Nerabezaroko prefrontal cortex inhibitzaile neuronala eta koordinazioa portaera motibatuan (2011)

Sarrera

Nerabetasuna doikuntza garaia da trantsizio fisiko eta psikosoziala osatzeko adina bete arte.Arnett, 1999). Era berean, zaurgarritasun epea ere hartzen da, arazo psikiatriko handien zenbait sintoma ager dadin, aldarte nahasteak barne, eskizofrenia eta droga-tratu txarrak barne.Volkmar, 1996; Pine, 2002; Johnston et al., 2008). Azken urteetan, nerabeen eta animalien eredu nerabeen azterketek garunaren zelula eta molekularreko arkitekturan adinarekin lotutako aldaketak eta desberdintasunak deskribatu dituzte hainbat droga-efektu farmakologikoetan.Lantza eta balazta, 1983; Lantza, 2000; Adriani et al., 2004; Brenhouse et al., 2008; Paus, 2010). Adinari lotutako portaeraren desberdintasunak ere aztertu dira eta sarritan bideratuta daude, nahiz eta nerabeen portaera testuinguru gehienetan helduenaren antzekoa izan ohi da, nerabeen erdialdean nerabeen erabakiak hartzeko gaitasuna aldaketa apalak baititu.Lantza, 2000; Doremus-Fitzwater et al., 2009; Figner et al., 2009; Cauffman et al., 2010). Hala ere, nerabeek helduak ez bezalako gertakari nabarmenak prozesatu ditzakete. Esate baterako, azken azterketa bat ikusi da nerabea baino helduagoa c-fos proteina adierazpen baino gehiago dorsal striatum eta nukleoa accumbens saria-lotutako usain cue esposizio ondoren (Friemel et al. 2010). Nerabeen aurrealdeko kortexaren (PFC) neural jarduera eta konektibitatearen neurrietan ere desberdintasunak deskribatu dira (Ernst et al., 2006; Galvan et al., 2006; Liston et al., 2006; Geier et al., 2009; Uhlhaas et al., 2009a). Hala ere, ez dago ezagutzen neurona mailan adin horien arteko desberdintasunen izaera zehatza.

Nerabeen cortical prozesamendua helduenarekin duten nerabeak zuzenean alderatzeko, unitate bakarreko eta tokiko eremuko potentziala (LFP) jarduera gorrien orbitofrontal cortex-en (OFC) grabatu genituen, sari motibatuta zuten jokabidea egiten zuten bitartean. OFCk zuzendutako balioa zegoen, haien garapen itxaropenean eta nerabeen garapen aurreko frogetan nerabeen eginkizun nagusia.Schultz et al., 2000; Galvan et al., 2006; Schoenbaum et al., 2009). Jokabidearen eginkizuna ekintza eta emaitza elkarte ikasia izan zen.Sturman et al., 2010), motibaturiko portaera konplexuen oinarrizko eraikuntza-blokea da. Ataza honen sinpletasuna, portaera neurriak oso antzekoak izan ziren taldeen artean. Horregatik, antzeko zereginaren errendimenduarekin hipotesia probatu ahal izan genuen, OFC nerabeek zereginak lotutako informazio garrantzitsuena ez bezala kodetzen duela helduek baino. Funtsezko neuron aktibitate desberdintasun horiek karakterizatzea - ​​eta neurona mailan eginez gero, nerabeen arrisku neuropsikiatrikoak gero eta elkarreragin daitezkeen garapen prozesuak identifikatzeko funtsezkoa da eta arazo horiek prebenitzeko eta tratatzeko etorkizuneko estrategiak diseinatzeko.

Materialak eta metodoak

Behavior

Helduentzako eta nerabeen arratoiak operako kutxako aparatu batean probatu zituzten (Coulbourn Instruments, Allentown, PA). Etxe argi bat zegoen, elikagaien granulak (dextrosa gotortua, 45 mg; Bio-serv, Frenchtown, NJ) elikagaien pelletak eskaini ahal izan zituena. elikagaien kanalak, eta hiru sudur-zulo zuloak horizontalki estalitako horman elikagaien kanalaren aurrean. Berreskuratze kirurgikoko 5-6 egunen ostean, animaliak elikagaiak mugatuta zeuden, jokabidearen proben aparatuaren ohiturari ekingo zioten eta aurrez ezaugarri izan zuten jokabide zereginari buruzko prestakuntza hasi zen.Sturman et al., 2010). Laburbilduz, arratoiak elikagai diren pelleten indargabetzeko zulo ilun argituta ikasi zuten. Proba zentral bat sudurra-Poke zulo barruan argia agerpena hasi ziren. Zuloa zulo horretan sartu zenean, argia berehala itzali zen eta pellet bakarra janari-kanalera eraman zuten eta, ondoren, argituta zegoen. Elikagaien kanalean sartzea elikagaia kanalizazioa jaso eta elikagaia argi kanpoan deskonektatu da eta 5-ren arteko epaiketa arteko tartea abiarazi du (1a irudia). Saio bakoitzak 100 entsegu edo 30 min igarotzea amaitu zen. Aurreko lana frogatu zuten nerabeek eta helduek zeregin hori azkar ikas daitekeela, entrenamenduaren hirugarren egunean ahalik eta etekin handiena lortzeko.Sturman et al., 2010). Zereginen errendimenduaren neurri nagusiak saio bakoitzean zehar egindako saiakuntzen kopurua, aztarna eta ikur instrumentalaren latentzia kopurua eta poke instrumentala janarientzako sarrera (pellet berreskuratzea) latentzia barne. Adina × saio errepikatzen diren neurriak ANOVAak SPSSen (alfa = 0.05) emaitza neurri guztietan egin ziren. Esferikotasunaren hipotesia urratu egin zen kasu guztietan, beheko loturak zuzenketak gehien babestu ziren askatasunaren doitzeetarako erabili ziren.

Kopuru 1

Elektrodoaren praktikak, zereginen paradigma eta jokabidearen errendimendua. A) Nerabeen eta helduen arratoiak ikasketa instrumentalaren paradigma sinple batean trebatu ziren, sudur-pokek (erantzun instrumentala) lotura arin batean zulatu zutenean ondorengoak. ...

Elektrofisiologiaren analisia

Datu pertsonalizatuak idatzita, Matlab-en (Mathworks, Natick, MA) idatzitako script elektrofisiologikoak aztertu ziren, Chronux (Chronux.org) kaxa-tresnarekin batera, LFP analisiak eta tiro-tasen aldakortasunaren funtzioak, Churchland-k eta lankideek eskainitakoa.http://www.stanford.edu/∼shenoy/GroupCodePacks.htm) (Churchland et al., 2010). Oro har, neuronen jarduera denbora-blokeatuta zegoen zeregin gertakari zehatzenetara: epaiketa-agerpena aztarna, sudur-tresnaren erantzun instrumentala eta elikagaien sarrera. LFP aztarna gordinak denbora-blokeatuta zeuden ataza ekitaldi horietarako, eta ebaketa artxiboen entseguak baztertu ziren batezbestekoa baino lehen. Adibide bakarreko nerabea eta helduarentzako LFP tentsioko aztarna gordinak aurkezten dira indargarri inguruan.1 irudia). FFT-k kalkulatu zuen subjektu bakoitzaren entseguaren batez besteko potentzia espektroa ataza gertaera bakoitzaren inguruko segundo batzuetan. Horretarako 13 puntako punta erabili ziren, denbora-banda zabaleko 7 produktu eta 1 s-ko leiho mugikorra (250 ms-ko urratsetan) erabiliz. Parametro horiek, aztertu genituen beste batzuekin alderatuta, gutxi gorabehera 2 Hz-eko maiztasun-bereizmena ahalbidetzen zuten, eta horrek, oro har, interes-banda bakoitzeko maiztasun-ontzi anitzak onartzen zituen. Multitaper ikuspegia erabili zen, espektrogramen kalkuluak hobetzen baititu infinitu gabeko denbora-serieko datuekin (Mitra eta Pesaran, 1999), nahiz eta 1, 3 eta 9 aplikazioak oso antzekoak diren espektrogramak ekarri. Potentzia espektroko maiztasun bin bakoitzak Z-puntuazioa normalizatutako batez besteko potentzia espektrala normalizatu zen oinarri aldian (2-en 3-en leihoa hasi zen cue aurretik). Normalizatutako potentzia espektroak batez bestekoak dira nerabeen eta helduen artean.

Peri-gertaeraren denbora tiro-tasa histogramak ekoiztu ziren unitate bakoitzerako ataza gertakarien inguruko leihoetan. Unitate bakoitzaren saiakuntza gurutzatuaren batez besteko tiro tasa Z puntuazioa bere oinarrizko aldikoarekin normalizatuta zegoen. Unitateak "aktibatuta" edo "inhibituta" bezala sailkatu ziren intereseko leihoetan, batez besteko jarduera normalizatuak Z ≥ 50 edo Z ≤ -2 dituzten 2 ms ontzi jarraian zituzten ala ez oinarrituta. Irizpide hauek unitate bakoitzaren oinarrizko aldian bootstrap analisi ez parametriko bat erabiliz balioztatu ziren. Unitate bakoitzeko, oinarrizko lerroa ausaz lagin da 10,000 aldiz ordezkatuz. Laginak birsortutako jarduerak esangura-irizpideak lortu dituzten 2 s-ko leihoen proportzioa unitate horretako 2 s-ko edozein leihoetan espero den tasa faltsu positiboaren neurria da. Horrek alfa = 0.0034 espero den tasa faltsu positiboa ekarri du nerabeen unitate guztientzat eta alfa = 0.0038 helduentzako unitate guztientzat. Alfa baxu hauek adierazten dute unitateen faltsukategorizazioa nahikoa arraroa izango litzatekeela nerabeen eta helduen arteko kategoria proportzioen konparazio estatistikoak ez eragiteko. Unitateen erantzunen denbora-ibilbidea alderatzeko, sailkapenaren analisia zereginen gertaeren inguruko leiho mugikor batekin egin zen (leiho mugikorra 500 ms 250 ms urratsetan). Adinarekin lotutako konparazio estatistikoetarako bereziki interesgarriak diren denbora leihoetarako (adibidez, 1 segundotan), Chi-karratuko analisiak egin dira, aktibatutako, inhibitutako eta esanguratsuak ez diren unitate helduen eta nerabeen kopurua barne. Chi-karratuaren proba esanguratsuen ondoren, kategoria bakoitzeko proportzioen ondorengo konparazioak egin ziren (adibidez, nerabeen eta helduen arteko unitate inhibituak), bi proportziorako Z-proba erabiliz (Table 1). Portaeraren paradigma honekin egindako aurreko lanek frogatu dute nerabeek eta helduek burutzen duten erantzuna instrumentala gehienez ere 3 (saio egonkorrean).Sturman et al., 2010). Hori dela eta, kontrakorik adierazi ezean, analisi elektrofisiologikoak aurkezten dira 3-6 saioetarako, eta momentu horretan ekintza-emaitza elkartea bi taldeek ondo ikasten dute. Hemen eta beste nonbait, hipotesi nulua baztertu egin zen p <0.05 denean.

Table 1

Nerabeen eta helduen unitateen jardueren konparazioa hautatutako leihoetan, zereginen gertaeren arabera blokeatuta. Leiho interesgarriak denbora-blokeatuta daude cue-ra, instrumentu poke (Poke) edo elikagaien kanalean sartzea (FT). Nerabeen (Adol) eta helduen proportzioa ...

80 ms 50 ms urratsetan XNUMX ms aldaketarako leiho bat erabiliz tiro kalkuluaren aldakortasunaren azterketak Fano faktore gisa kalkulatu ziren. Unitate bakoitzarentzat, puntuen zenbaketa bariantza eta batez besteko igoera kopurua kalkulatu ziren denbora-puntu bakoitzean. Erregresioaren bariantza eta unitate guztien batezbestekoarekin erlazionatutako malda leihoaren urrats bakoitzean zehaztu zen, Fano faktorea denbora-ikastaro bat emanez zereginen gertaeren inguruan. Denbora aldian Fano faktorearen aldaketak (eta adinarekin lotutako Fano faktore desberdintasunak) aldaketek batez besteko tiro-tasa aldaketek baino ala ez aztertzeko ala ez, Churchland eta lankideek asmatutako batez besteko bat datorren teknika egin dugu.Churchland et al., 2010). Lehenengo azterketan, gazteentzako eta helduentzako unitateak batez besteko lotura bereiziak egin genituen. Teknika honek etengabeko tiro tasaren banaketa konstante mantentzen du denbora-puntu bakoitzean, ausazko eta behin eta berriz saihestuz unitateak. Fano-faktoreen kalkuluak denbora-puntu bakoitzerako prozesu honen 10 iterazioen batez bestekoan oinarritzen ziren. Prozedura hori baliozkotu egin da tiro-tasa aldaketen ondorioz objektuak saihesteko.Churchland et al., 2010). Horrez gain, batez besteko bat-etortze azterketa egin zen, eta bertan, batez besteko batez besteko tiro-tasa histograma erabili zen, bai denboran zehar adin-talde batean (lehen bezala) eta, gainera, adin-taldeen artean. Antzeko fano faktore gordinak eta parekatuak antzemanez, Fano faktoreak denboraren eta adinaren arteko desberdintasunak isladako denboraren aldakortasuna islatzen dituela egiaztatuko luke eta ez ziren batez besteko tiroaren desberdintasunak soilik. Nerabeek eta helduek Fano faktoreak estatistikoki alderatu zituzten matlab-en kalifikazio-zenbatekoak erabiliz.

Emaitzak

Tokiko Eremu Potentzialak

LFPen grabazio elektrofisiologikoa, eskualdeko afektuen jarduera islatzeko pentsatuta dagoen neurria, nerabeen eta helduen antzeko ereduak agerian utzi zituzten zeregin horren zati handi baten bidez.2a irudia). Garai hartan, helduek alfa (8-12 Hz) eta beta (13-30 Hz) potentzia handiagoa erakutsi zuten. Theta (4-7 Hz) eta gamma baxuko (31-75 Hz) potentzia antzekoak ziren taldeen artean, eta nerabeek gamma handiagoa (76-100 Hz) potentzia handiagoa zuten bitartean helduek baino (2b irudia).

Kopuru 2

Nerabeen eta helduen OFC LFP saioetan 3-6. A) LFP potentzia espektroak nerabeen eta helduen ikuskizunen gakoen gertaeren inguruko leihoetan normalizatu ziren oinarrizko aldira (3 eta 1 bigarrenak cue agerpena baino lehen) maiztasun bakoitzerako. Denbora-tarte normalizatua ...

Fano faktorearen analisia

Adinari lotutako desberdintasunak zeregin zehatz batzuekin erlazionatutako tiro-tasa aldakortasunean ikusi dira. Spike-count countien desberdintasunak eta Spike-count kontuen arteko erlazioaren malda da.Churchland et al. 2010), entseguen arteko erritmoaren aldakortasuna aztertzeko kalkulatu zen (Kopuru 3). Nerabeek (8 arratoi 265 unitate) Fano faktore nabarmen handiagoak izan dituzte helduek baino (4 arratoi 184 unitate) 3-6 saioetan (konparazio mailekin egindako probekin egindakoak) 2 s-ko oinarrizko aldian Z = 6.90, p <0.01, a 1 segunduko leihoa, saiakuntza-agerpenaren ondoren, Z = 5.48, p <0.01, erantzun instrumentalaren inguruan zentratutako 1 s leihoan Z = 3.12, p <0.01 eta indargabetzea berreskuratzeko bigarren segundoan Z = 3.77 , p <0.01 (Kopuru 3). Fano faktorearen kalkuluak leihoaren tamainaren eta urratsaren mende baitago parametro instrumentalaren aldi osoan parametro hauek aldatu genituen, kalkuluen magnitudea eta leuntasuna kaltetuta zeuden bitartean, denbora-ikastaro orokorrak eta adinarekin zerikusia duten desberdintasunak jarraitzen baitira.2 irudia) .Basare-bat datorren teknika egin dugu.Churchland et al. 2010) batezbestekoaren batez besteko tasa gutxi gorabehera konstante mantentzea denboran, beraz, denbora-tiroaren aldaketak ez lirateke fano faktorearen interpretazioa aldakortasunaren neurri gisa ezkutatuko.3a irudi osagarria). Era berean, adin-taldeen arteko tiro-tasen banaketak berdindu ditugu3b irudia). Fano gordinaren faktoreek bat-etortze metodoarekin kalkulatzen zituzten oso antzekoak ziren, Fano faktorearen denbora-ikastaroa ikusitakoa dela isladaren denboraren aldakortasuna islatzen duena, tiro-tasa dinamikoaren dinamika kontuan hartu gabe. Horren salbuespen bat indartze berreskuratzea izan zen, eta denbora horretan, helduek fano gordinaren faktore handiagoak erakutsi zituzten.Kopuru 3). Desberdintasun hori, gutxienez, batez besteko tiro tasa aldaketen ondorioz gertatu zen, izan ere, ez zegoen estatistikoki esanguratsua den aldea Fano faktore berdinetan aldi hartan (3 irudia). Aurkikuntza hauek agerian uzten dute ageriko gertaerak nerabeen eta helduen erasoen aldakortasuna murrizten duela, eta hori oso interesgarria da nerabeen erpin neurologiko nerabeak nerabezarokoak oro har aldakorragoak direla helduek baino zeregin gehiagotan. Estimuluen bidez bideratutako fano faktoreak murriztu egiten dira arkitektura corticalaren propietate orokorrak direlaChurchland et al. 2010). Horrela, Fano faktore altuagoak helduen aldean helduen aldean nerabeen OFCen erasoarekin kontrolatu ahal izateko joera berezia iradokitzen dute.

Kopuru 3

Fano faktorearen azterketa nerabeen eta helduen tiroaren aldakortasunaren arabera. Fano faktorea unitate guztietan aldakuntza saiheskotzat hartutako aldaketaren malda eta kontzeptu-puntuen zenbaketa esan nahi du. Irristatze-leiho bat erabiliz, aldakortasunaren kalkulu hau kalkulatu zen denbora-puntuetan ...

Unitateko Jarduera

Zeregin horretan unitate bakarreko jarduera neuronala aztertzea nerabeen eta helduen arteko gertakari nabarmenen arteko desberdintasunak nabarmen zeuden. 1 saioan, ekintza-emaitza elkarteak ikasi baino lehen, unitateen jarduera aldatu egin da talde bateko zereginen gertaeretara. Ataza ondo ikasi ondoren (entrenamendu saioak 3-6), ordea, zereginen gertaerak neurona-jardueraren eredu koherenteak sortzen dituzte.Kopuru 4). Unitate bakoitzaren zereginak blokeatuta dauden oinarrizko normalizatutako tiro tasak agertuko dira 5a irudia, fasea neuronen jarduera fasearen eta neurria ilustratzen du. Helduak (4 arratoiak, 184 unitateak), baina ez nerabeek (8 arratoiak, 265 unitateak), batez besteko jarduera murriztu egin zen seinalean eta erantzuna instrumentala baino lehenago.5b irudia). Erantzunaren ostean, bi taldeetako populazio normalizatua murriztu egin da, nerabeek helduek baino gehiago hazi baitzuten. Indartze garaian, biztanleriaren jarduera handitu egin da, helduak lehenago iritsi ziren eta nerabeek baino txikiagoa. Nerabeen jarduera maximoa elikagaien bidez sartutako garaian iritsi zen; helduen batez besteko jarduera oso txikiagoa zen. Zenbait zenbaki oso gutxi izan arren, ondorio sendoak ateratzeko nerabeek (n = 8 unitateak) eta helduak (n = 5 unitateak) hartzidura bizkorren (FS) hipotesia (FS) putzua antzeko jarduera-eredu orokorra erakutsi zuten unitateen populazio orokor gisa. 3 saioetan - 6 (4 irudia). Fasearen jarduera excitatory eta inhibizio proportzioaren konparazioa atazaren ekitaldietaraFigura 5c) oro har, nerabeen minbizia erantzun inhibitiboak eta antzeko excitatory erantzunak agerian utzi zituzten. 1en aztarnari jarraituz, helduek unitate inhibitiboen antzeko proportzioarekin alderatuta duten nerabeen proportzio nabarmen handiagoa zuten helduek izan zuten.Table 1). Erantzun instrumentala egin ondoren, nerabeek eta helduek biztanleriaren jardueran antzeko murrizketa izan zutenean, antzeko unitate aktibatuen eta inhibitutakoen antzeko proportzioa ikusi zuten. Mugikorreko leihoen sailkapenaren azterketa, neurona hautaketaren denbora aztertzeko erabiltzen dena, erantzun instrumentalaren inguruan frogatu du helduen inhibitutako unitateak lehen gelditu direla eta nerabeenetan baino luzeago iraun zuten (Figura 5c). Hori baieztatzen da inhibitutako unitateen proportzioak aztertuz denbora-leihoetan 0.5 s lehenago eta 1 - 1.5 s erantzun instrumentalaren ondoren (Table 1). Helduen aktibatutako unitateak ere nerabeen aurretik kontratatuta daudela dirudi, desberdintasun horiek ez ziren estatistikoki esanguratsuak izan. Aktibatu eta inhibitu gisa sailkatutako unitateen proportzioak nabarmen aldatu ziren indartzearen inguruan, helduek unitate inhibituen proportzio handiagoak zituzten eta nerabeek unitate aktibatuen proportzio handiagoak zituzten. Errefortzua egin ondoren 0.5-1 segundotan, ez zegoen adinarekin lotutako desberdintasunik unitateen sailkapenean. Aurkikuntza horiek frogatzen dute nerabeen eta helduen unitateen antzeko proportzioak aldi desberdinetan aktibatu edo inhibitu daitezkeela (adibidez, instrumentu poke), zereginaren zati handi batean nerabeek unitate inhibituen proportzio txikiagoak izan zituzten.

Kopuru 4

Batez besteko oinarrizko normalizatutako tiro-tasa + 1 sem (itzalak) helduentzako eta nerabeen unitate guztientzat, sei saioetako denbora bakoitzean blokeatuta dauden zereginen gertaeretara. Nerabeen unitate guztietan, zereginen batez besteko abiadura tasa 4.66Hz zen eta 5.18Hz unitate heldu guztiek. ...

Kopuru 5

OFC biztanleria fasikoa eta unitate bakarreko jarduera 3-6 saioetan. A) Lursail beroek nerabeen (n = 265; goiko lursailak) eta helduaren (n = 184; lursail baxuenak) unitate bakoitzeko oinarrizko tiro normalizatua adierazten dute. Lerro bakoitza unitate bakoitzeko jarduera da ...

Eztabaida

Biztanleriaren eta unitate bakarreko mailetan, nerabezaroa OFC-k haurrentzako helduak baino modu desberdineko jokabide motzagoa prozesatu zuen, bereizketa nabarmenena nerabeen jarduera nabarmenagoa izan zen nerabeen jardueran saria eta beste ageriko gertakarietan. Nerabeek ere spike-denbora handiagoa aldakortasuna erakutsi zereginaren zati handi batean. Indartze garaian, jarduera murriztapen gutxiagoz gain, beren jarduera handitu zuten nerabeen proportzio handiagoa zegoen, baita alfa, beta eta gamma LFP potentziak ere helduen aldean. Garrantzitsua da adin horien arteko tratamendu neuralen desberdintasunak behatu izan arren, zereginen errendimendua antzekoa izan zen arren, desberdintasun horiek ez direla portaera-nahasmena soilik islatzen adierazten du.Schlaggar et al., 2002; Yurgelun-Todd, 2007). Gaia osagarriak gehitzean trebakuntza goiztiarren portaera desberdintasunak agerian jartzen bazituzten ere, nerabeek eta helduek egin zuten lana hirugarren saioan gehienezko mailan. Gure elektrofisiologiaren azterketak geroko saioetan oinarritu ziren, bi taldeek ekintza-emaitza elkarteak ondo ikasi zituenean. Arratoi nerabezaroan denbora laburrean ikasi ahal izateko jokabide lan bat aukeratu genuen. Motibazio konplexuagoko portaeraren oinarrizko eraikuntza-bloke bat jotzen zen. Beraz, aurkikuntza hauek adierazten dute nerabeek helduak bezainbeste motibaziozko portaera egiten duten moduan, ageriko gertakariak eta itxurazko prozesatze-eraginkortasunaren kodeketa neuralak (erpin-erritmoaren aldakortasunari dagokionez) funtsean desberdinak dira.

Nerabeen neuronak jarduera murriztua eduki ohi zuten helduek baino, portaera garrantzitsuenetan, esaterako, epaiketa-abisua, erantzun instrumentala baino lehen, eta sariaren aurretik eta bitartean. Adin horien arteko desberdintasunak garai hartan OFC neurona-inhibizio gutxiago izan litezke. Inhibizio neuronala funtsezkoa da oszilazio jarduera sinkronizatzean.Fries et al., 2007; Cardin et al., 2009; Sohal et al., 2009), erritmoaren denbora zehatza kontrolatu eta komunikazio neuronalaren eraginkortasuna hobetuz (Buzsaki eta Chrobak, 1995). Horrelako oszilazioak, EEG eta LFPrekin neurtzen direnak, neuronen zirrara aldaketak erritmikoak dira, pentsatuta dago zelularren eta zirkuituaren propietateen arteko interakzioak islatzeko.Buzsaki eta Draguhn, 2004), erritmoaren irteeraren denboraren doitzeaFries, 2005). Oszilazioen sinkronizazioa neurona-taldeak komunikatzeko bide bat eskaini dezakeFries, 2005), eta pertzepzioaren lotura eta beste prozesu batzuetan funtsezkoa izan daiteke (Uhlhaas et al., 2009b). Frekuentzia-banda jakin batzuetan sinkronia neuronala neurtzeko, testuinguru anitzetan errendimendu kognitiboarekin lotzen dira.Basar et al., 2000; Hutcheon eta Yarom, 2000) eta estatu patologiko batzuetan, esaterako, eskizofrenia murrizten dira (Uhlhaas eta Singer, 2010). Uhlhaas eta lankideek aurkitu dute ezberdintasunak zereginak erlazionatutako EEG oscillations giza nerabeen eta helduen artean.Uhlhaas et al., 2009a). Aurkikuntza horiekin bat datoz, nerabeen alfa eta beta potentziako hazkunde txikiagoak aurkitu genituen nerabeen OFCen sendotasunean. Maiztasun-banda horiek garrantzitsuak direla uste da distantzia luzeagoetan komunikazio neuronalerako.Pfurtscheller et al., 2000; Brovelli et al., 2004; Klimesch et al., 2007), nerabeen eraginkortasun gutxiago izan liteke. Interpretazio hau koherentea da ikerketa konektibitate funtzionalak garapenaren bitartez banatu eta banatuagoetatik aldatzen diren ikerketekin.Fair and al., 2009; Somerville eta Casey, 2010).

Era berean, adinarekin lotutako desberdintasun aldaketak aztertu genituen entseguetan, Fano faktorearen analisia erabiliz. Azken lanek frogatu dute eskualde kortiko askotan, neuronen jarduera motz estimuluen edo jokabide instrumentalaren bidez egonkortuta dagoela, Fano faktore murriztuan islatzen den moduan.Churchland et al., 2010). Izan ere, behatu dugu OFCn, portaera instrumentala, sarien hurbilketa / aurreikuspena eta indartzea (helduek) heltze-tasa aldakortasunaren neurria murriztu zutela. Aldakortasunaren murrizketarik handienak arratoiek erantzun instrumentala eta sendotze aurreko aldian gertatu ziren moduan. Jaurtiketa fasearen aldakortasun handiagoa espero litzateke fasialeko jarduera neuronala denborak gutxiago kontrolatuta egongo balitz, nerabeen OFCen kasuan. Nerabeek Fano faktore handiagoak izan zituzten helduak baino, zereginaren zati handi batean zehar, 1-en aldi bereko elikagaien bidezko sarrera jarraituz. Emaitza horien arabera, nerabeek tiro-tasa aldakortasun handiagoa izan ohi dute, neuronen kodeketan eraginkortasun txikiagoa izan dezakeela iradokitzen duena. Hau da, Fano faktore handiagoek adierazten dute nerabeen OFC neuronak aldakortasun handiagoa duten gertakari nagusiak kodetzen direla, epaiketatik trialera, eta horrek, aldi berean, seinale-zarata gutxiago ratioak dagokion tasa-kodeetan helduekikoarekin alderatuta. Hori dela eta, haurren eta nerabeen gertaerak erlazionatzeko potentziala seinale / zarata ratioak txikiagoak direla kontuan hartuta dator, helduek baino "" barneko banakako ezegonkortasuna "izan litezkeelako.Segalowitz et al., 2010). Neurona inhibizioa oso garrantzitsua da oszilazioak erakartzeko, eta, horren ondorioz, inhibitzaile-sareek zehazten dute zelula nagusien antzematea.Buzsaki eta Chrobak, 1995). Beraz, unitate nerabeek ageriko gertakarietarako inhibizio fasikoak gutxiago eta unitate nerabeen tiro motaren aldakortasun handiagoa erakusten duten nerabeen arteko lotura bat egon daiteke. Kontu handiz adierazi behar dugu, hala ere, konexio hori ez dela litekeena zuzena izan, Fano-faktorearen desberdintasun handienen denborak ez baitzuen ere fase faseko inhibizioaren desberdintasun handienak.

Nerabezaroan gertatzen diren neurologia handiko aldaketak gertatzen dira. Materia grisa murrizten da eta aldi horretan materia zuria handitzea (Benes et al., 1994; Paus et al., 1999; Paus et al., 2001; Sowell et al., 2001; Sowell et al., 2002; Sowell et al., 2003; Gogtay et al., 2004). Dopamina bezalako neuromodulatzaile batzuentzako hartzaileak nerabeen mailarik altuenetan adierazten dira PFC eta oinarrizko ganglioetan (helduak) baino.Gelbard et al., 1989; Lidow eta Rakic, 1992; Teicher et al., 1995; Tarazi et al., 1999; Tarazi eta Baldessarini, 2000). Anesthesized arratoietan, dopamina neuronen jarduera neural espontaneoa nerabeak edo helduak baino nerabeengan handiagoa da.McCutcheon eta Marinelli, 2009). Dopamina D2 errezeptoreen agonistaren aktibazio efektu kortikalak nerabezaroaren amaieran edo helduaroaren hasieran soilik daude, eta, aldi berean, bat-bateko aldaketa bat ikusten da (Tseng eta O'Donnell, 2007). NMDA errezeptoreen adierazpen bizkorra (FS) neuronetan ere nabarmen aldatzen da nerabeen PFCan. FS nerabeak nerabeen gehiengoak ez dira NMDA sinaptikako harremana duten bitartekarien bitartekaririk. Horiek dituzte zelula horiek oso urruti NMDA: AMPA ratioa (erakusteko).Wang eta Gao, 2009). Azterketa horien arabera, portaera motibatuta eta ahultasun psikiatrikoarekin lotutako nerabeen garuneko eskualdeen arkitekturan eta fisiologian funtsezko desberdintasunak erakusten dira. Gure ikerketaren bidez, hau da, gure ezagutza extracellular grabazio elektrofisiologikoa esna, portaera nerabeen grabaketa erabiltzen zelular eta molekularreko aurkikuntza horiek garrantzi funtzionala erabiltzen du zeregin lotutako neurona jarduera da, funtsean, desberdina nerabeen prozesatzeko prozesuan zehar nabarmendu du. gertaerak.

Giza fMRI ikerketak aurkitu dute nerabeek saritzen eta saritzeko aurrekontua modu ezberdinean eskualde mailako eskualde mailako helduenek baino modu desberdinean prozesatzen dutela.Ernst et al., 2005; Galvan et al., 2006; Geier et al., 2009; Van Leijenhorst et al., 2009). Nerabeen portaera ahultasun batzuen egungo azalpenak honako hauek dira: PFC hori "garatu gabea" dela bere jardueraren eta / edo azportortalaren egituren modulazio funtzionalarekin.Ernst et al., 2006; Casey et al., 2008; Steinberg, 2008). Azterlan honek garapenaren desberdintasunak behatu daitezkeen oinarrizko motibazioan zehar behatzen ditu eta, batez ere, unitate bakarreko mailan agerian geratzen da nerabeen jarduera murriztua murrizten duela nerabeen OFC jarduera gehienetan, baina ez guztiak. Lotura hori finkatzeko etorkizuneko lana behar den arren, unitate bakarreko mailan desberdina den neurrien erantzunak inhibitzaile-erantzunen proportzioan izan litezkeen intentsitatea izan daiteke nerabeen arteko diferentzia batzuen iturria. Intsolazioaren garrantzia dela eta, erpinen denbora zehatza kontrolatzeko, oszilazioak biltzeko eta neurona taldeen komunikazio eraginkorra errazten baitute.Buzsaki eta Chrobak, 1995; Fries et al., 2007), murriztua nerabeen PFC inhibizioa koherentea azterketa honetan ikusi beste prozesu cortical diferentziak behaketa handia da. Hala eta guztiz ere, nerabeen unitateen jardueran murriztapen gutxiago duten gertakariak ageriko gertaeren inguruan joera txikiagoa izan daiteke excitatory aferenteen jardueraren murriztapen txikiagoak eta inhibizio txikiagoa.

Alteratutako cortical jarduera inhibitzaileak portaera inhibizioa eragin dezake (Chudasama et al., 2003; Narayanan eta Laubach, 2006) eta estatu patologiko batzuekin lotuta dago (Chamberlain et al., 2005; Lewis et al., 2005; Behrens eta Sejnowski, 2009; Lewis, 2009). Esate baterako, eskizofrenia duten pertsonek GAD67 mRNAren espresioa murriztu dute, GABA inhibitzaile neurotransmisorearen sintesian parte hartzen duen entzima.Akbarian et al., 1995). Eskizofreniaren gaixoek ere GABA mintz-transbordadore (GAT-1) erreakzio immunologikoa duten axoi kartutxoak murriztu dituzte.Woo et al., 1998). Hori bereziki garrantzitsua da nerabeen ikerketarako, GAT-1 kartutxo immunoreactiboak (parvalbuminarekiko inmunoreaktiboak ere bai) nerabezarora iritsi baino lehen eta gero murriztapen nabarmena jasaten dute nerabe amaieran.Cruz et al., 2003), eskizofrenia lortzeko ohikoa den garaia. Garapen arruntean adinari lotutako jarduera fasikoen iturri zehatza zehazten duten etorkizuneko lanak nerabeen zehar sortzen diren gaixotasun psikiatrikoen patofisiologia eta sintomatologia garaiko denbora zuzenean garrantzitsuak izan daitezke.

Material osagarria

Eskertzak

Erreferentziak