Сиздин Cortex бизге кандай пайда? (2011)

жалпылаган

тааныштыруу

орногондон баштап, жылы-бододо, структуралык neuroimaging, кортекске анатомиясы, өзгөчө, катуу текшерүүгө, камеранын көлөмүнүн (CV) менен кызыкчылыктардын негизги morphometric индекси болуп дуушар болду. Башында, мисалы, жаш курагы, жынысы, таанып билүү жөндөмү жана оору катары резюмемди жана таасирлер ортосунда бекем мамилелерди белгиленген кесилишинин изилдөөлөр (Mechelli .Удаалаш., 2005). Андан кийин, түздөн-түз анатомиялык өзгөрүү өлчөө жөндөмдүү узунунан изилдөөлөр көрсөттү (мен) нормалдуу CV өнүктүрүү ийринин "алуу-U" төмөнкүдөй траекториясы (Giedd .Удаалаш., 1999), Жана (ii) Бул контекстте, убакыттын өтүшү менен ар бир учурда CV өзгөрө көбүнчө мээси аябагандай бир кедей маркер болуп, убакыттын өтүшү менен кандайча CV өзгөрүүлөр жыныстык dimorphism жана өзгөргүчтүк караганда патология менен (Giedd жана Rapoport, 2010). Бул өнүгүүлөр болсо да, далилдер бир нече саптары ошол CV өтө турган "курама" камеранын анатомия чара болуп саналат (жана мүмкүн тууралуу маалымат каптап) бириктирип, мээнин бир нече биологиялык айырмаланган morphometric касиеттерин көрсөтүүгө сүйлөштү менен бирге.

Кортикалдык көлөм кортикалдык барактын эки башка өлчөмү менен аныкталат - жердин аянты (SA) жана кортикалдык калыңдык (CT). Бетинин аянты өз кезегинде кортикалдык бетинин же “томпок корпустун аянтынын” (CHA) аянтынан жана сульциде катылган кортекс аймагынан турат. Сулькациянын даражасын "гирификация индексин" (GI) эсептөө менен саноого болот - SA менен CHA суммасынын ортосундагы катыш (Van Эссен жана Друри, 1997). Резюмемди Like (Шмитт .Удаалаш., 2007), Жана CV өзгөртүү (Brans .Удаалаш., 2008), Бул ар кандай анатомиялык мумкун, чогуу резюме аныктап, бардык жогорку мурастап бар (Panizzon .Удаалаш., 2009; Роджерс .Удаалаш., 2010). Бирок, CV тартуу өзүнчө Evolutionary ар аныктагычтар (Rakic, 1995), Генетикалык (Panizzon .Удаалаш., 2009; Raznahan .Удаалаш., 2010b) Жана уюлдук (Chenn жана Уолш, 2002) Бардык резюмемди бирдиктүү өлчөмдө conflated жаткан жараяндардын. Мисалы, ооруунун (Raznahan .Удаалаш., 2010a), Жалпы генетикалык Чыгарылган (Джойнер .Удаалаш., 2009), Ошондой эле айлана-чөйрөнү коргоо өзгөртүүлөр (Park HJ, 2009) Ар кандай CV чакан компоненттери боюнча так натыйжаларга алып келиши мүмкүн.

CHA, GI, SA жана CT ар өткөрүү уникалдуу биологиялык маалымат карабастан, бир гана КТ longitudinally изилденген (Шоу ж.б.., 2008). Resultantly, аз типтүү CV өнүгүүнү түзүүгө убакыттын өтүшү Ча, GI, SA жана CT өзгөрүүлөрдү кантип өз ара байланыштуу белгилүү (Giedd .Удаалаш., 1999), Же жыныстык же оору абалы менен аныкталат топтордун ортосундагы CV өнүктүрүү айырмачылыктар (Giedd жана Rapoport, 2010). CV өнүктүрүүгө fractionate үчүн кесилишинин аракеттер туура келбеген натыйжаларды берип келген (Салат .Удаалаш., 2004; Ostby .Удаалаш., 2009).

Эгерде CT жана SAдагы өзгөрүүлөр (жана SA - CHA жана GI чектеринде) өнүгүү стадиясынын жана жыныстын функциясы катары айырмаланган резюмелердин өзгөрүшүнө өз салымын кошсо, анда резюмелердин өзгөрүүсүн ден-соолуктагы кортикалдык өнүгүүнүн биологиялык негизин жакшыраак түшүнүү үчүн чечүүчү кадам болуп калат. жана оору (Geschwind жана Konopka, 2009). Ошондуктан биз, адатта, мээ өнүктүрүүнүн ири белгилүү узунунан кеткен маалымат базасын пайдалануу, CV аныктоо ар кандай мээ өзгөчөлүктөрү үчүн маалымдама maturational орбитасынын мүнөздөө үчүн, жана бул мээ өзгөчөлүктөрү өзгөрүүлөр курагына жана жынысына менен ар кандай ыкма менен резюмемди салымын аныктоо.

Материалдар жана ыкмалар

Биз жаштар 1274 жана 647 жыл [ортосундагы 319 дени сак айымдардын алынган 607 магниттик-резонанстык мээ сканерлери менен, жалпы (328 адамдарды / 667 Скандоолордун) жана эркек (3 адамдарды / 30 Скандоолордун) киргенКатышуучу мүнөздөмөлөрү боюнча кыскача маалымат стол 1]. Бардык sMRI Скандоолордун T-1 эле 1.5-T General Electric (Milwaukee, WI) бузулган градиент Эхо ырааттуулугун деп эскерет бир 2.0D колдонуп Signa сканер боюнча алынган орточо салмактанып канатташ 1.5 мм октук бүдүрчөлөр менен 3mm coronal бүдүрчөлөр менен сүрөттөр болгон. Ар бир скандоочу MRI талдоо үчүн, ошондой эле бекитилген жана толук дардын ыкмасы менен иштелип чыккан (Im .Удаалаш., 2008) Жалпы CV баа, төрт ченемдер алынган Баш айланткан камеранын барактын бир 3 өлчөмдүү кайра жаратат; кабык бетиндеги болжол менен 80,0000 пунктка (vertices) боюнча Ч. билдирет; жалпы SA; жалпы CHA; жана GI.

 

стол 1

катышуучу мүнөздөмөлөрү

Биз ар түрдүү моделдерин иштеген (Pinheiro менен DM, 2000) ар бир чарага курактын, жыныстын жана ушул терминдердин ортосундагы өз ара аракеттин туруктуу таасирлерин баалоо. Байкоолордун үй-бүлө ичинде жана адамдын көз карандылыгында моделденген кокустан таасир этүүчү терминдер. Ошентип, (мисалы, кубанычтуу КТ өсүшүн мисал катары келтирсек), ith үй-бүлөнүн jth индивидунун kth убакыт чекитинин CT модели төмөнкүчө түзүлгөн:

CT_IJK = Intercept + д_i +d_ij + п₁(Жыныстык) + п₂(Жаш) + п₃(жашы²) + П₄(жашы³) п₅(Секс * жашы) + п₆(Жынысы, жаш курагы²) + П₇(Жынысы, жаш курагы³) + Е_IJK

кызыкчылыктардын ар morphometric индекси үчүн, F-тест биринчи куб, чарчы же сызыктуу өсүү модели мыкты маалыматтарды туура аныктоо үчүн колдонулган. Андан кийин, бир ыктымалдуулук катышы сыноо болсо, өсүш жөнөкөй гана жаш курактык жагынан жана жыныстык негизги таасир (мисалы, анын ичинде моделине салыштырмалуу жашы-шарттарына жана жыныстык ортосундагы өз ара мамилелерди, анын ичинде пайыздык өлчөм менен кыйла дисперсияны алдын үлгү аныктоо үчүн колдонулган пайыздык өлчөм боюнча ийри "түрүндө," аялдар жана эркектер) ортосунда бир кыйла айырмаланып турган. бир топ секс-айырмачылыктар өсүү багытын абалда табылган жок болсо, бир караганда экинчи ыктымалдыгы катышы сыноо курагына жана жынысына негизги күчүнө, анын ичинде бир модель пайыздык өлчөм менен кыйла дисперсияны алдын ала аныктоо үчүн колдонулган жалгыз жаш курактык жагынан, анын ичинде модель (б.а. өсүш ийри "бийиктик" пайыздык өлчөмү боюнча эркек менен аялдын ортосундагы бир кыйла айырмаланып турган болсо). Бардык модели "борборунда дегенди" жаш шарттарын жыныстык мөөнөттүү баасы орточо жашында жыныстык негизги күчүнө (13.11 ж), тескерисинче, жаш нөлдөн сөз деп колдонуп алышкан. линиялык эмес өнүгүү орбитасынын ээрчиген morphometric индекстердин үчүн, "жаш үй-чокусу" аралаш моделдерин пайдалануу менен ошол morphometric индекси үчүн аныкталган өсүшү траектория тендемелерди биринчи тартиптеги туундусу жана чечүү жолу менен аныкталган.

CV өзгөрүшүнө КТ жана SA өзгөрүшүнө салыштырмалуу салымын сандык баалоо үчүн, ошондой эле GI жана SA өзгөрүшүнө CHA өзгөртүү - биз жылдык пайыздык өзгөртүү траекторияларын ар бир чен-өлчөм боюнча өсүш орбитасынын айланттык. борбору барак катары карай турган болсок, анда CV CT жана SA натыйжасы болуп саналат. эске алып, пайыздык CV өзгөртүү жана CT жана SA пайыздык өзгөрүүлөрдүн суммасы болуп саналат. Ошо сыяктуу эле, SA Ча жана GI натыйжасы эмес экендигин эске алып, пайыздык SA өзгөртүү ча жана Жи пайыздык өзгөрүүлөрдүн суммасы болуп саналат. Бул мамилелер резюмемди өзгөрүүлөргө CT, SA, Ча өзгөрүүлөргө салыштырмалуу салымын жана Жи сандык баалоо үчүн кор болот.

натыйжалары

эркек жана аялда жаш курак менен биринчи чартта CV өзгөрүшүнө By [Fig1], Биз бир аз үлгүсүндөгү биздин мурда жыйынтыктарын сакталган (Lenroot .Удаалаш., 2007) Деп; CV бир алуу-U куб траекториясы төмөнкүдөй (F_2,629 = 64.7, p <0.0001), ал кеч балалык / эрте өспүрүм курагында, андан кийин 3тө турукташканга чейин ылдамдыгынын төмөндөшү менен төмөндөйт.^rd жашоо он жылдык; абсолюттук резюмем эркектерде чоңураак, андан кийин аялдарда (t = 14, p <0.00005); жана резюмелердин траекториясы сексуалдык диморфтук [Ыктымалдуулук коэффициенти (LR) = 18, p = 0.0002], аялдарга караганда (9.3 жаш) караганда эркектерде (8 жаш) кийинчерээк. CVдин эки детерминанты - CT жана SA - экөө тең тескери U куб траекториясына өтүшөт (F_2,629= 12.8, p <0.0001 жана F_2,629= 66.8, p <0.0001 тиешелүүлүгүнө жараша), бул эки жыныстагы SAга караганда КТга эрте жетет. Траекториянын формалары жана жаш курагына жетүү чокусу SA үчүн сексуалдык диморфикалык мүнөзгө ээ (траекториянын айырмасы: LR = 32.9, p <0.0001 / чокусу = 9.7 жаш эркектерге каршы 8.1 жыл аялдарга), бирок КТ эмес (LR = 0.45, p = 0.8 / чокусу = 8.6 жыл эркектерге каршы 8.4 жыл аялдарга). SA эки аныктоочу фактору - CHA жана GI - экөө тең тескери U куб траекториялары боюнча жүрөт [CHA (F_2,629= 26.2, p <0.0001), GI (F_2,629= 28.9, p <0.0001)]. Траектория формалары CHA (LR = 27.4, p <0.0001) жана GI (LR = 11.1, p = 0.01) үчүн сексуалдык диморф болгон. Томпок корпустун аянты 3 жаштан баштап эки жыныста тең көбөйөт, бирок эркектерде (15.2 жаш) аялдарга караганда бир кыйла кечигип (11.8 жаш). Ал эми, GIдин эң жогорку көрсөткүчтөрү эки жыныстагы тең биздин жаш чегибиздин төмөнкү чегинде пайда болот жана андан кийин туруктуу төмөндөйт. CHA (t = 15.7, p <0.00005) жана GI (t = 4.8, p <0.00005) эркектерде аялдарга караганда көбүрөөк. Изилденген жаш курагы боюнча, эркектер жана аялдар үчүн болжолдуу топтун орточо траекториясы CV, CT, SA, CHA же GI үчүн кесилишпейт.

 

Figure 1

Эркек жана аялда CORTICAL көлөмү жана анын чакан компоненттеринин ар бири үчүн Developmental орбитасынын бар

CT жакшы салымдарын мисал жана Самарияга CV өзгөрүшүнө жана SA өзгөрүшүнө Ча жана GI, биз жаш [каршы, бул иш-чаралардын ар жылдык пайыздык өзгөрүүлөрдү ойлопFigure 2]. Figure 2a Бала кезде тез CV кеңейүү бирдей аялдар КТ жана SA өзгөртүүлөр көздөп жатат, ал эми эркектер менен CV өзгөрүшүнө болжол 2 / 3 SA менен байланыштуу экени айтылат. Ошондой эле, жаш-диапазону изилдөө боюнча, секс-айырмачылыктар CV өзгөрүшүнө байланыштуу SA эмес, Ч. жаш курак менен кантип өзгөрүп секс-айырмачылыктар пайда болот. КТ жетилүүнүн Тайм эркек бир жыныстагылардын, тез жана туруктуу SA жогорулатуу (жайыраак SA жоготуу менен) ортосунда аз айырмаланат, анткени, аялдар үчүн кечигип CV чокусу салыштырмалуу салып которгон (жай CV жоготуу менен). Figure 2b SA мына бул секс-айырмасын айдап жагдайлар курактын өтүшү менен өзгөрүп турат. Бала кезде SA жайылуу курсунун Sex-айырмачылыктар бирдей ча жана GI жетилүүнүн секс-айырмачылыктарга салым кошкон, бирок убакыттын өтүшү менен, GI жетилүүнүн секс-айырмачылыктар SA өзгөрүшүнө секс-айырмачылыктардын бир аз бөлүгү болуп калган. Ошентип, жаш курагы тышкары 12.9 ж (эркек жана аялда GI өзгөртүү жүрүштөрдүн сүйлөшүүлөрдү жатканда), SA өзгөрүшүнө секс-айырмачылыктар дээрлик толугу менен Ча тарабынан эсепке алынат. Ошентсе да, аялдар да, эркектер да, CHA жоготуу Жи азайтууга караганда кеч өспүрүм SA жоготуу аз бөлчөк түзөт.

 

Figure 2

а) пайызы CORTICAL көлөмү өзгөртүү (CV), жоондугу (КТ) жана жер бетинин участогу: (SA) аялдар жана эркектер үчүн Жашы кутумдук: бала CV жогорулашына CT жана SA салыштырмалуу салымдары жыныстык денечелеринин болуп саналат. менен көлөмү өзгөрүшүнө секс-айырмачылыктар ...

талкулоо

Биздин изилдөө резюмемди боюнча maturational өзгөртүүлөр жана жыныстык dimorphisms камеранын анатомия бир нече өзүнчө кырдуу татаал аралык оюн аркылуу пайда кантип биринчи жолу көрсөтүп турат. CV ушунчалык башкача CT, Ча жана GI өзгөртүүлөр турат, кароого алынып жаткан жыныстык жана өнүгүү этаптарына жараша, анткени, "Баары CV өзгөрүү бирдей түзүлгөн". Бул dissociations билүү камеранын өнүктүрүү боюнча ченемдик укуктук жана патологиялык сыза негизинде жаткан генетикалык жана экологиялык себептерден улам издөөнүн бир жагы кууш, ылдый жол. Мисалы, дени сак адамдар менен жыныстык денечелеринин мээ анатомия изилдөөлөр жакында гана Көлөмдүк мээси аябагандай темп Көлөмдүк чараларды кесилишинин салыштырмалуу көбүрөөк секс-айырмачылыктарга басым тартып көчүп барган (Lenroot .Удаалаш., 2007). Биз азыр, тескерисинче, камеранын (GI менен кошо индекстелет) даражасына же CT CV жетилүүнүн динамикасынын жыныстык dimorphism (радиалдык, мээнин көлөмү менен өзгөрүп турат) өзү абдан Ча өнүгүү секс-айырмачылыктарды Пайда менчиги болуп саналат, деп көрсөтөт. Тактап айтканда, жаш курак менен CV өзгөрүшүнө секс-келишпестиктер көбүнчө аялдарга караганда эркектер менен Ча боюнча кеч чокусунда жана жайыраак кийинки төмөндөшү менен шартталган. Мындан тышкары, биз жалпы орточо Ч. өзгөрүү ыргакта олуттуу секс-айырмасын таба албагандыктан, биздин изилдөө башка эмес, камеранын нурлануу мээ өлчөмүн аныктоочу жыныстык денечелеринин Ча жана CV өнүктүрүүгө негизинен керек деп эсептейт. Ошентип, CV өзгөрүү ыргакта секс-келишпестиктерди сындап чечүүчү кийинки кадамдар (I) болот longitudinally курак менен камеранын мантия өзгөртүү негизги кыртыш массасынын кантип радиалдык өлчөмдөрү, иликтөө, жана (ii), андан кийин кандай секс-айырмачылыктар белгилейт бул радиалдык Жетилуу мээ ак зат, суб-камеранын боз зат жана жүлүндүн суюктугу көлөмүнүн өнүгүү өзгөрүүлөр келип чыгат эмеспи.

Биздин жыйынтыктар боюнча, ошондой эле типтүү мээ өнүктүрүүнүн келечектеги изилдөө иштери үчүн олуттуу мааниге ээ. Мисалы, ал, ошондой эле эркектер балалык аутизм боюнча аялдар көбүрөөк коркунучу бар, эрте бала баш аламандыктын деп пайда катуу CV кылынбаган менен байланышкан белгиленген (Raznahan жана Болтон, 2008). CV жетилүүнүн Биздин менен келгем, эми бул эки ASD түспөлүм негизги аспектилери учурда романы (бирок Руминин) ASD коркунуч болуп жетилүүнүн ишенмейинче SA (КТ эмес) тарабынан иш деген гипотезага менен туура болушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат. Figure 2a бузук SA Жетилуу кезинен учурунда CV өнүктүрүү боюнча максималдуу таасир этиши күтүлгөн эмне көрсөтүп турат жана, тескерисинче, аял эркек менен. Мындай көз караштар, аутизм сыяктуу өтө мурастап neurodevelopment шарттарын биологиялык изилдөөгө алып жаман зарыл Ч. жана SA боюнча генетикалык таасирлер негизинен азык-бири кайталаган (болушу үчүн белгилүү экенин эске алганда билдиретPanizzon .Удаалаш., 2009), Жана differentially өнүгүү башаламандык үчүн белгиленген тобокелдиктин ген мөөнөттө allelic өзгөрүү тарабынан белгиленет жана өзгөртүлөт (Джойнер .Удаалаш., 2009). Биздин табылгалар да оору мамлекеттердин ар CV компоненттерин өзгөртүүлөр ийбеши тааный күнгө чейин күчтүү далилдерди "күн" өнүгүү акаарат жардам берет камсыз кылуу. Мисалы, биз жогорку GI башка приматтардын-жылы-Utero изилдөө учурунда же toddlerhood чейин (менен Тюрнер, жетишилет, себеби (Kochunov .Удаалаш., 2010)), Камеранын gyrification өзгөргүчтүк бул маанилүү алгачкы өнүгүү терезеден бир кыйла пайдалуу бла катары чыгат.

Биз жыйынтыктар алып бир ктър негизинде каралышы керек. Биринчиден, таштоо критерийлери катышуучусу тандоо учурунда колдонулган (толук (Giedd .Удаалаш., 1996)) Сыяктуу психикалык оорудан же өнүгүү майыптыктын бир жеке же үй-бүлөлүк тарыхы сыяктуу болуучу адаштырышты нерсеге чектөө. Биздин чоң узата үлгүдөгү ички негиздүүлүгүн күчөтүү кошулма пайда да, мисалы, таанып-билүүнүн катары мээнин өрчүшүндө да айырмачылыктар менен байланышуусу мүмкүн болгон башка өзгөчөлүктөрү боюнча маз тандоо калыс мүмкүн болуучу кемчиликтерге каршы салмактуу болушу керек. Экинчиден, биздин изилдөө менен катар бир нече өзүнчө CV аныктоочу үчүн longitudinally өнүгүү орбитасынын мүнөздөө үчүн биринчи, ал эми биз өнүгүү убакыттын өтүшү менен белгилүү бир канча генетикалык жана экологиялык айырмачылыктар иш-аракет үчүн жана өз ара текшерип сүрөттөлгөн анатомиялык траекторияларын ар бир пайда бере алышкан жок. Үчүнчүдөн, Ч., Ча жана Жи өзгөрүүлөр CV өзгөрүшүнө салым кантип жөнүндө маселени чечүү үчүн, бул ар түрдүү иш-чараларды ар бир абсолюттук анатомиялык өзгөрүшүнө баа пайыздык өзгөрүүлөрдүн жалпы жана салыштырмалуу метрикага динин керек болчу. Абсолюттук өзгөртүү Бирок мээ анатомияны өнүгүү өзгөрүүлөр тууралуу ар кандай суроолорду чечүү максатында пайыздык өзгөрүүлөрдү караганда бир кыйла ылайыктуу түспөлүм болушу мүмкүн. Төртүнчүдөн, биздин изилдөө каралат резюмемди чакан компоненттери көптөгөн негизинен мүмкүн ары бөлчөктүк болушу (мисалы, туурасы CT салым кошкон ар түрдүү камеранын катмарынын өзгөрүүсү, GI колдоолорду sulcal узундугу и sulcal кылдат өзгөрүүлөр), бул бир маанилүү багыты болуп калат келечектеги иштин sMRI сатып алуу жана кайра иштетүү үчүн ыкмаларын өнүктүрүүнү улантат деп.

мындай кыйынчылыктарга карабастан, биздин изилдөө жыныстык жана өрчүү баскычында бир милдети катары кескин өзгөрөт тартипте резюмемди биринчи жолу кантип биологиялык айырмаланган аныктагычтар CV өзгөрүшүнө салым көрсөткөн. Бул dissociations билүү камеранын жетилүүнүн себептери жана кесепеттери тууралуу келечектеги суроолорду натыйжалуу жол менен сурайт мүмкүндүк берет.

Acknowledgments

Шилтемелер

шилтемелер