Traiectoriile neurodevelopmentale ale cortexului cerebral uman (2008)

J Neurosci. 2008 Apr 2;28(14):3586-94. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5309-07.2008.

Shaw P1, Kabani NJ, Lerch JP, Eckstrand K, Lenroot R, Gogtay N, Greenstein D, Clasen L, Evans A, Rapoport JL, Giedd JN, Wise SP.

Abstract

Înțelegerea organizării cortexului cerebral rămâne un punct central al neuroștiinței. Hărțile corticale s-au bazat aproape exclusiv pe examinarea țesutului postmortem pentru a construi hărți structurale, arhitectonice. Aceste hărți s-au distins invariabil între zonele cu mai puține straturi perceptibile, care au un model general mai puțin complex de laminare și nu au un strat granular intern și cele cu arhitectură laminară mai complexă. Prima include mai multe zone limbice agranulare, iar cea de-a doua include zonele de asociere omotipice și granulare și cortexul senzorial. Aici, relaționăm aceste hărți tradiționale cu datele de dezvoltare din neuroimagistica neinvazivă. Modificările în grosimea corticală au fost determinate in vivo din 764 de imagini de rezonanță magnetică neuroanatomică dobândite longitudinal de la 375 de copii și adulți tineri în curs de dezvoltare. Găsim diferite niveluri de complexitate a creșterii corticale de-a lungul cerebrului, care se aliniază strâns cu hărțile arhitectonice stabilite. Regiunile corticale cu arhitectură laminară simplă, inclusiv cele mai multe zone limbice, prezintă predominant traiectorii de creștere mai simple. Aceste zone au identificat în mod clar omologi în toate creierele mamiferelor și astfel au evoluat probabil la mamiferele timpurii. În contrast, zonele de asociere polisenzoriale și de ordin înalt ale cortexului, cele mai complexe zone în ceea ce privește arhitectura lor laminară, au și cele mai complexe traiectorii de dezvoltare. Unele dintre aceste zone sunt unice sau sunt extinse dramatic în primate, conferind o semnificație evolutivă descoperirilor. Mai mult, prin cartografierea unei caracteristici cheie a acestor traiectorii de dezvoltare (vârsta de atingere a grosimii corticale maxime), documentăm maturizarea dinamică, heterocronă a cortexului cerebral prin secvențe de time lapse („filme”).

Secțiunea precedentăSecțiunea următoare

Introducere

Cele mai multe hărți ale cortexului cerebral uman au împărțit-o în funcție de caracteristicile histologice, cum ar fi distribuția corpurilor celulare sau a mielinei și, mai recent, markerii moleculari (von Economo și Koskinas, 1925; Ongur și colab., 2003; Zilles și colab., 2004). Comparațiile clasificărilor similare între mai multe specii oferă o perspectivă evolutivă, iar astfel de analize au identificat două tipuri corticale largi. Un tip, allocortex, are o formă primitivă în trei straturi care seamănă puternic cu omologii din reptile. Un alt tip, izocortex, nu are astfel de omologi și are o structură mai derivată caracterizată prin mai mult de trei straturi (de obicei șase) și un model mai complex de proiecții aferente și eferente (Kaas, 1987; Puelles, 2001; Allman și colab., 2002; Striedter, 2005). Între allocortex și isocortex, zonele denumite uneori "cortex de tranziție" au proprietăți intermediare. Utilizarea neuroimagistice structurale ale in vivo dezvoltând creierul, am explorat posibilitatea ca aceste tipuri diferite de cortex să arate diferite niveluri de complexitate în traiectoriile creșterii lor în copilărie și adolescență.

Folosind neuroanatomia computațională, am definit grosimea corticală la peste punctele 40,000 de-a lungul cerebelului într-o cohorta de copii și adolescenți sănătoși 375. Grosimea corticală a fost aleasă ca o metrică care captează arhitectura coloană a cortexului și este sensibilă la schimbările de dezvoltare la populațiile obișnuite în curs de dezvoltare și la cele clinice (Lerch și colab., 2005; O'Donnell și colab., 2005; Makris și colab., 2006; Shaw și colab., 2006a,b; Lu și colab., 2007; Sowell și colab., 2007).

Majoritatea copiilor din grupul nostru au repetat imaginile neuroanatomice și astfel de date longitudinale pot fi combinate cu date transversale pentru a modela schimbările de evoluție, datele longitudinale fiind deosebit de informative. Pentru grosimea corticală, cea mai simplă traiectorie care poate fi montată pentru a descrie schimbarea acesteia în timp este o linie dreaptă. Modelele de creștere mai complexe includ faze distincte ale creșterii și descreșterii grosimii corticale: un model patrat are două astfel de faze (de obicei, o creștere inițială care atinge un vârf înainte de scădere) și un model cubic are trei. Complexitatea creșterii poate varia de-a lungul cortexului cerebral și am căutat să cercetăm dacă această variație este aliniată cu proprietățile cito-arhitectonice.

Proprietățile derivate ale curbelor de dezvoltare, cum ar fi vârsta de atingere a diferitelor puncte de inflexiune, sunt frecvent utilizate ca indicatori de dezvoltare (Tanner și colab., 1976; Jolicoeur și colab., 1988). Pentru grosimea corticală, vârsta la care se atinge grosimea corticală maximă (punctul în care creșterea dă posibilitatea de scădere a grosimii corticale) poate fi determinată pentru punctele corticale cu o traiectorie cubică sau quadratică (dar nu liniară) și, prin urmare, apare ca un indice potențial util de dezvoltare corticală. Prin urmare, am examinat suplimentar modelul de atingere a grosimii corticale de vârf a cerebrale pentru a confirma și a extinde observațiile anterioare ale unei secvențe heterocronice, zonele senzoriale primare atingând grosimea corticală maximă înaintea ariilor de asociere de ordin polimodal, de mare ordineGogtay și colab., 2004).

Materiale și metode

Participanți.

Trei sute șaptezeci și cinci de copii și adolescenți, copii sănătoși fără istoric personal sau familial de tulburări psihiatrice sau neurologice, au avut un număr total de imagini cu rezonanță magnetică 764. Fiecare subiect a completat Lista de verificare a comportamentului copilului ca instrument de screening și apoi a suferit un interviu structurat de diagnostic de către un psihiatru pentru a exclude orice diagnoză psihiatrică sau neurologică (Giedd și colab., 1996). Handnesseditatea a fost determinată utilizând PANESS (examinarea fizică și neurologică pentru semnele moi) și 336 (90%) au fost predominant drepte, 20 (5%) predominant stângaci și 19 (5%) ambidextrous. Cotația medie a inteligenței (IQ) a fost 115 (SD, 13) determinată din versiunile adecvate vârstei pentru Wechsler Intelligence Scales (Shaw și colab., 2006b). Statutul socio-economic (SES) a fost determinat de la scorurile Hollingshead și scorul mediu a fost 40 (SD, 19) (Hollingshead, 1975). Intervalul de vârstă a fost cuprins între 3.5 și 33 ani, iar distribuția pe vârste a scanărilor este ilustrată în Figura 1. Subiecții au provenit din familii diferite de la 292; 196 (52%) au fost de sex masculin. Gama de vârste variază de la 3.5 la 33 ani. Toți subiecții au avut cel puțin o scanare (vârsta medie la scanare inițială, 12.3 ani, SD, 5.3); 203 (54.1%) a avut cel puțin două scanări (vârsta medie, 13.8, SD, 4.6); 106 (28.3%) a avut cel puțin trei scanări (medie, 15.3, SD, 4.2); și 57 (15.2%) au avut patru sau mai multe scanări (media 18, SD 4.5).

Figura 1. 

Distribuția pe vârstă a datelor. Vârsta fiecărei scanări este indicată de un diamant albastru. Pentru fiecare subiect, prima scanare este întotdeauna cea mai din stânga; subiecții cu scanări repetate au o linie orizontală desenată care leagă vârsta la prima scanare cu vârsta la scanări ulterioare.

Neuroimagistice.

Imaginile ponderate T1 cu secțiuni axiale 1.5 mm și fâșii coronare 2.0 mm au fost obținute folosind un echilibru tridimensional rasfatat recuperat în starea de echilibru pe un scanner 1.5-T General Electric (Milwaukee, WI) Signa. Parametrii imaginii au fost după cum urmează: timpul de ecou, ​​5 ms; timpul de repetare, 24 ms; unghi de înclinare, 45 °; matrice de achiziție, 256 × 192; numărul de excitații, 1; și câmpul vizual, 24 cm. Plasarea capului a fost standardizată conform descrierii anterioare (Giedd și colab., 1999). Același scaner a fost utilizat pe tot parcursul studiului. Scanările RMN native au fost înregistrate în spațiu stereotaxic standardizat folosind o transformare liniară și corectate pentru artefacte de neuniformitate (Sled și colab., 1998). Volumele înregistrate și corectate au fost segmentate în materie albă, materie cenușie, CSF și fundal utilizând un clasificator de plasă neuronal avansat (Zijdenbos și colab., 2002). A fost aplicat un algoritm de deformare a suprafeței care se potrivește mai întâi cu suprafața materiei albe, apoi se extinde spre exterior pentru a găsi intersecția materiei cenușii-CSF definind o relație cunoscută între fiecare vârf al suprafeței materiei albe și omologul său de suprafață de materie cenușie; grosimea corticală este definită ca distanța dintre aceste vârfuri legate (și măsurată la 40,962 astfel de noduri) (MacDonald și colab., 2000). A fost aplicat un kernel de blur 30-mm-bandwidth; această dimensiune a fost aleasă pe baza simulărilor populației, care arată că această lățime de bandă maximizează puterea statistică minimizând în același timp false pozitive (Lerch și Evans, 2005). Acest nucleu permite localizarea anatomică, deoarece distanța 30 mm delimitată de-a lungul suprafeței cu ajutorul unui operator de netezire a difuziei păstrează caracteristicile topologice corticale și reprezintă cortex considerabil mai mic decât nucleul neclar volumetric Gaussian.

Validitatea acestei măsuri automate față de estimarea neuroanatomică manuală a grosimii corticale a fost demonstrată anterior pentru regiunile corticale selectate la o populație adultă (Kabani și colab., 2001) Am repetat acest studiu de validare la populația noastră pediatrică în regiunile corticale incluse în studiul inițial (gyri pre și post central gyrus, gyrus frontal superior, gyrus temporal superior, cuneus, lobul parietal superior și gyrus supramarginal);Kabani și colab., 2001). De asemenea, am examinat regiuni de interes deosebit pentru acest studiu. Acestea au fost insula, cortexul orbitofrontal (măsurat bilateral în diviziunile anterioare, posterioare, medii și laterale) și regiuni coriale medii (cingul anterior și posterior, cortexul prefrontal medial dorsal și giracul parahipocampal). Douăzeci de scanări au fost alese la întâmplare din cohorta (de la vârstele 6 până la 15). Pentru fiecare regiune a creierului, neuroanatomistul (NK) a folosit software-ul de analiză a imaginii (MacDonald, 1996) pentru a marca un punct sau o etichetă pe chenarul CSF și materia cenușie care reprezintă suprafața exterioară a cortexului și un alt punct al graniței de materie gri și alb care reprezintă suprafața interioară a cortexului. Distanța dintre cele două etichete a fost calculată, imită algoritmul utilizat de instrumentul automat. Pentru o etichetă dată plasată de neuroanatomist pe suprafața corticală exterioară, cel mai apropiat vârf al suprafeței corticale extrase automat a fost identificat și sa observat grosimea corticală asociată. Rezultatele metodelor manuale și automate au fost comparate folosind măsurători repetate ANOVA urmate de pereche t teste pentru a identifica diferențele regionale. A existat o diferență semnificativă pentru tipul de măsurare, estimările automate fiind mai mari (medie, 4.62; SE, 0.06) decât manualul (media, 4.41; SE, 0.04; F(1,684) = 8.8, p = 0.02). A existat o interacțiune semnificativă între tipul de măsură și regiune (F(35,684) = 2.59, p <0.001) care a fost explorat în continuare. În general, nu a existat nicio diferență semnificativă între măsurile manuale și cele automate în 30 din cele 36 de regiuni, cu performanțe mai slabe observate bilateral în girusul precentral și în girul postcentral stâng și în girusul frontal mediu, girus rectus și cuneus în emisfera stângă. În special, doar una dintre aceste regiuni se află într-o zonă de interes special pentru acest studiu (girusul stâng rectus). Nu a existat nicio corelație între vârstă și diferența dintre estimările automate și manuale (r = 0.02, p = 0.53). Astfel, nu a existat nici o dovadă că diferențele dintre cele două valori au avut vreo influență semnificativă asupra vârstei.

Pentru a determina traiectoriile de dezvoltare la fiecare punct cortic, a fost aleasă o analiză de regresie mixtă, care permite includerea măsurărilor multiple pe persoană, lipsa datelor și intervalele neregulate între măsurători, crescând astfel puterea statisticăPinheiro și Bates, 2000). Clasificarea noastră a traiectoriilor de dezvoltare a fost bazată pe o procedură de selectare a modelului descendent: la fiecare punct cortic am modelat grosimea corticală folosind un model de regresie polinomial cu efecte mixte, testarea efectelor de vârstă cubică, patratică și liniară. Dacă efectul de vârstă cubică nu a fost semnificativ la p <0.05, a fost eliminat și am coborât la modelul pătratic și așa mai departe. În acest fel, am putut clasifica dezvoltarea fiecărui punct cortical ca fiind cel mai bine explicată printr-o funcție cubică, pătratică sau liniară a vârstei. Considerăm că modelele cubice sunt mai complexe decât pătratice, care la rândul lor sunt considerate mai complexe decât modelele liniare. Un efect aleatoriu pentru fiecare individ a fost imbricat într-un efect aleatoriu pentru fiecare familie, reprezentând astfel dependența atât în ​​interiorul persoanei, cât și în cadrul familiei. Astfel, pentru punctele corticale cu model cubic, kgrosime corticală a ia jfamilia a fost modelată ca grosimeijk = intercepta + dij + β1(vârstă) + β2 * (vârstă) ** 2 + β3 * (vârstă) ** 3 + eijk, În cazul în care dij sunt reprezentate de efectele aleatoare ale modelului în interiorul persoanei și în cadrul dependenței familiale, interceptul și β sunt efecte fixe și eijk reprezintă eroarea reziduală. Modelele quadratice nu aveau termenul de vârstă cubică, iar modelele liniare au folosit termenii de vârstă cubi și patratici. Analizele s-au repetat introducând SES și IQ ca covariate.

Vârsta la care sa atins grosimea corticală maximă a fost calculată pentru modelele cubice și patrate din derivatele de ordinul întâi ale curbelor montate.

REZULTATE

În majoritatea izocortexului frontal, lateral temporal, parietal și occipital, traiectoriile de dezvoltare sunt cubice, cu o perioadă de creștere a copilăriei inițiale, urmate de declinul adolescentului și apoi de stabilizarea grosimii corticale la vârsta adultă (Fig. 2). Creșterea caracterizată prin creștere și descreștere, dar lipsită de faza de stabilizare în primele trei decenii de viață (un model patrat) este prezentă în mare parte a insulei și a cortexului cingular anterior. O traiectorie liniară este observată în operculum orbitofrontal și posterior frontal, porțiuni ale cortexului piriform, cortexul temporal medial, suprafețele cingulate subgenuale și cortexul occipitotemporal medial. Sunt afișate grafice care ilustrează punctele individuale de date din regiunile reprezentative cu o traiectorie cubică, patratică sau liniară Figura 3.

Figura 2. 

Complexitatea traiectoriilor de dezvoltare pe întreg cortexul cerebral. Hărțile creierului prezintă vârfurile având o traiectorie de dezvoltare cubică (roșie), patratică (verde) sau liniară (albastră). Graficele arată modelul de creștere pentru fiecare dintre aceste diviziuni. Pentru a avea vederi medii dorsale, laterale laterale, medii stângi, laterale și dreapta. Callosumul corpus este întunecat.

Figura 3. 

Grafice care arată datele grosimilor corticale brute în albastru, cu traiectoria montat suprapusă în roz. a-c, Primele trei imagini prezintă în ordinea grosimii și traiectoriei medii a regiunilor reprezentative: gyri frontal superioare, care au o traiectorie cubică (a); porțiunea insulei care are o traiectorie patratică, văzută în verde în Figura 5 (b); porțiunea cortexului orbitofrontal care are o traiectorie liniară, văzută în albastru în Figura 4 (c).

Am examinat complexitatea traiectoriilor de dezvoltare în ceea ce privește regiunile corticale ale diferitelor tipuri de citotricitecturon, folosind atlasuri histologice pentru a atribui câmpurile citotricitectonice (Ongur și colab., 2003). Această analiză a evidențiat o paralelă clară între tipurile de bază ale cortexului și modelul de dezvoltare corticală. Cortexul orbitofrontal exemplifică corespondența dintre tipurile corticale și traiectoriile de dezvoltare (Fig. 4). În cea mai mare parte anterioară a acestei regiuni, o traiectorie cubică caracterizează izocortexul homotypic (șase straturi) al polului frontal și al regiunilor laterale orbitofrontale. În schimb, cea mai mare parte a cortexului pe suprafața orbitală posterioară urmează traiectorii relativ simple de creștere patratică și liniară. Această regiune are un model de laminare tipic cortexului tranzitoriu: în comparație cu izocortexul homotypic, are mai puține straturi mai puțin dezvoltate și nu are concentrația clară de celule non-piramidale din stratul 4, stratul granular intern (Brockhaus, 1940; Mesulam și Mufson, 1982; Ongur și colab., 2003). În partea cea mai posterioară a acestei regiuni, creșterea liniară și patratică caracterizează cortexul piriform, o zonă alocată primitiv care păstrează olfacția.

Figura 4. 

A, Complexitatea traiectoriilor de dezvoltare pe întreg cortexul orbitofrontal, proiectată pe un șablon de creier standard. Cortexul orbitofrontal anterior și lateral are o formă cubică (roșie); cortexul orbitofrontal medial și posterior are traiectorii mai simple (verde) și liniar (albastru). B, Traiectoriile sunt suprapuse pe o hartă cito-arhitectonică a regiunii prin Öngür și colab. (2003) pentru a ilustra suprapunerea dintre câmpurile citotaritectonice și diferențele regionale în traiectorii. C, Traiectoria fiecărei diviziuni.

Cu toate ca Figura 4 se concentrează asupra cortexului orbitofrontal, aceleași principii sunt observate în general, unde apare o tranziție de la izocortex la forme mai simple. Rezultatele pentru cortexul frontal medial sunt similare cu cele din cortexul orbitofrontal, cu creștere cubică anterior, mai ales în cortexul homotypic al traiectoriilor frontale medii frontale și liniar sau patrat mai mult posterior în regiuni de arhitectură disgranulară sau agranularăFig. 5, sus). Pentru insula (Fig. 5, partea de jos), modelul este la fel. Insula anterioară, cu cortexul agranular și slab laminat, are o traiectorie de dezvoltare liniară. Deplasându-se înapoi către insula dysgranulară și homotipică, la început există o formă mai complexă de patrat; și mai mult posterior, deoarece cortexul devine din ce în ce mai homotropic, traiectoria devine cubică. De asemenea, în lobul temporal, o componentă alocorică, cum ar fi cortexul piriform, prezintă o traiectorie predominant liniară. În contrast, izocortexul temporal lateral are o traiectorie cubică, iar zonele de tranziție, cum ar fi regiunile entorhinal și perirhinal, au traiectorii patratice și liniare (Fig. 2). Aceste rezultate sunt rezumate în Tabelul 1. Există câteva regiuni corticale în care această legătură între tipurile corticale și traiectoriile de dezvoltare nu se află, mai ales în mediile occipitotemporale și în zonele temporale superioare anterioare, ambele fiind regiuni isocortice care au, totuși, o traiectorie liniară și patratică. Modelul rezultatelor deținute când SES și IQ au fost introduse ca covariate, fie separat, fie împreună.

Figura 5. 

Top, Vederi detaliate ale traiectoriilor în cortexul prefrontal medial drept, unde regiunile isocortice au o traiectorie cubică, iar zonele de tranziție au fie o traiectorie patratică (de exemplu cortexul agranular și slab laminat al zonei 24a în gyrusul cingulat), fie un declin liniar în grosime (de exemplu, cortexul subțire și în mare măsură agranular al gurii rectus). În partea inferioară, insula dreaptă prezintă mișcări progresive mai complexe: porțiunea posterioară are o traiectorie cubică (roșu), corpul insulei are o formă patratică (verde) iar insula anterioară are o fixare liniară (albastră). Un model similar este valabil și pentru insula stângă.

Tabelul 1. 

Comenzile diferite de traiectorii sunt date cu regiunile corticale corespunzătoare și cu tipul cortical subiacent

Apoi am determinat vârsta la care a fost obținută grosimea cortexului maxim pentru toate punctele cu o traiectorie cubică sau patratică, folosind derivatul de ordinul întâi al curbei montate pentru fiecare punct. O vârstă de vârf nu poate fi determinată pentru punctele cu o traiectorie liniară. Rezultatele sunt prezentate ca o secvență dinamică de timp (filme suplimentare 1, 2, disponibile la www.jneurosci.org ca material suplimentar), "fotografii" din filme (Fig. 6) și vârsta estimată a grosimii corticale de vârf pentru regiuni ale creierului 56 (așa cum este definită de instrumentul de segmentare ANIMAL).

Figura 6. 

Vârsta de atingere a grosimii corticale de vârf a cortexului cerebral. Viteza maximă poate fi estimată numai pentru regiunile cu o traiectorie cubică sau patratică și nu pentru regiunile cu schimbare liniară (care sunt indicate cu o nuanță mai închisă roșie). Modificările sunt ilustrate dinamic în filmele suplimentare 1 și 2, disponibile la www.jneurosci.org ca material suplimentar.

Pentru a rezuma rezultatele, în izocortex, zonele primare senzoriale și motorice ating, în general, grosimea lor corticală de vârf înaintea suprafețelor secundare adiacente și, de asemenea, înainte de alte zone de asociere polimodală. În creierul posterior, prima zonă care atinge grosimea maximă a acesteia este cortexul senzorial somatic (de aproximativ XXX ani), urmat de poli occipital, care conține o mare parte din suprafața vizuală primară striată (~ 7 ani în stânga și -7 ani în partea dreaptă) și apoi cortexul parieto-occipital rămas, cu regiuni polimodale (cum ar fi cortexul parietal posterior) ajungând la o grosime de vârf mai târziu (~ 8-9 ani). În cortexul frontal, cortexul motor primar atinge grosimea corticală de vârf relativ devreme (~ 10 ani), urmată de suprafețele motorii suplimentare (~ 9 ani) și cea mai mare parte a polului frontal (~ 10 ani). Zonele corticale înalte, cum ar fi cortexul prefrontal dorsolateral și cortexul cingular, ajung până la vârful vârfului (~ XXX ani). În viziunea mediană, poliii occipitali și frontali ating timpuriu grosimea vârfului și apoi devine un val centripetal din aceste zone, cu cortexul medial prefrontal și coringul cingular atingând grosimea vârfului. Există, de asemenea, o marcare dorsală progresivă ventrală a dezvoltării. Sunt prezentate rezultatele detaliate pentru fiecare regiune a creierului Tabelul 2.

Tabelul 2. 

Vârsta estimată a grosimii corticale de vârf este dată pentru regiunile creierului 56

Discuție

Alinierea tipurilor corticale cu traiectorii de dezvoltare

Acest studiu demonstrează o aliniere strânsă între traiectoriile de dezvoltare și tipurile corticale reprezentate în hărțile tradiționale de citoretare, care conferă acestor hărți clasice o semnificație de dezvoltare. Studiul sprijină și extinde activitatea anterioară (Gogtay și colab., 2004; Sowell și colab., 2004; O'Donnell și colab., 2005) prin includerea unei mărimi mult mai mari a eșantionului, care a permis detectarea efectelor de vârstă de ordin superior.

Alte studii longitudinale privind dezvoltarea tipică susțin unele dintre concluziile de față. De exemplu, creșterea simplă liniară pe care o raportăm într-o parte a zonei allocortex, zona piriformă, a fost de asemenea găsită anterior pentru hipocampus (Gogtay și colab., 2006). Nu am putut măsura hipocampul direct în studiul prezent, dar Gogtay și colegii au descoperit că traiectoria schimbării volumului hipocampului alocortic a fost liniară. Proeminența subțierelor isocortice în adolescență este confirmată în studii care utilizează alte metode morfometrice corticale, cum ar fi densitatea materiei cenușii, care demonstrează caracterul complementar al acestor măsuri diferite de caracteristici corticaleGogtay și colab., 2004; Sowell și colab., 2004).

Modelul utilizat aici se aplică numai pentru intervalul de vârstă acoperit și nu poate fi extrapolat. De exemplu, dacă traiectoria cubică s-a extins dincolo de intervalul de vârstă, aceasta ar implica o creștere a grosimii corticale la vârsta adultă (începând din jurul vârstei de ~ 25), care nu este nici plauzibilă din punct de vedere biologic și nici susținută de datele existente în acest interval de vârstă (Sowell și colab., 2007). Mai degrabă, vârsta la care se oprește faza de subțiere corticală (al doilea punct de inflexiune într-o curbă cubică) este conceptualizată mai bine ca puncte de tranziție în dimensiunile corticale esențial stabile ale maturității. Zonele cu traiectorii cubice ajung la acest punct de inflexiune mai rapid decât cele cu curbe patratice și, în acest sens, ar putea fi conceptualizate ca având o creștere mai rapidă.

Probleme metodologice

Este important să se ia în considerare posibilitatea ca artifactul metodologic să contribuie la rezultate. Acest lucru ar putea apărea, de exemplu, deoarece reconstrucția suprafeței corticală, care stă la baza tehnicii automate, poate fi deosebit de dificilă în regiunile alocortex și cortexul tranzitoriu, iar creșterea rezultată a erorii de măsurare ar putea observa modele de creștere complexe (cubice) . Mai mulți factori fac acest lucru puțin probabil. Validitatea măsurii de grosime corticală, evaluată în funcție de estimările manuale, nu a variat sistematic cu tipul de cortex. Estimările de grosime corticală automată în regiunile alocortice ale cortexului orbitofrontal și ale cortexului medial au fost la fel de valabile ca și măsurătorile regiunilor isocortice. În plus, algoritmul utilizat și derivații săi pot extrage cu exactitate suprafețele corticale ale unui creier "fantomă", pot detecta subțierea simulată a cortexului și captează modelele neuropathologic stabilite de progresie a bolii (MacDonald și colab., 2000; Lerch și Evans, 2005; Lerch și colab., 2005; Lee și colab., 2006). În cele din urmă, studiul nostru beneficiază de mărimea eșantionului mare și de proporția mare de date prospective, factori care au permis detectarea efectelor liniare și curbiliniare ale vârstei asupra creșterii corticale, care au fost atât statistice, cât și, din punct de vedere biologic, semnificative.

Efecte ecologice și genetice asupra traiectoriilor de creștere

Natura evenimentelor celulare care au stat la baza schimbării corticale la om nu a fost stabilită. Unele dintre primele aspecte ale dezvoltării corticale, cum ar fi apariția și rezoluția subplatei ca neuroblasturi, migrează de la neuroepiteliu la locurile lor laminate mature (Kostovic și Rakic, 1990; Kostovic și colab., 2002) determină laminarea cerebrală in utero și perinatal, dar se află în afara ferestrei de vârstă pe care am studiat-o. Studiile efectuate pe animale ne-umane sugerează că dimensiunile corticale în perioadele critice pentru dezvoltarea funcțiilor cognitive pot reflecta modelarea dependentă de experiența arhitecturii coloanelor corticale, împreună cu coloana dendritică și remodelarea axonală (Chklovskii și colab., 2004; Mataga și colab., 2004; Hensch, 2005; Sur și Rubenstein, 2005). Astfel de evenimente morfologice pot contribui la faza copilăriei de creștere a grosimii corticale, care apare în regiunile cu o traiectorie cubică sau patratică. Faza de subțiere corticală care domină adolescența ar putea reflecta eliminarea selectivă dependentă de utilizare a sinapselor (Huttenlocher și Dabholkar, 1997) care ar putea perfecționa circuitele neuronale, inclusiv cele care susțin abilitățile cognitive (Hensch, 2004; Knudsen, 2004). Evenimentele apărute la interfața dintre materia albă și cenușie, cum ar fi proliferarea mielinei în neuropilul cortical periferic în copilărie și adolescentă, pot influența, de asemenea, grosimea corticală (Yakovlev și Lecours, 1967; Sowell și colab., 2004).

Această relatare a posibilelor evenimente celulare subliniază rolul experienței ca factor determinant al arhitecturii corticale. Evaluarea factorilor de mediu a fost limitată la statutul socioeconomic al unui copil și introducerea acestei măsuri ca covariabil nu a schimbat modelul rezultatelor. Ar fi totuși interesant să examinăm impactul altor factori cheie, în special mediile familiale și școlare, asupra dezvoltării corticale. Diferențele individuale în inteligență influențează grosimea corticală și dezvoltarea acesteia (Narr și colab., 2006; Shaw și colab., 2006b). Cu toate acestea, constatările noastre principale au avut loc atunci când IQ a fost introdus ca o covariate, ceea ce înseamnă că, deși inteligența poate influența unele proprietăți ale traiectoriilor de creștere corticală, cum ar fi viteza și vârsta de atingere a grosimii corticale de vârf, nu are impact asupra legăturii de bază dintre complexitatea citotarhitectura și complexitatea traiectoriei de dezvoltare.

Factorii genetici sunt de asemenea importanți în determinarea arhitecturii corticale (Thompson și colab., 2001; Lenroot și colab., 2007). Polimorfisme comune, cum ar fi catechol-O-metiltransferaza Val158Met polimorfism, un singur polimorfism de nucleotide în regulatorul genei 4 de semnalizare a proteinei G și un polimorfism al regiunii promotor a genei transporterului de serotonină (5-HTTLPR) s-au dovedit a avea o anumită influență asupra volumului cortical, a grosimii sau a complexității (Brown și Hariri, 2006; Meyer-Lindenberg și colab., 2006; Zinkstok și colab., 2006; Buckholtz și colab., 2007; Taylor și colab., 2007). De interes deosebit sunt genele care contribuie atât la creșterea și complexitatea corticală, cât și la selecția pozitivă în evoluția primatelor, în special în linii care conduc la omul modern (Gilbert și colab., 2005). Acestea includ ASPM (asociate anormale ale axului, microcefalie asociate) și MCPH1 (microcefalie, autozomale recesive primare) gene (Evans și colab., 2004a,b). Ar fi interesant să se stabilească dacă variația expresiei corticale regionale a unor astfel de gene se aliniază atât cu tipurile corticale, cât și cu hărțile traiectoriale de dezvoltare.

Considerații funcționale

O analiză detaliată a acestor tipare de dezvoltare și posibila lor legătură cu dezvoltarea cognitivă rămâne pentru munca viitoare, dar pot fi făcute câteva puncte. De exemplu, zonele orbitofrontale medii posterioare au fost legate de sistemul limbic și de controlul sistemului nervos autonom și prezintă o traiectorie liniară. Aceste domenii sunt considerate a monitoriza rezultatele asociate cu comportamentul, în special pedeapsa sau recompensa (Rolls, 2004; Kennerley și colab., 2006), funcții cognitive atât de fundamentale încât este puțin probabil să se supună dezvoltării prelungite. În contrast, regiunile isocortice susțin adesea funcții psihologice mai complexe, care prezintă gradiente de dezvoltare clare, caracterizate printr-o dezvoltare rapidă în perioadele critice. Putem doar specula despre o posibilă relație între perioadele critice pentru dezvoltarea abilităților umane și traiectoriile de dezvoltare descrise aici. Delimitarea perioadelor critice pentru dezvoltarea abilităților umane este complexă, dar copilăria târzie este o perioadă de dezvoltare deosebit de rapidă a abilităților executive de planificare, memorie de lucru și flexibilitate cognitivă, o perioadă de vârstă care coincide cu o creștere a grosimii corticalului în cortexul prefrontal lateral (Chelune și Baer, ​​1986; Diamond, 2002; Huizinga și colab., 2006; Jacobs și colab., 2007). În schimb, perioada critică pentru anumite funcții vizuale (cum ar fi acuitatea literei și detectarea mișcării globale) a fost estimată ca terminând în copilărie la mijloc (Xagem 6 sau 7) (Lewis și Maurer, 2005) și, de asemenea, perioada de creștere a grosimii corticale în cortexul vizual se termină și în acest interval de timp (aproximativ 7-8). Această corelație între durata unor perioade critice și faza de creștere a grosimii corticale nu este cu siguranță universală. Este limitat în mod necesar de existența sistemelor (susținute de regiunile corticale similare) cu mai multe perioade critice, fiecare având o fereastră temporală diferită, așa cum se întâmplă în anumite sisteme senzoriale. (Harrison și colab., 2005; Levi, 2005; Lewis și Maurer, 2005). Această discuție se concentrează asupra perioadelor critice și nu ar trebui considerată ca respingerea importanței continuării perfecționării multor abilități cognitive în timpul fazei adolescenților de subțiere corticală (Luna și colab., 2004; Luciana și colab., 2005).

Concluzie

Constatările raportate aici susțin ideea că organizarea cortexului cerebral poate fi înțeleasă în termeni de o serie de inele concentrice, cu izocortexul (având o traiectorie cubică) în centrul său, alocortex (care arată o creștere predominant liniară) la periferie , și zonele de tranziție (având o combinație de traiectorii patratice și liniare) între ele. Izocortexul din acest model nu numai că se află în centrul cortexului cerebral în acest sens, dar apare mai târziu în evoluție decât zona piriformă (allocortex laterală) și hipocampus (alocortextex medial) și zone adiționale mici alocoriale. Astfel, prin in vivo imagistica neuroanatomică demonstrăm că dezvoltarea corticală reflectă atât citoarhitectura, cât și istoria cortexului cerebral.

Note de subsol

  • A primit Noiembrie 30, 2007.
  • Revizia a fost primită în februarie 7, 2008.
  • Acceptat în februarie 26, 2008.
  • Această lucrare a fost susținută de programul de cercetare Intramural al Institutului Național de Sănătate. Mulțumim tuturor participanților la studiu și familiilor acestora.

  • Autorii nu declară interese financiare concurente.

  • Corespondența ar trebui să se adreseze Philip Shaw, Sucursala de Psihiatrie a Copilului, Camera 3N202, Clădirea 10, Centrul Drive, Institutul Național de Sănătate Mintală, Bethesda, MD 20892. [e-mail protejat]

Referinte

    1. Allman J,
    2. Hakeem A,
    3. Watson K

    (2002) Două specializări filogenetice în creierul uman. neurolog 8: 335-346.

    1. Brockhaus H

    (1940) Mărește cyto-und myleoarchitcktonik des crotex clastralis und des clastrum beim menschen. J Psychol Neurol 49: 249-348.

    1. Brown SM,
    2. Hariri AR

    (2006) Studii neuroimagistice ale polimorfismelor genei serotoninei: explorarea interacțiunii dintre gene, creier și comportament. Cogn afectează Behav Neurosci 6: 44-52.

    1. Buckholtz JW,
    2. Meyer-Lindenberg A,
    3. Honea RA,
    4. Straub RE,
    5. Pezawas L,
    6. Egan MF,
    7. Vakkalanka R,
    8. Kolachana B,
    9. Verchinski BA,
    10. Sust S,
    11. Mattay VS,
    12. Weinberger DR,
    13. Callicott JH

    (2007) Variația alilică în RGS4 are impact asupra conectivității funcționale și structurale în creierul uman. J Neurosci 27: 1584-1593.

    1. Chelune GJ,
    2. Baer RA

    (1986) Norme de dezvoltare pentru testul de sortare a cardului Wisconsin. J Clin Exp Neuropsychol 8: 219-228.

    1. Chklovskii DB,
    2. Mel BW,
    3. Svoboda K

    (2004) Re-cablare corticală și stocare de informații. Natură 431: 782-788.

    1. Diamond A

    (2002) în principiile funcției lobului frontal, Dezvoltarea normală a cortexului prefrontal de la naștere până la maturitatea tânără: funcții cognitive, anatomie și biochimie, eds Stuss DT, Knight RT (Oxford UP, New York), pp 466-503.

    1. Evans PD,
    2. Anderson JR,
    3. Vallender EJ,
    4. Choi SS,
    5. Lahn BT

    (2004a) Reconstruirea istoricului evolutiv al microcefalinei, o gena care controlează dimensiunea creierului uman. Hum Mol Genet 13: 1139-1145.

    1. Evans PD,
    2. Anderson JR,
    3. Vallender EJ,
    4. Gilbert SL,
    5. Malcom CM,
    6. Dorus S,
    7. Lahn BT

    (2004b) Evoluția adaptivă a ASPM, determinant major al dimensiunii corticale cerebrale la om. Hum Mol Genet 13: 489-494.

    1. Giedd JN,
    2. Snell JW,
    3. Lange N,
    4. Rajapakse JC,
    5. Casey BJ,
    6. Kozuch PL,
    7. Vaituzis AC,
    8. Vauss YC,
    9. Hamburger SD,
    10. Kaysen D,
    11. Rapoport JL

    (1996) Imagistica cantitativă de rezonanță magnetică a dezvoltării creierului uman: vârstele 4-18. Cereb Cortex 6: 551-560.

    1. Giedd JN,
    2. Blumenthal J,
    3. Jeffries NO,
    4. Castellanos FX,
    5. Liu H,
    6. Zijdenbos A,
    7. Paus T,
    8. Evans AC,
    9. Rapoport JL

    (1999) Dezvoltarea creierului în timpul copilăriei și adolescenței: studiu longitudinal RMN. Nat Neurosci 2: 861-863.

    1. Gilbert SL,
    2. Dobyns WB,
    3. Lahn BT

    (2005) Legături genetice între dezvoltarea creierului și evoluția creierului. Nat Rev Genet 6: 581-590.

    1. Gogtay N,
    2. Giedd JN,
    3. Lusk L,
    4. Hayashi KM,
    5. Greenstein D,
    6. Vaituzis AC,
    7. Nugent TF III.,
    8. Herman DH,
    9. Clasen LS,
    10. Toga AW,
    11. Rapoport JL,
    12. Thompson PM

    (2004) Cartografierea dinamică a dezvoltării corticale umane în timpul copilăriei până la vârsta adultă. Proc Natl Acad Sci SUA 101: 8174-8179.

    1. Gogtay N,
    2. Nugent TF III.,
    3. Herman DH,
    4. Ordonez A,
    5. Greenstein D,
    6. Hayashi KM,
    7. Clasen L,
    8. Toga AW,
    9. Giedd JN,
    10. Rapoport JL,
    11. Thompson PM

    (2006) Cartografierea dinamică a dezvoltării normale a hipocampului uman. cal de mare 16: 664-672.

    1. Harrison RV,
    2. Gordon KA,
    3. Mount RJ

    (2005) Există o perioadă critică pentru implantarea cohleară la copiii surzi congenitali? Analiza performanței de percepție a auzului și a vorbirii după implantare. Dev Psychobiol 46: 252-261.

    1. Hensch TK

    (2004) Reglementarea perioadei critice. Annu Rev Neurosci 27: 549-579.

    1. Hensch TK

    (2005) Plasticitatea perioadei critice în circuitele corticale locale. Nat Rev Neurosci 6: 877-888.

    1. Hollingshead AB

    (1975) Indice de patru factori pentru starea socială (Yale UP, New Haven, CT).

    1. Huizinga M,
    2. Dolan CV,
    3. van der Molen MW

    (2006) Schimbare în funcție de vârstă a funcției executive: tendințe de dezvoltare și analiză variabilă latentă. Neuropsychologia 44: 2017-2036.

    1. Huttenlocher PR,
    2. Dabholkar AS

    (1997) Diferențele regionale în sinaptogeneza în cortexul cerebral uman. J. Comp. Neurol 387: 167-178.

    1. Jacobs R,
    2. Harvey AS,
    3. Anderson V

    (2007) Funcție executivă după leziunile focale ale lobului frontal: impactul sincronizării leziunii asupra rezultatului. Cortex 43: 792-805.

    1. Jolicoeur P,
    2. Pontier J,
    3. Pernin MO,
    4. Sempe M

    (1988) O curbă de creștere asimptotică pe toată durata vieții umane. Biometria 44: 995-1003.

    1. Kaas JH

    (1987) Organizarea neocortexului la mamifere: implicații pentru teoriile funcției cerebrale. Annu Rev Psychol 38: 129-151.

    1. Kabani N,
    2. Le Goualher G,
    3. MacDonald D,
    4. Evans AC

    (2001) Măsurarea grosimii corticale utilizând un algoritm automatizat 3-D: un studiu de validare. NeuroImage 13: 375-380.

    1. Kennerley SW,
    2. Walton ME,
    3. Behrens TE,
    4. Buckley MJ,
    5. Rushworth MF

    (2006) Crearea optimă a deciziilor și cortexul cingular anterior. Nat Neurosci 9: 940-947.

    1. Knudsen EI

    (2004) Perioade sensibile în dezvoltarea creierului și a comportamentului. J Cogn Neurosci 16: 1412-1425.

    1. Kostovic I,
    2. Rakic ​​P

    (1990) Antecedentele dezvoltării zonei subplate tranzitorii în cortexul vizual și somato-senzorial al maimuței de macac și al creierului uman. J. Comp. Neurol 297: 441-470.

    1. Kostovic I,
    2. Judas M,
    3. Rados M,
    4. Hrabac P

    (2002) Organizarea laminară a cerebrului fetal uman, revelată de markerii histochimici și imagistica prin rezonanță magnetică. Cereb Cortex 12: 536-544.

    1. Lee JK,
    2. Lee JM,
    3. Kim JS,
    4. Kim IY,
    5. Evans AC,
    6. Kim SI

    (2006) O nouă validare cantitativă încrucișată a diferiților algoritmi de reconstrucție a suprafeței corticală utilizând fantoma RMN. NeuroImage 31: 572-584.

    1. Lenroot RK,
    2. Schmitt JE,
    3. Ordaz SJ,
    4. Wallace GL,
    5. Neale MC,
    6. Lerch JP,
    7. Kendler KS,
    8. Evans AC,
    9. Giedd JN

    (2007) Diferențe în influențele genetice și de mediu asupra cortexului cerebral uman asociate dezvoltării în timpul copilăriei și adolescenței. Hum Brain Mapp, in presa.

    1. Lerch JP,
    2. Evans AC

    (2005) Analiza grosimii corticalului analizată prin analiza puterii și simularea populației. NeuroImage 24: 163-173.

    1. Lerch JP,
    2. Pruessner JC,
    3. Zijdenbos A,
    4. Hampel H,
    5. Teipel SJ,
    6. Evans AC

    (2005) Declinul focal al grosimii corticale în boala Alzheimer identificat prin neuroanatomie computațională. Cereb Cortex 15: 995-1001.

    1. Levi DM

    (2005) Învățarea perceptivă la adulți cu ambliopie: o reevaluare a perioadelor critice în viziunea umană. Dev Psychobiol 46: 222-232.

    1. Lewis TL,
    2. Maurer D

    (2005) Perioade sensibile multiple în dezvoltarea vizuală umană: dovezi ale copiilor defavorizați vizual. Dev Psychobiol 46: 163-183.

    1. Lu LH,
    2. Leonard CM,
    3. Thompson PM,
    4. Kan E,
    5. Jolley J,
    6. Bine ati venit SE,
    7. Toga AW,
    8. Sowell ER

    (2007) Modificările normale ale dezvoltării în materia cenușie frontală inferioară sunt asociate cu îmbunătățirea prelucrării fonologice: o analiză longitudinală RMN. Cereb Cortex 17: 1092-1099.

    1. Luciana M,
    2. Conklin HM,
    3. Hooper CJ,
    4. Yarger RS

    (2005) Dezvoltarea memoriei de lucru nonverbale și a proceselor de control executiv la adolescenți. Copil Dev 76: 697-712.

    1. Luna B,
    2. Garver KE,
    3. Urban TA,
    4. Lazar NA,
    5. Sweeney JA

    (2004) Maturarea proceselor cognitive din copilăria târzie până la maturitate. Dezvoltarea copilului 75: 1357-1372.

    1. MacDonald D

    (1996) MNI-display (McConnell Brain Imaging Center, Montreal Neurological Institute, Montreal).

    1. MacDonald D,
    2. Kabani N,
    3. Avis D,
    4. Evans AC

    (2000) Extracția automată 3-D a suprafețelor interioare și exterioare ale cortexului cerebral din RMN. NeuroImage 12: 340-356.

    1. Makris N,
    2. Biederman J,
    3. Valera EM,
    4. Bush G,
    5. Kaiser J,
    6. Kennedy DN,
    7. Caviness VS,
    8. Faraone SV,
    9. Seidman LJ

    (2006) Îndepărtarea corticală a rețelelor de atenție și a funcțiilor executive la adulți cu tulburare de deficit de atenție / hiperactivitate. Cereb Cortex 17: 1364-1375.

    1. Mataga N,
    2. Mizuguchi Y,
    3. Hensch TK

    (2004) Tăierea în funcție de experiență a coloanei dendritice în cortexul vizual prin activatorul de plasminogen tisular. Neuron 44: 1031-1041.

    1. Mesulam MM,
    2. Mufson EJ

    (1982) Insula maimuței vechi din lume. I. Arhitectonicii în componenta insulo-orbito-temporală a creierului paralimbic. J. Comp. Neurol 212: 1-22.

    1. Meyer-Lindenberg A,
    2. Nichols T,
    3. Callicott JH,
    4. Ding J,
    5. Kolachana B,
    6. Buckholtz J,
    7. Mattay VS,
    8. Egan M,
    9. Weinberger DR

    (2006) Impactul variației genetice complexe în COMT asupra funcției creierului uman. Mol psihiatrie 11: 867-877.

    1. Narr KL,
    2. Woods RP,
    3. Thompson PM,
    4. Szeszko P,
    5. Robinson D,
    6. Dimtcheva T,
    7. Gurbani M,
    8. Toga AW,
    9. Bilder RM

    (2006) Relațiile dintre IQ și grosimea materiei cenușii corticale regionale la adulții sănătoși. Cereb Cortex 17: 2163-2171.

    1. O'Donnell S,
    2. Noseworthy MD,
    3. Levine B,
    4. Dennis M

    (2005) Grosimea corticală a zonei frontopolar la copiii și adolescenții care în mod obișnuit se dezvoltă. NeuroImage 24: 948-954.

    1. Ongur D,
    2. Ferry AT,
    3. Preț JL

    (2003) Subdiviziunea arhitectonică a cortexului orbital și medial prefrontal. J. Comp. Neurol 460: 425-449.

    1. Pinheiro JC,
    2. Bates DM

    (2000) Modele cu efecte mixte în S și S-PLUS (Springer, New York).

    1. Puelles L

    (2001) Gânduri privind dezvoltarea, structura și evoluția palliului telencefalic de mamifere și aviare. Philos Trans R. Soc Lond. B Biol Sci 356: 1583-1598.

    1. Rolls ET

    (2004) Funcțiile cortexului orbitofrontal. Creierul Cogn 55: 11-29.

    1. Shaw P,
    2. Lerch J,
    3. Greenstein D,
    4. Sharp W,
    5. Clasen L,
    6. Evans A,
    7. Giedd J,
    8. Castellanos FX,
    9. Rapoport J

    (2006a) Cartografierea longitudinală a grosimii corticale și rezultatul clinic la copii și adolescenți cu tulburare de atenție / hiperactivitate. Arch Gen Psihiatrie 63: 540-549.

    1. Shaw P,
    2. Greenstein D,
    3. Lerch J,
    4. Clasen L,
    5. Lenroot R,
    6. Gogtay N,
    7. Evans A,
    8. Rapoport J,
    9. Giedd J

    (2006b) Capacitatea intelectuală și dezvoltarea corticală la copii și adolescenți. Natură 440: 676-679.

    1. Sled JG,
    2. Zijdenbos AP,
    3. Evans AC

    (1998) O metodă nonparametrică pentru corectarea automată a neuniformității intensității datelor RMN. IEEE Trans Med Imaging 17: 87-97.

    1. Sowell ER,
    2. Thompson PM,
    3. Leonard CM,
    4. Bine ati venit SE,
    5. Kan E,
    6. Toga AW

    (2004) Cartografierea longitudinală a grosimii corticale și creșterea creșterii la copii normali. J Neurosci 24: 8223-8231.

    1. Sowell ER,
    2. Peterson BS,
    3. Kan E,
    4. Woods RP,
    5. Yoshii J,
    6. Bansal R,
    7. Xu D,
    8. Zhu H,
    9. Thompson PM,
    10. Toga AW

    (2007) Diferențele de natură sexuală în grosimea corticală au fost înregistrate la persoanele 176 sănătoase între 7 și 87 ani. Cereb Cortex 17: 1550-1560.

    1. Striedter GF

    (2005) Principiile evoluției creierului (Sinauer, Sunderland, MA).

    1. Sur M,
    2. Rubenstein JL

    (2005) Modelarea și plasticitatea cortexului cerebral. Ştiinţă 310: 805-810.

    1. Tanner JM,
    2. Whitehouse RH,
    3. Marubini E,
    4. Resele LF

    (1976) Creșterea adolescentă a băieților și a fetelor din studiul de creștere a lui Harpenden. Ann Hum Biol 3: 109-126.

    1. Taylor WD,
    2. Zuchner S,
    3. Payne ME,
    4. Messer DF,
    5. Doty TJ,
    6. MacFall JR,
    7. Beyer JL,
    8. Krishnan KRR

    (2007) Polimorfismul COMT Val158Met și morfometria lobului temporal la adulți sănătoși. Psihiatrie Res 155: 173-177.

    1. Thompson PM,
    2. Cannon TD,
    3. Narr KL,
    4. van Erp T,
    5. Poutanen VP,
    6. Huttunen M,
    7. Lonnqvist J,
    8. Standertskjold-Nordenstam CG,
    9. Kaprio J,
    10. Khaledy M,
    11. Dail R,
    12. Zoumalan CI,
    13. Toga AW

    (2001) Influențe genetice asupra structurii creierului. Nature Neuroscience 4: 1253-1258.

    1. von Economo C,
    2. Koskinas GN

    (1925) Die dittoarchitektonik der hirnrinde des erwachsenen menschen (Springer, Berlin).

    1. Yakovlev PI,
    2. Lecours AR

    (1967) în dezvoltarea regională a creierului la începutul vieții, ciclurile mielinogenetice de maturare regională a creierului, ed. Minokowski A (Blackwell Scientific, Oxford).

    1. Zijdenbos AP,
    2. Forghani R,
    3. Evans AC

    (2002) Analiza automată a "pipeline" a datelor RMN 3-D pentru studiile clinice: aplicarea la scleroza multiplă. IEEE Trans Med Imaging 21: 1280-1291.

    1. Zilles K,
    2. Palomero-Gallagher N,
    3. Schleicher A

    (2004) Receptori transmițători și anatomie funcțională a cortexului cerebral. J Anat 205: 417-432.

    1. Zinkstok J,
    2. Schmitz N,
    3. van Amelsvoort T,
    4. de Win M,
    5. van den Brink W,
    6. Baas F,
    7. Linszen D

    (2006) Polimorfismul COMT val158met și morfometria creierului la adulții tineri sănătoși. Neurosci Lett 405: 34-39.

articole care citeaza acest articol

  • Efectele imbunatatirii cardiorespiratorii de fitness asupra deficientelor in memoria de lucru visuospatial la copii cu tulburari de coordonare a dezvoltarii: un studiu cognitiv electrofiziologic Arhive de neuropsihologie clinică, 1 martie 2014, 29 (2): 173-185
  • Distribuția longitudinală patru-dimensională a anatomiei subcortice în dezvoltarea umană PNAS, 28 ianuarie 2014, 111 (4): 1592-1597
  • Modificări evolutive în structura creierului social în copilăria și adolescența târzie Neuroștiință socială cognitivă și afectivă, 1 ianuarie 2014, 9 (1): 123-131
  • Detasarea preferențială în timpul dezvoltării creierului uman: conectivitate structurală specifică vârstei și sexului în datele imaginii de difuzie a tensiunii (DTI) Cortexul cerebral, 15 decembrie 2013, 0 (2013): bht333v1-bht333
  • Grosimea corporală a transsexualilor netratați Cortexul cerebral, 1 decembrie 2013, 23 (12): 2855-2862
  • Dezvoltarea controlului activ în memoria de lucru: recuperare activă versus monitorizare la copii Jurnalul Internațional de Dezvoltare Comportamentală, 26 Noiembrie 2013, 0 (2013): 0165025413513202v1-165025413513202
  • Noua înțelegere a dezvoltării creierului adolescent: relevanță pentru asistența medicală de tranziție pentru tinerii cu afecțiuni pe termen lung Arhivele bolii în copilărie, 1 Noiembrie 2013, 98 (11): 902-907
  • Grosimea corticale a creierului în ADHD: Vârsta, sexul și corelațiile clinice Jurnalul de tulburări de atenție, 1 Noiembrie 2013, 17 (8): 641-654
  • Maparea extinderii suprafețelor corticale longitudinale specifice regiunii de la naștere la vârstele 2 Cerebral Cortex, 1 Noiembrie 2013, 23 (11): 2724-2733
  • Semnificația funcțională a organizării corticale atipice în Spina Bifida Myelomeningocele: relațiile dintre grosimea corticală și giurificarea cu IQ și dexteritatea motorului fin Cortexul cerebral, 1 octombrie 2013, 23 (10): 2357-2369
  • Cortexul cerebral uman se înlătura în timpul adolescenței Journal of Neuroscience, 18 septembrie 2013, 33 (38): 15004-15010
  • Dezvoltarea regională a creierului pentru sugari: Analiza morfometrică bazată pe RMN în 3 la 13 Months Olds Cortexul cerebral, 1 septembrie 2013, 23 (9): 2100-2117
  • Modificări de dezvoltare în organizarea rețelelor structurale de creier Cortexul cerebral, 1 septembrie 2013, 23 (9): 2072-2085
  • Cortico-Amygdala-Striatal Circuite sunt organizate ca subsisteme ierarhice prin primatul Amygdala Jurnalul de Neuroștiințe, 28 August 2013, 33 (35): 14017-14030
  • Cortexul prefrontal medial și apariția emoției conștiente în adolescență Știință psihologică, 1 August 2013, 24 (8): 1554-1562
  • Natura și îngrijirea IQ-ului înalt: o perioadă extinsă de sensibilitate pentru dezvoltarea intelectuală Știință psihologică, 1 August 2013, 24 (8): 1487-1495
  • Efectele vârstei, performanța sarcinii și dezvoltarea structurii creierului pe prelucrarea feței Cortexul cerebral, 1 iulie 2013, 23 (7): 1630-1642
  • Synaptogenesis și dezvoltarea morfologiei dendritice neuronale piramidale în neocortexul cimpanzei seamănă cu omul PNAS, 18 iunie 2013, 110 (Supliment_2): 10395-10401
  • Simptomele anxioase / depresive sunt corelate cu maturizarea prefrontală a ventriculului drept Ventromedial la copiii sănătoși și adulții tineri Cortexul cerebral, 7 iunie 2013, 0 (2013): bht151v1-bht151
  • Efectul diagnosticului, vârstei și severității simptomelor asupra suprafeței corticală a cortexului Cingulate și a insulei în tulburările de spectru autism Journal of Child Neurology, 1 iunie 2013, 28 (6): 732-739
  • Brainul adolescent: sensibilitate la evaluarea socială Direcțiile actuale în științele psihologice, 1 aprilie 2013, 22 (2): 121-127
  • Modificări legate de vârstă în proprietățile semnalului țesutului în zonele corticale importante pentru înțelegerea cuvântului în copiii 12 - pentru copii cu vârste apropiate de 19 Cerebral Cortex, 28 Februarie 2013, 0 (2013): bht052v1-bht052
  • Traiectoriile EEG de somn longitudinal indică modele complexe de maturizare a creierului adolescent American Journal of Physiology - Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 15 februarie 2013, 304 (4): R296-R303
  • Convergența schimbării maturale și a coeziunii structurale în rețelele corticale umane Journal of Neuroscience, 13 Februarie 2013, 33 (7): 2889-2899
  • Relațiile longitudinale între abilitățile de auto-gestionare și utilizarea substanței într-o probă urbană a adolescenților minoritari Journal of Drug Issues, 1 ianuarie 2013, 43 (1): 103-118
  • Accelerarea dilatării corticale: unică pentru demență sau universală în îmbătrânire? Cortexul cerebral, 12 decembrie 2012, 0 (2012): bhs379v1-bhs379
  • O comparație între datele volumetrice generate de morfometria bazată pe Voxel și parcelarea manuală a regiunilor multimodale ale lobului frontal Jurnalul American de Neuroradiologie, 1 Noiembrie 2012, 33 (10): 1957-1963
  • Dezvoltarea longitudinală a materialului gri de culoare corticală și subcorticală de la naștere la anii 2 Cerebral Cortex, 1 Noiembrie 2012, 22 (11): 2478-2485
  • Mielinizare prelungită în evoluția neocortică umană PNAS, 9 Octombrie 2012, 109 (41): 16480-16485
  • Fracționarea circuitelor creierului social în tulburările din spectrul autismului Brain, 1 septembrie 2012, 135 (9): 2711-2725
  • Creșterea prenatală la om și maturizarea creierului postnatal în adolescența târzie PNAS, 10 iulie 2012, 109 (28): 11366-11371
  • Schimbări în morfologia corticală care rezultă din deteriorarea amigdală pe termen lung Neuroștiință socială cognitivă și afectivă, 1 iunie 2012, 7 (5): 588-595
  • Integrarea imatură și segregarea circuitelor cerebrale legate de emoție la copiii mici PNAS, 15 Mai 2012, 109 (20): 7941-7946
  • Modificări progresive ale creierului în timpul dezvoltării psihozei Buletinul de schizofrenie, 1 Mai 2012, 38 (3): 519-530
  • Modificări anormale ale grosimii corticale în tulburările fetale ale alcoolului și relațiile lor cu dismorfologia facială Cortex cerebral, 1 Mai 2012, 22 (5): 1170-1179
  • Sexul, pubertatea și timpul de somn EEG au măsurat maturarea creierului adolescent PNAS, 10 aprilie 2012, 109 (15): 5740-5743
  • Disocierea proceselor de memorie în creierul în curs de dezvoltare: Rolul volumului hipocamp și grosimea corticală în retragere după minute față de zile Cortexul cerebral, 1 Februarie 2012, 22 (2): 381-390
  • Creșterea selectivității funcționale asupra dezvoltării în cortexul prefrontal rostrolateral Journal of Neuroscience, 23 Noiembrie 2011, 31 (47): 17260-17268
  • Sprijinirea tranziției în domeniul sănătății de la adolescență la adulți în casa medicală Pediatrie, 1 Iulie 2011, 128 (1): 182-200
  • Cum creste cortexul tau? Jurnalul de Neuroștiințe, 11 Mai 2011, 31 (19): 7174-7177
  • Adolescentul debut al dezinhibiției corticale în schizofrenie: Perspective din modele animale Buletinul de schizofrenie, 1 Mai 2011, 37 (3): 484-492
  • Varsta de debut a schizofreniei: Perspective din studiile neuroimagistice structurale Buletinul de schizofrenie, 1 Mai 2011, 37 (3): 504-513
  • Deformarea pe bază de morfometrie a evoluțiilor neurodezvoltării prospective în epilepsia pediatrică cu debut nou Brain, 1 aprilie 2011, 134 (4): 1003-1014
  • Analizele imunohistochimice ale stingerii pe termen lung a fricii condiționate la șobolanii adolescenți Cerebral Cortex, 1 Martie 2011, 21 (3): 530-538
  • Influența pubertății Mediul Lobe Temporale și Maturizarea Greutății Cortice Gray Diferit în Boys Than Girls Matched for Maturity Sexual Cerebral Cortex, 1 Martie 2011, 21 (3): 636-646
  • Efectele nașterii prematură asupra grosimii corporale măsurate în perioada adolescenței Cortexul cerebral, 1 Februarie 2011, 21 (2): 300-306
  • Reprezentările cortical ale simbolurilor, obiectelor și fețelor sunt tăiate înapoi în timpul copilariei timpurii Cortexul cerebral, 1 ianuarie 2011, 21 (1): 191-199
  • Efectele de dezvoltare a comportamentului agresiv la adolescenți de sex masculin evaluați cu imagini structurale și funcționale ale creierului Neuroștiință socială cognitivă și afectivă, 1 ianuarie 2011, 6 (1): 2-11
  • Studiu fMRI de dezvoltare a codificării memoriei verbale episodice la copii Neurologie, 7 decembrie 2010, 75 (23): 2110-2116
  • Corticul temporal și parietal dependent de vârstă subțierea tulburărilor din spectrul autismului Brain, 1 decembrie 2010, 133 (12): 3745-3754
  • Creșterea împreună și înmulțirea: diferențe regionale și sexuale în durata de viață a traiectoriilor de dezvoltare a homotopiei funcționale Journal of Neuroscience, 10 Noiembrie 2010, 30 (45): 15034-15043
  • Conturi de suprafață pentru relația dintre volumul de substanțe gri și abilitățile legate de citire și istoricul dislexiei Cerebral Cortex, 1 Noiembrie 2010, 20 (11): 2625-2635
  • Covarianța structurală la nivel de rețea în creierul în curs de dezvoltare PNAS, 19 Octombrie 2010, 107 (42): 18191-18196
  • Cartarea activității corticale în primele două decade ale vieții: Studiu de electroencefalograme la o înaltă densitate Jurnalul de Neuroștiințe, 6 Octombrie 2010, 30 (40): 13211-13219
  • Maparea longitudinală a influenței semnalizării sexului și androgenului asupra dinamicii maturizării corticale umane în perioada adolescenței PNAS, 28 septembrie 2010, 107 (39): 16988-16993
  • Predicția maturității creierului individual Utilizarea fMRI Știință, 10 septembrie 2010, 329 (5997): 1358-1361
  • Modele similare de expansiune corticală în timpul dezvoltării și evoluției umane PNAS, 20 iulie 2010, 107 (29): 13135-13140
  • Profiluri ale grosimii medii precentrale și postcentrale corporale la subiecții individuali față de scala de timp acută și subacută Cortexul cerebral, 1 iulie 2010, 20 (7): 1513-1522
  • Dezvoltarea selecției și manipulării gândurilor autogenerate în perioada adolescenței Journal of Neuroscience, 2 iunie 2010, 30 (22): 7664-7671
  • Anatomia corticală în tulburarea spectrului de autism: un studiu RMN in vivo privind efectele vârstei Cortexul cerebral, 1 iunie 2010, 20 (6): 1332-1340
  • Reglarea dezvoltării și diferențele individuale ale epigenomilor neuronali H3K4me3 în cortexul prefrontal PNAS, 11 Mai 2010, 107 (19): 8824-8829
  • Creșterea creierului în adolescență și adulți tineri: schimbări regionale legate de vârstă în grosimea corticală și volumul materiei albe și microstructura Cerebral Cortex, 1 Martie 2010, 20 (3): 534-548
  • Ce motivează adolescentul? Regiuni ale creierului care mediază sensibilitatea recompenselor în adolescență Cortexul cerebral, 1 ianuarie 2010, 20 (1): 61-69
  • Heterogeneitatea în dezvoltarea subcorticală a creierului: un studiu structural de imagistică prin rezonanță magnetică a maturării creierului de la 8 la 30 Journal of Neuroscience, 23 septembrie 2009, 29 (38): 11772-11782
  • Schizofrenia întârzie și modifică maturizarea creierului în adolescență Brain, 1 septembrie 2009, 132 (9): 2437-2448
  • Degradarea corticală specifică regională la copiii cu boala celulară Cortexul cerebral, 1 iulie 2009, 19 (7): 1549-1556
  • Trajectoriile longitudinale ale delta și ale EEG ale mișcării oculare, ca indicator al maturării creierului adolescent PNAS, 31 Martie 2009, 106 (13): 5177-5180