Identifier
Département de neuroscience, Université de Pittsburgh, Pittsburgh, PA 15260, USA.
Abstract
Les adolescents réagissent souvent différemment des adultes aux mêmes contextes de motivation, tels que les interactions entre pairs et les stimuli agréables. La délimitation des différences de traitement neuronal chez les adolescents est essentielle pour comprendre ce phénomène, ainsi que les bases de vulnérabilités comportementales et psychiatriques graves, telles que la toxicomanie, les troubles de l'humeur et la schizophrénie. Nous pensons que les changements liés au vieillissement dans la manière dont les stimuli saillants sont traités dans les régions clés du cerveau pourraient sous-tendre les prédilections et les vulnérabilités uniques de l'adolescence. Parce que le comportement motivé est la question centrale, il est essentiel que des comparaisons de l'activité cérébrale liées à l'âge soient entreprises dans des contextes de motivation. Nous avons comparé l'activité d'unité individuelle et les potentiels de champ locaux dans le noyau accumbens (NAc) et le striatum dorsal (DS) de rats adolescents et adultes au cours d'une tâche instrumentale motivée par la récompense. Ces régions participent à l’apprentissage motivé, au traitement des récompenses et à la sélection des actions. Nous rapportons les différences de traitement neuronal chez les adolescents dans le DS, une région généralement associée davantage à l'apprentissage qu'au traitement de récompense chez l'adulte. Plus précisément, les adolescents, mais pas les adultes, présentaient une forte proportion de neurones dans le DS qui s'activaient en prévision de la récompense. Des profils de réponse plus similaires ont été observés dans les NAc des deux groupes d’âge. Des différences d'activité de DS dans une unité ont été trouvées malgré des oscillations de potentiel de champ locales similaires. Cette étude montre que, chez les adolescents, une région particulièrement impliquée dans l’apprentissage et la formation d’habitudes réagit de manière extrêmement efficace. Il suggère donc un mécanisme sur la manière dont les récompenses pourraient façonner différemment le comportement des adolescents et sur leur vulnérabilité accrue aux troubles affectifs.
Au cours de l'adolescence, une myriade de changements neurodéveloppementaux se produisent (1) pouvant affecter la manière dont les événements marquants, tels que les stimuli valorisants, sont traités. De tels changements dans le traitement neuronal pourraient sous-tendre certaines des prédilections comportementales courantes observées chez les adolescents parmi les espèces de mammifères, telles que la prise de risques accrue (1-5), ainsi que la tendance accrue à développer des troubles tels que la dépendance, la dépression et la schizophrénie (6-8). Avant de pouvoir comprendre le substrat neural de ces vulnérabilités, nous devons d’abord en apprendre davantage sur les schémas de traitement neuronaux typiques du cerveau des adolescents, comparés et contrastés avec ceux de l’adulte.
Essentiellement, chaque vulnérabilité comportementale et psychiatrique de l'adolescence est apparente dans des contextes de motivation. Il est donc important de comparer l'activité neuronale des adolescents à celle des adultes lors d'un comportement motivé. Un comportement motivé est une action qui facilite un ajustement de la relation physique entre un organisme et des stimuli (par exemple, la probabilité ou la proximité d'une récompense particulière) (9). Cependant, ces contextes comportementaux compliqueront naturellement l'analyse de l'activité neuronale: comment savons-nous que les différences neuronales ne reflètent pas simplement une différence de performance comportementale entre les deux groupes d'âge? Une différence dans le traitement neuronal est-elle simplement due à une confusion comportementale, ou y a-t-il des différences plus fondamentales dans la manière dont les adolescents codent et traitent les événements saillants dans un contexte de motivation? Nous avons effectué un enregistrement électrophysiologique d'une unité in vivo pour comparer l'activité neuronale des adolescents avec celle des adultes lors d'événements saillants lorsque la performance comportementale était impossible à distinguer entre les deux groupes (par exemple, récompenser les latences de récupération dans les sessions tardives lorsque la tâche était bien apprise). Pour ce faire, nous avons effectivement utilisé une «pince comportementale» qui nous a permis d'identifier des différences fondamentales de traitement liées à l'âge qui n'étaient pas confondues par les performances.
Bien qu'une grande partie du cerveau des adolescents n'ait pas encore été examinée de cette manière, nous nous sommes concentrés sur le striatum dorsal (DS) et le noyau accumbens (NAc) en raison de leur rôle central dans le comportement motivé. Ensemble, ces régions cérébrales sont impliquées dans l'apprentissage par association, la formation d'habitudes, le traitement des récompenses et le contrôle adaptatif des schémas comportementaux (10-13). Le striatum reçoit des projections des régions corticales impliquées dans les processus sensoriels, moteurs et cognitifs (14), ainsi que des entrées dopaminergiques (15). La NAc, qui fait partie du striatum ventral, reçoit des afférents de l'amygdale (16) et le cortex préfrontal (17), et les afférences dopaminergiques de la région tegmentale ventrale (18). Le NAc est considéré comme la clé de la traduction de la motivation en action (19) et est au cœur de certaines hypothèses actuelles concernant les fondements neurobiologiques de la prise de risque et de la recherche de sensations chez les adolescents (5, 20, 21).
Résultats
L’activité des unités neuronales a été enregistrée à partir des DS et NAc (Fig. S1) d'adolescent (n = 16) et adulte (n = 12) en apprenant à associer une action instrumentale (poke) à un résultat de récompense (pastille alimentaire; Fig. 1A). Les données comportementales sont combinées (Fig. 1 B – D), car aucune différence statistique n’a été observée entre les régions. Il n’existait aucune différence significative liée à l’âge entre les formations en ce qui concerne le nombre d’essais par session [F(1, 1) = 1.74, P = 0.20]; la latence de la queue au coup de poing instrumental [F(1, 1) = 0.875, P = 0.36]; ou la latence entre le poke instrumental et l'entrée dans le bac à nourriture [F(1, 1) = 0.82, P = 0.36]. La latence entre le début de la queue et le coup de poing instrumental semblait être différente au début des séances, bien que cela n’ait pas été statistiquement significatif et qu’il fût motivé par trois animaux aberrants qui n’avaient pas encore appris l’association (Fig. 1C, Encart). À partir de la session 4, toutes les mesures ont atteint un maximum stable dans les deux groupes d’âge. Au cours de ces séances, la latence moyenne chez l'adulte et l'adolescent entre la réponse instrumentale et l'entrée dans l'auge était de (moyenne ± SEM), respectivement, 2.47 ± 0.12 et 2.54 ± 0.17.
Des réponses cohérentes de la population neuronale DS autour du poke instrumental et de la mangeoire ont été observées lorsque les rats ont appris l'association action-résultat et ont effectué de nombreux essais lors de chaque session (sessions 4 – 6; Fig. S2A). Un examen plus approfondi de cette activité au cours des séances 4 – 6 révèle des similitudes dans l'activité de certains groupes neuronaux, mais des différences considérables dans d'autres (Fig. 2). Environ 10% des neurones enregistrés ont été activés au moment de l’essai, peu de cellules étant inhibées (Fig. 2 A ainsi que C, Gauche). La distribution du taux de mise à feu des adolescents et des adultes Z-Les scores n'étaient pas différents à cette époque (Z = 1.066, P = 0.29; Fig. 2B, Gauche). Il n’existait pas non plus de différence liée à l’âge dans les proportions de neurones activés, inhibés et non significatifs au signal [2(2, n = 570) = 2.35, P = 0.31; Tableau 1]. La proportion de cellules activées et leur intensité d'activité ont augmenté dans les deux groupes avant la réponse instrumentale, bien que cette augmentation ait été plus importante chez les adolescents (Z = −2.41, P = 0.02; Fig. 2B, Canaux centraux). Les différences liées à l’âge dans les proportions du type de réponse au cours des 0.5 avant le poke instrumental étaient significatives [2(2, n = 570) = 10.01, P <0.01], un effet induit par une plus grande proportion d'unités inhibées par les adultes (Z = 3.05, P <0.01; Tableau 1). Immédiatement après la réponse instrumentale, les cellules précédemment activées ont été inhibées, de même que de nombreuses unités non engagées auparavant (Fig. 2A, Canaux centraux). Cela a entraîné une baisse transitoire de l'activité de la population, qui a augmenté à nouveau à des taux spécifiques à l'âge, avec des différences statistiques persistantes entre les activités des adolescents et des adultes au cours des 0.5 après la réponse instrumentale (Z = 2.19, P = 0.03; Fig. 2B, Canaux centraux). Au cours de cette période, les proportions des types de réponse ont encore différé entre les deux [2(2, n = 570) = 10.57, P <0.01], en raison d'une plus grande proportion d'unités activées par un adulte (Z = 2.87, P <0.01; Fig. 2C, Canaux centraux ainsi que Tableau 1). Plusieurs des mêmes neurones qui ont augmenté leur activité avant que le poke instrumental ne soit inhibé de manière transitoire puis réactivé avant de pénétrer dans le bac à nourriture (les rangées de la courbe de chauffe présentant un motif rouge-bleu-rouge Fig. 2A, Canaux centraux). Le calendrier de cette tendance différait entre les adolescents et les adultes. Une proportion non négligeable de neurones adolescents est restée activée jusqu'à récompense. Ces «neurones d’anticipation des récompenses» étaient rares chez les adultes (Fig. 2A, Droite). En plus des différences dans l’évolution temporelle, les neurones adolescents activés dans les 0.5 avant leur entrée dans l’abreuvoir ont également atteint un sommet avec une magnitude supérieure (Z = −7.63, P <0.01; Fig. 2B, Droite). Ce schéma général d’activité a été relativement stable au cours des sessions 4 – 6 (Film S1), même si un échantillonnage aléatoire d’unités montre une variabilité intra-unité pour certaines unités (Fig. S3). Les proportions d’unités activées et inhibées étaient différentes [2(2, n = 570) = 41.18, P <0.01], avec des adolescents et des adultes, respectivement, ayant des proportions significativement plus élevées de (Z = −6.21, P <0.01) et les unités inhibées (Z = 4.59, P <0.01; Fig. 2C, Droite ainsi que Tableau 1). Dans les 0.5 après l’atteinte du creux alimentaire, les adolescents ont continué à faire preuve d’une activité plus soutenue (Z = –6.43, P <0.01). Les proportions de substances activées, inhibées et non significatives sont restées différentes comme c'était le cas juste avant l'entrée dans l'auge alimentaire [χ2(2, n = 570] = 31.18, P <0.01; Fig. 2C, Droite ainsi que Tableau 1). De nouveau, les adolescents avaient une plus grande proportion d’unités activées (Z = –4.89, P <0.01) et une plus petite proportion d'unités inhibées à ce moment (Z = 4.36, P <0.01).
Dans l’ANc, les pics d’adolescence et d’adulte sont passés de réactions légères ou variables liées aux tâches à des schémas plus cohérents (Fig. S2B). Lors de la session 4, les deux groupes ont connu une augmentation similaire, puis une diminution de l'activité phasique au poke instrumental. Cette tendance était plus prononcée avant et après la récompense (entrée du bac à nourriture). Un examen plus attentif de l'activité neuronale phasique de l'ANc révèle plusieurs similitudes étroites dans le schéma et l'étendue de l'activation et de l'inhibition neuronales, ainsi que certaines différences notables (Fig. 3). Plus précisément, l’apparition de la lumière de repère a entraîné l’activation d’environ 10% des neurones NAc chez les adolescents et les adultes, peu de neurones étant inhibés et aucune différence significative liée à l’âge dans la proportion de neurones activés ou inhibés à ce stade [ χ2(2, n = 349) = 1.51, P = 0.47], et pas de différence dans l'activité globale de la population (Z = 1.82, P = 0.07; Fig. 3, Gauche). Une fois les neurones activés pour un essai, ils avaient tendance à rester activés jusqu'à l'entrée de l'animal dans l'auge. La dynamique temporelle était telle qu'une certaine proportion de neurones est devenue plus fortement activée à la fois autour du poke instrumental et de l'entrée du creux de nourriture. Aucune différence liée à l'âge dans l'activité de la population (Z = –0.16, P = 0.87) ou les proportions de la catégorie d'unité [χ2(2, n = 349) = 0.22, P = 0.90] ont été trouvés dans les 0.5 précédant le poke instrumental. Après le coup d’instrument, les adultes ont montré une activité moyenne plus élevée (Z = 4.09, P <0.01) et différences dans les proportions des catégories d'unités [χ2(2, n = 349) = 7.23, P = 0.03] en raison d'une plus grande proportion de neurones activés chez l'adulte (Z = 2.53, P = 0.01; Fig. 3C, Canaux centraux ainsi que Tableau 1). De même, une activité adulte moyenne plus élevée a été observée chez les 0.5 avant l’entrée du bac à nourriture (Z = 2.67, P <0.01), et là encore, différentes proportions de catégories d'unités ont été observées [χ2(2, n = 349) = 6.64, P = 0.04] en raison de la proportion significativement plus grande d'unités activées pour adultes (Z = 2.32, P = 0.02; Fig. 3C, Droite ainsi que Tableau 1). Au cours de cette période, l’activité neuronale d’essai a montré une certaine stabilité, mais moins que dans la DS (Film S2). Aucune différence significative d'activité de la population liée à l'âge n'a été observée chez les 0.5 après leur entrée dans le bac à nourriture (Z = −0.61, P = 0.54), bien que des différences de proportion unitaire soient présentes [2(2, n = 349) = 7.81, P = 0.02]. Ceci reflétait une proportion significativement plus élevée d'unités adolescentes inhibées à ce moment-là (Z = −2.81, P <0.01; Fig. 3C, Droite ainsi que Tableau 1). Ainsi, bien qu'il y ait eu quelques différences entre les groupes, le schéma général des réponses neuronales (et de l'activité entre unités) était plus similaire dans le NAc que dans le DS.
Les spectrogrammes LFP normalisés moyens étaient similaires chez les adolescents et les adultes, à la fois en NAc et en DS (Fig. 4). Avant l'entrée au creux de la nourriture, dans la NAc, les adolescents et les adultes présentaient une puissance réduite dans les bandes β (13–30 Hz) et γ (> 30 Hz), avec des réductions de puissance γ plus importantes chez les adultes. Après l'entrée dans le bac à nourriture, les deux groupes ont présenté des augmentations de puissance β transitoires centrées autour de 20 Hz. Il y avait une tendance à une plus grande puissance de la LFP chez les adolescents dans les fréquences plus basses telles que θ (3–7 Hz) et α (8–12 Hz), avec des différences significatives liées à l'âge ms 500 ms après l'entrée dans le creux de la nourriture (Fig. 4 A ainsi que B). Des tendances similaires ont été observées dans la DS, avec des augmentations légèrement plus fortes de la puissance β chez les adultes immédiatement après leur entrée dans le bac à nourriture (Fig. 4 C ainsi que D). Globalement, les cartes de contraste statistiques (Fig. 4 B ainsi que D) démontrent la similarité de l'activité LFP liée à la récompense des adolescents et des adultes dans de nombreuses fréquences, à quelques exceptions près.
a lieu
Nous avons trouvé une forte activation liée à la récompense chez les adolescents DS mais pas chez les adultes, une structure associée à la formation d'habitudes et au contrôle adaptatif des schémas comportementaux (11-13, 22). La NAc a répondu de manière similaire dans les deux groupes d’âge; Bien que certaines différences d'unités d'activité aient été observées dans le NAc, ces différences étaient plus petites et plus transitoires, et l'évolution temporelle de l'activité neuronale était très similaire entre les groupes de cette région. Ces résultats démontrent une hétérogénéité régionale liée au traitement des récompenses dans la maturité fonctionnelle des structures des noyaux gris centraux à l'adolescence et suggèrent, avec la DS, un lieu jusqu'ici négligé des différences de traitement neuronal chez l'adolescent pouvant être directement pertinent pour les vulnérabilités liées à l'âge. Nous avons également constaté que bien que des différences significatives liées à l'âge aient été observées au niveau de l'unité, ces différences n'étaient pas facilement observables dans la puissance des oscillations de la LFP, qui s'apparentaient davantage aux signaux régionaux à plus grande échelle de l'IRMf et de l'EEG (23).
Les données sur l'activité neuronale phasique suggèrent que le rôle précis de la DS lors de l'anticipation de la récompense, ou l'influence des stimuli gratifiants sur ses représentations neurales, est différent chez l'adolescent et chez l'adulte. Les deux groupes avaient des unités activées au début des essais, brièvement inhibées lors de la réponse instrumentale, puis réactivées. Parmi celles-ci, conformément à d’autres études, les unités adultes ont été réactivées plus tôt et sont revenues à la valeur de base avant la récompense (24, 25). L'activation de leurs homologues adolescents, en revanche, a persisté jusqu'à la récupération des récompenses. Ainsi, seuls les adolescents avaient un groupe important de ce que l’on pourrait décrire comme neurones d’anticipation de la récompense dans la DS. Bien que d’autres aient précédemment observé une activité préalable dans la DS (24-26), le point critique ici est que les adolescents et les adultes ont un équilibre et une évolution dans le temps différents dans leurs modèles d'activité. On pense que le striatum joue un rôle direct dans les associations situation-action (25) et peut jouer le rôle d'acteur dans un modèle «acteur-critique» pour orienter les comportements vers des actions plus avantageuses (27). Le striatum reçoit de la dopamine provenant des projections de la substance noire et du glutamate des régions corticales; il envoie les projections GABA à Globus pallidus, qui se projette ensuite à Thalamus, pour finalement revenir au cortex. Les signaux afférents provenant de régions immatures du cortex préfrontal ou des ganglions de la base pourraient en partie expliquer les tendances par âge actuellement observées dans la DS. En effet, nous avons déjà observé une inhibition réduite et une activation accrue en partie dans le cortex orbitofrontal (OFC) chez les adolescents au cours de cette tâche (28), qui projette directement sur cette région de DS (29).
Cohérence avec les rapports précédents d'augmentation des oscillations θ et β de la LFP dans le DS pendant un comportement volontaire (30, 31), les adolescents et les adultes ont présenté ces symptômes avant et après l’entrée dans l’abreuvoir. Malgré les différences substantielles d'activité d'une unité dans la DS, les oscillations de la LFP étaient très similaires entre les deux groupes d'âge, à la fois dans la DS et dans le NAc. Cette découverte est essentielle car les études chez l'adolescent se sont concentrées sur des mesures fonctionnelles à plus grande échelle telles que l'IRMf et l'EEG. Nous montrons que de fortes différences d’unités d’activité unitaires liées à l’âge peuvent être trouvées même lorsque des oscillations régionales à plus grande échelle, mieux corrélées avec les signaux IRMf, sont similaires (23). Bien que les fonctions des oscillations LFP des ganglions de la base soient inconnues, elles sont modulées par le contexte comportemental (30, 31), identique pour les deux groupes d’âge.
Dans l'ANc, mis à part certaines différences transitoires, les proportions d'unités activées et inhibées recrutées et l'évolution dans le temps de leurs réponses étaient généralement similaires, comme en témoigne l'activité moyenne normalisée de la population. Les manipulations de l'ANc affectent la motivation, l'activité comportementale de base, ainsi que l'apprentissage et l'exécution du comportement instrumental (32-35). Dans la présente étude, les différences d'activité neuronale chez les adolescents dans NAc étaient modestes et transitoires par rapport à celles dans DS. Les études IRMf chez l'homme ont été incohérentes dans les comparaisons de l'activité NAc liée à la récompense chez les adolescents et les adultes. Certaines études ont montré que les signaux adolescents NAc plus forts récompensaient (36, 37) et d’autres en ont trouvé des plus faibles (38) ou des modèles plus complexes dépendant du contexte (39). Cette étude, qui enregistre l'activité d'unité sous-corticale et de LFP chez des adolescents au comportement éveillé, met en lumière ce problème: nous montrons que de telles différences liées à l'âge peuvent dépendre du type de signal mesuré. Nos résultats concordent également avec les preuves antérieures selon lesquelles la maturité fonctionnelle est atteinte plus tôt dans la région NAc que dans d’autres régions telles que l’OFC (37, 28). Cependant, en constatant que l’activité des unités DS chez l’adolescent diffère de celle de l’adulte, nous concluons qu’il ne s’agit pas simplement d’une distinction entre corticale et sous-corticale, comme cela a été proposé (40).
Il est important de souligner que les différences d'activité neuronale observées dans la présente étude ont été observées malgré l'absence de différences de comportement mesurées. En raison du rôle de la DS dans l'exécution des schémas comportementaux, les différences neuronales peuvent être dues en partie à une différence comportementale non mesurée. Bien que de telles différences soient toujours possibles, dans la présente étude, elles semblent hautement improbables pour plusieurs raisons. Les comparaisons neuronales n'ont été effectuées que lorsque les rats maîtrisaient très bien la tâche et étaient très concentrés sur la tâche. La période où les différences neuronales étaient les plus marquées était le temps écoulé entre la réponse instrumentale et l’entrée dans l’abreuvoir, tandis que la latence moyenne de ce comportement était essentiellement identique pour les deux groupes d’âge. En outre, des différences neuronales ont été systématiquement observées à certains endroits (par exemple, lors de l’anticipation des récompenses) mais pas à d’autres (par exemple, la réponse au signal de début de l’essai), et bien que l’évolution temporelle de l’activation neuronale diffère souvent de manière substantielle, elle est également temporelle. était généralement similaire dans les deux régions du cerveau de chaque groupe d'âge. Ensemble, ces résultats sont cohérents avec l’interprétation selon laquelle il existe des différences fondamentales de traitement neuronal liées à l’âge, en particulier dans la DS, même dans des contextes / comportements similaires, ce qui traduit des différences d’architecture neuronale, d’efficacité du traitement et / ou de l’impact physiologique de facteurs saillants. événements.
En conclusion, nous avons constaté que les événements marquants liés aux récompenses puisent fortement dans la DS d'adolescents mais pas d'adultes, ce qui pourrait indiquer un nouveau locus au sein des réseaux responsables des vulnérabilités comportementales et psychiatriques liées à l'âge. Cette structure des ganglions de la base joue un rôle central dans l'apprentissage et la mémoire normaux, la formation d'habitudes et d'autres aspects du comportement motivé, et son dysfonctionnement est associé à des problèmes psychiatriques (41-43). Par conséquent, en apprendre davantage sur la manière dont l'activité de cette région évolue au cours du développement, ainsi que ses interactions avec d'autres régions cérébrales clés, sera essentiel pour comprendre les mécanismes de vulnérabilité des adolescents et la conception future des interventions cliniques. La complexité de la vulnérabilité comportementale et psychiatrique des adolescents est probablement multifactorielle et implique de nombreuses régions du cerveau. Ainsi, la DS n'est qu'une des nombreuses régions en interaction qui, ensemble (et non isolément), sont probablement critiques pour les vulnérabilités comportementales et psychiatriques de l'adolescence. Nous espérons qu'avec des techniques telles que l'enregistrement électrophysiologique chez l'adolescent et l'approche par pince comportementale permettant d'étudier les différences de traitement neuronal liées à l'âge dans des contextes comportementaux, nous pourrons commencer à apprécier les substrats de la vulnérabilité des adolescents au niveau du réseau.
Matériels et méthodes
Sujets et chirurgie.
Les procédures chez les animaux ont été approuvées par le comité de protection et d'utilisation des animaux de l'université de Pittsburgh. Adulte (jour postnatal 70 – 90, n = 12) et mère enceinte (jour embryonnaire 16; n = 4) Des rats Sprague-Dawley (Harlan) ont été logés dans des vivariums à climat contrôlé avec cycle lumière / obscurité 12-h (lumières allumées à 7: 00 PM) et un accès à volonté à l'eau et à la nourriture. Les portées ont été réduites à six bébés mâles maximum, qui ont ensuite été sevrés le jour postnatal 21 (n = 16). Les interventions chirurgicales chez l'adulte ont été pratiquées après un minimum de 1 semaines d'accoutumance au logement. Les chirurgies à l'adolescence ont été pratiquées le jour suivant la naissance, 28 – 30. Des matrices de microélectrodes à huit fils ont été implantées dans NAc ou DS (Matériels et méthodes SI). Les enregistrements ont été effectués comme décrit précédemment (28) tandis que les rats effectuaient une tâche comportementale. Des unités individuelles ont été isolées à l’aide de la trieuse hors ligne (Plexon) grâce à une combinaison de techniques de tri manuel et semi-automatique (44).
Comportement.
Les procédures de tests comportementaux ont été effectuées comme décrit précédemment (28, 45). Les rats ont appris à exécuter un coup de poing instrumental pour obtenir des récompenses sous forme de granulés alimentaires (Fig. 1A ainsi que Matériels et méthodes SI). À chaque session, le nombre total d'essais, le temps de latence moyen entre le début de l'essai et la réponse instrumentale, ainsi que le temps de latence entre la réponse instrumentale et l'extraction des pellets ont été évalués. Des ANOVA à mesures répétées Age × session ont été réalisées à l'aide du logiciel SPSS sur toutes ces mesures (α = 0.05), avec des corrections df inférieures pour lesquelles l'hypothèse de sphéricité a été violée.
Analyse électrophysiologique.
Les données électrophysiologiques ont été analysées à l’aide de scripts Matlab (MathWorks) personnalisés et de fonctions de la boîte à outils Chronux (http://chronux.org/). Les analyses unitaires étaient basées sur des histogrammes de taux de déclenchement par événement dans des fenêtres entourant des événements. L’activité à l’unité était Z- Scores normalisés en fonction des fréquences de déclenchement moyenne et SD de chaque unité au cours de la période de référence (une fenêtre 2 commençant par 3 avant le début du signal). L'activité moyenne des unités de population a été tracée autour des tâches. Des comparaisons statistiques des activités des unités adolescents et adultes ont été effectuées sur des fenêtres d’intérêt a priori (fenêtres de 0.5 après le signal, avant et après le poke instrumental, et avant et après l’entrée dans l’abreuvoir) à l’aide de tests de Wilcoxon rank-sum présenté comme Z-values), corrigé par Bonferroni pour plusieurs comparaisons. L’hypothèse nulle a été rejetée dans cette analyse lorsque P 0.01. Films S1 ainsi que S2 représente l'activité de taux de déclenchement normalisé moyen du taux de déclenchement lissé (LOESS) estimé localement sur cinq essais, se déplaçant en étapes d'essai unique sur des images vidéo pendant les sessions 4 – 6. Le temps vidéo représente l'évolution de l'activité au travers des essais de chaque session. Les unités ont également été classées comme activées ou inhibées dans des fenêtres temporelles particulières si elles contenaient trois groupes 50-ms consécutifs avec Z ≥ 2 ou Z ≤ −2, respectivement. Ces critères ont été validés comme produisant des taux de fausse catégorisation faibles via des analyses bootstrap non paramétriques, comme décrit précédemment (39) (Matériels et méthodes SI). Une fois les unités classées,2 des analyses ont été effectuées sur des fenêtres d'intérêt a priori pour toutes les unités activées, inhibées et non significatives. Seulement significatif2 les tests ont été suivis par post hoc Z-tests de deux proportions pour déterminer les différences de catégories significatives sous-jacentes. L’hypothèse nulle a été rejetée lorsque P <0.05, indiqué en Tableau 1 avec des caractères gras. Pour visualiser l'évolution temporelle du recrutement de l'unité (c'est-à-dire, qu'elle soit activée ou inhibée), des analyses de catégorie ont été effectuées dans des fenêtres mobiles 500-ms (par étapes de 250-ms) dans des fenêtres plus grandes temporisées par des événements de tâches.
Après avoir supprimé les essais dans lesquels la trace de tension LFP brute contenait des artefacts d’écrêtage ou des valeurs aberrantes (± 3 SD par rapport à la tension moyenne), des spectres de puissance moyennés par essai ont été calculés pour chaque sujet en utilisant la transformée de Fourier rapide (Matériels et méthodes SI). Les spectres de puissance ont été moyennés pour chaque groupe d'âge. Tcartes de contraste des scores comparant la puissance LFP normalisée des spectrogrammes adolescent et adulte pour chaque intervalle de temps × fréquence ont été tracées pour mettre en évidence les similitudes et les différences liées à l'âge.
Remerciements
L’Institut national de la santé mentale, la serre des sciences de la vie de Pittsburgh et une bourse de recherche de la Fondation Andrew Mellon (à la DAS) ont apporté leur soutien.
Notes
Les auteurs ne déclarent aucun conflit d'intérêt.
Cet article est une soumission directe de PNAS.
Cet article contient des informations complémentaires en ligne sur www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1114137109/-/DCSupplemental.
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