Niedojrzałość w przetwarzaniu nagrody i jej wpływ na kontrolę hamowania w wieku dojrzewania (2010)

Uczestnicy

Trzydziestu ośmiu zdrowych osób (młodzież 22 i dorośli 16) zostało początkowo zatrudnionych do tego badania. Dane obrazowe od młodzieży 4 zostały wykluczone z analiz z powodu nadmiernego ruchu głowy w skanerze. Pozostali pacjenci 34 (młodzież 18 [wiek 13 – 17 lata, M = 15.3 {± 1.5}, kobiety 8] i 16 młodzi dorośli [w wieku 18 – 30 lat, M = 21.7 {± 2.9}, kobiety 10]) spełniły następujące kryteria włączenia: Wszyscy mieli daleką ostrość widzenia co najmniej 20 / 40 (skorygowana lub nieskorygowana) i historie medyczne, które nie ujawniły żadnej choroby neurologicznej, uszkodzenia mózgu lub poważnej choroby psychicznej w przedmiot lub krewni pierwszego stopnia określony przez wywiad. Przedziały wiekowe dla każdej grupy zostały wybrane na podstawie wcześniejszych prac wskazujących na zróżnicowane poziomy wydajności behawioralnej zadania AS (Luna i in. 2004; Scherf i in. 2006). Uczestnicy i / lub ich prawni opiekunowie udzielili świadomej zgody lub zgody przed wzięciem udziału w tym badaniu. Procedury eksperymentalne dla tego badania były zgodne z Kodeksem Etyki Światowego Stowarzyszenia Medycznego (1964 Declaration of Helsinki) i Institutional Review Board przy University of Pittsburgh. Osoby badane otrzymywały wynagrodzenie za udział w badaniu.

Nagrodzone zadanie AS

Podczas każdej próby AS, uczestnicy byli początkowo prezentowani z 1ne z 2 wskazującymi na motywację (1.5 s) (Rys. 1). Pierścień z zielonymi znakami dolara ($), każdy w przybliżeniu 1 ° kąta widzenia, otaczający centralny biały krzyż fiksacyjny wskazywał, że podmiot wygrałby pieniądze, gdyby prawidłowo przeprowadził nadchodzący proces. Pierścień ekwiwalentnych rozmiarów niebieskich funtów (#) wskazywał, że w tym procesie nie stawiano żadnych pieniędzy. Badanym nie powiedziano dokładnie, ile pieniędzy można zarobić w każdej próbie, aby zapobiec utrzymywaniu prawidłowego wyniku i zaangażowaniu działających systemów pamięci. Jednak przed zadaniem osoby badane powiedziano, że mogą wygrać dodatkowe $ 25 zależnie od ich wyników i że nie zostanie narosłe żadne zadłużenie (tj. Podmioty nie są winne pieniędzy). Następnie pierścień motywacyjny zniknął, a centralny krzyż fiksacyjny zmienił się z białego na czerwony (1.5 s), wskazując podmiotowi, że powinni zacząć przygotowywać się do wstrzymania reakcji. Na koniec pojawił się bodziec peryferyjny (żółta kropka) (75 m) w nieprzewidywalnym położeniu poziomym (± 3 °, 6 ° i kąt widzenia 9 °). Pacjenci zostali poinstruowani, aby nie patrzyli na bodziec, gdy się pojawił, ale zamiast tego kierują wzrok w stronę lustra (1475 ms).

 

Rysunek 1.

Przedstawienie pieniężnego zadania motywacyjnego AS. Pierścień zielonych znaków dolara wskazywał, że podmiot może wygrać pieniądze, jeśli prawidłowo przeprowadzi nadchodzący proces (warunek nagrody). Pierścień znaków niebieskiego funta wskazywał, że nie ma pieniędzy ...

Aby jednoznacznie oszacować reakcję hemodynamiczną wywołaną podczas każdej epoki próbnej, nasz projekt eksperymentalny obejmował w przybliżeniu 30% prób połowicznego połowu, wstawionych losowo, wraz ze zmieszanymi interwałami między próbami (Ollinger, Corbetta i Shulman 2001; Ollinger, Shulman i Corbetta 2001). Włączenie tych elementów zapewniło, że istniała wystarczająca liczba niezależnych równań liniowych, aby oddzielnie oszacować odpowiedź BOLD związaną z cue, przygotowaniem odpowiedzi i epokami odpowiedzi sakadowej podczas dekonwolucji. Jest to ilościowo zatwierdzone podejście do szacowania komponentów w ramach próby (Ollinger, Corbetta i Shulman 2001; Ollinger, Shulman i Corbetta 2001; Goghari i MacDonald 2008), i został wcześniej zgłoszony w literaturze (Shulman i in. 1999; Corbetta i in. 2000; Wheeler i in. 2005; Brown i in. 2006). Współczynnik 30% w próbie połowowej zminimalizował przewidywane przez uczestników częściowe badanie, utrzymując jednocześnie wystarczającą częstotliwość „całych” prób, aby umożliwić prawidłowe oszacowanie odpowiedzi BOLD. Dwa warianty prób połowowych były prezentowane podczas każdego cyklu i obejmowały próbę kończącą się po 1) okres przygotowania odpowiedzi (czerwone utrwalenie) (tj. Nie pokazano żadnej wskazówki obwodowej dla odpowiedzi motorycznej) lub 2) obrazów motywacyjnych (kółka „$” Lub „#”) (tj. Czerwone utrwalenie i pamięć peryferyjna nie były wyświetlane). Ważne jest, aby zauważyć, że badani nie wiedzieli, które próby byłyby próbami połowicznego połowu i które były całymi próbami, aż częściowe próby zakończyły się, ponieważ początkowe częściowe części próbne (wskazówka, mocowanie przygotowawcze) były prezentowane dokładnie tak, jak w całych próbach. Przed rozpoczęciem obrazowania badanym powiedziano, że niektóre próby będą niekompletne i że powinny po prostu kontynuować następną próbę, jak wskazano. Okres utrwalania międzyprzedsionkowego był zmieszany między przedziałami 1.5, 3 lub 4.5 s (równomiernie rozłożony) i składał się z osób po prostu utrwalających centralny biały krzyż na czarnym tle. W każdym biegu, 14 pełne próby nagród, częściowe próby łapania nagród 6 (3 każdego wariantu), kompletne neutralne próby 14 i częściowe neutralne próby łapania 6 (3 każdego wariantu) były prezentowane w losowej kolejności. Każdy przebieg trwał 5 min 9. Cztery sesje zostały przedstawione na sesję eksperymentalną, w sumie pełne testy nagród 56 i kompletne neutralne testy 56.

Eye Tracking

Badani byli najpierw testowani w naszym laboratorium behawioralnym w tygodniu 1 przed skanowaniem, aby potwierdzić, że rozumieją i byli w stanie wykonać zadanie zgodnie z opisem. W środowisku skanowania MR ruchy gałek ocznych uzyskano za pomocą systemu śledzenia wzroku z optyki dalekiego zasięgu (Model 504LRO; Applied Science Laboratories, Bedford, MA), który rejestrował pozycję oka przez odbicie źrenicy-rogówki uzyskane przez lustro zamontowane na cewce głowicy z rozdzielczością 0.5 ° kąta widzenia. W celu zapewnienia zgodności z zadaniami zastosowano również jednoczesny monitoring wideo. Na początku sesji eksperymentalnej i między uruchomieniami, gdy jest to konieczne, przeprowadzono procedurę kalibracji punktu 9. Bodźce były prezentowane za pomocą E-Prime (Psychology Software Tools, Inc., Pittsburgh, PA), rzutowane na płaski ekran umieszczony za magnesem. Uczestnicy oglądali ekran za pomocą lustra zamontowanego na standardowej cewce głowicy o częstotliwości radiowej. Dane dotyczące oczu oceniono w trybie off-line za pomocą oprogramowania ILAB (Gitelman 2002) oraz wewnętrzny pakiet scoringowy napisany w MATLAB (MathWorks, Inc.) działający na komputerze Dell Dimension 8300. Zmienne zainteresowania obejmowały poprawne i niepoprawne opóźnienia AS oraz prawidłowy wskaźnik odpowiedzi AS (1 minus liczba niepowodzeń hamujących / całkowita liczba prób doświadczalnych) w próbach nagradzanych i neutralnych. Prawidłową odpowiedzią w zadaniu AS było to, że pierwszy ruch oka podczas epoki odpowiedzi sakkadowej z prędkością większą lub równą 30 ° / s (Gitelman 2002) wykonano w kierunku lustrzanego umiejscowienia wskaźnika obwodowego i rozciągnięto poza centralną strefę mocowania 2.5 ° / kąt widzenia. Ruchy oczu w próbach częściowego wychwycenia były rzadkie, biorąc pod uwagę, że badanych nigdy nie prowadzono do określonej lokalizacji i nie oceniano. Błędy AS (określane również jako błędy prosakadowe) występowały, gdy pierwsza sakkada w okresie odpowiedzi sakkadowej była skierowana w stronę nagle pojawiającego się bodźca obwodowego i przekraczała centralną strefę fiksacji 2.5 ° / kąt widzenia. Badania, w których nie wystąpiły ruchy oczu (<1% badań), zostały wyłączone z dalszych analiz.

fMRI Akwizycja i przetwarzanie wstępne

Dane obrazowania zebrano za pomocą skanera 3.0-T Siemens Allegra w Brain Imaging Research Center, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA. Wykonano echo-planarną sekwencję obrazowania echo czułego na kontrast BOLD (T2 *) (Kwong i in. 1992; Ogawa i in. 1992). Parametrami akwizycji były powtarzanie czasu, TR = 1.5 s; echo czasu = 25 ms; kąt obrotu = 70 °; pojedynczy strzał; pełny k-przestrzeń; 64 × 64 macierz akwizycji z polem widzenia = 20 × 20 cm. Zbierano dwadzieścia dziewięć osiowych plastrów o grubości 4 mm bez przerwy, dopasowanych do spoidła przedniego i tylnego (linia AC – PC), generując woksele 3.125 × 3.125 × 4 mm, które pokrywały całą korę i większość móżdżku. Do uzyskania obrazów strukturalnych w płaszczyźnie strzałkowej wykorzystano sekwencję impulsów szybkiego namnażania objętościowego 3D z gradientem echo (MP-RAGE) z plastrami 192 (grubość warstwy 1-mm).

Obrazy funkcjonalne zostały wstępnie przetworzone przy użyciu biblioteki oprogramowania FMRIB (Smith i in. 2004). Korekta taktowania plastycznego została przeprowadzona w celu dostosowania do akwizycji wyciętego plasterka. Obliczono ruchy głowy obrotowej i translacyjnej, a obrazy skorygowano, dopasowując każdą objętość w szeregu czasowym do objętości uzyskanej w środku akwizycji. Dla każdego przedmiotu ruchy translacyjne i obrotowe były uśredniane na obrazach i wykorzystywane do obliczania całkowitych średnich ruchów kwadratowych. Osoby, które poruszyły się o więcej niż 1 mm (translacyjne) lub 1 ° (obrotowe) zostały wykluczone z kolejnych analiz. Czterech nastolatków zostało wykluczonych na podstawie tych kryteriów.

Obrazy strukturalne (MP-RAGE) były zarejestrowane afinicznie w funkcjonalnych obrazach i przekształcone do tych samych wymiarów za pomocą narzędzia FLIRT dostępnego w FSL (Jenkinson i Smith 2001). Ekstrakcję mózgu przeprowadzono za pomocą narzędzia do ekstrakcji mózgu w FSL (Smith 2002). Obrazy funkcjonalne zostały wygładzone przestrzennie za pomocą 5-mm pełnej szerokości przy połowie maksymalnego jądra i poddane górnoprzepustowemu filtrowaniu czasowemu (sigma = 37.5 s) w celu usunięcia dryfu skanera niskiej częstotliwości. Wreszcie intensywność sygnału dla każdego przebiegu została przeskalowana do średniej 100, a wiele przebiegów zostało połączonych.

Analiza funkcjonalnych neuroobrazów (Cox 1996) został użyty do dekonwolucji poszczególnych przedmiotów, a także do grupowych analiz statystycznych. Metody dekonwolucji podążały za krokami opisanymi w Oddziale (2002). W skrócie, nasz model składał się z 6 ortogonalnych regresorów zainteresowania (sygnał nagrody, sygnał neutralny, przygotowanie nagrody, neutralne przygotowanie, reakcja sakady nagrody, neutralna reakcja sakady; „tylko prawidłowe próby AS”). Uwzględniliśmy również regresory dla prób błędu i neutralnego błędu (obejmujących całą próbę), regresory dla linii bazowych, trendy liniowe i nieliniowe, a także parametry ruchu 6 uwzględnione jako regresory „uciążliwe”. Unikalna funkcja szacowanej odpowiedzi impulsowej (IRF, tj. Funkcja odpowiedzi hemodynamicznej) dla każdego interesującego regresora (nagroda i neutralny wskaźnik, przygotowanie i sakada; „tylko prawidłowe próby AS”) została określona przez ważoną sumę liniową funkcji sinusowych 5 pomnożone przez najmniejszą z wyznaczonych danych - szacowaną wagę beta. Oszacowana IRF odzwierciedla oszacowaną odpowiedź BOLD na rodzaj bodźca (np. Wskazówkę dotyczącą nagrody) po kontrolowaniu zmian sygnału BOLD z powodu innych regresorów. Określiliśmy czas trwania szacowanej odpowiedzi od początku bodźca (czas = 0) na początek postulatu 18 (13 TR), wystarczający czas dla oszacowanej odpowiedzi BOLD na powrót do linii podstawowej, dla każdej oddzielnej epoki próby. Nie przyjęliśmy żadnych założeń dotyczących jego specyficznego kształtu poza wykorzystaniem zera jako punktu początkowego. Obliczono kilka statystyk dopasowania, w tym częściowe statystyki F dla każdego regresora i t- wyniki porównujące każdą z oszacowanych wag 5 beta z zerem. Po dekonwolucji obrazy statystyczne zostały przekształcone w przestrzeń Talairach (Talairach i Tournoux 1988).

Analizy na poziomie grupy

Analizy przebiegu czasu

Oszacowane wartości IRF uzyskane z analizy dekonwolucji każdego pacjenta zostały wprowadzone do omnibus wokselowej analizy wariancji (ANOVA) z czasem (0 do 12 TR), typem zachęty (nagroda, neutralna) i grupą wiekową (nastolatka, dorosły) jako czynnikami stałymi i badanych jako czynnik losowy. Metody dekonwolucji dla naszego projektu zadań, w których identyfikowane są różne etapy próby, generują szacunkowe IRF. IRF odzwierciedla oszacowaną odpowiedź BOLD na rodzaj bodźca (np. Wskazówkę nagrody) po kontroli zmian sygnału BOLD spowodowanych innymi regresorami. Wykresy średniego IRF (określane również jako średni szacowany przebieg w czasie, poniżej) przedstawiają średnią (wśród badanych) oszacowaną odpowiedź BOLD od początku bodźca (czas = 0) do 18 s po wystąpieniu bodźca. Czas trwania 18 s, parametr, który określiliśmy w naszym modelu dekonwolucji, jest odpowiednim czasem trwania dla typowej odpowiedzi hemodynamicznej wywołanej przez krótkotrwały bodziec, aby powrócić do stanu wyjściowego.

Oddzielne analizy ANOVA wykonywano dla każdej epoki próbnej, uzyskując obrazy grupowe „cue”, „przygotowanie odpowiedzi” i „odpowiedź sakadowa” (główny efekt obrazów czasu). Obraz „głównego efektu czasu” pokazuje regiony, które są znacząco modulowane w czasie (0 – 12 TR) w stosunku do linii bazowej, które uległy załamaniu między obiektami i warunkami, w związku z czym nakreślono podstawowe obwody zrekrutowane w naszym badaniu. Mapy statystyczne (Rys. 3) zostały nałożone na obraz anatomiczny reprezentatywnego podmiotu. Dla obrazów powierzchni korowej 3D (Ryc. 44-6), projektowaliśmy ogniska z regionów pokazujących efekty związane z wiekiem i / lub zachętami na powierzchnię atlasu Human PALS przy użyciu oprogramowania Caret (wersja 5.51) (Van Essen i in. 2001; Van Essen 2002).

 

Rysunek 3.

Mapy aktywacji grupowej „Główny efekt czasu” dla wskazówek motywacyjnych (znaki dolara lub znaki funta), przygotowania odpowiedzi (czerwone utrwalenie) i odpowiedzi sakkadowej (błysk peryferyjny), załamały się w zależności od typu zachęty i grupy wiekowej. Próg obrazu ...

 

Rysunek 4.

Kursy czasu epoki wskazujące interakcje wieku i / lub zachęt w czasie. Przebiegi czasowe wyekstrahowano z maski kuli (średnica 9-mm) wyśrodkowanej na współrzędnych piku woksela (patrz Materiały i metody). Tylko do celów wizualizacji, wypełnione na czarno ...

 

Rysunek 5.

Kursy przygotowujące do odpowiedzi (przewidywanie nagród) pokazujące czas i / lub interakcje motywacyjne w czasie. Przebiegi czasowe wyekstrahowano z maski kuli (średnica 9-mm) wyśrodkowanej na współrzędnych piku woksela (patrz Materiały i metody). Do wizualizacji ...

 

Rysunek 6.

Kursy czasu epoki odpowiedzi Saccade pokazujące interakcje wieku i / lub zachęt w czasie. Przebiegi czasowe wyekstrahowano z maski kuli (średnica 9-mm) wyśrodkowanej na współrzędnych piku woksela (patrz Materiały i metody). Tylko do celów wizualizacji ...

W ramach każdego obrazu „głównego efektu czasu” funkcjonalnie zdefiniowane obszary zainteresowania (zwane również „klastrami” poniżej) zostały następnie zidentyfikowane przy użyciu metod już ustalonych w literaturze (Wheeler i in. 2005; Velanova i in. 2008). Po pierwsze, woksele szczytowe, które przekroczyły próg P <0.001 (nieskorygowane) zostały zidentyfikowane i posortowane według wielkości statystyki F. Następnie na każdym maksimum wycentrowano maskę kulistą o średnicy 9 mm. Następnie poprawiliśmy główny efekt obrazu czasu dla porównań wielokrotnych, stosując kryteria z symulacji Monte Carlo (http://afni.nimh.nih.gov/afni/doc/manual/AlphaSim), które wskazywały, że wymagany był rozmiar klastra co najmniej przyległych wokseli 17 wraz z pojedynczym wokselem P wartość 0.001 w celu uzyskania skorygowanego znaczenia na poziomie obrazu P <0.05. Funkcjonalne obszary ROI zostały zdefiniowane poprzez uwzględnienie wszystkich wokseli, które znajdowały się w 9-milimetrowej kuli wyśrodkowanej na maksimum na nieskorygowanym obrazie, a następnie wykluczenie wokseli, które nie przeszły poprawek dla wielokrotnych porównań. Następnie użyliśmy tych funkcjonalnie zdefiniowanych klastrów jako masek i wyodrębniliśmy szacowane przebiegi czasowe z wokseli składowych dla każdego podmiotu i dla obu warunków zachęty. W ten sposób zapewniliśmy, że te same regiony były brane pod uwagę dla różnych przedmiotów. Przebiegi czasowe uśredniano dla badanych, a następnie analizowano za pomocą powtarzanych pomiarów ANOVA; grupa wiekowa (dorośli, młodzież) służyła jako czynnik pośredni; czas (0–12 TR) i warunek motywacyjny (nagroda, neutralny) mieściły się w zakresie czynników badanych. O ile nie zaznaczono inaczej, podaje się poziomy istotności skorygowane o sferyczność (Greenhouse – Geisser). Poniżej przedstawiamy wszystkie regiony zidentyfikowane na zbiorczej mapie grupowej „główny efekt czasu” i podajemy dane liczbowe dotyczące przebiegów czasowych dla regionów wykazujących znaczny wiek według czasu, motywację według czasu i / lub wiek przez motywację według interakcji czasu w całym szacunkowa odpowiedź (13 punktów czasowych).

Zauważamy, że w kilku zbadanych regionach średnia szacowana odpowiedź na przebieg w czasie wykazała reakcję dwufazową lub czasowo późniejszy pik (występujący ponad 6 po pojawieniu się komponentu próbnego). Obecnie nie jest jasne, czy późniejsze piki mają znaczenie funkcjonalne (np. Odzwierciedlają zmienność osobnika w rekrutacji określonego regionu lub opóźnionej sygnalizacji w regionie), czy są po prostu wynikiem naszych analiz dekonwolucji, które nie zakładają stałego kształtu HDR . W związku z tym przeprowadziliśmy także wtórną, bardziej konserwatywną ANOVA z powtarzanym pomiarem, która uwzględniała tylko szacunkowe odpowiedzi w TRs 3 – 6. Te punkty czasowe wybrano, ponieważ obejmują 3 – 7.5 po wystąpieniu bodźca, które wychwyciłyby początkowy pik w stereotypowej odpowiedzi hemodynamicznej, która wystąpiłaby między 4 a 6 po prezentacji bodźca. Przeanalizowano także kursy czasu ze wszystkich ROI zidentyfikowanych w głównych efektach czasowych mapy czasowej dla każdej epoki próbnej. Dla każdej z tych analiz analizowano tylko „prawidłowe” próby AS. Wreszcie, zauważamy, że możliwość porównywania kursów BOLD w różnych grupach wieku rozwojowego we wspólnej przestrzeni stereotaktycznej została dobrze ustalona (Kang i in. 2003; Wenger i in. 2004; Brown i in. 2005).

Jako sprawdzenia ważności naszych dekonwolucyjnych przebiegów czasowych z oddzielnych epok próbnych, staraliśmy się zweryfikować, że suma poszczególnych komponentów próbnych doprowadziłaby do typowego kształtu HDR i że zsumowana odpowiedź ściśle odpowiadała przebiegowi uzyskanemu przy rozpatrywaniu próby jako cały. Aby to zrobić, najpierw zsumowaliśmy szacowane przebiegi czasowe z każdej indywidualnej epoki próbnej (przygotowanie cue + odpowiedź + odpowiedź sakkadowa) w każdym wokselu mózgu, przesuwając kurs epoki przygotowania preparatu odpowiedzi przez 1.5, aby uwzględnić początek tego składnika w próbie i kursie czasu odpowiedzi sakady 3 s. Następnie, IRF dla całej próby (tj. Cue, przygotowanie i odpowiedź razem) w każdym wokselu został wygenerowany przez uruchomienie oddzielnej analizy dekonwolucji, w której zakodowaliśmy tylko początek każdej próby i oszacowaliśmy odpowiedź aż do 21 s po początek próby. Każdy z tych przebiegów czasowych (wskazówka, przygotowanie odpowiedzi [przesunięcie czasu], odpowiedź sakkadowa [przesunięcie czasu], odpowiedź sumowana i odpowiedź całego badania) był następnie uśredniany dla każdego woksela zidentyfikowanego w masce kulowej „głównego efektu czasu” i wykreślone (Dodatkowe rysunki. 1-6). Procedura ta została następnie powtórzona dla przygotowania odpowiedzi i sferycznych masek sfery odpowiedzi. Ta weryfikacja ważności wykazała, że ​​suma przebiegów czasowych komponentów spowodowała typową odpowiedź hemodynamiczną, zapewniając dodatkowe wsparcie, które nasze procedury dekonwolucji były dokładne. Dodatkowe rysunki 1 – 6 pokazują przykładowe wykresy z naszej analizy przebiegu kursu czasu. Stwierdzono wysoki stopień podobieństwa między przebiegami czasowymi zsumowanymi (grube czarne linie) i całymi próbami (czerwone linie) i kanonicznymi profilami HDR.

Zachowanie

Powtarzane pomiary ANOVA dotyczące prawidłowego odsetka odpowiedzi hamujących w różnych grupach wiekowych i warunki motywacyjne wykazały istotny główny efekt typu zachęty (F(1,32) = 18.9424, P <0.001) i trendu efektu głównego grupy wiekowej (F(1,32) = 3.491, P = 0.071), ale nie ma grupy wiekowej według interakcji typu motywacyjnego. Zgodnie z oczekiwaniami, wszyscy badani konsekwentnie przestrzegali błędów prosccade z poprawnymi odpowiedziami na odpowiednią lokalizację, podobnie jak w poprzednich raportach (Velanova i in. 2008), wskazując, że instrukcje zadania zostały zrozumiane, ale nie udało się zahamować sakady refleksyjnej.

Biorąc pod uwagę nasze hipotezy, że dorośli i młodzież generują mniej błędów hamujących w nagrodę w porównaniu z próbami neutralnymi, planowane porównania wpływu typu zachęty na wyniki (prawidłowy wskaźnik odpowiedzi i opóźnienie) w każdej grupie wiekowej (nagroda vs. neutralna dla młodzieży; nagroda vs neutralne dla dorosłych) przeprowadzono również przy użyciu Bonferroni skorygowanych poziomów alfa 0.025 na test (0.05 / 2). Młodzież wygenerowała znacznie większą liczbę prawidłowych AS na nagrodzonych w porównaniu z próbami neutralnymi (t(17) = 4.500, P <0.001) (patrz Rys. 2A). Wydajność dorosłych wykazywała tendencję do poprawy odpowiedzi na nagrodę w porównaniu z próbami neutralnymi (t(15) = 1.939, P =

 

Rysunek 2.

Wyniki behawioralne. (A) Prawidłowy wskaźnik odpowiedzi dla nastolatków (lewe słupki) i dorosłych (prawe słupki) dla neutralnych (niewypełnione słupki) i nagrodzonych (kratkowane paski) prób (B) Opóźnienia prawidłowych AS. (C) Opóźnienia błędów hamujących. Pojedyncza gwiazdka (*) wskazuje ...

Opóźnienie rozpoczęcia prawidłowego AS wykazało główny efekt zachęty (F(1,32) = 22.695, P <0.001), ale bez głównego wpływu grupy wiekowej lub grupy wiekowej na interakcję motywacyjną. Planowane porównania ujawniły, że obie grupy wiekowe generowały znacznie szybsze AS przy nagrodzie w porównaniu z neutralnymi badaniami (młodzież, t(17) = 3.215, P = 0.005 i dorośli, t(15) = 3.498, P =

Opóźnienia błędnych sakkad (określane jako „błędy prosakcade”, gdy badani początkowo patrzyli na bodziec obwodowy) nie wykazały znaczącej grupy wiekowej przez interakcję motywacyjną. Planowane porównania pokazały, że młodzież, ale nie dorośli, wygenerowała znacznie szybsze odpowiedzi na nagrodzonych w porównaniu z neutralnymi próbami (t(17) = 2.400, P = Rysunek 2B,C wykreśla odpowiednio opóźnienia poprawnych i niepoprawnych AS. Środki i standardowe odchylenia dla prawidłowego wskaźnika odpowiedzi i latencji dla prawidłowych prób są podane w Tabela 1.

 

Tabela 1

Wyniki behawioralne dla prób nagród i neutralnych AS

Wreszcie, biorąc pod uwagę stosunkowo szeroki przedział wiekowy badanych nastolatków, przeprowadzono osobne porównania między grupami „starszych” i „młodszych” nastolatków, aby zbadać, czy różnica wieku między starszymi nastolatkami a dorosłymi nie była wystarczająco duża, aby wykazać różnice. Oznacza to, że jeśli starsi nastolatkowie zachowują się znacznie inaczej niż osoby młodsze, to dane pochodzące od starszych nastolatków mogą prowadzić do nieistotnych skutków wieku. Użyliśmy podziału mediany, aby podzielić młodzież 18 na osoby starsze (N = 9; 6 17-letni i 3 16-letni) i młodsze grupy (N = 9; 3 13-latkowie, 1 14-letni, 4 15-letni i 1 16-letni [najmłodszy z 4 16-latków testowany]). Niezależna próbka t-testy przeprowadzano na „młodym” i „starym” nastolatku prawidłowym wskaźniku odpowiedzi i opóźnieniach dla obu typów prób. Brak istotnych różnic (wszystkie Ps> 0.05).

fMRI

Rozproszona sieć regionów mózgu była zaangażowana w każdej epoce badania zarówno u dorosłych, jak iu młodzieży, w tym oczekiwanych regionów kontroli okulomotorycznej (np. Korowych pól oka i jąder podstawy) i regionów związanych z nagrodą (np. OFC i VS) (Rys. 3). W kilku lokalizacjach zidentyfikowaliśmy znaczące interakcje wieku i / lub zachęt z czasem w całej szacowanej odpowiedzi (punkty czasowe 13) lub TRs 3 – 6 (patrz Materiały i metody). Wyniki te, rozdzielone epoką próbną, omówiono bardziej szczegółowo poniżej.

Region sterowania: Podstawowy korek wizualny

Funkcjonalnie zdefiniowane klastry zlokalizowane w korze wzrokowej (BA 17, 18) podczas każdej epoki badania potwierdziły, że młodzież generuje podobny HDR w porównaniu z dorosłymi. Badane ogniska wykazały silny udział w zadaniu AS, ale bez interakcji wieku lub typu zachęty w czasie (Uzupełnienie Rys. 7).

Epoch 1: Incentive Cue

Regiony kontroli ruchowej i hamującej

Żaden z badanych ROI kontroli okulomotorycznej nie wykazywał znaczącego wieku z upływem czasu, motywacji w zależności od czasu ani wieku w wyniku zachęty ze względu na interakcję czasową w szacowanych punktach czasowych 13 podczas prezentacji bodźca motywacyjnego. Jednak w TRs 3 – 6 zaobserwowaliśmy zachętę do interakcji w czasie wzdłuż właściwego sPCS (26, −13, 53) (F(3,96) = 2.695, P = 0.05), prawy dolny zakręt czołowy (44, 11, 32) (F(3,96) = 4.474, P = 0.006), a także lewy precuneus (−28, −64, 41) (F(3,96) = 2.959, P = 0.036). W lewym IPL (−28, −52, 38) (BA 7, grzbietowy i przyśrodkowy do zakrętu supramarginalnego), zaobserwowano wiek z powodu interakcji czasowej (F(3,96) = 3.397, P = 0.021) (Tabela 2). W każdym z tych regionów odpowiedzi próbne dla młodzieży były podobne do nagród dla dorosłych i kursów neutralnego czasu (Rys. 4). Młodzież wykazywała jednak osłabione reakcje w tych obszarach podczas neutralnych prób.

 

Tabela 2

Regiony obserwowane podczas sygnalizacji (tylko prawidłowe próby), które wykazały znaczące efekty interakcji

Tabela 3 zapewnia lokalizację wokseli pików dla wszystkich klastrów funkcjonalnych obserwowanych w a priori regionach anatomicznych wykazujących znaczącą modulację w czasie podczas epoki bodźca motywacyjnego.

 

Tabela 3

Regiony wykazujące główny efekt czasu w anatomicznych obszarach zainteresowania ROI, obserwowane podczas sygnalizacji (tylko prawidłowe próby).

Epoch 2: Przygotowanie / oczekiwanie na odpowiedź

Regiony kontroli ruchowej i hamującej

Po lewej stronie sPCS (−25, −13, 56) zaobserwowano znaczący wiek poprzez interakcję motywacyjną według czasu (F(12,384) = 2.889, P = 0.032) w całej szacowanej próbie. W tym regionie młodzież miała wyższy wczesny szczyt w stosunku do dorosłych w obu typach zachęt, a także czasowo przedłużoną odpowiedź podczas prób wynagrodzeń (Rys. 5). Biorąc pod uwagę tylko TRs 3 – 6, wiek motywowany interakcją czasową w tym regionie został zredukowany do trendu (F(3,96) = 2.282, P =

Gdzie indziej, w TRs 3 – 6, obserwowaliśmy interakcję wieku w czasie w prawym zakręcie przyśrodkowym czołowym (MFG) / górnym zakręcie czołowym (17, −10, 53) (F(3,96) = 2.915, P = 0.038). Znaczący wiek dzięki zachętom w zależności od czasu zaobserwowano również w innych klastrach 2 wzdłuż lewego sPCS (−25, −19, 47) (F(3,96) = 2.920, P = 0.038) i (−31, −10, 44) (F(3,96) = 2.909, P = 0.038). W każdym z tych regionów reakcje młodzieży podczas nagród i neutralnych prób zostały zwiększone w stosunku do dorosłych (Rys. 5). Co gorsza, znaczny wiek dzięki zachętom interakcji czasowej zaobserwowano w lewym iPCS (−28, −1, 35) (F(3,96) = 3.281, P = 0.024). W tym regionie reakcja młodzieży była podobna do nagrody dla dorosłych i neutralnych odpowiedzi, przy czym każdy czas osiągał szczytowy poziom około 7.5s. Przebieg neutralnego czasu dojrzewania osiągnął szczyt mniejszej wielkości wcześniej (3 s) i spadł w kierunku linii podstawowej w tym przedziale czasu (Rys. 5). Znaczący wiek dzięki zachętom w zależności od czasu (F(3,96) = 3.836, P = 0.012) w TRs 3 – 6 obserwowano również w lewym MFG / przednim zakręcie obręczy (−7, 29, 35) (Tabela 4). Młodzież wykazała zwiększoną reakcję na nagrodę w stosunku do neutralnych prób oraz do nagrody dla dorosłych i neutralnych odpowiedzi.

 

Tabela 4

Regiony obserwowane podczas przygotowywania odpowiedzi (tylko właściwe próby), które wykazały znaczące efekty interakcji

W tylnej korze ciemieniowej klaster po prawej stronie przedniej (BA 7) (8, −58, 53) wykazywał znaczącą interakcję wieku po czasie (F(12,384) = 3.093, P = 0.024) w szacowanych punktach czasowych 13. Jak pokazują kursy czasu z tego regionu (Rys. 5) młodzież w porównaniu z dorosłymi miała większą aktywność wywołaną dla obu rodzajów prób motywacyjnych. W poprzek TRs 3 – 6 w tym regionie nadal utrzymywał się znaczący warunek zachęty ze względu na interakcję w zależności od wieku (F(3,96) = 4.143, P =

Tabela 5 zapewnia lokalizację wokseli pików dla wszystkich klastrów funkcjonalnych obserwowanych w a priori regionach anatomicznych wykazujących znaczącą modulację w czasie podczas epoki przygotowania odpowiedzi.

 

Tabela 5

Regiony demonstrujące główny wpływ czasu na anatomiczne obszary zainteresowania, obserwowane podczas przygotowywania odpowiedzi (tylko prawidłowe próby)

Epoch 3: odpowiedź Saccade

Regiony kontroli ruchowej i hamującej

Prawy przedni zakręt obręczy, BA 24, (2, 23, 26) wykazywał zachętę do interakcji czasowej (F(3,96) = 3.99, P = 0.010) (Tabela 6). Podobnie jak w klastrze OFC powyżej, kursy czasu z tego regionu wykazały zwiększoną aktywność głównie u młodzieży podczas neutralnych prób. Region w zakręcie lewego przedniego zakrętu obręczy, BA 24, 32, (−1, 11 i 35) wykazał znaczący wiek dzięki zachętom w zależności od czasu (F(12,384) = 2.860, P = 0.037) w całej szacowanej odpowiedzi. Kursy czasu od lewego przedniego zakrętu obręczy (Rys. 6, u dołu po lewej) pokazał początkowy szczyt u dorosłych podczas prób nagrody i podobną odpowiedź u nastolatków podczas neutralnych prób. Młodzież wykazywała większą negatywną reakcję podczas prób nagród. Across TRs 3 – 6, znacząca grupa wiekowa w zależności od czasu (F(3,96) = 4.474, P = 0.006) pozostał dla tego regionu.

Rozległą aktywność obserwowano gdzie indziej w apriorycznych obszarach kontroli okulomotorycznej w obu grupach wiekowych podczas epoki odpowiedzi sakkadowej, w tym sPCS, tylnej kory ciemieniowej i skorupy (Tabela 7), które nie wykazały znaczących interakcji wieku lub zachęt (Rys. 6, dobrze).

 

Tabela 7

Regiony demonstrujące główny wpływ czasu na anatomiczne obszary zainteresowania, obserwowane podczas odpowiedzi sakadowej (tylko prawidłowe próby)

 

Tabela 6

Regiony obserwowane podczas odpowiedzi sakkadowej (tylko prawidłowe próby), które wykazały znaczące efekty interakcji

Różnice rozwojowe w nagłych wypadkach Wpływy na zachowanie AS

W porównaniu ze stanem neutralnym, próby z przygodnością były związane ze zwiększoną zdolnością do prawidłowego hamowania (młodzież) i szybszymi odpowiedziami (młodzież i dorośli). Wyniki te są spójne z poprzednimi badaniami behawioralnymi, pokazującymi obniżony poziom błędów z awaryjnością nagród u dorosłych i młodzieży podczas nagradzanych zadań AS (Duka i Lupp 1997; Jazbec i in. 2005, 2006; Hardin i in. 2007) i sugerują, że podstawowe składniki obwodów wspomagających modulację nagrody kontroli hamującej są dostępne w okresie dojrzewania. Nasze wyniki sugerują również, że młodzież może być szczególnie wrażliwa na modulację nagrody kontroli hamującej, biorąc pod uwagę, że młodzież, ale nie dorośli, wykazała znaczną poprawę prawidłowego wskaźnika odpowiedzi. Jednak nie możemy być pewni na podstawie samych danych z oczu, że wydajność młodzieży jest bardziej wrażliwa na nagrodę, ponieważ nie zaobserwowano znaczącej grupy wiekowej według interakcji typu motywacyjnego. Może się zdarzyć, że dorośli już wykonują zadanie na wysokim poziomie podczas neutralnych prób i że może nie być tak dużo miejsca na ulepszenia w próbach nagród (tj. Efekt pułapu). Przyszłe prace mogłyby dalej zbadać różnice w wrażliwości na nagrody poprzez zwiększenie trudności nagradzanego zadania AS (np. Poprzez skrócenie czasu trwania okresu przygotowawczego). Ponadto, chociaż gorsze wyniki nastolatków w badaniach neutralnych mogą być przypisane względnej niedojrzałości kontroli hamującej, możliwe jest również, że młodzież nie uznała badań neutralnych za „satysfakcjonujące”, tak jak dorośli. Innymi słowy, dorośli mogli być bardziej zmotywowani do osiągania dobrych wyników bez względu na rodzaj zachęty, podczas gdy młodzież mogła zwracać szczególną uwagę tylko na próby, w których stawką była nagroda. Przyszła praca porównująca zachowania nastolatków i dorosłych na próbach z neutralnymi sygnałami, a także wskazówki dotyczące nagród i strat / kar, które różnią się parametrycznie, jest potrzebna, aby uzyskać więcej informacji na ten temat.

Zarówno młodzież, jak i dorośli generowali szybciej prawidłowe AS (niższe opóźnienia) w nagrodę w porównaniu z próbami neutralnymi, odzwierciedlając motywacyjny wpływ potencjalnej nagrody pieniężnej na endogenicznie napędzane sakady (Roesch i Olson 2004; Hikosaka i in. 2006). Przedstawione tutaj dane dotyczące latencji są zgodne z wcześniejszymi nieludzkimi badaniami naczelnych, które wykazują, że sakady nagradzanych (w porównaniu z nieużywanymi) lokalizacjami mają zmniejszone opóźnienia, co jest wynikiem podwyższonych poziomów aktywności neuronów przeciwnych w zwojach podstawy mózgu przed reakcjami ruchu oka (Hikosaka i in. 2006). Co więcej, opóźnienia błędów AS były również szybsze w próbach nagrody w porównaniu z próbami neutralnymi u młodzieży, ale nie różniły się w grupie dorosłych. Obserwacja, że ​​nastolatki mają szybsze opóźnienia podczas prób nagrody w porównaniu z błędem neutralnym, dodatkowo wskazuje, że młodzież może być bardziej wrażliwa na ewentualne nagrody; ta zwiększona reaktywność na nagrody może przyczynić się do zwiększenia impulsywności w okresie dojrzewania.

Podsumowując, wyniki behawioralne wskazują, że zachęta do nagrody poprawia ogólną kontrolę hamowania (tj. Prawidłowy wskaźnik odpowiedzi) i zmniejsza czas reakcji sakadycznej zarówno u młodzieży, jak i dorosłych.

Nagroda Wpływy awaryjne na odpowiedzi mózgu w okresie dorastania a dorośli

Chociaż młodzież w ramach zadania rekrutowała w dużej mierze podobną sieć neuronową, w tym VS, sPCS, IPL i środkowy zakręt przedni, występowały wyraźne różnice w aktywacji podczas oddzielnych epok zadania. Zaobserwowano dwa główne wzorce różnic między grupami wiekowymi: 1) regiony, w których młodzież wykazywała różną rekrutację do badań nagradzających niż dorośli, sugerując niedojrzałości w przetwarzaniu nagrody i regiony 2, w których młodzież wykazywała większą rekrutację w ramach zachęt, wspierając wcześniejsze ustalenia niedojrzałości w kontroli hamującej. Różnice te zostaną omówione bardziej szczegółowo w następujących sekcjach:

W szczególności, w epokach próbnych, zaobserwowaliśmy obustronne skupiska aktywacji w sPCS w pobliżu połączenia z wyższą bruzdą czołową, obszar wielokrotnie sugerowany jako ludzki homolog FEF małpy (Luna i in. 2001; Curtis i Connolly 2008). Rekordy pojedynczych jednostek od naczelnych nieludzkich wykazały, że neurony FEF są aktywne podczas okresu przygotowania odpowiedzi na próby AS i wzrastają w kierunku, gdy generowana jest sakada (Bruce i Goldberg 1985; Hanes i Schall 1996; Munoz i Everling 2004). Biorąc pod uwagę, że skupiska aktywacji w pobliżu sPCS stwierdzone w niniejszym badaniu były rzeczywiście aktywne podczas okresu przygotowawczego i ponownie podczas odpowiedzi sakkadowej (patrz Dodatkowe rysunki) oraz że zgłoszone klastry były przestrzennie blisko klastrów zidentyfikowanych przy użyciu podobnych paradygmatów okulomotorycznych (AS, zadania sakkadowe sterowane wzrokowo i pamięciowo) we wcześniejszych badaniach z naszego laboratorium (Luna i in. 1998, 2001; Geier i in. 2007, 2009) i inni (Paus 1996; Sweeney i in. 1996; Brown i in. 2004; Curtis i Connolly 2008), ostrożnie dochodzimy do wniosku, że zgłoszone gromady aktywacji sPCS w pobliżu połączenia z górną bruzdą czołową (BA 6) są prawdopodobnie ludzkim homologiem FEF małpy.

Podobnie, aktywacja wzdłuż ściany grzbietowo-przyśrodkowej w pobliżu grzbietowej części paraCS (BA 6) została niezawodnie powiązana z ruchami oczu (Grosbras i in. 1999) i jest często nazywany dodatkowym polem oka (SEF) (Luna i in. 2001; Brown i in. 2004). Kora natychmiast przesunięta do pionowej linii rozciągającej się od spoidła przedniego, przylegająca do przypuszczalnej SEF, jest często nazywana uzupełniającym obszarem ruchowym (Luna i in. 2001; Curtis i D'Esposito 2003). W pozostałych sekcjach odnosimy się do tych regionów poprzez ich przypuszczalne oznaczenia funkcjonalne jako środek ułatwiający porównania między naszymi wynikami, istniejącą literaturą neuroobrazową i bogatą literaturą okulomotoryczną i nagrodową dla naczelnych nieludzkich.

Różnice rozwojowe w ocenie wskazówek dotyczących nagrody

Podczas prezentacji bodźca motywacyjnego (pierścienia banknotów dolarowych lub znaków funta), gdy początkowo oceniano wartościowość bodźca motywacyjnego (tj. Gdy podmiot ustalił, czy nadchodzący proces miał być nagrodą „zysk” lub neutralny „nie” zyskać ”próba), dorośli i młodzież wykazali różnicową odpowiedź w VS. VS jest konsekwentnie zaangażowany w funkcjonalne badania obrazowania podczas przewidywanego przetwarzania nagród, w tym początkowego wykrywania nagrody, przewidywania i przewidywania (Knutson i Cooper 2005). Młodzież wykazała początkową negatywną reakcję, która była prawie identyczna w przypadku nagród i neutralnych prób (Rys. 4) wskazujące, że wartościowość pamięci nie była przetwarzana w sposób różnicowy. Dla kontrastu, dorośli wykazywali aktywność po prawej stronie VS podczas wskazówki dotyczącej nagrody, która wykazywała pewne rozróżnienie od sygnałów neutralnych, co sugeruje, że sygnał nagrody był oceniany. Co więcej, późniejszy pik zaobserwowano pod koniec szacowanej odpowiedzi zarówno w badaniach z nagrodami, jak i neutralnych u dorosłych, ale nie u młodzieży.

Obserwowane zmiany sygnału BOLD u dorosłych i młodzieży VS mogą być związane z dynamiką sygnalizacji DA (Knutson i Gibbs 2007). Badania na naczelnych nieludzkich wykazały, że neurony DA, które pochodzą z śródmózgowia i wyraźnie eksponują do grzbietowego i brzusznego prążkowia i PFC, odpowiadają fazowo na bodźce nagrody i przewidywania nagrody (Schultz 1998) i jako taki byłby prawdopodobnie aktywny w odpowiedzi na prezentację bodźców motywacyjnych w tym badaniu. Ponadto wykazano, że niektóre neurony DA mają aktywacje fazowe, po których następują depresje w odpowiedzi na nowe lub intensywne bodźce (Schultz i in. 1993; Schultz 2002). Tak więc osłabione profile odpowiedzi obserwowane u nastolatków mogą odzwierciedlać fakt, że sygnał zachęty był początkowo bardziej motywacyjny dla młodzieży. U dorosłych, chociaż podstawowe mechanizmy neuronalne przyczyniające się do późniejszego piku nie są znane i muszą być interpretowane ostrożnie, jednym z możliwych czynników może być powolne, toniczne odpalanie neuronów DA, które może wystąpić w dłuższych skalach czasowych (Schultz 2002; Knutson i Gibbs 2007). Ten mechanizm, który może być przydatny do utrzymania motywacyjnego przetwarzania w dłuższych czasach, może nie być jeszcze dojrzały w okresie dojrzewania. Możliwe, że te różne wzorce odpowiedzi u dorosłych i młodzieży mogą być związane ze zmianami gęstości i wzorców dystrybucji różnych podtypów receptora DA występujących z wiekiem (Seeman i in. 1987; Meng i in. 1999; Włócznia 2000).

Regiony okulomotoryczne i kontrolne rekrutowano w ramach zachęt dla dorosłych i nagród u młodzieży w odpowiedzi na sygnał zachęty (Rys. 4). Jednak podczas prób neutralnych reakcje młodzieży w tych regionach były wyraźnie osłabione pomimo tego, że poprawiły one odpowiedzi hamujące (pamiętaj, że tylko analizy poprawne zostały uwzględnione w analizach przebiegu czasu). Biorąc pod uwagę, że nastolatki generowały ogólnie więcej błędów podczas neutralnych badań i miały wolniejsze czasy inicjacji podczas prawidłowych badań neutralnych, wyniki te sugerują, że bez zachęty młodzież wykazuje zmniejszoną rekrutację regionów, które są znane z wspierania wydajności AS (Everling i in. 1997; Connolly i in. 2002; Curtis i D'Esposito 2003). Zwiększona aktywność podczas prób nagrody w regionach przedczołowych, w tym przypuszczalny FEF, znany z wspierania planowania odpowiedzi okulomotorycznej (Curtis i D'Esposito 2003) sugeruje, że te obszary czołowe mogą pośredniczyć w szybkich, prawidłowych reakcjach hamujących u młodzieży. Co więcej, reakcje dorosłych na sygnał nagrody, zwłaszcza na lewym IPL i prawym iPCS, były czasowo wydłużone w stosunku do neutralnej odpowiedzi dorosłych i aktywności młodzieży. Każdy z tych regionów był wcześniej zaangażowany w różne aspekty kontroli okulomotorycznej i / lub kontroli uwagi (Gitelman i in. 1999; Cabeza i Nyberg 2000; Luna i in. 2001; Brown i in. 2004), zwłaszcza w przygotowaniu odpowiedzi (Connolly i in. 2002; Curtis i Connolly 2008). Zwiększone zaangażowanie tych regionów podczas wskazówek dotyczących wynagrodzeń prawdopodobnie odzwierciedla fakt, że potencjalne zyski są bardziej zauważalne dla obu grup wiekowych, co nie jest zaskoczeniem, co prawdopodobnie przyczynia się do ich szybszego opóźnienia odpowiedzi i wyższych prawidłowych wskaźników odpowiedzi. Nagrody mogą mieć większy względny wpływ na uwagę i wyniki u młodzieży w porównaniu z dorosłymi, biorąc pod uwagę, że młodzież wykazuje słabe wczesne reakcje w tych regionach podczas neutralnych prób, ale zwiększone uczestnictwo w próbach nagród. Młodzież nadal nie wykonuje zadania AS, jak również dorośli (Fischer i in. 1997; Munoz i in. 1998; Klein i Foerster 2001) wskazując, że jest im trudniej dobrowolnie powstrzymać odpowiedź. Ze względu na tę większą trudność w kontroli poznawczej, młodzież może polegać na przedczołowych systemach wykonawczych, aby wspierać lepsze wyniki w podobny sposób, jak dorośli, którzy wykazują zwiększone uzależnienie od systemów przedczołowych, gdy zwiększa się obciążenie poznawcze (Keller i in. 2001).

Różnice rozwojowe w oczekiwaniu na nagrodę / przygotowanie odpowiedzi

Podczas przygotowań do odpowiedzi / epoki oczekiwania na nagrodę (czerwony krzyż fiksacyjny), gdy badani przypuszczalnie oczekiwali odpowiedzi na nagrodę lub brak zysku (neutralny), odkryliśmy, że młodzież, ale nie dorośli, wykazała silną aktywność w VS podczas prób nagrody (Rys. 5 lewy górny). Wynik ten sugeruje nadpobudliwość podczas przewidywania nagrody u młodzieży w porównaniu z dorosłymi. Nasze wyniki wykazujące względną nadaktywność funkcji VS podczas przygotowywania odpowiedzi, ale niedoczynność (negatywne działanie) wcześniej podczas wstępnej prezentacji bodźca motywacyjnego, mogą przemawiać do trwającego problemu w literaturze dotyczącej nagród dotyczącej hiper-versus hypofunkcjonalności systemu wynagrodzeń młodzieży (Włócznia 2000; Chambers i in. 2003; Ernst i in. 2006). Na przykład, Bjork i in. (2004) odkryli, że młodzież nieaktywuje VS w stosunku do dorosłych w okresie, w którym badani oczekują odpowiedzi na nagrodę, wspierając hipotezę o niedoczynności. W przeciwieństwie, Ernst i in. (2005) i Galvan i in. (2006) (gdy wielkość nagrody była wysoka), na przykład, pokazało, że młodzież „nadmiernie” aktywuje ten region w odpowiedzi na otrzymanie nagrody, wspierając hiperfunkcjonalność. Nasze dane wskazują, że młodzież VS może wykazać „oba”: początkowy spadek aktywności w odpowiedzi na bodźce motywacyjne, które można interpretować jako względną nieskuteczność, a następnie wyraźną reakcję hiperaktywną na oczekiwanie nagrody. Przedstawione tu wyniki informują w literaturze o tym, co wydaje się sprzeczne, i wskazują, że mogą istnieć różne trajektorie rozwojowe dla czasowo różnych etapów przewidywanego przetwarzania nagrody.

Chociaż mechanizmu leżącego u podstaw wzorca aktywności obserwowanego u młodzieży VS nie można bezpośrednio określić na podstawie tego badania, podwyższona sygnalizacja DA jest potencjalnym czynnikiem. Zbieżne dowody z modeli gryzoni i naczelnych wskazują na ogólny wzrost poziomów DA w okresie dojrzewania (Seeman i in. 1987; Kalsbeek i in. 1988; Rosenberg i Lewis 1994, 1995; Meng i in. 1999; do przeglądu zobacz Włócznia 2000), które w połączeniu z inną konstelacją podtypów receptora DA (Seeman i in. 1987; Meng i in. 1999; Włócznia 2000) i prawdopodobnie całkowita obfitość synaps w prążkowiu (Sowell i in. 1999), może przyczynić się do 2 różnych form wzmożonej reakcji na nagrodę, negatywnej aktywności w odpowiedzi na sygnał zachęty (odzwierciedlający zwiększone wynagrodzenie) i pozytywnych odpowiedzi podczas przygotowywania odpowiedzi (odzwierciedlających zwiększone oczekiwanie otrzymania nagrody) (Cooper i Knutson 2008).

Młodzież wykazywała również zwiększoną rekrutację domniemanego FEF w porównaniu z dorosłymi w okresie przygotowawczym zarówno dla prób neutralnych, jak i prób wynagradzania. Sugeruje to, że nastolatkowie początkowo rekrutują FEF więcej niż dorośli w przygotowaniu do wykonania prawidłowej odpowiedzi hamującej niezależnie od motywacji do nagrody. Co ważne, młodzież wykazała również czasowo przedłużone odpowiedzi podczas prób nagrody w przypuszczalnym FEF, jak również MFG / obręczy przedniej (Rys. 5). Badania na naczelnych innych niż ludzkie wykazały, że przygotowawcze gromadzenie poziomów aktywności w neuronach „fiksacyjnych” FEF przyczynia się do skutecznego zahamowania sakady w kierunku celu obwodowego w zadaniu AS, być może poprzez toniczne hamowanie neuronów motorycznych generujących sakady (Schall i in. 2002; Munoz i Everling 2004). Wykazano, że neurony w obręczy przedniej mają wiele sygnałów, w tym jeden związany z przewidywaniem i dostarczaniem wzmocnienia (Schall i in. 2002). Postawiliśmy hipotezę, że zwiększona aktywacja obserwowana w przypuszczalnym FEF może odzwierciedlać wzrost aktywności neuronalnej związanej z utrwalaniem, która następnie przyczynia się do poprawy wydajności nastolatków (poprawne wskaźniki odpowiedzi) poprzez zwiększenie przygotowania odpowiedzi. Co więcej, zwiększone sygnały antycypacyjne w VS i przednim zakręcie obręczy podczas prób nagrody mogą przyczynić się do zwiększenia sygnału przypuszczalnego FEF, co z kolei może wywierać jeszcze większy wpływ z góry na neurony związane z sakadą w jądrze ogoniastym i górnym zawale (Ding i Hikosaka 2006; Hikosaka i in. 2006). Przyszłe badania jednostkowe będą potrzebne do zbadania proponowanych mechanizmów.

W każdym razie przedstawione tutaj dane wskazują dalej, że mechanizmy neuronalne leżące u podstaw identyfikacji i przewidywania nagród są szeroko rozpowszechnione (np. Zakręty, FEF i zwoje podstawy) (O'Doherty i in. 2004) i niedojrzałe w okresie dojrzewania. Powszechnie sugeruje się, że w okresie dojrzewania istnieje normatywna nierównowaga między obszarami mózgu związanymi z kontrolą nagród i poznawczą, co prawdopodobnie naraża podatność na podejmowanie ryzyka (Steinberg 2004; Ernst i in. 2006; Galvan i in. 2006; Casey i in. 2008). Być może dojrzała, motywowana nagrodą kontrola zachowania i pojawienie się spójnego, dorosłego, adaptacyjnego podejmowania decyzji, opiera się na funkcjonalnej integracji wielu regionów mózgu, w tym PFC (Luna i in. 2004).

Różnice rozwojowe w odpowiedzi / nagrodzie „Opinie”

Podczas odpowiedzi sakadowej większość rekrutowanych regionów nie wykazywała znaczącej grupy lub zachęty w zależności od czasu (Tabela 7; Rys. 6, dobrze). Jednak nastolatki silnie zwerbowały region w lewym bocznym OFC podczas neutralnych prób, które nie były znacząco zaangażowane przez dorosłych (Rys. 6, lewy górny). OFC bierze udział w wielu aspektach przetwarzania nagród (Kringelbach i Rolls 2004), w tym reprezentacje kodowania zachęt wartościowości i wielkości podczas sprzężenia zwrotnego nagrody (Delgado i in. 2000, 2003). Boczne OFC w szczególności wiązało się z karaniem / negatywnymi skutkami (O'Doherty i in. 2001). Chociaż uczestnicy nie otrzymali wyraźnej informacji zwrotnej w tym zadaniu na podstawie ich wyników, wykazali dowody na wewnętrzną informację zwrotną, gdy popełniono błąd. Oznacza to, że badani niezawodnie śledzili nieprawidłowe AS z korekcyjnymi sakadami w kierunku odpowiedniego miejsca, wskazując, że wiedzieli, że popełnili błąd (Velanova i in. 2008). Młodzież wykazywała również zróżnicowane odpowiedzi przede wszystkim podczas badań neutralnych w obustronnym grzbietowym obręczy przedniej (Rys. 6, środkowy i dolny lewy). Jedna z sugerowanych ról grzbietowego zakrętu przedniego polega na monitorowaniu wyników behawioralnych (Ridderinkhof, Ullsperger i in. 2004). Może się zdarzyć, że dla nastolatków namacalny wynik prawidłowo przeprowadzonych badań neutralnych, w których pieniądze nie są zarobione lub utracone, jest bardziej dwuznaczny i może negatywny niż wynik próby i jest sygnalizowany przez aktywację OFC i grzbietowego zakrętu przedniego. Przyszłe prace skupione na aktywacji wywołanej wyraźnym sprzężeniem zwrotnym błędu podczas warunkowego zachowania nagrody mogą pomóc wyjaśnić rolę OFC i grzbietowego zakrętu przedniego podczas odpowiedzi sakkadowej w tym zadaniu.

Konflikt interesów: Brak deklaracji.

1. Adleman NE, Menon V, Blasey CM, biała płyta CD, Warsofsky IS, Glover GH, Reiss AL. Rozwojowe badanie fMRI zadania kolorowego słowa Stroop. NeuroImage. 2002; 16: 61 – 75. [PubMed]
2. Andersen SL. Trajektorie rozwoju mózgu: punkt wrażliwości lub szansa? Neurosci Biobehav Rev. 2003; 27: 3 – 18. [PubMed]
3. Arnett J. Lekkomyślne zachowanie w okresie dojrzewania: perspektywa rozwojowa. Dev Rev. 1992; 12: 339 – 373.
4. Bjork JM, Knutson B, Fong GW, Caggiano DM, Bennett SM, Hommer DW. Aktywacja mózgu wywołana zachętą u młodzieży: podobieństwa i różnice między młodymi dorosłymi. J Neurosci. 2004; 24: 1793 – 1802. [PubMed]
5. Bjork JM, Smith AR, Danube CL, Hommer DW. Różnice rozwojowe w rekrutacji kory tylno-czołowej przez ryzykowne nagrody. 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. Wybierając mniejsze zło, lepiej z dwóch dóbr: określenie ról brzuszno-przyśrodkowej kory przedczołowej i grzbietowej obręczy przedniej w wyborze obiektu. J Neurosci. 2006; 26: 11379 – 11386. [PubMed]
7. Blaukopf CL, DiGirolamo GJ. Różnicowe efekty nagrody i kary na świadome i nieświadome ruchy oczu. Exp Brain Res. 2006; 174: 786 – 792. [PubMed]
8. Breiter HC, Aharon I, Kahneman D, Dale A, Shizgal P. Funkcjonalne obrazowanie reakcji neuronalnych na oczekiwanie i doświadczenie zysków i strat pieniężnych. 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. Ostre działanie kokainy na aktywność i emocje ludzkiego mózgu. Neuron. 1997; 19: 591 – 611. [PubMed]
10. Breiter HC, Rosen BR. Funkcjonalne rezonans magnetyczny obwodów nagradzających mózg u człowieka. Ann NY Acad Sci. 1999; 877: 523 – 547. [PubMed]
11. Brown MR, Desouza JF, Goltz HC, Ford K, Menon RS, Goodale MA, Everling S. Porównanie pamięci i sakad kierowanych wizualnie za pomocą fMRI powiązanego z wydarzeniem. J Neurophysiol. 2004; 91: 873 – 889. [PubMed]
12. Brown MR, Goltz HC, Vilis T, Ford KA, Everling S. Inhibicja i generowanie sakad: szybki fMRI związany z wydarzeniami prosaccades, antisaccades i prób nogo. NeuroImage. 2006; 33: 644 – 659. [PubMed]
13. Brown TT, Lugar HM, Coalson RS, Miezin FM, Petersen SE, Schlaggar BL. Zmiany rozwojowe w ludzkiej funkcjonalnej organizacji mózgowej dla generowania słów. Cereb Cortex. 2005; 15: 275 – 290. [PubMed]
14. Bruce CJ, Goldberg ME. Pola okiem naczelnych prymasa. I. Pojedyncze neurony rozładowujące się przed sakadami. J Neurophysiol. 1985; 53: 603 – 635. [PubMed]
15. Bunge SA, Dudukovic NM, Thomason ME, Vaidya CJ, Gabrieli JD. Niedojrzały wkład płata czołowego w kontrolę poznawczą u dzieci: dowody z fMRI. Neuron. 2002; 33: 301 – 311. [PubMed]
16. Cabeza R, Nyberg L. Poznanie obrazu II: empiryczny przegląd badań 275 PET i fMRI. J Cog Neurosci. 2000; 12: 1 – 47. [PubMed]
17. Casey BJ, Jones RM, Hare TA. Dorastający mózg. Ann NY Acad Sci. 2008; 1124: 111 – 126. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
18. Casey BJ, Trainor RJ, Orendi JL, Schubert AB, Nystrom LE, Giedd JN, Astellanos FX, Haxby JV, Noll DC, Cohen JD, et al. Badanie funkcjonalnego rezonansu magnetycznego MRI dotyczące przedczołowej aktywacji podczas wykonywania zadania go-no-go. J Cog Neurosci. 1997; 9: 835 – 847.
19. Castellanos FX, Tannock R. Neurobiologia zaburzeń uwagi i nadpobudliwości: poszukiwanie endofenotypów. Nat Rev Neurosci. 2002; 3: 617 – 628. [PubMed]
20. Chambers RA, Taylor JR, Petenza MN. Neurochirurgia rozwojowa motywacji w okresie dojrzewania: krytyczny okres podatności na uzależnienia. Am J Psychiatry. 2003; 160: 1041 – 1052. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
21. Connolly JD, Goodale MA, Menon RS, Munoz DP. Dowody ludzkiego fMRI na neuronowe korelacje zestawu przygotowawczego. Nat Neurosci. 2002; 5: 1345 – 1352. [PubMed]
22. Cooper JC, Knutson B. Valence i salience przyczyniają się do aktywacji półleżącego jądra. Neuroimage. 2008; 39 (1): 538 – 547. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
23. Corbetta M, Kincade JM, Ollinger JM, McAvoy MP, Shulman GL. Dobrowolne zorientowanie jest oddzielone od wykrywania celu w tylnej korze ciemieniowej człowieka. Nat Neurosci. 2000; 3: 292 – 297. [PubMed]
24. Cox RW. AFNI: oprogramowanie do analizy i wizualizacji neuroimagów rezonansu magnetycznego. Comput Biomed Res. 1996; 29: 162 – 173. [PubMed]
25. Crews F, He J, Hodge C. Rozwój kory młodzieńczej: krytyczny okres podatności na uzależnienie. Pharmacol Biochem Behav. 2007; 86: 189 – 199. [PubMed]
26. Curtis CE, Connolly JD. Sygnały przygotowania sakady w ludzkich korach czołowych i ciemieniowych. J Neurophysiol. 2008; 99: 133 – 145. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
27. Curtis CE, D'Esposito M. Sukces i porażka tłumiąca zachowania odruchowe. J Cog Neurosci. 2003; 15: 409–418. [PubMed]
28. Curtis CE, D'Esposito M. The Inhibition of Unwanted Actions. W: Bargh J, Gollwitzer P, Moresella E, red. Psychologia działania. 2008. Vol. 2. Nowy Jork: Guilford Press.
29. Dahl RE. Rozwój mózgu u młodzieży: okres słabości i możliwości. Główny adres. Ann NY Acad Sci. 2004; 1021: 1 – 22. [PubMed]
30. Delgado MR, Locke HM, Stenger VA, Fiez JA. Odpowiedzi prążkowia grzbietowego na nagrodę i karę: skutki manipulacji wartościowości i wielkości. Cogn Affect Behav Neurosci. 2003; 3: 27 – 38. [PubMed]
31. Delgado MR, Nystrom LE, Fissell C, Noll DC, Fiez JA. Śledzenie reakcji hemodynamicznych na nagrodę i karę w prążkowiu. J Neurophysiol. 2000; 84: 3072 – 3077. [PubMed]
32. Ding L, Hikosaka O. Porównanie modulacji nagrody w polu czołowym oka i ogoniastym makaku. J Neurosci. 2006; 26: 6695 – 6703. [PubMed]
33. Duka T, Lupp A. Efekty zachęty na antykonkady: jest to mechanizm dopaminergiczny. Behav Pharmacol. 1997; 8: 373 – 382. [PubMed]
34. Durston S, Davidson MC, Tottenham N, Galvan A, Spicer J, Fossella JA, Casey BJ. Przejście od rozproszonej do ogniskowej aktywności korowej z rozwojem. 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 i jądro półleżące w odpowiedziach na otrzymanie i pominięcie przyrostów u dorosłych i młodzieży. NeuroImage. 2005; 25: 1279 – 1291. [PubMed]
36. Ernst M, Pine DS, Hardin M. Triadyczny model neurobiologii zmotywowanych zachowań w okresie dojrzewania. Psychol Med. 2006; 36: 299 – 312. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
37. Eshel N, Nelson EE, Blair RJ, Pine DS, Ernst M. Podłoża neuronowe z wyboru do wyboru u dorosłych i młodzieży: rozwój kory przedczołowej przedniej i obręczy obręczy przedniej. Neuropsychologia. 2007; 45: 1270 – 1279. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
38. Everling S, Krappmann P, Flohr H. Potencjały korowe poprzedzające i antyspokojowe u człowieka. Elektroencefalografia Clin Neurophysiol. 1997; 102: 356 – 362. [PubMed]
39. Fischer B, Biscaldi M, Gezeck S. O rozwoju dobrowolnych i refleksyjnych elementów w wytwarzaniu ludzkiej sakady. Brain Res. 1997; 754: 285 – 297. [PubMed]
40. Galvan A, Hare TA, Parra CE, Penn J, Voss H, Glover G, Casey BJ. Wcześniejszy rozwój półleżących w stosunku do kory oczodołowo-czołowej może być podstawą ryzykownych zachowań u młodzieży. J Neurosci. 2006; 26: 6885 – 6892. [PubMed]
41. Geier CF, Garver K, Terwilliger R, Luna B. Rozwój pamięci roboczej. J Neurophysiol. 2009; 101: 84 – 99. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
42. Geier CF, Garver KE, Luna B. Obwody leżące u podstaw czasowo rozszerzonej przestrzennej pamięci roboczej. Neuroimage. 2007; 35: 904 – 915. [PubMed]
43. Giedd JN, Vaituzis AC, Hamburger SD, Lange N, Rajapakse JC, Kaysen D, Vauss YC, Rapoport JL. Ilościowe MRI płata skroniowego, ciała migdałowatego i hipokampa w normalnym rozwoju człowieka: wiek 4 – 18 lat. J Compar Neurol. 1996; 366: 223 – 230. [PubMed]
44. Gitelman DR. ILAB: program do eksperymentalnej analizy ruchu oka. 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. Rozproszona sieć na dużą skalę dla ukrytej uwagi przestrzennej: dalsze określenie anatomiczne w oparciu o rygorystyczne kontrole behawioralne i poznawcze. Mózg. 1999; 122: 1093 – 1106. [PubMed]
46. Goghari VM, MacDonald AW., 3rd Efekty różnicowania eksperymentalnego projektu paradygmatu kontroli poznawczej w pomiarach wyników obrazowania behawioralnego i funkcjonalnego. 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. Dynamiczne mapowanie rozwoju kory ludzkiej w dzieciństwie do wczesnej dorosłości. Proc Natl Acad Sci USA. 2004; 101: 8174 – 8179. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
48. Goldman-Rakic ​​PS, Bates JF, Chafee MV. Działa kora przedczołowa i wewnętrznie generowany silnik. Curr Opin Neurobiol. 1992; 2: 830 – 835. [PubMed]
49. Grosbras MH, Lobel E, Van de Moortele PF, Lebihan D, Berthoz A. Anatomiczny punkt orientacyjny dla dodatkowych pól oka u człowieka, ujawniony za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego. 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, i in. Zmiany czynnościowe prążkowia u młodzieży charakteryzujące się wczesnym hamowaniem behawioralnym. J Neurosci. 2006; 26: 6399 – 6405. [PubMed]
51. Hallett PE. Pierwotne i wtórne sakady do celów określonych przez instrukcje. Vision Res. 1978; 18: 1279 – 1296. [PubMed]
52. Hanes DP, Schall JD. Neuralna kontrola inicjacji ruchów dobrowolnych. Nauka. 1996; 274: 427 – 430. [PubMed]
53. Hardin MG, Schroth E, Pine DS, Ernst M. Motywacyjna modulacja kontroli poznawczej u zdrowych, niespokojnych i depresyjnych nastolatków: różnice rozwojowe i psychopatologiczne. J Child Psychol Psychiatry. 2007; 48: 446 – 454. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
54. Hare TA, O'Doherty J, Camerer CF, Schultz W, Rangel A. J Neurosci. 2008; 28: 5623–5630. [PubMed]
55. Hikosaka O, Nakumura K, Nakahara H. Basal ganglia orientują oczy na nagrodę. J Neurophysiol. 2006; 95: 567 – 584. [PubMed]
56. Irwin CE., Jr Teoretyczna koncepcja atriskowej młodzieży. Adolesc Med. 1990; 1: 1 – 14. [PubMed]
57. Jazbec S, Hardin MG, Schroth E, McClure E, Pine DS, Ernst M. Związany z wiekiem wpływ zdarzeń losowych na zadanie sakkadowe. Exp Brain Res. 2006; 174: 754 – 762. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
58. Jazbec S, McClure E, Hardin M, Pine DS, Ernst M. Kontrola poznawcza w sytuacjach awaryjnych u nastolatków z lękiem i depresją: zadanie antykonkurencyjne. Biol Psychiatry. 2005; 58: 632 – 639. [PubMed]
59. Jenkinson M, Smith S. Globalna metoda optymalizacji solidnej rejestracji afinicznej obrazów mózgu. Med Image Anal. 2001; 5: 143 – 156. [PubMed]
60. Kalsbeek A, Voorn P, Buijs RM, Pool CW, Uylings HB. Rozwój unerwienia dopaminergicznego w korze przedczołowej szczura. J Comp Neurol. 1988; 269: 58 – 72. [PubMed]
61. Kang HC, Burgund ED, Lugar HM, Petersen SE, Schlagger BL. Porównanie ognisk aktywacji funkcjonalnej u dzieci i dorosłych przy użyciu wspólnej przestrzeni stereotaktycznej. NeuroImage. 2003; 19: 16 – 28. [PubMed]
62. Keller TA, Carpenter PA, Just MA. Podstawy neuronowe rozumienia zdań: badanie fMRI przetwarzania składniowego i leksykalnego. Cereb Cortex. 2001; 11: 223 – 237. [PubMed]
63. Klein C, Foerster F. Rozwój wyników zadań prosaccade i antyspokojowych u uczestników w wieku 6 do 26 lat. Psychofizjologia. 2001; 38: 179 – 189. [PubMed]
64. Knutson B, Adams CM, Fong GW, Hommer D. Przewidywanie rosnącej nagrody pieniężnej selektywnie rekrutuje jądro półleżące. J Neurosci. 2001; 21: RC159. [PubMed]
65. Knutson B, Cooper JC. Funkcjonalne obrazowanie rezonansu magnetycznego przewidywania nagrody. Curr Opin Neurol. 2005; 18: 411 – 417. [PubMed]
66. Knutson B, Fong GW, Bennett SM, Adams CM, Hommer D. Obszar ścieżek kory przedczołowej mezjalnej przynoszący korzyści finansowe: charakterystyka za pomocą szybkiego fMRI związanego z zdarzeniem. NeuroImage. 2003; 18: 263 – 272. [PubMed]
67. Knutson B, Gibbs SE. Powiązanie jądra półleżącego z dopaminą i dotlenieniem krwi. Psychopharmacology (Berl) 2007; 191: 813 – 822. [PubMed]
68. Kringelbach ML, Rolls ET. Funkcjonalna neuroanatomia ludzkiej kory oczodołowo-czołowej: dowody z neuroobrazowania i neuropsychologii. 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 i in. Obrazowanie dynamicznego rezonansu magnetycznego aktywności ludzkiego mózgu podczas pierwotnej stymulacji sensorycznej. Proc Natl Acad Sci USA. 1992; 89: 5675 – 5679. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
70. Levin HS, Culhane KA, Hartmann J, Evankovich K, Mattson AJ. Zmiany rozwojowe w wynikach testów rzekomego funkcjonowania płata czołowego. Dev Neuropsych. 1991; 7: 377 – 395.
71. Liddle PF, Kiehl KA, Smith AM. Badanie fMRI związane z zdarzeniem hamowania odpowiedzi. Hum Brain Mapp. 2001; 12: 100 – 109. [PubMed]
72. Liston C, Watts R, Tottenham N, Davidson MC, Niogi S, Ulug AM, Casey BJ. Mikrostruktura frontostriatalna moduluje efektywną rekrutację kontroli poznawczej. Cereb Cortex. 2006; 16: 553 – 560. [PubMed]
73. Luna B, Garver KE, Urban TA, Lazar NA, Sweeney JA. Dojrzewanie procesów poznawczych od późnego dzieciństwa do dorosłości. Dziecko Dev. 2004; 75: 1357 – 1372. [PubMed]
74. Luna B, Sweeney JA. Pojawienie się wspólnych funkcji mózgu: badania fMRI rozwoju hamowania odpowiedzi. 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. Dojrzewanie szeroko rozproszonej funkcji mózgu podporządkowuje rozwój poznawczy. NeuroImage. 2001; 13: 786 – 793. [PubMed]
76. Luna B, Thulborn KR, Strojwas MH, McCurtain BJ, Berman RA, Genovese CR, Sweeney JA. Regiony korowe grzbietowe podporządkowane sakadom kierowanym wzrokowo u ludzi: badanie fMRI. Cereb Cortex. 1998; 8: 40 – 47. [PubMed]
77. Marsh R, Zhu H, Schultz RT, Quackenbush G, Royal J, Skudlarski P, Peterson BS. Rozwojowe badanie fMRI kontroli samoregulacji. Hum Brain Mapp. 2006; 27: 848 – 863. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
78. Maj JC, Delgado MR, Dahl RE, Stenger VA, Ryan ND, Fiez JA, Carter CS. Funkcjonalne obrazowanie rezonansu magnetycznego związanego z wydarzeniami w obwodach mózgu związanych z nagrodami u dzieci i młodzieży. Biol Psychiatry. 2004; 55: 359 – 366. [PubMed]
79. McClure SM, York MK, Montague PR. Neuralne substraty przetwarzania nagrody u ludzi: współczesna rola FMRI. Neurobiolog. 2004; 10: 260 – 268. [PubMed]
80. Meng SZ, Ozawa Y, Itoh M, Takashima S. Zmiany w transporcie dopaminy związane z wiekiem i wiekiem oraz receptory dopaminy D1 i D2 w ludzkich zwojach podstawy mózgu. Brain Res. 1999; 843: 136 – 144. [PubMed]
81. Munoz DP, Broughton JR, Goldring JE, Armstrong IT. Czynniki związane z wiekiem u ludzi na zadaniach ruchu sakadycznego oka. Exp Brain Res. 1998; 121: 391 – 400. [PubMed]
82. Munoz DP, Everling S. Odwróć wzrok: zadanie anty-sakadowe i dobrowolna kontrola ruchu oczu. Nat Rev Neurosci. 2004; 5: 218 – 228. [PubMed]
83. O'Doherty J, Dayan P, Schultz J, Deichmann R, Friston K, Dolan RJ. Dysocjujące role prążkowia brzusznego i grzbietowego w kondycjonowaniu instrumentalnym. Nauka. 2004; 304: 452 – 454. [PubMed]
84. O'Doherty J, Kringelbach ML, Rolls ET, Hornak J, Andrews C. Abstrakcyjne reprezentacje nagrody i kary w ludzkiej korze oczodołowo-czołowej. Nature Neurosci. 2001; 4: 95–102. [PubMed]
85. O'Doherty JP, Diechmann R, Critchley HD, Dolan RJ. Reakcje neuronowe podczas oczekiwania na główną nagrodę smakową. Neuron. 2002; 33: 815–826. [PubMed]
86. Ogawa S, Tank DW, Menon R, Ellermann JM, Kim SG, Merkle H, Ugurbil K. Wewnętrzne zmiany sygnału towarzyszące stymulacji sensorycznej: funkcjonalne mapowanie mózgu z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego. Proc Natl Acad Sci USA. 1992; 89: 5951 – 5955. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
87. Ollinger JM, Corbetta M, Shulman GL. Oddzielanie procesów w ramach próby w funkcjonalnym MRI związanym z wydarzeniem: część II. NeuroImage. 2001; 13: 218 – 229. [PubMed]
88. Ollinger JM, Shulman GL, Corbetta M. Oddzielenie procesów w ramach próbnego funkcjonalnego rezonansu magnetycznego MRI: część I. NeuroImage. 2001; 13: 210 – 217. [PubMed]
89. Ono M, Kubik S, Abernathy CD. Atlas bruzd mózgowych. Nowy Jork: Thieme Medical Publishers, Inc; 1990.
90. Paus T. Lokalizacja i funkcja ludzkiego pola czołowego oka: przegląd selektywny. Neuropsychologia. 1996; 34: 475 – 483. [PubMed]
91. Paus T, Babenko V, Radil T. Rozwój zdolności do podtrzymywania werbalnie nakierowanego centralnego spojrzenia badanego u dzieci w wieku 8-do 10-letnich. Int J Psychophysiol. 1990; 10: 53 – 61. [PubMed]
92. Pierrot-Deseilligny CH, Muri RM, Nyffeler T, Milea D. Rola ludzkiej grzbietowo-bocznej kory przedczołowej w zachowaniu motorycznym oka. Ann NY Acad Sci. 2005; 1039: 239 – 251. [PubMed]
93. Ridderinkhof KR, Band GPH, Logan GD. Badanie zachowań adaptacyjnych: wpływ wieku i nieistotne informacje na temat zdolności do hamowania swoich działań. Acta Psychol. 1999; 101: 315–337.
94. Ridderinkhof KR, Ullsperger M, Crone EA, Nieuwenhuis S. Rola przyśrodkowej kory czołowej w kontroli poznawczej. Nauka. 2004; 306: 443 – 447. [PubMed]
95. Ridderinkhof KR, van der Molen MW. Zasoby psychiczne, szybkość przetwarzania i kontrola hamowania: perspektywa rozwojowa. Biol Psychol. 1997; 45: 241 – 261. [PubMed]
96. Ridderinkhof KR, van den Wildenberg WP, Segalowitz SJ, Carter CS. Neurokognitywne mechanizmy kontroli poznawczej: rola kory przedczołowej w wyborze działania, hamowaniu odpowiedzi, monitorowaniu wydajności i uczeniu się opartym na nagrodzie. Brain Cogn. 2004; 56: 129 – 140. [PubMed]
97. Roesch MR, Olson CR. Wpływ oczekiwanej nagrody na aktywność neuronalną w korze przedczołowej, czołowych i uzupełniających polach oka i korze przedotorowej. J Neurophysiol. 2003; 90: 1766 – 1789. [PubMed]
98. Roesch MR, Olson CR. Aktywność neuronalna związana z wartością nagrody i motywacją w korze czołowej naczelnych. Nauka. 2004; 304: 307 – 310. [PubMed]
99. Rolls ET. Kora oczodołowo-czołowa i nagroda. Cereb Cortex. 2000; 10: 284 – 294. [PubMed]
100. Rosenberg DR, Lewis DA. Zmiany w unerwieniu dopaminergicznym kory przedczołowej małpy podczas późnego rozwoju pourodzeniowego: badanie immunohistochemiczne hydroksylazy tyrozynowej. Biol Psychiatry. 1994; 36: 272 – 277. [PubMed]
101. Rosenberg DR, Lewis DA. Postnatalne dojrzewanie unerwienia dopaminergicznego kory przedczołowej i motorycznej małpy: analiza immunohistochemiczna hydroksylazy tyrozynowej. 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. Frontalizacja funkcjonalna wraz z wiekiem: mapowanie trajektorii neurorozwojowych za pomocą fMRI. Neurosci Biobehav Rev. 2000; 24: 13 – 19. [PubMed]
103. Rubia K, Smith AB, Taylor E, Brammer M. Liniowy skorelowany z wiekiem rozwój funkcjonalny prawych dolnych sieci czołowo-prążkowato-móżdżkowych podczas hamowania odpowiedzi i przedniego zakrętu obręczy podczas procesów związanych z błędami. Hum Brain Mapp. 2007; 28: 1163 – 1177. [PubMed]
104. Rubia K, Smith AB, Woolley J, Nosarti C, Heyman I, Taylor E, Brammer M. Postępujący wzrost aktywacji mózgu czołowo-czołowego od dzieciństwa do dorosłości podczas zadań związanych z kontrolą poznawczą. Hum Brain Mapp. 2006; 27: 973 – 993. [PubMed]
105. Schall JD, Stuphorn V, Brown JW. Monitorowanie i kontrola działania płatów czołowych. Neuron. 2002; 36: 309 – 322. [PubMed]
106. Scherf KS, Sweeney JA, Luna B. Brain podstawy zmian rozwojowych w wizuosprzestrzennej pamięci roboczej. J Cog Neurosci. 2006; 18: 1045 – 1058. [PubMed]
107. Schultz W. Predykcyjny sygnał nagrody neuronów dopaminowych. J Neurophysiol. 1998; 80: 1 – 27. [PubMed]
108. Schultz W. Wiele sygnałów nagrody w mózgu. Nat Rev Neurosci. 2000; 1: 199 – 207. [PubMed]
109. Schultz W. Uzyskiwanie formalności z dopaminą i nagrodą. Neuron. 2002; 36: 241 – 263. [PubMed]
110. Schultz W, Apicella P, Ljungberg T. Odpowiedzi małpich neuronów dopaminowych na nagradzanie i warunkowanie bodźców podczas kolejnych etapów uczenia się zadania z opóźnioną odpowiedzią. J Neurosci. 1993; 13: 900 – 913. [PubMed]
111. Schultz W, Tremblay L, Hollerman JR. Przetwarzanie nagród w korze oczodołowo-czołowej i zwojach podstawy mózgu naczelnych. 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. Receptory dopaminy ludzkiego mózgu u dzieci i starzejących się dorosłych. Synapsa. 1987; 1: 399 – 404. [PubMed]
113. Shulman GL, Ollinger JM, Akbudak E, Conturo TE, Snyder AZ, Petersen SE, Corbetta M. Obszary zaangażowane w kodowanie i stosowanie kierunkowych oczekiwań wobec poruszających się obiektów. J Neurosci. 1999; 19: 9480 – 9496. [PubMed]
114. Smith SM. Szybka i wydajna automatyczna ekstrakcja mózgu. 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. Postępy w funkcjonalnej i strukturalnej analizie obrazów MR i ich implementacji jako FSL. NeuroImage. 2004; 23: S208 – S219. [PubMed]
116. Sowell ER, Thompson PM, Holmes CJ, Jernigan TL, Toga AW. Dowody in vivo na dojrzewanie mózgu u młodzieży w regionach czołowych i prążkowiu. Nat Neurosci. 1999; 2: 859 – 861. [PubMed]
117. Włócznia LP. Mózg młodzieńczy i związane z wiekiem objawy behawioralne. Neurosci Behav Rev. 2000; 24: 417 – 463. [PubMed]
118. Steinberg L. Ryzyko w okresie dojrzewania: jakie zmiany i dlaczego? Ann NY Acad Sci. 2004; 1021: 51 – 58. [PubMed]
119. Steinberg L, Graham S, O'Brien L, Woolard J, Cauffman E, Banich M. Różnice wieku w przyszłej orientacji i dyskontowaniu opóźnień. Child Dev. 2009; 80: 28–44. [PubMed]
120. Sweeney JA, Mintun MA, Kwee S, Wiseman MB, Brown DL, Rosenberg DR, Carl JR. Badanie pozytonowej tomografii emisyjnej dobrowolnych ruchów sakadycznych oczu i przestrzennej pamięci roboczej. J Neurophysiol. 1996; 75: 454 – 468. [PubMed]
121. Talairach J, Tournoux P. Współpłaszczyznowy stereotaktyczny atlas ludzkiego mózgu. Nowy Jork: wydawnictwa medyczne Thieme; 1988.
122. Tamm L, Menon V, Reiss AL. Dojrzewanie funkcji mózgu związane z hamowaniem odpowiedzi. J Am Acad Child Adolesc Psychiatry. 2002; 41: 1231 – 1238. [PubMed]
123. Toga AW, Thompson PM, Sowell ER. Mapowanie dojrzewania mózgu. Trendy Neurosci. 2006; 29: 148 – 159. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
124. Van Essen DC. Windows on the brain: pojawiająca się rola atlasów i baz danych w neuronauce. Curr Opin Neurobiol. 2002; 12: 574 – 579. [PubMed]
125. Van Essen DC, Drury HA, Dickson J, Harwell J, Hanlon D, Anderson CH. Zintegrowany pakiet oprogramowania do analiz powierzchniowych kory mózgowej. J Am Med Inform Assoc. 2001; 8: 443 – 459. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
126. van Leijenhorst L, Crone EA, Bunge SA. Neuronowe korelacje różnic rozwojowych w szacowaniu ryzyka i przetwarzaniu informacji zwrotnych. Neuropsychologia. 2006; 44: 2158 – 2170. [PubMed]
127. van Leijenhorst L, Zanolie K, Van Meel CS, Westenberg PM, Rombouts SA, Crone EA. Co motywuje nastolatka? Regiony mózgu pośredniczące w wrażliwości nagrody w okresie dojrzewania. Cereb Cortex. 2009 Epub przed drukiem. [PubMed]
128. Velanova K, Wheeler ME, Luna B. Zmiany dojrzałości w rekrutacji obręczy przedniej i czołowej wspierają rozwój przetwarzania błędów i kontroli hamowania. Cereb Cortex. 2008; 18: 2505 – 2522. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
129. Voorn P, Vanderschuren LJ, Groenewegen HJ, Robbins TW, Pennartz CM. Nakręcenie wiru na grzbietowo-brzuszny podział prążkowia. Trendy Neurosci. 2004; 27: 468 – 474. [PubMed]
130. Oddział BD. 2002. Analiza dekonwolucji danych szeregów czasowych fMRI: dokumentacja pakietu oprogramowania AFNI. Dostępne pod adresem: http://afni.nimh.nih.gov/pub/dist/doc/manual/3dDeconvolve.pdf.
131. Wenger KK, Visscher KM, Miezin FM, Petersen SE, Schlaggar BL. Porównanie trwałej i przejściowej aktywności u dzieci i dorosłych przy użyciu mieszanego projektu fMRI związanego z blokowaniem / zdarzeniem. NeuroImage. 2004; 22: 975 – 985. [PubMed]
132. Wheeler ME, Shulman GL, Buckner RL, Miezin FM, Velanova K, Petersen SE. Dowody na oddzielną reaktywację percepcyjną i procesy wyszukiwania podczas zapamiętywania. Cereb Cortex. 2005; 16: 949 – 959. [PubMed]
133. Williams BR, Ponesse JS, Schachar RJ, Logan GD, Tannock R. Rozwój kontroli hamującej w całym okresie życia. Dev Psychol. 1999; 35: 205 – 213. [PubMed]
134. Yakovlev PI, Lecours AR. Cykle mielogenetyczne regionalnego dojrzewania mózgu. W: Minkowski A, redaktor. Rozwój regionalny mózgu we wczesnym okresie życia. Oxford: Blackwell Scientific; 1967. str. 3 – 70.