Forfall i belønningsprosessering og dens innflytelse på hemmeregulering i ungdomsårene (2010)

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

Geier CF, Terwilliger R, Teslovich T, Velanova K, Luna B.

Forfatterinformasjon

  • Laboratorium for Neurokognitiv Utvikling, Psykiatri og Psykologisk Institutt, Senter for Neural Basis of Cognition, Universitetet i Pittsburgh, Pittsburgh, PA 15213, USA. [e-postbeskyttet]

Abstrakt

Naturen til umodne belønninger og påvirkning av belønninger på grunnleggende elementer av kognitiv kontroll under ungdomsårene er for tiden ikke godt forstått. Her, under funksjonell magnetisk resonansavbildning, utførte sunne ungdommer og voksne en modifisert antisakadeoppgave der test-for-prøve-belønningsforutsetninger ble manipulert. Bruken av en roman rask, hendelsesrelatert design muliggjorde utviklingsforskjeller i hjernens funksjon underliggende temporært forskjellige stadier av belønningsbehandling og responsinhibering som skal vurderes. Belønningsforsøk sammenlignet med nøytrale studier resulterte i raskere, hemmende responser i tider og i færre hemmende feil hos ungdom. Under belønningsforsøk ble blodsyresyreavhengig signal svekket i ventralstriatum hos ungdom under cue-vurdering, deretter overaktiv under responsbehandling, hvilket tyder på begrensninger under ungdomsårene i belønningsvurdering og økt reaktivitet i påvente av belønning sammenlignet med voksne. Det er viktig at økt aktivitet i frontal cortex sammen med precentral sulcus også ble observert hos ungdom under reaksjonsforsinkelsesresponspreparasjon, noe som tyder på belønningsmodulering av oculomotoriske kontrollområder som støtter riktig hemmende respons. Samlet karakteriserer dette arbeidet spesifikke umodenheter i ungdoms hjernesystemer som støtter prosessering av belønning og beskriver innflytelsen av belønning på hemmende kontroll. I sum antyder funnene mekanismer som kan ligge til grunn for ungdoms sårbarhet for dårlig beslutningstaking og risikotaking.

nøkkelord: adolescence, antisaccade, fMRI, responsinhibering, belønning

Introduksjon

Negative utfall knyttet til risikofylt eller hensynsløst atferd er en viktig bidragsyter til skarpe økninger (~200%) i sykelighet og dødelighet observert i ungdomsårene (Arnett 1992; Spyd 2000; Dahl 2004). Risikostyring kan defineres som engasjerende, ofte impulsivt, i atferd som er høy i subjektiv ønskelighet eller spenning, men som utsetter personen for potensiell skade eller tap (f.eks. Kjører ekstremt rask og engasjert i ubeskyttet sex) (Irwin 1990). Ungdomens tilbøyelighet til å engasjere seg i risikotaking gir overbevisende atferdsmessig bevis for uendelighet i beslutningsprosesser. Imidlertid er vår forståelse av det neurale grunnlaget for risikotaking fortsatt begrenset. Selv om flere funksjonelle kretser forventes å bidra til atferdsrisikoopptak, er 2 sannsynlige primære systemer belønningsbehandling og hemmende kontroll (Steinberg 2004). Umiddellig gjenkjenning og vurdering av belønninger kombinert med begrensninger i endogen impulskontroll kan resultere i dårlig beslutningstaking som da kan sette scenen for å ta del i risikotaking. For å informere det neurale grunnlaget for risikotakende atferd, sammenligner vi belønningsprosessering og dens effekter på hemmende kontroll hos ungdom sammenlignet med voksne.

En omfattende litteratur har avgrenset nevrale kretser som støtter belønningsprosessering i modne voksne (Schultz 2000; Breiter et al. 2001; O'Doherty et al. 2001; Roesch og Olson 2004; Hikosaka et al. 2006). Spesielt er den orbitofrontale cortex (OFC), dorsal og ventral striatum (VS) og medial prefrontal cortex (PFC) identifisert som nøkkelkomponenter (Schultz 2000; McClure et al. 2004). Det er viktig at den tidsmessige oppløsningen av enkelt-enhet og hendelsesrelatert funksjonell magnetisk resonansbilleddannelse (fMRI) -studier har vist at belønningsprosessering ikke er en monolitisk funksjon, men snarere en dynamisk pakke av sammenhengende beregninger. Særskilte signaler som forekommer før ("anticipatory" signaler) og etter belønning ("consummatory" signaler) er identifisert (Schultz 2000; Hare et al. 2008). Forutsigende signaler er knyttet til den første deteksjonen og bestemmelsen av valensen av belønningsprognoser, samt vurdering av forventet verdi av en fremtidig belønning (Knutson et al. 2001; O'Doherty et al. 2002). Konsummatiske signaler inkluderer de som er relatert til størrelsen på mottatt belønning (Delgado et al. 2000, 2003; Rolls 2000; O'Doherty et al. 2001) og om mottatt belønning matchet opp med spådommer ("prediksjonsfeil" -signaler) (Schultz 2000; Schultz et al. 2000).

Til sammenligning forblir vår forståelse av utviklingen av belønningsbehandling gjennom ungdomsforløpet ganske begrenset. Anatomiske studier indikerer at primære belønningsregioner viser vedvarende umodenheter gjennom ungdomsårene, inkludert fortsatt uttining av gråstoff i basale ganglier og OFC (Giedd et al. 1996; Sowell et al. 1999; Gogtay et al. 2004; Toga et al. 2006), som delvis skyldes tap av svake eller ubrukte synapser via synaptisk beskjæring (Gogtay et al. 2004). Under ungdomsårene kan et økt antall underspecifiserte synaps føre til begrensninger i identifiseringen av belønninger og verdier i forhold til voksne. Parallelt med synaptisk beskjæring øker myeliniseringen lineært gjennom hele utviklingen (Yakovlev og Lecours 1967). Myelinering forbedrer effektiviteten av informasjonsbehandling ved å øke hastigheten og troen på distal nevronal overføring, som bidrar til den funksjonelle integrasjonen av den distribuerte hjernekretsen som er kritisk for fremveksten av kompleks høyereordensadferd (Goldman-Rakic ​​et al. 1992; Luna og Sweeney 2004). En komparativ undermyelinering av ungdomshjernen kan bidra til en begrenset evne til effektivt å integrere belønningssignaler med efferente motorsystemer som er nødvendige for motivert atferd (Roesch og Olson 2003, 2004).

Sammen med vedvarende mikrostrukturell modning indikerer konvergerende data fra menneskelige og dyremodeller at dopamin (DA) nevrotransmisjon i striatal og kortikale systemer fortsetter å modnes i ungdomsårene (Spyd 2000; Andersen 2003; Crews et al. 2007). For eksempel er D1- og D2-reseptornivåer og binding i rottestriatum større under ungdomsårene sammenlignet med voksenlivet (Seeman et al. 1987). Tettheten av DA-transportører, som fungerer for å fjerne DA fra synaps, sprer seg under ungdomsårene i striatumet (Meng et al. 1999). Videre legger DA inn i PFC økning i ungdomsårene (Kalsbeek et al. 1988; Rosenberg og Lewis 1994, 1995; Spyd 2000), og bevis tyder på et relativt skifte fra mesolimbic til mesocortical DA-systemer under tidlig ungdomsår (Spyd 2000). Når det gjelder belønningsprosessering, kan økninger i adolescent DA-nivåer i striatum og PFC kombinert med større DA-transportører bidra til en økt, men temporært begrenset følsomhet for belønninger, som foreslått i en modell av oppmerksomhetsunderskudd hyperaktivitetsforstyrrelse (Castellanos og Tannock 2002).

I samsvar med strukturelle data indikerer initiale utviklingsmessige fMRI-studier funksjonelle umodenheter i belønningsrelaterte hjernesystemer under ungdomsårene (Bjork et al. 2004, 2007; May et al. 2004; Ernst et al. 2005; Galvan et al. 2006; Guyer et al. 2006; van leijenhorst et al. 2006, 2009; Eshel et al. 2007). Selv om ungdom har blitt vist å rekruttere en belønningskrets som ligner på voksne (May et al. 2004), er retningen av umodne svar ennå ikke fullt ut karakterisert i primære regioner. Bevis har blitt funnet for ungdoms "under" aktivitet under forutgående behandling i USA, samt ved probabilistisk beslutningstaking i OFC og mesial PFC (Bjork et al. 2004, 2007; Eshel et al. 2007), men "over" aktivitet i VS under belønning kvittering (forbruksmessig) behandling (Ernst et al. 2005; Galvan et al. 2006). Dermed kan forskjellige tidsmessige faser av belønningsprosessering (foregående og forbruksmateriell) ha tydelige utviklingsbaner, et viktig hensyn til teoretiske modeller som i stor grad preger ungdomsbelønningssystemet som enten hyperaktiv (Chambers et al. 2003; Ernst et al. 2006) eller hypoaktive (Spyd 2000), i forhold til voksne.

Parallelt med den pågående modningen av belønningsprosessering fortsetter forbedringer i hemmende kontroll også gjennom ungdomsårene (Paus et al. 1990; Levin et al. 1991; Ridderinkhof et al. 1999; Ridderinkhof og van der Molen 1997; Williams et al. 1999; Bunge et al. 2002; Luna et al. 2004; Liston et al. 2006). Frivillig responsinhibering refererer til den kognitive evnen til å stoppe en prepotent respons til fordel for målrettet handling og er en grunnleggende komponent i beslutningsprosessen (Curtis og D'Esposito 2003; Luna et al. 2004; Ridderinkhof, van den Wildenberg, et al. 2004; Curtis og D'Esposito 2008). Atferdsarbeid fra vårt laboratorium og andre ved hjelp av antisakkade (AS) oppgaven (Hallett 1978), hvor emner skal hemme den sterke trangen til å saccade mot et plutselig fremstående perifert mål og i stedet se mot speilplasseringen, indikerer at voksenlignende nivåer av responsinhibering begynner å stabilisere i midten til sen ungdom (Fischer et al. 1997; Munoz et al. 1998; Klein og Foerster 2001; Luna et al. 2004). Imidlertid viser den neurale kretsstøttende AS-oppgavestyrken fortsatte umodenheter gjennom ungdomsårene, inkludert redusert aktivering i frontal øyefelt (FEF) og økt tillit til laterale prefrontale systemer i forhold til voksne (Luna et al. 2001, 2004; Velanova et al. 2008). Disse dataene støtter en rekke andre studier som indikerer at utviklingen av kretser som støtter hemmende kontroll er langvarig (Casey et al. 1997; Rubia et al. 2000; Luna et al. 2001; Adleman et al. 2002; Bunge et al. 2002; Tamm et al. 2002; Durston et al. 2006; Marsh et al. 2006; Rubia et al. 2006, 2007; Velanova et al. 2008).

En mer fullstendig forståelse av begrensningene som er tydelige i ungdomsbeslutninger og risikotagende atferd kan oppnås ved å karakterisere modning av belønningsprosessering sammen med påvirkning av belønningene for hemmende kontroll. Hittil har bare en håndfull atferdsstudier undersøkt samspillet mellom disse systemene ved hjelp av modifiserte AS-oppgaver med prøveberettigede monetære belønningerDuka og Lupp 1997; Blaukopf og DiGirolamo 2006; Jazbec et al. 2006; Hardin et al. 2007). På den ene siden har det vist seg å legge til en belønningsberettigelse for å redusere antallet hemmende feil generert av ungdom og voksne, noe som tyder på at grunnveier mellom belønningsrelaterte regioner og oculomotoriske kontrollrelaterte regioner etableres i hvert fall ved ungdomsårene. På den annen side påvirker belønninger differensielt andre saccadeverdier (f.eks. Hastighet og latens) over utvikling (Jazbec et al. 2006; Hardin et al. 2007). Imidlertid har utviklingsforskjellene i nevrale kretser som støtter ytelsen til den belønnede AS-oppgaven, ennå ikke blitt preget av litteraturen.

Vi har som mål å karakterisere utviklingsforskjeller i belønningsprosessering og effekter av belønning for responshemming hos friske ungdommer og voksne. Vi bemerker at undersøkelse av samspillet mellom disse 2-modellene bør betraktes som et første skritt mot å karakterisere det mer komplekse fenomenet risikotaking. Kritisk bruker vi et nytt sett med metoder, inkludert et monetært incitamentsmediert AS-paradigme som presenteres i et raskt, hendelsesrelatert fMRI-design med delvise "fangst" -prøver (Ollinger, Shulman og Corbetta 2001) som gjør det mulig for oss å dissociere og separat karakterisere blod oksygennivåavhengig (BOLD) aktivitet knyttet til belønningsprosesseringskomponenter som tidligere er identifisert i litteraturen, for å være tydelig (Schultz 2000). Disse komponentene inkluderer belønning cue identifikasjon (Schultz 2000), forutsatt å svare på en belønning (Bjork et al. 2004), og respons / tilbakemelding (Ernst et al. 2006), som hver kunne ha forskjellige utviklingsmessige baner. Denne tilnærmingen er spesielt unik ved at vi undersøker 2-komponentene i forutgående prosess-innledende cue vurdering og senere respons forberedelse / forventning. Videre har vi til hensikt å samtidig karakterisere effektene av belønningsforutsetninger på distribuerte oculomotoriske kontrollregioner (f.eks. Formodede kortikale øyefelter) som er kjent for å være kritiske for AS oppgavesultat (Munoz og Everling 2004).

I tråd med tidligere atferdsrapporter forutspådde vi at voksne og ungdom ville generere færre hemmelige feil på belønning sammenlignet med nøytrale AS-studier (Jazbec et al. 2006; Hardin et al. 2007). Under belønning versus nøytrale forsøk antydet vi at begge aldersgruppene ville vise økt aktivitet i hjernegrupper som støtter belønningssyndeteksjon (f.eks. VS) og verdierpresentasjoner (f.eks. VS og OFC). Videre antydet vi at korrekt AS-ytelse på belønnede forsøk vil bli støttet av økt aktivitet i oculomotorisk kontrollkrets, spesielt områder nær den overlegne precentral sulcus (SPS, formodet human homolog av FEF), som er kjent for å støtte korrekt AS-ytelse. Forbedret aktivitet i FEF-fikseringsneuroner i preparatperioden for AS-studier har vist seg å være avgjørende for evnen til å hemme feilaktige svar (Connolly et al. 2002; Curtis og D'Esposito 2003; Munoz og Everling 2004). Gitt bevis for suboptimal AS-ytelse og umodenhet i belønningsprosessering i ungdomsårene, antydet vi at ungdommer ville vise en mer uttalt effekt av belønningsmodulering av oculomotoriske regioner og atferdsprestasjoner. Til slutt, basert på tidligere funn, antydet vi også at ungdom ville vise hypoaktivitet under belønning forventning (Bjork et al. 2004, 2007; Eshel et al. 2007) og hyperaktivitet under forbruksbehandling (Ernst et al. 2005; Galvan et al. 2006).

Materialer og metoder

Deltakere

Trettiåtte friske personer (22 ungdommer og 16 voksne) ble opprinnelig rekruttert for denne studien. Imagingdata fra 4-ungdom ble ekskludert fra analyser på grunn av overdreven hodebevegelse i skanneren. De resterende 34-individene (18-ungdommer [alderen 13-17 år, M = 15.3 {± 1.5}, 8 kvinner] og 16 unge voksne [alderen 18-30 år, M = 21.7 (± 2.9), 10 kvinner]) oppfylte følgende inkluderingskriterier: Alle hadde langt synshastighet på minst 20 / 40 (korrigert eller ukorrigert) og medisinske historier som avslørte ingen nevrologisk sykdom, hjerneskade eller større psykiatrisk sykdom i emnet eller førstegangs slektninger bestemt av intervju. Aldersgruppene for hver gruppe ble valgt ut fra tidligere arbeid som angir differensielle atferdsprestasjonsnivåer på AS-oppgaven (Luna et al. 2004; Scherf et al. 2006). Deltakere og / eller deres advokater ga informert samtykke eller samtykke før de deltok i denne studien. Eksperimentelle prosedyrer for denne studien fulgte med etikkloven til Verdens medisinske forening (1964-erklæringen i Helsingfors) og institusjonell gjennomgangsstyret ved University of Pittsburgh. Emner ble betalt for deltakelse i studien.

Belønnet som oppgave

På hver AS-prøve ble fag først presentert med 1ne av 2-incitamentsindikerende tegn (1.5 s) (Fig. 1). En ring av grønne dollarregningskilt ($), som hver subtenderer omtrent 1 ° av visuell vinkel, omgir et sentralt hvitt fikseringskors, indikerte at motivet ville vinne penger dersom de korrekt utførte den påfølgende prøveperioden. En ekvivalent, isoluminant ring av blå pundskilt (#) indikerte at det ikke var penger på spill på den prøveperioden. Emner ble ikke fortalt nøyaktig hvor mye penger som kunne tjene på hvert forsøk for å hindre at de holdt en løpende telle av deres ytelse og engasjerende arbeidssystemer. Imidlertid ble fagpersoner fortalt før oppgaven at de kunne vinne opp til en ekstra $ 25 betinget av deres ytelse, og at ingen gjeld ville være påløpt (dvs. fagene kunne ikke skylde penger). Deretter forsvarte incentivringen, og det sentrale fikseringsovergangen endret fra hvitt til rødt (1.5 s), og indikerer at motivet skal begynne å forberede seg på å hemme et svar. Endelig dukket opp en perifer stimulus (gul prikk) (75 m) på en uforutsigbar horisontal plassering (± 3 °, 6 ° og 9 ° synsvinkel). Emner ble instruert til ikke å se på stimulansen da den dukket opp, men i stedet rette øynene til speilstedet i denne tiden (1475 ms).

Figur 1. 

Avdekning av monetære insentiv AS oppgave. En ring av grønne dollarregistreringsskilt indikerte at emnet kunne vinne penger dersom de korrekt utførte den påfølgende prøveperioden (belønningstilstand). En ring med blå pund tegn viste at det ikke var penger ...

For å unike estimere den hemodynamiske responsen som ble fremkalt under hver prøveperiode, inkluderte vår eksperimentelle konstruksjon omtrent 30% partiell prøveforsøk, tilfeldig innført, sammen med jitterte intertrialintervaller (Ollinger, Corbetta og Shulman 2001; Ollinger, Shulman og Corbetta 2001). Inkluderingen av disse elementene forsikret at det var tilstrekkelig antall uavhengige lineære ligninger for å estimere separat BOLD-responsen assosiert med cue, responspreparasjonen og saccade-responsepoker under deconvolution. Dette er en kvantitativt validert tilnærming til estimering av komponenter i en prøveperiode (Ollinger, Corbetta og Shulman 2001; Ollinger, Shulman og Corbetta 2001; Goghari og MacDonald 2008), og det har tidligere blitt rapportert i litteraturen (Shulman et al. 1999; Corbetta et al. 2000; Wheeler et al. 2005; Brown et al. 2006). 30% fangstforsøkshastigheten minimerte individers forventning om en delvis prøveperiode, samtidig som man opprettholdt en tilstrekkelig frekvens av "hele" forsøk for å tillate riktig estimering av BOLD-responsen. To fangstforsøk varianter ble presentert gjennom hvert løp og besto av forsøket avslutte etter enten 1) responspreparasjonsperioden (rød fiksering) (dvs. ingen perifer kue for motorresponset ble vist) eller 2) incentiv-kuebildene (sirkler av "$" Eller "#") (dvs. rød fiksering og perifer cue ble ikke vist). Det er viktig å merke seg at fag ikke visste hvilke forsøk som ville være partielle prøveforsøk, og som var helforsøk inntil delforsøkene ble avsluttet fordi de første delprøvekomponentene (cue, preparatory fixation) ble presentert nøyaktig som i helforsøk. Før bildene ble det fortalt at fagene var ufullstendige, og at de ganske enkelt skulle fortsette videre med neste forsøk som angitt. Intertrial-fikseringsperioden ble jittert mellom intervaller på 1.5, 3 eller 4.5 s (jevnt fordelt) og besto av fag som bare fikserte et sentralt hvitt kryss på en svart bakgrunn. I hver runde ble 14-komplett belønningsforsøk, 6-delvise belønningsfangreforsøk (3 av hver variant), 14-komplette nøytrale forsøk og 6-partielle nøytrale fangstforsøk (3 av hver variant) presentert i tilfeldig rekkefølge. Hver runde var 5 min 9 s i varighet. Fire forsøk ble presentert per eksperimentell økt, for totalt 56 komplett belønningsforsøk og 56 komplett nøytrale forsøk.

Øyesporing

Emner ble først testet i vårt atferdslaboratorium innen 1 uke før skanning for å bekrefte at de forstod og var i stand til å utføre oppgaven som beskrevet. I MR-skanningsmiljøet ble øyebevegelser oppnådd med et langsomt optisk øye-sporingssystem (Model 504LRO; Applied Science Laboratories, Bedford, MA) som registrerte øyeposisjon ved pupil-corneal refleksjon oppnådd av et speil montert på hodespolen med en oppløsning på 0.5 ° av visuell vinkel. Samtidig videoovervåking ble også brukt for å sikre oppgaveoverholdelse. Ved begynnelsen av forsøksøkten og mellom løpene da det var nødvendig, ble det utført en 9-punkts kalibreringsprosedyre. Stimuli ble presentert ved hjelp av E-Prime (Psychology Software Tools, Inc., Pittsburgh, PA), projisert på en flatskjerm plassert bak magneten. Emner så på skjermen ved hjelp av et speil montert på en standard radiofrekvenshodespole. Øyedata ble scoret off-line ved bruk av ILAB-programvare (Gitelman 2002) og en intern scoring suite skrevet i MATLAB (MathWorks, Inc.) som kjører på en Dell Dimension 8300 PC. Variabler av interesse inkluderte korrekte og feilaktige AS-latenser og korrekt AS-responsfrekvens (1 minus antall hemmende feil / totalt antall praktfulle forsøk) på belønnede og nøytrale forsøk. En korrekt respons i AS-oppgaven var en der den første øyebevegelsen i løpet av saccaderesponsperioden med hastighet større enn eller lik 30 ° / s (Gitelman 2002) ble laget mot speilplasseringen til den perifere køen og strakte seg utover en sentral fiksjonssone på 2.5 ° / synsvinkel. Øyebevegelser på delvis fangstforsøk var sjeldne gitt at forsøkspersoner aldri ble kalt til et bestemt sted og ikke scoret. AS-feil (også referert til som prosaccadefeil) oppstod da den første saccaden i løpet av saccadesvaretiden var rettet mot den plutselig perifere stimulansen og oversteg den sentrale fiksasjonssonen på 2.5 ° / synsvinkelen. Forsøk der ingen øyebevegelser ble generert (<1% av forsøkene) ble ekskludert fra videre analyser.

fMRI Oppkjøp og Preprocessing

Imaging data ble samlet inn ved hjelp av en 3.0-T Siemens Allegra-skanner ved Brain Imaging Research Center, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA. En gradient-ekko-ekko-plan bildesekvens som var følsom for BOLD-kontrast (T2 *) ble utført (Kwong et al. 1992; Ogawa et al. 1992). Oppkjøpsparametrene var tidsrepetisjon, TR = 1.5 s; tid ekko = 25 ms; flip vinkel = 70 °; enkelt skudd; full k-rom; 64 × 64 oppkjøpsmatrise med synsfelt = 20 × 20 cm. Tjuefem 4-mm-tykke aksiale skiver med ingen mellomrom ble samlet inn, justert til den fremre og bakre kommisjonen (AC-PC-linjen), og genererte 3.125 × 3.125 × 4 mm voxels, som dekket hele cortex og det meste av cerebellum. En 3D-volummagnetiseringsberedd hurtigoppsamlingsgradient-ekko (MP-RAGE) puls-sekvens med 192-skiver (1-mm skivetykkelse) ble brukt til å skaffe strukturelle bilder i sagittalplanet.

Funksjonsbilder ble først forhåndsbehandlet ved hjelp av FMRIB-programvarebiblioteket (Smith et al. 2004). Slice-timing korreksjon ble utført for å justere for interleaved skive oppkjøpet. Rotasjons- og translatoriske hodebevegelsesestimater ble beregnet, og bildene ble korrigert ved å tilpasse hvert volum i tidsseriene til volumet oppnådd i midten av oppkjøpet. For hvert emne ble translasjons- og rotasjonsbevegelser gjennomsnittet på tvers av bilder og brukt til å beregne totale rotmiddelmålinger for kvadratbevegelser. Emner som flyttet mer enn 1 mm (translation) eller 1 ° (rotasjon) ble ekskludert fra etterfølgende analyser. Fire ungdom ble ekskludert basert på disse kriteriene.

Strukturelle bilder (MP-RAGE) ble registrert til funksjonelle bilder og forvandlet til samme dimensjoner ved hjelp av FLIRT-verktøyet tilgjengelig i FSLJenkinson og Smith 2001). Hjerneutvinning ble utført ved hjelp av hjernekstraksjonsverktøyet i FSL (Smith 2002). Funksjonsbilder ble romlig glattet med en full bredde på 5-mm ved halv maksimal kjerne og utsatt for høypasset tidsfiltrering (sigma = 37.5 s) for å fjerne lavfrekvensskannerdrift. Til slutt ble signalintensiteten for hver runde skalert til et gjennomsnitt av 100, og flere forsøk ble sammenkjølt.

Analyse av funksjonelle nevrobilder (Cox 1996) ble brukt til individuell fagdekonvolusjon samt gruppestatistiske analyser. Deconvolution-metoder fulgte trinnene angitt i Ward (2002). Kort sagt, vår modell besto av 6 ortogonale regressorer av interesse (belønning cue, nøytral cue, belønning forberedelse, nøytral forberedelse, belønning saccade respons, nøytral saccade respons, "bare AS prøver bare"). Vi inkluderte også regressorer for belønning og nøytrale feilforsøk (bestående av hele prøven), regressorer for grunnlinje, lineære og ikke-lineære trender, samt 6-bevegelsesparametre inkludert som "gener" -regressorer. En unik estimert impulsresponsfunksjon (IRF, dvs. hemodynamisk responsfunksjon) for hver regressor av interesse (belønning og nøytral kø, forberedelse og saccade, "bare korrekte AS-studier") ble bestemt av en vektet lineær sum av 5-sinusbaserte funksjoner multiplisert med en databestemt minste kvadrert estimert beta vekt. Den estimerte IRF reflekterer den estimerte BOLD-responsen på en type stimulus (f.eks. Belønningskuret) etter å ha kontrollert for variasjoner i BOLD-signalet på grunn av andre regressorer. Vi angav varigheten av den estimerte responsen fra stimulusstart (tid = 0) til 18s poststimulusstart (13 TR), en tilstrekkelig varighet for den estimerte BOLD-responsen til retur til baseline, for hver separat epoke i forsøket. Vi gjorde ingen antagelser om sin spesifikke form utover å bruke null som startpunkt. Flere gode statistikker ble beregnet, inkludert delvis F-statistikk for hver regressor og t-scorer som sammenligner hver av de estimerte beta-vektene 5 med null. Etter dekonvolusjon ble statistiske bilder omdannet til Talairach-rom (Talairach og Tournoux 1988).

Gruppe-nivåanalyser

Anatomiske interessepunkter (ROI)

Våre analyser fokuserte på funksjonelt definerte klynger identifisert innenfor grensene for flere a priori anatomiske ROI (Curtis og Connolly 2008) tidligere identifisert som å betjene i ulike aspekter av belønning behandling eller oculomotor kontroll. Putativ belønning-relatert anatomisk avkastning i denne studien inkluderte VS (inkludert nucleus accumbens), OFC og ventral medial PFC (VMPFC). Vi definerte grensene for anatomisk belønningsrelatert avkastning brukt i denne studien som følger: VS (Breiter et al. 1997; Breiter og Rosen 1999; Bjork et al. 2004; Voorn et al. 2004) ble ansett å være avgrenset dorsalt av en linje som strekker seg lateralt fra ventraltens ventraltråd til den indre kapsel, den laterale og den fremre grensen var ventral-medialforbindelsen til caudatet og putamen, og den bakre grensen ble ansett å være den fremre kommisjonen. OFC omfattet orbitalt gyrus og rectus gyrus, inkludert BA 10, 11 og 47 (Kringelbach og Rolls 2004). Lateralt ble OFC avgrenset av den underordnede frontal sulcus og på medialoverflaten av den overlegne rostral sulcus. VMPFC refererte til cortex dorsal til overlegen rostral sulcus på den midtre overflaten av hjernen, anterior og ventral (subcallosal område) til gena av corpus callosum, primært inkludert posterior / medial BA 10 og 32 (Knutson et al. 2003; Blair et al. 2006). VMPFC inkluderte rostral-anterior cingulate cortex.

Putativ oculomotorisk kontrollavkastning inkluderte områder langs henholdsvis den overlegne og dårligere precentral sulcus (sPCS og iPCS) og paracentral sulcus (paraCS), samt cingulær cortex (BA 24, 32), inkludert dorsal og caudal anterior cingulate, intraparietal sulcus (IPS ), putamen og dorsolateral PFC (DLPFC, inkludert BA 9, 46) (Sweeney et al. 1996; Grosbras et al. 1999; Liddle et al. 2001; Luna et al. 2001; Connolly et al. 2002; Munoz og Everling 2004; Ridderinkhof, Ullsperger, et al. 2004; Pierrot-Deseilligny et al. 2005; Brown et al. 2006; Hikosaka et al. 2006; Curtis og Connolly 2008). Den menneskelige precentral sulcus består ofte av 2-deler, den overlegne og underordnede precentral sulci, adskilt av en tverrforbindelse mellom precentral og mellomstore gyriOno et al. 1990). ParCS ble definert som sulcus foran den sentrale lobule langs hjernens dorsale mediale overflate (Ono et al. 1990). IPS ble definert som sulcus som deler de overlegne og dårligere parietal lobules (IPL).

Til slutt, selv om det har vært godt etablert i litteraturen på tvers av forskjellige vaskulære områder, er det ingen forskjeller i hemodynamisk respons (HDR) -funksjonen fra barndommen gjennom voksen alder (Kang et al. 2003; Wenger et al. 2004; Brown et al. 2005), inkluderte vi visuell cortex (BA 17, 18) som et ekstra kontrollområde for ytterligere å demonstrere at ungdom genererer tidskurs som tilsvarer voksne.

Tidskursanalyser

Anslåtte IRF-verdier oppnådd fra hvert subjekts dekonvolusjonsanalyse ble inngått i en omnibus stemmevis analys av varians (ANOVA) med tiden (0 til 12 TR), insentivtype (belønning, nøytral) og aldersgruppe (ungdom, voksen) som faste faktorer og fag som den tilfeldige faktoren. Dekonvolusjonsmetoder for oppgavedesign, der forskjellige stadier av en prøve blir identifisert, genererer estimerte IRFer. IRF gjenspeiler den estimerte FETT-responsen til en type stimulans (f.eks. Belønningssignalet) etter å ha kontrollert for variasjoner i BOLD-signalet på grunn av andre regressorer. Gjennomsnittlig IRF (også referert til som den gjennomsnittlige estimerte tidsforløpet nedenfor) viser den gjennomsnittlige (på tvers av fagene) estimert FETT respons fra begynnelsen av stimulus (tid = 0) til 18-s poststimulus debut. Varigheten på 18-tallet, en parameter som vi spesifiserte i vår dekonvolusjonsmodell, er en passende varighet for en typisk hemodynamisk respons fremkalt av en kortvarig stimulus for å gå tilbake til baseline.

Separate ANOVAer ble kjørt for hver prøveperiode, noe som resulterte i "bilder", "responspreparasjon" og "saccade respons" -gruppebilder (hovedvirkningen av tidsbilder). "Hovedvirkningen av tid" -bildet viser regioner som er signifikant modulert over tid (0-12 TR) i forhold til grunnlinjen kollapset over emner og forhold, og avgrenser derfor grunnkretsene som er rekruttert i studien. Statistiske kart (Fig. 3) ble lagt på det anatomiske bildet fra et representativt emne. For 3D kortikale overflatebilder (Fig. 44-6), projiserte vi foci fra regioner som viser alders- og / eller insentivrelaterte effekter på overflaten av Human PALS-atlasen ved hjelp av Caret-programvare (versjon 5.51) (Van Essen et al. 2001; Van Essen 2002).

Figur 3. 

"Hovedvirkning av tid" -grupperingskort for insentivkurs (ring av dollarskilt eller pundskilt), responsberedning (rød fiksering) og saccade-respons (perifert blits), kollapset på tvers av incitamentstype og aldersgruppe. Bildegrense ...
Figur 4. 

Cue epok tid kurs viser alder og / eller incitament interaksjoner over tid. Tidskursene ble ekstrahert fra en sfæremaske (9-mm-diameter) sentrert på koordinater av toppvakselen (se Materialer og metoder). Kun for visualiseringsformål, fylt svart ...
Figur 5. 

Response preparation (belønning forventning) tidskurs som viser alder og / eller incitament interaksjoner over tid. Tidskursene ble ekstrahert fra en sfæremaske (9-mm-diameter) sentrert på koordinater av toppvakselen (se Materialer og metoder). For visualisering ...
Figur 6. 

Saccade-respons-epok tidskurs som viser alder og / eller incitamentinteraksjoner over tid. Tidskursene ble ekstrahert fra en sfæremaske (9-mm-diameter) sentrert på koordinater av toppvakselen (se Materialer og metoder). Kun for visualisering, ...

Innenfor hver "hovedvirkning av tid" -bilde ble funksjonaliserte ROI (også referert til som "klynger" nedenfor) identifisert ved hjelp av metoder som allerede er etablert i litteraturen (Wheeler et al. 2005; Velanova et al. 2008). Først, toppvinkler som oversteg en terskel på P <0.001 (ukorrigert) ble identifisert og sortert etter størrelsen på F-statistikken. Deretter ble en kulemaske med 9 mm diameter sentrert på hvert maksimum. Vi korrigerte deretter hovedeffekten av tidsbildet for flere sammenligninger ved hjelp av kriterier fra en Monte Carlo-simulering (http://afni.nimh.nih.gov/afni/doc/manual/AlphaSim), som viste at en klyngestørrelse på minst 17 sammenhengende voxels var nødvendig sammen med en individuell voxel P verdien av 0.001 for å oppnå en korrigert image-nivå betydning av P <0.05. Funksjonelle ROIer ble definert ved å inkludere alle voksler som falt innenfor 9-mm-sfæren sentrert på maksimum i det ukorrigerte bildet, og deretter ekskludere voxels som ikke klarte å rette korreksjoner for flere sammenligninger. Vi brukte deretter disse funksjonelt definerte klyngene som masker og hentet de estimerte tidsforløpene fra de inngående vokslene for hvert fag og på tvers av begge insentivforholdene. På denne måten sørget vi for at de samme regionene ble vurdert på tvers av fagene. Gjennomsnitt av tidskurs ble målt på fag og deretter analysert med gjentatte målinger ANOVA; aldersgruppe (voksen, ungdom) fungerte som faktor mellom fagene; tid (0–12 TR) og insentivtilstand (belønning, nøytral) var innenfor fagfaktorene. Med mindre annet er angitt, rapporteres sfærisk korrigert (Greenhouse – Geisser) nivåer av betydning. Nedenfor rapporterer vi alle regionene som er identifisert i gruppekartet omnibus "hovedeffekt av tid", og vi gir tall for tidskurs for regioner som viser betydelig alder etter tid, insentiv etter tid og / eller alder etter insentiv etter tidsinteraksjoner over hele estimert respons (13 tidspunkter).

Vi bemerker at i flere undersøkte områder viste gjennomsnittlig estimert tidskursrespons et bifasisk respons eller en tidvis senere topp (forekom mer enn 6 s etter starten av prøvekomponenten). Det er for tiden uklart om de temporært senere toppene har funksjonell betydning (f.eks. Reflekterer individuell emnevariabilitet ved rekruttering av en bestemt region eller forsinket signalering i en region) eller er ganske enkelt et resultat av dekonvolutasjonsanalysene som ikke antar en fast HDR-form . Som sådan har vi også gjennomført et sekundært, mer konservativt gjentatt mål ANOVA som bare vurderte de estimerte svarene på TRs 3-6. Disse tidspunkter ble valgt som de omfatter 3-7.5 s etter stimulusutbrudd, som ville fange opprinnelig topp i en stereotypisk hemodynamisk respons, som ville oppstå mellom 4 og 6 s etter stimuluspresentasjon. Tidskursene fra alle avkastningene som ble identifisert i hovedkortets effekter av tidsplan for hver prøveperiode ble også analysert ved hjelp av denne tilnærmingen. For hver av disse analysene ble bare "korrekte" AS-studier analysert. Til slutt legger vi merke til at muligheten for å sammenligne BOLD tidskurser over utviklingsalder i en vanlig stereotaksisk plass har vært godt etablert (Kang et al. 2003; Wenger et al. 2004; Brown et al. 2005).

Som en gyldighetskontroll for våre deconvolved-tidskurs fra de separate prøveperiodene, søkte vi å verifisere at summen av de enkelte prøvekomponentene ville resultere i en typisk HDR-form, og at den oppsummerte responsen var nært tilpasset tidskurset som ble oppnådd ved vurderingen av prøven som en hel. For å gjøre dette, oppsummerte vi først de estimerte tidskursene fra hver enkelt prøveperiode (cue + responspreparasjon + saccade respons) i hver hjernekropp, og skiftet responspreparasjonsepokokurset ved 1.5 s for å ta hensyn til starten av denne komponenten i en prøveversjon og saccade respons epok tid kurs ved 3 s. Deretter genereres IRF for hele prøven (dvs. cue, forberedelse og respons sammen) i hver voxel ved å kjøre en separat dekonvolutjonsanalyse hvor vi bare kodet starten på hvert forsøk og estimerte svaret opp til 21 s etter prøveutbrudd. Hver av disse tidskursene (cue, responspreparasjon [tidskiftet], saccade respons [tidsforskyvet], oppsummert respons og helforsøksrespons) ble deretter gjennomsnittet over hver voxel identifisert i kue "hovedvirkning av tid" kulemaske og plottet (Supplerende fig. 1-6). Denne prosedyre ble deretter replikert for responspreparasjonen og saccade-respons-sfæremasker. Denne validitetskontrollen viste at en sum av komponenttidskursene resulterte i en typisk hemodynamisk respons, noe som ga ytterligere støtte til at våre dekonvolutionsprosedyrer var nøyaktige. Supplerende figurer 1-6 viser eksempler fra vår tidskurs-verifikasjonsanalyse. En høy grad av likhet ble funnet mellom summerte (tykke svarte linjer) og helforsøk (røde linjer) tidskurser og kanoniske HDR-profiler.

Resultater

Behavior

Gjentatte tiltak ANOVA på korrekte hemmende responsrate over aldersgrupper og incentivforhold viste en signifikant hovedvirkning av incentiv typen (F(1,32) = 18.9424, P <0.001) og en trend for hovedeffekten av aldersgruppen (F(1,32) = 3.491, P = 0.071), men ingen aldersgruppe etter incitament-type interaksjon. Som forventet fulgte alle fagene prosaccadefeil med korrigerende svar på riktig sted, ligner tidligere rapporter (Velanova et al. 2008), som indikerer at oppgaveinstruksene ble forstått, men det hadde vært en manglende inhibering av refleksiv saccade.

Gitt våre hypoteser om at voksne og ungdom ville generere færre hemmende feil på belønning sammenlignet med nøytrale forsøk, planlagte sammenligninger av effekten av incentivtype på ytelse (korrekt responsrate og latens) innen hver aldersgruppe (belønning vs. nøytral for ungdom, belønning vs . nøytral for voksne) ble også utført ved bruk av Bonferroni justerte alfa nivåer av 0.025 per test (0.05 / 2). Ungdom genererte et betydelig større antall korrekte AS'er på belønnet i forhold til nøytrale forsøk (t(17) = 4.500, P <0.001) (se Fig. 2A). Voksnes ytelse viste en trend for bedre respons på belønning sammenlignet med nøytrale forsøk (t(15) = 1.939, P = 0.072).

Figur 2. 

Atferdsmessige resultater. (A) Korrekt responsfrekvens for ungdommer (venstre stolper) og voksne (høyre stenger) for nøytrale (ufylte stenger) og belønnede (hashed bars) forsøk. (B) Latencies of correct ASs. (C) Latelser av hemmende feil. Enkel stjerne (*) indikerer ...

Forsinkelsen til å starte en korrekt AS viste en hovedvirkning av insentiv (F(1,32) = 22.695, P <0.001) men ingen hovedeffekt av aldersgruppe eller aldersgruppe ved insentiv interaksjon. Planlagte sammenligninger avslørte at begge aldersgruppene genererte betydelig raskere AS på belønning sammenlignet med nøytrale studier (ungdommer, t(17) = 3.215, P = 0.005 og voksne, t(15) = 3.498, P = 0.003).

Latene av feilaktige saccades (referert til som "prosaccadefeil", når pasientene i utgangspunktet ser mot perifer stimulus) viste ikke en signifikant aldersgruppe ved incentivinteraksjon. Planlagte sammenligninger viste at ungdom, men ikke voksne, genererte betydelig raskere respons på belønnet sammenlignet med nøytrale studier (t(17) = 2.400, P = 0.022). Figur 2B,C plotter latensene for henholdsvis korrekt og feil ASs. Midler og standardavvik for korrekt responsrate og latenser for riktige forsøk er gitt i Tabell 1.

Tabell 1 

Adferdsmessige resultater for belønning og nøytrale AS-forsøk

Til slutt ble det utført separate sammenligninger av "eldre" og "yngre" ungdommer i forhold til de relativt store aldersgruppene av unge som ble testet, for å undersøke muligheten for at aldersforskjellen mellom eldre ungdommer og voksne ikke var stor nok til å demonstrere forskjeller. Det vil si, hvis det var tilfelle at eldre ungdom utfører betydelig forskjellig fra yngre personer, så kan data fra eldre ungdommer kjøre de ubetydelige effektene av alderen. Vi brukte en median splitt for å dele 18 ungdomsfagene til eldre (N = 9; 6 17-åringer og 3 16-åringer) og yngre grupper (N = 9; 3 13-åringer, 1 14-årige, 4 15-åringer, og 1 16-årige [den yngste av 4 16 XNUMX-åringene testet]). Uavhengig prøve t-testene ble kjørt på "ung" og "gammel" ungdoms korrekt responsrate og latensdata for begge forsøkstypene. Ingen signifikante forskjeller (alle P's> 0.05) ble observert.

fMRI

Et distribuert nettverk av hjernegrupper ble engasjert i hver prøveperiode i både voksne og ungdommer, inkludert forventede økomotoriske kontrollregioner (f.eks. Kortikale øyefelt og basale ganglier) og belønningsrelaterte regioner (f.eks. OFC og VS) (Fig. 3). På flere steder identifiserte vi signifikante alders- og / eller incitamentinteraksjoner med tiden over enten det totale estimerte svaret (13-tidspunkter) eller TRs 3-6 (se Materialer og metoder). Disse resultatene, adskilt av prøveperiode, diskuteres mer detaljert nedenfor.

Kontrollregion: Primær visuell cortex

Funksjonelt definerte klynger i visuell cortex (BA 17, 18) under hver prøveperiode bekreftet at ungdom genererer en lignende HDR sammenlignet med voksne. Fociene som ble undersøkt viste sterk deltakelse i AS-oppgaven, men ingen interaksjoner av alder eller incentiv type etter tid (Supplerende Fig. 7).

Epok 1: Incentive Cue

Belønningsrelaterte regioner

Under presentasjonen av incitamentet, viste høyre VS (Talairach koordinater: 14, 2, -7) en signifikant alder for tidssammenhengF(12,384) = 3.082, P = 0.023) når du vurderer hele estimert tidskurs (13 tidspunkter). Voksne viste mer positiv aktivitet under belønning, mens ungdom viste en negativ respons. I denne regionen viste ungdomsbelønning og nøytral tidskurs tidlig negative tilbakegang, mens voksne viste en minimal respons for belønninger etterfulgt av en mer robust positiv respons i begge forsøkstyper (Fig. 4). Når man bare vurderer det første aspektet av tidskurset (TRs 3-6), viste denne regionen fremdeles en trend (F(3,96) = 2.368, P = 0.076). Imidlertid viste venstre VS (-10, 2, -4) en signifikant alder for tidssammenheng (F(3,96) = 3.204, P = 0.027) over denne kortere tidsperioden. I likhet med den rette VS viste ungdommer seg tidlig negative responser i tidskursene for belønning og nøytrale studier, mens voksne ikke viste noen avbøyninger fra grunnlinjen.

Oculomotor og Inhibitory Control Regioner

Ingen av de undersøkte økomotoriske kontrollavkastningene viste en signifikant alder for tid, incitament etter tid eller alder med incitament ved tidsinteraksjon over de estimerte tidspoengene i 13 under presentasjonen av insentivkursen. Over TRs 3-6, men vi observert et incitament ved tidsinteraksjon langs høyre sPCS (26, -13, 53) (F(3,96) = 2.695, P = 0.05), høyre inferior frontal gyrus (44, 11, 32) (F(3,96) = 4.474, P = 0.006), så vel som venstre precuneus (-28, -64, 41) (F(3,96) = 2.959, P = 0.036). I venstre IPL (-28, -52, 38) (BA 7, dorsal og medial til supramarginal gyrus) ble en alder etter incitament ved tidsinteraksjon observert (F(3,96) = 3.397, P = 0.021) (Tabell 2). I hver av disse områdene var ungdomsbelønningspåvirkningsresponsene lik voksenbelønning og nøytral tidskurs (Fig. 4). Imidlertid viste ungdommer nedsatt respons på disse områdene under nøytrale studier.

Tabell 2 

Regioner observert under cue (bare korrekte studier) som viste signifikante interaksjonseffekter

Tabell 3 gir plassering av toppfelter for alle funksjonelle klynger observert i a priori anatomiske regioner som demonstrerer signifikant modulering over tid under incitament-kue-epoken.

Tabell 3 

Regioner som demonstrerer en hovedvirkning av tid i anatomiske avkastninger, observert under cue (bare korrekte prøvelser).

Epok 2: Reaksjonsforberedelse / forventning

Belønningsrelaterte regioner

Etter incentiv-cue-epoken viste en enkelt klynge i høyre VS (11, 8 og -7) under responsrespons / forventning en signifikant interaksjon mellom tid og tid (F(12,384) = 2.586, P = 0.05) over 13 estimerte tidspunkter. Undersøkelse av tidskursene fra denne regionen viste en økt ungdomsrespons under belønning i forhold til nøytrale studier (Fig. 5). Voksne viste liten deltakelse av denne regionen med bare et svakt positivt svar under nøytrale forsøk og en senere negativ nedbøyning under belønningsforsøk i denne regionen. Innenfor det mer begrensede tidsområdet for TRs 3-6 viste denne regionen fremdeles en signifikant alder for tidssammenheng (F(3,96) = 6.618, P <0.001).

Oculomotor og Inhibitory Control Regioner

I venstre sPCS (-25, -13, 56) ble en signifikant alder etter incitament ved tidsinteraksjon observert (F(12,384) = 2.889, P = 0.032) over hele estimerte forsøk. I denne regionen hadde ungdommer en høyere tidlig topp i forhold til voksne på tvers av begge incentivtyper, så vel som en temporært utvidet respons under belønningsforsøk (Fig. 5). Med tanke på kun TRs 3-6 ble alderen etter incitament ved tidsinteraksjon i denne regionen redusert til en trend (F(3,96) = 2.282, P = 0.084).

Andre steder, på tvers av TRs 3-6, observerte vi en interaksjon mellom tid og tid i høyre medial frontal gyrus (MFG) / overlegen frontal gyrus (17, -10, 53) (F(3,96) = 2.915, P = 0.038). Signifikant alder ved incitament ved tidsinteraksjoner ble også observert i 2 andre klynger langs venstre sPCS, (-25, -19, 47) (F(3,96) = 2.920, P = 0.038) og (-31, -10, 44) (F(3,96) = 2.909, P = 0.038). I hver av disse områdene ble ungdomsrespons under belønning og nøytrale studier økt i forhold til de voksne (Fig. 5). Mer inferiorly ble en signifikant alder etter incitament ved tidsinteraksjon observert i venstre iPCS (-28, -1, 35) (F(3,96) = 3.281, P = 0.024). I denne regionen var ungdomsbelønningsresponsen lik den voksne belønningen og nøytrale responsene, med hver gang kurset toppet på omtrent 7.5s. Ungdomens nøytrale tidskurs nådde en mindre størrelse topp tidligere (3 s) og falt mot baseline i løpet av denne tidsperioden (Fig, 5). En betydelig alder etter incitament ved tidsinteraksjon (F(3,96) = 3.836, P = 0.012) over TRs 3-6 ble også observert i venstre MFG / anterior cingulate (-7, 29, 35) (Tabell 4). Ungdommer viste økt respons på belønning i forhold til nøytrale forsøk og til voksenbelønning og nøytrale responser.

Tabell 4 

Regioner observert under responspreparasjon (kun korrekte studier) som viste signifikante interaksjonseffekter

I den bakre parietale cortex viste en klynge i høyre precuneus (BA 7) (8, -58, 53) en signifikant alder for vekselvirkningF(12,384) = 3.093, P = 0.024) over 13 estimerte tidspunkter. Som demonstrert av tidskursene fra denne regionen (Fig. 5), hadde ungdommer sammenlignet med voksne økt aktivitet for begge typer insentivforsøk. På tvers av TRs 3-6 var en betydelig insentivtilstand etter alder av samspill fortsatt tilstede for denne regionen (F(3,96) = 4.143, P = 0.008).

Tabell 5 gir plassering av toppvoks for alle funksjonelle klynger observert i a priori anatomiske regioner som demonstrerer signifikant modulering over tid under responspreparasjonsepoken.

Tabell 5 

Regioner som demonstrerer en hovedvirkning av tid i anatomiske avkastninger, observert under responsberedning (kun korrekte forsøk)

Epoch 3: Saccade Response

Belønningsrelaterte regioner

Under saccade-responsepoken viste venstre OFC (-25, 44, -4) en interaksjon mellom tid og tid (F(3,96) = 4.44, P = 0.006) (Fig. 6, venstre). Denne regionen viste økt aktivitet primært hos ungdom under nøytrale studier. Ingen signifikant aktivering ble observert i VS under saccade-respons-epoken.

Oculomotor og Inhibitory Control Regioner

Den høyre anterior cingulate, BA 24, (2, 23, 26) viste et incitament ved tidsinteraksjon (F(3,96) = 3.99, P = 0.010) (Tabell 6). Som i OFC-klyngen ovenfor viste tidskurs fra denne regionen økt aktivitet primært hos ungdom under nøytrale forsøk. En region i venstre fremre cingulær gyrus, BA 24, 32, (-1, 11 og 35) viste en signifikant alder ved incitament ved tidsinteraksjon (F(12,384) = 2.860, P = 0.037) over hele estimert respons. Tidskurs fra venstre fremre cingulat (Fig. 6, nederst til venstre) viste en begynnende topp hos voksne under belønningsforsøk og lignende respons hos ungdom under nøytrale studier. Ungdommer viste større negativ respons under belønningsforsøk. Over TRs 3-6, en signifikant aldersgruppe etter tidsinteraksjon (F(3,96) = 4.474, P = 0.006) forble for denne regionen.

Omfattende aktivitet ble observert andre steder i de a priori oculomotoriske kontrollregioner i begge aldersgrupper under saccade-respons-epoken, inkludert sPCS, posterior parietal cortex og putamen (Tabell 7) som ikke viste vesentlige vekselvirkninger av alder eller insentiv (Fig. 6, Ikke sant).

Tabell 7 

Regioner som demonstrerer en hovedvirkning av tid i anatomiske avkastninger, observert under saccade-respons (kun korrekte forsøk)
Tabell 6 

Regioner observert under saccadesvar (bare korrekte forsøk) som viste signifikante interaksjonseffekter

Diskusjon

Vi brukte rask, hendelsesrelatert fMRI for å undersøke utviklingsforskjeller i belønningssystemaktivering, og effekter av belønningsberettigelse på oculomotorisk hemmende kontroll som sunne ungdommer og voksne utførte en monetær insentivfremmende AS-oppgave. Selv om atferdsprestasjoner forbedret i begge aldersgrupper på belønning i forhold til nøytrale forsøk, ble det funnet flere forskjeller i mønstrene av BOLD-responsene i ulike epoker eller stadier av belønningsprosessering. Mest sett viste ungdommer, sammenlignet med voksne, dempede responser i VS under incitamentet, fulgt av en økt respons i VS og sPCS under responspreparasjon (belønningsforutsetning) på belønningsforsøk. Denne økte aktiviteten under responspreparasjon kan ha bidratt til signifikante forbedringer i ungdoms korrekte responsraten, slik det vil bli diskutert nærmere nedenfor.

Utviklingsforskjeller i belønningssituasjonseffekter på AS-adferd

Sammenlignet med den nøytrale tilstanden, var forsøk med belønningsberettigelse forbundet med en forbedret evne til å hemme riktig (ungdommer) og gi raskere respons (ungdom og voksne). Disse resultatene er i tråd med tidligere atferdsarbeid som viser reduserte feilrater med belønningsberettigelse hos voksne og ungdommer under belønnede AS-oppgaver (Duka og Lupp 1997; Jazbec et al. 2005, 2006; Hardin et al. 2007) og foreslår at essensielle komponenter i kretsløpet som støtter belønningsmodulasjon av hemmerende kontroll er on-line ved ungdomsårene. Våre resultater tyder også på at ungdommer kan være spesielt følsomme overfor belønningsmodulasjon av hemmeregulering, gitt at ungdom, men ikke voksne, viste en signifikant forbedring i korrekt responsrate. Imidlertid kan vi ikke være trygge basert på øyedataene alene at ungdomsprestasjonen er mer følsom overfor belønning gitt at en signifikant aldersgruppe ved incentiv-type interaksjon ikke ble observert. Det kan være tilfelle at voksne allerede utførte oppgaven på et høyt nivå under nøytrale forsøk, og at det kanskje ikke har vært så mye rom for forbedring på belønningsforsøk (dvs. tak-effekt). Fremtidig arbeid kan videre undersøke forskjeller i sensitivitet mot belønninger ved å øke vanskeligheten ved den belønnede AS-oppgaven (for eksempel ved å forkorte varigheten av forberedelsesperioden). Videre, selv om ungdommers dårligere ytelse på nøytrale forsøk kan skyldes relativ umodenhet i hemmerende kontroll, er det også mulig at ungdommer ikke fant de nøytrale forsøkene som "givende" som voksne. Med andre ord, voksne kan ha vært mer motivert til å fungere bra, uavhengig av incitamentstype, mens ungdommene kanskje bare har vært oppmerksom på prøvelser der en belønning var på spill. Fremtidig arbeid som sammenligner ungdoms- og voksenadferd i forsøk med nøytrale signaler, samt belønning og tap / straffesignaler som parametrisk varierer i størrelsesorden, er nødvendig for å gi mer innsikt i dette problemet.

Både ungdommer og voksne genererte raskere korrekte ASs (lavere latenser) på belønning sammenlignet med nøytrale forsøk, noe som reflekterer motiverende effekter av potensiell monetær belønning på endogent drevne saccades (Roesch og Olson 2004; Hikosaka et al. 2006). Latensdataene som er rapportert her er i tråd med tidligere ikke-humane primatstudier som viser at sccader til belønnet (vs. nonrewarded) steder har redusert latens, et resultat av økte kontralaterale nevronaktivitetsnivåer i basale ganglier før øyebevægelsesresponser (Hikosaka et al. 2006). Videre var latensen av AS-feil også raskere på belønning kontra nøytrale studier hos ungdom, men var ikke forskjellig i voksengruppen. Observasjonen at ungdommer har raskere ventetid under belønning i forhold til nøytralfeilforsøk, viser videre at ungdom kan være mer følsomme overfor belønning av uforutsetninger. Denne økte reaktiviteten til belønninger kan bidra til økt impulsivitet under ungdomsårene.

Samlet sett indikerer atferdsmessige resultater at belønningsincitamentet forbedrer den generelle hemmende kontrollen (dvs. korrekt responsrate) og reduserer sakadisk reaksjonstid hos både ungdommer og voksne.

Belønning Beredskapseffekter på hjernens respons i ungdomsårene mot voksne

Selv om ungdomene rekrutterte et stort sett lignende neuralt nettverk som voksne gjennom oppgaven, inkludert VS, sPCS, IPL og midterfront gyrus, var det forskjellige utviklingsforskjeller i aktivering under separate epoker av oppgaven. To store mønstre av aldersgruppeforskjeller ble observert: 1) regioner hvor ungdommer viste forskjellig rekruttering for belønningsforsøk enn voksne, som tyder på uendelig i belønningsprosess og 2) regioner der ungdommer viste større rekruttering over incentiver, som støtter tidligere funn av umodenheter i hemmende kontroll. Disse forskjellene vil bli nærmere omtalt i følgende avsnitt:

På tvers av forsøksposisjonene observert vi bilaterale aktiveringskluster i sPCS nær krysset med den overlegne frontal sulcus, et område som gjentatte ganger antydet å være den menneskelige homolog av aben FEF (Luna et al. 2001; Curtis og Connolly 2008). Enhetsinnspillinger fra ikke-humane primater har vist at FEF-nevroner er aktive i responspreparasjonsperioden for AS-forsøk og øker mot når en saccade blir generert (Bruce og Goldberg 1985; Hanes og Schall 1996; Munoz og Everling 2004). Gitt at aktiveringsgruppene nær sPCS funnet i den foreliggende studien var faktisk aktive i forberedelsesperioden og igjen under saccade responsen (se Supplerende tall) og at de rapporterte klyngene var romlig nær klyngene identifisert ved hjelp av lignende oculomotoriske paradigmer (AS, visuelt styrte og minnestyrte saccadeoppgaver) i tidligere studier fra laboratoriet vårt (Luna et al. 1998, 2001; Geier et al. 2007, 2009) og andre (Paus 1996; Sweeney et al. 1996; Brown et al. 2004; Curtis og Connolly 2008), konkluderer vi med forsiktighet at de rapporterte sPCS-klyngene av aktivering nær krysset med den overlegne frontal sulcus (BA 6) er sannsynligvis den humane homologen til aben FEF.

På samme måte har aktivering langs dorsomedialveggen nær dorsaldelen av paraCS (BA 6) vært pålitelig forbundet med øyebevegelser (Grosbras et al. 1999) og er ofte referert til som det øyefeltet (SEF) (Luna et al. 2001; Brown et al. 2004). Cortex umiddelbart rostral til en vertikal linje som strekker seg fra den fremre kommisjonen, ved siden av den formodede SEF, blir ofte referert til som forutgående motorområde (Luna et al. 2001; Curtis og D'Esposito 2003). I de resterende avsnittene refererer vi til disse områdene ved sine formodede funksjonelle betegnelser som et middel for å lette sammenligninger mellom våre resultater, den eksisterende neuroimaging litteraturen og den rike, ikke-humane primatobulomotor og belønne litteratur.

Utviklingsforskjeller i Belønning-Cue Assessment

Under presentasjonen av incitamentet kue (ring av dollar regninger eller pund tegn), da valensen av incentiv cue ble opprinnelig vurdert (dvs. når motivet bestemt om den kommende rettssaken skulle være en belønning "gevinst" eller nøytral "nei gain "prøve), voksne og ungdommer viste en differensial respons i USA. VS har vært konsekvent implisert i funksjonelle bildebehandlingsstudier under forutgående behandling av belønninger, inkludert første belønningsdeteksjon, prediksjon og forventning (Knutson og Cooper 2005). Ungdommer viste en innledende negativ respons som var nesten identisk for belønning og nøytrale forsøk (Fig. 4) som indikerer at valensen av køen ikke ble behandlet differensielt. I kontrast viste voksne seg aktivitet i den rette VS under belønningskuret som viste noe differensiering fra nøytrale signaler, noe som tyder på at belønningskursen ble evaluert. Videre ble en senere topp observert nær slutten av estimert respons for både belønning og nøytrale studier hos voksne, men ikke hos ungdom.

De observerte BOLD-signalendringene i voksen og ungdom VS kan være relatert til dynamikken til DA-signalering (Knutson og Gibbs 2007). Ikke-humane primatestudier har vist at DA-neuroner, som stammer fra midtveien og fremtredende fremmer dorsal og ventral striatum og PFC, responderer phasically på belønninger og belønningspåvirkende stimuli (Schultz 1998), og som sådan ville sannsynligvis være aktiv som svar på presentasjonen av incitamentstegnene i denne studien. Videre har enkelte DA-neuroner blitt vist å ha fasiske aktiveringer etterfulgt av depressioner som følge av nye eller intense stimuli (Schultz et al. 1993; Schultz 2002). Dermed kunne de svekkede responsprofiler som ble observert hos ungdommer gjenspeile at incitamentet var i utgangspunktet mer motivasjonsmessig nært eller intensivt for ungdommene. Hos voksne, selv om de underliggende nevronemekanismer som bidrar til den senere forekomne toppen, ikke er kjent og må tolkes forsiktig, kan en mulig bidragende faktor være langsom, tonisk avfyring av DA-neuroner, som kan forekomme over lengre tidsskalaer (Schultz 2002; Knutson og Gibbs 2007). Denne mekanismen, som kan være nyttig for å opprettholde motiverende behandling i lengre tid, kan ikke være moden av ungdomsårene. Sannsynligvis kan disse forskjellige responsmønstrene hos voksne og ungdom være relatert til endringer i tetthet og distribusjonsmønstre av forskjellige DA-reseptorsubtyper som forekommer i alderen (Seeman et al. 1987; Meng et al. 1999; Spyd 2000).

Oculomotoriske og kontrollregioner ble rekruttert på tvers av insentiver for voksne og til fordel for ungdom som svar på incitamentetFig. 4). Under nøytrale forsøk ble imidlertid ungdomsresponsene i disse områdene tydelig svekket til tross for at de gjorde riktige hemmende responser (husk at bare korrekte forsøk ble inkludert i tidskursanalyser). Gitt at ungdom genererte generelt flere feil under nøytrale forsøk og hadde langsommere initiasjonstider under korrigerende nøytrale forsøk, tyder disse resultatene på at uten stimulerende ungdommer viser redusert rekruttering av regioner som er kjent for å støtte AS-ytelse (Everling et al. 1997; Connolly et al. 2002; Curtis og D'Esposito 2003). Økt aktivitet under belønningsforsøk i prefrontale regioner, inkludert den formodede FEF, kjent for å støtte oculomotor responsplanlegging (Curtis og D'Esposito 2003), antyder at disse frontale områdene kan formidle raske, korrekte hemmende responser hos ungdom. Videre ble voksenresponser til belønningskursen, særlig i venstre IPL og høyre iPCS, midlertidig utvidet i forhold til den voksne nøytrale responsen og til ungdomsaktivitet. Hver av disse regionene har tidligere vært involvert i ulike aspekter ved oculomotorisk og / eller oppmerksom kontroll (Gitelman et al. 1999; Cabeza og Nyberg 2000; Luna et al. 2001; Brown et al. 2004), spesielt i responspreparasjon (Connolly et al. 2002; Curtis og Connolly 2008). Økt engasjement av disse regionene under belønningskanaler reflekterer sannsynligvis at potensielle gevinster er mer oppmerksomhetsmessige fremtredende for begge aldersgrupper, overraskende, noe som sannsynligvis bidrar til deres raskere responsdisenser og høyere korrekte responsrater. Belønninger kan ha en større relativ effekt på oppmerksomhet og ytelse hos ungdom i forhold til voksne gitt at ungdommer viser svake, tidlige responser i disse områdene under nøytrale studier, men økt deltakelse i belønningsforsøk. Ungdommer utfører fortsatt ikke AS-oppgaven, så vel som voksne gjør (Fischer et al. 1997; Munoz et al. 1998; Klein og Foerster 2001) som indikerer at det er vanskeligere for dem å frivillig hemme et svar. På grunn av denne større vanskeligheten i kognitiv kontroll, kan ungdommer stole på prefrontal executive systemer for å støtte forbedret ytelse på samme måte som voksne som viser økt tillit til prefrontale systemer når kognitiv belastning økes (Keller et al. 2001).

Utviklingsforskjeller i belønning forutsetning / respons forberedelse

I løpet av responspreparatet / reward anticipation-epoken (rød fikseringskors), da fagpersoner antakelig antok å motta en belønning eller ingen gevinst (nøytral), fant vi at ungdommer, men ikke voksne, viste robust aktivitet i USA under belønningsforsøk (Fig. 5 øverst til venstre). Dette resultatet antyder hyperaktivitet i påvente av en belønning hos ungdom sammenlignet med voksne. Våre resultater som demonstrerer en relativ overaktiv VS-funksjon under responspreparasjon, men underaktiv (negativ) funksjon tidligere i den første presentasjonen av incitamentet, kan snakke med et pågående problem i belønningslitteraturen angående hyper-versus hypofunksjonalitet i ungdomsbelønningssystemet (Spyd 2000; Chambers et al. 2003; Ernst et al. 2006). For eksempel, Bjork et al. (2004) fant at ungdom underaktiverer VS i forhold til voksne i en periode da pasienter forventer å svare på en belønning, som støtter hypofunksjonalitetshypotesen. I motsetning, Ernst et al. (2005) og Galvan et al. (2006) (når belønningsstørrelsen var høy) viste for eksempel at ungdommer "over" aktiverer denne regionen som svar på å motta en belønning som støtter hyperfunksjonalitet. Våre data indikerer at den unge VS kan vise "begge": en innledende dukkert i aktivitet som respons på incentiv-signaler, som kan tolkes som relativ underaktivitet, etterfulgt av et tydelig hyperaktivt svar for å belønne forventning. Resultatene som er rapportert her, informerer om hva som synes å være motstridende funn i litteraturen og indikerer at det kan være forskjellige utviklingsspor for tidsmessig forskjellige stadier av forventet belønning.

Selv om mekanismen som ligger til grunn for aktivitetsmønsteret observert i ungdoms-VS ikke kan bestemmes direkte fra denne studien, er økt DA-signalering en potensiell medvirkende faktor. Konvergerende bevis fra gnagere og primatmodeller indikerer en generell økning i DA nivåer i ungdomsårene (Seeman et al. 1987; Kalsbeek et al. 1988; Rosenberg og Lewis 1994, 1995; Meng et al. 1999; for en anmeldelse se Spyd 2000), som sammen med en annen konstellasjon av DA-reseptorsubtyper (Seeman et al. 1987; Meng et al. 1999; Spyd 2000) og en sannsynlig total overflod av synapser i striatumet (Sowell et al. 1999), kan bidra til 2 forskjellige former for økt belønningsrespons, negativ aktivitet som svar på incitamentet (reflektert økt belønning av belønning) og positive responser under responspreparasjonen (reflektert økt forventning om å motta en belønning) (Cooper og Knutson 2008).

Ungdommer viste også økt rekruttering av formodet FEF sammenlignet med voksne i forberedelsesperioden for både nøytral- og belønningsforsøk. Dette antyder at ungdom i utgangspunktet rekrutterer FEF mer enn voksne for å forberede seg til å utføre et riktig hemmende respons uavhengig av belønningsincitament. Viktigst viste ungdommer også temporært langvarige responser under belønningsforsøk i formodet FEF, så vel som MFG / anterior cingulate (Fig. 5). Ikke-humane primatstudier har vist at en forberedende oppbygging av aktivitetsnivåer i FEF-fiksering-neuroner bidrar til vellykket inhibering av en saccade mot det perifere målet i AS-oppgaven, kanskje ved tonisk inhibering av saccade-genererende motorneuroner (Schall et al. 2002; Munoz og Everling 2004). Neuroner i anterior cingulate har vist seg å bære flere signaler, inkludert en relatert til forventning og levering av forsterkning (Schall et al. 2002). Vi antar at den økte aktiveringen vi observerte i formodet FEF, kan gjenspeile en økning i fikseringsrelatert nevronaktivitet som da bidrar til forbedringer i ungdomsprestasjon (korrekte responsraten) ved å forbedre responspreparatet. Videre kan forhøyede forevarsignaler i VS og anterior cingulate under belønningsforsøk bidra til forbedret signal i den formodede FEF, som igjen kunne utøve en enda større topp-ned-påvirkning på saccade-relaterte neuroner i caudat og overlegen colliculus (Ding og Hikosaka 2006; Hikosaka et al. 2006). Fremtidige enhetsstudier vil være nødvendig for å undersøke disse foreslåtte mekanismene.

I alle fall indikerer dataene som presenteres her videre at de nevrale mekanismene som ligger til grund for belønningskodeidentifikasjon og forventning, er utbredt (f.eks. Cingulate, FEF og basale ganglier) (O'Doherty et al. 2004) og umodne i ungdomsårene. Det har vært vidt antydet at det i ungdomsårene eksisterer en normativ ubalanse mellom belønning og kognitiv kontrollrelatert hjernegruppe, som sannsynligvis utsettes for sårbarheter for risikovurdering (Steinberg 2004; Ernst et al. 2006; Galvan et al. 2006; Casey et al. 2008). Det kan være den modne belønningsmotiverte kontrollen av atferd, og fremveksten av konsekvent, voksenaktig adaptiv beslutningsprosess hviler på funksjonell integrasjon av flere hjernegrupper, inkludert PFC (PFC)Luna et al. 2004).

Utviklingsforskjeller i respons / belønning "tilbakemelding"

Under saccade-responsen viste de fleste rekrutterte regioner ikke signifikant gruppe eller incitament ved tidsinteraksjoner (Tabell 7; Fig. 6, Ikke sant). Ungdom rekrutterte imidlertid sterkt en region i venstre lateral OFC under nøytrale studier som ikke var signifikant engasjert av voksne (Fig. 6, øverst til venstre). OFC har blitt involvert i mange aspekter av belønning prosessering (Kringelbach og Rolls 2004), inkludert kodende representasjoner av incentiv valens og størrelse under belønning tilbakemelding (Delgado et al. 2000, 2003). Lateral OFC spesielt har vært assosiert med straffe / negative resultater (O'Doherty et al. 2001). Selv om fagene ikke ble gitt eksplisitt tilbakemelding i denne oppgaven basert på deres ytelse, viste de bevis for egen tilbakemelding når en feil ble gjort. Det vil si at emner pålidelig fulgte feil AS med korrigerende saccades mot riktig sted, noe som indikerte at de visste at de hadde gjort en feil (Velanova et al. 2008). Ungdommer viste også differensielle responser først og fremst under nøytrale studier i bilateral dorsal anterior cingulate (Fig. 6, midt og nederst til venstre). En foreslått rolle dorsal anterior cingulate er å overvåke atferdsutfall (Ridderinkhof, Ullsperger, et al. 2004). Det kan være at for ungdom er det konkrete utfallet av korrekt utførte nøytrale forsøk, hvor penger hverken er opptjent eller tapt, mer tvetydig, og kanskje negativ enn belønningsprøveutfall og signaleres ved aktivering av OFC og dorsal anterior cingulate. Fremtidig arbeid fokusert på aktivering fremkalt av eksplisitt feil tilbakemelding under belønning betinget oppførsel kan bidra til å avklare rollene OFC og dorsal anterior cingulate under saccade respons i denne oppgaven.

Konklusjoner

De nåværende funnene indikerer at belønningsberettiget bidrar til forbedret responsinhibering hos ungdom og voksne som indikert ved økte frekvenser av korrekte responser og reduserte latenser av korrekte AS. Vi gir innledende fMRI-bevis for økt aktivitet under belønningsforsøk i ungdoms-VS og formodet FEF under responspreparasjonsepoken som kan støtte observerte AS-adferdsforbedringer. Videre viser vi også i et enkelt eksperiment at ungdommer kan vise en negativ respons i VS under belønningskursevaluering, og overaktiverer VS senere under responspreparasjon sammenlignet med voksne, noe som tyder på vedvarende umodenheter i en nøkkelknutepunkt for ungdomsbelønningssystemet som kunne tolkes som reflekterer både et under- og overaktivt belønningssystem. Vurdert sammen, har disse resultatene viktige implikasjoner for dagens teoretiske modeller for ungdomsrisiko. For eksempel, en nylig foreslått triadisk modell (Ernst et al. 2006) utgjør at en normativ ubalanse oppstår under ungdomsårene mellom et hyperaktivt belønningsdrevet system (f.eks. VS-mediert) og begrenset skade-unngåelse (f.eks. amygdala-mediert) og regulatorisk / utøvende kontroll (f.eks. PFC-medierte) kretser. I denne modellen er ungdommer hypotetisert for å engasjere seg i risikotakning på grunn av kombinasjonen av belønning overfølsomhet og begrensede prosesser som styrer sin påvirkning på atferd. Våre resultater tyder på at belønninger kan "forbedre" hemmende kontrollsystemer spesielt under ungdomsårene og dermed synes å være i strid med den triadiske modellen. Det kan imidlertid være at under opplæring øker atferd som fører til umiddelbar belønning på bekostning av langsiktige utbetalinger. I sammenheng med dette kontrollerte eksperimentet fører hemmende en saccade til måloppkjøp (dvs. en monetær belønning), og dermed var den forbedrede aktiviteten i VS og formodet FEF adaptiv. I en nonlaboratory setting, når du bestemmer mellom 2-alternativer (f.eks. Kjører raskt for spenningen mot kjøring langsommere for å unngå en ulykke), kan umodenheter i belønningssystemfunksjonen forstyrre hemmende kontroll / beslutningsprosesser mot en handling som fører til en proksimal belønning (f.eks. , kjører raskt) og utsetter sårbarhet for negativt utfall (Steinberg et al. 2009).

Sammendrag viser våre resultater utviklingsforskjeller i hjerneaktivering i viktige noder av belønning og hemmende styringskretser under forskjellige prøvekomponenter av en belønnet AS-oppgave. Våre funn indikerer at viktige determinanter av målrettet oppførsel og beslutningstaking, belønning og kognitive kontrollsystemer ennå ikke har oppnådd modne funksjonsnivåer ved ungdomsår, noe som potensielt bidrar til fremveksten av risikotaking i denne aldersgruppen.

Tilleggsmateriale

Tilleggsmateriale kan bli funnet på: http://www.cercor.oxfordjournals.org/.

Finansiering

Nasjonale institutter for helse (RO1 MH067924, RO1 MH080243 til BL).

Tilleggsmateriale

[Tilleggsdata] 

Erkjennelsene

Interessekonflikt: Ingen erklært.

Referanser

  1. Adleman NE, Menon V, Blasey CM, Hvit CD, Warsofsky IS, Glover GH, Reiss AL. En utviklingsmessig fMRI-studie av Stroop-fargeordet oppgaven. NeuroImage. 2002, 16: 61-75. [PubMed]
  2. Andersen SL. Baner av hjernens utvikling: punkt av sårbarhet eller mulighetsvindu? Neurosci Biobehav Rev. 2003; 27: 3-18. [PubMed]
  3. Arnett J. Åndelig adferd i ungdomsår: et utviklingsperspektiv. Dev Rev. 1992; 12: 339-373.
  4. Bjork JM, Knutson B, Fong GW, Caggiano DM, Bennett SM, Hommer DW. Incentiv-fremkalt hjerneaktivering hos ungdom: Likheter og forskjeller fra unge voksne. J Neurosci. 2004, 24: 1793-1802. [PubMed]
  5. Bjork JM, Smith AR, Danube CL, Hommer DW. Utviklingsforskjeller i posterior mesofrontal cortex rekruttering ved risikable fordeler. 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. Velge det minste av to onde, jo bedre av to varer: Angi rollene til ventromedial prefrontal cortex og dorsal anterior cingulate i objektvalg. J Neurosci. 2006, 26: 11379-11386. [PubMed]
  7. Blaukopf CL, DiGirolamo GJ. Differensielle effekter av belønning og straff på bevisste og ubevisste øyebevegelser. Exp Brain Res. 2006, 174: 786-792. [PubMed]
  8. Breiter HC, Aharon I, Kahneman D, Dale A, Shizgal P. Funksjonell avbildning av nevrale responser til forventning og erfaring med monetære gevinster og tap. Neuron. 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, et al. Akutte effekter av kokain på menneskelig hjerneaktivitet og følelser. Neuron. 1997, 19: 591-611. [PubMed]
  10. Breiter HC, Rosen BR. Funksjonell magnetisk resonansavbildning av hjernekompensasjonskretser i mennesket. Ann NY Acad Sci. 1999, 877: 523-547. [PubMed]
  11. Brown MR, Desouza JF, Goltz HC, Ford K, Menon RS, Goodale MA, Everling S. Sammenligning av minne- og visuelt styrte saccader ved hjelp av hendelsesrelatert fMRI. J Neurofysiol. 2004, 91: 873-889. [PubMed]
  12. Brown MR, Goltz HC, Vilis T, Ford KA, Everling S. Inhibering og generering av saccades: rask hendelse-relatert fMRI av prosaccader, antisaccader og nogo-studier. NeuroImage. 2006, 33: 644-659. [PubMed]
  13. Brown TT, Lugar HM, Coalson RS, Miezin FM, Petersen SE, Schlaggar BL. Utviklingsendringer i menneskelig hjernefunksjonell organisasjon for ordgenerering. Cereb Cortex. 2005, 15: 275-290. [PubMed]
  14. Bruce CJ, Goldberg ME. Primate frontal eye fields. I. Enkle nevroner som tømmes før saccades. J Neurofysiol. 1985, 53: 603-635. [PubMed]
  15. Bunge SA, Dudukovic NM, Thomason ME, Vaidya CJ, Gabrieli JD. Ubrukt frontal lobe bidrag til kognitiv kontroll hos barn: Bevis fra fMRI. Neuron. 2002, 33: 301-311. [PubMed]
  16. Cabeza R, Nyberg L. Imaging cognition II: En empirisk gjennomgang av 275 PET og fMRI studier. J Cog Neurosci. 2000, 12: 1-47. [PubMed]
  17. Casey BJ, Jones RM, Hare TA. Den unge hjernen. Ann NY Acad Sci. 2008, 1124: 111-126. [PMC gratis artikkel] [PubMed]
  18. Casey BJ, Trainor RJ, Orendi JL, Schubert AB, Nystrom LE, Giedd JN, Astellanos FX, Haxby JV, Noll DC, Cohen JD, et al. En utviklingsfunksjonell MR-studie av prefrontal aktivering under utførelse av en go-no-go-oppgave. J Cog Neurosci. 1997, 9: 835-847.
  19. Castellanos FX, Tannock R. Neuroscience of attention-deficit / hyperaktivitetsforstyrrelse: søket etter endophenotyper. Nat Rev Neurosci. 2002, 3: 617-628. [PubMed]
  20. Chambers RA, Taylor JR, Petenza MN. Utviklingsnervirkulering av motivasjon i ungdomsår: en kritisk periode med avhengighetsproblemer. Am J Psykiatri. 2003, 160: 1041-1052. [PMC gratis artikkel] [PubMed]
  21. Connolly JD, Goodale MA, Menon RS, Munoz DP. Menneskelig fMRI-bevis for nevrale korrelater av forberedende sett. Nat Neurosci. 2002, 5: 1345-1352. [PubMed]
  22. Cooper JC, Knutson B. Valence og salience bidrar til aktivering av kjernevirksomhet. Neuroimage. 2008; 39 (1): 538-547. [PMC gratis artikkel] [PubMed]
  23. Corbetta M, Kincade JM, Ollinger JM, McAvoy MP, Shulman GL. Frivillig orientering er dissociert fra måldeteksjon i human bakre parietal cortex. Nat Neurosci. 2000, 3: 292-297. [PubMed]
  24. Cox RW. AFNI: programvare for analyse og visualisering av funksjonelle magnetiske resonans neuroimages. Comput Biomed Res. 1996, 29: 162-173. [PubMed]
  25. Crews F, He J, Hodge C. Ungdoms cortical utvikling: En kritisk periode med sårbarhet for avhengighet. Pharmacol Biochem Behav. 2007, 86: 189-199. [PubMed]
  26. Curtis CE, Connolly JD. Saccade forberedelse signaler i menneskelige frontale og parietale cortices. J Neurofysiol. 2008, 99: 133-145. [PMC gratis artikkel] [PubMed]
  27. Curtis CE, D'Esposito M. Suksess og fiasko som undertrykker refleksiv oppførsel. J Cog Neurosci. 2003; 15: 409–418. [PubMed]
  28. Curtis CE, D'Esposito M. Inhiberingen av uønskede handlinger. I: Bargh J, Gollwitzer P, Moresella E, redaktører. Handlingspsykologien. 2008. Vol. 2. New York: Guilford Press.
  29. Dahl RE. Ungdomshjerneutvikling: en periode med sårbarheter og muligheter. Keynote-adresse. Ann NY Acad Sci. 2004, 1021: 1-22. [PubMed]
  30. Delgado MR, Locke HM, Stenger VA, Fiez JA. Dorsale striatumresponser til belønning og straff: Effekter av valens og størrelsesmanipulasjoner. Cogn påvirker Behav Neurosci. 2003, 3: 27-38. [PubMed]
  31. Delgado MR, Nystrom LE, Fissell C, Noll DC, Fiez JA. Spore de hemodynamiske svarene til belønning og straff i striatum. J Neurofysiol. 2000, 84: 3072-3077. [PubMed]
  32. Ding L, Hikosaka O. Sammenligning av belønning modulering i frontal øyefelt og caudate av macaque. J Neurosci. 2006, 26: 6695-6703. [PubMed]
  33. Duka T, Lupp A. Virkningen av insentiv på antisakader: er en dopaminerg mekanisme involvert. Behav Pharmacol. 1997, 8: 373-382. [PubMed]
  34. Durston S, Davidson MC, Tottenham N, Galvan A, Spicer J, Fossella JA, Casey BJ. Et skifte fra diffus til fokal kortikal aktivitet med utvikling. 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 og kjernen accumbens i svar på mottak og utelatelse av gevinster hos voksne og ungdom. NeuroImage. 2005, 25: 1279-1291. [PubMed]
  36. Ernst M, Pine DS, Hardin M. Triadic modell av nevrologi av motivert oppførsel i ungdomsårene. Psychol Med. 2006, 36: 299-312. [PMC gratis artikkel] [PubMed]
  37. Eshel N, Nelson EE, Blair RJ, Pine DS, Ernst M. Neural substrat av valgvalg hos voksne og ungdom: utvikling av ventrolaterale prefrontale og fremre cingulære kortikser. Neuropsychologia. 2007, 45: 1270-1279. [PMC gratis artikkel] [PubMed]
  38. Everling S, Krappmann P, Flohr H. Kortikale potensialer foran pro- og antisaccader hos mennesker. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 1997, 102: 356-362. [PubMed]
  39. Fischer B, Biscaldi M, Gezeck S. På utviklingen av frivillige og refleksive komponenter i menneskelig saccadegenerering. Brain Res. 1997, 754: 285-297. [PubMed]
  40. Galvan A, Hare TA, Parra CE, Penn J, Voss H, Glover G, Casey BJ. Tidligere utvikling av accumbens i forhold til orbitofrontal cortex kan ligge til grunn for risikotakende adferd hos ungdom. J Neurosci. 2006, 26: 6885-6892. [PubMed]
  41. Geier CF, Garver K, Terwilliger R, Luna B. Utvikling av vedlikehold av arbeidsminne. J Neurofysiol. 2009, 101: 84-99. [PMC gratis artikkel] [PubMed]
  42. Geier CF, Garver KE, Luna B. Circuitry underliggende temporært utvidet romlig arbeidsminne. Neuroimage. 2007, 35: 904-915. [PubMed]
  43. Giedd JN, Vaituzis AC, Hamburger SD, Lange N, Rajapakse JC, Kaysen D, Vauss YC, Rapoport JL. Kvantitativ MR i den tidlige lobe, amygdala og hippocampus i normal menneskelig utvikling: alder 4-18 år. J Sammenligne Neurol. 1996, 366: 223-230. [PubMed]
  44. Gitelman DR. ILAB: et program for postexperimental øyebevegelsesanalyse. 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. Et stort distribuert nettverk for skjult romlig oppmerksomhet: Ytterligere anatomisk avgrensning basert på strenge atferds- og kognitive kontroller. Hjerne. 1999, 122: 1093-1106. [PubMed]
  46. Goghari VM, MacDonald AW., 3rd Effekter av å variere den eksperimentelle utformingen av et kognitivt kontrollparadigm på adferdsmessige og funksjonelle bildeutfallsmål. 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, et al. Dynamisk kartlegging av human kortikal utvikling i barndommen gjennom tidlig voksen alder. Proc Natl Acad Sci USA. 2004, 101: 8174-8179. [PMC gratis artikkel] [PubMed]
  48. Goldman-Rakic ​​PS, Bates JF, Chafee MV. Den prefrontale cortex og internt generert motor fungerer. Curr Opin Neurobiol. 1992, 2: 830-835. [PubMed]
  49. Grosbras MH, Lobel E, Van de Moortele PF, Lebihan D, Berthoz A. Et anatomisk landemerke for de supplerende øyefeltene i mennesket avslørt med funksjonell magnetisk resonansbilding. Cereb Cortex. 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, et al. Striatal funksjonell forandring hos ungdom preget av tidlig barndoms adferdshemming. J Neurosci. 2006, 26: 6399-6405. [PubMed]
  51. Hallett PE. Primær og sekundær saccades til mål definert av instruksjoner. Visjon Res. 1978, 18: 1279-1296. [PubMed]
  52. Hanes DP, Schall JD. Neural kontroll av frivillig bevegelsesinitiering. Vitenskap. 1996, 274: 427-430. [PubMed]
  53. Hardin MG, Schroth E, Pine DS, Ernst M. Incentiv-relatert modulering av kognitiv kontroll hos friske, engstelige og deprimerte ungdommer: utviklings- og psykopatologisk relaterte forskjeller. J Child Psychol Psykiatri. 2007, 48: 446-454. [PMC gratis artikkel] [PubMed]
  54. Hare TA, O'Doherty J, Camerer CF, Schultz W, Rangel A. Dissosierer rollen til den orbitofrontale cortex og striatum i beregningen av målverdier og prediksjonsfeil. J Neurosci. 2008; 28: 5623–5630. [PubMed]
  55. Hikosaka O, Nakumura K, Nakahara H. Basal ganglia orienterer øynene for å belønne. J Neurofysiol. 2006, 95: 567-584. [PubMed]
  56. Irwin CE., Jr Det teoretiske begrepet atrisiske ungdommer. Adolesc Med. 1990, 1: 1-14. [PubMed]
  57. Jazbec S, Hardin MG, Schroth E, McClure E, Pine DS, Ernst M. Alderrelatert påvirkning av uforutsetninger på en saccadeoppgave. Exp Brain Res. 2006, 174: 754-762. [PMC gratis artikkel] [PubMed]
  58. Jazbec S, McClure E, Hardin M, Pine DS, Ernst M. Kognitiv kontroll under uforutsetninger i engstelig og deprimert ungdom: En antisakademisk oppgave. Biolpsykiatri. 2005, 58: 632-639. [PubMed]
  59. Jenkinson M, Smith S. En global optimaliseringsmetode for robust affine registrering av hjernebilder. Med bildeanal. 2001, 5: 143-156. [PubMed]
  60. Kalsbeek A, Voorn P, Buijs RM, Pool CW, Uylings HB. Utvikling av den dopaminerge innerveringen i rottens prefrontale cortex. J Comp Neurol. 1988, 269: 58-72. [PubMed]
  61. Kang HC, Burgund ED, Lugar HM, Petersen SE, Schlagger BL. Sammenligning av funksjonelle aktiveringsfokus hos barn og voksne ved bruk av en felles stereotaktisk plass. NeuroImage. 2003, 19: 16-28. [PubMed]
  62. Keller TA, Carpenter PA, bare MA. Den neurale basen av setningsforståelse: en fMRI-undersøkelse av syntaktisk og leksikalsk behandling. Cereb Cortex. 2001, 11: 223-237. [PubMed]
  63. Klein C, Foerster F. Utvikling av prosaccade- og antisaccadoppgaver i deltakerne i alderen 6 til 26 år. Psykofysiologi. 2001, 38: 179-189. [PubMed]
  64. Knutson B, Adams CM, Fong GW, Hommer D. Forutsetningen for økende pengepremie selektivt rekrutterer kjernevirksomhet. J Neurosci. 2001, 21: RC159. [PubMed]
  65. Knutson B, Cooper JC. Funksjonell magnetisk resonans avbildning av belønning prediksjon. Curr Opin Neurol. 2005, 18: 411-417. [PubMed]
  66. Knutson B, Fong GW, Bennett SM, Adams CM, Hommer D. En region av mesial prefrontal cortex spor monetarisk givende resultater: karakterisering med rask hendelse-relatert fMRI. NeuroImage. 2003, 18: 263-272. [PubMed]
  67. Knutson B, Gibbs SE. Kobling av kjernen oppnår dopamin og blodoksygenering. Psykofarmakologi (Berl) 2007; 191: 813-822. [PubMed]
  68. Kringelbach ML, Rolls ET. Den funksjonelle neuroanatomi av den menneskelige orbitofrontale cortexen: Bevis fra nevroimaging og nevropsykologi. 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, et al. Dynamisk magnetisk resonansavbildning av menneskelig hjerneaktivitet under primær sensorisk stimulering. Proc Natl Acad Sci USA. 1992, 89: 5675-5679. [PMC gratis artikkel] [PubMed]
  70. Levin HS, Culhane KA, Hartmann J, Evankovich K, Mattson AJ. Utviklingsmessige endringer i ytelse på tester av påstått frontal lobe-funksjon. Dev Neuropsych. 1991, 7: 377-395.
  71. Liddle PF, Kiehl KA, Smith AM. Eventrelatert fMRI-studie av responsinhibering. Hum Brain Mapp. 2001, 12: 100-109. [PubMed]
  72. Liston C, Watts R, Tottenham N, Davidson MC, Niogi S, Ulug AM, Casey BJ. Frontostriatal mikrostruktur modulerer effektiv rekruttering av kognitiv kontroll. Cereb Cortex. 2006, 16: 553-560. [PubMed]
  73. Luna B, Garver KE, Urban TA, Lazar NA, Sweeney JA. Modning av kognitive prosesser fra sen barndom til voksen alder. Child Dev. 2004, 75: 1357-1372. [PubMed]
  74. Luna B, Sweeney JA. Fremveksten av samarbeidende hjernefunksjon: fMRI-studier av utviklingen av responsinhibering. 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. Modning av distribuert hjernefunksjon underkastes kognitiv utvikling. NeuroImage. 2001, 13: 786-793. [PubMed]
  76. Luna B, Thulborn KR, Strojwas MH, McCurtain BJ, Berman RA, Genovese CR, Sweeney JA. Dorsale kortikale regioner som underviser visuelt styrte saccader hos mennesker: en fMRI-studie. Cereb Cortex. 1998, 8: 40-47. [PubMed]
  77. Marsh R, Zhu H, Schultz RT, Quackenbush G, Royal J, Skudlarski P, Peterson BS. En utviklingsmessig fMRI-studie av selvregulerende kontroll. Hum Brain Mapp. 2006, 27: 848-863. [PMC gratis artikkel] [PubMed]
  78. Mai JC, Delgado MR, Dahl RE, Stenger VA, Ryan ND, Fiez JA, Carter CS. Eventrelatert funksjonell magnetisk resonansavbildning av belønningsrelatert hjernekrets hos barn og ungdom. Biolpsykiatri. 2004, 55: 359-366. [PubMed]
  79. McClure SM, York MK, Montague PR. De nevrale substratene av belønningsprosessering hos mennesker: FMRIs moderne rolle. Hjerneforsker. 2004, 10: 260-268. [PubMed]
  80. Meng SZ, Ozawa Y, Itoh M, Takashima S. Utviklings- og aldersrelaterte endringer av dopamin-transportør og dopamin D1 og D2-reseptorer i humane basale ganglier. Brain Res. 1999, 843: 136-144. [PubMed]
  81. Munoz DP, Broughton JR, Goldring JE, Armstrong IT. Aldersrelatert ytelse av menneskelige fag på saccadiske øyebevegelsesoppgaver. Exp Brain Res. 1998, 121: 391-400. [PubMed]
  82. Munoz DP, Everling S. Se bort: anti-saccadeoppgaven og frivillig kontroll av øyebevegelse. Nat Rev Neurosci. 2004, 5: 218-228. [PubMed]
  83. O'Doherty J, Dayan P, Schultz J, Deichmann R, Friston K, Dolan RJ. Dissociable roller av ventral og dorsal striatum i instrumental condition. Vitenskap. 2004, 304: 452-454. [PubMed]
  84. O'Doherty J, Kringelbach ML, Rolls ET, Hornak J, Andrews C. Abstrakte belønnings- og strafferepresentasjoner i den menneskelige orbitofrontale cortex. Natur Neurosci. 2001; 4: 95–102. [PubMed]
  85. O'Doherty JP, Diechmann R, Critchley HD, Dolan RJ. Nevrale responser under forventning om en primær smakbelønning. Neuron. 2002; 33: 815–826. [PubMed]
  86. Ogawa S, Tank DW, Menon R, Ellermann JM, Kim SG, Merkle H, Ugurbil K. Intrinsic signalendringer som følger med sensorisk stimulering: funksjonell hjernekartlegging med magnetisk resonansbilder. Proc Natl Acad Sci USA. 1992, 89: 5951-5955. [PMC gratis artikkel] [PubMed]
  87. Ollinger JM, Corbetta M, Shulman GL. Separere prosesser i en prøveperiode i hendelsesrelatert funksjonell MR: del II. NeuroImage. 2001, 13: 218-229. [PubMed]
  88. Ollinger JM, Shulman GL, Corbetta M. Separerende prosesser i en forsøk i hendelsesrelatert funksjonell MR: del I. NeuroImage. 2001, 13: 210-217. [PubMed]
  89. Ono M, Kubik S, Abernathy CD. Atlas av cerebral sulci. New York: Thieme Medical Publishers, Inc; 1990.
  90. Paus T. Plassering og funksjon av det menneskelige frontale øyefelt: en selektiv gjennomgang. Neuropsychologia. 1996, 34: 475-483. [PubMed]
  91. Paus T, Babenko V, Radil T. Utvikling av evnen til å opprettholde muntlig instruert sentral blikkfiksering studert i 8-til 10-årige barn. Int J Psychophysiol. 1990, 10: 53-61. [PubMed]
  92. Pierrot-Deseilligny CH, Muri RM, Nyffeler T, Milea D. Rollen av den menneskelige dorsolaterale prefrontale cortex i okularmotorisk oppførsel. Ann NY Acad Sci. 2005, 1039: 239-251. [PubMed]
  93. Ridderinkhof KR, Band GPH, Logan GD. En studie av adaptiv atferd: effekter av alder og irrelevant informasjon om evnen til å hemme ens handlinger. Acta Psychol. 1999; 101: 315–337.
  94. Ridderinkhof KR, Ullsperger M, Crone EA, Nieuwenhuis S. Rollen av medial frontal cortex i kognitiv kontroll. Vitenskap. 2004, 306: 443-447. [PubMed]
  95. Ridderinkhof KR, van der Molen MW. Mental ressurser, prosesshastighet og hemmende kontroll: et utviklingsperspektiv. Biol Psychol. 1997, 45: 241-261. [PubMed]
  96. Ridderinkhof KR, van den Wildenberg WP, Segalowitz SJ, Carter CS. Neurokognitive mekanismer for kognitiv kontroll: rollen av prefrontal cortex i handlingsvalg, responsinhibering, ytelsesovervåking og belønningsbasert læring. Brain Cogn. 2004, 56: 129-140. [PubMed]
  97. Roesch MR, Olson CR. Påvirkning av forventet belønning for nevronaktivitet i prefrontal cortex, frontal og supplerende øyefelt og premotorisk cortex. J Neurofysiol. 2003, 90: 1766-1789. [PubMed]
  98. Roesch MR, Olson CR. Neuronal aktivitet relatert til belønningsverdi og motivasjon i primatfrontale cortex. Vitenskap. 2004, 304: 307-310. [PubMed]
  99. Rolls ET. Den orbitofrontale cortex og belønning. Cereb Cortex. 2000, 10: 284-294. [PubMed]
  100. Rosenberg DR, Lewis DA. Endringer i den dopaminerge innerveringen av abe prefrontal cortex under sen postnatal utvikling: En tyrosinhydroksylase immunhistokjemisk studie. Biolpsykiatri. 1994, 36: 272-277. [PubMed]
  101. Rosenberg DR, Lewis DA. Postnatal modning av den dopaminerge innerveringen av abe prefrontal og motor cortices: en tyrosinhydroksylase immunhistokjemisk analyse. 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. Funksjonell frontalisering med alder: Kartlegging av neurodevelopmental bane med fMRI. Neurosci Biobehav Rev. 2000; 24: 13-19. [PubMed]
  103. Rubia K, Smith AB, Taylor E, Brammer M. Linjær alderskorrelert funksjonell utvikling av rett inferior fronto-striato-cerebellar nettverk under responsinhibering og anterior cingulat under feilrelaterte prosesser. Hum Brain Mapp. 2007, 28: 1163-1177. [PubMed]
  104. Rubia K, Smith AB, Woolley J, Nosarti C, Heyman I, Taylor E, Brammer M. Progressiv økning av frontostriatal hjerneaktivering fra barndom til voksenalder under hendelsesrelaterte oppgaver av kognitiv kontroll. Hum Brain Mapp. 2006, 27: 973-993. [PubMed]
  105. Skall JD, Stuphorn V, Brown JW. Overvåking og kontroll av handling ved frontallober. Neuron. 2002, 36: 309-322. [PubMed]
  106. Scherf KS, Sweeney JA, Luna B. Brain grunnlag for utviklingsendring i visuospatial arbeidsminne. J Cog Neurosci. 2006, 18: 1045-1058. [PubMed]
  107. Schultz W. Prediktivt belønningssignal for dopaminneuroner. J Neurofysiol. 1998, 80: 1-27. [PubMed]
  108. Schultz W. Flere belønningssignaler i hjernen. Nat Rev Neurosci. 2000, 1: 199-207. [PubMed]
  109. Schultz W. Bli formell med dopamin og belønning. Neuron. 2002, 36: 241-263. [PubMed]
  110. Schultz W, Apicella P, Ljungberg T. Svar fra ape dopaminneuroner for å belønne og betingede stimuli under suksessive trinn for å lære en forsinket responsoppgave. J Neurosci. 1993, 13: 900-913. [PubMed]
  111. Schultz W, Tremblay L, Hollerman JR. Belønning behandling i primate orbitofrontale cortex og basal ganglia. Cereb Cortex. 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, et al. Menneskelig hjerne dopaminreseptorer hos barn og aldrende voksne. Synapse. 1987, 1: 399-404. [PubMed]
  113. Shulman GL, Ollinger JM, Akbudak E, Conturo TE, Snyder AZ, Petersen SE, Corbetta M. Områder involvert i koding og anvendelse av retningsbestemte forventninger til bevegelige gjenstander. J Neurosci. 1999, 19: 9480-9496. [PubMed]
  114. Smith SM. Rask robust automatisert hjernekstraksjon. 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, et al. Fremskritt i funksjonell og strukturell MR bildeanalyse og implementering som FSL. NeuroImage. 2004, 23: S208-S219. [PubMed]
  116. Sowell ER, Thompson PM, Holmes CJ, Jernigan TL, Toga AW. In vivo bevis for post-adolescent hjernemodning i frontale og striatale regioner. Nat Neurosci. 1999, 2: 859-861. [PubMed]
  117. Spyd LP. Den ungdomshjerne og aldersrelaterte atferdsmessige manifestasjoner. Neurosci Behav Rev. 2000; 24: 417-463. [PubMed]
  118. Steinberg L. Risikovurdering i ungdomsår: hva endres, og hvorfor? Ann NY Acad Sci. 2004, 1021: 51-58. [PubMed]
  119. Steinberg L, Graham S, O'Brien L, Woolard J, Cauffman E, Banich M. Aldersforskjeller i fremtidig orientering og forsinkelsesdiskontering. Child Dev. 2009; 80: 28–44. [PubMed]
  120. Sweeney JA, Mintun MA, Kwee S, Wiseman MB, Brown DL, Rosenberg DR, Carl JR. Positron utslipp tomografi studie av frivillige saccadic øye bevegelser og romlig arbeidsminne. J Neurofysiol. 1996, 75: 454-468. [PubMed]
  121. Talairach J, Tournoux P. Co-planar stereotaksisk atlas av den menneskelige hjerne. New York: Thieme Medical Publishers; 1988.
  122. Tamm L, Menon V, Reiss AL. Modning av hjernefunksjon assosiert med responsinhibering. J er Acad Child Adolesc Psychiatry. 2002, 41: 1231-1238. [PubMed]
  123. Toga AW, Thompson PM, Sowell ER. Mapping hjernens modning. Trender Neurosci. 2006, 29: 148-159. [PMC gratis artikkel] [PubMed]
  124. Van Essen DC. Windows på hjernen: den fremvoksende rollen som atlaser og databaser i nevrovitenskap. Curr Opin Neurobiol. 2002, 12: 574-579. [PubMed]
  125. Van Essen DC, Drury HA, Dickson J, Harwell J, Hanlon D, Anderson CH. En integrert programvarepakke for overflatebaserte analyser av hjernebarken. J Am Med Inform Assoc. 2001, 8: 443-459. [PMC gratis artikkel] [PubMed]
  126. Van Leijenhorst L, Crone EA, Bunge SA. Nevrale korrelater av utviklingsforskjeller i risikovurdering og tilbakemeldingsbehandling. Neuropsychologia. 2006, 44: 2158-2170. [PubMed]
  127. Van Leijenhorst L, Zanolie K, Van Meel CS, Westenberg PM, Rombouts SA, Crone EA. Hva motiverer ungdommen? Hjernegrupper formidler belønning følsomhet over ungdomsårene. Cereb Cortex. 2009 Epub foran utskriften. [PubMed]
  128. Velanova K, Wheeler ME, Luna B. Maturasjonelle endringer i anterior cingulate og frontoparietal rekruttering støtter utviklingen av feilbehandling og hemmende kontroll. Cereb Cortex. 2008, 18: 2505-2522. [PMC gratis artikkel] [PubMed]
  129. Voorn P, Vanderschuren LJ, Groenewegen HJ, Robbins TW, Pennartz CM. Spinner på striatumens dorsal-ventrale deling. Trender Neurosci. 2004, 27: 468-474. [PubMed]
  130. Ward BD. 2002. Deconvolution analyse av fMRI tidsseriedata: dokumentasjon for AFNI programvarepakken. Tilgjengelig på: http://navn.nimh.nih.gov/pub/dist/doc/manual/3dDeconvolve.pdf.
  131. Wenger KK, Visscher KM, Miezin FM, Petersen SE, Schlaggar BL. Sammenligning av vedvarende og forbigående aktivitet hos barn og voksne ved bruk av blandet blokkert / hendelsesrelatert fMRI-design. NeuroImage. 2004, 22: 975-985. [PubMed]
  132. Wheeler ME, Shulman GL, Buckner RL, Miezin FM, Velanova K, Petersen SE. Bevis for separat perceptuell reaktivering og søkeprosesser under huskingen. Cereb Cortex. 2005, 16: 949-959. [PubMed]
  133. Williams BR, Ponesse JS, Schachar RJ, Logan GD, Tannock R. Utvikling av hemmende kontroll over levetiden. Dev Psychol. 1999, 35: 205-213. [PubMed]
  134. Yakovlev PI, Lecours AR. De myelogenetiske syklusene av regional modning av hjernen. I: Minkowski A, redaktør. Regional utvikling av hjernen i tidlig liv. Oxford: Blackwell Scientific; 1967. pp. 3-70.