Immaturités dans le traitement des récompenses et son influence sur le contrôle inhibiteur à l'adolescence (2010)

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

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

Information sur l'auteur

Laboratoire de développement neurocognitif, Département de psychiatrie et de psychologie, Centre des bases neuronales de la cognition, Université de Pittsburgh, Pittsburgh, PA 15213, États-Unis. [email protected]

Abstract

La nature du traitement immature des récompenses et l’influence des récompenses sur les éléments de base du contrôle cognitif pendant l’adolescence ne sont pas bien compris. Ici, au cours de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, des adolescents et des adultes en bonne santé ont exécuté une tâche antisaccade modifiée dans laquelle les contingences de récompense essai par essai ont été manipulées. L'utilisation d'une nouvelle conception rapide liée aux événements a permis d'évaluer les différences de développement dans la fonction cérébrale sous-jacentes aux étapes temporellement distinctes du traitement de la récompense et de l'inhibition de la réponse. Les essais de récompense comparés aux essais neutres ont abouti à des réponses inhibitrices correctes plus rapides à travers les âges et à moins d'erreurs inhibitrices chez les adolescents. Au cours des essais de récompense, le signal dépendant du taux d’oxygène dans le sang était atténué dans le striatum ventral chez les adolescents au cours de l’évaluation des signaux, puis suractif lors de la préparation de la réponse, suggérant des limites à l’adolescence dans l’évaluation des récompenses et une réactivité accrue en prévision des récompenses par rapport aux adultes. Il est important de noter qu'une activité accrue dans le cortex frontal le long du sulcus précentral a également été observée chez les adolescents au cours de la préparation de la réponse à un essai récompense, suggérant une modulation de la récompense des régions de contrôle oculomoteur soutenant une réponse inhibitrice correcte. Collectivement, ce travail caractérise des immaturités spécifiques dans les systèmes cérébraux des adolescents qui soutiennent le traitement de la récompense et décrit l'influence de la récompense sur le contrôle inhibiteur. En résumé, nos résultats suggèrent des mécanismes qui peuvent sous-tendre la vulnérabilité des adolescents à une mauvaise prise de décision et à un comportement à risque.

Mots clés: adolescence, antisaccade, IRMf, inhibition de la réponse, récompense

Introduction

Les résultats négatifs associés à des comportements à risque ou téméraires sont un facteur majeur de la forte augmentation (200%) des taux de morbidité et de mortalité observés pendant l'adolescence (Arnett 1992; Lance 2000; Dahl 2004). La prise de risque peut être définie comme une incitation, souvent impulsive, à des comportements qui ont une grande subjectivité, mais qui exposent la personne à une blessure ou à une perte potentielle (par exemple, conduite extrêmement rapide et relations sexuelles non protégées) (Irwin 1990). La propension des adolescents à prendre des risques fournit des preuves comportementales irréfutables de l'immaturité des capacités décisionnelles. Cependant, notre compréhension de la base neurale de la prise de risque reste limitée. Bien que plusieurs circuits fonctionnels soient censés contribuer à la prise de risques comportementaux, les systèmes primaires 2 sont probablement un traitement de récompense et un contrôle inhibiteur (Steinberg 2004). Une détection et une évaluation immatures des récompenses, associées à des limitations en matière de contrôle des impulsions endogènes, pourraient entraîner une mauvaise prise de décision qui pourrait ensuite ouvrir la voie à une prise de risque. Dans le présent document, nous comparons le traitement des récompenses et ses effets sur le contrôle inhibiteur chez les adolescents et les adultes, afin de mieux comprendre la base neurale du comportement de prise de risque..

Une littérature abondante a décrit les circuits neuronaux supportant le traitement des récompenses chez les adultes matures (Schultz 2000; Breiter et al. 2001; O'Doherty et coll. 2001; Roesch et Olson 2004; Hikosaka et al. 2006). Le cortex orbitofrontal (OFC), le striatum dorsal et ventral (VS) et le cortex préfrontal médial (PFC) ont été identifiés comme des composants clés (Schultz 2000; McClure et al. 2004). Il est important de noter que la résolution temporelle des études d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) à événement unique et liée à un événement a montré que le traitement des récompenses n'est pas une fonction monolithique, mais plutôt une suite dynamique de calculs interdépendants. Des signaux distincts se produisant avant (signaux «anticipatifs») et après remise de récompenses (signaux «consommables») ont été identifiés (Schultz 2000; Hare et al. 2008). Les signaux anticipés sont associés à la détection initiale et à la détermination de la valence des signaux prédictifs de la récompense, ainsi qu'à l'évaluation de la valeur anticipée d'une récompense future (Knutson et al. 2001; O'Doherty et coll. 2002). Les signaux de consommation comprennent ceux liés à l’ampleur de la récompense reçue (Delgado et al. 2000, 2003; Rolls 2000; O'Doherty et coll. 2001) et si la récompense reçue correspondait ou non aux prévisions (signaux «prédiction-erreur») (Schultz 2000; Schultz et al. 2000).

Comparativement, notre compréhension du développement du traitement des récompenses à l'adolescence reste assez limitée. Des études anatomiques indiquent que les régions primaires de récompense présentent une immaturité persistante jusqu'à l'adolescence, y compris un amincissement continu de la matière grise dans les ganglions de la base et l'OFC. (Giedd et al. 1996; Sowell et al. 1999; Gogtay et al. 2004; Toga et al. 2006), qui sont en partie probablement dues à la perte de synapses faibles ou inutilisées via l'élagage synaptique (Gogtay et al. 2004). Au cours de l'adolescence, un nombre accru de synapses sous-spécifiées pourrait limiter l'identification des signaux de récompense et la représentation des valeurs par rapport aux adultes. Parallèlement à l'élagage synaptique, la myélinisation augmente de manière linéaire au cours du développement (Yakovlev et Lecours 1967). La myélinisation améliore l'efficacité du traitement de l'information en augmentant la vitesse et la fidélité de la transmission neuronale distale, facilitant ainsi l'intégration fonctionnelle des circuits cérébraux largement distribués, essentiels à l'émergence d'un comportement complexe d'ordre supérieur. (Goldman-Rakic et al. 1992; Luna et Sweeney 2004). Une comparaison médiocre du cerveau de l'adolescent pourrait contribuer à une capacité limitée à intégrer efficacement les signaux de récompense avec les systèmes moteurs efférents nécessaires à un comportement motivé (Roesch et Olson 2003, 2004).

Parallèlement à la maturation microstructurale persistante, les données convergentes de modèles humains et animaux indiquent que la neurotransmission de la dopamine (DA) dans les systèmes striatal et cortical continue de mûrir pendant l'adolescence. (Lance 2000; Andersen 2003; Crews et al. 2007). Par exemple, les taux et la liaison des récepteurs D1 et D2 dans le striatum de rat sont plus élevés à l'adolescence par rapport à l'âge adulte. (Seeman et al. 1987). La densité des transporteurs de DA, qui servent à éliminer les DA de la synapse, culmine à l'adolescence dans le striatum (Meng et al. 1999). De plus, les entrées de DA dans l'augmentation du PFC à l'adolescence (Kalsbeek et al. 1988; Rosenberg et Lewis 1994, 1995; Lance 2000), et les preuves suggèrent un changement relatif des systèmes DA mésolimbiques aux systèmes mésocorticaux au début de l'adolescence (Lance 2000). En termes de traitement des récompenses, une augmentation des niveaux de DA chez les adolescents dans le striatum et le PFC, associée à de plus grands transporteurs de DA, pourrait contribuer à une sensibilité accrue aux récompenses, mais limitée dans le temps, comme proposé dans un modèle de trouble d'hyperactivité avec déficit de l'attention (Castellanos et Tannock 2002).

En accord avec les données structurelles, les études initiales d'IRMf sur le développement indiquent des immaturités fonctionnelles dans les systèmes cérébraux liés aux récompenses pendant l'adolescence (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). Il a été démontré que les adolescents recrutent un circuit de récompense similaire à celui des adultes (May et al. 2004), la directionnalité des réponses immatures n’a pas encore été complètement caractérisée dans les régions primaires. Des preuves ont été trouvées concernant la «sous-activité» de l'adolescent lors du traitement anticipatif dans le SV ainsi que lors de la prise de décision probabiliste dans l'OFC et le PFC mésial (Bjork et al. 2004, 2007; Eshel et al. 2007), mais activité "terminée" dans VS pendant le traitement de la réception de la récompense (consummatory) (Ernst et al. 2005; Galvan et al. 2006). Ainsi, différentes phases temporelles du traitement des récompenses (anticipation vs consummatory) peuvent avoir des trajectoires de développement distinctes, une considération importante pour les modèles théoriques qui caractérisent globalement le système de récompense de l'adolescent comme étant hyperactif. (Chambers et al. 2003; Ernst et al. 2006) ou hypoactif (Lance 2000), par rapport aux adultes.

Parallèlement à la maturation en cours du traitement des récompenses, les améliorations du contrôle inhibiteur se poursuivent également tout au long de l'adolescence (Paus et al. 1990; Levin et al. 1991; Ridderinkhof et al. 1999; Ridderinkhof et van der Molen 1997; Williams et al. 1999; Bunge et al. 2002; Luna et al. 2004; Liston et al. 2006). L’inhibition de la réponse volontaire fait référence à la capacité cognitive d’interrompre une réponse prépotente en faveur d’une action appropriée aux objectifs et constitue un élément fondamental de la prise de décision (Curtis et D'Esposito 2003; Luna et al. 2004; Ridderinkhof, van den Wildenberg et al. 2004; Curtis et D'Esposito 2008). Travaux comportementaux de notre laboratoire et d’autres personnes utilisant la tâche antisaccade (AS) (Hallett 1978), dans laquelle les sujets doivent inhiber la forte envie de saccade vers une cible périphérique apparaissant soudainement et se tourner plutôt vers l’emplacement du miroir, indique que les niveaux d’inhibition de la réponse analogues à ceux des adultes commencent à se stabiliser vers le milieu ou la fin de l’adolescence (Fischer et al. 1997; Munoz et al. 1998; Klein et Foerster 2001; Luna et al. 2004). Cependant, les circuits neuronaux supportant l'exécution des tâches AS montrent une immaturité persistante jusqu'à l'adolescence, incluant une activation réduite dans le champ oculaire frontal (FEF) et une dépendance accrue des systèmes préfrontaux latéraux par rapport aux adultes (Luna et al. 2001, 2004; Velanova et al. 2008). Ces données corroborent un certain nombre d’autres études indiquant que le développement de circuits prenant en charge le contrôle inhibiteur est prolongé (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).

Une compréhension plus complète des limitations évidentes dans les comportements de prise de décision et de prise de risque chez les adolescents peut être obtenue en caractérisant la maturation du traitement de la récompense ainsi que l’influence de la récompense sur le contrôle inhibiteur. À ce jour, seules quelques études comportementales ont étudié l'interaction de ces systèmes en utilisant des tâches AS modifiées avec des contingences de récompense pécuniaires au cas par cas (Duka et Lupp 1997; Blaukopf et DiGirolamo 2006; Jazbec et al. 2006; Hardin et al. 2007). D'une part, il a été démontré que l'ajout d'une réserve de récompenses réduisait le nombre d'erreurs inhibitrices générées par les adolescents et les adultes, ce qui suggère que les voies fondamentales entre les régions associées aux récompenses et les régions liées au contrôle oculomoteur sont établies au moins à l'adolescence. D'autre part, les récompenses affectent différemment d'autres métriques de saccade (par exemple, la vitesse et la latence) à travers le développement (Jazbec et al. 2006; Hardin et al. 2007). Cependant, les différences de développement dans les circuits neuronaux soutenant la performance de la tâche AS récompensée n'ont pas encore été caractérisées dans la littérature.

Notre objectif était de caractériser les différences de développement dans le traitement des récompenses et leurs effets sur l’inhibition de la réponse chez des adolescents et des adultes en bonne santé. Nous notons qu'examiner l'interaction entre ces systèmes modèles 2 devrait être considéré comme une première étape vers la caractérisation du phénomène plus complexe de la prise de risque. De manière critique, nous utilisons un nouvel ensemble de méthodes comprenant un paradigme AS basé sur une incitation monétaire présenté dans une conception IRMf événementielle rapide avec des essais partiels de «capture» (Ollinger, Shulman et Corbetta 2001) qui nous permet de dissocier et de caractériser séparément l'activité BOLD liée au niveau d'oxygène dans le sang associée aux composants de traitement de la récompense précédemment identifiés dans la littérature comme étant distincts (Schultz 2000). Ces composants incluent l’identification du repère de récompense (Schultz 2000), anticipant de répondre pour une récompense (Bjork et al. 2004) et une réponse / feedback (Ernst et al. 2006), chacun pouvant avoir des trajectoires développementales différentes. Cette approche est particulièrement unique dans la mesure où nous examinons les composants 2 du traitement anticipé - évaluation initiale des signaux et préparation / anticipation des réponses. De plus, nous avons cherché à caractériser simultanément les effets des contingences de récompenses sur des régions de contrôle oculomoteur distribuées (par exemple, des champs oculaires corticaux putatifs) connues pour être essentielles à la performance des tâches AS (Munoz et Everling 2004).

Conformément aux rapports comportementaux antérieurs, nous avions prédit que les adultes et les adolescents généreraient moins d'erreurs inhibitrices de la récompense par rapport aux essais sur l'AS neutre (AS).Jazbec et al. 2006; Hardin et al. 2007). Au cours des essais de récompense versus neutre, nous avons émis l’hypothèse que les deux groupes d’âge montreraient une activité accrue dans les régions du cerveau prenant en charge la détection du signal de récompense (par exemple, VS) et les représentations de valeur (par exemple, VS et OFC). En outre, nous avons émis l’hypothèse que les performances correctes de l’AS lors d’essais récompensés seraient soutenues par une activité accrue dans les circuits de contrôle oculomoteur, en particulier les zones proches du sulcus précentral supérieur (SPS; homologue humain putatif de FEF), réputé pour soutenir les performances correctes de l’AS. Une activité accrue dans les neurones de fixation de FEF au cours de la période préparatoire des essais sur le SA s'est avérée cruciale pour la capacité à inhiber les réponses erronées (Connolly et al. 2002; Curtis et D'Esposito 2003; Munoz et Everling 2004). Compte tenu des performances sous-optimales de l'AS et de l'immaturité dans le traitement de la récompense à l'adolescence, nous avons émis l'hypothèse que les adolescents montreraient un effet plus prononcé de la modulation de la récompense des régions oculomotrices et de la performance comportementale. Enfin, sur la base des résultats précédents, nous avons également émis l’hypothèse que les adolescents feraient preuve d’hypoactivité lors de l’anticipation des récompenses (Bjork et al. 2004, 2007; Eshel et al. 2007) et l'hyperactivité au cours du traitement de consommation (Ernst et al. 2005; Galvan et al. 2006).

Matériels et méthodes

Participants

Trente-huit sujets en bonne santé (adolescents 22 et adultes 16) ont été initialement recrutés pour cette étude. Les données d'imagerie d'adolescents 4 ont été exclues des analyses en raison du mouvement excessif de la tête dans le scanner. Les sujets 34 restants (adolescents 18 [âgés de 13 – 17, M = 15.3 {± 1.5}, femmes 8] et jeunes adultes 16 [âgés de 18 – 30, M = 21.7 {± 2.9}, 10 femelles]) répondaient aux critères d'inclusion suivants: Tous avaient une acuité visuelle au moins égale à 20 / 40 (corrigée ou non) et des antécédents médicaux ne révélant aucune maladie neurologique, lésion cérébrale ou maladie psychiatrique majeure le sujet ou les parents au premier degré déterminés par entretien. Les tranches d'âge de chaque groupe ont été sélectionnées sur la base de travaux antérieurs indiquant des niveaux de performances comportementales différentiels pour la tâche AS (Luna et al. 2004; Scherf et al. 2006). Les participants et / ou leurs tuteurs légaux ont donné leur consentement éclairé ou leur consentement avant de participer à cette étude. Les procédures expérimentales de cette étude étaient conformes au Code de déontologie de l’Association médicale mondiale (Déclaration 1964 de Helsinki) et au Comité de révision des institutions de l’Université de Pittsburgh. Les sujets ont été payés pour leur participation à l'étude.

Récompensé en tant que tâche

Lors de chaque essai AS, les sujets ont été initialement présentés avec 1ne d'indices d'indication d'incitation 2 (1.5 s) (Fig. 1). Un anneau de signes de billet de banque verts ($), chacun sous-tendant un angle visuel d'environ 1 °, entourant une croix de fixation blanche centrale, indiquait que le sujet gagnerait de l'argent s'il effectuait correctement le prochain essai. Un anneau isoluminant de taille équivalente, composé de signes de la livre bleue (#), indiquait qu’il n’y avait aucun argent en jeu dans ce procès. Les sujets ne savaient pas exactement combien d'argent pourrait être gagné sur chaque essai pour les empêcher de garder un compte de leurs performances et d'engager des systèmes de mémoire de travail. Cependant, les participants ont été informés avant le début de la tâche qu'ils pouvaient gagner jusqu'à 25 $ supplémentaire en fonction de leurs performances et qu'aucune dette ne serait accumulée (en d'autres termes, les sujets ne pourraient pas devoir de l'argent). Ensuite, l'anneau d'incitation a disparu et la croix de fixation centrale est passée du blanc au rouge (1.5), indiquant au sujet qu'il devrait commencer à se préparer à inhiber une réponse. Enfin, un stimulus périphérique (point jaune) est apparu (75 m) à un emplacement horizontal imprévisible (angles de vision ± 3, 6 et 9). Les sujets ont reçu pour instruction de ne pas regarder le stimulus lors de son apparition, mais plutôt de regarder leurs yeux à l'emplacement du miroir pendant cette période (1475 ms).

Figure 1.

Représentation de la tâche d’incitation monétaire AS. Un anneau de billets d'un dollar vert indiquait que le sujet pouvait gagner de l'argent s'il effectuait correctement le prochain essai (condition de récompense). Un anneau de signes de la livre bleue indiquait qu'il n'y avait pas d'argent ...

Pour estimer de manière unique la réponse hémodynamique évoquée à chaque époque d’essai, notre plan d’expérimentation comportait environ% essais de capture partielle de 30, insérés de manière aléatoire, ainsi que des intervalles intertriaux instables (Ollinger, Corbetta et Shulman 2001; Ollinger, Shulman et Corbetta 2001). L'inclusion de ces éléments garantissait qu'il existait un nombre suffisant d'équations linéaires indépendantes pour estimer séparément la réponse BOLD associée aux époques de repère, de préparation de la réponse et de réponse de saccade pendant la déconvolution. Il s’agit d’une approche validée quantitativement pour estimer les composants d’un essai (Ollinger, Corbetta et Shulman 2001; Ollinger, Shulman et Corbetta 2001; Goghari et MacDonald 2008), et il a déjà été rapporté dans la littérature (Shulman et al. 1999; Corbetta et al. 2000; Wheeler et al. 2005; Brown et al. 2006). Le taux d’essais de capture 30% a minimisé l’anticipation d’un essai partiel par les sujets, tout en maintenant une fréquence suffisante d’essais «complets» pour permettre une estimation correcte de la réponse BOLD. Deux variantes d’essai de capture ont été présentées tout au long de chaque série et consistaient en l’essai prenant fin soit après 1), soit à la période de préparation de la réponse (fixation rouge) (c’est-à-dire qu’aucune indication périphérique de la réponse motrice n’était montrée), soit à 2), aux images de “$” Ou “#”) (c.-à-d. Que la fixation rouge et le repère périphérique n'étaient pas affichés). Il est important de noter que les sujets ne savaient pas quels essais seraient des essais de capture partiels et des essais entiers jusqu'à la fin des essais partiels, car les composants des essais partiels initiaux (repère, fixation préparatoire) étaient présentés exactement comme dans les essais entiers. Avant l'imagerie, les sujets ont été informés que certains essais seraient incomplets et qu'ils devraient simplement continuer avec l'essai suivant comme indiqué. La période de fixation entre les essais était instable entre les intervalles de 1.5, 3 ou 4.5 (uniformément répartis) et consistait en des sujets se contentant de fixer une croix blanche centrale sur un fond noir. Dans chaque série, les essais de récompense complets 14, les essais de capture partielle de récompense 6 (3 de chaque variante), les essais de neutralité complets 14 et les essais de capture partielle neutre de 6 (3 de chaque variante) ont été présentés dans un ordre aléatoire. Chaque exécution a duré au minimum 5 9. Quatre essais ont été présentés par session expérimentale, pour un total d'essais complets de récompense 56 et d'essais neutres complets de 56.

Suivi de l'oeil

Les sujets ont d’abord été testés dans notre laboratoire comportemental au cours de la semaine 1 avant la numérisation pour confirmer qu’ils comprenaient et étaient capables d’exécuter la tâche telle que décrite. Dans l'environnement de balayage IRM, les mouvements oculaires ont été obtenus avec un système de suivi des yeux par optique longue portée (modèle 504LRO; Applied Science Laboratories, Bedford, MA) qui enregistrait la position de l'œil par réflexion pupille-cornée obtenue par un miroir monté sur l'enroulement de la tête. avec une résolution de 0.5 ° d'angle visuel. Une surveillance vidéo simultanée a également été utilisée pour assurer la conformité des tâches. Au début de la session expérimentale et entre les analyses si nécessaire, une procédure d'étalonnage de points 9 a été effectuée. Les stimuli ont été présentés à l’aide de E-Prime (Psychology Software Tools, Inc., Pittsburgh, PA), projetés sur un écran plat placé derrière l’aimant. Les sujets visionnaient l'écran à l'aide d'un miroir monté sur une bobine de tête radiofréquence standard. Les données oculaires ont été notées hors ligne à l'aide du logiciel ILAB (Gitelman 2002) et une suite de calcul interne écrite en MATLAB (MathWorks, Inc.) s'exécutant sur un ordinateur Dell Dimension 8300. Les variables d'intérêt comprenaient les latences AS correctes et correctes et le taux de réponse AS correct (1 moins le nombre d'échecs inhibiteurs / le nombre total d'essais pouvant être marqués) dans les essais récompensés et neutres. Une réponse correcte dans la tâche AS était une réaction dans laquelle le premier mouvement oculaire au cours de la période de réponse de saccade avec une vitesse supérieure ou égale à 30 ° / s (Gitelman 2002) a été faite vers l'emplacement du miroir de la queue périphérique et s'est étendue au-delà d'une zone de fixation centrale de 2.5 ° / angle visuel. Les mouvements oculaires lors des essais de capture partielle étaient rares étant donné que les sujets n'étaient jamais dirigés vers un emplacement spécifique et n'étaient pas notés. Les erreurs AS (également appelées erreurs de prosaccade) se sont produites lorsque la première saccade pendant la période de réponse de la saccade était dirigée vers le stimulus périphérique apparaissant soudainement et dépassait la zone de fixation centrale de 2.5 ° / angle visuel. Les essais dans lesquels aucun mouvement oculaire n'a été généré (<1% des essais) ont été exclus des analyses ultérieures.

Acquisition et prétraitement IRMf

Les données d'imagerie ont été collectées à l'aide d'un scanner 3.0-T Siemens Allegra au Brain Imaging Research Center de l'Université de Pittsburgh, Pittsburgh, PA. Une séquence d'imagerie écho-planaire à écho de gradient sensible au contraste gras (T2 *) a été réalisée (Kwong et al. 1992; Ogawa et al. 1992). Les paramètres d’acquisition étaient la répétition temporelle, TR = 1.5; echo temps = 25 ms; angle de retournement = 70 °; coup unique; plein k-espace; Matrice d'acquisition 64 × 64 avec champ de vision = 20 × 20 cm. Vingt-neuf coupes axiales de 4-mm-épaisseur sans espace ont été collectées, alignées sur la commissure antérieure et postérieure (ligne AC – PC), générant des voxels 3.125 × 3.125 × 4 mm, qui couvraient tout le cortex et la plus grande partie du cervelet. Une séquence d'impulsions d'écho gradient-écho d'acquisition (MP-RAGE) préparée avec des coupes 3 (épaisseur de coupes 192-mm) préparée par aimantation de volume 1D a été utilisée pour acquérir des images structurelles dans le plan sagittal.

Les images fonctionnelles ont d'abord été prétraitées à l'aide de la bibliothèque de logiciels FMRIB (Smith et al. 2004). Une correction du minutage des tranches a été effectuée pour ajuster l’acquisition des tranches entrelacées. Les estimations du mouvement des têtes en rotation et en translation ont été calculées et les images ont été corrigées en alignant chaque volume de la série temporelle sur le volume obtenu au milieu de l'acquisition. Pour chaque sujet, les mouvements de translation et de rotation ont été moyennés sur toutes les images et utilisés pour calculer les mesures de mouvement de racine carrée totale. Les sujets ayant changé de plus de 1 mm (translation) ou 1 ° (rotationnel) ont été exclus des analyses ultérieures. Quatre adolescents ont été exclus sur la base de ces critères.

Les images structurelles (MP-RAGE) ont été enregistrées de manière affine en images fonctionnelles et transformées aux mêmes dimensions à l’aide de l’utilitaire FLIRT disponible en FSL (Jenkinson et Smith 2001). L'extraction du cerveau a été réalisée à l'aide de l'outil d'extraction du cerveau en FLS (Smith 2002). Les images fonctionnelles ont été lissées spatialement avec un noyau de pleine largeur 5-mm à moitié maximum et soumises à un filtrage temporel passe-haut (sigma = 37.5) pour éliminer la dérive du balayage basse fréquence. Enfin, l'intensité du signal pour chaque analyse a été réduite à une moyenne de 100 et plusieurs analyses ont été concaténées.

Analyse de neuro-images fonctionnelles (Cox 1996) a été utilisé pour la déconvolution de sujets individuels ainsi que pour des analyses statistiques de groupe. Les méthodes de déconvolution ont suivi les étapes définies dans Ward (2002). En bref, notre modèle consistait en régresseurs orthogonaux d’intérêt 6 (repère de récompense, repère neutre, préparation de récompense, préparation neutre, réponse de saccade de récompense, réponse de saccade neutre; «essais d’AS corrects uniquement»). Nous avons également inclus les régresseurs pour les essais de récompense et les erreurs neutres (comprenant l’essai entier), les régresseurs pour les tendances de base, linéaires et non linéaires, ainsi que les paramètres de mouvement 6 inclus en tant que régresseurs «nuisibles». Une fonction de réponse impulsionnelle estimée unique (IRF, c.-à-d. Fonction de réponse hémodynamique) pour chaque régresseur d'intérêt (récompense et indice neutre, préparation et saccade; «essais AS uniquement corrects») a été déterminée par une somme linéaire pondérée des fonctions de base sinus 5 multiplié par les moindres carrés déterminés par les données - poids bêta estimé. L'IRF estimé reflète la réponse BOLD estimée à un type de stimulus (par exemple, le signal de récompense) après contrôle des variations du signal BOLD dues à d'autres régresseurs. Nous avons spécifié la durée estimée de la réponse du début du stimulus (heure = 0) au début de l'apparition du post-stimulus de 18 (13 TR), une durée suffisante pour que la réponse BOLD estimée revienne à l'état initial, pour chaque époque distincte de l'essai. Nous n’avons formulé aucune hypothèse sur sa forme spécifique, si ce n’est le zéro. Plusieurs statistiques de qualité d’ajustement ont été calculées, notamment des statistiques F partielles pour chaque régresseur et t- scores comparant chacun des poids bêta estimés à 5 à zéro. À la suite de la déconvolution, les images statistiques ont été transformées en un espace de Talairach (Talairach et Tournoux 1988).

Analyses au niveau du groupe

Régions d'intérêt anatomiques (ROI)

Nos analyses se sont concentrées sur des grappes définies fonctionnellement et identifiées dans les limites de plusieurs ROI anatomiques a priori (Curtis et Connolly 2008) précédemment identifiés comme servant dans divers aspects du traitement des primes ou du contrôle oculomoteur. Le retour sur investissement anatomique putatif lié à la récompense dans cette étude incluait le SV (y compris le noyau accumbens), l'OFC et le PFC médial ventral (VMPFC). Nous avons défini les limites du retour sur investissement lié à la récompense anatomique utilisé dans cette étude comme suit:Breiter et al. 1997; Breiter et Rosen 1999; Bjork et al. 2004; Voorn et al. 2004) était considéré comme délimité dorsalement par une ligne s'étendant latéralement de l'extrémité ventrale du ventricule latéral à la capsule interne; les limites latérale et antérieure correspondaient à la jonction ventro-médiale du caudé et du putamen, et la limite postérieure était considérée la commissure antérieure. L’OFC comprend le gyrus orbital et le rectus gyrus, y compris BA 10, 11 et 47 (Kringelbach et Rolls 2004). Latéralement, l’OFC était délimitée par le sulcus frontal inférieur et à la surface médiale par le sulcus rostral supérieur. Le VMPFC se référait au cortex dorsal au sulcus rostral supérieur sur la surface médiale du cerveau, antérieure et ventrale (région sous-callosale) au genu du corps calleux, comprenant principalement les BA 10 et 32 postérieurs / médiaux (Knutson et al. 2003; Blair et al. 2006). Le VMPFC comprenait le cortex cingulaire antérieur rostral.

Le ROI présumé du contrôle oculomoteur incluait les zones situées le long des sulcus précentral supérieur et inférieur (respectivement, sPCS et iPCS) et du sulcus paracentral (paraCS), ainsi que le cortex cingulaire (BA 24, 32), y compris le cingulum antérieur caudal, le sulcus intestinal (IPS), ), le putamen et le PFC dorsolatéral (DLPFC, y compris BA 9, 46) (Sweeney et al. 1996; Grosbras et al. 1999; Liddle et al. 2001; Luna et al. 2001; Connolly et al. 2002; Munoz et Everling 2004; Ridderinkhof, Ullsperger, et al. 2004; Pierrot-Deseilligny et al. 2005; Brown et al. 2006; Hikosaka et al. 2006; Curtis et Connolly 2008). Le sillon précentral humain est souvent constitué de parties 2, les sulci précentrales supérieures et inférieures, séparées par une connexion transversale entre le gyri frontal précentral et intermédiaire (Ono et al. 1990). Le paraCS était défini comme le sulcus antérieur au lobule central le long de la surface médiale dorsale du cerveau (Ono et al. 1990). L'IPS était défini comme le sulcus divisant les lobules pariétaux supérieurs et inférieurs (IPL).

Enfin, bien qu’il soit bien établi dans la littérature que, dans les différents territoires vasculaires, il n’existe aucune différence dans la fonction de réponse hémodynamique (HDR) depuis l’enfance jusqu’à l’âge adulte (Kang et al. 2003; Wenger et al. 2004; Brown et al. 2005), nous avons inclus le cortex visuel (BA 17, 18) en tant que région de contrôle supplémentaire afin de démontrer que les adolescents génèrent une évolution dans le temps équivalente à celle des adultes.

Analyses du cours du temps

Les valeurs IRF estimées obtenues à partir de l'analyse de déconvolution de chaque sujet ont été entrées dans une analyse omnibus voxelwise de la variance (ANOVA) avec le temps (0 à 12 TR), le type d'incitation (récompense, neutre) et le groupe d'âge (adolescent, adulte) en tant que facteurs fixes et sujets comme facteur aléatoire. Les méthodes de déconvolution pour notre conception de tâches, où les différentes étapes d'un essai sont identifiées, génèrent des IRF estimés. L'IRF reflète la réponse BOLD estimée à un type de stimulus (par exemple, le signal de récompense) après avoir contrôlé les variations du signal BOLD dues à d'autres régresseurs. Les graphiques IRF moyens (également appelés cours de temps moyen estimé, ci-dessous) montrent la réponse BOLD estimée moyenne (pour tous les sujets) depuis le début du stimulus (temps = 0) jusqu'au début de 18 s après le stimulus. La durée de 18 s, un paramètre que nous avons spécifié dans notre modèle de déconvolution, est une durée appropriée pour une réponse hémodynamique typique évoquée par un stimulus de courte durée pour revenir à la ligne de base.

Des ANOVA distinctes ont été exécutées pour chaque période d’essai, donnant lieu à des images de groupe «repères», «préparation de la réponse» et «réponse saccade» (effet principal des images temporelles). L'image «effet principal du temps» montre les régions modulées de manière significative dans le temps (0 – 12 TR) par rapport à la ligne de base regroupées selon les sujets et les conditions, délimitant ainsi les circuits de base recrutés dans notre étude. Cartes statistiques (Fig. 3) ont été superposés sur l’image anatomique d’un sujet représentatif. Pour les images de surface corticale 3D (Les figs. 4 4-6), nous avons projeté des foyers provenant de régions présentant des effets liés à l’âge et / ou aux incitations sur la surface de l’atlas Human PALS à l’aide du logiciel Caret (version 5.51) (Van Essen et al. 2001; Van Essen 2002).

Figure 3.

Les cartes d'activation de groupe «principal effet du temps» pour le repère d'incitation (anneau de dollars ou de dièse), la préparation de la réponse (fixation rouge) et la réponse de saccade (flash périphérique) se sont effondrées selon le type d'incitation et le groupe d'âge. Seuil d'image ...

Figure 4.

Cours de temps de repères montrant les interactions âge et / ou incitation dans le temps. L'évolution temporelle a été extraite d'un masque de sphère (diamètre 9-mm) centré sur les coordonnées du pic voxel (voir Matériels et méthodes). Rempli en noir uniquement à des fins de visualisation ...

Figure 5.

Cours de préparation à la réponse (anticipation de la récompense) illustrant des interactions âge et / ou incitatives dans le temps. L'évolution temporelle a été extraite d'un masque de sphère (diamètre 9-mm) centré sur les coordonnées du pic voxel (voir Matériels et méthodes). Pour la visualisation ...

Figure 6.

Cours de l'époque de la réponse de Saccade montrant des interactions d'âge et / ou incitatives dans le temps. L'évolution temporelle a été extraite d'un masque de sphère (diamètre 9-mm) centré sur les coordonnées du pic voxel (voir Matériels et méthodes). À des fins de visualisation uniquement, ...

Dans chaque image de «l'effet principal du temps», des ROI définis fonctionnellement (également appelés «grappes» ci-dessous) ont ensuite été identifiés à l'aide de méthodes déjà établies dans la littérature (Wheeler et al. 2005; Velanova et al. 2008). Premièrement, les pics de voxels dépassant un seuil de P <0.001 (non corrigé) ont été identifiés et triés selon l'ampleur de la statistique F. Ensuite, un masque sphérique de 9 mm de diamètre a été centré sur chaque maximum. Nous avons ensuite corrigé l'effet principal de l'image temporelle pour des comparaisons multiples en utilisant les critères d'une simulation de Monte Carlo (http://afni.nimh.nih.gov/afni/doc/manual/AlphaSim), qui indiquait qu’une taille de grappe d’au moins 17 voxels contigus était requise avec un voxel individuel P valeur de 0.001 afin d’obtenir une signification corrigée au niveau de l’image de P <0.05. Les ROI fonctionnels ont été définis en incluant tous les voxels qui se trouvaient dans la sphère de 9 mm centrée sur le maximum dans l'image non corrigée, puis en excluant les voxels qui n'ont pas réussi les corrections pour plusieurs comparaisons. Nous avons ensuite utilisé ces clusters fonctionnellement définis comme masques et extrait les cours de temps estimés des voxels constituants pour chaque sujet et pour les deux conditions d'incitation. De cette manière, nous nous sommes assurés que les mêmes régions étaient considérées pour tous les sujets. Les cours de temps ont été moyennés entre les sujets, puis analysés avec des mesures répétées ANOVA; le groupe d'âge (adulte, adolescent) a servi de facteur entre les sujets; le temps (0–12 TR) et la condition d'incitation (récompense, neutre) faisaient partie des facteurs des sujets. Sauf indication contraire, les niveaux d'importance corrigés de la sphéricité (Greenhouse – Geisser) sont indiqués. Ci-dessous, nous rapportons toutes les régions identifiées dans la carte omnibus de groupe «effet principal du temps», et nous fournissons des chiffres pour les cours du temps pour les régions démontrant un âge par le temps significatif, des incitations par temps et / ou des âges par des interactions incitatives par temps sur l'ensemble du réponse estimée (13 points dans le temps).

Nous notons que dans plusieurs régions examinées, la réponse temporelle moyenne estimée a mis en évidence une réponse biphasique ou un pic temporellement plus tardif (survenant plus de 6 après le début de la composante de l’essai). Il est actuellement difficile de savoir si les pics temporels ultérieurs ont une signification fonctionnelle (reflétant, par exemple, la variabilité d'un sujet individuel dans le recrutement d'une région spécifique ou une signalisation retardée dans une région) ou sont simplement le résultat de nos analyses de déconvolution qui ne prennent pas une forme HDR fixe. . En tant que tel, nous avons également effectué une ANOVA à mesures répétées secondaire, plus conservatrice, qui ne tenait compte que des réponses estimées aux TR 3 – 6. Ces points temporels ont été choisis car ils englobent 3 – 7.5 après le début du stimulus, ce qui capturerait le pic initial d’une réponse hémodynamique stéréotypée, qui se produirait entre 4 et 6 après la présentation du stimulus. Les trajectoires temporelles de toutes les ROI identifiées dans les principaux effets généraux de la carte temporelle pour chaque période d’essai ont également été analysées à l’aide de cette approche. Pour chacune de ces analyses, seuls les essais «corrects» sur le SA ont été analysés. Enfin, nous notons que la faisabilité de comparer les cours du temps BOLD à travers les groupes d’âge du développement dans un espace stéréotaxique commun a été bien établie (Kang et al. 2003; Wenger et al. 2004; Brown et al. 2005).

Afin de vérifier la validité de nos cycles temporels déconvolution des différentes phases d’essai, nous avons cherché à vérifier que la somme des composants individuels de l’essai donnerait une forme typique du RDH et que la réponse résumée correspondait étroitement à la chronologie obtenue lorsqu’on considérait l’essai comme: un ensemble. Pour ce faire, nous avons d’abord résumé l’évolution temporelle estimée de chaque époque d’essai (repère + préparation de réponse + réponse de saccade) dans chaque voxel du cerveau, en décalant l’évolution de l’époque de préparation de la réponse par 1.5 pour tenir compte de l’apparition de cette composante. lors d’un essai et de l’époque de la réponse saccade par 3 s. Ensuite, la IRF pour chaque essai (cue, préparation et réponse ensemble) dans chaque voxel a été générée en effectuant une analyse de déconvolution distincte dans laquelle nous avons uniquement codé le début de chaque essai et estimé la réponse jusqu’à 21 après le test. début de l'essai. Chacun de ces cours dans le temps (repère, préparation de la réponse [décalage], réponse de la saccade [décalage], réponse sommée et réponse du procès entier) a ensuite été moyenné sur chaque voxel identifié dans le masque «sphère» et «effet principal du temps». tracé (Figures supplémentaires 1-6). Cette procédure a ensuite été répliquée pour la préparation de la réponse et les masques de sphère de réponse de saccade. Cette vérification de validité a montré qu'une somme des cours dans le temps des composants donnait lieu à une réponse hémodynamique typique, apportant un support supplémentaire à la précision de nos procédures de déconvolution. Figures supplémentaires 1 – 6 montre des exemples de graphiques tirés de notre analyse chronologique – vérification. Un degré élevé de similitude a été trouvé entre les cours de temps sommés (lignes noires épaisses) et complets (lignes rouges) et les profils HDR canoniques.

Résultats

Comportement

Des mesures répétées de l'ANOVA sur les taux de réponse inhibitrice corrects pour tous les groupes d'âge et les conditions d'incitation ont montré un effet principal significatif du type d'incitation (F(1,32) = 18.9424, P <0.001) et une tendance pour un effet principal du groupe d'âge (F(1,32) = 3.491, P = 0.071) mais pas d’interaction groupe d’âge par type d’incitation. Comme prévu, tous les sujets ont systématiquement suivi les erreurs de prosaccade avec des réponses correctives au lieu approprié, de la même manière que les rapports précédents (Velanova et al. 2008), indiquant que les instructions de la tâche ont été comprises, mais que la saccade réflexive n’a pas été inhibée.

Étant donné nos hypothèses selon lesquelles les adultes et les adolescents généreraient moins d'erreurs inhibitrices de la récompense par rapport aux essais neutres, des comparaisons planifiées de l'effet du type d'incitation sur la performance (taux de réponse correct et latence) au sein de chaque groupe d'âge (récompense vs neutre pour les adolescents; récompense vs neutres chez les adultes) ont également été conduits en utilisant les taux alpha de 0.025 ajustés de Bonferroni par test (0.05 / 2). Les adolescents ont généré un nombre significativement plus élevé de SA corrects lors des essais récompensés que des essais neutres (t(17) = 4.500, P <0.001) (voir Fig. 2A). Les performances des adultes ont montré une tendance à l’amélioration des réponses sur la récompense par rapport aux essais neutres (t(15) = 1.939, P = 0.072).

Figure 2.

Résultats comportementaux. (A) Taux de réponse correct pour les adolescents (barres à gauche) et les adultes (barres à droite) pour les essais neutres (barres non remplies) et récompensés (barres hachées). (B) Latences des AS corrects. (C) Latences des erreurs inhibitrices. Un astérisque unique (*) indique ...

La latence pour initier un AS correct a montré un effet principal d’incitation (F(1,32) = 22.695, P <0.001) mais pas d'effet principal du groupe d'âge ou du groupe d'âge par interaction incitative. Les comparaisons planifiées ont révélé que les deux groupes d'âge ont généré des SA avec récompense significativement plus rapides que les essais neutres (adolescents, t(17) = 3.215, P = 0.005 et les adultes, t(15) = 3.498, P = 0.003).

Les latences des saccades erronées (appelées «erreurs de prosaccade», lorsque les sujets se tournent initialement vers le stimulus périphérique) ne montrent pas une interaction significative groupe d'âge par incitation. Les comparaisons prévues ont montré que les adolescents, mais pas les adultes, ont généré des réponses beaucoup plus rapides lors des essais récompensés par rapport aux essais neutres (t(17) = 2.400, P = 0.022). Figure 2B,C trace les latences des AS corrects et incorrects, respectivement. Les moyennes et les écarts-types pour un taux de réponse correct et des latences pour des essais corrects sont fournis dans Tableau 1.

Résultats comportementaux pour les essais de récompense et neutres des AS

Enfin, étant donné l’âge relativement large des adolescents testés, des comparaisons distinctes au sein du groupe d’adolescents «plus âgés» et «plus jeunes» ont été effectuées afin d’examiner la possibilité que la différence d’âge entre les adolescents plus âgés et les adultes n’était pas assez grande pour démontrer les différences. Autrement dit, si les adolescents plus âgés ont des performances significativement différentes de celles des sujets plus jeunes, alors les données des adolescents plus âgés pourraient être à l'origine des effets non significatifs de l'âge. Nous avons utilisé une division médiane pour diviser les sujets adolescents 18 en sujets plus âgés (N = 9; 6 ans 17 et 3 16 ans) et des groupes plus jeunes (N = 9; 3, 13, 1, 14, 4, 15, 1 (le plus jeune des 16, testés). Échantillon indépendant t-les tests ont été effectués sur des données de taux de réponse correct et de latence correctes «jeunes» et «vieux» adolescents pour les deux types d'essais. Pas de différences significatives (toutes P's> 0.05) ont été observés.

IRMf

Un réseau distribué de régions cérébrales a été mis en place à chaque époque d’essai chez les adultes et les adolescents, y compris les régions de contrôle oculomoteur prévues (par exemple, champs oculaires corticaux et noyaux gris centraux) et les régions associées aux récompenses (par exemple, OFC et VS) (Fig. 3). Dans plusieurs locus, nous avons identifié des interactions significatives âge et / ou incitation avec le temps sur l'ensemble de la réponse estimée (points de temps 13) ou sur les TR 3 – 6 (voir Matériels et méthodes). Ces résultats, séparés par période d'essai, sont discutés plus en détail ci-dessous.

Région de contrôle: cortex visuel primaire

Des groupes fonctionnellement définis situés dans le cortex visuel (BA 17, 18) au cours de chaque période d'essai ont confirmé que les adolescents généraient un HDR similaire à celui des adultes. Les foyers examinés ont démontré une solide participation à la tâche AS, mais aucune interaction d’âge ou de type incitation par le temps (Fig. Supplémentaire 7).

Epoch 1: Queue Incentive

Régions liées à la récompense

Lors de la présentation du signal d’incitation, le VS de droite (coordonnées de Talairach: 14, 2, −7) a montré une interaction âge-temps significative (F(12,384) = 3.082, P = 0.023) lorsque l’ensemble du temps estimé est pris en compte (points de temps 13). Les adultes ont montré plus d'activité positive lors des récompenses, tandis que les adolescents ont présenté une réponse négative. Dans cette région, les trajectoires de récompenses et de périodes neutres chez les adolescents ont montré des déflexions négatives précoces, tandis que les adultes ont présenté une réponse minimale aux récompenses, suivie d'une réponse positive plus robuste dans les deux types d'essais (Fig. 4). Lorsqu’on n’a tenu compte que de l’aspect initial de l’évolution temporelle (TRs 3 – 6), cette région a encore montré une tendance (F(3,96) = 2.368, P = 0.076). Cependant, les VS restantes (−10, 2, −4) ont montré une interaction âge-temps significative (F(3,96) = 3.204, P = 0.027) sur cette période plus courte. Dans cet intervalle, similaire à celui de la SV droite, les adolescents ont présenté des réponses négatives précoces au cours des essais de récompense et neutres, tandis que les adultes ne présentaient aucune déviation par rapport aux valeurs de départ.

Régions de contrôle oculomoteur et inhibiteur

Aucune des ROI de contrôle oculomoteur examinées n'a montré un âge significatif, une incitation par heure ou une interaction âge par incitation par heure entre les instants 13 estimés lors de la présentation du signal incitatif. Cependant, parmi les TR 3 – 6, nous avons observé une interaction incitative temporelle le long du sPCS de droite (26, −13, 53) (F(3,96) = 2.695, P = 0.05), gyrus frontal inférieur droit (44, 11, 32) (F(3,96) = 4.474, P = 0.006), ainsi que le precuneus gauche (−28, −64, 41) (F(3,96) = 2.959, P = 0.036). Dans l'IPL gauche (−28, −52, 38) (BA 7, dorsal et médial du gyrus supramarginal), on a observé une interaction temps / incitation par le temps (F(3,96) = 3.397, P = 0.021) (Tableau 2). Dans chacune de ces régions, les réponses aux essais de récompenses pour adolescents étaient similaires aux cours de récompense pour adultes et à temps neutre (Fig. 4). Cependant, les adolescents ont montré des réponses atténuées dans ces zones au cours d'essais neutres.

Régions observées au cours de la réplique (essais corrects uniquement) qui ont montré des effets d'interaction significatifs

Tableau 3 fournit l'emplacement des pics voxels pour tous les groupes fonctionnels observés dans des régions anatomiques a priori démontrant une modulation significative dans le temps au cours de l'époque des signaux incitatifs.

Régions démontrant un effet principal du temps sur les ROI anatomiques, observées au cours de la réplique (essais corrects uniquement).

Epoch 2: Préparation de la réponse / Anticipation

Régions liées à la récompense

Après l’époque du stimulant, lors de la préparation / anticipation de la réponse, un seul cluster situé dans la partie droite (VS) (11, 8 et −7) a montré une interaction âge-temps significative (F(12,384) = 2.586, P = 0.05) sur les points de temps estimés 13. L’examen de l’évolution dans le temps de cette région a révélé une réponse accrue des adolescents pendant le traitement par récompense, comparé à des essais neutres (Fig. 5). Les adultes ont montré une faible participation de cette région avec seulement une faible réponse positive lors des essais neutres et une déflexion négative plus tardive lors des essais de récompense dans cette région. Dans la plage temporelle plus restreinte des TR 3 – 6, cette région montrait encore une interaction âge-temps significative (F(3,96) = 6.618, P <0.001).

Régions de contrôle oculomoteur et inhibiteur

Dans le sPCS gauche (−25, −13, 56), un âge significatif par une interaction incitative par le temps a été observé (F(12,384) = 2.889, P = 0.032) tout au long de l'essai estimé. Dans cette région, les adolescents présentaient un pic précoce plus élevé par rapport aux adultes dans les deux types d’incitation, ainsi qu’une réponse prolongée dans le temps au cours des essais de récompense (Fig. 5). Considérant uniquement les TR 3 – 6, l'interaction âge par incitation par heure dans cette région a été réduite à une tendance (F(3,96) = 2.282, P = 0.084).

Ailleurs, parmi les TR 3 – 6, nous avons observé une interaction âge-temps dans le gyrus frontal médial droit (MFG) / gyrus frontal supérieur (17, −10, 53) (F(3,96) = 2.915, P = 0.038). Des interactions significatives âge par incitation par le temps ont également été observées dans 2, le long du sPCS gauche (−25, −19, 47) (F(3,96) = 2.920, P = 0.038) et (−31, −10, 44) (F(3,96) = 2.909, P = 0.038). Dans chacune de ces régions, les réactions des adolescents au cours des essais de récompense et neutres ont été renforcées par rapport aux adultes (Fig. 5). De manière plus inférieure, un âge significatif par une interaction incitative par le temps a été observé dans l’iPCS gauche (−28, −1, 35) (F(3,96) = 3.281, P = 0.024). Dans cette région, la réponse à la récompense de l'adolescent était similaire à la réponse à la récompense de l'adulte et à la réponse neutre, chaque cours ayant atteint un sommet d'environ 7.5.s. Le cycle temporel chez les adolescents neutres a atteint un pic de magnitude inférieure auparavant (3) et est revenu à la ligne de base au cours de cette période (Figue, 5). Un âge significatif par interaction incitative par le temps (F(3,96) = 3.836, P = 0.012) parmi les TR 3 – 6 a également été observé dans le MFG gauche / le cingulaire antérieur (−7, 29, 35) (Tableau 4). Les adolescents ont montré une réponse accrue à la récompense par rapport aux essais neutres, à la récompense adulte et aux réponses neutres.

Régions observées pendant la préparation de la réponse (uniquement les essais corrects) qui ont montré des effets d'interaction significatifs

Dans le cortex pariétal postérieur, un groupe dans le précuneus droit (BA 7) (8, −58, 53) a montré une interaction âge-temps significative (F(12,384) = 3.093, P = 0.024) sur les points de temps estimés 13. Comme en témoignent les cours dans le temps de cette région (Fig. 5), les adolescents comparés aux adultes avaient une activité évoquée plus importante pour les deux types d’essais incitatifs. Parmi les TR 3 – 6, une condition incitative significative en fonction de l'âge en fonction du temps était toujours présente dans cette région (F(3,96) = 4.143, P = 0.008).

Tableau 5 fournit l'emplacement des pics de voxels pour tous les groupes fonctionnels observés dans des régions anatomiques a priori démontrant une modulation significative dans le temps pendant la période de préparation de la réponse.

Régions démontrant un effet principal du temps sur les ROI anatomiques, observées lors de la préparation de la réponse (essais corrects uniquement)

Epoch 3: Réponse de Saccade

Régions liées à la récompense

Pendant l’époque de la réponse saccade, l’OFC gauche (−25, 44, −4) présentait une interaction âge par temps (F(3,96) = 4.44, P = 0.006) (Fig. 6, la gauche). Cette région a montré une activité accrue principalement chez les adolescents au cours d'essais neutres. Aucune activation significative n'a été observée dans la SV pendant la période de réponse à la saccade.

Régions de contrôle oculomoteur et inhibiteur

Le cingulaire antérieur droit, BA 24, (2, 23, 26) a montré une interaction incitative par le temps (F(3,96) = 3.99, P = 0.010) (table 6). Comme dans le groupe OFC ci-dessus, l'évolution temporelle dans cette région a montré une activité accrue, principalement chez les adolescents au cours d'essais neutres. Une région du gyrus antérieur cingulaire antérieur gauche, BA 24, 32, (−1, 11 et 35) a montré un âge significatif par interaction temporelle (F(12,384) = 2.860, P = 0.037) sur l’ensemble de la réponse estimée. Le temps s'écoule du cingulaire antérieur gauche (Fig. 6, en bas à gauche) a montré un pic initial chez les adultes lors des essais de récompense et une réponse similaire chez les adolescents lors des essais neutres. Les adolescents ont montré une plus grande réaction négative lors des essais de récompense. Sur l’ensemble des TR 3 – 6, un groupe d’interaction significatif par groupe d’âge par temps (F(3,96) = 4.474, P = 0.006) est resté pour cette région.

Une activité intense a été observée ailleurs dans les régions de contrôle oculomoteur a priori dans les deux groupes d’âge au cours de la période de réponse à la saccade, y compris les SCP, le cortex pariétal postérieur et le putamen (Tableau 7) n'ayant pas montré d'interactions significatives d'âge ou d'incitation (Fig. 6, droite).

Régions démontrant un effet principal du temps sur les ROI anatomiques, observées pendant la réponse à la saccade (essais corrects uniquement)

Régions observées pendant la réponse à la saccade (essais corrects uniquement) ayant montré des effets d'interaction significatifs

a lieu

Nous avons utilisé une IRMf rapide, liée à un événement, pour examiner les différences de développement dans l'activation du système de récompense, ainsi que les effets de la contingence de récompense sur le contrôle inhibiteur oculomoteur alors que des adolescents et des adultes en bonne santé effectuaient une tâche AS médiée par une incitation monétaire. Bien que les performances comportementales se soient améliorées dans les deux groupes d'âge en ce qui concerne la récompense par rapport aux essais neutres, plusieurs différences ont été observées dans les tendances des réponses BOLD au cours de différentes époques ou à différents stades du traitement de la récompense. Plus particulièrement, les adolescents, comparés aux adultes, ont présenté des réponses atténuées dans le SV au cours du signal d’incitation, suivies d’une réponse accrue dans le SV et le SPCS lors de la préparation de la réponse (anticipation de la récompense) lors des essais de récompense. Cette activité accrue au cours de la préparation de la réponse peut avoir contribué à une amélioration significative des taux de réponse correcte chez l'adolescent, comme cela sera discuté plus en détail ci-dessous.

Différences de développement dans les effets de contingence de récompense sur le comportement des AS

Comparativement à la condition neutre, les essais avec contingence de récompense étaient associés à une capacité améliorée d'inhiber correctement (adolescents) et de fournir des réponses plus rapides (adolescents et adultes). Ces résultats sont cohérents avec les travaux comportementaux antérieurs montrant une diminution des taux d’erreur avec contingence de récompense chez les adultes et les adolescents lors de tâches AS récompensées (Duka et Lupp 1997; Jazbec et al. 2005, 2006; Hardin et al. 2007) et suggèrent que les composants essentiels des circuits supportant la modulation de la récompense du contrôle inhibiteur sont en ligne à l'adolescence. Nos résultats suggèrent également que les adolescents peuvent être particulièrement sensibles à la modulation de la récompense du contrôle inhibiteur, étant donné que les adolescents, mais pas les adultes, ont montré une amélioration significative du taux de réponse correcte. Cependant, nous ne pouvons pas nous fier aux données oculaires seules pour dire que les performances des adolescents sont plus sensibles à la récompense, étant donné qu’aucun groupe d’âge significatif par interaction de type incitation n’a été observé. Il se peut que des adultes effectuent déjà la tâche à un niveau élevé lors d'essais neutres et que les essais de récompense (c.-à-d., Effet plafond) n'aient pas pu être améliorés. Les travaux futurs pourraient explorer plus avant les différences de sensibilité aux récompenses en augmentant la difficulté de la tâche AS récompensée (par exemple, en raccourcissant la durée de la période préparatoire). En outre, bien que les résultats plus médiocres obtenus par les adolescents lors d’essais neutres puissent être imputés à leur immaturité relative dans le contrôle inhibiteur, il est également possible que les adolescents n’aient pas trouvé les essais neutres aussi «enrichissants» que les adultes. En d'autres termes, les adultes peuvent avoir été plus motivés à bien performer, quel que soit le type d'incitation, alors que les adolescents n'ont peut-être porté une attention particulière qu'aux essais dans lesquels une récompense était en jeu. Des travaux futurs comparant le comportement d'adolescents et d'adultes lors d'essais avec des indices neutres, ainsi que des indices de récompense et de perte / punition indiquant que l'ampleur de l'amplitude varie paramétriquement sont nécessaires pour fournir plus de perspicacité sur cette question.

Tant les adolescents que les adultes ont généré des AS corrects (latences plus faibles) plus rapides et plus performants que des essais neutres, reflétant les effets motivationnels de la récompense monétaire potentielle sur les saccades à moteur endogène (Roesch et Olson 2004; Hikosaka et al. 2006). Les données sur la latence rapportées ici sont conformes aux études précédentes sur les primates non humains, démontrant que les saccades vers des emplacements récompensés (par opposition à non récompensés) ont des latences réduites, conséquence des niveaux élevés d’activité neuronale controlatérale dans les noyaux gris centrauxHikosaka et al. 2006). De plus, les latences des erreurs de l'AS étaient également plus rapides dans les essais de récompense par rapport aux essais neutres chez l'adolescent, mais ne différaient pas chez le groupe d'adultes. L'observation selon laquelle les adolescents ont des latences plus rapides lors des essais de récompense par rapport aux essais d'erreur neutre indique également que les adolescents pourraient être plus sensibles aux éventualités de récompense; cette réactivité accrue aux récompenses peut contribuer à une impulsivité accrue pendant l'adolescence.

Pris ensemble, les résultats comportementaux indiquent que l'incitation à la récompense améliore le contrôle inhibiteur global (c.-à-d. Le taux de réponse correct) et diminue le temps de réaction saccadique chez les adolescents et les adultes.

Récompense des effets de contingence sur les réponses du cerveau à l'adolescence par rapport aux adultes

Bien que les adolescents aient recruté un réseau de neurones largement similaire à celui des adultes tout au long de la tâche, y compris le VS, le SPCS, l'IPL et le gyrus frontal moyen, il existait des différences de développement distinctes dans l'activation au cours de différentes époques de la tâche. Deux types principaux de différences entre les groupes d’âge ont été observés: les régions 1) où les adolescents présentaient un recrutement différent pour les essais de récompense, suggérant des immaturités dans le traitement des récompenses et 2) les régions où les adolescents présentaient un recrutement plus important, corroborant les résultats antérieurs d’immaturités dans le contrôle inhibiteur. Ces différences seront discutées plus en détail dans les sections suivantes:

Notamment, à travers les époques d’essai, nous avons observé des groupes bilatéraux d’activation dans le SCPP près de la jonction avec le sulcus frontal supérieur, une zone suggérée à plusieurs reprises comme étant l’homologue humain du singe FEF (Luna et al. 2001; Curtis et Connolly 2008). Les enregistrements unitaires effectués sur des primates non humains ont démontré que les neurones FEF sont actifs pendant la période de préparation de la réponse des essais sur le SA et augmentent au moment où une saccade est générée (Bruce et Goldberg 1985; Hanes et Schall 1996; Munoz et Everling 2004). Étant donné que les grappes d'activation proches de sPCS trouvées dans la présente étude étaient effectivement actives pendant la période préparatoire et à nouveau pendant la réponse à la saccade (voir Figures supplémentaires) et que les grappes rapportées étaient proches des grappes identifiées selon des paradigmes oculomoteurs similaires (AS, tâches de saccade guidées visuellement et par la mémoire) dans des études antérieures menées par notre laboratoire (Luna et al. 1998, 2001; Geier et al. 2007, 2009) et d'autres (Paus 1996; Sweeney et al. 1996; Brown et al. 2004; Curtis et Connolly 2008), nous concluons avec prudence que les groupes d’activation SPCS signalés près de la jonction avec le sulcus frontal supérieur (BA 6) sont probablement l’homologue humain de la FEF de singe.

De même, l’activation le long de la paroi dorsomédiale, près de la partie dorsale du paraCS (BA 6), a été associée de manière fiable aux mouvements oculaires (Grosbras et al. 1999) et est souvent désigné sous le nom de champ oculaire supplémentaire (SEF) (Luna et al. 2001; Brown et al. 2004). Le cortex immédiatement rostral par rapport à une ligne verticale partant de la commissure antérieure et adjacent au SEF putatif est souvent appelé zone motrice présupposé (Luna et al. 2001; Curtis et D'Esposito 2003). Dans les sections restantes, nous nous référons à ces régions par leurs désignations fonctionnelles supposées comme un moyen de faciliter les comparaisons entre nos résultats, la littérature existante en neuro-imagerie et les riches littératures oculomotrices et de récompense de primates non humains.

Différences de développement dans l'évaluation du repère de récompense

Lors de la présentation du repère d’incitation (anneau de billets en dollars ou de signes de livre sterling), lorsque la valence du repère d’incitation a été évaluée initialement (c’est-à-dire lorsque le sujet a déterminé si l’essai à venir devait être un «gain» de récompense ou neutre gain ”), les adultes et les adolescents ont montré une réponse différentielle dans le SV. Le SV a été systématiquement impliqué dans les études d’imagerie fonctionnelle lors du traitement anticipatif des récompenses, y compris la détection, la prévision et l’anticipation initiales des récompenses (Knutson et Cooper 2005). Les adolescents ont présenté une réponse négative initiale presque identique pour les essais de récompense et les essais neutres (Fig. 4) indiquant que la valence de la queue n’était pas traitée différemment. Au contraire, les adultes ont montré une activité dans le SV droit pendant le signal de récompense, ce qui a permis de différencier les signaux neutres, suggérant que le signal de récompense était en cours d'évaluation. En outre, un pic plus tardif a été observé vers la fin de la réponse estimée pour les essais de récompense et les essais neutres chez l'adulte mais pas chez l'adolescent.

Les modifications observées du signal BOLD dans les SV adultes et adolescents pourraient être liées à la dynamique de la signalisation par le DA (Knutson et Gibbs 2007). Des études sur les primates non humains ont démontré que les neurones DA, qui proviennent du cerveau moyen et se projettent bien sur le striatum dorsal et ventral et le PFC, réagissent de manière progressive aux récompenses et aux stimuli prédictifs de récompense (Schultz 1998) et, en tant que tels, seraient probablement actifs en réponse à la présentation des signaux d’incitation dans cette étude. De plus, il a été démontré que certains neurones DA ont des activations phasiques suivies de dépressions en réponse à des stimuli nouveaux ou intenses (Schultz et al. 1993; Schultz 2002). Ainsi, les profils de réponse atténuée observés chez les adolescents pourraient indiquer que le signal incitatif était initialement plus important sur le plan de la motivation ou plus intense chez les adolescents. Chez l'adulte, bien que les mécanismes neuronaux sous-jacents contribuant au pic ultérieur ne soient pas connus et doivent être interprétés avec prudence, un facteur contributif possible pourrait être la lenteur, le déclenchement tonique des neurones DA, qui peut se produire sur des échelles de temps prolongées (Schultz 2002; Knutson et Gibbs 2007). Ce mécanisme, qui pourrait être utile pour maintenir le traitement de la motivation pendant des périodes prolongées, n’est peut-être pas encore mature à l’adolescence. En théorie, ces différents modèles de réponse chez les adultes et les adolescents pourraient être liés à des changements dans les modèles de densité et de distribution des différents sous-types de récepteurs DA survenant avec l'âge (Seeman et al. 1987; Meng et al. 1999; Lance 2000).

Des régions oculomotrices et de contrôle ont été recrutées parmi les incitations destinées aux adultes et aux récompenses chez les adolescents en réponse au signal incitatif (Fig. 4). Au cours d'essais neutres, cependant, les réponses des adolescents de ces régions ont été nettement atténuées malgré le fait qu'elles aient présenté des réponses inhibitrices correctes (rappelez-vous que seuls les essais corrects ont été inclus dans les analyses chronologiques). Étant donné que les adolescents ont globalement généré plus d'erreurs lors d'essais neutres et que les temps d'initiation ont été plus lents lors d'essais neutres corrects, ces résultats suggèrent que, sans incitation, les adolescents montrent un recrutement réduit dans les régions connues pour soutenir la performance des AS (Everling et al. 1997; Connolly et al. 2002; Curtis et D'Esposito 2003). Augmentation de l'activité au cours des essais de récompense dans les régions préfrontales, y compris la FEF supposée, connue pour son soutien à la planification de la réponse oculomotrice (Curtis et D'Esposito 2003), suggère que ces régions frontales peuvent médier des réponses inhibitrices rapides et correctes chez les adolescents. De plus, les réponses des adultes au signal de récompense, en particulier dans l'IPL gauche et l'iPCS droit, ont été étendues dans le temps par rapport à la réponse neutre de l'adulte et à l'activité de l'adolescent. Chacune de ces régions a déjà été impliquée dans divers aspects du contrôle oculomoteur et / ou attentionnel (Gitelman et al. 1999; Cabeza et Nyberg 2000; Luna et al. 2001; Brown et al. 2004), notamment lors de la préparation de la réponse (Connolly et al. 2002; Curtis et Connolly 2008). L’engagement accru de ces régions lors des signaux de récompense reflète probablement le fait que les gains potentiels concernent plus particulièrement les deux groupes d’âge, sans surprise, ce qui contribue probablement à une latence plus rapide de leurs réponses et à un taux de réponse correct plus élevé. Les récompenses peuvent avoir un effet relatif plus important sur l'attention et la performance chez les adolescents que chez les adultes, étant donné que les adolescents présentent des réponses précoces faibles dans ces régions au cours d'essais neutres, mais une participation accrue lors des essais de récompense. Les adolescents n'exécutent toujours pas la tâche AS aussi bien que les adultes (Fischer et al. 1997; Munoz et al. 1998; Klein et Foerster 2001) indiquant qu'il leur est plus difficile d'inhiber volontairement une réponse. En raison de cette plus grande difficulté du contrôle cognitif, les adolescents peuvent s’appuyer sur les systèmes exécutifs préfrontaux pour obtenir de meilleures performances de la même manière que les adultes qui démontrent une dépendance accrue à ces systèmes lorsque la charge cognitive est augmentée (Keller et al. 2001).

Différences de développement dans la préparation de l'anticipation et de la réponse aux récompenses

Au cours de la période de préparation / anticipation de la récompense (croix rouge), lorsque les sujets prévoyaient probablement de répondre pour une récompense ou sans gain (neutre), nous avons constaté que les adolescents, mais non les adultes, manifestaient une activité robuste dans le SV lors des essais de récompense (Fig. 5 en haut à gauche). Ce résultat suggère une hyperactivité lors de l’anticipation d’une récompense chez les adolescents par rapport aux adultes. Nos résultats démontrant une fonction de VS relativement suractive lors de la préparation de la réponse, mais une fonction sous-active (négative) plus tôt lors de la présentation initiale du signal incitatif, peuvent révéler un problème récurrent dans la littérature sur les récompenses concernant l'hyperfonctionnalité du système de récompense de l'adolescent. (Lance 2000; Chambers et al. 2003; Ernst et al. 2006). Par exemple, Bjork et al. (2004) ont constaté que les adolescents sous-activaient la SV par rapport aux adultes pendant une période où les sujets anticipaient une réponse en échange d'une récompense, ce qui étayait l'hypothèse d'hypofonctionnalité. En revanche, Ernst et al. (2005) et Galvan et al. (2006) (lorsque l'ampleur de la récompense était élevée), par exemple, a montré que les adolescents «sur» activent cette région en réponse à la réception d'une récompense, ce qui favorise l'hyperfonctionnalité. Nos données indiquent que les adolescents VS peuvent montrer «les deux»: une baisse initiale de l'activité en réponse à des signaux incitatifs, ce qui pourrait être interprété comme une sous-activité relative, suivie d'une réaction hyperactive distincte pour anticiper la récompense. Les résultats présentés ici éclairent des conclusions apparemment contradictoires dans la littérature et indiquent qu'il peut exister différentes trajectoires de développement pour des étapes temporellement différentes du traitement anticipé des récompenses.

Bien que le présent étude ne permette pas de déterminer directement le mécanisme d'activité observé chez les adolescents VS, le renforcement de la signalisation par le DA est un facteur potentiellement contributif. Les données convergentes des modèles de rongeurs et de primates indiquent une augmentation globale des niveaux de DA pendant l’adolescence (Seeman et al. 1987; Kalsbeek et al. 1988; Rosenberg et Lewis 1994, 1995; Meng et al. 1999; pour un examen voir Lance 2000), qui, conjointement avec une constellation différente de sous-types de récepteurs DA (Seeman et al. 1987; Meng et al. 1999; Lance 2000) et une abondance probable des synapses dans le striatum (Sowell et al. 1999), peuvent contribuer à 2 sous différentes formes: réponse accrue à la récompense, activité négative en réponse au signal incitatif (reflétant la saillance accrue de la récompense) et réponses positives lors de la préparation de la réponse (reflétant l'attente accrue de recevoir une récompense) (Cooper et Knutson 2008).

Les adolescents ont également montré une augmentation du recrutement de FEF putatif par rapport aux adultes au cours de la période préparatoire pour les essais neutres et les essais de récompense. Cela suggère que les adolescents recrutent initialement plus de FEF que les adultes pour se préparer à effectuer une réponse inhibitrice correcte, indépendamment de l’incitation à la récompense. Il est important de noter que les adolescents ont également présenté des réponses prolongées dans le temps au cours des essais de récompense dans la FEF putative ainsi que dans la MFG / le cingulaire antérieur (Fig. 5). Des études sur les primates non humains ont montré qu'une augmentation préparatoire des niveaux d'activité dans les neurones de «fixation» de FEF contribue au succès de l'inhibition d'une saccade vers la cible périphérique de la tâche AS, par exemple en inhibant toniquement les motoneurones générateurs de saccade (Schall et al. 2002; Munoz et Everling 2004). Il a été démontré que les neurones situés dans le cingulaire antérieur transmettaient de multiples signaux, dont celui lié à l’anticipation et à la délivrance du renforcement (Schall et al. 2002). Nous émettons l'hypothèse que l'activation accrue que nous avons observée dans la FEF putative pourrait refléter une augmentation de l'activité neuronale liée à la fixation, qui contribue ensuite à l'amélioration des performances des adolescents (taux de réponse correct) en améliorant la préparation de la réponse. En outre, des signaux d'anticipation accrus dans le SV et le cingulaire antérieur au cours des essais de récompense pourraient contribuer à un signal amélioré dans la FEF putative, ce qui pourrait exercer une influence encore plus descendante sur les neurones liés à la saccade dans les colliculus caudés et supérieurs (Ding et Hikosaka 2006; Hikosaka et al. 2006). De futures études unitaires seront nécessaires pour examiner les mécanismes proposés.

Quoi qu’il en soit, les données présentées ici indiquent en outre que les mécanismes neuronaux sous-jacents à l’identification et à l’anticipation des signaux de récompense sont largement répandus (par exemple, cingulate, FEF et ganglions de la base) (O'Doherty et coll. 2004) et immature à l’adolescence. Il a été largement suggéré qu’à l’adolescence, il existe un déséquilibre normatif entre les régions du cerveau liées au contrôle de la récompense et au contrôle cognitif, ce qui expose probablement les vulnérabilités à la prise de risque (Steinberg 2004; Ernst et al. 2006; Galvan et al. 2006; Casey et al. 2008). Il se peut que le contrôle mature du comportement motivé par une récompense, et l’émergence d’une prise de décision cohérente, semblable à celle d’un adulte, reposent sur l’intégration fonctionnelle de plusieurs régions du cerveau, y compris la PFC (Luna et al. 2004).

Différences de développement dans les réactions / récompenses

Au cours de la réponse à la saccade, la plupart des régions recrutées n’ont pas montré d’interactions significatives entre groupes ou incitations par le temps (Tableau 7; Fig. 6, droite). Cependant, les adolescents ont fortement recruté une région dans l’OFC latérale gauche au cours d’essais neutres qui n’était pas utilisée de manière significative par les adultes (Fig. 6, en haut à gauche). L’OFC a été impliqué dans de nombreux aspects du traitement des récompenses (Kringelbach et Rolls 2004), y compris les représentations codées de la valence et de la magnitude de l’incitation lors du retour de récompense (Delgado et al. 2000, 2003). L’OFC latéral en particulier a été associé à des conséquences négatives / négatives (O'Doherty et coll. 2001). Bien que les sujets n'aient pas reçu de commentaires explicites sur cette tâche en fonction de leurs performances, ils ont néanmoins démontré qu'ils avaient des retours d'informations intrinsèques lorsqu'une erreur était commise. C'est-à-dire que les sujets suivaient de manière fiable des AS incorrects avec des saccades correctives vers l'emplacement approprié, indiquant qu'ils savaient qu'ils avaient commis une erreur (Velanova et al. 2008). Les adolescents ont également montré des réponses différentielles principalement lors d’essais neutres dans le cingulaire antérieur dorsal bilatéral (Fig. 6, milieu et en bas à gauche). Un rôle suggéré du cingulaire antérieur dorsal est de surveiller les résultats comportementaux (Ridderinkhof, Ullsperger, et al. 2004). Il se peut que pour les adolescents, le résultat tangible d’essais neutres correctement conduits, dans lesquels l’argent n’est ni gagné ni perdu, soit plus ambigu, voire négatif, que le résultat de l’essai de récompense et soit signalé par l’activation de l’OFC et du cingulaire antérieur dorsal. Les travaux futurs axés sur l'activation, évoqués par un retour d'erreur explicite lors du comportement du contingent de récompenses, peuvent aider à clarifier les rôles de l'OFC et du cingulaire antérieur dorsal lors de la réponse de la saccade dans cette tâche.

Conclusions

Les résultats actuels indiquent que le contingentement des récompenses contribue à une meilleure inhibition de la réponse chez les adolescents et les adultes, comme l'indiquent l'augmentation des taux de réponses correctes et la diminution de la latence des AS corrects. Nous fournissons des preuves initiales d'IRMf d'une augmentation de l'activité au cours des essais de récompense chez les adolescents VS et de la FEF putative au cours de la période de préparation de la réponse, susceptibles de soutenir les améliorations comportementales observées. En outre, nous démontrons également, dans une expérience unique, que les adolescents peuvent montrer une réponse négative dans le SV lors de l’évaluation du signal de récompense, puis suractiver le SV plus tard au cours de la préparation de la réponse par rapport aux adultes, suggérant des immaturités persistantes dans un noeud clé du système de récompense de l’adolescent pouvant être interprété comme reflétant à la fois un système de récompense sous-actif et trop actif. Considérés ensemble, ces résultats ont des implications importantes pour les modèles théoriques actuels de prise de risque chez les adolescents. Par exemple, un modèle triadique récemment proposé (Ernst et al. 2006) postule qu’un déséquilibre normatif se produit pendant l’adolescence entre un système hyperactif basé sur la récompense (par exemple, le système VS) et un nombre limité de dispositifs évitant de causer des dommages (par exemple, l’amygdale) et un contrôle réglementaire / exécutif (par exemple, le PFC). Dans ce modèle, les adolescents sont supposés s'engager dans une prise de risque en raison de la combinaison d'une hypersensibilité de récompense et de processus limités contrôlant son influence sur le comportement. Nos résultats suggèrent que les récompenses peuvent «améliorer» les systèmes de contrôle inhibiteurs, en particulier à l'adolescence, et sont donc apparemment en contradiction avec le modèle triadique. Cependant, il se peut que pendant l'adolescence, les comportements donnant lieu à une récompense immédiate soient améliorés au détriment de gains à long terme. Dans le contexte de cette expérience contrôlée, l'inhibition d'une saccade conduit à l'acquisition d'un objectif (c.-à-d. Une récompense monétaire) et, par conséquent, l'activité accrue dans le SV et le FEF putatif étaient adaptatifs. Dans un environnement autre que de laboratoire, lorsqu’il s’agit de choisir l’alternative 2 (par exemple, conduire vite pour ressentir un frisson ou conduire plus lentement pour éviter un accident), l’immaturité de la fonction du système de récompense peut biaiser le contrôle inhibiteur / la prise de décision vers une action menant à une récompense proximale (par exemple , conduire vite) et exposer la vulnérabilité à un résultat négatif (Steinberg et al. 2009).

En résumé, nos résultats démontrent des différences de développement dans l'activation du cerveau dans les nœuds clés des circuits de contrôle de récompense et d'inhibition au cours de composantes d'essai distinctes d'une tâche AS récompensée. Nos résultats indiquent que les déterminants clés du comportement et de la prise de décision orientés vers un objectif, des systèmes de contrôle de la récompense et cognitifs, n’ont pas encore atteint des niveaux de fonction matures à l’adolescence, contribuant potentiellement à l’émergence d’une prise de risque dans ce groupe d’âge.

Matériel complémentaire

Matériel complémentaire peut être trouvé à: http://www.cercor.oxfordjournals.org/.

Financement

Instituts nationaux de la santé (RO1 MH067924, RO1 MH080243 à BL).

Matériel complémentaire

[Données supplémentaires]

Cliquez ici pour voir.

Remerciements

Conflit d'intérêts: Aucun déclaré.

Bibliographie

Adleman NE, Menon V, CM Blasey, CD blanc, IS Warsofsky, Glover GH, Reiss AL. Une étude de développement IRMf de la tâche de mot de couleur de Stroop. NeuroImage. 2002; 16: 61 – 75. [PubMed]
Andersen SL. Trajectoires du développement du cerveau: point de vulnérabilité ou fenêtre d'opportunité? Neurosci Biobehav Rev. 2003; 27: 3 – 18. [PubMed]
Arnett J. Comportement irresponsable à l'adolescence: perspective développementale. Dev Rev. 1992; 12: 339 – 373.
Bjork JM, B Knutson, Fong GW, DM Caggiano, SM Bennett, Hommer DW. Activation cérébrale induite par incitation chez les adolescents: similitudes et différences avec les jeunes adultes. J Neurosci. 2004; 24: 1793 – 1802. [PubMed]
Bjork JM, Smith AR, Danube CL, Hommer DW. Différences de développement dans le recrutement du cortex mésofrontal postérieur par récompenses risquées. J Neurosci. 2007; 27: 4839 – 4849. [PubMed]
Blair K, AA Marsh, Morton J, M Vythilingam, Jones M, Mondillo K, Pine DC, WC Drevets, Blair JR. Choisir le moindre de deux maux, le meilleur de deux biens: préciser les rôles du cortex préfrontal ventromédial et du cingulaire antérieur dorsal dans le choix des objets. J Neurosci. 2006; 26: 11379 – 11386. [PubMed]
Blaukopf CL, DiGirolamo GJ. Effets différentiels de récompense et de punition sur les mouvements oculaires conscients et inconscients. Exp Brain Res. 2006; 174: 786 – 792. [PubMed]
Breiter HC, Aharon I, D Kahneman, Dale A, Shizgal P. Imagerie fonctionnelle des réponses neuronales aux attentes et de l'expérience des gains et des pertes monétaires. Neurone. 2001; 30: 619 – 639. [PubMed]
Breiter HC, Gollub RL, RM Weisskoff, DN Kennedy, N Makris, JD Berke, JM Goodman, HL Kantor, DR Gastfriend, Riorden JP, et al. Effets aigus de la cocaïne sur l'activité et les émotions du cerveau humain. Neurone. 1997; 19: 591 – 611. [PubMed]
Breiter HC, Rosen BR. Imagerie par résonance magnétique fonctionnelle des circuits de récompense du cerveau chez l'humain. Ann NY Acad Sci. 1999; 877: 523 – 547. [PubMed]
Brown MR, Desouza JF, HC Goltz, Ford K, RS Menon, Goodale MA, Everling S. Comparaison de saccades à mémoire et visuellement guidées à l'aide d'IRMf événementielle. J Neurophysiol. 2004; 91: 873 – 889. [PubMed]
MR Brown, Goltz HC, Vilis T, Ford KA, Everling S. Inhibition et génération de saccades: IRMf rapide liée à un événement de prosaccades, antisaccades et essais nogo. NeuroImage. 2006; 33: 644 – 659. [PubMed]
Brown TT, Lugar HM, RS Coalson, Miezin FM, Petersen SE, Schlaggar BL. Changements de développement dans l'organisation fonctionnelle cérébrale humaine pour la génération de mots. Cereb Cortex. 2005; 15: 275 – 290. [PubMed]
Bruce CJ, Goldberg ME. Champs oculaires frontaux primates. I. Neurones simples en train de se décharger avant les saccades. J Neurophysiol. 1985; 53: 603 – 635. [PubMed]
Bunge SA, NM Dudukovic, ME Thomason, juge en chef Vaidya, Gabrieli JD. Contributions immatures du lobe frontal au contrôle cognitif chez les enfants: données issues de l'IRMf. Neurone. 2002; 33: 301 – 311. [PubMed]
Cabeza R, Cognition Nyberg L. Imaging II: une revue empirique des études TEP et IRMf 275. J Cog Neurosci. 2000; 12: 1 – 47. [PubMed]
Casey BJ, RM Jones, Hare TA. Le cerveau adolescent. Ann NY Acad Sci. 2008; 1124: 111 – 126. [Article gratuit PMC] [PubMed]
Casey BJ, Trainor RJ, Orendi JL, AB Schubert, Nystrom LE, Giedd JN, Astellanos FX, Haxby JV, Noll DC, Cohen JD, et al. Une étude IRM fonctionnelle développementale de l'activation préfrontale lors de l'exécution d'une tâche de type «go-no-go». J Cog Neurosci. 1997; 9: 835 – 847.
Castellanos FX, Tannock R. Neuroscience du trouble déficit de l'attention / hyperactivité: la recherche d'endophénotypes. Nat Rev Neurosci. 2002; 3: 617 – 628. [PubMed]
Chambers RA, Taylor JR, Petenza, MN. Neurocircuitry développemental de la motivation à l'adolescence: une période critique de vulnérabilité de la dépendance. Suis J psychiatrie. 2003; 160: 1041 – 1052. [Article gratuit PMC] [PubMed]
Connolly JD, MA Goodale, RS Menon, DP Munoz. Preuve IRMf humaine pour les corrélats neuronaux de l’ensemble préparatoire. Nat Neurosci. 2002; 5: 1345 – 1352. [PubMed]
Cooper JC, Knutson B. Valence et la saillance contribuent à l'activation du noyau accumbens. Neuroimage. 2008; 39 (1): 538 – 547. [Article gratuit PMC] [PubMed]
Corbetta M, Kincade JM, Ollinger JM, McAvoy, député, Shulman GL. L'orientation volontaire est dissociée de la détection de la cible dans le cortex pariétal postérieur humain. Nat Neurosci. 2000; 3: 292 – 297. [PubMed]
Cox RW. AFNI: logiciel d'analyse et de visualisation des neuroimages par résonance magnétique fonctionnelle. Comput Biomed Res. 1996; 29: 162 – 173. [PubMed]
Crews F, He J, Hodge C. Le développement cortical de l'adolescent: une période critique de vulnérabilité pour la toxicomanie. Pharmacol Biochem Behav. 2007; 86: 189 – 199. [PubMed]
Curtis CE, Connolly JD. Les signaux de préparation de saccade dans les cortex frontal et pariétal humain. J Neurophysiol. 2008; 99: 133 – 145. [Article gratuit PMC] [PubMed]
Curtis CE, D'Esposito M. Succès et échec supprimant le comportement réflexif. J Cog Neurosci. 2003; 15: 409–418. [PubMed]
Curtis CE, D'Esposito M. L'inhibition des actions indésirables. Dans: Bargh J, Gollwitzer P, Moresella E, éditeurs. La psychologie de l'action. 2008. Vol. 2. New York: Guilford Press.
Dahl RE. Développement du cerveau chez les adolescents: une période de vulnérabilités et d'opportunités. Discours d'ouverture. Ann NY Acad Sci. 2004; 1021: 1 – 22. [PubMed]
Delgado MR, Locke HM, Stenger VA, Fiez JA. Réponse du striatum dorsal à la récompense et au châtiment: effets de manipulations de valence et de magnitude. Cogn Affect Behav Neurosci. 2003; 3: 27 – 38. [PubMed]
Delgado MR, Nystrom LE, Fissell C, Noll DC, Fiez JA. Suivi des réponses hémodynamiques pour récompenser et punir le striatum. J Neurophysiol. 2000; 84: 3072 – 3077. [PubMed]
Ding L, Hikosaka O. Comparaison de la modulation de la récompense dans le champ de l'oeil frontal et du caudé du macaque. J Neurosci. 2006; 26: 6695 – 6703. [PubMed]
Duka T, Lupp A. Les effets d'incitation sur les antisaccades: est un mécanisme dopaminergique impliqué. Comportement Pharmacol. 1997; 8: 373 – 382. [PubMed]
Durston S, MC Davidson, N Tottenham, Galvan A, Spicer J, Fossella JA, Casey BJ. Passage d'une activité corticale diffuse à une activité focale avec développement. Dev Sci. 2006; 9: 1 – 8. [PubMed]
Ernst M., Nelson EE, S. Jazbec, EB McClure, CS Monk, E. Leibenluft, J. Blair et Pine DS. L'amygdale et le noyau accumbens en réponse à la réception et à l'omission de gains chez l'adulte et l'adolescent. NeuroImage. 2005; 25: 1279 – 1291. [PubMed]
Ernst M, Pine DS, Hardin M. Modèle triadique de la neurobiologie du comportement motivé à l'adolescence. Psychol Med. 2006; 36: 299 – 312. [Article gratuit PMC] [PubMed]
Eshel N, Nelson EE, RJ Blair, Pine DS, Ernst M. Choix de substrats neuronaux chez l'adulte et l'adolescent: développement du cortex ventrolatéral préfrontal et antérieur. Neuropsychologia. 2007; 45: 1270 – 1279. [Article gratuit PMC] [PubMed]
Everling S, P Krappmann, Flohr H. Potentiels corticaux précédant les antisaccades et pro- chez l'homme. Electroencéphalog Clin Neurophysiol. 1997; 102: 356 – 362. [PubMed]
Fischer B, M Biscaldi, Gezeck S. Sur le développement de composants volontaires et réflexifs dans la génération de saccade humaine. Brain Res. 1997; 754: 285 – 297. [PubMed]
Galvan A, Hare TA, Parra CE, Penn J, Voss H, Glover G, Casey BJ. Un développement plus précoce de l'accumbens par rapport au cortex orbitofrontal pourrait être à la base d'un comportement à risque chez les adolescents. J Neurosci. 2006; 26: 6885 – 6892. [PubMed]
Geier CF, Garver K, Terwilliger R, Luna B. Développement de la maintenance de la mémoire de travail. J Neurophysiol. 2009; 101: 84 – 99. [Article gratuit PMC] [PubMed]
Geier CF, Garver KE, Luna B. Circuits sous-jacents à la mémoire de travail spatiale dans le temps. Neuroimage. 2007; 35: 904 – 915. [PubMed]
Giedd JN, AC Vaituzis, SD Hamburger, Lange N, JC Rajapakse, D Kaysen, YC Vauss, Rapoport JL. IRM quantitative du lobe temporal, de l'amygdale et de l'hippocampe dans le développement humain normal: âges 4 – 18 années. J Compar Neurol. 1996; 366: 223 – 230. [PubMed]
Gitelman DR. ILAB: programme d'analyse des mouvements oculaires post-expérimentaux. Comportement Meth Instr Comp. 2002; 34: 605 – 612. [PubMed]
Gitelman DR, Nobre AC, TB de Parrish, LaBar KS, Kim YH, Meyer JR, Mesulam MM. Un réseau distribué à grande échelle pour une attention spatiale secrète: une délimitation anatomique plus poussée basée sur des contrôles comportementaux et cognitifs stricts. Cerveau. 1999; 122: 1093 – 1106. [PubMed]
Goghari VM, MacDonald AW., 3rd Effets de la variation de la conception expérimentale d'un paradigme de contrôle cognitif sur les mesures de résultats d'imagerie comportementale et fonctionnelle. J Cogn Neurosci. 2008; 20: 20 – 35. [PubMed]
N. Gogtay, N. Giedd, L. Lusk, KM Hayashi, D. Greenstein, AC Vaituzis, Nugent TF3, Herman DH, LS Clasen, Toga AW, et al. Cartographie dynamique du développement cortical humain de l'enfance au début de l'âge adulte. Proc Natl Acad Sci USA. 2004; 101: 8174 – 8179. [Article gratuit PMC] [PubMed]
Goldman-Rakic PS, Bates JF, Chafee MV. Le cortex préfrontal et les actes moteurs générés en interne. Voir Opin Neurobiol. 1992; 2: 830 – 835. [PubMed]
Grosbras MH, Lobel E, Van de Moortele PF, Lebihan D, Berthoz A. Un repère anatomique pour les champs oculaires supplémentaires chez l'homme révélés par l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle. Cereb Cortex. 1999; 9: 705 – 711. [PubMed]
Guyer AE, Nelson EE, K Perez-Edgar, MG Hardin, R. Roberson-Nay, CS Monk, JM Bjork, HA Henderson, DS DS, Fox NA, et al. Altération fonctionnelle striatale chez les adolescents caractérisée par une inhibition comportementale précoce. J Neurosci. 2006; 26: 6399 – 6405. [PubMed]
Hallett PE. Saccades primaires et secondaires à des objectifs définis par des instructions. Vision Res. 1978; 18: 1279 – 1296. [PubMed]
Hanes DP, Schall JD. Contrôle neural de l'initiation volontaire du mouvement. Science. 1996; 274: 427 – 430. [PubMed]
Hardin MG, Schroth E, Pine DS, Ernst M. Modulation du contrôle cognitif liée à l'incitation chez les adolescents en bonne santé, anxieux et déprimés: différences liées au développement et à la psychopathologie. J Child Psychol Psychiatry. 2007; 48: 446 – 454. [Article gratuit PMC] [PubMed]
Hare TA, O'Doherty J, Camerer CF, Schultz W, Rangel A. Dissocier le rôle du cortex orbitofrontal et du striatum dans le calcul des valeurs de but et des erreurs de prédiction. J Neurosci. 2008; 28: 5623-5630. [PubMed]
Hikosaka O, Nakumura K, Nakahara H. Les ganglions de la base orientent les yeux vers la récompense. J Neurophysiol. 2006; 95: 567 – 584. [PubMed]
Irwin CE., Jr Le concept théorique d'attrisk adolescents. Adolescence Med. 1990; 1: 1 – 14. [PubMed]
Jazbec S, MG Hardin, E. Schroth, E. McClure, DS Pine, Ernst M. Influence des contingences liées à l'âge sur une tâche de saccade. Exp Brain Res. 2006; 174: 754 – 762. [Article gratuit PMC] [PubMed]
Jazbec S, E McClure, M Hardin, Pine DS, Ernst M. Contrôle cognitif dans des situations imprévues chez des adolescents anxieux et déprimés: une tâche antisaccade. Biol Psychiatry. 2005; 58: 632 – 639. [PubMed]
Jenkinson M, Smith S. Une méthode d'optimisation globale pour un enregistrement affine robuste des images du cerveau. Med Image Anal. 2001; 5: 143 – 156. [PubMed]
Kalsbeek A, Voorn P, RM Buijs, piscine CW, Uylings HB. Développement de l'innervation dopaminergique dans le cortex préfrontal du rat. J Comp Neurol. 1988; 269: 58 – 72. [PubMed]
Kang HC, ED Burgund, HM Lugar, Petersen SE, Schlagger BL. Comparaison des foyers d'activation fonctionnels chez les enfants et les adultes utilisant un espace stéréotaxique commun. NeuroImage. 2003; 19: 16 – 28. [PubMed]
Keller TA, PA charpentier, Just MA. Les bases neurales de la compréhension d'une phrase: examen IRMf du traitement syntaxique et lexical. Cereb Cortex. 2001; 11: 223 – 237. [PubMed]
Klein C, Foerster F. Développement de la performance des tâches prosaccade et antisaccade chez les participants âgés de 6 à 26. Psychophysiologie. 2001; 38: 179 – 189. [PubMed]
Knutson B, CM Adams, Fong GW, Hommer D. L'anticipation de l'augmentation de la récompense monétaire recrute sélectivement le noyau accumbens. J Neurosci. 2001; 21: RC159. [PubMed]
Knutson B, Cooper JC. Imagerie par résonance magnétique fonctionnelle de la prévision de la récompense. Curr Opin Neurol. 2005; 18: 411 – 417. [PubMed]
Knutson B, Fong GW, SM Bennett, Adams CM, Hommer D. Une région de cortex préfrontal mésial suit des résultats enrichissants sur le plan monétaire: caractérisation avec une IRMf rapide liée à un événement. NeuroImage. 2003; 18: 263 – 272. [PubMed]
Knutson B, Gibbs SE. Le noyau de liaison accumbens dopamine et oxygénation du sang. Psychopharmacologie (Berl) 2007; 191: 813 – 822. [PubMed]
Kringelbach ML, Rolls ET. Neuroanatomie fonctionnelle du cortex orbitofrontal humain: mise en évidence par la neuroimagerie et la neuropsychologie. Prog Neurobiol. 2004; 72: 341 – 372. [PubMed]
Kwong KK, JW Belliveau, DA Chesler, IE Goldberg, RM Weisskoff, BP Poncelet, DN Kennedy, Hoppel BE, MS Cohen, Turner R et autres. Imagerie par résonance magnétique dynamique de l'activité du cerveau humain lors d'une stimulation sensorielle primaire. Proc Natl Acad Sci USA. 1992; 89: 5675 – 5679. [Article gratuit PMC] [PubMed]
Levin HS, Culhane KA, Hartmann J, Evankovich K, Mattson AJ. Changements dans le développement des performances lors des tests de prétendu fonctionnement du lobe frontal. Dev Neuropsych. 1991; 7: 377 – 395.
Liddle PF, Kiehl KA, Smith AM. Étude IRMf d'inhibition de la réponse liée à un événement. Hum Brain Mapp. 2001; 12: 100 – 109. [PubMed]
Liston C, Watts R, Tottenham N, MC Davidson, S Niogi, Ulug AM, Casey BJ. La microstructure frontostriatale module le recrutement efficace du contrôle cognitif. Cereb Cortex. 2006; 16: 553 – 560. [PubMed]
Luna B, Garver KE, AT urbain, Lazar NA, Sweeney JA. Maturation des processus cognitifs de la fin de l’enfance à l’âge adulte. Enfant Dev. 2004; 75: 1357 – 1372. [PubMed]
Luna B, Juge Sweeney L’émergence d’une fonction cérébrale collaborative: études IRMf du développement de l’inhibition de la réponse. Ann NY Acad Sci. 2004; 1021: 296 – 309. [PubMed]
Luna B, Thulborn KR, PDP de Munoz, Merriam EP, Garver KE, Minshew NJ, MS Keshavan, CR de Genovese, Eddy WF, Sweeney JA. La maturation d'une fonction cérébrale largement répartie favorise le développement cognitif. NeuroImage. 2001; 13: 786 – 793. [PubMed]
Luna B, Thulborn KR, Strojwas MH, McCurtain BJ, Berman RA, CR Genovese, Sweeney JA. Régions corticales dorsales sous-jacentes à des saccades visuellement guidées chez l’homme: étude IRMf. Cereb Cortex. 1998; 8: 40 – 47. [PubMed]
Marsh R, Zhu H, RT Schultz, G Quackenbush, J Royal, P Skudlarski, BS Peterson. Une étude de développement IRMf du contrôle de l'autorégulation. Hum Brain Mapp. 2006; 27: 848 – 863. [Article gratuit PMC] [PubMed]
Mai JC, MR Delgado, Dahl RE, Stenger VA, Ryan ND, Fiez JA, Carter CS. Imagerie par résonance magnétique fonctionnelle liée à l'événement des circuits cérébraux liés à la récompense chez les enfants et les adolescents. Biol Psychiatry. 2004; 55: 359 – 366. [PubMed]
McClure SM, député de York et relations publiques de Montague. Les substrats neuronaux du traitement de la récompense chez l'homme: le rôle moderne de FMRI. Neuroscientifique. 2004; 10: 260 – 268. [PubMed]
Meng SZ, Y Ozawa, Itoh M, Takashima S. Modifications du transporteur de la dopamine liées au développement et à l'âge, et récepteurs D1 et D2 de la dopamine dans les noyaux gris centraux de l'homme. Brain Res. 1999; 843: 136 – 144. [PubMed]
Munoz DP, Broughton JR, Goldring JE, Armstrong IT. Performance liée à l'âge de sujets humains lors de tâches de mouvement oculaire saccadé. Exp Brain Res. 1998; 121: 391 – 400. [PubMed]
Munoz DP, Everling S. Look away: tâche anti-saccade et contrôle volontaire du mouvement des yeux. Nat Rev Neurosci. 2004; 5: 218 – 228. [PubMed]
O'Doherty J, Dayan P, J Schultz, R Deichmann, K Friston, Dolan RJ. Rôles dissociables du striatum ventral et dorsal dans le conditionnement instrumental. Science. 2004; 304: 452 – 454. [PubMed]
O'Doherty J, Kringelbach ML, Rolls ET, Hornak J, Andrews C. Représentations abstraites de récompense et de punition dans le cortex orbitofrontal humain. Nature Neurosci. 2001; 4: 95-102. [PubMed]
O'Doherty JP, Diechmann R, Critchley HD, Dolan RJ. Réponses neuronales lors de l'anticipation d'une récompense gustative primaire. Neuron. 2002; 33: 815–826. [PubMed]
Ogawa S, Tank DW, R Menon, Ellermann JM, Kim SG, Merkle H, Ugurbil K. Modifications du signal intrinsèque accompagnant la stimulation sensorielle: cartographie fonctionnelle du cerveau avec imagerie par résonance magnétique. Proc Natl Acad Sci USA. 1992; 89: 5951 – 5955. [Article gratuit PMC] [PubMed]
Ollinger JM, Corbetta M, Shulman GL. Séparer les processus au sein d’un essai en IRM fonctionnelle événementielle: partie II. NeuroImage. 2001; 13: 218 – 229. [PubMed]
Ollinger JM, GL Shulman, Corbetta M. Séparation des processus au sein d'un essai en IRM fonctionnelle événementielle: partie I. NeuroImage. 2001; 13: 210 – 217. [PubMed]
Ono M, Kubik S, CD Abernathy. Atlas des sulci cérébraux. New York: Thieme Medical Publishers, Inc; 1990.
Paus T. Localisation et fonction du champ oculaire frontal humain: examen sélectif. Neuropsychologia. 1996; 34: 475 – 483. [PubMed]
Paus T, Babenko V, Radil T. Développement d'une capacité à maintenir une fixation du regard central à instruction verbale étudiée chez des enfants âgés de 8 à 10. Int J Psychophysiol. 1990; 10: 53 – 61. [PubMed]
Pierrot-Deseilligny CH, RM Muri, T Nyffeler, Milea D. Le rôle du cortex préfrontal dorsolatéral humain dans le comportement moteur oculaire. Ann NY Acad Sci. 2005; 1039: 239 – 251. [PubMed]
Ridderinkhof KR, bande GPH, Logan GD. Une étude du comportement adaptatif: effets de l'âge et informations non pertinentes sur la capacité à inhiber ses actions. Acta Psychol. 1999; 101: 315–337.
Ridderinkhof KR, Ullsperger M, Crone EA, Nieuwenhuis S. Le rôle du cortex frontal médial dans le contrôle cognitif. Science. 2004; 306: 443 – 447. [PubMed]
Ridderinkhof KR, MW van der Molen. Ressources mentales, vitesse de traitement et contrôle inhibiteur: une perspective développementale. Biol Psychol. 1997; 45: 241 – 261. [PubMed]
Ridderinkhof KR, WP van den Wildenberg, SJ Segalowitz, Carter CS. Mécanismes neurocognitifs du contrôle cognitif: rôle du cortex préfrontal dans la sélection de l'action, l'inhibition de la réponse, la surveillance de la performance et l'apprentissage par récompense. Cerveau Cogn. 2004; 56: 129 – 140. [PubMed]
Roesch MR, Olson CR. Impact de la récompense attendue sur l'activité neuronale dans le cortex préfrontal, les champs oculaires frontaux et supplémentaires et le cortex prémoteur. J Neurophysiol. 2003; 90: 1766 – 1789. [PubMed]
Roesch MR, Olson CR. L'activité neuronale liée à la valeur de récompense et à la motivation dans le cortex frontal des primates. Science. 2004; 304: 307 – 310. [PubMed]
Rolls ET. Le cortex orbitofrontal et la récompense. Cereb Cortex. 2000; 10: 284 – 294. [PubMed]
Rosenberg DR, Lewis DA. Changements dans l'innervation dopaminergique du cortex préfrontal de singe au cours du développement postnatal tardif: étude immunohistochimique de la tyrosine hydroxylase. Biol Psychiatry. 1994; 36: 272 – 277. [PubMed]
Rosenberg DR, Lewis DA. Maturation postnatale de l'innervation dopaminergique des cortex préfrontal et moteur de singe: une analyse immunohistochimique de la tyrosine hydroxylase. J Comp Neurol. 1995; 358: 383 – 400. [PubMed]
Rubia K, Overmeyer S, E. Taylor, Brammer M., Williams SC, Simmons A., Andrew C., Bullmore ET. Frontalisation fonctionnelle avec l'âge: cartographie des trajectoires neurodéveloppementales avec l'IRMf. Neurosci Biobehav Rev. 2000; 24: 13 – 19. [PubMed]
Rubia K, Smith AB, Taylor E, Brammer M. Développement fonctionnel corrélé en fonction de l'âge linéaire des réseaux fronto-striato-cérébelleux inférieurs droits au cours de l'inhibition de la réponse et du cingulum antérieur lors des processus liés aux erreurs. Hum Brain Mapp. 2007; 28: 1163 – 1177. [PubMed]
Rubia K, AB Smith, Woolley J, Nosarti C, Heyman I, Taylor E, Brammer M. Augmentation progressive de l'activation cérébrale frontostriatale de l'enfance à l'âge adulte au cours de tâches de contrôle cognitif liées à un événement. Hum Brain Mapp. 2006; 27: 973 – 993. [PubMed]
Schall JD, Stuphorn V, Brown JW. Surveillance et contrôle de l'action des lobes frontaux. Neurone. 2002; 36: 309 – 322. [PubMed]
Scherf KS, juge Sweeney, Luna B. Cerveau, base du changement développemental de la mémoire de travail visuospatiale. J Cog Neurosci. 2006; 18: 1045 – 1058. [PubMed]
Schultz W. Signal de récompense prédictif des neurones dopaminergiques. J Neurophysiol. 1998; 80: 1 – 27. [PubMed]
Schultz W. Plusieurs signaux de récompense dans le cerveau. Nat Rev Neurosci. 2000; 1: 199 – 207. [PubMed]
Schultz W. Se formaliser avec de la dopamine et récompenser. Neurone. 2002; 36: 241 – 263. [PubMed]
Schultz W, Apicella P, Ljungberg T. Réponses de neurones dopaminergiques de singe à récompenser et à stimuler les stimuli conditionnés au cours des étapes successives d'apprentissage d'une tâche de réponse retardée. J Neurosci. 1993; 13: 900 – 913. [PubMed]
Schultz W., Tremblay L., Hollerman JR. Traitement de récompense dans le cortex orbitofrontal et les noyaux gris centraux chez les primates. Cereb Cortex. 2000; 10: 272 – 284. [PubMed]
Seeman P, NH Bzowj, HC Fuan, C Bergeron, Becker LE, GP Reynolds, ED Bird, Riederer P, Jellinger K, S Watanabe, et al. Récepteurs de la dopamine dans le cerveau humain chez les enfants et les adultes âgés. Synapse. 1987; 1: 399 – 404. [PubMed]
Shulman GL, Ollinger JM, Akbudak E, Conturo TE, Snyder AZ, Petersen SE, Corbetta M. Zones impliquées dans le codage et l’application d’attentes directionnelles à des objets en mouvement. J Neurosci. 1999; 19: 9480 – 9496. [PubMed]
Smith SM. Extraction cérébrale automatisée rapide et robuste. 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 coll. Avancées dans l'analyse et la mise en œuvre d'images MR fonctionnelles et structurelles en FLS NeuroImage. 2004; 23: S208 – S219. [PubMed]
Sowell ER, PM PM Thompson, juge en chef Holmes, Jernigan TL, Toga AW. Preuve in vivo de la maturation cérébrale post-adolescente dans les régions frontale et striatale. Nat Neurosci. 1999; 2: 859 – 861. [PubMed]
Spear LP. Le cerveau de l'adolescent et les manifestations comportementales liées à l'âge. Neurosci Behav Rev. 2000; 24: 417 – 463. [PubMed]
Steinberg L. Prise de risque à l'adolescence: quels changements et pourquoi? Ann NY Acad Sci. 2004; 1021: 51 – 58. [PubMed]
Steinberg L, Graham S, O'Brien L, Woolard J, Cauffman E, Banich M. Différences d'âge dans l'orientation future et actualisation des délais. Enfant Dev. 2009; 80: 28–44. [PubMed]
Sweeney JA, MA Mintun, S Kwee, Wiseman MB, DL Brown, DR Rosenberg, Carl JR. Étude par tomographie par émission de positrons des mouvements oculaires saccadés volontaires et de la mémoire de travail spatiale. J Neurophysiol. 1996; 75: 454 – 468. [PubMed]
Talairach J, Tournoux P. Atlas stéréotaxique coplanaire du cerveau humain. New York: Thieme Medical Publishers; 1988.
Tamm L, Menon V, Reiss AL. Maturation de la fonction cérébrale associée à une inhibition de la réponse. J Am Acad Psychiatrie des enfants adolescents. 2002; 41: 1231 – 1238. [PubMed]
Toga AW, Thompson PM, Sowell ER. Cartographie de la maturation cérébrale. Tendances Neurosci. 2006; 29: 148 – 159. [Article gratuit PMC] [PubMed]
Van Essen DC. Windows sur le cerveau: le rôle émergent des atlas et des bases de données en neuroscience. Voir Opin Neurobiol. 2002; 12: 574 – 579. [PubMed]
Van Essen DC, Drury HA, Dickson J, J Harwell, Hanlon D, Anderson CH. Une suite logicielle intégrée pour les analyses de surface du cortex cérébral. J Am Med Inform Assoc. 2001; 8: 443 – 459. [Article gratuit PMC] [PubMed]
van Leijenhorst L, Crone EA, Bunge SA. Corrélats neuronaux des différences développementales dans l’estimation du risque et le traitement de la rétroaction. Neuropsychologia. 2006; 44: 2158 – 2170. [PubMed]
L van de Leijenhorst, K Zanolie, CS Van Meel, PM de Westenberg, Rombouts SA, Crone EA. Qu'est-ce qui motive l'adolescent? Les régions du cerveau médiatrices de la sensibilité à la récompense à travers l’adolescence Cereb Cortex. 2009 Epub avant l'impression. [PubMed]
Velanova K, ME Wheeler, Luna B. Les modifications de la maturation du recrutement du cingulaire antérieur et du recrutement frontopariétal soutiennent le développement du traitement des erreurs et du contrôle inhibiteur. Cereb Cortex. 2008; 18: 2505 – 2522. [Article gratuit PMC] [PubMed]
Voorn P, LJ Vanderschuren, HJ Groenewegen, TW Robbins, CM Pennartz. Mettre à profit la division dorso-ventrale du striatum. Tendances Neurosci. 2004; 27: 468 – 474. [PubMed]
Ward BD. 2002. Analyse de déconvolution des données de série temporelle IRMf: documentation du progiciel AFNI. Disponible à l'adresse suivante: http://afni.nimh.nih.gov/pub/dist/doc/manual/3dDeconvolve.pdf.
Wenger KK, KM Visscher, FM Miezin, SE Petersen, Schlaggar BL. Comparaison des activités soutenues et transitoires chez les enfants et les adultes à l'aide d'un schéma IRMf mixte / bloqué / lié à un événement. NeuroImage. 2004; 22: 975 – 985. [PubMed]
Wheeler ME, Shulman GL, Buckner RL, Miezin FM, Velanova K, Petersen SE. Preuve de la réactivation perceptuelle distincte et des processus de recherche lors de la mémorisation. Cereb Cortex. 2005; 16: 949 – 959. [PubMed]
Williams BR, Ponesse JS, RJ Schachar, Logan GD, Tannock R. Développement du contrôle inhibiteur sur toute la durée de la vie. Dev Psychol. 1999; 35: 205 – 213. [PubMed]
Yakovlev PI, Lecours AR. Les cycles myélogénétiques de maturation régionale du cerveau. Dans: Minkowski A, éditeur. Développement régional du cerveau au début de la vie. Oxford: Blackwell Scientific; 1967. pp. 3 – 70.