Heimild
Taugavísindadeild Háskólans í Pittsburgh, Pittsburgh, PA 15260, Bandaríkjunum.
Abstract
Unglingar svara gjarnan á annan hátt en fullorðnir í sömu áberandi hvetjandi samhengi, svo sem samskiptum jafningja og ánægjulegu áreiti. Að afmarka mun á taugavinnslu unglinga er lykilatriði til að skilja þetta fyrirbæri, svo og undirstöður alvarlegra atferlis- og geðrænna veikleika, svo sem eiturlyfjaneyslu, skapraskanir og geðklofa. Við teljum að aldurstengdar breytingar á því hvernig áberandi áreiti sé unnið í lykilheilasvæðum gæti legið til grundvallar einstökum tilhneigingum og varnarleysi á unglingsárunum. Þar sem áhugasamur hegðun er aðalatriðið er mikilvægt að aldurstengdur samanburður sé gerður á heilavirkni meðan á hvatningu stendur. Við bárum saman eininga virkni og staðbundna möguleika á vettvangi í nucleus accumbens (NAc) og ryggisstríði (DS) unglinga og fullorðinna rottna við verðlaunahvetjandi tæki. Þessi svæði taka þátt í áhugasömu námi, vinnslu á launum og vali á aðgerðum. Við greinum frá mismunun á taugavinnslu unglinga á DS, svæði sem almennt tengist meira námi en umbun vinnsla hjá fullorðnum. Nánar tiltekið voru unglingar, en ekki fullorðnir, með stóran hluta taugafrumna í DS sem virkjuðu í aðdraganda umbóta. Meira svipað svörunarmynstur sást í NAc hjá aldurshópunum tveimur. Mismunur á virkni DS eininga fannst þrátt fyrir svipaðar sveiflur á staðnum. Þessi rannsókn sýnir fram á að hjá unglingum er svæði sem er gagnrýnt í námi og venjumyndun mjög móttækilegt fyrir umbun. Það bendir þannig á fyrirkomulag fyrir það hvernig umbun gæti mótað hegðun unglinga á annan hátt og aukið varnarleysi þeirra gagnvart áverkaröskun.
Á unglingsárum eiga sér stað ótal breytingar á taugakerfi (1) sem geta haft áhrif á hvernig áberandi atburðir, svo sem gefandi áreiti, eru unnir. Slíkar taugavinningarbreytingar gætu legið til grundvallar nokkrum af algengum tilhneigingum hegðunar sem sést hjá unglingum yfir spendýrategundum, svo sem aukinni áhættutöku (1-5), auk aukinna tilhneiginga til að þróa kvilla eins og fíkn, þunglyndi og geðklofa (6-8). Áður en við getum skilið tauga undirlag þessara veikleika verðum við fyrst að læra meira um dæmigerð taugavinnslumynstur unglingaheilans, borin saman og andstæða við fullorðna fólkið.
Í meginatriðum er hvert atferlis- og geðræna viðkvæmni unglinganna áberandi meðan á hvatningu stendur. Það er því mikilvægt að bera taugavirkni unglinga við virkni fullorðinna við hvata. Hvetja hegðun er aðgerð sem auðveldar aðlögun á líkamlegu sambandi lífvera og áreitis (td líkurnar á eða nálægð við ákveðna umbun) (9). Slík hegðunarsamhengi mun hins vegar eðlilega flækja greiningu á taugastarfsemi: Hvernig vitum við að taugamunur endurspeglar ekki eingöngu mun á atferlisárangri milli aldurshópanna tveggja? Er munur á taugavinnslu einfaldlega vegna truflunar á hegðun, eða eru grundvallarmunur á því hvernig unglingar umrita og vinna úr áberandi atburðum í hvatandi samhengi? Við gerðum in vivo rafeðlisfræðilegar upptökur til að bera saman taugavirkni unglinga og fullorðinna meðan áberandi atburðir voru þegar atferlisárangur var ekki aðgreindur milli tveggja hópa (td umbun á endurheimtartímum seint á fundum þegar verkefnið var vel lært). Við þetta notuðum við á áhrifaríkan hátt „atferlisþvingun“ sem gerði okkur kleift að bera kennsl á grundvallar aldurstengda vinnslu mun sem ekki var ruglaður af frammistöðu.
Þó að enn hafi ekki verið skoðað mikið af unglingaheilanum með þessum hætti, einbeittum við okkur að hrossastiginu (DS) og nucleus accumbens (NAc) vegna meginhlutverks þeirra í áhugasömum hegðun. Saman taka þessi heilasvæði þátt í námi samtakanna, venjumyndun, umbun vinnslu og aðlögunarstýringu á hegðunarmynstri (10-13). Striatum fær frásagnir frá barka svæðum sem taka þátt í skynjunar-, hreyfi- og vitsmunalegum ferlum (14), svo og dópamínvirkt inntak (15). NAc, hluti af ventral striatum, fær afferents frá amygdala (16) og forstillta heilaberki (17), og dópamínvirka afferents frá ventral tegmental svæðinu (18). NAc er talinn lykillinn að þýðingu hvata til aðgerða (19) og er lykilatriði í nokkrum núverandi tilgátum varðandi taugalífeðlisfræðilega undirstöðuatöku áhættutöku unglinga og skynjun (5, 20, 21).
Niðurstöður
Taugareining virkni var skráð frá DS og NAc (Mynd S1) unglinga (n = 16) og fullorðinn (n = 12) rottur þegar þeir lærðu að tengja saman aðgerð (pota) við umbun útkomu (matarpillu; Fig. 1A). Hegðunargögn eru sýnd saman (Fig. 1 B-D), vegna þess að enginn tölfræðilegur munur sást á milli svæða. Enginn marktækur aldurstengdur munur var á þjálfun í fjölda prófa á hverri lotu [F(1, 1) = 1.74, P = 0.20]; leyndin frá biðröðinni til hljóðfæraleikarinnar [F(1, 1) = 0.875, P = 0.36]; eða leynd frá hljóðfæraleik til að komast inn í matar trog [F(1, 1) = 0.82, P = 0.36]. Seinkunin frá upphafi bendinga til hljóðfæraleikja virtist vera önnur á fyrstu lotunum, þó að þetta væri ekki tölfræðilega marktækt og var drifið áfram af þremur útdýrum dýrum sem höfðu ekki enn lært samtökin (Fig. 1C, Inset). Frá fundi 4 og áfram náðu allar ráðstafanir stöðugu hámarki í báðum aldurshópum. Meðan á þessum fundum stóð var meðalleysi fullorðinna og unglinga frá meðvirkri svörun við inngöngu í matar trog (meðaltal ± SEM) 2.47 ± 0.12 s og 2.54 ± 0.17 sek.
Fylgst var með stöðugum viðbrögðum DS við taugakerfi um hljóðfæraleikinn og fæðugrunninn þegar rottur lærðu tengsl aðgerða og útkomu og framkvæmdu fjölmargar rannsóknir í hverri lotu (þ.e. fundur 4 – 6; Mynd S2A). Nánari athugun á þessari virkni á fundum 4 – 6 leiðir í ljós líkindi í virkni sumra taugahópa, en talsverður munur er á öðrum (Fig. 2). Um það bil 10% af skráðum taugafrumum virkjuðust við upphaf rannsóknarinnar og fáar frumur urðu til að hamla (Fig. 2 A og C, Vinstri). Dreifingu skothraða unglinga og fullorðinna Z-stig voru ekki ólík á þessum tíma (Z = 1.066, P = 0.29; Fig. 2B, Vinstri). Það var heldur enginn aldurstengdur munur á hlutföllum virkjaðra, hamlaðra og ómerkilegra taugafrumna við bendinguna [χ2(2, n = 570) = 2.35, P = 0.31; Tafla 1]. Hlutfall virkjuðra frumna og virkni þeirra jókst í báðum hópum fyrir tæknilega svörun, þó slík aukning væri meiri hjá unglingum (Z = -2.41, P = 0.02; Fig. 2B, Center). Aldursbundinn munur á hlutföllum svörunar á 0.5 s fyrir instrumental poke var marktækur [χ2(2, n = 570) = 10.01, P <0.01], áhrif sem stýrt er af stærra hlutfalli eininga sem hindra fullorðna (Z = 3.05, P <0.01; Tafla 1). Strax eftir tækjasvörunina hindruðu frumur sem áður voru virkar, eins og margar einingar sem ekki voru áður tengdar (Fig. 2A, Center). Þetta leiddi til tímabundinnar sveigju niður á virkni íbúa, sem jókst aftur við aldursbundið hlutfall, með áframhaldandi tölfræðilegum mun á unglingum og virkni fullorðinna á 0.5 s eftir tæknilega svörun (Z = 2.19, P = 0.03; Fig. 2B, Center). Á þessu tímabili voru hlutföll svörunar aftur mismunandi milli þessara tveggja [χ2(2, n = 570) = 10.57, P <0.01], vegna stærri hluta fullorðinna virkjaðra eininga (Z = 2.87, P <0.01; Fig. 2C, Center og Tafla 1). Margar af sömu taugafrumum sem juku virkni sína áður en hljóðfæraleikurinn hindraðist tímabundið og virkjuðu síðan aftur áður en þeir fóru inn í matar trogið (hita samsæri línur sem sýna rauðblá-rauðan munstur í Fig. 2A, Center). Tímasetning þessa mynsturs var ólík milli unglinga og fullorðinna. Verulegur hluti unglinga taugafrumna var virkur þar til umbunin var gefin. Slíkar „umbun-tilvonandi taugafrumur“ voru strangar hjá fullorðnum (Fig. 2A, Hægri). Til viðbótar við mismun á tímaferli náðu unglinga taugafrumur sem virkjuðu í 0.5 s fyrir inngöngu í fæðugrasið einnig með hærri styrk (Z = -7.63, P <0.01; Fig. 2B, Hægri). Þetta heildarmynstur virkni var tiltölulega stöðugt í öllum fundum 4 – 6 (Kvikmynd S1), þó að slembiúrtak úr einingum sýni breytileika innan eininga fyrir sumar einingar (Mynd S3). Hlutfall virkjaðra og hamlaðra eininga var mismunandi [χ2(2, n = 570) = 41.18, P <0.01], þar sem unglingar og fullorðnir hver um sig hafa marktækt stærra hlutfall virkjaðra (Z = -6.21, P <0.01) og hindraðar einingar (Z = 4.59, P <0.01; Fig. 2C, Hægri og Tafla 1). Á 0.5 sekúndu eftir að hafa náð í matar trog héldu unglingar áfram að sýna sterkari virkni (Z = -6.43, P <0.01). Hlutföll virkjaðs, hamlaðs og óverulegs voru áfram mismunandi eins og það hafði verið rétt áður en það var komið inn í matarlóðina [χ2(2, n = 570] = 31.18, P <0.01; Fig. 2C, Hægri og Tafla 1). Aftur voru unglingar með stærra hlutfall virkjaðra eininga (Z = -4.89, P <0.01) og minna hlutfall hindraðra eininga á þessum tíma (Z = 4.36, P <0.01).
Í NAc fór meðaltal unglinga og fullorðinna toppa virkni frá litlum eða breytilegum verkefnum tengdum svörum yfir í stöðugri mynstur (Mynd S2B). Á fundi 4 höfðu báðir hópar svipað aukningu og síðan fækkun á fasískri virkni við hljóðfæraleikinn. Þetta munstur var meira áberandi og leiddi til og eftir umbun (inngöngu matvæla). Nánari athugun á fasískum taugastarfsemi NAc leiðir í ljós nokkra nána líkt í mynstri og umfangi örvunar og hömlunar taugafrumna, ásamt nokkrum áberandi mun (Fig. 3). Nánar tiltekið leiddi upphaf cue-ljóssins til þess að um það bil 10% NAc taugafrumna urðu virkjaðir bæði hjá unglingum og fullorðnum, þar sem fáar taugafrumur urðu til hömlunar og enginn marktækur aldurstengdur munur á hlutfalli virkjuðra eða hindraðra taugafrumna á þessum tíma [ χ2(2, n = 349) = 1.51, P = 0.47] og enginn munur á heildarvirkni íbúa (Z = 1.82, P = 0.07; Fig. 3, Vinstri). Þegar taugafrumur voru virkjaðar til reynslu, höfðu þær tilhneigingu til að vera áfram virkar þar til dýrið komist inn í matarholuna. Tímabundin gangverk voru þannig að eitthvað hlutfall taugafrumna varð virkari í kringum bæði tækjapokann og inntak matarins. Enginn aldurstengdur munur á virkni íbúa (Z = -0.16, P = 0.87) eða hlutföll í einingaflokki [χ2(2, n = 349) = 0.22, P = 0.90] fundust í 0.5 sem voru á undan instrumental poke. Eftir hljóðfæraleikinn sýndu fullorðnir hærri meðalvirkni (Z = 4.09, P <0.01) og mismunur á hlutföllum einingaflokka [χ2(2, n = 349) = 7.23, P = 0.03] vegna meiri hluta fullorðinna virkjuðra taugafrumna (Z = 2.53, P = 0.01; Fig. 3C, Center og Tafla 1). Að sama skapi kom fram meiri meðalvirkni fullorðinna í 0.5 s fyrir inngöngu fæðu (Z = 2.67, P <0.01), og aftur komu fram mismunandi hlutfall einingaflokka [χ2(2, n = 349) = 6.64, P = 0.04] vegna verulega stærri hluta fullorðinna virkjuðra eininga (Z = 2.32, P = 0.02; Fig. 3C, Hægri og Tafla 1). Á þessu tímabili sýndi taugastarfsemi samanburðar við rannsóknir enn einhvern mælikvarða á stöðugleika, þó síður en svo í DS (Kvikmynd S2). Enginn marktækur aldurstengdur munur var á íbúastarfsemi í 0.5 s eftir inngöngu í matar trogið (Z = -0.61, P = 0.54), þó að munur á einingahlutfalli væri til staðar [χ2(2, n = 349) = 7.81, P = 0.02]. Þetta endurspeglaði marktækt hærra hlutfall hamlaðra unglingadeilda á þessum tíma (Z = -2.81, P <0.01; Fig. 3C, Hægri og Tafla 1). Þannig að þó að það væri nokkur munur á milli hópanna, var almenna mynstrið við taugasvörun (og virkni milli eininga) líkara í NAc en í DS.
Meðaltal stöðluð LFP litróf voru svipuð hjá unglingum og fullorðnum bæði í NAc og DS (Fig. 4). Áður en gengið var inn í mat, í NAc, sýndu bæði unglingar og fullorðnir minni kraft í β (13–30 Hz) og γ (> 30 Hz) böndum, með umfangsmeiri lækkun á γ afl hjá fullorðnum. Eftir að hafa komist í matarlægið sýndu báðir hópar tímabundna hækkun β-afl miðju um 20 Hz. Það var tilhneiging til að auka LFP afl unglinga í lægri tíðni eins og θ (3-7 Hz) og α (8-12 Hz), þar sem marktækur aldurstengdur munur fannst ~ 500 ms eftir inngöngu í mat (Fig. 4 A og B). Svipuð mynstur sáust í DS, með örlítið sterkari aukningu ß-krafta fullorðinna strax eftir inngöngu í matar trogið (Fig. 4 C og D). Á heildina litið eru tölfræðileg andstæða kortin (Fig. 4 B og D) sýna fram á líkindi í launatengdri LFP virkni unglinga og fullorðinna á mörgum tíðnum, með nokkrum undantekningum.
Discussion
Við fundum sterka umbunartengda virkjun hjá unglingum en ekki fullorðnum DS, uppbyggingu sem tengist myndun venja og aðlögunarstýringu á hegðunarmynstri (11-13, 22). NAC svaraði svipað í báðum aldurshópum; þó að einhver munur á virkni eininga hafi sést í NAc, þá var þessi munur minni og skammvinnari og tímaferli taugastarfsemi var mjög svipuð milli hópa á þessu svæði. Þessar niðurstöður sýna svæðisbundna ólíkleika í tengslum við umbun vinnslu í virkni þroska basal ganglia mannvirki á unglingsárum og, með DS, benda til þess að hingað til hefur gleymst staður unglinga tauga vinnslu munur sem getur verið beint viðeigandi fyrir aldurstengda veikleika. Við fundum einnig að þó að marktækur aldurstengdur munur hafi sést á einingastigi væri ekki hægt að sjá slíkan mun á krafti sveiflna í LFP, sem eru meira í ætt við stærri svæðismerki fMRI og EEG (23).
Gagna um fasísk taugastarfsemi bentu til þess að nákvæm hlutverk DS við eftirvæntingu umbóta, eða áhrif gefandi áreitis á taugafrumvörp þess, hafi verið mismunandi hjá unglingum miðað við fullorðna. Báðir hópar voru með einingar sem gerðar voru virkar í byrjun rannsókna, hindruðu stuttlega í hljóðfæraleiknum og virkjuðu síðan aftur. Meðal þessara, í samræmi við aðrar rannsóknir, voru fullorðnar einingar endurvirkjuaðar fyrr og komnar aftur til grunngildis fyrir umbun (24, 25). Aftur á móti virkjaði unglinga starfsbræður þeirra allt fram að þeim tíma sem verðlaun voru sótt. Þannig voru aðeins unglingar með töluverðan hóp af því sem hægt var að lýsa sem umbun-tilvonandi taugafrumum í DS. Þrátt fyrir að aðrir hafi áður fylgst með virkni í DS (24-26), mikilvægi punkturinn hér er að unglingar og fullorðnir hafa annað jafnvægi og tímabraut í mynstri þeirra af slíkri virkni. Talið er að striatum leiki beint hlutverk í samtökum um aðgerðir í aðgerðum (25) og gæti þjónað sem leikari í „leikaragagnrýnanda“ líkaninu fyrir hlutdrægni hegðunar gagnvart hagstæðari aðgerðum (27). Striatum fær dópamín aðföng frá substantia nigra og glútamat spá frá barklægum svæðum; það sendir GABA áætlanir til globus pallidus, sem frekari verkefni til thalamus, að lokum lykkjur aftur til heilaberkisins. Afferent merki frá óþroskaðri forstilltu heilaberki eða basal ganglia svæðum gætu að hluta til gert grein fyrir aldurs-sérstökum mynstrum sem nú sést í DS. Reyndar höfum við áður séð minnkaða hömlun og aukna virkjun í hluta í heilaberki heilabrautar (OFC) á unglingum meðan á þessu verkefni stóð (28), sem beinlínis verkefni til þessa svæðis DS (29).
Í samræmi við fyrri skýrslur um aukna LFP and- og ß-sveiflu í DS við frjálsum hegðun (30, 31), bæði unglingar og fullorðnir sýndu þetta fyrir og eftir inngöngu matarins. Þrátt fyrir verulegan eininga virkni mun á DS, voru sveiflur í LFP mjög svipaðar milli aldurshópa tveggja í bæði DS og NAc. Þessi niðurstaða er mikilvæg vegna þess að rannsóknir manna á unglingum hafa beinst að stærri stærðargráðum eins og fMRI og EEG. Við sýnum að sterkur aldurstengdur munur á einingastarfsemi er að finna jafnvel þegar sveiflur í stærri stærðargráðum, sem eru betri fylgni við fMRI merki, eru svipaðar (23). Þó að aðgerðir LFP sveiflna í basal ganglia séu óþekktar eru þær mótaðar eftir atferlislegu samhengi (30, 31), sem var það sama fyrir aldurshópana tvo.
Í NAc, fyrir utan nokkurn tímabundinn mun, voru hlutföll ráðinna virkjuðra og hindruðra eininga og tímalengd svara þeirra almennt svipuð, eins og endurspeglast í meðaltali stöðluðri virkni íbúa. Meðhöndlun NAC hefur áhrif á hvatningu, atferlisvirkni við grunnlínu og læra og framkvæma instrumental hegðun (32-35). Í þessari rannsókn var munur á taugavirkni unglinga í NAc lítill og tímabundinn samanborið við þá sem fengu DS. fMRI rannsóknir á mönnum hafa verið í ósamræmi við samanburð á launatengdum NAc virkni hjá unglingum samanborið við fullorðna. Sumar rannsóknir hafa sýnt sterkari merki NAc unglinga að umbuna (36, 37) og aðrir hafa fundið veikari (38) eða flóknara samhengisháð mynstur (39). Þessi rannsókn, sem skráir virkni stakra eininga og LFP virkni hjá unglingum sem eru vakandi og hegða sér, lýsir þessu máli: við sýnum fram á að slíkur aldurstengdur munur getur verið háð tegund merkisins. Niðurstöður okkar eru einnig í samræmi við fyrri vísbendingar um að virkniþroski sé náð í NAC fyrr en á öðrum svæðum eins og OFC (37, 28). En við komumst að þeirri niðurstöðu að virkni DS eininga frá unglingum sé frábrugðin virkni fullorðinna, drögum við þá ályktun að þetta sé ekki einfaldlega skortur á milli barka og undirbarka eins og lagt hefur verið til (40).
Það er mikilvægt að undirstrika að munur á taugastarfsemi í þessari rannsókn sást þrátt fyrir skort á mældum atferlismun. Vegna hlutverks DS í framkvæmd hegðunarmynsturs getur mismunur á taugum að hluta til stafað af ómældum atferlismun. Þó slíkur munur sé alltaf mögulegur, þá virðast þeir í þessari rannsókn mjög ólíklegir af nokkrum ástæðum. Taugatengdur samanburður var gerður aðeins þegar rottur voru mjög vandvirkar við verkefnið og álitið hafa verið mjög einbeittar verkefnum. Tíminn þar sem mestur munur var á taugum var tíminn á milli tæknilegra viðbragða og inngöngu í matar trogið, en meðaltímabil þessa hegðunar var í meginatriðum eins fyrir aldurshópana tvo. Ennfremur sást stöðugt munur á taugum á vissum stöðum (td við verðlaun tilhlökkunar) en ekki á öðrum (td svörun við upphaf rannsóknarinnar), og þó tímafrumur örvunar taugafrumna væru oft mismunandi verulega, var tíminn á taugahömlun var almennt svipað á báðum heilasvæðum hvers aldurshóps. Saman eru þessar niðurstöður í samræmi við túlkunina á því að grundvallandi aldurstengdur munur á taugavinnslu er fyrir hendi, sérstaklega í DS, jafnvel meðan á svipuðu atferli / samhengi stendur, sem talar um mismun á taugalífi, skilvirkni vinnslu og / eða lífeðlisfræðileg áhrif af mikilvægum atburði.
Að lokum komumst við að því að verðlaunatengd mikilvæg atvik taka sterkt inn í DS unglinga en ekki fullorðinna, sem gæti bent til nýrrar staðsetningar innan neta sem bera ábyrgð á aldurstengdri hegðunar- og geðrænni veikleika. Þessi grunnbygging ganglanna gegnir meginhlutverki í venjulegu námi og minni, venjubundinni myndun og öðrum þáttum áhugasamra hegðunar og truflun þess tengist geðrænum vandamálum (41-43). Þess vegna mun læra meira um hvernig virkni þessa svæðis breytast með þróun, ásamt samskiptum þess við önnur lykilheilasvæði, vera mikilvæg fyrir skilning okkar á fyrirkomulagi veikleika unglinga og framtíðarhönnun klínískra inngripa. Flækjustig atferlis og geðrænleika unglinga á unglingum er líklega fjölþætt og tekur mörg heilasvæði við. Þannig er DS aðeins eitt af mörgum samskiptasvæðum sem saman (og ekki í einangrun) eru líklega mikilvæg fyrir hegðunar- og geðræna veikleika unglinga. Það er von okkar að með aðferðum eins og raflífeðlisfræðilegri upptöku unglinga og hegðunarklemmaaðferð til að rannsaka aldurstengd taugavinnslumun í atferlislegu samhengi getum við farið að meta undirlag varnarleysi unglinga á netkerfinu.
Efni og aðferðir
Viðfangsefni og skurðaðgerðir.
Aðgerðir á dýrum voru samþykktar af dýraverndarnefnd og háskólanefnd í Pittsburgh. Fullorðinn karlmaður (dagur eftir fæðingu 70 – 90, n = 12) og barnshafandi stífla (fósturvísadagur 16; n = 4) Sprague – Dawley rottur (Harlan) voru hýstar í loftslagsstýrðri vivaria með 12-h ljós / dökkri hringrás (ljós logað á 7: 00 PM) og aðgang að libitum að chow og vatni. Kærum var aflýst til hvorki meira né minna en sex karlpúpa, sem síðan voru vanin á fæðingardegi 21 (n = 16). Skurðaðgerðir fullorðinna voru framkvæmdar að lágmarki 1 vikur búsetu til húsnæðis. Unglingaaðgerðir voru gerðar á 28 – 30 degi eftir fæðingu. Átta víra ör rafskaut voru settir í NAc eða DS (SI efni og aðferðir). Upptökur voru gerðar eins og áður hefur verið lýst (28) meðan rottur sinntu atferlisverkefni. Einstakar einingar voru einangraðar með Offline Sorter (Plexon) með blöndu af handvirkri og hálfvirkri flokkunartækni (44).
Hegðun.
Aðferðarprófunaraðferðir voru gerðar eins og áður hefur verið lýst (28, 45). Rottur lærðu að framkvæma hljóðfæri fyrir matarpillu umbunina (Fig. 1A og SI efni og aðferðir). Á hverri lotu var metinn heildarfjöldi rannsókna, meðaltími frá upphaf rannsóknar til tækjasvörunar og seinkun frá tækjasvörun við söfnun pellets. Aldur × fundur endurteknar ráðstafanir ANOVA voru gerðar með SPSS hugbúnaði í öllum þessum ráðstöfunum (α = 0.05), með neðri bundnum df leiðréttingum þar sem gengið var gegn forsendu kúlulaga.
Rafgreiningargreining.
Rafgreiningarfræðileg gögn voru greind með því að nota sérsniðin skrifuð Matlab (MathWorks) forskrift ásamt aðgerðum úr Chronux verkfærakistunni (http://chronux.org/). Stakar einingargreiningar voru byggðar á tímabundnum atburði tímabundið hraðatafla í gluggum í kringum verkefnaviðburði. Einvirkni var Z-Score normalised miðað við meðaltal og SD hleðsluhlutfall hverrar einingar á grunntímabilinu (2-s gluggi sem byrjar 3 s fyrir upphaf bendinga). Meðaltal íbúa eininga virkni var samsíða verkefnaviðburðum. Tölfræðilegur samanburður á virkni unglinga og fullorðinna eininga var gerður á tímamörkum sem höfðu áhuga (0.5-gluggar eftir vísbending, fyrir og eftir hljóðfæraleik, og fyrir og eftir inngöngu í matar trogið) með Wilcoxon rank-sum prófunum ( fram sem Z-gildi), Bonferroni leiðrétti fyrir marga samanburð. Núlltilgátunni var hafnað í þessari greiningu hvenær P 0.01. Kvikmyndir S1 og S2 tákna staðbundið áætlað dreifingarhluta sléttað (LOESS) meðaltal staðlaðra skothríðsstarfsemi í fimm rannsóknum sem hreyfast í stakri rannsókn skrefum í gegnum myndarammar meðan á 4 – 6 fundum stóð. Vídeótími táknar þróun virkni í gegnum prófanir hverrar lotu. Einingar voru einnig flokkaðar sem virkar eða hindraðar í tilteknum tíma gluggum ef þær innihéldu þrjár 50-ms ruslakeðjur í röð með Z ≥ 2 eða Z ≤ −2, í sömu röð. Þessar viðmiðanir voru fullgiltar sem skila lágu rangu flokkunarhlutfalli með greiningum á stígvélum sem ekki voru gerðar á rás eins og lýst var áður (39) (SI efni og aðferðir). Þegar einingar voru flokkaðar, χ2 greiningar voru gerðar á fyrirfram gluggum sem höfðu áhuga fyrir allar virkar, hamlaðar og ómerkilegar einingar. Aðeins marktækur χ2 prófunum var fylgt eftir með post hoc Z-prófanir í tveimur hlutföllum til að ákvarða undirliggjandi marktækan mismun á flokkum. Núlltilgátunni var hafnað þegar P <0.05, gefið til kynna í Tafla 1 með feitletruðri gerð. Til að sjá tímabraut ráðningar eininga (þ.e. eins og virkjað eða hindrað) voru flokkagreiningar gerðar í 500-ms hreyfanlegum gluggum (í 250-ms þrepum) í stærri gluggum sem voru tímalástir til verkefnaviðburða.
Eftir að búið var að fjarlægja tilraunir þar sem hráa LFP spennuferillinn innihélt úrklippta gripi eða úthliðara (± 3 SD frá meðalspennu) voru reiknað meðaltals aflróf fyrir hvert efni með hraðri Fourier umbreytingu (SI efni og aðferðir). Kraftróf var að meðaltali fyrir hvern aldurshóp. T-Score andstæða kort þar sem borin voru saman eðlileg LFP kraft unglinga og fullorðinna litrófsrita fyrir hvern tíma × tíðni kassi var samsæri til að draga fram aldurstengd líkt og mun.
Acknowledgments
Stuðningur við þessa vinnu var veittur af National Institute of Mental Health, Pittsburgh Life Sciences Greenhouse, og Andrew Mellon Foundation frumkvöðlastarfi (til DAS).
Neðanmálsgreinar
Höfundarnir lýsa yfir engum hagsmunaárekstrum.
Þessi grein er PNAS Bein Uppgjöf.
Þessi grein inniheldur stuðningsupplýsingar á netinu á www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1114137109/-/DCSupplemental.
;