I le faʻamaoniga o le maturation o le neurophysiological o le tagata matutua striatum (2015)

Dev Cogn Neurosci. 2015 Ape;12:74-85. doi: 10.1016/j.dcn.2014.12.003. Epub 2014 Tesema 30.

Larsen B1, Luna B2.

Tusi tusitala

  • 1Matagaluega o Psychology, Iunivesite o Pittsburgh, Pittsburgh, PA 15213, ISA; Nofoaga Autu mo le Neural Basis of Cognition, Pittsburgh, PA 15213, ISA. tuatusi faaeletonika: [imeli puipuia].
  • 2Matagaluega o Psychology, Iunivesite o Pittsburgh, Pittsburgh, PA 15213, ISA; Nofoaga Autu mo le Neural Basis of Cognition, Pittsburgh, PA 15213, ISA; Western Psychiatric Institute and Clinic, Iunivesite o Pittsburgh Medical Center, Pittsburgh, PA 15213, ISA.

lē faʻatino

O le fa'atupuina o le striatum ua fa'ailoaina e fai se sao taua i le fa'atupula'ia o le fa'atupula'ia o le su'eina o lagona o talavou. Ae ui i lea, o faʻamaoniga o le matua o le neurophysiological i le striatum talavou tagata e faʻatapulaʻaina. Na matou faʻaogaina le T2 * -faʻataʻitaʻiga, e atagia ai faʻamatalaga o le faʻaogaina o le tino-uʻamea, e tuʻuina saʻo i vivo faʻamaoniga o le atinaʻeina o le neurophysiological o le striatum talavou tagata.

Su'esu'ega fa'atusa e tele (MVPA) o fa'ailoga T2*-fa'atauva'a fa'atupuina va'aiga o tausaga e sili atu i le 60% o le fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga i le 10-25 tausaga le matutua, e fa'aaoga uma ai galuega ma le setete malolo fMRI.

O le pito i tua ma le ventral striatum na faʻaalia ai le faʻatupulaia o le matua ma le faʻaitiitia o le neurophysiology striatal e fautua mai ai le eseesega lelei i le matua o le limbic ma le pulega faʻapitoa. Aemaise lava, o le ventral striatum na maua e faʻaalia ai le tele o eseesega o atinaʻe ma saofagā sili atu i le multivariate age predictor. O le sootaga o le T2 * -weighted signal i le striatal dopamine system o loʻo talanoaina. Fa'atasi, o fa'ai'uga e maua ai fa'amaoniga mo le matua fa'atuputeleina o le striatum e ala i le talavou.

FUAFUAGA:

O le talavou; Atiina'e; Su'esu'ega mamanu eseese; Neurophysiology; Striatum; T2*

1. faʻatomuaga

O amioga a talavou e fa'aalia i le fa'atupula'ia o le su'esu'eina o lagona e mafai ona o'o atu ai i le fa'alavelave fa'aletonu, e mafua ai le fa'ateleina o le ono oti po'o ni manu'a tuga (Eaton et al., 2006). O le mea lea, o loʻo i ai se faʻamalosi e malamalama ai i suiga o le neurodevelopmental i le faiga faʻaosofia e mafai ona saofagā i lenei talaaga o amioga. O le striatum e sili ona fiafia i lenei tulaga ona o lona aʻafia i le faʻaosofia ma le faʻatinoina o taui faʻapea foʻi ma le aʻoaʻoina, pulea o afi, ma le malamalama. (Haber ma Knutson, 2010, McClure et al., 2003, Middleton ma Strick, 2000 ma Vo et al., 2011).

Rodent ma tagata e le o ni tagata faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga e tuʻuina atu faʻamaoniga e faʻaalia ai le faʻaauauina o le synaptogenesis striatal i le amataga o le talavou, pito i luga i le faʻaaliga o le talitali o le dopamine ma faʻataʻitaʻiga o le dopamine mai le striatum i le pito i luma o le cortex, ma le teuteuina o synaptic i le tuai o le talavou. (Crews et al., 2007, Kalsbeek et al., 1988, Rosenberg ma Lewis, 1995, Tarazi et al., 1998 ma Teicher et al., 1995). O lenei laina o faʻamaoniga na taʻitaʻia ai le manatu e faʻapea o suiga tutusa neurophysiological o loʻo tutupu i tagata talavou (Casey et al., 2008 ma Spear, 2000). O suʻesuʻega muamua o suʻesuʻega faʻataʻitaʻiga faʻamaneta (fMRI) ua maua ai faʻamaoniga faʻamaonia e taʻu mai ai le maualuga o le lagona o le striatum talavou e tauia ai mea e faʻatatau i tagata matutua ma tamaiti. (Ernst et al., 2005, Galvan et al., 2006, Galvan et al., 2007, Geier et al., 2010, Leijenhorst et al., 2010 ma Padmanabhan et al., 2011), e ui lava e le'i o gatasi lenei su'esu'ega (Bjork et al., 2004 ma Eshel et al., 2007) ma masalo e fa'alagolago i le tulaga o taui na su'esu'eina (Crone ma Dahl, 2012). Mo se faʻataʻitaʻiga, o galuega talu ai nei ua fautua mai ai e faʻateleina le faʻaalia o le faʻamoemoe e taui i le faʻamoemoe e faʻateleina i le matua ae faʻaitiitia le faʻaalia i taui lisiti (Hoogendam et al., 2013). I le taimi nei o loʻo i ai le le lava o fua faʻatatau e iloilo ai le eseesega o tausaga i le neurophysiology striatal tagata lea e faʻatapulaʻaina ai lo tatou mafai ona malamalama i le neural mechanisms o loʻo faʻavaeina ai eseesega i le gaioiga faʻasolosolo a le tupulaga. O le malamalama i le atinaʻeina o le neurophysiology striatal e taua tele ona o le faʻalavelave faʻaleagaina o le neurophysiology ma le gaioiga o loʻo aʻafia i le tele o faʻafitauli o le neuropsychological lea e aliaʻe i le taimi o le tamaitiiti ma le talavou (Bradshaw ma Sheppard, 2000 ma Chambers et al., 2003). O le faʻaleleia atili o le malamalama o le neurophysiological maturation masani o le striatum e mafai ona faʻaalia ai faʻataʻitaʻiga o amioga masani ma le masani a talavou.

Tissue-u'amea fa'atosina o lo'o fa'ateleina i le striatum (Haacke et al., 2005 ma Schenck, 2003) ma ua maua e lagolagoina le dopamine D2 receptor ma le dopamine transporter (DAT) densities i suʻesuʻega o le le atoatoa o le uʻamea, ADHD, ma le maʻi vae le mautonu, lea e fesoʻotaʻi ma faʻalavelave i le gaioiga o le DA, (Adisetiyo et al., 2014, Connor et al., 2009, Erikson et al., 2000 ma Wiesinger et al., 2007), faʻapea foʻi ma le gaioiga ma le faʻatonutonuina o neurons dopamine (Ava, 2003 ma Jellen et al., 2013). E pei o lea, o le eseesega i le faʻaogaina o le uʻamea uʻamea, lea e mafai ona fuaina i le faʻaaogaina o le MRI, e mafai ona avea o se faʻaaliga o eseesega o le dopaminergic i le talavou. Tissue-uʻamea e paramagnetic ma faʻapea ona aʻafia malosi ai le T2*-weighted MRI signal (Langkammer et al., 2010, Langkammer et al., 2012 ma Schenck, 2003), lea e mafai ona fa'aputuina i vivo i le olaga atoa (Aquino et al., 2009, Haacke et al., 2005 ma Wang et al., 2012). O le a'afiaga o le u'amea i luga o le T2* fa'ailoga ua fa'aaogaina e fa'atusatusa ai le u'amea i le tele o fuataga MR, e aofia ai susceptibility weighted imaging (SWI) (Haacke et al., 2004), R2* (Haacke et al., 2010), ma le R2′(Sedlacik et al., 2014). I lenei suʻesuʻega, matou te faʻaogaina se T2*-weighted echo-planar imaging (EPI) faʻamaumauga, sili atu i le SWI. O suʻesuʻega muamua na faʻaogaina faʻamatalaga tutusa faʻatasi ma le suʻesuʻeina o mamanu faʻasolosolo e suʻesuʻe ai faiga faʻavae o loʻo faʻavaeina aʻoaʻoga (Vo et al., 2011).

O iinei matou te faʻaogaina ai le T2 * -weighted EPI (T2 *) e faʻaalia ai le eseesega o tausaga i le neurophysiology o le striatum talavou tagata i vivo e faʻaaoga ai se suʻesuʻega faʻataʻitaʻiga multivariate. Aemaise lava matou te faʻaogaina mamanu faʻafanua o le striatal T2 * e faʻatupu ai faʻamatalaga matua taua tele mai galuega e fesoʻotaʻi ma le setete malolo T2 * -weighted EPI (fMRI) mauaina, faʻaalia ai le malosi ma le malosi sootaga i le va o lenei fua ma atinaʻe. E le gata i lea, matou te faailoaina le ventral striatum, o se nofoaga tutotonu o auala o taui o le dopamine e manatu e faʻavaeina ai le lamatiaga o talavou (Blum et al., 2000, Casey et al., 2008 ma Spear, 2000), e avea o se vaega taua o le matua striatal talavou. O lenei galuega o loʻo faʻamamafaina ai le natura malosi o le atinaʻeina o tupulaga talavou, faʻamatalaga faʻataʻitaʻiga o le matua o faiga faʻaosofia i le taimi o le talavou.

2. Mea ma metotia

2.1. Faataʻitaʻiga

E selau onosefulu talavou ma talavou matutua na auai i lenei suʻesuʻega (tausaga 10–25, M = 16.56, SD = 3.62). E sefuluvalu tagata auai na le aofia ona o le tele o le ulu (faʻamatalaina i lalo), maua ai se faʻataʻitaʻiga mulimuli o le 142 (tausaga 10-25, M = 16.41, SD = 3.71, 71 tane). O se vaega itiiti o nei mea na aofia ai foi i se su'esu'ega toe faia e fa'aaoga ai fa'amaumauga a le setete malolo (fa'amatala i lalo). O mataupu uma sa iai tala fa'asolopito fa'afoma'i na fa'aalia ai e leai se fa'ama'i o le neura, manu'a o le fai'ai, ma leai se tala'aga o le tagata lava ia po'o le tikeri muamua o le aiga ma le ma'i ogaoga o le mafaufau. O faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga uma i lenei suʻesuʻega na tausisia le Code of Ethics of the World Medical Association (1964 Declaration of Helsinki) ma le Institutional Review Board i le Iunivesite o Pittsburgh. Na totogi tagata auai mo lo latou auai i le suʻesuʻega. O nei faʻamaumauga na muai aoina mo se poloketi suʻesuʻeina taui taui ma malolo faʻaogaina fesoʻotaʻiga ma vaega laiti o lenei faʻamaumauga na aofia i suʻesuʻega na lolomiina muamua o le atinaʻeina o fesoʻotaʻiga a le setete ( Hwang et al., 2013) ma fa'agaioiga fa'amalosi ( Paulsen et al., 2014).

2.2. Fa'asologa o ata

O faʻamatalaga faʻataʻitaʻiga na aoina e faʻaaoga ai le 3.0 Tesla Trio (Siemens) scanner i le Magnetic Resonance Research Center (MRRC), Presbyterian University Hospital, Pittsburgh, PA. O fa'asologa o le mauaina o: TR = 1.5 s; TE = 25 ms; tulimanu fe'avea'i = 70°; fana tasi; tumu k- avanoa; 64 × 64 matrix mauaina ma FOV = 20 cm × 20 cm. E lua sefulu iva 4 mm-mafiafia fasi axial e aunoa ma se va na aoina, faʻaoga i le pito i luma ma le pito i tua (laina AC-PC), faʻatupuina 3.125 mm × 3.125 mm × 4 mm voxels, lea na ufiufi ai le cortex atoa ma le tele o le cerebellum. . Na matou aoina le fa o le 302 TRs i le taimi o le antisaccade galuega (4 × 302 = 1208) ma le tasi tamoʻe o 200 TRs i le taimi o le malologa-setete scan. O le tolu-dimensional volume magnetization saunia vave mauaina gradient echo (MPRAGE) faʻasologa pusi ma fasi 192 (1 mm fasi mafiafia) na faʻaaogaina e maua ai ata faʻatulagaina i le sagittal plane.

T2 * - mamafa faʻamaumauga na aoina e avea o se vaega o se suʻesuʻega eseʻese suʻesuʻeina o taui taui. I se faapuupuuga, o mataupu na auai i se taui modulated antisaccade galuega, lea na faatonuina ai i latou e fai saccades i nofoaga faʻata o faʻalauiloa tuʻufaʻatasia. I le amataga o faʻataʻitaʻiga taʻitasi, o mataupu na tuʻuina atu i ai se taui, leiloa, poʻo le faʻaituau faʻailoga e faʻaalia ai le avanoa o le taui e faʻalagolago i le faʻatinoga. Na iloiloina le fa'atinoga e fa'aaoga ai le mata-mata'i ma maua e tagata auai ni fa'amatalaga su'ega mo su'ega sa'o ma le le sa'o.

2.3. Fa'amaumauga a le setete malolo

E selau matā'upu na 'auai fo'i ile su'esu'ega a le setete malolo. E sefulutasi na le aofia ai ona o mea tau gaioiga ma o lea na aofia ai mataupu 89 i lenei auiliiliga (tausaga 10-25, M = 16.2, SD = 3.77; 43 tane). Na matou aoina le 5 min (200 volumes) faʻataʻitaʻiga a le setete malolo mo mataupu taʻitasi e faʻaogaina ai faʻataʻitaʻiga tutusa o loʻo lisi atu i luga. I le taimi o le suʻega a le setete malolo, na talosagaina tagata auai e moeiini o latou mata, malolo, ae aua le momoe.

2.4. Fa'agasolo muamua o fa'amaumauga T2*-fa'amamafa

O fa'agaioiga uma na faia i le fa'aaogaina o le FMRIB Software Library (FSL; Smith et al., 2004) ma le Suʻesuʻega o le Fuafuaga Neuro Images (AFNI) pusa polokalama (Cox, 1996). Laasaga muamua o le faagasologa e tutusa ma la'asaga o lo'o fa'aogaina ile fMRI masani. T2*-fa'amamafa fa'amaumauga na mua'i fa'a'ese'ese ma fa'asa'o le taimi fa'asoa mo le fa'asologa o le mauaina. Mo le faʻatalanoaina o le lafo, matou te faʻaaogaina fua faʻatatau o le faʻaogaina o le ulu ma le faʻaliliuga e faʻatatau ai le aʻa o le sikuea sikuea (RMS), ma o tagata auai e iai le RMS e sili atu nai lo le faʻamaualuga o le 0.3 mm mo le sili atu i le 15% o voluma i le taʻavale na le aofia ai mai le isi mea. au'ili'iliga. Mo mataupu o loʻo totoe, matou te faʻaogaina le faʻasaʻoga e ala i le faʻaogaina o voluma taʻitasi i le faasologa o taimi i le voluma na maua i le ogatotonu o le mauaina. O fa'amaumauga T2*-mamafa a tagata ta'ito'atasi sa fa'amauina laina i le MPRAGE e fa'aaoga ai le FSL's FLIRT aoga ona fa'amauina lea o le ata MPRAGE i le MNI (Montreal Neurological Institute) avanoa e fa'aaoga ai le FNIRT utility a le FSL. O le tu'ufa'atasiga o le resitalaina laina mai le EPI i le MPRAGE ma le resitalaina e le laina mai le MPRAGE i le avanoa MNI na fa'aogaina i ata uma o le EPI mo tagata ta'ito'atasi. O voluma na fa'amama maualuga i le .008 Hz. E le'i fa'amalieina fa'amaumauga ina ia aua ne'i fa'alavelaveina fa'asologa o le voxel mo le su'esu'ega MVPA mulimuli ane. O le fa'alelei e mafai ona fa'aituau ai le fa'atinoga o masini ve'a lagolago laina (Misaki et al., 2013). O fa'amaumauga o lo'o malolo ma fa'atatau i galuega na fa'agasolo ese'ese e fa'aaoga ai faiga tutusa.

2.4.1. Fa'asalaina ma avefeau

E masani lava, T2*-weighted EPI fa'amaumauga e su'esu'eina i le taimi atoa, fa'atusatusaina o suiga laiti i le T2*-fa'ailo mamafa e feso'ota'i ma le toto-oxygen-level dependent (BOLD) tali. Matou te fia faamamafa atu i lenei suʻesuʻega, matou te le fiafia i nei suiga laiti BOLD. Nai lo lena, matou te fiafia i meatotino o le T2 * -weighted signal lea e le suia i le taimi ma e atagia mai ai uiga neurophysiological faifai pea o le faiʻai. O le mea lea, o le alaga muamua e ese mai le suʻesuʻega masani a le BOLD i lenei taimi. Fa'atonuga mo le fa'agaioiina oa tatou ata T2*-fa'amamafa na mulimulita'i Vo et al. (2011). O voluma ta'itasi na mua'i fa'avasegaina i lona lava uiga, ona fa'atatauina lea o le fa'ailoga masani, fa'a-voxel, i fa'asologa uma e fa (1208 voluma) o le mauaina o galuega. O lenei faiga na maua ai se ata T2*-fa'amamafa e tasi mo tagata ta'ito'atasi. O fa'amaumauga a le malo malolo na su'esu'eina fa'atasi ma fa'atatau i le 200 voluma uma mai le 5 min na maua. Ole la'asaga masani e mana'omia ona o le T2*-weighted signal na'o ia e ma'ale'ale i eseesega e ono mafai ona va'ai i le va o le MRI - pe i totonu o mataupu i le taimi po'o le va o mata'upu - e mafai ona o'o atu ai i suiga i le T2 * - mamafa fa'ailo malosi. O le fa'atonuina e mafai ai ona fa'atusatusa le tau T2* i tagata auai. E ui ina mafai ona fua le faailo T2* mai le voluma e tasi, ae sa matou ave averesi i voluma e faaleleia ai le fua faatatau o faailoilo i le pisa.

2.5. Fa'ailoaina o itulagi striatal

Matou te iloa faʻapitoa le putamen, caudate, ma le nucleus accumbens e tusa ai ma faiʻai atlases o loʻo aofia i le AFNI software package. O ufimata a le itulagi na sili atu ona fa'asao e ala i le aveeseina o so'o se voxels e ono maua ai le sua o le cerebrospinal fluid (CSF). O le CSF na fa'apipi'iina i le fa'aogaina o le FSL's FAST vaevaega, ma voxels na i ai se fa'atatau-mataupu fa'apitoa e sili atu i le 0.15 o le CSF na aveese mai i itu fa'apitoa.

2.6. Au'ili'iliga tu'ufa'atasi

Na matou fa'aogaina muamua se su'esu'ega tu'ufa'atasi tu'ufa'atasi e su'esu'e ai le maualuga o le eseesega o le atina'eina o le T2*. Mo mata'upu ta'itasi, matou fa'atatauina le fa'amanino fa'amanino T2*-fa'amamafa fa'ailoga malosi i luga o voxels i totonu o se vaega fa'ata'oto fa'apitoa ma au'ili'ili le va'aiga i le va o le va'aiga ma le fa'asologa o tausaga. Aemaise lava, na matou toe fa'afo'i le matua i luga ole fua faatatau T2* e fa'aaoga ai le fa'asologa faigofie ma fa'atusatusa le fa'amaopoopo a Pearson i le va o tau fa'atatau o tausaga ma tausaga moni o mata'upu i totonu o itulagi ta'itasi e fiafia i ai.

2.7. Su'esu'ega mamanu eseese

O loʻo faʻamautu lelei o le striatum ma ona pitonuʻu (caudate, putamen) e le faʻaogaina faʻapitoa i galuega, fesoʻotaʻiga, poʻo le neurobiology (Cohen et al., 2009, Martinez et al., 2003, Middleton ma Strick, 2000 ma Faʻailo ma le Maʻi, 2006). E le gata i lea, o le atinaʻeina o le striatum e alualu i luma i se tulaga faʻapitoa e le tutusa (Raznahan et al., 2014). O le mea lea, o le atinaʻeina o le neurophysiology striatal, e aofia ai le faʻaogaina o le tino-uʻamea, e foliga mai e le tutusa. O le mea lea, matou te manatu o le eseesega o tausaga i le striatal T2 * o le a sili atu ona puʻeina e se auala e sili atu ona maaleale, multivariate. Ina ia iloilo le sootaga i le va o mamanu lelei o le T2 * malosi ma le matua, matou te faʻaaogaina le multivariate linear support vector machine regression (SVR) i MATLAB (The MathWorks, Inc., Natick, Massachusetts, USA) faʻaaoga LIBSVM (Chang ma Lin, 2011). O le lagolago a le vector regression ua avea ma meafaigaluega auʻiliʻili taʻutaʻua i suʻesuʻega neuroimaging ona o lona gafatia e taulimaina faʻamaumauga maualuga ma faʻatupuina faʻamatalaga saʻo (Misaki et al., 2010). O le multivariate auala e mafai ai ona suʻesuʻeina suiga i mamanu voxel-wise o T2 * i le striatum e fesoʻotaʻi ma le matua. O le mea taua, o lenei su'esu'ega e sili atu ona lelei nai lo le fa'asologa masani o le itulagi o tului su'esu'ega tulu'i ona e ma'ale'ale i le fa'aogaina o va'aiga fa'aleaganu'u o fa'atupuina T2* ala i luga o le striatum e le o pu'eina e le tele fa'aleaganu'u va'aiga averesi. O le taua faapitoa i lenei suʻesuʻega, SVR sa faʻaaogaina muamua e Vo et al. (2011) e va'ai le manuia o le a'oa'oina mai fa'asologa fa'afanua o le T2*, ma le Dosenbach et al. (2010) e va'ai le matua mai fa'ata'ita'iga o feso'ota'iga fa'atino a le malo malolo. O masini vector lagolago ua faʻamatalaina auiliili mai mea uma e lua (Luts et al., 2010 ma Pereira et al., 2009) ma fa'amatalaga auiliili o le matematika (Burges Christopher, 1998, Chih-Wei et al., 2003 ma Vapnik, 1999), ma o le a naʻo le faʻamatalaina puupuu iinei.

Linear support vector regression o se faʻaopoopoga o le faʻavasegaina o le vector lagolago lea e mafai ai ona tuʻufaʻatasia faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga ma se fesuiaiga moni-taua, ma faʻatagaina ai mo faʻamatalaga moni-taua. O faʻataʻitaʻiga (faʻamatalaga faʻamatalaga) faʻatasi ai ma faʻamaufaʻailoga moni o loʻo faʻatusalia i se avanoa maualuga ma fua tutusa ma le aofaʻi o foliga o se fesuiaiga o tului. O lo'o fa'amatalaina e le SVR se laina toe fa'afo'i e ala i le avanoa maualuga fa'apitoa e fa'ata'ita'i lelei ai le feso'ota'iga galue i le va o foliga o se fesuiaiga, x (fa'ata'ita'iga voxel-wise T2* tau i totonu o se itulagi e fiafia i ai), ma fa'ailoga fa'atatau moni o se fesuiaiga, y (fa'ata'ita'iga ole matua ole mataupu). O fa'ata'ita'iga e fa'asalaina i le fa'atatau i lo latou mamao mai le laina fa'asolosolo. Na matou fa'aogaina le epsilon insensitive SVR lea o lo'o fa'amatalaina ai se paipa fa'ata'amilo i le laina fa'asolosolo ma le lautele e pulea e le parakalafa, epsilon, i totonu o fa'ata'ita'iga e leai se fa'asalaga. O le fefaʻatauaʻiga i le va o le maualuga lea e faʻasalaina ai faʻataʻitaʻiga e paʻu i fafo atu o le epsilon le faʻaogaina o le paipa ma o le faʻamaʻaʻaina o le laina regression e pulea e le tumau, C. E pei o le taua o C faʻatuputeleina, o le laina faʻasolosolo e faʻatagaina e faʻaitiitia le mafolafola, lea e mafai ona faʻateleina ai le faʻalauteleina o le faʻataʻitaʻiga.

Sa matou a'oa'oina ma fa'amaonia la matou fa'ata'ita'iga SVR i mata'upu (tasi le seti o le voxel-wise T2* values ​​ma le igoa e tasi le matua i le mata'upu) fa'aaoga le fa'ataga fa'asaga i fafo (LOSO). O le LOSO ose fa'agasologa fa'asolosolo lea e fa'aoga ai fa'amaumauga a le tasi mataupu mo le fa'amaonia ae o le isi n − 1 mataupu e fa'aaogaina mo a'oa'oga. E faia se va'aiga o tausaga mo le fa'ata'ita'iga tu'u ese e fa'atatau ile voxel-wise T2* tau na'o, ma fa'aauau le fa'agasolo se'ia fa'aoga mata'upu uma mo le fa'amaonia. O le mea lea e maua ai le va'aiga o tausaga e tasi mo mata'upu ta'itasi, ma o le fa'atinoga o le fa'ata'ita'iga a le SVR e mafai ona fa'amauina e ala i le fa'atasiga i le va o tausaga o mata'upu moni ma i latou na valoia e le fa'ata'ita'iga. O le parakalafa C na fa'asilisiliina mo vaega ta'itasi o le fa'amautu fa'asilasilaga a le LOSO i le fa'aogaina o le fa'amaufa'ailoga a le LOSO. Na matou faʻaaogaina le tau le aoga o le epsilon mai le pusa meafaigaluega a le LIBSVM o le 0.001. Na toe faia le su'esu'ega a le SVR mo fa'amaumauga T2*. O mea uma p-taua na faʻamaonia e ala i faʻataʻitaʻiga o suʻega taua (1000 iterations). Na matou filifilia le LOSO nai lo isi metotia o le faʻamaoniaina o faʻasalalauga ina ia faʻateleina le aofaʻi o faʻamatalaga aʻoaʻoga faʻaaogaina i faʻasalalauga faʻasalalauga taʻitasi; e ui ina tele la matou fa'ata'ita'iga, o le aofa'i o mata'upu i le fa'ata'ita'iga e masani ona la'ititi nai lo le aofa'i o vaega o lo'o aofia i le fa'ata'ita'iga SVR.

2.7.1. Fa'asa'oga leo vaega

Ina ia mautinoa e le na o le atagia mai o va'aiga fa'afuainumera fa'atuputulaga eseese i le T2* e afua mai i a'afiaga o le voluma vaega, na matou fa'aogaina le FSL's FAST tissue segmentation meafaigaluega e fai ai ni matapulepule o mea pa'epa'e ma mea efuefu mai ata T1-mamafa a tagata auai. Ona matou toe fa'afo'i lea o mea e tutupu mai le fua T2* i mata'upu mo voxel ta'itasi ma toe fai le su'esu'ega a le SVR e fa'aoga ai fa'amaumauga sa'o. I le fa'aopoopoina o le fa'atonutonuina o eseesega fa'ale-vaega i le fa'aputuga o vaega, o lenei fa'agasologa e fa'avasega ai le eseesega o tausaga i T2* tau e fa'atatau i eseesega e ono tula'i mai i le voluma striatal ma le fa'avasegaina fa'avanoa e le laina.

2.7.2. Fa'ailoga fa'atusa

Ina ia faʻaalia mamanu faʻafanua o le striatal T2 * ma o latou ala i le matua, matou te faʻatusatusaina le atinaʻeina o le T2 * e ala i le faʻasolosolo tausaga ile T2 * faʻailoga e faʻaaoga ai laina laina, quadratic, ma faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga mo voxel striatal taʻitasi o loʻo faʻaaogaina i le suʻesuʻega SVR. Ina ia fuaina le sao o vaega (voxels) o mamanu faʻafanua o le T2 *, matou te faʻatusatusaina le taua atoatoa o le mamafa o le mamafa o faʻataʻitaʻiga mo voxel taʻitasi taʻitasi o loʻo faʻaaogaina i le suʻesuʻega SVR i luga o gauga uma o le LOSO cross-validation.

2.8. Iloiloga su'esu'e

Ina ia suʻesuʻeina le sootaga i le va o le T2 * malosi ma le matua i tua atu o la matou vaega faʻamuamua, matou faia se suʻesuʻega suʻesuʻega atoa-faiʻai (Kriegeskorte et al., 2006). Ina ia faʻatautaia le auʻiliʻiliga, matou te faʻamalamalamaina se faʻataʻitaʻiga spherical ma le lautele o le 5 voxels (81 voxels aofaʻi), faʻatotonugalemu le mamanu i luga o le faiʻai voxel i le isi itu, ma faia le suʻesuʻega SVR o loʻo faʻamatalaina i luga i luga o le 81 voxels i le mamanu. Na'o voxels o lo'o aofia i totonu o se fa'apipi'i fai'ai ufimata na aofia i lenei su'esu'ega. O le feso'ota'iga i le va o le sa'o ma le vavalo o tausaga i nofoaga ta'itasi sa teu i le voxel ogatotonu. E ala i le toe faia o lenei faiga mo voxel taitasi, na matou maua ai se ufimata atoa-faiʻai o faʻasalalauga. O nofoaga o fuifui voxel na fuafuaina e faʻaaoga ai atlases o loʻo aofia i le AFNI.

3. Iʻuga

3.1. Au'ili'iliga tu'ufa'atasi

O le fa'asologa fa'a-spatial o le T2* i luga o voxels uma i le striatum e le'i matua'i feso'ota'i ma tausaga (r = 0.02), faʻatasi ai ma le faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga mo naʻo le 0.0004% o eseesega i le faʻataʻitaʻiga. Ina ua matou vaevaeina le striatum i totonu o le caudate, putamen, ma le nucleus accumbens ma toe faia le auʻiliʻiliga, matou te iloa ai o le faʻamatalaga o loʻo tauaveina i lona uiga T2 * na lava e faʻatupu ai faʻamatalaga taua o tausaga i le caudate (r = 0.286, p <0.001) ma putamen (r = 0.182, p <0.05), ma sa sili ona vavalo i totonu o le nucleus accumbens (r = 0.506, p <10-9, Mati. 1A, pa paepae). Ae ui i lea, o vaevaega galue ma neurobiological o le striatum o loʻo i ai i se fua sili atu nai lo le mafai ona puʻeina e ala ile vaʻavaʻa faʻavasega tulaga tulaga ( Cohen et al., 2009, Martinez et al., 2003 ma Faʻailo ma le Maʻi, 2006). O le mea lea, matou te manatu o le eseesega o atinaʻe i le striatal T2 * o le a sili atu ona puʻeina e faʻaaoga ai se auala e sili atu ona maaleale, multivariate.

  • Ata lapoa (51 K)
  • Fig. 1.   

    Feso'ota'iga i le va o le matua moni ma le matutua ua valoia e fa'aaoga ai le T2* mai fa'ata'ita'iga univariate ma multivariate i striatal ROIs. (A) Fa'asologa o pa'u fa'atusatusa fa'atasiga i le va o le moni ma le va'aiga o le matua e fa'aaoga ai fa'ata'ita'iga se tolu: au'ili'ili fa'atasi (pa pa'epa'e) ma su'esu'ega fa'asologa e tele o fa'amaumauga e lua (pa uliuli) ma fa'amaumauga (pa efuefu). Ole su'esu'ega fa'atele e maua mai ai fa'atasiga sili atu nai lo su'esu'ega e tasi ile putamen, caudate, ma le striatum atoa. E leai se eseesega i le va o galuega e fesoʻotaʻi ma faʻaiʻuga malolo. (*p <0.05, **p <0.01, ***p <0.001 su'ega fa'aliliuga). (B) Moni vs. vavalo tausaga mai le striatum atoa e faʻaaoga ai suʻesuʻega faʻasologa multivariate o T2 * i le 142 talavou ma talavou matutua. O tausaga fa'atatau mo le 63% o le eseesega fa'ata'ita'iga.

3.2. Su'esu'ega mamanu eseese

Fa'asologa tele o le T2* faailo na maua mai ai ni fa'amatalaga taua tele i tausaga ta'itasi i itulagi uma (Mati. 1A, paʻu uliuli), e faʻaalia ai se sootaga malosi i le va o lenei fuataga ma le atinaʻeina o talavou. O le fesoʻotaʻiga sili i le va o le matutua ma le matua o le tagata auai sa matauina i le striatum atoa (tuufaatasi caudate, putamen, ma nucleus accumbens), lea o T2 * mamanu na maua ai le 63% o le eseesega i tausaga o tagata auai (r = 0.79, p <10-30; su'ega suiga: p <0.001, Mati. 1B).

E fesuisuia'i le tele o mea efuefu Striatal i le matua i luga atu o le talavou (Raznahan et al., 2014 ma Sowell et al., 1999). Ina ia faʻamautinoa e le o atagia mai ai le tele o vaʻaiga o tausaga o le eseesega o le vaeluaga o le voluma e mafua mai i le suiga o le voluma faʻapitoa poʻo le faʻaogaina o le faʻaogaina o le vateatea, na matou toe faia le suʻesuʻega a le SVR e faʻatonutonu ai le eseesega o le voxel i le voluma efuefu. Matou te leʻi mauaina se eseesega tele i faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga e faʻaaoga ai faʻamaumauga e pulea le tele (faʻaopoopo Ata 1).

O le faailo T2* e atagia mai ai le tumau pea o le neurophysiological tissue properties (Vo et al., 2011) ma e tatau ona le maaleale i galuega poʻo aʻafiaga o faʻamatalaga. Ae ui i lea, na matou toe faia le auʻiliʻiliga mo mataupu na auai i se suʻesuʻega a le setete malolo i le taimi o le suʻesuʻega tutusa. Matou te leʻi mauaina se eseesega tele i lo matou mafaia ona vaʻai tausaga mai mamanu o T2 * faʻaaogaina faʻamaumauga o galuega ma le malolo (Mati. 1B, pa lanu efuefu). E le gata i lea, na matou faʻatusatusaina le faʻaogaina o le voxel-wise i le va o mamanu faʻafanua o le malologa ma le T2 * e fesoʻotaʻi ma galuega i le striatum mo tagata taʻitoʻatasi ma matauina le faʻamaopoopoina o Pearson o le 0.97, e faʻaalia ai o mamanu e ogatasi i le va o galuega ma le malologa. O lea la, i luma nei matou faʻatapulaʻa la matou taulaiga i T2 * faʻamaumauga na aoina i le taimi o galuega, lea e averesi i luga o le tele o voluma (1208 vs 200) ma e sili atu le tele o faʻataʻitaʻiga (142 vs 89).

E pei ona matou va'ai, fa'ata'atia fa'afanua sa'o sa'o le valo'aga o tausaga mo le toetoe o so'o se vaega fa'aitumalo e fiafia i ai. O le faʻaleleia atili na sili ona mataʻina i le striatum atoa lea o le aofaʻi o eseesega faʻamatalaina i tausaga o tagata auai na faʻatupulaʻia mai le latalata i le 0% e faʻaaoga ai auala faʻapitoa i le 63% e faʻaaoga ai mamanu faʻafanua. O lenei faʻatusatusaga o loʻo faʻaalia malosi ai o le striatum o loʻo feagai ma se faʻalavelave lavelave o le atinaʻeina o le neurophysiological o loʻo atagia i le taimi atoa o le striatal voxels i luga o le talavou. Ina ia faʻamalamalama atili le natura o lenei faʻataʻitaʻiga, matou te faʻaalia ala faʻaleleia o le T2 * i luga o le striatum.

3.3. Fa'ailoga fa'atusa

O se fa'amanuiaga autu o le SVR o le mafai lea ona fa'atusatusa foliga e saofagā i le multivariate predictor. Ina ia faʻaogaina lenei faʻamatalaga faʻatusatusa, matou te aumaia le mamafa o mea na tuʻuina atu i voxel taʻitasi mai le suʻesuʻega SVR. O se vaega mamafa e mafai ona manatu o se faasinoupu o le taua o se vaega (voxel) i le fausiaina o le multivariate tausaga vavalo. Ina ia fuafuaina vaega o le mamanu faʻafanua o striatal T2 * malosi na i ai le sao sili ona fesoʻotaʻi i le vaʻaiga multivariate, matou te faʻatusatusaina le mamafa o le tino e iloa ai le voxels faʻatasi ma le mamafa sili atu. O se fuifui o voxels i le ventral striatum, i le vaeluaga o le caudate, putamen, ma le nucleus accumbens sa sili ona faatosina, sosoo ai ma se fuifui i le pito i tua (Mati. 2A). O le ventral striatal cluster sa i ai se feso'ota'iga le lelei ma le matua (R2 = 0.361, p <10-14; Mati. 2B laina malosi), ma o le fuifui o le pito i tua na i ai le faʻateleina o fesoʻotaʻiga faʻatasi ma le matua (R2 = 0.078, p <0.001; Mati. 2B laina vase).

  • Ata lapoa (51 K)
  • Fig. 2.   

    Fa'ailogaina fa'asologa fa'avasegaga o fa'amatu'u fa'amatua. (A) Fuafuaga o fua fa'atatau atoatoa mo voxel striatal uma o lo'o aofia i le fa'ata'ita'iga SVR multivariate. O mamafa maualuga e fa'aalia ai le tele o sao fa'atatau i le multivariate predictor. O voxels sili ona mamafa sa fa'apotopotoina i le ventral striatum ma dorsal caudate. (B) Fuafuaga fa'atupuina T2* ala ma 95% taimi fa'atuatuaina mo voxels mai fuifui pito i luga i le (B) fa'atulagaina o se galuega o le matua. Panela C ma D o loʻo faʻaalia ai le faʻatupuina o auala o voxel taʻitasi o loʻo aofia i le suʻesuʻega SVR multivariate. (C) Fuafuaga fa'ata'ita'i fa'ata'ita'i mai le voxel-wise fa'asologa laina faigofie o tausaga ile T2*. O ala fa'amatu'a na pa'u i luga o le fa'asao i tua-ventral, fa'atasi ai ma fa'atauga o le voxel T2* e masani ona fa'atupula'ia pe a fa'asolo tausaga i tua, e fa'aitiitia i le manava. O lenei sootaga e tutusa i itulagi. (D) Striatal voxels mai le (C) fa'ailoga lanu e tusa ai ma fa'ata'ita'iga sili ona fetaui (laina: mumu/lanu moana, fa'afeagai: moli/magenta, quadratic: lanumeamata/samasama).

E ui lava o nei fuifui e sili atu le mamafa, e taua le manatua o le vaʻaiga o tausaga o se galuega o le vaeluaga o le va o voxels uma o loʻo aofia i le faʻataʻitaʻiga. O le mea lea, na matou faʻatusatusaina le faʻatupuina o le T2 * faailo mo voxel taʻitasi o loʻo faʻaaogaina i le suʻesuʻega SVR e faʻaaoga ai faʻataʻitaʻiga faʻasolosolo faigofie, quadratic, ma faʻasolosolo faʻasolosolo e iloa e faʻaalia ai suiga o atinaʻe i lenei vaitau (Luna ma al., 2004) ina ia mafai ona vaʻaia atoatoa mamanu faʻatagata. O le tele o voxels e feso'ota'i fa'atasi ma le matua, fa'atasi ai ma se vaega pito sili ona fetaui lelei i so'oga fa'afa'afa'afa'a'i ma fa'afeagai. Ina ia faʻaalia lenei tufatufaga, matou te faʻavasegaina voxels e faʻavae i luga o le faʻataʻitaʻiga sili ona fetaui lelei - laina lelei ma le le lelei, quadratic, ma fesoʻotaʻiga feteʻenaʻi - ma faʻapipiʻi i luga o se ata faʻataʻitaʻi masani, fatuina o se masini T2 * atinaʻe o le striatum (Mati. 2D).

I se fa'amatalaga, o le atina'e o le T2* e tele lava ina pa'u i luga o le fa'asolo i tua i tua, e afua mai i mafutaga sili ona le lelei i vaega o le striatum e iloa e tele feso'ota'iga limbic cortical i mafutaga lelei i vaega pito i tua e iloa e tele feso'ota'iga fa'atonu ma afi afi (Alexander et al., 1986 ma Cohen et al., 2009), sa tutusa tutusa i itulagi (Mati. 2C; manatua le fa'atuputeleina o le u'amea faʻaititia le faailo T2*). O le quadratic le lelei (fa'aliliuina "U") ma le fa'ateleina o feso'ota'iga fa'afeagai na matauina i vaega pito i tua o le putamen, caudate, ma le nucleus accumbens, fa'atasi ai ma sootaga le lelei quadratic (fa'aliliuina "U" fa'atusa) fa'apipi'i atili i le itu taumatau ma fa'ateleina feso'ota'iga fa'afeusuaiga fa'aopoopo atili. i le agavale. O sootaga le lelei quadratic na ausia le maualuga maualuga i luga o le talavou i le 18.4 tausaga i le caudate ma le 17.4 i le putamen. O le tulaga lelei ("U") ma le faʻaitiitia o fesoʻotaʻiga faʻafeagai na vaʻaia faʻatasi i le putamen ventral, faʻatasi ai ma le faʻaitiitia o fesoʻotaʻiga faʻafeagai o loʻo tutupu i putamen rostroventral ma sootaga lelei quadratic o loʻo tutupu i putamen caudoventral e oʻo atu i le minima i le 20 tausaga. striatal voxels atonu o lo'o fa'amatalaina le sili atu o le fa'atinoga o la tatou fa'ata'ita'iga multivariate nai lo le fa'ata'ita'iga e tasi i le pu'eina o eseesega e feso'ota'i tausaga.

3.4. Iloiloga fai'ai atoa

Ina ia suʻesuʻeina fesoʻotaʻiga i le va o mamanu T2 * faʻafanua ma atinaʻe i luga o le faiʻai ma faʻamaonia le faʻapitoa o saofaga faʻapitoa, matou te faia se suʻesuʻega suʻesuʻega suʻesuʻe (Kriegeskorte et al., 2006). O le suʻesuʻega na faʻaalia ai o le matua na valoia sili ona taua i le striatum ma le ogatotonu, e aofia ai le mumu mumu, substantia nigra, ma isi vaega o le basal ganglia (Mati. 3). O isi itulagi na fa'atupuina le tele o fa'amatalaga o tausaga e aofia ai perigenual anterior cingulate cortex, Brodmann Area 10, medial pre-frontal cortex, gyrus pito i luma pito i luma, insula, pre-ma post-central gyrus, anterior thalamus, ma le dentate nucleus o le cerebellum. Na maitauina foi le tele o fesoʻotaʻiga i le corpus callosum ma le fronto-parietal paʻepaʻe fausaga. O le tele o nei itulagi (fa'ata'ita'iga basal ganglia, midbrain, dentate nucleus, luma pa'epa'e mea pa'epa'e) o lo'o i totonu o vaega sili ona 'oa o le fai'ai (Connor ma Menzies, 1996, Drayer et al., 1986, Haacke et al., 2005, Haacke et al., 2007 ma Langkammer et al., 2010), ma se vaega o auala o le mesolimbic/mesocortical ma nigrostriatal dopamine (fa'ata'ita'iga o le ogatotonu, striatum, pito i luma pito i luma (Beaulieu ma Gainetdinov, 2011, Haber ma Knutson, 2010 ma Puglisi-Allegra ma Ventura, 2012). O fesoʻotaʻiga sili na matauina i le va o le nucleus accumbens, ventromedial putamen, ma ventromedial caudate (peak voxel: MNI -8, 5, -11), e faʻaalia ai o le T2 * o loʻo i ai se sootaga malosi faʻatasi ma le atinaʻeina o talavou i lenei vaega o le faiʻai, lea e fesoʻotaʻi malosi ma ala o taui dopaminergic ma le limbic system (Galvan et al., 2006, Galvan et al., 2007, McGinty et al., 2013 ma Puglisi-Allegra ma Ventura, 2012).

  • Ata lapoa (61 K)
  • Fig. 3.   

    Fa'ai'uga su'esu'e mo le fai'ai atoa o lo'o fa'ailoa mai ai itulagi e iai so'otaga malolosi i le va o le T2* ma le atina'eina o talavou. O lanu o lo'o fa'atusalia ai le feso'ota'iga i le va o le matua moni ma le matua va'ai mai le su'esu'ega su'esu'e a le SVR e fa'atotonu i lena voxel. Na'o voxels o lo'o iai fa'atasiga i le va o le moni ma le va'aiga tausaga e taua tele ile p <0.001, fa'asa'o le Bonferroni (ie 0.001/numera o voxels fai'ai) o lo'o fa'aalia. O le pito maualuga o le voxel o loʻo i totonu o le ventral striatum (MNI coordinates: -8, 5, -11). mPFC: medial pre-frontal cortex, pgAC: perigenual anterior cingulate, CC: corpus callosum, sFG: superior frontal gyrus, CG: central gyrus, VS: ventral striatum (e aofia ai le nucleus accumbens), SN: substantia nigra, RN: mumu mumu.

O le T2*-weighted signal, aemaise lava pe a aoina i totonu o le vaalele e pei ona i ai i le EPI, e faigofie ona faʻamalo faʻailoga ona o mea faʻapitoa e latalata i le pito i lalo o le faiʻai (eg orbitofrontal cortex ma inferotemporal cortex), ma faʻatupuina ai le avanoa e eseese ai tausaga. i le T2* e mafai ona alia'e mai mea fa'apitoa i totonu o nei vaega fai'ai. E le tatau ona i ai se aafiaga tele ona o le morphometry atoa o le faiʻai e faʻavaeina e tupulaga laiti nai lo o tatou vaitausaga (Caviness et al., 1996). E le gata i lea, (1) o tatou aafiaga sili ona taua o le matua e tupu i vaega o faiʻai e iloa e maualuga le maualuga o le uʻamea (eg basal ganglia ma midbrain) ma faʻapipiʻi mai i vaega o loʻo i ai faʻailoga faʻailoga ma (2) o vaega o le faiʻai e sili atu ona faigofie i mea faʻapitoa. (eg oribitofrontal cortex ma inferotemporal cortex; faʻaopoopoga Ata 2A ma B) e le faʻaalia ai ni aʻafiaga o le matua (faʻaopoopo ata 2C).

4. Talanoaga

O le suʻesuʻega o loʻo i ai nei na faʻaaogaina ai faʻasologa faʻafanua o le faʻaogaina o galuega ma le malologa-setete masani T2 * -faʻamamafa ata e faʻatupu ai faʻamatalaga taua tele o tausaga i se faʻataʻitaʻiga faʻalava tele o talavou ma talavou matutua, tuʻuina atu i vivo faʻamaoniga o le neurophysiological development o le tagata. striatum i luga o le talavou. O faʻataʻitaʻiga faʻapitoa o le T2 * sa vaʻai i le matua o le talavou i le striatum atoa faʻapea foʻi ma i totonu o vaega laiti, caudate, putamen, ma nucleus accumbens mai le itiiti ifo i le lima minute o le malolo-setete fMRI, faʻaalia se sootaga malosi i le va o le T2 * ma le tuputupu aʻe o talavou i le striatum atoa.

4.1. Le faailo T2*

E taua tele mo se faʻamatalaga atoa o nei suʻesuʻega o se malamalamaaga i vaega o le neurophysiological e fesoasoani i le T2 * faailo. O le T2* e sili ona malosi le feso'ota'iga i le fe'avea'i (spin-spin) taimi malolo, fa'amageta fa'aletonu o aano, ma le tutusa o le maneta. O le mea lea, o le tino-uʻamea (le-heme) faʻaogaina ma le faʻaogaina o le mielin o ituaiga ia e sili ona saofagā i le faailo T2 * (Aquino et al., 2009, Daugherty ma Raz, 2013, Langkammer et al., 2012 ma Schenck, 2003). O mea uma e lua-iron ma myelin e umi taimi e malolo ai, ma mafua ai le faʻaalia o le T2* faʻailo (Aoki et al., 1989, Chavhan et al., 2009 ma O ia ma Yablonskiy, 2009). Ae ui i lea, o le myelin e diamagnetic ma o le tino-u'amea e paramagnetic, o lea e sili atu le sao o le uʻamea-iron i le T2 * (sili atu le malosi o le hypo-intensity) ona o se taunuuga o lona faʻaogaina maneta ma aʻafiaga i le le tutusa o le maneta (Langkammer et al., 2010 ma Schenck, 2003). O le mea lea, e ui lava o le tino-uʻamea ma le myelin e fesoasoani uma i le T2 *, o le faailo e tatau ona sili ona malosi ona aʻafia i le faʻaogaina o le uʻamea, aemaise lava i le striatum mauoa (Haacke et al., 2010 ma Langkammer et al., 2010). O lenei manatu e lagolagoina e le suʻesuʻega suʻesuʻe (Mati. 3) o lo'o fa'aalia ai feso'ota'iga sili ona malosi ma le T2* ma le matua o lo'o tupu i vaega o le fai'ai e 'oloa i le u'amea (basal ganglia, midbrain) nai lo vaega e itiiti le tino-u'amea, fa'ata'ita'iga cortex ma pito pa'epa'e tracts. O le mea lea, o eseesega o atinaʻe i le neurophysiology striatal e pei ona fuaina i le T2 * e foliga mai e faʻaosoina e le atinaʻeina o eseesega i le tino-uʻamea faʻamalosi i le taimi o le talavou.

E taua le maitauina e ui lava o le uʻamea o loʻo i ai foi i le hemoglobin, o le sao o le heme-uʻamea i le T2 * e faʻatauvaʻa pe a faʻatusatusa i le tino-uʻamea (Langkammer et al., 2010 ma Vymazal et al., 1996). O le sao o le hemoglobin i le fa'amaneta fa'aletonu e na'o le deoxy-hemoglobin e tupu ma e sili i le maualalo o le okesene saturation (Pauling, 1977), ae o le paramagnetism o le tino-uʻamea e tele taimi e sili atu nai lo le hemoglobin deoxygenated atoatoa (Vymazal et al., 1996). O lenei aʻafiaga laʻititi o le heme-uʻamea e le o faʻamoemoeina e saofagā i le atinaʻeina o aʻafiaga o loʻo matauina i lenei suʻesuʻega ona o lona aʻafiaga i luga o le T2 * faailoilo e le tatau ona fesuisuiai faʻasolosolo ma tausaga i la tatou faʻataʻitaʻiga. E tele lava le mautu o le faiga o le toto i le taimi o le talavou, faatasi ai ma le ufiufi o va'a pial ma le fa'avaeina o capillary (Harris et al., 2011) ma le aofaʻi atoa o le tafe o le toto o le cerebral i le carotid artery i totonu (le toto muamua i le striatum) o loʻo faʻavaeina i le amataga o tamaiti (Schöning ma Hartig, 1996).

4.2. Tisu-u'amea ma le fai'ai

O le ma'ale'ale o le T2* i le aano-u'amea e fa'apitoa i le tulaga o le atina'eina o talavou. O le uʻamea e feaveaʻi i luga o le paʻu o le toto-faiʻai e ala i le protein transferrin ma teuina i totonu o tino sela e pei o le ferritin (Aquino et al., 2009 ma Daugherty ma Raz, 2013, Drayer et al., 1986). O le basal ganglia ma le midbrain o vaega ia o le faiʻai e sili ona maualuga le ferritin (Haacke et al., 2005 ma Schenck, 2003). O sela e sili ona maualuga le ferritin o oligodendrocytes o loʻo maua i mea paʻepaʻe ma mea efuefu (Haacke et al., 2005). E mafai foi ona maua le feritin i neu, aemaise i latou i ganglia basal (Drayer et al., 1986 ma Moos, 2002). I totonu o nei sela, o le u'amea e saofagā i le tele o gaioiga ogaoga o le neurophysiological. I oligodendrocytes, e manaʻomia le uʻamea mo le faʻaogaina o le myelin ma e manaʻomia mo le gaosiga o le ATP e manaʻomia e faʻatumauina ai le maualuga o le metabolism o nei sela (Connor ma Menzies, 1996, Moos, 2002 ma Todorich et al., 2009). I le basal ganglia, faʻataʻitaʻiga manu o le le lava o le uʻamea (Erikson et al., 2000) ma fa'ata'ita'iga o fa'ama'i o le ma'i o le vae le malolo (Connor et al., 2009) ma le ADHD (Adisetiyo et al., 2014) faʻailoa mai o le tino-uʻamea e matua fesoʻotaʻi ma le dopamine system (Beard ma Connor, 2003). Aemaise lava, striatal tissue–uʻamea e lagolagoina le D2 receptor expression (Ava, 2003 ma Jellen et al., 2013), galuega fa'asalalau dopamine (Adisetiyo et al., 2014, Erikson et al., 2000 ma Wiesinger et al., 2007), ma le dopamine neuron excitability (Jellen et al., 2013). E pei o le striatal dopamine system ua faʻaalia e atiaʻe i le taimi o le talavou i faʻataʻitaʻiga manu (Kalsbeek et al., 1988, Rosenberg ma Lewis, 1995 ma Teicher et al., 1995) ma ua fa'ailoa mai e fa'avae ai amioga fa'apitoa ma galuega fai'ai i le tagata talavou (Casey et al., 2008, Padmanabhan ma Luna, 2014 ma Spear, 2000), o le T2* faailoilo e tulaga ese le taua i le suʻesuʻeina o le atinaʻeina o tupulaga talavou. E le gata i lea, o le postmortem (Hallgren ma Sourander, 1958) ma le MRI (Aquino et al., 2009 ma Wang et al., 2012) suʻesuʻega e suʻesuʻe ai le eseesega o le olaga i le tino-uʻamea ua faʻaalia ai le faateleina o le maualuga o le uʻamea i le striatum e oʻo i le ogatotonu o tausaga ma fautua mai o le fua faatatau o le faʻaputuina o le uʻamea e sili atu i le luasefulu tausaga muamua o le olaga, e faʻaalia ai le faʻaitiitia o le suiga o le faʻaputuina pe a uma le talavou.

4.3. T2* ma le fai'ai talavou

O le fa'atupuina o fa'ailoga o le T2* na fesuisuia'i fa'asolosolo i le pito i tua ma le va'aiga o le striatum. O vaega o le va'a o le striatum, o lo'o i ai le tele o feso'ota'iga limbic cortical (Cohen et al., 2009), na faʻaalia ai le malosi o sootaga le lelei ma le matua ae o vaega pito i tua, o loʻo i ai le tele o fesoʻotaʻiga faʻapitoa ma afi afi na faʻaalia ai le vaivai o sootaga lelei ma le matua o loʻo fautua mai ai e ala i le talavou ma le talavou matua limbic ma pulega faʻapitoa e mafai ona i ai ni sao eseese o le neurophysiological i amioga. O fa'ai'uga e malilie fa'atasi ma su'esu'ega o lo'o fa'ailoa mai ai o le striatum o lo'o i ai se fa'asologa fa'apitoa ole atina'e, o lona uiga ole nuclei striatal e le fa'atupuina i se tulaga tutusa i le lalolagi atoa (Raznahan et al., 2014). O sootaga le lelei malosi i le ventral striatum o loʻo faʻaalia ai le faʻatupulaʻia faifaipea o le tino-uʻamea faʻatasi ma le faʻafeagai o fetaui e taʻu mai ai le maualuga o le faʻaopoopoga e sili atu i le amataga o le talavou. Tuuina atu le fesoʻotaʻiga o le tino-uʻamea ma le dopamine galuega ma le myelination, o nei faʻaopoopoga e mafai ona lagolagoina le matua ma le faʻateleina o le dopamine system ma le myelination o fesoʻotaʻiga cortico-striatal o loʻo matauina i manu faʻataʻitaʻiga o le atinaʻeina o talavou (faʻataʻitaʻiga o le faateleina o le dopamine projections i le primate prefrontal cortex. ; Rosenberg ma Lewis, 1995), lagolago i le matua o le circuitry faaosofia.

O le atinaʻe o le T2 * e tulaga ese i luga o le talavou i vaega o le caudate ma putamen. I nei vaega, o tau o le voxel o le T2 * e fesuisuiaʻi e le tutusa ma le matua, i nisi tulaga e oʻo atu i luga o le talavou i le va o le 17 ma le 18 tausaga. O le mea e sili ona fiafia i ai o sootaga faʻapitoa ("U" faʻatusa) i le putamen ventral e faʻaalia ai le pito i luga o le tino- u'amea fa'atonuga i lenei itulagi i luga o le talavou, atonu e feso'ota'i pito i luga i le dopamine D2 fa'aaliga talitali na matauina i le rodent (Teicher et al., 1995) ma manatu e tupu i totonu o le tagata (Casey et al., 2008). I le aotelega, o nei atinaʻe e le faʻaogaina e taʻu mai ai se vaitau o le matua o le neurophysiological striatal lea e mafai ona saofagā i le matauina o tumutumu i le sailiga o lagona ma amioga e lamatia ai ma le faʻaogaina o taui i le taimi o lenei laasaga o le atinaʻe (Padmanabhan et al., 2011 ma Spear, 2000), a'o feso'ota'iga laina e mafai ona atagia mai ai le fa'aauauina o le fa'atupuina o faiga fa'aosofia e ala i talavou matutua (Arnett, 1999 ma Hoogendam et al., 2013). Tuuina atu o suʻesuʻega i manu faʻataʻitaʻiga o loʻo faʻaalia ai le maualuga o talavou i le dopamine receptor expression ma suʻesuʻega a le tagata fMRI o loʻo fautua mai ai le maualuga o le ventral striatal reactivity i lalo o ni faʻalavelave faʻaosofia, na matou ofo i le matauina o fesoʻotaʻiga laina poʻo faʻafeagai o T2 * ma tausaga i vaega o le striatum. E mafai ona faʻateleina le tali a le talavou BOLD i taui e ono aʻafia i vaega faʻaopoopo o le galuega a le DA lea e le fesoʻotaʻi saʻo ai le uʻamea-uʻamea, e pei o le tuʻuina atu o le DA poʻo le avanoa, lea e ono i ai ni auala eseese o atinaʻe. O le faʻataʻitaʻiga o aʻafiaga e foliga mai e atagia mai ai foi le natura le tuusao o le sootaga i le va o le tino-uʻamea ma le dopamine receptor density ma le DAT galuega faʻapea foʻi ma lana matafaioi i le tele o isi gaioiga neurophysiological (eg myelination ma le gaosiga o le ATP) e le faʻaitiitia i le matua. Faʻamatalaga, atonu o le eseesega o tagata taʻitoʻatasi i le T2 * ma le basal ganglia tissue-iron concentration e fesoʻotaʻi ma eseesega taʻitoʻatasi i faʻamatalaga o le fausaga ma le gaioiga o le dopamine system. E manino lava, e manaʻomia nisi suʻesuʻega e faʻamaonia saʻo ai lenei mafutaga, aemaise lava i tagata masani.

I le faʻatusatusaga, o le tufatufaina atu o le voxel o le mamafa mai le multivariate support vector regression e faʻaalia ai o le neurophysiological maturation o le striatum e sili ona malosi le aʻafiaina e le faʻaauauina o le matua o le ventral striatum, e aofia ai le nucleus accumbens ma vaega ventromedial o le caudate ma putamen, i totonu. matua. I le taimi o le talavou, o le ventral striatum o loʻo faʻaalia le maualuga o le gaioiga galue e tauia ai mea faʻaosofia i lalo o nisi faʻalapotopotoga faʻaosofia ma e fesoʻotaʻi ma amioga lamatia i lenei vaitau (Ernst et al., 2005, Galvan et al., 2006, Galvan et al., 2007, Geier et al., 2010 ma Padmanabhan et al., 2011). E le gata i lea, o lenei itulagi e maualuga le dopamine i totonu ma o se vaega tutotonu o le frontostriatal dopamine auala taui (Knutson ma Cooper, 2005, McGinty et al., 2013, Puglisi-Allegra ma Ventura, 2012(Blum et al., 2000, Spear, 2000). Faʻamatalaga faʻapitoa, o le faʻateleina o le faʻaogaina o le uʻamea i lenei itulagi e mafai ona fesoʻotaʻi faʻainisinia i amioga a le talavou ma le faʻamalosia o taui e ala i lona fesoʻotaʻiga ma le faʻaaliga o le talipupuni o le dopamine, felauaiga galuega, ma le fiafia (Erikson et al., 2000, Jellen et al., 2013 ma Wiesinger et al., 2007) ma le myelination (Connor ma Menzies, 1996, Moos, 2002 ma Todorich et al., 2009) i totonu o auala fa'a'ala'au fa'ama'i.

O se suʻesuʻega suʻesuʻe atoa-faiʻai na faʻaalia ai o fesoʻotaʻiga sili ona malosi i le va o le T2 * ma le matua e tupu i totonu o le ventromedial subcortical ma midbrain itulagi e lauiloa o le tele o le dopamine ma le uʻamea o le faiʻai (Drayer et al., 1986, Haacke et al., 2005 ma Langkammer et al., 2010(Aquino et al., 2009, Haacke et al., 2010 ma Hallgren ma Sourander, 1958). I totonu o le cortex, o fesoʻotaʻiga taua na matauina i vaega pito i luma o loʻo paʻu i luga o le mesolimbic ma le mesocortical dopamine auala faʻapea foʻi ma le pito i luma o le pulega ma le afi. E tatau ona maitauina o le faʻamatalaga o meatotino neurophysiological saʻo o loʻo i lalo ole T2 * faʻailoga i fafo atu o le striatum maumea e fai si le faigofie. Mo se faʻataʻitaʻiga, o le maualuga o le cortical T2* e faʻaalia ai le faʻaogaina o le uʻamea-uʻamea i se tasi e le o manino ona o le myelination e tatau ona i ai se sao sili atu i le faʻailoga i vaega o loʻo i ai le maualuga o le tino-uʻamea (eg cortex, mea paʻepaʻe). Mo lea mafua'aga, atonu e fautuaina mo tagata su'esu'e i le lumana'i e taula'i su'esu'ega T2* i vaega o fai'ai e iloa e maualuga le maualuga o le tino-u'amea (eg basal ganglia ma le ogatotonu). Ae ui i lea, o lenei aofaʻiga o vaega o le faiʻai o le cortical ma le subcortical e ogatasi ma a tatou suʻesuʻega faʻapitoa ona o loʻo faʻapipiʻiina ma faʻaogaina i totonu o le dopamine system ma ua faʻaalia e nofouta i le atinaʻeina o talavou (Casey et al., 2008, Cohen et al., 2009, Galvan et al., 2006, Geier et al., 2010, Giedd et al., 1999, Hwang et al., 2010, Lehéricy et al., 2004, Martino et al., 2008 ma Sowell et al., 1999). O lea la, o nei taunuuga e maua ai faʻamaoniga e lagolago ai le manatu o le neurophysiological development o le frontostriatal dopamine circuit i tagata e tupu i luga o le talavou (Casey et al., 2008 ma Spear, 2000).

4.4. Tapulaa ma faasinoga i le lumanai

O a matou sailiga, faʻatasi ai ma mea o Vo et al. (2011), fautua mai o T2 * -weighted EPI data atonu o se meafaigaluega aoga mo le suʻesuʻeina o le neurophysiology striatal. O le lelei o lenei metotia e mafai ona maua mai lenei fuataga mai faʻamaumauga fMRI o iai, pe o loʻo malolo-setete poʻo galuega-faʻatatau. E pei ona taʻua i luga, matou te fautuaina le taulaʻi atu o suʻesuʻega i le lumanaʻi i le basal ganglia ma isi vaega o faiʻai e iloa e maualuga le maualuga o le tino-uʻamea ona o le faʻamatalaina o le neurophysiological mechanisms e fesoasoani i le T2 * e sili atu i nei vaega. E le gata i lea, matou te fautuaina vaega ole fai'ai e pei ole ventral orbitofrontal cortex ma vaega ole inferotemporal cortex e faigofie ile susceptibility artifacts e aloese mai le T2*-weighted EPI analysis. Matou te manaʻo e maitauina o tagata suʻesuʻe e fiafia i le faʻatusatusaina o le tino-uʻamea faʻatonuga e mafai foi ona faʻaogaina faʻasologa MR quantitative, e pei o le R2 'poʻo le R2 *, lea na faʻaalia e fesoʻotaʻi faʻatasi ma mea e maua ai le uʻamea (Sedlacik et al., 2014 ma Yao et al., 2009) e su'esu'e sa'o lelei lenei mea totino. O se taʻiala taua mo galuega i le lumanaʻi o le faʻamalamalamaina saʻo lea o le fesoʻotaʻiga i le va o le tino-uʻamea faʻaogaina i le basal ganglia ma faʻailoga o le dopamine system o loʻo galue i le faitau aofaʻi o tagata, faʻalauteleina galuega e faia i le RLS, ADHD, ma tagata e le lava le uʻamea ma taʻitaʻia ai le sili atu o galuega. fa'amatalaina ma le taua ole T2* ma faiga fa'atatau. O le mea moni, o le faʻalauteleina o le malamalama i lenei mafutaga e iai sona aʻafiaga malosi mo suʻesuʻega faʻaleleia o tagata lea e le maua ai ni faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga e mafai ona suʻesuʻeina le neurobiology o le dopamine system. Ma le mea mulimuli, e ui lava o lenei suʻesuʻega na faia i le faʻaaogaina o se faʻamaumauga faʻasalalau tele e aofia ai le lautele o tausaga, o galuega i le lumanaʻi e tatau ona faʻaaogaina se mamanu umi ina ia sili atu le lelei o asini e fesoʻotaʻi ma tausaga. suiga i le T2*, i le tasi.

5. Faaiuga

O a matou taunuʻuga o loʻo tuʻuina atu i vivo faʻamaoniga o le faʻaauauina o le neurophysiological maturation o striatal regions i le taimi atoa o talavou tagata. O a matou suʻesuʻega ma le natura o le T2 * faʻailoga o loʻo fautua mai ai o le eseesega o tausaga i le neurophysiology striatal e sili ona malosi ona aʻafia i eseesega i le faʻaogaina o le tino-uʻamea. (Aoki et al., 1989, Chavhan et al., 2009, O ia ma Yablonskiy, 2009, Langkammer et al., 2010 ma Schenck, 2003). Tuuina atu le sao o lenei mea totino i le faiʻai, e aofia ai le galuega o le dopamine, ma le matafaioi a le striatum i le aʻoaʻoina, faʻaosofia, ma le faʻaogaina o taui, o le faʻatupuina o le striatum e pei ona faʻasinoina e le T2 * e mafai ona saofagā malosi i suiga o atinaʻe masani i amioga ma galue fai'ai e ala i le talavou.

Fesoasoani a le au tusitala

B. Larsen ma B. Luna sa galulue faatasi i le mafaufauina ma le mamanuina o le suʻega. B. Larsen su'esu'e fa'amaumauga ma tusia le ata muamua o le pepa. B. Luna na saunia suiga o le uluai tusitusiga.

Feeseeseaiga o tului

Leai se lipoti.

tautinoga

O le poloketi o loʻo faʻamatalaina sa lagolagoina e le numera fesoasoani 5R01 MH080243 mai le National Library of Medicine, National Institutes of Health. O mea o loʻo i totonu o lenei lipoti e naʻo le matafaioi a le au tusitala ma e le o faʻatusalia manatu aloaia a le National Library of Medicine poʻo le NIH, DHHS.

Fa'aopoopo A. Fa'amatalaga Fa'aopoopo

O lo'o mulimuli mai fa'amatalaga Fa'aopoopo i lenei tusitusiga.

mau faasino