kilde
Institutt for nevrovitenskap, Universitetet i Pittsburgh, Pittsburgh, PA 15260, USA.
Abstrakt
Ungdommer reagerer ofte annerledes enn voksne i de samme fremtredende motiverende sammenhenger, som peer-interaksjoner og behagelige stimuli. Avgrensning av de nevrale behandlingsforskjellene for ungdom er avgjørende for å forstå dette fenomenet, i tillegg til grunnlaget for alvorlige atferds- og psykiatriske sårbarheter, for eksempel narkotikamisbruk, humørsykdom og skizofreni. Vi tror at aldersrelaterte endringer i måtene fremtredende stimuli behandles i viktige hjernegrupper, kan underbygge unike predileksjoner og sårbarheter i ungdomsårene. Fordi motivert atferd er sentralt, er det kritisk at aldersrelaterte sammenligninger av hjernevirksomhet gjennomføres under motiverende sammenhenger. Vi sammenlignet enhetsaktivitet og lokale feltpotensialer i Nuclear Accumbens (NAc) og dorsal striatum (DS) av ungdoms- og voksenrotter under en belønnings-motivert instrumentell oppgave. Disse regionene er involvert i motivert læring, belønning behandling, og handling valg. Vi rapporterer adolescent neurale behandlingsforskjeller i DS, en region som generelt er forbundet med mer med læring enn belønningsprosessering hos voksne. Spesielt hadde ungdommer, men ikke voksne, en stor andel av nevroner i DS som aktiverte i påvente av belønning. Flere lignende responsmønstre ble observert i NAc av de to aldersgruppene. DS-enhetsaktivitetsforskjeller ble funnet til tross for tilsvarende lokalfeltpotensiale svingninger. Denne studien demonstrerer at i en ungdom er en region som er kritisk involvert i læring og vaneformasjon svært lydhør overfor belønning. Det foreslår derfor en mekanisme for hvordan belønninger kan forme ungdomsadferd annerledes, og for økt sårbarhet for affektive lidelser.
Under ungdomsårene oppstår et myriade av nevrodevelopmental endringer (1) som kan påvirke hvordan fremtredende hendelser, som givende stimuli, blir behandlet. Slike nevrale forandringsendringer kan ligge til grund for noen av de vanlige adferdsmessige predileksjonene som er sett hos ungdom på tvers av pattedyrarter, som økt risikotaking (1-5), samt økte tendenser for å utvikle lidelser som avhengighet, depresjon og skizofreni (6-8). Før vi kan forstå det neurale substratet av disse sårbarhetene, må vi først lære mer om de typiske neurale behandlingsmønstrene av ungdomshjernen, sammenlignet med og i motsetning til de voksne.
I hovedsak er alle adferdsmessige og psykiatriske sårbarheter i ungdomsårene tydelige under motiverende sammenhenger. Det er derfor viktig å sammenligne den neurale aktiviteten til ungdommer med den hos voksne under motivert oppførsel. Motivert oppførsel er handling som letter tilpasning i det fysiske forholdet mellom en organisme og stimuli (f.eks. Sannsynligheten for eller nærheten til en bestemt belønning) (9). Slike atferdssammenhenger vil imidlertid naturlig komplisere analysen av nevral aktivitet: Hvordan vet vi at nevrale forskjeller ikke bare gjenspeiler en atferdsmessig forskjell mellom de to aldersgruppene? Er en forskjell i nevral prosessering bare på grunn av en atferdsmessig forvirring, eller er det mer grunnleggende forskjeller i måtene ungdommer koder for og behandler fremtredende hendelser i en motivasjonsmessig sammenheng? Vi utførte in vivo elektrofysiologisk opptak for enkeltenheter for å sammenligne ungdommens nevrale aktivitet med voksne hos fremtredende hendelser når atferdsmessig ytelse ikke kunne skilles mellom de to gruppene (f.eks. Belønning for henting av forsinkelser i sene økter når oppgaven var godt lært). Ved å gjøre dette brukte vi effektivt en "atferdsklemme" som tillot oss å identifisere grunnleggende aldersrelaterte behandlingsforskjeller som ikke ble forvirret av ytelse.
Selv om mye av ungdomshjernen ennå ikke er undersøkt, fokuserte vi på dorsal striatum (DS) og nucleus accumbens (NAc) på grunn av deres sentrale rolle i motivert atferd. Sammen er disse hjernegruppene involvert i foreningslæring, vanedannelse, belønningsprosessering og den adaptive kontrollen av atferdsmønstre (10-13). Den striatum mottar prognoser fra kortikale regioner involvert i sensoriske, motoriske og kognitive prosesser (14), så vel som dopaminerge innganger (15). NAc, en del av ventral striatum, mottar afferenter fra amygdalaen (16) og prefrontal cortex (17) og dopaminerge afferenter fra det ventrale tegmentale området (18). NAc anses som nøkkelen til oversettelsen av motivasjon til handling (19) og er sentral for noen nåværende hypoteser angående nevrologisk underbygging av ungdomsrisikoopptak og sensasjonssøking (5, 20, 21).
Resultater
Neural unit aktivitet ble registrert fra DS og NAc (Fig. S1) av ungdom (n = 16) og voksen (n = 12) rotter som de lærte å knytte en instrumental handling (poke) med et belønningsutfall (matpellet; Fig. 1A). Behavioral data vises kombinert (Fig. 1 B-D), fordi ingen statistiske forskjeller ble observert mellom regioner. Det var ingen signifikante aldersrelaterte forskjeller på tvers av trening i antall forsøk per økt [F(1, 1) = 1.74, P = 0.20]; latensen fra køen til det instrumental poke [F(1, 1) = 0.875, P = 0.36]; eller latens fra instrumental poke til inngangen til maten trough [F(1, 1) = 0.82, P = 0.36]. Utsettelsen fra cue onset til instrumental poke syntes å være annerledes i de tidlige øktene, selv om dette ikke var statistisk signifikant og ble drevet av tre outlier dyr som ennå ikke hadde lært foreningen (Fig. 1C, Inset). Fra sesjon 4 fremover nådde alle tiltakene et stabilt maksimum i begge aldersgrupper. I løpet av disse øktene var gjennomsnittlig voksen- og ungdomsforsinkelse fra det instrumentale responset til inngangen i matthroughet (henholdsvis ± SEM) 2.47 ± 0.12 s og 2.54 ± 0.17 s.
Konsekvente DS-neurale populasjonsresponser rundt instrumentalt poke og mat gjennomføring ble observert som rotter lærte handlingsresultatforeningen og utførte mange forsøk i hver økt (dvs. økter 4-6; Fig. S2A). En nærmere undersøkelse av denne aktiviteten under øktene 4-6 avslører likheter i aktiviteten til noen nevrongrupper, men betydelige forskjeller i andre (Fig. 2). Om 10% av registrerte nevroner ble aktivert ved forsøkstesten, med få celler som ble hemmet (Fig. 2 A og C, Venstre). Fordelingen av ungdom og voksen fyringsrate Z-scores var ikke annerledes på dette tidspunktet (Z = 1.066, P = 0.29; Fig. 2B, Venstre). Det var heller ingen aldersrelaterte forskjeller i proporsjoner av aktiverte, hemmet og ubetydelige neuroner til cue [x2(2, n = 570) = 2.35, P = 0.31; Tabell 1]. Andelen aktiverte celler og aktivitetsnivået økte i begge grupper før den instrumentelle responsen, selv om slike størrelsesøkninger var større hos ungdom (Z = -2.41, P = 0.02; Fig. 2B, sentrum). Aldersrelaterte forskjeller i respons-type proporsjoner under 0.5 s før instrumental poke var signifikant [x2(2, n = 570) = 10.01, P <0.01], en effekt drevet av en større andel av voksne hemmede enheter (Z = 3.05, P <0.01; Tabell 1). Umiddelbart etter det instrumentale responset ble celler som tidligere ble aktivert, hemmet, og det gjorde mange enheter som ikke tidligere var forlovet (Fig. 2A, sentrum). Dette førte til en forbigående nedadgående nedbøyning i befolkningsaktiviteten, som økte igjen ved aldersspesifikke priser, med fortsatt statistiske forskjeller mellom ungdom og voksenaktivitet i løpet av 0.5 s etter det instrumentelle responset (Z = 2.19, P = 0.03; Fig. 2B, sentrum). I løpet av denne perioden var proporsjonene av responstypene igjen forskjellig mellom de to [x2(2, n = 570) = 10.57, P <0.01] på grunn av en større andel av voksne aktiverte enheter (Z = 2.87, P <0.01; Fig. 2C, sentrum og Tabell 1). Mange av de samme nevronene som økte aktiviteten før instrumental poke ble midlertidig hemmet og deretter aktivert igjen før de kom inn i matthroughen (varmeplottrader som viste et rødblått rødt mønster i Fig. 2A, sentrum). Tidspunktet for dette mønsteret var forskjellig mellom ungdom og voksne. En betydelig andel av ungdomsneuroner forblir aktivert til belønning. Slike "belønningsforventende nevroner" var sparsomme hos voksne (Fig. 2A, Ikke sant). I tillegg til forskjeller i tidskurs, økte ungdomsnekroner som aktiverte i 0.5 s før inngangen til matrommet toppet med en høyere størrelse (Z = -7.63, P <0.01; Fig. 2B, Ikke sant). Dette overordnede aktivitetsmønsteret var relativt stabilt gjennom hele sesjonene 4-6 (Film S1), selv om en tilfeldig prøvetaking av enheter demonstrerer variabilitet innenfor en enhet for enkelte enheter (Fig. S3). Forholdet mellom aktiverte og inhiberte enheter var forskjellig [x2(2, n = 570) = 41.18, P <0.01], med henholdsvis ungdommer og voksne, som har betydelig større andeler aktivert (Z = -6.21, P <0.01) og hemmede enheter (Z = 4.59, P <0.01; Fig. 2C, Ikke sant og Tabell 1). I 0.5 s etter å ha nådd maten, fortsatte ungdommene å utvise sterkere aktivitet (Z = -6.43, P <0.01). Andelene av aktivert, hemmet og ikke-vesentlig forble forskjellig som det hadde gjort umiddelbart før de kom inn i matrennen [χ2(2, n = 570] = 31.18, P <0.01; Fig. 2C, Ikke sant og Tabell 1). Igjen hadde ungdommer en større andel av aktiverte enheter (Z = -4.89, P <0.01) og en mindre andel hemmede enheter på dette tidspunktet (Z = 4.36, P <0.01).
I NAc gikk gjennomsnittlig ungdoms- og voksenspikingaktivitet fra små eller variable oppgaverelaterte svar til mer konsistente mønstre (Fig. S2B). Ved økt 4 hadde begge gruppene en tilsvarende økning og deretter redusert i phasic aktivitet ved instrumental poke. Dette mønsteret var mer uttalt, og førte til og etter belønning (gjennomføring av mat). En nærmere undersøkelse av NAc phasic neurale aktiviteten avslører flere nære likheter i mønsteret og omfanget av nevronaktivering og -inhibering, sammen med noen bemerkelsesverdige forskjeller (Fig. 3). Spesielt resulterte utbruddet av lyslyset til aktivering av ca. 10% av NAc-neuroner hos både ungdommer og voksne, med få neuroner å bli hemmet, og ingen signifikant aldersrelatert forskjell i andelen aktiverte eller hemmede nevroner på dette tidspunktet [ χ2(2, n = 349) = 1.51, P = 0.47], og ingen forskjeller i total populasjonsaktivitet (Z = 1.82, P = 0.07; Fig. 3, Venstre). Når nevroner ble aktivert for en prøve, hadde de en tendens til å forbli aktivert til dyrets inntog i matrennen. Den tidsmessige dynamikken var slik at en viss andel nevroner ble sterkere aktivert rundt både instrumental poke og matinngang. Ingen aldersrelaterte forskjeller i populasjonsaktivitet (Z = -0.16, P = 0.87) eller enhetskategori proporsjoner [x2(2, n = 349) = 0.22, P = 0.90] ble funnet i 0.5 s før instrumentet. Etter det instrumentale poke viste voksne høyere gjennomsnittlig aktivitet (Z = 4.09, P <0.01) og forskjeller i andelskategori-proporsjoner [χ2(2, n = 349) = 7.23, P = 0.03] på grunn av en større andel av voksne aktiverte nevroner (Z = 2.53, P = 0.01; Fig. 3C, sentrum og Tabell 1). På samme måte ble høyere gjennomsnittlig voksenaktivitet observert i 0.5 s før mat gjennomføring (Z = 2.67, P <0.01), og igjen ble forskjellige proporsjoner av enhetskategorier observert [χ2(2, n = 349) = 6.64, P = 0.04] på grunn av betydelig større proporsjoner av voksne aktiverte enheter (Z = 2.32, P = 0.02; Fig. 3C, Ikke sant og Tabell 1). I løpet av denne perioden viste forsøks-per-prøve-neural aktivitet fortsatt noen grad av stabilitet, men mindre enn i DS (Film S2). Det var ingen signifikant aldersrelatert forskjell i populasjonsaktivitet i 0.5 s etter inntreden i matvannet (Z = -0.61, P = 0.54), selv om andelstallforskjeller var tilstede [x2(2, n = 349) = 7.81, P = 0.02]. Dette reflekterte en betydelig større andel av hemmede ungdomsenheter på dette tidspunktet (Z = -2.81, P <0.01; Fig. 3C, Ikke sant og Tabell 1). Således, selv om det var noen forskjeller mellom gruppene, var det generelle mønsteret av nevrale responser (og aktivitet over enheter) mer lik i NAc enn i DS.
Gjennomsnittlig normaliserte LFP-spektrogrammer var like for ungdom og voksne i både NAc og DS (Fig. 4). Før inntasting av mat, i NAc, viste både ungdommer og voksne redusert effekt i β (13-30 Hz) og γ (> 30 Hz) bånd, med mer omfattende γ-kraftreduksjoner hos voksne. Etter inngang i matrennen viste begge gruppene forbigående β-kraftøkninger sentrert rundt 20 Hz. Det var en tendens til større ungdoms-LFP-kraft i lavere frekvenser som θ (3–7 Hz) og α (8-12 Hz), med signifikante aldersrelaterte forskjeller ble funnet ~ 500 ms etter matinngang (Fig. 4 A og B). Lignende mønstre ble sett i DS, med litt sterkere voksenøkninger i β-effekt umiddelbart etter inntreden i matrommet (Fig. 4 C og D). Samlet sett er de statistiske kontrastkartene (Fig. 4 B og D) viser likheten i belønningsrelatert LFP-aktivitet hos ungdom og voksne over mange frekvenser, med flere nevnte unntak.
Diskusjon
Vi fant en sterk belønningsrelatert aktivering i den unge, men ikke den voksne DS, en struktur som er forbundet med dannelsen av vaner og den adaptive kontrollen av atferdsmønstre (11-13, 22). NAc reagerte på samme måte i begge aldersgrupper; Selv om enkelte enheter aktivitet forskjeller ble sett i NAc, var disse forskjellene mindre og mer forbigående, og tidssyklusen av nevrale aktivitet var svært lik mellom grupper i denne regionen. Disse funnene viser regional heterogenitet relatert til belønning behandling i funksjonell modenhet av basal ganglia strukturer under ungdomsårene, og med DS foreslår en hittil oversett utsikt over ungdoms neurale behandlingsforskjeller som kan være direkte relevant for aldersrelaterte sårbarheter. Vi fant også at selv om signifikante aldersrelaterte forskjeller ble sett på enhetens nivå, var slike forskjeller ikke lett observere i kraft av LFP-svingninger, som er mer lik de større regionale signaler av fMRI og EEG (23).
Phasic neurale aktivitetsdata foreslo at DS-presens rolle under belønningsforventning, eller påvirkning av givende stimuli på sine nevrale representasjoner, er forskjellig hos ungdom kontra voksne. Begge gruppene hadde enheter som ble aktivert i begynnelsen av forsøkene, kort hemmelig ved den instrumentale responsen, og deretter aktivert igjen. Blant disse, i samsvar med andre studier, ble voksne enheter reaktivert tidligere og returnert til baseline før belønning (24, 25). Aktiveringen av deres unge kolleger, derimot, fortsatte helt til tiden for belønning gjenfinning. Dermed hadde bare ungdommer en betydelig gruppe av hva som kunne beskrives som belønningsforventende nevroner i DS. Selv om andre tidligere har observert forhåndsaktivitet i DS-en (24-26), det kritiske punktet her er at ungdom og voksne har en annen balanse og tidskurs i deres mønstre av slik aktivitet. Striatumen er antatt å spille en direkte rolle i situasjonsaksjonsforeninger (25) og kan tjene som skuespiller i en "skuespillerkritiker" -modell for å forvirre atferd mot mer fordelaktige handlinger (27). Streatumet mottar dopamininngang fra substantia nigra- og glutamatprojeksjonene fra kortikale områder; den sender GABA-projeksjoner til globus pallidus, som videreprosjekter til thalamus, som til slutt løper tilbake til cortex. Berørte signaler fra en ufruktbar prefrontal cortex eller basale ganglia-regioner kan delvis regne med de aldersspesifikke mønstrene som for tiden observeres i DS. Faktisk har vi tidligere observert redusert inhibering og økt aktivering i porsjon i ungdoms orbitofrontal cortex (OFC) under denne oppgaven (28), som direkte prosjekterer til denne regionen av DS (29).
I samsvar med tidligere rapporter om økt LFP θ- og β-svingninger i DS under frivillig oppførsel (30, 31), viste både ungdom og voksne disse før og etter mat gjennom inngangen. Til tross for de betydelige enhetsaktivitetsforskjellene i DS var LFP-svingninger svært lik mellom de to aldersgruppene i både DS og NAc. Dette funnet er kritisk fordi menneskelige ungdomsstudier har fokusert på større funksjonsmålinger som fMRI og EEG. Vi viser at robuste aldersrelaterte enheteraktivitetsforskjeller kan bli funnet, selv om større regionale svingninger, som bedre korrelerer med fMRI-signaler, er like (23). Selv om funksjonene til basalganglia LFP-svingninger er ukjente, moduleres de av atferdsmessig kontekst (30, 31), som var det samme for de to aldersgruppene.
I NAc, bortsett fra noen forbigående forskjeller, var proporsjonene av rekrutterte aktiverte og inhiberte enheter, og tidsforløpet av deres svar, generelt lik, som reflektert i gjennomsnittlig normalisert populasjonsaktivitet. Manipuleringer av NAc påvirker motivasjon, baseline atferdsaktivitet, og læring og utførelse av instrumental adferd (32-35). I den foreliggende studien var adolescent nevrale aktivitetsforskjeller i NAc beskjedne og forbigående sammenlignet med de i DS. fMRI-studier hos mennesker har vært inkonsekvent i sammenligninger av belønningsrelatert NAc-aktivitet hos ungdom mot voksne. Noen studier har vist sterkere NAc-ungdomssignaler for å belønne (36, 37) og andre har funnet svakere (38) eller mer komplekse kontekstavhengige mønstre (39). Denne studien, som registrerer subkortisk enkelt-enhet og LFP-aktivitet hos våkne oppførende ungdom, skaper lys på dette problemet: Vi demonstrerer at slike aldersrelaterte forskjeller kan avhenge av typen målt signal. Våre funn er også i tråd med tidligere bevis på at funksjonell modenhet er nådd i NAc tidligere enn andre regioner som OFC (37, 28). Imidlertid, når vi finner ut at den unge DS-aktiviteten er forskjellig fra den voksne, konkluderer vi at dette ikke bare er en kortikal vs subkortisk forskjell som foreslått (40).
Det er viktig å understreke at de neurale aktivitetsforskjellene i den foreliggende studien ble observert til tross for mangel på målte atferdsforskjeller. På grunn av DS-rollens rolle i utførelsen av adferdsmønstre, kan nevrale forskjeller skyldes delvis unmeterert atferdsforskjell. Selv om slike forskjeller alltid er mulige, synes de i denne studien svært lite sannsynlig av noen grunner. Neural sammenligninger ble gjort kun når rotter var svært dyktige med oppgaven og ble observert å være svært oppgavefokusert. Perioden med de største nevrale forskjellene var tiden mellom instrumentresponsen og inngangen til matvaren, mens gjennomsnittlig latens for denne oppførselen var i hovedsak identisk for de to aldersgruppene. Videre ble nevrale forskjeller observert konsekvent på visse steder (f.eks. Under belønningsforventning), men ikke andre (f.eks. Respons på forsøksbegivenheten), og selv om tidsforløpet av nevronaktivering ofte varierte vesentlig, var tiden for nevronal inhibering var generelt lik i begge hjernegrupper i hver aldersgruppe. Sammen er disse funnene konsistente med den tolkningen at grunnleggende aldersrelaterte neurale behandlingsforskjeller eksisterer, spesielt i DS, selv under lignende oppførsel / sammenhenger, som taler til forskjeller i nevralarkitektur, effektivitetsbehandling og / eller den fysiologiske virkningen av fremtredende arrangementer.
I konklusjonen fant vi at belønningsspecifikke hendelser hevdes sterkt på ungdommens DS, men ikke på voksne, noe som kunne indikere et nytt lokus innenfor nettverk som er ansvarlig for aldersrelaterte atferds- og psykiatriske sårbarheter. Denne basale ganglia-strukturen spiller en sentral rolle i normal læring og minne, vanedannelse og andre aspekter av motivert atferd, og dysfunksjonen er forbundet med psykiatriske problemer (41-43). Derfor lærer vi mer om hvordan aktiviteten til denne regionen endres gjennom utvikling, sammen med samspillet med andre sentrale hjernegrupper, vil være avgjørende for vår forståelse av mekanismer for ungdoms sårbarheter og fremtidig utforming av kliniske inngrep. Kompleksiteten til adolescent atferds- og psykiatrisk sårbarhet er sannsynligvis multifaktorial, og involverer mange hjernegrupper. Dermed er DS bare en av mange samspillende regioner som sammen (og ikke isolert) sannsynligvis er kritiske for adolescenss adferds og psykiatriske sårbarheter. Det er vår håp at med teknikker som ungdoms elektrofysiologisk opptak og adferdsmessig klemmetilnærming til å studere aldersrelaterte neurale behandlingsforskjeller i atferdsmessige sammenhenger, kan vi begynne å sette pris på underlagene for ungdomsårbarhet på nettverksnivå.
Materialer og metoder
Emner og kirurgi.
Animal prosedyrer ble godkjent av University of Pittsburgh Animal Care and Use Committee. Voksen mannlig (postnatal dag 70-90, n = 12) og graviddamme (embryonal dag 16; n = 4) Sprague-Dawley rotter (Harlan) ble plassert i klimastyrte vivariaer med 12-h lys / mørk syklus (lyser på 7: 00 PM) og ad libitum tilgang til chow og vann. Kull ble kastet til ikke mer enn seks hannpupper, som deretter ble spist på postnatal dag 21 (n = 16). Voksenoperasjoner ble utført etter minst 1 wk av tilværelse til bolig. Ungdomsoperasjoner ble utført på postnatal dag 28-30. Åtte ledninger mikroelektrode arrays ble implantert i NAc eller DS (SI-materialer og metoder). Opptakene ble gjort som beskrevet tidligere (28) mens rotter utførte en oppførselsoppgave. Enkle enheter ble isolert ved hjelp av Offline Sorter (Plexon) gjennom en kombinasjon av manuelle og semiautomatiske sorteringsteknikker (44).
Oppførsel.
Behavioral testprosedyrer ble utført som beskrevet tidligere (28, 45). Rottene lærte å utføre et instrumental poke for matpelletbelønninger (Fig. 1A og SI-materialer og metoder). Ved hvert sesjon ble det totale antall forsøk, gjennomsnittlig ventetid fra prøveoppstart cue til instrumental respons, og latens fra instrumentell respons på pelletinnhenting vurdert. Alder × økt gjentatte målinger ANOVAs ble utført ved hjelp av SPSS-programvare på alle disse tiltakene (α = 0.05), med lavere bundet df-korrigeringer hvor antagelsen om sfæriskhet ble brutt.
Elektrofysiologi Analyse.
Elektrofysiologiske data ble analysert ved hjelp av skreddersydde Matlab (MathWorks) skript sammen med funksjoner fra Chronux verktøykasse (http://chronux.org/). Enkelthetsanalyser ble basert på peri-event-time-firingshastighetshistogrammer i vinduer rundt oppgavehendelser. Enhetsaktivitet var Z-score normalisert basert på gjennomsnittlig og SD-avfyringshastighet for hver enhet i baselineperioden (et 2-vindu som begynner 3 s før cue startet). Gjennomsnittlig befolkningsenhetsaktivitet ble plottet rundt oppgavshendelser. Statistiske sammenligninger av ungdoms- og voksen-enhetaktivitet ble gjort på forhånd av interessevinduer (0.5-vinduer etter cue, før og etter instrumental poke, og før og etter inntreden i matrommet) ved hjelp av Wilcoxon rangeringsprøver ( presentert som Z-verdier), Bonferroni korrigert for flere sammenligninger. Nulhypotesen ble avvist i denne analysen når P 0.01. Filmer S1 og S2 representerer lokalt estimert scatterplot-glatt (LOESS) gjennomsnittlig normalisert brannhastighetsaktivitet på tvers av fem forsøk som beveger seg i enkeltforsøkstrinn gjennom videorammer under sesjoner 4-6. Videotid representerer utviklingen av aktivitet gjennom prøvene til hver økt. Enheter ble også kategorisert som aktivert eller hemmet spesielt tidsvinduer hvis de inneholdt tre påfølgende 50-ms-skuffer med Z ≥ 2 eller Z ≤ -2, henholdsvis. Disse kriteriene ble validert slik at de ga lave falske kategoriseringsrater via ikke-parametriske oppstartsanalyser som tidligere beskrevet (39) (SI-materialer og metoder). Når enhetene ble kategorisert, χ2 Analyser ble utført på a priori vinduer av interesse for alle aktiverte, hemmede og ubetydelige enheter. Bare signifikant χ2 tester ble fulgt av post hoc Z-prøver for to proporsjoner for å bestemme de underliggende signifikante kategoriforskjellene. Null hypotesen ble avvist når P <0.05, angitt i Tabell 1 med fet skrift. For å visualisere tidskursen for rekruttering av enheten (dvs. aktivert eller hemmet) ble kategorianalyser utført i 500-ms flyttevinduer (i 250-ms-trinn) i større vinduer tidsbesluttet til oppgavehendelser.
Etter fjerning av forsøk hvor det rå LFP spenningsspor inneholdt klipningsartefakter eller avvikere (± 3 SD fra middelspenningen), ble gjennomsnittlige effektspekter beregnet for hvert individ ved bruk av rask Fourier-transformasjon (SI-materialer og metoder). Effektspekter var i gjennomsnitt for hver aldersgruppe. T-score-kontrastkart som sammenligner den normaliserte LFP-effekten for ungdoms- og voksen-spektrogrammer for hver gang × frekvensfelt ble plottet for å markere aldersrelaterte likheter og forskjeller.
Erkjennelsene
Støtte for dette arbeidet ble levert av National Institute of Mental Health, Pittsburgh Life Sciences Greenhouse, og en Andrew Mellon Foundation Predoctoral Community (til DAS).
Fotnoter
Forfatterne erklærer ingen interessekonflikt.
Denne artikkelen er en PNAS Direkte Innlevering.
Denne artikkelen inneholder støtteinformasjon på nettet på www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1114137109/-/DCSupplemental.
;