Ny porofo manamarina ny fisian'ny neurophysiologique ny striatum adolescents (2015)

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

Larsen B1, Luna B2.

Fampahalalana ny mpamorona

  • 1Departemantan'ny psikolojia, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA 15213, Etazonia; Centre for the Neural Basis Cognition, Pittsburgh, PA 15213, Etazonia. Adiresy elektronika: [email voaaro].
  • 2Departemantan'ny psikolojia, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA 15213, Etazonia; Centre for the Neural Basis Cognition, Pittsburgh, PA 15213, Etazonia; Institute and Psychiatric Institute and Clinic, University of Pittsburgh Medical Center, Pittsburgh, PA 15213, Etazonia.

Abstract

Ny fahavetavetan'ny striatum dia nalaina an-tsehatra voalohany amin'ny fitomboan'ny fitadiavana ny fahatanorana. Na izany aza, ny porofon'ny fahamatorana ny neurophysiological amin'ny striatum adin'ny tanora dia voafetra. Nampihatra fampiasa an-tsitrapo ny lanjan'antaly T2, fitaratry ny fijerena ny fitrandrahana vy-vy, mba hanome porofo mivantana amin'ny vivo porofon'ny fivoaran'ny neurofaniolojia amin'ny striatum tanora.

Ny famakafakana lamina marobe (MVPA) ny striatal T2 * -ny taratra manana lanja dia namorona ny faminaniana efa lehibe izay nitarika ny 60% ny variance santionany tamin'ny 10-25 taona, mampiasa ny asa mifandraika amin'ny fanjakana sy ny fisiany.

Ny striatum eo amin'ny ati-doha sy ny ventral dia mampiseho ny fitomboan'ny fifandraisan'ny taona sy ny fihenan'ny neurofisma striatal tsirairay milaza ny tsy fitovian'ny sokajy amin'ny fahamatorana ny rafitry ny rafitry ny striatal. Indrindra indrindra, ny striatum ventral dia hita fa mampiseho ny fahasamihafana lehibe indrindra amin'ny fampivoarana ary mandray anjara betsaka amin'ny mpanavaka ny vanim-potoana multivariate. Ny fifandraisan'ny marika famantaranaNNXX * manana lanja ho an'ny rafitra dopamine striatal no resahina. Miaraka, ny valiny dia manome porofo momba ny fahamatorana ny striatum amin'ny alàlan'ny fahatanorana.

Keywords:

Fitaizana tanora; Fampandrosoana; Fandinihana modely maro; Neurophysiology; Striatum; T2 *


1. Fampidirana

Ny fihetsiky ny tanora dia marihina amin'ny fitomboan'ny fikatsahana fihetseham-po izay mety hitarika ho amin'ny fitrandrahana loza mety hateraky ny voka-dratsiny, ka mety hiteraka fahafatesana na aretina lehibe (Eaton et al., 2006). Noho izany, misy fanindroana hahafantatra ny fiovan'ny neurodevelopmental ao amin'ny rafitra motivational izay mety hitondra anjara amin'ny mombamomba ny fitondran-tena. Ny striatum dia mahaliana manokana amin'ity tranga ity noho ny fandraisany anjara amin'ny fanentanana sy ny famoahana valisoa ary ny fianarana, ny fifehezana ny moto, ary ny fahafantarana. (Haber sy Knutson, 2010, McClure et al., 2003, Middleton sy Strick, 2000 ary Vo et al., 2011).

Ireo modely vita amin'ny pretra rodent sy tsy olombelona dia manome porofo manamarina fa mbola nitohy ny synaptogenesis striatal tamin'ny fahatanorana, ny tampon-tsofina amin'ny fanehoana ny dopamine receptor ary ny fitrandrahana dopamine avy amin'ny striatum mankany amin'ny cortex prefrontal, ary ny fiovan'ny synaptic tamin'ny fahatanorana. (Crews et al., 2007, Kalsbeek et al., 1988, Rosenberg sy Lewis, 1995, Tarazi et al., 1998 ary Teicher sy al., 1995). Ity andiany porofo ity dia nahatonga ny hypotesisà fa ny fiovan'ny neurofisialy mitovy dia mitranga amin'ny olona tanora (Casey et al., 2008 ary Espear, 2000). Ny fandinihana voalohany fanatanjahan-tena mihetsiketsika (fMRI) voalohany dia nahita porofo feno fampirisihan'ny soso-kevitry ny sisan-taonan'ny zatovo sy ny ankizy mba hahazoana valim-bazaha ho an'ny olon-dehibe sy ny ankizy. (Ernst et al., 2005, Galvan sy al., 2006, Galvan sy al., 2007, Geier et al., 2010, Leijenhorst et al., 2010 ary Padmanabhan et al., 2011), na dia tsy nitovy aza izany fitadiavana izany (Bjork et al., 2004 ary Eshel et al., 2007) ary Mety miankina amin'ny toe-bolan'ny valisoa natao (Crone sy Dahl, 2012). Ohatra, ny asa vao haingana dia nanolo-kevitra fa ny fihetseham-po striatal amin'ny fiandrasana valisoa dia mitombo hatrany amin'ny olon-dehibe raha mihena ny fihetseham-po amin'ny valisoa.Hoogendam et al., 2013). Amin'izao fotoana izao dia misy ny tsy fahampian'ny fepetra vivo izay ahafahana manombatombana ireo fahasamihafanan'ny taona amin'ny neurofisma striatal striatal izay mametra ny fahafahantsika hahatakatra ny mekanika neural manery ny tsy fitovian'ny asan'ny striatal tanora. Ny fahafantarana ny fivoaran'ny neurofisma striatal dia misy dikany manokana satria ny adidiny sy ny haofisira striatal striatal amin'ny alàlan'ny fahitana amam-pahalalana mipoitra mandritra ny fahazazana sy ny fahazazana (Bradshaw sy Sheppard, 2000 ary Chambers et al., 2003). Ny fahatakarana ny fanabeazana ny fahamatorana ara-dalàna ny fototry ny striatum dia afaka mampahafantatra ireo modely amin'ny fihetsika tanora sy tsy mahazatra.

Ny fifampizarana vy-tsaramaso dia be indrindra any amin'ny striatum (Haacke et al., 2005 ary Schenck, 2003) ary hita fa manohana ny fihenan'ny dopamine D2 receptor sy dopamine transporter (DAT) amin'ny fandalinana ny tsy fahampian'ny vy, ADHD, ary ny aretin'akanjo, izay mifandraika amin'ny tsy fahalalàna amin'ny fanodinana DA, (Adisetiyo et al., 2014, Connor et al., 2009, Erikson et al., 2000 ary Wiesinger et al., 2007), ary koa ny fiasa sy ny fifehezana ny dopamine neurons (Beard, 2003 ary Jellen et al., 2013). Noho izany, ny fahasamihafana ao amin'ny tsindrona vy striatal, izay azo refesina amin'ny fampiasana MRI, dia mety ho toy ny mariky ny fahasamihafana dopaminergika amin'ny fahatanorana. Ny vy Tissue-iron dia paramagnetika ka manery mafy ny mari-pahaizana MRI manana lanja T2 (Langkammer et al., 2010, Langkammer et al., 2012 ary Schenck, 2003), izay azo angonina tsy voatifitra vivo mandritra ny androm-piainana (Aquino et al., 2009, Haacke et al., 2005 ary Wang et al., 2012). Ny fitaoman'ny vy amin'ny marika T2 * dia nampiasaina hametahana ny vy amin'ny karazana MR isan-karazany, ao anatin'izany ny imaging raiso (SWI)Haacke et al., 2004), R2 * (Haacke et al., 2010), ary R2 ′ (Sedlacik et al., 2014). Amin'ity fanadihadiana ity, mampiasa ny kaonty echo-planar imaging (EPI) avo lenta amin'ny fananganana echo-planar, izay mitovy amin'ny SWI aho. Ny fandaharam-pianarana voalohany dia nampiasa angon-droa mitovy amin'izany miaraka amin'ny famakafakana modely maro samihafa hanadihady ireo fizotran'ireo striatal miorina amin'ny fianarana (Vo et al., 2011).

Eto isika dia mampiasa ny EPIUMX * manana lanja antsoina hoe EPI (T2 *) mba hanehoana ny tsy fitovian'ny taona amin'ny neurofisialy momba ny striatum tanora amin'ny vivo mampiasa fomba fiasa multivariate. Ampiasaintsika manokana ny modely spriatal ny T2 * mba hamoronana faminaniana efa lehibe avy amin'ny sangan'asa mifandraika amin'ny asa sy ny fitondrana any amin'ny CANUMX * farafahakarana EPI (fMRI), mampiseho ny fifandraisana matanjaka sy mafy orina eo amin'ity fepetra sy fampandrosoana ity. Ankoatr'izay, fantatsika ny striatum ventral, ivon-toerana afovoan-dàlana misy valisoa dopamine izay manelingelina ny fitrandrahana atahorana ho an'ny tanora (Blum et al., 2000, Casey et al., 2008 ary Espear, 2000), ho singa manan-danja amin'ny fahamatorana striatal tanora. Ity asa ity dia manasongadina ny endrika mavitrika amin'ny fampivoarana eo amin'ny sehatry ny striatal tanora, mampahafantatra ireo modely momba ny fahamatorana ireo rafitra mandrisika mandritra ny fahatanorana.

2. Fitaovana sy fomba fiasa

2.1. Sample

Tanora sy enimpolo amby zato no nandray anjara tamin'ity fanadihadiana ity (taona 10-25, M = 16.56, SD = 3.62). Mpandray anjara valo ambin'ny folo no voahilika noho ny fihetsiky ny loha be (voalaza etsy ambany), ka nahazo santionany farany tamin'ny 142 (taona 10-25, M = 16.41, SD = 3.71, 71 lahy). Ny sombin'ireto dia tafiditra ao amin'ny famakafakana famerenam-bidy amin'ny alàlan'ny angona fitsaharana (voalaza etsy ambany). Ny lohahevitra rehetra dia nanana tantara ara-pahasalamana izay tsy naneho aretina aretin'andoha, ratra amin'ny ati-doha, ary tsy nisy tantaram-pianakaviana na ambaratonga voalohany manana aretina ara-tsaina lehibe. Ny fomba fanao amin'ny andrana rehetra amin'ity fandinihana ity dia nifanaraka tamin'ny Kaody fitsipi-pitondrantenan'ny Fikambanam-pitsaboana manerantany (Fanambarana Helsinki 1964) sy ny Birao famerenana andrim-panjakana ao amin'ny University of Pittsburgh. Ny mpandray anjara dia nomena karama tamin'ny fandraisany anjara tamin'ny fianarana. Ireo angon-drakitra ireo dia nangonina tamin'ny voalohany ho an'ny tetikasa iray manadihady ny fanodinana valisoa sy ny fifandraisana eo amin'ny fanjakana ary ny ampahan'ity data ity dia nampidirina tamin'ny fanadihadiana efa navoaka momba ny fampandrosoana ny tambajotram-panjakana ( Hwang et al., 2013) sy ny fanodinana insentifika ( Paulsen, et al., 2014).

2.2. Fomba fanamboarana

Ny angona sary dia nakarina tamin'ny alàlan'ny scanner 3.0 Tesla Trio (Siemens) tao amin'ny Ivotoerana Fanadihadiana Magnetic Resonance (MRRC), Hopitaly Presbyterian University, Pittsburgh, PA. Ny masontsivana fividianana dia: TR = 1.5 s; TE = 25 ms; flip anggoro = 70 °; tifitra tokana; feno k-space; Matrix fahazoana 64 × 64 misy FOV = 20 cm × 20 cm. Sivily axial sivy amby roapolo metatra matevina tsy misy banga no nangonina, nifanaraka tamin'ny commissure teo aloha sy aoriana (tsipika AC-PC), niteraka 4 mm × 3.125 mm × 3.125 mm voxels, izay nanarona ny vodiondry manontolo sy ny ankamaroan'ny cerebellum . Nanangona hazakazaka efatra an'ny 4 TRs izahay nandritra ny lahasa antisaccade (302 × 4 = 302) ary ny iray fihazakazahana 1208 TRs nandritra ny scann'ny fanjakana fitsaharana. Ny fanamafisana ny habe telo-dimensionaly dia nanomana filaharana fihodinan'ny gradient echo (MPRAGE) miaraka amina 200 silaka (hatevin'ny tapa-192 mm) no nampiasaina hahazoana ireo sary firafitra ao amin'ny fiaramanidina sagittal.

Ny angon-drakitra sokajy T2 * voaangona dia tafiditra ao anatin'ny fandalinana manokana misahana ny famarotana valisoa. Raha tsorina, ny lohahevitra dia nandray anjara tamin'ny andraikitry ny antisaccade valisoa, izay nanomezana torolalana azy ireo ny hanao sakantsakana any amin'ny toerana fitaratra misy ny famporisihana. Tamin'ny fanombohan'ny fitsapana tsirairay, ny lohahevitra dia natolotra tamim-pankasitrahana, fatiantoka, na fitsinjaram-tena tsy mitanila izay manondro ny mety hisian'ny valisoa miankina amin'ny fampisehoana. Ny fanombanana dia nanombatombana tamin'ny alàlan'ny fanaraha-maso ary ny mpandray anjara dia nahazo valin-kafatra amin'ny auditory ho an'ny fitsapana marina sy tsy mety.

2.3. Sokajy miverina amin'ny laoniny

Lehilahy zato koa no nandray anjara tao amin'ny seho fitsaharana. Ny iraika ambin'ny folo dia voahilika noho ny artifact fihetsiketsehana ary noho izany ny taranja 89 dia tafiditra ao amin'ity famakafakana ity (taona 10-25, M = 16.2, SD = 3.77; 43 lahy). Nanangona scanner rest-5 200 (XNUMX volume) ho an'ny lohahevitra tsirairay izahay amin'ny alàlan'ny mason-tsivana mitovy amin'ny voalaza etsy ambony. Nandritra ny fizahana natao tamin'ny fanjakana dia niangavy ny mpandray anjara mba hanakimpy ny masony, hiala sasatra fa tsy hatory.

2.4. Fampahalalana mialoha ny angon-drakitra misy an'ny T2

Ny fanamboarana rehetra dia natao tamin'ny fampiasana FMRIB Software Library (FSL; Smith et al., 2004) sy ny fandefasana fonosana rindrambaiko momba ny fiasa Neuro Image (AFNI) (Cox, 1996). Ny dingana mialoha fanomanana voalohany dia mitovy amin'ireo ampiasaina amin'ny fMRI mahazatra. Ny tahirin-kevitra mavesatra T2 * tamin'ny voalohany dia nesorina tamin'ny fotoana fohy ary nanitsy ny fotoana hikarakarana ny fahazoana ny filaharana. Mba hamahana ny fihetsiketsehana, dia nampiasa vinavina ny fihodinan'ny loha sy ny fandikan-teny izahay mba hikajiana ny fepetra fihetsiketsahana ny root root square (RMS), ary ireo mpandray anjara manana RMS lehibe kokoa noho ny tokonam-bidy 0.3 mm mahery kokoa noho ny 15% ny volavola amin'ny hazakazaka dia nesorina tsy lavitra intsony fanadihadiana. Ho an'ireo taranja sisa tavela dia nampihatra ny fanitsiana mihetsika izahay tamin'ny alàlan'ny fampifanarahana ny volan'ny tsirairay ao anaty andiam-potoana amin'ny volume azo eo afovoan'ny fahazoana. Ny angona mpandray anjara T2 * misy lanja tsirairay dia nosoratana ara-dalàna tao amin'ny MPRAGE tamin'ny alàlan'ny fampiasana FLIRT an'i FSL ary avy eo ny sary MPRAGE dia nosoratana an-tsokosoko tao amin'ny habaka MNI (Montreal Neurological Institute) mampiasa ny FNIRT FSL. Ny concatenation ny fisoratana anarana mivantana avy amin'ny EPI ka hatramin'ny MPRAGE ary ny fisoratana anarana tsy an-dàlana avy amin'ny MPRAGE mankany amin'ny habaka MNI dia nampiharina tamin'ny sary EPI isaky ny mpandray anjara. Ny volavolan-tsivana dia voasivana lavitra amin'ny .008 Hz. Ny data dia tsy nalamina mba tsy hanodikodinam-pahefana voxel ho an'ny famakafakana MVPA manaraka. Ny fandefasana tarehy dia mety mitongilana amin'ny fanatanterahana ireo masinina vector fanohanana mivantana (Misaki et al., 2013). Ny angon-drakitra fanodinam-panjakana sy momba ny asa dia nohodinina nitokana tamina fomba mitovy.

2.4.1. Fandanjalanjana ary averaging

Raha ny mahazatra, ny angon-drakitra EPI dia manana lanja momba ny EPI dia manombatombana mandritra ny fotoana maro, ary mandahatra ny fihenan-tsolika kely ao amin'ny tsipika T2 * misy lanja mifandraika amin'ny valin'ny tosika (BOLD) amin'ny alàlan'ny tosidra. Maniry izahay mba hanasongadinana fa amin'ity fanadihadiana ity dia tsy liana amin'ny fihenan-tsasatra BOLD kely izahay. Fa kosa, izahay dia liana amin'ny toetran'ny famantaranaNNXX * manana lanja izay tsy miova rehefa mandeha ny fotoana ary taratry ny fijanonan'ny sela ara-pahalalana tsy miova amin'ny atidoha. Noho izany, ny renirano mandroso dia miovaova avy amin'ny famakafakana BOLD mahazatra amin'izao fotoana izao. Ireo fomba fiasa amin'ny fanodinana ireo sary avoakan'ny T2 * misy lanja manaraka Vo et al. (2011). Ny volavola tsirairay dia namboarina voalohany tamin'ny volany manokana, ary ny signal normalized avy eo dia salan'isa, voxel-hendry, manerana ireo hazakazaka efatra (1208 volume) nahazoana ny lahasa. Ity fizotrany ity dia nahatonga ny sary normalized T2 * lanjaina ho an'ny mpandray anjara tsirairay. Ny tahirin-kevitra momba ny fanjakana fitsaharana dia nodinihina manokana ary natao ho salantsalany amin'ny boky 200 rehetra hatramin'ny fahazoana 5 min. Ilaina ny dingana ara-dalàna satria ny famantarana T2 * milanja fotsiny dia mahatsapa ny fahasamihafana mety misy eo amin'ny scanner MRI - na ao anatin'ny lohahevitra mandritra ny fotoana na eo anelanelan'ny lohahevitra - izay mety hitarika fiovan'ny T2 * lanjan'ny famantarana lanja. Ny normalisation dia mamela ny fampitahana ny sanda T2 * amin'ireo mpandray anjara. Na dia azo isaina aza ny fambara T2 * amin'ny volavola tokana, dia nanelanelana ny volantsika izahay mba hanatsarana ny mari-pamantarana ho an'ny tabataba.

2.5. Famantarana ireo faritra striatal

Fantatray tamin'ny fomba anatetika ny putamen, caudate, ary ny nucleus accumbens araky ny atlas ati-doha tafiditra ao amin'ny fonosana lozisialy AFNI. Ny sarontava any amin'ny faritra dia nanjary mpandala ny nentin-drazana kokoa tamin'ny alàlan'ny fanesorana ireo voxels mety misy fluid cerebrospinal (CSF). Ny CSF dia nesorina tamin'ny alàlan'ny fizarana FAST an'ny FSL, ary ireo voxel izay manana salan'isa antonony mety mihoatra ny 0.15 amin'ny maha-CSF dia nesorina tamin'ny faritra nofaritana anatomika.

2.6. Fandinihana tsy mitovy

Voalohany dia nanadihady famakafakana univariate nentim-paharazana izahay mba hanombantombana ny tsy fitovian'ny fivoaran'ny ambaratonga ao amin'ny T2 striatal *. Ho an'ireo lohahevitra tsirairay dia namanao ny vidin'ny spatial midika hoe T2 * ny lanjan'ny famantarana miady manerana ny voxels ao anatin'ny faritra voafaritra anatomika ary namakafaka ny fifandraisana misy amin'ny spatial sy ny vanim-potoana ara-tantara. Ny tena manokana dia namerina ny taona nifanaraka tamin'ny soatoavina T2 * izahay tamin'ny famerenam-pivoriana tsotsotra ary nitanisa ny fahitan'i Pearson teo amin'ireo lanja nifanaraka tamin'ny taonany sy ny vanim-potoana tena ao anatin'ireo faritra mahaliana.

2.7. Fandinihana lamina maro an'isa

Niorina tsara fa ny striatum sy ny fanilikilihana (caudate, putamen) dia tsy mahavita homologous amin'ny fiasa, ny fifandraisana, na ny neurobiology (Cohen et al., 2009, Martinez et al., 2003, Middleton sy Strick, 2000 ary Postuma sy Dagher, 2006). Fanampin'izany, ny fivoaran'ny rafitry ny striatum dia mivoatra amin'ny lamaody tsy misy fanamiana (Raznahan et al., 2014). Noho izany, ny fivoaran'ny neurophysiology striatal, anisan'izany ny fitrandrahana vy-vy, dia azo inoana ihany koa fa tsy manao fanamiana. Noho izany, nanantitrantitra izahay fa ny fahasamihafana mifandraika amin'ny taonan'ny T2 striatal * dia ho voataonan'ny fomba fiasa matsilo kokoa sy saro-pady kokoa. Mba hamakafakana ny fifandraisana misy eo amin'ny modely vita amin'ny T2 * sy ny vanim-potoana, dia nampidininay ny multivariate linear support vector machine regression (SVR) tao amin'ny MATLAB (The MathWorks, Inc., Natick, Massachusetts, Etazonia) amin'ny fampiasana LIBSVM (Chang sy Lin, 2011). Ny fihenan'ny vector fanohanana dia lasa fitaovana famakafakana malaza amin'ny fandinihana neuroimaging noho ny fahaizany mikarakara databety miandalana ary hiteraka faminaniana marina (Misaki et al., 2010). Ny fomba fiasa multivariate dia ahafahana manombana ireo fanovana ireo fomba fiasa voan'ny T2 * ao amin'ny striatum izay mifandraika amin'ny taona. Ny tena zava-dehibe, ity famakafakana ity dia manana tombony amin'ny fizaram-pahalalana mahazatra tsy manam-paharoa mahazatra amin'ny famakafakana fa tsy mora ny heterogeneity ara-pahalalahan'ny fivoaran'ny T2 * traiktera manerana ny striatum izay tsy azon'ny salanisan'ny ambaratonga faobe. Ny fifandraisany manokana amin'ity fandinihana ity dia i SVR no teo aloha Vo et al. (2011) hilazana ny fahombiazan'ny fianarana amin'ny lamosin'ny T2 striatal * ary amin'ny alalàn'ny Dosenbach et al. (2010) hilazana ny vanim-potoana avy amin'ny fifandraisan'ny fanjakana fampiasa amin'ny fitsaharana. Ny milina vector fanohanana dia nofariparitana amin'ny an-tsipiriany avy amin'ny fomba roa (Luts et al., 2010 ary Pereira et al., 2009) sy ny fomba fijery matematika amin'ny antsipiriany (Burges Christopher, 1998, Chih-Wei et al., 2003 ary Vapnik, 1999), ary hilazana fohifohy ihany eto.

Ny famerenam-pivarotana vektor linear dia fanitarana ny fanasokajiana vector manohana ny fombafomban'ny endri-javatra misy endrika miova sandaitra, ka mamela ny faminaniana tena manandanja. Ny santionany (teboka angon-drakitra) misy labera tena sarobidy dia aseho amin'ny habaka misy haingam-pandeha misy refy mitovy amin'ny habetsaky ny endrika mahaliana. Ny famerenam-piraisana dia mamariparitra ny tsipika famerenam-bola amin'ny alàlan'ny habaka haingam-pandeha lehibe izay mamolavola tsara ny fifandraisana miasa eo amin'ny endri-javatra miovaova, x (ohatra ny soatoavina T2 * voxel-hende *, ary ny mari-pamantarana sarobidin'ny tena miovaova, y (ohatra ny vanim-potoana taranja). Ny santionany dia voasazy arakaraka ny halavany amin'ny tsipika famerenana. Nampiharinay ny epsilon insensitive SVR izay mamaritra ny fantsona manodidina ny tsipika famerenana amin'ny sakany mifehy ny sakamandimby, epsilon, ao anatiny no tsy misy sazy. Ny fivarotana eo anelanelan'ny mari-pahaizana izay latsaka ivelan'ny fantsona epsilon tsy refesi-mandidy dia voasazy ary ny fahatelon'ny andalana famerenana dia fehezin'ny tsy tapaka. C. Raha ny lanjan'ny C mitombo, omena alalana ambany ny fehizoro, izay mety hampiakatra ny generalizability amin'ny modely.

Nampiofana sy nanamarina ny maodelin'ny SVR izahay amin'ny lohahevitra (andiany iray amin'ny soatoavina T2 * hendry voxel ary mari-tsoratra iray isaky ny lohahevitra) amin'ny alàlan'ny fanamafisana ny fizotran-kevitra (LOSO). Ny LOSO dia dingana miverimberina izay ampiasain'ny data ny angon-drakitra fanamarinana iray raha ny iray hafa n - Lohahevitra 1 no ampiasaina hampiofanana. Ny faminaniana momba ny taona dia namboarina ho an'ny santionany havia mifototra amin'ny soatoavina T2 * hendry voxel fotsiny, ary miverina ny fizotrany mandra-pahatongan'ny lohahevitra rehetra ampiasaina amin'ny fanamarinana. Izany dia miteraka faminaniana amin'ny taona iray ho an'ny lohahevitra tsirairay, ary ny fahombiazan'ny maodely SVR dia azo faritana amin'ny fifandraisana misy eo amin'ny vanim-potoana foto-kevitra marina sy ireo izay vinanin'ilay maodely. Ny masontsivana C dia natao tsara ho an'ny isaky ny vondron-kery LOSO tamin'ny fampiasana LOSO fahitana fanamafisana. Nampiasa ny lanjan'ny epsilon mahazatra avy amin'ny kitapo LIBSVM an'ny 0.001 izahay. Ny famakafakana SVR dia naverina natao ho an'ny rakitra T2 * fitsaharana. rehetra p-vara-panamafisana amin'ny alàlan'ny fitsapana andrana famandrihana tsy misy dikanteny (1000 iterations). Nisafidy ny LOSO isika fa tsy ny fomba hafa fanamarinana fiampangana mba hahafahana mampitombo ny habetsaky ny angon-tsofina fampiofanana izay ampiasaina ao amin'ny fampitoviana azy ireo tsirairay; na dia lehibe ny haben'ny santionany aza, ny isan'ny taranja ao amin'ilay santionany dia matetika tsy ampy noho ny isan'ny fampidirina tafiditra ao amin'ny modely SVR.

2.7.1. Fanitsiana ny ampahany amin'ny boky

Mba hahazoana antoka fa ny faminaniana amin'ny vanim-potoana marobe dia tsy hita taratra fotsiny amin'ny fahasamihafana misy eo amin'ny T2 * vokatry ny habetsaky ny habetsaky ny volantsika, dia nampiasainay fitaovana fizarazaran-tena FAST an'ny FSL hamoronana saron-tava mety ho fotsy sy volondavenona avy amin'ireo sary mavesatra T1 an'ny mpandray anjara. Avy eo dia naverinay ny mety hisian'ny volondavenona noho ny refy T2 * manerana ny lohahevitra ho an'ny voxel tsirairay ary naverinay ny fandalinana SVR tamin'ny alàlan'ny angona voahitsy. Ankoatry ny fifehezana ny fahasamihafana misy eo amin'ny volavolan-dalàna, ity dingana ity dia mitaky fahasamihafana mifandraika amin'ny taona amin'ny T2 * lanja momba ny fahasamihafana mety hitranga amin'ny habetsaky ny striatal ary ny normalisation spatial spatial.

2.7.2. Famantarana modely

Mba hamaritana ny modely mivezivezy an'ny striatal T2 * sy ny làlany amin'ny vanim-potoana, dia nanombatombana ny làlan'ny fivoaran'ny T2 * tamin'ny alàlan'ny famerenana indray ny mari-pamantarana amin'ny T2 * amin'ny alàlan'ny modely linear, quadratic, ary famerenam-bolo indray isaky ny voxel striatal izay ampiasaina amin'ny famakafakana SVR. Mba hamaritana ny fanomezan-danja ny singa (voxels) amin'ny làlam-pandehanana ao amin'ny T2 *, dia nanombatombana ny lanjan'ny lanjan'ny lanjan'ny salan'isa ho an'ny tsirairay voakaly striatal izay ampiasaina amin'ny famakaoakan'ny SVR manerana ny vatan'ny LOSO cross-validation.

2.8. Famakafakana fikarohana

Raha te-hijery ny fifandraisana eo amin'ny T2 * ny herim-piainana sy ny taonany ankoatry ny faritra striatal striatal izahay dia nanao famotopotorana fikarohana iray manontolo ao amin'ny atidoha (Kriegeskorte et al., 2006). Mba hanatanterahana ny famakafakana dia namariparitry ny boribory sela misy halavam-peo 5 (81 voxels total), afovoany ny mombamomba ny voadisin'ny atidoha tsirairay, ary nanatontosa ny famakafakana ny SVR izay voalaza etsy ambony ao amin'ny voambolana 81 ao anaty modely. Ny feon-kira ihany no tafiditra tao anatin'ny mason-doha miray hina ao anatin'io famakafakana izany. Ny fanitsiana eo anelanelan'ny vanim-potoana marina sy efa voatonona isaky ny toerana modely dia notehirizina tao amin'ny afovoan-afovoany. Amin'ny famerenana io fomba io ho an'ny vovél tsirairay dia nahazo saron-tava feno atidoha izahay. Ny toerana misy ireo kluster voxel dia tombanana amin'ny fampiasana atlases tafiditra ao amin'ny AFNI.

3. Results

3.1. Fandinihana tsy mitovy

Ny dikan'ny elanelana ao amin'ny T2 * manerana ny voakelaky ny striatum dia tsy misy ifandraisany amin'ny vanim-potoana (r = 0.02), miaraka amin'ny maodely ho an'ny 0.0004% amin'ny tsy fitoviana fotsiny ao amin'ilay santionany. Rehefa nampisaraka ny striatum tao anaty caudate, putamen ary nucleus accumbens izahay ary namerina ny famakafakana, dia hitanay fa ny fampahalalana nentina midika hoe T2 * dia ampy hamoronana faminaniana momba ny taona ao amin'ny caudate (r = 0.286, p <0.001) sy putamen (r = 0.182, p <0.05), ary tena naminavina ny vinavinan'ny accumbens (r = 0.506, p <10-9, Aviavy. 1A, farango fotsy). Na izany aza, ny fizotry ny fiasa sy ny neurobiolojin'ny striatum dia misy amin'ny ambaratonga faran'izay tsara kokoa noho ny azon'ny alàlan'ny famakafakana ny haavon'ny ambaratonga (spatial mean). Cohen et al., 2009, Martinez et al., 2003 ary Postuma sy Dagher, 2006). Noho izany, nanamafy izahay fa ny fahasamihafana eo amin'ny fampandrosoana amin'ny T2 striatal * dia mety ho voasambotra kokoa amin'ny alàlan'ny fomba fiasa mora kokoa sy multivariate.

  • Sary feno lehibe (51 K)
  • 1.   

    Fanitsiana eo amin'ny vanim-potoana tena marina sy ny vanim-potoana voamariky ny fampiasana ny T2 * avy amin'ny modely tsy misy fepetra sy multivariate ao amin'ny ROI striatal. (A) Saripika bara mampitaha ny fifamatorana misy eo amin'ny vanim-potoana marina sy efa novinavina tamin'ny alàlan'ny modely telo: famakafakana tsy misy fanaingoana (baroka fotsy) ary famakafakana modely maro momba ny tahirin-kevitra (baroka mainty) sy fitsaharana (volombava fotsy). Ny famakafakana multivariate dia manome fahitana lehibe kokoa noho ny famakafakana tsy mazava ao amin'ny putamen, caudate ary striatum iray manontolo. Tsy misy maha samy hafa ny valin'ny asa mifandraika sy ny fanjakana. (*p <0.05, **p <0.01, ***p <0.001 fitsapana permutation). (B) Ny taona mifanohitra amin'ny vanim-potoana voalaza mialoha amin'ny striatum iray manontolo amin'ny alàlan'ny fandalinana lamina marobe momba ny T2 * amin'ny tanora 142 sy ny tanora tanora. Ny taona voafina dia mitentina 63% amin'ny tsy fitoviana.

3.2. Fandinihana lamina maro an'isa

Ny marika multivariate an'ny famantarana T2 * dia namoaka faminaniana lehibe tao amin'ny faritra striatal rehetra (Aviavy. 1A, bara mainty), maneho ny fifandraisana mafy eo amin'ity fepetra ity sy ny fivoaran'ny tanora. Ny fifamatorana lehibe indrindra teo amin'ny vanim-potoana efa voalaza mialoha sy ny vanim-potoana mpandray anjara marina dia voamarina tao amin'ny striatum manontolo (caudate, putamen, ary accucentes mahery), izay ny modely ny T2 * ka ny 63% ny fahasamihafana amin'ny vanim-potoana mpandray anjara (r = 0.79, p <10-30; fanadinana fangatahana: p <0.001, Aviavy. 1B).

Ny habetsahan'ny zavatra fotsy volo amin'ny striatal dia miovaova amin'ny taonany mihoatra ny taona (Raznahan et al., 2014 ary Sowell et al., 1999). Mba hahazoana antoka fa ny vinavinan'ny vanimpotoana maro dia tsy taratry ny tsy fitoviana be dia be naorin'ny rafitra amin'ny fiovana ny habetsaky ny striatal na ny artifact amin'ny fanovana ara-batana, namerimberina ny famakafakana ny valin'ny famerenam-bokatra SVR momba ny tsy fitovian'ny fahasamihafana amin'ny volon-doha. Tsy nahita fahasamihafana lehibe tamin'ny fampisehoana modely izahay tamin'ny alàlan'ny angon-drakitra mifehy ny volan'ny (sela fanampiny 1).

Ny mari-pahaizana T2 * dia maneho ny fijanonan'ny hozatra neurophysiological maharitra (Vo et al., 2011) ary tsy tokony ho sarotsarotiny ny vokatr'asa na konteksta. Na izany aza, namerina namakafaka ny famakafakana ho an'ireo taranja nandray anjara tamin'ny fandinam-panjakana fitsaharana izahay nandritra ny fotoam-pivoriana mitovy. Tsy nahita fahasamihafana lehibe ho anay ny maminavina ny taona amin'ny modely T2 * amin'ny alàlan'ny angon-drakitra mifandraika amin'ny asan'ny asa sy ny fanjakana.Aviavy. 1B, bara marika). Ankoatr'izay, nampifanarahinay ny fifandraisan'ny voxel hendry teo anelanelan'ny làlan-tsasatra amin'ny fanjakana fitsaharana sy ny asa mifandraika amin'ny T2 * ao amin'ny striatum ho an'ny mpandray anjara tsirairay ary nandinika ny fifandraisana median'i Pearson an'ny 0.97, izay manondro fa ny modely dia mifanaraka amin'ny asa sy ny fitsaharana. Noho izany, eto aorianay dia mametra ny fifantohantsika amin'ny angon-drakitra T2 * voaangona mandritra ny asany, izay miakatra amin'ny habetsaky ny volany (1208 vs 200) ary manana haben'ny santionany lehibe kokoa (142 vs 89).

Araka ny efa nohazainay dia ny lamina spatial dia milaza mialoha ny taona bebe kokoa ho an'ny faritra mahaliana rehetra. Ny fanatsarana dia nahagaga indrindra tamin'ny striatum manontolo izay nitombo ny habetsaky ny fanazavan-tena amin'ny vanim-potoana mpandray anjara nanomboka tamin'ny taona 0% tamin'ny fampiasana spatial mankany 63% amin'ny fampiasana modely. Io fifanoheran-kevitra io dia manondro fa ny striatum dia mandalo lamina be pitsiny amin'ny fivoaran'ny neurofisialy izay taratra manerana ny voan'ny striatal noho ny fahatanorana. Mba hamaritana tsara kokoa ny toetran'ity fomba fivoarana ity dia nanasongadina ny lalan'ny fampandrosoana ny T2 * manerana ny striatum izahay.

3.3. Famantarana modely

Ny tombony lehibe amin'ny SVR dia ny fahafahanao mamantatra ny endri-javatra izay mandray anjara amin'ilay mpahay tantara multivariate. Mba hampiasa izany fampahalalana momba ny habetsahana izany, dia nesorinay ny lanjan-java-manondro napetraka isaky ny voxel avy amin'ny valin'ny SVR. Ny lanjan-danja iray dia azo raisina ho toy ny fanondro ny maha-zava-dehibe ny endri-javatra iray (voxel) amin'ny famoahana ny vinavinan'ny vanim-potoana multivariate. Mba hamaritana ireo singa amin'ny fizotry ny habakabaky ny striatal T2 * izay misy fiantraikany akaiky indrindra amin'ny mpanafika multivariate, dia nitazona lanja faran'izay manana lanja lehibe izahay mba hamantarana ireo voan'ny striatal miaraka amin'ny lanja havanana lehibe indrindra. Vondron-kery ao amin'ny striatum ventral, ao amin'ny tendron'ny caudate, putamen, ary accumbens natanjaka indrindra no nihanatanjaka indrindra, narahin'ny kluster iray tamin'ny dorsal caudate (Aviavy. 2A). Ny sampam-boninkazo striatal amin'ny ventral dia manana fifandraisana ratsy amin'ny zotra amin'ny taona (R2 = 0.361, p <10-14; Aviavy. 2B tsipika mafy), ary ny cluster caudate dorsal dia manana fifandraisana mihamitombo miaraka amin'ny fahanterana (R2 = 0.078, p <0.001; Aviavy. 2B tsipika manongotra).

  • Sary feno lehibe (51 K)
  • 2.   

    Ny fanehoana ny modely multivariate amin'ny fahamatorana striatal. (A) Fandrefesana lanja feno lafy ho an'ny mavokely striatal rehetra tafiditra ao amin'ny modely SVR multivariate. Ny lanja avo kokoa dia maneho ny fandraisana anjara bebe kokoa amin'ny mpanafika multivariate. Ny voxels tena lanja avo indrindra dia nikatona tao amin'ny vential striatum sy dorsal caudate. (B) ny sangan'asa tsy miovaova an'ny T2 * ny traikefa ary ny 95% fahatokisan-tena ho an'ny voakelika avy amin'ny kluster ambony tampoka ao (B) namboarina ho toy ny fahanterana. Ny Panels C sy D dia mampiseho ny làlan'ny fahamatorana ny voadin'ny tsirairay tafiditra ao amin'ny famakafakana multivariate SVR. (C) Manombatombana ny beta beta manara-penitra amin'ireo tsipika mavitrika fatra amin'ny vanim-potoan'ny vanim-potoana amin'ny T2 *. Ny làlam-panadinadinana dia nianjera tamin'ny alàlan'ny gradient dorsal-ventral, ary ny sanda vox T2 * dia mitombo amin'ny ankapobeny amin'ny ankapobeny, mihena amin'ny ankapobeny. Ity fifandraisana ity dia simetrika manerana ny hemispheres. (D) Voam-bolo striatal avy amin'ny (C) fehin-kibo araka ny modely mety indrindra (tsipika: mena / manga, mifanohitra: voasary / magenta, quadratic: maitso / mavo).

Na dia manana lanja lehibe indrindra aza ireo klaster ireo dia zava-dehibe ny mitadidy fa ny faminaniana ny taona dia fiasa amin'ny fifandraisana multivariate eo amin'ireo voady rehetra tafiditra ao amin'ilay modely. Noho izany, nanombatombana ny famantarana ny làlan'ny fivoaran'ny T2 * ho an'ny isaky ny vox izay ampiasaina amin'ny famakafakana SVR mampiasa modely tsipika, quadratic ary miverimberina fanta-daza fantatra amin'ny famaritana ny fiovana fivoarana mandritra io vanim-potoana io (Luna et al., 2004) mba hamaritana amin'ny fomba feno ny fomba fahamatorana. Ny ankamaroan'ny voakira dia mifamatotra amin'ny vanim-potoana, ary ny habaka dia mifanaraka tsara amin'ny fifandraisana quadratic sy mifanipaka. Mba hanehoana izany fizarana izany dia nanasokajy voakira miorina amin'ny modely mety tsara isika - ny tsipika miorina tsara sy ratsy, quadratic, ary fifandraisana mifanohitra - ary nametaka azy ireo tamin'ny sary anatomika mahazatra, namorona T2 * mivoatra miakatra amin'ny striatum (Aviavy. 2D).

Amin'ny ankapobeny, ny fivoarana T2 * ny trajotra dia nianjera tamin'ny valan-jotra mankany amin'ny gradient dorsal, miainga amin'ny fifandraisan'ny fifandraisana ratsy amin'ny alàlan'ny striatum fantatra fa manana fifandraisana kortika sangan'ady matetika amin'ny fifandraisana tsara ao amin'ny faritra dorsal fantatra fa manana fifandraisana ara-dalàna sy varotra kortika.Alexander et al., 1986 ary Cohen et al., 2009), izay simetrika nanerana ny hemispheres (Aviavy. 2C; mahatadidy ny fitomboan'ny fifantohana vy mihena ny mari-pahaizana T2 *. Ny quadratic Negative ("nivadika" U ") ary ny fitomboan'ny fifankatiavana dia voamarina amina faritra paramenan'ny putamen, caudate, ary ny nucleus, miaraka amin'ny fifandraisana quadratic (" mihetsika "U") miforitra bebe kokoa amin'ny hantsana any amin'ny havanana ary mitombo ny fifandraisan'ny fifandraisana ratsy eo ankavanana. Ny fifandraisana quadratic négatif dia nahatratra ny maxima mihoatra ny fahatanorana tamin'ny taona 18.4 ao amin'ny caudate sy 17.4 ao amin'ny putamen. Endrika quadratic ("U") ary ny fihenan'ny fifandraisana mifamadika dia nozahana an-tsakany sy an-davaky ny vondron-drivotra, miaraka amin'ny fihenan'ny fifandraisana tsy mivaona amin'ny putamenan'ny rostroventral ary ny fifandraisan'ny quadratic tsara sitra-poko ao amin'ny caudoventral putamen tonga minima amin'ny taonany 20. Ny heterogeneity hita ao amin'ny trajector de épormitation amin'ny vozelin'ny striatal dia toa manazava ny fampisehoana lehibe kokoa ny modely multivariate antsika momba ilay modely tsy misy dikany amin'ny fahazoana ireo tsy fitoviana mifandray.

3.4. Fandinihana ho an'ny atidoha

Mba hamotopotorana ny fifandraisana mety misy eo amin'ny modely sy ny fampandrosoana sy ny fampandrosoana manerana ny ati-doha ary hanamafisana ny mombamomba ny fandraisana anjara striatal dia nanao fanadihadiana momba ny jiro fikarohana isika (Kriegeskorte et al., 2006). Nasehon'ny fikarohana fa ny vanim-potoana dia voalaza mialoha indrindra ao amin'ny striatum sy ny midbrain, ao anatin'izany ny nucleus mena, substantia nigra, ary ny faritra hafa amin'ny basal ganglia (Aviavy. 3). Ny faritra hafa izay niteraka faminaniana tena lehibe dia ny cortex anterior cingulate cortex, Brodmann Area 10, kortial medial mialoha, frontal gyrus frontterior, insula, girazy taloha sy afovoany afovoany, thinius anterior, ary ny nucleus fototry ny cerebellum. Ny fanitsiana lehibe dia voamarina ao amin'ny corpus callosum sy ny fronto-parietal fotsy koa. Ny ankamaroan'ireny faritra ireny (ohatra: basal ganglia, midbrain, nucleus nify, raharaha fotsy) dia anisan'ireo faritra manankarena indrindra ao amin'ny atidoha (Connor sy Menzies, 1996, Drayer et al., 1986, Haacke et al., 2005, Haacke et al., 2007 ary Langkammer et al., 2010), ary ampahany amin'ny lalan'ny dopamine mesolimbika / mesocortical ary nigrostriatal dopamine (ohatra midbrain, striatum, prefrontal cortex (Beaulieu sy Gainetdinov, 2011, Haber sy Knutson, 2010 ary Puglisi-Allegra sy Ventura, 2012). Ny fanitsiana lehibe indrindra dia voamarina tamin'ny fotoam-pitondran-tena accumbens, ny valopy ventromedial, ary ny ventromedial caudate (peak voxel: MNI −8, 5, −11), izay manondro fa ny T2 * dia manana fifandraisana mafy tokoa amin'ny fivoaran'ny tanora amin'ity ampahany ity atidoha, izay mifandray mafy amin'ny lalan'ny valisoa dopaminergic sy ny rafitry ny taova (Galvan sy al., 2006, Galvan sy al., 2007, McGinty et al., 2013 ary Puglisi-Allegra sy Ventura, 2012).

  • Sary feno lehibe (61 K)
  • 3.   

    Ny valin'ny fikarohana ao amin'ny atidoha dia manasongadina faritra misy fifandraisana matanjaka eo amin'ny T2 * sy ny fampivoarana tanora. Ny loko dia misolo tena ny fifandraisana eo amin'ny tena vanona sy ny vanim-potoana voafaritra avy amin'ny fanadihadihana fikarohana an'ny SVR izay mifototra amin'io voxel io. Ny feon-kira fotsiny miaraka amin'ny vanim-potoana misy eo amin'ny vanimpotoana marina sy efa novinavinaina izay manan-danja amin'ny p <0.001, Bonferroni voahitsy (ie 0.001 / isan'ny voxel ati-doha) no aseho. Ny voxel tampon'ny dia ao amin'ny striatum ventral (mandrindra MNI: -8, 5, -11). mPFC: medial pre-frontal cortex, pgAC: perigenual anterior cingulate, CC: corpus callosum, sFG: superior frontal gyrus, CG: central gyrus, VS: ventral striatum (ao anatin'izany ny nucleus accumbens), SN: substantia nigra, RN: red nucleus.

Ny marika T2 * manana lanja, indrindra fa rehefa angonina amin'ny fiaramanidina toy ny ao amin'ny EPI, dia mora iharan'ny fanaintainana noho ny fahatongavan'ireo artifact any akaikin'ny fototry ny ati-doha (ohatra: corteks orbitofrontal sy cortex inferotemporal), noho izany dia mampiakatra ny mety hisian'ny fahasamihafana mifandraika amin'ny taonany ao amin'ny T2 * dia mety hipoitra avy amin'ny artifact mora hita any amin'ireo faritra ao amin'ny atidoha. Tsy tokony hisy fiantraikany lehibe izany satria ny morphometry matin'ny atidoha dia napetraky ny taona tanora noho ny antokon-taona (Caviness et al., 1996). Ambonin'izany, (1) ny vokatsika lehibe indrindra misy antsika dia mitranga ao amin'ny faritra atidoha izay fantatra fa avo amin'ny fitrandrahana vy (ohatra: basal ganglia sy midbrain) ary miompana amin'ny faritra misy ny fihenan'ny fambara ary (2) fa ireo faritra amin'ny atidoha dia mora tratran'ny artifact mora tohina. (ohatra cortex oribitofrontal sy cortex inferotemporal; suplemento Fig. 2A sy B) dia tsy mampiseho fiantraikany manan-danja (fanampin'ny Fig. 2C).

4. Discussion

Ny fandinihana ankehitriny dia nampiasa modely mivezivezy momba ny asa miangavy sangan'asa ary fanjakana fatra-mihetsika ara-dalàna ara-dalàna T2 * -ny sary namboarina mba hamoahana ny faminaniana vanim-potoana lehibe amin'ny santionany lehibe sy tanora tanora ary manome porofom-pahalalana amin'ny fivoaran'ny neurophysiological olombelona striatum noho ny fahatanorana. Ireo fomba fanatanjahan-tena amin'ny T2 * dia faminaniana ny fahatanorana ao amin'ny striatum amin'ny ankapobeny ary koa any amin'ireo faritra ambanin'ny tany striatal, caudate, putamen, ary ny nucleus dia efa ho dimy minitra amin'ny fanjakana fakan-dàlam-pandrosoana, mampiseho fihetsiketsehana matanjaka eo amin'ny T2 * sy fampandrosoana ny tanora mandritra ny striatum.

4.1. Ny famantarana T2 *

Ny fitsikerana ny fandikana feno momba ireo valiny ireo dia ny fahatakarana ny singa neurofisiôma izay mandray anjara amin'ny mari-pahaizana T2 *. Ny T2 * dia mifandraika be indrindra amin'ny fotoana fialan-tsasatra miodina (spin-spin), ny fahatsaran'ny magneto ny hozatra, ary ny homogeneity. Noho izany, ny fifantohana amin'ny vy-tsy (tsy-heme) ary ny fifantohana myelin dia karazan-javamaniry izay mandray anjara betsaka amin'ny famantarana T2 * (Aquino et al., 2009, Daugherty sy Raz, 2013, Langkammer et al., 2012 ary Schenck, 2003). Ny vy-vy ary ny myelin dia manana fotoana fialan-tsasatra lava miovaova, ka izany no mahatonga ny mari-pankasitrahana T2 * hypo mahery (Aoki et al., 1989, Chavhan et al., 2009 ary Izy sy Yablonskiy, 2009). Na izany aza, ny myelin dia diamagnetika sy hozatra-vy dia paramagnetika, ka ny tariby-vy dia manana fandraisana anjara lehibe kokoa amin'ny T2 * (herin'ny hypo lehibe kokoa) vokatry ny fahatsaran'ny saziny sy ny fiatraikany amin'ny tsy fahatomombanana ny sahan'andriana.Langkammer et al., 2010 ary Schenck, 2003). Noho izany, na eo aza ny sela-vy sy myelin dia samy mandray anjara amin'ny T2 *, ny famantarana dia tokony ho voataona mafy indrindra amin'ny fifindran'ny vy - indrindra indrindra amin'ny striatum manankarena (Haacke et al., 2010 ary Langkammer et al., 2010). Io hevitra io dia tohanan'ny famakafakana fikarohana (Aviavy. 3) mampiseho ny fikambanana mafy orina miaraka amin'ny T2 * sy ny vanim-potoana mitranga any amin'ny faritra manankarena ao amin'ny atidoha (basal ganglia, midbrain) fa tsy faritra izay tsy dia toy ny vy-vy, toy ny kortex sy ny vatan-java-fotsy hoditra. Noho izany, ny fahasamihafana eo amin'ny fampandrosoana ny neurofaniôma striatal toy ny refesina amin'ny T2 * dia toa noho ny tsy fitovian'ny fivoaran'ny tsiranoka-vy mandritra ny fahatanorana.

Zava-dehibe ny manamarika fa na dia misy ihany koa ny vy ao amin'ny hemoglobin, ny fanomezan'ny heme-vy ho an'ny T2 * dia tsy azo atao raha oharina amin'ny an'ny vy-vy (Langkammer et al., 2010 ary Vymazal et al., 1996). Ny fandraisana ny hemoglobin amin'ny fahatsapana ny magnetika dia misy ao amin'ny deoxy-hemoglobin ary lehibe indrindra amin'ny saturation oksizenina ambany (Pauling, 1977), fa ny paramagnetism amin'ny hozatra-vy dia imbetsaka kokoa noho ny hemoglobin deoxygenated tanteraka (Vymazal et al., 1996). Ity fiantraikany kely-vy ity dia tsy antenaina fa hitondra fiantraikany amin'ny vokam-pivoarana hita amin'ity fandinihana ity satria ny fiantraikany amin'ny mari-pahaizana T2 * dia tsy tokony hiova arak'asa miaraka amin'ny vanim-potoana iainantsika. Ny rafitry ny vascular dia tena maharitra mandritra ny fahatanorana, miaraka amin'ny takelaka amin'ny pial ary ny fiforonan'ny kapillary (Harris sy al., 2011) ary ny haavon-dra mikoriana ara-dra amin'ny carotid artery (ny famatsiana ra voalohany amin'ny striatum) napetraka tamin'ny fahazazana (Schöning sy Hartig, 1996).

4.2. Tissue-iron sy ny ati-doha

Ny fahatsapan'ny T2 * amin'ny vy-vy dia misy ifandraisany indrindra amin'ny resaka fampandrosoana ny tanora. Ny vy dia entina miampita ny sakana amin'ny ati-doha amin'ny alàlan'ny famindrana ny proteinina ary tehirizina ao amin'ny sela ho ferritinAquino et al., 2009 ary Daugherty sy Raz, 2013, Drayer et al., 1986). Ny ganglia basal sy ny midbrain dia ny faritra ao amin'ny atidoha miaraka amin'ny fifantohana ferritin lehibe indrindra (Haacke et al., 2005 ary Schenck, 2003). Ny sela misy tsindrona ferritin lehibe indrindra dia oligodendrocytes hita ao amin'ny fotsy sy fotsy volo (Haacke et al., 2005). Ferritin koa dia azo alaina ao amin'ny neuron, indrindra ireo ao amin'ny ganglia basal (Drayer et al., 1986 ary Moos, 2002). Ao anatin'ireo sela ireo dia manome krizy maro amin'ny fizotran'ny neurofisolojika lehibe ny vy. Ao amin'ny oligodendrocytes, ny vy dia ilaina amin'ny synthéel myelin ary takiana amin'ny famokarana ATP ilaina amin'ny fitazonana ny metabolism avo lenta ataon'ireo sela ireo (Connor sy Menzies, 1996, Moos, 2002 ary Todorich et al., 2009). Ao amin'ny basal basal, ny modely amin'ny biby tsy ampy vy (Erikson et al., 2000) sy modely aretina amin'ny aretin'ny tongotraConnor et al., 2009) sy ADHD (Adisetiyo et al., 2014) manondro fa ny vy-vy dia mifandray amin'ny rafitra dopamine (Ny volombava sy ny mpampita, 2003). Manokana indrindra ny vatan-tsofina striatal-vy manohana ny fanehoana ny resadresaka D2 (Beard, 2003 ary Jellen et al., 2013), fiasa dopamine transmitter (Adisetiyo et al., 2014, Erikson et al., 2000 ary Wiesinger et al., 2007), sy ny dopamine neuron excitability (Jellen et al., 2013). Satria ny rafitry ny dopamine striatal dia naseho fivoarana nandritra ny fahatanorana amin'ny modely biby (Kalsbeek et al., 1988, Rosenberg sy Lewis, 1995 ary Teicher sy al., 1995) ary nopetahany fihetsika sy fihetsika ao amin'ny atidoha (Casey et al., 2008, Padmanabhan sy Luna, 2014 ary Espear, 2000), ny famantarana T2 * dia misy ifandraisany manokana amin'ny fandalinana ny fampandrosoana striatal tanora. Ankoatra izany, postmortem (Hallgren sy Sourander, 1958) sy MRI (Aquino et al., 2009 ary Wang et al., 2012) ny fandinihana fikarohana momba ny fahasamihafana amin'ny androm-piainana amin'ny vy-vy dia nampiseho ny fitomboan'ny ankapobeny amin'ny fiforonan'ny vy ao amin'ny striatum hatramin'ny fahanterana ary manome soso-kevitra ny tahan'ny fiangonan'ny vy lehibe indrindra ao anatin'ny roapolo taona voalohany, izay manondro ny fihenan'ny fiovan'ny fanangonana taorian'ny fahatanorana.

4.3. T2 * sy ny atidoha tanora

Ny làlan'ny fivoaran'ny T2 * famantarana dia miovaova arak'asa amin'ny lafiny ara-dàlana sy ny ventralin'ny striatum. Ny ampahany amin'ny striatum, izay manana fifandraisana cortical limbort matetika (Cohen et al., 2009), dia naneho fifandraisany ratsy ratsy tamin'ny vanim-potoana raha ny ampahan'ny dorsal, izay manana fifandraisana ara-piterahana sy cortical marobe dia mampiseho fifandraisana tsara amin'ny vanim-potoana amin'ny fahanterana ary manome soso-kevitra amin'ny alàlan'ny fahatanorana sy ny rafitry ny fananana lahy sy vavy ary ny fanatanjahan-tena amin'ny zotram-po. Ny vokatra dia mifanaraka amin'ny tsikaritra izay manondro fa ny striatum dia manana endrika mivoatra amin'ny heterogeneous spatially, izany hoe ny nuclei striatal dia tsy mamolavola amin'ny endrika mitovitovy maneran-tany (Raznahan et al., 2014). Ny fifandraisana ratsy eo amin'ny striatum ventral dia manondro fitombo tsy miovaova amin'ny fitrandrahana vy-vy miaraka amin'ny tsipika miendrika volony izay milaza fa ny tahan'ny fitomboana dia lehibe indrindra amin'ny fahatanorana. Raha jerena ny fifandraisan'ny tavy-vy miaraka amin'ny fiasa dopamine sy ny fanalanjona, ireo fitomboana ireo dia mety hanohana ny fahamatorana sy ny fihanaky ny rafitra dopamine ary ny fanesorana ny fifandraisana cortico-striatal izay hita ao amin'ny modely biby ho an'ny fivoaran'ny tanora (ohatra: fampitomboana ny dopamine mitombo amin'ny kortex prefrontal primate ; Rosenberg sy Lewis, 1995), manohana ny fahamatorana ny circuitry motivational.

Ny làlan'ny fivoaran'ny T2 striatal * dia miavaka noho ny fahatanorana amin'ny ampahany amin'ny caudate sy putamen. Amin'ireto faritra ireto, ny sanda voxon'ny T2 * dia miovaova tsy misy tsipika amin'ny taonany, amin'ny toe-javatra sasany, dia mihinana ny fahatanorana eo anelanelan'ny taona 17 sy 18. Ny mahaliana manokana dia ny fifandraisan'ny quadratic ("U") amin'ny valan-javamaniry izay manondro ny tendon-tsavony - ny fifangaroana vy any amin'ity faritra ity noho ny fahatanorana, mety misy ifandraisany amin'ny tampon'ny dopamine D2 mpandray amin'ny fanekena izay hita ao amin'ny rodent (Teicher sy al., 1995) ary hypothesisma hitranga amin'ny olombelona (Casey et al., 2008). Amin'ny ankapobeny, ireo làlan-jalam-pandrosoana tsy ara-pandrosoana ireo dia manome soso-kevitra ny vanim-potoana fahamatorana ny neurofisialy striatal izay mety hisy fiantraikany amin'ny tampoka eo amin'ny fitadiavana fitrandrahana sy ny fitondran-tena maka risika ary ny fahatsapana valisoa striatal mandritra ity dingana fampandrosoana ity (Padmanabhan et al., 2011 ary Espear, 2000), na dia eo aza ny fifandraisan'ny vondron-droa dia manome taratra ny fitohizan'ny rafitra mandrisika amin'ny alàlan'ny fahatanorana.Arnett, 1999 ary Hoogendam et al., 2013). Raha jerena ny fahazoana modely amin'ny biby izay manondro tampon-jaza amin'ny fanehoan-kevaly dopamine sy ny fandinihana ny fMRI olombelona manolo-kevitra ny fampiroboroboana ny fihenan'ny valalan'ny striatal amin'ny alàlan'ny tontolon'ny fandrisihana sasany, dia gaga izahay nahita ny fikambanana linear na tafintohina tamin'ny T2 * izay misy taona ao amin'ny ampahany amin'ny striatum. Angamba ny fitomboan'ny valin'ny BOLD an'ny tanora dia mety hahatsapa ny toe-javatra fanampiny amin'ny fiasan'ny DA izay tsy mifandraika mivantana ny mofomamy, toy ny famoahana ny habetsaky ny famoahana ny DA na ny mety ho hafa, izay mety manana traikefa fampandrosoana. Ny fomba fiantraikany izay hita izay hita taratra ihany koa ny tsy fitovian'ny fifandraisana mivantana eo amin'ny sela-vy sy ny dopamine receptor density ary DAT ary koa ny andraikiny amin'ny fizotran'ny neurofisolojia maro (ohatra ny famoronana sy famokarana ATP) izay tsy mihena amin'ny maha-olon-dehibe. Ny fahasamihafana tsirairay avy amin'ny T2 * sy ny basal ganglia tissue - ny fifantohana vy dia mifandraika amin'ny fahasamihafana tsirairay amin'ny indeksan'ny rafitry ny rafitra sy ny fiasan'ny rafitra dopamine. Mazava fa ilaina ny fikarohana bebe kokoa mba hanehoana mivantana an'io fifandraisana io, indrindra amin'ny vahoaka normative.

Ny habetsaky ny vojika-hendry ny lanjan-java-miavaka avy amin'ny famerenan'ny vector fanampiana multivariate dia manondro fa ny fahamasinan'ny neurofisiôma amin'ny striatum dia misy fiantraikany amin'ny fitohizan'ny fanohizana ny striatum ventral, ka ao anatin'izany ny nucleus accumbens sy ny ampahany avy amin'ny caudate and putamen, ao anaty olon-dehibe. Mandritra ny fahatanorana, ny striatum ventral dia mampiseho ny fihetseham-pon'ny haingam-pandeha amin'ny fahazoana valisoa amin'ny fientanentanana amin'ny alàlan'ny tontolon'ny fientanam-po sasany ary mifandraika amin'ny fitondran-tena mampidi-doza mandritra io vanim-potoana io (Ernst et al., 2005, Galvan sy al., 2006, Galvan sy al., 2007, Geier et al., 2010 ary Padmanabhan et al., 2011). Ankoatr'izay, ity faritra ity dia tena dopamine anatiny ary ivon-toerana afovoan'ny fahazoana valisoa dopamine frontostriatal (Knutson sy Cooper, 2005, McGinty et al., 2013, Puglisi-Allegra sy Ventura, 2012) mampihetsi-po amin'ny fitadiavana fihetseham-po mitady sy ny fihetsika mety hampidi-doza (Blum et al., 2000, Espear, 2000). Raha ny fomba manokana, ny fitomboan'ny fifantohan'ny vy-vy any amin'ity faritra ity dia mety ho misy mekanika amin'ny fihetsika eo amin'ny tanora sy ny famerenam-bola amin'ny striatal amin'ny alàlan'ny fiarahany amin'ny fanehoana ny dopamine receptor, function transporter ary excitability (Erikson et al., 2000, Jellen et al., 2013 ary Wiesinger et al., 2007) sy ny myelination (Connor sy Menzies, 1996, Moos, 2002 ary Todorich et al., 2009) ao anaty lalan'ny cortico-ventral striatal.

Ny famakafakana iray manontolo ao amin'ny atidoha dia nanambara fa ny fikambanana matanjaka indrindra eo anelanelan'ny T2 * sy ny vanim-potoana dia mitranga any amin'ny faritry ny vondrom-paritra ara-bolkanazy sy midbrain fantatra fa no faritra dopamine sy manankarena indrindra amin'ny atidoha (Drayer et al., 1986, Haacke et al., 2005 ary Langkammer et al., 2010) miaraka amin'ny taham-pivondrana vy miitatra manerana ny androm-piainana (Aquino et al., 2009, Haacke et al., 2010 ary Hallgren sy Sourander, 1958). Ao amin'ny cortex, nisy fiarahamonina manan-danja izay hita tany amin'ireo faritra misy tazom-baravarankely izay mifanindry amin'ny lalana dopamine mesolimbika sy mesocortical ary koa ny ekipa mpanatanteraka sy motor. Tsara homarihina fa ny fandikana ny toetran-tsofin'ny neurofaniôlazy marim-pototra amin'ny famantarana T2 * ivelan'ny striatum manankarena dia somary mivadika ihany. Ohatra, ny ambaratonga izay misy ny kortical T2 * dia maneho ny fitrandrahana vy-sezika per se somary mazava kokoa satria ny myelination dia tokony hanana fandraisana anjara bebe kokoa amin'ny famantarana amin'ny faritra izay misy ambaratonga ambany ambany-vy (ohatra: korteks, zavatra fotsy). Noho izany antony izany, mety ho tsara ho an'ny mpikaroka amin'ny ho avy ny hifantohan'ny T2 * famakafakana amin'ireo faritra ao amin'ny atidoha fantatra fa manana fifantohana taolana-vy (ohatra: ganglia basal sy midbrain). Na izany aza, io fanangonana faritra ao amin'ny atidoha sy kortortical io dia mifanaraka amin'ny zavatra fantatsika striatal satria mifamatotra ara-batana sy miasa ao anaty rafitra dopamine izy ireo ary naseho fa sarotiny amin'ny fivoaran'ny tanora (Casey et al., 2008, Cohen et al., 2009, Galvan sy al., 2006, Geier et al., 2010, Giedd et al., 1999, Hwang et al., 2010, Lehéricy et al., 2004, Martino et al., 2008 ary Sowell et al., 1999). Noho izany, ireo valiny ireo dia manome porofo ho fanohanana ny hypotesisma fa ny fivoaran'ny neurofisiôma ny fizahana dopamine frontostriatal amin'ny olombelona dia mitranga noho ny fahatanorana (Casey et al., 2008 ary Espear, 2000).

4.4. Fameperana sy toromarika ho avy

Ny zavatra hitanay, miaraka amin'ireo Vo et al. (2011), lazao fa ny angon-drakitra EPI * avo lenta momba ny EPI dia mety ho fitaovana ilaina ho an'ny famotopotorana amin'ny rafi-pahaizana striatal. Ny tombony amin'ity fomba ity dia ny fepetra ity dia azo avy amin'ny daty fMRI efa misy, na fitsaharana na asa izany. Araka ny voalaza etsy ambony dia manoro hevitra ny fifantohana ireo valim-panadihadiana momba ny ganglia basal sy ny faritra hafa ao amin'ny atidoha fantatra fa manana fifantohana be loatra amin'ny taolana – vy ho toy ny fandikana ny fiasan'ny neurofisolojia izay manampy ny T2 * lehibe indrindra amin'ireto faritra ireto. Ankoatr'izay, manoro hevitra ny faritra atidoha toy ny cortex ventral orbitofrontal sy ny ampahany amin'ny cortex inferotemporal izay mora iharan'ny famoronana artifact mba hialana amin'ny famakafakana ny valim-panadihadiana momba ny EPNUMX *. Tianay ny manamarika fa ny mpanao fanadihadiana izay liana amin'ny fametahana manokana ny fifangaroan-tsoka-vy dia mety mampihatra ny fandaharana MR misy tarehimarika, toy ny R2 ′ na R2 *, izay naseho fa misy ifandraisany amin'ny votoatiny-vy (Sedlacik et al., 2014 ary Yao et al., 2009) manombatombana bebe kokoa ny fananana io tavy io. Ny lalana lehibe ho an'ny asa amin'ny ho avy dia ny mampiavaka mivantana ny fifandraisan'ny fifantohana eo amin'ny vy-vy eny amin'ny basal ganglia ary ny fijanonan'ny rafitra dopamine amin'ny asan'ny normative, ny fanitarana ny asa vita amin'ny RLS, ADHD, ary ny valim-piainan'ny vy ary mitarika amin'ny fiasa lehibe kokoa mahay mandanjalanja sy zava-dehibe ny T2 * sy ny fepetra mifandraika. Mazava ho azy, ny fahatakarana tsara an'ity fifandraisana ity dia misy fiantraikany mahery vaika amin'ny fandalinana ny olombelona izay tsy misy ny teknika fampidirana misimisy kokoa ahafahana manombatombana ny neurobiology ny rafitra dopamine. Ary farany, na izany aza ny fandalinana natao tamin'ny alàlan'ny fizaram-paribolana lehibe izay nandrakotra sokajin-taona maro, ny asa ho avy dia tokony hampiasa ny famolavolana lava hatrizay mba hahafahana manantitrantitra kokoa ny taona. fanovana ao amin'ny T2 *, isaky ny se.

5. famaranana

Ny vokatray dia manome porofo vivo momba ny fitohizan'ny neurophysiological fitomboan'ny faritra striatal manerana ny fahatanorana. Ny zavatra hitanay sy ny toetoetran'ny famantarana T2 * dia milaza fa ny tsy fitovian-taona mifandraika amin'ny neurofisma striatal dia mahery vaika amin'ny fahasamihafana ao amin'ny tsiranoka vy-vy (Aoki et al., 1989, Chavhan et al., 2009, Izy sy Yablonskiy, 2009, Langkammer et al., 2010 ary Schenck, 2003). Rehefa nomena ny anjara asan'ny tolo-batana ho an'ny fiasan'ny atidoha, anisan'izany ny fiasa dopamine, ary ny andraikitry ny striatum amin'ny fianarana, ny famporisihana, ary ny fanodinana valisoa, ny fahamatorana ny striatum araka ny fanamarihan'ny T2 * dia mety hitondra anjara betsaka amin'ny fiovana fampandrosoana amin'ny fitondrantena sy ny atidoha miasa amin'ny alàlan'ny fahatanorana.

Ny fandraisan'ireo mpanoratra

B. Larsen sy B. Luna dia niara-niasa tamin'ny famoronana sy ny famolavolana ny fanandramana. B. Larsen dia namakafaka ny angon-drakitra ary nanoratra ny drafitra voalohany amin'ny taratasy. B. Luna dia nanisy fanovana ny sora-tanana tany am-boalohany.

Fifandirana mahaliana

Tsy misy mitatitra.

Fankasitrahana

Ny tetik'asa nilazalazaina dia notohanan'ny nomera-tahiry 5R01 MH080243 avy amin'ny National Library of Medicine, National Institutes of Health. Ny afa-po amin'ity tatitra ity dia ny andraikitry ny mpanoratra ary tsy voatery hisolo tena ny fomba ofisialy ao amin'ny National Library of Medicine na NIH, DHHS.

Tovana A. Data fanampiny

Ireto ny angon-drakitra fanampiny amin'ity lahatsoratra ity.

References