Atlyginimo apdorojimo netobulumai ir jo įtaka paauglių slopinimo kontrolei (2010)

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

Geier CF, Terwilligeris R, Teslovičius T, Velanova K, Luna B.

Autoriaus informacija

  • Neurokognityvinio vystymosi laboratorija, Psichiatrijos ir psichologijos katedra, Neuroninio pažinimo pagrindo centras, Pitsburgo universitetas, Pitsburgas, PA 15213, JAV. [apsaugotas el. paštu]

Abstraktus

Šiuo metu nėra gerai suprantamas nesubrendusio atlygio apdorojimo pobūdis ir atlygio įtaka pagrindiniams kognityvinės kontrolės elementams paauglystėje. Čia, atliekant funkcinį magnetinio rezonanso tomografiją, sveiki paaugliai ir suaugusieji atliko modifikuotą antisakadinę užduotį, kurioje buvo manipuliuojami bandymai po bandymo atlygio nenumatymai. Naudojant naują greitą, su įvykiais susijusį dizainą, buvo galima įvertinti smegenų funkcijos vystymosi skirtumus, kurie buvo laikomi skirtingais atlygio apdorojimo ir atsako slopinimo etapais. Atlygio tyrimai, palyginti su neutraliais tyrimais, lėmė greitesnį teisingą slopinamąjį atsaką įvairaus amžiaus ir mažiau slopinimo klaidų paaugliams. Atlygio bandymų metu nuo deguonies kiekio kraujyje priklausantis signalas buvo susilpnintas paauglių ventraliniame striatumoje vertinant užuominas, o po to buvo pernelyg aktyvus ruošiant atsaką, o tai rodo, kad paauglystėje buvo nustatyti atlygio vertinimo apribojimai ir didesnis reaktyvumas laukiant atlygio, palyginti su suaugusiaisiais. Svarbu tai, kad padidėjęs aktyvumas priekinėje žievėje išilgai priešcentrinės vagos taip pat buvo pastebėtas paaugliams ruošiant atsaką į atlygį, o tai rodo atlygio moduliavimą okulomotorinės kontrolės srityse, palaikančias teisingą slopinamąjį atsaką. Bendrai šis darbas apibūdina specifinius paauglių smegenų sistemų nebrandumus, kurie palaiko atlygio apdorojimą, ir aprašo atlygio įtaką slopinamai kontrolei. Apibendrinant, mūsų išvados rodo mechanizmus, kurie gali būti paauglių pažeidžiamumo dėl prasto sprendimų priėmimo ir rizikingo elgesio pagrindas.

Raktiniai žodžiai: paauglystė, antisaccade, fMRT, atsako slopinimas, atlygis

Įvadas

Neigiamos pasekmės, susijusios su rizikingu ar neapgalvotu elgesiu, labai prisideda prie staigaus (∼ 200 %) sergamumo ir mirtingumo padidėjimo paauglystėje.Arnett 1992; Spear 2000; Dahl 2004). Rizikos prisiėmimas gali būti apibrėžiamas kaip įsitraukimas, dažnai impulsyvus, elgesys, kuriam būdingas didelis subjektyvus troškimas ar susijaudinimas, tačiau dėl kurio asmuo gali susižaloti arba patirti nuostolių (pvz., vairavimas labai greitai ir neapsaugotas seksas).Irwinas 1990 m). Paauglių polinkis rizikuoti yra įtikinamų elgesio įrodymų, patvirtinančių sprendimų priėmimo gebėjimų nebrandumą. Tačiau mūsų supratimas apie nervinį rizikos prisiėmimo pagrindą tebėra ribotas. Nors tikimasi, kad kelios funkcinės grandinės prisidės prie elgesio rizikos prisiėmimo, 2 pagrindinės sistemos yra atlygio apdorojimas ir slopinimo kontrolė (Steinberg 2004). Nebrandus atlygio nustatymas ir įvertinimas kartu su endogeninių impulsų kontrolės apribojimais gali sukelti netinkamą sprendimų priėmimą, o tai gali sudaryti sąlygas rizikuoti. Siekdami informuoti apie nervinį rizikingo elgesio pagrindą, šiame darbe palyginame atlygio apdorojimą ir jo poveikį paauglių slopinamai kontrolei, palyginti su suaugusiaisiais..

Išsamioje literatūroje aprašyta nervų grandinė, palaikanti atlygio apdorojimą brandiems suaugusiems (Schultz 2000; Breiter ir kt. 2001; O'Doherty ir kt. 2001 m; Roeschas ir Olsonas 2004 m; Hikosaka ir kt. 2006). Visų pirma, pagrindiniai komponentai yra orbitofrontalinė žievė (OFC), nugaros ir ventralinis striatumas (VS) ir medialinė prefrontalinė žievė (PFC).Schultz 2000; McClure et al. 2004). Svarbu tai, kad vieno vieneto ir su įvykiais susijusių funkcinio magnetinio rezonanso tomografijos (fMRI) tyrimų laiko skiriamoji geba parodė, kad atlygio apdorojimas nėra monolitinė funkcija, o veikiau dinaminis tarpusavyje susijusių skaičiavimų rinkinys. Buvo nustatyti skirtingi signalai, atsirandantys prieš („numatyti“ signalai) ir po atlygio įteikimo („baigtieji“ signalai).Schultz 2000; Hare ir kt. 2008 m). Numatyti signalai yra susiję su pirminiu atlygį nuspėjančių ženklų valentingumo aptikimu ir nustatymu, taip pat su numatomos būsimo atlygio vertės įvertinimu (Knutson ir kt. 2001; O'Doherty ir kt. 2002 m). Baigiamieji signalai apima tuos, kurie yra susiję su gauto atlygio dydžiu (Delgado ir kt. 2000, 2003; 2000 ritinėliai; O'Doherty ir kt. 2001 m) ir ar gautas atlygis atitiko prognozes („numatymo klaidos“ signalai) (Schultz 2000; Schultz ir kt. 2000).

Palyginti, mūsų supratimas apie atlygio apdorojimo vystymąsi paauglystėje išlieka gana ribotas. Anatominiai tyrimai rodo, kad pirminiai atlygio regionai paauglystėje rodo nuolatinį nebrandumą, įskaitant nuolatinį pilkosios medžiagos retėjimą baziniuose ganglijose ir OFC. (Giedd et al. 1996; Sowell ir kt. 1999 m; Gogtay et al. 2004; Toga ir kt. 2006 m), kurios iš dalies greičiausiai atsiranda dėl silpnų arba nepanaudotų sinapsių praradimo sinapsinio genėjimo metu (Gogtay et al. 2004). Paauglystėje padidėjus nepakankamai apibrėžtų sinapsių skaičiui, gali būti apribota atlygio ženklų ir vertybių, palyginti su suaugusiaisiais, nustatymas. Lygiagrečiai su sinapsiniu genėjimu mielinizacija didėja tiesiškai viso vystymosi metu (Jakovlev ir Lecours 1967). Mielinizacija padidina informacijos apdorojimo efektyvumą didindama distalinio neuronų perdavimo greitį ir tikslumą, padedant funkcinei plačiai paskirstytų smegenų grandinių integracijai, kuri yra labai svarbi sudėtingam aukštesnio laipsnio elgesiui atsirasti. (Goldman-Rakic ​​ir kt. 1992; Luna ir Sweeney 2004 m). Lyginamoji paauglių smegenų mielinizacija gali prisidėti prie riboto gebėjimo efektyviai integruoti atlygio signalus su eferentinėmis motorinėmis sistemomis, būtinomis motyvuotam elgesiui.Roeschas ir Olsonas 2003 m, 2004).

Kartu su nuolatiniu mikrostruktūriniu brendimu, žmonių ir gyvūnų modelių konverguojantys duomenys rodo, kad dopamino (DA) neurotransmisija striatalinėse ir žievės sistemose toliau bręsta paauglystėje. (Spear 2000; Andersen 2003; Crews ir kt. 2007 m). Pavyzdžiui, D1 ir D2 receptorių lygis ir jungimasis žiurkės striatumoje yra didesnis paauglystėje, palyginti su suaugusiu. (Seeman ir kt. 1987). DA transporterių, kurių funkcija yra pašalinti DA iš sinapsės, tankis pasiekia didžiausią paauglystės laikotarpį striatumoje (Meng et al. 1999). Be to, DA įvestis į PFC didėja paauglystėje (Kalsbeek ir kt. 1988 m; Rosenberg ir Lewis 1994, 1995; Spear 2000), ir įrodymai rodo santykinį perėjimą nuo mezolimbinių prie mezokortikinių DA sistemų ankstyvoje paauglystėje (Spear 2000). Kalbant apie atlygio apdorojimą, paauglių DA lygio padidėjimas striatumoje ir PFC kartu su didesniais DA transporteriais gali prisidėti prie padidėjusio, bet laikinai riboto jautrumo apdovanojimams, kaip siūloma dėmesio stokos hiperaktyvumo sutrikimo modelyje. (Castellanos ir Tannock 2002 m).

Remiantis struktūriniais duomenimis, pradiniai vystymosi fMRI tyrimai rodo funkcinį su atlygiu susijusių smegenų sistemų nebrandumą paauglystėje.Bjork et al. 2004, 2007; May et al. 2004; Ernst et al. 2005; Galvanas ir kt. 2006; Guyeris ir kt. 2006 m; van Leijenhorst ir kt. 2006 m, 2009; Eshel et al. 2007). Nors buvo įrodyta, kad paaugliai įdarbina atlygio sistemą, panašią į suaugusiųjų (May et al. 2004), nesubrendusių atsakymų kryptingumas pirminiuose regionuose dar nebuvo visiškai apibūdintas. Buvo rasta įrodymų apie paauglių „nepakankamą“ aktyvumą numatomo apdorojimo VS metu, taip pat tikimybinių sprendimų priėmimo OFC ir mezialinio PFC metu. (Bjork et al. 2004, 2007; Eshel et al. 2007), bet „per didelis“ aktyvumas VS atlygio gavimo (baigtinio) apdorojimo metu (Ernst et al. 2005; Galvanas ir kt. 2006). Taigi skirtingos laikinosios atlygio apdorojimo fazės (numatytoji ir baigtinė) gali turėti skirtingas vystymosi trajektorijas, o tai yra svarbus veiksnys kuriant teorinius modelius, kurie paauglių atlygio sistemą iš esmės apibūdina kaip hiperaktyvią. (Chambers et al. 2003; Ernst et al. 2006) arba hipoaktyvus (Spear 2000), palyginti su suaugusiaisiais.

Lygiagrečiai su atlygio apdorojimo brendimu, slopinančios kontrolės tobulinimas tęsiasi ir paauglystėje (Paus ir kt. 1990 m; Levin ir kt. 1991; Ridderinkhof ir kt. 1999 m; Ridderinkhofas ir van der Molenas 1997 m; Williams et al. 1999; Bunge ir kt. 2002 m; Luna ir kt. 2004 m; Liston ir kt. 2006 m). Savanoriškas atsako slopinimas reiškia kognityvinį gebėjimą sustabdyti potencialų atsaką ir yra pagrindinis sprendimų priėmimo komponentas.Curtis ir D'Esposito 2003 m; Luna ir kt. 2004 m; Ridderinkhof, van den Wildenberg ir kt. 2004 m; Curtis ir D'Esposito 2008 m). Elgsenos darbas iš mūsų laboratorijos ir kitų, naudojant antisaccade (AS) užduotį (Hallett 1978 m), kai tiriamieji turi slopinti stiprų norą veržtis link staiga pasirodančio periferinio taikinio, o vietoj to žiūrėti į veidrodžio vietą, rodo, kad suaugusiųjų atsako slopinimo lygis pradeda stabilizuotis paauglystės viduryje arba pabaigoje (Fischer ir kt. 1997 m; Munoz ir kt. 1998 m; Kleinas ir Foersteris 2001 m; Luna ir kt. 2004 m). Tačiau nervų grandinė, palaikanti AS užduočių atlikimą, rodo nuolatinį nebrandumą paauglystėje, įskaitant sumažėjusį aktyvumą priekiniame akies lauke (FEF) ir didesnį priklausomybę nuo šoninių prefrontalinių sistemų, palyginti su suaugusiaisiais.Luna ir kt. 2001 m, 2004; Velanova ir kt. 2008 m). Šie duomenys patvirtina daugybę kitų tyrimų, kurie rodo, kad grandinių, palaikančių slopinančią kontrolę, kūrimas yra užsitęsęs (Casey ir kt. 1997 m; Rubia ir kt. 2000 m; Luna ir kt. 2001 m; Adleman ir kt. 2002 m; Bunge ir kt. 2002 m; Tamm ir kt. 2002 m; Durstonas ir kt. 2006 m; Marsh ir kt. 2006; Rubia ir kt. 2006 m, 2007; Velanova ir kt. 2008 m).

Išsamesnį supratimą apie paauglių sprendimų priėmimo ir rizikingo elgesio apribojimus galima pasiekti apibūdinant atlygio apdorojimo brendimą ir atlygio įtaką slopinamai kontrolei. Iki šiol tik keli elgsenos tyrimai ištyrė šių sistemų sąveiką naudojant modifikuotas AS užduotis ir bandomuosius piniginio atlygio nenumatytus atvejus (Duka ir Luppas 1997 m; Blaukopfas ir DiGirolamo 2006 m; Jazbec ir kt. 2006 m; Hardinas ir kt. 2007 m). Viena vertus, buvo įrodyta, kad įtraukus atlygio nenumatytą atlygį, sumažėja paauglių ir suaugusiųjų sukeliamų slopinimo klaidų skaičius, o tai rodo, kad pagrindiniai keliai tarp su atlygiu susijusių regionų ir su akių motorine kontrole susijusių regionų yra nustatyti bent jau paauglystėje. Kita vertus, atlygis skirtingai veikia kitus sakkados rodiklius (pvz., greitį ir delsą) vystymosi metu (Jazbec ir kt. 2006 m; Hardinas ir kt. 2007 m). Tačiau literatūroje dar nebuvo apibūdinti neuroninės grandinės, palaikančios atlyginamos AS užduoties atlikimą, vystymosi skirtumai.

Siekėme apibūdinti atlygio apdorojimo vystymosi skirtumus ir atlygio poveikį sveikų paauglių ir suaugusiųjų atsako slopinimui. Atkreipiame dėmesį, kad šių dviejų modelių sistemų sąveikos tyrimas turėtų būti laikomas pradiniu žingsniu apibūdinant sudėtingesnį rizikos prisiėmimo reiškinį. Labai svarbu, kad mes naudojame naują metodų rinkinį, įskaitant piniginių paskatų tarpininkaujamą AS paradigmą, pateiktą greito, su įvykiais susijusio fMRT projekte su daliniais „pagauti“ bandymais (Ollingeris, Shulmanas ir Corbetta 2001 m), kuri leidžia mums atskirti ir atskirai apibūdinti nuo deguonies lygio priklausomą (BOLD) aktyvumą kraujyje, susijusį su atlygio apdorojimo komponentais, kurie anksčiau literatūroje buvo nustatyti kaip skirtingi (Schultz 2000). Šie komponentai apima atlygio ženklų identifikavimą (Schultz 2000), numatant atsakymą už atlygį (Bjork ir kt., 2004) ir atsakymą / grįžtamąjį ryšį (Ernst et al. 2006), kurių kiekvienas gali turėti skirtingas vystymosi trajektorijas. Šis metodas ypač unikalus tuo, kad nagrinėjame 2 išankstinio apdorojimo komponentus – pradinį užuominos įvertinimą ir vėlesnį atsako paruošimą / numatymą. Be to, mes siekėme vienu metu apibūdinti atlygio nenumatytų atvejų poveikį paskirstytiems okulomotoriniams valdymo regionams (pvz., tariamiems žievės akių laukams), kurie, kaip žinoma, yra labai svarbūs AS užduočių atlikimui (Munozas ir Everlingas 2004 m).

Remdamiesi ankstesnėmis elgsenos ataskaitomis, mes prognozavome, kad suaugusieji ir paaugliai sukels mažiau atlygio slopinimo klaidų, palyginti su neutraliais AS tyrimais (Jazbec ir kt. 2006 m; Hardinas ir kt. 2007 m). Atlygio ir neutralių bandymų metu iškėlėme hipotezę, kad abi amžiaus grupės parodys didesnį aktyvumą smegenų regionuose, palaikančius atlygio signalo aptikimą (pvz., VS) ir vertės atstovavimą (pvz., VS ir OFC). Be to, iškėlėme hipotezę, kad teisingą AS veikimą atlyginamų bandymų metu palaikytų padidėjęs akių motorikos valdymo grandinės aktyvumas, ypač srityse, esančiose šalia viršutinės priešcentrinės vagos (SPS; tariamas žmogaus FEF homologas), kuris, kaip žinoma, palaiko teisingą AS veikimą. Įrodyta, kad sustiprėjęs FEF fiksavimo neuronų aktyvumas parengiamuoju AS tyrimų laikotarpiu yra labai svarbus gebėjimui slopinti klaidingus atsakymus.Connolly ir kt. 2002 m; Curtis ir D'Esposito 2003 m; Munozas ir Everlingas 2004 m). Atsižvelgdami į neoptimalaus AS veikimo ir atlygio apdorojimo nebrandumo įrodymus paauglystėje, iškėlėme hipotezę, kad paaugliams bus ryškesnis okulomotorinių regionų atlygio moduliavimo ir elgesio efektyvumo poveikis. Galiausiai, remdamiesi ankstesniais atradimais, mes taip pat iškėlėme hipotezę, kad paaugliai parodys hipoaktyvumą laukiant atlygio (Bjork et al. 2004, 2007; Eshel et al. 2007) ir hiperaktyvumas galutinio apdorojimo metu (Ernst et al. 2005; Galvanas ir kt. 2006).

Medžiagos ir metodai

Dalyviai

Iš pradžių į šį tyrimą buvo įtraukti trisdešimt aštuoni sveiki tiriamieji (22 paaugliai ir 16 suaugusiųjų). 4 paauglių vaizdiniai duomenys buvo neįtraukti į analizę dėl pernelyg didelio galvos judesio skaitytuve. Likę 34 tiriamieji (18 paauglių [13–17 m. M = 15.3 {±1.5}, 8 moterys] ir 16 jaunų suaugusiųjų [18–30 metų amžiaus, M = 21.7 {±2.9}, 10 moterų]) atitiko šiuos įtraukimo kriterijus: visų regėjimo aštrumas buvo bent 20/40 (koreguotas arba nekoreguotas), o ligos istorija neatskleidė jokios neurologinės ligos, smegenų sužalojimo ar sunkios psichikos ligos. pokalbio metu nustatytas tiriamasis arba pirmojo laipsnio giminaičiai. Kiekvienos grupės amžiaus intervalai buvo parinkti remiantis ankstesniu darbu, nurodant skirtingą elgesio lygį atliekant AS užduotį (Luna ir kt. 2004 m; Scherf ir kt. 2006 m). Dalyviai ir (arba) jų teisėti globėjai prieš dalyvaudami šiame tyrime pateikė informuotą sutikimą arba sutikimą. Šio tyrimo eksperimentinės procedūros atitiko Pasaulio medikų asociacijos etikos kodeksą (1964 m. Helsinkio deklaracija) ir Pitsburgo universiteto Institucinę peržiūros tarybą. Tiriamiesiems buvo sumokėta už dalyvavimą tyrime.

Apdovanota AS užduotis

Kiekviename AS tyrime tiriamiesiems iš pradžių buvo pateikta 1 iš 2 skatinamųjų ženklų (1.5 s) (Pav 1). Žalių dolerio banknotų ženklų ($) žiedas, kurių kiekvienas yra maždaug 1° regėjimo kampo, supantis centrinį baltą fiksavimo kryžių, rodė, kad tiriamasis laimės pinigų, jei teisingai atliks būsimą bandymą. Tokio pat dydžio, šviečiantis mėlynų svarų ženklų žiedas (#) rodė, kad tame teisme negresia jokie pinigai. Tiriamiesiems nebuvo tiksliai pasakyta, kiek pinigų galima uždirbti per kiekvieną bandymą, kad jie negalėtų sekti savo veiklos rezultatų ir neįtraukti darbo atminties sistemų. Tačiau prieš užduotį tiriamiesiems buvo pasakyta, kad jie gali laimėti iki 25 papildomų USD, priklausomai nuo jų veiklos rezultatų, ir kad nebus kaupiama skola (ty tiriamieji negali būti skolingi pinigų). Tada paskatinimo žiedas išnyko, o centrinis fiksavimo kryžius pasikeitė iš balto į raudoną (1.5 s), o tai rodo subjektui, kad jie turėtų pradėti ruoštis slopinti atsaką. Galiausiai periferinis dirgiklis (geltonas taškas) pasirodė (75 m) nenuspėjamoje horizontalioje vietoje (± 3 °, 6 ° ir 9 ° regėjimo kampas). Tiriamiesiems buvo liepta nežiūrėti į dirgiklį, kai jis pasirodė, o per tą laiką (1475 ms) nukreipti akis į veidrodžio vietą.

1 pav. 

Piniginės paskatos AS užduoties vaizdavimas. Žaliųjų dolerio banknotų ženklų žiedas rodė, kad tiriamasis gali laimėti pinigų, jei teisingai atliks būsimą bandymą (atlygio sąlyga). Mėlynų svarų ženklų žiedas rodė, kad pinigų nėra ...

Norint vienareikšmiškai įvertinti hemodinaminį atsaką, sukeltą per kiekvieną bandymo epochą, mūsų eksperimentinis planas apėmė maždaug 30% dalinių bandymų, atsitiktinai įterptų, kartu su drebinančiais tarpbandiniais intervalais (Ollingeris, Corbetta ir Shulmanas 2001 m; Ollingeris, Shulmanas ir Corbetta 2001 m). Šių elementų įtraukimas užtikrino, kad buvo pakankamai nepriklausomų tiesinių lygčių, kad būtų galima atskirai įvertinti BOLD atsaką, susijusį su užuomina, atsako paruošimu ir sakkados atsako epochomis dekonvoliucijos metu. Tai yra kiekybiškai patvirtintas būdas įvertinti komponentus bandymo metu (Ollingeris, Corbetta ir Shulmanas 2001 m; Ollingeris, Shulmanas ir Corbetta 2001 m; Goghari ir MacDonald 2008 m), ir apie tai anksčiau buvo pranešta literatūroje (Shulman ir kt. 1999 m; Corbetta ir kt. 2000 m; Wheeleris ir kt. 2005 m; Brown et al. 2006). 30 % bandymų dažnis sumažino tiriamųjų tikėjimąsi daliniu bandymu, kartu išlaikant pakankamą „visų“ bandymų dažnumą, kad būtų galima tinkamai įvertinti BOLD atsaką. Per kiekvieną paleidimą buvo pateikti du bandymo variantai, kuriuos sudarė bandymas, kuris baigiamas po 1) atsako paruošimo laikotarpio (raudonos fiksacijos) (ty nebuvo rodomas joks periferinis variklio atsako signalas) arba 2) skatinamojo signalo vaizdų (apskritimų). „$“ arba „#“ (ty raudona fiksacija ir periferinė nuoroda nebuvo rodoma). Svarbu pažymėti, kad tiriamieji nežinojo, kurie bandymai bus daliniai bandymai, o kurie – ištisi, kol daliniai bandymai nebuvo nutraukti, nes pradiniai daliniai bandymo komponentai (užuomina, parengiamoji fiksacija) buvo pateikti lygiai taip pat, kaip ir visuose bandymuose. Prieš atliekant vaizdavimą, tiriamiesiems buvo pasakyta, kad kai kurie tyrimai bus nebaigti ir kad jie tiesiog turėtų tęsti kitą tyrimą, kaip nurodyta. Intertrial fiksavimo laikotarpis buvo virpinamas tarp 1.5, 3, 4.5 arba 14, 6 s intervalų (tolygiai paskirstytas) ir jį sudarė subjektai, tiesiog pritvirtinę centrinį baltą kryžių juodame fone. Kiekviename važiavime atsitiktine tvarka buvo pateikti 3 pilnų atlygio bandymų, 14 dalinio atlygio bandymai (6 kiekvieno varianto), 3 visiškų neutralių bandymų ir 5 daliniai neutralūs bandymai (9 kiekvieno varianto). Kiekvienas bėgimas truko 56 minutes 56 s. Per vieną eksperimentinę sesiją buvo atlikti keturi paleidimai, iš viso XNUMX pilni atlygio bandymai ir XNUMX visiškai neutralūs bandymai.

Akių sekimo

Tiriamieji pirmą kartą buvo išbandyti mūsų elgesio laboratorijoje per 1 savaitę prieš nuskaitymą, siekiant patvirtinti, kad jie suprato ir galėjo atlikti užduotį, kaip aprašyta. MR skenavimo aplinkoje akių judesiai buvo gauti naudojant ilgo nuotolio optinę akių sekimo sistemą (Model 504LRO; Applied Science Laboratories, Bedford, MA), kuri užfiksavo akies padėtį pagal vyzdžio ir ragenos atspindį, gautą veidrodžiu, pritvirtintu ant galvos ritės. su 0.5° regėjimo kampo skiriamąja geba. Užduočių įvykdymui užtikrinti taip pat buvo naudojamas vienu metu stebimas vaizdo įrašas. Eksperimento sesijos pradžioje ir tarp paleidimų, kai reikia, buvo atlikta 9 taškų kalibravimo procedūra. Stimulai buvo pateikti naudojant E-Prime (Psychology Software Tools, Inc., Pitsburgas, PA), projektuojami ant plokščio ekrano, esančio už magneto. Tiriamieji žiūrėjo į ekraną naudodami veidrodį, sumontuotą ant standartinės radijo dažnio galvutės ritės. Akių duomenys buvo vertinami neprisijungus naudojant ILAB programinę įrangą (Gitelman 2002 m) ir vidinis balų rinkinys, parašytas MATLAB (MathWorks, Inc.), veikiantis kompiuteryje „Dell Dimension 8300“. Dominantys kintamieji apėmė teisingą ir neteisingą AS delsą ir teisingą AS atsako dažnį (1 atėmus slopinimo nesėkmių skaičių / bendrą įvertintų bandymų skaičių) atlyginamų ir neutralių bandymų metu. Teisingas atsakas į AS užduotį buvo toks, kai pirmasis akies judesys per sakkados atsako epochą greitis didesnis arba lygus 30°/s (Gitelman 2002 m). Akių judesiai dalinio gaudymo bandymų metu buvo reti, nes tiriamieji niekada nebuvo nukreipiami į konkrečią vietą ir nebuvo vertinami. AS klaidos (taip pat vadinamos prosakadinėmis klaidomis) įvyko, kai pirmasis sakadinis atsako epochos metu buvo nukreiptas į staiga atsiradusį periferinį stimulą ir viršijo 2.5, 2.5 ° / regėjimo kampo centrinės fiksacijos zoną. Tyrimai, kurių metu nebuvo sugeneruoti akių judesiai (<1 % tyrimų), nebuvo įtraukti į tolesnę analizę.

fMRI gavimas ir išankstinis apdorojimas

Vaizdo duomenys buvo renkami naudojant 3.0-T Siemens Allegra skaitytuvą Brain Imaging Research Center, Pitsburgo universitete, Pitsburge, PA. Buvo atlikta gradiento aido ir plokštumos vaizdų seka, jautri BOLD kontrastui (T2*) (Kwong ir kt. 1992 m; Ogawa ir kt. 1992 m). Gavimo parametrai buvo laiko pasikartojimas, TR = 1.5 s; laiko aidas = 25 ms; apvertimo kampas = 70°; vienas šūvis; pilnas k- erdvė; 64 × 64 gavimo matrica su matymo lauku = 20 × 20 cm. Buvo surinkti dvidešimt devyni 4 mm storio ašiniai pjūviai be tarpo, sulygiuoti su priekine ir užpakaline komisūra (AC – PC linija), sukuriant 3.125, 3.125 × 4, 3 × 192 mm vokselius, kurie apėmė visą žievę ir didžiąją dalį smegenėlių. Struktūriniams vaizdams sagitalinėje plokštumoje gauti buvo naudojama 1D tūrio įmagnetinimo paruošta greito gavimo gradiento-aido (MP-RAGE) impulsų seka su XNUMX pjūviais (XNUMX mm pjūvio storis).

Funkciniai vaizdai pirmą kartą buvo iš anksto apdoroti naudojant FMRIB programinės įrangos biblioteką (Smith et al. 2004). Buvo atlikta pjūvio laiko korekcija, kad būtų galima koreguoti tarpinių pjūvių gavimą. Buvo apskaičiuoti sukimosi ir transliaciniai galvos judesių įverčiai, o vaizdai buvo pataisyti suderinant kiekvieną laiko eilutės tūrį su tūriu, gautu įsigijimo viduryje. Kiekvieno subjekto transliaciniai ir sukimosi judesiai buvo apskaičiuoti vaizdų vidurkiu ir naudojami apskaičiuojant bendrus vidutinius kvadratinius judesio matmenis. Tiriamieji, kurie judėjo daugiau nei 1 mm (transliacija) arba 1° (sukimosi), nebuvo įtraukti į tolesnę analizę. Remiantis šiais kriterijais, buvo atmesti keturi paaugliai.

Struktūriniai vaizdai (MP-RAGE) buvo priderinti prie funkcinių vaizdų ir transformuoti į tuos pačius matmenis naudojant FLIRT programą, pasiekiamą FSL (Jenkinsonas ir Smithas 2001 m). Smegenų ištraukimas buvo atliktas naudojant smegenų ekstrahavimo įrankį FSL (Smith 2002). Funkciniai vaizdai buvo erdviškai išlyginti naudojant 5 mm viso pločio, esant pusei maksimalaus branduolio, ir buvo paveikti aukšto dažnio laikinojo filtravimo (sigma = 37.5 s), kad būtų pašalintas žemo dažnio skaitytuvo dreifas. Galiausiai kiekvieno paleidimo signalo intensyvumas buvo padidintas iki 100 vidurkio, o keli paleidimai buvo sujungti.

Funkcinių neurovaizdų analizė (Cox 1996 m) buvo naudojamas atskirų subjektų dekonvoliucijai, taip pat grupės statistinei analizei. Dekonvoliucijos metodai buvo naudojami pagal Ward (2002) aprašytus veiksmus. Trumpai tariant, mūsų modelį sudarė 6 dominantys stačiakampiai regresoriai (atlygio užuomina, neutrali užuomina, apdovanojimo paruošimas, neutralus paruošimas, atlygio sakkados atsakas, neutralus sakadinis atsakas; „tik teisingi AS bandymai“). Taip pat įtraukėme atlygio ir neutralių klaidų bandymų regresorius (sudarytą iš viso bandymo), bazinių, linijinių ir netiesinių tendencijų regresorius, taip pat 6 judesio parametrus, įtrauktus kaip „nepatogumo“ regresorius. Unikali apskaičiuota impulsinio atsako funkcija (IRF, ty hemodinaminio atsako funkcija) kiekvienam dominančiam regresoriui (atlygis ir neutralus signalas, pasiruošimas ir sakkada; „tik teisingi AS bandymai“) buvo nustatyta pagal svertinę tiesinę 5 sinusinių bazinių funkcijų sumą. padauginta iš duomenų nustatyto mažiausiųjų kvadratų apskaičiuoto beta svorio. Apskaičiuotas IRF atspindi apskaičiuotą BOLD atsaką į stimulo tipą (pvz., atlygio užuominą) po to, kai buvo kontroliuojami BOLD signalo kitimai dėl kitų regresorių. Mes nurodėme numatomo atsako trukmę nuo stimulo pradžios (laikas = 0) iki 18 s po stimulo pradžios (13 TR), t. Mes nedarėme jokių prielaidų dėl konkrečios jo formos, išskyrus nulį kaip pradžios tašką. Buvo apskaičiuota keletas tinkamumo statistinių duomenų, įskaitant dalinę kiekvieno regresoriaus ir F statistiką t-balai, lyginant kiekvieną iš 5 apskaičiuotų beta versijų svorių su nuliu. Po dekonvoliucijos statistiniai vaizdai buvo transformuoti į Talairacho erdvę („Talairach“ ir „Tournoux 1988“).

Grupės lygio analizė

Anatominiai dominantys regionai (IG)

Mūsų analizės buvo sutelktos į funkciškai apibrėžtas grupes, nustatytas kelių a priori anatominių ROI ribose (Curtis ir Connolly 2008 m) anksčiau buvo identifikuotas kaip naudojamas įvairiuose atlygio apdorojimo ar akių motorinės kontrolės aspektuose. Numanoma su atlygiu susijusi anatominė IG šiame tyrime apėmė VS (įskaitant nucleus accumbens), OFC ir ventralinį medialinį PFC (VMPFC). Šiame tyrime naudotos su anatominiu atlygiu susijusios IG ribas apibrėžėme taip: VS (Breiter ir kt. 1997; Breiteris ir Rosenas 1999 m; Bjork et al. 2004; Voorn ir kt. 2004) buvo laikoma, kad nugarą riboja linija, besitęsiančia į šoną nuo šoninio skilvelio ventralinio galo iki vidinės kapsulės, šoninė ir priekinė riba buvo uodegos ir putamen ventralinė ir vidurinė jungtis, o užpakalinė riba buvo laikoma priekinė komisūra. OFC apėmė akiduobės ir tiesiosios žarnos, įskaitant BA 10, 11 ir 47 (Kringelbachas ir Rollsas 2004 m). Iš šono OFC ribojo apatinė priekinė vaga, o viduriniame paviršiuje - viršutinė rostraline vaga. VMPFC nurodė žievės nugarą ir viršutinę rostralinę vagą, esančią smegenų medialiniame paviršiuje, priekinę ir ventralinę (subkalosinę sritį) į corpus callosum gentį, pirmiausia įskaitant užpakalinę / vidurinę BA 10 ir 32 (Knutson ir kt. 2003; Blair et al. 2006). VMPFC apėmė rostralinę priekinę cingulinę žievę.

Numanoma okulomotorinės kontrolės ROI apėmė sritis išilgai viršutinės ir apatinės priešcentrinės griovelės (atitinkamai sPCS ir iPCS) ir paracentrinės griovelės (paraCS), taip pat cingulinę žievę (BA 24, 32), įskaitant nugaros ir uodegos priekinę vingiuotą, intraparietalinę vagą (IPS). ), putamen ir dorsolaterinis PFC (DLPFC, įskaitant BA 9, 46) (Sweeney ir kt. 1996 m; Grosbras ir kt. 1999 m; Liddle ir kt. 2001 m; Luna ir kt. 2001 m; Connolly ir kt. 2002 m; Munozas ir Everlingas 2004 m; Ridderinkhof, Ullsperger ir kt. 2004 m; Pierrot-Deseilligny ir kt. 2005 m; Brown et al. 2006; Hikosaka ir kt. 2006; Curtis ir Connolly 2008 m). Žmogaus priešcentrinę griovelį dažnai sudaro 2 dalys – viršutinė ir apatinė priešcentrinė vaga, atskirta skersine jungtimi tarp priešcentrinio ir tarpinio priekinio žiedo.Ono ir kt. 1990 m). ParaCS buvo apibrėžiamas kaip griovelis, esantis priekyje nuo centrinės skilties palei nugaros vidurinį smegenų paviršių (Ono ir kt. 1990 m). IPS buvo apibrėžta kaip griovelis, dalijantis viršutines ir apatines parietalines skiltis (IPL).

Galiausiai, nors literatūroje buvo gerai nustatyta, kad įvairiose kraujagyslių teritorijose nėra hemodinaminio atsako (HDR) funkcijos skirtumų nuo vaikystės iki pilnametystės.Kang ir kt. 2003 m; Wenger ir kt. 2004 m; Brown et al. 2005), įtraukėme regos žievę (BA 17, 18) kaip papildomą kontrolės sritį, kad dar labiau parodytume, kad paaugliai sukuria laiko kursus, kurie yra lygiaverčiai suaugusiems.

Laiko eigos analizės

Apskaičiuotos IRF vertės, gautos atliekant kiekvieno tiriamojo dekonvoliucijos analizę, buvo įtrauktos į visapusišką dispersijos analizę (ANOVA), kurioje nustatytas laikas (nuo 0 iki 12 TR), paskatos tipas (atlygis, neutralus) ir amžiaus grupė (paauglys, suaugęs). subjektai kaip atsitiktinis veiksnys. Mūsų užduoties projektavimo dekonvoliucijos metodai, kai nustatomi skirtingi bandymo etapai, sukuria apskaičiuotus IRF. IRF atspindi apskaičiuotą BOLD atsaką į stimulo tipą (pvz., atlygio užuominą) po to, kai kontroliuojamas BOLD signalo kitimas dėl kitų regresorių. Vidutinės IRF (taip pat vadinamos vidutiniu apskaičiuotu laiko eiga, toliau) diagramos rodo vidutinį (visiems tiriamiesiems) apskaičiuotą BOLD atsaką nuo stimulo pradžios (laikas = 0) iki 18 sekundžių po stimulo pradžios. 18 s trukmė, parametras, kurį nurodėme savo dekonvoliucijos modelyje, yra tinkama trukmė tipiškam hemodinaminiam atsakui, kurį sukelia trumpalaikis stimulas grįžti į pradinę padėtį.

Kiekvienai bandomajai epochai buvo atlikti atskiri ANOVA, todėl buvo gauti „užuomina“, „atsakymo paruošimas“ ir „sakadinis atsakas“ (pagrindinis laiko vaizdų poveikis). „Pagrindinio laiko poveikio“ paveikslėlyje rodomi regionai, kurie laikui bėgant yra labai modifikuoti (0–12 TR), palyginti su pradine linija, žlugę tarp tiriamųjų ir sąlygų, todėl apibūdina pagrindines mūsų tyrime įdarbintas schemas. Statistiniai žemėlapiai (Pav 3) buvo padengti reprezentatyvaus subjekto anatominiu vaizdu. 3D žievės paviršiaus vaizdams (Fig. 44-6), mes projektavome židinius iš regionų, kuriuose rodomas su amžiumi ir (arba) paskata susijęs poveikis, į Human PALS atlaso paviršių naudodami programinę įrangą Caret (5.51 versija) (Van Essen ir kt. 2001 m; Van Esenas 2002 m).

3 pav. 

„Pagrindinio laiko efekto“ grupės aktyvinimo žemėlapiai, skirti skatinamiesiems signalams (dolerio ženklų arba svaro ženklų žiedui), atsako paruošimui (raudona fiksacija) ir atsako atsakui (periferinė blykstė), sugriuvo pagal paskatos tipą ir amžiaus grupę. Vaizdo slenkstis ...
4 pav. 

Epochos laiko kursai, rodantys amžiaus ir (arba) paskatų sąveiką laikui bėgant. Laiko kursai buvo išgauti iš sferinės kaukės (9 mm skersmens), nukreiptos į didžiausio vokselio koordinates (žr. Medžiagos ir metodai). Tik vizualizavimo tikslais, užpildyta juoda ...
5 pav. 

Reagavimo paruošimo (atlygio numatymo) laiko kursai, rodantys amžiaus ir (arba) paskatų sąveiką per tam tikrą laiką. Laiko kursai buvo išgauti iš sferinės kaukės (9 mm skersmens), nukreiptos į didžiausio vokselio koordinates (žr. Medžiagos ir metodai). Dėl vizualizacijos ...
6 pav. 

Saccade atsako epochos laiko kursai, rodantys amžiaus ir (arba) paskatų sąveiką per tam tikrą laiką. Laiko kursai buvo išgauti iš sferinės kaukės (9 mm skersmens), nukreiptos į didžiausio vokselio koordinates (žr. Medžiagos ir metodai). Tik vizualizavimo tikslais, ...

Kiekviename „pagrindinio laiko efekto“ vaizde funkciškai apibrėžtos ROI (toliau taip pat vadinamos „grupėmis“) buvo nustatytos naudojant literatūroje jau nustatytus metodus (Wheeleris ir kt. 2005 m; Velanova ir kt. 2008 m). Pirma, didžiausi vokseliai, viršijantys slenkstį P < 0.001 (nepataisyta) buvo identifikuoti ir surūšiuoti pagal F statistikos dydį. Tada kiekvieno maksimumo centre buvo 9 mm skersmens sferinė kaukė. Tada mes pataisėme pagrindinį laiko vaizdo efektą keliems palyginimams, naudodami Monte Karlo modeliavimo kriterijus (http://afni.nimh.nih.gov/afni/doc/manual/AlphaSim), kuris nurodė, kad kartu su atskiru vokseliu reikalingas mažiausiai 17 gretimų vokselių grupės dydis P reikšmė 0.001, kad būtų pasiekta pataisyta vaizdo lygio reikšmė P < 0.05. Funkcinės ROI buvo apibrėžtos įtraukiant visus 9 mm sferoje, kurios centras yra didžiausias, nepataisytame vaizde, o tada neįtraukiant vokselių, kurių nepavyko atlikti pataisymų atliekant kelis palyginimus. Tada mes panaudojome šias funkciškai apibrėžtas grupes kaip kaukes ir iš kiekvieno dalyko sudedamųjų vokselių išskyrėme numatomą laiko eigą abiem skatinimo sąlygomis. Tokiu būdu užtikrinome, kad tie patys regionai būtų svarstomi visuose dalykuose. Laiko kursai buvo apskaičiuojami tarp tiriamųjų ir analizuojami naudojant kartotines priemones ANOVA; amžiaus grupė (suaugusieji, paaugliai) buvo veiksnys tarp tiriamųjų; laikas (0–12 TR) ir skatinamoji sąlyga (atlygis, neutralus) priklausė tiriamųjų veiksniams. Jei nenurodyta kitaip, pranešama apie sferiškumo pakoreguotus (šiltnamio – Geiserio) reikšmingumo lygius. Toliau pateikiame visus regionus, nurodytus omnibuso „pagrindinio laiko poveikio“ grupės žemėlapyje, ir pateikiame regionų, kuriuose rodomas reikšmingas amžius pagal laiką, paskatas pagal laiką ir (arba) amžius pagal paskatą pagal laiką sąveiką visame pasaulyje, laiko eigos duomenis. apskaičiuotas atsakas (13 laiko taškų).

Atkreipiame dėmesį, kad keliuose tirtuose regionuose vidutinis apskaičiuotas atsakas į laiką parodė dvifazį atsaką arba laikinai vėlesnį piką (pasireiškia daugiau nei 6 s nuo bandomojo komponento pradžios). Šiuo metu neaišku, ar laikinai vėlesnės smailės turi funkcinę reikšmę (pvz., atspindi individualų subjekto kintamumą įdarbinant konkretų regioną arba uždelstą signalizaciją regione), ar yra tiesiog mūsų dekonvoliucijos analizės, kuri neįgauna fiksuotos HDR formos, rezultatas. . Taigi, mes taip pat atlikome antrinį, konservatyvesnį pakartotinį matavimą ANOVA, kuriame buvo atsižvelgta tik į įvertintus atsakymus esant 3–6 TR. Šie laiko taškai buvo pasirinkti, nes jie apima 3–7.5, 4 s po stimulo pradžios, o tai užfiksuotų pradinį stereotipinio hemodinaminio atsako piką, kuris įvyktų nuo 6 iki XNUMX s po stimulo pateikimo. Taikant šį metodą, taip pat buvo analizuojami laiko kursai iš visų IG, nurodytų omnibuso pagrindiniais laiko žemėlapio poveikiais kiekvienai bandomajai epochai. Kiekvienai iš šių analizių buvo analizuojami tik „teisingi“ AS bandymai. Galiausiai pažymime, kad BOLD laiko kursų palyginimo tarp vystymosi amžiaus grupių bendroje stereotaksinėje erdvėje galimybė buvo gerai žinoma (Kang ir kt. 2003 m; Wenger ir kt. 2004 m; Brown et al. 2005).

Siekdami patikrinti atskirų bandymų epochų išskaidytų laiko kursų pagrįstumą, siekėme patikrinti, ar atskirų bandymo komponentų suma sudarys tipišką HDR formą ir kad suminė reakcija labai atitiko laiko eigą, gautą svarstant bandymą kaip visas. Norėdami tai padaryti, mes pirmiausia susumavome kiekvienos atskiros bandomosios epochos apskaičiuotus laiko eigas (užrašas + atsako paruošimas + atsako atsakas) kiekviename smegenų vokselyje, pakeisdami atsako paruošimo epochos laiko eigą 1.5 s, kad būtų atsižvelgta į šio komponento pradžią. bandyme ir sakkados atsako epochos laiko eiga 3 s. Tada viso tyrimo IRF (ty užuomina, paruošimas ir atsakas kartu) kiekviename vokselyje buvo sukurtas atliekant atskirą dekonvoliucijos analizę, kurioje užkodavome tik kiekvieno bandymo pradžią ir įvertinome atsaką iki 21 s po bandymo pradžia. Kiekvienas iš šių laiko kursų (užuomina, atsako paruošimas [laikas perkeltas], sakkadinis atsakas [laikas perkeltas], sumuotas atsakas ir viso bandymo atsakas) buvo apskaičiuojamas kiekviename vokselyje, identifikuotame užuominos „pagrindinio laiko poveikio“ sferos kaukėje ir nubraižytas (Papildomi Fig. 1-6). Tada ši procedūra buvo pakartota atsako paruošimo ir atsako sferų kaukėms. Šis pagrįstumo patikrinimas parodė, kad sudedamųjų dalių laiko kursų suma sukėlė tipišką hemodinaminį atsaką, o tai suteikė papildomos paramos, kad mūsų dekonvoliucijos procedūros buvo tikslios. Papildomi 1–6 paveikslai rodo pavyzdžius iš mūsų laiko eigos ir patikrinimo analizės. Buvo nustatytas didelis panašumas tarp suminio (storos juodos linijos) ir viso bandomojo (raudonos linijos) laiko kursų ir kanoninių HDR profilių.

rezultatai

Elgesys

Pakartotiniai ANOVA matavimai dėl teisingo slopinimo atsako dažnio įvairiose amžiaus grupėse ir skatinimo sąlygose parodė reikšmingą pagrindinį paskatos tipo poveikį (F(1,32) = 18.9424, P < 0.001) ir pagrindinio amžiaus grupės poveikio tendencija (F(1,32) = 3.491, P = 0.071), bet nėra amžiaus grupės pagal paskatos tipo sąveiką. Kaip ir tikėtasi, visi tiriamieji nuosekliai stebėjo prosakados klaidas ir korekcinius atsakymus į atitinkamą vietą, panašiai kaip ir ankstesnėse ataskaitose (Velanova ir kt. 2008 m).

Atsižvelgdami į mūsų hipotezes, kad suaugusieji ir paaugliai sukurs mažiau slopinančių atlygio klaidų, palyginti su neutraliais tyrimais, planuojami paskatų tipo poveikio rezultatams (teisingam atsako dažniui ir delsai) palyginimai kiekvienoje amžiaus grupėje (atlygis ir neutralus paaugliams; atlygis ir atlygis). . neutralus suaugusiems) taip pat buvo atlikti naudojant Bonferroni pakoreguotą alfa lygį 0.025 vienam bandymui (0.05/2). Paaugliai sugeneravo daug daugiau teisingų AS, kai buvo apdovanoti, palyginti su neutraliais bandymais (t(17) = 4.500, P <0.001) (žr Pav 2A). Suaugusiųjų rezultatai parodė geresnes reakcijas į atlygį, palyginti su neutraliais bandymais (t(15) = 1.939, P = 0.072).

2 pav. 

Elgesio rezultatai. (A) Teisingas paauglių (kairiosios juostos) ir suaugusiųjų (dešinės juostos) atsakymų dažnis į neutralius (neužpildytos juostos) ir atlyginamus (stulpelius su maiša) bandymus. (B) Teisingų AS delsos. (C) Slopinamųjų klaidų vėlavimai. Viena žvaigždutė (*) rodo ...

Vėlavimas inicijuoti teisingą AS parodė pagrindinį paskatos poveikį (F(1,32) = 22.695, P < 0.001), bet nėra pagrindinio amžiaus grupės ar amžiaus grupės poveikio pagal paskatų sąveiką. Suplanuoti palyginimai atskleidė, kad abi amžiaus grupės sugeneravo žymiai greitesnius AS už atlygį, palyginti su neutraliais bandymais (paaugliai, t(17) = 3.215, P = 0.005 ir suaugusiems, t(15) = 3.498, P = 0.003).

Klaidingų sakadų (vadinamų „prosakadų klaidomis“, kai tiriamieji iš pradžių žiūri į periferinį stimulą) latencija neparodė reikšmingos amžiaus grupės pagal skatinamąją sąveiką. Suplanuoti palyginimai parodė, kad paaugliai, bet ne suaugusieji, sugeneravo žymiai greitesnį atsaką į atlyginimą, palyginti su neutraliais tyrimais (t(17) = 2.400, P = 0.022). 2 pavB,C atitinkamai nubraižo teisingų ir neteisingų AS delsą. Pateikiamos teisingo atsako dažnio ir teisingų bandymų delsos priemonės ir standartiniai nuokrypiai Lentelė 1.

Lentelė 1 

Atlygio ir neutralių AS bandymų elgsenos rezultatai

Galiausiai, atsižvelgiant į palyginti platų tiriamų paauglių amžiaus diapazoną, buvo atliktas atskiras „vyresnių“ ir „jaunesnių“ paauglių palyginimas grupėse, siekiant ištirti galimybę, kad vyresnio amžiaus paauglių ir suaugusiųjų amžiaus skirtumas nebuvo pakankamai didelis, kad būtų galima parodyti skirtumus. Tai yra, jei vyresnio amžiaus paauglių rezultatai gerokai skiriasi nuo jaunesnių, vyresnio amžiaus paauglių duomenys gali turėti įtakos nereikšmingam amžiaus poveikiui. Mes panaudojome medianinį padalijimą, kad suskirstytume 18 paauglių į vyresnius (N = 9; 6 17 m. ir 3 16 m.) ir jaunesnės grupės (N = 9; 3 13 m., 1 14 m., 4 15 m. ir 1 16 m. [jauniausias iš 4 tirtų 16 m.]). Nepriklausomas pavyzdys t-testai buvo atlikti su „jaunų“ ir „senų“ paauglių teisingo atsako dažnio ir delsos duomenimis abiejų tipų bandymams. Nėra reikšmingų skirtumų (visi Pbuvo > 0.05).

fMRI

Per kiekvieną bandymo epochą suaugusiems ir paaugliams buvo naudojamas paskirstytas smegenų sričių tinklas, įskaitant numatomus okulomotorinės kontrolės regionus (pvz., žievės akių laukus ir bazinius ganglijas) ir su atlygiu susijusius regionus (pvz., OFC ir VS) (Pav 3). Kai kuriuose lokusuose nustatėme reikšmingą amžiaus ir (arba) paskatų sąveiką su laiku per visą numatomą atsaką (13 laiko taškų) arba TR 3–6 (žr. Medžiagos ir metodai). Šie rezultatai, atskirti pagal bandomąją epochą, yra išsamiau aptariami toliau.

Valdymo sritis: pirminė regos žievė

Funkciškai apibrėžtos klasteriai, esantys regėjimo žievėje (BA 17, 18), kiekvienos bandymo epochos metu patvirtino, kad paaugliai sukuria panašų HDR, palyginti su suaugusiaisiais. Ištirti židiniai parodė tvirtą dalyvavimą AS užduotyje, bet jokio amžiaus ar paskatos tipo sąveikos pagal laiką (Papildomas pav. 7).

1 epocha: skatinamasis ženklas

Su apdovanojimais susiję regionai

Pateikiant skatinamąjį signalą, dešinioji VS (Talairacho koordinatės: 14, 2, −7) parodė reikšmingą amžiaus ir laiko sąveiką (F(12,384) = 3.082, P = 0.023), kai atsižvelgiama į visą numatomą laiko eigą (13 laiko taškų). Suaugusieji parodė didesnį teigiamą aktyvumą apdovanojimų metu, o paaugliai – neigiamą atsakymą. Šiame regione paauglių atlygio ir neutralaus laiko kursai parodė ankstyvą neigiamą nukrypimą, o suaugusieji į atlygį reagavo minimaliai, o po to sekė tvirtesnis teigiamas atsakas abiejuose bandymų tipuose (Pav 4). Vertinant tik pradinį laiko eigos aspektą (TR 3–6), šis regionas vis tiek parodė tendenciją (F(3,96) = 2.368, P = 0.076). Tačiau kairysis VS (-10, 2, -4) parodė reikšmingą amžiaus sąveiką pagal laiką (F(3,96) = 3.204, P = 0.027) per šį trumpesnį laikotarpį. Šiame diapazone, panašiai kaip dešinėje VS, paaugliams buvo ankstyvi neigiami atsakymai per atlygio ir neutralių bandymų laiką, o suaugusieji neparodė jokių nukrypimų nuo pradinio lygio.

Oculomotoriniai ir slopinimo kontrolės regionai

Nė viena iš ištirtų okulomotorinės kontrolės ROI neparodė reikšmingo amžiaus pagal laiką, paskatų pagal laiką arba amžiaus pagal paskatą pagal laiką sąveikos per 13 apskaičiuotų laiko taškų, pateikiant skatinamąjį signalą. Tačiau 3–6 TR mes pastebėjome stimulą pagal laiko sąveiką dešinėje sPCS (26, -13, 53) (F(3,96) = 2.695, P = 0.05), dešinioji apatinė priekinė gira (44, 11, 32) (F(3,96) = 4.474, P = 0.006), taip pat kairysis precuneus (-28, -64, 41) (F(3,96) = 2.959, P = 0.036). Kairiajame IPL (-28, -52, 38) (BA 7, nugaroje ir medialinėje virškraštinėje girnoje) buvo stebimas amžius pagal stimulą laiko sąveika (F(3,96) = 3.397, P = 0.021) (Lentelė 2). Kiekviename iš šių regionų paauglių atlygio tyrimo atsakymai buvo panašūs į suaugusiųjų atlygio ir neutralaus laiko kursus (Pav 4). Tačiau paauglių atsakas šiose srityse neutralių tyrimų metu buvo susilpnėjęs.

Lentelė 2 

Rekomendacijos metu pastebėti regionai (tik teisingi bandymai), kurie parodė reikšmingą sąveikos poveikį

Lentelė 3 pateikia visų funkcinių grupių, stebimų a priori anatominiuose regionuose, didžiausių vokselių vietą, demonstruojančią reikšmingą moduliaciją per paskatų epochą.

Lentelė 3 

Regionai, parodantys pagrindinį laiko poveikį anatominėms IG, stebimiems signalo metu (tik teisingi bandymai).

2 epocha: atsako ruošimas/numatymas

Su apdovanojimais susiję regionai

Po skatinamųjų ženklų epochos, rengiant / numatant atsakymą, viena grupė dešinėje VS (11, 8 ir –7) parodė reikšmingą amžiaus ir laiko sąveiką (F(12,384) = 2.586, P = 0.05) per 13 apskaičiuotų laiko taškų. Ištyrus laiko eigą iš šio regiono, paaiškėjo, kad paauglių atsakas buvo stipresnis atlygio metu, palyginti su neutraliais tyrimais (Pav 5). Suaugusieji šiame regione nedalyvavo, o neutralių bandymų metu buvo tik silpnas teigiamas atsakas, o vėliau - neigiamas nukreipimas per atlygio bandymus šiame regione. Ribotesniame 3–6 TR laiko intervale šis regionas vis dar parodė reikšmingą amžiaus sąveiką (F(3,96) = 6.618, P <0.001).

Oculomotoriniai ir slopinimo kontrolės regionai

Kairiajame sPCS (-25, -13, 56) buvo pastebėta reikšminga amžiaus pagal paskatą laiko sąveika (F(12,384) = 2.889, P = 0.032) per visą apskaičiuotą bandymą. Šiame regione paauglių ankstyvasis pikas, palyginti su suaugusiaisiais, buvo didesnis abiejuose skatinimo tipuose, taip pat laikinai pratęstas atsakas per atlygio bandymus (Pav 5). Atsižvelgiant į tik 3–6 TR, amžiaus pagal paskatą pagal laiką sąveika šiame regione sumažėjo iki tendencijos (F(3,96) = 2.282, P = 0.084).

Kitur, 3–6 TR, mes stebėjome dešiniojo medialinio priekinio girnelės (MFG) ir viršutinės priekinės girnelės amžiaus sąveiką (17, –10, 53) (F(3,96) = 2.915, P = 0.038). Reikšmingas amžius pagal paskatą pagal laiką taip pat buvo pastebėtas dviejose kitose klasteriuose išilgai kairiojo sPCS (-2, -25, 19) (-F(3,96) = 2.920, P = 0.038) ir (–31, –10, 44) (F(3,96) = 2.909, P = 0.038). Kiekviename iš šių regionų paauglių atsakas atlygio ir neutralių tyrimų metu buvo didesnis, palyginti su suaugusiaisiais (Pav 5). Dar blogiau, kairiajame iPCS buvo pastebėtas reikšmingas amžius pagal stimulą pagal laiką (-28, -1, 35) (F(3,96) = 3.281, P = 0.024). Šiame regione paauglių atlygio atsakas buvo panašus į suaugusiųjų atlygį ir neutralius atsakus, kurių didžiausias laikas buvo maždaug 7.5s. Paauglių neutralus laiko kursas pasiekė mažesnio masto piką anksčiau (3 s) ir per šį laikotarpį sumažėjo iki pradinės linijos (Fig., 5). Reikšmingas amžius pagal paskatą pagal laiko sąveiką (F(3,96) = 3.836, P = 0.012) per 3–6 TR taip pat buvo pastebėtas kairiajame MFG / priekiniame cingulate (−7, 29, 35) (Lentelė 4). Paauglių reakcija į atlygį buvo stipresnė, palyginti su neutraliais tyrimais, ir į suaugusiųjų atlygį bei neutralius atsakus.

Lentelė 4 

Regionai, pastebėti ruošiant atsaką (tik teisingi bandymai), kurie parodė reikšmingą sąveikos poveikį

Užpakalinėje parietalinėje žievėje dešiniajame priekyje esantis klasteris (BA 7) (8, -58, 53) parodė reikšmingą amžiaus sąveiką (F(12,384) = 3.093, P = 0.024) per 13 apskaičiuotų laiko taškų. Kaip rodo šio regiono laiko kursai (Pav 5), paauglių, palyginti su suaugusiaisiais, aktyvumas buvo didesnis abiejų tipų skatinamųjų tyrimų metu. Visuose 3–6 TR šiame regione vis dar buvo reikšminga skatinamoji sąlyga pagal amžių ir laiką sąveika (F(3,96) = 4.143, P = 0.008).

Lentelė 5 pateikia visų funkcinių grupių, stebimų a priori anatominiuose regionuose, smailių vokselių vietą, demonstruojančią reikšmingą moduliaciją per atsako paruošimo epochą.

Lentelė 5 

Regionai, parodantys pagrindinį laiko poveikį anatominėms ROI, pastebėtus ruošiant atsaką (tik teisingi bandymai)

Epocha 3: Saccade Response

Su apdovanojimais susiję regionai

Sakados atsako epochos metu kairysis OFC (-25, 44, -4) parodė amžiaus sąveiką pagal laiką (F(3,96) = 4.44, P = 0.006) (Pav 6, kairėje). Šis regionas parodė didesnį aktyvumą daugiausia paaugliams neutralių tyrimų metu. Sakados atsako epochos metu VS reikšmingo aktyvavimo nepastebėta.

Oculomotoriniai ir slopinimo kontrolės regionai

Dešinysis priekinis snukis, BA 24, (2, 23, 26) parodė stimulą dėl laiko sąveikos (F(3,96) = 3.99, P = 0.010) (6 lentelė). Kaip ir aukščiau pateiktame OFC klasteryje, šio regiono laiko kursai parodė padidėjusį aktyvumą pirmiausia paaugliams neutralių tyrimų metu. Kairiojo priekinio vingio raumens regionas, BA 24, 32, (–1, 11 ir 35), parodė reikšmingą amžių, atsižvelgiant į stimulą pagal laiko sąveiką (F(12,384) = 2.860, P = 0.037) per visą apskaičiuotą atsaką. Laiko kursai nuo kairiojo priekinio cingulo (Pav 6Apačioje kairėje) buvo nustatytas pradinis didžiausias suaugusiųjų atlygio bandymų metu ir panašus atsakas paaugliams neutralių tyrimų metu. Atlygio bandymų metu paaugliai parodė didesnį neigiamą atsaką. 3–6 TR – reikšminga amžiaus grupė pagal laiko sąveiką (F(3,96) = 4.474, P = 0.006) liko šiam regionui.

Didelis aktyvumas buvo pastebėtas kitur a priori okulomotorinės kontrolės regionuose abiejose amžiaus grupėse per sakkados atsako epochą, įskaitant sPCS, užpakalinę parietalinę žievę ir putameną (Lentelė 7), kurie neparodė reikšmingos amžiaus ar paskatų sąveikos (Pav 6, dešinėn).

Lentelė 7 

Regionai, rodantys pagrindinį laiko poveikį anatominėms IG, stebimiems per sakadinį atsaką (tik teisingi bandymai)
Lentelė 6 

Sakadų atsako metu pastebėti regionai (tik teisingi bandymai), kurie parodė reikšmingą sąveikos poveikį

Diskusija

Mes panaudojome greitą, su įvykiais susijusį fMRT, kad ištirtume vystymosi skirtumus, susijusius su atlygio sistemos aktyvavimu, ir atlygio atsitiktinumo poveikį okulomotorinio slopinimo kontrolei, nes sveiki paaugliai ir suaugusieji atliko piniginių paskatų tarpininkaujamą AS užduotį. Nors elgsenos rezultatai pagerėjo abiejose amžiaus grupėse dėl atlygio, palyginti su neutraliais bandymais, buvo rasta keletas skirtumų tarp BOLD atsakymų modelių skirtingomis epochomis ar atlygio apdorojimo etapais. Pažymėtina, kad paaugliai, palyginti su suaugusiaisiais, pasižymėjo susilpnėjusiu VS atsaku skatinamojo signalo metu, o po to sustiprėjo VS ir sPCS atsako ruošimo metu (atlygio numatymas) atlygio bandymų metu. Šis padidėjęs aktyvumas rengiant atsaką galėjo reikšmingai pagerinti paauglių teisingo atsako dažnį, kaip bus išsamiau aptarta toliau.

Atlygio nenumatytų atvejų poveikio AS elgesiui vystymosi skirtumai

Palyginti su neutralia būkle, bandymai su atlygio atsitiktinumu buvo susiję su geresniu gebėjimu tinkamai slopinti (paaugliams) ir greičiau reaguoti (paaugliams ir suaugusiems). Šie rezultatai atitinka ankstesnį elgsenos darbą, rodantį, kad suaugusiems ir paaugliams, atliekant atlyginamas AS užduotis, sumažėjęs klaidų lygis ir galimybė gauti atlyginimą (Duka ir Luppas 1997 m; Jazbec ir kt. 2005 m, 2006; Hardinas ir kt. 2007 m) ir rodo, kad pagrindiniai grandinės komponentai, palaikantys atlygio moduliavimą už slopinančią kontrolę, yra prisijungę prie paauglystės. Mūsų rezultatai taip pat rodo, kad paaugliai gali būti ypač jautrūs atlygio moduliavimui už slopinančią kontrolę, atsižvelgiant į tai, kad paauglių, bet ne suaugusiųjų, teisingo atsako dažnis gerokai pagerėjo. Tačiau negalime būti tikri, remdamiesi vien akių duomenimis, kad paauglių veikla yra jautresnė atlygiui, atsižvelgiant į tai, kad nebuvo pastebėta reikšminga amžiaus grupė pagal paskatos tipo sąveiką. Gali būti, kad neutralių bandymų metu suaugusieji jau atliko užduotį aukštu lygiu ir galbūt nebuvo tiek daug galimybių tobulėti atliekant apdovanojimo bandymus (ty lubų efektas). Būsimas darbas galėtų toliau tirti jautrumo apdovanojimams skirtumus, padidinant atlyginamos AS užduoties sudėtingumą (pvz., sutrumpinant parengiamojo laikotarpio trukmę). Be to, nors prastesni paauglių rezultatai neutraliuose tyrimuose gali būti siejami su santykiniu slopinimo kontrolės nesubrendimu, taip pat gali būti, kad paaugliams neutralūs tyrimai nebuvo tokie „apdovanojami“ kaip suaugusiesiems. Kitaip tariant, suaugusieji galėjo būti labiau motyvuoti gerai pasirodyti, nepaisant paskatos tipo, o paaugliai galėjo skirti ypatingą dėmesį tik tiems išbandymams, kuriuose buvo rizikuojama gauti atlygį. Būsimas darbas, lyginamas paauglių ir suaugusiųjų elgesys atliekant bandymus su neutraliais ženklais, taip pat su atlygio ir praradimo / bausmės ženklais, kurių dydis parametriškai skiriasi, kad būtų galima geriau suprasti šią problemą.

Tiek paaugliai, tiek suaugusieji generavo greitesnius teisingus atlygio AS (mažesnius vėlavimus), palyginti su neutraliais bandymais, atspindintys motyvacinį potencialaus piniginio atlygio poveikį endogeniškai skatinamiems sakadams (Roeschas ir Olsonas 2004 m; Hikosaka ir kt. 2006). Čia pateikti latentinės trukmės duomenys atitinka ankstesnius nežmoginių primatų tyrimus, rodančius, kad skraidymas į atlyginamas vietas (palyginti su neapdovanotomis) sumažino latencijos trukmę, nes prieš akies judesių reakcijas padidėjo kontralateralinis neuronų aktyvumas baziniuose ganglijose.Hikosaka ir kt. 2006). Be to, AS klaidų latencija taip pat buvo greitesnė už atlygį, palyginti su neutraliais paauglių tyrimais, tačiau suaugusiųjų grupėje nesiskyrė. Pastebėjimas, kad paauglių uždelsimas yra greitesnis atlygio, palyginti su neutralių klaidų bandymų metu, dar labiau rodo, kad paaugliai gali būti jautresni atlygio nenumatytiems atvejams; šis padidėjęs reaktyvumas į atlygį gali prisidėti prie padidėjusio impulsyvumo paauglystėje.

Apibendrinant, elgesio rezultatai rodo, kad atlygio paskata pagerina bendrą slopinimo kontrolę (ty teisingą atsako dažnį) ir sumažina sakadinės reakcijos laiką tiek paaugliams, tiek suaugusiems.

Atlygio nenumatytų atvejų poveikis smegenų reakcijoms paauglystėje, palyginti su suaugusiaisiais

Nors paaugliai, atlikdami užduotį, įdarbino iš esmės panašų neuroninį tinklą kaip ir suaugusieji, įskaitant VS, sPCS, IPL ir vidurinį priekinį gyrus, atskiromis užduoties epochomis buvo ryškių vystymosi skirtumų. Pastebėti du pagrindiniai amžiaus grupių skirtumų modeliai: 1) regionai, kuriuose paaugliai buvo įdarbinti skirtingai nei suaugusieji, o tai rodo atlygio apdorojimo nebrandumą, ir 2) regionai, kuriuose paaugliai labiau įsitraukė į įvairias paskatas, o tai patvirtina ankstesnius nesubrendimo slopinančios kontrolės rezultatus. Šie skirtumai bus išsamiau aptarti šiuose skyriuose:

Pažymėtina, kad per visas bandymų epochas stebėjome dvišales aktyvacijos grupes sPCS šalia sankryžos su viršutine priekine vaga – sritimi, kuri ne kartą buvo manoma, kad tai yra beždžionės FEF žmogaus homologas.Luna ir kt. 2001 m; Curtis ir Connolly 2008 m). Vieno vieneto įrašai iš nežmoginių primatų parodė, kad FEF neuronai yra aktyvūs AS bandymų atsako paruošimo laikotarpiu ir didėja, kai sukuriamas sakkadas (Bruce'as ir Goldbergas 1985 m; Hanes ir Schall 1996; Munozas ir Everlingas 2004 m). Atsižvelgiant į tai, kad šiame tyrime aptiktos aktyvavimo grupės šalia sPCS iš tikrųjų buvo aktyvios parengiamuoju laikotarpiu ir vėl atsako į sakadą metu (žr. Papildomi paveikslai) ir kad praneštos klasteriai buvo erdviškai šalia klasterių, identifikuotų naudojant panašias okulomotorines paradigmas (AS, vizualiai valdomas ir atmintimi vadovaujamas sakkadų užduotis) ankstesniuose mūsų laboratorijos tyrimuose (Luna ir kt. 1998 m, 2001; Geier ir kt. 2007 m, 2009) ir kiti (Paus 1996; Sweeney ir kt. 1996 m; Brown et al. 2004; Curtis ir Connolly 2008 m), mes atsargiai darome išvadą, kad praneštos sPCS aktyvavimo grupės, esančios netoli sankryžos su viršutine priekine vagele (BA 6), greičiausiai yra žmogaus beždžionės FEF homologas.

Panašiai aktyvacija palei dorsomedialinę sienelę šalia paraCS nugarinės dalies (BA 6) buvo patikimai susijusi su akių judesiais (Grosbras ir kt. 1999 m) ir dažnai vadinamas papildomu akių lauku (SEF) (Luna ir kt. 2001 m; Brown et al. 2004). Žievė, iš karto nukreipta į vertikalią liniją, besitęsiančią nuo priekinės komisūros, greta tariamo SEF, dažnai vadinama išankstine motorine sritimi.Luna ir kt. 2001 m; Curtis ir D'Esposito 2003 m). Likusiuose skyriuose šiuos regionus vadiname numanomais funkciniais pavadinimais, kad būtų lengviau palyginti mūsų rezultatus, išlikusią neurovaizdų literatūrą ir turtingą nežmoginių primatų akių motorinių ir apdovanojimų literatūrą.

Vystymosi skirtumai įvertinant atlygį

Pristatant skatinamąjį signalą (dolerio banknotų žiedą ar svarų ženklus), kai iš pradžių buvo įvertintas skatinamojo signalo valentingumas (ty kai tiriamasis nustatė, ar būsimas bandymas turi būti atlygio „pelnas“, ar neutralus „ne“. įgyti“ tyrimas), suaugusiems ir paaugliams VS reakcija buvo skirtinga. VS buvo nuosekliai įtrauktas į funkcinio vaizdavimo tyrimus, kai numatomas atlygio apdorojimas, įskaitant pradinį atlygio nustatymą, numatymą ir numatymą (Knutsonas ir Cooperis 2005 m). Paauglių pradinis neigiamas atsakas buvo beveik identiškas atlygio ir neutralių bandymų atveju (Pav 4), nurodant, kad signalo valentingumas nebuvo skirtingai apdorojamas. Priešingai, suaugusieji parodė aktyvumą dešinėje VS per atlygio signalą, kuris šiek tiek skyrėsi nuo neutralių užuominų, o tai rodo, kad atlygio užuomina buvo vertinama. Be to, suaugusiųjų, bet ne paauglių, įvertinto atsako pabaigoje buvo pastebėtas vėlesnis pikas tiek atlygio, tiek neutralaus tyrimo metu.

Stebėti BOLD signalo pokyčiai suaugusiųjų ir paauglių VS gali būti susiję su DA signalizacijos dinamika (Knutsonas ir Gibbsas 2007 m). Nežmoginių primatų tyrimai parodė, kad DA neuronai, kurie atsiranda vidurinėse smegenyse ir aiškiai išsikiša į nugaros ir ventralinį striatumą bei PFC, laipsniškai reaguoja į atlygį ir atlygį nuspėjančius dirgiklius.Schultz 1998) ir greičiausiai būtų aktyvus reaguodamas į šiame tyrime pateiktus skatinamuosius ženklus. Be to, buvo įrodyta, kad kai kurie DA neuronai turi fazinį aktyvavimą, po kurio atsiranda depresija, reaguojant į naujus ar intensyvius dirgiklius (Schultz ir kt. 1993; Schultz 2002). Taigi, susilpnėjusio atsako profiliai, pastebėti paaugliams, gali atspindėti, kad paskatinimo užuomina iš pradžių buvo ryškesnė arba intensyvesnė paaugliams. Suaugusiesiems, nors pagrindiniai neuronų mechanizmai, prisidedantys prie vėlesnio smailės atsiradimo, nėra žinomi ir turi būti interpretuojami atsargiai, vienas iš galimų veiksnių gali būti lėtas tonizuojantis DA neuronų uždegimas, kuris gali atsirasti per ilgą laiką.Schultz 2002; Knutsonas ir Gibbsas 2007 m). Šis mechanizmas, kuris gali būti naudingas norint palaikyti motyvacinį apdorojimą ilgą laiką, paauglystėje gali dar nesubręsti. Manoma, kad šie skirtingi suaugusiųjų ir paauglių atsako modeliai gali būti susiję su skirtingų DA receptorių potipių tankio ir pasiskirstymo modelių pokyčiais, atsirandančiais su amžiumi.Seeman ir kt. 1987; Meng et al. 1999; Spear 2000).

Akių motoriniai ir kontroliniai regionai buvo įdarbinti pagal paskatas suaugusiems ir už atlygį paaugliams, reaguojant į skatinamąją užuominą (Pav 4). Tačiau neutralių tyrimų metu paauglių atsakas šiuose regionuose buvo aiškiai susilpnėjęs, nepaisant to, kad jie davė teisingą slopinamąjį atsaką (priminkite, kad į laiko eigos analizę buvo įtraukti tik teisingi bandymai). Atsižvelgiant į tai, kad paaugliai padarė daugiau klaidų neutralių bandymų metu ir turėjo lėtesnį inicijavimo laiką teisingų neutralių bandymų metu, šie rezultatai rodo, kad be paskatų paauglių skaičius sumažėjo regionuose, kurie, kaip žinoma, palaiko AS veiklą (Everling ir kt. 1997 m; Connolly ir kt. 2002 m; Curtis ir D'Esposito 2003 m). Padidėjęs aktyvumas atlygio bandymų metu prefrontaliniuose regionuose, įskaitant numanomą FEF, kuris, kaip žinoma, palaiko okulomotorinio atsako planavimą (Curtis ir D'Esposito 2003 m), rodo, kad šie priekiniai regionai gali tarpininkauti greitam, teisingam paauglių slopinamajam atsakui. Be to, suaugusiųjų atsakas į atlygio užuominą, ypač kairiajame IPL ir dešiniajame iPCS, buvo laikinai išplėstas, palyginti su suaugusiųjų neutraliu atsaku ir paauglių aktyvumu. Kiekvienas iš šių regionų anksčiau buvo susijęs su įvairiais okulomotorinio ir (arba) dėmesio valdymo aspektais.Gitelman ir kt. 1999 m; Cabeza ir Nyberg 2000; Luna ir kt. 2001 m; Brown et al. 2004), ypač rengiant atsakymą (Connolly ir kt. 2002 m; Curtis ir Connolly 2008 m). Didesnis šių regionų įsitraukimas į atlygio užuominas greičiausiai rodo, kad galimas pelnas yra labiau pastebimas abiem amžiaus grupėms, nenuostabu, o tai tikriausiai prisideda prie jų greitesnio atsako delsos ir didesnio teisingo atsakymo dažnio. Atlygis gali turėti didesnį santykinį poveikį paauglių dėmesiui ir rezultatams, palyginti su suaugusiųjų, atsižvelgiant į tai, kad paauglių ankstyvasis atsakas šiuose regionuose yra silpnas neutralių tyrimų metu, tačiau didesnis dalyvavimas atlygio bandymų metu. Paaugliai vis dar neatlieka AS užduoties taip gerai, kaip suaugusieji (Fischer ir kt. 1997 m; Munoz ir kt. 1998 m; Kleinas ir Foersteris 2001 m), tai rodo, kad jiems sunkiau savanoriškai slopinti atsaką. Dėl šių didesnių kognityvinės kontrolės sunkumų paaugliai gali pasikliauti prefrontalinėmis vykdomosiomis sistemomis, kad pagerintų savo veiklą panašiai kaip suaugusieji, kurie labiau pasikliauja prefrontalinėmis sistemomis, kai padidėja pažinimo krūvis (Keller ir kt. 2001 m).

Atlygio numatymo / atsako rengimo raidos skirtumai

Per atsako ruošimo / atlygio numatymo epochą (raudonas fiksacijos kryžius), kai tiriamieji tikėjosi atsakyti už atlygį arba be naudos (neutralus), nustatėme, kad paaugliai, bet ne suaugusieji, parodė stiprų aktyvumą VS per atlygio bandymus (Pav 5 viršuje kairėje). Šis rezultatas rodo, kad paaugliai, palyginti su suaugusiaisiais, yra hiperaktyvūs laukiant atlygio. Mūsų rezultatai, rodantys santykinę pernelyg aktyvią VS funkciją ruošiant atsaką, bet nepakankamai aktyvią (neigiamą) funkciją anksčiau pradinio paskatinimo užuominos pateikimo metu, gali byloti apie nuolatinę atlygio literatūroje esančią problemą, susijusią su paauglių atlygio sistemos hiperfunkciniu ir hipofunkcionalumu. (Spear 2000; Chambers et al. 2003; Ernst et al. 2006). Pavyzdžiui, Bjork et al. (2004) nustatė, kad paaugliai nepakankamai aktyvina VS, palyginti su suaugusiaisiais, tuo laikotarpiu, kai tiriamieji tikisi reaguoti už atlygį, o tai patvirtina hipofunkcionalumo hipotezę. Priešingai, Ernstas ir kt. (2005 m.) ir Galvanas ir kt. (2006) (kai atlygio dydis buvo didelis), pavyzdžiui, parodė, kad paaugliai „per“ suaktyvina šį regioną, reaguodami į atlygį, palaikydami hiperfunkcionalumą. Mūsų duomenys rodo, kad paauglių VS gali parodyti „abu“: pradinis aktyvumo sumažėjimas, reaguojant į skatinamąsias užuominas, o tai gali būti interpretuojama kaip santykinis nepakankamas aktyvumas, po kurio seka aiškus hiperaktyvus atsakas į atlygio tikėjimą. Čia pateikti rezultatai rodo, kad literatūroje pateikiami prieštaringi rezultatai ir rodo, kad gali būti skirtingos raidos trajektorijos laikinai skirtinguose numatomo atlygio apdorojimo etapuose.

Nors šio tyrimo metu negalima tiesiogiai nustatyti mechanizmo, kuriuo grindžiamas paauglių VS aktyvumo modelis, padidėjęs DA signalizavimas yra galimas veiksnys. Suderinami graužikų ir primatų modelių įrodymai rodo bendrą DA lygio padidėjimą paauglystėje.Seeman ir kt. 1987; Kalsbeek ir kt. 1988 m; Rosenberg ir Lewis 1994, 1995; Meng et al. 1999; apžvalgą žr Spear 2000), kuris kartu su skirtingu DA receptorių potipių konsteliacija (Seeman ir kt. 1987; Meng et al. 1999; Spear 2000) ir tikėtina bendra sinapsių gausa juostoje (Sowell ir kt. 1999 m), gali prisidėti prie 2 skirtingų didesnio atlygio atsako formų, neigiamos veiklos, reaguojant į skatinamąją užuominą (atspindinčios didesnį atlygio svarbą) ir teigiamų atsakymų rengiant atsakymą (atspindinčius padidėjusius lūkesčius gauti atlygį) (Cooperis ir Knutsonas 2008).

Paaugliai taip pat parodė didesnį tariamo FEF įdarbinimą, palyginti su suaugusiaisiais, per parengiamąjį laikotarpį tiek neutraliems, tiek atlygio tyrimams. Tai rodo, kad paaugliai iš pradžių įdarbina FEF daugiau nei suaugusieji, kad galėtų tinkamai slopinti atsaką, nepaisant atlygio paskatų. Svarbu tai, kad paaugliai taip pat parodė laikinai užsitęsusią atsaką per atlygio tyrimus numanomuose FEF, taip pat MFG / priekinėje cingulate (Pav 5). Tyrimai su nežmoginiais primatais parodė, kad paruošiamasis aktyvumo lygių padidėjimas FEF „fiksavimo“ neuronuose prisideda prie sėkmingo sakado slopinimo periferinio taikinio link atliekant AS užduotį, galbūt toniškai slopindamas sakadą generuojančius motorinius neuronus (Schall ir kt. 2002 m; Munozas ir Everlingas 2004 m). Nustatyta, kad priekinėje cingulate esantys neuronai neša daug signalų, įskaitant vieną, susijusį su pastiprinimo numatymu ir pristatymu.Schall ir kt. 2002 m). Manome, kad padidėjęs aktyvavimas, kurį stebėjome tariamoje FEF, gali atspindėti su fiksavimu susijusio neuronų aktyvumo padidėjimą, kuris vėliau prisideda prie paauglių veiklos gerinimo (teisingo atsako dažnio), pagerindamas atsako paruošimą. Be to, padidėję išankstiniai signalai VS ir priekinėje stuburo dalyje atlygio bandymų metu gali prisidėti prie geresnio signalo tariamoje FEF, o tai savo ruožtu gali daryti dar didesnę įtaką iš viršaus į apačią su sakadomis susijusiems neuronams uodeginiame ir viršutiniame kolikuluose.Dingas ir Hikosaka 2006 m; Hikosaka ir kt. 2006). Norint išnagrinėti šiuos siūlomus mechanizmus, reikės atlikti būsimus vieno vieneto tyrimus.

Bet kuriuo atveju, čia pateikti duomenys taip pat rodo, kad nerviniai mechanizmai, kuriais grindžiamas atlygio signalo identifikavimas ir numatymas, yra plačiai paplitę (pvz., cingulijos, FEF ir baziniai ganglijos)O'Doherty ir kt. 2004 m) ir nesubrendę paauglystėje. Buvo plačiai manoma, kad paauglystėje egzistuoja norminis disbalansas tarp atlygio ir su pažinimo kontrole susijusių smegenų regionų, o tai gali sukelti pažeidžiamumą rizikuoti.Steinberg 2004; Ernst et al. 2006; Galvanas ir kt. 2006; Casey ir kt. 2008 m). Gali būti, kad brandi atlygio motyvuota elgesio kontrolė ir nuoseklaus, suaugusiems būdingo adaptyvaus sprendimų priėmimo atsiradimas priklauso nuo daugelio smegenų regionų, įskaitant PFC, funkcinės integracijos.Luna ir kt. 2004 m).

Atsakymų / apdovanojimų „atsiliepimai“ vystymosi skirtumai

Sakados atsako metu dauguma įdarbintų regionų neparodė reikšmingos grupės ar paskatos pagal laiką (Lentelė 7; Pav 6, teisingai). Tačiau paaugliai neutralių tyrimų metu stipriai įtraukė kairiojo šoninio OFC regioną, kuriame suaugusieji nebuvo reikšmingai įsitraukę (Pav 6, viršuje kairėje). OFC buvo susijęs su daugeliu atlygio apdorojimo aspektų (Kringelbachas ir Rollsas 2004 m), įskaitant skatinamosios vertės ir dydžio kodavimą, kai grįžtama prie atlygio (Delgado ir kt. 2000, 2003). Šoninis OFC ypač buvo susijęs su baudimu / neigiamais rezultatais (O'Doherty ir kt. 2001 m). Nors atliekant šią užduotį tiriamiesiems nebuvo suteiktas aiškus grįžtamasis ryšys, pagrįstas jų atlikimu, jie įrodė vidinį grįžtamąjį ryšį, kai buvo padaryta klaida. Tai yra, tiriamieji patikimai sekė neteisingus AS su korekciniais sakadais link atitinkamos vietos, o tai rodo, kad jie žinojo, kad padarė klaidą (Velanova ir kt. 2008 m). Paaugliams taip pat buvo skirtinga reakcija, visų pirma neutralių dvišalių priekinės nugaros dalies stuburo tyrimų metu.Pav 6, viduryje ir apačioje kairėje). Vienas iš siūlomų nugaros priekinės stuburo dalies vaidmenų yra stebėti elgesio rezultatus (Ridderinkhof, Ullsperger ir kt. 2004 m). Gali būti, kad paaugliams apčiuopiamas teisingai atliktų neutralių bandymų rezultatas, kai pinigai nėra nei uždirbami, nei prarasti, yra labiau dviprasmiški, o gal ir neigiami, nei atlygio bandymo rezultatas, ir apie tai signalizuoja OFC ir nugaros priekinės stuburo dalies aktyvacija. Būsimas darbas, orientuotas į aktyvavimą, kurį sukelia aiškus klaidų grįžtamasis ryšys per atlygio sąlyginį elgesį, gali padėti išsiaiškinti OFC ir priekinės nugaros dalies vaidmenį atsakant į šią užduotį.

Išvados

Dabartinės išvados rodo, kad atlygio nenumatymas prisideda prie geresnio atsako slopinimo paaugliams ir suaugusiems, kaip rodo padidėjęs teisingų atsakymų dažnis ir sumažėjęs teisingų AS latentinis laikas. Pateikiame pradinius fMRT įrodymus, kad paauglių VS atlygio bandymų metu buvo padidėjęs aktyvumas ir numanomas FEF atsako paruošimo epochoje, o tai gali paremti pastebėtus AS elgesio pagerėjimus. Be to, vienu eksperimentu taip pat parodome, kad paaugliai gali parodyti neigiamą atsaką į VS vertindami atlygio užuominas, o vėliau, rengdami atsakymą, per daug aktyvuoti VS, o tai rodo nuolatinį nebrandumą pagrindiniame paauglių atlygio sistemos mazge. būti interpretuojama kaip atspindinti tiek per mažą, tiek per aktyvią atlygio sistemą. Įvertinus kartu, šie rezultatai turi svarbių pasekmių dabartiniams teoriniams paauglių rizikos prisiėmimo modeliams. Pavyzdžiui, neseniai pasiūlytas triadinis modelis (Ernst et al. 2006) teigia, kad paauglystėje atsiranda normatyvinis disbalansas tarp hiperaktyvios atlygio valdomos sistemos (pvz., VS tarpininkaujamos) ir ribotos žalos išvengiančios (pvz., migdolinės dalies) ir reguliavimo / vykdomosios kontrolės (pvz., PFC tarpininkaujamos) grandinės. Šiame modelyje iškelta hipotezė, kad paaugliai prisiima riziką dėl padidėjusio atlygio jautrumo ir ribotų procesų, kontroliuojančių jo įtaką elgesiui, derinio. Mūsų rezultatai rodo, kad atlygis gali „padidinti“ slopinančias kontrolės sistemas, ypač paauglystėje, todėl atrodo, kad jie prieštarauja triadiniam modeliui. Tačiau gali būti, kad paauglystėje elgesys, dėl kurio gaunamas tiesioginis atlygis, sustiprėja ilgesnio laikotarpio atsipirkimo sąskaita. Šio kontroliuojamo eksperimento kontekste sakkados slopinimas lemia tikslo pasiekimą (ty piniginį atlygį), todėl padidėjęs aktyvumas VS ir numanomas FEF buvo prisitaikantis. Nelaboratorinėmis sąlygomis, kai sprendžiama tarp 2 alternatyvų (pvz., važiuojant greitai, kad būtų įspūdžių, arba lėčiau, kad būtų išvengta nelaimingo atsitikimo), atlygio sistemos funkcijos nesubrendimas gali pakreipti slopinančią kontrolę / sprendimą priimant veiksmą, dėl kurio gaunamas proksimalinis atlygis (pvz., , važiuojant greitai) ir atskleisti pažeidžiamumą neigiamiems rezultatams (Steinberg ir kt. 2009 m).

Apibendrinant galima teigti, kad mūsų rezultatai parodo smegenų aktyvacijos vystymosi skirtumus pagrindiniuose atlygio mazguose ir slopinančiose valdymo grandinėse atliekant skirtingus atlyginamos AS užduoties bandomuosius komponentus. Mūsų išvados rodo, kad pagrindiniai į tikslą nukreipto elgesio ir sprendimų priėmimo veiksniai, atlygio ir pažinimo kontrolės sistemos dar nepasiekė brandaus funkcijų lygio iki paauglystės, o tai gali prisidėti prie rizikos prisiėmimo šioje amžiaus grupėje.

Papildoma medžiaga

Papildoma medžiaga galima rasti adresu: http://www.cercor.oxfordjournals.org/.

Finansavimas

Nacionaliniai sveikatos institutai (RO1 MH067924, RO1 MH080243 į BL).

Papildoma medžiaga

Padėka

Interesų konfliktas: Nėra deklaruota.

Nuorodos

  1. Adleman NE, Menon V, Blasey CM, White CD, Warsofsky IS, Glover GH, Reiss AL. Vystomasis fMRI tyrimas, susijęs su Stroop spalvos žodžio užduotimi. NeuroImage. 2002;16:61–75. [PubMed]
  2. Andersenas SL. Smegenų vystymosi trajektorijos: pažeidžiamumo taškas ar galimybių langas? Neurosci Biobehav Rev. 2003;27:3–18. [PubMed]
  3. Arnett J. Neapgalvotas elgesys paauglystėje: vystymosi perspektyva. Dev Rev. 1992;12:339–373.
  4. Bjork JM, Knutson B, Fong GW, Caggiano DM, Bennett SM, Hommer DW. Skatinamasis smegenų aktyvavimas paaugliams: panašumai ir skirtumai nuo jaunų suaugusiųjų. J Neurosci. 2004: 24: 1793 – 1802. [PubMed]
  5. Bjork JM, Smith AR, Danube CL, Hommeris DW. Užpakalinės mezofrontalinės žievės įdarbinimo vystymosi skirtumai dėl rizikingų atlygių. J Neurosci. 2007;27:4839–4849. [PubMed]
  6. Blair K, Marsh AA, Morton J, Vythilingam M, Jones M, Mondillo K, Pine DC, Drevets WC, Blair JR. Pasirinkus mažesnę iš dviejų blogybių, geresnę iš dviejų gėrybių: nurodant ventromedialinės prefrontalinės žievės ir nugaros priekinės stuburo dalies vaidmenis renkantis objektą. J Neurosci. 2006;26:11379–11386. [PubMed]
  7. Blaukopf CL, DiGirolamo GJ. Skirtingas atlygio ir bausmės poveikis sąmoningiems ir nesąmoningiems akių judesiams. Exp Brain Res. 2006;174:786–792. [PubMed]
  8. „Breiter HC“, „Aharon I“, „Kahneman D“, „Dale A“, „Shizgal P.“. Funkcinė neuronų atsako į laukimą ir pinigų prieaugio ir nuostolių patirtis. Neuronas. 2001: 30: 619 – 639. [PubMed]
  9. Breiter HC, Gollub RL, Weisskoff RM, Kennedy DN, Makris N, Berke JD, Goodman JM, Kantor HL, Gastfriend DR, Riorden JP ir kt. Ūmus kokaino poveikis žmogaus smegenų veiklai ir emocijoms. Neuronas. 1997;19:591–611. [PubMed]
  10. Breiter HC, Rosen BR. Žmogaus smegenų atlygio grandinės funkcinis magnetinio rezonanso vaizdavimas. Ann NY Acad Sci. 1999;877:523–547. [PubMed]
  11. Brown MR, Desouza JF, Goltz HC, Ford K, Menon RS, Goodale MA, Everling S. Atminties ir vizualiai valdomų sakadų palyginimas naudojant su įvykiais susijusį fMRI. J Neurofiziolis. 2004; 91:873–889. [PubMed]
  12. Brown MR, Goltz HC, Vilis T, Ford KA, Everling S. Sakadų slopinimas ir generavimas: greiti su įvykiais susiję prosaccades, antisaccades and nogo trials fMRI. NeuroImage. 2006;33:644–659. [PubMed]
  13. Brown TT, Lugar HM, Coalson RS, Miezin FM, Petersen SE, Schlaggar BL. Žmogaus smegenų funkcinės organizacijos raidos pokyčiai žodžių generavimui. Smegenų žievė. 2005;15:275–290. [PubMed]
  14. Bruce'as CJ, Goldberg ME. Primatų priekinės akies laukai. I. Pavieniai neuronai išsikrauna prieš sakadas. J Neurofiziolis. 1985;53:603–635. [PubMed]
  15. Bunge SA, Dudukovic NM, Thomason ME, Vaidya CJ, Gabrieli JD. Nesubrendusių priekinės skilties įnašų į pažintinę kontrolę vaikams: fMRI įrodymai. Neuronas. 2002: 33: 301 – 311. [PubMed]
  16. Cabeza R, Nyberg L. Vaizdo pažinimas II: empirinė 275 PET ir fMRI tyrimų apžvalga. J Cog Neurosci. 2000;12:1–47. [PubMed]
  17. Casey BJ, Jones RM, Hare TA. Paauglių smegenys. Ann NY Acad Sci. 2008;1124:111–126. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  18. Casey BJ, Trainor RJ, Orendi JL, Schubert AB, Nystrom LE, Giedd JN, Astellanos FX, Haxby JV, Noll DC, Cohen JD ir kt. Vystymosi funkcinis MRT tyrimas, susijęs su prefrontalinio aktyvumo atlikimu atliekant užduotį. J Cog Neurosci. 1997;9:835–847.
  19. Castellanos FX, Tannock R. Dėmesio stokos/hiperaktyvumo sutrikimo neurologija: endofenotipų paieška. Nat Rev Neurosci. 2002; 3: 617–628. [PubMed]
  20. Chambers RA, Taylor JR, Petenza MN. Motyvacijos vystymosi nervų grandinė paauglystėje: kritinis priklausomybės pažeidžiamumo laikotarpis. Esu J Psichiatrija. 2003;160:1041–1052. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  21. Connolly JD, Goodale MA, Menon RS, Munoz DP. Žmogaus fMRI įrodymai apie paruošiamojo rinkinio nervines koreliacijas. Nat Neurosci. 2002;5:1345–1352. [PubMed]
  22. Cooper JC, Knutson B. Valencija ir iškilumas prisideda prie branduolio suaktyvėjimo. Neurovaizdis. 2008;39(1):538–547. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  23. Corbetta M, Kincade JM, Ollinger JM, McAvoy MP, Shulman GL. Savanoriška orientacija yra atskirta nuo taikinio aptikimo žmogaus užpakalinėje parietalinėje žievėje. Nat Neurosci. 2000; 3: 292–297. [PubMed]
  24. Cox RW. AFNI: programinė įranga, skirta funkcinių magnetinio rezonanso neurovaizdų analizei ir vizualizavimui. Comput Biomed Res. 1996;29:162–173. [PubMed]
  25. Crews F, He J, Hodge C. Paauglių žievės vystymasis: kritinis priklausomybės pažeidžiamumo laikotarpis. Pharmacol Biochem Behav. 2007;86:189–199. [PubMed]
  26. Curtis CE, Connolly JD. Sakados paruošimo signalai žmogaus priekinėje ir parietalinėje žievėje. J Neurofiziolis. 2008;99:133–145. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  27. Curtis CE, D'Esposito M. Sėkmė ir nesėkmė slopinant refleksinį elgesį. J Cog Neurosci. 2003;15:409–418. [PubMed]
  28. Curtis CE, D'Esposito M. Nepageidaujamų veiksmų slopinimas. In: Bargh J, Gollwitzer P, Moresella E, redaktoriai. Veiksmo psichologija. 2008. T. 2. Niujorkas: Guilford Press.
  29. Dahl RE. Paauglių smegenų vystymasis: pažeidžiamumo ir galimybių laikotarpis. Keynote adresas. Ann NY Acad Sci. 2004: 1021: 1 – 22. [PubMed]
  30. Delgado MR, Locke HM, Stenger VA, Fiez JA. Nugaros striatumo reakcija į atlygį ir bausmę: valentingumo ir dydžio manipuliacijų poveikis. Cogn Affect Behav Neurosci. 2003;3:27–38. [PubMed]
  31. „Delgado MR“, „Nystrom LE“, „Fissell C“, „Noll DC“, „Fiez JA“. Hemodinaminių reakcijų į atlygį ir bausmę stebėjimas striatumoje. J Neurofiziolis. 2000; 84: 3072 – 3077. [PubMed]
  32. Ding L, Hikosaka O. Atlygio moduliavimo palyginimas priekinėje akies srityje ir makakos uodegoje. J Neurosci. 2006;26:6695–6703. [PubMed]
  33. Duka T, Lupp A. Skatinimo poveikis antisakkadams: dalyvauja dopaminerginis mechanizmas. Behav Pharmacol. 1997;8:373–382. [PubMed]
  34. Durston S, Davidson MC, Tottenham N, Galvan A, Spicer J, Fossella JA, Casey BJ. Perėjimas nuo difuzinio prie židinio žievės aktyvumo vystantis. Dev Sci. 2006;9:1–8. [PubMed]
  35. „Ernst M“, „Nelson EE“, „Jazbec S“, „McClure EB“, „Monk CS“, „Leibenluft E“, „Blair J“, „Pine DS“. Amygdala ir branduolys kaupiasi reaguodami į suaugusiųjų ir paauglių pelno gavimą ar praleidimą. „NeuroImage“. 2005; 25: 1279 – 1291. [PubMed]
  36. Ernst M, Pine DS, Hardin M. Triadinis motyvuoto elgesio neurobiologijos modelis paauglystėje. Psychol Med. 2006;36:299–312. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  37. Eshel N, Nelson EE, Blair RJ, Pine DS, Ernst M. Neurologiniai substratai suaugusiesiems ir paaugliams: ventrolateralinio prieškampinio ir priekinio cingulinio žievės vystymasis. Neuropsichologija. 2007; 45: 1270 – 1279. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  38. Everling S, Krappmann P, Flohr H. Žievės potencialai prieš pro- ir antisaccades in man. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 1997;102:356–362. [PubMed]
  39. Fischer B, Biscaldi M, Gezeck S. Apie savanoriškų ir refleksinių komponentų raidą žmogaus sakadų generacijoje. Brain Res. 1997;754:285–297. [PubMed]
  40. Galvan A, Hare TA, Parra CE, Penn J, Voss H, Glover G, Casey BJ. Ankstesnis „accumbens“ vystymasis, palyginti su orbitofrontaline žieve, gali būti grindžiamas rizikingu elgesiu paaugliams. J Neurosci. 2006: 26: 6885 – 6892. [PubMed]
  41. Geier CF, Garver K, Terwilliger R, Luna B. Darbinės atminties palaikymo plėtra. J Neurofiziolis. 2009; 101:84–99. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  42. Geier CF, Garver KE, Luna B. Laikinai išplėstos erdvinės darbo atminties grandinė. Neurovaizdis. 2007;35:904–915. [PubMed]
  43. Giedd JN, Vaituzis AC, Hamburger SD, Lange N, Rajapakse JC, Kaysen D, Vauss YC, Rapoport JL. Laikinosios skilties, migdolinio kūno ir hipokampo kiekybinis MRT normaliam žmogaus vystymuisi: 4–18 metų amžiaus. J Palyginkite Neurol. 1996;366:223–230. [PubMed]
  44. Gitelman DR. ILAB: programa, skirta poeksperimentinei akių judesių analizei. Behav Res Meth Instr Comp. 2002;34:605–612. [PubMed]
  45. Gitelman DR, Nobre AC, Parrish TB, LaBar KS, Kim YH, Meyer JR, Mesulam MM. Didelio masto paskirstytas tinklas, skirtas paslėptam erdviniam dėmesiui: tolesnis anatominis apibūdinimas, pagrįstas griežta elgesio ir pažinimo kontrole. Smegenys. 1999;122:1093–1106. [PubMed]
  46. Goghari VM, MacDonald AW., 3. Kognityvinės kontrolės paradigmos eksperimentinio plano keitimo poveikis elgesio ir funkcinių vaizdų rezultatų matams. J Cogn Neurosci. 2008;20:20–35. [PubMed]
  47. Gogtay N, Giedd JN, Lusk L, Hayashi KM, Greenstein D, Vaituzis AC, Nugent TF3, Herman DH, Clasen LS, Toga AW ir kt. Dinaminis žmogaus žievės vystymosi kartografavimas vaikystėje iki ankstyvo pilnametystės. Proc Natl Acad Sci USA. 2004;101:8174–8179. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  48. Goldman-Rakic ​​PS, Bates JF, Chafee MV. Prefrontalinė žievė ir viduje generuojami motoriniai veiksmai. Curr Opin Neurobiol. 1992;2:830–835. [PubMed]
  49. Grosbras MH, Lobel E, Van de Moortele PF, Lebihan D, Berthoz A. Anatominis orientyras papildomiems žmogaus akių laukams, atskleistas atliekant funkcinį magnetinio rezonanso vaizdavimą. Smegenų žievė. 1999;9:705–711. [PubMed]
  50. Guyer AE, Nelson EE, Perez-Edgar K, Hardin MG, Roberson-Nay R, Monk CS, Bjork JM, Henderson HA, Pine DS, Fox NA ir kt. Striataliniai funkciniai pokyčiai paaugliams, kuriems būdingas ankstyvos vaikystės elgesio slopinimas. J Neurosci. 2006;26:6399–6405. [PubMed]
  51. Hallett PE. Pirminis ir antrinis sakkadas į tikslus, apibrėžtus instrukcijose. Vision Res. 1978;18:1279–1296. [PubMed]
  52. Hanes DP, Schall JD. Savanoriško judėjimo pradžios nervinė kontrolė. Mokslas. 1996;274:427–430. [PubMed]
  53. Hardin MG, Schroth E, Pine DS, Ernst M. Su paskatomis susijęs sveikų, nerimastingų ir depresija sergančių paauglių pažinimo kontrolės moduliavimas: su raida ir psichopatologija susiję skirtumai. J Vaikų psichologinė psichiatrija. 2007;48:446–454. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  54. Hare TA, O'Doherty J, Camerer CF, Schultz W, Rangel A. Orbitofrontal cortex and striatum vaidmens atsiskyrimas skaičiuojant tikslo vertes ir prognozavimo klaidas. J Neurosci. 2008;28:5623–5630. [PubMed]
  55. Hikosaka O, Nakumura K, Nakahara H. Baziniai ganglijai orientuoja akis į apdovanojimą. J Neurofiziolis. 2006;95:567–584. [PubMed]
  56. Irwin CE., Jr. Teorinė rizikingų paauglių samprata. Adolesc Med. 1990;1:1–14. [PubMed]
  57. Jazbec S, Hardin MG, Schroth E, McClure E, Pine DS, Ernst M. Su amžiumi susijusi nenumatytų atvejų įtaka sakkados užduočiai. Exp Brain Res. 2006;174:754–762. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  58. Jazbec S, McClure E, Hardin M, Pine DS, Ernst M. Kognityvinė kontrolė esant nenumatytoms nerimo ir depresijos paaugliams: antisaccade užduotis. Biol Psichiatrija. 2005;58:632–639. [PubMed]
  59. Jenkinson M, Smith S. Pasaulinis optimizavimo metodas, skirtas tvirtai afininei smegenų vaizdų registracijai. Med Image Anal. 2001;5:143–156. [PubMed]
  60. Kalsbeek A, Voorn P, Buijs RM, Pool CW, Uylings HB. Dopaminerginės inervacijos vystymasis žiurkės prefrontalinėje žievėje. J Comp Neurol. 1988;269:58–72. [PubMed]
  61. Kang HC, Burgund ED, Lugar HM, Petersen SE, Schlagger BL. Vaikų ir suaugusiųjų funkcinio aktyvavimo židinių palyginimas naudojant bendrą stereotaktinę erdvę. NeuroImage. 2003;19:16–28. [PubMed]
  62. Keller TA, Carpenter PA, Just MA. Neuroniniai sakinio supratimo pagrindai: sintaksinio ir leksinio apdorojimo fMRI tyrimas. Smegenų žievė. 2001;11:223–237. [PubMed]
  63. Klein C, Foerster F. Prosaccade ir antisaccade užduočių atlikimo raida 6–26 metų amžiaus dalyviams. Psichofiziologija. 2001;38:179–189. [PubMed]
  64. Knutson B, Adams CM, Fong GW, Hommer D. Numatymas didėjančio piniginio atlygio selektyviai įdarbina nucleus accumbens. J Neurosci. 2001;21:RC159. [PubMed]
  65. Knutsonas B, Cooperis JC. Atlygio prognozavimo funkcinis magnetinio rezonanso vaizdavimas. Curr Opin Neurol. 2005;18:411–417. [PubMed]
  66. Knutson B, Fong GW, Bennett SM, Adams CM, Hommer D. Mezialinės prefrontalinės žievės sritis stebi piniginiu požiūriu naudingus rezultatus: apibūdinimas naudojant greitą su įvykiu susijusį fMRT. NeuroImage. 2003;18:263–272. [PubMed]
  67. Knutsonas B, Gibbs SE. Accumbens branduolio susiejimas su dopaminu ir kraujo deguonimi. Psichofarmakologija (Berlis), 2007; 191:813–822. [PubMed]
  68. Kringelbach ML, Rolls ET. Žmogaus orbitofrontalinės žievės funkcinė neuroanatomija: neurovaizdavimo ir neuropsichologijos įrodymai. Prog Neurobiol. 2004;72:341–372. [PubMed]
  69. Kwong KK, Belliveau JW, Chesler DA, Goldberg IE, Weisskoff RM, Poncelet BP, Kennedy DN, Hoppel BE, Cohen MS, Turner R ir kt. Dinaminis žmogaus smegenų veiklos magnetinio rezonanso tyrimas pirminės jutimo stimuliacijos metu. Proc Natl Acad Sci USA. 1992;89:5675–5679. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  70. Levin HS, Culhane KA, Hartmann J, Evankovich K, Mattson AJ. Vystymosi pokyčiai atliekant tariamo priekinės skilties funkcionavimo testus. Dev Neuropsych. 1991;7:377–395.
  71. Liddle PF, Kiehl KA, Smith AM. Su įvykiu susijęs atsako slopinimo fMRI tyrimas. Hum Brain Mapp. 2001;12:100–109. [PubMed]
  72. „Liston C“, „Watts R“, „Tottenham N“, „Davidson MC“, „Niogi S“, „Ulug AM“, „Casey BJ“. Frontostriatalinė mikrostruktūra moduliuoja efektyvų pažinimo valdymo įdarbinimą. Galūnių žievė. 2006; 16: 553 – 560. [PubMed]
  73. Luna B, Garver KE, Urban TA, Lazar NA, Sweeney JA. Pažinimo procesų brendimas nuo vėlyvos vaikystės iki pilnametystės. Vaikas Dev. 2004;75:1357–1372. [PubMed]
  74. Luna B, Sweeney JA. Bendradarbiaujančios smegenų funkcijos atsiradimas: atsako slopinimo raidos fMRI tyrimai. Ann NY Acad Sci. 2004;1021:296–309. [PubMed]
  75. Luna B, Thulborn KR, Munoz DP, Merriam EP, Garver KE, Minshew NJ, Keshavan MS, Genovese CR, Eddy WF, Sweeney JA. Plačiai paskirstytos smegenų funkcijos subrendimas palaiko pažinimo vystymąsi. NeuroImage. 2001;13:786–793. [PubMed]
  76. Luna B, Thulborn KR, Strojwas MH, McCurtain BJ, Berman RA, Genovese CR, Sweeney JA. Nugaros žievės sritys, kuriose yra vizualiai valdomos sakados žmonėms: fMRI tyrimas. Smegenų žievė. 1998;8:40–47. [PubMed]
  77. Marsh R, Zhu H, Schultz RT, Quackenbush G, Royal J, Skudlarski P, Peterson BS. Vystymosi fMRI savireguliacijos kontrolės tyrimas. Hum Brain Mapp. 2006;27:848–863. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  78. May JC, Delgado MR, Dahl RE, Stenger VA, Ryan ND, Fiez JA, Carter CS. Su įvykiais susijęs funkcinis magnetinio rezonanso tomografija su atlygiu susijusios smegenų grandinės vaikams ir paaugliams. Biol Psichiatrija. 2004;55:359–366. [PubMed]
  79. McClure SM, York MK, Montague PR. Žmonių atlygio apdorojimo nerviniai substratai: šiuolaikinis FMRI vaidmuo. Neurologas. 2004;10:260–268. [PubMed]
  80. Meng SZ, Ozawa Y, Itoh M, Takashima S. Dopamino transporterio ir dopamino D1 ir D2 receptorių vystymosi ir su amžiumi susiję pokyčiai žmogaus baziniuose ganglijose. Brain Res. 1999;843:136–144. [PubMed]
  81. Munoz DP, Broughton JR, Goldring JE, Armstrong IT. Su amžiumi susijęs žmonių atlikimas atliekant sakadinių akių judesių užduotis. Exp Brain Res. 1998;121:391–400. [PubMed]
  82. Munoz DP, Everling S. Pažiūrėk tolyn: anti-saccade užduotis ir savanoriška akių judesių kontrolė. Nat Rev Neurosci. 2004;5:218–228. [PubMed]
  83. O'Doherty J, Dayan P, Schultz J, Deichmann R, Friston K, Dolan RJ. Skirtingi ventralinio ir dorsalinio striatumo vaidmenys instrumentiniame kondicionavime. Mokslas. 2004: 304: 452 – 454. [PubMed]
  84. O'Doherty J, Kringelbach ML, Rolls ET, Hornak J, Andrews C. Abstraktūs atlygio ir bausmės atvaizdai žmogaus orbitofrontalinėje žievėje. Nature Neurosci. 2001;4:95–102. [PubMed]
  85. O'Doherty JP, Diechmann R, Critchley HD, Dolan RJ. Neuroniniai atsakai laukiant pirminio skonio atlygio. Neuronas. 2002;33:815–826. [PubMed]
  86. Ogawa S, Tank DW, Menon R, Ellermann JM, Kim SG, Merkle H, Ugurbil K. Vidiniai signalo pokyčiai, lydintys sensorinę stimuliaciją: funkcinis smegenų kartografavimas su magnetinio rezonanso tomografija. Proc Natl Acad Sci USA. 1992;89:5951–5955. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  87. Ollingeris JM, Corbetta M, Shulman GL. Procesų atskyrimas atliekant su įvykiais susijusį funkcinį MRT bandymą: II dalis. NeuroImage. 2001;13:218–229. [PubMed]
  88. Ollinger JM, Shulman GL, Corbetta M. Procesų atskyrimas atliekant su įvykiais susijusio funkcinio MRT bandymą: I dalis. NeuroImage. 2001;13:210–217. [PubMed]
  89. Ono M, Kubik S, Abernathy CD. Smegenų vagų atlasas. Niujorkas: Thieme Medical Publishers, Inc; 1990 m.
  90. Paus T. Žmogaus priekinės akies lauko vieta ir funkcija: atrankinė apžvalga. Neuropsichologija. 1996;34:475–483. [PubMed]
  91. Paus T, Babenko V, Radil T. Gebėjimo išlaikyti žodinį nurodymą centrinį žvilgsnio fiksavimą ugdymas tirtas 8–10 metų vaikams. Int J Psychophysiol. 1990;10:53–61. [PubMed]
  92. Pierrot-Deseilligny CH, Muri RM, Nyffeler T, Milea D. Žmogaus dorsolaterinės prefrontalinės žievės vaidmuo akių motoriniame elgesyje. Ann NY Acad Sci. 2005;1039:239–251. [PubMed]
  93. Ridderinkhof KR, Band GPH, Logan GD. Adaptyvaus elgesio tyrimas: amžiaus ir nereikšmingos informacijos įtaka gebėjimui slopinti savo veiksmus. Acta Psychol. 1999;101:315–337.
  94. Ridderinkhof KR, Ullsperger M, Crone EA, Nieuwenhuis S. Medialinės priekinės žievės vaidmuo kognityvinėje kontrolėje. Mokslas. 2004;306:443–447. [PubMed]
  95. Ridderinkhof KR, van der Molen MW. Psichiniai ištekliai, apdorojimo greitis ir slopinanti kontrolė: vystymosi perspektyva. Biol Psychol. 1997;45:241–261. [PubMed]
  96. Ridderinkhof KR, van den Wildenberg WP, Segalowitz SJ, Carter CS. Neurokognityviniai kognityvinės kontrolės mechanizmai: prefrontalinės žievės vaidmuo pasirenkant veiksmą, slopinant atsaką, stebint veiklos rezultatus ir mokantis atlygiu. Smegenų pažinimas. 2004;56:129–140. [PubMed]
  97. Roesch MR, Olson CR. Tikėtino atlygio poveikis neuronų aktyvumui prefrontalinėje žievėje, priekinėje ir papildomoje akių laukuose bei premotorinėje žievėje. J Neurofiziolis. 2003;90:1766–1789. [PubMed]
  98. Roesch MR, Olson CR. Neurono veikla, susijusi su atlygio verte ir motyvacija primato priekinėje žievėje. Mokslas. 2004; 304: 307 – 310. [PubMed]
  99. Rolls ET. Orbitofrontinė žievė ir atlygis. Cereb Cortex. 2000: 10: 284 – 294. [PubMed]
  100. Rosenberg DR, Lewis DA. Beždžionių prefrontalinės žievės dopaminerginės inervacijos pokyčiai vėlyvojo postnatalinio vystymosi metu: tirozino hidroksilazės imunohistocheminis tyrimas. Biol Psichiatrija. 1994;36:272–277. [PubMed]
  101. Rosenberg DR, Lewis DA. Beždžionių prefrontalinės ir motorinės žievės dopaminerginės inervacijos subrendimas po gimdymo: tirozino hidroksilazės imunohistocheminė analizė. J Comp Neurol. 1995;358:383–400. [PubMed]
  102. Rubia K, Overmeyer S, Taylor E, Brammer M, Williams SC, Simmons A, Andrew C, Bullmore ET. Funkcinė frontalizacija su amžiumi: neurologinio vystymosi trajektorijų sudarymas naudojant fMRI. Neurosci Biobehav Rev. 2000;24:13–19. [PubMed]
  103. Rubia K, Smith AB, Taylor E, Brammer M. Linijinis su amžiumi susijęs funkcinis dešiniojo apatinio fronto-striato-smegenėlių tinklų vystymasis atsako slopinimo metu ir priekinės stuburo dalies su klaida susijusių procesų metu. Hum Brain Mapp. 2007;28:1163–1177. [PubMed]
  104. Rubia K, Smith AB, Woolley J, Nosarti C, Heyman I, Taylor E, Brammer M. Laipsniškas frontostriatinės smegenų aktyvacijos padidėjimas nuo vaikystės iki pilnametystės atliekant su įvykiais susijusias kognityvinės kontrolės užduotis. Hum Brain Mapp. 2006;27:973–993. [PubMed]
  105. Schall JD, Stuphorn V, Brown JW. Priekinių skilčių veiksmų stebėjimas ir kontrolė. Neuronas. 2002;36:309–322. [PubMed]
  106. Scherf KS, Sweeney JA, Luna B. Vizualinės darbo atminties vystymosi pokyčių smegenų pagrindas. J Cog Neurosci. 2006;18:1045–1058. [PubMed]
  107. Schultz W. Prognozuojantis dopamino neuronų atlygio signalas. J Neurophysiol. 1998: 80: 1 – 27. [PubMed]
  108. Schultz W. Keli apdovanojimo signalai smegenyse. Nat Rev Neurosci. 2000;1:199–207. [PubMed]
  109. Schultz W. Oficialus dopamino ir atlygio gavimas. Neuronas. 2002: 36: 241 – 263. [PubMed]
  110. Schultz W, Apicella P, Ljungberg T. Monkey dopamino neuronų reakcija į atlygį ir sąlyginius stimulus pertraukos metu, kai mokosi uždelsto atsako užduoties. J Neurosci. 1993: 13: 900 – 913. [PubMed]
  111. Schultz W, Tremblay L, Hollerman JR. Atlygio apdorojimas primatų orbitofrontalinėje žievėje ir baziniuose ganglijose. Smegenų žievė. 2000;10:272–284. [PubMed]
  112. Seeman P, Bzowj NH, Fuan HC, Bergeron C, Becker LE, Reynolds GP, Bird ED, Riederer P, Jellinger K, Watanabe S ir kt. Žmogaus smegenų dopamino receptoriai vaikams ir senstantiems suaugusiems. Sinapsė. 1987;1:399–404. [PubMed]
  113. Shulman GL, Ollinger JM, Akbudak E, Conturo TE, Snyder AZ, Petersen SE, Corbetta M. Sritys, susijusios su krypties lūkesčių kodavimu ir taikymu judantiems objektams. J Neurosci. 1999;19:9480–9496. [PubMed]
  114. Smithas SM. Greitas, tvirtas automatizuotas smegenų ištraukimas. Hum Brain Mapp. 2002;17:143–155. [PubMed]
  115. Smith SM, Jenkinson M, Woolrich MW, Beckmann CF, Behrens TE, Johansen-Berg H, Banister PR, De Luca M, Drobnjak I, Flitney DE ir kt. Pažanga atliekant funkcinę ir struktūrinę MR vaizdų analizę ir įgyvendinimą kaip FSL. NeuroImage. 2004;23:S208–S219. [PubMed]
  116. Sowell ER, Thompson PM, Holmes CJ, Jernigan TL, Toga AW. In vivo įrodymai apie smegenų brendimą po paauglystės priekinėje ir striatalinėje srityse. Nat Neurosci. 1999;2:859–861. [PubMed]
  117. Spear LP. Paauglių smegenys ir su amžiumi susijusios elgesio apraiškos. Neurosci Behav Rev. 2000;24:417–463. [PubMed]
  118. Steinberg L. Rizikos prisiėmimas paauglystėje: kokie pokyčiai ir kodėl? Ann NY Acad Sci. 2004: 1021: 51 – 58. [PubMed]
  119. Steinberg L, Graham S, O'Brien L, Woolard J, Cauffman E, Banich M. Amžiaus skirtumai orientuojantis į ateitį ir atidėjimo diskontavimas. Vaikas Dev. 2009;80:28–44. [PubMed]
  120. Sweeney JA, Mintun MA, Kwee S, Wiseman MB, Brown DL, Rosenberg DR, Carl JR. Savanoriškų sakadinių akių judesių ir erdvinės darbinės atminties pozitronų emisijos tomografija. J Neurofiziolis. 1996;75:454–468. [PubMed]
  121. Talairach J, Tournoux P. Bendras planinis stereotaksinis žmogaus smegenų atlasas. Niujorkas: Thieme Medical Publishers; 1988 m.
  122. Tamm L, Menon V, Reiss AL. Smegenų funkcijos brendimas, susijęs su atsako slopinimu. J Am Acad vaikų paauglių psichiatrija. 2002;41:1231–1238. [PubMed]
  123. Toga AW, Thompson PM, Sowell ER. Smegenų brendimo kartografavimas. Trends Neurosci. 2006;29:148–159. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  124. Van Essen DC. Langai smegenyse: atsirandantis atlasų ir duomenų bazių vaidmuo neuromoksle. Curr Opin Neurobiol. 2002;12:574–579. [PubMed]
  125. Van Essen DC, Drury HA, Dickson J, Harwell J, Hanlon D, Anderson CH. Integruotas programinės įrangos rinkinys, skirtas smegenų žievės paviršiaus analizei. J Am Med Inform doc. 2001;8:443–459. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  126. van Leijenhorst L, Crone EA, Bunge SA. Rizikos įvertinimo ir grįžtamojo ryšio apdorojimo vystymosi skirtumų neuroninės koreliacijos. Neuropsichologija. 2006;44:2158–2170. [PubMed]
  127. van Leijenhorst L, Zanolie K, Van Meel CS, Westenberg PM, Rombouts SA, Crone EA. Kas motyvuoja paauglį? Smegenų regionai, tarpininkaujantys jautrumui atlygiui paauglystėje. Smegenų žievė. 2009 m. Epub prieš spausdinimą. [PubMed]
  128. Velanova K, Wheeler ME, Luna B. Brandūs pokyčiai priekinėje cingulate ir frontoparietal recruitment palaiko klaidų apdorojimo ir slopinamosios kontrolės vystymąsi. Galūnių žievė. 2008; 18: 2505 – 2522. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  129. Voorn P, Vanderschuren LJ, Groenewegen HJ, Robbins TW, Pennartz CM. Nugaros-ventralinio striatum atskyrimo sukimas. Trends Neurosci. 2004;27:468–474. [PubMed]
  130. Ward BD. 2002. FMRI laiko eilučių duomenų dekonvoliucijos analizė: AFNI programinės įrangos paketo dokumentacija. Galima rasti adresu: http://afni.nimh.nih.gov/pub/dist/doc/manual/3dDeconvolve.pdf.
  131. Wenger KK, Visscher KM, Miezin FM, Petersen SE, Schlaggar BL. Nuolatinės ir trumpalaikės vaikų ir suaugusiųjų veiklos palyginimas naudojant mišrų blokuotą / su įvykiu susijusį fMRT dizainą. NeuroImage. 2004;22:975–985. [PubMed]
  132. Wheeler ME, Shulman GL, Buckner RL, Miezin FM, Velanova K, Petersen SE. Atskirų suvokimo reaktyvavimo ir paieškos procesų prisiminimo metu įrodymai. Smegenų žievė. 2005;16:949–959. [PubMed]
  133. Williams BR, Ponesse JS, Schachar RJ, Logan GD, Tannock R. Slopinamosios kontrolės plėtra per visą gyvenimą. Dev Psychol. 1999;35:205–213. [PubMed]
  134. Jakovlevas PI, Lecours AR. Mielogenetiniai smegenų regioninio brendimo ciklai. In: Minkowski A, redaktorius. Regioninis smegenų vystymasis ankstyvame gyvenime. Oksfordas: Blackwell Scientific; 1967. 3–70 p.