Ebatäpsused tasu töötlemisel ja selle mõju inhibeerivale kontrollile noorukieas (2010)

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

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

Autor info

Neurokognitiivse arengu labor, Psühhiaatria ja psühholoogia osakond, Kognitsiooni neuroloogilise aluse keskus, Pittsburghi ülikool, Pittsburgh, PA 15213, USA. [meiliga kaitstud]

Abstraktne

Ebaküpsete tasude töötlemise olemus ja tasu mõju kognitiivse kontrolli põhielementidele noorukieas ei ole praegu hästi teada. Siin toimisid funktsionaalsete magnetresonantstomograafiate ajal terved noorukid ja täiskasvanud modifitseeritud antisadadeerumise ülesanne, milles manipuleeriti kohtuprotsessist sõltuvate tasu vältimise juhtumitega. Uue kiire, sündmusega seotud disaini kasutamine võimaldas hinnata ajufunktsiooni arengulisi erinevusi, mis põhinevad tasu töötlemise ja vastuse inhibeerimise ajaliselt eristuvatel etappidel. Tasu uuringud, võrreldes neutraalsete uuringutega, andsid tulemuseks kiiremad korrektsed inhibeerivad reaktsioonid vanuses ja vähemates inhibeerivates vigades noorukitel. Tasustamiskatsete ajal nõrgendati veres hapniku tasemest sõltuvat signaali noorukite ventraalses striatumis cue hindamise ajal, seejärel reaktsiooni ettevalmistamise ajal üliaktiivseks, mis viitas noorukite ajal piirangutele tasu hindamisel ja kõrgendatud reaktiivsusele, kui oodatakse tasu võrreldes täiskasvanutega. Oluline on ka see, et noorukitel täheldati tasu-uuringute vastuse ettevalmistamisel ka eesnäärme kõrgendatud aktiivsust piki eelkeskkonda, mis viitab okulomotoorse kontrollpiirkonna tasu moduleerimisele, mis toetas õiget inhibeerivat reageerimist. Kollektiivselt iseloomustab see töö spetsiifilisi ebaküpsusi noorukieas ajusüsteemides, mis toetavad tasu töötlemist, ja kirjeldab tasu mõju pärssivale kontrollile. Kokkuvõttes pakuvad meie leiud välja mehhanismid, mis võivad olla aluseks noorukite haavatavusele halva otsustamise ja riskikäitumise suhtes.

Märksõnad: noorukieas, antisaktaadis, fMRI-s, vastuse inhibeerimises, tasus

Sissejuhatus

Negatiivsed tagajärjed, mis on seotud riskantsete või hoolimatu käitumisega, on noorukieas täheldatud haigestumuse ja suremuse määra järsk tõus (N200%).Arnett 1992; Spear 2000; Dahl 2004). Riskide võtmist võib määratleda kui sageli impulsiivselt käitumist, mis on kõrge subjektiivse soovi või põnevusega, kuid mis seab üksikisiku võimaliku vigastuse või kaotsimineku (nt väga kiire sõitmine ja kaitsmata seksi tegemine) (Irwin 1990). Noorukite kalduvus osaleda riskide võtmises annab kaalukaid käitumuslikke tõendeid otsuste tegemise võimete ebaküpsuse kohta. Kuid meie arusaam riskide võtmise närvisüsteemist on endiselt piiratud. Kuigi eeldatakse, et mitmed funktsionaalsed ahelad aitavad kaasa käitumisriski võtmisele, on 2i tõenäoliselt primaarsüsteemid tasu töötlemise ja pärssimise kontroll (Steinberg 2004). Ebaküpsed tuvastamised ja hüvede hindamine koos endogeensete impulsside kontrolli piirangutega võivad viia halva otsuste tegemiseni, mis võib seejärel määrata riski võtmise alustamise. Selleks, et teavitada riskianalüüsi närvisüsteemist, võrdleme selles dokumendis tasu töötlemist ja selle mõju noorukite pärssivale kontrollile võrreldes täiskasvanutega.

Laiaulatuslik kirjandus on kirjeldanud närvikontrolli, mis toetab tasu töötlemist täiskasvanutel (Schultz 2000; Breiter et al. 2001; O'Doherty jt. 2001; Roesch ja Olson 2004; Hikosaka et al. 2006). Eelkõige on peamised komponendid määratletud kui orbitofrontaalne ajukoor (OFC), selja- ja vatsakeha (VS) ning mediaalne prefrontaalne ajukoor (PFC).Schultz 2000; McClure et al. 2004). Tähtis on see, et üksik- ja sündmusega seotud funktsionaalsete magnetresonantsuuringute (fMRI) ajaline lahutus on näidanud, et tasu töötlemine ei ole monoliitne funktsioon, vaid pigem dünaamiline omavahel seotud arvutuste komplekt. Tuvastatud on eelnevalt esinevad signaalid („ennetavad signaalid”) ja pärast tasu andmist („tarbivad” signaalid) (Schultz 2000; Hare et al. 2008). Ennustavad signaalid on seotud tasu ennustavate märkide esialgse avastamise ja määramisega, samuti tulevase tasu eeldatava väärtuse hindamisega (Knutson et al. 2001; O'Doherty jt. 2002). Tarbimissignaalid hõlmavad saadud tasu suurusega seotud signaale (Delgado et al. 2000, 2003; Rollid 2000; O'Doherty jt. 2001) ja kas saadud tasu on vastavuses prognoosidega („ennustusvea” signaalid) või mitte;Schultz 2000; Schultz et al. 2000).

Võrreldes on meie arusaam tasu töötlemise arengust noorukieas jätkuvalt üsna piiratud. Anatoomilised uuringud näitavad, et esmased tasustamispiirkonnad näitavad teismeliste ajal püsivaid ebaküpsusi, sealhulgas halli aine jätkuvat hõrenemist basaalsetes ganglionides ja OFC-s. (Giedd et al. 1996; Sowell et al. 1999; Gogtay et al. 2004; Toga et al. 2006), mis osaliselt on tingitud nõrkade või kasutamata sünapsi kadumisest sünaptilise pügamise teel (Gogtay et al. 2004). Noorukuse ajal võib suurenenud arvu alaesitatute sünapsi tulemuseks olla piirangud jutumärkide ja väärtuste esituste tuvastamisel täiskasvanute suhtes. Paralleelselt sünaptilise lõikamisega suureneb müeliniseerumine lineaarselt kogu arengu vältel (Jakovlev ja Lecours 1967). Müeliniseerimine suurendab infotöötluse efektiivsust, suurendades distaalse neuronaalse ülekande kiirust ja täpsust, aidates kaasa laialt levinud aju ahelate funktsionaalsele integreerimisele, mis on kriitilise tähtsusega keeruka kõrgema järjekorra käitumise tekkimisel (Goldman-Rakic et al. 1992; Luna ja Sweeney 2004). Noorte aju võrdlev alamelineerimine võib kaasa aidata piiratud võimele tõhusalt integreerida tasuvussignaale motiveeritud käitumiseks vajalike efferentsete mootorisüsteemidega (Roesch ja Olson 2003, 2004).

Lisaks püsivale mikrostruktuurilisele küpsemisele näitavad inimese ja looma mudelite koonduvad andmed, et dopamiini (DA) neurotransmissioon striataalsetes ja kortikaalsetes süsteemides küpseb noorukieas jätkuvalt (Spear 2000; Andersen 2003; Crews et al. 2007). Näiteks on D1- ja D2-retseptori tasemed ja seondumine roti striatumis suurem noorukieas võrreldes täiskasvanueas (Seeman et al. 1987). DA transporterite tihedus, mis toimib DA sünapsist eemaldamise eest, on noorukieas striatumis (Meng et al. 1999). Peale selle suureneb noorukil ajal DA sisendid PFC-le (Kalsbeek et al. 1988; Rosenberg ja Lewis 1994, 1995; Spear 2000), ja tõendid näitavad suhtelist nihet mesolimbilisest mesokortikaalsest DA-süsteemist varase noorukieas (Spear 2000). Tasu töötlemisel võib noorukite DA taseme tõus striatumis ja PFC-s koos suuremate DA-vedajatega aidata kaasa kõrgendatud, kuid ajaliselt piiratud tundlikkusele hüvede suhtes, nagu on soovitatud tähelepanupuudulikkuse hüperaktiivsuse häire mudelis. (Castellanos ja Tannock 2002).

Kooskõlas struktuursete andmetega näitavad esialgsed arengu fMRI uuringud funktsionaalset ebaküpsust auhinnaga seotud ajusüsteemides noorukieas (Bjork et al. 2004, 2007; May et al. 2004; Ernst et al. 2005; Galvan et al. 2006; Guyer et al. 2006; van Leijenhorst et al. 2006, 2009; Eshel et al. 2007). Kuigi on näidatud, et noorukid värbavad täiskasvanutele sarnast tasuarvestustMay et al. 2004), ebaküpsete vastuste suunda ei ole primaarsetes piirkondades veel täielikult iseloomustatud. Tõendeid on leitud noorukite tegevusest VS-i ennetava töötlemise ajal, samuti OFC-s ja mesialis PFC-s tõenäolise otsustusprotsessi ajal. (Bjork et al. 2004, 2007; Eshel et al. 2007), kuid “üle” aktiivsus VS-i ajal tasu saamise (tarbimise) töötlemise ajal (Ernst et al. 2005; Galvan et al. 2006). Seega võib tasu töötlemise erinevatel ajalistel etappidel (ennetav või tarbiv) olla erinevad arengusuunad, mis on oluline kaalutlus teoreetilistel mudelitel, mis iseloomustavad üldiselt noorukite tasusüsteemi kui hüperaktiivset. (Chambers et al. 2003; Ernst et al. 2006) või hüpoaktiivne (Spear 2000), võrreldes täiskasvanutega.

Paralleelselt tasu töötlemise jätkuva küpsemisega jätkuvad ka inhibeeriva kontrolli täpsustused noorukieas (Paus et al. 1990; Levin et al. 1991; Ridderinkhof et al. 1999; Ridderinkhof ja van der Molen 1997; Williams et al. 1999; Bunge et al. 2002; Luna et al. 2004; Liston et al. 2006). Vabatahtliku vastuse pärssimine viitab kognitiivsele võimele peatada eelisjõuline reageerimine eesmärgipärase tegevuse kasuks ja on otsustamisprotsessi põhikomponent.Curtis ja D'Esposito 2003; Luna et al. 2004; Ridderinkhof, van den Wildenberg jt. 2004; Curtis ja D'Esposito 2008). Meie laboratooriumi ja teiste inimeste käitumistööd, kasutades antisaccade (AS) ülesannet (Hallett 1978), kus subjektid peavad pärssima tugevat soovi püstitada äkitselt ilmuva perifeerse sihtmärgi suunas ja selle asemel vaatama peegli asukoha poole, näitab, et täiskasvanutele sarnane vastuse inhibeerimise tase hakkab keskmise ja hilisema noorukieas stabiliseeruma (Fischer et al. 1997; Munoz et al. 1998; Klein ja Foerster 2001; Luna et al. 2004). Kuid AS-i ülesannete täitmist toetav neuraalskeem näitab noorukite vältel jätkuvat ebaküpsust, sealhulgas vähenenud aktiveerumine eesmise silma väljal (FEF) ja suurenenud sõltuvus külgsuunas paiknevatest eelsüsteemidest täiskasvanute suhtes (Luna et al. 2001, 2004; Velanova et al. 2008). Need andmed toetavad mitmeid teisi uuringuid, mis näitavad, et inhibeerivat kontrolli toetavate ahelate areng on pikaajaline (Casey et al. 1997; Rubia et al. 2000; Luna et al. 2001; Adleman et al. 2002; Bunge et al. 2002; Tamm et al. 2002; Durston et al. 2006; Marsh et al. 2006; Rubia et al. 2006, 2007; Velanova et al. 2008).

Täiendav arusaam noorukite otsustusprotsessis ilmnevatest piirangutest ja riskide võtmise käitumisest võib olla saavutatud tasu töötlemise küpsuse iseloomustamisega ja hüvede mõjuga pärssivale kontrollile. Praeguseks on vaid vähesed käitumuslikud uuringud uurinud nende süsteemide koostoimet, kasutades modifitseeritud AS-i ülesandeid proovipõhiste rahaliste tasude ettenägematute olukordadega (Duka ja Lupp 1997; Blaukopf ja DiGirolamo 2006; Jazbec et al. 2006; Hardin et al. 2007). Ühest küljest on näidatud, et tasustamisvõimaluse lisamine vähendab noorukite ja täiskasvanute tekitatud inhibeerivate vigade arvu, mis viitab sellele, et tasuliste piirkondade ja okulomotoorse kontrolliga seotud piirkondade vahelised põhirajad on vähemalt noorukieas. Teisest küljest mõjutavad hüved diferentseeritult teisi arengukriteeriume (nt kiirus ja latentsus) üle kogu arengu (Jazbec et al. 2006; Hardin et al. 2007). Samas ei ole kirjanduses veel iseloomustatud tasulise AS-i ülesande täitmist toetavate närviahelate arenguerinevusi.

Eesmärgiks oli iseloomustada tervetel noorukitel ja täiskasvanutel tasu töötlemise erinevusi ja tasu mõju vastuse inhibeerimisele. Märgime, et nende 2i süsteemisüsteemide koostoime uurimist tuleks vaadelda kui esimest sammu keerulisema riskianalüüsi iseloomustamisel. Kriitiliselt kasutame uudset meetodite kogumit, sealhulgas rahalise stiimuliga vahendatud AS-i paradigma, mis on esitatud kiires, sündmusega seotud fMRI-disainis osalise „püügikatsega“ (Ollinger, Shulman ja Corbetta 2001) mis võimaldab meil lahutada ja iseloomustada eraldi vere hapnikutaseme sõltuvust (BOLD), mis on seotud kirjanduses eelnevalt tuvastatud tasu töötlemise komponentidega (Schultz 2000). Need komponendid sisaldavad tasu määramise identifitseerimist (Schultz 2000), ennetades tasu eest vastamist (Bjork et al. 2004) ja vastuseid / tagasisidet (Ernst et al. 2006), millest igaühel võib olla erinevad arengusuundad. See lähenemine on eriti ainulaadne selles, et uurime 2-i komponente, mis on ette nähtud eeldatava töötlemise algseks hindamiseks ja hiljem reageerimise ettevalmistamiseks / ennetamiseks. Lisaks püüdsime üheaegselt iseloomustada tasuliste juhtumite mõju hajutatud okulomotoorse kontrolli piirkondadele (nt oletatavad koore silma väljad), mis on teadaolevalt olulised AS-i ülesannete täitmisel (Munoz ja Everling 2004).

Kooskõlas varasemate käitumuslike aruannetega ennustasime, et täiskasvanud ja noorukid tekitavad tasustamisel vähem inhibeerivaid vigu võrreldes neutraalsete AS-i uuringutega (Jazbec et al. 2006; Hardin et al. 2007). Tasu ja neutraalsete katsete ajal oletasime, et mõlemad vanuserühmad näitavad suurenenud aktiivsust ajukiirkondades, mis toetavad tasuvustunnet (nt VS) ja väärtuste esitlusi (nt VS ja OFC). Lisaks hüpoteesime, et õiget AS-i tulemuslikkust premeeritavatel katsetel toetaks suurenenud aktiivsus okulomotoorse juhtimisahelas, eriti piirkondades, mis asuvad kõrgema precentral sulcus (SPS; FEF oletatav inimese homoloog) lähedal, mis teadaolevalt toetab korrektset AS-i jõudlust. On tõestatud, et FEF-i fikseerimise neuronite tõhustatud aktiivsus AS-i uuringute ettevalmistusperioodil on vea vastuste pärssimise võime jaoks oluline (Connolly et al. 2002; Curtis ja D'Esposito 2003; Munoz ja Everling 2004). Võttes arvesse tõendeid suboptimaalse AS-i jõudluse ja noorukite tasu töötlemise ebakindluse kohta, oletasime, et noorukid näitavad okulomotoorsete piirkondade tasu modulatsiooni ja käitumisharjumuste tugevamat mõju. Lõpuks oletasime eelnevate järelduste põhjal ka, et noorukid näitavad hüpostaktiivsust tasu ennetamise ajal (Bjork et al. 2004, 2007; Eshel et al. 2007) ja hüperaktiivsus tarbimisprotsessi ajal (Ernst et al. 2005; Galvan et al. 2006).

Materjalid ja meetodid

Osalejad

Selle uuringu jaoks võeti algselt tööle kolmkümmend kaheksa tervet isikut (22i noorukid ja 16i täiskasvanud). 4i noorukite kujutise andmed jäeti analüüsist välja, kuna skanneris oli liigne pealiikumine. Ülejäänud 34i patsiendid (18i noorukid [13 – 17 aastat, M = 15.3 {± 1.5}, 8 naised] ja 16 noored täiskasvanud [18 – 30 aastat, M = 21.7 {± 2.9}, 10 naised]) vastasid järgmistele kaasamise kriteeriumidele: Kõigil oli kaugel nägemisteravus vähemalt 20 / 40 (korrigeeritud või korrigeerimata) ja meditsiinilised anamneesid, mis ei näidanud neuroloogilisi haigusi, ajukahjustusi ega suuri psühhiaatrilisi haigusi. teema või esimese astme sugulased, kes on määratud intervjuuga. Iga rühma vanusevahemikud valiti eelmise töö põhjal, mis näitab AS-i ülesande diferentseeritud käitumistasemeid (Luna et al. 2004; Scherf et al. 2006). Osalejad ja / või nende seaduslikud hooldajad andsid enne uuringus osalemist teadliku nõusoleku või nõusoleku. Selle uuringu katsemenetlused olid kooskõlas Maailma Meditsiiniühingu eetikakoodeksiga (Helsingi 1964i deklaratsioon) ja Pittsburghi ülikooli institutsionaalse ülevaatuse nõukoguga. Uuringus osalesid osalejad.

Auhinnatud AS-i ülesanne

Igas AS-i uuringus esitati subjektidele esialgu 1ne of 2-i stimuleerivaid märke (1.5 s) (Joon. 1). Roheline rohelise dollari arve märk ($), millest igaüks allub ligikaudu 1 ° -le visuaalse nurga all, mis ümbritseb tsentraalset valget fikseerivat risti, näitas, et subjekt võitis raha, kui nad õigesti täidavad eelseisva kohtuprotsessi. Samaväärse suurusega sinise naelaga märkide (#) isoleeriv ring näitas, et selle uuringu puhul ei olnud kaalul raha. Õpilastele ei öeldud täpselt, kui palju raha igast kohtuprotsessist saaks teenida, et vältida nende jooksvate toimimist ja töömälusüsteemide kaasamist. Ent teemadele öeldi enne ülesannet, et nad saaksid võita täiendava $ 25i, sõltuvalt nende tulemustest ja et võlgu ei koguneks (st subjektid ei saanud raha võlgu). Edasi kadus stiimulrõngas ja tsentraalne fikseerumine muutus valgelt punaseks (1.5 s), näidates subjektile, et nad peaksid hakkama vastuse pärssimiseks valmistuma. Lõpuks ilmus perifeersed stiimulid (kollane punkt) (75 m) ettearvamatu horisontaalasendis (± 3 °, 6 ° ja 9 ° visuaalne nurk). Isikutele öeldi, et nad ei näinud stiimulit, kui nad ilmusid, vaid suunasid selle aja jooksul peegli asukohale (1475 ms).

Joonis 1.

Rahalise stiimulite AS ülesande kirjeldus. Roheline rohelise dollari arve märk näitas, et subjekt võis raha saada, kui nad õigesti täidavad eelseisva kohtuprotsessi (tasu tingimus). Sinise naelaga märgid näitasid, et raha ei olnud ...

Iga katseperioodi jooksul tekkinud hemodünaamilise vastuse unikaalseks hindamiseks hõlmas meie eksperimentaalne disain umbes 30% osalist püügikatset, mis olid juhuslikult sisestatud, koos närbunud intervallide intervallidega (Ollinger, Corbetta ja Shulman 2001; Ollinger, Shulman ja Corbetta 2001). Nende elementide lisamine kinnitas, et on olemas piisav hulk sõltumatuid lineaarseid võrrandeid, et hinnata dekonvolatsiooni käigus eraldi, reageeringu ettevalmistamisel ja sakkade reageerimisajaga seotud BOLD-vastust. See on kvantitatiivselt kinnitatud lähenemisviis komponentide hindamiseks uuringus (Ollinger, Corbetta ja Shulman 2001; Ollinger, Shulman ja Corbetta 2001; Goghari ja MacDonald 2008) ja seda on varem kirjanduses teatatud (Shulman et al. 1999; Corbetta et al. 2000; Wheeler et al. 2005; Brown et al. 2006). 30% saagimiskatse kiirus vähendas subjektide osalise uuringu eeldamist, säilitades samal ajal piisava sageduse „tervete” katsete tegemiseks, et võimaldada BOLD-i reaktsiooni nõuetekohast hindamist. Iga püügiperioodi jooksul esitati kaks püügiprotseduuri varianti, mis koosnesid kas 1-i lõppemisest), vastuse ettevalmistusperiood (punane fikseerimine) (st ei näidatud mootori vastuse perifeerset kihti) või 2) stimuleeriva cue'i pildid (ringid) “$” Või “#”) (st punane fikseerimine ja perifeerne kii ei kuvatud). Oluline on märkida, et subjektid ei teadnud, millised katsed oleksid osalised püügikatsetused ja mis olid terved uuringud kuni osaliste uuringute lõppemiseni, sest esialgsed osalised uuringukomponendid (kiip, ettevalmistav fikseerimine) esitati täpselt nii nagu kogu uuringutes. Enne pildistamist öeldi isikutele, et mõned uuringud on puudulikud ja et nad peaksid jätkama järgmise uuringuga, nagu näidatud. Interregiaalne fikseerumisperiood närviti 1.5i, 3i või 4.5-i intervallide vahel (ühtlaselt jaotunud) ja koosnes isikutest, kes lihtsalt fikseerisid valge valge risti mustal taustal. Igas katses esitati juhuslikus järjekorras 14i täielikud tasu uuringud, 6i osalise tasu saamise katsed (iga variandi 3), 14 täielikud neutraalsed uuringud ja 6 osaline neutraalsed püügikatsed (iga variandi 3). Iga tööaeg oli 5 min 9 s kestusega. Eksperimentaalse seansi kohta esitati neli jooksu, kokku 56i täieliku tasu uuringu ja 56i täieliku neutraalse uuringu kohta.

Silma jälgimine

Katsealuseid testiti esmalt meie käitumislaboris nädalas enne skaneerimist, et kinnitada, et nad mõistavad ja suutsid ülesannet kirjeldatud viisil täita. MR-skaneerimiskeskkonnas saadi silma liikumise pikamaaoptilise silma jälgimise süsteemiga (mudel 1LRO; Applied Science Laboratories, Bedford, MA), mis registreeris silma positsiooni õpilase-sarvkesta peegeldusega, mis saadi peakuule paigaldatud peegli abil visuaalse nurga eraldusvõimega 504 °. Samaaegset videovalvet kasutati ka ülesannete täitmise tagamiseks. Katseseansi alguses ja vajaduse korral jooksude vahel viidi läbi 0.5-punkti kalibreerimisprotseduur. Stimuleeriti, kasutades E-Prime'i (Psühholoogia Tarkvara Tööriistad, Inc., Pittsburgh, PA), mis projitseeriti magneti taha paigutatud lameekraanile. Objektid nägid ekraani, kasutades peeglit, mis oli paigaldatud standardsele raadiosageduslikule peakuule. Silma andmed hinnati off-line abil ILAB tarkvara abil (Gitelman 2002) ja ettevõttesisesed hindamispaketid, mis on kirjutatud MATLABis (MathWorks, Inc.), mis töötab Dell Dimension 8300 PC-l. Huvipakkuvate muutujate hulka kuulusid korrektsed ja ebaõiged AS-i latentsused ja õige AS-i vastuse määr (1 miinus inhibeerivate ebaõnnestumiste arv / kontrollitavate katsete koguarv) tasustatud ja neutraalsetes uuringutes. Õige vastus AS-i ülesannetes oli selline, kus esimene silmaliikumine saccade-reageerimisaja jooksul, mille kiirus oli suurem või võrdne 30 ° / s (Gitelman 2002) tehti perifeerse signaali peeglikoha suunas ja laienes 2.5 ° / visuaalse nurga all oleva fikseerimisvööndi kaugemale. Silmaliigutused osalistel püüdmiskatsetel olid harvad, arvestades, et katsealuseid ei seatud kunagi kindlasse kohta ega hinnatud. AS-i vead (neid nimetatakse ka prosaccade-vigadeks) ilmnesid siis, kui esimene saccade reageerimisajastu saksaad oli suunatud äkitselt ilmneva perifeerse stiimuli suunas ja ületas keskmise fikseerimistsooni 2.5 ° / visuaalse nurga all. Uuringud, kus silmaliigutusi ei tekitatud (<1% uuringutest), jäeti edasistest analüüsidest välja.

fMRI omandamine ja eeltöötlemine

Kujutise andmed koguti 3.0-T Siemens Allegra skanneriga Pittsburghi Ülikooli Pittsburgh, PA Brain Imaging Research Centeris. Viidi läbi BOLD-kontrastiga (T2 *) tundlik gradient-kajakaja-tasapinnaline kujutise jada (Kwong et al. 1992; Ogawa et al. 1992). Omandamisparameetrid olid aja kordamine, TR = 1.5 s; aeg echo = 25 ms; klapp = 70 °; üks lask; täis k-ruum; 64 × 64 omandamismaatriks vaateväljaga = 20 × 20 cm. Koguti kakskümmend üheksa 4-mm paksust täisnurkset kaldu, mis olid suunatud eesmise ja tagumise commissure'iga (AC-PC liin), genereerides 3.125 × 3.125 × 4 mm vokslid, mis hõlmasid kogu ajukooret ja enamikku väikeaju. 3D mahu magnetiseerimise ettevalmistamiseks kiiret omandamist gradient-kaja (MP-RAGE) impulssjärjestust koos 192i viiludega (1-mm viilide paksus) kasutati sagitaalsel tasandil konstruktsiooniliste kujutiste saamiseks.

Funktsionaalseid kujutisi töödeldi esmalt, kasutades FMRIB tarkvara raamatukogu (Smith et al. 2004). Viilude ajastuse korrigeerimine viidi läbi, et reguleerida lõhestatud liini omandamist. Arvutati pööramise ja translatsiooni pea liikumise prognoosid ja pildid korrigeeriti, viies aegridade iga mahu vastavusse omandamise keskel saadud mahuga. Iga subjekti puhul arvutati translatsioonilised ja rotatsioonilised liikumised piltide keskmisena ja neid kasutati kogu ruutkeskmise liikumismeetmete arvutamiseks. Teemad, kes liikusid rohkem kui 1 mm (translatsiooniline) või 1 ° (rotatsioon), jäeti järgnevast analüüsist välja. Nendest kriteeriumidest lähtuvalt jäeti välja neli noorukit.

Struktuursed kujutised (MP-RAGE) registreeriti funktsionaalsetele kujutistele ja muudeti samadele mõõtmetele, kasutades FSL-is saadaval olevat FLIRT-utiliiti (Jenkinson ja Smith 2001). Aju ekstraheerimine viidi läbi aju ekstraheerimise vahendiga FSL-is (Smith 2002). Funktsionaalseid pilte tasakaalustati ruumiliselt 5-mm täislaiusega pool maksimaalsel kernelil ja allutati suure läbilaskvusega ajalisele filtreerimisele (sigma = 37.5 s), et eemaldada madala sagedusega skänneri triiv. Lõpuks, skaala intensiivsust iga sõidu jaoks skaalati 100i keskmisele tasemele ja mitu jooksutati kokku.

Funktsionaalsete neuro-kujutiste analüüs (Cox 1996) kasutati individuaalse subjekti dekonvolutsiooniks, samuti rühma statistilisteks analüüsideks. Dekonvolatsioonimeetodid järgisid Wardis (2002) piiritletud samme. Lühidalt, meie mudel koosnes huvipakkuvatest ortogonaalsetest 6-i regressoritest (tasu, neutraalne kiip, tasu ettevalmistamine, neutraalne ettevalmistus, preemia sahade vastus, neutraalne saccade vastus; „õiged AS-i uuringud”). Samuti sisaldasime regressoreid tasu ja neutraalsete vigade uuringute jaoks (mis koosnesid kogu uuringust), regressorid algtaseme, lineaarsete ja mittelineaarsete suundumuste jaoks, samuti 6i liikumisparameetrid, mis sisalduvad „ebameeldivate” regressioonidena. 5i siinusfunktsioonide kaalutud lineaarse summa alusel määrati iga huvipakkuva regresori jaoks ainulaadne hinnanguline impulssvastusfunktsioon (IRF, st hemodünaamiline vastusfunktsioon). korrutatuna andmetega, mis on määratud kõige väiksemate ruutude hinnangulise beeta massiga. Hinnanguline IRF peegeldab BOLDi reageeringu hinnangut stiimulitüübile (nt tasuarvutusele) pärast BOLD-signaali muutuste kontrollimist teiste regressorite tõttu. Me määrasime stimuleerimise algusest (aeg = 0) hinnangulise vastuse kestuse 18-i poststimulus-alguseni (13 TR), mis on piisav kestus BOLD-i hinnangulise vastuse saamiseks, et naasta uuringu iga eraldi epohhi kohta. Me ei võtnud eeldusi selle konkreetse kuju kohta peale nulli kasutamist lähtepunktina. Arvutati mitu sobivuse statistikat, mis sisaldasid iga regresori ja t- tulemused, mis võrdlevad iga 5i hinnangulist beeta kaalu nulliga. Pärast dekonvolatsiooni muutusid statistilised pildid Talairachi ruumi (Talairach ja Tournoux 1988).

Grupitaseme analüüsid

Anatoomilised huvipiirkonnad (ROI)

Meie analüüsid keskendusid funktsionaalselt määratletud klastritele, mis on tuvastatud mitme a priori anatoomilise ROI piires (Curtis ja Connolly 2008), mis on varem identifitseeritud kui tasu töötlemise või okulomotoorse kontrolli mitmesugustes aspektides. Selles uuringus sisalduv eeldatav tasustamisega seotud anatoomiline ROI hõlmas VS-i (kaasa arvatud tuuma accumbens), OFC-d ja ventraalset keskmist PFC-d (VMPFC). Määrasime selles uuringus kasutatud anatoomilise tasuvusega ROI piirid järgmiselt: VS (Breiter et al. 1997; Breiter ja Rosen 1999; Bjork et al. 2004; Voorn et al. 2004) peeti dooraalselt piirituks sirgjoonega, mis ulatub külgmise vatsakese südamikust külgsuunas sisemise kapsli külge, külg- ja eesmine piir oli caudate ja putameni ventral-mediaalne ristmik, ning tagumine piir peeti eesmine commissure. OFC hõlmas orbitaalset gyrus ja rectus gyrus, sealhulgas BA 10, 11 ja 47 (Kringelbach ja Rolls 2004). Hiljem piirati OFC-d madalama eesmise sulcusega ja mediaalse pinnaga kõrgema rostraalse sulcusega. VMPFC viitas ajukoormuse kõrgemale rostraalsele verejooksule ajukoorele, anteriorile ja ventralisele (alamosa) piirkonnale korpuskallosse geeni suhtes, mis hõlmas peamiselt posteriori / medial BA 10 ja 32 (Knutson et al. 2003; Blair et al. 2006). VMPFC sisaldas rostraalset anterior cingulate cortexi.

Soovitav okulomotoorne kontroll ROI hõlmas piirkondi piki kõrgemat ja halvemat eelprotsessilist sulku (vastavalt sPCS ja iPCS) ja paratsentrilist sulku (paraCS), samuti cingulaalset ajukooret (BA 24, 32), kaasa arvatud selja- ja kaudne eesmine cingulate, intraparietaalne sulcus (IPS ), putamen ja dorsolateraalne PFC (DLPFC, sealhulgas BA 9, 46) (Sweeney et al. 1996; Grosbras et al. 1999; Liddle et al. 2001; Luna et al. 2001; Connolly et al. 2002; Munoz ja Everling 2004; Ridderinkhof, Ullsperger jt. 2004; Pierrot-Deseilligny et al. 2005; Brown et al. 2006; Hikosaka et al. 2006; Curtis ja Connolly 2008). Inimese eelkeskne sulcus koosneb sageli 2-i osadest, kõrgemast ja madalamast eelkontsentratsioonist sulfaadist, mis on eraldatud ristkülikühendusega eesmise ja vahepealse eesmise gyri vahel.Ono et al. 1990). ParaCS defineeriti kui sulcus, mis oli eesmise keskosa ees, aju dorsaalsest keskpinnast mööda.Ono et al. 1990). IPS määratleti kui sulsi, mis jagab kõrgema ja halvema parietaalse lobulaadi (IPL).

Lõpuks, kuigi kirjanduses on hästi tõestatud, et erinevates vaskulaarsetes piirkondades ei esine hemodünaamilise vastuse (HDR) funktsiooni erinevusi lapsepõlvest täiskasvanueas (Kang et al. 2003; Wenger et al. 2004; Brown et al. 2005), lisasime visuaalse ajukoore (BA 17, 18) täiendavaks kontrollpiirkonnaks, et näidata veelgi, et noorukid loovad täiskasvanutele samaväärseid ajakursusi.

Ajakursuse analüüsid

Iga subjekti dekonvolutsioonianalüüsist saadud hinnangulised IRF-väärtused sisestati fikseeritud teguritena kõikehõlmavas dispersioonanalüüsis (ANOVA) aja (0 kuni 12 TR), stiimuli tüübi (tasu, neutraalne) ja vanuserühma (nooruk, täiskasvanu) ja subjektid juhusliku tegurina. Dekonvolutsioonimeetodid meie ülesande kujundamiseks, kus tuvastatakse katse erinevad etapid, loovad hinnangulised IRF-id. IRF peegeldab hinnangulist BOLD-i vastust stiimuli tüübile (nt preemiaviide) pärast teiste regressorite põhjustatud BOLD-signaali variatsioonide kontrollimist. Keskmised IRF-i graafikud (millele viidatakse ka allpool kui keskmine hinnanguline ajakurss) näitavad graafikute keskmist (subjektide vahelist) hinnangulist BOLD-reaktsiooni alates stiimuli tekkimisest (aeg = 0) kuni 18-sekundilise stimulatsiooni tekkimiseni. 18-s kestus, parameeter, mille me määrasime oma dekonvolutsioonimudelis, on sobiv kestus tüüpilise hemodünaamilise vastuse jaoks, mille kutsub esile lühiajaline stiimul naasmiseks baasjoonele.

Iga katseperioodi jaoks esitati eraldi ANOVA-d, mille tulemusena saadi rühmapilte "cue", "vastuse ettevalmistamine" ja "saccade response" (ajapilte peamine mõju). Aja “peamine mõju” kujutab piirkondi, mis on aja jooksul märkimisväärselt moduleeritud (0 – 12 TR) võrreldes algtasemega, mis on kokku varjatud teemadel ja tingimustel, piiritledes seega meie uuringus tööle võetud baasskeeme. Statistika kaardid (Joon. 3) kaeti anatoomilisest kujutisest esindajast. 3D koore pinna kujutiste jaoks (Joonised fig. 4 4-6) prognoosime, et piirkonnad, kus on inimese vanuse ja / või stimuleeriva mõjuga inimkeskkonna atlas, kasutasid Caret'i tarkvara (versioon 5.51) (Van Essen et al. 2001; Van Essen 2002).

Joonis 3.

Grupi aktivatsioonikaardid "aja mõju" stimuleeriva kihi (dollari märkide või naelatähiste ring), vastuse ettevalmistamise (punane fikseerimine) ja sakkade reageeringu (perifeerne välk) kokkuvarisemisel stiimulitüübi ja vanuserühma vahel. Pildi lävi ...

Joonis 4.

Cue epoch aegade kursused näitavad vanuse ja / või stiimulite vastastikust mõju aja jooksul. Ajakursused ekstraheeriti kerakujulist maskist (9-mm läbimõõt), mis keskendus tipp-voksli koordinaatidele (vt Materjalid ja meetodid). Ainult visualiseerimise eesmärgil on täidetud must ...

Joonis 5.

Reageerimise ettevalmistamise (premeerimise) ajakursused, mis näitavad vanuse ja / või stiimulite vastastikust mõju aja jooksul. Ajakursused ekstraheeriti kerakujulist maskist (9-mm läbimõõt), mis keskendus tipp-voksli koordinaatidele (vt Materjalid ja meetodid). Visualiseerimiseks ...

Joonis 6.

Saccade reaktsiooni ajastu kursused, mis näitavad vanuse ja / või stiimulite vastastikust mõju aja jooksul. Ajakursused ekstraheeriti kerakujulist maskist (9-mm läbimõõt), mis keskendus tipp-voksli koordinaatidele (vt Materjalid ja meetodid). Ainult visualiseerimise eesmärgil ...

Iga aja “peamise mõju” järgi identifitseeriti funktsionaalselt määratletud ROI-d (mida edaspidi nimetatakse ka „klastriteks”), kasutades kirjanduses juba kehtestatud meetodeid.Wheeler et al. 2005; Velanova et al. 2008). Esiteks, tippvokselid, mis ületasid P <0.001 (parandamata) tuvastati ja sorteeriti F-statistika suuruse järgi. Järgmisena tsentreeriti igale maksimumile 9 mm läbimõõduga kerakujuline mask. Seejärel korrigeerisime ajapildi peamist mõju mitme võrdluse jaoks, kasutades Monte Carlo simulatsiooni kriteeriume (http://afni.nimh.nih.gov/afni/doc/manual/AlphaSim), mis näitas, et koos individuaalse vokseliga oli vaja vähemalt 17i külgnevate vokslite klastri suurust P 0.001i väärtus, et saavutada korrigeeritud kujutise taseme tähendus P <0.05. Funktsionaalsed ROI-d määratleti, lisades korrigeerimata pildile kõik vokslid, mis langesid maksimaalse keskmega 9 mm sfääri, ja välistades seejärel vokslid, mis ei õnnestunud mitme võrdluse korral parandusi läbida. Seejärel kasutasime neid funktsionaalselt määratletud klastreid maskidena ja võtsime hinnangulised ajakursid iga õppeaine ja mõlemas stiimulitingimuses sisalduvate voxelite hulgast. Sel viisil tagasime, et uuritavate seas võeti arvesse samu piirkondi. Ajakursid arvutati uuritavate lõikes keskmiselt ja analüüsiti seejärel ANOVA korduvate meetmetega; vanuserühm (täiskasvanu, nooruk) oli subjektide vahelise tegurina; aeg (0–12 TR) ja motivatsioonitingimus (tasu, neutraalne) olid uuritavate tegurite piires. Kui pole märgitud teisiti, teatatakse sfäärilisusega korrigeeritud (Greenhouse – Geisser) olulisuse tasemetest. Allpool esitame kõik rühmad, mis on määratletud omnibussi grupi "aja peamine mõju" kaardil, ja esitame ajakursuste arvud piirkondade jaoks, mis näitavad olulist vanust aja järgi, stiimulit aja järgi ja / või vanust stiimuli järgi aja suhtlemisel kogu ulatuses hinnanguline vastus (13 ajapunkti).

Märgime, et mitmetes uuritud piirkondades näitas keskmine hinnanguline ajaline vastus bifaasilist vastust või ajaliselt hilisemat tippu (esinenud rohkem kui 6 s pärast katse komponendi algust). Praegu on ebaselge, kas ajutiselt hilisematel tippudel on funktsionaalne tähendus (nt peegeldades individuaalse subjekti varieeruvust konkreetse piirkonna värbamisel või viivitusega signaali edastamisel piirkonnas) või on lihtsalt meie dekonvoluutanalüüside tulemus, mis ei võta fikseeritud HDR kuju . Sellisena tegime ka sekundaarse, konservatiivsema korduva meetodi ANOVA, mis arvestas ainult hinnangulisi vastuseid TRs 3 – 6. Need ajapunktid valiti, kuna need hõlmavad 3-7.5-i pärast stimulatsiooni algust, mis hõlmaks algse piigi stereotüüpse hemodünaamilise vastuse korral, mis toimuks 4i ja 6i vahel pärast stimulatsiooni esitlust. Seda lähenemist kasutades analüüsiti ka iga ajaperioodi omnibussi peamiste mõjude kõikides ROI-des määratud ajakursuseid. Iga analüüsi puhul analüüsiti ainult „õigeid” AS-i uuringuid. Lõpetuseks märgime, et BOLDi ajakursuste võrdlemise võimalikkus arengu vanuserühmades ühises stereotaksilises ruumis on hästi kindlaks tehtud (Kang et al. 2003; Wenger et al. 2004; Brown et al. 2005).

Meie dekonvolueeritud ajakursuste kehtivuskontrollina eraldi prooviperioodidest püüdsime kontrollida, kas individuaalsete katsekomponentide summa tooks kaasa tüüpilise HDR kuju ja et summeeritud vastus oleks täpselt vastavuses ajaga, mis saadi uuringu kaalumisel. tervikuna. Selleks võtsime kõigepealt kokku iga individuaalse katseperioodi hinnangulised ajakavad (cue + vastuse ettevalmistamine + sakkade reaktsioon) aju igas vokselis, viies vastuse ettevalmistamise epohhi ajakava 1.5-i abil arvesse selle komponendi algust. 3-i uuringus ja saccade-reaktsiooni epohhi ajal. Järgmisena genereeriti igas vokselis kogu katse IRF (st cue, preparaat ja vastus koos) eraldi dekonvolutsioonianalüüsi abil, milles me kodeerime ainult iga uuringu algust ja hinnati reaktsiooni kuni 21 s pärast uuringu algus. Kõik need ajakavad (cue, vastuse ettevalmistamine [aja nihkunud], sakkade reaktsioon [aja nihkunud], summeeritud vastus ja kogu uuringu vastus) keskmistati seejärel iga voksli kohta, mis oli identifitseeritud aju "peamise mõju" sfäärimaski ja joonistatud (Täiendavad joonised. 1-6). Seejärel korrati seda protseduuri vastuse ettevalmistamise ja sahade reageerimise sfäärimaskide puhul. See kehtivuskontroll näitas, et komponendi ajakursuste summa andis tüüpilise hemodünaamilise vastuse, andes täiendavat toetust, et meie dekonvolatsiooniprotseduurid olid täpsed. Täiendavad joonised 1 – 6 näitavad graafikuid meie ajakursside kontrollimise analüüsist. Kõrge sarnasus leiti summeeritud (paksade mustade joonte) ja kogu katseaja (punased jooned) ja kanooniliste HDR profiilide vahel.

Tulemused

Käitumine

Korduvatel meetmetel ANOVA korrektse inhibeeriva ravivastuse määra kohta vanuserühmades ja stimuleerivatel tingimustel oli stimuleeriva tüübi oluline mõjuF(1,32) = 18.9424, P <0.001) ja vanuserühma peamise mõju trend (F(1,32) = 3.491, P = 0.071), kuid stiimul-tüüpi koostoime järgi vanuserühma ei ole. Nagu oodatud, järgisid kõik teemad järjekindlalt vigu, mis olid korrigeerivad vastused sobivale asukohale, sarnaselt eelmistele aruannetele (Velanova et al. 2008), mis näitab, et ülesande juhised on mõistetud, kuid refleksiivset sakkadi ei olnud pärsitud.

Arvestades meie hüpoteese, et täiskasvanud ja noorukid tekitaksid neutraalsete uuringutega võrreldes vähem tasulisi pärssivaid vigu, on iga vanusegrupi puhul kavandatud stimuleeriva tüübi mõju tulemuslikkusele (õige vastuse määr ja latentsus) (noorte puhul tasu ja neutraalne tasu; neutraalsed täiskasvanutele), viidi läbi ka Bonferroni korrigeeritud 0.025-i alfa-tasemed testi kohta (0.05 / 2). Noorukid tekitasid neutraalsete uuringutega võrreldes märkimisväärselt suurema arvu korrektseid AS-e (t(17) = 4.500, P <0.001) (vt Joon. 2A). Täiskasvanute jõudlus näitas suundumust parema vastuse saamiseks tasu eest võrreldes neutraalsete kohtuprotsessidega (t(15) = 1.939, P =

Joonis 2.

Käitumise tulemused. (A) Noorte (vasaku baari) ja täiskasvanute (parempoolsed vardad) õige vastuse määr neutraalsete (täitmata baaride) ja premeeritud (räsitud) katsete puhul. (B) Õige AS-i latentsus. (C) Inhibeerivate vigade latentsus. Üks tärn (*) näitab ...

Õige AS-i algatamise latentsus näitas stiimulite peamist mõju.F(1,32) = 22.695, P <0.001), kuid vanuserühma või vanuserühma peamine mõju stiimulite koostoimel puudub. Planeeritud võrdlustest selgus, et mõlemad vanuserühmad genereerisid preemiaga võrreldes neutraalsete uuringutega oluliselt kiiremini (noorukid, t(17) = 3.215, P = 0.005 ja täiskasvanud, t(15) = 3.498, P =

Valede sakkade latentsus (mida nimetatakse „proktaadi vigadeks”, kui subjektid algselt vaatavad perifeerset stiimulit) ei näidanud märkimisväärset vanuserühma stimuleeriva interaktsiooni abil. Planeeritud võrdlused näitasid, et noorukid, kuid mitte täiskasvanud, said neutraalsete uuringutega võrreldes tunduvalt kiiremini vastuseid (t(17) = 2.400, P = Joonis 2B,C joonistab õige ja vale AS-i latentsuse. Õigete katsete korrektse reageeringu ja latentsuse vahendid ja standardhälbed on esitatud Tabel 1.

Käitumistulemused tasu ja neutraalsete AS-i katsete puhul

Lõpuks, arvestades testitud noorukite suhteliselt laia vanusevahemikku, viidi läbi vanemate ja nooremate noorukite grupisisesed võrdlused, et uurida võimalust, et vanuse erinevus vanemate noorukite ja täiskasvanute vahel ei olnud piisavalt erinev, et näidata erinevusi. See tähendab, et juhul, kui vanemad noorukid toimivad oluliselt noorematest isikutest erinevalt, võivad vanemate noorte andmed tõsta vanuse mittetäielikku mõju. Me kasutasime mediaanjaotust, et jagada 18i noorukite vanemad (N = 9; 6 17-aastased ja 3 16-aastased) ja nooremad rühmad (N = 9; 3 13-aastased, 1 14-aastased, 4 15-aastased ja 1 16-aastased [testitud noorim 4 16i-aastased]). Sõltumatu valim t- katsed viidi läbi nii noorte kui ka vanade noorukite õige vastuse määra ja latentsuse andmetega mõlema katse tüübi kohta. Olulisi erinevusi ei ole (kõik Ps> 0.05).

fMRI

Nii täiskasvanutel kui ka noorukitel, sealhulgas oodatavatel okulomotoorse kontrolli piirkondadel (nt koore silma väljad ja basaalganglionid) ja tasustamisega seotud piirkondades (nt OFC ja VS), võeti iga uuringuaja jooksul kasutusele hajutatud aju piirkondade võrgustik.Joon. 3). Mitmes lookuses tuvastasime aja jooksul olulise vanuse ja / või stimuleeriva koostoime kas kogu hinnangulise vastuse (13 ajapunktid) või TRs 3 – 6 (vt Materjalid ja meetodid). Neid tulemusi, mis on eraldatud katseperioodiga, käsitletakse üksikasjalikumalt allpool.

Kontrollpiirkond: esmane visuaalne cortex

Funktsionaalselt määratletud klastrid, mis asuvad visuaalses ajukoores (BA 17, 18), kinnitasid iga uuringuaja jooksul, et noorukid tekitavad täiskasvanutega võrreldes sarnast HDR-i. Uuritud teabekeskused näitasid jõulist osalemist AS-i ülesannetes, kuid vanuse või stiimulitevahelise suhtluse puudumine ajaga (Täiendav joonis 7).

Epoch 1: stiimul

Auhinnaga seotud piirkonnad

Sooduspakkumise esitamisel ilmnesid paremal VS-il (Talairachi koordinaadid: 14, 2, -7) märkimisväärse vanusevahelise interaktsiooni (F(12,384) = 3.082, P = 0.023), kui arvestada kogu hinnangulist aega (13 ajapunktid). Täiskasvanud näitasid hüvede puhul positiivsemat aktiivsust, samas kui noorukitel oli negatiivne vastus. Selles piirkonnas näitasid noorukite tasu ja neutraalsed ajakursid varakult negatiivseid kõrvalekaldeid, samas kui täiskasvanutel oli minimaalne vastus hüvedele, millele järgnes tugevam positiivne vastus mõlema katse tüübi puhul (Joon. 4). Arvestades ainult ajakava algset aspekti (TRs 3 – 6), näitas see piirkond endiselt suundumust (F(3,96) = 2.368, P = 0.076). Vasakpoolne VS (−10, 2, −4) näitas siiski olulist vanusevahelist suhtlust (F(3,96) = 3.204, P = 0.027) selle lühema ajavahemiku jooksul. Selles vahemikus, mis sarnaneb paremale VS-ile, näitasid noorukid tasu ja neutraalsete katsete ajalistel aegadel negatiivseid vastuseid, samas kui täiskasvanutel ei olnud algväärtusest kõrvalekaldeid.

Okulomotoorne ja inhibeeriv kontrollpiirkond

Ükski uuritud okulomotoorse kontrolli ROI-dest ei näidanud ajast, stiimulitest ajast või vanusest märkimisväärset vanust stimuleeriva ajainteraktsiooni kaudu 13i hinnangulistes ajahetkedes stimuleeriva kihi esitamise ajal. TRN 3 – 6-is täheldasime siiski paremat sPCS-i (26, −13, 53) ajast tingitud interaktsiooni.F(3,96) = 2.695, P = 0.05), parem parempoolne eesmine gyrus (44, 11, 32) (F(3,96) = 4.474, P = 0.006), samuti vasakpoolne precuneus (−28, −64, 41) (F(3,96) = 2.959, P = 0.036). Vasakul IPL-l (−28, -52, 38) (BA 7, selja- ja mediaalne grammiülekanne) täheldati ajast koosnevate interaktsioonide vanust (F(3,96) = 3.397, P = 0.021) (Tabel 2). Igas nendes piirkondades olid noorukite tasu-uuringute vastused sarnased täiskasvanute tasu ja neutraalsete ajakursustega (Joon. 4). Neil aladel ilmnes neutraalsete uuringute ajal neis piirkondades nõrgestatud reaktsioonid.

Piirkonnas täheldatud piirkonnad (ainult korrektsed uuringud), mis näitasid märkimisväärseid koostoimeid

Tabel 3 tagab kõigi funktsionaalsete klastrite tippvokselite asukoha, mida täheldatakse a priori anatoomilistes piirkondades, näidates olulist modulatsiooni aja jooksul stimuleeriva tsükli ajal.

Piirkonnad, mis näitavad aja peamist mõju anatoomilistes ROI-des, mida täheldati kihis (ainult korrektsed katsed).

Epoch 2: vastuse ettevalmistamine / ennetamine

Auhinnaga seotud piirkonnad

Pärast stimuleerivat tsüklit, näitas vastuse ettevalmistamise / ennetamise ajal ühte paremat VS-i (11, 8 ja −7) klastrit vanuse suuremat interaktsiooni (F(12,384) = 2.586, P = 0.05) 13i hinnangulistes ajapunktides. Ajavahemiku uurimine selles piirkonnas näitas kõrgendatud noorukite reaktsiooni tasu eest võrreldes neutraalsete uuringutega (Joon. 5). Täiskasvanud näitasid selles piirkonnas vähe osalemist, kuid neutraalsete uuringute ajal oli see nõrk positiivne vastus ja hilisem negatiivne kõrvalekalle selles piirkonnas. Piiratud ajapiirangutes TRs 3 – 6-s näitas see piirkond ikka veel olulist vanusevahelist suhtlust (F(3,96) = 6.618, P <0.001).

Okulomotoorne ja inhibeeriv kontrollpiirkond

Vasakul sPCS-l (−25, −13, 56) täheldati olulist vanust ajast koosnevate interaktsioonide abil (F(12,384) = 2.889, P = 0.032) kogu hinnangulise uuringu jooksul. Selles piirkonnas oli noorukitel kõrgem nii täiskasvanutega võrreldes kui ka stimuleerivatel tüüpidel, samuti aja jooksul laiendatud vastus tasustamiskatsete ajal (Joon. 5). Arvestades ainult TRs 3 – 6-i, vähenes ajaline interaktiivsus selles piirkonnas stiimulina (F(3,96) = 2.282, P =

Mujal, üle TR-de 3 – 6, täheldasime vanusevahelist interaktsiooni parema mediaalse eesmise gyrus (MFG) / ülemuse eesmise gyrus (17, −10, 53) (F(3,96) = 2.915, P = 0.038). 2-i teiste klastrite juures täheldati ka vasakpoolset sPCS-i, (-25, −19, 47), märkimisväärset vanust ajast tingitud interaktsioonide abil.F(3,96) = 2.920, P = 0.038) ja (−31, −10, 44) (F(3,96) = 2.909, P = 0.038). Kõigis nendes piirkondades tõsteti noorukite vastuseid tasu ja neutraalsete katsete ajal täiskasvanute suhtes (Joon. 5). Veelgi madalamal juhul täheldati vasakul iPCS (−28, −1, 35) märkimisväärset ajast koosnevate interaktsioonide vanust (F(3,96) = 3.281, P = 0.024). Selles piirkonnas oli noorukite tasu vastus sarnane täiskasvanute tasu ja neutraalsete vastustega, kusjuures iga aeg oli tipus umbes 7.5s. Noorte neutraalse ajakava saavutas väiksema suuruse tippu (3 s) ja langes selle aja jooksul algtaseme suunas.Joonis 5). Märkimisväärne vanus ajast tingitud interaktsiooni abilF(3,96) = 3.836, P 0.012 – 3 täheldati ka vasakpoolses MFG / anterior cingulatsioonis (−6, 7, 29) (35).Tabel 4). Noorukid näitasid neutraalsete uuringute ja täiskasvanute tasu ja neutraalsete vastuste puhul kõrgemat vastust tasule.

Vastuse ettevalmistamise ajal täheldatud piirkonnad (ainult korrektsed uuringud), mis näitasid olulist koostoimet

Tagumises parietaalses ajukoores näitas parempoolses prekuneuses (BA 7) (8, −58, 53) olev klaster olulist vanuse interaktsiooni (F(12,384) = 3.093, P = 0.024) 13i hinnangulistes ajapunktides. Nagu näitavad selle piirkonna ajakursused (Joon. 5) oli noorukitel võrreldes täiskasvanutega mõlema stimuleeriva uuringu tüübi puhul suurem esilekutsutud aktiivsus. Üle TRs 3 – 6 oli selles piirkonnas ikka veel märkimisväärne stimuleeriv tingimus.F(3,96) = 4.143, P =

Tabel 5 tagab kõigi funktsionaalsete klastrite tippvokselite asukoha, mida täheldatakse a priori anatoomilistes piirkondades, näidates olulist modulatsiooni aja jooksul vastuse ettevalmistamise aja jooksul.

Piirkonnad, mis näitavad anatoomilistes ROI-des aja peamist mõju, mida täheldati vastuse ettevalmistamisel (ainult korrektsed katsed)

Epoch 3: Saccade Response

Auhinnaga seotud piirkonnad

Sakkade reageerimise epohhi ajal näitas vasakpoolne OFC (−25, 44, −4) vanuse järgi interaktsiooni (F(3,96) = 4.44, P = 0.006) (Joon. 6, vasakul). Neil piirkondadel esines neutraalsete uuringute käigus peamiselt noorukite aktiivsust. Sakkade-vastuse epohhi ajal ei täheldatud VS-is olulist aktivatsiooni.

Okulomotoorne ja inhibeeriv kontrollpiirkond

Parem eesmine tsingulaat, BA 24, (2, 23, 26) näitas ajast koosnevat interaktsiooni (F(3,96) = 3.99, P = 0.010) (tabel 6). Nagu eespool toodud OFC klastris, näitasid selle piirkonna ajakursused neutraalsete uuringute käigus peamiselt noorukite aktiivsust. Vasakul eesmine cyrusulatsioonipiirkond BA 24, 32, (-1, 11 ja 35) näitasid ajast koosnevate interaktsioonide kaudu märkimisväärset vanust (F(12,384) = 2.860, P = 0.037) kogu hinnangulise vastuse ulatuses. Vasakpoolsetest eesmistest kumerustest (Joon. 6vasakus alumises osas näitas täiskasvanutel algset piigi tasu uuringutes ja sarnases vastuses noorukitel neutraalsete uuringute ajal. Noorukid näitasid tasustamiskatsete käigus suuremat negatiivset reaktsiooni. Kogu TRs 3 – 6, oluline vanusegrupp aja interaktsiooni järgi (F(3,96) = 4.474, P = 0.006) jäi selle piirkonna jaoks.

Laiaulatuslikku aktiivsust täheldati mujal a priori okulomotoorse kontrolli piirkondades mõlemas vanuserühmas sakkade-vastuse epohhi ajal, kaasa arvatud sPCS, tagumine parietaalne cortex ja putamen (Tabel 7), mis ei näidanud vanuse või stiimuli olulist koostoimet (Joon. 6, parem).

Piirkonnad, mis näitavad aja peamist mõju anatoomilistele ROI-dele, täheldatud sakkade reageerimise ajal (ainult korrektsed katsed)

Piirkonna reageerimise ajal täheldatud piirkonnad (ainult korrektsed uuringud), mis näitasid märkimisväärset koostoimet

Arutelu

Me kasutasime kiiret, sündmusega seotud fMRI-d, et uurida arengus esinevaid erinevusi tasusüsteemi aktiveerimisel ja tasu kontingendi mõju okulomotoorse inhibeeriva kontrolliga kui tervetel noorukitel ja täiskasvanutel teostati rahalise stiimuliga vahendatud AS-i ülesanne. Kuigi käitumisharjumused paranesid mõlemas vanuserühmas tasu suhtes neutraalsete uuringutega võrreldes, leiti mitmeid erinevusi BOLDi vastuste mustrites erinevates perioodides või tasu töötlemise etappides. Eelkõige demonstreerisid noorukid võrreldes täiskasvanutega stimuleeriva tsükli ajal VS-i nõrgestatud reaktsioone, millele järgnes vastuse ettevalmistamisel (tasu ennetamine) kõrgendatud vastus VS-s ja sPCS-is tasu uuringutes. See suurenenud aktiivsus ravivastuse ettevalmistamisel võib olla kaasa aidanud noorukite korrektsete ravivastuste olulisele paranemisele, nagu allpool üksikasjalikumalt käsitletakse.

Arengu erinevused tasustamisjuhtumite mõjudes AS-i käitumisele

Võrreldes neutraalse olukorraga seostati tasuvuskatsetega uuringutes paremat võimet õigesti inhibeerida (noorukid) ja teha kiiremaid ravivastuseid (noorukid ja täiskasvanud). Need tulemused on kooskõlas varasemate käitumistoimingutega, mis näitavad madalamaid veamäärasid koos tasulise kontingendiga täiskasvanutel ja noorukitel tasustatud AS-i ülesannete ajal (Duka ja Lupp 1997; Jazbec et al. 2005, 2006; Hardin et al. 2007) ja viitavad sellele, et inhibeeriva kontrolli tasu moduleerimist toetavate vooluahelate olulised komponendid on noorukieaga võrgus. Meie tulemused näitavad ka, et noorukid võivad olla eriti tundlikud inhibeeriva kontrolli tasustamise modulatsiooni suhtes, arvestades, et noorukid, kuid mitte täiskasvanud, näitasid korrektset ravivastust oluliselt. Me ei saa siiski olla kindlad, et ainuüksi silmaandmetel on noorukite jõudlus tundlikumad tasu eest, arvestades, et märkimisväärset vanuserühma stiimul-tüüpi koostoime tõttu ei täheldatud. Võib juhtuda, et täiskasvanud olid juba ülesande täitmisel neutraalsete katsete ajal kõrgel tasemel ja et palgakatsete puhul (nt laeefekt) ei ole olnud nii palju ruumi. Edasine töö võiks täiendavalt uurida erinevusi tundlikkuses hüvedele, suurendades tasustatava AS-i ülesande raskusi (nt ettevalmistava perioodi kestuse lühendamine). Pealegi, kuigi noorukite halvem tulemuslikkus neutraalsetes uuringutes võib olla tingitud pärssiva kontrolli suhtelisest ebaküpsusest, on ka võimalik, et noorukid ei leidnud neutraalseid uuringuid „rahuldust” kui täiskasvanud. Teisisõnu, täiskasvanud võivad olla motiveeritud hästi täitma, hoolimata stiimulitüübist, samas kui noorukid võisid pöörata erilist tähelepanu ainult kohtuprotsessidele, kus kaalul oli tasu. Edasine töö, mis võrdleb noorukite ja täiskasvanute käitumist neutraalsete märkide katsetes, samuti tasu ja kahjumi / karistuse märkused, mis on parameetriliselt erineva suurusega, on vajalikud selle küsimuse paremaks mõistmiseks.

Nii noorukid kui ka täiskasvanud tekitasid tasu eest kiiremini korrigeeritud AS-e (madalamad latentsid) võrreldes neutraalsete katsetega, mis peegeldasid võimaliku rahalise tasu motiveerivat mõju endogeenselt juhitavatele saalidele (Roesch ja Olson 2004; Hikosaka et al. 2006). Siin teatatud latentsusandmed on kooskõlas varasemate mitteinimlike primaatide uuringutega, mis näitavad, et preemiatega (vs mitte-karastatud) paiknevatel tsirkadidel on vähenenud latentsus, mis on tingitud suurenenud vastassuunalise neuronaalse aktiivsuse tasemest basaalganglionis enne silma liikumise vastuseid (Hikosaka et al. 2006). Lisaks oli AS-i vigade latentsus kiiremini tasu eest võrreldes neutraalsete uuringutega noorukitel, kuid täiskasvanute grupis ei erinenud. Tähelepanu, et noorukitel on kiirem latentsus tasu ja neutraalse veaga uuringute ajal, vihjab ka sellele, et noorukid võivad olla tundlikumad tasu ebatavaliste sündmuste suhtes; see kõrgenenud reaktsioonivõime hüvede vastu võib aidata kaasa noorukite impulsiivsuse suurenemisele.

Kokkuvõttes näitavad käitumuslikud tulemused, et tasu stimuleerimine parandab üldist pärssivat kontrolli (st korrektset ravivastust) ja vähendab sahhadilise reaktsiooni aega nii noorukitel kui ka täiskasvanutel.

Tasu kontingentsuse mõjud ajukahjustustele noorukieas võrreldes täiskasvanutega

Ehkki noorukid värbasid kogu ülesande vältel suures osas sarnase närvivõrgustiku, sealhulgas VS, sPCS, IPL ja keskne frontaalne girus, olid ülesande eri epohhide jooksul aktiveerimisel selgelt erinev areng. Täheldati kahte vanuserühma erinevuste peamist mudelit: 1) piirkonnad, kus noorukid näitasid erinevates palkades palgakatsetusi kui täiskasvanutel, mis viitasid ebatäpsusele tasu töötlemisel ja 2i piirkondades, kus noorukid näitasid rohkem stiimulite värbamist, toetades varasemate puuduste kontrollimist pärssivat kontrolli. Neid erinevusi käsitletakse üksikasjalikumalt järgmistes osades:

Eriti täheldasime katseepiirkondade jooksul sPCS-is kahepoolseid aktiveerumise klastreid ülemises eesmise sulcusega ristumiskoha lähedal, kus ala korduvalt soovitas olla ahv FEF inimese homoloogiks.Luna et al. 2001; Curtis ja Connolly 2008). Inimese primaatide ühekordsed salvestused on näidanud, et FEF-i neuronid on aktiivsed AS-i uuringute reageerimise ettevalmistamise perioodil ja suurenevad suunas, kui luuakse sakkad (Bruce ja Goldberg 1985; Hanes ja Schall 1996; Munoz ja Everling 2004). Arvestades, et käesolevas uuringus leitud sPCS-i lähedal asuvad aktiveerimise klastrid olid tõepoolest aktiivsed ettevalmistava perioodi jooksul ja jälle ka sakkade vastuse ajal (vt Täiendavad arvud) ja et teatatud klastrid olid ruumiliselt lähedal klastritele, mis on identifitseeritud, kasutades sarnaseid okulomotoorseid paradigme (AS, visuaalselt juhitavad ja mälu juhitud sakkade ülesanded) eelmistes uuringutes meie laboris (Luna et al. 1998, 2001; Geier et al. 2007, 2009) ja teised (Paus 1996; Sweeney et al. 1996; Brown et al. 2004; Curtis ja Connolly 2008) järeldame ettevaatlikult, et teatatud sPCS-i aktiveerimise klastrid kõrgema eesmise sulcusega (BA 6) lähedal on tõenäoliselt ahvi FEF-i inimese homoloog.

Samamoodi on silmade liigutustega usaldusväärselt seotud aktiveerimine piki dorsomediaalset seina paraCS (BA 6) seljaosa lähedal.Grosbras et al. 1999) ja seda nimetatakse sageli täiendavaks silmaväljaks (SEF) (Luna et al. 2001; Brown et al. 2004). Koorikut, mis on kohe rostraalne vertikaalsele joonele, mis ulatub esipaneelist, oletatava SEF-i kõrvale, nimetatakse sageli täiendavaks mootorialaks (Luna et al. 2001; Curtis ja D'Esposito 2003). Ülejäänud sektsioonides viidatakse nendele piirkondadele nende eeldatavate funktsionaalsete nimetuste abil vahendina, mis hõlbustab meie tulemuste, püsiva neurograafilise kirjanduse ja rikkaliku mitteinimese primaadi okulomotoorse ja tasu kirjanduse võrdlemist.

Arengupõhised erinevused preemia-tasu hindamisel

Soodsuskõne (dollariarvete või naelatähiste ring) esitamise ajal, kui algselt hinnati stimuleeriva kii valentsit (st kui subjekt otsustas, kas eelseisev kohtuprotsess peaks olema tasu saamise või neutraalse „ei”) uuringus), täiskasvanutel ja noorukitel esines VS-is erinev vastus. VS on järjekindlalt seotud funktsionaalsete kujutamise uuringutega premeerimise ennetava töötlemise ajal, sealhulgas esmase tasu tuvastamise, prognoosimise ja prognoosimise käigus (Knutson ja Cooper 2005). Noorukitel esines esialgne negatiivne reaktsioon, mis oli tasu ja neutraalsete katsete puhul peaaegu identne (Joon. 4), mis näitab, et kii valents ei ole erinevalt töödeldud. Seevastu täiskasvanud näitasid, et paremas VS-s oli aktiivsus tasulise löögi ajal, mis näitas mõningast diferentseerimist neutraalsetest märkidest, mis viitab sellele, et tasu kii hinnati. Peale selle täheldati hinnangulise vastuse lõppu hilisemat piiki nii tasu kui ka neutraalsete uuringute puhul täiskasvanutel, kuid mitte noorukitel.

Täheldatud BOLD signaali muutused täiskasvanute ja noorukite VS-is võivad olla seotud DA-signaalide dünaamikaga (Knutson ja Gibbs 2007). Inimese primaatiuuringud on näidanud, et kesknäärmest pärinevad DA-neuronid, mis esineb silmapaistvalt dorsaalsele ja ventralisele striatumile ja PFC-le, reageerivad faasiliselt hüvedele ja premeerivatele stiimulitele (Schultz 1998) ja sellisena oleks tõenäoliselt aktiivne vastuseks stiimulite esitamisele selles uuringus. Lisaks on demonstreeritud, et mõnedel DA-neuronitel on faasilised aktivatsioonid, millele järgneb depressioon vastuseks uudsetele või intensiivsetele stiimulitele (Schultz et al. 1993; Schultz 2002). Seega võivad noorukitel täheldatud nõrgestatud reaktsiooniprofiilid kajastada, et stimuleeriv kii oli noorukite jaoks esialgu motiveerivam või intensiivsem. Täiskasvanutel, kuigi hilisemad esinevad piigid põhjustavad neuronaalsed mehhanismid ei ole teada ja neid tuleb tõlgendada ettevaatlikult, võib üks võimalik tegur olla aeglane, tooniline DA neuronite põletamine, mis võib esineda pikema aja jooksul (Schultz 2002; Knutson ja Gibbs 2007). See mehhanism, mis võib olla kasulik motiveeriva töötlemise säilitamiseks pikematel aegadel, ei pruugi olla noorukieas küps. Arvatavasti võivad need täiskasvanutel ja noorukitel esinevad erinevad reageeringud olla seotud erinevate DA-retseptori alatüüpide tiheduse ja jaotumismustrite muutustega, mis esinevad koos vanusega (Seeman et al. 1987; Meng et al. 1999; Spear 2000).

Okulomotoorse ja kontrollpiirkonna värbamisel osalesid täiskasvanutele mõeldud stiimulite ja noorukite tasustamise eest vastusena stimuleerivatele tingimustele (Joon. 4). Neutraalsete uuringute ajal oli neis piirkondades noorukite vastused selgelt nõrgenenud, hoolimata asjaolust, et nad tegid korrektseid inhibeerivaid vastuseid (meenutame, et ainult korrektsed uuringud kaasati ajakava analüüsidesse). Arvestades, et noorukid tekitasid neutraalsete katsete käigus üldjuhul rohkem vigu ja neil oli õigete neutraalsete katsete ajal aeglasem algusaeg, näitavad need tulemused, et ilma stimuleerivate noorukite hulgas on vähenenud nende piirkondade värbamine, mis teadaolevalt toetavad AS-i jõudlustEverling et al. 1997; Connolly et al. 2002; Curtis ja D'Esposito 2003). Suurenenud aktiivsus preemiade uuringute ajal prefrontaalsetes piirkondades, sealhulgas eeldatav FEF, mis teadaolevalt toetab okulomotoorse reaktsiooni planeerimist (Curtis ja D'Esposito 2003), viitab sellele, et need eesmised piirkonnad võivad vahendada kiireid, korrektseid inhibeerivaid vastuseid noorukitel. Veelgi enam, täiskasvanu vastused palgatõmbele, eriti vasakule IPL-ile ja paremale iPCS-ile, laienesid ajutiselt täiskasvanud neutraalse vastuse ja noorukite aktiivsuse suhtes. Kõik need piirkonnad on varem seotud okulomotoorse ja / või tähelepanu juhtimise mitmesuguste aspektidega (Gitelman et al. 1999; Cabeza ja Nyberg 2000; Luna et al. 2001; Brown et al. 2004), eriti reageerimise ettevalmistamisel (Connolly et al. 2002; Curtis ja Connolly 2008). Nende piirkondade suurem kaasamine tasustamissignaalide arvesse peegeldab tõenäoliselt, et potentsiaalsed kasumid on üllatuslikult mõlema vanuserühma jaoks tähelepanuväärsemad, mis tõenäoliselt aitab kaasa nende kiiremale reageerimisaja latentsusele ja suurematele korrektsetele reageerimismääradele. Auhinnad võivad olla noorukite tähelepanu ja jõudluse suhtes suhteliselt suuremad võrreldes täiskasvanutega, arvestades, et noorukitel esineb neis piirkondades neutraalsete katsete ajal nõrk varajane vastus, kuid suurem osalus tasu saamise katsetes. Noored ei täida ikka veel nii AS-i kui ka täiskasvanuid.Fischer et al. 1997; Munoz et al. 1998; Klein ja Foerster 2001), mis näitab, et neile on raskem reageerida vabatahtlikult. Tänu kognitiivse kontrolli suurematele raskustele võivad noorukid tugineda prefrontaalsetele juhtimissüsteemidele, et toetada paremat jõudlust sarnaselt täiskasvanutele, kes tõendavad kognitiivse koormuse suurenemise korral suuremat sõltuvust prefrontaalsetest süsteemidest.Keller et al. 2001).

Arenguerinevused tasu ennetamise / reageerimise ettevalmistamisel

Reageerimise ettevalmistamise / premeerimise ooteperioodi (punane fikseerimiskristall) ajal, kui subjektid arvatavasti eeldasid tasu eest või mitte kasu (neutraalsed), leiti, et noorukid, kuid mitte täiskasvanud, näitasid VS-is tugevat aktiivsust tasustamiskatsete ajal (Joon. 5 üleval vasakul). See tulemus viitab hüperaktiivsusele noorukite tasu saamise ajal võrreldes täiskasvanutega. Meie tulemused, mis näitavad suhtelist üliaktiivset VS-funktsiooni vastuse ettevalmistamise ajal, kuid alaaktiivsed (negatiivsed) funktsioonid varem stimuleeriva kii esmase esitamise ajal, võivad rääkida käimasolevale küsimusele jutukirjanduses, mis käsitleb noorukite hüpofunktsionaalsust. (Spear 2000; Chambers et al. 2003; Ernst et al. 2006). Näiteks, Bjork et al. (2004) leiti, et noorukid alandavad VS-i täiskasvanutega võrreldes perioodil, mil subjektid eeldavad vastuse saamist tasu eest, toetades hüpofunktsionaalsuse hüpoteesi. Seevastu Ernst et al. (2005) ja Galvan et al. (2006) (kui tasu suurus oli suur), näiteks näitas, et noorukid “üle” aktiveerivad selle piirkonna vastuseks tasu saamisele, toetades hüperfunktsionaalsust. Meie andmed näitavad, et nooruk VS võib näidata “mõlemat”: esialgset dip-i aktiivsust vastuseks stimuleerivatele märkidele, mida võib tõlgendada suhtelise alatähtsana, millele järgneb selge hüperaktiivne vastus tasu ennetamisele. Siin teatatud tulemused annavad teada, mis tundub olevat kirjanduses vastuolulisi järeldusi ja mis näitavad, et prognoositava tasu töötlemise eri etappidel võib esineda erinevaid arengusuundi.

Kuigi selles uuringus ei saa otseselt kindlaks määrata noorukieas VS täheldatud aktiivsuse struktuuri, võib kõrgendatud DA signaalimine olla potentsiaalne tegur. Näriliste ja primaatide mudelite tõendusmaterjalid näitavad, et noorukieas on DA-taseme üldine tõus (Seeman et al. 1987; Kalsbeek et al. 1988; Rosenberg ja Lewis 1994, 1995; Meng et al. 1999; ülevaateks vaata Spear 2000), mis koos erinevate DA retseptori alamtüüpide (\ tSeeman et al. 1987; Meng et al. 1999; Spear 2000) ja tõenäoline üldine sünapsi arvukus striatumis (Sowell et al. 1999), võib aidata kaasa 2i erinevatele kõrgendatud tasuvastuse vormidele, negatiivsele tegevusele vastusena ergutusele (peegeldades kõrgendatud tasu palgat) ja positiivsetele reageeringutele reageerimise ettevalmistamisel (kajastades kõrgendatud ootusi tasu saamisel) (Cooper ja Knutson 2008).

Noorukid näitasid, et nii neutraalsete kui ka tasu andvate katsete jaoks oli ettevalmistusperioodil eeldatav FEF värbamine võrreldes täiskasvanutega. See viitab sellele, et noorukid värbavad FEFi rohkem kui täiskasvanud, et valmistada ette õige inhibeeriv vastus, sõltumata tasu stiimulist. Oluline on see, et noorukitel ilmnesid ka aja jooksul pikendatud reaktsioonid oletatavas FEF-i ja MFG / anterior cingulate'i tasustamiskatsetes.Joon. 5). Inimese primaatide uuringud on näidanud, et FEF „fikseerumise” neuronite aktiivsuse taseme ettevalmistav ülesehitus aitab kaasa saatsiku edukale pärssimisele perifeerse sihtmärgi suunas AS-i ülesannetes, võib-olla tooniliselt inhibeerides saccade-genereerivaid motorseid neuroneid (Schall et al. 2002; Munoz ja Everling 2004). On näidatud, et eesnäärme neuronid kannavad mitmeid signaale, sealhulgas ühe, mis on seotud tugevdamise ennetamise ja kohaletoimetamisega (Schall et al. 2002). Me oletame, et suurenenud aktiveerimine, mida täheldati oletatavas FEF-is, võib peegeldada fikseerumisega seotud neuronaalse aktiivsuse suurenemist, mis aitab kaasa nooruki jõudluse paranemisele (korrektne ravivastus) reageerimise ettevalmistamise tõhustamisega. Peale selle võivad VS-i kõrgendatud ennetuslikud signaalid ja tasuliste katsete ajal eesmise cingulaadi abil suurendada oletatavat FEF-i signaali, mis omakorda võib avaldada veelgi suuremat ülalt-alla mõju caudate ja superior colliculus'e sakkade-seotud neuronitele (Ding ja Hikosaka 2006; Hikosaka et al. 2006). Nende kavandatud mehhanismide uurimiseks on vaja tulevasi ühekordseid uuringuid.

Igal juhul näitavad siin esitatud andmed veel seda, et tasu-identifitseerimise ja prognoosimise aluseks olevad närvimehhanismid on laialt levinud (nt cingulate, FEF ja basaalganglionid).O'Doherty jt. 2004) ja noorukite ajal ebaküps. Laialdaselt on öeldud, et noorukite ajal esineb tasu ja kognitiivsete kontrollidega seotud aju piirkondade vahel normatiivne tasakaalustamatus, mis tõenäoliselt avaldab riskide võtmise haavatavust (Steinberg 2004; Ernst et al. 2006; Galvan et al. 2006; Casey et al. 2008). Võib juhtuda, et küps auhinnaga motiveeritud käitumise kontroll ja järjekindla, täiskasvanutele sarnase adaptiivse otsustusprotsessi tekkimine sõltub mitme aju piirkonna, sealhulgas PFC, funktsionaalsest integreerimisest (Luna et al. 2004).

Arengu erinevused vastuses / tasu „Tagasiside”

Saccade'i vastuse ajal ei näidanud enamik värbatud piirkondadest ajalist koostoimet märkimisväärset rühma või stiimulit (Tabel 7; Joon. 6, parem). Kuid noorukid värvasid neutraalsete katsete ajal tugevalt vasakpoolsesse OFC-sse piirkonda, mis ei olnud täiskasvanutele märkimisväärset osa.Joon. 6, üleval vasakul). OFC on seotud paljude tasu töötlemise aspektidega (Kringelbach ja Rolls 2004), sealhulgas stiimulite valentsuse ja suuruse kodeeringu tagastamise tagasiside kohta (Delgado et al. 2000, 2003). Eelkõige on OFC-d seostatud karistavate / negatiivsete tulemustega (O'Doherty jt. 2001). Kuigi subjektidele ei antud selle ülesande põhjal selget tagasisidet, näitasid nad tõendeid sisemise tagasiside kohta, kui viga tehti. See tähendab, et subjektid järgisid usaldusväärselt ebaõigeid AS-e korrigeerivate sakkade abil sobiva asukoha suunas, näidates, et nad teadsid, et nad olid teinud vea (Velanova et al. 2008). Noorukid näitasid ka diferentseeritud reaktsioone peamiselt neutraalsete katsete ajal kahepoolse selja eesmise küünariga (Joon. 6vasakule ja vasakule). Üks seljaaju eesmise cingulaadi soovitatud roll on käitumusliku tulemuse jälgimine (Ridderinkhof, Ullsperger jt. 2004). Võib juhtuda, et noorukite puhul on õigesti sooritatud neutraalsete katsete käegakatsutav tulemus, kus raha ei teenita ega kaota, kahemõtteline ja võib-olla negatiivne, kui tasu-uuringu tulemus ja seda tähistab OFC aktiveerimine ja dorsaalne anterior cingulate. Tulevane töö, mis keskendub aktiveerimisele, mis on tekkinud tasulise kontingendi käitumise selgesõnalise tagasisidega, võib aidata selgitada OFC ja dorsaalse anterior cingulate rolli selles ülesannetes.

Järeldused

Praegused leiud näitavad, et tasu vältimine aitab kaasa noorukite ja täiskasvanute ravivastuse paremale paranemisele, mida näitab õigete vastuste suurenemine ja õigete kõrvalnähtude vähenemine. Esitame esialgsed fMRI tõendid suurenenud aktiivsuse kohta noorukite VS tasustamiskatsete ajal ja oletatav FEF vastuse ettevalmistamise aja jooksul, mis võib toetada täheldatud AS-i käitumuslikke täiustusi. Lisaks demonstreerime ka ühes katses, et noorukitel on VS-i ajal tasu saamise hindamisel negatiivne reaktsioon, seejärel aktiveeritakse VS hiljem täiskasvanutega võrreldes vastuse ettevalmistamisel, mis viitab püsivatele ebaküpsustele noorukite tasustamissüsteemi võtmesõlmes, mis võiks tõlgendada nii, et see peegeldab nii madalat kui ka üliaktiivset tasustamissüsteemi. Ühiselt vaadeldes on neil tulemustel oluline mõju noorte riskide võtmise praegustele teoreetilistele mudelitele. Näiteks hiljuti välja pakutud kolmiku mudel (Ernst et al. 2006) eeldab, et hüperaktiivse tasulise süsteemi (nt VS-vahendatud) ja piiratud kahju vältivate (nt amygdala-vahendatud) ja regulatiivsete / täidesaatva kontrolli (nt PFC-vahendatud) skeemide vahel tekib noorukieas normatiivne tasakaalustamatus. Selles mudelis eeldatakse, et noorukid osalevad riskitasemel tänu tasu ülitundlikkuse ja piiratud protsesside kombinatsioonile, mis kontrollivad selle mõju käitumisele. Meie tulemused näitavad, et hüved võivad „tugevdada” pärssivaid kontrollisüsteeme, eriti noorukieas, ja seega on need ilmselt vastuolus kolmiku mudeliga. Siiski võib olla, et noorukieas paraneb kohene tasu saava käitumine pikemaajaliste väljamaksete arvelt. Selle kontrollitud eksperimendi kontekstis põhjustab sakkade pärssimine eesmärgi omandamist (st rahaline tasu), mistõttu VS-i aktiivsus ja oletatav FEF on kohanemisvõimeline. 2i alternatiivide vahel (nt kiire sõitmine kiiruse vastu, õnnetuse vältimiseks kiiremini sõitmine), mis ei ole laboratoorsetes tingimustes, võib tasustamissüsteemi funktsiooni ebatäpsus takistada kontrollimist / otsuste langetamist proksimaalse tasu saavutamise suunas (nt kiiret sõitmist) ja paljastada haavatavus negatiivsete tulemuste \ tSteinberg et al. 2009).

Kokkuvõttes näitavad meie tulemused aju aktiveerumise arenguhäireid tasulise ja inhibeeriva juhtimisahela põhisõlmedes tasulise AS-i ülesande erinevate proovikomponentide ajal. Meie tulemused näitavad, et eesmärgipõhise käitumise ning otsuste tegemise, tasu ja kognitiivse kontrolli süsteemide peamised tegurid ei ole noorukieas veel jõudnud küpsesse tasemeni, mis võib kaasa aidata riskide võtmisele selles vanuserühmas.

Lisamaterjal

Täiendav materjal võib leida aadressilt: http://www.cercor.oxfordjournals.org/.

Rahastamine

Riiklikud tervishoiuinstituutid (RO1 MH067924, RO1 MH080243, BL).

Lisamaterjal

[Täiendavad andmed]

Tunnustused

Huvide konflikt: Puudub.

viited

Adleman NE, Menon V, Blasey CM, valge CD, Warsofsky IS, Glover GH, Reiss AL. Stroopi värvisõnade ülesande arendamise fMRI-uuring. NeuroImage. 2002: 16: 61 – 75. [PubMed]
Andersen SL. Aju arengu trajektoorid: haavatavuse või võimaluste aknas? Neurosci Biobehav Rev. 2003: 27: 3 – 18. [PubMed]
Arnett J. Reckless käitumine noorukieas: arenguperspektiiv. 1992; 12: 339 – 373.
Bjork JM, Knutson B, Fong GW, Caggiano DM, Bennett SM, Hommer DW. Stimuleeritud aju aktiveerimine noorukitel: sarnasused ja erinevused noortest täiskasvanutest. J Neurosci. 2004: 24: 1793 – 1802. [PubMed]
Bjork JM, Smith AR, Doonau CL, Hommer DW. Arengupõhised erinevused tagumises mesofrontaalses koore värbamises riskantsete hüvedega. 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. Parem kahest kurjast, seda parem kahest kaubast: täpsustada ventromediaalse prefrontaalse ajukoorme rollid ja dorsaalset eesmise cingulaati objektivalikus. J Neurosci. 2006: 26: 11379 – 11386. [PubMed]
Blaukopf CL, DiGirolamo GJ. Tasu ja karistuse diferentseeritud mõju teadlikele ja teadvuseta silma liigutustele. Exp Brain Res. 2006: 174: 786 – 792. [PubMed]
Breiter HC, Aharon I, Kahneman D, Dale A, Shizgal P. Neuraalsete reaktsioonide funktsionaalne kujutamine ootustele ja kogemustele rahalise kasumi ja kahjumi kohta. 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. Kokaiini ägedad mõjud inimese aju aktiivsusele ja emotsioonidele. Neuron. 1997: 19: 591 – 611. [PubMed]
Breiter HC, Rosen BR. Inimese aju tasu ahelate funktsionaalne magnetresonantstomograafia. Ann NY Acad Sci. 1999: 877: 523 – 547. [PubMed]
Brown MR, Desouza JF, Goltz HC, Ford K, Menon RS, Goodale MA, Everling S. Mälu ja visuaalselt juhitavate sakkade võrdlemine sündmusega seotud fMRI abil. J Neurophysiol. 2004: 91: 873 – 889. [PubMed]
Pruun MR, Goltz HC, Vilis T, Ford KA, Everling S. Saccade'i pärssimine ja genereerimine: kiirsündmustega seotud fMRI-d prokadade, antisakadeide ja nogo uuringute puhul. NeuroImage. 2006: 33: 644 – 659. [PubMed]
Pruun TT, Lugar HM, Coalson RS, Miezin FM, Petersen SE, Schlaggar BL. Inimese aju funktsionaalse organisatsiooni arengu muutused sõna genereerimiseks. Cereb Cortex. 2005: 15: 275 – 290. [PubMed]
Bruce CJ, Goldberg ME. Primaadi eesmised silmade väljad. I. Üksikud neuronid, mis tühjenevad enne saccade'i. J Neurophysiol. 1985: 53: 603 – 635. [PubMed]
Bunge SA, Dudukovic NM, Thomason ME, Vaidya CJ, Gabrieli JD. Ebaküpsed frontaalhõlma panused kognitiivsesse kontrollisse lastel: fMRI tõendid. Neuron. 2002: 33: 301 – 311. [PubMed]
Cabeza R, Nyberg L. Imaging II tunnetus: 275 PET ja fMRI uuringute empiiriline ülevaade. J Cog Neurosci. 2000: 12: 1 – 47. [PubMed]
Casey BJ, Jones RM, Hare TA. Noorte aju. Ann NY Acad Sci. 2008: 1124: 111 – 126. [PMC tasuta artikkel] [PubMed]
Casey BJ, Trainor RJ, Orendi JL, Schubert AB, Nystrom LE, Giedd JN, Astellanos FX, Haxby JV, Noll DC, Cohen JD jt. Arengufunktsiooniga funktsionaalne MRI-uuring prefrontaalse aktiveerimise kohta go-no-go ülesande täitmise ajal. J Cog Neurosci. 1997: 9: 835 – 847.
Castellanos FX, Tannock R. Tähelepanu-puudujäägi / hüperaktiivsuse häire neuroteadus: endofenotüüpide otsimine. Nat Rev Neurosci. 2002: 3: 617 – 628. [PubMed]
Chambers RA, Taylor JR, Petenza MN. Motivatsiooni arenev neurokircuit noorukieas: sõltuvuse haavatavuse kriitiline periood. Olen J psühhiaatria. 2003: 160: 1041 – 1052. [PMC tasuta artikkel] [PubMed]
Connolly JD, Goodale MA, Menon RS, Munoz DP. Inimese fMRI tõendid ettevalmistava komplekti närvikorrelate kohta. Nat Neurosci. 2002: 5: 1345 – 1352. [PubMed]
Cooper JC, Knutson B. Valents ja säravus aitavad kaasa tuumade akumuleerumisele. Neuroimage. 2008; 39 (1): 538 – 547. [PMC tasuta artikkel] [PubMed]
Corbetta M, Kincade JM, Ollinger JM, McAvoy MP, Shulman GL. Vabatahtlik orienteerumine on lahutatud sihtmärkide avastamisest inimese tagumises parietaalses ajukoores. Nat Neurosci. 2000: 3: 292 – 297. [PubMed]
Cox RW. AFNI: tarkvara funktsionaalsete magnetresonantstoimingute analüüsimiseks ja visualiseerimiseks. Comput Biomed Res. 1996: 29: 162 – 173. [PubMed]
Meeskonnad F, He J, Hodge C. Noorte kortikaalne areng: kriitiline periood sõltuvuse suhtes. Pharmacol Biochem Behav. 2007: 86: 189 – 199. [PubMed]
Curtis CE, Connolly JD. Sabaadi valmistamise signaalid inimese ees- ja parietaalsetes koorides. J Neurophysiol. 2008: 99: 133 – 145. [PMC tasuta artikkel] [PubMed]
Curtis CE, D'Esposito M. Edu ja ebaõnnestumine, pidurdades refleksiivset käitumist. J Cog Neurosci. 2003; 15: 409–418. [PubMed]
Curtis CE, D'Esposito M. Soovimatute toimingute pärssimine. In: Bargh J, Gollwitzer P, Moresella E, toimetajad. Tegevuse psühholoogia. 2008. kd 2. New York: Guilford Press.
Dahl RE. Noorte aju areng: haavatavuste ja võimaluste periood. Keynote aadress. Ann NY Acad Sci. 2004: 1021: 1 – 22. [PubMed]
Delgado MR, Locke HM, Stenger VA, Fiez JA. Dorsaalne striatum vastus tasule ja karistusele: valentsi- ja suuruse manipulatsioonide mõju. Cogn mõjutab Behav Neurosci. 2003: 3: 27 – 38. [PubMed]
Delgado MR, Nystrom LE, Fissell C, Noll DC, Fiez JA. Hemodünaamiliste vastuste jälgimine tasu ja karistuse suhtes striatumis. J Neurophysiol. 2000: 84: 3072 – 3077. [PubMed]
Ding L, Hikosaka O. Tasu modulatsiooni võrdlus makaagi eesmise silmaväljaga ja makaagi kõveraga. J Neurosci. 2006: 26: 6695 – 6703. [PubMed]
Duka T, Lupp A. Stiimulite mõju antisakadeedidele on kaasatud dopamiinergiline mehhanism. Behav Pharmacol. 1997: 8: 373 – 382. [PubMed]
Durston S, Davidson MC, Tottenham N, Galvan A, Spicer J, Fossella JA, Casey BJ. Üleminek difusioonist fokaalsele kortikaalsele aktiivsusele arenguga. Dev Sci. 2006: 9: 1 – 8. [PubMed]
Ernst M, Nelson EE, Jazbec S, McClure EB, Monk CS, Leibenluft E, Blair J, Pine DS. Amygdala ja tuumad akumuleeruvad vastusena täiskasvanute ja noorukite kasu saamisele ja mittekasutamisele. NeuroImage. 2005: 25: 1279 – 1291. [PubMed]
Ernst M, Pine DS, Hardin M. Kolmeaastane mudel motiveeritud käitumise neurobioloogias noorukieas. Psychol Med. 2006: 36: 299 – 312. [PMC tasuta artikkel] [PubMed]
Eshel N, Nelson EE, Blair RJ, Pine DS, Ernst M. Täiskasvanutel ja noorukitel valitud valikuvõimalused: ventrolateraalsete prefrontaalsete ja anterioride cingulaatide areng. Neuropsychologia. 2007: 45: 1270 – 1279. [PMC tasuta artikkel] [PubMed]
Everling S, Krappmann P, Flohr H. Kortikaalsed potentsiaalid, mis eelnevad inimestele eelnevatele ja antisakadeedidele. Elektroenkefalog Clin Neurophysiol. 1997: 102: 356 – 362. [PubMed]
Fischer B, Biscaldi M, Gezeck S. Vabatahtlike ja refleksiivsete komponentide arendamise kohta inimkatsete põlvkonnas. Brain Res. 1997: 754: 285 – 297. [PubMed]
Galvan A, Hare TA, Parra CE, Penn J, Voss H, Glover G, Casey BJ. Akumeenide varasemad arengud orbitofrontaalse ajukoorme suhtes võivad olla noorukite riskikäitumise aluseks. J Neurosci. 2006: 26: 6885 – 6892. [PubMed]
Geier CF, Garver K, Terwilliger R, Luna B. Töömälu hoolduse arendamine. J Neurophysiol. 2009: 101: 84 – 99. [PMC tasuta artikkel] [PubMed]
Geier CF, Garver KE, Luna B. Ajaliselt laiendatud ruumilise töömälu aluseks olev vooluring. Neuroimage. 2007: 35: 904 – 915. [PubMed]
Giedd JN, Vaituzis AC, Hamburger SD, Lange N, Rajapakse JC, Kaysen D, Vauss YC, Rapoport JL. Ajalise lõhe, amygdala ja hipokampuse kvantitatiivne MRI inimese normaalses arengus: 4 – 18 aastat. J Compar Neurol. 1996: 366: 223 – 230. [PubMed]
Gitelman DR. ILAB: programmi postexperimental silma liikumise analüüs. Behav Res Meth Instr Comp. 2002: 34: 605 – 612. [PubMed]
Gitelman DR, Nobre AC, Parrish TB, LaBar KS, Kim YH, Meyer JR, Mesulam MM. Suure ulatusega võrk varjatud ruumilise tähelepanu jaoks: edasine anatoomiline piiritlemine, mis põhineb rangetel käitumuslikel ja kognitiivsetel kontrollidel. Aju. 1999: 122: 1093 – 1106. [PubMed]
Goghari VM, MacDonald AW., 3rd Mõjud kognitiivse kontrolli paradigma eksperimentaalse kujunduse muutmisest käitumuslike ja funktsionaalsete kujutiste tulemuste mõõtmisel. 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 jt. Inimese kortikaalse arengu dünaamiline kaardistamine lapsepõlves varases täiskasvanueas. Proc Natl Acad Sci USA. 2004: 101: 8174 – 8179. [PMC tasuta artikkel] [PubMed]
Goldman-Rakic PS, Bates JF, Chafee MV. Prefrontaalne ajukoor ja sisemiselt genereeritud mootor toimib. Curr Opin Neurobiol. 1992: 2: 830 – 835. [PubMed]
Grosbras MH, Lobel E, Van de Moortele PF, Lebihan D, Berthoz A. Anatoomiline maamärk inimese silma täiendavatele väljadele, mis ilmnesid funktsionaalse magnetresonantstomograafia abil. 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 jt. Striatoorne funktsionaalne muutus noorukitel, keda iseloomustab varajane lapsepõlve käitumine. J Neurosci. 2006: 26: 6399 – 6405. [PubMed]
Hallett PE. Esmane ja sekundaarne sakkad juhistega määratletud eesmärkidele. Vision Res. 1978: 18: 1279 – 1296. [PubMed]
Hanes DP, Schall JD. Vabatahtliku liikumise algatamise neuraalne kontroll. Teadus. 1996: 274: 427 – 430. [PubMed]
Hardin MG, Schroth E, Pine DS, Ernst M. Kognitiivse kontrolli ergutav moduleerimine tervetel, ärevustel ja depressiivsetel noorukitel: arengu- ja psühhopatoloogilised erinevused. J Lapse psühhiaatria psühhiaatria. 2007: 48: 446 – 454. [PMC tasuta artikkel] [PubMed]
Hare TA, O'Doherty J, Camerer CF, Schultz W, Rangel A. Orbitofrontaalse korteksi ja striatumi rolli eraldamine eesmärgi väärtuste ja ennustusvigade arvutamisel. J Neurosci. 2008; 28: 5623–5630. [PubMed]
Hikosaka O, Nakumura K, Nakahara H. Basal ganglionid suunavad silmi tasu eest. J Neurophysiol. 2006: 95: 567 – 584. [PubMed]
Irwin CE., Jr Teoreetiline idee atrisk noorukitele. Adolesc Med. 1990: 1: 1 – 14. [PubMed]
Jazbec S, Hardin MG, Schroth E, McClure E, Pine DS, Ernst M. Vanusepõhine sõltuvusjuhtumite mõju sakkade ülesandele. Exp Brain Res. 2006: 174: 754 – 762. [PMC tasuta artikkel] [PubMed]
Jazbec S, McClure E, Hardin M, Pine DS, Ernst M. Kognitiivne kontroll ägeda ja depressiooniga noorukite juhtumite korral: antisadadeeriv ülesanne. Biol Psychiatry. 2005: 58: 632 – 639. [PubMed]
Jenkinson M, Smith S. Ülemaailmne optimeerimismeetod aju kujutiste tugeva afiini registreerimiseks. Med Image Anal. 2001: 5: 143 – 156. [PubMed]
Kalsbeek A, Voorn P, Buijs RM, Pool CW, Uylings HB. Dopamiinergilise inervatsiooni areng roti prefrontaalses ajukoores. J Comp Neurol. 1988: 269: 58 – 72. [PubMed]
Kang HC, Burgund ED, Lugar HM, Petersen SE, Schlagger BL. Funktsionaalse aktiveerimise fookuste võrdlemine lastel ja täiskasvanutel, kasutades ühist stereotaktilist ruumi. NeuroImage. 2003: 19: 16 – 28. [PubMed]
Keller TA, Carpenter PA, Just MA. Lause mõistmise neuraalsed alused: süntaktilise ja leksikaalse töötlemise fMRI-uuring. Cereb Cortex. 2001: 11: 223 – 237. [PubMed]
Klein C, Foerster F. Praktika ja antisaktaadi ülesannete täitmise arendamine 6i vanuses 26 aastat. Psühofüsioloogia. 2001: 38: 179 – 189. [PubMed]
Knutson B, Adams CM, Fong GW, Hommer D. Rahalise tasu suurenemise prognoosimine värbab selektiivselt tuuma accumbens'i. J Neurosci. 2001: 21: RC159. [PubMed]
Knutson B, Cooper JC. Tasu ennustuse funktsionaalne magnetresonantstomograafia. Curr Opinion Neurol. 2005: 18: 411 – 417. [PubMed]
Knutson B, Fong GW, Bennett SM, Adams CM, Hommer D. Piirkonna mesiaalse prefrontaalse koore rajad jälgivad rahaliselt kasulikke tulemusi: iseloomustamine kiire sündmusega seotud fMRIga. NeuroImage. 2003: 18: 263 – 272. [PubMed]
Knutson B, Gibbs SE. Tuumade akumuleerumine dopamiini ja vere hapnikuga. Psühhofarmakoloogia (Berl) 2007; 191: 813 – 822. [PubMed]
Kringelbach ML, Rolls ET. Inimese orbitofrontaalse ajukoorme funktsionaalne neuroanatoomia: neuropiltimise ja neuropsühholoogia tõendid. 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. Inimese aju aktiivsuse dünaamiline magnetresonantstomograafia primaarse sensoorse stimulatsiooni ajal. Proc Natl Acad Sci USA. 1992: 89: 5675 – 5679. [PMC tasuta artikkel] [PubMed]
Levin HS, Culhane KA, Hartmann J, Evankovich K, Mattson AJ. Arengumuutused väidetava eesmise lõhe toimimise testide toimimises. Dev Neuropsych. 1991: 7: 377 – 395.
Liddle PF, Kiehl KA, Smith AM. Vastusega seotud fMRI uuring vastuse inhibeerimise kohta. Hum Brain Mapp. 2001: 12: 100 – 109. [PubMed]
Liston C, Watts R, Tottenham N, Davidson MC, Niogi S, Ulug AM, Casey BJ. Frontostriaalne mikrostruktuur moduleerib kognitiivse kontrolli tõhusat värbamist. Cereb Cortex. 2006: 16: 553 – 560. [PubMed]
Luna B, Garver KE, Urban TA, Lazar NA, Sweeney JA. Kognitiivsete protsesside küpsemine hilisest lapsepõlvest kuni täiskasvanueani. Child Dev. 2004: 75: 1357 – 1372. [PubMed]
Luna B, Sweeney JA. Koostööga seotud ajufunktsiooni ilmnemine: fMRI uuringud vastuse inhibeerimise arengu kohta. 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. Laialt levinud ajufunktsiooni küpsemine allub kognitiivsele arengule. NeuroImage. 2001: 13: 786 – 793. [PubMed]
Luna B, Thulborn KR, Strojwas MH, McCurtain BJ, Berman RA, Genovese CR, Sweeney JA. Dorsaalsed kortikaalsed piirkonnad, mis järgivad visuaalselt juhitavaid saccade'e inimestel: fMRI uuring. Cereb Cortex. 1998: 8: 40 – 47. [PubMed]
Marsh R, Zhu H, Schultz RT, Quackenbush G, Royal J, Skudlarski P, Peterson BS. Eneseregulatsiooni kontrolli fMRI-uuring. Hum Brain Mapp. 2006: 27: 848 – 863. [PMC tasuta artikkel] [PubMed]
Mai JC, Delgado MR, Dahl RE, Stenger VA, Ryan ND, Fiez JA, Carter CS. Sündmusega seotud funktsionaalne magnetresonantstestimine tasulise aju ahelaga lastel ja noorukitel. Biol Psychiatry. 2004: 55: 359 – 366. [PubMed]
McClure SM, York MK, Montague PR. Inimeste tasu töötlemise närvisubstraadid: FMRI kaasaegne roll. Neuroteadlane. 2004: 10: 260 – 268. [PubMed]
Meng SZ, Ozawa Y, Itoh M, Takashima S. Dopamiini transporteri ja dopamiini D1i ja D2 retseptorite arengu ja vanusega seotud muutused inimese basaalsetes ganglionides. Brain Res. 1999: 843: 136 – 144. [PubMed]
Munoz DP, Broughton JR, Goldring JE, Armstrong IT. Inimobjektide vanusepõhine jõudlus silmade liikumise ülesannetes. Exp Brain Res. 1998: 121: 391 – 400. [PubMed]
Munoz DP, Everling S. Vaata ära: anti-saccade ülesanne ja vabatahtlik kontroll silma liikumise üle. Nat Rev Neurosci. 2004: 5: 218 – 228. [PubMed]
O'Doherty J, Dayan P, Schultz J, Deichmann R, Friston K, Dolan RJ. Ventraalse ja dorsaalse striatumi lahutamatud rollid instrumentaalses konditsioneerimises. Teadus. 2004: 304: 452 – 454. [PubMed]
O'Doherty J, Kringelbach ML, Rolls ET, Hornak J, Andrews C. Abstraktne tasu ja karistuse esitamine inimese orbitofrontaalses ajukoores. Loodus Neurosci. 2001; 4: 95–102. [PubMed]
O'Doherty JP, Diechmann R, Critchley HD, Dolan RJ. Närvivastused esmase maitsetasu ootamise ajal. Neuron. 2002; 33: 815–826. [PubMed]
Ogawa S, Tank DW, Menon R, Ellermann JM, Kim SG, Merkle H, Ugurbil K. Sisemiste signaalide muutused, mis kaasnevad sensoorse stimulatsiooniga: funktsionaalne aju kaardistamine magnetresonantstomograafiaga. Proc Natl Acad Sci USA. 1992: 89: 5951 – 5955. [PMC tasuta artikkel] [PubMed]
Ollinger JM, Corbetta M, Shulman GL. Protsessi lahutamisprotsess sündmusega seotud funktsionaalse MRI puhul: II osa. NeuroImage. 2001: 13: 218 – 229. [PubMed]
Ollinger JM, Shulman GL, Corbetta M. Eraldamisprotsessid uuringus sündmusega seotud funktsionaalse MRI puhul: osa I. NeuroImage. 2001: 13: 210 – 217. [PubMed]
Ono M, Kubik S, Abernathy CD. Aju sulci atel. New York: Thieme Medical Publishers, Inc; 1990.
Paus T. Inimese eesmise silmavälja asukoht ja funktsioon: selektiivne läbivaatamine. Neuropsychologia. 1996: 34: 475 – 483. [PubMed]
Paus T, Babenko V, Radil T. 8-i 10-aastastele lastele õpitud keeleõpetuse säilitamise võime arendamine. Int. J. Psychophysiol. 1990: 10: 53 – 61. [PubMed]
Pierrot-Deseilligny CH, Muri RM, Nyffeler T, Milea D. Inimese dorsolateraalse prefrontaalse koore roll silmamootori käitumises. Ann NY Acad Sci. 2005: 1039: 239 – 251. [PubMed]
Ridderinkhof KR, Band GPH, Logan GD. Kohanduva käitumise uuring: vanuse mõju ja ebaoluline teave võime oma tegevust pärssida. Acta Psychol. 1999; 101: 315–337.
Ridderinkhof KR, Ullsperger M, Crone EA, Nieuwenhuis S. Mediaalse eesmise ajukoorme roll kognitiivse kontrolli all. Teadus. 2004: 306: 443 – 447. [PubMed]
Ridderinkhof KR, van der Molen MW. Vaimsed ressursid, töötlemise kiirus ja pärssiv kontroll: arenguperspektiiv. Biol Psychol. 1997: 45: 241 – 261. [PubMed]
Ridderinkhof KR, van den Wildenberg WP, Segalowitz SJ, Carter CS. Kognitiivse kontrolli neurokognitiivsed mehhanismid: prefrontaalse ajukoorme roll tegevuse valimisel, vastuse inhibeerimisel, tulemuslikkuse jälgimisel ja tasulisel õppimisel. Aju Cogn. 2004: 56: 129 – 140. [PubMed]
Roesch MR, Olson CR. Eeldatav tasu neuronaalsele aktiivsusele prefrontaalses ajukoores, eesmise ja täiendava silma väljades ning premotorikas. J Neurophysiol. 2003: 90: 1766 – 1789. [PubMed]
Roesch MR, Olson CR. Neuronaalne aktiivsus, mis on seotud auhinna väärtuse ja motivatsiooniga primaadi eesmise ajukoores. Teadus. 2004: 304: 307 – 310. [PubMed]
Rolls ET. Orbitofrontaalne ajukoor ja tasu. Cereb Cortex. 2000: 10: 284 – 294. [PubMed]
Rosenberg DR, Lewis DA. Muutused ahvi prefrontaalse koore dopamiinergilises inervatsioonis hilises postnataalses arengus: türosiinhüdroksülaasi immunohistokeemiline uuring. Biol Psychiatry. 1994: 36: 272 – 277. [PubMed]
Rosenberg DR, Lewis DA. Monkey prefrontaalsete ja motoorse koorikute dopamiinergilise inervatsiooni postnataalne küpsemine: türosiini hüdroksülaasi immunohistokeemiline analüüs. J Comp Neurol. 1995: 358: 383 – 400. [PubMed]
Rubia K, Overmeyer S, Taylor E, Brammer M, Williams SC, Simmons A, Andrew C, Bullmore ET. Funktsionaalne frontalisatsioon vanusega: neurodevelopmentaalarengute kaardistamine fMRI-ga. Neurosci Biobehav Rev. 2000: 24: 13 – 19. [PubMed]
Rubia K, Smith AB, Taylor E, Brammer M. Parempoolsete madalamate fronto-striato-tserebellaarsete võrkude lineaarne vanuseline korrelatsioon vastuse inhibeerimise ja eesmise cingulatsiooni ajal vigadega seotud protsesside ajal. Hum Brain Mapp. 2007: 28: 1163 – 1177. [PubMed]
Rubia K, Smith AB, Woolley J, Nosarti C, Heyman I, Taylor E, Brammer M. Progressiivne aju aktiveerimine lapsepõlvest täiskasvanueas sündmustega seotud kognitiivse kontrolli ülesannete täitmisel. Hum Brain Mapp. 2006: 27: 973 – 993. [PubMed]
Schall JD, Stuphorn V, Brown JW. Esikülgede tegevuse jälgimine ja kontroll. Neuron. 2002: 36: 309 – 322. [PubMed]
Scherf KS, Sweeney JA, Luna B. Visuospatiaalse töömälu arengu muutuse aju. J Cog Neurosci. 2006: 18: 1045 – 1058. [PubMed]
Schultz W. Dopamiini neuronite ennustav tasu signaal. J Neurophysiol. 1998: 80: 1 – 27. [PubMed]
Schultz W. Mitme auhinnaga signaalid ajus. Nat Rev Neurosci. 2000: 1: 199 – 207. [PubMed]
Schultz W. Dopamiini ja tasu saamine. Neuron. 2002: 36: 241 – 263. [PubMed]
Schultz W, Apicella P, Ljungberg T. Ahvide dopamiini neuronite vastused ergutada ja konditsioneeritud stiimuleid hilisema reageeringu õppimise järjestikuste etappide ajal. J Neurosci. 1993: 13: 900 – 913. [PubMed]
Schultz W, Tremblay L, Hollerman JR. Tasu töötlemine primaadi orbitofrontaalses ajukoores ja basaalsetes ganglionides. 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. Inimese aju dopamiini retseptorid lastel ja vananevatel täiskasvanutel. Synapse. 1987: 1: 399 – 404. [PubMed]
Shulman GL, Ollinger JM, Akbudak E, Conturo TE, Snyder AZ, Petersen SE, Corbetta M. Liikuvate objektide suunamise ja kodeerimise suunad. J Neurosci. 1999: 19: 9480 – 9496. [PubMed]
Smith SM. Kiire ja tugev automatiseeritud aju väljavõtmine. 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. Funktsionaalse ja struktuurse MR-kujutise analüüsi ja rakendamise edusammud kui FSL. NeuroImage. 2004: 23: S208 – S219. [PubMed]
Sowell ER, Thompson PM, Holmes CJ, Jernigan TL, Toga AW. In vivo tõendid noorukite ajuküpsemise kohta ees- ja striatali piirkondades. Nat Neurosci. 1999: 2: 859 – 861. [PubMed]
Spear LP. Noorte aju ja vanusega seotud käitumuslikud ilmingud. Neurosci Behav Rev. 2000: 24: 417 – 463. [PubMed]
Steinberg L. Riskide võtmine noorukieas: millised muutused ja miks? Ann NY Acad Sci. 2004: 1021: 51 – 58. [PubMed]
Steinberg L, Graham S, O'Brien L, Woolard J, Cauffman E, Banich M. Vanuselised erinevused tulevikuorientatsioonis ja viivitatud allahindlus. Laps Dev. 2009; 80: 28–44. [PubMed]
Sweeney JA, Mintun MA, Kwee S, Wiseman MB, Brown DL, Rosenberg DR, Carl JR. Positiivronemissiooni tomograafiauuring vabatahtlike sakkade silmade liigutustest ja ruumilisest töömälust. J Neurophysiol. 1996: 75: 454 – 468. [PubMed]
Talairach J, Tournoux P. Inimese aju ühisplaaniline stereotaksiline atlas. New York: Thieme Medical Publishers; 1988.
Tamm L, Menon V, Reiss AL. Vastuse inhibeerimisega seotud ajufunktsiooni küpsemine. J Am Acad Child Adolessi psühhiaatria. 2002: 41: 1231 – 1238. [PubMed]
Toga AW, Thompson PM, Sowell ER. Aju küpsemise kaardistamine. Trends Neurosci. 2006: 29: 148 – 159. [PMC tasuta artikkel] [PubMed]
Van Essen DC. Ajuaknad: atlaste ja andmebaaside esilekerkiv roll neuroteaduses. Curr Opin Neurobiol. 2002: 12: 574 – 579. [PubMed]
Van Essen DC, Drury HA, Dickson J, Harwell J, Hanlon D, Anderson CH. Integreeritud tarkvarapakett ajukoorme pinnapõhistele analüüsidele. J Am Med Inform Assoc. 2001: 8: 443 – 459. [PMC tasuta artikkel] [PubMed]
van Leijenhorst L, Crone EA, Bunge SA. Riskianalüüsi ja tagasiside töötlemise arengus esinevate erinevuste neuronaalne korrelatsioon. Neuropsychologia. 2006: 44: 2158 – 2170. [PubMed]
van Leijenhorst L, Zanolie K, Van Meel CS, Westenberg PM, Rombouts SA, Crone EA. Mis motiveerib noorukit? Aju piirkonnad, mis vahendavad tasu tundlikkust noorukieas. Cereb Cortex. 2009 Epub enne printimist. [PubMed]
Velanova K, Wheeler ME, Luna B. Küpsetamise ja eesmise sõjaväe värbamise küpsuse muutused toetavad vigade töötlemise ja pärssimise juhtimist. Cereb Cortex. 2008: 18: 2505 – 2522. [PMC tasuta artikkel] [PubMed]
Voorn P, Vanderschuren LJ, Groenewegen HJ, Robbins TW, Pennartz CM. Pöördumine striatumi dorsaal-ventraalsele lõhele. Trends Neurosci. 2004: 27: 468 – 474. [PubMed]
Ward BD. 2002. FMRI aegridade andmete dekonvolutsioonianalüüs: AFNI tarkvarapaketi dokumentatsioon. Saadaval aadressil: http://afni.nimh.nih.gov/pub/dist/doc/manual/3dDeconvolve.pdf.
Wenger KK, Visscher KM, Miezin FM, Petersen SE, Schlaggar BL. Pikaajalise ja mööduva aktiivsuse võrdlus lastel ja täiskasvanutel, kasutades segatud blokeeritud / sündmusega seotud fMRI disaini. NeuroImage. 2004: 22: 975 – 985. [PubMed]
Wheeler ME, Shulman GL, Buckner RL, Miezin FM, Velanova K, Petersen SE. Tõendid eraldi tajumise taasaktiveerimise ja otsinguprotsesside kohta mäletamisel. Cereb Cortex. 2005: 16: 949 – 959. [PubMed]
Williams BR, Ponesse JS, Schachar RJ, Logan GD, Tannock R. Inhibeeriva kontrolli väljatöötamine kogu eluea jooksul. Dev Psychol. 1999: 35: 205 – 213. [PubMed]
Jakovlev PI, Lecours AR. Aju piirkondliku küpsemise müelogeneetilised tsüklid. In: Minkowski A, toimetaja. Aju piirkondlik areng varases elus. Oxford: Blackwell Scientific; 1967. lk. 3 – 70.