Адам өспүрүм striatum боюнча neurophysiological жетилүүнүн Vivo далилдер менен (2015)

Dev Cogn Neurosci. 2015 Apr; 12: 74-85. чтыкта: 10.1016 / j.dcn.2014.12.003. Epub 2014 Dec 30.

Ларсен B1, Luna B2.

Author маалымат

  • 1Психология бөлүмү, Питсбургда боюнча University, Питсбургда, PA 15213, АКШ; Таанып Neural негиздери борбору, Питсбургда, PA 15213, АКШ. Электрондук дареги: [электрондук почта корголгон].
  • 2Психология бөлүмү, Питсбургда боюнча University, Питсбургда, PA 15213, АКШ; Таанып Neural негиздери борбору, Питсбургда, PA 15213, АКШ; Батыш психиатриялык институту жана Clinic, Питтсбург борборуна, Питсбургда боюнча University, PA 15213, АКШ.

жалпылаган

striatum жетилүүнүн өспүрүм сезим көздөгөн байкалган өсүш бир негизги ролду ойноого ортого келет. Бирок, адам өспүрүм striatum менен neurophysiological жетилүүнүн далили чектелген. Биз T2 * иштетүүчү -weighted, кыртыш-темир топтолуу көрсөткүчтөрдү чагылдырган, адам өспүрүм striatum боюнча neurophysiological өнүктүрүүгө түздөн-түз Vivo далилдерди камсыз кылуу үчүн колдонулат.

striatal T2 боюнча Көп үлгү талдоо (MVPA) * -weighted белги сыяктуу милдет менен байланыштуу, эс абалын айтабыз колдонуп, 60-10 жаштагы жылы 25% ашуун тандамалык дисперсиялардын эсепке жашы алдын ала түзүлгөн.

Көкүрөк жана ventral striatum жаш куракка байланыштуу көбөйөт көрсөтүп, лимбикалык жана аткаруу striatal системаларынын жетилүүнүн сапаттуу айырмачылыктарды деген striatal neurophysiology жараша төмөндөйт. Атап айтканда, ventral striatum зор өнүгүү айырмачылыктарды көрсөтүп, көп өзгөрмөлүү курактык божомолдоолордун абдан катуу салым табылган. T2 байланышы * striatal тинейджер системасына -weighted сигнал талкууланат. Менен бирге, натыйжалар өспүрүм striatum менен узакка созулган жетилүүнүн үчүн далил болуп бере алат.

KEYWORDS:

Өспүрүм; иштеп чыгуу; Көп үлгү талдоо; Neurophysiology; Striatum; T2 *

1. тааныштыруу

Өспүрүмдөрдүн жүрүм-сезим көздөгөн өлүмгө же оор зыян ыктымалдуулугуна көбөйүп, натыйжада, начар иштеген коркунуч алып келиши мүмкүн жогорулашы менен мүнөздөлөт (Eaton .Удаалаш., 2006). Ошентип, бул жүрүм-турум кароо салым кошо алат шыктандыруу системасын эске тутуунун өзгөрүүлөрдү түшүнүү үчүн дем жок. Себеби, түрткү берүүчү жана сыйлык кайра иштетүү катышуусун, ошондой эле билим берүү, мотор контролдоо striatum бул жерде өзгөчө кызыгууну жаратат, жана тааным (Хабер Түрк жана Натсон 2010, МакКлюр .Удаалаш., 2003, Миддлтон жана Strick, 2000 жана Vo .Удаалаш., 2011).

Грызун жана кеч өспүрүм эрте өспүрүм, prefrontal кортекске striatum чейин тинейджер сезгич сөз айкашы жана тинейджер божомолдоодо бийиктиктерге жана кичинекей кесүү эмес адам приматтардын моделдери уланткан striatal synaptogenesis көрсөткөн далилдерди камсыз кылуу (Экипаждары .Удаалаш., 2007, Kalsbeek .Удаалаш., 1988, Rosenberg жана Lewis, 1995, Tarazi .Удаалаш., 1998 жана Teicher .Удаалаш., 1995). далилдерди Бул линия сыяктуу neurophysiological өзгөрүүлөр өспүрүм адамдардын олтурат гипотезаны алып келди (Кейси .Удаалаш., 2008 жана Найза, 2000). Алгачкы иш магниттик-резонанстык (айтабыз) изилдөөлөр чондор жана балдар үчүн сигналдар тууганынын сыйлык өспүрүм striatum чокусу сезимталдыкты деген ынанымдуу далилдерди таба алышкан жок (Эрнст .Удаалаш., 2005, Galvan .Удаалаш., 2006, Galvan .Удаалаш., 2007, Гайер .Удаалаш., 2010, Leijenhorst .Удаалаш., 2010 жана Padmanabhan .Удаалаш., 2011), Бул табылга да ырааттуу болгон эмес (Bjork .Удаалаш., 2004 жана Eshel .Удаалаш., 2007) жана кыязы, иликтенип сыйлык контекстке көз каранды (Кроун жана Д, 2012). Мисалы, акыркы иш Reactivity алуу азайган, сыйлык үчүн, ал эми striatal Reactivity куракта күтүү жогорулайт сыйлык берүүнү сунуш кылды (Hoogendam .Удаалаш., 2013). Азыркы учурда өспүрүм striatal иш айырмачылыктарды негизинде нейрон механизмдерин түшүнүүгө болгон биздин жөндөмдүүлүгүбүздү чектейт адам striatal neurophysiology жашына байланыштуу келишпестиктерди баа берүү менен Vivo чаралардын жоктугу болуп саналат. striatal neurophysiology өнүгүүсүн түшүнүү анормалдуу striatal neurophysiology өзгөчө мааниге ээ экендигин эске алып жана милдети бала кезинен өспүрүм учурунда пайда neuropsychological оорулар бир катар аткыланды жатышат (Bradshaw жана Шеппард, 2000 жана Бөлмөлөр ж.б.., 2003). striatum ченемдик neurophysiological жетилүүнүн жакшыртылган түшүнүгү кадимки жана нормалдуу өспүрүм жүрүш моделдерин билдире алышат.

Tissue-темир топтолуу striatum басымдуулук (Haacke .Удаалаш., 2005 жана Шенк, 2003) Жана тинейджер D2 алуучуга жана тинейджер Ташуучу (DAT), темир жетишсиздигинен болгон изилдөө жыш колдоо тапты, ADHD жана DA иштетүү боюнча майыптыгы менен байланышкан тынчтана бут синдрому, (Adisetiyo .Удаалаш., 2014, Коннор .Удаалаш., 2009, Эриксон .Удаалаш., 2000 жана Уизингер .Удаалаш., 2007), Ошондой эле тинейджер нейрондор иш-милдети жана жөнгө салуу (Beard, 2003 жана Jellen .Удаалаш., 2013). Мисалы, MRI менен ченесе болот striatal кыртыш темир топтолуу айырмачылыктар, мүмкүн, өспүрүмдүк dopaminergic айырмачылыктардын индикатору катары кызмат кыла алат. Tissue темир T2 * -weighted MRI белги парамагниттик жана ушундай катуу таасир этет (Langkammer .Удаалаш., 2010, Langkammer .Удаалаш., 2012 жана Шенк, 2003), Ал өмүрүндө боюнча бододо invasively эмес чогултулган болушу мүмкүн (Aquino .Удаалаш., 2009, Haacke .Удаалаш., 2005 жана Wang .Удаалаш., 2012). T2 * белги темир тийгизген таасири, анын ичинде жалганчы салмактанып элестетүүлөр, MR-чаралар ар кандай темир сандык баалоо үчүн колдонулган (SWI) (Haacke .Удаалаш., 2004), R2 * (Haacke .Удаалаш., 2010), Жана R2 '(Sedlacik .Удаалаш., 2014). Бул макалада биз чоң T2 * -weighted Эхо-жалпак сүрөт иштетүүчү (EPI) танышуусуна көбү SWI сыяктуу пайдаланышат. Окутуунун негизги striatal жараяндарды иликтөө үчүн көп өзгөрмөлүү үлгү талдоо менен биргеликте баштапкы изилдөөлөр окшош маалыматтарды колдонгон (Vo .Удаалаш., 2011).

Бул жерде биз T2 * -weighted EPI (T2 *) бир өзгөрмөлүү үлгү талдоо ыкманы колдонуп, бододо, адам өспүрүм striatum боюнча neurophysiology жашына байланыштуу айырмасын мүнөздөө үчүн колдонулат. Тактап айтканда, бул чара менен өнүгүүнүн ортосундагы күчтүү жана бекем мамиле көрсөтүп, EPI (айтабыз) алууларды -weighted эки милдет байланыштуу, эс мамлекеттик T2 * жогорку жаш курактык жагынан өнүгүүдө олуттуу божомолдорду түзүү үчүн striatal T2 + мейкиндик моделдерин пайдалануу. Андан тышкары, биз ventral striatum, өспүрүм тобокелдиктерди өзүнө негизинен үчүн гипотеза тинейджер сыйлык жолдорунун борбордук хаб (аныктооБлум .Удаалаш., 2000, Кейси .Удаалаш., 2008 жана Найза, 2000), Өспүрүм striatal аябагандай маанилүү компоненти болуп саналат. Бул иш өспүрүм курагында шыктандыруу системасынын жетилүүнүн моделдерин маалымат ченемдик өспүрүм striatal өнүктүрүүнүн динамикалуу касиетин белгилейт.

2. Материалдар жана ыкмалар

2.1. үлгү

Бир жүз алтымыш өспүрүмдөр жана жаштар аталган изилдөөлөргө катышып (жаштары 10-25, M = 16.56, SD = 3.62). Он сегиз катышуучу ашыкча баш кыймылынан улам четтетилген (төмөндө сүрөттөлгөн), 142 акыркы үлгүсүн берген (10-25 жаштагы,) M = 16.41, SD = 3.71, 71 эркек). Булардын бир бөлүгү, ошондой эле эс алуу абалынын маалыматтарын (төмөндө баяндалган) колдонуп, репликациялык анализге киргизилген. Бардык сабактарда неврологиялык оорулар, мээ жаракаттары жана жеке же биринчи даражадагы жакындарынын ири психикалык оорулар менен ооругандыгы аныкталган медициналык тарыхы болгон. Бул изилдөөдөгү бардык эксперименталдык процедуралар Дүйнөлүк Медицина Ассоциациясынын Этикалык Кодексине (1964-жылы Хельсинкинин Декларациясы) жана Питтсбург Университетинин Институционалдык Байкоо Кеңешине туура келген. Изилдөөгө катышкандыгы үчүн катышуучуларга акча төлөнгөн. Бул маалыматтар адегенде сыйлык иштеп чыгууну жана эс алуучу мамлекеттик функционалдык байланышты иликтеген долбоор үчүн чогултулган жана ушул маалымат топтомунун ички топтомдору, эс алган мамлекеттик тармакты өнүктүрүүнүн буга чейин жарыяланган изилдөөлөрүнө киргизилген ( Роза .Удаалаш., 2013) Жана дем иштетүү ( Полсен .Удаалаш., 2014).

2.2. сүрөт иштетүүчү тартиби

Сүрөт иштетүүчү маалыматтар Магниттик-резонанстык изилдөө борборундагы (MRRC) 3.0 Tesla Trio (Siemens) сканеринин жардамы менен чогултулган, Пресвитериан университетинин ооруканасы, Питтсбург, Пенсильвания. Сатып алуу параметрлери төмөнкүлөр болгон: TR = 1.5 с; TE = 25 мс; бурулуу бурчу = 70 °; бир атуу; толук k-мейкиндик; 64 × 64 алуу матрицасы FOV = 20 см × 20 см. Жылы жыйырма тогуз 4 мм болгон, эч кандай тешиги жок октук тилкелер чогултулуп, алдыңкы жана арткы комиссурага (AC-PC сызыгы) дал келтирилип, 3.125 мм × 3.125 мм × 4 мм воксельдер пайда болду, бул кортексти жана мээнин көпчүлүк бөлүгүн каптады. . Антисакаддык тапшырма учурунда төрт жолу 302 ТР чогулттук (4 × 302 = 1208) жана эс алуу учурунда сканерлөө учурунда 200 ТР чуркадык. Сагитталдык тегиздиктеги структуралык сүрөттөрдү алуу үчүн үч өлчөмдүү магниттештирүү 192 кесинди (1 мм кесиндилери калыңдыгы) менен тез алуу градиентинин жаңырыгын (MPRAGE) импульстук ырааттуулук колдонулган.

T2 * маалыматтар сыйлык иштеп тергөө өзүнчө изилдөөлөрүнүн бир бөлүгү катары чогултулган -weighted. Кыскасы, сабактар, алар peripherally берилген сигналдар күзгү жерлерге saccades жөнүндө буйрук чыккан, antisaccade милдет ызычуулар сыйлык катышты. Ар бир сот башталганда, субъекттер аткаруу боюнча көз каранды сыйлык мүмкүнчүлүгүн көрсөтүлгөн сыйлык, жоготууга, же нейтралдуу бүркөлө да берилген. Performance көз-көз менен баа берүү жана катышуучулар туура жана туура эмес сыноолорго угуу пикир кабыл алынды.

2.3. Эс-мамлекеттик танышуусуна

Бир жүз субъектилери да эс мамлекеттик издөө катышты. Он, улам кыймыл табылга жана ошону менен 89 сабактар ​​алынып, бул талдоо (жаштагы 10-25 киргизилген M = 16.2, SD = 3.77; 43 эркек). Жогоруда көрсөтүлгөн сканерлөө параметрлерин колдонуп, ар бир предмет үчүн 5 мүнөттүк (200 томдук) сканерди чогулттук. Тынчтык абалын текшерүү учурунда катышуучулардан көздөрүн жумуп, эс алууну, бирок уктабоону суранышты.

2.4. T2 * алгачкы маалыматтарды -weighted

Бардык токулган тор кийимдердин FMRIB программалык Library (тилин пайдалануу менен ишке ашырылган; Smith .Удаалаш., 2004Белек Neuro Images) жана талдоо (AFNI) программалык пакет (Кокс, 1996). Алгачкы иштетүү кадамдары кадимки FMRI колдонулган кадамдарга окшош. T2 * салмактан алынган маалыматтар адегенде чукулданып, үзгүлтүксүз алууну эсепке алуу үчүн тилим убактысы оңдолгон. Кыймылды чечүү үчүн, орточо квадраттык (RMS) кыймыл чараларын эсептөө үчүн айланма жана котормочу кыймыл кыймылын эсептөө ыкмаларын колдондук, ал эми салыштырмалуу RMS катышуучулары катаал босогодон 0.3 мм жогору болгон катышуучулар 15% дан ашык чуркап өтүштү. талдоо. Калган сабактар ​​боюнча, кыймылдын коррекциясын колдонуп, убакыт аралыгындагы ар бир томду сатып алуунун ортосунда алынган көлөмгө дал келтирдик. Ар бир катышуучунун T2 * салмактан алынган маалыматтары MPRAGEга FSLдин FLIRT утилита аркылуу сызыктуу катталып, андан кийин MPRAGE сүрөтү MNI (Montreal Neurological Institute) мейкиндигине FSLдин FNIRT утилита аркылуу сызыксыз катталды. Кийин ар бир катышуучу үчүн EPI сүрөттөрүнө EPIден MPRAGEге жана MPRAGEден MNI мейкиндигине сызыктуу каттоолорду бириктирүү колдонулду. Көлөмдөрү .008 Гц ылдамдыкта чыпкаланган. Кийинки MVPA анализин жүргүзүү үчүн воксель боюнча акылдуулукка жол бербөө үчүн маалыматтар текшиленбеди. Тегиздөө сызыктуу колдоо вектордук машиналардын иштешине терс таасирин тийгизиши мүмкүн (Misaki .Удаалаш., 2013). Эс-мамлекеттик жана милдет боюнча маалыматтар өзүнчө бирдей жол-жоболорду колдонуу менен иштелип чыккан.

2.4.1. Ченемдештирүү жана орточо

Адатта, T2 * EPI маалыматтар убакыт өтүп, кан-кычкылтек менен байланышкан T2 * -weighted сигнал бир аз өзгөрүшү аныктоонун көз каранды (ЭР) жооп талданып -weighted. Бул изилдөөдө, биз бул чакан ЭР олку кызыкдар эмес экенин баса белгилеп келет. Тескерисинче, убакыттын өтүшү менен өзгөртүү эмес, T2 * -weighted сигналдардын касиеттери кызыкдар жана мээ кыртышы сакталып neurophysiological касиеттерин чагылдырууга болот. Ошентип, токулган тор кийимдердин агым бул учурда кадимки ЭР талдоо эмнеси менен айырмаланчу. Биздин T2 * иштетүү тартиби сүрөттөрү тыгыз артынан -weighted Vo .Удаалаш. (2011). Ар бир көлөм алгач өз маанисине чейин нормалдаштырылды, андан кийин нормага келтирилген сигнал орто эсеп менен, воксель боюнча, тапшырманы алуунун бардык төрт жүрүшүндө (1208 том) өттү. Бул процесс ар бир катышуучу үчүн бир нормалдаштырылган T2 * салмактуу сүрөтүн алып келди. Тынч абал маалыматтары өзүнчө талданып, 200 мин сатып алгандан баштап 5 томго чейин орто эсеп менен алынган. Нормалдаштыруу кадамы керек, анткени T2 * салмактуу сигнал MRI сканерлөөсүнүн ортосундагы мүмкүн болгон айырмачылыктарга сезимтал болот - же убакыттын өтүшү менен субъекттердин ичинде же T2 * салмактуу сигнал интенсивдүүлүгүндө өзгөрүүлөргө алып келиши мүмкүн. Ошентип, Нормалдаштыруу катышуучулар боюнча T2 * баалуулуктарын салыштырууга мүмкүндүк берет. T2 * сигналын бир көлөмдөн эсептесе дагы, биз сигналдын ызы-чуунун катышын жогорулатуу үчүн көлөмдөр боюнча орточо эсептеп чыктык.

2.5. striatal аймактардын аныктоо

AFNI программалык пакетине кирген мээ атластарына ылайык, путамендерди, каудаттарды жана ядролорду анатомиялык түрдө аныктадык. Региондун маскалары консервативдүү мүнөзгө ээ, эгерде жүлүн суюктугун (ЖББ) камтышы мүмкүн болгон воксельдерди алып салса. CSF FSLдин FAST сегменттештирүүсүнүн жардамы менен жок кылынган жана анатомиялык аныкталган региондордон орточо тематикалык акылдуулук ыктымалдыгы 0.15тен жогору болгон воксельдер алынып салынган.

2.6. х талдоо

Биз биринчи striatal T2 орточо деъгээли өнүгүү келишпестиктерди баа берүү үчүн салттуу х талдоо * колдонулат. ар бир предмет боюнча, биз мейкиндик орточо T2 * -weighted сигнал анатомиялык аныкталган аймакта voxels боюнча күчү жана мейкиндик аркылуу жана хронологиялык жашка ортосундагы мамилелерди талдоо эсептелет. Тактап айтканда, биз жөнөкөй кетүү колдонуу менен орточо T2 * баалуулуктарга жашка кетип менен Пирсон жашы жарабайт баалуулуктардын жана кызыкчылыктардын ар бир аймактын ичинде субъекттердин чыныгы курактагы өз ара байланыштарын эсептелет.

2.7. Көп үлгү талдоо

Ал, ошондой эле striatum деп белгиленет жана субаймактык (caudate, putamen) аянттарды тектеш иштеп, байланыш, же Нейробиология-жылы эмес, (Коэн и др., 2009, Martinez .Удаалаш., 2003, Миддлтон жана Strick, 2000 жана Postuma жана Dagher, 2006). Андан тышкары, striatum түзүмдүк өнүктүрүү аянттарды эмес бирдиктүү мода жактан (Raznahan .Удаалаш., 2014). Ошондуктан, кыртыш-темир топтолуу, анын ичинде негизги striatal neurophysiology, иштеп чыгуу, ошондой эле азык-бирдиктүү мүмкүн. Ошентип, биз striatal T2 * жашына байланыштуу айырмачылыктар жакшы бир кыйла сезимтал, көп мамиленин басып турганын ойлоп чыгарылды. T2 жакшы бүртүкчөлүү үлгүлөрүнүн * көп талап кыла тургандыгын жана жашы ортосундагы мамилелерди талдоо үчүн, MATLAB (MathWorks, Inc., Natick, Массачусетс штаты, АКШ) LIBSVM колдонууда көп өзгөрмөлүү сызыктуу колдоо багыты машина кетүү (SVR) колдонулат (Чанг жана Lin, 2011). Колдоо багыты регрессия улам жогорку өлчөмдүү топтомун туура жана так айта түзүү үчүн, анын жөндөмдүүлүгүнө neuroimaging изилдөөлөрдө белгилүү талдоо жүргүзүү каражаты болуп калды (Misaki .Удаалаш., 2010). көп өзгөрмөлүү ыкма жаш курагына байланыштуу striatum жылы T2 * деген voxel акылман үлгүлөрүнүн өзгөртүүлөр баалоого мүмкүндүк берет. Маанилүүсү, бул талдоо кадимки орточо пайыздык х аймактын үстүнөн артыкчылыкка ээ, ал массалык мейкиндик орточо басып эмес, striatum аркылуу өнүгүү T2 * траекторияларын болуучу мейкиндик кошкондукту сезгич келет деп анализ. Бул изилдөө үчүн өзгөчө актуалдуу, SVR мурда колдонулган Vo .Удаалаш. (2011) striatal T2 * мейкиндик үлгүлөрүнүн үйрөнүүгө ийгиликтерди алдын ала, жана Dosenbach .Удаалаш. (2010) эс-мамлекеттик иш байланышы түрүнө чейин жашы алдын ала. Колдоо багыты машиналар да иш жүзүндө чейин майда-чүйдөсүнө чейин айтып келишет (Luts .Удаалаш., 2010 жана Перейра .Удаалаш., 2009) Жана көз толук математикалык пункту (Burges Christopher, 1998, Чи Wei ж.б.., 2003 жана Vapnik, 1999), Ошондой эле бир гана кыскача бул жерде сүрөттөлгөн болот.

Сызыктуу колдоо багыты регрессия Ошентип, чыныгы баалуу божомолдорун берип, чыныгы баалуу өзгөрмөлүү көркөм үлгүлөрүнүн колдоо багыты жашыруун бирикменин берет уландысы болуп саналат. реалдуу бааланган этикеткалар үлгүлөрү (маалымат п.п.) пайыздарды өзгөрмөнүн өзгөчөлүктөрүнө суммасына барабар чен-өлчөмдөрү менен бирге, бийик-өлчөмдүү мейкиндиктеги берилет. SVR, өзгөрмөнүн өзгөчөлүктөрү ортосундагы мамиле оптималдуу моделдери бийик өлчөмдүү өзгөчөлүгү мейкиндиги аркылуу регрессиялык линиясын аныктайт x (Мисалы, voxel акылман T2 * кызыкчылыктардын региондогу баалуулуктар) жана өзгөрмөнүн реалдуу баалаган бренд, y (Мисалы, кайсы бир сабакты жашы). Үлгүлөр регрессиялык сабында алыстыгына жараша айыпка тартылат. Биз үлгүлөрдү жок жазасына тартылчу ичинде, анын ичинде төмөнкү параметр, Эпсилон көзөмөлүндө туурасы менен Epsilon сезбей регрессиялык линиясынын тегерегинде бир түтүктү аныктайт SVR колдонулат. Epsilon сезбей түтүк тышкары түшүп үлгүлөрү турган даража ортосундагы соода-эс, жазага жана регрессиялык сызыктын түздүгү туруктуу тарабынан көзөмөлдөнөт жатышат C. маанисине карата C жогорулатат, регрессиялык линия моделдин generalizability жогорулатууга мүмкүн болгон азыраак жалпак болушу мүмкүн.

Биз SVR моделин сабактар ​​боюнча (воксель боюнча акылдуу T2 * баалуулуктарынын бир топтому жана ар бир предметке бир жаш курагы боюнча белгилөө) өргүү-бир-предмет-чыгып (LOSO) кайчылаш текшерүү аркылуу текшердик. LOSO - бул бир субъекттин маалыматтары экинчисин текшерүү үчүн колдонулган кайталанма процесс n - Окутуу үчүн 1 сабак колдонулат. Вокселдик акылдуулукка негизделген T2 * баалуулуктарынын негизинде сол жактагы тандоо үчүн жаштын божомолу түзүлөт жана текшерүү үчүн ар бир предмет колдонулганга чейин процесс кайталанат. Натыйжада, ар бир предмет боюнча бир жашка божомол келип чыгат жана SVR моделинин көрсөткүчтөрү чыныгы предметтик курактар ​​менен модель алдын-ала болжолдогондордун ортосундагы байланыш менен аныкталат. Параметр C камтылган Loso кайчылаш текшерүүнү пайдалануу менен Loso кайчылаш-колдонуу ар бир короодон үчүн оптималдаштырылган. Биз 0.001 жылдын LIBSVM өнөрлөрүнө тартып Эпсилон болгон демейки маани колдонулат. SVR талдоо эс-мамлекеттик T2 * маалыматтарды кайталады. бардык p-values ​​кокустук орун алмаштыруу мааниси тесттер (1000 сапарлардын) аркылуу тастыкталган. Биз, тескерисинче, ар бир кайчылаш текшерүү кайталоо колдонулган окутуу маалыматтардын санын арттыруу үчүн кайчылаш-колдонуу башка ыкмалар Loso тандап алды; Биздин үлгү көлөмү чоң болсо да, үлгүсүндөгү субъекттердин саны SVR модели киргизилген белгилердин саны көп аз болду.

2.7.1. Жарым-жартылай көлөмү тууралоо

Көп вариациялуу курактык божомолдор көлөмдүн жарым-жартылай таасиринен келип чыккан T2 * системасындагы системалуу айырмачылыктарды чагылдырбашы үчүн, биз FSLдин ТЕЗ кыртыш сегментация куралын катышуучулардын T1 салмактанган сүрөттөрүнөн ак жана боз заттардын ыктымалдык маскаларын түзүү үчүн колдондук. Андан кийин биз ар бир воксел үчүн темалар боюнча T2 * чарасынан боз заттын ыктымалдуулугун регрессия кылып, оңдолгон маалыматтарды колдонуп SVR анализин кайталадык. Жартылай көлөмдөөнүн тутумдук айырмачылыктарын контролдоодон тышкары, бул процесс стриаталдык көлөмдөгү потенциалдуу айырмачылыктарга жана сызыктуу эмес мейкиндиктеги нормалдашууга карата T2 * баалуулуктарындагы ортогоналдаштырылган жашка байланыштуу айырмачылыктар.

2.7.2. Үлгү мүнөздөрү

жаш курак менен striatal T2 + жана алардын бир орбитада мейкиндик моделдерин мүнөздөө үчүн, биз SVR талдоодо пайдаланылат ар striatal voxel үчүн сызыктуу, чарчы, ал эми тескери регрессиялык моделдер менен T2 боюнча жашка regressing менен * белги T2 * өнүгүү темпине бааланган. T2 * мейкиндик оймо-компоненттери (voxels) салыштырмалуу салымын сандык үчүн, биз Loso кайчылаш текшерүү бардык бүктөмдөр боюнча SVR талдоодо пайдаланылат ар striatal voxel орточо өзгөчөлүгү салмагына абсолюттук баасын эсептешкенде.

2.8. Searchlight талдоо

Биздин априори striatal аймактарда тышкары T2 * көп талап кыла тургандыгын жана жашы ортосундагы мамилелерди изилдөө үчүн, биз бүт-мээ Прожектордук талдоо жүргүзүлөт (Kriegeskorte .Удаалаш., 2006). талдоо жүргүзүү үчүн, биз 5 voxels диаметри бир тоголок шаблон аныкталган (81 жалпы voxels), өз кезегинде ар бир мээ voxel боюнча шаблон борборго жана Калыпка 81 voxels боюнча жогоруда айтылган SVR талдоо жүргүзүлөт. бир биргеликте мээ беткап гана voxels бул талдоо киргизилген. Ар бир шаблон жайгашкан жери боюнча, чыныгы жана алдын ала жашка ортосундагы байланыш борбору voxel боюнча сакталган. Ар бир voxel үчүн муну кайталап, биз өлчөмдөрүнүн бир-мээ беткап алган. voxel кластерлердин жайгашкан AFNI киргизилген атластарды колдонуу менен бааланган.

3. Жыйынтыгы

3.1. х талдоо

striatum бардык voxels боюнча T2 * мейкиндик орточо бир кыйла жаш курагына байланыштуу болгон эмес (r = 0.02), үлгү дисперсиянын 0.0004% гана түзөт. Стриатумду каудат, путамен жана ядро ​​акумбенттерине бөлүп, анализди кайталаганда, орточо T2 * менен берилген маалыматтар каудатта жаш курактык божомолдорду түзүү үчүн жетиштүү болгон (r = 0.286, p <0.001) жана путамендер (r = 0.182, p <0.05), жана ядронун accumbens өзгөчө божомолдоочу болгон (r = 0.506, p <10-9, Анжир. 1A, ак куймалары). Бирок, striatum иш жана neurobiological бөлүмдөр мейкиндик орточо деъгээли талдоо менен тартып алса болот караганда мыкты масштабда бар ( Коэн и др., 2009, Martinez .Удаалаш., 2003 жана Postuma жана Dagher, 2006). Ошондуктан, биз striatal T2 * менен өнүгүүсүнүн айырмачылыктары жакшы бир кыйла сезимтал, көп ыкманы колдонуп кармайбыз деп гипотеза.

  • Толук өлчөм сүрөтү (51 K)
  • Сүрөт. 1.   

    striatal Rois менен х көп өзгөрмөлүү моделдеринен T2 * колдонуп, чыныгы жаш курагына жана алдын ала жашка ортосундагы катышты. (A) Bar схемаларга чыныгы үч моделдерин пайдалануу жашка алдын ара катышын салыштырып: х талдоо (ак куймалары) жана көп өзгөрмөлүү үлгү да милдеттерди талдоо (кара куймалары) жана эс алуу (боз куймалары) маалыматтарды. putamen менен х анализге караганда, көп өзгөрмөлүү талдоо түшүмдүүлүгү бир кыйла көп байланыш, caudate жана бүт striatum. милдети менен байланышкан жана турак-мамлекеттин ортосунда эч кандай айырма жок. (*p <0.05, **p <0.01, ***p <0.001 пермутация тесттери). (B) Чындыгында, 2 өспүрүмдөрдө жана жаш адамдарда T142 * көп өзгөрмөлүү үлгү анализин колдонуп, бүткүл стриатумдан алдын-ала айтылган курак. Болжолдонгон курак үлгүдөгү дисперсиянын 63% түзөт.

3.2. Көп үлгү талдоо

T2 боюнча Көп ченемдүүлүктөрү * сигналды бардык striatal аймактарда жогорку жаш курактык жагынан өнүгүүдө олуттуу алдын ала даярдалган (Анжир. 1A, кара куймалары), бул чара жана инсандын ортосундагы бекем мамилени көрсөткөн. алдын ала жаштагы жана чыныгы катышуучусу жашы ортосунда зор байланыш T2 * узоры катышуучусу курагында дисперсияны 63% тъзгён жерде бүт striatum (айкалыштырылган caudate, putamen жана ядро ​​accumbens) байкалган (r = 0.79, p <10-30; орун алмаштыруу тест: p <0.001, Анжир. 1B).

Striatal боз зат көлөмү өспүрүм ашуун жаш курактан көз каранды (Raznahan .Удаалаш., 2014 жана Sowell .Удаалаш., 1999). Ошол көп өзгөрмөлүү жашы алдын ала striatal көлөмүн же мейкиндик нормалдашуу экспонаттарды өзгөртүүгө келип чыккан системалык жарым-жартылай көлөмү айырмачылыктарды чагылдырган эмес, камсыз кылуу үчүн, биз ак зат көлөмүнүн voxel акылман айырмачылыктар үчүн контролдук SVR анализ кайталады. Биз көлөмү көзөмөлгө маалыматтарын пайдалануу менен (кошумча сүрөт. 1) модель аткарууга эч кандай олуттуу айырма табылган.

T2 * сигнал туруктуу neurophysiological кыртыш касиеттерин чагылдырат (Vo .Удаалаш., 2011) Жана милдет же контексттик таасиринен сыйлашыбыз керек. Ошентсе да, биз да скандоочу сессиянын ичинде эс мамлекеттик изилдөөгө катышкан сабактар ​​боюнча анализ сакталган. Биз T2 * түрүнө чейин милдети менен байланышкан жана мамлекеттик маалыматтарды эс колдонуп жашка алдын ала колубуздан эч кандай олуттуу айырма табылган (Анжир. 1B, боз куймалары). Мындан тышкары, ар бир катышуучунун үчүн striatum мамлекеттик жана милдеттерди тиешелүү T2 * эс мейкиндик үлгүлөрүнүн ортосундагы voxel акылман байланыш эсептелген жана оюу-милдеттерди жана эс алуу менен туруктуу экенин билдирген 0.97 бир медианасы Пирсон байланыш байкалган. Ошентип, бул алдыга, биз дагы көлөмүн орточо биздин T2 * тапшырманы учурунда чогултулган маалыматтар Багытты, чектөө (1208 и 200) жана көбүрөөк үлгү өлчөмүн (142 и 89) бар.

Биз алдын ала айтылгандай, мейкиндик узоры кызыгуу дээрлик бардык striatal регион үчүн тагыраак жашка алдын ала айткан. жакшыртуу катышуучусу жашы түшүндүрүп дисперсияны суммасы мейкиндик моделдерин пайдалануу% 0 үчүн мейкиндик каражаттарын колдонуу% 63 жакын өскөн жерде, атап айтканда, бүт striatum менен сокку болду. Бул кескин айырмаланат striatum өспүрүм үстүнөн striatal voxels боюнча чагылдырылган neurophysiological өнүктүрүүнүн комплекстүү үлгү дуушар экенин көрсөтүп турат. жакшы табият өнүгүү үлгүсүн рандары үчүн, биз striatum боюнча T2 * өрчүү орбитасынын мүнөздөлгөн.

3.3. Үлгү мүнөздөрү

SVR негизги артыкчылыгы көп өзгөрмөлүү божомолдоолордун салым өзгөчөлүктөрүн сандык жөндөмдүүлүгү болуп саналат. Бул сандык маалыматты колдонуу үчүн, биз SVR талдоонун ар бир voxel дайындалган өзгөчөлүк салмактары алынган. Бир өзгөчөлүгү салмагы көп өзгөрмөлүү жашы алдыртан алып келүүчү бир өзгөчөлүк (voxel) маанилүү бир көрсөткүчү катары да карасак болот. көп өзгөрмөлүү божомолдоолордун олуттуу салыштырмалуу салымын кошкон striatal T2 * даражадагы мейкиндик үлгүдөгү компоненттерин аныктоо үчүн, биз зор салыштырмалуу салмагы striatal voxels аныктоо үчүн абсолюттук өзгөчөлүк салмактары сан көрсөткүчтөрү. Жонунда caudate менен caudate, putamen жана ядро ​​accumbens кесилишинде ventral striatum менен voxels бир кластер, таасирдүү, тактарга кийин болгон (Анжир. 2A). ventral striatal кластердик жаш курак менен терс сызыктуу мамиледе болгон (R2 = 0.361, p <10-14; Анжир. 2B сызык), ошондой эле көкүрөк caudate кластердик жашы менен өсүп тескери мамиледе болгон (R2 = 0.078, p <0.001; Анжир. 2B линиясын өлтүрүлөт).

  • Толук өлчөм сүрөтү (51 K)
  • Сүрөт. 2.   

    striatal аябагандай көп өзгөрмөлүү моделдерин мүнөздөгөн. (A) көп өзгөрмөлүү SVR моделге кирген бардык striatal voxels үчүн абсолюттук өзгөчөлүгү тараза сандык. Жогорку тараза көп өзгөрмөлүү божомолдоолордун көбүрөөк салыштырмалуу салым кошкондугу көрсөтүлөт. жогорку орточо салмактанып voxels ventral striatum жана көкүрөк caudate менен кластерге киргизилген. (B) орточо өнүгүү T2 * (Б) пик кластерлер voxels үчүн жүрүштөрдүн жана 95% ишеним аралыгы жашы милдети деп чечишти. Panels C жана D көп өзгөрмөлүү SVR талдоо киргизилген айрым voxels боюнча maturational багытты көрсөтүп турат. (C) T2 боюнча жашы voxel акылман жөнөкөй сызыктуу регрессиянын стандартташкан бета баа *. Maturational жүрүштөрдүн бир көкүрөк-ventral жактарда боюна түшүп, voxel T2 * баалуулуктар жалпысынан жашы dorsally менен жогорулатуу менен бирге, негизинен ventrally азайтуу үчүн. Бул мамиле шарлары боюнча симметриялуу эмес. (D) Striatal voxels чейин (C) түс-код мыкты орундуу моделине ылайык (сызыктуу: кызыл / көк, тескери: апельсин / Magenta, Quadratic: жашыл / сары).

Бул кластер зор салыштырмалуу салмагы болсо да, ал жаш алдын моделдин кирген бардык voxels арасында көп өзгөрмөлүү мамиледе милдети эстен чыгарбаганыбыз маанилүү. Ошондуктан, биз бул мезгилде өнүгүү өзгөрүүлөрдү мүнөздөө үчүн белгилүү жөнөкөй сызыктуу, чарчы, ал эми тескери регрессиялык моделдер менен SVR талдоо Ар бир voxel үчүн T2 * чакыруунун колдонулган өнүгүү темпине бааланган (Luna .Удаалаш., 2004) Ар тараптан maturational моделдерин элестетүү үчүн. voxels көпчүлүгү сызыктуу чарчы жана тескери мамилелерди мыкты туура болуп топтому менен жашы менен байланыштуу болгон. оң жана терс сызыктуу, чарчы, ал эми тескери мамиледе - - striatum жана бир өнүгүү T2 * маска түзүү, стандарттуу анатомиялык бейнеси боюнча каптады (бул бөлүштүрүүнү мисал үчүн, биз мыкты орундуу моделдин негизинде voxels категорияланганАнжир. 2D).

Сүрөттөп, негизинен аткаруучу жана мотор камеранын байланышы бар белгилүү көкүрөк көлөмдөгү оң мамилелердин өнүгүү T2 * жүрүштөрдүн негизинен көкүрөк жактарда бир ventral бирге белгилүү striatum боюнча ventral бөлүктөрүндө өтө терс мамилелерге чейинки негизинен лимбикалык камеранын байланышы бар калды (Александр и др., 1986 жана Коэн и др., 2009), Бул жарым шарга боюнча симметриялуу болгон (Анжир. 2C; чакыртып көбөйдү кыртыш темир топтоо азаят T2 * белги). кластердик Терс Quadratic (алуу, "U") жана тескери мамиле көкүрөк putamen, caudate жана ядро ​​терс Quadratic мамилелер менен (алуу, "U" сымал) дагы туура шарында жана тескери мамиле өсүп кластерге accumbens бөлүктөрүн байкалган жогорулатуу дагы сол жактагы. Терс Quadratic мамилелер putamen менен caudate жана 18.4 жашы 17.4 боюнча өспүрүм орточо Maxima жетти. Оң Quadratic ( "U" түрүндөгү) жана азайтуу тескери мамиле жашы 20 боюнча минимумга жеткен caudoventral putamen болгон rostroventral putamen жана оң Quadratic мамиледе болгон тескери мамилелерди азайтуу менен эки тараптуу ventral putamen-жылы байкалган. striatal voxels аркылуу өнүгүү траекторияларын байкалган эместигин, сыягы, жаш курагына байланыштуу келишпестиктерди түшүрүштү х моделдин үстүндө биздин көп өзгөрмөлүү моделди көп аткарылышын түшүндүрөт.

3.4. Жан-мээ талдоо

мээнин ортосунда мейкиндик T2 * үлгүлөрүнүн жана өнүктүрүү боюнча жана striatal Салымдарымды өзгөчөлүктөрүн тастыктоо мүмкүн бирикмелерди иликтөө үчүн, биз издөө Прожектордук талдоо жүргүзүлөт (Kriegeskorte .Удаалаш., 2006). Прожектордук жашы кызыл ядронун ичинде кыйла striatum жана midbrain менен, алдын ала эле, substantia Nigra жана базалдык ganglia башка бөлүктөрүндө (көрсөттүАнжир. 3). өтө жаш курактык жагынан өнүгүүдө олуттуу алдын ала түзүлгөн башка аймактары perigenual место cingulate ошо кирет, Brodmann Аянт 10, досунун чейинки түздөн-ошо, жогорку түздөн-түз gyrus өтүү, Insula, тестке чейинки жана кийинки борбордук gyrus, место .Гипоталамус жана мээченин dentate ядро. Олуттуу катыштар да кылмыш callosum жана fronto-parietal ак зат структураларда байкалган. Бул аймактарда көп (мисалы, базалдык чочуусуна, midbrain, dentate ядро, түздөн-ак зат) мээнин көбү темир-бай аймактарда арасында (Коннор жана Menzies, 1996, Drayer .Удаалаш., 1986, Haacke .Удаалаш., 2005, Haacke .Удаалаш., 2007 жана Langkammer .Удаалаш., 2010) Жана mesolimbic / mesocortical жана nigrostriatal тинейджер жолдорунун бир бөлүгү (мисалы, midbrain, striatum, prefrontal борбору (Beaulieu жана Gainetdinov, 2011, Хабер Түрк жана Натсон 2010 жана Puglisi-Аллегра жана Ventura, 2012). улуу катыштар ядро ​​accumbens, ventromedial putamen жана ventromedial caudate кошулган байкалган (жогорку voxel: MNI -8, 5, -11) T2 * бул бөлүгүндө өспүрүм өнүктүрүү менен өзгөчө тыгыз байланышта экенин көрсөтүп, мээ катуу dopaminergic сыйлык чыйыр жолдорду жана лимбикалык системасы менен байланыштуу, (Galvan .Удаалаш., 2006, Galvan .Удаалаш., 2007, МакГинти .Удаалаш., 2013 жана Puglisi-Аллегра жана Ventura, 2012).

  • Толук өлчөм сүрөтү (61 K)
  • Сүрөт. 3.   

    T2 * жана инсандын ортосундагы бекем бирикмелер менен региондорду баса жан-мээ Прожектордук найдено. Түстөр ошол voxel борбору SVR Прожектордук талдоонун чыныгы жаштагы жана алдын ала жашка ортосундагы өз ара байланышты билдирет. Бир гана учурда маанилүү чындык жана алдын ала жашка ортосундагы катышты менен voxels p <0.001, Bonferroni оңдолгон (б.а. 0.001 / мээ воксалдарынын саны) көрсөтүлөт. Воксель чокусу вентралдык стриатумда жайгашкан (MNI координаттары: -8, 5, -11). mPFC: алдыңкы маңдай чел кабыгы, pgAC: перигенуалдык алдыңкы cingulate, CC: corpus callosum, sFG: жогорку маңдай гирус, CG: борбордук гирус, VS: ventral striatum (анын ичинде ядро ​​accumbens), SN: substantia nigra, RN: кызыл ядро.

T2 * EPI-жылы катары учагында чогулган болгондо, атап айтканда, сигнал -weighted, мээнин этегинде улам жалганчы экспонат үчүн окуудан чыгарылган белги калып жатат (мисалы, обочолонушу- кабыгында жана inferotemporal кабыгында), ошентип, курактык айырмачылыктарга мүмкүндүгүн жогорулатуу T2 менен +, бул мээ аймактарында жалганчы экспонат пайда болушу мүмкүн. Бул биздин жаш курактык топтогу караганда жаш курактагы мээнин одоно гистология белгиленген деп берген чоң таасир этиши керек, (Caviness .Удаалаш., 1996). Ошондой эле, (1) биздин жаш курактык жагынан өнүгүүдө олуттуу таасир темир топтолуунун жогорку болуп белгилүү мээ аймактарында пайда болушу (мисалы, базалдык ganglia жана midbrain) жана айкын белги бойдон жана (2) менен райондордон ички бул мээ аймактар ​​абдан жалганчы экспонат жакын (мисалы, oribitofrontal борбору жана inferotemporal борбору; кошумча сүрөт 2A жана Б.) жаш курактык жагынан өнүгүүдө олуттуу таасир (кошумча сүрөт 2C.) көрсөткөн жок.

4. талкулоо

Ушул изилдөө адам neurophysiological өнүктүрүү Vivo далилдер менен камсыз кылуу, өспүрүмдөр жана жаштар көп кесилишинин үлгүдөгү жогорку жаш курактык жагынан өнүгүүдө олуттуу божомолдорду түзүү үчүн -weighted сүрөттөр striatal милдети менен байланышкан жана турак-мамлекеттик нормалуу T2 жөнүндө мейкиндик моделдерин пайдалануу өспүрүм үстүнөн striatum. T2 * мейкиндик ченемдүүлүктөрү бүтүндөй striatum өспүрүм курактагы жарыш сөз болду, ошондой эле striatal суб-аймактарда, caudate, putamen жана ядро ​​accumbens эс-мамлекеттик айтабыз беш мүнөт эле аз тартып, T2 ортосунда тыгыз мамиле көрсөтүп * жана striatum боюнча өспүрүмдөр өнүктүрүү.

4.1. T2 * белги

Бул табылгаларга толук түшүндүрүү үчүн маанилүү T2 * сигнал салым neurophysiological компоненттеринин түшүнүү болуп саналат. T2 * абдан күчтүү туурасынан кеткен (спин-спин) менен байланыштуу эс убакыт, кыртышынан магниттик коргонуу жана магнит талаасы жактуулуктун. Ошентип, ткань-темир (эмес гем) T2 * сигнал канчалык салым топтолуу жана миелин топтолуу ткандар жана алардын түрлөрү болуп саналат (Aquino .Удаалаш., 2009, Daugherty жана Роз, 2013, Langkammer .Удаалаш., 2012 жана Шенк, 2003). Эки кыртыш Чоюн жана миелин узун туурасынан кеткен эс жолу бар, ушундай бир гипо-катуу T2 * белги пайда (Aoki .Удаалаш., 1989, Chavhan .Удаалаш., 2009 жана Ал Yablonskiy, 2009). Бирок, миелин diamagnetic жана кыртыш-темир парамагниттик, ошондуктан кыртыш-темир T2 * дагы көп салым кошо элек (көбүрөөк гипо-катуулугу) магнит талаасы inhomogeneity анын магнит албастыгын жана таасири натыйжасында (Langkammer .Удаалаш., 2010 жана Шенк, 2003). Ошондуктан, кыртыш Чоюн жана миелин кабыгы да T2 + салым да, сигнал, айрыкча, темирге бай striatum менен, абдан катуу кыртыш-темир топтолуу кандай таасир этиши керек (Haacke .Удаалаш., 2010 жана Langkammer .Удаалаш., 2010). Бул түшүнүк Прожектордук талдоо тарабынан колдоого алынат (Анжир. 3) Күчтүү T2 * курактык жана темир-бай аймактарда мээнин (базалдык ganglia болуп жаткан менен бирикмелерди, midbrain) ордуна аймактарды аз ткань-темир менен, мисалы, кабыгында жана арт ак зат баракчаларды көрсөтөт. Ошентип, өнүгүү T2 * менен ченегенде катары striatal neurophysiology айырмачылыктар негизинен өспүрүм курагында кыртыш-темир топтолушун өнүгүүсүнүн айырмачылыктары менен шартталган мүмкүн.

Бул белгилей кетчү маанилүү нерсе, темир, ошондой эле гемоглобин камтылган да, T2 чейин гем-темир салымы кыртыш-темир-жылга салыштырганда аз эле (Langkammer .Удаалаш., 2010 жана Vymazal .Удаалаш., 1996). кычкылтек менен каныктыруу боюнча deoxy-гемоглобин магниттик албастыгын үчүн гемоглобин салымы гана пайда болот жана улуу (Pauling, 1977), Ал эми ткандар-темир paramagnetism да толугу менен кирдеген гемоглобин канча эсе көп (Vymazal .Удаалаш., 1996). гем-темир Бул кичинекей таасир T2 * белги анын таасири катары изилдөө биздин үлгү боюнча жаш курак менен такай ар кандай туура эмес байкалган өнүгүү таасир салым күтүлүүдө. pial идиш камтуу жана капиллярлар түзүү менен кан тамыр системасы, өспүрүм курагында негизинен туруктуу (Харрис ж.б.., 2011) Жана ички болгондой, күрөө артериядагы (striatum негизги кан менен камсыз кылуу) үчүн жалпы мээ кан агымынын көлөмү кезинен белгиленген жатат (Schöning жана Hartig, 1996).

4.2. Tissue Чоюн жана мээ

кыртыш-темир T2 * назик өспүрүм өнүктүрүү контекстинде өзгөчө актуалдуу болуп саналат. Темир белок transferrin аркылуу кан-мээ тосмо аркылуу ташылган жана ferritin катары клетка органдарынын сакталат (Aquino .Удаалаш., 2009 жана Daugherty жана Роз, 2013, Drayer .Удаалаш., 1986). базалдык ganglia жана midbrain зор ferritin топтолушу менен мээнин облустар болуп саналат (Haacke .Удаалаш., 2005 жана Шенк, 2003). зор ferritin топтолушу менен клеткалар oligodendrocytes да ак жана боз зат табылган (Haacke .Удаалаш., 2005). Ferritin өзгөчө базалдык ganglia да, нейрондор табууга болот (Drayer .Удаалаш., 1986 жана Moos, 2002). Бул клеткалардын ичинде темир оор neurophysiological жараяндардын бир аскер өбөлгө түзөт. oligodendrocytes темирден миелин синтези жана ATP өндүрүү бул клеткалардын жогорку кычкылданууга таянган бир метаболизма колдоо үчүн зарыл болгон талап кылынган үчүн зарыл болгон (Коннор жана Menzies, 1996, Moos, 2002 жана Todorich .Удаалаш., 2009). базалдык ganglia-жылы, темир жетишсиздигинен мал моделдери (Эриксон .Удаалаш., 2000) Жана тынчтана бут синдрому оорусу моделдери (Коннор .Удаалаш., 2009) Жана ADHD (Adisetiyo .Удаалаш., 2014) Кыртыш-темир тинейджер системасынын жогорку байланыш бар экенин көрсөтүп турат (Сакалынын жана Коннор, 2003). Атап айтканда, striatal кыртыш-темир D2 сезгич сөз айкашы (колдойтBeard, 2003 жана Jellen .Удаалаш., 2013), Тинейджер жибергич милдети (Adisetiyo .Удаалаш., 2014, Эриксон .Удаалаш., 2000 жана Уизингер .Удаалаш., 2007), Жана тинейджер нейрон жандануусу (Jellen .Удаалаш., 2013). striatal тинейджер системасы мал моделдер өспүрүм курагында иштеп чыгуу үчүн көрсөтүлгөн сыяктуу эле (Kalsbeek .Удаалаш., 1988, Rosenberg жана Lewis, 1995 жана Teicher .Удаалаш., 1995) Жана өспүрүмдөр адамдык мүнөздүү жүрүм-турумун жана мээни негизинен үчүн гипотеза кылынган (Кейси .Удаалаш., 2008, Padmanabhan жана Luna, 2014 жана Найза, 2000), T2 * белги өспүрүм striatal өнүктүрүү изилдөө үчүн өзгөчө мааниге ээ. Мындан тышкары, патологоанатомиялык (Kliang, жана Sourander, 1958) Жана MRI (Aquino .Удаалаш., 2009 жана Wang .Удаалаш., 2012) Кыртыш-темир-жылы өмүрү айырмачылыктарды, чалгындоо, орто жашка аркылуу striatum темир топтолуу жалпы көбөйөт көрсөтүп изилдөөлөр жана темир топтоо баасы өспүрүм төмөнкү топтоо өзгөрүүсү бир кыскарган ченди көрсөтүү, жашоонун биринчи эки декадасында улуу сунуштайбыз.

4.3. T2 жана өспүрүмдөр мээ

T2 * чакыруунун өнүгүү траектория көкүрөк жана striatum боюнча ventral аспектилери боюнча системалуу түрдө ар түрдүү. негизинен лимбикалык камеранын байланышы бар striatum боюнча Ventral бөлүктөрү (Коэн и др., 2009), Негизинен аткаруу жана мотор камеранын байланышы бар, жаш курак менен күчтүү терс мамиле көрсөттү, ал эми көкүрөк үлүшү аркылуу өспүрүм деген жаш курак менен алсызыраак оң мамиле көрсөтүп, жаш бойго жеткен лимбикалык жана аткаруу striatal системалары жүрүш үчүн ар кандай салыштырмалуу neurophysiological салымдарды болушу мүмкүн. Results striatum өнүгүү моделин гетерогендүү үлгү бар экенин көрсөткөн жыйынтыктары менен макулдашуу боюнча, ал striatal ядро ​​бүткүл дүйнөлүк бирдиктүү жол менен иштеп чыгуу эмес, башкача айтканда, (Raznahan .Удаалаш., 2014). ventral striatum күчтүү терс мамилелер өсүш темпин деген тескери алдыруу менен ткань-темир топтолуу ырааттуу көбөйөт көрсөтүп эрте өспүрүм улуу. тинейджер кызматтын жана myelination менен ткань-темир бирикмеси эске алганда, бул көбөйөт приматтардын prefrontal кортекске өспүрүм өнүктүрүү (мисалы, тинейджер божомолдоруна жогорулатуу мал моделдер байкалган кортико-striatal байланыш тинейджер системасын жана жетилишин чыгарууга жана myelination колдоого алат ; Rosenberg жана Lewis, 1995), Шыктандыруучу схемотехникасын чиришин колдоо.

striatal T2 * өрчүү траектория caudate жана putamen үлүшүндө өспүрүм ашуун уникалдуу болуп саналат. Бул аймактарда, T2 боюнча voxel баалуулуктар * курак менен эмес сызыктуу ар түрдүү жаштагы 17 жана 18 ортосунда өспүрүм ашуун киши сыйдыра ала, кээ бир учурларда. өзгөчө кызыгууну оң Quadratic мамилелер болуп саналат ( "U" түрүндөгү) өспүрүм ашуун бул аймакта жогорку кыртыш-темир топтоо көрсөтүп ventral putamen-жылы, балким, грызун байкалган тинейджер D2 сезгич мааниде бийиктиктерге тиешелүү (Teicher .Удаалаш., 1995) Жана адамдын пайда болушу гипотеза (Кейси .Удаалаш., 2008). Жалпысынан, бул сызыктуу өнүгүү жүрүштөрдүн өнүгүүнүн бул баскычында сезим издеп жана жүрүш-туруштун тобокелдүү жана striatal сыйлык сезгичтигин байкалган чокулары салым мүмкүн striatal neurophysiological жетилүүнүн мөөнөттү сунуш (Padmanabhan .Удаалаш., 2011 жана Найза, 2000), Ал эми горизонталдуу мамилелер жаш шактан уландысы шыктандыруу системасын өнүктүрүүгө чагылдырат (Арнетт, 1999 жана Hoogendam .Удаалаш., 2013). бир дем контексттерде боюнча жогорку ventral striatal Reactivity деген тинейджер сезгич сөз жана адам айтабыз изилдөөлөрүндө өспүрүм чокулары көрсөткөн мал моделдерге берилген жыйынтыктар, биз striatum үлүшүндө курак менен T2 * сызыктуу же тескери бирикмелерди сактоого экен. Бул ар башка өрчүү орбитасынын бар болушу мүмкүн, мисалы, DA-релиз саны жана ыктымалдык катары сыйлык өспүрүм ЭР жооп катары көбөйөт DA милдетинин кыртыш-темир турган кошумча аспектилери сезимтал болушу мүмкүн түздөн-түз байланышы жок, деп божомолдоого болот. таасирин байкоого үлгүсү, сыягы, ошондой эле бойго азайышына эмес, дагы башка көптөгөн neurophysiological берүү (мисалы, myelination жана ATP өндүрүү) кыртыш-темир жана тинейджер сезгич жыштыгын жана DAT блогунун ортосундагы мамиле, ошондой эле, анын ролун кыйыр мүнөзүн чагылдырат. Бурмаланып, ал T2 + жана базалдык ganglia кыртыш-темир топтолуу айрым айырмачылыктар тинейджер системасынын түзүлүшү жана милдеттери көрсөткүчтөрдүн айрым айырмачылыктарга байланыштуу болушу мүмкүн. Ооба, мындан ары да изилдөө түздөн-түз өзгөчө ченемдик калктын бул мамилесин мүнөздөйт керек.

Сандык, көп колдоо багыты Регрессиялык өзгөчөлүгү тараза voxel-акылман бөлүштүрүү ядросу accumbens жана caudate жана putamen боюнча ventromedial айрым striatum боюнча neurophysiological Жетилуу абдан күчтүү ventral striatum үзгүлтүксүз жетилүүнүн таасирин тийгизген, экенин көрсөтүп, анын бойго жеткен. Өспүрүм куракта, ventral striatum ушул мезгил ичинде жүрүш-туруштун тобокелдүү менен байланышкан белгилүү бир кызыктыруучу жагдайларда боюнча сигналдарды сыйлык жана экенин жогорку милдет Reactivity көрсөтүүдө (Эрнст .Удаалаш., 2005, Galvan .Удаалаш., 2006, Galvan .Удаалаш., 2007, Гайер .Удаалаш., 2010 жана Padmanabhan .Удаалаш., 2011). Мындан тышкары, бул аймак абдан тинейджер ихсанга жана frontostriatal тинейджер сыйлык жолдорунун негизги компоненттери (болотНатсон жана Cooper, 2005, МакГинти .Удаалаш., 2013, Puglisi-Аллегра жана Ventura, 2012) Сезим издеп, жүрүш-туруштун тобокелдүү (негизинен үчүн гипотезаБлум .Удаалаш., 2000, Найза, 2000). Бурмаланып, бул аймактагы кыртыш-темир топтолушун көбөйөт Ошентип mechanistically тинейджер сезгич сөз менен мамилелешүү аркылуу да өспүрүм жүрүм-туруму жана striatal сыйлык Reactivity байланыштуу болушу мүмкүн, Ташуучу иштешине жана жандануусу (Эриксон .Удаалаш., 2000, Jellen .Удаалаш., 2013 жана Уизингер .Удаалаш., 2007) Жана myelination (Коннор жана Menzies, 1996, Moos, 2002 жана Todorich .Удаалаш., 2009) Кортико-ventral striatal жолдордо ичинде.

An чалгындоо жан-мээ талдоо T2 +, жашы ортосунда күчтүү бирикмелер мээнин көпчүлүк тинейджер жана темир-бай аймактар ​​деп белгилүү ventromedial subcortical жана midbrain аймактарда пайда болгонун көрсөттү (Drayer .Удаалаш., 1986, Haacke .Удаалаш., 2005 жана Langkammer .Удаалаш., 2010) Темир топтоо арымы өмүрүндө өзгөрүүлөр (мененAquino .Удаалаш., 2009, Haacke .Удаалаш., 2010 жана Kliang, жана Sourander, 1958). кабыгында маанилүү бирикмелер mesolimbic жана mesocortical тинейджер жолдору, ошондой эле түздөн-түз аткаруу жана мотор аймактарда бирге түшүп түздөн-түз лимбикалык аймактарында байкалган. Бул темир-бай striatum тышкары так neurophysiological касиеттери T2 * чакыруунун негизги мааниси бир аз ачык экенин белгилей кетүү керек. Мисалы, даража турган кабык T2 * кыртыш-темир топтоо чагылдырат тары myelination катары анча түшүнүктүү кыртыш-темир төмөнкү аталган аймактарда сигнал көбүрөөк салыштырмалуу салымы болушу керек (мисалы, борбору, ак зат). Ушул себептен улам, бул кийинки изилдөөчүлөр T2 * кыртыш-темир жогорку тыгыздыгын да белгилүү мээ аймактарга анализ топтоого (мисалы, базалдык ganglia жана midbrain) үчүн талап кылынышы мүмкүн. Ошентсе да, кабык жана subcortical мээ аймактарда бул чогултуу ошол биздин striatal жыйынтыгы менен макулдашылган, алар тинейджер системасынын түзүлүштөргө ичинде байланышкан жаткан өспүрүм өнүктүрүү сезимталдык менен мамиле кылууга болду (Кейси .Удаалаш., 2008, Коэн и др., 2009, Galvan .Удаалаш., 2006, Гайер .Удаалаш., 2010, Giedd .Удаалаш., 1999, Роза .Удаалаш., 2010, Lehéricy ж.б.., 2004, Мартино .Удаалаш., 2008 жана Sowell .Удаалаш., 1999). сыяктуу эле, бул натыйжалар адамдардын frontostriatal тинейджер чынжыры neurophysiological өнүктүрүү деген гипотезага колдоо боюнча далилдерди камсыз өспүрүм туш (Кейси .Удаалаш., 2008 жана Найза, 2000).

4.4. Чектөөлөр жана келечек багыттары

адамдар менен бирге, биздин жыйынтыктар Vo .Удаалаш. (2011), T2 * EPI маалыматтар striatal neurophysiology тергөө үчүн пайдалуу каражат боло алат -weighted деп божомолдошот. Бул ыкма бир артыкчылыгы бул чара учурдагы айтабыз берилиштер Алар эс-мамлекет же тапшырманы-байланыштуу болот да, келип чыккан болушу мүмкүн эмес. Жогоруда да айтылгандай, биз T2 + салым кошуу neurophysiological механизмдерин interpretability бул жерлерде көп эле кыртыштын-темир салыштырмалуу жогорку тыгыздыгын да келечекке басым базалдык ganglia боюнча анализ жана белгилүү бир мээ аймактарында сунуштайбыз. Андан тышкары, биз мындай T2 * үчүн жалганчы экспонат кабылган кыйынчылыктан качуу мүмкүн эмес inferotemporal кабыгында ventral обочолонушу- кабыгында жана бөлүктөрүн эле мээ аймактар ​​сунуш -weighted EPI анализ. Биз атайын кыртыш-темир топтолуусу аныктоонун кызыккан тергөөчүлөр да сызыктуу кыртыш-темир мазмунуна тиешелүү болот көрсөткөн мындай R2 "же R2 катары сандык MR тизилишин, колдонууга мүмкүн экенин белгилеп келет (Sedlacik .Удаалаш., 2014 жана Yao .Удаалаш., 2009) Так ушул кыртыш мүлктү баалоо. келечектеги иш менен түздөн-түз иш RLS, ADHD кылган, ошондой эле темир жетишсиздик калкты өнүктүрүү боюнча ченемдик калкынын тинейджер система базалдык ganglia жана көрсөткүчтөрдүн кыртыш-темир топтолуу ортосундагы пикир, мүнөздөө үчүн үчүн маанилүү багыты жана көбүрөөк иш алып баруучу interpretability жана T2 + жана аны менен байланышкан иш-чаралар өзгөчө мааниге ээ. Албетте, тинейджер системасынын жакшыртылган Нейробиология бул мамилеси баа алган дагы invasive ыкмалары турган адам өнүгүү изилдөө үчүн зор мааниге ээ түшүнүү мүмкүн эмес. Акыр-аягы, бул изилдөө ар курактагы камтыды ири кесилишинин танышуусуна пайдалануу менен жүзөгө ашырылган болсо да, келечектеги иш жакшы эшектери үчүн узата үлгүсүн колдонуш керек, жаш-курагына байланыштуу өзгөрүүлөр T2 * менен, бир-Йоркто.

5. жыйынтыктоо

Биздин жыйынтыктар адам Өспүрүм striatal аймактардын улантылган neurophysiological жетилүүнүн Vivo далилдер менен камсыз кылат. T2 * чакыруунун Биздин ачылыш жана жаратылышты striatal neurophysiology жашына байланыштуу айырмачылыктар абдан катуу кыртыш-темир топтолуу айырмачылыктарга таасир этет деп ойлойм (Aoki .Удаалаш., 1989, Chavhan .Удаалаш., 2009, Ал Yablonskiy, 2009, Langkammer .Удаалаш., 2010 жана Шенк, 2003). Бул кыртыш мээнин иштешине, анын ичинде тинейджер иштеши үчүн менчик салымы эске алганда, жана T2 * менен кошо индекстелет катары striatum окутуунун, умтулуу жана сыйлык кайра иштетүү, узак Жетилуу менен striatum ролун катуу жүрүш белгилүү өнүгүү өзгөрүүлөргө өбөлгө түзөт жана өспүрүм мээ милдети.

Authors 'салымдары

B. Ларсен жана Б. Luna эксперимент кош бойлуу жана иштеп чыгуу үчүн биригишти. B. Ларсен маалыматтарды талдоо жана кагаз баштапкы долбоорун жазган. B. Luna алгачкы кол жазмасынын түзөтүүлөрдү каралган.

Кызыкчылыктардын кагылышына

Эч маалымдоодо.

Acknowledgments

сүрөттөлгөн гранттык саны тарабынан колдоого алынган 5R01 MH080243 Medicine Улуттук китепканасынын, Саламаттыкты сактоо боюнча улуттук институт. Бул отчеттун мазмуну гана жазуучулардын жооптуу жана дары же изилдөө улуттук китепканасынын расмий көз карашын чагылдырбайт, DHHS жок.

Кошумча маалыматтар. Кошумча маалыматтар

Бул макалада Кошумча маалыматтар келтирилди.

шилтемелер