Imunități în procesarea recompenselor și influența lor asupra controlului inhibitor în adolescență (2010)

Participanții

Treizeci și opt de subiecți sănătoși (22 de adolescenți și 16 adulți) au fost recrutați inițial pentru acest studiu. Datele imagistice de la 4 adolescenți au fost excluse din analize din cauza mișcării excesive a capului în scaner. Restul de 34 de subiecți (18 adolescenți [cu vârste cuprinse între 13-17 ani, M = 15.3 {±1.5}, 8 femei] și 16 adulți tineri [cu vârsta cuprinsă între 18 și 30 de ani, M = 21.7 {±2.9}, 10 femei]) au îndeplinit următoarele criterii de includere: Toți aveau o acuitate vizuală îndepărtată de cel puțin 20/40 (corectat sau necorectat) și antecedente medicale care nu au evidențiat nicio boală neurologică, leziuni cerebrale sau boli psihiatrice majore în subiectul sau rudele de gradul I determinate prin interviu. Intervalele de vârstă pentru fiecare grup au fost selectate pe baza lucrărilor anterioare care indică niveluri diferențiale de performanță comportamentală la sarcina AS (Luna şi colab. 2004; Scherf şi colab. 2006). Participanții și/sau tutorii lor legali au furnizat consimțământul informat sau consimțământul înainte de a participa la acest studiu. Procedurile experimentale pentru acest studiu au respectat Codul de etică al Asociației Medicale Mondiale (Declarația de la Helsinki din 1964) și Consiliul de revizuire instituțional de la Universitatea din Pittsburgh. Subiecții au fost plătiți pentru participarea lor la studiu.

Sarcina AS recompensată

La fiecare studiu AS, subiecților li sa prezentat inițial 1 din 2 indicii care indicau stimulente (1.5 s) (Fig. 1). Un inel de semne verzi de bancnote de un dolar ($), fiecare subtind aproximativ 1° de unghi vizual, înconjurând o cruce albă centrală de fixare a indicat că subiectul ar câștiga bani dacă ar efectua corect proba viitoare. Un inel izoluminant de dimensiuni echivalente cu semne de lire sterline albastre (#) a indicat că nu erau bani în joc în acel proces. Subiecților nu li s-a spus cu exactitate câți bani ar putea fi câștigați la fiecare probă pentru a preveni ținerea unui număr curent al performanței lor și angajarea sistemelor de memorie de lucru. Cu toate acestea, subiecților li s-a spus înainte de sarcină că ar putea câștiga până la 25 USD suplimentar, în funcție de performanța lor și că nu vor fi acumulate datorii (adică, subiecții nu ar putea datora bani). Apoi, inelul de stimulare a dispărut, iar crucea de fixare centrală s-a schimbat de la alb la roșu (1.5 s), indicând subiectului că ar trebui să înceapă să se pregătească pentru a inhiba un răspuns. În cele din urmă, a apărut un stimul periferic (punct galben) (75 m) într-o locație orizontală imprevizibilă (± 3°, 6° și 9° unghi vizual). Subiecții au fost instruiți să nu se uite la stimulul când a apărut, ci să-și îndrepte ochii spre locația oglinzii în acest timp (1475 ms).

 

Figura 1.

Reprezentarea sarcinii AS de stimulare monetară. Un inel de semne verzi de bancnote de un dolar indica faptul că subiectul ar putea câștiga bani dacă a efectuat corect proba viitoare (condiția de recompensă). Un inel de semne albastre de lire sterline indicau ca nu exista bani ...

Pentru a estima în mod unic răspunsul hemodinamic evocat în timpul fiecărei epoci de încercare, designul nostru experimental a inclus aproximativ 30% încercări de captură parțială, introduse aleatoriu, împreună cu intervale între încercări agitate (Ollinger, Corbetta și Shulman 2001; Ollinger, Shulman și Corbetta 2001). Includerea acestor elemente a asigurat că există un număr suficient de ecuații liniare independente pentru a estima separat răspunsul BOLD asociat cu epocile cue, pregătirea răspunsului și răspunsul saccade în timpul deconvoluției. Aceasta este o abordare validată cantitativ pentru estimarea componentelor dintr-un studiu (Ollinger, Corbetta și Shulman 2001; Ollinger, Shulman și Corbetta 2001; Goghari și MacDonald 2008), și a fost raportat anterior în literatură (Shulman şi colab. 1999; Corbetta et al. 2000; Wheeler și colab. 2005; Brown și colab. 2006). Rata de 30% a testului de captură a minimizat anticiparea subiecților pentru un studiu parțial, menținând în același timp o frecvență suficientă a studiilor „întregii” pentru a permite estimarea corectă a răspunsului BOLD. Două variante de încercare de captură au fost prezentate pe parcursul fiecărei curse și au constat în încheierea procesului după 1) perioada de pregătire a răspunsului (fixare roșie) (adică, nu a fost afișat niciun indiciu periferic pentru răspunsul motor) sau 2) imaginile stimulente (cercuri de „$” sau „#”) (adică fixarea roșie și semnalul periferic nu au fost afișate). Este important de remarcat faptul că subiecții nu știau care studii ar fi studii de captură parțială și care au fost studii întregi până la terminarea studiilor parțiale, deoarece componentele inițiale ale testului parțial (tacul, fixarea pregătitoare) au fost prezentate exact ca în studiile întregi. Înainte de imagistică, subiecților li s-a spus că unele studii ar fi incomplete și că ar trebui pur și simplu să continue cu următorul studiu, așa cum este indicat. Perioada de fixare intertrial a fost agitată între intervale de 1.5, 3 sau 4.5 s (distribuită uniform) și a constat din subiecți care fixează pur și simplu o cruce albă centrală pe un fundal negru. În fiecare cursă, 14 încercări complete cu recompensă, 6 încercări de captură cu recompensă parțială (3 din fiecare variantă), 14 încercări neutre complete și 6 încercări de captură parțial neutre (3 din fiecare variantă) au fost prezentate în ordine aleatorie. Fiecare rulare a durat 5 min 9 s. Au fost prezentate patru curse pe sesiune experimentală, pentru un total de 56 de încercări complete cu recompensă și 56 de încercări complete neutre.

urmărire ochi

Subiecții au fost testați pentru prima dată în laboratorul nostru comportamental cu o săptămână înainte de scanare pentru a confirma că au înțeles și că au putut îndeplini sarcina așa cum este descrisă. În mediul de scanare RM, mișcările ochilor au fost obținute cu un sistem optic de urmărire a ochilor cu rază lungă de acțiune (Model 1LRO; Applied Science Laboratories, Bedford, MA) care a înregistrat poziția ochiului prin reflexia pupil-corneană obținută de o oglindă montată pe bobina capului. cu o rezoluție de 504° de unghi vizual. Monitorizarea video simultană a fost, de asemenea, utilizată pentru a asigura conformitatea sarcinilor. La începutul sesiunii experimentale și între curse atunci când este necesar, a fost efectuată o procedură de calibrare în 0.5 puncte. Stimulii au fost prezentați folosind E-Prime (Psychology Software Tools, Inc., Pittsburgh, PA), proiectat pe un ecran plat poziționat în spatele magnetului. Subiecții au văzut ecranul folosind o oglindă montată pe o bobină standard de radiofrecvență. Datele oculare au fost notate off-line folosind software-ul ILAB (Gitelman 2002) și o suită de punctare internă scrisă în MATLAB (MathWorks, Inc.) care rulează pe un computer Dell Dimension 8300. Variabilele de interes au inclus latențe corecte și incorecte ale SA și rata de răspuns corectă a SA (1 minus numărul de eșecuri inhibitorii/numărul total de încercări cu punctaj) la încercările recompensate și neutre. Un răspuns corect în sarcina AS a fost acela în care prima mișcare a ochiului în timpul epocii de răspuns saccade cu o viteză mai mare sau egală cu 30°/s (Gitelman 2002) a fost făcută spre locația în oglindă a tacului periferic și extins dincolo de o zonă de fixare centrală de 2.5°/unghi vizual. Mișcările ochilor în studiile de captură parțială au fost rare, având în vedere că subiecții nu au fost niciodată indicați într-o locație specifică și nu au fost punctați. Erorile AS (denumite și erori de prosaccade) au apărut atunci când prima sacada din timpul epocii de răspuns sacade a fost îndreptată către stimulul periferic care a apărut brusc și a depășit zona de fixare centrală de 2.5°/unghi vizual. Studiile în care nu au fost generate mișcări oculare (<1% din studii) au fost excluse din analizele ulterioare.

Achiziție și preprocesare fMRI

Datele de imagistică au fost colectate utilizând un scaner Siemens Allegra 3.0-T la Centrul de Cercetare a Imaginii Creierului, Universitatea din Pittsburgh, Pittsburgh, PA. A fost realizată o secvență de imagistică echo-planară de gradient-eco sensibilă la contrastul BOLD (T2*) (Kwong și colab. 1992; Ogawa şi colab. 1992). Parametrii de achiziție au fost repetarea timpului, TR = 1.5 s; eco de timp = 25 ms; unghi de răsturnare = 70°; o singura incercare; deplin k-spaţiu; 64 × 64 matrice de achiziție cu câmp vizual = 20 × 20 cm. Au fost colectate douăzeci și nouă de felii axiale de 4 mm grosime fără spațiu, aliniate la comisura anterioară și posterioară (linia AC-PC), generând 3.125 × 3.125 × 4 mm voxeli, care au acoperit întreg cortexul și cea mai mare parte a cerebelului. Pentru a obține imagini structurale în planul sagital, a fost utilizată o secvență de impulsuri de gradient-eco de achiziție rapidă (MP-RAGE) pregătită cu magnetizare de volum 3D cu 192 de felii (grosimea feliei de 1 mm).

Imaginile funcționale au fost mai întâi preprocesate folosind biblioteca software FMRIB (Smith și colab. 2004). A fost efectuată corecția de sincronizare a secțiunii pentru a ajusta pentru achiziția de felii intercalate. Au fost calculate estimările mișcării capului de rotație și translație, iar imaginile au fost corectate prin alinierea fiecărui volum din seria temporală la volumul obținut la mijlocul achiziției. Pentru fiecare subiect, mișcările de translație și rotație au fost mediate între imagini și utilizate pentru a calcula măsurile totale de mișcare medie pătrată. Subiecții care s-au mișcat mai mult de 1 mm (translațional) sau 1° (rotație) au fost excluși din analizele ulterioare. Patru adolescenți au fost excluși pe baza acestor criterii.

Imaginile structurale (MP-RAGE) au fost înregistrate afin de imaginile funcționale și transformate la aceleași dimensiuni folosind utilitarul FLIRT disponibil în FSL (Jenkinson și Smith 2001). Extracția creierului a fost efectuată folosind instrumentul de extracție a creierului în FSL (Smith 2002). Imaginile funcționale au fost netezite spațial cu o lățime completă de 5 mm la jumătatea nucleului maxim și supuse la filtrare temporală de trecere înaltă (sigma = 37.5 s) pentru a elimina deviația scanerului de frecvență joasă. În cele din urmă, intensitatea semnalului pentru fiecare cursă a fost scalată la o medie de 100 și au fost concatenate mai multe rulări.

Analiza neuro-imaginilor funcționale (Cox 1996) a fost utilizat pentru deconvoluția individuală a subiectului, precum și pentru analizele statistice de grup. Metodele de deconvoluție au urmat pașii delimitați în Ward (2002). Pe scurt, modelul nostru a constat din 6 regresori ortogonali de interes (indiciu de recompensă, indiciu neutru, pregătire de recompensă, pregătire neutră, răspuns saccade de recompensă, răspuns saccade neutru; „doar încercări corecte AS”). Am inclus, de asemenea, regresori pentru încercările cu recompensă și erori neutre (constând din întregul proces), regresori pentru tendințele de bază, liniare și neliniare, precum și 6 parametri de mișcare incluși ca regresori „deranjanți”. O funcție estimată unică de răspuns la impuls (IRF, adică, funcție de răspuns hemodinamic) pentru fiecare regresor de interes (recompensă și indiciu neutru, pregătire și saccade; „numai încercări corecte AS”) a fost determinată printr-o sumă liniară ponderată a 5 funcții sinusoidale. înmulțit cu o pondere beta estimată în cele mai mici pătrate determinate de date. IRF estimat reflectă răspunsul BOLD estimat la un tip de stimul (de exemplu, indiciul de recompensă) după controlul pentru variațiile semnalului BOLD datorate altor regresori. Am specificat durata răspunsului estimat de la debutul stimulului (timp = 0) până la 18 s după debutul stimulului (13 TR), o durată suficientă pentru ca răspunsul BOLD estimat să revină la momentul inițial, pentru fiecare epocă separată a studiului. Nu am făcut nicio presupunere cu privire la forma sa specifică în afară de utilizarea zero ca punct de plecare. Au fost calculate mai multe statistici de bunătate a potrivirii, inclusiv statistici F parțiale pentru fiecare regresor și t-scoruri comparând fiecare dintre cele 5 ponderi beta estimate cu zero. În urma deconvoluției, imaginile statistice au fost transformate în spațiul Talairach (Talairach și Tournoux 1988).

Analize la nivel de grup

Analize de curs de timp

Valorile IRF estimate obținute din analiza deconvoluției fiecărui subiect au fost introduse într-o analiză omnibus voxelwise a varianței (ANOVA) cu timpul (de la 0 la 12 TR), tipul de stimulent (recompensă, neutru) și grupa de vârstă (adolescent, adult) ca factori fixe și subiecti ca factor aleator. Metodele de deconvoluție pentru proiectarea sarcinilor noastre, în care sunt identificate diferite etape ale unui studiu, generează IRF-uri estimate. IRF reflectă răspunsul BOLD estimat la un tip de stimul (de exemplu, indiciul de recompensă) după controlul pentru variațiile semnalului BOLD datorate altor regresori. Graficele IRF medii (denumite și cursul timpului estimat mediu, mai jos) arată răspunsul BOLD estimat mediu (între subiecți) de la debutul stimulului (timp = 0) până la 18 s după debutul stimulului. Durata de 18 s, un parametru pe care l-am specificat în modelul nostru de deconvoluție, este o durată adecvată pentru un răspuns hemodinamic tipic evocat de un stimul de scurtă durată pentru a reveni la valoarea inițială.

Au fost executate ANOVA separate pentru fiecare epocă de probă, rezultând imagini de grup „indicativ”, „pregătire a răspunsului” și „răspuns sacadat” (efectul principal al imaginilor de timp). Imaginea „efectul principal al timpului” arată regiuni care sunt semnificativ modulate în timp (0-12 TR) în raport cu linia de bază prăbușită între subiecți și condiții, delimitând astfel circuitele de bază recrutate în studiul nostru. Hărți statistice (Fig. 3) au fost suprapuse pe imaginea anatomică de la un subiect reprezentativ. Pentru imaginile 3D ale suprafeței corticale (Fig. 44-6), am proiectat focare din regiuni care prezintă efecte legate de vârstă și/sau stimulente pe suprafața atlasului uman PALS utilizând software-ul Caret (versiunea 5.51) (Van Essen şi colab. 2001; Van Essen 2002).

 

Figura 3.

Hărțile de activare a grupului „Efectul principal al timpului” pentru semnalul de stimulare (inelul semnelor dolarului sau semnele lire sterline), pregătirea răspunsului (fixare roșie) și răspunsul sacadelor (fulger periferic), s-au prăbușit pe tipul de stimulent și grupa de vârstă. Pragul de imagine ...

 

Figura 4.

Indicați cursuri de epocă care arată interacțiunile de vârstă și/sau stimulente de-a lungul timpului. Cursurile de timp au fost extrase dintr-o mască de sferă (9-mm diametru) centrată pe coordonatele voxelului de vârf (vezi Materiale și Metode). Numai în scopuri de vizualizare, umplut cu negru ...

 

Figura 5.

Cursuri de timp de pregătire a răspunsurilor (anticiparea recompensei) care arată interacțiunile privind vârsta și/sau stimulentele de-a lungul timpului. Cursurile de timp au fost extrase dintr-o mască de sferă (9-mm diametru) centrată pe coordonatele voxelului de vârf (vezi Materiale și Metode). Pentru vizualizare ...

 

Figura 6.

Cursuri de epocă de răspuns Saccade care arată interacțiunile de vârstă și/sau stimulente de-a lungul timpului. Cursurile de timp au fost extrase dintr-o mască de sferă (9-mm diametru) centrată pe coordonatele voxelului de vârf (vezi Materiale și Metode). Numai în scopuri de vizualizare, ...

În cadrul fiecărei imagini „efectul principal al timpului”, ROI-uri definite funcțional (numite și „clustere”, mai jos) au fost identificate ulterior folosind metode deja stabilite în literatură (Wheeler și colab. 2005; Velanova și colab. 2008). În primul rând, voxeli de vârf care au depășit un prag de P < 0.001 (necorectat) au fost identificați și sortați după magnitudinea statisticii F. Apoi, o mască sferă cu diametrul de 9 mm a fost centrată pe fiecare maxim. Apoi am corectat efectul principal al imaginii de timp pentru comparații multiple folosind criterii dintr-o simulare Monte Carlo (http://afni.nimh.nih.gov/afni/doc/manual/AlphaSim), care a indicat că era necesară o dimensiune a clusterului de cel puțin 17 voxeli adiacenți împreună cu un voxel individual P valoare de 0.001 pentru a obține o semnificație corectată la nivel de imagine de P < 0.05. ROI-urile funcționale au fost definite prin includerea tuturor voxelilor care s-au încadrat în sfera de 9 mm centrată pe maxim în imaginea necorectată și apoi excluzând voxelii care nu au reușit să treacă corecții pentru comparații multiple. Apoi am folosit aceste clustere definite funcțional ca măști și am extras cursurile de timp estimate din voxelii constituenți pentru fiecare subiect și în ambele condiții de stimulare. În acest mod, ne-am asigurat că aceleași regiuni au fost luate în considerare la nivelul subiecților. Cursurile de timp au fost mediate între subiecți și apoi analizate cu măsuri repetate ANOVA; grupa de vârstă (adult, adolescent) a servit ca factor între subiecți; timpul (0-12 TR) și condiția de stimulare (recompensă, neutru) au fost în cadrul factorilor subiecților. Dacă nu se menționează altfel, sunt raportate niveluri de semnificație corectate cu sfericitatea (Greenhouse–Geisser). Mai jos, raportăm toate regiunile identificate în harta grupului omnibus „efectul principal al timpului” și oferim cifre pentru cursurile de timp pentru regiunile care demonstrează interacțiuni semnificative de vârstă după timp, stimulent după timp și/sau vârstă după stimulent în funcție de timp în întreaga interacțiune. răspuns estimat (13 puncte de timp).

Remarcăm că, în mai multe regiuni examinate, răspunsul mediu estimat al cursului de timp a demonstrat un răspuns bifazic sau un vârf temporal mai târziu (care are loc la mai mult de 6 s după debutul componentei procesului). În prezent, nu este clar dacă vârfurile ulterioare temporal au o semnificație funcțională (de exemplu, reflectând variabilitatea subiectului individual în recrutarea unei anumite regiuni sau semnalizarea întârziată într-o regiune) sau sunt pur și simplu rezultatul analizelor noastre de deconvoluție care nu asumă o formă HDR fixă. . Ca atare, am efectuat, de asemenea, o măsură ANOVA secundară, mai conservatoare, repetată, care a luat în considerare doar răspunsurile estimate la TRs 3-6. Aceste momente de timp au fost alese deoarece cuprind 3-7.5 s după debutul stimulului, care ar capta vârful inițial într-un răspuns hemodinamic stereotip, care ar avea loc între 4 și 6 s după prezentarea stimulului. Cursurile de timp din toate ROI identificate în principalele efecte omnibus ale hărții timpului pentru fiecare epocă de încercare au fost, de asemenea, analizate folosind această abordare. Pentru fiecare dintre aceste analize, au fost analizate doar studiile „corecte” cu AS. În cele din urmă, observăm că fezabilitatea comparării cursurilor de timp BOLD între grupuri de vârstă de dezvoltare într-un spațiu stereotaxic comun a fost bine stabilită (Kang şi colab. 2003; Wenger şi colab. 2004; Brown și colab. 2005).

Ca o verificare a validității pentru cursurile noastre de timp deconvoluate din epocile de încercare separate, am căutat să verificăm că suma componentelor individuale ale testului ar avea ca rezultat o formă tipică HDR și că răspunsul însumat se potrivește îndeaproape cu cursul de timp obținut atunci când considerăm proba ca un întreg. Pentru a face acest lucru, am însumat mai întâi cursurile de timp estimate din fiecare epocă de încercare individuală (indicație + pregătirea răspunsului + răspunsul saccade) în fiecare voxel al creierului, schimbând cursul timpului de pregătire a răspunsului cu 1.5 s pentru a ține cont de debutul acestei componente. într-o încercare și răspunsul sacadat curs de timp de 3 s. Apoi, IRF-ul pentru întregul proces (adică, indiciu, pregătire și răspuns împreună) în fiecare voxel a fost generat prin rularea unei analize de deconvoluție separată în care am codificat doar începutul fiecărei încercări și am estimat răspunsul până la 21 s după debutul procesului. Fiecare dintre aceste cursuri de timp (indicație, pregătirea răspunsului [timpul deplasat], răspunsul saccade [timpul deplasat], răspunsul însumat și răspunsul întregului proces) a fost apoi mediată pentru fiecare voxel identificat în masca de sferă „efectul principal al timpului” și trasat (Figurile suplimentare. 1-6). Această procedură a fost apoi replicată pentru pregătirea răspunsului și măștile sferei de răspuns saccade. Această verificare a validității a arătat că o sumă a cursurilor de timp ale componentelor a dus la un răspuns hemodinamic tipic, oferind un sprijin suplimentar că procedurile noastre de deconvoluție au fost precise. Figurile suplimentare 1–6 prezintă exemple de diagrame din analiza noastră de verificare a cursului de timp. A fost găsit un grad ridicat de similitudine între cursurile de timp însumate (linii negre groase) și întregi (linii roșii) și profilurile HDR canonice.

Comportament

Măsuri repetate ANOVA privind ratele corecte de răspuns inhibitor pe grupe de vârstă și condiții de stimulare au arătat un efect principal semnificativ al tipului de stimulent (F(1,32) = 18.9424, P < 0.001) și o tendință pentru un efect principal al grupei de vârstă (F(1,32) = 3.491, P = 0.071), dar nicio grupă de vârstă în funcție de interacțiunea de tip stimulent. După cum era de așteptat, toți subiecții au urmărit în mod constant erorile de prosacadare cu răspunsuri corective la locația adecvată, similar cu rapoartele anterioare (Velanova și colab. 2008), indicând faptul că instrucțiunile de sarcină au fost înțelese, dar nu a existat un eșec în inhibarea saccadei reflexive.

Având în vedere ipotezele noastre conform cărora adulții și adolescenții ar genera mai puține erori inhibitorii asupra recompensei în comparație cu studiile neutre, comparațiile planificate ale efectului tipului de stimulent asupra performanței (rata de răspuns corectă și latența) în cadrul fiecărei grupe de vârstă (recompensă vs. neutră pentru adolescenți; recompensă vs. neutru pentru adulți) au fost, de asemenea, efectuate utilizând niveluri alfa ajustate Bonferroni de 0.025 per test (0.05/2). Adolescenții au generat un număr semnificativ mai mare de SA corecte la recompensare comparativ cu studiile neutre (t(17) = 4.500, P <0.001) (vezi Fig. 2A). Performanța adulților a arătat o tendință de răspunsuri îmbunătățite la recompensă în comparație cu studiile neutre (t(15) = 1.939, P = 0.072).

 

Figura 2.

Rezultate comportamentale. (A) Rata de răspuns corectă pentru adolescenți (barele din stânga) și adulți (barele din dreapta) pentru încercările neutre (barele necompletate) și recompensate (barele hashed). (B) Latențe ale AS-urilor corecte. (C) Latentele erorilor inhibitorii. Un singur asterisc (*) indică ...

Latența de a iniția un SA corect a arătat un efect principal de stimulent (F(1,32) = 22.695, P < 0.001), dar niciun efect principal al grupului de vârstă sau al grupului de vârstă prin interacțiunea stimulente. Comparațiile planificate au arătat că ambele grupe de vârstă au generat SA semnificativ mai rapid la recompensă în comparație cu studiile neutre (adolescenți, t(17) = 3.215, P = 0.005 și adulți, t(15) = 3.498, P = 0.003).

Latența saccadelor eronate (denumite „erori de prosaccade”, când subiecții privesc inițial către stimulul periferic) nu au arătat o grupă de vârstă semnificativă prin interacțiunea stimulente. Comparațiile planificate au arătat că adolescenții, dar nu și adulții, au generat răspunsuri semnificativ mai rapide la studiile recompensate în comparație cu studiile neutre (t(17) = 2.400, P = 0.022). Figura 2B,C trasează latența AS-urilor corecte și, respectiv, incorecte. Sunt furnizate medii și abateri standard pentru rata de răspuns corectă și latențe pentru încercările corecte Tabelul 1.

 

Tabelul 1

Rezultate comportamentale pentru recompensă și teste neutre de AS

În cele din urmă, având în vedere intervalul de vârstă relativ larg al adolescenților testați, au fost efectuate comparații separate în cadrul grupului de adolescenți „mai în vârstă” și „mai tineri” pentru a examina posibilitatea ca diferența de vârstă între adolescenții mai în vârstă și adulți să nu fie suficient de mare pentru a demonstra diferențele. Adică, dacă adolescenții mai în vârstă au performanțe semnificativ diferite față de subiecții mai tineri, atunci datele de la adolescenții mai în vârstă ar putea determina efectele nesemnificative ale vârstei. Am folosit o împărțire mediană pentru a împărți cei 18 subiecți adolescenți în mai în vârstă (N = 9; 6 tineri de 17 ani și 3 de 16 ani) și grupuri mai tinere (N = 9; 3 tineri de 13 ani, 1 de 14 ani, 4 de 15 ani și 1 de 16 ani [cel mai mic dintre cei 4 de 16 ani testați]). Probă independentă t-testele au fost efectuate pe rata de răspuns corectă a adolescenților „tineri” și „bătrâni” și datele de latență pentru ambele tipuri de studii. Fără diferențe semnificative (toate P's > 0.05) au fost observate.

fMRI

O rețea distribuită de regiuni ale creierului a fost angajată în timpul fiecărei epoci de probă atât la adulți, cât și la adolescenți, inclusiv regiunile de control oculomotor așteptate (de exemplu, câmpurile corticale ale ochilor și ganglionii bazali) și regiunile legate de recompensă (de exemplu, OFC și VS) (Fig. 3). În mai multe loci, am identificat interacțiuni semnificative de vârstă și/sau stimulent cu timpul fie pe întregul răspuns estimat (13 puncte de timp) fie TR 3-6 (vezi Materiale și Metode). Aceste rezultate, separate de epoca de încercare, sunt discutate mai detaliat mai jos.

Regiunea de control: Cortexul vizual primar

Grupurile definite funcțional situate în cortexul vizual (BA 17, 18) în timpul fiecărei epoci de probă au confirmat că adolescenții generează un HDR similar în comparație cu adulții. Focalele examinate au demonstrat o participare robustă la sarcina AS, dar nicio interacțiune a vârstei sau a tipului de stimulent în funcție de timp (Imagine suplimentară 7).

Epoca 1: Stimulator

Regiunile de control oculomotor și inhibitor

Niciunul dintre ROI-urile de control oculomotor examinate nu a arătat o interacțiune semnificativă de vârstă în timp, stimulent în timp sau vârstă după stimulent în timp în cele 13 puncte de timp estimate în timpul prezentării indiciului de stimulare. Cu toate acestea, în TR-urile 3-6, am observat un stimulent prin interacțiunea în timp de-a lungul sPCS drept (26, -13, 53) (F(3,96) = 2.695, P = 0.05), girus frontal inferior drept (44, 11, 32) (F(3,96) = 4.474, P = 0.006), precum și precuneusul stâng (−28, −64, 41) (F(3,96) = 2.959, P = 0.036). În IPL stânga (−28, −52, 38) (BA 7, dorsal și medial la circumvoluția supramarginală), s-a observat o vârstă prin stimulent prin interacțiune în timp (F(3,96) = 3.397, P = 0.021) (Tabelul 2). În fiecare dintre aceste regiuni, răspunsurile la încercare de recompensă pentru adolescenți au fost similare cu recompensele pentru adulți și cursurile de timp neutre (Fig. 4). Cu toate acestea, adolescenții au arătat răspunsuri atenuate în aceste domenii în timpul studiilor neutre.

 

Tabelul 2

Regiunile observate în timpul semnalului (numai încercările corecte) care au arătat efecte semnificative de interacțiune

Tabelul 3 furnizează locația voxelilor de vârf pentru toate clusterele funcționale observate în regiunile anatomice a priori care demonstrează o modulare semnificativă în timp în timpul epocii stimulente.

 

Tabelul 3

Regiunile care demonstrează un efect principal al timpului în ROI anatomice, observat în timpul cue (numai încercări corecte).

Epoca 2: Pregătirea/anticiparea răspunsului

Regiunile de control oculomotor și inhibitor

În sPCS stânga (-25, -13, 56), a fost observată o vârstă semnificativă prin stimularea interacțiunii în timp (F(12,384) = 2.889, P = 0.032) pe parcursul întregului studiu estimat. În această regiune, adolescenții au avut un vârf timpuriu mai mare în comparație cu adulții în ambele tipuri de stimulente, precum și un răspuns extins temporal în timpul încercărilor de recompensă (Fig. 5). Luând în considerare doar TR-urile 3-6, vârsta prin stimulent prin interacțiunea timpului în această regiune a fost redusă la o tendință (F(3,96) = 2.282, P = 0.084).

În altă parte, în TR 3-6, am observat o interacțiune vârstă în timp în gyrus frontal medial drept (MFG)/gyrus frontal superior (17, -10, 53) (F(3,96) = 2.915, P = 0.038). Vârsta semnificativă prin stimulent în funcție de timp au fost observate, de asemenea, în alte 2 grupuri de-a lungul sPCS din stânga, (-25, -19, 47) (F(3,96) = 2.920, P = 0.038) și (−31, −10, 44) (F(3,96) = 2.909, P = 0.038). În fiecare dintre aceste regiuni, răspunsurile adolescenților în timpul testelor de recompensă și neutre au fost sporite față de adulți (Fig. 5). Mai jos, o vârstă semnificativă prin stimularea interacțiunii în timp a fost observată în iPCS stânga (-28, -1, 35) (F(3,96) = 3.281, P = 0.024). În această regiune, răspunsul de recompensă a adolescenților a fost similar cu recompensa pentru adulți și răspunsurile neutre, cu fiecare curs de timp atingând un vârf la aproximativ 7.5.s. Cursul de timp neutru al adolescenților a atins un vârf de magnitudine mai mic mai devreme (3 s) și a scăzut spre linia de bază în acest interval de timp (Fig, 5). O vârstă semnificativă prin stimularea interacțiunii în timp (F(3,96) = 3.836, P = 0.012) în TRs 3–6 a fost observat și în MFG stânga/cingulatul anterior (-7, 29, 35) (Tabelul 4). Adolescenții au arătat un răspuns sporit la recompensă în raport cu încercările neutre și la recompensa adulților și răspunsurile neutre.

 

Tabelul 4

Regiunile observate în timpul pregătirii răspunsului (numai studiile corecte) care au arătat efecte semnificative de interacțiune

În cortexul parietal posterior, un grup în precuneusul drept (BA 7) (8, -58, 53) a arătat o interacțiune semnificativă în funcție de vârstă (F(12,384) = 3.093, P = 0.024) în cele 13 momente de timp estimate. După cum demonstrează cursurile de timp din această regiune (Fig. 5), adolescenții în comparație cu adulții au avut o activitate evocată mai mare pentru ambele tipuri de studii stimulative. În TR-urile 3-6, o condiție de stimulare semnificativă în funcție de interacțiunea vârstei în timp a fost încă prezentă pentru această regiune (F(3,96) = 4.143, P = 0.008).

Tabelul 5 furnizează locația voxelilor de vârf pentru toate clusterele funcționale observate în regiunile anatomice a priori care demonstrează o modulare semnificativă în timp în timpul epocii de pregătire a răspunsului.

 

Tabelul 5

Regiunile care demonstrează un efect principal al timpului în ROI anatomice, observat în timpul pregătirii răspunsului (numai studiile corecte)

Epoca 3: Răspuns sacadat

Regiunile de control oculomotor și inhibitor

Cingularul anterior drept, BA 24, (2, 23, 26) a prezentat un stimulent prin interacțiunea în timp (F(3,96) = 3.99, P = 0.010) (Tabelul 6). Ca și în grupul OFC de mai sus, cursurile de timp din această regiune au arătat o activitate sporită în primul rând la adolescenți în timpul încercărilor neutre. O regiune din girusul cingular anterior stâng, BA 24, 32, (−1, 11 și 35) a arătat o vârstă semnificativă prin stimularea interacțiunii în timp (F(12,384) = 2.860, P = 0.037) în întregul răspuns estimat. Cursuri temporale de la cingulatul anterior stâng (Fig. 6, stânga jos) a arătat un vârf inițial la adulți în timpul studiilor cu recompensă și un răspuns similar la adolescenți în timpul studiilor neutre. Adolescenții au arătat un răspuns negativ mai mare în timpul încercărilor de recompensă. În TR-urile 3-6, o grupă de vârstă semnificativă în funcție de interacțiunea în timp (F(3,96) = 4.474, P = 0.006) a rămas pentru această regiune.

Activitate extinsă a fost observată în altă parte în regiunile de control oculomotor a priori în ambele grupe de vârstă în timpul epocii de răspuns sacade, inclusiv sPCS, cortexul parietal posterior și putamen (Tabelul 7) care nu au prezentat interacțiuni semnificative de vârstă sau stimulent (Fig. 6, dreapta).

 

Tabelul 7

Regiunile care demonstrează un efect principal al timpului în ROI anatomice, observate în timpul răspunsului sacadelor (numai studiile corecte)

 

Tabelul 6

Regiunile observate în timpul răspunsului saccade (numai studiile corecte) care au arătat efecte semnificative de interacțiune

Diferențele de dezvoltare în efectele contingente ale recompensei asupra comportamentului AS

În comparație cu condiția neutră, studiile cu o condiție de recompensă au fost asociate cu o capacitate îmbunătățită de a inhiba corect (adolescenți) și de a da răspunsuri mai rapide (adolescenți și adulți). Aceste rezultate sunt în concordanță cu lucrările comportamentale anterioare, care arată rate de eroare scăzute cu contingența recompensei la adulți și adolescenți în timpul sarcinilor AS recompensate (Duka și Lupp 1997; Jazbec și colab. 2005, 2006; Hardin şi colab. 2007) și sugerează că componentele esențiale ale circuitelor care susțin modularea recompensei a controlului inhibitor sunt on-line până la adolescență. Rezultatele noastre sugerează, de asemenea, că adolescenții pot fi deosebit de sensibili la modularea recompensei a controlului inhibitor, având în vedere că adolescenții, dar nu și adulții, au prezentat o îmbunătățire semnificativă a ratei de răspuns corect. Cu toate acestea, nu putem fi încrezători doar pe baza datelor oculare că performanța adolescentului este mai sensibilă la recompensă, având în vedere că nu a fost observată o grupă de vârstă semnificativă în funcție de interacțiunea de tip stimulent. Este posibil ca adulții să îndeplinească deja sarcina la un nivel înalt în timpul încercărilor neutre și că este posibil să nu fi existat atât de mult loc de îmbunătățire la încercările de recompensă (adică, efectul de plafon). Lucrările viitoare ar putea explora în continuare diferențele de sensibilitate la recompense prin creșterea dificultății sarcinii AS recompensate (de exemplu, prin scurtarea duratei perioadei pregătitoare). În plus, deși performanța mai slabă a adolescenților la studiile neutre poate fi atribuită imaturității relative în controlul inhibitor, este, de asemenea, posibil ca adolescenții să nu fi considerat studiile neutre la fel de „recompensante” precum adulții. Cu alte cuvinte, este posibil ca adulții să fi fost mai motivați să performeze bine, indiferent de tipul de stimulent, în timp ce adolescenții ar fi putut acorda o atenție deosebită doar încercărilor în care era în joc o recompensă. Lucrările viitoare care compară comportamentul adolescenților și adulților la încercări cu indicii neutre, precum și cu indicii de recompensă și pierdere/pedeapsă care variază parametric în amploare, este necesară pentru a oferi mai multe informații despre această problemă.

Atât adolescenții, cât și adulții au generat SA corecte mai rapide (latențe mai mici) la recompensă în comparație cu studiile neutre, reflectând efectele motivaționale ale recompensei monetare potențiale asupra saccadelor determinate endogen (Roesch și Olson 2004; Hikosaka și colab. 2006). Datele despre latența raportate aici sunt în concordanță cu studiile anterioare pe primate neumane care demonstrează că sacadele către locații recompensate (față de nerecompensate) au latențe reduse, ca urmare a nivelurilor crescute de activitate neuronală contralaterală în ganglionii bazali înainte de răspunsurile la mișcarea ochiului (Hikosaka și colab. 2006). În plus, latența erorilor AS a fost, de asemenea, mai rapidă în ceea ce privește recompensă față de studiile neutre la adolescenți, dar nu au fost diferite în grupul de adulți. Observația conform căreia adolescenții au latențe mai rapide în timpul încercărilor de recompensă față de încercările cu eroare neutră sugerează în continuare că adolescenții pot fi mai sensibili la contingențele de recompensă; această reactivitate sporită la recompense poate contribui la o impulsivitate sporită în timpul adolescenței.

Luate împreună, rezultatele comportamentale indică faptul că stimulentul de recompensă îmbunătățește controlul inhibitor general (adică, rata de răspuns corectă) și scade timpul de reacție sacadic atât la adolescenți, cât și la adulți.

Efectele de contingență de recompensă asupra răspunsurilor creierului la adolescență față de adulți

Deși adolescenții au recrutat o rețea neuronală în mare măsură similară cu adulții pe parcursul sarcinii, inclusiv VS, sPCS, IPL și gyrus frontal mediu, au existat diferențe distincte de dezvoltare în activare în epoci separate ale sarcinii. Au fost observate două modele majore de diferențe ale grupelor de vârstă: 1) regiunile în care adolescenții au arătat o recrutare diferită pentru studiile de recompensă față de adulți, sugerând imaturități în procesarea recompensei și 2) regiuni în care adolescenții au arătat o recrutare mai mare în cadrul stimulentelor, susținând descoperirile anterioare de imaturitate în controlul inhibitor. Aceste diferențe vor fi discutate mai detaliat în următoarele secțiuni:

În special, în epocile de încercare, am observat grupuri bilaterale de activare în sPCS în apropierea joncțiunii cu sulcusul frontal superior, o zonă sugerată în mod repetat a fi omologul uman al maimuței FEF (Luna şi colab. 2001; Curtis și Connolly 2008). Înregistrările cu o singură unitate de la primate non-umane au demonstrat că neuronii FEF sunt activi în timpul perioadei de pregătire a răspunsului la studiile AS și cresc până la generarea unei sacade (Bruce și Goldberg 1985; Hanes și Schall 1996; Munoz și Everling 2004). Având în vedere că grupurile de activare din apropierea sPCS găsite în studiul de față au fost într-adevăr active în perioada pregătitoare și din nou în timpul răspunsului saccade (vezi Cifre suplimentare) și că clusterele raportate au fost spațial în apropierea clusterelor identificate folosind paradigme oculomotorii similare (AS, sarcini sacade ghidate vizual și ghidate de memorie) în studiile anterioare din laboratorul nostru (Luna şi colab. 1998, 2001; Geier şi colab. 2007, 2009) si altii (Paus 1996; Sweeney şi colab. 1996; Brown și colab. 2004; Curtis și Connolly 2008), concluzionăm cu precauție că grupurile de activare sPCS raportate în apropierea joncțiunii cu sulcusul frontal superior (BA 6) sunt probabil omologul uman al maimuței FEF.

În mod similar, activarea de-a lungul peretelui dorsomedial din apropierea părții dorsale a paraCS (BA 6) a fost asociată în mod fiabil cu mișcările ochilor (Grosbras et al. 1999) și este denumit frecvent câmpul ocular suplimentar (SEF) (Luna şi colab. 2001; Brown și colab. 2004). Cortexul imediat rostral la o linie verticală care se extinde de la comisura anterioară, adiacentă SEF presupusă, este frecvent denumită zonă motorie presuplimentară (Luna şi colab. 2001; Curtis și D'Esposito 2003). În secțiunile rămase, ne referim la aceste regiuni prin denumirile lor funcționale presupuse ca un mijloc de a facilita comparațiile între rezultatele noastre, literatura de neuroimagistică existentă și literatura bogată de primate non-umane oculomotor și recompensă.

Diferențele de dezvoltare în evaluarea recompenselor

În timpul prezentării indiciului de stimulare (inel de bancnote sau semne de lire sterline), când a fost evaluată inițial valența semnului de stimulare (adică, atunci când subiectul a determinat dacă procesul următor urma să fie un „câștig” de recompensă sau neutru „nu câștig”), adulții și adolescenții au prezentat un răspuns diferențial în VS. VS a fost implicat în mod constant în studiile imagistice funcționale în timpul procesării anticipative a recompenselor, inclusiv detectarea, predicția și anticiparea inițială a recompensei (Knutson și Cooper 2005). Adolescenții au prezentat un răspuns inițial negativ care a fost aproape identic pentru recompensă și încercările neutre (Fig. 4) indicând faptul că valența tacului nu a fost procesată diferențial. În schimb, adulții au arătat activitate în VS dreapta în timpul indiciului de recompensă care a arătat o oarecare diferențiere de indicii neutri, sugerând că indiciul de recompensă a fost evaluat. Mai mult, a fost observat un vârf ulterior aproape de sfârșitul răspunsului estimat atât pentru studiile cu recompensă, cât și pentru cele neutre la adulți, dar nu și la adolescenți.

Modificările semnalului BOLD observate în VS adulți și adolescenți ar putea fi legate de dinamica semnalizării DA (Knutson și Gibbs 2007). Studiile pe primate non-umane au demonstrat că neuronii DA, care își au originea în creierul mediu și se proiectează în mod proeminent către striatul dorsal și ventral și PFC, răspund în mod fazat la recompense și stimuli de predicție a recompensei (Schultz 1998) și, ca atare, ar fi probabil activ ca răspuns la prezentarea indiciilor de stimulare în acest studiu. Mai mult, s-a demonstrat că unii neuroni DA au activări fazice urmate de depresii ca răspuns la stimuli noi sau intensi (Schultz și colab. 1993; Schultz 2002). Astfel, profilurile de răspuns atenuate observate la adolescenți ar putea reflecta faptul că indiciul de stimulare a fost inițial mai proeminent sau mai intens din punct de vedere motivațional pentru adolescenți. La adulți, deși mecanismele neuronale subiacente care contribuie la vârful care apare mai târziu nu sunt cunoscute și trebuie interpretate cu prudență, un posibil factor contributiv ar putea fi declanșarea lentă, tonică a neuronilor DA, care poate apărea pe scări de timp extinse (Schultz 2002; Knutson și Gibbs 2007). Acest mecanism, care ar putea fi util pentru a menține procesarea motivațională în perioade lungi, poate să nu fie încă matur până la adolescență. Este posibil ca aceste modele de răspuns diferite la adulți și adolescenți ar putea fi legate de modificări ale densității și modelelor de distribuție ale diferitelor subtipuri de receptori DA care apar odată cu vârsta (Seeman și colab. 1987; Meng și colab. 1999; Spear 2000).

Regiunile oculomotorii și de control au fost recrutate prin stimulente pentru adulți și pentru recompense la adolescenți ca răspuns la indiciul de stimulare (Fig. 4). În timpul studiilor neutre, totuși, răspunsurile adolescenților din aceste regiuni au fost clar atenuate, în ciuda faptului că au dat răspunsuri inhibitoare corecte (reamintim că numai studiile corecte au fost incluse în analizele de timp). Având în vedere că adolescenții au generat în general mai multe erori în timpul încercărilor neutre și au avut timpi de inițiere mai lenți în timpul studiilor neutre corecte, aceste rezultate sugerează că, fără stimulente, adolescenții prezintă o recrutare redusă a regiunilor despre care se știe că susțin performanța SA (Everling et al. 1997; Connolly şi colab. 2002; Curtis și D'Esposito 2003). Activitate crescută în timpul testelor de recompensă în regiunile prefrontale, inclusiv FEF presupus, cunoscut pentru a sprijini planificarea răspunsului oculomotor (Curtis și D'Esposito 2003), sugerează că aceste regiuni frontale pot media răspunsuri inhibitorii rapide și corecte la adolescenți. Mai mult decât atât, răspunsurile adulților la indiciul de recompensă, în special în IPL stânga și iPCS dreapta, au fost extinse temporal în raport cu răspunsul neutru al adulților și cu activitatea adolescentului. Fiecare dintre aceste regiuni a fost anterior implicată în diferite aspecte ale controlului oculomotor și/sau atențional (Gitelman şi colab. 1999; Cabeza și Nyberg 2000; Luna şi colab. 2001; Brown și colab. 2004), în special în pregătirea răspunsului (Connolly şi colab. 2002; Curtis și Connolly 2008). Implicarea sporită a acestor regiuni în timpul indicațiilor de recompensă reflectă probabil că câștigurile potențiale sunt mai importante pentru ambele grupuri de vârstă, fără a fi surprinzător, ceea ce probabil contribuie la latențe de răspuns mai rapide și la rate de răspuns corecte mai mari. Recompensele pot avea un efect relativ mai mare asupra atenției și performanței la adolescenți în comparație cu adulții, având în vedere că adolescenții prezintă răspunsuri precoce slabe în aceste regiuni în timpul încercărilor neutre, dar o participare crescută în timpul încercărilor cu recompensă. Adolescenții încă nu îndeplinesc sarcina AS la fel de bine ca adulții (Fischer și colab. 1997; Munoz şi colab. 1998; Klein și Foerster 2001) indicând că le este mai dificil să inhibe voluntar un răspuns. Din cauza acestei dificultăți mai mari în controlul cognitiv, adolescenții se pot baza pe sistemele executive prefrontale pentru a sprijini performanța îmbunătățită într-un mod similar cu adulții care demonstrează o dependență crescută de sistemele prefrontale atunci când sarcina cognitivă este crescută (Keller şi colab. 2001).

Diferențele de dezvoltare în anticiparea recompensei/Pregătirea răspunsului

În timpul epocii de pregătire a răspunsului/anticiparea recompensei (cruce de fixare roșie), când subiecții probabil anticipau să răspundă pentru o recompensă sau fără câștig (neutru), am constatat că adolescenții, dar nu și adulții, au prezentat o activitate robustă în VS în timpul testelor de recompensă (Fig. 5 stânga sus). Acest rezultat sugerează hiperactivitate în timpul anticipării unei recompense la adolescenți în comparație cu adulții. Rezultatele noastre care demonstrează o funcție relativ hiperactivă a VS în timpul pregătirii răspunsului, dar o funcție subactivă (negativă) mai devreme în timpul prezentării inițiale a indiciului de stimulare, pot vorbi despre o problemă în curs de desfășurare în literatura de specialitate cu privire la hiperfuncționalitatea versus hipofuncționalitatea sistemului de recompensă pentru adolescenți. (Spear 2000; Chambers și colab. 2003; Ernst și colab. 2006). De exemplu, Bjork și colab. (2004) a constatat că adolescenții subactivează VS în raport cu adulții într-o perioadă în care subiecții anticipează să răspundă pentru o recompensă, susținând o ipoteză de hipofuncționalitate. În contrast, Ernst și colab. (2005) și Galvan și colab. (2006) (când magnitudinea recompensei a fost mare), de exemplu, a arătat că adolescenții activează „supra” această regiune ca răspuns la primirea unei recompense, susținând hiperfuncționalitatea. Datele noastre indică faptul că adolescentul VS poate arăta „amândouă”: o scădere inițială a activității ca răspuns la indicii de stimulare, care ar putea fi interpretată ca subactivitate relativă, urmată de un răspuns hiperactiv distinct la anticiparea recompensei. Rezultatele raportate aici informează ceea ce par a fi constatări contradictorii în literatura de specialitate și indică faptul că pot exista traiectorii de dezvoltare diferite pentru etape temporal diferite ale procesării anticipative a recompensei.

Deși mecanismul care stă la baza modelului de activitate observat la adolescenți VS nu poate fi determinat direct din acest studiu, semnalizarea DA crescută este un potențial factor contributiv. Dovezile convergente din modelele de rozătoare și primate indică o creștere generală a nivelurilor DA în timpul adolescenței (Seeman și colab. 1987; Kalsbeek și colab. 1988; Rosenberg și Lewis 1994, 1995; Meng și colab. 1999; pentru o revizuire a se vedea Spear 2000), care, împreună cu o constelație diferită de subtipuri de receptor DA (Seeman și colab. 1987; Meng și colab. 1999; Spear 2000) și o probabilă abundență generală de sinapse în striat (Sowell și colab. 1999), poate contribui la 2 forme diferite de răspuns sporit de recompensă, activitate negativă ca răspuns la semnalul de stimulare (care reflectă o importanță sporită a recompensei) și răspunsuri pozitive în timpul pregătirii răspunsului (care reflectă așteptarea sporită de a primi o recompensă) (Cooper și Knutson 2008).

Adolescenții au arătat, de asemenea, o creștere a recrutării de FEF presupus în comparație cu adulții în perioada pregătitoare atât pentru studiile neutre, cât și pentru cele de recompensă. Acest lucru sugerează că adolescenții recrutează inițial FEF mai mult decât adulții pentru a se pregăti pentru a efectua un răspuns inhibitor corect, indiferent de stimulentul de recompensă. Este important că adolescenții au prezentat, de asemenea, răspunsuri prelungite temporal în timpul încercărilor de recompensă în FEF presupus, precum și în MFG/cingulat anterior (Fig. 5). Studiile pe primate non-umane au demonstrat că o acumulare pregătitoare a nivelurilor de activitate în neuronii de „fixare” FEF contribuie la inhibarea cu succes a unei saccade către ținta periferică în sarcina AS, poate prin inhibarea tonică a neuronilor motori generatori de sacade (Schall et al. 2002; Munoz și Everling 2004). S-a demonstrat că neuronii din cingulatul anterior transportă semnale multiple, inclusiv unul legat de anticiparea și livrarea întăririi (Schall et al. 2002). Emitem ipoteza că activarea crescută pe care am observat-o în FEF presupusă poate reflecta o creștere a activității neuronale legate de fixare, care apoi contribuie la îmbunătățirea performanței adolescenților (rate de răspuns corecte) prin îmbunătățirea pregătirii răspunsului. În plus, semnalele anticipative intensificate în VS și cingulatul anterior în timpul încercărilor de recompensă pot contribui la un semnal îmbunătățit în FEF presupus, care, la rândul său, ar putea exercita o influență și mai mare de sus în jos asupra neuronilor legați de saccade din coliculul caudat și superior (Ding și Hikosaka 2006; Hikosaka și colab. 2006). Vor fi necesare studii viitoare cu o singură unitate pentru a examina aceste mecanisme propuse.

În orice caz, datele prezentate aici indică în continuare că mecanismele neuronale care stau la baza identificării și anticipării recompensei sunt distribuite pe scară largă (de exemplu, cingulate, FEF și ganglioni bazali) (O'Doherty și colab. 2004) și imaturi în timpul adolescenței. S-a sugerat pe scară largă că în timpul adolescenței, există un dezechilibru normativ între regiunile creierului legate de recompensă și controlul cognitiv, ceea ce probabil expune vulnerabilități la asumarea riscurilor (Steinberg 2004; Ernst și colab. 2006; Galvan și colab. 2006; Casey și colab. 2008). Este posibil ca controlul matur al comportamentului motivat de recompensă și apariția unei decizii adaptative consistente, asemănătoare adulților, să se bazeze pe integrarea funcțională a mai multor regiuni ale creierului, inclusiv PFC (Luna şi colab. 2004).

Diferențele de dezvoltare în „Feedback” de răspuns/recompensă

În timpul răspunsului sacadat, majoritatea regiunilor recrutate nu au prezentat un grup semnificativ sau un stimulent prin interacțiuni de timp (Tabelul 7; Fig. 6, dreapta). Cu toate acestea, adolescenții au recrutat puternic o regiune din OFC lateral stângă în timpul încercărilor neutre care nu a fost implicată în mod semnificativ de către adulți (Fig. 6, stânga sus). OFC a fost implicat în numeroase aspecte ale procesării recompenselor (Kringelbach și Rolls 2004), inclusiv reprezentări de codificare ale valenței și amplitudinii stimulentei în timpul feedback-ului recompensei (Delgado et al. 2000, 2003). OFC laterală, în special, a fost asociată cu pedepsirea/rezultate negative (O'Doherty și colab. 2001). Deși subiecților nu li sa oferit feedback explicit în această sarcină pe baza performanței lor, ei au demonstrat dovezi pentru feedback intrinsec atunci când a fost făcută o greșeală. Adică, subiecții au urmat în mod fiabil SA incorecte cu saccade corective către locația potrivită, indicând că știau că au făcut o greșeală (Velanova și colab. 2008). Adolescenții au prezentat, de asemenea, răspunsuri diferențiate în primul rând în timpul studiilor neutre în cingulatul anterior dorsal bilateral (Fig. 6, mijloc și stânga jos). Un rol sugerat pentru cingulatul dorsal anterior este în monitorizarea rezultatului comportamental (Ridderinkhof, Ullsperger și colab. 2004). Este posibil ca, pentru adolescenți, rezultatul tangibil al testelor neutre efectuate corect, în care banii nu sunt nici câștigați, nici pierduți, să fie mai ambiguu și, probabil, negativ, decât rezultatul testului de recompensă și să fie semnalat de activarea OFC și a cingulului anterior dorsal. Lucrările viitoare axate pe activarea evocată de feedback-ul explicit al erorilor în timpul comportamentului contingent de recompensă poate ajuta la clarificarea rolurilor OFC și cingulatul anterior dorsal în timpul răspunsului sacadelor în această sarcină.

Conflictul de interese: Nu a fost declarată.

1. Adleman NE, Menon V, Blasey CM, White CD, Warsofsky IS, Glover GH, Reiss AL. Un studiu fMRI de dezvoltare al sarcinii Stroop culoare-cuvânt. NeuroImage. 2002;16:61–75. [PubMed]
2. Andersen SL. Traiectoriile dezvoltării creierului: punct de vulnerabilitate sau fereastră de oportunitate? Neurosci Biobehav Rev. 2003; 27: 3-18. [PubMed]
3. Arnett J. Comportament imprudent în adolescență: o perspectivă de dezvoltare. Dev Rev. 1992;12:339–373.
4. Bjork JM, Knutson B, Fong GW, Caggiano DM, Bennett SM, Hommer DW. Stimularea activării creierului la adolescenți: similitudini și diferențe față de adulții tineri. J Neurosci. 2004; 24: 1793-1802. [PubMed]
5. Bjork JM, Smith AR, Danube CL, Hommer DW. Diferențele de dezvoltare în recrutarea cortexului mezofrontal posterior prin recompense riscante. 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. Alegând cel mai mic dintre cele două rele, cel mai bun dintre două bunuri: specificarea rolurilor cortexului prefrontal ventromedial și cingulatului anterior dorsal în alegerea obiectului. J Neurosci. 2006;26:11379–11386. [PubMed]
7. Blaukopf CL, DiGirolamo GJ. Efecte diferențiate ale recompensei și pedepsei asupra mișcărilor oculare conștiente și inconștiente. Exp Brain Res. 2006;174:786–792. [PubMed]
8. Breiter HC, Aharon I, Kahneman D, Dale A, Shizgal P. Imagistica funcțională a răspunsurilor neuronale la speranța și experiența câștigurilor și pierderilor monetare. 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 și colab. Efectele acute ale cocainei asupra activității și emoțiilor creierului uman. Neuron. 1997;19:591–611. [PubMed]
10. Breiter HC, Rosen BR. Imagistica prin rezonanță magnetică funcțională a circuitelor de recompensă a creierului la om. Ann NY Acad Sci. 1999;877:523–547. [PubMed]
11. Brown MR, Desouza JF, Goltz HC, Ford K, Menon RS, Goodale MA, Everling S. Comparația sacadelor ghidate de memorie și vizual folosind fMRI legate de evenimente. J Neurofiziol. 2004;91:873–889. [PubMed]
12. Brown MR, Goltz HC, Vilis T, Ford KA, Everling S. Inhibarea și generarea de sacade: fMRI rapid legat de evenimente de prosacade, antisaccade și studii nogo. NeuroImage. 2006;33:644–659. [PubMed]
13. Brown TT, Lugar HM, Coalson RS, Miezin FM, Petersen SE, Schlaggar BL. Modificări de dezvoltare în organizarea funcțională cerebrală umană pentru generarea de cuvinte. Cortexul cerebral. 2005;15:275–290. [PubMed]
14. Bruce CJ, Goldberg ME. Câmpurile oculare frontale ale primatelor. I. Neuroni unici care se descarcă înaintea sacadelor. J Neurofiziol. 1985;53:603–635. [PubMed]
15. Bunge SA, Dudukovic NM, Thomason ME, Vaidya CJ, Gabrieli JD. Contribuția imună a lobului frontal la controlul cognitiv la copii: dovezi din fMRI. Neuron. 2002; 33: 301-311. [PubMed]
16. Cabeza R, Nyberg L. Imaging cognition II: o revizuire empirică a 275 de studii PET și fMRI. J Cog Neurosci. 2000;12:1–47. [PubMed]
17. Casey BJ, Jones RM, Hare TA. Creierul adolescent. Ann NY Acad Sci. 2008; 1124: 111-126. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
18. Casey BJ, Trainor RJ, Orendi JL, Schubert AB, Nystrom LE, Giedd JN, Astellanos FX, Haxby JV, Noll DC, Cohen JD și colab. Un studiu RMN funcțional de dezvoltare al activării prefrontale în timpul efectuării unei sarcini „go-no-go”. J Cog Neurosci. 1997;9:835–847.
19. Castellanos FX, Tannock R. Neuroscience of attention-deficit/hiperactivity disorder: the search for endophenotypes. Nat Rev Neurosci. 2002;3:617–628. [PubMed]
20. Chambers RA, Taylor JR, Petenza MN. Neurocircuitul de dezvoltare al motivației în adolescență: o perioadă critică de vulnerabilitate a dependenței. Am J Psihiatrie. 2003;160:1041–1052. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
21. Connolly JD, Goodale MA, Menon RS, Munoz DP. Dovezi fMRI umane pentru corelațiile neuronale ale setului pregătitor. Nat Neurosci. 2002;5:1345–1352. [PubMed]
22. Cooper JC, Knutson B. Valenta si proeminenta contribuie la activarea nucleului accumbens. Neuroimagine. 2008;39(1):538–547. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
23. Corbetta M, Kincade JM, Ollinger JM, McAvoy MP, Shulman GL. Orientarea voluntară este disociată de detectarea țintei în cortexul parietal posterior uman. Nat Neurosci. 2000;3:292–297. [PubMed]
24. Cox RW. AFNI: software pentru analiza și vizualizarea neuroimaginilor de rezonanță magnetică funcțională. Comput Biomed Res. 1996;29:162–173. [PubMed]
25. Crews F, He J, Hodge C. Dezvoltarea corticală adolescentă: o perioadă critică de vulnerabilitate pentru dependență. Pharmacol Biochem Behav. 2007; 86: 189-199. [PubMed]
26. Curtis CE, Connolly JD. Semnale de pregătire a saccadelor în cortexele frontale și parietale umane. J Neurofiziol. 2008;99:133–145. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
27. Curtis CE, D'Esposito M. Succesul și eșecul suprimând comportamentul reflexiv. J Cog Neurosci. 2003;15:409–418. [PubMed]
28. Curtis CE, D'Esposito M. Inhibarea acțiunilor nedorite. În: Bargh J, Gollwitzer P, Moresella E, editori. Psihologia acțiunii. 2008. Vol. 2. New York: Guilford Press.
29. Dahl RE. Dezvoltarea creierului adolescent: o perioadă de vulnerabilități și oportunități. Adresă principală. Ann NY Acad Sci. 2004; 1021: 1-22. [PubMed]
30. Delgado MR, Locke HM, Stenger VA, Fiez JA. Răspunsurile striatului dorsal la recompensă și pedeapsă: efectele manipulărilor de valență și magnitudine. Cogn Afect Behav Neurosci. 2003;3:27–38. [PubMed]
31. Delgado MR, Nystrom LE, Fissell C, Noll DC, Fiez JA. Urmărirea răspunsurilor hemodinamice pentru recompensă și pedeapsă în striatum. J Neurophysiol. 2000; 84: 3072-3077. [PubMed]
32. Ding L, Hikosaka O. Comparație între modularea recompensei în câmpul ocular frontal și caudatul macacului. J Neurosci. 2006;26:6695–6703. [PubMed]
33. Duka T, Lupp A. Efectele stimulentei asupra antisacadelor: este un mecanism dopaminergic implicat. Behav Pharmacol. 1997;8:373–382. [PubMed]
34. Durston S, Davidson MC, Tottenham N, Galvan A, Spicer J, Fossella JA, Casey BJ. O schimbare de la activitatea corticale difuză la focală odată cu dezvoltarea. 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 și nucleul accumbens în răspunsurile la primirea și omisiunea de câștiguri la adulți și adolescenți. NeuroImage. 2005; 25: 1279-1291. [PubMed]
36. Ernst M, Pine DS, Hardin M. Model triadic al neurobiologiei comportamentului motivat în adolescență. Psychol Med. 2006; 36: 299-312. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
37. Eshel N, Nelson EE, Blair RJ, Pine DS, Ernst M. Substraturi neurale de selecție la adulți și adolescenți: dezvoltarea cortexului ventricular prefrontal și cingular anterior. Neuropsychologia. 2007; 45: 1270-1279. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
38. Everling S, Krappmann P, Flohr H. Potențialele corticale precedând pro- și antisacadele la om. Electroencefalogr Clin Neurophysiol. 1997;102:356–362. [PubMed]
39. Fischer B, Biscaldi M, Gezeck S. Despre dezvoltarea componentelor voluntare și reflexive în generarea sacadelor umane. Brain Res. 1997;754:285–297. [PubMed]
40. Galvan A, Hare TA, Parra CE, Penn J, Voss H, Glover G, Casey BJ. Dezvoltarea anterioară a accumbens în raport cu cortexul orbitofrontal ar putea sta la baza comportamentului de asumare a riscului la adolescenți. J Neurosci. 2006; 26: 6885-6892. [PubMed]
41. Geier CF, Garver K, Terwilliger R, Luna B. Dezvoltarea întreținerii memoriei de lucru. J Neurofiziol. 2009;101:84–99. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
42. Geier CF, Garver KE, Luna B. Circuitele care stau la baza memoriei de lucru spațiale extinse în timp. Neuroimagine. 2007;35:904–915. [PubMed]
43. Giedd JN, Vaituzis AC, Hamburger SD, Lange N, Rajapakse JC, Kaysen D, Vauss YC, Rapoport JL. RMN cantitativ al lobului temporal, amigdalei și hipocampului în dezvoltarea umană normală: vârste 4-18 ani. J Compar Neurol. 1996;366:223–230. [PubMed]
44. Gitelman DR. ILAB: un program pentru analiza postexperimentală a mișcării ochilor. 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. O rețea distribuită la scară largă pentru atenție spațială ascunsă: delimitare anatomică suplimentară bazată pe controale comportamentale și cognitive stricte. Creier. 1999;122:1093–1106. [PubMed]
46. Goghari VM, MacDonald AW., a treia Efecte ale variației designului experimental al unei paradigme de control cognitiv asupra măsurilor de rezultat imagistice comportamentale și funcționale. J Cogn Neurosci. 3;2008:20–20. [PubMed]
47. Gogtay N, Giedd JN, Lusk L, Hayashi KM, Greenstein D, Vaituzis AC, Nugent TF3, Herman DH, Clasen LS, Toga AW, et al. Cartografierea dinamică a dezvoltării corticale umane în timpul copilăriei până la vârsta adultă timpurie. Proc Natl Acad Sci USA. 2004;101:8174–8179. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
48. Goldman-Rakic ​​PS, Bates JF, Chafee MV. Cortexul prefrontal și motorul generat intern acționează. Curr Opin Neurobiol. 1992;2:830–835. [PubMed]
49. Grosbras MH, Lobel E, Van de Moortele PF, Lebihan D, Berthoz A. Un reper anatomic pentru câmpurile suplimentare de ochi la om dezvăluit cu imagistica prin rezonanță magnetică funcțională. Cortexul cerebral. 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 și colab. Alterarea funcțională striatală la adolescenți caracterizată prin inhibarea comportamentală a copilăriei timpurii. J Neurosci. 2006;26:6399–6405. [PubMed]
51. Hallett PE. Sacade primare și secundare la obiectivele definite prin instrucțiuni. Viziune Res. 1978;18:1279–1296. [PubMed]
52. Hanes DP, Schall JD. Controlul neuronal al inițierii mișcării voluntare. Ştiinţă. 1996;274:427–430. [PubMed]
53. Hardin MG, Schroth E, Pine DS, Ernst M. Modularea legată de stimulente a controlului cognitiv la adolescenții sănătoși, anxioși și depresivi: diferențe legate de dezvoltare și psihopatologie. J Psihiatrie psihologică infantilă. 2007;48:446–454. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
54. Hare TA, O'Doherty J, Camerer CF, Schultz W, Rangel A. Disociarea rolului cortexului orbitofrontal și al striatumului în calcularea valorilor obiectivelor și a erorilor de predicție. J Neurosci. 2008;28:5623–5630. [PubMed]
55. Hikosaka O, Nakumura K, Nakahara H. Ganglionii bazali orientează ochii pentru a recompensa. J Neurofiziol. 2006;95:567–584. [PubMed]
56. Irwin CE., Jr Conceptul teoretic al adolescenților cu risc. Adolesc Med. 1990;1:1–14. [PubMed]
57. Jazbec S, Hardin MG, Schroth E, McClure E, Pine DS, Ernst M. Age-related influence of contingencies on a saccade task. Exp Brain Res. 2006;174:754–762. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
58. Jazbec S, McClure E, Hardin M, Pine DS, Ernst M. Cognitive control under contingencies in anxious and depressed adolescents: an antisaccade task. Biol Psihiatrie. 2005;58:632–639. [PubMed]
59. Jenkinson M, Smith S. O metodă de optimizare globală pentru înregistrarea afină robustă a imaginilor creierului. Med Image Anal. 2001;5:143–156. [PubMed]
60. Kalsbeek A, Voorn P, Buijs RM, Pool CW, Uylings HB. Dezvoltarea inervării dopaminergice în cortexul prefrontal al șobolanului. J. Comp. Neurol. 1988; 269: 58-72. [PubMed]
61. Kang HC, Burgund ED, Lugar HM, Petersen SE, Schlagger BL. Comparația focarelor de activare funcțională la copii și adulți folosind un spațiu stereotactic comun. NeuroImage. 2003;19:16–28. [PubMed]
62. Keller TA, Carpenter PA, Just MA. Bazele neuronale ale înțelegerii propozițiilor: o examinare fMRI a procesării sintactice și lexicale. Cortexul cerebral. 2001;11:223–237. [PubMed]
63. Klein C, Foerster F. Dezvoltarea performanței sarcinilor prosaccade și antisaccade la participanții cu vârsta cuprinsă între 6 și 26 de ani. Psihofiziologie. 2001;38:179–189. [PubMed]
64. Knutson B, Adams CM, Fong GW, Hommer D. Anticiparea creșterii recompensei monetare recrutează selectiv nucleul accumbens. J Neurosci. 2001;21:RC159. [PubMed]
65. Knutson B, Cooper JC. Imagistica prin rezonanță magnetică funcțională a predicției recompensei. Curr Opin Neurol. 2005;18:411–417. [PubMed]
66. Knutson B, Fong GW, Bennett SM, Adams CM, Hommer D. O regiune a cortexului prefrontal mezial urmărește rezultate recompensatoare monetar: caracterizare cu fMRI rapid legat de evenimente. NeuroImage. 2003;18:263–272. [PubMed]
67. Knutson B, Gibbs SE. Legarea nucleului accumbens dopamina și oxigenarea sângelui. Psychopharmacology (Berl) 2007;191:813–822. [PubMed]
68. Kringelbach ML, Rolls ET. Neuroanatomia funcțională a cortexului orbitofrontal uman: dovezi din neuroimagistică și neuropsihologie. 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 și colab. Imagistica prin rezonanță magnetică dinamică a activității creierului uman în timpul stimulării senzoriale primare. Proc Natl Acad Sci USA. 1992;89:5675–5679. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
70. Levin HS, Culhane KA, Hartmann J, Evankovich K, Mattson AJ. Modificări de dezvoltare ale performanței la testele de funcționare pretinsă a lobului frontal. Dev Neuropsych. 1991;7:377–395.
71. Liddle PF, Kiehl KA, Smith AM. Studiu fMRI legat de evenimente privind inhibarea răspunsului. Harta creierului Hum. 2001;12:100–109. [PubMed]
72. Liston C, Watts R, Tottenham N, Davidson MC, Niogi S, Ulug AM, Casey BJ. Microstructura frontostriatală modulează recrutarea eficientă a controlului cognitiv. Cereb Cortex. 2006; 16: 553-560. [PubMed]
73. Luna B, Garver KE, Urban TA, Lazar NA, Sweeney JA. Maturarea proceselor cognitive de la copilărie târzie până la maturitate. Copil Dev. 2004;75:1357–1372. [PubMed]
74. Luna B, Sweeney JA. Apariția funcției creierului colaborativ: studii fMRI ale dezvoltării inhibării răspunsului. 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. Maturarea funcției cerebrale distribuite pe scară largă contribuie la dezvoltarea cognitivă. NeuroImage. 2001;13:786–793. [PubMed]
76. Luna B, Thulborn KR, Strojwas MH, McCurtain BJ, Berman RA, Genovese CR, Sweeney JA. Regiunile corticale dorsale care deservesc sacadele ghidate vizual la oameni: un studiu fMRI. Cortexul cerebral. 1998;8:40–47. [PubMed]
77. Marsh R, Zhu H, Schultz RT, Quackenbush G, Royal J, Skudlarski P, Peterson BS. Un studiu fMRI de dezvoltare al controlului de autoreglare. Harta creierului Hum. 2006;27:848–863. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
78. May JC, Delgado MR, Dahl RE, Stenger VA, Ryan ND, Fiez JA, Carter CS. Imagistica prin rezonanță magnetică funcțională legată de evenimente a circuitelor cerebrale legate de recompensă la copii și adolescenți. Biol Psihiatrie. 2004;55:359–366. [PubMed]
79. McClure SM, York MK, Montague PR. Substraturile neuronale ale procesării recompensei la oameni: rolul modern al FMRI. Neuroștiință. 2004;10:260–268. [PubMed]
80. Meng SZ, Ozawa Y, Itoh M, Takashima S. Modificări legate de dezvoltare și de vârstă ale transportorului de dopamină și receptorii dopaminei D1 și D2 în ganglionii bazali umani. Brain Res. 1999;843:136–144. [PubMed]
81. Munoz DP, Broughton JR, Goldring JE, Armstrong IT. Performanța legată de vârstă a subiecților umani în sarcinile de mișcare a ochilor sacadice. Exp Brain Res. 1998;121:391–400. [PubMed]
82. Munoz DP, Everling S. Privește departe: sarcina anti-saccade și controlul voluntar al mișcării ochilor. Nat Rev Neurosci. 2004;5:218–228. [PubMed]
83. O'Doherty J, Dayan P, Schultz J, Deichmann R, Friston K, Dolan RJ. Rolurile disciplinabile ale striatului ventral și dorsal în condiționarea instrumentală. Ştiinţă. 2004; 304: 452-454. [PubMed]
84. O'Doherty J, Kringelbach ML, Rolls ET, Hornak J, Andrews C. Reprezentări abstracte de recompensă și pedeapsă în cortexul orbitofrontal uman. Natura Neurosci. 2001;4:95–102. [PubMed]
85. O'Doherty JP, Diechmann R, Critchley HD, Dolan RJ. Răspunsuri neuronale în timpul anticipării unei recompense gustative primare. Neuron. 2002;33:815–826. [PubMed]
86. Ogawa S, Tank DW, Menon R, Ellermann JM, Kim SG, Merkle H, Ugurbil K. Modificări intrinseci ale semnalului care însoțesc stimularea senzorială: cartografierea funcțională a creierului cu imagistica prin rezonanță magnetică. Proc Natl Acad Sci USA. 1992;89:5951–5955. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
87. Ollinger JM, Corbetta M, Shulman GL. Separarea proceselor în cadrul unui studiu în RMN funcțional legat de evenimente: partea II. NeuroImage. 2001;13:218–229. [PubMed]
88. Ollinger JM, Shulman GL, Corbetta M. Procese de separare în cadrul unui studiu în RMN funcțional legat de evenimente: partea I. NeuroImage. 2001;13:210–217. [PubMed]
89. Ono M, Kubik S, Abernathy CD. Atlas al șanțurilor cerebrale. New York: Thieme Medical Publishers, Inc; 1990.
90. Paus T. Locația și funcția câmpului ocular frontal uman: o revizuire selectivă. Neurophologie. 1996;34:475–483. [PubMed]
91. Paus T, Babenko V, Radil T. Dezvoltarea unei capacități de a menține fixarea privirii centrale instruită verbal studiată la copiii de 8 până la 10 ani. Int J Psychophysiol. 1990;10:53–61. [PubMed]
92. Pierrot-Deseilligny CH, Muri RM, Nyffeler T, Milea D. Rolul cortexului prefrontal dorsolateral uman în comportamentul motor ocular. Ann NY Acad Sci. 2005;1039:239–251. [PubMed]
93. Ridderinkhof KR, Band GPH, Logan GD. Un studiu al comportamentului adaptativ: efectele vârstei și informații irelevante asupra capacității de a-și inhiba acțiunile. Acta Psychol. 1999;101:315–337.
94. Ridderinkhof KR, Ullsperger M, Crone EA, Nieuwenhuis S. Rolul cortexului frontal medial în controlul cognitiv. Ştiinţă. 2004;306:443–447. [PubMed]
95. Ridderinkhof KR, van der Molen MW. Resursele mentale, viteza de procesare și controlul inhibitor: o perspectivă de dezvoltare. Biol Psychol. 1997;45:241–261. [PubMed]
96. Ridderinkhof KR, van den Wildenberg WP, Segalowitz SJ, Carter CS. Mecanisme neurocognitive ale controlului cognitiv: rolul cortexului prefrontal în selecția acțiunii, inhibarea răspunsului, monitorizarea performanței și învățarea bazată pe recompensă. Creierul Cogn. 2004;56:129–140. [PubMed]
97. Roesch MR, Olson CR. Impactul recompensei așteptate asupra activității neuronale în cortexul prefrontal, câmpurile oculare frontale și suplimentare și cortexul premotor. J Neurofiziol. 2003;90:1766–1789. [PubMed]
98. Roesch MR, Olson CR. Activitatea neuronală legată de valoarea recompensă și motivația în cortexul frontal al primatelor. Ştiinţă. 2004; 304: 307-310. [PubMed]
99. Rolls ET. Cortexul orbitofrontal și recompensa. Cereb Cortex. 2000; 10: 284-294. [PubMed]
100. Rosenberg DR, Lewis DA. Modificări ale inervației dopaminergice a cortexului prefrontal al maimuței în timpul dezvoltării postnatale târzii: un studiu imunohistochimic al tirozin-hidroxilazei. Biol Psihiatrie. 1994;36:272–277. [PubMed]
101. Rosenberg DR, Lewis DA. Maturarea postnatală a inervației dopaminergice a corticalelor prefrontale și motorii de maimuță: o analiză imunohistochimică a hidroxilazei tirozinei. 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. Frontalalizarea funcțională cu vârsta: cartografierea traiectoriilor neurodevelopmentale cu fMRI. Neurosci Biobehav Rev. 2000; 24: 13-19. [PubMed]
103. Rubia K, Smith AB, Taylor E, Brammer M. Dezvoltarea funcțională liniară corelată cu vârsta a rețelelor fronto-striato-cerebeloase inferioare drepte în timpul inhibării răspunsului și a cingulului anterior în timpul proceselor legate de eroare. Harta creierului Hum. 2007;28:1163–1177. [PubMed]
104. Rubia K, Smith AB, Woolley J, Nosarti C, Heyman I, Taylor E, Brammer M. Creșterea progresivă a activării creierului frontostriatal de la copilărie până la vârsta adultă în timpul sarcinilor de control cognitiv legate de evenimente. Harta creierului Hum. 2006;27:973–993. [PubMed]
105. Schall JD, Stuphorn V, Brown JW. Monitorizarea și controlul acțiunii de către lobii frontali. Neuron. 2002;36:309–322. [PubMed]
106. Scherf KS, Sweeney JA, Luna B. Baza creierului modificării de dezvoltare în memoria de lucru vizuo-spațială. J Cog Neurosci. 2006;18:1045–1058. [PubMed]
107. Schultz W. Semnal de recompensă predictivă a neuronilor dopaminergici. J Neurophysiol. 1998; 80: 1-27. [PubMed]
108. Schultz W. Semnale multiple de recompensă în creier. Nat Rev Neurosci. 2000;1:199–207. [PubMed]
109. Schultz W. Obtinerea formalei cu dopamina si recompensa. Neuron. 2002; 36: 241-263. [PubMed]
110. Schultz W, Apicella P, Ljungberg T. Răspunsurile neuronilor dopaminei de maimuță la stimularea recompensă și condiționată în etapele succesive de învățare a unei sarcini de răspuns întârziat. J Neurosci. 1993; 13: 900-913. [PubMed]
111. Schultz W, Tremblay L, Hollerman JR. Procesarea recompensei în cortexul orbitofrontal al primatelor și ganglionii bazali. Cortexul cerebral. 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 și colab. Receptorii de dopamină din creierul uman la copii și adulți în vârstă. Sinapsa. 1987;1:399–404. [PubMed]
113. Shulman GL, Ollinger JM, Akbudak E, Conturo TE, Snyder AZ, Petersen SE, Corbetta M. Domenii implicate în codificarea și aplicarea așteptărilor direcționale la obiectele în mișcare. J Neurosci. 1999;19:9480–9496. [PubMed]
114. Smith SM. Extracție automată rapidă și robustă a creierului. Harta creierului Hum. 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 și colab. Progrese în analiza și implementarea imaginii MR funcționale și structurale ca FSL. NeuroImage. 2004;23:S208–S219. [PubMed]
116. Sowell ER, Thompson PM, Holmes CJ, Jernigan TL, Toga AW. Dovezi in vivo pentru maturizarea creierului post-adolescent în regiunile frontale și striate. Nat Neurosci. 1999;2:859–861. [PubMed]
117. Spear LP. Creierul adolescentului și manifestările comportamentale legate de vârstă. Neurosci Behav Rev. 2000;24:417–463. [PubMed]
118. Steinberg L. Luarea de risc în adolescență: ce schimbări și de ce? Ann NY Acad Sci. 2004; 1021: 51-58. [PubMed]
119. Steinberg L, Graham S, O'Brien L, Woolard J, Cauffman E, Banich M. Diferențele de vârstă în orientarea viitoare și reducerea întârzierii. Copil Dev. 2009;80:28–44. [PubMed]
120. Sweeney JA, Mintun MA, Kwee S, Wiseman MB, Brown DL, Rosenberg DR, Carl JR. Studiul tomografiei cu emisie de pozitroni a mișcărilor oculare sacadice voluntare și a memoriei de lucru spațiale. J Neurofiziol. 1996;75:454–468. [PubMed]
121. Talairach J, Tournoux P. Atlasul stereotaxic co-planar al creierului uman. New York: Thieme Medical Publishers; 1988.
122. Tamm L, Menon V, Reiss AL. Maturarea funcției creierului asociată cu inhibarea răspunsului. J Am Acad Psihiatrie Copil Adolescent. 2002;41:1231–1238. [PubMed]
123. Toga AW, Thompson PM, Sowell ER. Cartografierea maturizării creierului. Trends Neurosci. 2006;29:148–159. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
124. Van Essen DC. Ferestre pe creier: rolul emergent al atlaselor și bazelor de date în neuroștiință. Curr Opin Neurobiol. 2002;12:574–579. [PubMed]
125. Van Essen DC, Drury HA, Dickson J, Harwell J, Hanlon D, Anderson CH. O suită de software integrată pentru analize bazate pe suprafață ale cortexului cerebral. J Am Med Inform Conf. univ. 2001;8:443–459. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
126. van Leijenhorst L, Crone EA, Bunge SA. Corelații neuronale ale diferențelor de dezvoltare în estimarea riscului și procesarea feedback-ului. Neurophologie. 2006;44:2158–2170. [PubMed]
127. van Leijenhorst L, Zanolie K, Van Meel CS, Westenberg PM, Rombouts SA, Crone EA. Ce motivează adolescentul? Regiunile creierului care mediază sensibilitatea la recompensă de-a lungul adolescenței. Cortexul cerebral. 2009 Epub înainte de tipărire. [PubMed]
128. Velanova K, Wheeler ME, Luna B. Modificările maturaționale în recrutarea anterior cingulate și frontoparietale susțin dezvoltarea procesării erorilor și a controlului inhibitor. Cereb Cortex. 2008; 18: 2505-2522. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
129. Voorn P, Vanderschuren LJ, Groenewegen HJ, Robbins TW, Pennartz CM. Punerea spinului pe diviziunea dorsal-ventrală a striatumului. Tendințe Neurosci. 2004; 27: 468-474. [PubMed]
130. Ward BD. 2002. Analiza deconvoluției datelor serii temporale fMRI: documentație pentru pachetul software AFNI. Disponibil la: http://afni.nimh.nih.gov/pub/dist/doc/manual/3dDeconvolve.pdf.
131. Wenger KK, Visscher KM, Miezin FM, Petersen SE, Schlaggar BL. Comparația activității susținute și tranzitorii la copii și adulți folosind un design fMRI mixt blocat/legat de evenimente. NeuroImage. 2004;22:975–985. [PubMed]
132. Wheeler ME, Shulman GL, Buckner RL, Miezin FM, Velanova K, Petersen SE. Dovezi pentru reactivarea perceptivă separată și procesele de căutare în timpul amintirii. Cortexul cerebral. 2005;16:949–959. [PubMed]
133. Williams BR, Ponesse JS, Schachar RJ, Logan GD, Tannock R. Dezvoltarea controlului inhibitor pe parcursul vieții. Dev Psychol. 1999;35:205–213. [PubMed]
134. Yakovlev PI, Lecours AR. Ciclurile mielogenetice de maturizare regională a creierului. În: Minkowski A, editor. Dezvoltarea regională a creierului la începutul vieții. Oxford: Blackwell Scientific; 1967. p. 3–70.