A jutalom feldolgozásában bekövetkezett hiányosságok és a serdülőkorban a gátló kontrollra gyakorolt ​​hatása (2010)

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

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

Szerző információ

  • Neurokognitív fejlődés laboratórium, Pszichiátriai és Pszichológiai Tanszék, Kognitív neurológiai alapok Központja, Pittsburgh Egyetem, Pittsburgh, PA 15213, USA. [e-mail védett]

Absztrakt

Az éretlen jutalomfeldolgozás jellege és a kognitív kontroll alapelemeire gyakorolt ​​jutalmak hatása a serdülőkorban jelenleg nem ismert. Itt a funkcionális mágneses rezonanciás képalkotás során az egészséges serdülők és a felnőttek módosított antiszaccade-feladatot hajtottak végre, amelyben a próba-próba jutalmakkal kapcsolatos eseményeket manipulálták. Egy új, gyors, eseményhez kapcsolódó kialakítás alkalmazása lehetővé tette az agyi funkció fejlődési különbségeit, amelyek a jutalom feldolgozásának és a válasz-gátlás időszakosan elkülönülő szakaszainak alapját képezik. A semleges vizsgálatokhoz képest a jutalmakon végzett vizsgálatok gyorsabb korrekciós válaszokat eredményeztek a korosztályokban, és a serdülőknél kevesebb gátló hiba jelentkezett. A jutalomvizsgálatok során a vér oxigénszint-függő jelét a ventrális striatumban csökkentették a serdülőknél a cue értékelés során, majd a válaszkészítés során túlaktív volt, ami a felnőttkori korban a jutalmak értékelésében korlátozott, és a jutalom előrejelzésében fokozott reaktivitást mutat. Fontos megemlíteni, hogy a frontális kéregben a precentrális szuszpenzió mentén megnövekedett aktivitást figyelték meg a serdülőkben a jutalom-próba válaszkészítés során, ami arra utal, hogy az okulomotoros kontroll régiók jutalmazási modulációja támogatja a helyes gátlást. Ez a munka együttesen jellemzi a serdülőkori agyi rendszerek sajátos éretlenségeit, amelyek támogatják a jutalom feldolgozását, és leírja a jutalom befolyását a gátló kontrollra. Összefoglalva, eredményeink olyan mechanizmusokat javasolnak, amelyek megalapozhatják a serdülők kiszolgáltatottságát a gyenge döntéshozatal és a kockázatvállalási magatartás iránt.

Kulcsszavak: serdülőkor, antiszaccád, fMRI, válaszgátlás, jutalom

Bevezetés

A kockázatos vagy meggondolatlan viselkedéshez kapcsolódó negatív kimenetelek a serdülőkorban megfigyelt morbiditási és halálozási arányok éles emelkedéséhez (∼200%) vezetnek (Arnett 1992; Spear 2000; Dahl 2004). A kockázatvállalást úgy tekinthetjük, hogy gyakran, impulzív módon viselkedik olyan magatartásokban, amelyek magasak a szubjektív kívánatossággal vagy izgalommal, de amelyek az egyéneket potenciális sérülésnek vagy veszteségnek teszik ki (pl. Rendkívül gyors vezetés és védelem nélküli szexelés).Irwin 1990). A serdülők hajlamosak a kockázatvállalásra kényszerítő viselkedési bizonyítékot adni a döntéshozatali képességek hiányosságairól. A kockázatvállalás neurális alapjainak megértése azonban továbbra is korlátozott. Bár több funkcionális áramkör várhatóan hozzájárul a viselkedési kockázathoz, az 2 valószínűleg elsődleges rendszerei a jutalomfeldolgozás és a gátló kontroll (Steinberg 2004). Az éretlen észlelés és a jutalmak értékelése az endogén impulzusszabályozás korlátaival párosulva rossz döntéshozatalt eredményezhet, ami aztán beállíthatja a kockázatvállalást. A kockázatvállalási magatartás idegrendszerének tájékoztatása érdekében ebben a tanulmányban összehasonlítjuk a jutalomfeldolgozást és annak hatását a serdülők gátló hatására a felnőttekéhoz képest.

Az érett felnőttek jutalmának feldolgozását támogató neurális áramkörök széles körű szakirodalmában ismertették.Schultz 2000; Breiter és mtsai. 2001; O'Doherty és mtsai. 2001; Roesch és Olson 2004; Hikosaka et al. 2006). Különösen az orbitofrontális kéreg (OFC), a hátsó és a ventrális striatum (VS) és a mediális prefrontális kéreg (PFC) kerültek kulcsfontosságú összetevőként (Schultz 2000; McClure és mtsai. 2004). Fontos, hogy az egy egységes és az eseményhez kapcsolódó mágneses rezonanciás (fMRI) vizsgálatok időbeli felbontása azt mutatta, hogy a jutalomfeldolgozás nem egy monolit függvény, hanem inkább egymással összefüggő számítások dinamikus csomagja. Meghatározták az előtte előforduló megkülönböztető jeleket („előrejelző” jelek) és a jutalmat („fogyasztó” jeleket) követően.Schultz 2000; Hare és mtsai. 2008). Az előrejelző jelek a jutalom-előrejelző jelzések kezdeti észlelésével és meghatározásával, valamint a jövőbeni jutalom várható értékének értékelésével kapcsolatosak.Knutson és mtsai. 2001; O'Doherty és mtsai. 2002). A fogyasztói jelek közé tartoznak a kapott jutalom nagyságához kapcsolódó jelek (Delgado és mtsai. 2000, 2003; 2000 tekercs; O'Doherty és mtsai. 2001) és hogy a kapott jutalom az előrejelzésekkel („predikciós hiba” jelekkel) egyenlő-e vagy sem (Schultz 2000; Schultz et al. 2000).

Hasonlóképpen meglehetősen korlátozott a megértése a jutalomfeldolgozásnak a serdülőkoron keresztül. Az anatómiai vizsgálatok azt mutatják, hogy az elsődleges jutalmi régiók a serdülőkor idején állandó tartósságot mutatnak, beleértve a szürke anyag folytonos vékonyodását a bazális ganglionokban és az OFC-ben. (Giedd és mtsai. 1996; Sowell és mtsai. 1999; Gogtay és mtsai. 2004; Toga és mtsai. 2006), amely részben valószínűleg a szinaptikus metszés révén gyenge vagy nem használt szinapszisok elvesztésének köszönhető (Gogtay és mtsai. 2004). A serdülőkorban a megnövekedett számú alul definiált szinapszis korlátozásokat eredményezhet a jutalomjelzések és a felnőttekhez viszonyított értékek megjelenítésében. A szinaptikus metszéssel párhuzamosan a myelinizáció lineárisan növekszik a fejlődés során (Jakovlev és Lecours 1967). A myelinizáció fokozza az információfeldolgozás hatékonyságát a disztális neuronális transzmisszió sebességének és hűségének növelésével, elősegítve a széles körben elterjedt agyi áramkör funkcionális integrációját, ami kritikus a komplex magasabb rendű viselkedés kialakulásához. (Goldman-Rakic ​​és mtsai. 1992; Luna és Sweeney 2004). A serdülőkori agy összehasonlító almininációja hozzájárulhat ahhoz, hogy a motivált viselkedéshez szükséges efferens motorrendszerek hatékonyan integrálják a jutalomjeleket.Roesch és Olson 2003, 2004).

A folyamatos mikrostrukturális érlelés mellett az emberi és állati modellekből származó konvergens adatok azt mutatják, hogy a dopamin (DA) neurotranszmissziója a striatális és a kortikális rendszerekben a serdülőkorban tovább érik (Spear 2000; Andersen 2003; Crews és mtsai. 2007). Például a D1- és D2-receptor szintek és a patkány striatumban való kötődése nagyobb a serdülőkorban, mint a felnőttkorban (Seeman és mtsai. 1987). A DA transzporterek sűrűsége, amely a DA szinapszisból történő eltávolítására szolgál, a serdülőkor csúcsai a striatumban (Meng és mtsai. 1999). Továbbá a DA bemenetek a PFC-hez növekszik a serdülőkorban (Kalsbeek et al. 1988; Rosenberg és Lewis 1994, 1995; Spear 2000), és a bizonyítékok arra utalnak, hogy a korai serdülőkorban a mesolimbic és a mezokortikális DA rendszerek közötti viszonylagos eltolódás következik be (Spear 2000). A jutalomfeldolgozás szempontjából a striatum és a PFC-ben a nagyobb DA-transzporterekkel összekapcsolt serdülők DA-szintjeinek növekedése hozzájárulhat a jutalmak iránti fokozott, de időben korlátozott érzékenységhez, amint azt a figyelemhiányos hiperaktivitási zavar modelljében javasoljuk. (Castellanos és Tannock 2002).

A strukturális adatokkal összhangban a kezdeti fejlődési fMRI vizsgálatok azt mutatják, hogy a serdülőkorban a jutalmakkal kapcsolatos agyi rendszerek funkcionális értelemben vannak (Bjork et al. 2004, 2007; May és mtsai. 2004; Ernst et al. 2005; Galvan és mtsai. 2006; Guyer és mtsai. 2006; van Leijenhorst et al. 2006, 2009; Eshel és mtsai. 2007). Bár a serdülők számára kimutatták, hogy a felnőttekhez hasonló jutalmi áramkört vesz fel (May és mtsai. 2004), az éretlen válaszok irányát még nem teljesen jellemezték az elsődleges régiókban. Bizonyítékot találtak a serdülők „under” aktivitására a VS előzetes feldolgozása során, valamint az OFC és a mesialis PFC valószínűségi döntése során. (Bjork et al. 2004, 2007; Eshel és mtsai. 2007), de az „over” aktivitás a VS-ben a jutalmak átvétele során (Ernst et al. 2005; Galvan és mtsai. 2006). Így a jutalom feldolgozásának különböző időbeli fázisai (előretekintő vagy fogyasztó jellegűek) eltérő fejlődési pályákkal rendelkezhetnek, ami fontos eleme az elméleti modelleknek, amelyek a serdülők jutalmazási rendszerét hiperaktívnak tekintik (Chambers et al. 2003; Ernst et al. 2006) vagy hipoaktív (Spear 2000), felnőttekhez képest.

A jutalomfeldolgozás folyamatos érlelésével párhuzamosan a serdülőkorban is folytatódnak a gátló kontrollok finomításai.Paus és mtsai. 1990; Levin és mtsai. 1991; Ridderinkhof és mtsai. 1999; Ridderinkhof és van der Molen 1997; Williams és mtsai. 1999; Bunge és mtsai. 2002; Luna és mtsai. 2004; Liston és mtsai. 2006). Az önkéntes válaszgátlás arra a kognitív képességre utal, amely megállítja a cél-megfelelő cselekvés előnyös válaszát, és a döntéshozatal alapvető eleme (Curtis és D'Esposito 2003; Luna és mtsai. 2004; Ridderinkhof, van den Wildenberg és mtsai. 2004; Curtis és D'Esposito 2008). Laboratóriumunk és mások viselkedési munkája az antiszaccade (AS) feladat használatával (Hallett 1978), ahol az alanyoknak meg kell gátolniuk a hirtelen megjelenő perifériás cél felé irányuló szentséges erőfeszítést, és inkább a tükör helyére kell néznie, azt jelzi, hogy a felnőtt-szerű válaszreakció gátlása közepes és késői serdülőkorban stabilizálódik (Fischer és mtsai. 1997; Munoz és mtsai. 1998; Klein és Foerster 2001; Luna és mtsai. 2004). Az AS feladatot teljesítő neurális áramkör azonban a serdülőkor folyamán folyamatos érzékenységet mutat, beleértve az elülső szem mezőben (FEF) bekövetkező csökkent aktiválást és a felnőttekhez viszonyított fokozottabb függést az oldalsó prefrontális rendszereken.Luna és mtsai. 2001, 2004; Velanova és mtsai. 2008). Ezek az adatok számos más tanulmányt is alátámasztanak, amelyek arra utalnak, hogy a gátló kontrollt támogató áramkörök kialakulása elhúzódott (Casey és mtsai. 1997; Rubia és mtsai. 2000; Luna és mtsai. 2001; Adleman és mtsai. 2002; Bunge és mtsai. 2002; Tamm és mtsai. 2002; Durston és mtsai. 2006; Marsh és mtsai. 2006; Rubia és mtsai. 2006, 2007; Velanova és mtsai. 2008).

A serdülők döntéshozatalában és a kockázatvállalási magatartásban nyilvánvaló korlátok teljesebb megértése a jutalomfeldolgozás érettségének jellemzésével és a gátló kontrollok jutalmának befolyásolásával érhető el. A mai napig csak néhány magatartási tanulmány vizsgálta meg e rendszerek kölcsönhatását a módosított AS feladatokkal próbaverzióval járó pénzbeli jutalmakkal (Duka és Lupp 1997; Blaukopf és DiGirolamo 2006; Jazbec és mtsai. 2006; Hardin és mtsai. 2007). Egyrészt kimutatták, hogy a jutalom-függőség növelése csökkenti a serdülők és a felnőttek által előidézett gátló hibák számát, ami arra utal, hogy legalább a serdülőkorban megalapozzák a jutalmú régiók és az okulomotoros kontrollhoz kapcsolódó régiók közötti alapvető útvonalakat. Másrészt, a jutalmak más módon befolyásolják a fejlõdésen keresztüli egyéb szukád metrikákat (pl. Sebesség és késleltetés) (Jazbec és mtsai. 2006; Hardin és mtsai. 2007). Ugyanakkor a jutalmazott AS feladat végrehajtását támogató neurális áramkörök fejlődési különbségeit még nem írták le az irodalomban.

Arra törekedtünk, hogy az egészséges serdülők és felnőttek válaszadási gátlására gyakorolt ​​hatások fejlettségbeli különbségeit jellemezzük. Megjegyezzük, hogy a 2 modellrendszerek közötti kölcsönhatás vizsgálatát első lépésnek kell tekinteni a kockázatvállalás összetettebb jelenségének jellemzése felé. Kritikusan új módszereket használunk, beleértve a monetáris ösztönző-közvetített AS-paradigmát, amely egy gyors, eseményhez kapcsolódó fMRI-konstrukcióban van bemutatva, részleges „fogási” próbákkal.Ollinger, Shulman és Corbetta 2001), amely lehetővé teszi számunkra, hogy elkülönüljünk és külön jellemezzük az irodalomban korábban azonosított jutalomfeldolgozó komponensekhez kapcsolódó vér oxigénszint-függő (BOLD) aktivitást (Schultz 2000). Ezek az összetevők tartalmazzák a jutalom-azonosítót (Schultz 2000), előreláthatólag egy jutalomra válaszolva (Bjork et al. 2004), és válasz / visszajelzés (Ernst et al. 2006), amelyek mindegyikének eltérő fejlődési pályája lehet. Ez a megközelítés különösen egyedülálló abban a tekintetben, hogy megvizsgáljuk az 2 komponenseket a megelőző feldolgozásban - a kezdeti cue értékelés és a későbbi válaszkészítés / előrejelzés. Ezenkívül arra törekedtünk, hogy egyidejűleg jellemezzük az elosztott okulomotoros kontroll régiók (pl. Feltételezett corticalis szem mezők) jutalmazási kontingenciáinak hatásait, amelyekről ismert, hogy kritikusak az AS feladat teljesítésében (Munoz és Everling 2004).

A korábbi viselkedési jelentésekkel összhangban azt jósoltuk, hogy a felnőttek és a serdülők kevesebb gátló hibát generálnak a jutalmaknál, mint a semleges AS-vizsgálatok (Jazbec és mtsai. 2006; Hardin és mtsai. 2007). A jutalom és a semleges kísérletek során feltételeztük, hogy mindkét korosztály fokozott aktivitást fog mutatni a jutalom-kimutatást (pl. VS) és érték-ábrázolásokat támogató agyi régiókban (pl. VS és OFC). Továbbá azt feltételeztük, hogy a jutalmazott kísérletek során a helyes AS-teljesítményt az okulomotoros vezérlőáramkör fokozott aktivitása támogatná, különösen a precentrális sulcus (SPS; az FEF feltételezett humán homológja) közelében lévő területeket, amelyekről ismert, hogy támogatja a helyes AS-teljesítményt. Kimutatták, hogy a FEF rögzítő neuronok fokozott aktivitása az AS-vizsgálatok előkészítő időszakában döntő jelentőségű a hibás válaszok gátlására (Connolly és mtsai. 2002; Curtis és D'Esposito 2003; Munoz és Everling 2004). A szuboptimális AS-teljesítmény és a serdülőkorban a jutalmak feldolgozásában bekövetkezett értelemben vett bizonyítékok alapján feltételeztük, hogy a serdülők a nyereségmoduláció kifejezettebb hatását mutatják a oculomotor régiók és a viselkedési teljesítmény tekintetében. Végül a korábbi megállapítások alapján azt is feltételeztük, hogy a serdülők hipoaktivitást mutattak a jutalom-előrejelzés során (Bjork et al. 2004, 2007; Eshel és mtsai. 2007) és hiperaktivitás a fogyasztási folyamat során (Ernst et al. 2005; Galvan és mtsai. 2006).

Anyagok és módszerek

A résztvevők

Ehhez a tanulmányhoz kezdetben harmincnyolc egészséges alany (22 serdülők és 16 felnőttek) vettek részt. Az 4 serdülők képalkotó adatait kizárták az elemzésekből, mivel a szkenner túlzott mértékű mozgása volt. A fennmaradó 34-alanyok (18 serdülők [13 – 17 évek, \ t M = 15.3 {± 1.5}, 8 nőstények] és 16 fiatal felnőttek [18 – 30 évesek, M = 21.7 {± 2.9}, 10 nőstények]) teljesítették az alábbi inkluzív kritériumokat: Mindegyiknek legalább a 20 / 40 (korrigált vagy nem korrigált) és az orvosi történelem, amely nem mutatott neurológiai betegséget, agykárosodást vagy súlyos pszichiátriai megbetegedést. az interjú által meghatározott tárgy vagy elsőfokú rokonok. Az egyes csoportok életkori tartományait a korábbi munkák alapján választották ki, jelezve az AS-feladat differenciális viselkedési teljesítményszintjeit (Luna és mtsai. 2004; Scherf és mtsai. 2006). A résztvevők és / vagy törvényes gondviselőik a tanulmányban való részvétel előtt tájékoztatott beleegyezést vagy hozzájárulást adtak. A tanulmány kísérleti eljárásai megfeleltek a World Medical Association etikai kódexének (Helsinki 1964 Nyilatkozat) és a Pittsburghi Egyetem intézményi felülvizsgálati tanácsának. A résztvevőket a tanulmányban való részvételért fizették meg.

Rewarded AS Feladat

Minden egyes AS-próba során az alanyokat eredetileg 1ne-vel mutatták be 2 ösztönző jelzéssel (1.5 s) (Ábra 1). A zöld dollárszámú jelek ($) gyűrűje, amelyek mindegyike közelítőleg 1 ° -os látószöget zár be, egy központi fehér rögzítő keresztet körülvett, azt jelezte, hogy a téma pénzt nyer, ha helyesen hajtotta végre a következő tárgyalást. Az egyenértékű méretű, kék kiló jelek (#) szigetelő gyűrűje azt jelezte, hogy a szóban forgó vizsgálatban nem volt pénz. Az alanyokat nem mondták el pontosan arról, hogy mennyi pénzt lehet keresni minden egyes próba során annak érdekében, hogy megakadályozzák a futásnak a teljesítményüket és a munkamemória-rendszereket. Azonban a témák előtt azt mondták, hogy egy további $ 25 értéket nyerhetnek a teljesítményük függvényében, és hogy nem keletkeznek adósságok (azaz a tantárgyak nem tartozhattak pénzért). Ezután eltűnt az ösztönzőgyűrű, és a központi rögzítés keresztje fehérről pirosra változott (1.5 s), jelezve a tárgynak, hogy el kell készülniük arra, hogy gátolják a választ. Végül egy perifériás inger (sárga pont) jelent meg (75 m) egy előre nem látható vízszintes helyzetben (± 3 °, 6 ° és 9 ° látószög). Az alanyokat arra utasították, hogy ne nézzenek az ingerre, amikor megjelentek, hanem a szemüket a tükör helyére irányítják ezen idő alatt (1475 ms).

Ábra 1. 

A monetáris ösztönző AS feladat ábrázolása. A zöld dollárszámlák jelzése azt jelezte, hogy a téma pénzt nyerhet, ha helyesen hajtotta végre a következő próbát (jutalom). A kék font jelek jelezték, hogy nincs pénz ...

Az egyes próbaidőszakok során kiváltott hemodinamikai válasz egyedülálló becsléséhez kísérleti tervünk tartalmazott körülbelül 30% -os részleges fogási kísérleteket, véletlenszerűen beillesztve, és a rázkódtatott intertrialintervallumokat (Ollinger, Corbetta és Shulman 2001; Ollinger, Shulman és Corbetta 2001). Ezeknek az elemeknek a felvétele biztosította, hogy elegendő számú független lineáris egyenlet van, hogy a dekonvolúció során külön-külön becsüljék a BOLD-választ, amely a cue-, válasz-előkészítő- és a saccade-válaszszakaszokhoz kapcsolódik. Ez egy kvantitatívan validált megközelítés a próbákon belüli összetevők becsléséreOllinger, Corbetta és Shulman 2001; Ollinger, Shulman és Corbetta 2001; Goghari és MacDonald 2008), és azt korábban az irodalomban jelentették be (Shulman és mtsai. 1999; Corbetta és mtsai. 2000; Wheeler és mtsai. 2005; Brown és mtsai. 2006). Az 30% fogáspróba minimálisra csökkentette az alanyok részleges próbájának előrejelzését, ugyanakkor fenntartotta a „teljes” kísérletek megfelelő gyakoriságát, hogy lehetővé tegye a BOLD válasz megfelelő becslését. Minden egyes futás során két fogási próbaváltozatot mutattak be, és az 1 után befejeződő vizsgálatból állt, a válaszkészítési időszak (piros rögzítés) (azaz a motoros válasz nem volt perifériás) vagy az 2) az ösztönző cue-képek (körök) „$” Vagy „#”) (azaz a piros rögzítés és a perifériás cue nem látható). Fontos megjegyezni, hogy az alanyok nem tudták, hogy mely kísérletek részleges fogási kísérleteknek bizonyultak, és a teljes kísérletek egészen addig, amíg a részleges próbák befejeződtek, mivel a kezdeti részleges próbakomponensek (cue, előkészítő rögzítés) pontosan úgy lettek bemutatva, mint a teljes kísérletekben. A képalkotást megelőzően az alanyoknak azt mondták, hogy egyes kísérletek nem teljesek, és egyszerűen folytatniuk kell a következő kísérletet a jelzett módon. Az intertrial fixációs periódust az 1.5, az 3 vagy az 4.5 s (egyenletes eloszlású) intervallumok között megdöbbentették, és egy olyan alanyokból állt, amelyek egyszerűen rögzítettek egy fehér fehér keresztet fekete alapon. Minden egyes futamnál 14 teljes jutalmi próbákat, 6 részleges jutalmakkal (3 minden egyes változatban), 14 teljes semleges vizsgálatot és 6 részlegesen semleges fogási kísérleteket (3 minden egyes változatban) véletlen sorrendben mutattunk be. Minden futás 5 min 9 s volt. Kísérleti munkamenetenként négy futamot mutattak be, összesen 56 teljes jutalmi próbákra és az 56 teljes semleges vizsgálatára.

Szemkövetés

Az alanyokat először teszteltük viselkedési laboratóriumunkban 1 héten a szkennelés előtt, hogy megerősítsük, hogy megértették és képesek voltak elvégezni a feladatot a leírtak szerint. Az MR szkennelési környezetben a szemmozgásokat egy hosszú hatótávolságú optikai szemkövető rendszerrel (504LRO; Applied Science Laboratories, Bedford, MA) szerezték be, amely a szemtekercsen a fejtekercsre szerelt tükör által nyert szemhéj-szaruhártya visszaverődést rögzítette. a látószög 0.5 ° -os felbontásával. A feladatmegfelelőség biztosítása érdekében egyidejű videófelügyeletet is alkalmaztak. A kísérleti munkamenet kezdetén és szükség esetén a futások között 9-pont kalibrációs eljárást hajtottak végre. A stimulusokat az E-Prime (Psychology Software Tools, Inc., Pittsburgh, PA) alkalmazásával mutatták be, amelyet a mágnes mögött elhelyezett síkképernyősre vetítettek. Az alanyok a képernyőt szabványos rádiófrekvenciás fejtekercsre szerelt tükör segítségével nézték. A szemadatokat az ILAB szoftver segítségével off-line módon értékelték (Gitelman 2002) és egy MATLAB-ban (MathWorks, Inc.) írt, a Dell Dimension 8300 PC-n futó házon belüli pontozási csomag. A kamatváltozók a helyes és helytelen AS késleltetést és a helyes AS válaszadási arányt (1 mínusz a gátló kudarcok száma / a számszerűsíthető kísérletek teljes száma) jutalmazott és semleges kísérleteken. Az AS feladatban a helyes válasz az volt, amelyben az első szemmozgás a saccade válaszidőszak alatt az 30 ° / s-nál nagyobb vagy azzal egyenlő sebességgel történt.Gitelman 2002) a periférikus jel tükörhelye felé készítettük, és a 2.5 ° / látószögű központi rögzítési zónán túlléptük. A szemmozgások a részleges elkapási kísérletek során ritkák voltak, mivel az alanyokat soha nem kötötték meg egy adott helyre, és nem értékelték őket. Az AS hibák (más néven prosaccade hibák) akkor jelentkeztek, amikor a saccade response epochában az első saccade a hirtelen megjelenő perifériás inger felé irányult, és túllépte a 2.5 ° / látószögű központi rögzítési zónát. Azokat a vizsgálatokat, amelyekben nem jött létre szemmozgás (a vizsgálatok <1% -a), kizártuk a további elemzésekből.

fMRI felvásárlás és előfeldolgozás

A képalkotási adatokat egy 3.0-T Siemens Allegra szkenner alkalmazásával gyűjtöttük össze a Pittsburgh-i Egyetem Brain Imaging Kutatóközpontjában, Pittsburgh, PA. A BOLD kontrasztra (T2 *) érzékeny gradiens-echo echo-planar képalkotó szekvenciát hajtottak végre (Kwong és mtsai. 1992; Ogawa és mtsai. 1992). A felvételi paraméterek az idő ismétlés, TR = 1.5 s; idő echo = 25 ms; flip szög = 70 °; egyetlen lövés; teljes k-tér; 64 × 64 felvételi mátrix látómezővel = 20 × 20 cm. Huszonkilenc 4-mm vastag axiális szeletet gyűjtöttünk össze, amelyek az elülső és a hátsó commissure-hez igazodtak (AC-PC vonal), 3.125 × 3.125 × 4 mm-es voxeleket generálva, amelyek lefedték a teljes kéreg és a kisagy nagy részét. Egy 3D térfogat mágnesezéssel készített gyorsszerkezeti gradiens-visszhang (MP-RAGE) impulzusszekvenciát 192 szeletekkel (1-mm-es szeletvastagság) használtunk a sagittális sík szerkezeti képeinek megszerzésére.

A funkcionális képeket először előkészítették az FMRIB szoftverkönyvtár segítségével (Smith és mtsai. 2004). Szelet-időzítés-korrekciót hajtottunk végre az interleaved szeletek megszerzéséhez. A rotációs és transzlációs fejmozgás becsléseket kiszámítottuk, és a képeket korrigáltuk az idősorok mindegyik térfogatának a felvásárlás közepén kapott térfogathoz való igazításával. Minden egyes tantárgy esetében a transzlációs és forgási mozgásokat átlagoltuk a képeken, és a teljes átlagos négyzetes mozgási mérések kiszámításához használtuk. Azok a személyek, akik több mint 1 mm-et (transzlációs) vagy 1 ° -ot (rotációs) mozgattak, kizártuk az ezt követő elemzésekből. E kritériumok alapján négy serdülőt kizártunk.

A szerkezeti képeket (MP-RAGE) affinikusan regisztrálták a funkcionális képekhez, és ugyanolyan méretűre alakították át az FSL-ben elérhető FLIRT segédprogrammal (Jenkinson és Smith 2001). Az agyi extrakciót az agyi extrakciós eszköz segítségével végeztük az FSL-ben (Smith 2002). A funkcionális képek térbeli kiegyenlítésre kerültek egy 5-mm teljes szélességű fél maximális kernelben, és nagy átmeneti időszűréssel (sigma = 37.5 s) voltak kitéve az alacsony frekvenciájú szkenner eltolódásának eltávolítására. Végül az egyes futások jelintenzitása az 100 átlagához lett méretezve, és több futást összekapcsoltunk.

Funkcionális neuro-képek elemzése (Cox 1996) egyéni alanyok dekonvolúciójára, valamint a csoport statisztikai elemzéseire használták. A dekonvolúciós módszereket a Wardban (2002) leírt lépések követik. Röviden, modellünk 6 ortogonális regresszorokból állt (jutalomjelző, semleges cue, jutalmak előkészítése, semleges előkészítés, jutalomszelvény válasz, semleges saccade válasz; „helyes AS próbák”). Regresszorokat is alkalmaztunk a jutalom és a semleges hibakísérletekhez (amelyek a teljes kísérletből álltak), az alapvonal, a lineáris és a nemlineáris trendek regresszorai, valamint az 6 mozgásparaméterek, mint „zavaró” regresszorok. Egy egyedi becsült impulzusválasz funkciót (IRF, azaz hemodinamikai válaszfüggvény) minden érdekes regresszor számára (jutalom és semleges cue, készítmény és saccade; „csak AS-tesztek”) az 5 szinuszfüggvények súlyozott lineáris összegével határoztuk meg. szorozva az adatokkal meghatározva a legkisebb négyzetek becsült béta súlyát. A becsült IRF az inger típusának (pl. A jutalomjel) becsült BOLD válaszát tükrözi, miután más regresszorok miatt szabályozta a BOLD jel változásait. Meghatároztuk a stimulus kezdetétől (idő = 0) becsült válasz időtartamát az 18-ek posztimulusz kezdetéig (13 TR), amely elegendő időtartam a becsült BOLD válaszhoz, hogy visszatérjen a kiindulási értékhez, a kísérlet minden egyes különálló időszakához. A kiindulási pontként a nulla használata nélkül nem tettünk feltételezéseket a konkrét alakjáról. Számos jósági-of-fit statisztikát számítottunk ki, beleértve az egyes regresszorok részleges F-statisztikáit t- az 5 becsült béta súlyainak mindegyikét összehasonlítva nullával. A dekonvolúció után a statisztikai képeket Talairach térké alakították át.Talairach és Tournoux 1988).

Csoport szintű elemzések

Anatómiai érdekes régiók (ROI-k)

Elemzéseink olyan funkcionálisan definiált klaszterekre összpontosítottak, amelyek több a priori anatómiai ROI határain belül azonosultak (Curtis és Connolly 2008), amelyeket korábban a jutalomfeldolgozás vagy az okulomotoros kontroll különböző aspektusaiban szolgálnak. Ebben a vizsgálatban a feltételezett jutalmakkal kapcsolatos anatómiai ROI magában foglalja a VS-t (beleértve a nukleáris accumbenseket), az OFC-t és a ventrális mediális PFC-t (VMPFC). A tanulmányban használt anatómiai jutalmak ROI határait a következőképpen határoztuk meg: A VS (Breiter és mtsai. 1997; Breiter és Rosen 1999; Bjork et al. 2004; Voorn és mtsai. 2004) úgy tekintették, hogy az oldalsó kamra ventrális csúcsától a belső kapszulához képest oldalirányban elterjedt vonalú, az oldalsó és az elülső határ a caudate és a putamen ventrális-mediális csomópontja volt, és a hátsó határt úgy tekintették, hogy az elülső commissure. Az OFC magában foglalta az orbitális gyrus és rectus gyrus, beleértve a BA 10, az 11 és az 47 (Kringelbach és Rolls 2004). Később az OFC-t az alacsonyabb frontális szuszpenzió és a mediális felület határolja a felső rostrális szuszpenzió. A VMPFC az agy mediális felületén, a felső rostrális szájkúpra, a mellkasi dorzálisra, az elülső és a ventrális (suballosal területre) a corpus callosum génjére utalt, elsősorban a posterior / medial BA 10 és 32 (Knutson és mtsai. 2003; Blair és mtsai. 2006). A VMPFC tartalmazza a rostrális elülső cinguláris kéregeket.

A feltételezett okulomotoros kontroll ROI a felső és az alsó precentrális szuszpenzió (sPCS és iPCS) és a paracentrális sulcus (paraCS), valamint a cinguláris kéreg (BA 24, 32) mentén található területek, beleértve a hátsó és a caudalis elülső cingulát, az intraparietális szuszpenziót (IPS ), putamen és dorsolateral PFC (DLPFC, beleértve a BA 9, 46) (Sweeney és mtsai. 1996; Grosbras és mtsai. 1999; Liddle és mtsai. 2001; Luna és mtsai. 2001; Connolly és mtsai. 2002; Munoz és Everling 2004; Ridderinkhof, Ullsperger et al. 2004; Pierrot-Deseilligny és mtsai. 2005; Brown és mtsai. 2006; Hikosaka et al. 2006; Curtis és Connolly 2008). A humán precentrális szuszpenzió gyakran 2-részekből, a felső és a rosszabb koncentrált szulfátokból áll, amelyeket a precentrális és a közepes frontális gyri keresztirányú kapcsolata választ.Ono et al. 1990). A paraCS-t úgy definiáltuk, mint az agyat, amely az agy hátsó mediális felülete mentén a központi lebeny előtt helyezkedik el.Ono et al. 1990). Az IPS-t úgy definiáltuk, mint a felső és az alsó parietális lebenyeket (IPL) elválasztó szuszpenziót.

Végül, bár a szakirodalomban jól ismert, hogy a különböző érrendszeri területeken nincs különbség a hemodinamikai válasz (HDR) függvényében a gyermekkortól a felnőttkorig (Kang és mtsai. 2003; Wenger és mtsai. 2004; Brown és mtsai. 2005), további vizuális kéregeket (BA 17, 18) vezettünk be további kontrollrégióként, hogy további bizonyítékot nyújtsunk arról, hogy a serdülők a felnőttekkel egyenértékű időfolyamokat generálnak.

Időszak elemzése

Az egyes alanyok dekonvolúciós elemzéséből kapott becsült IRF-értékeket rögzített tényezőként felvettük az omnibus voxelwise varianciaanalízisbe (ANOVA) idővel (0-tól 12 TR-ig), az ösztönzéstípusra (jutalom, semleges) és a korcsoportra (serdülő, felnőtt) és alanyok, mint véletlenszerű tényező. A feladat tervezésének dekonvolúciós módszerei, ahol a próba különböző szakaszait azonosítják, becsült IRF-eket generálnak. Az IRF tükrözi a becsült BOLD választ egy inger típusára (pl. A jutalom jelre), miután szabályozta a más regresszorok által okozott BOLD jelváltozásokat. Az átlagos IRF (amelyet a továbbiakban átlagosan becsült időbeli lefutásnak is nevezünk) ábrákon az átlagos (becsült alanyok közötti) becsült BOLD válasz látható az inger kezdetétől (idő = 0) és a 18 másodperces posztstimulus megjelenésig. A dekonvolúciós modellben megadott paraméter, a 18 másodperces időtartam megfelelő időtartam egy tipikus hemodinamikai válaszhoz, amelyet rövid időtartamú inger vált ki az alapvonalra való visszatéréshez.

Minden egyes próbaidőszakra külön ANOVA-kat futtattak, ami „cue”, „válaszkészítés” és „saccade válasz” csoportképeket eredményezett (az időképek fő hatása). A „fő időhatás” kép olyan régiókat mutat, amelyek idővel jelentősen moduláltak (0 – 12 TR) az alapvonalhoz viszonyítva, a tárgyak és körülmények között összezsugorodva, ezért meghatározzák a tanulmányunkban felvett alapáramköröket. Statisztikai térképek (Ábra 3) egy reprezentatív téma anatómiai képére került. 3D kortikális felszíni képekhezÁbrákon. 44-6), olyan régiókról számoltunk ki, amelyek a humán PALS atlasz felületére mutatják be az életkor- és / vagy ösztönző hatásokat Caret szoftverrel (5.51 verzió) (Van Essen és mtsai. 2001; Van Essen 2002).

Ábra 3. 

„Az idő főbb hatásai” csoport aktiválási térképek az ösztönző cue (dollárjelek vagy fontjelek gyűrűje), a válaszkészítés (piros rögzítés) és a saccade válasz (perifériás vaku) csoportjában, az ösztönző típus és a korcsoport köré összeomlott. Képküszöb ...
Ábra 4. 

Az idők és / vagy ösztönző kölcsönhatások időbeli bemutatása az idők folyamán. Az időpályákat egy gömbmaszkból (9-mm átmérő) vettük ki, amelyek a csúcs voxel koordinátáira koncentráltak (lásd Anyagok és módszerek). Csak vizualizációs célokra töltött fekete ...
Ábra 5. 

Válaszelőkészítési (jutalmazási előrejelzés) időfolyamok, amelyek időbeli és / vagy ösztönző kölcsönhatásokat mutatnak. Az időpályákat egy gömbmaszkból (9-mm átmérő) vettük ki, amelyek a csúcs voxel koordinátáira koncentráltak (lásd Anyagok és módszerek). A megjelenítéshez ...
Ábra 6. 

Saccade válaszkori időkorszakok, amelyek időbeli és / vagy ösztönző interakciókat mutatnak. Az időpályákat egy gömbmaszkból (9-mm átmérő) vettük ki, amelyek a csúcs voxel koordinátáira koncentráltak (lásd Anyagok és módszerek). Csak megjelenítés céljából ...

Az idő minden „főhatásán” belül a funkcionálisan definiált ROI-kat (az alábbiakban „klasztereknek” is nevezzük) az irodalomban már ismert módszerekkel azonosítottuk (Wheeler és mtsai. 2005; Velanova és mtsai. 2008). Először is, a csúcsértékek, amelyek meghaladják a P <0.001 (korrigálatlan) értékeket azonosítottunk és rendeztünk az F-statisztika nagysága szerint. Ezután egy 9 mm átmérőjű gömbmaszk került középpontba mindegyik maximumon. Ezután korrigáltuk az időkép fő hatását több összehasonlításhoz egy Monte Carlo-szimuláció kritériumai alapján (http://afni.nimh.nih.gov/afni/doc/manual/AlphaSim), amely azt jelezte, hogy legalább egy 17 egymás melletti voxel fürtméretre van szükség az egyéni voxelekkel együtt P az 0.001 értékének korrigált képszintű jelentőségének elérése érdekében P <0.05. A funkcionális ROI-kat úgy határoztuk meg, hogy a 9 mm-es gömbbe eső voxeleket a maximális középpontba helyeztük a korrigálatlan képbe, majd kizártuk azokat a voxeleket, amelyek több összehasonlítás esetén nem adtak át korrekciókat. Ezután ezeket a funkcionálisan definiált klasztereket maszkokként használtuk, és kivontuk a becsült időfolyamatokat az egyes tantárgyak alkotó voxeljeiből és mindkét ösztönzési feltétel között. Ily módon biztosítottuk, hogy ugyanazon régiók legyenek figyelembe véve az alanyok között. Az időtartamokat átlagoltuk a tantárgyak között, majd ismételt mérésekkel elemeztük ANOVA; korcsoport (felnőtt, serdülő) szolgált az alanyok közötti tényezőként; az idő (0–12 TR) és az ösztönzési feltétel (jutalom, semleges) az alanyok tényezőin belül voltak. Hacsak másként nem jelezzük, a gömbölyítéssel korrigált (Greenhouse – Geisser) jelentőségi szinteket jelentik. Az alábbiakban az összes omnibus „időhatás” csoporttérképében azonosított régiókat közöljük, és az időbeli lefutásokra vonatkozó számadatokat adunk meg azokra a régiókra vonatkozóan, amelyek időnként, időnként ösztönzően és / vagy időbeli kölcsönhatáson keresztül ösztönzéssel mutatják be az életkor egészét. becsült válasz (13 időpont).

Megjegyezzük, hogy számos vizsgált régióban az átlagos becsült időtartam válasz kétfázisú választ mutatott, vagy időbeli későbbi csúcsot mutatott (több mint 6 s a kísérleti komponens megkezdése után). Jelenleg nem világos, hogy a későbbi csúcsok funkcionális jelentőséggel bírnak-e (pl. Tükrözik az egyén egyedi variabilitását egy adott régió felvételében vagy késleltetett jelzést egy régióban), vagy egyszerűen csak a dekonvolúciós elemzésünk eredménye, amelyek nem veszik fel a fix HDR formát . Mint ilyen, elvégeztünk egy másodlagos, konzervatívabb ismételt mérést ANOVA-t is, amely csak a TRs 3 – 6 becsült válaszát vizsgálta. Ezeket az időpontokat úgy választottuk meg, hogy azok magukban foglalják az 3 – 7.5 s stimulus kezdetét követően, amely a kezdeti csúcsot egy sztereotípiás hemodinamikai válaszban rögzíti, ami az 4 és az 6 s stimulus bemutatása után következne be. Ezzel a megközelítéssel elemeztük az időprofilok mindegyik próbaidőszakra vonatkozó omnibus fő hatásaiban azonosított összes ROI-t. Mindegyik elemzéshez csak „helyes” AS próbákat elemeztek. Végül megjegyezzük, hogy a BOLD-időkorlátok összehasonlíthatósága a fejlődő korosztályokban egy közös sztereotaxikus térben jól megalapozott (Kang és mtsai. 2003; Wenger és mtsai. 2004; Brown és mtsai. 2005).

A különálló próbaidőszakokból származó dekonvolúciós időpályáink érvényességi ellenőrzése során arra törekedtünk, hogy ellenőrizzük, hogy az egyes próbakomponensek összege tipikus HDR-formát eredményezne, és hogy az összegzett válasz szorosan illeszkedjen a próba megvizsgálása során elért időszakhoz. egy egész. Ehhez először összegeztük az egyes próbaidőszakok becsült időszakait (cue + válaszkészítés + saccade válasz) az agy minden voxeljében, az 1.5 s-val a válaszkészítési korszak idejét eltolva a komponens kezdetét figyelembe véve. egy kísérletben és az 3 s. Ezután a teljes kísérlet IRF-jét (azaz a cue-t, az előkészítést és a válaszreakciót) minden egyes voxelben külön dekonvolúciós analízissel állítottuk elő, amelyben csak az egyes kísérletek kezdetét kódoltuk, és becsültük az 21 s-ig terjedő választ. próba kezdete. Ezeket az időfolyamokat (cue, válaszkészítés [időeltolódás], saccade válasz [időeltolódás], összegzett válasz és teljes próbaszám) ezután átlagoltuk az egyes időbeli gömb maszk cue "fő hatásában" azonosított összes voxelre és ábrázolt (Kiegészítő ábrák. 1-6). Ezt az eljárást ezután replikáltuk a válaszkészítési és a saccade válaszgömb maszkokra. Ez az érvényességi ellenőrzés azt mutatta, hogy a komponens időfolyamok összege egy tipikus hemodinamikai választ eredményezett, amely további támogatást nyújtott arra, hogy dekonvolúciós eljárásunk pontos volt. Kiegészítő ábrák Az 1 – 6 példatáblákat mutat be az időfolyamat-ellenőrzési elemzésünkből. Nagyfokú hasonlóságot találtak az összegzett (vastag fekete vonalak) és az egész próba (vörös vonalak) idő- és kanonikus HDR profilok között.

Eredmények

Viselkedés

Az ANOVA ismételt intézkedései a korcsoportok és az ösztönző feltételek közötti megfelelő gátló válaszadási arányoknál az ösztönző típus jelentős hatását mutatták (F(1,32) = 18.9424, P <0.001) és a korcsoport fő hatásának tendenciája (F(1,32) = 3.491, P = 0.071), de a korosztály nem ösztönző típusú kölcsönhatás. Ahogy az várható volt, az összes téma következetesen követte a megelőző hibákat a megfelelő helyre vonatkozó korrekciós válaszokkal, hasonlóan a korábbi jelentésekhez (Velanova és mtsai. 2008), jelezve, hogy a feladat utasításait megértették, de nem sikerült gátolni a reflexív szentséget.

Hipotéziseink alapján, hogy a felnőttek és a serdülők kevesebb gátló hibát generálnak a jutalomhoz képest a semleges kísérletekhez képest, az egyes korosztályokban az ösztönző típusú teljesítményre (helyes válaszarány és késleltetés) tervezett összehasonlítása (a serdülők számára jutalom és semleges; semleges a felnőttek esetében) a Bonferroni 0.025 alfa-szintjeit is teszteltük (0.05 / 2). A serdülők jelentősen nagyobb számú helyes AS-t generáltak a semleges kísérletekhez képest (t(17) = 4.500, P <0.001) (lásd Ábra 2A). A felnőttek teljesítménye a semleges próbákhoz viszonyítva javult a jutalmakra adott válaszok alakulása (t(15) = 1.939, P = 0.072).

Ábra 2. 

Viselkedési eredmények. (A) Megfelelő válaszarány a serdülők (bal oldali rudak) és a felnőttek (jobb oldali rudak) esetében a semleges (töltetlen rudak) és a jutalmazott (hasogatott) vizsgálatok során. (B) A helyes AS-ek késleltetése. (C) A gátló hibák késleltetése. Egy csillag (*) jelzi ...

A helyes AS kezdeményezésének késleltetése az ösztönzés fő hatását mutatta (F(1,32) = 22.695, P <0.001), de a korcsoport vagy a korcsoport fő hatása nincs az ösztönző interakció révén. A tervezett összehasonlításokból kiderült, hogy mindkét korcsoport jelentősen gyorsabb AS-eket generált jutalommal a semleges vizsgálatokhoz képest (serdülők, t(17) = 3.215, P = 0.005 és felnőttek, t(15) = 3.498, P = 0.003).

A hibás saccádok latenciái (a továbbiakban: „prózai hibák”, amikor az alanyok először a perifériás inger felé néznek) nem mutattak jelentős korcsoportot ösztönző interakcióval. A tervezett összehasonlítások azt mutatták, hogy a serdülők, de nem felnőttek, jelentősen gyorsabban reagáltak a semleges kísérletekhez képest.t(17) = 2.400, P = 0.022). ábra 2B,C ábrázolja a helyes és helytelen AS-ek késleltetését. A helyes válaszadási arány és a helyes kísérletek késleltetésére szolgáló eszközök és standard eltérések szerepelnek a Táblázat 1.

Táblázat 1 

Viselkedési eredmények a jutalmak és a semleges AS vizsgálatok során

Végül, tekintettel a vizsgált serdülők viszonylag széles életkorára, a „régebbi” és „fiatalabb” serdülők csoporton belüli összehasonlítását vizsgálták annak vizsgálatára, hogy az idősebb korosztály és a felnőttek közötti különbség nem volt elég nagy ahhoz, hogy a különbségeket kimutassa. Ez azt jelenti, hogy ha az idősebb serdülőknél a fiatalabb alanyoknál lényegesen eltérőek, akkor az idősebb serdülők adatai a kor nem jelentős hatásait idézhetik elő. Az 18 serdülőknek idősebbre osztására mediánszétválasztást alkalmaztunk.N = 9; 6 17 évesek és 3 16 évesek) és fiatalabb csoportok (N = 9; 3 13 évesek, 1 14 éves, 4 15 évesek és 1 16 évesek [a tesztelt 4 16 évesek legfiatalabbja]). Független minta t-teszteket futtattak „fiatal” és „régi” serdülőkorú válaszadási arányban és latencia adatokban mindkét próba típus esetében. Nincs jelentős különbség (minden Ps> 0.05).

fMRI

Mindkét kísérleti korszakban elterjedt agyi régiók hálózata vett részt mind a felnőttek, mind a serdülők körében, beleértve a várható okulomotoros kontroll régiókat (pl. Agykéreg-mezőket és a bazális ganglionokat) és a jutalommal összefüggő régiókat (pl. OFC és VS) (Ábra 3). Számos lokuszban jelentős kor és / vagy ösztönző kölcsönhatásokat azonosítottunk az idővel a teljes becsült válasz (13 időpont) vagy a TRs 3 – 6 (lásd az Anyagok és módszerek) segítségével. Ezeket az eredményeket, amelyeket a kísérleti korszak választja el, az alábbiakban részletesebben tárgyaljuk.

Ellenőrzési régió: Elsődleges Visual Cortex

A funkcionálisan definiált klaszterek a vizuális kéregben (BA 17, 18) minden kísérleti korszakban megerősítették, hogy a serdülők hasonló HDR-t generálnak a felnőtteknél. A vizsgált fókuszok erőteljes részvételt mutattak az AS feladatában, de az életkor vagy az ösztönző jellegű kölcsönhatások nem voltak időszerűek (Kiegészítő ábra 7).

Epoch 1: ösztönző cue

Jutalomhoz kapcsolódó régiók

Az ösztönző dákó bemutatása során a jobb VS (Talairach koordináták: 14, 2, -7) jelentős időbeli interakciót mutatott (F(12,384) = 3.082, P = 0.023), ha figyelembe vesszük a teljes becsült időtartamot (13 időpontok). A felnőttek pozitívabb aktivitást mutattak a jutalmak során, míg a serdülők negatív választ mutatnak. Ebben a régióban a serdülők és a semleges időkorlátok korai negatív irányú eltéréseket mutattak, míg a felnőttek minimális válaszadást mutattak a jutalmakra, majd mindkét próbafajtában erőteljesebb pozitív választ adott.Ábra 4). Ha figyelembe vesszük az időpálya kezdeti aspektusát (TRs 3 – 6), ez a régió még mindig trendet mutatott (F(3,96) = 2.368, P = 0.076). A bal oldali VS (−10, 2, −4) azonban jelentős korú interakciót mutatott (F(3,96) = 3.204, P = 0.027) ezen rövidebb időtartam alatt. Ezen a tartományon belül, hasonlóan a jobb VS-hez, a serdülők korai negatív válaszokat mutattak a jutalmak és a semleges vizsgálatok időszakain, míg a felnőttek nem mutatnak eltéréseket az alapvonalhoz képest.

Okulomotoros és gátló kontroll régiók

A vizsgált okulomotoros kontroll ROI-k egyike sem mutatott szignifikáns korhatárt idővel, idõvel vagy idõvel az 13 becsült idõpontjai közötti idõinterakció ösztönzésével az ösztönzõ jelzés bemutatása során. A TRs 3 – 6-nál azonban a jobb sPCS-en (26, −13, 53) az időinterakciót figyeltük meg.F(3,96) = 2.695, P = 0.05), jobb alsó frontális gyrus (44, 11, 32) (F(3,96) = 4.474, P = 0.006), valamint a bal oldali precuneus (−28, −64, 41) (F(3,96) = 2.959, P = 0.036). A bal oldali IPL-ben (-28, -52, 38) (BA 7, hátsó és mediális a supramarginal gyrus-hoz) az idő interakciója alapján ösztönző volt (F(3,96) = 3.397, P = 0.021) (Táblázat 2). Ezen régiók mindegyikében a serdülők jutalmakkal kapcsolatos válaszai hasonlóak voltak a felnőtt jutalom és a semleges időszakokhoz (Ábra 4). A serdülők azonban semleges vizsgálatok során enyhített válaszokat mutattak ezeken a területeken.

Táblázat 2 

A cue során megfigyelt régiók (csak helyes vizsgálatok), amelyek jelentős kölcsönhatásokat mutattak

Táblázat 3 biztosítja az a priori anatómiai régiókban megfigyelhető összes funkcionális klaszter csúcs voxelének elhelyezkedését, amelyek jelentős időkeretet mutatnak az ösztönző cue korszak során.

Táblázat 3 

Az idők fő hatását bemutató régiók anatómiai ROI-kban, amelyeket a cue-ban megfigyeltek (csak helyes vizsgálatok).

2 korszak: válaszkészítés / előrelátás

Jutalomhoz kapcsolódó régiók

Az ösztönző ciklus után a válaszkészítés / előrejelzés során a jobb VS-ben (11, 8 és −7) lévő egyetlen klaszter jelentős időinterakciót mutatott (F(12,384) = 2.586, P = 0.05) az 13 becsült időpontjai között. A térség időbeli kurzusainak vizsgálata a neutrális kísérletekhez viszonyítva a jutalmazás során megnövekedett serdülőkori válaszokat tárt fel.Ábra 5). A felnőttek kevéssé vettek részt ebben a régióban, a semleges vizsgálatok során csak gyenge pozitív válasz és egy későbbi, negatív irányú eltérítés a térség jutalmi próbáiban. A TRs 3 – 6 korlátozottabb időintervallumán belül ez a régió még mindig jelentős korú interakciót mutatott (F(3,96) = 6.618, P <0.001).

Okulomotoros és gátló kontroll régiók

A bal oldali sPCS-ben (-25, -13, 56) az idő interakciójánál jelentős korszakot figyeltek meg (F(12,384) = 2.889, P = 0.032) a teljes becsült vizsgálatban. Ebben a régióban a serdülők mindkét ösztönző típusnál magasabb korai csúcsot mutattak a felnőtteknél, valamint a jutalmazási próbák során időszerűen kiterjesztett választ (Ábra 5). Csak a TRs 3 – 6-et tekintve, az idők interakciója az idő múlásával ebben a régióban egy trendre csökkent (F(3,96) = 2.282, P = 0.084).

Máshol, a TRs 3 – 6-on keresztül, a jobb medialis frontális gyrusban (MFG) / a jobb frontális gyrusban (17, −10, 53) megfigyeltük az időbeli interakciót.F(3,96) = 2.915, P = 0.038). Az 2 más klaszterekben a bal oldali sPCS-ben, (-25, −19, 47) is figyelemre méltó időbeli kölcsönhatásokkal figyeltünk meg jelentős korhatárt.F(3,96) = 2.920, P = 0.038) és (−31, −10, 44) (F(3,96) = 2.909, P = 0.038). Ezen régiók mindegyikében a jutalom és a semleges kísérletek során a serdülők válaszai a felnőttekhez képest emelkedtek (Ábra 5). Még ennél is rosszabb, hogy a bal oldali iPCS (−28, −1, 35) jelentős időbeli interakciót mutatott.F(3,96) = 3.281, P = 0.024). Ebben a régióban a tinédzser jutalmi válasz hasonló volt a felnőtt jutalom és a semleges válaszokhoz, minden egyes időfolyamon kb.s. A serdülők neutrális időszaka kisebb mértékű csúcsot ért el korábban (3 s), és ebben az időszakban az alapvonal felé esett.5). Jelentős kor az időinterakció ösztönzésével (F(3,96) = 3.836, P = 0.012) a TRs-en keresztül 3 – 6 szintén megfigyelhető a bal MFG / anterior cingulátumban (−7, 29, 35) (Táblázat 4). A serdülők a neutrális kísérletekhez és a felnőttek jutalmának és a semleges válaszokhoz viszonyítva fokozott választ kaptak a jutalomra.

Táblázat 4 

A válaszkészítés során megfigyelt régiók (csak helyes vizsgálatok), amelyek jelentős interakciós hatásokat mutattak

A hátsó parietális kéregben egy jobb klaszter (BA 7) (8, −58, 53) jelentős korú interakciót mutatott (F(12,384) = 3.093, P = 0.024) az 13 becsült időpontjai között. Amint azt az adott régió időzítése mutatja (Ábra 5), a felnőttekhez képest a serdülőknél mindkét ösztönző próbafajtánál nagyobb volt a kiváltott aktivitás. Az 3 – 6 TRs-nél a régiónkénti időközben jelentős ösztönző feltétel maradt fenn a régióban (F(3,96) = 4.143, P = 0.008).

Táblázat 5 biztosítja az a priori anatómiai régiókban megfigyelt összes funkcionális klaszter csúcs voxelének elhelyezkedését, amelyek a modellezés jelentős időbeli változását mutatják a válaszkészítési időszakban.

Táblázat 5 

Az idő fő hatását bemutató régiók anatómiai ROI-kban, amelyeket a válaszkészítés során figyeltek meg (csak helyes vizsgálatok)

Epoch 3: Saccade Response

Jutalomhoz kapcsolódó régiók

A saccade válaszidőszak alatt a bal oldali OFC (−25, 44, −4) időbeli interakciót mutatott (F(3,96) = 4.44, P = 0.006) (Ábra 6, balra). Ez a régió fokozott aktivitást mutatott elsősorban a serdülőknél semleges kísérletek során. A szekvencia-válasz korszak alatt a VS-ben nem figyeltek meg szignifikáns aktiválódást.

Okulomotoros és gátló kontroll régiók

A jobb oldali BA 24, (2, 23, 26) elülső cingulátum az interakció ösztönzését mutatja (F(3,96) = 3.99, P = 0.010) (6 táblázat). Ahogy a fenti OFC-klaszterhez hasonlóan, a térség időkeretei a neutrális próbák során elsősorban a serdülőknél fokozott aktivitást mutattak. A bal oldali elülső cingulációs régióban a BA 24, az 32, a (-1, az 11 és az 35) időbeli kölcsönhatás alapján jelentős korú volt (F(12,384) = 2.860, P = 0.037) a teljes becsült válaszban. A bal oldali elülső cingulátum időzítése (Ábra 6a bal alsó részen a felnőtteknél kezdeti csúcsot mutattak ki a jutalmakon végzett vizsgálatok során és hasonló válaszreakciót a serdülőknél a semleges vizsgálatok során. A serdülők nagyobb negatív reakciót mutattak a jutalmakon. Az 3 – 6 TRs-nél az időinterakció jelentős korcsoportja (F(3,96) = 4.474, P = 0.006) maradt ebben a régióban.

A saccade-válasz korszakban, beleértve az sPCS-t, a hátsó parietális kéregt és a putamen-t, az a priori oculomotor kontroll régiókban mindkét korosztályban kiterjedt aktivitást figyeltek meg.Táblázat 7), amely nem mutatott jelentős összefüggést az életkor vagy az ösztönző \ tÁbra 6, jobb).

Táblázat 7 

Az idők fő hatását bemutató régiók anatómiai ROI-kban, a saccade válasz során megfigyeltek (csak helyes vizsgálatok)
Táblázat 6 

A saccade válasz során megfigyelt régiók (csak helyes vizsgálatok), amelyek jelentős kölcsönhatást mutattak

Megbeszélés

Gyors, eseményekkel összefüggő fMRI-t használtunk a jutalom-rendszer aktiválásának fejlődési különbségeinek vizsgálatára, és az egészséges serdülők és felnőttek jutalmi kontingencia okulomotoros gátló hatására gyakorolt ​​hatásai monetáris ösztönző-közvetített AS feladatot hajtottak végre. Bár a viselkedési teljesítmény mindkét korosztályban javult a semleges próbákhoz viszonyított jutalomban, a BOLD válaszok mintáiban több különbség mutatkozott a jutalomfeldolgozás különböző korszakaiban vagy szakaszaiban. Leginkább a serdülők a felnőttekkel összehasonlítva csökkentett válaszokat mutattak a VS-ben az ösztönző cue során, ezt követően a válaszadás előkészítése során (jutalom-előrejelzés) a VS és az sPCS-ben megnövekedett válasz érkezett. Ez a megnövekedett aktivitás a válaszkészítés során hozzájárult a serdülők megfelelő válaszarányának jelentős javulásához, amint azt az alábbiakban részletesebben tárgyaljuk.

Fejlődési különbségek a jutalomfüggő hatásokban az AS viselkedésére

A semleges állapothoz képest a jutalmakkal járó kísérletek a jobb kamaszkorlátozás képességével (serdülőkkel) és gyorsabb választ adtak (serdülők és felnőttek). Ezek az eredmények összhangban vannak a korábbi viselkedési munkákkal, amelyek a felnőttek és a serdülők számára a jutalmazott AS-feladatok során csökkentett hibaarányt mutatnak.Duka és Lupp 1997; Jazbec és mtsai. 2005, 2006; Hardin és mtsai. 2007), és arra utalnak, hogy a gátló kontroll jutalom modulációját támogató áramkör lényeges összetevői a serdülőkorban on-line. Eredményeink azt is sugallják, hogy a serdülők különösen érzékenyek lehetnek a gátló kontroll nyereségmodulációjára, mivel a serdülők, de nem felnőttek, jelentős javulást mutattak a megfelelő válaszarányban. A szemadatok alapján azonban nem lehetünk biztosak abban, hogy a serdülők teljesítménye érzékenyebb a jutalmakra, mivel nem figyeltek meg egy jelentős korcsoportot ösztönző típusú interakcióval. Előfordulhat, hogy a felnőttek már a neutrális vizsgálatok során magas színvonalon végezték el a feladatot, és nem lehetett annyi helyet biztosítani a jutalmakon (pl. Mennyezeti hatás). A jövőbeni munka tovább vizsgálhatja a jutalmak érzékenységének különbségeit azáltal, hogy növeli a jutalmazott AS feladat nehézségét (például az előkészítő időszak időtartamának lerövidítésével). Továbbá, bár a serdülők szegényebb teljesítménye a semleges vizsgálatokban a gátló kontroll relatív érettségének tulajdonítható, az is lehetséges, hogy a serdülők nem találták a semleges kísérleteket „jutalmazónak”, mint a felnőttek. Más szóval, a felnőttek motiváltabbak voltak jól teljesíteni, függetlenül attól, hogy ösztönző jellegűek-e, míg a serdülők különös figyelmet szenteltek csak azoknak a próbáknak, ahol a jutalom kockáztatott. A jövőbeni munkát, amely a serdülők és felnőttek viselkedését hasonlítja össze semleges jelzésekkel, valamint jutalmat és veszteséget / büntetést, amelyek nagymértékben különböznek egymástól, ahhoz, hogy jobban megismerjék ezt a kérdést.

Mind a serdülők, mind a felnőttek gyorsabban korrigált AS-eket (alacsonyabb latenciákat) generáltak a semleges próbákhoz képest, ami a potenciális monetáris jutalomnak az endogénen vezérelt zsákmányokra gyakorolt ​​motivációs hatását tükrözi (Roesch és Olson 2004; Hikosaka et al. 2006). Az itt feltüntetett késleltetési adatok összhangban vannak a korábbi, nem humán prímás vizsgálatokkal, amelyek azt mutatják, hogy a jutalmú (vs nonardarded) helyszíneken a szinkrádák csökkentették a latencia-értékeket, a bazális ganglionok fokozott kontralaterális neuronális aktivitási szintjei következtében (Hikosaka et al. 2006). Továbbá az AS-hibák késleltetése is gyorsabb volt a serdülőknél a neutrális vizsgálatokhoz képest, de a felnőtteknél nem különbözött. Az a megfigyelés, hogy a serdülők gyorsabb késleltetéssel rendelkeznek a jutalom és a semleges hibakísérletek során, azt sugallják, hogy a serdülők érzékenyebbek lehetnek a jutalmakra; ez a fokozott reaktivitás a jutalmakhoz hozzájárulhat a serdülőkorban tapasztalt fokozott impulzivitáshoz.

Összefoglalva, a viselkedési eredmények azt mutatják, hogy a jutalom ösztönzése javítja az általános gátló kontrollot (azaz a helyes válaszarányt) és csökkenti a szukadikus reakcióidőt mind a serdülők, mind a felnőttek esetében.

Jutalom kontingencia hatások agyi válaszokra a serdülőkorban és a felnőttek között

Bár a serdülők nagyjából hasonló neurális hálózatot vettek fel felnőttként a feladat teljes időtartama alatt, beleértve a VS, sPCS, IPL és középső frontális girust, külön-külön fejlődési különbségek voltak az aktiválás során a feladat külön korszakaiban. A korosztálybeli különbségek két fő mintázata volt megfigyelhető: 1) olyan régiók, ahol a serdülők különböző toborzást kaptak a jutalmazási kísérletekhez, mint a felnőttek, ami a jutalmak feldolgozására és az 2-re való törékenységre utal. Ezeket a különbségeket részletesebben a következő részekben tárgyaljuk:

Nevezetesen, a próbaidőszakok során a felső frontális sulcushoz való csatlakozás közelében az sPCS-ben kétoldalú aktivációs klasztereket figyeltünk meg, amelyek egy része a majom FEF humán homológja volt.Luna és mtsai. 2001; Curtis és Connolly 2008). A nem humán főemlősök egyegységes felvételei kimutatták, hogy a FEF neuronok aktívak az AS-próbák válaszkészítési periódusában, és növekednek, amikor szentség keletkezik (Bruce és Goldberg 1985; Hanes és Schall 1996; Munoz és Everling 2004). Tekintettel arra, hogy a jelen tanulmányban talált sPCS közelében lévő aktiválási klaszterek valóban aktívak voltak az előkészítő időszakban és ismét a saccade válasz során (lásd Kiegészítő számok) és hogy a jelentett klaszterek a laboratórium korábbi tanulmányaiban hasonló okulomotoros paradigmákkal (AS, vizuálisan irányított és memóriavezérelt saccade feladatokkal) azonosított klaszterek közelében voltak.Luna és mtsai. 1998, 2001; Geier és mtsai. 2007, 2009) és mások (Paus 1996; Sweeney és mtsai. 1996; Brown és mtsai. 2004; Curtis és Connolly 2008), óvatosan arra a következtetésre jutunk, hogy a bejelentett sPCS klaszterek az aktiváció közelében, a jobb frontális szuszpenzióval (BA 6) valószínűleg a majom FEF humán homológja.

Hasonlóképpen, a dorsomediális fal mentén a paraCS (BA 6) hátsó részének közelében történő aktiválás megbízhatóan kapcsolódik a szemmozgásokhoz (Grosbras és mtsai. 1999), és gyakran nevezik a kiegészítő szem mezőnek (SEF) (Luna és mtsai. 2001; Brown és mtsai. 2004). Az elülső commissure-ből, a feltételezett SEF-el szomszédos függőleges vonalra azonnal rostrális kéregeket gyakran a kiegészítő motorterületnek nevezzük (Luna és mtsai. 2001; Curtis és D'Esposito 2003). A fennmaradó szakaszokban ezekre a régiókra hivatkozunk a feltételezett funkcionális megnevezéseikre, hogy megkönnyítsük az eredmények, a fennmaradó neurográfiai irodalom és a gazdag, nem humán főemlős okulomotor és jutalom irodalom összehasonlítását.

Fejlesztési különbségek a Jutalom-Cue értékelésben

Az ösztönzőjel (dollárszámlák vagy fontjelek) bemutatása során, amikor az ösztönzők értékének kezdeti értékelését végeztük el (azaz amikor a téma meghatározta, hogy a következő próba jutalom „nyereség” vagy semleges „nem felnőttek és serdülők eltérő reakciót mutattak a VS-ben. A VS-ek következetesen részt vettek a funkcionális képalkotó vizsgálatokban a jutalmak előzetes feldolgozása során, beleértve a kezdeti jutalmat, előrejelzést és előrejelzést (Knutson és Cooper 2005). A serdülők kezdeti negatív reakciót mutattak, amely a jutalom és a semleges kísérletek során majdnem azonos volt (Ábra 4), ami azt jelzi, hogy a cue valenciáját nem dolgozták fel differenciálisan. Ezzel ellentétben a felnőttek a jobb VS-ben aktivitást mutattak a jutalomjelző alatt, amely a differenciálást mutatta a semleges jelektől, ami azt sugallja, hogy a jutalomjelet értékelik. Továbbá, a becsült válasz vége felé egy későbbi csúcsot figyeltünk meg mind a jutalom, mind a semleges kísérletek során a felnőtteknél, de nem serdülőknél.

A megfigyelt BOLD jelváltozások a felnőtt és a serdülő VS-ben a DA jelzés dinamikájához kapcsolódhatnak (Knutson és Gibbs 2007). A nem emberi főemlős vizsgálatok kimutatták, hogy a középső agyból származó DA-neuronok, amelyek kiemelkedően a dorzális és ventrális striatumra és a PFC-re irányulnak, fázisosan reagálnak a jutalmakra és a jutalom-előrejelző ingerekre (Schultz 1998), és mint ilyen, valószínűleg aktív lenne az ebben a tanulmányban szereplő ösztönző jelzések bemutatására. Továbbá, néhány DA neuronnak kimutatták, hogy fázisos aktivációkat követnek, amelyeket új vagy intenzív ingerekre adott válaszok követnek.Schultz et al. 1993; Schultz 2002). Tehát a serdülőknél megfigyelt gyengített válaszprofilok tükrözhetik, hogy az ösztönző cue eredetileg motiválóbb, vagy intenzívebb volt a serdülők számára. Felnőtteknél, bár a későbbi csúcshoz hozzájáruló neuronális mechanizmusok nem ismertek, és óvatosan kell értelmezniük, az egyik lehetséges tényező lehet a DA neuronok lassú, tonikus tüzelése, amely a hosszabb időskálákban előfordulhat.Schultz 2002; Knutson és Gibbs 2007). Ez a mechanizmus, amely hasznos lehet a motivációs feldolgozás fenntartásához hosszabb időkben, még nem érhető el a serdülőkorban. Elképzelhető, hogy ezek a különböző válaszminták felnőtteknél és serdülőknél az életkorban előforduló különböző DA receptor altípusok sűrűségének és eloszlási mintázatának változásaihoz kapcsolódhatnak.Seeman és mtsai. 1987; Meng és mtsai. 1999; Spear 2000).

A felnőttek számára ösztönzőkkel és a serdülők számára a ösztönzőkre adott válaszok alapján az okulomotoros és az ellenőrző régiókat alkalmazták.Ábra 4). A semleges vizsgálatok során azonban ezekben a régiókban a serdülők válaszai egyértelműen legyengültek annak ellenére, hogy helyes gátló választ adtak (emlékezzünk arra, hogy csak a helyes kísérleteket vettük figyelembe az időpróbák elemzésében). Tekintettel arra, hogy a serdülők a neutrális vizsgálatok során összességében több hibát generáltak, és a helyes semleges vizsgálatok során lassabb kezdési idők voltak, ezek az eredmények arra engednek következtetni, hogy az ösztönző serdülők nélkül csökken azok a régiók, amelyekről ismert, hogy támogatják az AS teljesítményét (Everling és mtsai. 1997; Connolly és mtsai. 2002; Curtis és D'Esposito 2003). Megnövekedett aktivitás a prefrontális régiókban végzett jutalmazási vizsgálatok során, beleértve a feltételezett FEF-et, amely ismert, hogy támogatja az okulomotoros válaszreakciót (Curtis és D'Esposito 2003), arra utal, hogy ezek a frontális régiók gyors, helyes gátló válaszokat közvetítenek a serdülőknél. Továbbá, a felnőtt válaszok a jutalomjelre, különösen a bal oldali IPL-ben és a jobb iPCS-ben, a felnőtt semleges válaszhoz és a serdülőkorúakhoz viszonyítva idővel meghosszabbodtak. Ezeknek a régióknak mindegyikét korábban az oculomotor és / vagy a figyelemfelügyelet különböző aspektusaiban érintették (Gitelman és mtsai. 1999; Cabeza és Nyberg 2000; Luna és mtsai. 2001; Brown és mtsai. 2004), különösen a válaszkészítés során (Connolly és mtsai. 2002; Curtis és Connolly 2008). E régiók fokozott elkötelezettsége a jutalomjelzések során valószínűleg azt tükrözi, hogy a potenciális nyereségek mindkét korcsoport számára figyelemre méltóbbak, nem meglepő módon, ami valószínűleg hozzájárul a gyorsabb válaszidőhöz és a jobb válaszadási arányhoz. A jutalmak nagyobb arányban befolyásolhatják a serdülők figyelmét és teljesítményét a felnőtteknél, mivel a serdülők ezekben a régiókban a semleges vizsgálatok során gyenge korai válaszokat mutatnak, de a jutalmazási kísérletek során fokozott részvételük van. A serdülők még mindig nem hajtják végre az AS feladatot és a felnőtteket is.Fischer és mtsai. 1997; Munoz és mtsai. 1998; Klein és Foerster 2001) azt jelzi, hogy nehezebben tudják önként gátolni a választ. A kognitív kontrollok nagyobb nehézségei miatt a serdülők a prefrontális végrehajtó rendszerekre támaszkodhatnak, hogy támogassák a jobb teljesítményt hasonló módon, mint azoknak a felnőtteknek, akik nagyobb mértékben támaszkodnak a prefrontális rendszerekre, amikor a kognitív terhelést növelik (Keller és mtsai. 2001).

Fejlesztési különbségek a jutalom-előrejelzés / válaszkészítés előkészítésében

A válaszkészítési / jutalmazási előrejelzési korszakban (piros rögzítési kereszt), amikor az alanyok feltehetően várhatóan jutalmat vagy nyereséget nem igényelnek (semleges), azt tapasztaltuk, hogy a serdülők, de nem felnőttek, erőteljes aktivitást mutattak a VS-ben a jutalmazási vizsgálatok során (Ábra 5 bal felső). Ez az eredmény hiperaktivitást sugall a kamaszoknál a felnőttek arányában történő jutalom előrejelzése során. A relatív túlaktív VS-függvényt a válaszkészítés során, de az aluljáró (negatív) függvény korábban az ösztönzők előzetes bemutatása során mutatott eredményei a jutalmazási szakirodalomban a serdülők jutalmazási rendszerének hyper-függvényességével kapcsolatos folyamatos kérdéssel beszélhetnek (Spear 2000; Chambers et al. 2003; Ernst et al. 2006). Például, Bjork et al. (2004) megállapította, hogy a serdülők a felnőtteknél alacsonyabb mértékben aktiválják a VS-et egy olyan időszakban, amikor az alanyok egy jutalomra reagálnak, és hipofunkcionális hipotézist támogatnak. Ellentétben, Ernst et al. (2005) és a Galvan és mtsai. (2006) (amikor a jutalom nagysága magas volt), például azt mutatta, hogy a serdülők „túl” aktiválják ezt a régiót a jutalmak fogadására, a hiperfunkcionalitást támogatva. Adataink azt mutatják, hogy a serdülőkor VS „mindkettőt” mutathat: egy kezdeti dip-aktivitást az ösztönző jelzésekre adott válaszként, amely relatív alaktivitásként értelmezhető, majd a jutalom-előrejelzésre adott hiperaktív válasz. Az itt közölt eredmények azt jelzik, hogy az irodalomban látszólag ellentmondásos eredményeket találtak, és azt jelzik, hogy az előrelátható jutalmak feldolgozásának időbeli különböző szakaszaiban eltérő fejlődési pályák állnak rendelkezésre.

Bár a serdülőkor VS-ben megfigyelt aktivitási mintázat mögötti mechanizmus nem határozható meg közvetlenül ebből a vizsgálatból, a fokozott DA jelzés potenciálisan hozzájárulhat. A rágcsáló és főemlős modellekből származó bizonyítékok összevonása azt mutatja, hogy a serdülőkorban a DA-szintek összességében növekednek (Seeman és mtsai. 1987; Kalsbeek et al. 1988; Rosenberg és Lewis 1994, 1995; Meng és mtsai. 1999; egy áttekintéshez Spear 2000), amely a DA receptor altípusok különböző konstellációjával együtt (Seeman és mtsai. 1987; Meng és mtsai. 1999; Spear 2000) és a szinapszisok várható teljes mennyisége a striatumban (Sowell és mtsai. 1999), hozzájárulhat az 2-hoz a megnövekedett jutalom-válaszok különböző formáihoz, negatívan folytatott tevékenységhez az ösztönzőkre adott válaszként (amely tükrözi a jutalom fokozott érdeklődését) és pozitív reakciókat a válaszkészítés során (ami a jutalom megszerzésének fokozott elvárását tükrözi) (Cooper és Knutson 2008).

A serdülők a neutrális és a jutalmú próbák során mind a felnôtteknél, mind a felnôtteknél magasabb fokú toborzást mutattak. Ez azt sugallja, hogy a serdülők kezdetben a FEF-et veszik fel, mint a felnőtteket, hogy felkészüljenek arra, hogy megfelelő gátló reakciót végezzenek, függetlenül a jutalom ösztönzőtől. Fontos, hogy a serdülők szintén kimutatták, hogy a feltételezett FEF, valamint az MFG / anterior cingulátum díjazásai során időnként hosszabb válaszokat adott.Ábra 5). A nem humán főemlős vizsgálatok kimutatták, hogy a FEF „rögzítési” neuronjainak aktivitási szintjeinek előkészítő felépítése hozzájárul a saccade sikeres gátlásához a perifériás célpont felé az AS-feladatban, talán a saccade-generáló motoros neuronok tonikus gátlásával (Schall és mtsai. 2002; Munoz és Everling 2004). Kimutatták, hogy az elülső cinguláris idegsejtek több jelet hordoznak, beleértve az erősítés előrelátását és szállítását is.Schall és mtsai. 2002). Feltételezzük, hogy a feltételezett FEF-ben megfigyelt megnövekedett aktiváció a fixációval kapcsolatos neuronális aktivitás növekedését tükrözi, amely ezután hozzájárul a serdülők teljesítményének javulásához (helyes válaszarány) a válaszkészítés fokozásával. Továbbá, a VS-ben megnövekedett előrejelző jelek és az elülső cinguláció a jutalomvizsgálatok során hozzájárulhatnak a jelzett FEF jelzéshez, ami viszont még jobban felülről lefelé befolyásolhatja a caudatában és a superior colliculusban levő saccade-rokon neuronokat (Ding és Hikosaka 2006; Hikosaka et al. 2006). A tervezett mechanizmusok vizsgálatához a jövőbeni egy egységes tanulmányokra lesz szükség.

Mindenesetre az itt bemutatott adatok azt is jelzik, hogy a jutalom-azonosító és előrejelző neuronális mechanizmusok széles körben elterjednek (pl. Cingulátum, FEF és bazális ganglionok) (O'Doherty és mtsai. 2004) és éretlen a serdülőkorban. Széles körben felvetették, hogy a serdülőkorban normál egyensúlyhiány áll fenn a jutalom és a kognitív kontrollhoz kapcsolódó agyterületek között, amelyek valószínűleg a kockázatvállalás sebezhetőségét tárják fel (Steinberg 2004; Ernst et al. 2006; Galvan és mtsai. 2006; Casey és mtsai. 2008). Előfordulhat, hogy az érett jutalom-motivált viselkedés-szabályozás és a következetes, felnőtt-szerű adaptív döntéshozatal kialakulása több agyi régió funkcionális integrációján alapul, beleértve a PFC-t is (Luna és mtsai. 2004).

Fejlődési különbségek a válasz / jutalom „Visszajelzés”

A saccade válasz során a felvett régiók többsége nem mutatott jelentős csoport- vagy ösztönzőket az időinterakciókkal (Táblázat 7; Ábra 6, jobb). Ugyanakkor a serdülők határozottan felvették a bal oldali OFC-ben egy olyan területet semleges kísérletek során, amelyeket a felnőttek nem vettek részt jelentősen (Ábra 6, bal felső). Az OFC-t a jutalomfeldolgozás számos aspektusában érintették.Kringelbach és Rolls 2004), beleértve az ösztönző értékek és a nagyságrendek kódolását a jutalom-visszajelzés során (Delgado és mtsai. 2000, 2003). Különösen az OFC oldalát büntető / negatív eredményekkel társították (O'Doherty és mtsai. 2001). Habár a tárgyak teljesítménye alapján nem adtak egyértelmű visszajelzést a feladatban, bizonyították, hogy hiba történt. Ez azt jelenti, hogy az alanyok megbízhatóan követték a helytelen helyszínre a helytelen helyzeteket mutató helytelen AS-eket, jelezve, hogy tudták, hogy tévedtek (Velanova és mtsai. 2008). A serdülők szintén eltérő válaszokat mutattak, elsősorban a semleges vizsgálatok során, kétoldali hátsó elülső cingulátumban (Ábra 6, bal és bal alsó). A hátsó elülső cingulátum egyik javasolt szerepe a viselkedési eredmények megfigyelése (Ridderinkhof, Ullsperger et al. 2004). Lehet, hogy a serdülők számára a helyesen elvégzett semleges kísérletek kézzelfogható eredménye, ahol a pénzt nem keresik vagy elveszítik, többértelmű, és talán negatív, mint a jutalom-próba eredménye, és az OFC aktiválása és a hátsó elülső cinguláció jelzi. A jutalom kontingens viselkedése során kifejezett hiba visszacsatolás által kiváltott, az aktiválásra összpontosító jövőbeni munka segíthet tisztázni az OFC szerepét és a hátsó elülső cingulációt ebben a feladatban.

Következtetések

A jelenlegi eredmények azt mutatják, hogy a jutalomfüggőség hozzájárul a jobb válaszreakció gátlásához serdülők és felnőttek esetében, amint azt a helyes válaszok és a helyes AS-ek csökkent latenciái jelzik. Kezdeti fMRI bizonyítékokat adunk a serdülőkorban a VS jutalmazási próbáiban fellépő fokozott aktivitásról és a válaszkészítési időszakban feltételezett FEF-ről, amely támogathatja a megfigyelt AS viselkedés-fejlesztéseket. Továbbá egy kísérletben azt is kimutattuk, hogy a serdülők negatívan reagálnak a VS-ben a jutalom-értékelés során, majd később a válaszkészítés során túlteljesíthetik a VS-t a felnőttekhez képest, ami arra utal, hogy a serdülők jutalmazási rendszerének egy kulcscsomópontjában tartósan hiányosak. úgy kell értelmezni, hogy az tükrözi mind az alulról, mind a túlzott mértékű jutalmazási rendszert. Ezeket az eredményeket együttesen tekintve fontos következményekkel jár a serdülőkori kockázatvállalás jelenlegi elméleti modelljeire. Például egy nemrégiben javasolt triadikus modell (Ernst et al. 2006) azt sugallja, hogy a serdülőkorban normál egyensúlyhiány fordul elő egy hiperaktív jutalmú rendszer (pl. VS-közvetített) és korlátozott károsodást elkerülő (pl. amygdala-közvetített) és szabályozó / végrehajtó kontroll (pl. PFC-közvetített) áramkörök között. Ebben a modellben feltételezhető, hogy a serdülők kockázatvállalást folytatnak a jutalom-túlérzékenység és a viselkedésre gyakorolt ​​hatását korlátozó korlátozott folyamatok miatt. Eredményeink arra utalnak, hogy a jutalmak „fokozhatják” a gátló kontrollrendszereket, különösen a serdülőkorban, és így látszólag ellentmondanak a triadikus modellnek. Előfordulhat azonban, hogy a serdülőkorban az azonnali jutalomhoz vezető magatartás a hosszabb távú kifizetések rovására történik. Ennek a kontrollált kísérletnek az összefüggésében a saccade gátlása célszerzéshez vezet (pl. Monetáris jutalom), így a VS fokozott aktivitása és a feltételezett FEF adaptív. A nem laboratóriumi környezetben, amikor az 2 alternatívák között döntünk (pl. Gyors ütemben az izgalom és a baleset elkerülése érdekében lassabb vezetés), a jutalmi rendszer funkciója a proximális jutalmat eredményező cselekvés felé irányíthatja a gátló irányítást / döntést (pl. gyors vezetés) és a negatív eredménnyel szembeniSteinberg és mtsai. 2009).

Összefoglalva, eredményeink azt mutatják, hogy a jutalom és a gátló vezérlőáramkör kulcscsomópontjaiban a jutalmazott AS feladat különálló próbakomponensei fejlődési különbségei vannak. Eredményeink azt mutatják, hogy a célorientált viselkedés és a döntéshozatal, a jutalmak és a kognitív kontrollrendszerek kulcsfontosságú tényezői még nem érik el a serdülőkortól érett funkciót, ami potenciálisan hozzájárulhat a kockázatvállalás kialakulásához ebben a korcsoportban.

Kiegészítő anyag

Kiegészítő anyag megtalálható a következő címen: http://www.cercor.oxfordjournals.org/.

Finanszírozás

Nemzeti Egészségügyi Intézetek (RO1 MH067924, RO1 MH080243, BL).

Kiegészítő anyag

[Kiegészítő adatok] 

Köszönetnyilvánítás

Összeférhetetlenség: Nincs bejelentve.

Referenciák

  1. Adleman NE, Menon V, Blasey CM, Fehér CD, Warsofsky IS, Glover GH, Reiss AL. A Stroop színszó-feladat fejlesztési fMRI-vizsgálata. NeuroImage. 2002; 16: 61-75. [PubMed]
  2. Andersen SL. Az agy fejlődésének trajektorái: a sebezhetőség vagy a lehetőség ablak? Neurosci Biobehav Rev. 2003: 27: 3 – 18. [PubMed]
  3. Arnett J. Reckless viselkedés serdülőkorban: fejlődési szempont. Dev Rev. 1992; 12: 339 – 373.
  4. Bjork JM, Knutson B, Fong GW, Caggiano DM, Bennett SM, Hommer DW. Ösztönző-kiváltott agyi aktiváció serdülőkben: hasonlóságok és különbségek a fiatal felnőttektől. J Neurosci. 2004; 24: 1793-1802. [PubMed]
  5. Bjork JM, Smith AR, Duna CL, Hommer DW. Fejlődési különbségek a hátsó mesofrontális kéreg felvételében kockázatos jutalmakkal. J Neurosci. 2007; 27: 4839-4849. [PubMed]
  6. Blair K, Marsh AA, Morton J, Vythilingam M, Jones M, Mondillo K, Pine DC, Drevets WC, Blair JR. A két gonosz közül a kevésbé választott, annál jobb a két áru: a ventromedial prefrontális kéreg szerepének meghatározása és a hátsó elülső cinguláció meghatározása az objektumválasztásban. J Neurosci. 2006; 26: 11379-11386. [PubMed]
  7. Blaukopf CL, DiGirolamo GJ. A jutalom és a büntetés differenciált hatásai a tudatos és eszméletlen szemmozgásokra. Exp Brain Res. 2006; 174: 786-792. [PubMed]
  8. Breiter HC, Aharon I, Kahneman D, Dale A, Shizgal P. Funkcionális képalkotás a várakozásokra és a monetáris nyereségek és veszteségek tapasztalataira. Idegsejt. 2001; 30: 619-639. [PubMed]
  9. Breiter HC, Gollub RL, Weisskoff RM, Kennedy DN, Makris N, Berke JD, Goodman JM, Kantor HL, Gastfriend DR, Riorden JP, et al. A kokain akut hatásai az emberi agyi aktivitásra és az érzelmekre. Idegsejt. 1997; 19: 591-611. [PubMed]
  10. Breiter HC, Rosen BR. Az emberi agyi jutalmak áramkörének funkcionális mágneses rezonanciája. Ann NY Acad Sci. 1999; 877: 523-547. [PubMed]
  11. Brown MR, Desouza JF, Goltz HC, Ford K, Menon RS, Goodale MA, Everling S. A memória- és vizuálisan irányított saccádok összehasonlítása eseményfüggő fMRI-vel. J Neurophysiol. 2004; 91: 873-889. [PubMed]
  12. Barna MR, Goltz HC, Vilis T, Ford KA, Everling S. Zsákok gátlása és generálása: gyorspróbák, antiszaccades és nogo próbák gyors eseményfüggő fMRI. NeuroImage. 2006; 33: 644-659. [PubMed]
  13. Brown TT, Lugar HM, Coalson RS, Miezin FM, Petersen SE, Schlaggar BL. Fejlődési változások az emberi agyi funkcionális szervezetben a szó generálásában. Cereb Cortex. 2005; 15: 275-290. [PubMed]
  14. Bruce CJ, Goldberg ME. Prímás frontális szem mezők. I. Egységes neuronok a saccades előtt. J Neurophysiol. 1985; 53: 603-635. [PubMed]
  15. Bunge SA, Dudukovic NM, Thomason ME, Vaidya CJ, Gabrieli JD. Éretlen frontális lebeny hozzájárulása a kognitív kontrollhoz gyermekeknél: bizonyítékok az fMRI-től. Idegsejt. 2002; 33: 301-311. [PubMed]
  16. Cabeza R, Nyberg L. Képalkotó kogníció II: az 275 PET és fMRI vizsgálatok empirikus áttekintése. J Cog Neurosci. 2000; 12: 1-47. [PubMed]
  17. Casey BJ, Jones RM, Hare TA. A serdülők agya. Ann NY Acad Sci. 2008; 1124: 111-126. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  18. Casey BJ, Trainor RJ, Orendi JL, Schubert AB, Nystrom LE, Giedd JN, Astellanos FX, Haxby JV, Noll DC, Cohen JD, et al. Fejlődési funkcionális MRI vizsgálat a prefrontális aktiválásról a go-no-go feladat végrehajtása során. J Cog Neurosci. 1997; 9: 835-847.
  19. Castellanos FX, Tannock R. A figyelemhiány / hiperaktivitás rendellenesség neurológiai tudománya: az endofenotípusok keresése. Nat Rev Neurosci. 2002; 3: 617-628. [PubMed]
  20. Chambers RA, Taylor JR, Petenza MN. A serdülőkorban a motiváció fejlődési neurocircuitje: a függőség sérülékenységének kritikus időszaka. J J Pszichiátria. 2003; 160: 1041-1052. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  21. Connolly JD, Goodale MA, Menon RS, Munoz DP. Emberi fMRI bizonyíték az előkészítő csoport neurális korrelációjára. Nat Neurosci. 2002; 5: 1345-1352. [PubMed]
  22. Cooper JC, Knutson B. Valence és a nyugalom hozzájárul a nukleáris accumbens aktiválásához. Neuroimage. 2008; 39 (1): 538-547. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  23. Corbetta M, Kincade JM, Ollinger JM, McAvoy MP, Shulman GL. Az önkéntes orientáció az emberi posterior parietális kéregben a célmeghatározástól független. Nat Neurosci. 2000; 3: 292-297. [PubMed]
  24. Cox RW. AFNI: a funkcionális mágneses rezonancia neuronok elemzésére és megjelenítésére szolgáló szoftver. Comput Biomed Res. 1996; 29: 162-173. [PubMed]
  25. F, He J, Hodge C. Felnőttkori kérgi fejlődés: kritikus időszak a függőséggel szemben. Pharmacol Biochem Behav. 2007; 86: 189-199. [PubMed]
  26. Curtis CE, Connolly JD. A humán frontális és parietális cortice-okban előkészítő jelek. J Neurophysiol. 2008; 99: 133-145. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  27. Curtis CE, D'Esposito M. Siker és kudarc elnyomja a reflexív viselkedést. J Cog Neurosci. 2003; 15: 409–418. [PubMed]
  28. Curtis CE, D'Esposito M. A nem kívánt cselekedetek gátlása. In: Bargh J, Gollwitzer P, Moresella E, szerkesztők. A cselekvés pszichológiája. 2008. évf. 2. New York: Guilford Press.
  29. Dahl RE. A serdülők agyi fejlődése: a sebezhetőség és a lehetőségek lehetősége. Nyitóbeszéd. Ann NY Acad Sci. 2004; 1021: 1-22. [PubMed]
  30. Delgado MR, Locke HM, Stenger VA, Fiez JA. Dorsalis striatum válaszok a jutalomra és a büntetésre: a valencia és a nagyságú manipulációk hatása. Cogn befolyásolja Behav Neurosci-t. 2003; 3: 27-38. [PubMed]
  31. Delgado MR, Nystrom LE, Fissell C, Noll DC, Fiez JA. A striatumban a jutalmakra és büntetésre adott hemodinamikai válaszok nyomon követése. J Neurophysiol. 2000; 84: 3072-3077. [PubMed]
  32. Ding L, Hikosaka O. A jutalom moduláció összehasonlítása a homlokszemek mezőjében és a makákó caudatájában. J Neurosci. 2006; 26: 6695-6703. [PubMed]
  33. Duka T, Lupp A. Az ösztönzés hatása az antiszaccádokra: egy dopaminerg mechanizmus. Behav Pharmacol. 1997; 8: 373-382. [PubMed]
  34. Durston S, Davidson MC, Tottenham N, Galvan A, Spicer J, Fossella JA, Casey BJ. A diffúzról a fókuszos kérgi aktivitásra való áttérés a fejlődéssel. Dev Sci. 2006; 9: 1-8. [PubMed]
  35. Ernst M, Nelson EE, Jazbec S, McClure EB, CS szerzetes, Leibenluft E, Blair J, Pine DS. Az Amygdala és a nucleus accumbens a felnőttek és a serdülők esetében a befogadásra és a nyereség elhagyására adott válaszokban. NeuroImage. 2005; 25: 1279-1291. [PubMed]
  36. Ernst M, Pine DS, Hardin M. Triadikus modell a serdülőkorban a motivált viselkedés neurobiológiájáról. Psychol Med. 2006; 36: 299-312. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  37. Eshel N, Nelson EE, Blair RJ, Pine DS, Ernst M. A választott szelekciós neurális szubsztrátok felnőtteknél és serdülőknél: a ventrolaterális prefrontális és anterior cinguláris kúpok fejlődése. Neuropsychologia. 2007; 45: 1270-1279. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  38. Everling S, Krappmann P, Flohr H. Corticalis potenciálok az emberben előforduló és antiszaccádák előtt. Neurophysiol elektrokefalogr. 1997; 102: 356-362. [PubMed]
  39. Fischer B, Biscaldi M, Gezeck S. Az önkéntes és reflexív komponensek kialakulásáról az emberi szentség generációjában. Brain Res. 1997; 754: 285-297. [PubMed]
  40. Galvan A, Hare TA, Parra CE, Penn J, Voss H, Glover G, Casey BJ. Az accumbens korai fejlesztése az orbitofrontális kéreghez viszonyítva a serdülőknél kockázatvállalási magatartást eredményezhet. J Neurosci. 2006; 26: 6885-6892. [PubMed]
  41. Geier CF, Garver K, Terwilliger R, Luna B. Munkamemória-karbantartás fejlesztése. J Neurophysiol. 2009; 101: 84-99. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  42. Geier CF, Garver KE, Luna B. Az időbeli kiterjesztésű térbeli munkamemória alapja. Neuroimage. 2007; 35: 904-915. [PubMed]
  43. Giedd JN, Vaituzis AC, Hamburger SD, Lange N, Rajapakse JC, Kaysen D, Vauss YC, Rapoport JL. A temporális lebeny, az amygdala és a hippocampus mennyiségi MRI normális emberi fejlődésben: 4 – 18 év. J Compar Neurol. 1996; 366: 223-230. [PubMed]
  44. Gitelman DR. ILAB: a postexperimental szemmozgáselemzés programja. Behav Res Meth Instr Comp. 2002; 34: 605-612. [PubMed]
  45. Gitelman DR, Nobre AC, Parrish TB, LaBar KS, Kim YH, Meyer JR, Mesulam MM. Nagy kiterjedésű elosztott hálózat a rejtett térbeli figyelem érdekében: további anatómiai elhatárolás a szigorú viselkedési és kognitív ellenőrzéseken alapul. Agy. 1999; 122: 1093-1106. [PubMed]
  46. Goghari VM, MacDonald AW., 3rd A kognitív kontroll paradigmának a viselkedési és funkcionális képalkotó kimeneti mérésekre vonatkozó kísérleti tervezésének megváltoztatásának hatásai. J Cogn Neurosci. 2008; 20: 20-35. [PubMed]
  47. Gogtay N, Giedd JN, Lusk L, Hayashi KM, Greenstein D, Vaituzis AC, Nugent TF3, Herman DH, Clasen LS, Toga AW, et al. Az emberi kortikális fejlődés dinamikus feltérképezése gyermekkorban a korai felnőttkorban. Proc Natl Acad Sci USA. 2004; 101: 8174-8179. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  48. Goldman-Rakic ​​PS, Bates JF, Chafee MV. A prefrontális kéreg és a belsőleg létrehozott motorok hatnak. Curr Opin Neurobiol. 1992; 2: 830-835. [PubMed]
  49. Grosbras MH, Lobel E, Van de Moortele PF, Lebihan D, Berthoz A. Anatómiai mérföldkő az emberi kiegészítő szem mezők számára funkcionális mágneses rezonancia leképezéssel. Cereb Cortex. 1999; 9: 705-711. [PubMed]
  50. Guyer AE, Nelson EE, Perez-Edgar K, Hardin MG, Roberson-Nay R, Monk CS, Bjork JM, Henderson HA, Pine DS, Fox NA és mtsai. Striatális funkcionális változás a korai gyermekkori viselkedésgátlással jellemzett serdülőknél. J Neurosci. 2006; 26: 6399-6405. [PubMed]
  51. Hallett PE. Elsődleges és másodlagos szentségek az utasítások által meghatározott célokhoz. Vision Res. 1978; 18: 1279-1296. [PubMed]
  52. Hanes DP, Schall JD. Az önkéntes mozgás kezdeményezése neurális ellenőrzése. Tudomány. 1996; 274: 427-430. [PubMed]
  53. Hardin MG, Schroth E, Pine DS, Ernst M. A kognitív kontroll ösztönző modulációja egészséges, szorongó és depressziós serdülőknél: fejlődési és pszichopatológiai különbségek. J Gyermekpszichiátria. 2007; 48: 446-454. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  54. Hare TA, O'Doherty J, Camerer CF, Schultz W, Rangel A. Az orbitofrontális kéreg és a striatum szerepének elhatárolása a célértékek és az előrejelzési hibák kiszámításában. J Neurosci. 2008; 28: 5623–5630. [PubMed]
  55. Hikosaka O, Nakumura K, Nakahara H. Basal ganglionok a szemeket jutalmazza. J Neurophysiol. 2006; 95: 567-584. [PubMed]
  56. Irwin CE., Jr Az atrisk serdülők elméleti koncepciója. Adolesc Med. 1990; 1: 1-14. [PubMed]
  57. Jazbec S, Hardin MG, Schroth E, McClure E, Pine DS, Ernst M. Korfüggő befolyás a szentség feladatára. Exp Brain Res. 2006; 174: 754-762. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  58. Jazbec S, McClure E, Hardin M, Pine DS, Ernst M. Kognitív kontroll szorongásos és depressziós serdülőknél: antiszaccade feladat. Biol Psychiatry. 2005; 58: 632-639. [PubMed]
  59. Jenkinson M, Smith S. Globális optimalizálási módszer az agyi képek erőteljes affin regisztrációjához. Med Image Anal. 2001; 5: 143-156. [PubMed]
  60. Kalsbeek A, Voorn P, Buijs RM, Pool CW, Uylings HB. A dopaminerg innerváció kialakulása a patkány prefrontális kéregében. J Comp Neurol. 1988; 269: 58-72. [PubMed]
  61. Kang HC, Burgund ED, Lugar HM, Petersen SE, Schlagger BL. A funkcionális aktiválási fókuszok összehasonlítása a gyermekek és a felnőttek között egy közös sztereotaktikus térben. NeuroImage. 2003; 19: 16-28. [PubMed]
  62. Keller TA, Carpenter PA, Just MA. A mondatok megértésének neurális alapjai: a szintaktikai és lexikai feldolgozás fMRI vizsgálata. Cereb Cortex. 2001; 11: 223-237. [PubMed]
  63. Klein C, Foerster F. A prokádád és az antiszaccade feladatok teljesítményének fejlesztése az 6-ben résztvevőkben 26 évekre. Psychophysiology. 2001; 38: 179-189. [PubMed]
  64. Knutson B, Adams CM, Fong GW, Hommer D. A növekvő monetáris jutalom előrejelzése szelektíven toborozza a magokat. J Neurosci. 2001; 21: RC159. [PubMed]
  65. Knutson B, Cooper JC. A jutalom előrejelzés funkcionális mágneses rezonancia képalkotása. Curr Opinion Neurol. 2005; 18: 411-417. [PubMed]
  66. Knutson B, Fong GW, Bennett SM, Adams CM, Hommer D. A mesialis prefrontális kéreg régiója monetárisan jutalmazza az eredményeket: jellemzés gyors eseményes fMRI-vel. NeuroImage. 2003; 18: 263-272. [PubMed]
  67. Knutson B, Gibbs SE. A dopamin és a vér oxigenizációjának összekapcsolása. Pszichofarmakológia (Berl) 2007: 191: 813 – 822. [PubMed]
  68. Kringelbach ML, Rolls ET. Az emberi orbitofrontális kéreg funkcionális neuroanatómiája: a neuroimaging és a neuropszichológia bizonyítéka. Prog Neurobiol. 2004; 72: 341-372. [PubMed]
  69. Kwong KK, Belliveau JW, Chesler DA, Goldberg IE, Weisskoff RM, Poncelet BP, Kennedy DN, Hoppel BE, Cohen MS, Turner R és munkatársai. Az emberi agyi aktivitás dinamikus mágneses rezonanciája a primer szenzoros stimuláció során. Proc Natl Acad Sci USA. 1992; 89: 5675-5679. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  70. Levin HS, Culhane KA, Hartmann J, Evankovich K, Mattson AJ. Fejlődési változások a feltételezett frontális lebeny működésének vizsgálatában. Dev Neuropsych. 1991; 7: 377-395.
  71. Liddle PF, Kiehl KA, Smith AM. Eseményfüggő fMRI vizsgálat a válasz gátlására. Hum Brain Mapp. 2001; 12: 100-109. [PubMed]
  72. C, Watts R, Tottenham N, Davidson MC, Niogi S, Ulug AM, Casey BJ. A frontostriatális mikroszerkezet modulálja a kognitív kontroll hatékony felvételét. Cereb Cortex. 2006; 16: 553-560. [PubMed]
  73. Luna B, Garver KE, Urban TA, Lazar NA, Sweeney JA. A kognitív folyamatok érése a késői gyermekkortól a felnőttkorig. Child Dev. 2004; 75: 1357-1372. [PubMed]
  74. Luna B, Sweeney JA. Az együttműködő agyi működés kialakulása: a válasz gátlásának fMRI-vizsgálatai. Ann NY Acad Sci. 2004; 1021: 296-309. [PubMed]
  75. Luna B, Thulborn KR, Munoz DP, Merriam EP, Garver KE, Minshew NJ, Keshavan MS, Genovese CR, Eddy WF, Sweeney JA. A széles körben elterjedt agyi funkció érése a kognitív fejlődést követi. NeuroImage. 2001; 13: 786-793. [PubMed]
  76. Luna B, Thulborn KR, Strojwas MH, McCurtain BJ, Berman RA, Genovese CR, Sweeney JA. A dorzális kortikális régiók, amelyek vizuálisan irányított saccádokat tartalmaznak az emberekben: egy fMRI vizsgálat. Cereb Cortex. 1998; 8: 40-47. [PubMed]
  77. Marsh R, Zhu H, Schultz RT, Quackenbush G, Royal J, Skudlarski P, Peterson BS. Az önszabályozó kontroll fejlődési fMRI vizsgálata. Hum Brain Mapp. 2006; 27: 848-863. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  78. Május JC, Delgado MR, Dahl RE, Stenger VA, Ryan ND, Fiez JA, Carter CS. Eseményhez kapcsolódó funkcionális mágneses rezonanciás képalkotás a jutalomhoz kapcsolódó agyi áramkörökről a gyermekek és serdülők számára. Biol Psychiatry. 2004; 55: 359-366. [PubMed]
  79. McClure SM, York MK, Montague PR. Az emberben a jutalom feldolgozásának neurális szubsztrátjai: az FMRI modern szerepe. Neurológus. 2004; 10: 260-268. [PubMed]
  80. Meng SZ, Ozawa Y, Itoh M, Takashima S. A dopamin transzporter és a dopamin D1 és D2 receptorok fejlődési és életkorú változásai az emberi bazális ganglionokban. Brain Res. 1999; 843: 136-144. [PubMed]
  81. Munoz DP, Broughton JR, Goldring JE, Armstrong IT. Az emberi tárgyak életkori teljesítménye a szentséges szemmozgási feladatokon. Exp Brain Res. 1998; 121: 391-400. [PubMed]
  82. Munoz DP, Everling S. Nézzétek meg: a saccade-ellenes feladatot és a szemmozgás önkéntes ellenőrzését. Nat Rev Neurosci. 2004; 5: 218-228. [PubMed]
  83. O'Doherty J, Dayan P, Schultz J, Deichmann R, Friston K, Dolan RJ. A ventrális és dorzális striatum diszpergálódó szerepe a instrumentális kondicionálásban. Tudomány. 2004; 304: 452-454. [PubMed]
  84. O'Doherty J, Kringelbach ML, Rolls ET, Hornak J, Andrews C. Absztrakt jutalom- és büntetési ábrázolások az emberi orbitofrontális kéregben. Természet Neurosci. 2001; 4: 95–102. [PubMed]
  85. O'Doherty JP, Diechmann R, Critchley HD, Dolan RJ. Idegrendszeri válaszok az elsődleges ízjutalom előrejelzése során. Idegsejt. 2002; 33: 815–826. [PubMed]
  86. Ogawa S, Tank DW, Menon R, Ellermann JM, Kim SG, Merkle H, Ugurbil K. Az érzékszervi stimulációt kísérő belső jelváltozások: funkcionális agyi térképezés mágneses rezonancia leképezéssel. Proc Natl Acad Sci USA. 1992; 89: 5951-5955. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  87. Ollinger JM, Corbetta M, Shulman GL. Elválasztó folyamatok egy kísérletben az eseményhez kapcsolódó funkcionális MRI-ben: II. Rész. NeuroImage. 2001; 13: 218-229. [PubMed]
  88. Ollinger JM, Shulman GL, Corbetta M. Elválasztó folyamatok egy kísérletben eseményfüggő MRI-vel: I. rész. NeuroImage. 2001; 13: 210-217. [PubMed]
  89. Ono M, Kubik S, Abernathy CD. Az agyi szulák atlaszja. New York: Thieme Medical Publishers, Inc.; 1990.
  90. T. Paus. Az emberi frontális szemterület helye és funkciója: szelektív felülvizsgálat. Neuropsychologia. 1996; 34: 475-483. [PubMed]
  91. Paus T, Babenko V, Radil T. Az 8-10 éves gyerekek számára tanulmányozott, a szóbeli utasításokkal ellátott központi tekintet rögzítés fenntartásának képessége. Int. J. Psychophysiol. 1990; 10: 53-61. [PubMed]
  92. Pierrot-Deseilligny CH, Muri RM, Nyffeler T, Milea D. Az emberi dorsolaterális prefrontális kéreg szerepe a motoros motoros viselkedésben. Ann NY Acad Sci. 2005; 1039: 239-251. [PubMed]
  93. Ridderinkhof KR, Band GPH, Logan GD. Az adaptív viselkedés vizsgálata: az életkor hatása és lényegtelen információ a cselekedetek gátlásának képességéről. Acta Psychol. 1999; 101: 315–337.
  94. Ridderinkhof KR, Ullsperger M, Crone EA, Nieuwenhuis S. A mediális frontális kéreg szerepe a kognitív kontrollban. Tudomány. 2004; 306: 443-447. [PubMed]
  95. Ridderinkhof KR, van der Molen MW. Mentális erőforrások, feldolgozási sebesség és gátló kontroll: fejlődési szempont. Biol Psychol. 1997; 45: 241-261. [PubMed]
  96. Ridderinkhof KR, van den Wildenberg WP, Segalowitz SJ, Carter CS. A kognitív kontroll neurokognitív mechanizmusai: a prefrontális kéreg szerepe az akció kiválasztásában, a válaszgátlásban, a teljesítményfigyelésben és a jutalom alapú tanulásban. Cogn agy. 2004; 56: 129-140. [PubMed]
  97. Roesch MR, Olson CR. A várható jutalom hatása a neuronális aktivitásra a prefrontális kéregben, a frontális és a kiegészítő szem mezőkben és a premotor kéregben. J Neurophysiol. 2003; 90: 1766-1789. [PubMed]
  98. Roesch MR, Olson CR. A prímás frontális kéreg jutalomértékével és motivációjával kapcsolatos neurális aktivitás. Tudomány. 2004; 304: 307-310. [PubMed]
  99. Rolls ET. Az orbitofrontális kéreg és jutalom. Cereb Cortex. 2000; 10: 284-294. [PubMed]
  100. Rosenberg DR, Lewis DA. Változások a majom prefrontális kéreg dopaminerg innervációjában a késői posztnatális fejlődés során: tirozin-hidroxiláz immunhisztokémiai vizsgálat. Biol Psychiatry. 1994; 36: 272-277. [PubMed]
  101. Rosenberg DR, Lewis DA. A majom prefrontális és motoros cortices dopaminerg beidegzésének postnatalis érése: tirozin-hidroxiláz immunhisztokémiai analízis. J Comp Neurol. 1995; 358: 383-400. [PubMed]
  102. Rubia K, Overmeyer S, Taylor E, Brammer M, Williams SC, Simmons A, Andrew C, Bullmore ET. Funkcionális frontalizáció az életkorral: neurodevelopmentális pályák feltérképezése fMRI-vel. Neurosci Biobehav Rev. 2000: 24: 13 – 19. [PubMed]
  103. Rubia K, Smith AB, Taylor E, Brammer M. A jobb alsó fronto-striato-cerebelláris hálózatok lineáris kor-korrelált funkcionális fejlődése a válaszgátlás és az elülső cinguláció során a hibával kapcsolatos folyamatok során. Hum Brain Mapp. 2007; 28: 1163-1177. [PubMed]
  104. Rubia K, Smith AB, Woolley J, Nosarti C, Heyman I, Taylor E, Brammer M. A frontostriatális agyaktiválás fokozatos növekedése gyermekkortól felnőttkorig a kognitív kontroll eseményekkel kapcsolatos feladataiban. Hum Brain Mapp. 2006; 27: 973-993. [PubMed]
  105. Schall JD, Stuphorn V, Brown JW. A frontális lebenyek működésének ellenőrzése és ellenőrzése. Idegsejt. 2002; 36: 309-322. [PubMed]
  106. Scherf KS, Sweeney JA, Luna B. Fejlődésváltozás agyi alapja a visuospatialis munkamemóriában. J Cog Neurosci. 2006; 18: 1045-1058. [PubMed]
  107. Schultz W. A dopamin neuronok prediktív jutalmi jele. J Neurophysiol. 1998; 80: 1-27. [PubMed]
  108. Schultz W. Többszörös jutalomjelek az agyban. Nat Rev Neurosci. 2000; 1: 199-207. [PubMed]
  109. Schultz W. Dopaminnal és jutalommal formális formában. Idegsejt. 2002; 36: 241-263. [PubMed]
  110. Schultz W, Apicella P, Ljungberg T. A majom-dopamin neuronok válaszai a késleltetett válaszfeladat tanulásának egymást követő lépéseiben a jutalmazott és kondicionált ingerekre. J Neurosci. 1993; 13: 900-913. [PubMed]
  111. Schultz W, Tremblay L, Hollerman JR. Jutalom feldolgozás prímás orbitofrontális kéregben és bazális ganglionokban. Cereb Cortex. 2000; 10: 272-284. [PubMed]
  112. Seeman P, Bzowj NH, Fuan HC, Bergeron C, Becker LE, Reynolds GP, Bird ED, Riederer P, Jellinger K, Watanabe S, et al. Emberi agy dopamin receptorai gyermekekben és öregedő felnőttekben. Szinapszis. 1987; 1: 399-404. [PubMed]
  113. Shulman GL, Ollinger JM, Akbudak E, Conturo TE, Snyder AZ, Petersen SE, Corbetta M. A mozgó objektumok irányított elvárásainak kódolásában és alkalmazásában érintett területek. J Neurosci. 1999; 19: 9480-9496. [PubMed]
  114. Smith SM. Gyors, robusztus automatizált agykivonás. Hum Brain Mapp. 2002; 17: 143-155. [PubMed]
  115. Smith SM, Jenkinson M, Woolrich MW, Beckmann CF, Behrens TE, Johansen-Berg H, Banister PR, De Luca M, Drobnjak I, Flitney DE és mtsai. A funkcionális és strukturális MR-képelemzés és -végrehajtás előrehaladása FSL-ként. NeuroImage. 2004; 23: S208-S219. [PubMed]
  116. Sowell ER, Thompson PM, Holmes CJ, Jernigan TL, Toga AW. In vivo bizonyíték a poszt-serdülők agyi érlelésére frontális és striatális régiókban. Nat Neurosci. 1999; 2: 859-861. [PubMed]
  117. Spear LP. A serdülők agya és az életkorral kapcsolatos viselkedési megnyilvánulások. Neurosci Behav Rev. 2000: 24: 417 – 463. [PubMed]
  118. Steinberg L. Kockázatvállalás serdülőkorban: milyen változások, és miért? Ann NY Acad Sci. 2004; 1021: 51-58. [PubMed]
  119. Steinberg L, Graham S, O'Brien L, Woolard J, Cauffman E, Banich M. A jövőbeni orientáció és késleltetett diszkontálás korkülönbségei. Gyermek Dev. 2009; 80: 28–44. [PubMed]
  120. Sweeney JA, Mintun MA, Kwee S, Wiseman MB, Brown DL, Rosenberg DR, Carl JR. Pozitron emissziós tomográfiai tanulmány az önkéntes szkadikus szemmozgások és térbeli munkamemória vizsgálatára. J Neurophysiol. 1996; 75: 454-468. [PubMed]
  121. Talairach J, Tournoux P. Co-planar sztereotaxikus atlasz az emberi agyból. New York: Thieme Medical Publishers; 1988.
  122. Tamm L, Menon V, Reiss AL. A válaszreakció gátlásával összefüggő agyi működés érése. J Am Acad Child Adolesc pszichiátria. 2002; 41: 1231-1238. [PubMed]
  123. Toga AW, Thompson PM, Sowell ER. Az agy érésének térképezése. Trendek Neurosci. 2006; 29: 148-159. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  124. Van Essen DC. Agyi ablakok: az atlaszok és adatbázisok szerepe az idegtudományban. Curr Opin Neurobiol. 2002; 12: 574-579. [PubMed]
  125. Van Essen DC, Drury HA, Dickson J, Harwell J, Hanlon D, Anderson CH. Integrált szoftvercsomag az agykéreg felszíni analíziséhez. J Am Med Inform. 2001; 8: 443-459. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  126. van Leijenhorst L, Crone EA, Bunge SA. A kockázati becslés és a visszacsatolási folyamat fejlődési különbségeinek neurális korrelációja. Neuropsychologia. 2006; 44: 2158-2170. [PubMed]
  127. van Leijenhorst L, Zanolie K, Van Meel CS, Westenberg PM, Rombouts SA, Crone EA. Mi motiválja a serdülőt? Az agyi régiók, amelyek a jutalom érzékenységét közvetítik a serdülőkorban. Cereb Cortex. 2009 Epub nyomtatás előtt. [PubMed]
  128. Velanova K, Wheeler ME, Luna B. Az elülső cinguláció és a frontoparietális toborzás érett változása támogatja a hibakezelés és a gátló szabályozás kialakulását. Cereb Cortex. 2008; 18: 2505-2522. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  129. Voorn P, Vanderschuren LJ, Groenewegen HJ, Robbins TW, Pennartz CM. Egy centrifugálás a striatum dorzális-ventrális osztására. Trendek Neurosci. 2004; 27: 468-474. [PubMed]
  130. Ward BD. 2002. Az fMRI idősoradatok dekonvolúciós elemzése: az AFNI szoftvercsomag dokumentációja. Elérhető: http://afni.nimh.nih.gov/pub/dist/doc/manual/3dDeconvolve.pdf.
  131. Wenger KK, Visscher KM, Miezin FM, Petersen SE, Schlaggar BL. A tartós és átmeneti aktivitás összehasonlítása gyermekek és felnőttek esetében vegyes blokkolt / eseményfüggő fMRI tervezéssel. NeuroImage. 2004; 22: 975-985. [PubMed]
  132. Wheeler ME, Shulman GL, Buckner RL, Miezin FM, Velanova K, Petersen SE. Bizonyíték a különálló észlelési reaktiválásra és a keresési folyamatokra az emlékezés során. Cereb Cortex. 2005; 16: 949-959. [PubMed]
  133. Williams BR, Ponesse JS, Schachar RJ, Logan GD, Tannock R. A gátló kontroll kialakulása az egész élettartam alatt. Dev Psychol. 1999; 35: 205-213. [PubMed]
  134. Jakovlev PI, Lecours AR. Az agy regionális érlelésének myelogenetikai ciklusai. In: Minkowski A, szerkesztő. Az agy regionális fejlődése a korai életben. Oxford: Blackwell Scientific; 1967. 3 – 70.