Frontostriatal maturation na-ekwu na ịchịkwa ihe na-adabaghị n'ihe ngosi nke ndị na-eto eto (2011)

Ọrụ nnwale

Ndị sonyere rụchara ọrụ go-nogo (Hare, et al., 2005; Hare, et al., 2008) na ọdịdị ihu dị egwu, obi ụtọ na nke dị jụụ na-eje ozi dị ka ihe mkpali. Akụkọ ugbu a na-elekwasị anya na ọnọdụ obi ụtọ na nke dị jụụ ma wepụ ọnọdụ egwu site na nyocha otu, bụ nke a na-elekwasị anya na akụkọ mbụ (Hare et al., 2008). N'ime otu fMRI ọsọ, e gosipụtara ụdị okwu abụọ, otu dị ka 'go' (ya bụ, ebumnuche) mkpali nke enyere ndị sonyere aka ka ha pịa bọtịnụ, na okwu nke ọzọ na-eje ozi dị ka 'nogo' (ya bụ, enweghị ebumnuche) mkpali. nke ndị sonyere kwesịrị ijide bọtịnụ pịa. Ejikọtara okwu niile dị ka ebumnuche na ndị na-abụghị nke na-akpata 2 (azịza: aga, nogo) site na 3 (mmetụta: egwu, jụụ, obi ụtọ) nhazi ihe. Tupu mmalite nke ọ bụla na-agba ọsọ, ihuenyo pụtara na-egosi nke okwu na-eje ozi dị ka ihe mkpali ebumnobi, na-agwa ndị na-eso ụzọ ka ha zaghachi okwu ahụ na enweghị okwu ọzọ. A dụkwara ndị na-eso ụzọ ntụziaka ka ha zaghachi ngwa ngwa o kwere mee mana ka ha gbalịa izere imejọ ihe.

Ihe mkpali na ngwa

Ihe mkpali nwere ihu obi ụtọ, egwu na iru dị jụụ nke njirimara pụrụ iche sitere na nhazi ihu NimStim (Tottenham, et al., 2009). A na-eji ihu dị jụụ (ụdị dị nro dị nro nke ihu na-anọpụ iche) n'ihi na ọrụ mbụ egosila na ihu na-anọpụ iche nwere ike ịkọwa dị ka ihe na-adịghị mma na mmepe mmepe.Gross & Ballif, 1991; Herba & Phillips, 2004; Thomas, et al., 2001). E gosipụtara ọrụ ahụ site na iji sọftụwia EPrime, nke ndị isiokwu nwere ike ịhụ na panel kristal mmiri dị n'elu (LCD) jikọtara ya na sistemụ IFIS-SA (fMRI Devices Corporation, Waukesha, WI). Ngwa EPrime, jikọtara ya na sistemụ IFIS, nzaghachi bọtịnụ abanyela na oge mmeghachi omume.

paramita ọrụ

Enwetara data na ọsọ ọsọ ọrụ isii na-anọchite anya nchikota mmetụta ọ bụla (obi ụtọ, jụụ, egwu) na nzaghachi (gaa, nogo; Nyocha 1) iji ngwa ngwa metụtara imewe. Maka nnwale ọ bụla, ihu pụtara maka milliseconds 500 sochiri oge etiti etiti gbajiri agbaji sitere na 2 ruo 14.5 sekọnd n'ogologo (pụtara 5.2 sekọnd) n'oge ndị sonyere zuru ike ka ha na-elele crosshair ndozi. E gosipụtara ngụkọta nke ule 48 n'otu ọsọ na usoro pseudorandomized (36 go, 12 nogo). Na mkpokọta, enwetara ule 24 nogo na 72 go maka ụdị okwu ọ bụla.

Nyocha 1

Atụmatụ nke ule anọ n'ime ọsọ fMRI. N'ihe atụ a, ihu dị jụụ bụ ihe mkpali ebumnobi, nke ndị sonyere kwesịrị 'ịga' site na ịpị bọtịnụ. Ihu obi ụtọ bụ ihe mkpali na-adịghị echere ('nogo'), nke ndị sonyere kwesịrị ijide bọtịnụ. ...

Nnweta foto

Ejiri igwe nyocha General Electric Signa 3.0T fMRI (General Electric Medical Systems, Milwaukee, WI) jiri eriri isi quadrature nyochaa ndị sonyere ya. Mkpebi dị elu, T1 nha nha anatomical scan mebiri usoro gradient ([SPGR] 256 × 256 n'ime ụgbọ elu, 240-mm nlele [FOV], 124 × 1.5-mm axial slices), ma ọ bụ magnetization 3D kwadebere ngwa ngwa. usoro echo gradient ([MPRAGE] 256 × 256 mkpebi in-plane, 240-mm FOV; 124 × 1.5-mm sagittal slices) enwetara maka isiokwu ọ bụla maka mgbanwe na ntinye data na oghere grid Talairach. Usoro okirikiri na-apụ apụ (Glover & Thomason, 2004) ejiri ya nweta data arụ ọrụ (oge ugboro ugboro = 2500ms, oge nkwughachi = 30, FOV = 200 mm, Flip angle = 90, skip 0, 64 × 64 matrix). A na-enweta mpekere coronal iri atọ na anọ 4-mm n'otu TR mkpebi nke 3.125 × 3.125 mm na-ekpuchi ụbụrụ dum ma e wezụga akụkụ azụ nke lobe occipital.

Nyocha nke data omume

A na-enyocha data omume maka izi ezi site na ịgbakọ hit (nzaghachi ziri ezi), miss (enweghị nzaghachi na-ezighi ezi), njụta ​​ziri ezi (njide nzaghachi ziri ezi), na mkpu ụgha (nzaghachi na-ezighi ezi) ọnụego maka obi ụtọ na ọnọdụ dị jụụ. Maka ebumnuche nyocha, achịkọtara ndị sonyere n'ime ụmụaka (ndị dị afọ 6-12), ndị nọ n'afọ iri na ụma (afọ 13-17) na ndị okenye (afọ 18 ma ọ bụ karịa).

Nyocha nke fMRI data

Emere nyocha data FMRI n'ime nyocha nke ngwanrọ Neuroimages (AFNI)Cox, 1996). A na-edozi data arụ ọrụ n'ime oge, gbanwee n'ime na n'ofe ọsọ iji dozie maka mmegharị isi, debanye aha ya na nyocha anụ ahụ dị elu nke onye ọ bụla, gbakọọ nkeji mgbanwe mgbaàmà pasent, wee mee ka ọ dị mma na 6 mm n'obosara zuru oke na ọkara kacha (FWHM). ) Gaussian kernel.

Maka onye ọ bụla so na ya, a na-eme nyocha ihe nlere n'ozuzu iji kọwaa mmetụta ọrụ site na itinye ndị na-emeghachi omume nke mmasị (dị jụụ, jụụ-nogo, obi ụtọ-aga, obi ụtọ-nogo, egwu-aga, egwu-nogo, njehie) jikọtara ya na a gamma-variate hemodynamic nzaghachi ọrụ, na covariates nke na-abụghị mmasị (motion parameters, linear na quadratic trend for each run). Maka izu oke, a na-egosipụta ule egwu dị ka ndị na-emegharị ọrụ (nke metụtara ọrụ nzaghachi hemodynamic gamma-variate) mana enyochaghị ya ọzọ. Atụmatụ parameter (β) maapụ na-anọchite anya mmetụta ọrụ ka agbanweziri ka ọ bụrụ oghere nhazi ọkọlọtọ nke Talairach na Tournoux (1988) site n'itinye usoro agha nke enwetara site na ngbanwe nke isiokwu ọ bụla nwere mkpebi dị elu nke nyocha ahụ. Maapụ atụmatụ oke Talairach tụgharịrị ka ọ bụrụ mkpebi nke 3 × 3 × 3mm.

Emere nyocha otu mmetụta random iji chọpụta mpaghara mmasị na-arụ ọrụ (ROI) maka nyocha na-esote. Kpọmkwem, ọnọdụ obi ụtọ-aga, obi ụtọ-nogo, jụụ-aga, na jụụ-nogo ka ebugara n'ụdị 2 × 2 × 3 linear mix effects na ihe mmetụta mmetụta (n'ime isiokwu: obi ụtọ, jụụ), nzaghachi ( n'ime-isiokwu: aga, nogo), na afọ (n'etiti-isiokwu: nwa, afọ iri na ụma, okenye). Isi mmetụta nke maapụ nzaghachi achọpụtara mpaghara ndị chọrọ itinye aka dị iche iche dị ka ọrụ nke njikwa ọgụgụ isi gụnyere gyrus ihu dị ala nke ziri ezi (x = 32, y = 23, z = 3). Achọpụtara nzaghachi site na mmepe na mmetụta bụ isi nke maapụ afọ, gụnyere ụyọkọ dị na ventral striatum (x = -4, y = 11, z = -9).

Nchọpụta onyonyo a tụlere na ọnụ ọgụgụ dị ịrịba ama gafere mgbazi ụbụrụ dum maka ọtụtụ ntụnyere iji chekwaa alfa <0.05 site na iji nchikota nha p-uru/ụyọkọ nke Monte Carlo simulations na-agba na mmemme Alphasim n'ime AFNI. Otu ihe dị iche na njedebe ụbụrụ dum bụ na nyocha nke mmetụta afọ. Nyere ọrụ nke striatum na mmepe nke njikwa mkpali (Vaidya et al., 1998; Casey et al., 2000; Luna et al., 2001; Durston, Thomas, Yang, et al., 2002, Galvan et al., 2006; Somerville & Casey, 2010) e weere ya dị ka ihe a priori mpaghara mmasị maka nyocha voxelwise nke mmetụta afọ. Kpọmkwem, a jụrụ mmetụta afọ maka n'ime ihe nkpuchi anatomical gụnyere voxels na dorsal na ventral striatum, yana p <0.05, emeziri ọnụ ọgụgụ ndekọ ahaziri dabere na olu ọchụchọ striatum (1,060 voxels). Maka idoanya, anyị na-ezo aka na njedebe data mmetụta afọ dị ka p <0.05 obere mezie mezie (svc) n'ime ihe odide ahụ.

Emebere mpaghara mmasị dị ka mpaghara nwere radius 4mm gbadoro ụkwụ na ọnụ ọgụgụ ndị e depụtara n'elu, nke ọ bụla nwere voxels iri 3 × 3 × 3. E weputara atụmatụ parameter maka ọnọdụ 4 ahụ (obi ụtọ-aga, obi ụtọ-nogo, calm-go, calm-nogo) maka onye ọ bụla so na ROI ma nyefee ya na nyocha nke offline iji chọpụta ntụziaka nke mmetụta. A na-enyocha nzaghachi, mmetụta, na mmetụta mmepe (n'adabereghị na voxelwise iche na nke ROI) jiri 2 (mmetụta: jụụ, obi ụtọ) × 2 (ọrụ: aga, nogo) × 3 (afọ: nwata, nwa, okenye, okenye). ) ANOVA. Emere nyocha ndị na-anọghị n'ịntanetị na ngwanrọ SPSS Statistics 17.0 (SPSS, Chicago, IL).

A nwalere mmetụta ndị dị mkpa maka ngbanwe arụmọrụ site n'itinye atụmatụ nrụrụ aka na njikọ dị iche iche megide ọnụego mkpu ụgha ụgha nke isiokwu. A na-esochi mmetụta arụmọrụ dị mkpa site na nyocha njikọ akụkụ iji nwalee ma mmetụta arụmọrụ ka dị mkpa mgbe ị na-achịkwa afọ. N'aka nke ọzọ, a na-esochi mmetụta afọ dị ịrịba ama site na nyocha mmekọrịta nke akụkụ iji chọpụta ma mmetụta afọ ọ ka dị mkpa mgbe a na-achịkwa maka ịrụ ọrụ.

Ọrụ gara aga na paradaịs go-nogo ewepụtala ọrụ maka sekit frontostriatal na-akwado mmachi omume na-aga nke ọma (Casey et al., 2000; Durston, Thomas, Yang, et al., 2002; Hare et al., 2005). Iji chọpụta sekit a na dataset dị ugbu a, a na-arụ ọrụ nyocha mmekọrịta psychophysiological (PPI) nke nwere mmetụta dị iche iche na-arụ ọrụ na-arụ ọrụ na mpaghara mkpụrụ na gyrus dị n'ihu nke ọma, nke ọrụ mpaghara buru amụma ọdịiche dị iche iche nke arụmọrụ n'ofe afọ. Kpọmkwem, nyocha a nwere mmetụta na mpaghara ụbụrụ na-egosi njikọ dị ukwuu na-arụ ọrụ yana IFG ziri ezi maka nnwale nogo ziri ezi gbasara ịga ule. Emere nyocha PPI site na iji usoro nhazi ọkọlọtọ.Friston, et al., 1997) site n'iwepụ oge ọrụ na-arụ ọrụ n'ime mpaghara mkpụrụ (nri IFG ROI akọwara n'elu x = 32, y = 23, z = 3), wepụ isi iyi nke mkpọtụ na ihe arịa, na-eme ka mgbama akwara, na imekọ data oge na-enweghị ihe ọ bụla. gaa oge ọrụ yana ọrụ nzaghachi hemodynamic canonical (dị ka akọwapụtara na Gitelman, Penny, Ashburner, na Friston, 2003). Nsonaazụ otu gụnyere ndị niile sonyere, nke etinyere na p <0.05, dezie maka ọtụtụ ntụnyere n'ogo ụbụrụ dum, chọpụtara otu ụyọkọ na-egosi njikọta arụmọrụ ka ukwuu na IFG ziri ezi n'oge nogo karịa ịga ule. Ụyọkọ a gbatịpụrụ etiti na azụ site na IFG aka nri ruo n'azụ azụ striatum kpọmkwem ruo caudate. Emepụtara mpaghara mmasị dorsal striatum dabere na maapụ njikọ site na ịgbado okirikiri 4mm gbasara obere ụyọkọ n'ime oke anatomical nke dorsal striatum (x = 9, y = 13, z = 6).

Ewepụtara ụkpụrụ mgbanwe mgbaama site na ROI a wee nwalee maka nkwado n'etiti isiokwu yana ventral striatum na IFG aka nri. Kpọmkwem, ventral striatal, dorsal striatal na nri IFG akara mgbanwe mgbanwe ụkpụrụ sitere na ROI nke akọwara na mbụ bụ nke ewepụtara maka ọdịiche obi ụtọ-nogo veso happy-go. Edebere ụkpụrụ ndị a n'etiti isiokwu dị iche iche n'ime ụmụaka, ndị nọ n'afọ iri na ụma na otu ndị okenye sonyere. Nyocha ndị a na-achọpụta ogo nkwado n'ofe isiokwu maka nogo ikwu na ịga ule n'etiti mpaghara ndị a n'ime afọ ọ bụla. Ụkpụrụ nkwado achọpụtara na-anọchi anya ókè ọchịchọ ime otu mpaghara na-ebu amụma ịgbalite na mpaghara ọzọ n'ofe ndị sonyere.

nsonaazụ fMRI

Achọpụtara nzaghachi site na mmepe na isi mmetụta nke map afọ, gụnyere ụyọkọ na ventral striatum (x = -4, y = 11, z = -9; p <0.05 svc; Nyocha 3A). Nyocha post-hoc nke afọ isi mmetụta gosiri na ndị na-eto eto na-etinye aka na ventral striatum karịa ụmụaka na ndị okenye na ihu obi ụtọ (p's =/<0.01; Nyocha 3B) na n'ókè dị nta, iji mee ka ihu dị jụụ (p's =/<0.06; pụtara +/- ụkpụrụ mgbanwe nke pasent mgbanwe mgbaàmà maka udo na izu ike: ụmụaka: -0.095 +/- 0.21; ndị nọ n'afọ iri na ụma: 0.046 +/- 0.16; ndị okenye. : -0.051 +/- 0.17). Nyocha nke ọrụ kachasị mma nke na-anọchi anya ịzaghachi afọ na ihu obi ụtọ gosiri na ọrụ quadratic (inverted U) kọwara akụkụ dị ịrịba ama nke mgbanwe na nzaghachi ihu obi ụtọ (F(1,59) = 10.05, p <0.003) ebe Ọrụ ahịrị emeghị (F (1,59) = 0.54, p> 0.4). Nkwalite na-adịghị ahụkebe na ntinye n'ọrụ na ndị nọ n'afọ iri na ụma nọgidere bụrụ ihe dị ịrịba ama mgbe ị na-achịkwa maka ọdịiche dị na arụmọrụ ọrụ (ọnụọgụ mkpu ụgha; F(2,59) = 6.77, p <0.002) na nyocha njikwa na ọnụọgụ ule dakọtara (F(2,59) ) = 7.80, p = 0.007). Ọnụ ọgụgụ nke ọrụ na ule obi ụtọ, ọnwụnwa dị jụụ, na ịgaghị aga na ule ejikọtaghị na arụmọrụ ọrụ (p's> 0.2).

Nyocha 3

A) Mpaghara ụbụrụ na-egosi ọrụ dị iche iche dịka ọrụ afọ. A na-eme mmemme, ọnụ ụzọ p <0.05, svc na nyocha ihe anatomical dị elu nke nnọchite anya. B) Atụmatụ ọrụ na ventral striatum (gbara gburugburu na A) nzaghachi ...

Isi mmetụta nke map nzaghachi (nogo versus go) achọpụtara mpaghara dị iche iche na-arụ ọrụ dị ka ọrụ nke nchịkwa nchịkwa gụnyere gyrus n'ihu nke dị ala (IFG; x = 32, y = 23, z = 3), na-egosi nzaghachi dị ukwuu na nogo. metụtara ịga ule (p's <0.05, ụbụrụ dum na-agbazi; Nyocha 4A). Nyocha nyocha nke post-hoc maka ọrụ kwesịrị ekwesị kacha mma gosipụtara nzaghachi IFG ziri ezi bụ nke akọwapụtara nke ọma site na ọrụ ahịrị (F (1,59) = 4.53, p = 0.037) ma ọ bụghị ọrụ quadratic (F (1,59) = . 17, p > 0.6). Nyocha posthoc gosiri na IFG ziri ezi gosikwara ọrụ ka ukwuu iji mee ka obi dị jụụ na ihu obi ụtọ (F(2,59) = 8.95, p <0.005). Ọzọkwa, IFG ROI ziri ezi gosipụtara mbelata ahịrị na nzaghachi nzaghachi na-abawanye afọ na ule nogo metụtara ịga ule (r (61) = -0.28, p = 0.026; Nyocha 4B).

Nyocha 4

A) Mpaghara ụbụrụ na-egosi ọrụ dị iche iche dịka ọrụ nke ọrụ (nogo> aga). A na-eme ihe nrụ ọrụ, nke agbadoro p <0.05, a na-emezi ụbụrụ dum n'ihe nleba anya dị elu nke nyocha ahụ. B) Atụmatụ ọrụ n'aka nri ...

Mgbe ị na-achịkwa maka mmetụta arụmọrụ, ọrụ x afọ mmekọrịta na IFG ziri ezi adịkwaghị mkpa (p> 0.4), na-egosi arụmọrụ bụ amụma siri ike nke ọrụ na IFG ziri ezi karịa afọ. E gosipụtara mmekọrịta a site na njikọ dị ịrịba ama n'etiti oke nzaghachi iji dozie nogo vs. go tests na n'ozuzu arụmọrụ (dị ka atụpụtara site na ụda mkpu ụgha; r (61) = 0.39, p = 0.002; lee Nyocha 4C), nke a na-emegharị na nyocha njikwa na ọnụọgụ ule dabara adaba (r (61) = 0.28, p = 0.026). Nyocha 4C na-egosipụta mmekọrịta a na otu onye so na ya bụ onye achọpụtara na ọ bụ ihe na-adịghị mma (akọwapụtara dị ka ihe karịrị atọ interquartile nso karịa nke atọ ma ọ bụ n'okpuru uru quartile mbụ). Ọ bụ ezie na njikọ ahụ dị ịrịba ama gụnyere onye a, ewezuga onye a na-eme ka njikọ ahụ pụta ìhè ọbụna karịa (r(60) = 0.45, p <0.001). Ntụle niile akọpụtara na-anọchi anya azịza maka nnwale ndị ziri ezi. Ya mere, ndị mmadụ n'otu n'otu nwere ike ịnweta mkpu ụgha na-achọkarị iwere IFG ziri ezi karịa na ule nogo nke ha kwụsịrị nzaghachi omume nke ọma.

-agaghị emeli

Ihe nchoputa eweputara n'ebea kwesiri ka eleba anya n'uzo ike ha. Nke mbụ, ekwesịrị ịnakwere n'ụzọ doro anya na akụkụ mmetụta uche nke atọ, ihu egwu, nọ n'oge ọrụ nnwale na nlebara anya nke akụkọ gara aga (Hare et al., 2008). Ọnọdụ ihu dị jụụ rụrụ ọrụ dị ka ọnọdụ nchịkwa na akụkọ abụọ ahụ. Ọ bụ ezie na nchoputa omume na-egosi na ọnụnọ nke ihu egwu dị na nyocha nke arụ ọrụ emeghị ka omume ziri ezi dị iche iche karịa ụdị mmetụta mmetụta abụọ ndị ọzọ, ọ ga-ekwe omume na ọnụnọ nke ihu egwu na-emetụta nchoputa n'ụzọ nke usoro ndị dịnụ na-enweghị mmetụta. Tụkwasị na nke ahụ, ihu obi ụtọ dị iche na ihu dị jụụ na valence na ịdị nro, nke abụọ ahụ nwere ike itinye aka na mmetụta ndị a na-ahụ anya nke uru agụụ. Mmachi usoro nke abụọ bụ iji ihu dị jụụ dị ka ọnọdụ njikwa. Ọ bụ ezie na data normative na-egosi na ihu dị jụụ adịghị mma ma na-akpali akpali karịa ihu obi ụtọ (Tottenham et al., 2009), anyị anabataghị ọkwa ndị a n'ụzọ doro anya na ọ ga-ekwe omume na ihu dị jụụ tụgharịrị dị ka nke dị nro na nke aka ha. N'ihe banyere nsonaazụ ya, ekwesịrị ịnakwere ịdị umeala n'obi nke nchọpụta coactivation. N'ikpeazụ, a naghị enweta ihe ọ̀tụ̀tụ̀ ọnọdụ nwa agbọghọ na-eto eto na homonụ endogenous. Nnyocha ọmụmụ ọmụmụ egosila ụzọ nke homonụ na-ekesa gonadal na-emetụta ma usoro nhazi na nke ịgbalite iji metụta ọrụ ụbụrụ n'ofe mmepe.Romeo & Sisk, 2001; Sisk & Ezi, 2004; Steinberg, 2008) ma gosipụta mmekọrịta amụma n'etiti ọnọdụ nwa agbọghọ na ụdị agụụ agụụ dị ka ịchọ mmetụta na ịṅụ ọgwụ ọjọọ (Martin et al., 2002; lee Forbes & Dahl, 2010). Nnyocha n'ọdịnihu gụnyere usoro nke homonụ nwere ike ịkọwa mmekọrịta dị n'etiti mmepe striatocortical, maturation hormonal, na nsonaazụ omume (Blakemore, Burnett, & Dahl, 2010).

Anyị ji ekele ekele enyemaka nke Doug Ballon, Adriana Galvan, Gary Glover, Victoria Libby, Erika Ruberry, Theresa Teslovich, Nim Tottenham, Henning Voss, na akụrụngwa na ndị ọrụ na Biomedical Imaging Core Facility nke Citigroup Biomedical Imaging Center na Weill Cornell Ụlọ akwụkwọ ahụike. Ụlọ ọrụ National Institute of Mental Health kwadoro ọrụ a P50MH062196 na P50MH079513, National Institute of Drug Abuse nyere R01DA018879 na T32DA007274, na National Institute of Mental Health Fellowship F31MH073265, yana KHS99 M087813.