věk motivovaný časovou interakcí (F(3,96) = 3.281, P = 0.024). V této oblasti byla odpověď na odměny adolescentů podobná odměně pro dospělé a neutrálním reakcím, přičemž každý časový průběh dosáhl vrcholu přibližně 7.5s. Dospělý neutrální časový průběh dosáhl menšího vrcholu velikosti dříve (3) a během tohoto časového úseku klesl na základní úroveň (Obr, 5). Významný věk motivovaný časovou interakcí (F(3,96) = 3.836, P = 0.012) přes TRs 3 – 6 byl také pozorován v levém MFG / předním cingulate (−7, 29, 35) (Tabulka 4). Dospívající prokázali zvýšenou odpověď na odměnu v porovnání s neutrálními testy a na odměny dospělých a neutrální reakce.

Oblasti pozorované během přípravy odpovědi (pouze správné pokusy), které vykazovaly významné interakční účinky

V zadní mozkové kůře vykazoval shluk v pravém prekurnu (BA 7) (8, −58, 53) významnou interakci mezi jednotlivými věky v čase (F(12,384) = 3.093, P = 0.024) napříč odhadovanými časovými body 13. Jak ukazují časové kurzy z tohoto regionu (Obr. 5), adolescenti ve srovnání s dospělými měli větší evokovanou aktivitu pro oba typy motivačních pokusů. V TR 3 – 6 byla v této oblasti stále přítomna významná motivační podmínka podle interakce věku a času (F(3,96) = 4.143, P = 0.008).

Tabulka 5 poskytuje umístění vrcholných voxelů pro všechny funkční shluky pozorované v a priori anatomických oblastech, což demonstruje významnou modulaci v čase během epizody přípravy odpovědi.

Regiony prokazující hlavní účinek času v anatomických oblastech zájmu pozorované během přípravy odpovědi (pouze správné pokusy)

Epocha 3: Saccade Response

Regiony související s odměnami

Během epochy sakonové odpovědi ukazoval levý OFC (−25, 44, −4) interakci s věkem v čase (F(3,96) = 4.44, P = 0.006) (Obr. 6, vlevo, odjet). Tato oblast vykázala zvýšenou aktivitu primárně u adolescentů během neutrálních pokusů. Ve VS nebyla pozorována žádná významná aktivace během epochy saccade-response.

Okulomotorické a inhibiční kontrolní oblasti

Pravý přední cingulate, BA 24, (2, 23, 26) ukázal motivaci časovou interakcí (F(3,96) = 3.99, P = 0.010) (tabulka 6). Stejně jako u výše uvedeného klastru OFC vykazovaly časové kurzy z této oblasti zvýšenou aktivitu primárně u adolescentů během neutrálních pokusů. Region v levém předním cingulate gyrus, BA 24, 32, (−1, 11 a 35) vykazoval významný věk na základě časové interakce (F(12,384) = 2.860, P = 0.037) v celé odhadované odpovědi. Časové kurzy od levého předního cingulate (Obr. 6(vlevo dole) vykazoval počáteční vrchol u dospělých během pokusů o odměnu a podobnou odpověď u dospívajících během neutrálních studií. V průběhu pokusů o odměnu vykazovali adolescenti větší negativní reakci. Přes TRs 3 – 6, významná věková skupina podle času interakce (F(3,96) = 4.474, P = 0.006) zůstal pro tuto oblast.

Rozsáhlá aktivita byla pozorována jinde v a priori okulomotorických kontrolních oblastech v obou věkových skupinách během epochy sakonové odpovědi, včetně sPCS, zadní mozkové kůry a putamenu (Tabulka 7), které neprokázaly významné interakce věku nebo pobídek (Obr. 6, že jo).

Regiony prokazující hlavní účinek času v anatomických oblastech zájmu, pozorované během sakonové odpovědi (pouze správné pokusy)

Oblasti pozorované během saccade reakce (pouze správné pokusy), které vykazovaly významné interakční účinky

Diskuse

Použili jsme rychlou fMRI související s událostmi, abychom prozkoumali vývojové rozdíly v aktivaci systému odměňování a účinky podmíněnosti odměny na inhibiční kontrolu okulomotoru, protože zdravý adolescent a dospělý vykonávali úlohu AS zprostředkovanou peněžními pobídkami. Přestože se behaviorální chování zlepšilo v obou věkových skupinách v odměňování oproti neutrálním pokusům, bylo zjištěno několik rozdílů ve vzorcích BOLD odpovědí během různých epoch nebo fází zpracování odměn. Nejvíce pozoruhodně, adolescenti, ve srovnání s dospělými, vykazovali oslabené reakce ve VS během motivačního podnětu, následované zvýšenou odpovědí ve VS a sPCS během přípravy odpovědi (očekávání odměny) na zkouškách odměňování. Tato zvýšená aktivita během přípravy odpovědi mohla přispět k významnému zlepšení míry správné odpovědi u dospívajících, jak bude podrobněji popsáno níže.

Vývojové rozdíly v nepředvídaných účincích na chování AS

Ve srovnání s neutrálním stavem byly studie s kontingencí odměny spojeny se zlepšenou schopností správně inhibovat (adolescenty) a rychleji reagovat (adolescenti a dospělí). Tyto výsledky jsou v souladu s předchozí prací na chování, která ukazuje sníženou chybovost s podmíněností odměny u dospělých a adolescentů během odměněných AS úkolů (Duka a Lupp 1997; Jazbec a kol. 2005, 2006; Hardin a kol. 2007) a naznačují, že základní komponenty obvodů podporujících odměnovou modulaci inhibiční kontroly jsou on-line podle dospívání. Naše výsledky také naznačují, že adolescenti mohou být zvláště citliví na odměňování modulace inhibiční kontroly, vzhledem k tomu, že adolescenti, ale nikoli dospělí, vykázali významné zlepšení ve správné míře odezvy. Na základě samotných údajů o očích si však nemůžeme být jistí, že výkonnost adolescentů je citlivější na odměnu vzhledem k tomu, že nebyla pozorována významná věková skupina prostřednictvím interakce typu motivační. Může se jednat o to, že dospělí již vykonávali úkol na vysoké úrovni během neutrálních pokusů a že nemusí existovat tolik prostoru pro zlepšení v pokusech o odměňování (tj. Stropní efekt). Budoucí práce by mohla dále prozkoumat rozdíly v citlivosti na odměny zvýšením obtížnosti odměněného úkolu AS (např. Zkrácením doby přípravného období). Dále, i když horší výkon adolescentů v neutrálních studiích lze přičíst relativní nezralosti v inhibiční kontrole, je také možné, že adolescenti nepovažovali neutrální studie za „odměňující“ jako dospělí. Jinými slovy, dospělí mohli být více motivováni k dobrému výkonu bez ohledu na druh pobídky, zatímco adolescenti mohli věnovat zvláštní pozornost pouze pokusům, kde byla v sázce odměna. Budoucí práce srovnávající chování adolescentů a dospělých v pokusech s neutrálními narážkami, stejně jako narážky na odměny a ztráty / tresty, které se parametricky liší v rozsahu, je nutné, aby bylo možné získat více informací o této otázce.

Dospívající i dospělí generovali rychlejší správné AS (nižší latence) odměny ve srovnání s neutrálními zkouškami, což odráželo motivační účinky potenciální peněžní odměny na endogenně poháněné saccades (Roesch a Olson 2004; Hikosaka a kol. 2006). Údaje o latenci uváděné zde jsou v souladu s předchozími nehumánními studiemi primátů, které prokazují, že saccady na odměněných (vs. nevysloužených) místech mají sníženou latenci, což je důsledek zvýšené úrovně kontralaterální neuronální aktivity v bazálních gangliích před odpověďmi na pohyb očí (Hikosaka a kol. 2006). Kromě toho byly latence AS chyb také rychlejší v odměňování versus neutrální studie u adolescentů, ale nelišily se ve skupině dospělých. Pozorování, že adolescenti mají rychlejší latenci během odměn versus neutrální chyby, dále naznačuje, že adolescenti mohou být citlivější na odměny; tato zvýšená reaktivita k odměnám může přispět ke zvýšené impulsivitě během dospívání.

Celkově lze říci, že behaviorální výsledky ukazují, že motivační odměna zlepšuje celkovou inhibiční kontrolu (tj. Správnou míru odezvy) a zkracuje dobu sakadické reakce u dospívajících i dospělých.

Odměny pro nepředvídané účinky na mozkové odpovědi u adolescence versus u dospělých

Přestože adolescenti v průběhu úkolu přijímali do značné míry podobnou neurální síť jako dospělí, včetně VS, sPCS, IPL a středního frontálního gyru, došlo k výrazným vývojovým rozdílům v aktivaci během samostatných epoch úkolu. Byly pozorovány dva hlavní vzorce rozdílů ve věkových skupinách: regiony 1), v nichž adolescenti vykazovali odlišný nábor pro hodnocení odměňování než dospělí, což naznačuje nezralosti ve zpracování odměn, a 2) regiony, kde adolescenti vykazovali vyšší nábor napříč pobídkami, což podporuje předchozí zjištění nezralých v inhibiční kontrole. Tyto rozdíly budou podrobněji rozebrány v následujících oddílech:

Pozoruhodně jsme během zkušebních epoch pozorovali dvoustranné shluky aktivace v sPCS poblíž křižovatky s nadřazeným čelním sulcusem, oblast opakovaně navrhovanou jako lidský homolog opičí FEF (Luna a kol. 2001; Curtis a Connolly 2008). Jednodílné záznamy od nehumánních primátů prokázaly, že neurony FEF jsou aktivní během doby přípravy odpovědi v AS studiích a zvyšují se směrem k generování saccade (Bruce a Goldberg 1985; Hanes a Schall 1996; Munoz a Everling 2004). Vzhledem k tomu, že aktivační klastry poblíž sPCS, které byly nalezeny v této studii, byly skutečně aktivní během přípravného období a znovu během sakonové reakce (viz viz Doplňkové obrázky) a že hlášené klastry byly prostorově blízko klastrů identifikovaných pomocí podobných okulomotorických paradigmat (AS, vizuálně řízené a paměťově řízené saccade úkoly) v předchozích studiích z naší laboratoře (Luna a kol. 1998, 2001; Geier a kol. 2007, 2009) a další (Paus 1996; Sweeney a kol. 1996; Brown a kol. 2004; Curtis a Connolly 2008), opatrně jsme dospěli k závěru, že hlášené klastry sPCS aktivace v blízkosti křižovatky s nadřazeným čelním sulkusem (BA 6) jsou pravděpodobně lidským homologem opičí FEF.

Podobně aktivace podél dorzomediální stěny poblíž dorzální části paraCS (BA 6) byla spolehlivě spojena s pohyby očí (Grosbras a kol. 1999) a je často označována jako doplňkové oční pole (SEF) (Luna a kol. 2001; Brown a kol. 2004). Kůra bezprostředně rostrální k vertikální linii sahající od přední komiseře, přilehlé k domnělé SEF, je často označována jako předběžná motorická oblast (Luna a kol. 2001; Curtis a D'Esposito 2003). Ve zbývajících částech se na tyto regiony odkazujeme pomocí jejich domnělých funkčních označení jako na prostředek k usnadnění srovnání našich výsledků, existující literatury o neuroimagingu a bohaté literatury okulomotorů primátů a literatury o odměňování.

Vývojové rozdíly v hodnocení odměny

Během prezentace motivačního tága (kruh dolarových bankovek nebo librových známek), kdy byla původně hodnocena valence motivačního tága (tj. Když subjekt určil, zda má být nadcházející soud odměnou „zisk“ nebo neutrální „ne“ zisková studie), dospělí a adolescenti vykazovali odlišnou odpověď ve VS. VS se důsledně podílí na funkčních zobrazovacích studiích během předběžného zpracování odměn, včetně počáteční detekce odměn, predikce a předvídání (Knutson a Cooper 2005). Dospívající vykázali počáteční negativní reakci, která byla téměř identická pro odměnu a neutrální pokusy (Obr. 4), což naznačuje, že valence tága nebyla diferencovaně zpracována. Na rozdíl od toho dospělí projevili aktivitu ve správném VS během odměnového tága, které vykazovalo určité rozlišení od neutrálních narážek, což naznačuje, že odměnové tágo bylo hodnoceno. Kromě toho byl pozorován pozdější vrchol na konci odhadované odezvy jak u odměn, tak u neutrálních studií u dospělých, ale ne u adolescentů.

Pozorované změny signálu BOLD u dospělého a dospívajícího VS mohou souviset s dynamikou signalizace DA (Knutson a Gibbs 2007). Nehumánní primátové studie prokázaly, že DA neurony, které vznikají ve středním mozku a prominentně promítají do dorzálního a ventrálního striata a PFC, postupně reagují na odměny a stimuly předpovídající odměnu (Schultz 1998) a jako takový by byl pravděpodobně aktivní v reakci na prezentaci motivačních podnětů v této studii. Navíc se ukázalo, že některé DA neurony mají fázové aktivace, po kterých následují deprese v reakci na nové nebo intenzivní podněty (Schultz a kol. 1993; Schultz 2002). Takto oslabené profily odezvy pozorované u adolescentů by mohly odrážet, že motivační narážka byla pro adolescenty zpočátku motivačtějším nebo intenzivnějším. U dospělých, ačkoli základní neuronální mechanismy přispívající k později se vyskytujícímu vrcholu nejsou známy a musí být interpretovány opatrně, jedním z možných přispívajících faktorů by mohlo být pomalé tonické vypalování DA neuronů, ke kterému může dojít v prodloužených časových škálách (Schultz 2002; Knutson a Gibbs 2007). Tento mechanismus, který by mohl být užitečný pro udržení motivačního zpracování po delší dobu, nemusí být dospívání dozráván. Je možné, že tyto rozdílné vzorce odezvy u dospělých a adolescentů mohou souviset se změnami hustoty a distribučních vzorců různých podtypů DA receptorů vyskytujících se s věkem (Seeman a kol. 1987; Meng a kol. 1999; Spear 2000).

Okulomotorické a kontrolní regiony byly získány na základě pobídek pro dospělé a na odměny u dospívajících v reakci na motivační narážku (Obr. 4). Během neutrálních pokusů však byly adolescentní odpovědi v těchto regionech jasně utlumeny, přestože provedly správné inhibiční reakce (vzpomeňte, že do analýz časového průběhu byly zahrnuty pouze správné pokusy). Vzhledem k tomu, že adolescenti generovali celkově více chyb během neutrálních pokusů a měli pomalejší dobu zahájení během správných neutrálních pokusů, tyto výsledky naznačují, že bez pobídek adolescenti vykazují snížený nábor regionů, o nichž je známo, že podporují výkon AS (Everling a kol. 1997; Connolly a kol. 2002; Curtis a D'Esposito 2003). Zvýšená aktivita během pokusů o odměňování v prefrontálních regionech včetně domnělého FEF, o kterém je známo, že podporuje plánování reakce okulomotoru (Curtis a D'Esposito 2003), naznačuje, že tyto přední oblasti mohou zprostředkovat rychlé a správné inhibiční reakce u dospívajících. Kromě toho byly odpovědi dospělých na odměnu, zejména v levém IPL a pravém iPCS, dočasně rozšířeny vzhledem k neutrální odpovědi dospělých a adolescentní aktivitě. Každá z těchto oblastí byla dříve zapojena do různých aspektů okulomotorické a / nebo ostražité kontroly (Gitelman a kol. 1999; Cabeza a Nyberg 2000; Luna a kol. 2001; Brown a kol. 2004), zejména při přípravě odezvy (Connolly a kol. 2002; Curtis a Connolly 2008). Zvýšené zapojení těchto regionů v průběhu odměn pravděpodobně odráží skutečnost, že potenciální zisky jsou více pozorné pro obě věkové skupiny, což není překvapením, což pravděpodobně přispívá k jejich rychlejším zpožděním odezvy a vyšším správným mírám odezvy. Odměny mohou mít větší relativní účinek na pozornost a výkonnost u dospívajících ve srovnání s dospělými, protože dospívající vykazují slabé včasné reakce v těchto regionech během neutrálních pokusů, ale zvýšenou účast v pokusech o odměňování. Dospívající stále nevykonávají úkol AS stejně jako dospělí (Fischer a kol. 1997; Munoz et al. 1998; Klein a Foerster 2001), což znamená, že pro ně je obtížnější dobrovolně potlačit reakci. Kvůli těmto větším obtížím v kognitivní kontrole se mohou dospívající spoléhat na prefrontální výkonné systémy, aby podporovali zlepšený výkon podobným způsobem jako dospělí, kteří projevují zvýšenou závislost na prefrontálních systémech, když je zvýšena kognitivní zátěž (Keller a kol. 2001).

Vývojové rozdíly v očekávání odměny / přípravě na odpověď

Během epizody přípravy na odpověď / očekávání odměny (červený fixační kříž), kdy subjekty pravděpodobně předpokládaly odpověď na odměnu nebo na žádný zisk (neutrální), jsme zjistili, že adolescenti, ale nikoli dospělí, vykazovali během VS odměny robustní aktivitu (Obr. 5 vlevo nahoře). Tento výsledek naznačuje hyperaktivitu při očekávání odměny u dospívajících ve srovnání s dospělými. Naše výsledky prokazující relativní hyperaktivní funkci VS během přípravy odpovědi, ale nedostatečně aktivní (negativní) funkce dříve během úvodního představení motivačního podnětu, mohou hovořit o probíhajícím problému v literatuře o odměňování týkající se hyper versus hypofunkčnosti systému odměňování adolescentů (Spear 2000; Chambers a kol. 2003; Ernst a kol. 2006). Například, Bjork a kol. (2004) zjistili, že adolescenti inaktivují VS ve srovnání s dospělými v období, kdy subjekty předpokládají odpověď na odměnu, což podporuje hypotézu hypofunkčnosti. V porovnání, Ernst a kol. (2005) a Galvan a kol. (2006) (když byla velikost odměny vysoká) například ukázali, že adolescenti „nad“ aktivují tuto oblast v reakci na obdržení odměny, podporující hyperfunkčnost. Naše data naznačují, že dospívající VS může ukázat „obojí“: počáteční pokles aktivity v reakci na motivační podněty, které lze interpretovat jako relativní podaktivitu, následované zřetelnou hyperaktivní reakcí na očekávání odměny. Zde uváděné výsledky informují o tom, co se v literatuře jeví jako protichůdné poznatky, a naznačují, že mohou existovat různé vývojové trajektorie pro časově odlišné fáze předvídavého odměňování.

Ačkoli mechanismus, který je základem vzoru aktivity pozorovaného u dospívajících VS, nemůže být přímo určen z této studie, zvýšená DA signalizace je potenciálně přispívajícím faktorem. Konvergující důkazy z modelů hlodavců a primátů naznačují celkové zvýšení hladin DA během dospívání (Seeman a kol. 1987; Kalsbeek a kol. 1988; Rosenberg a Lewis 1994, 1995; Meng a kol. 1999; pro přehled viz Spear 2000), které ve spojení s odlišnou konstelací subtypů receptorů DA (Seeman a kol. 1987; Meng a kol. 1999; Spear 2000) a pravděpodobné celkové množství synapsí ve striatu (Sowell a kol. 1999), může přispět k různým formám zvýšené odměny 2, negativní činnosti v reakci na motivační podnět (odrážející zvýšený význam odměny) a pozitivních odpovědí během přípravy odpovědi (odrážející zvýšené očekávání obdržení odměny) (Cooper a Knutson 2008).

Dospělí také prokázali zvýšený nábor putativního FEF ve srovnání s dospělými během přípravného období pro neutrální i odměnovací zkoušky. To naznačuje, že adolescenti zpočátku najímají FEF více než dospělí v přípravě na provedení správné inhibiční reakce bez ohledu na motivační odměnu. Důležité je, že adolescenti také vykazovali dočasně prodloužené odpovědi během pokusů o odměnu v domnělém FEF a MFG / předním cingulate (Obr. 5). Nehumánní primátové studie prokázaly, že přípravné nahromadění úrovní aktivity v neuronech „fixace“ FEF přispívá k úspěšné inhibici saccade směrem k perifernímu cíli v AS úloze, snad tím, že tonicky inhibuje motorické neurony vytvářející saccade (Schall a kol. 2002; Munoz a Everling 2004). Bylo prokázáno, že neurony v předním cingulate nesou více signálů, včetně signálu vztahujícího se k předvídání a dodávce výztuže (Schall a kol. 2002). Předpokládáme, že zvýšená aktivace, kterou jsme pozorovali u domnělého FEF, může odrážet zvýšení neuronální aktivity související s fixací, která pak přispívá ke zlepšení výkonu adolescentů (správná míra odezvy) zlepšením přípravy odpovědi. Kromě toho mohou zvýšené předvídavé signály ve VS a přední cingulate během pokusů o odměnu přispět k zesílení signálu v domnělém FEF, což by mohlo mít ještě větší vliv shora dolů na neurony související s saccade v caudate a superior colliculus (Ding a Hikosaka 2006; Hikosaka a kol. 2006). K prozkoumání těchto navrhovaných mechanismů bude zapotřebí budoucích samostatných studií.

V každém případě zde uvedené údaje naznačují, že nervové mechanismy, na nichž je založena identifikace a očekávání odměny, jsou široce distribuovány (např. Cingulate, FEF a bazální ganglie) (O'Doherty a kol. 2004) a nezralé během dospívání. To bylo široce navrhl, že během dospívání, normativní nerovnováha existuje mezi odměnami a kognitivní kontrolou-příbuzné oblasti mozku, který pravděpodobně vystaví zranitelnosti riskování (Steinberg 2004; Ernst a kol. 2006; Galvan a kol. 2006; Casey a kol. 2008). Může se stát, že zralá odměna motivovaná kontrola chování a vznik důsledného adaptivního rozhodování podobného dospělému spočívá na funkční integraci více oblastí mozku včetně PFC (Luna a kol. 2004).

Vývojové rozdíly v odezvě / odezvě „Zpětná vazba“

Během odpovědi na sakády většina přijímaných regionů nevykazovala významnou skupinu nebo motivaci časovými interakcemi (Tabulka 7; Obr. 6, že jo). Dospívající však silně najali oblast v levém postranním OFC během neutrálních studií, která nebyla významně zapojena dospělými (Obr. 6, vlevo nahoře). OFC se podílí na mnoha aspektech zpracování odměn (Kringelbach a Rolls 2004), včetně kódování reprezentace motivační valence a velikosti během zpětné vazby (Delgado a kol. 2000, 2003). Zejména laterální OFC byl spojen s trestáním / negativním výsledkem (O'Doherty a kol. 2001). Přestože subjektům nebyla poskytnuta explicitní zpětná vazba v tomto úkolu na základě jejich výkonu, prokázali důkazy vnitřní zpětné vazby, když došlo k chybě. To znamená, že subjekty spolehlivě následovaly nesprávné AS s opravnými saccades k příslušnému umístění, což naznačuje, že věděli, že udělali chybu (Velanova et al. 2008). Adolescenti také prokázali diferenciální odezvy primárně během neutrálních studií na bilaterálním dorzálním předním cingulátu (Obr. 6, uprostřed a vlevo dole). Jednou z navrhovaných rolí dorzálního předního cingulátu je sledování výsledku chování (Ridderinkhof, Ullsperger, et al. 2004). Je možné, že u dospívajících je hmatatelný výsledek správně provedených neutrálních pokusů, kdy peníze nejsou vydělané nebo ztracené, nejednoznačný a možná negativní než výsledek odměny a je signalizován aktivací OFC a dorzálního předního cingulate. Budoucí práce zaměřené na aktivaci vyvolanou explicitní zpětnou chybovou chybou při podmíněném chování za odměnu mohou pomoci objasnit role OFC a hřbetního předního cingulátu během sakonové reakce v tomto úkolu.

Závěry

Současná zjištění naznačují, že kontingence odměn přispívá ke zlepšení inhibice odezvy u dospívajících a dospělých, jak ukazuje zvýšená míra správných odpovědí a snížená latence správných AS. Poskytujeme počáteční důkaz fMRI o zvýšené aktivitě během pokusů o odměňování u dospívajících VS a domnělých FEF během epizody přípravy odpovědi, které mohou podporovat pozorovaná AS behaviorální zlepšení. Dále v jednom experimentu demonstrujeme, že adolescenti mohou vykazovat negativní průběh odpovědi ve VS během hodnocení cue odměny, pak overaktivovat VS později během přípravy odpovědi ve srovnání s dospělými, což naznačuje přetrvávající nezralosti v klíčovém uzlu systému odměňování adolescentů, který by mohl být vykládán tak, že odráží jak nedostatečně, tak i příliš aktivní systém odměňování. Při souhrnném posouzení mají tyto výsledky důležité důsledky pro současné teoretické modely riskování adolescentů. Například nedávno navržený triadický model (Ernst a kol. 2006) předpokládá, že k normativní nerovnováze dochází během dospívání mezi obvody založenými na hyperaktivní odměně (např. zprostředkované VS) a omezeným poškozením (např. zprostředkovaným amygdalou) a regulační / výkonnou kontrolou (např. zprostředkované PFC). V tomto modelu jsou adolescenti hypotézováni, aby se zapojili do riskování v důsledku kombinace hypersenzitivity odměny a omezených procesů, které kontrolují její vliv na chování. Naše výsledky naznačují, že odměny mohou „posílit“ inhibiční kontrolní systémy, zejména během dospívání, a tak jsou zdánlivě v rozporu s triadickým modelem. Může se však stát, že během dospívání se chování vedoucí k okamžité odměně zvyšuje na úkor dlouhodobějších výplat. V souvislosti s tímto kontrolovaným experimentem vede inhibice saccade k získání cíle (tj. Peněžní odměna), a tak byla zvýšená aktivita ve VS a domnělém FEF adaptivní. V nelaboratorním prostředí, když se rozhoduje mezi alternativami 2 (např. Rychlá jízda pro vzrušení vs. pomalejší jízda, aby se zabránilo nehodě), mohou nezralosti ve funkci systému odměňování zaujmout inhibiční kontrolu / rozhodování směrem k akci vedoucí k proximální odměně (např. , rychlá jízda) a vystavit zranitelnost negativním výsledkům (Steinberg a kol. 2009).

Souhrnně lze říci, že naše výsledky ukazují vývojové rozdíly v aktivaci mozku v klíčových uzlech odměny a inhibičních řídících obvodech během odlišných zkušebních složek odměněného úkolu AS. Naše zjištění naznačují, že klíčové determinanty chování zaměřeného na cíl a rozhodování, systémů odměňování a kognitivní kontroly dosud nedosáhly zralé úrovně funkcí dospívání, což potenciálně přispívá ke vzniku rizika v této věkové skupině.

Doplňkový materiál

Doplňkový materiál lze nalézt na adrese: http://www.cercor.oxfordjournals.org/.

Financování

Národní ústavy zdraví (RO1 MH067924, RO1 MH080243 až BL).

Doplňkový materiál

[Doplňková data]

Klikněte zde pro zobrazení.

Poděkování

Střet zájmů: Žádný deklarován.

Reference

Adleman NE, Menon V, Blasey CM, White CD, Warsofsky IS, Glover GH, Reiss AL. Vývojová studie fMRI o úloze Stroop color-word. NeuroImage. 2002; 16: 61 – 75. [PubMed]
Andersen SL. Trajektorie vývoje mozku: místo zranitelnosti nebo okno příležitosti? Neurosci Biobehav Rev. 2003; 27: 3 – 18. [PubMed]
Arnett J. Bezohledné chování v dospívání: vývojová perspektiva. Dev Rev. 1992; 12: 339 – 373.
Bjork JM, Knutson B, Fong GW, Caggiano DM, Bennett SM, Hommer DW. Motivační aktivita mozku vyvolaná pobídkami u dospívajících: podobnosti a rozdíly u mladých dospělých. J Neurosci. 2004; 24: 1793-1802. [PubMed]
Bjork JM, Smith AR, Danube CL, Hommer DW. Vývojové rozdíly v náboru mezofrontální kůry v zadní části rizikovými odměnami. J Neurosci. 2007; 27: 4839 – 4849. [PubMed]
Blair K, Marsh AA, Morton J, Vythilingam M, Jones M, Mondillo K, Pine DC, Drevets WC, Blair JR. Výběr menšího ze dvou zlých, tím lepšího ze dvou statků: upřesnění rolí ventromediální prefrontální kůry a dorzálního předního cingulátu při výběru objektů. J Neurosci. 2006; 26: 11379 – 11386. [PubMed]
Blaukopf CL, DiGirolamo GJ. Diferenční účinky odměny a trestu na vědomé a nevědomé pohyby očí. Exp Brain Res. 2006; 174: 786 – 792. [PubMed]
Breiter HC, Aharon I, Kahneman D, Dale A, Shizgal P. Funkční zobrazování nervových odpovědí na očekávání a zkušenosti s peněžními zisky a ztrátami. Neuron. 2001; 30: 619 – 639. [PubMed]
Breiter HC, Gollub RL, Weisskoff RM, Kennedy DN, Makris N, Berke JD, Goodman JM, Kantor HL, Gastfriend DR, Riorden JP, et al. Akutní účinky kokainu na aktivitu a emoce lidského mozku. Neuron. 1997; 19: 591 – 611. [PubMed]
Breiter HC, Rosen BR. Funkční magnetické rezonanční zobrazování obvodů odměňování mozku u člověka. Ann. NY Acad Sci. 1999; 877: 523-547. [PubMed]
Brown MR, Desouza JF, Goltz HC, Ford K, Menon RS, Goodale MA, Everling S. Porovnání paměťových a vizuálně vedených sakrál pomocí událostních fMRI. J Neurophysiol. 2004; 91: 873 – 889. [PubMed]
Brown MR, Goltz HC, Vilis T, Ford KA, Everling S. Inhibice a generování sakád: rychlý fMRI s událostmi související s rychlými událostmi s prosaccades, antisakody a nogo. NeuroImage. 2006; 33: 644 – 659. [PubMed]
Brown TT, Lugar HM, Coalson RS, Miezin FM, Petersen SE, Schlaggar BL. Vývojové změny v lidské mozkové funkční organizaci pro generování slov. Cereb Cortex. 2005; 15: 275 – 290. [PubMed]
Bruce CJ, Goldberg ME. Primární čelní oční pole. I. Jednorázové neurony vybíjející se před saccades. J Neurophysiol. 1985; 53: 603 – 635. [PubMed]
Bunge SA, Dudukovic NM, Thomason ME, Vaidya CJ, Gabrieli JD. Nezralé příspěvky frontálního laloku ke kognitivní kontrole u dětí: důkaz z fMRI. Neuron. 2002; 33: 301 – 311. [PubMed]
Cabeza R, Nyberg L. Zobrazovací kognice II: empirický přehled studií 275 PET a fMRI. J Cog Neurosci. 2000; 12: 1 – 47. [PubMed]
Casey BJ, Jones RM, Hare TA. Dospívající mozek. Ann NY Acad Sci. 2008; 1124: 111 – 126. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
Casey BJ, Trainor RJ, Orendi JL, Schubert AB, Nystrom LE, Giedd JN, Astellanos FX, Haxby JV, Noll DC, Cohen JD, a kol. Vývojová funkční MRI studie prefrontální aktivace během plnění úkolu go-no-go. J Cog Neurosci. 1997; 9: 835 – 847.
Castellanos FX, Tannock R. Neurovědy porucha pozornosti / hyperaktivity: hledání endofenotypů. Nat Rev Neurosci. 2002; 3: 617 – 628. [PubMed]
Komory RA, Taylor JR, Petenza MN. Vývojová neurocircuitry motivace v dospívání: kritické období zranitelnosti závislosti. Am J Psychiatry. 2003; 160: 1041 – 1052. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
Connolly JD, Goodale MA, Menon RS, Munoz DP. Lidský důkaz fMRI pro neurální koreláty přípravné sady. Nat Neurosci. 2002; 5: 1345 – 1352. [PubMed]
Cooper JC, Knutson B. Valence a výčnělek přispívají k aktivaci nucleus accumbens. Neuroimage. 2008; 39 (1): 538 – 547. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
Corbetta M, Kincade JM, Ollinger JM, McAvoy MP, Shulman GL. Dobrovolná orientace je oddělena od detekce cíle v lidské zadní mozkové kůře. Nat Neurosci. 2000; 3: 292 – 297. [PubMed]
Cox RW. AFNI: software pro analýzu a vizualizaci funkčních neuroobrazů magnetické rezonance. Comput Biomed Res. 1996; 29: 162 – 173. [PubMed]
Crews F, He J, Hodge C. Vývoj kortikálního vývoje u dospívajících: kritické období zranitelnosti pro závislost. Pharmacol Biochem Behav. 2007; 86: 189 – 199. [PubMed]
Curtis CE, Connolly JD. Signály přípravy sakonů v lidských frontálních a parietálních korcích. J Neurophysiol. 2008; 99: 133 – 145. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
Curtis CE, D'Esposito M. Úspěch a neúspěch potlačující reflexivní chování. J Cog Neurosci. 2003; 15: 409–418. [PubMed]
Curtis CE, D'Esposito M. Inhibice nežádoucích akcí. In: Bargh J, Gollwitzer P, Moresella E, redaktoři. Psychologie akce. 2008. sv. 2. New York: Guilford Press.
Dahl RE. Vývoj mozku u dospívajících: období zranitelností a příležitostí. Proslov. Ann NY Acad Sci. 2004; 1021: 1 – 22. [PubMed]
Delgado MR, Locke HM, Stenger VA, Fiez JA. Reakce dorzálního striata na odměnu a trest: účinky valenčních a velikostních manipulací. Cogn ovlivňuje chování Neurosci. 2003; 3: 27 – 38. [PubMed]
Delgado MR, Nystrom LE, Fissell C, Noll DC, Fiez JA. Sledování hemodynamických odpovědí za odměnu a trest ve striatu. J Neurophysiol. 2000; 84: 3072 – 3077. [PubMed]
Ding L, Hikosaka O. Srovnání modulace odměn v předním očním poli a caudate makaka. J Neurosci. 2006; 26: 6695 – 6703. [PubMed]
Duka T, Lupp A. Účinky motivace na antisakody: jedná se o dopaminergní mechanismus. Behav Pharmacol. 1997; 8: 373 – 382. [PubMed]
Durston S, Davidson MC, Tottenham N, Galvan A, Spicer J, Fossella JA, Casey BJ. Posun od difúzní k fokální kortikální činnosti s vývojem. Dev Sci. 2006; 9: 1 – 8. [PubMed]
Ernst M, Nelson EE, Jazbec S, McClure EB, Monk CS, Leibenluft E, Blair J, Pine DS. Amygdala a nucleus accumbens v odezvě na příjem a opomenutí zisků u dospělých a dospívajících. NeuroImage. 2005; 25: 1279 – 1291. [PubMed]
Ernst M, Pine DS, Hardin M. Triadický model neurobiologie motivovaného chování v dospívání. Psychol Med. 2006; 36: 299 – 312. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
Eshel N, Nelson EE, Blair RJ, Pine DS, Ernst M. Neurální substráty volby výběru u dospělých a dospívajících: vývoj ventrolaterálních prefrontálních a předních cingulačních kortexů. Neuropsychologia. 2007; 45: 1270 – 1279. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
Everling S, Krappmann P, Flohr H. Kortikální potenciály předcházející pro- a antisakody u člověka. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 1997; 102: 356 – 362. [PubMed]
Fischer B, Biscaldi M, Gezeck S. O vývoji dobrovolných a reflexních složek v generaci člověka saccade. Brain Res. 1997; 754: 285 – 297. [PubMed]
Galvan A, Hare TA, Parra CE, Penn J, Voss H, Glover G, Casey BJ. Dřívější vývoj accumbens vzhledem k orbitofrontální kůře by mohl být základem rizikového chování u dospívajících. J Neurosci. 2006; 26: 6885 – 6892. [PubMed]
Geier CF, Garver K, Terwilliger R, Luna B. Vývoj údržby pracovní paměti. J Neurophysiol. 2009; 101: 84 – 99. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
Geier CF, Garver KE, Luna B. Okruhy pod dočasně rozšířenou prostorovou pracovní pamětí. Neuroimage. 2007; 35: 904 – 915. [PubMed]
Giedd JN, Vaituzis AC, Hamburger SD, Lange N, Rajapakse JC, Kaysen D, Vauss YC, Rapoport JL. Kvantitativní MRI spánkového laloku, amygdaly a hippocampu v normálním vývoji člověka: věk 4 – 18 let. J Porovnání Neurol. 1996; 366: 223 – 230. [PubMed]
Gitelman DR. ILAB: program pro postexperimentální analýzu pohybu očí. Behav Res Meth Instr. 2002; 34: 605 – 612. [PubMed]
Gitelman DR, Nobre AC, Parrish TB, LaBar KS, Kim YH, Meyer JR, Mesulam MM. Rozsáhlá distribuovaná síť pro skrytou prostorovou pozornost: další anatomické vymezení založené na přísných behaviorálních a kognitivních kontrolách. Mozek. 1999; 122: 1093 – 1106. [PubMed]
Goghari VM, MacDonald AW., 3rd Účinky měnícího se experimentálního návrhu paradigmatu kognitivní kontroly na měření výsledků chování a funkčních zobrazovacích výsledků. J Cogn Neurosci. 2008; 20: 20 – 35. [PubMed]
Gogtay N, Giedd JN, Lusk L, Hayashi KM, Greenstein D, Vaituzis AC, Nugent TF3, Herman DH, Clasen LS, Toga AW, a kol. Dynamické mapování lidského kortikálního vývoje v dětství do raného dospělosti. Proc Natl Acad Sci USA. 2004; 101: 8174 – 8179. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
Goldman-Rakic PS, Bates JF, Chafee MV. Prefrontální kůra a interně generované motorické akty. Curr Opin Neurobiol. 1992; 2: 830 – 835. [PubMed]
Grosbras MH, Lobel E, Van de Moortele PF, Lebihan D, Berthoz A. Anatomický orientační bod pro doplňková oční pole u člověka odhalená funkčním zobrazením magnetickou rezonancí. Cereb Cortex. 1999; 9: 705 – 711. [PubMed]
Guyer AE, Nelson EE, Perez-Edgar K, Hardin MG, Roberson-Nay R, Monk CS, Bjork JM, Henderson HA, Pine DS, Fox NA, et al. Striatální funkční změna u adolescentů charakterizovaná inhibicí chování v raném dětství. J Neurosci. 2006; 26: 6399 – 6405. [PubMed]
Hallett PE. Primární a sekundární saccades k cílům definovaným instrukcemi. Vision Res. 1978; 18: 1279 – 1296. [PubMed]
Hanes DP, Schall JD. Neurální kontrola zahájení dobrovolného pohybu. Věda. 1996; 274: 427 – 430. [PubMed]
Hardin MG, Schroth E, Pine DS, Ernst M. Stimulační modulace kognitivní kontroly u zdravých, úzkostných a depresivních adolescentů: rozdíly související s vývojem a psychopatologií. J Child Psychol Psychiatry. 2007; 48: 446 – 454. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
Hare TA, O'Doherty J, Camerer CF, Schultz W, Rangel A. Disociace role orbitofrontální kůry a striata při výpočtu cílových hodnot a predikčních chyb. J. Neurosci. 2008; 28: 5623–5630. [PubMed]
Hikosaka O, Nakumura K, Nakahara H. Bazální ganglie orientují oči k odměně. J Neurophysiol. 2006; 95: 567 – 584. [PubMed]
Irwin CE., Jr Teoretická koncepce atriskových adolescentů. Adolesc Med. 1990; 1: 1 – 14. [PubMed]
Jazbec S, Hardin MG, Schroth E, McClure E, Pine DS, Ernst M. Vliv kontingencí souvisejících s věkem na úkol sakády. Exp Brain Res. 2006; 174: 754 – 762. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
Jazbec S, McClure E, Hardin M, Pine DS, Ernst M. Kognitivní kontrola za nepříznivých okolností u úzkostných a depresivních adolescentů: antisakádový úkol. Biol Psychiatry. 2005; 58: 632 – 639. [PubMed]
Jenkinson M, Smith S. Globální metoda optimalizace pro robustní afinitní registraci mozkových obrazů. Med Image Anal. 2001; 5: 143 – 156. [PubMed]
Kalsbeek A, Voorn P, Buijs RM, Pool CW, Uylings HB. Vývoj dopaminergní inervace v prefrontální kůře krysy. J Comp Neurol. 1988; 269: 58 – 72. [PubMed]
Kang HC, Burgund ED, Lugar HM, Petersen SE, Schlagger BL. Porovnání ohnisek funkční aktivace u dětí a dospělých využívajících společný stereotaktický prostor. NeuroImage. 2003; 19: 16 – 28. [PubMed]
Keller TA, Carpenter PA, jen MA. Neurální základy porozumění větám: fMRI vyšetřování syntaktického a lexikálního zpracování. Cereb Cortex. 2001; 11: 223 – 237. [PubMed]
Klein C, Foerster F. Vývoj výkonu prosaccade a antisaccade task u účastníků ve věku 6 až 26. Psychofyziologie. 2001; 38: 179 – 189. [PubMed]
Knutson B, Adams CM, Fong GW, Hommer D. Očekávání zvyšování peněžní odměny selektivně rekrutuje nucleus accumbens. J Neurosci. 2001; 21: RC159. [PubMed]
Knutson B, Cooper JC. Funkční zobrazení magnetické rezonance predikce odměn. Curr Opin Neurol. 2005; 18: 411 – 417. [PubMed]
Knutson B, Fong GW, Bennett SM, Adams CM, Hommer D. Oblast mesiálních prefrontálních kortexových stop monetárně odměňuje výsledky: charakterizace pomocí rychlé fMRI související s událostmi. NeuroImage. 2003; 18: 263 – 272. [PubMed]
Knutson B, Gibbs SE. Propojení jádra accumbens dopaminu a okysličování krve. Psychofarmakologie (Berl) 2007; 191: 813 – 822. [PubMed]
Kringelbach ML, Rolls ET. Funkční neuroanatomie lidské orbitofrontální kůry: důkaz z neuroimagingu a neuropsychologie. Prog Neurobiol. 2004; 72: 341 – 372. [PubMed]
Kwong KK, Belliveau JW, Chesler DA, Goldberg IE, Weisskoff RM, Poncelet BP, Kennedy DN, Hoppel BE, Cohen MS, Turner R, et al. Dynamické zobrazení magnetické rezonance lidské mozkové činnosti během primární senzorické stimulace. Proc Natl Acad Sci USA. 1992; 89: 5675 – 5679. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
Levin HS, Culhane KA, Hartmann J, Evankovich K, Mattson AJ. Vývojové změny výkonu při testech domnělého fungování čelního laloku. Dev Neuropsych. 1991; 7: 377 – 395.
Liddle PF, Kiehl KA, Smith AM. Studie inhibice odezvy související s událostí fMRI. Hum Brain Mapp. 2001; 12: 100 – 109. [PubMed]
Liston C, Watts R, Tottenham N, Davidson MC, Niogi S, Ulug AM, Casey BJ. Frontostriatální mikrostruktura moduluje efektivní nábor kognitivní kontroly. Cereb Cortex. 2006; 16: 553 – 560. [PubMed]
Luna B, Garver KE, Urban TA, Lazar NA, Sweeney JA. Zrání kognitivních procesů od pozdního dětství do dospělosti. Child Dev. 2004; 75: 1357 – 1372. [PubMed]
Luna B, Sweeney JA. Vznik kolaborativní funkce mozku: studie fMRI o vývoji inhibice odezvy. Ann NY Acad Sci. 2004; 1021: 296 – 309. [PubMed]
Luna B, Thulborn KR, Munoz DP, Merriam EP, Garver KE, Minshew NJ, Keshavan MS, Genovese CR, Eddy WF, Sweeney JA. Zrání široce distribuované funkce mozku podporuje kognitivní vývoj. NeuroImage. 2001; 13: 786 – 793. [PubMed]
Luna B, Thulborn KR, Strojwas MH, McCurtain BJ, Berman RA, Genovese CR, Sweeney JA. Dorsální kortikální regiony podstupující vizuálně vedené sakády u lidí: studie fMRI. Cereb Cortex. 1998; 8: 40 – 47. [PubMed]
Marsh R, Zhu H, Schultz RT, Quackenbush G, Royal J, Skudlarski P, Peterson BS. Vývojová studie fMRI o samoregulační kontrole. Hum Brain Mapp. 2006; 27: 848 – 863. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
Květen JC, Delgado MR, Dahl RE, Stenger VA, Ryan ND, Fiez JA, Carter CS. Událostní funkční magnetická rezonance zobrazování mozkových obvodů souvisejících s odměnami u dětí a adolescentů. Biol Psychiatry. 2004; 55: 359 – 366. [PubMed]
McClure SM, York MK, Montague PR. Neurální substráty zpracování odměn u lidí: moderní role FMRI. Neuro vědec. 2004; 10: 260 – 268. [PubMed]
Meng SZ, Ozawa Y, Itoh M, Takashima S. Vývojové a věkové změny dopaminového transportéru a dopaminových D1 a D2 receptorů v lidských bazálních gangliích. Brain Res. 1999; 843: 136 – 144. [PubMed]
Munoz DP, Broughton JR, Goldring JE, Armstrong IT. Výkon lidí související s věkem při plnění úkolů sakadického pohybu očí. Exp Brain Res. 1998; 121: 391 – 400. [PubMed]
Munoz DP, Everling S. Podívejte se dál: protisaskádový úkol a dobrovolná kontrola pohybu očí. Nat Rev Neurosci. 2004; 5: 218 – 228. [PubMed]
O'Doherty J, Dayan P, Schultz J, Deichmann R, Friston K, Dolan RJ. Disociovatelné role ventrálního a dorzálního striata v instrumentální kondici. Věda. 2004: 304: 452 – 454. [PubMed]
O'Doherty J, Kringelbach ML, Rolls ET, Hornak J, Andrews C. Abstraktní reprezentace odměn a trestů v lidské orbitofrontální kůře. Příroda Neurosci. 2001; 4: 95–102. [PubMed]
O'Doherty JP, Diechmann R, Critchley HD, Dolan RJ. Nervové reakce během očekávání odměny za primární chuť. Neuron. 2002; 33: 815–826. [PubMed]
Ogawa S, Tank DW, Menon R, Ellermann JM, Kim SG, Merkle H, Ugurbil K. Změny vnitřního signálu doprovázející smyslovou stimulaci: funkční mozkové mapování s magnetickou rezonancí. Proc Natl Acad Sci USA. 1992; 89: 5951 – 5955. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
Ollinger JM, Corbetta M, Shulman GL. Oddělování procesů v rámci zkoušky funkční události MRI související s událostmi: část II. NeuroImage. 2001; 13: 218 – 229. [PubMed]
Ollinger JM, Shulman GL, Corbetta M. Oddělení procesů v rámci pokusu s funkční MRI související s událostmi: část I. NeuroImage. 2001; 13: 210 – 217. [PubMed]
Ono M, Kubik S, Abernathy CD. Atlas mozkových sulci. New York: Thieme Medical Publishers, Inc; 1990.
Paus T. Umístění a funkce lidského čelního očního pole: selektivní přehled. Neuropsychologia. 1996; 34: 475 – 483. [PubMed]
Paus T, Babenko V, Radil T. Vývoj schopnosti udržovat verbálně instruovanou centrální fixaci pohledu studovanou u dětí ve věku 8 až 10. Int J Psychophysiol. 1990; 10: 53 – 61. [PubMed]
Pierrot-Deseilligny CH, Muri RM, Nyffeler T, Milea D. Role lidského dorsolaterálního prefrontálního kortexu v očním motorickém chování. Ann NY Acad Sci. 2005; 1039: 239 – 251. [PubMed]
Ridderinkhof KR, skupina GPH, Logan GD. Studie adaptivního chování: účinky věku a irelevantní informace o schopnosti potlačovat jedince. Acta Psychol. 1999; 101: 315–337.
Ridderinkhof KR, Ullsperger M, Crone EA, Nieuwenhuis S. Role středního čelního kortexu v kognitivní kontrole. Věda. 2004; 306: 443 – 447. [PubMed]
Ridderinkhof KR, van der Molen MW. Duševní zdroje, rychlost zpracování a inhibiční kontrola: vývojová perspektiva. Biol Psychol. 1997; 45: 241 – 261. [PubMed]
Ridderinkhof KR, van den Wildenberg WP, Segalowitz SJ, Carter CS. Neurocognitivní mechanismy kognitivní kontroly: role prefrontální kůry při výběru akcí, inhibice odezvy, sledování výkonu a učení založené na odměně. Brain Cogn. 2004; 56: 129 – 140. [PubMed]
Roesch MR, Olson CR. Dopad očekávané odměny na neuronální aktivitu v prefrontální kůře, frontálním a doplňujícím očním poli a premotorické kůře. J Neurophysiol. 2003; 90: 1766 – 1789. [PubMed]
Roesch MR, Olson ČR. Neuronová aktivita souvisí s odměnou a motivací v frontálním kortexu primátů. Věda. 2004; 304: 307-310. [PubMed]
Rolls ET. Orbitofronální kůra a odměna. Cereb Cortex. 2000; 10: 284-294. [PubMed]
Rosenberg DR, Lewis DA. Změny dopaminergní inervace prefrontální kůry opic během pozdního postnatálního vývoje: imunohistochemická studie tyrosinhydroxylázy. Biol Psychiatry. 1994; 36: 272 – 277. [PubMed]
Rosenberg DR, Lewis DA. Postnatální zrání dopaminergní inervace opičí prefrontální a motorické kortiky: imunohistochemická analýza tyrosinhydroxylázy. J Comp Neurol. 1995; 358: 383 – 400. [PubMed]
Rubia K, Overmeyer S, Taylor E, Brammer M, Williams SC, Simmons A, Andrew C, Bullmore ET. Funkční frontalizace s věkem: mapování neurodevelopmentálních trajektorií s fMRI. Neurosci Biobehav Rev. 2000; 24: 13 – 19. [PubMed]
Rubia K, Smith AB, Taylor E, Brammer M. Lineární věkem korelovaný funkční vývoj pravých dolních fronto-striato-cerebelárních sítí během inhibice odezvy a předního cingulate během procesů souvisejících s chybami. Hum Brain Mapp. 2007; 28: 1163 – 1177. [PubMed]
Rubia K, Smith AB, Woolley J, Nosarti C, Heyman I, Taylor E, Brammer M. Postupné zvyšování frontostriatální aktivace mozku z dětství do dospělosti během úkolů souvisejících s kognitivní kontrolou. Hum Brain Mapp. 2006; 27: 973 – 993. [PubMed]
Schall JD, Stuphorn V, Brown JW. Sledování a kontrola činnosti čelními laloky. Neuron. 2002; 36: 309 – 322. [PubMed]
Scherf KS, Sweeney JA, Luna B. Mozkový základ vývojové změny ve visuospatiální pracovní paměti. J Cog Neurosci. 2006; 18: 1045 – 1058. [PubMed]
Schultz W. Prediktivní signál odměny dopaminových neuronů. J Neurophysiol. 1998; 80: 1-27. [PubMed]
Schultz W. Více odměnových signálů v mozku. Nat Rev Neurosci. 2000; 1: 199 – 207. [PubMed]
Schultz W. Získání formálního dopaminu a odměny. Neuron. 2002; 36: 241-263. [PubMed]
Schultz W, Apicella P, Ljungberg T. Reakce neuronů dopaminu na opamin na odměňování a kondicionování podnětů během následných kroků učení úlohy se zpožděnou odpovědí. J Neurosci. 1993; 13: 900 – 913. [PubMed]
Schultz W, Tremblay L, Hollerman JR. Zpracování odměn v orbitofrontální kůře primátů a bazálních gangliích. Cereb Cortex. 2000; 10: 272 – 284. [PubMed]
Seeman P, Bzowj NH, Fuan HC, Bergeron C, Becker LE, Reynolds GP, Bird ED, Riederer P, Jellinger K, Watanabe S, et al. Receptory dopaminu v lidském mozku u dětí a dospělých. Synapse. 1987; 1: 399 – 404. [PubMed]
Shulman GL, Ollinger JM, Akbudak E, Conturo TE, Snyder AZ, Petersen SE, Corbetta M. Oblasti podílející se na kódování a aplikaci směrových očekávání na pohybující se objekty. J Neurosci. 1999; 19: 9480 – 9496. [PubMed]
Smith SM. Rychlá robustní automatizovaná extrakce mozku. Hum Brain Mapp. 2002; 17: 143 – 155. [PubMed]
Smith SM, Jenkinson M, Woolrich MW, Beckmann CF, Behrens TE, Johansen-Berg H, Banister PR, De Luca M, Drobnjak I, Flitney DE, et al. Pokroky ve funkční a strukturální analýze obrazu MR a implementace jako FSL. NeuroImage. 2004; 23: S208 – S219. [PubMed]
Sowell ER, Thompson PM, Holmes CJ, Jernigan TL, Toga AW. Důkaz in vivo pro post-adolescentní zrání mozku v frontálních a striatálních oblastech. Nat Neurosci. 1999; 2: 859 – 861. [PubMed]
Spear LP. Dospívající mozek a projevy chování související s věkem. Neurosci Behav Rev. 2000; 24: 417 – 463. [PubMed]
Steinberg L. Riskování v dospívání: jaké změny a proč? Ann NY Acad Sci. 2004; 1021: 51 – 58. [PubMed]
Steinberg L, Graham S, O'Brien L, Woolard J, Cauffman E, Banich M. Věkové rozdíly v budoucí orientaci a zpoždění diskontování. Child Dev. 2009; 80: 28–44. [PubMed]
Sweeney JA, Mintun MA, Kwee S, Wiseman MB, Brown DL, Rosenberg DR, Carl JR. Studium pozitronové emisní tomografie dobrovolných pohybů sakadických očí a prostorové pracovní paměti. J Neurophysiol. 1996; 75: 454 – 468. [PubMed]
Talairach J, Tournoux P. Ko-planární stereotaxický atlas lidského mozku. New York: Thieme Medical Publishers; 1988.
Tamm L, Menon V, Reiss AL. Zrání mozkové funkce spojené s inhibicí odezvy. J Am Acad Dětská dospívající psychiatrie. 2002; 41: 1231 – 1238. [PubMed]
Toga AW, Thompson PM, Sowell ER. Mapování zrání mozku. Trendy Neurosci. 2006; 29: 148 – 159. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
Van Essen DC. Windows v mozku: vznikající role atlasů a databází v neurovědě. Curr Opin Neurobiol. 2002; 12: 574 – 579. [PubMed]
Van Essen DC, Drury HA, Dickson J, Harwell J, Hanlon D, Anderson CH. Integrovaná softwarová sada pro povrchové analýzy mozkové kůry. J Am Med Inform Assoc. 2001; 8: 443 – 459. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
van Leijenhorst L, Crone EA, Bunge SA. Neurální koreláty vývojových rozdílů v odhadu rizika a zpracování zpětné vazby. Neuropsychologia. 2006; 44: 2158 – 2170. [PubMed]
van Leijenhorst L, Zanolie K, Van Meel CS, Westenberg PM, Rombouts SA, Crone EA. Co motivuje dospívající? Oblasti mozku zprostředkující citlivost na odměny v období dospívání Cereb Cortex. 2009 Epub před tiskem. [PubMed]
Velanova K, Wheeler ME, Luna B. Maturační změny v předním cingulate a frontoparietálním náboru podporují vývoj zpracování chyb a inhibiční kontroly. Cereb Cortex. 2008; 18: 2505 – 2522. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
Voorn P, Vanderschuren LJ, Groenewegen HJ, Robbins TW, Pennartz CM. Natočení na dorzálně-ventrální propast striata. Trendy Neurosci. 2004; 27: 468 – 474. [PubMed]
Ward BD. 2002. Dekonvoluční analýza dat časových řad fMRI: dokumentace k softwarovému balíčku AFNI. K dispozici na adrese: http://afni.nimh.nih.gov/pub/dist/doc/manual/3dDeconvolve.pdf.
Wenger KK, Visscher KM, Miezin FM, Petersen SE, Schlaggar BL. Porovnání trvalé a přechodné aktivity u dětí a dospělých s využitím smíšeného blokovaného / eventuálního fMRI designu. NeuroImage. 2004; 22: 975 – 985. [PubMed]
Wheeler ME, Shulman GL, Buckner RL, Miezin FM, Velanova K, Petersen SE. Důkazy o oddělených perceptuálních reaktivacích a procesech vyhledávání během zapamatování. Cereb Cortex. 2005; 16: 949 – 959. [PubMed]
Williams BR, Ponesse JS, Schachar RJ, Logan GD, Tannock R. Vývoj inhibiční kontroly po celou dobu životnosti. Dev Psychol. 1999; 35: 205 – 213. [PubMed]
Yakovlev PI, Lecours AR. Myelogenetické cykly regionální maturace mozku. In: Minkowski A, editor. Regionální vývoj mozku v raném životě. Oxford: Blackwell Scientific; 1967. str. 3 – 70.