Nezmožnosti v procesu nagrajevanja in njegov vpliv na inhibitorni nadzor v adolescenci (2010)

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

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

Podatki o avtorju

  • Laboratorij za nevrokognitivni razvoj, Oddelek za psihiatrijo in psihologijo, Center za nevrološke osnove spoznavanja, Univerza v Pittsburghu, Pittsburgh, PA 15213, ZDA. [e-pošta zaščitena]

Minimalizem

Narava nezrelega nagrajevanja in vpliv nagrajevanja na osnovne elemente kognitivne kontrole v adolescenci trenutno še ni dobro razumljena. Tu so med funkcijskim slikanjem z magnetno resonanco zdravi mladostniki in odrasli opravili spremenjeno antisakardno nalogo, pri kateri so bile manipulirane nepredvidene zmožnosti poskusov po poskusu. Uporaba novega hitrega, dogodkovnega oblikovanja je omogočila ocenjevanje razvojnih razlik v možganski funkciji, ki so temeljile na časovno ločenih stopnjah obdelave nagrad in zaviranja odziva. V preskušanjih nagrajevanja v primerjavi z nevtralnimi preskušanji so bili hitrejši pravilni inhibitorni odzivi po starosti in manj zaviralnih napak pri mladostnikih. Med poskusi nagrajevanja je bil signal, odvisen od kisika v krvi, oslabljen v ventralnem striatumu pri mladostnikih med ocenjevanjem iztočnice, nato pa prekomerno pri pripravi odziva, kar kaže na omejitve v adolescenci pri ocenjevanju nagrajevanja in povečani reaktivnosti v pričakovanju plačila v primerjavi z odraslimi. Pomembno je, da so pri adolescentih med pripravo na odzivno reakcijo opazili tudi povečano aktivnost v čelnem korteksu vzdolž predcentralnega sulkusa, kar kaže na modulacijo nagrajevanja okulomotornih kontrolnih regij, ki podpirajo pravilno zaviranje. To delo skupaj opisuje posebne nezrelosti v mladostnih možganskih sistemih, ki podpirajo obdelavo nagrad, in opisuje vpliv nagrade na zaviralni nadzor. Skratka, naše ugotovitve nakazujejo mehanizme, ki bi lahko bili podlaga za ranljivost mladostnikov na slabo vedenje in sprejemanje tveganj.

ključne besede: adolescenca, antisakade, fMRI, zaviranje odziva, nagrada

Predstavitev

Negativni izidi, povezani z tveganim ali nepremišljenim vedenjem, pomembno prispevajo k močnemu povečanju (UM200%) obolevnosti in umrljivosti, ugotovljenih v adolescenci (Arnett 1992; Kopje 2000; Dahl 2004). Prevzemanje tveganj je lahko opredeljeno kot vključevanje, pogosto impulzivno, v vedenja, ki so zelo subjektivno zaželena ali razburljiva, vendar pa posameznika izpostavljajo potencialnim poškodbam ali izgubi (npr. Izjemno hitro vožnjo in vpletenost v nezaščiten spol) (Irwin 1990). Priljubljenost mladostnikov, da sodelujejo pri sprejemanju tveganj, zagotavlja prepričljive vedenjske dokaze za nezrelosti pri odločanju. Vendar pa naše razumevanje nevronske osnove sprejemanja tveganj ostaja omejeno. Čeprav se pričakuje, da bo več funkcionalnih vezij prispevalo k prevzemanju tveganj obnašanja, so verjetno primarni sistemi 2 obdelava nagrajevanja in zaviralni nadzor (Steinberg 2004). Nezrelo odkrivanje in ocenjevanje nagrad, skupaj z omejitvami endogenega nadzora impulzov, bi lahko povzročilo slabo odločanje, ki bi potem lahko postavilo podlago za sprejemanje tveganj. V tem prispevku primerjamo obdelavo nagrajevanja in njegove učinke na zaviralni nadzor pri mladostnikih v primerjavi z odraslimi, da bi tako zagotovili nevronske osnove obnašanja tveganja..

Obsežna literatura je opisala nevronske vezje, ki podpira procesno nagrajevanje pri odraslih odraslih (Schultz 2000; Breiter et al. 2001; O'Doherty et al. 2001; Roesch in Olson 2004; Hikosaka et al. 2006). Kot ključne sestavine so bili opredeljeni zlasti orbitofrontalna skorja (OFC), dorzalni in ventralni striatum (VS) in medialni prefrontalni korteks (PFC) (Schultz 2000; McClure et al. 2004). Pomembno je, da je časovna ločljivost študij s funkcijsko magnetno resonanco (fMRI), povezanih z enojno enoto in dogodkom, pokazala, da obdelava nagrajevanja ni monolitna funkcija, temveč dinamična zbirka medsebojno povezanih izračunov. Identificirani signali, ki se pojavijo pred (»predvidljivimi« signali) in po prejemu plačila (»dovodni« signali), so bili določeni (Schultz 2000; Hare et al. 2008). Anticipacijski signali so povezani z začetnim odkrivanjem in določanjem valencev napovedi za napovedovanje, kot tudi z oceno pričakovane vrednosti prihodnje nagrade (Knutson et al. 2001; O'Doherty et al. 2002). Potisni signali vključujejo tiste, ki so povezani z obsegom prejetega plačila (Delgado et al. 2000, 2003; Rolls 2000; O'Doherty et al. 2001) in ali se prejeta nagrada ujema z napovedmi (signali »napaka-napaka«) (Schultz 2000; Schultz et al. 2000).

Komparativno, naše razumevanje razvoja nagrajevanja skozi adolescenco ostaja precej omejeno. Anatomske študije kažejo, da primarne nagrajevalne regije kažejo trajno nezrelost skozi adolescenco, vključno s stalnim redčenjem sive snovi v bazalnih ganglijih in OFC (Giedd et al. 1996; Sowell et al. 1999; Gogtay et al. 2004; Toga et al. 2006), ki so deloma verjetno posledica izgube šibkih ali neizkoriščenih sinaps prek sinaptičnega obrezovanja (Gogtay et al. 2004). V adolescenci bi lahko povečano število nedoločenih sinaps povzročilo omejitve pri prepoznavanju nagradnih znakov in predstavitve vrednosti glede na odrasle. Vzporedno s sinaptičnim obrezovanjem se v času razvoja linearno poveča mielinacija (Yakovlev in Lecours 1967). Myelinacija povečuje učinkovitost obdelave informacij s povečanjem hitrosti in zvestobe prenosa distalnih nevronov, kar pripomore k funkcionalni integraciji široko razpršenih možganskih vezij, ki so ključni za nastanek kompleksnega vedenja višjega reda. (Goldman-Rakic ​​et al. 1992; Luna in Sweeney 2004). Primerjalna undermyelinacija adolescentnih možganov lahko prispeva k omejeni zmožnosti učinkovite integracije nagradnih signalov z eferentnimi motornimi sistemi, ki so potrebni za motivirano vedenje (Roesch in Olson 2003, 2004).

Skupaj s trdovratnim mikrostrukturnim dozorevanjem konvergenčni podatki iz človeških in živalskih modelov kažejo, da se dopaminska (DA) nevrotransmisija v striatnih in kortikalnih sistemih še naprej razvija v adolescenci. (Kopje 2000; Andersen 2003; Crews et al. 2007). Na primer, koncentracije D1- in D2-receptorjev ter vezave v striatumu podgan so večje v adolescenci v primerjavi z odraslo dobo (Seeman et al. 1987). Gostota DA transporterjev, ki delujejo tako, da odstranijo DA iz sinapse, doseže vrh v adolescenci v striatumu (Meng et al. 1999). Poleg tega se DA vnosi PFC povečajo v adolescenci (Kalsbeek et al. 1988; Rosenberg in Lewis 1994, 1995; Kopje 2000), in dokazi kažejo na relativni premik od mezolimbične do mezokortikalnih sistemov DA v zgodnji adolescenci (Kopje 2000). V smislu nagrajevanja lahko povečanje ravni adolescentnih DA v striatumu in PFC, povezano z večjimi DA transporterji, prispeva k povečani, vendar časovno omejeni občutljivosti za nagrade, kot je predlagano v modelu motnje pomanjkanja pozornosti s hiperaktivnostjo. (Castellanos in Tannock 2002).

V skladu s strukturnimi podatki začetne razvojne fMRI študije kažejo na funkcionalno nezrelost v možganskih sistemih, povezanih z nagrajevanjem, med adolescenco (Bjork et al. 2004, 2007; May et al. 2004; Ernst et al. 2005; Galvan et al. 2006; Guyer et al. 2006; van Leijenhorst et al. 2006, 2009; Eshel et al. 2007). Čeprav se je pokazalo, da mladostniki zaposlujejo nagradno vez, ki je podobna odraslim (May et al. 2004) usmerjenost nezrelih odzivov v primarnih regijah še ni v celoti opredeljena. Ugotovljeni so bili dokazi za »pod« aktivnost mladostnika med predhodno obdelavo v VS, kot tudi pri verjetnostnem odločanju v OFC in mezialni PFC. (Bjork et al. 2004, 2007; Eshel et al. 2007), vendar „nad“ aktivnostjo v VS med obdelavo prejemnega plačila (konzumacijsko) (Ernst et al. 2005; Galvan et al. 2006). Tako imajo lahko različne časovne faze obdelave nagrajevanja (predvidevanje v primerjavi s konzumatorjem) različne razvojne trajektorije, kar je pomembno za teoretične modele, ki na splošno označujejo adolescentni sistem nagrajevanja kot hiperaktivni (Chambers et al. 2003; Ernst et al. 2006) ali hipoaktivna (Kopje 2000), glede na odrasle.

Vzporedno z nenehnim zorenjem obdelave nagrajevanja se izboljšanja zaviralnega nadzora nadaljujejo tudi skozi adolescenco (Paus et al. 1990; Levin et al. 1991; Ridderinkhof et al. 1999; Ridderinkhof in van der Molen 1997; Williams et al. 1999; Bunge et al. 2002; Luna et al. 2004; Liston et al. 2006). Inhibicija prostovoljnega odziva se nanaša na kognitivno sposobnost, da ustavi odločen odziv v korist ukrepov, ki so primerni za cilj, in je osnovna sestavina odločanja (Curtis in D'Esposito 2003; Luna et al. 2004; Ridderinkhof, van den Wildenberg, et al. 2004; Curtis in D'Esposito 2008). Vedenjsko delo iz našega laboratorija in drugih z uporabo protisakadne (AS) naloge (AS)Hallett 1978), pri čemer morajo subjekti zavirati močan nagon k sakadiranju proti nenadoma pojavljajoči se periferni tarči in namesto tega gledati proti zrcalni lokaciji, kar kaže, da se stopnja zaviranja odziva podobno odraslim začne stabilizirati sredi do pozne mladosti (Fischer et al. 1997; Munoz et al. 1998; Klein in Foerster 2001; Luna et al. 2004). Vendar pa učinkovitost nevronskih vezij, ki podpirajo AS, kažejo nadaljevanje nezrelosti skozi adolescenco, vključno z zmanjšano aktivacijo v prednjem očesnem polju (FEF) in povečano odvisnostjo od lateralnih prefrontalnih sistemov glede na odrasle (Luna et al. 2001, 2004; Velanova et al. 2008). Ti podatki podpirajo številne druge študije, ki kažejo, da je razvoj vezij, ki podpirajo zaviralni nadzor, dolgotrajna (\ tCasey et al. 1997; Rubia et al. 2000; Luna et al. 2001; Adleman et al. 2002; Bunge et al. 2002; Tamm et al. 2002; Durston et al. 2006; Marsh et al. 2006; Rubia et al. 2006, 2007; Velanova et al. 2008).

Bolj popolno razumevanje omejitev, ki se kažejo pri odločanju mladostnikov in obnašanje pri sprejemanju tveganj, se lahko doseže z opredelitvijo zorenja obdelave plačil skupaj z vplivom nagrade na zaviralni nadzor. Doslej je le nekaj vedenjskih študij raziskalo interakcijo teh sistemov z uporabo spremenjenih nalog AS z možnostjo neplačanih denarnih nagrad za poskusno (poskusno) (Duka in Lupp 1997; Blaukopf in DiGirolamo 2006; Jazbec et al. 2006; Hardin et al. 2007). Po eni strani se je pokazalo, da se doda nagrada za zmanjšanje števila zaviralnih napak, ki jih povzročajo mladostniki in odrasli, kar kaže, da so osnovne poti med regijami, povezanimi z nagrajevanjem, in regijami, povezanimi z okulomotorično kontrolo, vzpostavljene vsaj v adolescenci. Po drugi strani pa nagrade različno vplivajo na druge meritve sakad (npr. Hitrost in latenca) v celotnem razvoju (Jazbec et al. 2006; Hardin et al. 2007). Vendar pa razvojne razlike v nevronskih vezjih, ki podpirajo izvedbo nagrajene AS naloge, v literaturi še niso opredeljene.

Naš cilj je bil opredeliti razlike v razvoju nagrajevanja in učinke nagrajevanja na zaviranje odziva pri zdravih mladostnikih in odraslih. Ugotavljamo, da je treba preučevanje interakcije med temi modelnimi sistemi 2 obravnavati kot začetni korak k karakterizaciji bolj zapletenega pojava prevzemanja tveganj. Kritično je, da uporabljamo nov nabor metod, vključno s paradigmo AS, ki jo posreduje denarna spodbuda, predstavljena v hitri, z dogodki povezano zasnovo fMRI z delnimi poskusi »ulova« (Ollinger, Shulman in Corbetta 2001), ki nam omogoča, da ločimo in ločeno opredelimo aktivnost, odvisno od ravni kisika v krvi (BOLD), ki je povezana s komponentami za nagrajevanje, ki so bile v literaturi že identificirane (Schultz 2000). Te komponente vključujejo identifikacijsko oznako nagrajevanja (Schultz 2000), ki pričakuje odzivanje na nagrado (Bjork et al. 2004), in odziv / povratne informacije (Ernst et al. 2006), od katerih bi vsaka lahko imela različne razvojne poti. Ta pristop je še posebej edinstven v tem, da preučujemo 2 komponente predhodne obdelave - začetno ocenjevanje in kasnejšo pripravo / predvidevanje odziva. Poleg tega smo želeli istočasno označiti učinke nepredvidenih dogodkov na distribuiranih okulomotornih kontrolnih območjih (npr. Domnevna kortikalna očesna polja), za katera je znano, da so kritična za izvedbo naloge v okviru AS (Munoz in Everling 2004).

V skladu s prejšnjimi vedenjskimi poročili smo napovedali, da bodo odrasli in mladostniki povzročili manj zaviralnih napak pri nagrajevanju v primerjavi z nevtralnimi preskusi AS (Jazbec et al. 2006; Hardin et al. 2007). Med nagradami proti nevtralnim preskušanjem smo domnevali, da bi obe starostni skupini pokazali povečano aktivnost v regijah možganov, ki podpirajo odkrivanje nagrajevanja (npr. VS) in predstavitve vrednosti (npr. VS in OFC). Nadalje smo domnevali, da bi bila pravilna izvedba AS na nagrajenih preskušanjih podprta z večjo aktivnostjo v okulomotornem krmilnem vezju, posebej v območjih blizu vrhunskega precentralnega sulkusa (domnevni človeški homolog FEF), za katerega je znano, da podpira pravilno delovanje AS. Okrepljena aktivnost v fiksacijskih nevronovh FEF v pripravljalnem obdobju preskušanj AS je pokazala, da je ključna za zmožnost zaviranja napačnih odzivov (Connolly et al. 2002; Curtis in D'Esposito 2003; Munoz in Everling 2004). Glede na dokaze o suboptimalni AS učinkovitosti in nezrelosti pri nagrajevanju v adolescenci, smo domnevali, da bi mladostniki pokazali izrazitejši učinek nagrajevanja modulacije okulomotornih regij in vedenjske učinkovitosti. Na podlagi predhodnih ugotovitev smo predpostavili tudi, da bi mladostniki pokazali hipoaktivnost med predvidevanjem nagrajevanja (Bjork et al. 2004, 2007; Eshel et al. 2007) in hiperaktivnost med konzervacijsko obdelavo (\ tErnst et al. 2005; Galvan et al. 2006).

Materiali in metode

udeleženci

Za to študijo je bilo prvotno vključenih 38 zdravih preiskovancev (mladostniki 22 in odrasli 16). Slikovni podatki mladostnikov 4 so bili izključeni iz analiz zaradi prekomernega gibanja glave v skenerju. Preostali subjekti 34 (mladostniki 18 [stari 13 – 17 let, M = 15.3 {± 1.5}, samice 8] in mlajše odrasle osebe 16 [v starosti 18 – 30 let, M = 21.7 {± 2.9}, ženske 10]) so izpolnjevale naslednja merila vključitve: Vsi so imeli daleč ostro vidljivost vsaj 20 / 40 (popravljeno ali nekorigirano) in zgodovino zdravljenja, ki ni pokazala nobene nevrološke bolezni, poškodbe možganov ali večje psihiatrične bolezni v sorodniki ali sorodniki prve stopnje določijo na razgovoru. Starostni razponi za vsako skupino so bili izbrani na podlagi prejšnjega dela, ki kaže različne stopnje ravnanja pri nalogah AS (Luna et al. 2004; Scherf et al. 2006). Udeleženci in / ali njihovi zakoniti skrbniki so pred sodelovanjem v tej študiji dali informirano privolitev ali privolitev. Eksperimentalni postopki za to študijo so bili v skladu z Etičnim kodeksom Svetovnega zdravniškega združenja (1964 Deklaracija iz Helsinkov) in Institucionalnim preglednim odborom na Univerzi v Pittsburghu. Za udeležbo v študiji so bili plačani subjekti.

Nagrajen AS Naloga

Na vsakem preskušanju AS so bili subjekti sprva predstavljeni z 1ne spodbujevalnih oznak 2 (1.5 s) (Slika 1). Obroč zelenih znakov za dolar ($), vsak, ki podpira približno 1 ° vidnega kota, ki obkroža osrednji beli pritrdilni križ, je pokazal, da bi subjekt dobil denar, če bi pravilno izvedel prihajajoče preskušanje. Enakovredno velik izolacijski znak (#) je pokazal, da na tem preskušanju ni bilo denarja. Osebam ni bilo natančno povedano, koliko denarja bi bilo mogoče zaslužiti na vsakem preskušanju, da bi preprečili, da bi se ohranjali podatki o njihovem delovanju in vključevali delovne spominske sisteme. Vendar pa je bilo posameznikom pred nalogo povedano, da lahko pridobijo do dodatnih $ 25, odvisno od njihove uspešnosti, in da ne bo nastal dolg (tj. Subjekti ne morejo dolgovati denarja). Nato je spodbujevalni obroč izginil, osrednji pritrdilni križ pa se je spremenil iz bele v rdečo (1.5 s), kar je subjektu pokazalo, da se morajo začeti pripravljati na zaviranje odziva. Končno se je pojavil periferni dražljaj (rumena pika) (75 m) na nepredvidljivem vodoravnem položaju (± 3 °, 6 ° in vidni kot 9 °). Osebe so bile poučene, naj ne gledajo dražljaja, ko se pojavijo, temveč namesto tega usmerijo svoje oči na ogledalo v tem času (1475 ms).

Slika 1. 

Opis naloge denarne spodbude AS. Obroč zelenih dolarjev je pokazal, da lahko subjekt dobi denar, če pravilno izvede prihajajoče sojenje (nagradni pogoj). Prstan znakov modrega funta je pokazal, da ni bilo denarja ...

Da bi edinstveno ocenili hemodinamski odziv, ki se je pojavil med vsakim poskusnim obdobjem, je naš eksperimentalni načrt vključeval približno 30% delnih poskusov ulova, naključno vstavljenih skupaj z jittered intertrial intervali (Ollinger, Corbetta in Shulman 2001; Ollinger, Shulman in Corbetta 2001). Vključitev teh elementov je zagotovila, da obstaja zadostno število neodvisnih linearnih enačb za ločeno oceno odziva BOLD, ki je povezan z odzivno pripravo in odzivnimi odzivnimi obdobji. To je kvantitativno validiran pristop k ocenjevanju komponent znotraj preskušanja (Ollinger, Corbetta in Shulman 2001; Ollinger, Shulman in Corbetta 2001; Goghari in MacDonald 2008), in to je bilo prej navedeno v literaturi (Shulman et al. 1999; Corbetta et al. 2000; Wheeler et al. 2005; Brown et al. 2006). Stopnja preskušanja ulova 30% je minimizirala predvidevanje posameznika o delnem preskušanju, pri čemer je ohranila zadostno pogostost "celih" preskušanj, da bi omogočili pravilno oceno odziva BOLD. V vsaki seriji sta bili predstavljeni dve različici preskušanja ulova, ki sta vključevali preskušanje, ki se je končalo po kateremkoli 1), odzivno obdobje odziva (rdeča fiksacija) (tj. Ni bil prikazan periferni odziv motornega odziva) ali 2) spodbujevalne podobe (krogi "$" Ali "#") (npr. Rdeča fiksacija in periferna oznaka nista bili prikazani). Pomembno je omeniti, da subjekti niso vedeli, katera preskušanja bi bila delna preskušanja ulova in ki so bila celotna preskušanja, dokler se delna preskušanja ne zaključijo, ker so bile prvotne sestavine delnega preskušanja (cue, pripravljalna fiksacija) predstavljene točno tako kot v celotnih preskušanjih. Pred slikanjem so bile osebe obveščene, da bodo nekatera preskušanja nepopolna in da morajo nadaljevati z naslednjim preskušanjem, kot je navedeno. Čas medsebojne fiksacije je bil prelomljen med intervali 1.5, 3 ali 4.5 s (enakomerno porazdeljenih) in so sestavljali subjekti, ki so preprosto pritrdili osrednji beli križ na črnem ozadju. V vsakem preskusu so bile 14 popolne preskusi nagrajevanja, 6 delni poskusi nagrajevanja (3 za vsako varianto), 14 popolno nevtralna preskušanja in 6 delni nevtralni poskusi ulova (3 vsake različice) predstavljeni v naključnem vrstnem redu. Vsak potek je trajal 5 min 9 s. Štirje teki so bili predstavljeni na eksperimentalnih sejah, za celotno 56 popolno preskušanje nagrad in 56 popolno nevtralno preskušanje.

Sledenje oči

Osebe so najprej testirali v našem vedenjskem laboratoriju v tednu 1 pred skeniranjem, da bi potrdili, da razumejo in so lahko opravili opisano nalogo. V okolju MR skeniranja so bili doseženi premiki oči z optičnim sistemom za sledenje dolgega dosega (Model 504LRO; Laboratoriji za uporabne znanosti, Bedford, MA), ki so zabeležili položaj oči z odbojem roženice zenice, ki ga je dobil zrcalo na glavi tuljave. z ločljivostjo 0.5 ° vidnega kota. Za zagotavljanje skladnosti z nalogami je bilo uporabljeno tudi simultano video nadzor. Na začetku eksperimentalne seje in med postopki, ko je bilo potrebno, je bil izveden postopek umerjanja točke 9. Dražljaji so bili predstavljeni z uporabo E-Prime (Psihološka programska orodja, Inc., Pittsburgh, PA), projicirane na ravni zaslon, nameščen za magnetom. Osebe so gledale zaslon z ogledalom, ki je bilo nameščeno na standardni radijski frekvenčni navoj. Podatki o očesih so bili ocenjeni off-line z uporabo programske opreme ILAB (Gitelman 2002in lastno zbirko točk, napisano v MATLAB (MathWorks, Inc.), ki deluje na računalniku Dell Dimension 8300. Zanimive spremenljivke so vključevale pravilne in napačne AS latence in pravilno stopnjo odgovora AS (1 minus število zaviralnih neuspehov / skupno število zahtevnih poskusov) na nagrajenih in nevtralnih preskusih. Pravilen odziv v nalogi AS je bil tisti, v katerem je bilo prvo gibanje oči med epohom odgovora sakakade s hitrostjo, večjo ali enako 30 ° / s (Gitelman 2002) je bil narejen proti zrcalni lokaciji obodne iztočnice in razširjen čez osrednjo fiksno cono 2.5 ° / vidni kot. Premiki oči na delnih poskusih ulova so bili redki, saj osebe niso bile nikoli usmerjene na določeno lokacijo in niso bile ocenjene. Napake AS (imenovane tudi prosakadne napake) so se pojavile, ko je bila prva sakada v času reakcije sakade usmerjena proti nenadoma pojavljajočemu se perifernemu dražljaju in presegla osrednjo fiksacijsko cono 2.5 ° / vidnega kota. Poskusi, pri katerih ni prišlo do premikov oči (<1% preskušanj), so bili izključeni iz nadaljnjih analiz.

fMRI Pridobivanje in predobdelava

Slikovni podatki so bili zbrani z uporabo skenerja 3.0-T Siemens Allegra v raziskovalnem centru Brain Imaging Research, Univerzi v Pittsburghu, Pittsburgh, PA. Izvedeno je bilo gradient-echo echo-planarno slikanje, ki je občutljivo na kontrast BOLD (T2 *) (Kwong et al. 1992; Ogawa et al. 1992). Parametri pridobivanja so bili časovna ponovitev, TR = 1.5 s; time echo = 25 ms; kot flip = 70 °; en strel; poln k-prostor; 64 × 64 nabavna matrika z vidnim poljem = 20 × 20 cm. Zbrali smo devetindvajset aksialnih rezin z debelino 4-mm, brez reže, ki so poravnani z anteriorno in posteriorno komisuro (AC-PC-line), pri čemer so nastali vokseli 3.125 × 3.125 × 4 mm, ki so pokrivali celotno skorjo in večino možganske celice. Za pridobitev strukturnih slik v sagitalni ravnini smo uporabili 3D magnetno zaporedje, pripravljeno s hitrim pridobivanjem gradient-echo (MP-RAGE) impulzno zaporedje z 192 rezinami (1-mm debelina rezine).

Funkcionalne slike so najprej predobdelane z uporabo programske knjižnice FMRIB (Smith et al. 2004). Popravek časovnega presledka je bil izveden za prilagoditev za pridobitev prerezanih rezin. Izračunane so bile rotacijske in translacijske ocene gibanja glave, slike pa so bile popravljene z uskladitvijo vsakega volumna v časovni vrsti z volumnom, pridobljenim sredi pridobitve. Za vsak subjekt so bili povprečni pomiki translacijskih in rotacijskih gibov med slikami in uporabljeni za izračun skupnih koreninskih kvadratnih ukrepov gibanja. Subjekti, ki so se gibali več kot 1 mm (translacijski) ali 1 ° (rotacijski), so bili izključeni iz nadaljnjih analiz. Na podlagi teh meril so bili izključeni štirje mladostniki.

Strukturne podobe (MP-RAGE) so bile afine registrirane na funkcionalne slike in pretvorjene v iste dimenzije z uporabo pripomočka FLIRT, ki je na voljo v FSL (Jenkinson in Smith 2001). Ekstrakcija možganov je bila izvedena z uporabo orodja za ekstrakcijo možganov v FSL (Smith 2002). Funkcionalne slike so bile prostorsko poravnane z 5-mm polno širino pri polovici največjega jedra in podvržene časovnemu filtriranju visokih prehodov (sigma = 37.5 s) za odstranitev nizkofrekvenčnega skenerja. Končno je bila intenzivnost signala za vsako vožnjo prilagojena povprečju 100 in večkratnih povezav.

Analiza funkcionalnih nevro-slik (Cox 1996) je bila uporabljena za posamezno dekonvolucijo predmetov kot tudi za skupinske statistične analize. Metode dekonvolucije so sledile korakom, opisanim v Ward (2002). Naš model je bil sestavljen iz 6 ortogonalnih regresorjev zanimanja (nagradni znak, nevtralni znak, pripravljenost za nagrado, nevtralna priprava, odziv na nagrado, nevtralen odgovor na sakasto, »pravilni preskusi AS«). Vključili smo tudi regresorje za preizkuse nagrajevanja in nevtralne napake (sestavljene iz celotnega preskušanja), regresorje za izhodiščne, linearne in nelinearne trende ter parametre gibanja 6, ki so bili vključeni kot »moteči« regresorji. Edinstvena ocenjena funkcija odziva impulzov (IRF, tj. Funkcija hemodinamskega odziva) za vsakega regresorja, ki nas zanima (nagrada in nevtralna oznaka, pripravek in sakacada; samo »pravilna preskušanja AS«), je bila določena s tehtano linearno vsoto sinusnih funkcij 5. pomnoženo s podatki, določenimi z najmanjšimi kvadrati - ocenjeno maso beta. Ocenjeni IRF odraža ocenjeni odziv BOLD na vrsto dražljaja (npr. Nagradni znak) po kontroliranju variacij v signalu BOLD zaradi drugih regresorjev. Določili smo trajanje ocenjenega odziva od nastopa dražljaja (čas = 0) do postnustnega nastopa 18-a (13 TR), ki je dovolj dolgo za ocenjen odziv BOLD, da se vrne na izhodišče, za vsako posamezno obdobje preskušanja. Nimamo nobenih predpostavk o njegovi posebni obliki, ki bi presegala uporabo ničle kot začetne točke. Izračunanih je bilo več statističnih podatkov o ustreznosti, vključno z delno statistiko F za vsakega regresorja in t- rezultati primerjave vsakega od ocenjenih beta tehtanj 5 z nič. Po dekonvoluciji so se statistične slike pretvorile v prostor Talairacha (Talairach in Tournoux 1988).

Analize na ravni skupine

Anatomske regije interesa (ROI)

Naše analize so bile osredotočene na funkcionalno definirane grozde, identificirane znotraj meja več a priori anatomskih ROI (Curtis in Connolly 2008), ki so bili prej identificirani kot služijo v različnih vidikih nagrajevanja ali okulomotoričnega nadzora. Pričakovana anatomska ROI, povezana z nagrado, je vključevala VS (vključno z nucleus accumbens), OFC in ventralno medialno PFC (VMPFC). Meje anatomske ROI, povezane z nagrado, smo uporabili v tej študiji na naslednji način: VS (Breiter et al. 1997; Breiter in Rosen 1999; Bjork et al. 2004; Voorn et al. 2004) se je zdelo, da je dorzalno vezana s črto, ki se razteza od koničastega konca stranskega ventrikla do notranje kapsule, stranska in sprednja meja je bila ventralno-medialni spoj poganjka in putamena, za posteriorno mejo pa se je štelo, da je sprednjo komisuro. OFC je zajemal orbitalni gyrus in rectus gyrus, vključno z BA 10, 11 in 47 (Kringelbach in Rolls 2004). Ledeno je bil OFC omejen s sprednjim sprednjim sulkusom in na medialni površini z vrhunskim rostralnim sulkusom. VMPFC se je nanašal na hrbtno skorjo korteksa na vrhunski rostralni sulkus na medialni površini možganov, sprednji in ventralni (podkalozno območje) do gena korpusnega kalusa, predvsem vključno z posteriornimi / medialnimi BA 10 in 32 (Knutson et al. 2003; Blair et al. 2006). VMPFC je vključeval rostralno prednjo cingularno skorjo.

Reklamna ROI za oculomotorni nadzor je vključevala področja vzdolž superiornega in spodnjega precentralnega sulkusa (sPCS oz. IPCS) in paracentralnega sulkusa (paraCS), kot tudi cingularno skorjo (BA 24, 32), vključno s hrbtnim in kaudalnim prednjim cingulatom, intraparietalnim sulkusom (IPS) ), putamen in dorsolateral PFC (DLPFC, vključno z BA 9, 46) (Sweeney et al. 1996; Grosbras et al. 1999; Liddle et al. 2001; Luna et al. 2001; Connolly et al. 2002; Munoz in Everling 2004; Ridderinkhof, Ullsperger, et al. 2004; Pierrot-Deseilligny et al. 2005; Brown et al. 2006; Hikosaka et al. 2006; Curtis in Connolly 2008). Človeški predcentralni sulkus je pogosto sestavljen iz delov 2, nadrejenega in nižjega precentralnega sulca, ločenega s prečno povezavo med predcentralnim in vmesnim frontalnim girijem (Ono et al. 1990). ParaCS je bil definiran kot sulcus pred osrednjo lobulo vzdolž dorzalne medialne površine možganov (Ono et al. 1990). IPS je bil opredeljen kot sulkus, ki deli višje in nižje parijetne lobule (IPL).

Končno, čeprav je bilo v literaturi dobro ugotovljeno, da na različnih vaskularnih območjih ni razlik v hemodinamskem odzivu (HDR) od otroštva do odraslosti (Kang et al. 2003; Wenger et al. 2004; Brown et al. 2005), vključili smo vizualno skorjo (BA 17, 18) kot dodatno kontrolno regijo, da bi še dodatno pokazali, da mladostniki ustvarjajo časovne tečaje, ki so enakovredni odraslim.

Analiza časovnega tečaja

Ocenjene vrednosti IRF, pridobljene z analizo dekonvolucije vsakega subjekta, so bile kot fiksni dejavniki vnesene v omnibus voxelwise analizo variance (ANOVA) s časom (od 0 do 12 TR), vrsto spodbud (nagrada, nevtralnost) in starostno skupino (mladostnik, odrasla oseba). naključni dejavnik. Dekonvolucijske metode za naš načrt nalog, kjer so opredeljene različne faze preskusa, ustvarjajo ocenjene IRF. IRF odraža ocenjeni BOLD odziv na vrsto dražljaja (npr. Nagradni znak) po nadzoru sprememb v BOLD signalu zaradi drugih regresorjev. Povprečne ploskve IRF (v nadaljevanju imenovane tudi povprečni ocenjeni časovni potek) kažejo povprečni (po preiskovancih) ocenjeni ODZIV ODZIV od začetka dražljaja (čas = 0) do začetka 18-ih poststimulusa. Trajanje 18 s, parameter, ki smo ga določili v našem modelu dekonvolucije, je primerno trajanje za tipičen hemodinamski odziv, ki ga sproži kratkotrajni dražljaj za vrnitev na izhodišče.

Ločene ANOVA-e so potekale za vsako poskusno obdobje, kar je imelo za posledico »iztočnico«, »pripravo odziva« in skupinsko sliko (glavni učinek časovnih slik). Slika »glavni učinek časa« prikazuje regije, ki so bistveno modulirane skozi čas (0 – 12 TR) glede na osnovno linijo, ki se je zrušila med predmeti in pogoji, zato predstavljajo osnovno vezje, ki smo ga zaposlili v naši študiji. Statistične karte (Slika 3) so bili prekriti z anatomsko sliko reprezentativnega subjekta. Za kortikalne slike 3D (Sl. 44-6), smo s programsko opremo Caret (različica 5.51) projicirali žarišča iz regij, ki kažejo učinke, povezane s starostjo in / ali spodbudami, na površino atlasa človeških PAL.Van Essen et al. 2001; Van Essen 2002).

Slika 3. 

»Glavni učinek časovnega« aktiviranja skupinskih aktivacijskih zemljevidov za spodbujevalni znak (obroč dolarskih znakov ali znakov funta), priprava odziva (rdeča fiksacija) in reakcija sakade (periferne bliskavice), se je porušila po vrsti spodbude in starostni skupini. Prag slike ...
Slika 4. 

Cue epoch časovni tečaji, ki kažejo starost in / ali spodbujevalne interakcije skozi čas. Časovni tečaji so bili izvlečeni iz maske krogle (premer 9-mm) s središčem na koordinatah voksela (glej Materiali in metode). Samo za namene vizualizacije je napolnjena črna barva ...
Slika 5. 

Časovni tečaji za pripravo odziva (predvidevanje nagrajevanja), ki kažejo starost in / ali spodbujevalne interakcije skozi čas. Časovni tečaji so bili izvlečeni iz maske krogle (premer 9-mm) s središčem na koordinatah voksela (glej Materiali in metode). Za vizualizacijo ...
Slika 6. 

Tečaji epohe časa odziva Saccade, ki kažejo starost in / ali spodbujevalne interakcije skozi čas. Časovni tečaji so bili izvlečeni iz maske krogle (premer 9-mm) s središčem na koordinatah voksela (glej Materiali in metode). Samo za namene vizualizacije ...

V vsaki sliki »glavni učinek časa« so bile funkcionalno opredeljene ROI (imenovane tudi »grozdi«) spodaj identificirane z metodami, ki so že določene v literaturi (Wheeler et al. 2005; Velanova et al. 2008). Prvič, vrhovi voxeli, ki so presegli prag P Ugotovljeni so bili <0.001 (nepopravljeni) in razvrščeni po velikosti F-statistike. Nato je bila maska ​​krogle s premerom 9 mm centrirana na vsak maksimum. Nato smo popravili glavni učinek časovne slike za več primerjav z uporabo meril iz simulacije Monte Carlo (http://afni.nimh.nih.gov/afni/doc/manual/AlphaSim), ki je pokazala, da je bila potrebna velikost grozda vsaj 17 sosednjih vokselov skupaj z individualnim voxelom P vrednost 0.001, da bi dosegli popravljen pomen na sliki P <0.05. Funkcionalni ROI so bili opredeljeni tako, da so v nepopravljeno sliko vključili vse voksele, ki so spadali v 9-milimetrsko kroglo, osredotočeno na maksimum, in nato izključili voksele, ki niso uspeli prenesti popravkov za več primerjav. Nato smo te funkcionalno opredeljene grozde uporabili kot maske in iz sestavljenih vokselov za vsak predmet in po obeh spodbudnih pogojih izvlekli predvidene časovne tečaje. Na ta način smo zagotovili, da se enake regije obravnavajo med predmeti. Časovni tečaji so bili povprečno izračunani po predmetih in nato analizirani s ponavljajočimi se meritvami ANOVA; starostna skupina (odrasla oseba, mladostnik) je bila dejavnik med preiskovanci; čas (0–12 TR) in spodbudni pogoj (nagrada, nevtralno) sta bila znotraj dejavnikov. Če ni navedeno drugače, se poroča o stopnjah pomembnosti popravljenih sferičnosti (Greenhouse – Geisser). Spodaj poročamo o vseh regijah, opredeljenih v skupnem zemljevidu skupnega »glavnega učinka časa«, in podajamo podatke o časovnih tečajih za regije, ki prikazujejo pomembno starost po času, spodbudo po času in / ali starost po spodbudah po časovnih interakcijah v celotnem ocenjeni odziv (13 časovnih točk).

Ugotavljamo, da je v več pregledanih regijah povprečni ocenjeni časovni odziv pokazal dvofazni odziv ali časovno poznejši vrh (ki se po začetku preskusne komponente pojavi več kot 6 s). Trenutno ni jasno, ali imajo časovno kasnejši vrhovi funkcionalni pomen (npr. Odražajo spremenljivost posameznika pri regrutiranju določene regije ali zapoznelo signaliziranje v regiji) ali so preprosto rezultat naših dekonvolucijskih analiz, ki ne predvidevajo fiksne oblike HDR . Kot tak smo izvedli tudi sekundarno, bolj konzervativno ponovljivo merilo ANOVA, ki je upoštevalo samo ocenjene odzive pri TRs 3 – 6. Te časovne točke so bile izbrane, ker zajemajo 3-7.5 s po nastopu dražljaja, ki bi zajel začetni vrh v stereotipnem hemodinamskem odzivu, ki bi se pojavil med 4 in 6 s po predstavitvi stimulusa. Z uporabo tega pristopa smo analizirali tudi časovne tečaje iz vseh ROI, ki so bili določeni v glavnih učinkov časovnega zemljevida za vsako poskusno obdobje. Za vsako od teh analiz smo analizirali samo "pravilne" teste AS. Na koncu ugotavljamo, da je bila izvedljivost primerjave med BOLD časovnimi tečaji v razvojnih starostnih skupinah v skupnem stereotaksičnem prostoru dobro uveljavljena (Kang et al. 2003; Wenger et al. 2004; Brown et al. 2005).

Kot potrditev veljavnosti naših dekonvoltiranih časovnih tečajev iz posameznih poskusnih obdobij smo poskušali preveriti, da bi vsota posameznih komponent preskušanja povzročila tipično obliko HDR in da seštevek odziva tesno ujema s časovnim potekom, ki smo ga dobili pri obravnavi preskušanja. celoto. Da bi to naredili, smo najprej povzeli ocenjene časovne poteke iz vsake posamezne poskusne epohe (cue + odzivni pripravek + odziv sakade) v vsakem voxelu možganov, s čimer smo spremenili časovni potek epohe priprave odziva za 1.5 s, da bi upoštevali začetek te komponente v preizkusnem obdobju in časovnem obdobju erekcije erekcijskega odziva s sakad. Nato je IRF za celotno preskušanje (tj. Cue, priprave in odziv skupaj) v vsakem voxelu nastal z izvajanjem ločene analize dekonvolucije, v kateri smo kodirali samo začetek vsakega preskusa in ocenili odziv do 3 s po začetku preskušanja. Vsak od teh časovnih tečajev (odziv, priprava odziva [časovno premaknjen], sakadni odziv [časovni premik], seštevek odziva in celotni poskusni odziv) je bil nato izračunan kot povprečje za vsak voxel, ki je bil identificiran v maski sfere "glavni učinek časa" in narisan (Dopolnilni sliki. 1-6). Ta postopek je bil nato ponovljen za pripravo odgovorov in maske s sokastim odzivnim področjem. Preverjanje veljavnosti je pokazalo, da je vsota tečajev sestavnega časa povzročila tipičen hemodinamični odziv, ki je dodatno podprl, da so bili naši postopki dekonvolucije točni. Dodatne številke 1 – 6 prikazujejo primerne ploskve iz naše analize analize časa. Visoka stopnja podobnosti je bila ugotovljena med seštevanjem časovnih potekov (debele črne črte) in celotnih poskusov (rdeče črte) in kanonskih profilov HDR.

Rezultati

Vedenje

Ponavljajoči se ukrepi ANOVA o pravilni stopnji zaviralnega odgovora v starostnih skupinah in spodbujevalnih pogojih so pokazali pomemben glavni učinek vrste spodbude (F(1,32) = 18.9424, P <0.001) in trend glavnega učinka starostne skupine (F(1,32) = 3.491, P = 0.071), vendar brez starostne skupine po interakciji s spodbujevalno vrsto. Kot je bilo pričakovano, so vsi subjekti dosledno sledili napakam, ki so bile napačne, s popravnimi odgovori na ustrezno lokacijo, podobno kot prejšnja poročila (Velanova et al. 2008), kar kaže, da so bila navodila za nalogo razumljena, vendar ni bilo mogoče zavreti refleksne sakade.

Glede na naše hipoteze, da bi odrasli in mladostniki ustvarili manj zaviralnih napak pri nagrajevanju v primerjavi z nevtralnimi preskusi, so načrtovane primerjave učinka tipa spodbude na uspešnost (pravilna stopnja odziva in latenca) v vsaki starostni skupini (nagrada v primerjavi z nevtralno za mladostnike; nevtralne za odrasle) so bile izvedene tudi z uporabo Bonferroni prilagojenih alfa nivojev 0.025 na test (0.05 / 2). Mladostniki so ustvarili bistveno večje število pravilnih AS na nagrajenih v primerjavi z nevtralnimi preskusi (t(17) = 4.500, P <0.001) (glej Slika 2A). Uspešnost odraslih je pokazala trend izboljšanja odziva na nagrado v primerjavi z nevtralnimi poskusi (t(15) = 1.939, P =

Slika 2. 

Vedenjski rezultati. (A) Pravilna stopnja odziva za mladostnike (levi stolpci) in odrasle (desne palice) za nevtralne (nepolnjene palice) in nagrajene (zgoščene) preizkuse. (B) Latence pravilnih podsistemov. (C) Latenca zaviralnih napak. Označi eno zvezdico (*) ...

Latenca za sprožitev pravilnega AS je pokazala glavni učinek spodbude (F(1,32) = 22.695, P <0.001), vendar noben glavni učinek na starostno skupino ali starostno skupino ni motiviran. Načrtovane primerjave so pokazale, da sta obe starostni skupini na nagrado ustvarili bistveno hitrejše AS v primerjavi z nevtralnimi preskušanji (mladostniki, t(17) = 3.215, P = 0.005 in odrasli, t(15) = 3.498, P =

Latenca napačnih sakad (imenovanih »napake v preiskavi«, ko subjekti na začetku gledajo proti periferni stimulaciji) ni pokazala pomembne starostne skupine s spodbujevalno interakcijo. Načrtovane primerjave so pokazale, da so mladostniki, vendar ne odrasli, dosegli bistveno hitrejše odzive na nagrajene v primerjavi z nevtralnimi poskusi (t(17) = 2.400, P = Slika 2B,C prikaže latence pravilnih in nepravilnih AS-ov. Na voljo so sredstva in standardna odstopanja za pravilno stopnjo odziva in latence za pravilne preskuse. \ T Tabela 1.

Tabela 1 

Vedenjski rezultati za nagradne in nevtralne AS preskuse

Nazadnje, glede na razmeroma širok razpon preizkušenih mladostnikov, smo izvedli ločene primerjave »starejših« in »mlajših« mladostnikov v skupini, da bi ugotovili, ali starostna razlika med starejšimi in odraslimi ni bila dovolj velika, da bi pokazala razlike. To pomeni, da če so starejši mladostniki bistveno drugačni od mlajših, potem lahko podatki starejših mladostnikov povzročijo neznatne učinke starosti. Uporabili smo mediansko razcepitev za razdelitev mladostnikov 18 na starejše (N = 9; 6-letniki in 17-letniki) in mlajše skupine (N = 9; 3 13-letniki, 1 14-year-old, 4-letniki, 15-letniki in 1-year-old [najmlajši 16 4-letniki testirali]). Neodvisni vzorec t- testi so bili izvedeni na "mladih" in "starih" adolescentih, ki so pravilno odgovorili na podatke o odzivu in latenci za obe poskusni vrsti. Ni bistvenih razlik (vse. \ T P(>> 0.05).

fMRI

Porazdeljena mreža regij možganov je bila vključena v vsakem poskusnem obdobju v odraslih in mladostnikih, vključno s pričakovanimi okulomotoričnimi kontrolnimi regijami (npr. Kortikalna očesna polja in bazalne ganglije) in regijami, povezanimi z nagrado (npr. OFC in VS) (Slika 3). V več lokusih smo ugotovili pomembne starostne in / ali spodbujevalne interakcije s časom v celotnem ocenjenem odzivu (časovne točke 13) ali TRs 3 – 6 (glej Materiali in metode). Ti rezultati, ločeni s poskusno dobo, so podrobneje obravnavani v nadaljevanju.

Regija nadzora: Primarni vidni korteks

Funkcionalno opredeljeni grozdi, ki se nahajajo v vizualni skorji (BA 17, 18) v vsakem poskusnem obdobju, so potrdili, da adolescenti ustvarjajo podoben HDR v primerjavi z odraslimi. Preučene žarišča so pokazale trdno udeležbo pri nalogi AS, ne pa tudi interakcije starosti ali vrste spodbude s časom (Dodatna slika 7).

Epoha 1: Incentive Cue

Regije, povezane z nagradami

Med predstavitvijo spodbujevalne napotke je desna VS (Talairachove koordinate: 14, 2, −7) pokazala pomembno interakcijo po starosti (F(12,384) = 3.082, P = 0.023) ob upoštevanju celotnega ocenjenega časovnega poteka (časovne točke 13). Odrasli so med nagrajevanjem pokazali bolj pozitivno aktivnost, mladostniki pa so pokazali negativen odziv. V tej regiji so mladinski nagradni in nevtralni časovni tečaji pokazali zgodnje negativne preusmeritve, medtem ko so odrasli pokazali minimalen odziv na nagrade, čemur je sledil močnejši pozitivni odziv v obeh preskusnih vrstah (Slika 4). Ob upoštevanju samo začetnega vidika časovnega toka (TRs 3 – 6) je ta regija še vedno pokazala trend (F(3,96) = 2.368, P = 0.076). Vendar pa je leva VS (−10, 2, −4) pokazala pomembno interakcijo po starosti (F(3,96) = 3.204, P = 0.027) v tem krajšem časovnem obdobju. V tem območju, podobno kot desna VS, so mladostniki pokazali zgodnje negativne odzive v času nagrajevanja in nevtralnih preskušanj, medtem ko pri odraslih ni bilo odklonov od izhodišča.

Okulomotorne in zaviralne regije

Nobena od pregledanih ROI okulomotornih kontrol ni pokazala pomembne starosti s časom, spodbude s časom ali starosti s spodbujevalnimi interakcijami v času ocenjenih časovnih točk 13 med predstavitvijo spodbujevalne izjave. Vendar smo v TRs 3 – 6 opazili interakcijo s časom po desni sPCS (26, −13, 53) (F(3,96) = 2.695, P = 0.05), desni spodnji prednji gyrus (44, 11, 32) (F(3,96) = 4.474, P = 0.006), kot tudi levo precuneus (−28, −64, 41) (F(3,96) = 2.959, P = 0.036). V levem IPL (−28, −52, 38) (BA 7, dorzalni in medialni do supramarginalnega gyrusa) so opazili starostno spodbudo s časovno interakcijo (F(3,96) = 3.397, P = 0.021) (Tabela 2). V vsaki od teh regij so bili odzivi na nagrajevanje med mladostniki podobni kot nagrada za odrasle in nevtralni časovni tečaji (Slika 4). Toda mladostniki so pokazali oslabljene odzive na teh področjih med nevtralnimi preskušanji.

Tabela 2 

Regije, opažene med iztočnico (samo pravilni poskusi), ki so pokazale pomembne interakcijske učinke

Tabela 3 Zagotavlja lokacijo vrhovnih vokselov za vse funkcionalne skupine, opažene v a priori anatomskih regijah, ki kažejo pomembno modulacijo skozi čas v spodbujevalni epohi spodbude.

Tabela 3 

Regije, ki prikazujejo glavni učinek časa v anatomskih ROI, ki jih opazimo med iztočnico (samo pravilni poskusi).

Epoha 2: Priprava odgovora / predvidevanje

Regije, povezane z nagradami

Po spodbujevalni epohi v času priprave / predvidevanja odziva je posamezna skupina v desnem VS (11, 8 in −7) pokazala pomembno interakcijo po starosti (F(12,384) = 2.586, P = 0.05) čez predvidene časovne točke 13. Pregled časovnih tečajev v tej regiji je pokazal povečan odziv mladostnikov med nagrajevanjem v primerjavi z nevtralnimi poskusi (Slika 5). Odrasli so pokazali le malo sodelovanja te regije s šibkim pozitivnim odzivom med nevtralnimi poskusi in poznejšim negativnim preusmerjanjem med nagrajevanjem v tej regiji. V bolj omejenem časovnem obdobju TRs 3 – 6 je ta regija še vedno pokazala pomembno interakcijo po starosti (F(3,96) = 6.618, P <0.001).

Okulomotorne in zaviralne regije

V levi sPCS (−25, −13, 56) je bila opažena pomembna starostna spodbuda s časovno interakcijo (F(12,384) = 2.889, P = 0.032) v celotnem ocenjenem preskušanju. V tej regiji so mladostniki imeli višji zgodnji vrh glede na odrasle v obeh vrstah spodbud, prav tako pa tudi časovno podaljšan odziv med nagrajevanjem (Slika 5). Upoštevajoč samo TRs 3 – 6, se je starost s spodbudo s časovno interakcijo v tej regiji zmanjšala na trend (F(3,96) = 2.282, P =

Drugje, med TRs 3-6, smo opazili medsebojno interakcijo v starostni prednji gyrus (MFG) / superior frontal gyrus (17, −10, 53).F(3,96) = 2.915, P = 0.038). Pomembne starostne spodbude s časovnimi interakcijami so bile opažene tudi v drugih skupinah 2 vzdolž levega sPCS, (−25, −19, 47) (F(3,96) = 2.920, P = 0.038) in (−31, −10, 44) (F(3,96) = 2.909, P = 0.038). V vsaki od teh regij so se odzivi mladostnikov med nagradami in nevtralnimi preskusi povečali glede na odrasle (Slika 5). Še slabše je bilo opaziti, da je bila v levem iPCS (−28, −1, 35) opažena precejšnja starostna spodbuda s časovno interakcijo.F(3,96) = 3.281, P = 0.024). V tej regiji je bil odziv na adolescentno nagrajevanje podoben nagrajevanju odraslih in nevtralnim odzivom, pri čemer je vsakokratni časovni razpon dosegel vrh v približno 7.5s. Adolescentni čas nevtralnega časa je dosegel manjši vrh magnitude (3 s) in se je v tem časovnem obdobju zmanjšal proti izhodišču (Fig, 5). Pomembna starost, ki jo spodbuja interakcija s časom (F(3,96) = 3.836, P 0.012 – 3 smo opazili tudi v levem MFG / anteriornem cingulatu (−6, 7, 29) (Tabela 4). Mladostniki so pokazali večji odziv na nagrado v primerjavi z nevtralnimi poskusi in na nagrado odraslih in nevtralne odgovore.

Tabela 4 

Regije, ki so jih opazili med pripravo odziva (samo pravilna preskušanja), ki so pokazali pomembne učinke interakcij

V posteriorni parietalni skorji je grozd v desnem precuneusu (BA 7) (8, −58, 53) pokazal pomembno starostno interakcijo (F(12,384) = 3.093, P = 0.024) čez predvidene časovne točke 13. Kot kažejo časovni tečaji iz te regije (Slika 5), mladostniki v primerjavi z odraslimi so imeli večjo evocirano aktivnost za obe vrsti spodbujevalnih poskusov. V TRs 3 – 6 je bil za to regijo še vedno prisoten pomemben spodbujevalni pogoj za interakcijo po starosti po času (F(3,96) = 4.143, P =

Tabela 5 Zagotavlja lokacijo vršnih vokselov za vse funkcionalne skupine, ki se opažajo v a priori anatomskih regijah, ki kažejo pomembno modulacijo v času med odzivno pripravo.

Tabela 5 

Regije, ki prikazujejo glavni učinek časa v anatomskih ROI, ki jih opazimo med pripravo odziva (samo pravilna preskušanja)

Epoha 3: Saccade Response

Regije, povezane z nagradami

Med epohom odziva saccade je levi OFC (−25, 44, −4) pokazal interakcijo po starosti po času (F(3,96) = 4.44, P = 0.006) (Slika 6, levo). Ta regija je pokazala povečano aktivnost predvsem pri mladostnikih med nevtralnimi preskušanji. V epohi saccade-response ni bilo opaziti nobene pomembne aktivacije v VS.

Okulomotorne in zaviralne regije

Desni anteriorni cingulat, BA 24, (2, 23, 26) so pokazali spodbudo s časovno interakcijo (F(3,96) = 3.99, P = 0.010) (tabela 6). Kot v grozdu OFC, so časovni tečaji iz te regije pokazali povečano aktivnost predvsem pri mladostnikih med nevtralnimi preskušanji. Regija v levem sprednjem cingularnem girusu, BA 24, 32, (−1, 11 in 35) je pokazala pomembno starost s spodbujevalno interakcijo s časom (F(12,384) = 2.860, P = 0.037) po celotnem ocenjenem odzivu. Časovni potek od levega sprednjega dela cingule (Slika 6spodaj levo) je pokazal začetni vrh pri odraslih med nagrajevanjem in podoben odziv pri mladostnikih med nevtralnimi preskušanji. Mladostniki so pokazali večji negativni odziv med nagrajevanjem. V TRs 3 – 6, pomembna starostna skupina glede na čas (F(3,96) = 4.474, P = 0.006) ostala za to regijo.

V obeh starostnih skupinah so v epohi sakapatnega odziva opažali obsežno aktivnost drugje v regijah a priori okulomotornega nadzora, vključno s sPCS, posteriorno parietalno skorjo in putamenom (Tabela 7), ki niso pokazale pomembnega medsebojnega vpliva starosti ali spodbude (Slika 6, prav).

Tabela 7 

Regije, ki prikazujejo glavni učinek časa v anatomskih ROI, opaženih med odzivom sakade (samo pravilna preskušanja)
Tabela 6 

Regije, ki so bile opažene med odzivom sakade (samo pravilna preskušanja), ki so pokazale pomembne interakcijske učinke

Razprava

Uporabili smo hitro fMRI, ki je povezan z dogodki, da bi preučil razlike v razvoju aktivacije sistema nagrajevanja in učinke nepredvidljivega nagrajevanja na okulomotorni inhibitorni nadzor, ko so zdravi mladostniki in odrasli opravili nalogo AS z denarno spodbudo. Čeprav so se vedenjske predstave izboljšale v obeh starostnih skupinah glede na nagrado v primerjavi z nevtralnimi preskušanji, je bilo ugotovljenih več razlik v vzorcih BOLD odzivov v različnih obdobjih ali fazah nagrajevanja. Najpomembnejše je, da so mladostniki v primerjavi z odraslimi pokazali oslabljene odzive v VS med spodbujevalnimi napotki, čemur je sledil povečan odziv v VS in sPCS med pripravo na odgovor (predvidevanje nagrajevanja) na nagrajevanju. Ta povečana aktivnost med pripravami na odzive je lahko prispevala k pomembnim izboljšavam pri pravilnem odzivu mladostnikov, kot bo podrobneje obravnavano v nadaljevanju.

Različne razlike v učinku nagrajevanja na obnašanje AS

V primerjavi z nevtralnim stanjem so bile preskušanja z možnostjo nagrajevanja povezana z izboljšano sposobnostjo pravilnega zaviranja (mladostniki) in hitrejšega odzivanja (mladostniki in odrasli). Ti rezultati so skladni s prejšnjimi vedenjskimi dejavnostmi, ki kažejo zmanjšano stopnjo napake z možnostjo nagrajevanja pri odraslih in mladostnikih med nagrajenimi nalogami AS (Duka in Lupp 1997; Jazbec et al. 2005, 2006; Hardin et al. 2007) in kažejo, da so bistvene komponente vezja, ki podpirajo modulacijo nagrajevanja inhibitornega nadzora, med mladostniki. Naši rezultati tudi kažejo, da so mladostniki lahko še posebej občutljivi na modulacijo nagrajevanja, saj so mladostniki, vendar ne odrasli, pokazali znatno izboljšanje pravilnega odziva. Vendar na podlagi podatkov o očesu ne moremo biti prepričani, da je uspešnost mladostnika bolj občutljiva na nagrajevanje, saj ni bila opažena pomembna starostna skupina po intervencijskem tipu. Lahko se zgodi, da so odrasli že opravljali nalogo na visoki ravni med nevtralnimi preizkusi in da morda ni bilo toliko prostora za izboljšanje pri poskusih nagrajevanja (tj. Učinek zgornje meje). Prihodnje delo bi lahko nadalje raziskalo razlike v občutljivosti za nagrade s povečanjem težavnosti nagrajene naloge AS (npr. S skrajšanjem trajanja pripravljalnega obdobja). Nadalje, čeprav se lahko slabše uspešnost mladostnikov na nevtralnih preskusih pripiše relativni nezrelosti v zaviralni kontroli, je možno tudi, da mladostniki nevtralnih preskušanj ne štejejo za »nagrajevanja« kot odrasli. Z drugimi besedami, odrasli so bili morda bolj motivirani, da delujejo dobro, ne glede na vrsto spodbude, medtem ko so mladostniki morda posebno pozornost namenili samo poskusom, kjer je bila ogrožena nagrada. Za boljši vpogled v to vprašanje je potrebno nadaljnje delo, ki bo primerjalo vedenje mladostnikov in odraslih na preskušanjih z nevtralnimi oznakami, pa tudi nagrade in izgube / kaznovanja, ki se razlikujejo po velikosti.

Tako mladostniki kot odrasli so ustvarili hitrejše pravilne AS (nižje latence) na nagrado v primerjavi z nevtralnimi poskusi, kar odraža motivacijske učinke potencialne denarne nagrade na endogeno usmerjenih sakadah (Roesch in Olson 2004; Hikosaka et al. 2006). Podatki o latenci, navedeni v tem poročilu, so v skladu s prejšnjimi študijami o nečloveških primatih, ki kažejo, da imajo sakade do nagrajenih (v primerjavi z nerefediranimi) lokacijami zmanjšane latence, kar je posledica povečane ravni kontralateralne nevronske aktivnosti v bazalnih ganglijih pred odzivom na gibanje oči (Hikosaka et al. 2006). Poleg tega so bile latence AS napak hitrejše pri nagrajevanju v primerjavi z nevtralnimi preskušanji pri mladostnikih, vendar se niso razlikovale v skupini odraslih. Opazovanje, da imajo mladostniki hitrejše latence med poskusi nagrajevanja in nevtralne napake, še dodatno nakazuje, da so mladostniki lahko bolj občutljivi za nagrajevanje nepredvidenih dogodkov; ta povečana odzivnost na nagrade lahko prispeva k večji impulzivnosti v adolescenci.

V povezavi s tem vedenjski rezultati kažejo, da spodbuda za nagrajevanje izboljša celoten inhibitorni nadzor (tj. Pravilen odziv) in zmanjša čas sakadnega reakcije pri mladostnikih in odraslih.

Nagradni učinki na možganske odzive v adolescenci v primerjavi z odraslimi

Čeprav so mladostniki v celotni nalogi zaposlili večinoma podobno nevronsko mrežo, kot so odrasli, vključno z VS, sPCS, IPL in srednjim frontalnim gyrusom, so se pojavile različne razvojne razlike v aktivaciji med posameznimi obdobji naloge. Opažena sta bila dva glavna vzorca razlik med starostnimi skupinami: 1) regije, kjer so mladostniki pokazali različno zaposlovanje za nagrajevanje, kot odrasli, kar kaže na nezrelost v procesih nagrajevanja in 2), kjer so mladostniki pokazali večje zaposlovanje preko spodbud, s čimer so podprli predhodne ugotovitve o nezrelosti v inhibitornem nadzoru. Te razlike bodo podrobneje obravnavane v naslednjih poglavjih:

Predvsem smo v poskusnih obdobjih opazili dvostranske grozde aktivacije v sPCS blizu stičišča s superiornim frontalnim sulkusom, območjem, ki je bilo večkrat predlagano, da je človeški homolog FEF (Luna et al. 2001; Curtis in Connolly 2008). Posnetki posameznih enot primatov, ki niso človeški, so pokazali, da so nevroni FEF aktivni med obdobjem priprave odgovorov v preskušanjih AS in se povečujejo proti ustvarjanju sakade (Bruce in Goldberg 1985; Hanes in Schall 1996; Munoz in Everling 2004). Glede na to, da so bili grozdi aktivacije v bližini sPCS, ugotovljeni v tej študiji, dejansko aktivni v pripravljalnem obdobju in spet med odzivom sakade (glej Dodatne številke) in da so bili poročani grozdi prostorsko blizu grozdov, identificiranih s podobnimi okulomotornimi paradigmami (AS, vizualno vodene in spominsko vodene sakadne naloge) v prejšnjih študijah iz našega laboratorija (Luna et al. 1998, 2001; Geier et al. 2007, 2009) in drugi (Paus 1996; Sweeney et al. 1996; Brown et al. 2004; Curtis in Connolly 2008), smo previdno zaključili, da so prijavljeni sPCS grozdi aktivacije blizu stičišča s superiornim frontalnim sulkusom (BA 6) verjetno človeški homolog opice FEF.

Podobno je bila aktivacija vzdolž dorsomedialne stene blizu hrbtnega dela paraCS (BA 6) zanesljivo povezana s premiki oči (Grosbras et al. 1999) in se pogosto omenja kot dodatno ocesno polje (SEF) (Luna et al. 2001; Brown et al. 2004). Korteks, ki je neposredno roastralen do navpične črte, ki se razteza od sprednje komisure, zraven domnevnega SEF, pogosto imenujemo predpogojno motorno področje (Luna et al. 2001; Curtis in D'Esposito 2003). V preostalih delih se na ta območja sklicujemo s svojimi domnevnimi funkcijskimi oznakami kot sredstvi za olajšanje primerjav med našimi rezultati, obstoječo literaturo nevremenskih slik in bogatimi nečloveškimi okulomotornimi in nagrajenimi literaturami za primate.

Razvojne razlike pri ocenjevanju nagrajevanja

Med predstavitvijo spodbujevalne napake (obroček dolarskih računov ali znakov funtov), ​​ko je bila prvotno ocenjena valenca spodbujevalne napake (tj. Ko je subjekt ugotovil, ali bo prihajajoče sojenje nagrada »dobiček« ali nevtralen »ne odraslih in mladostnikih so pokazali diferencialni odziv v VS. VS je bil dosledno vključen v funkcionalne slikovne študije med predhodno obdelavo nagrad, vključno z začetnim odkrivanjem nagrade, napovedovanjem in predvidevanjem (Knutson in Cooper 2005). Mladostniki so pokazali začetni negativni odziv, ki je bil skoraj enak za nagrajevanje in nevtralne preskuse (Slika 4), ki kaže, da valenca iztočnice ni bila različno obdelana. V nasprotju s tem pa so odrasli pokazali aktivnost na desni VS med nagradnim znakom, ki je pokazal nekaj razlikovanja od nevtralnih znakov, kar kaže, da se ocenjuje nagradni znak. Poleg tega so opazili poznejši vrh pri koncu ocenjenega odgovora tako za nagrajevanje kot za nevtralne preskuse pri odraslih, vendar ne pri mladostnikih.

Opažene spremembe BOLD signala pri odraslih in mladostniških VS so lahko povezane z dinamiko signalizacije DA (Knutson in Gibbs 2007). Študije nečloveških primatov so pokazale, da DA nevroni, ki izvirajo iz srednjega možganja in se vidno projektirajo v hrbtni in ventralni striatum in PFC, se fazno odzivajo na nagrade in spodbude, ki napovedujejo nagrajevanje (Schultz 1998) in bi kot taka verjetno delovala kot odziv na predstavitev spodbujevalnih namigov v tej študiji. Poleg tega se je pokazalo, da imajo nekateri DA nevroni fazne aktivacije, ki jim sledijo depresije kot odgovor na nove ali intenzivne dražljaje (Schultz et al. 1993; Schultz 2002). Tako lahko oslabljeni odzivni profili, ki so jih opazili pri mladostnikih, kažejo, da je bil spodbujevalni znak na začetku bolj motivacijsko izrazit ali intenziven za mladostnike. Pri odraslih, čeprav osnovni nevronski mehanizmi, ki prispevajo k kasnejšemu pojavnemu vrhu, niso znani in jih je treba razlagati previdno, je lahko eden od dejavnikov, ki prispevajo, počasen, tonični izstrelitev nevronov DA, ki se lahko pojavi v daljših časovnih skalah (Schultz 2002; Knutson in Gibbs 2007). Ta mehanizem, ki bi lahko bil koristen za vzdrževanje motivacijske obdelave v daljših časih, morda še ne bo zrel do adolescence. Verjetno so ti različni vzorci odziva pri odraslih in mladostnikih lahko povezani s spremembami v gostoti in vzorcih porazdelitve različnih podtipov DA receptorjev, ki se pojavljajo s starostjo (Seeman et al. 1987; Meng et al. 1999; Kopje 2000).

Okulomotorne in kontrolne regije so bile izbrane v okviru spodbud za odrasle in za nagrajevanje mladostnikov kot odziv na spodbujevalne izjave (Slika 4). Med nevtralnimi preskušanji pa so bili odzivi mladostnikov v teh regijah jasno oslabljeni kljub dejstvu, da so imeli pravilne inhibitorne odzive (spomnite se, da so bile v analize časovnega tečaja vključene samo pravilne preiskave). Glede na to, da so mladostniki na splošno ustvarili več napak med nevtralnimi preskusi in so imeli počasnejši čas začetka pravilnih nevtralnih preskušanj, ti rezultati kažejo, da brez spodbud mladostniki kažejo zmanjšano zaposlovanje regij, za katere je znano, da podpirajo učinkovitost AS (Everling et al. 1997; Connolly et al. 2002; Curtis in D'Esposito 2003). Povečana aktivnost med preskusi nagrajevanja v prefrontalnih regijah, vključno z domnevnim FEF, ki podpira načrtovanje okulomotornega odziva (Curtis in D'Esposito 2003), kaže, da lahko te frontalne regije posredujejo pri hitrih, pravilnih zaviralnih odzivih pri mladostnikih. Poleg tega so bili odzivi odraslih na nagradni znak, zlasti v levem IPL in desnem iPCS, časovno podaljšani glede na odrasli nevtralni odziv in na adolescentno aktivnost. Vsaka od teh regij je bila prej vključena v različne vidike okulomotornega in / ali pozornega nadzora (Gitelman et al. 1999; Cabeza in Nyberg 2000; Luna et al. 2001; Brown et al. 2004), zlasti v odzivni pripravi (Connolly et al. 2002; Curtis in Connolly 2008). Večja vključenost teh regij med nagrajevanjem kaže, da so potencialni dobički bolj pozorni na obe starostni skupini, kar ni presenetljivo, kar verjetno prispeva k hitrejšemu odzivu in večji stopnji odgovora. Nagrade imajo lahko večji relativni učinek na pozornost in uspešnost pri mladostnikih v primerjavi z odraslimi, ker mladostniki kažejo šibke zgodnje odzive v teh regijah med nevtralnimi preskusi, vendar povečano udeležbo med poskusnimi nagradami. Mladostniki še vedno ne opravljajo naloge AS, tako kot odrasli (Fischer et al. 1997; Munoz et al. 1998; Klein in Foerster 2001) z navedbo, da jim je težje prostovoljno zavirati odziv. Zaradi te večje težave pri kognitivnem nadzoru se lahko mladostniki zanašajo na prefrontalne izvršilne sisteme, da bi podprli izboljšano delovanje na podoben način kot odrasli, ki kažejo povečano odvisnost od prefrontalnih sistemov, ko se poveča kognitivna obremenitev (Keller et al. 2001).

Razvojne razlike pri pripravi na pričakovanje / odziv na nagrado

Med obdobjem priprave odziva / nagrajevanja za nagrado (rdeči fiksacijski križ), ko so subjekti pričakovali, da se bodo odzvali za nagrado ali neuspeh (nevtralno), smo ugotovili, da so mladostniki, vendar ne odrasli, pokazali močno aktivnost v VS med nagrajevanjem (Slika 5 zgoraj levo). Ta rezultat kaže na hiperaktivnost med predvidevanjem nagrajevanja pri mladostnikih v primerjavi z odraslimi. Naši rezultati, ki prikazujejo relativno prekomerno delovanje VS med pripravo odziva, vendar podzvočno (negativno) delovanje prej v začetni predstavitvi spodbujevalne napotke, lahko govorijo o tekočem vprašanju v literaturi o nagrajevanju glede hiper in hipofunkcionalnosti sistema nagrajevanja mladostnikov. (Kopje 2000; Chambers et al. 2003; Ernst et al. 2006). Na primer, Bjork et al. (2004) Ugotovili so, da mladostniki v obdobju, ko subjekti pričakujejo odziv za nagrado, neaktivirajo VS glede na odrasle, pri čemer podprejo hipotezo o hipofunkcionalnosti. V nasprotju, Ernst et al. (2005) in Galvan et al. (2006) (ko je velikost nagrajevanja visoka) je na primer pokazala, da mladostniki »nad« aktivirajo to regijo kot odgovor na prejemanje nagrade, ki podpira hiperfunkcionalnost. Naši podatki kažejo, da lahko mladostniki VS pokažejo »oboje«: začetno potapljanje v dejavnosti kot odziv na spodbujevalne namige, ki se lahko razumejo kot relativna nedejavnost, ki ji sledi izrazit hiperaktivni odziv za nagrajevanje. Tukaj predstavljeni rezultati kažejo na protislovne ugotovitve v literaturi in kažejo, da lahko obstajajo različne razvojne poti za časovno različne faze predhodnega nagrajevanja.

Čeprav mehanizma, na katerem temelji vzorec aktivnosti, ki ga opazimo pri mladostnikih VS, ni mogoče neposredno določiti iz te študije, je potencialni dejavnik, ki prispeva k povečani signalizaciji DA. Konvergenčni dokazi iz modelov glodalcev in primatov kažejo na splošno povečanje ravni DA med adolescenco (Seeman et al. 1987; Kalsbeek et al. 1988; Rosenberg in Lewis 1994, 1995; Meng et al. 1999; za pregled glejte Kopje 2000), ki v povezavi z drugačno konstelacijo podtipov DA receptorjev (Seeman et al. 1987; Meng et al. 1999; Kopje 2000) in verjetnost skupne številčnosti sinaps v striatumu (Sowell et al. 1999), lahko prispevajo k različnim oblikam 2 povečanega odziva na nagrajevanje, negativnih aktivnostih kot odziv na spodbujevalne napotke (ki odražajo večjo nagrajenost) in pozitivnih odzivov med pripravami na odziv (odraža povečano pričakovanje prejemanja nagrad) (Cooper in Knutson 2008).

Mladostniki so prav tako pokazali povečano zaposlovanje domnevnega FEF v primerjavi s odraslimi v pripravljalnem obdobju tako za nevtralne kot za nagradne poskuse. To nakazuje, da mladostniki najprej zaposlujejo FEF bolj kot odrasli pri pripravi na pravilen zaviralni odziv, ne glede na nagrajevanje. Pomembno je tudi, da so mladostniki pokazali tudi časovno podaljšane odzive med nagrajevanjem v domnevnem FEF-ju in MFG / anteriorni cingulati (Slika 5). Študije nečloveških primatov so pokazale, da pripravljalno povečanje nivojev aktivnosti v "fiksacijskih" nevronovh FEF prispeva k uspešni inhibiciji sakade proti periferni tarči pri nalogi AS, morda s toničnim zaviranjem motoričnih nevronov, ki ustvarjajo sakakade (Schall et al. 2002; Munoz in Everling 2004). Pokazalo se je, da nevroni v sprednji cingulati nosijo več signalov, vključno z signalom, ki je povezan s predvidevanjem in dostavo ojačitve (Schall et al. 2002). Domnevamo, da lahko povečana aktivacija, ki smo jo opazili v domnevnem FEF, odraža povečano nevronsko aktivnost, povezano s fiksacijo, ki nato prispeva k izboljšanju uspešnosti adolescentov (pravilna stopnja odziva) s povečanjem odzivne priprave. Poleg tega lahko povišani signali v VS in sprednji cingulati med poskusnimi nagradami prispevajo k povečanemu signalu v domnevnem FEF, kar lahko povzroči še večji vpliv od zgoraj navzdol na nevrone, povezane s sakadom, v caudate in superior colliculus (Ding in Hikosaka 2006; Hikosaka et al. 2006). Za preučitev predlaganih mehanizmov bodo potrebne nadaljnje študije enot.

V vsakem primeru tukaj predstavljeni podatki nadalje kažejo, da so nevronski mehanizmi, ki so osnova za identifikacijo in predvidevanje nagrajevanja, široko porazdeljeni (npr. Cingularni, FEF in bazalni gangliji) (O'Doherty et al. 2004) in nezrelih med adolescenco. Splošno mnenje je, da med adolescenco obstaja normativno neravnovesje med regijami možganov, ki so povezane z nagrajevanjem in kognitivnim nadzorom, kar verjetno izpostavlja ranljivosti pri sprejemanju tveganj (Steinberg 2004; Ernst et al. 2006; Galvan et al. 2006; Casey et al. 2008). Mogoče je, da zreli nadzor obnašanja, ki temelji na nagrajevanju, in pojav doslednega adaptivnega odločanja, podobnega odraslim, temelji na funkcionalni integraciji več regij možganov, vključno s PFC (Luna et al. 2004).

Razvojne razlike v odzivu / nagradi »Povratne informacije«

Večina regij, ki so bile zaposlene, ni pokazala pomembne skupine ali spodbude s časovnimi interakcijami med odzivom sakade (Tabela 7; Slika 6, prav). Vendar pa so mladostniki močno regrutirali regijo v levem stranskem OFC med nevtralnimi preskusi, ki jih odrasli niso pomembno vključili (Slika 6, zgoraj levo). OFC je bil vpleten v številne vidike obdelave nagrad (Kringelbach in Rolls 2004), vključno s kodiranjem predstavitev spodbujevalne valence in magnitude med povratno informacijo o nagradi (Delgado et al. 2000, 2003). Zlasti stranski OFC je povezan z kaznovanjem / negativnimi izidi (O'Doherty et al. 2001). Čeprav subjekti v tej nalogi niso imeli izrecne povratne informacije glede na njihovo uspešnost, so dokazali, da so pri napaki naredili resnične povratne informacije. To pomeni, da so subjekti zanesljivo sledili napačnim podsistemom s korektivnimi sakadami proti ustrezni lokaciji, kar pomeni, da so vedeli, da so naredili napako (Velanova et al. 2008). Mladostniki so prav tako pokazali diferencialne odzive predvsem pri nevtralnih preskušanjih z dvostranskim dorzalnim sprednjim \ tSlika 6, srednji in spodnji levi). Predlagana vloga dorzalne anterne cingule je spremljanje vedenjskega izida (Ridderinkhof, Ullsperger, et al. 2004). Lahko se zgodi, da je za mladostnike otipljiv rezultat pravilno izvedenih nevtralnih preizkusov, kjer denar ni zaslužen ali izgubljen, bolj dvoumen in morda negativen, kot rezultat izsledkov nagrajevanja in se signalizira z aktiviranjem OFC in hrbtne anterne cingulacije. Prihodnje delo, ki je osredotočeno na aktivacijo, ki jo izrecno sporočajo povratne informacije o napakah, lahko pripomore k razjasnitvi vloge OFC in dorzalne anterne cingulacije med odzivom sakad v tej nalogi.

Sklepi

Trenutne ugotovitve kažejo, da možnost nagrajevanja prispeva k izboljšanju zaviranja odziva pri mladostnikih in odraslih, kar kažejo povečane stopnje pravilnih odzivov in zmanjšane latence pravilnih AS. Zagotavljamo začetne dokaze fMRI o povečani aktivnosti med preskušanjem nagrajevanja v mladostniški VS in domnevnem FEF v času odzivne priprave, ki lahko podpira opazovane izboljšave AS. Poleg tega v enem poskusu dokazujemo, da lahko mladostniki med ocenjevanjem nagrajevanja pokažejo negativen odziv v VS, nato pa kasneje med pripravo odziva v primerjavi z odraslimi aktivirajo VS, kar kaže na obstojnost nezrelosti v ključnem vozlišču sistema nagrajevanja mladostnikov, ki bi lahko razlagati tako, da odraža tako nezadostno, kot tudi preveč aktivno plačilno sredstvo. Ti rezultati imajo pomembne posledice za sedanje teoretične modele prevzemanja tveganja za mladostnike. Na primer nedavno predlagani triadni model (Ernst et al. 2006) predvideva, da se normativno neravnovesje pojavi med adolescenco med hiperaktivnim sistemom, ki temelji na nagrajevanju (npr. s posredovanjem VS) in omejenim preprečevanjem škode (npr. s posredovanjem amigdale) in regulativnim / izvršnim nadzorom (npr. s posredovanimi PFC). V tem modelu so mladostniki domnevno vključeni v tveganje zaradi kombinacije nagrajene preobčutljivosti in omejenih procesov, ki nadzorujejo njegov vpliv na vedenje. Naši rezultati kažejo, da lahko nagrada »okrepi« inhibicijske kontrolne sisteme, zlasti v adolescenci, in je tako navidezno v nasprotju s triadnim modelom. Vendar pa se lahko v adolescenci obnašanja, ki vodijo k takojšnjemu nagrajevanju, okrepijo na račun dolgoročnih izplačil. V okviru tega nadzorovanega eksperimenta zaviranje sakade vodi k pridobivanju ciljev (denimo denarna nagrada), zato je bila povečana aktivnost VS in domnevnega FEF prilagodljiva. V ne-laboratorijskem okolju, ko se odločamo med alternativami 2 (npr. Hitro vožnjo za vznemirjenje in počasnejšo vožnjo, da se izognemo nesreči), lahko nezrelosti v funkciji sistema nagrajevanja zavirajo nadzor / odločanje proti dejanjem, ki vodi do proksimalnega nagrajevanja (npr. hitro voziti) in izpostaviti ranljivost negativnemu izidu (Steinberg et al. 2009).

Če povzamemo, naši rezultati kažejo razvojne razlike v aktivaciji možganov v ključnih vozliščih nagradnih in inhibitornih kontrolnih vezij med različnimi poskusnimi komponentami nagrajene AS naloge. Naše ugotovitve kažejo, da ključni dejavniki ciljno usmerjenega vedenja in odločanja, nagrajevanja in kognitivnih kontrolnih sistemov še niso dosegli zrele ravni delovanja v adolescenci, kar lahko prispeva k nastanku tveganja pri tej starostni skupini.

Dodatni material

Dodatni material najdete na: http://www.cercor.oxfordjournals.org/.

Financiranje

Nacionalni inštituti za zdravje (RO1 MH067924, RO1 MH080243 do BL).

Dodatni material

[Dodatni podatki] 

Priznanja

Navzkrižje interesov: Ni prijavljeno.

Reference

  1. Adleman NE, Menon V, Blasey CM, White CD, Warsofsky IS, Glover GH, Reiss AL. Razvojna fMRI študija barvne besede Stroop. NeuroImage. 2002, 16: 61 – 75. [PubMed]
  2. Andersen SL. Trajektorije razvoja možganov: točka ranljivosti ali okna priložnosti? Neurosci Biobehav Rev. 2003; 27: 3 – 18. [PubMed]
  3. Arnett J. Nepremišljeno vedenje v adolescenci: razvojna perspektiva. Dev Rev. 1992; 12: 339 – 373.
  4. Bjork JM, Knutson B, Fong GW, Caggiano DM, Bennett SM, Hommer DW. Spodbujevalna aktivacija možganov pri mladostnikih: podobnosti in razlike med mladimi odraslimi. J Neurosci. 2004, 24: 1793 – 1802. [PubMed]
  5. Bjork JM, Smith AR, Danube CL, Hommer DW. Razvojne razlike pri pridobivanju posteriorne mezofrontalne skorje z rizičnimi nagradami. J Neurosci. 2007, 27: 4839 – 4849. [PubMed]
  6. Blair K, Marsh AA, Morton J, Vythilingam M, Jones M, Mondillo K, Pine DC, WC Drevets, Blair JR. Izbira manjšega od dveh zlo, boljši od dveh stvari: določanje vlog ventromedialne prefrontalne skorje in dorzalne anteriorne cingulacije pri izbiri objekta. J Neurosci. 2006, 26: 11379 – 11386. [PubMed]
  7. Blaukopf CL, DiGirolamo GJ. Različni učinki nagrajevanja in kaznovanja na zavestnih in nezavednih gibih oči. Exp Brain Res. 2006, 174: 786 – 792. [PubMed]
  8. Breiter HC, Aharon I, Kahneman D, Dale A, Shizgal P. Funkcionalno slikanje nevralnih odzivov na pričakovanje in izkušnje denarnih dobičkov in izgub. Neuron. 2001, 30: 619 – 639. [PubMed]
  9. Breiter HC, Gollub RL, Weisskoff RM, Kennedy DN, Makris N, Berke JD, Goodman JM, Kantor HL, Gastfriend DR, Riorden JP, et al. Akutni učinki kokaina na človeške aktivnosti in čustva. Neuron. 1997, 19: 591 – 611. [PubMed]
  10. Breiter HC, Rosen BR. Funkcionalno magnetno resonančno slikanje možganskega nagrajevanja v človeku. Ann NY Acad Sci. 1999, 877: 523 – 547. [PubMed]
  11. Brown MR, Desouza JF, Goltz HC, Ford K, Menon RS, Goodale MA, Everling S. Primerjava spominskih in vizualno vodenih sakad, ki uporabljajo fMRI, povezan z dogodkom. J Neurofiziol. 2004, 91: 873 – 889. [PubMed]
  12. Brown MR, Goltz HC, Vilis T, Ford KA, Everling S. Inhibicija in generiranje sakad: hitra fMRI, povezana z dogajanjem, prokazanih, antisakadnih in nogo poskusov. NeuroImage. 2006, 33: 644 – 659. [PubMed]
  13. Brown TT, Lugar HM, Coalson RS, Miezin FM, Petersen SE, Schlaggar BL. Razvojne spremembe v človeški možganski funkcionalni organizaciji za generiranje besed. Cereb Cortex. 2005, 15: 275 – 290. [PubMed]
  14. Bruce CJ, Goldberg ME. Prednja očesna polja primata. I. Enotni nevroni, ki se izpraznijo pred sakadami. J Neurofiziol. 1985, 53: 603 – 635. [PubMed]
  15. Bunge SA, Dudukovic NM, Thomason ME, Vaidya CJ, Gabrieli JD. Prispevek nezrelega frontalnega režnja kognitivni kontroli pri otrocih: dokazi iz fMRI. Neuron. 2002, 33: 301 – 311. [PubMed]
  16. Cabeza R, Nyberg L. Imaging cognition II: empirični pregled študij 275 PET in fMRI. J Cog Neurosci. 2000, 12: 1 – 47. [PubMed]
  17. Casey BJ, Jones RM, Hare TA. Adolescentni možgani. Ann NY Acad Sci. 2008, 1124: 111 – 126. [PMC brez članka] [PubMed]
  18. Casey BJ, Trainor RJ, Orendi JL, Schubert AB, Nystrom LE, Giedd JN, Astellanos FX, Haxby JV, Noll DC, Cohen JD, et al. Razvojno funkcionalno MRI študijo prefrontalne aktivacije med izvajanjem Go-no-Go naloge. J Cog Neurosci. 1997, 9: 835 – 847.
  19. Castellanos FX, Tannock R. Nevroznanost motnje pomanjkanja pozornosti / hiperaktivnosti: iskanje endofenotipov. Nat Rev Neurosci. 2002, 3: 617 – 628. [PubMed]
  20. Zbornice RA, Taylor JR, Petenza MN. Razvojna nevrokompresivnost motivacije v adolescenci: kritično obdobje ranljivosti odvisnosti. Am J Psychiatry. 2003, 160: 1041 – 1052. [PMC brez članka] [PubMed]
  21. Connolly JD, Goodale MA, Menon RS, Munoz DP. Dokazi o človeških fMRI za nevralne korelate pripravljalnega sklopa. Nat Neurosci. 2002, 5: 1345 – 1352. [PubMed]
  22. Cooper JC, Knutson B. Valenca in poudarjenost prispevata k aktivaciji nucleus accumbens. Neuroimage. 2008; 39 (1): 538-547. [PMC brez članka] [PubMed]
  23. Corbetta M, Kincade JM, Ollinger JM, McAvoy MP, Shulman GL. Prostovoljno usmerjanje je ločeno od detekcije tarč v človeški posteriorni parietalni skorji. Nat Neurosci. 2000, 3: 292 – 297. [PubMed]
  24. Cox RW. AFNI: programska oprema za analizo in vizualizacijo funkcionalnih magnetnih resonančnih nevroznih slik. Comput Biomed Res. 1996, 29: 162 – 173. [PubMed]
  25. Posadke F, He J, Hodge C. Mladostni kortikalni razvoj: kritično obdobje ranljivosti za zasvojenost. Pharmacol Biochem Behav. 2007, 86: 189 – 199. [PubMed]
  26. Curtis CE, Connolly JD. Priprava Saccade signala v človeških frontalnih in parietalnih skorjih. J Neurofiziol. 2008, 99: 133 – 145. [PMC brez članka] [PubMed]
  27. Curtis CE, D'Esposito M. Uspeh in neuspeh zavira refleksivno vedenje. J Cog Neurosci. 2003; 15: 409–418. [PubMed]
  28. Curtis CE, D'Esposito M. Zaviranje neželenih dejanj. V: Bargh J, Gollwitzer P, Moresella E, uredniki. Psihologija delovanja. 2008. Letn. 2. New York: Guilford Press.
  29. Dahl RE. Razvoj možganov za mladostnike: obdobje ranljivosti in priložnosti. Glavni naslov. Ann NY Acad Sci. 2004, 1021: 1 – 22. [PubMed]
  30. Delgado MR, Locke HM, Stenger VA, Fiez JA. Odzivi hrbtnega striatuma na nagrado in kaznovanje: učinki manipulacij valence in magnitude. Cogn vpliva na Behav Neurosci. 2003, 3: 27 – 38. [PubMed]
  31. Delgado MR, Nystrom LE, Fissell C, Noll DC, Fiez JA. Sledenje hemodinamskih odzivov na nagrado in kaznovanje v striatumu. J Neurofiziol. 2000, 84: 3072 – 3077. [PubMed]
  32. Ding L, Hikosaka O. Primerjava modulacije nagrajevanja v sprednjem očesnem polju in repa makaka. J Neurosci. 2006, 26: 6695 – 6703. [PubMed]
  33. Duka T, Lupp A. Učinki spodbud na antisakade: je vključen dopaminergični mehanizem. Behav Pharmacol. 1997, 8: 373 – 382. [PubMed]
  34. Durston S, Davidson MC, Tottenham N, Galvan A, Spicer J, Fossella JA, Casey BJ. Premik od razpršene k kortikalni aktivnosti z razvojem. 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 in nucleus accumbens v odzivih na sprejem in opustitev dobičkov pri odraslih in mladostnikih. NeuroImage. 2005, 25: 1279 – 1291. [PubMed]
  36. Ernst M, Pine DS, Hardin M. Triadni model nevrobiologije motiviranega vedenja v adolescenci. Psychol Med. 2006, 36: 299 – 312. [PMC brez članka] [PubMed]
  37. Eshel N, Nelson EE, Blair RJ, Pine DS, Ernst M. Nevronski substrati izbirne izbire pri odraslih in mladostnikih: razvoj ventrolateralne prefrontalne in anteriorne cingularne skorje. Neuropsychologia. 2007, 45: 1270 – 1279. [PMC brez članka] [PubMed]
  38. Everling S, Krappmann P, Flohr H. Kortikalni potenciali pred pro- in antisakadi v človeku. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 1997, 102: 356 – 362. [PubMed]
  39. Fischer B, Biscaldi M, Gezeck S. O razvoju prostovoljnih in refleksivnih komponent v generaciji človeških sakad. Brain Res. 1997, 754: 285 – 297. [PubMed]
  40. Galvan A, Hare TA, Parra CE, Penn J, Voss H, Glover G, Casey BJ. Zgodnejši razvoj akumbensov glede na orbitofrontalni korteks lahko temelji na tveganem vedenju pri mladostnikih. J Neurosci. 2006, 26: 6885 – 6892. [PubMed]
  41. Geier CF, Garver K, Terwilliger R, Luna B. Razvoj vzdrževanja delovnega spomina. J Neurofiziol. 2009, 101: 84 – 99. [PMC brez članka] [PubMed]
  42. Geier CF, Garver KE, Luna B. Krožna povezava, ki temelji na časovno razširjenem prostorskem delovnem spominu. Neuroimage. 2007, 35: 904 – 915. [PubMed]
  43. Giedd JN, Vaituzis AC, Hamburger SD, Lange N, Rajapakse JC, Kaysen D, Vauss YC, Rapoport JL. Kvantitativna MRI časovnega režnja, amigdale in hipokampusa v normalnem človeškem razvoju: starosti 4 – 18 let. J Compar Neurol. 1996, 366: 223 – 230. [PubMed]
  44. Gitelman DR. ILAB: program za posteksperimentalno analizo gibanja oči. 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. Obsežna distribuirana mreža za prikrito prostorsko pozornost: nadaljnja anatomska razmejitev, ki temelji na strogih vedenjskih in kognitivnih kontrolah. Brain. 1999, 122: 1093 – 1106. [PubMed]
  46. Goghari VM, MacDonald AW., 3rd Učinki spreminjanja eksperimentalne zasnove kognitivne kontrolne paradigme o merilih izidov vedenjskih in funkcionalnih slik. J Cogn Neurosci. 2008, 20: 20 – 35. [PubMed]
  47. Gogtay N, Giedd JN, Lusk L, Hayashi KM, Greenstein D, Vaituzis AC, Nugent TF3, Herman DH, Clasen LS, Toga AW, et al. Dinamično kartiranje človeškega kortikalnega razvoja v otroštvu do zgodnje odraslosti. Proc Natl Acad Sci ZDA. 2004, 101: 8174 – 8179. [PMC brez članka] [PubMed]
  48. Goldman-Rakic ​​PS, Bates JF, Chafee MV. Prefrontalni korteks in interno generirana motorna dejanja. Curr Opin Neurobiol. 1992, 2: 830 – 835. [PubMed]
  49. Grosbras MH, Lobel E, Van de Moortele PF, Lebihan D, Berthoz A. Anatomska meja za dopolnilna očesna polja pri človeku, razkrita s funkcijskim slikanjem z magnetno resonanco. Cereb Cortex. 1999, 9: 705 – 711. [PubMed]
  50. Guyer AE, Nelson EE, Perez-Edgar K, Hardin MG, Roberson-Nay R, Monk CS, Bjork JM, Henderson HA, Pine DS, Fox NA, et al. Striatalna funkcionalna sprememba pri mladostnikih, za katere je značilno vedenjsko zaviranje v zgodnjem otroštvu. J Neurosci. 2006, 26: 6399 – 6405. [PubMed]
  51. Hallett PE. Primarne in sekundarne sakade do ciljev, določenih z navodili. Vision Res. 1978, 18: 1279 – 1296. [PubMed]
  52. Hanes DP, Schall JD. Nevronska kontrola začetka prostovoljnega gibanja. Znanost. 1996, 274: 427 – 430. [PubMed]
  53. Hardin MG, Schroth E, Pine DS, Ernst M. Modulacija kognitivne kontrole pri zdravih, anksioznih in depresivnih mladostnikih, povezanih z razvojem in psihopatologijo. J Psiholoska psihiatrija. 2007, 48: 446 – 454. [PMC brez članka] [PubMed]
  54. Hare TA, O'Doherty J, Camerer CF, Schultz W, Rangel A. Razdvajanje vloge orbitofrontalne skorje in striatuma pri izračunu ciljnih vrednosti in napovednih napak. J Neurosci. 2008; 28: 5623–5630. [PubMed]
  55. Hikosaka O, Nakumura K, Nakahara H. Bazalni gangliji usmerjajo oči k nagradi. J Neurofiziol. 2006, 95: 567 – 584. [PubMed]
  56. Irwin CE., Jr Teoretični koncept mladostnikov s tveganjem. Adolesc Med. 1990, 1: 1 – 14. [PubMed]
  57. Jazbec S, Hardin MG, Schroth E, McClure E, Pine DS, Ernst M. Starostni vpliv kontingence na nalogo sakad. Exp Brain Res. 2006, 174: 754 – 762. [PMC brez članka] [PubMed]
  58. Jazbec S, McClure E, Hardin M, Pine DS, Ernst M. Kognitivna kontrola pod nepredvidenimi razmerami v anksioznih in depresivnih mladostnikih: antisakadna naloga. Biol Psychiatry. 2005, 58: 632 – 639. [PubMed]
  59. Jenkinson M, Smith S. Globalna optimizacijska metoda za robustno afinsko registracijo možganskih slik. Med Image Anal. 2001, 5: 143 – 156. [PubMed]
  60. Kalsbeek A, Voorn P, Buijs RM, bazen CW, Uylings HB. Razvoj dopaminergične inervacije v prefrontalnem korteksu podgane. J Comp Neurol. 1988, 269: 58 – 72. [PubMed]
  61. Kang HC, Burgund ED, Lugar HM, Petersen SE, Schlagger BL. Primerjava žarišč funkcionalne aktivacije pri otrocih in odraslih s skupnim stereotaktičnim prostorom. NeuroImage. 2003, 19: 16 – 28. [PubMed]
  62. Keller TA, Carpenter PA, Just MA. Nevronske osnove razumevanja stavka: fMRI pregled sintaktične in leksikalne obdelave. Cereb Cortex. 2001, 11: 223 – 237. [PubMed]
  63. Klein C, Foerster F. Razvoj uspešnosti in uspešnosti protacakade pri udeležencih, starih od 6 do 26 let. Psihofiziologija. 2001, 38: 179 – 189. [PubMed]
  64. Knutson B, Adams CM, Fong GW, Hommer D. Predvidevanje povečanja denarne nagrade selektivno zaposli nucleus accumbens. J Neurosci. 2001; 21: RC159. [PubMed]
  65. Knutson B, Cooper JC. Funkcionalno magnetno resonančno slikanje napovedi. Curr Opin Neurol. 2005, 18: 411 – 417. [PubMed]
  66. Knutson B, Fong GW, Bennett SM, Adams CM, Hommer D. Regija mezialnega prefrontalnega korteksa sledi monetarno nagrajevalnim rezultatom: karakterizacija s hitrim fMRI, povezanim z dogodkom. NeuroImage. 2003, 18: 263 – 272. [PubMed]
  67. Knutson B, Gibbs SE. Povezovanje nucleus accumbens dopamina in oksigenacije krvi. Psihofarmakologija (Berl) 2007; 191: 813 – 822. [PubMed]
  68. Kringelbach ML, Rolls ET. Funkcionalna neuroanatomija človeške orbitofrontalne skorje: dokazi iz slikanja nevrološke slike in nevropsihologije. Prog Neurobiol. 2004, 72: 341 – 372. [PubMed]
  69. Kwong KK, Belliveau JW, Chesler DA, Goldberg IE, Weisskoff RM, Poncelet BP, Kennedy DN, Hoppel BE, Cohen MS, Turner R, et al. Dinamično magnetno resonančno slikanje človeških aktivnosti med primarno senzorično stimulacijo. Proc Natl Acad Sci ZDA. 1992, 89: 5675 – 5679. [PMC brez članka] [PubMed]
  70. Levin HS, Culhane KA, Hartmann J, Evankovich K, Mattson AJ. Razvojne spremembe v delovanju na testih delovanja čelnega lobusa. Dev Neuropsych. 1991, 7: 377 – 395.
  71. Liddle PF, Kiehl KA, Smith AM. Študija inhibicije odziva, povezana z dogajanjem. Hum Brain Mapp. 2001, 12: 100 – 109. [PubMed]
  72. Liston C, Watts R, Tottenham N, Davidson MC, Niogi S, Ulug AM, Casey BJ. Frontostriatalna mikrostruktura modulira učinkovito zaposlovanje kognitivnega nadzora. Cereb Cortex. 2006, 16: 553 – 560. [PubMed]
  73. Luna B, Garver KE, Urban TA, Lazar NA, Sweeney JA. Zorenje kognitivnih procesov od poznega otroštva do odraslosti. Otroški Dev. 2004, 75: 1357 – 1372. [PubMed]
  74. Luna B, Sweeney JA. Pojav skupne možganske funkcije: fMRI študije razvoja zaviranja odziva. 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. Zorenje široko porazdeljenih možganskih funkcij podpira kognitivni razvoj. NeuroImage. 2001, 13: 786 – 793. [PubMed]
  76. Luna B, Thulborn KR, Strojwas MH, McCurtain BJ, Berman RA, Genovese CR, Sweeney JA. Dorzalni kortikalni regiji, ki v človeku vodijo vizualno vodene sakade, je študija fMRI. Cereb Cortex. 1998, 8: 40 – 47. [PubMed]
  77. Marsh R, Zhu H, Schultz RT, Quackenbush G, Royal J, Skudlarski P, Peterson BS. Razvojna fMRI študija o samoregulativnem nadzoru. Hum Brain Mapp. 2006, 27: 848 – 863. [PMC brez članka] [PubMed]
  78. May JC, Delgado MR, Dahl RE, Stenger VA, Ryan ND, Fiez JA, Carter CS. Funkcionalna magnetna resonanca, povezana z dogodkom, pri otrocih in mladostnikih. Biol Psychiatry. 2004, 55: 359 – 366. [PubMed]
  79. McClure SM, York MK, Montague PR. Nevronski substrati nagrajevanja pri ljudeh: sodobna vloga FMRI. Nevroznanstvenik. 2004, 10: 260 – 268. [PubMed]
  80. Meng SZ, Ozawa Y, Itoh M, Takashima S. Razvojne in starostne spremembe dopaminskega transporterja in dopaminskih D1 in D2 receptorjev v človeških bazalnih ganglijih. Brain Res. 1999, 843: 136 – 144. [PubMed]
  81. Munoz DP, Broughton JR, Goldring JE, Armstrong IT. Uspešnost ljudi, povezana s starostjo, pri nalogah s sakadnim gibanjem oči. Exp Brain Res. 1998, 121: 391 – 400. [PubMed]
  82. Munoz DP, Everling S. Poglej proč: naloga proti sakadiranju in prostovoljni nadzor gibanja oči. Nat Rev Neurosci. 2004, 5: 218 – 228. [PubMed]
  83. O'Doherty J, Dayan P, Schultz J, Deichmann R, Friston K, Dolan RJ. Ločene vloge ventralnega in dorzalnega striatuma v instrumentalnem kondicioniranju. Znanost. 2004; 304: 452 – 454. [PubMed]
  84. O'Doherty J, Kringelbach ML, Rolls ET, Hornak J, Andrews C. Abstraktne predstavitve nagrad in kazni v človeški orbitofrontalni skorji. Narava Neurosci. 2001; 4: 95–102. [PubMed]
  85. O'Doherty JP, Diechmann R, Critchley HD, Dolan RJ. Nevronski odzivi med pričakovanjem primarne nagrade za okus. Nevron. 2002; 33: 815–826. [PubMed]
  86. Ogawa S, Tank DW, Menon R, Ellermann JM, Kim SG, Merkle H, Ugurbil K. Spremembe notranjega signala, ki spremljajo senzorično stimulacijo: funkcionalno preslikavanje možganov z magnetno resonanco. Proc Natl Acad Sci ZDA. 1992, 89: 5951 – 5955. [PMC brez članka] [PubMed]
  87. Ollinger JM, Corbetta M, Shulman GL. Ločevanje procesov znotraj preskušanja v funkcionalnem MRI, povezanem z dogodkom: del II. NeuroImage. 2001, 13: 218 – 229. [PubMed]
  88. Ollinger JM, Shulman GL, Corbetta M. Ločevanje procesov znotraj preskušanja v funkcionalnem MRI, povezanem z dogodkom: del I. NeuroImage. 2001, 13: 210 – 217. [PubMed]
  89. Ono M, Kubik S, Abernathy CD. Atlas cerebralnih sulcijev. New York: Thieme Medical Publishers, Inc; 1990.
  90. Paus T. Lokacija in funkcija človeškega frontalnega očesnega polja: selektivni pregled. Neuropsychologia. 1996, 34: 475 – 483. [PubMed]
  91. Paus T, Babenko V, Radil T. Razvijanje sposobnosti vzdrževanja verbalno usmerjenega fiksiranja osrednjega pogleda, ki so ga preučevali pri otrocih 8- do 10. Int J Psychophysiol. 1990, 10: 53 – 61. [PubMed]
  92. Pierrot-Deseilligny CH, Muri RM, Nyffeler T, Milea D. Vloga človeškega dorsolateralnega prefrontalnega korteksa v očesnem motoričnem vedenju. Ann NY Acad Sci. 2005, 1039: 239 – 251. [PubMed]
  93. Ridderinkhof KR, Band GPH, Logan GD. Študija prilagodljivega vedenja: učinki starosti in nepomembne informacije na sposobnost zaviranja lastnih dejanj. Acta Psychol. 1999; 101: 315–337.
  94. Ridderinkhof KR, Ullsperger M, Crone EA, Nieuwenhuis S. Vloga medialne frontalne skorje v kognitivni kontroli. Znanost. 2004, 306: 443 – 447. [PubMed]
  95. Ridderinkhof KR, van der Molen MW. Duševni viri, hitrost obdelave in zaviralni nadzor: razvojni vidik. Biol Psychol. 1997, 45: 241 – 261. [PubMed]
  96. Ridderinkhof KR, van den Wildenberg WP, Segalowitz SJ, Carter CS. Nevrokognitivni mehanizmi kognitivne kontrole: vloga prefrontalnega korteksa pri izbiri dejanj, zaviranju odziva, spremljanju uspešnosti in učenju na podlagi nagrajevanja. Brain Cogn. 2004, 56: 129 – 140. [PubMed]
  97. Roesch MR, Olson CR. Vpliv pričakovane nagrade na nevronsko aktivnost v prefrontalnem korteksu, frontalnih in dopolnilnih očesnih poljih ter premotorski skorji. J Neurofiziol. 2003, 90: 1766 – 1789. [PubMed]
  98. Roesch MR, Olson CR. Nevronska aktivnost, povezana z nagrajevanjem vrednosti in motivacijo v primarni frontalni korteksu. Znanost. 2004, 304: 307 – 310. [PubMed]
  99. Rolls ET. Orbitofrontalna skorja in nagrada. Cereb Cortex. 2000, 10: 284 – 294. [PubMed]
  100. Rosenberg DR, Lewis DA. Spremembe v dopaminergični inervaciji prefrontalnega skorje opice med poznim postnatalnim razvojem: imunohistokemična študija tirozinske hidroksilaze. Biol Psychiatry. 1994, 36: 272 – 277. [PubMed]
  101. Rosenberg DR, Lewis DA. Postnatalno zorenje dopaminergične inervacije prefektalnih in motoričnih korteksov opice: imunohistokemična analiza tirozinske hidroksilaze. 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. Funkcionalna frontalizacija s starostjo: kartiranje nevrorazvojnih poti s fMRI. Neurosci Biobehav Rev. 2000; 24: 13 – 19. [PubMed]
  103. Rubia K, Smith AB, Taylor E, Brammer M. Linearni starostno korelirani funkcionalni razvoj desno spodnjih fronto-striato-cerebelarnih mrež med zaviranjem odziva in anteriornim cinguliranjem med procesi, povezanimi z napakami. Hum Brain Mapp. 2007, 28: 1163 – 1177. [PubMed]
  104. Rubia K, Smith AB, Woolley J, Nosarti C, Heyman I, Taylor E, Brammer M. Progressive povečanje frontostriatalne aktivacije možganov od otroštva do odraslosti med nalogami, povezanimi s kognitivnim nadzorom. Hum Brain Mapp. 2006, 27: 973 – 993. [PubMed]
  105. Schall JD, Stuphorn V, Brown JW. Spremljanje in nadzor delovanja prednjih rež. Neuron. 2002, 36: 309 – 322. [PubMed]
  106. Scherf KS, Sweeney JA, Luna B. Osnove za razvojne spremembe v vizualno prostorskem delovnem spominu. J Cog Neurosci. 2006, 18: 1045 – 1058. [PubMed]
  107. Schultz W. Prediktivni signal nagrajevanja dopaminskih nevronov. J Neurofiziol. 1998, 80: 1 – 27. [PubMed]
  108. Schultz W. Večkratni nagradni signali v možganih. Nat Rev Neurosci. 2000, 1: 199 – 207. [PubMed]
  109. Schultz W. Formalen z dopaminom in nagrado. Neuron. 2002, 36: 241 – 263. [PubMed]
  110. Schultz W, Apicella P, Ljungberg T. Odzivi opojnih dopaminskih nevronov na nagrajevanje in pogojene dražljaje v zaporednih korakih učenja odloženega odziva. J Neurosci. 1993, 13: 900 – 913. [PubMed]
  111. Schultz W, Tremblay L, Hollerman JR. Obdelava nagrade v orbitofrontalni korteksu primatov in bazalnih ganglijih. Cereb Cortex. 2000, 10: 272 – 284. [PubMed]
  112. Seeman P, Bzowj NH, Fuan HC, Bergeron C, Becker LE, Reynolds GP, Bird ED, Riederer P, Jellinger K, Watanabe S, et al. Človeški možganski receptorji za dopamin pri otrocih in starajočih se odraslih. Synapse. 1987, 1: 399 – 404. [PubMed]
  113. Shulman GL, Ollinger JM, Akbudak E, Conturo TE, Snyder AZ, Petersen SE, Corbetta M. Območja, ki sodelujejo pri kodiranju in uporabi usmeritvenih pričakovanj za premikajoče se objekte. J Neurosci. 1999, 19: 9480 – 9496. [PubMed]
  114. Smith SM. Hitro robustna avtomatizirana ekstrakcija možganov. Hum Brain Mapp. 2002, 17: 143 – 155. [PubMed]
  115. Smith SM, Jenkinson M, Woolrich MW, Beckmann CF, Behrens TE, Johansen-Berg H, Banister PR, De Luca M, Drobnjak I, Flitney DE, et al. Napredek v funkcionalni in strukturni analizi in implementaciji MR slik kot FSL. NeuroImage. 2004, 23: S208 – S219. [PubMed]
  116. Sowell ER, PM Thompson, Holmes CJ, Jernigan TL, Toga AW. In vivo dokazi za postadolescentno zorenje možganov v prednjih in striatnih regijah. Nat Neurosci. 1999, 2: 859 – 861. [PubMed]
  117. Kopje LP. Odrasli možgani in vedenjske manifestacije, povezane s starostjo. Neurosci Behav Rev. 2000; 24: 417 – 463. [PubMed]
  118. Steinberg L. Prevzemanje tveganja v adolescenci: kaj se spreminja in zakaj? Ann NY Acad Sci. 2004, 1021: 51 – 58. [PubMed]
  119. Steinberg L, Graham S, O'Brien L, Woolard J, Cauffman E, Banich M. Starostne razlike v prihodnji usmerjenosti in popuščanje z zamudo. Otrok Dev. 2009; 80: 28–44. [PubMed]
  120. Sweeney JA, Mintun MA, Kwee S, Wiseman MB, Brown DL, Rosenberg DR, Carl JR. Pozitronska emisijska tomografska študija prostovoljnih sakadnih gibov oči in prostorskega delovnega spomina. J Neurofiziol. 1996, 75: 454 – 468. [PubMed]
  121. Talairach J, Tournoux P. Ko-planarni stereotaksični atlas človeških možganov. New York: Thieme Medical Publishers; 1988.
  122. Tamm L, Menon V, Reiss AL. Zorenje možganske funkcije, povezano z zaviranjem odziva. J Am Acad Child Adolesc psihiatrija. 2002, 41: 1231 – 1238. [PubMed]
  123. Toga AW, Thompson PM, Sowell ER. Preslikovanje možganskega zorenja. Trendi Neurosci. 2006, 29: 148 – 159. [PMC brez članka] [PubMed]
  124. Van Essen DC. Okna na možganih: nastajajoča vloga atlasov in baz podatkov v nevroznanosti. Curr Opin Neurobiol. 2002, 12: 574 – 579. [PubMed]
  125. Van Essen DC, Drury HA, Dickson J, Harwell J, Hanlon D, Anderson CH. Integrirana programska oprema za površinske analize možganske skorje. J Am Med Inform. 2001, 8: 443 – 459. [PMC brez članka] [PubMed]
  126. van Leijenhorst L, Crone EA, Bunge SA. Nevronske korelacije razvojnih razlik pri oceni tveganja in obdelavi povratnih informacij. Neuropsychologia. 2006, 44: 2158 – 2170. [PubMed]
  127. van Leijenhorst L, Zanolie K, Van Meel CS, Westenberg PM, Rombouts SA, Crone EA. Kaj motivira mladostnika? Možganske regije, ki posredujejo občutljivost za nagrajevanje skozi adolescenco. Cereb Cortex. 2009 Epub pred tiskanjem. [PubMed]
  128. Velanova K, Wheeler ME, Luna B. Maturacijske spremembe v anteriornem cingularnem in frontoparietalnem rekrutiranju podpirajo razvoj obdelave napak in zaviralni nadzor. Cereb Cortex. 2008, 18: 2505 – 2522. [PMC brez članka] [PubMed]
  129. Voorn P, Vanderschuren LJ, Groenewegen HJ, Robbins TW, Pennartz CM. Postavitev vrtenja na hrbtno-ventralno delitev striatuma. Trendi Neurosci. 2004, 27: 468 – 474. [PubMed]
  130. Ward BD. 2002. Analiza dekonvolucije podatkov časovnih vrst fMRI: dokumentacija za programski paket AFNI. Na voljo na: http://afni.nimh.nih.gov/pub/dist/doc/manual/3dDeconvolve.pdf.
  131. Wenger KK, Visscher KM, Miezin FM, Petersen SE, Schlaggar BL. Primerjava trajne in prehodne aktivnosti pri otrocih in odraslih z uporabo mešanega blokiranega / povezanega s fMRI zasnovo. NeuroImage. 2004, 22: 975 – 985. [PubMed]
  132. Wheeler ME, Shulman GL, Buckner RL, Miezin FM, Velanova K, Petersen SE. Dokazi za ločeno zaznavno ponovno aktivacijo in iskanje procesov med spominjanjem. Cereb Cortex. 2005, 16: 949 – 959. [PubMed]
  133. Williams BR, Ponesse JS, Schachar RJ, Logan GD, Tannock R. Razvoj inhibitornega nadzora v življenjski dobi. Dev Psychol. 1999, 35: 205 – 213. [PubMed]
  134. Yakovlev PI, Lecours AR. Mielogenetski cikli regionalnega dozorevanja možganov. V: Minkowski A, urednik. Regionalni razvoj možganov v zgodnjem življenju. Oxford: Blackwell Scientific; 1967. 3 – 70.