Mapema maendeleo ya accumbens kuhusiana na cortex orbitofrontal inaweza kuwa na tabia ya kuchukua hatari katika vijana (2006)

J Neurosci. 2006 Jun 21;26(25):6885-92.
 

chanzo

Taasisi ya Sackler ya Psychobiology ya Maendeleo, Chuo cha Matibabu cha Weill cha Chuo Kikuu cha Cornell, New York, New York 10021, USA. [barua pepe inalindwa]

abstract

Ujana umekuwa na tabia za kuchukua hatari ambazo zinaweza kusababisha matokeo mabaya. Utafiti huu ulichunguza maendeleo ya neurobiological ya mifumo ya neva inayohusishwa na tabia za kutafuta tuzo. Washiriki thelathini na saba (umri wa miaka 7-29) walichunguzwa kwa kutumia picha inayohusiana na hafla ya uwasilishaji wa picha na dhana inayotumia maadili ya malipo. Matokeo yanaonyesha shughuli zilizokusanywa za kujikusanya, ikilinganishwa na shughuli za upendeleo kwa vijana, ikilinganishwa na watoto na watu wazima, ambazo zilionekana kuendeshwa na kozi tofauti za maendeleo kwa mikoa hii. Shughuli ya kukusanya katika vijana ilionekana kama ya watu wazima katika kiwango cha shughuli zote na unyeti wa kuthawabisha maadili, ingawa ukubwa wa shughuli uliongezwa. Kwa upande mwingine, kiwango cha shughuli ya gamba ya mbele ya orbital kwa vijana ilionekana zaidi kama ile ya watoto kuliko watu wazima, na mwelekeo mdogo wa shughuli. Matokeo haya yanaonyesha kuwa mifumo inayokomaa ya subcortical inamilishwa bila kulinganishwa na mifumo ya kudhibiti juu-chini ya baadaye, ikipendelea hatua ya kijana kuelekea faida ya muda mrefu.

kuanzishwa

Njia ya unyanyasaji wa dutu mara nyingi hufanyika wakati wa kuongezeka kwa hatari ya ujana (Silveri et al., 2004). Kidogo inajulikana hadi leo juu ya sababu za neurobiolojia ambazo zinaweza kusababisha vijana kuongezeka kwa tabia za kuchukua hatari. Katika watu wazima, mikoa ya mesolimbic imeingizwa thawabu (Knutson et al., 2001; Elliott et al., 2003; McClure et al., 2004), kuchukua hatari (Kuhnen na Knutson, 2005), na ulevi (Hyman na Malenka, 2001; Volkow et al., 2004), lakini chini inajulikana kuhusu maendeleo ya mifumo hii. Kusudi la utafiti huu lilikuwa kujaribu nadharia kwamba ujana ni kipindi cha maendeleo cha mwitikio ulioongezeka wa thawabu ya ukoo na ujana. Hasa, tulichunguza ikiwa tofauti katika maendeleo ya subcortical [kwa mfano, nucleus accumbens (NAcc)] jamaa na maeneo ya prelineal [km, orbital frontal cortex (OFC)] zinaweza kuainisha kipindi hiki cha maendeleo kusaidia kuelezea kuongezeka kwa tabia ya kuchukua hatari. .

Ujana huonyeshwa na maendeleo ya kimuundo na ya kazi ya mzunguko wa mbele inayoingiliana katika kanuni za tabia. Panya za periadolescent zinaonyesha kuongezeka kwa maambukizi ya dopamine yanayohusiana na thawabu kwenye striatum (Laviola et al., 1999), na primates zisizo za kibinadamu zinaonyesha kuongezeka kwa uhifadhi wa dopaminergic katika gamba la mapema (PFC) (Rosenberg na Lewis, 1994, 1995). Uchunguzi wa mawazo ya wanadamu unaonyesha mabadiliko ya mkoa wa mbele (Giedd et al., 1999; Sowell et al., 1999; Casey et al., 2005) ambazo zinaonekana sambamba na kuongezeka kwa udhibiti wa utambuzi (Casey et al., 1997; Rubia et al., 2000; Luna et al., 2001; Luna na Sweeney, 2004; Steinberg, 2004). Mabadiliko haya yanaonekana kuonyesha mabadiliko ya uanzishaji wa mikoa ya mapema kutoka kwa kusambaratisha kwa kuajiri zaidi kwa wakati kwa wakati (Casey et al., 1997; Bunge et al., 2002; Musa na al., 2002; Durston et al., 2006). Masomo ya neuroimaging hayawezi dhahiri kuangazia utaratibu wa mabadiliko kama haya ya maendeleo (kwa mfano, kupogoa kwa synaptic, myelination). Walakini, mabadiliko haya ya kiwango na muundo yanaweza kuonyesha uboreshaji na utaftaji mzuri wa makadirio ya kurudisha kutoka kwa maeneo haya ya ubongo wakati wa kukomaa. Kwa hivyo, tafsiri hii ni ya kushangaza tu.

Hivi karibuni, masomo ya neuroimaging yameanza kuchunguza usindikaji unaohusiana na thawabu kwa vijana na umeonyesha uanzishaji wa NAcc kama inavyoonyeshwa kwa watu wazima (Bjork et al., 2004; Mei na al., 2004; Ernst et al., 2005). Walakini, matokeo yamechanganywa kuhusu jinsi vijana na watu wazima wanavyotofautiana katika shughuli. Masomo haya yamezingatia zaidi mkoa wa accumbens badala ya OFC katika kuchunguza mabadiliko. Zaidi ya hayo, umakini mdogo umepewa sifa ya ukuaji wa NAcc na OFC kutoka utoto kupitia uzee. Kufuatilia maendeleo haya kunatoa vizuizi zaidi juu ya ikiwa mabadiliko yaliyoripotiwa katika ujana ni maalum kwa kipindi hiki cha maendeleo au yanaonyesha mabadiliko ya mstari wa matiti.

Hapa, tulitumia kazi ya kufikiria ya usoni ya nguvu ya macho (fMRI) kuchunguza majibu ya tabia na ya neema ili kurudisha udanganyifu wa thamani katika maendeleo. Tulilenga NAcc na OFC kupewa ripoti za zamani za wanyama (Hikosaka na Watanabe, 2000; Pecina et al., 2003), kufikiria (O'Doherty et al., 2001; Zald et al., 2004), na ulevi (Hyman na Malenka, 2001) masomo yanawashawishi katika ujifunzaji unaohusiana na thawabu. Kulingana na mifano ya panya (Laviola et al., 1999; Mshale, 2000) na kazi ya picha ya awali (Ernst et al., 2005), tulifafanua kwamba, jamaa na watoto na watu wazima, vijana wangeonyesha majibu ya kuzidi ya kupindukia ya kutafakari kwa uanzishaji wa msingi uliosafishwa ndani ya kipindi hiki, katika mazungumzo na uanzishaji mdogo wa ukuaji katika mikoa ya chini ya PFC.

Vifaa na mbinu

Washiriki.

Watoto kumi na sita (wanawake saba; wenye umri wa miaka 7-11, wenye umri wa miaka 9.8), vijana wa 13 (wanawake sita; umri wa miaka 13-17, wenye umri wa miaka ya 16), na watu wazima wenye afya wa 12 23-29, wenye umri mbaya wa miaka 25) walishiriki kwenye jaribio la fMRI. Mchanganuo tofauti wa takwimu kwenye data ya watu wazima uliripotiwa hapo awali (Galvan et al., 2005). Watoto watatu na kijana mmoja walitengwa kwenye uchambuzi kwa sababu ya mwendo mwingi (> 2 mm). Mwendo ulikuwa> voxels 0.5 (1.56 mm) kwa mwelekeo wowote kwa masomo mawili (mtoto mmoja na mtu mzima mmoja) yaliyojumuishwa kwenye uchambuzi. Kuondoa masomo haya kutoka kwa uchambuzi hakubadilisha matokeo na vikundi tofauti vya umri havikutofautiana sana katika mwendo wa ndege (watu wazima: x = 0.48, y = 0.76, z = 0.49; vijana: x = 0.26, y = 0.58, z = 0.45; watoto: x = 0.18, y = 0.76, z = 0.36). Masomo hayakuwa na historia ya shida ya neva au ugonjwa wa akili na kila mmoja alitoa ridhaa inayopeanwa (idhini ya wazazi na ridhaa ya watoto kwa vijana na watoto) kwa itifaki iliyoidhinishwa na Bodi ya Taasisi ya Tathmini ya Taasisi ya Weill Cornell ya Chuo Kikuu cha Cornell. Jaribio juu ya vijana na watoto lilitengenezwa kwa skanning ya kejeli kabla ya jaribio, ambalo waliwekwa wazi kwa sauti ambazo wangesikia wakati wa jaribio halisi.

Kazi ya majaribio.

Washiriki walijaribiwa kwa kutumia toleo lililobadilishwa la majibu yaliyochelewa ya chaguo mbili zilizotumiwa hapo awali kwenye primates zisizo za kibinadamu (Cromwell na Schultz, 2003) na ilivyoelezewa hapo awali (Galvan et al., 2005) katika utafiti unaohusishwa na tukio la FMRI (Mtini. 1). Katika kazi hii, fungu tatu (zilizopingana) zote zilikuwa zinahusiana na dhamana tofauti ya thawabu. Masomo yaliagizwa kubonyeza ama faharisi yao au kidole cha katikati kuashiria upande ambao fumbo lilitokea wakati wa kusisimua, na kujibu haraka iwezekanavyo bila kufanya makosa.

 

Kielelezo 1.

Dhana ya mwenendo. Jopo la kushoto, Vifungu vitatu viliwekwa kila mmoja na dhamana ya thawabu ya malipo (iliyoingiliana kwa masomo) ambayo ilibaki kila wakati wakati wa jaribio. Jopo la kulia, Paradigm ilikuwa na cue, majibu, na thawabu ambazo zilitengwa kwa muda kwa wakati na ITI ya 12. Jumla ya jaribio lilikuwa 20 s.

Vigezo vya kichocheo vilikuwa kama ifuatavyo. Moja ya picha tatu za katuni za pirate ziliwasilishwa kwa mpangilio wa pseudorandom upande wa kushoto au wa kulia wa muundo uliowekwa wa 1000 ms (Mtini. 1). Baada ya kuchelewesha kwa 2000 ms, masomo yalitolewa na majibu ya haraka ya vifua viwili vya hazina pande zote mbili za marekebisho (2000 ms) na kuamuru kubonyeza kitufe na kidole cha kidole cha kulia ikiwa uharamia ulikuwa upande wa kushoto wa urekebishaji au kidole cha kati cha kulia ikiwa uharamia ulikuwa upande wa kulia wa urekebishaji. Baada ya kucheleweshwa kwa mwingine kwa 2000 ms, maoni ya thawabu ya sarafu ndogo, ya kati, au kubwa yalitolewa katikati ya skrini (1000 ms). Kila pirate alihusishwa na kiwango tofauti cha malipo. Kulikuwa na muda wa kuingiliana kwa 12 s (ITI) kabla ya kuanza kwa jaribio lijalo. Jumla ya jaribio lilikuwa 20 s. Masomo hayakutunzwa ikiwa walishindwa kutoa majibu au ikiwa wamefanya makosa; katika visa vyote viwili, walipokea ujumbe wa makosa wakati wangepokea maoni ya thawabu.

Masomo yamehakikishiwa $ 50 kwa kushiriki katika utafiti na waliambiwa wanaweza kupata hadi $ 25 zaidi, kulingana na utendaji (kama ilivyoonyeshwa na wakati wa athari na usahihi) juu ya kazi hiyo. Ingawa viwango vya tuzo vilikuwa tofauti kabisa na mwingine, thamani halisi ya kila thawabu haikufunuliwa kwa jambo hilo, kwa sababu wakati wa masomo ya majaribio, masomo yaliripoti kuhesabu pesa baada ya kila jaribio na tulitaka kuepusha usumbufu huu. Stimuli iliwasilishwa na mfumo wa kazi wa kufikiria wa pamoja (PST, Pittsburgh, PA) kwa kutumia kielelezo cha kuonyesha kioevu cha kioevu kwenye ukuta wa skanning ya magnetic resonance (MR) na kifaa cha ukusanyaji cha majibu ya nyuzi.

Jaribio hilo lilikuwa na mbio tano za majaribio ya 18 (sita kwa kila majaribio madogo, ya kati, na kubwa), ambayo ilidumu kwa dakika za 6 na 8 s kila moja. Kila mbio ilikuwa na majaribio sita ya kila thawabu ya malipo yaliyotolewa kwa mpangilio wa nasibu. Mwisho wa kila mbio, masomo yalisasishwa juu ya pesa ngapi walipata wakati wa kukimbia. Kiasi cha pesa kilichopatikana kilikuwa sawa kwa masomo yote na zote zilipokea ratiba ya kuendelea kuimarishwa (thawabu ya 100% ya majaribio). Kabla ya kuanza jaribio, masomo yalionyeshwa pesa halisi ambayo wangeweza kupata ili kuhakikisha motisha. Walipokea maagizo ya kina ambayo ni pamoja na kufahamiana na uchochezi uliotumiwa. Kwa mfano, masomo yalionyeshwa alama hizi tatu na malipo matatu ambayo wangekuwa wakiona wakati wa jaribio. Hawakuambiwa jinsi nyaya zinahusiana na tuzo. Tulisisitiza wazi kuwa kulikuwa na malipo matatu, moja ikiwa ndogo, nyingine kati, na nyingine kubwa. Kiasi hiki ni wazi katika jaribio kwa sababu idadi ya sarafu kwenye kuchochea huongezeka na thawabu inayoongezeka. Somo moja tu ndilo linaweza kuelezea ushirika kati ya viwango maalum vya kuchochea na thawabu, wakati ulipoulizwa wazi juu ya ushirika huu wakati wa kufafanua mada mwishoni mwa jaribio.

Upatikanaji wa picha.

Kuiga ilifanywa kwa kutumia skanning ya Umeme ya 3T General (Milwaukee, WI) kwa kutumia coil ya kichwa cha quadrature. Skena za kazi zilipatikana kwa kutumia safu ya ndani na nje ((Kinga na Thomason, 2004). Vigezo vilijumuisha haya yafuatayo: wakati wa marudio (TR), 2000 ms; wakati wa echo (TE), 30 ms; 64 × 64 matrix; Vipande vya matumbawe ya 29 5 mm; 3.125 × 3.125 mm katika azimio la ndege; Flip, 90 ° kwa marudio ya 184, pamoja na manunuzi manne yaliyotupwa mwanzoni mwa kila mbio. Scan za Anatomical T1 zilizo na uzito wa ndege zilikusanywa (TR, 500; TE, min; 256 × 256; uwanja wa maoni, 200 mm; unene wa kipande cha 5 mm) katika maeneo sawa na picha za kazi kwa kuongeza safu tatu. seti ya data ya azimio la juu la kumbukumbu ya upotezaji wa kumbukumbu ya hali ya juu (TR, 25; TE, 5; 1.5 mm unene wa kipande; vipande vya 124).

Uchunguzi wa picha.

Kifurushi cha programu ya Brainvoyager QX (Uboreshaji wa Ubongo, Maastricht, Uholanzi) kilitumiwa kufanya uchambuzi wa athari za data za nadharia. Kabla ya uchanganuzi, taratibu zifuatazo za uboreshaji zilifanywa kwenye picha mbichi: marekebisho ya mwendo wa pande tatu ili kugundua na kusahihisha kwa harakati ndogo za kichwa na upatanishaji wa anga wa maandishi kwa kiasi cha kwanza na mabadiliko ya mwili mkali, urekebishaji wa wakati wa skiti (kutumia sinc tafsiri ), uondoaji wa mwenendo wa mstari, kuchuja kwa muda mfupi ili kuondoa utelezi wa mizunguko tatu au chache kwa kozi ya wakati, na data ya nafasi ya laini kutumia kernel ya Gaussian na upana kamili wa 4 mm upana wa nusu. Mzunguko uliokadiriwa na harakati za utafsiri hauzidi 2 mm kwa masomo yaliyojumuishwa katika uchambuzi huu. Takwimu za kazi ziliwekwa kwa msingi wa anatomiki na upatanishi wa alama zinazolingana na marekebisho ya mwongozo ili kupata kifafa kamili na ukaguzi wa kuona na kisha kubadilishwa kuwa nafasi ya Talairach. Hoteli za kazi ziliingiliana kutoka kwa ukubwa wa voxel ya 48.83 mm3 kwa azimio la 1 mm3 wakati wa mabadiliko ya Talairach. NAcc na OFC zilifafanuliwa na kuratibu Talairach kwa kushirikiana na kumbukumbu ya ateri ya akili ya Duvernoy (Talairaki na Tournoux, 1988; Duvernoy, 1999).

Mchanganuo wa mfano wa jumla wa safu ya juu ya mfano (GLM) ulijumuisha masomo yote na huendesha kesi nzima (kulingana na msingi wa kitabia) kuamua mikoa nyeti kwa tuzo (NAcc na OFC). Ili kuhakikisha kuwa uchambuzi wa takwimu ulifanywa kwa mkoa huo kwa kila kikundi cha miaka, uchambuzi tofauti wa GLM ulifanywa. Kila kundi lilionyesha uanzishaji katika NAcc na OFC kulingana na malipo dhidi ya tofauti ya kimsingi. Ujanibishaji wa maeneo haya ulithibitishwa zaidi kwa kila kikundi kando na kuratibu Talairach kwa kushirikiana na kumbukumbu ya ateri ya akili ya Duvernoy (Talairaki na Tournoux, 1988; Duvernoy, 1999) kama ilivyoelezwa hapo juu. Kazi ya njia ya hapo awali imeonyesha kuwa usajili wa densi na kozi ya wakati ya majibu ya hemodynamic kwa miaka yote iliyojaribiwa kwenye uchunguzi wa sasa sio tofauti (Burgund et al., 2002; Kang et al., 2003). Uchambuzi uliofuata na muda mfupi baada ya tofauti zilifanywa kwa maeneo yaliyotambuliwa na glM ya kawaida ya omnibus kwa vikundi vyote kwa pamoja na kisha tofauti kwa kila kundi. Mwishowe, uchambuzi wa pamoja ulifanywa ambao ulibaini saizi ambazo zilikuwa kawaida kuamilishwa kwa vikundi vyote vitatu, katika NAcc na OFC (Kielelezo cha 1, kinachopatikana katika www.jneurosci.org as vifaa vya ziada). Mikoa ya riba iliyogunduliwa katika uchanganuzi wa makubaliano uliingiliana na wale waliotambuliwa na GLM ya awali ya omnibus, na muda mfupi baada ya vipimo vilithibitisha athari zinazofanana na zile zilizopatikana na uchambuzi hapo juu.

Katika uchanganuzi wa kikundi kizima, GLM ya omnibus ilikuwa na vitendaji vyote kwenye jaribio lote (5 inaendesha x 37 masomo = 185 z-nasimamishwa rasmi kozi za wakati wa kazi) na ilifanywa kwa ukuu wa malipo kama mtabiri wa msingi. Watabiri walipatikana kwa kudhibitishwa kwa mwitikio mzuri wa karoti (kwa kudhani thamani ya 1 kwa kiasi cha uwasilishaji wa kazi na kiasi cha 0 kwa alama za wakati zilizobaki) na mfano wa majibu ya hemodynamic (Boynton et al., 1996) na kutumika kujenga matrix ya kubuni ya kila kozi ya wakati kwenye majaribio. Majaribio sahihi tu yamejumuishwa na watabiri tofauti waliundwa kwa majaribio ya makosa. Idadi ya majaribio sahihi kwa kila kikundi ilikuwa kama ifuatavyo: 1130 kwa watoto (n = 13), 1061 kwa vijana (n = 12), na 1067 kwa watu wazima (n = 12). Idadi chache ya majaribio kwa watoto ilirekebishwa kwa kujumuisha somo la ziada la mtoto.

Chapisha chapisho uchambuzi wa kulinganisha wakati huo ulifanywa kwa msingi t vipimo kwenye β uzani wa watabiri wa kutambua mkoa wa riba katika NAcc na OFC. Utofauti ulifanywa na uchambuzi wa athari za nasibu. Mfululizo wa wakati na mabadiliko ya asilimia katika ishara ya MR, katika kila hatua ya data ya jaribio lote (18 s) jamaa na 2 s ya utangulizi wa jaribio la utangulizi (muda wote wa jaribio lilikuwa 20 s), zilihesabiwa kwa kutumia wastani wa hafla zinazohusiana na hafla juu ya sauti kubwa inayotumika. zilizopatikana kutoka kwa uchanganuzi wa kulinganisha. Hesabu ya idadi ya sauti zilizoorodheshwa katika kila mkoa na kikundi cha watu kwa msingi wa uchambuzi wa GLM uliofanywa kwa kila kikundi kilichoelezwa hapo juu.

Marekebisho ya kulinganisha mengi yalitokana na marekebisho ya Monte Carlo, ambayo yalikuwa yanaendeshwa kwa kutumia programu ya AlphaSim ndani ya AFNI (Cox, 1996), kuamua kizingiti sahihi cha ushikamano ili kufikia kiwango cha α kilichosahihishwa p <0.01 (Forman et al., 1995) kulingana na kiwango cha utaftaji wa 450 mm3 kwa NAcc. Kiwango cha kusahihishwa cha α cha p <0.05 katika OFC ilikuwa kulingana na ujazo wa utaftaji wa -25,400 mm3 (Forman et al., 1995). Uanzishaji wa OFC haukuweza kuishi kizingiti ngumu zaidi cha p <0.01 kwa vikundi.a

Matokeo

Matokeo ya kufikiri

Uchanganuzi wa maelezo ya juu wa maelezo ya Umemnibus ya data ya imaging iliamua NAcc [kulia (x = 6, y = 5, z = −2) na kushoto (x = -8, y = 6, z = −2)] na kulia kwa OFC (x = 46, y = 31, z = 1) iliyoonyeshwa ndani Kielelezo 2, A na C, na dhamana ya malipo kama mtabiri wa kimsingi, kwa masomo yote na matunzio ya jaribio lote (18 s), lililohusiana na muda wa upatanishi wa 2 s kabla ya kuanza kwa jaribio linalofuata (kwa mfano, malipo dhidi ya msingi wa msingi). Kati ya mikoa hii, kulikuwa na athari kuu ya thamani ya thawabu (F(2,72) = 8.424; p = 0.001) (Mtini. 2B) katika NAcc, lakini sio katika OFC (F(2,72) = 1.3; p = 0.44) (Mtini. 2D). Chapisha chapisho t vipimo juu ya athari kuu ya thawabu kwa NAcc ilithibitisha tofauti kubwa kati ya kubwa na ndogo (t(36) = 4.35; p <0.001), kubwa na ya kati (t(36) = 2.01; p <0.05), na kati na ndogo (t(36) = 2.09; p <0.04) thawabu, na uanzishaji mkubwa wa tuzo kubwa.

 

Kielelezo 2.

Ujanibishaji wa mkusanyiko wa kiini (A) na kizazi cha mgongo cha orbital (C) uanzishaji kufanikiwa. Kulikuwa na athari kuu ya thamani ya thawabu katika mkusanyiko wa nuksi (B) [haki (x = 6, y = 5, z = −2) na kushoto (x = -8, y = 6, z = −2)] lakini sio kwenye kingo ya mgongo wa uso wa mbele (x = 46, y = 31, z = 1) (D). Baa za makosa zinaonyesha SEM. Nyota zinaashiria tofauti kubwa kati ya ndogo na ya kati, ya kati na kubwa, na ndogo na kubwa.

Tofauti za maendeleo katika ukubwa na kiwango cha shughuli za malipo

Kwa sababu mwelekeo wa utafiti huu ulikuwa juu ya jinsi ushawishi wa ujira wa ukuaji katika ukuaji, tulichunguza tofauti za maendeleo katika ukubwa na kiwango cha shughuli na shughuli za OFC kwa majaribio kwa thawabu kubwa. Ukuu wa shughuli ulihesabiwa kama mabadiliko ya asilimia katika ishara ya MR iliyopitishwa katika 18 s ya kwanza ya jaribio hadi wakati wa upatanishi wa marekebisho mara moja kabla ya jaribio (2 s), ambayo ililinganishwa katika jaribio lote (majaribio ya 90 = 900 scans). Hesabu hii ilifanywa kwa kila kikundi. Kiwango cha shughuli kilihesabiwa kama idadi ya shughuli (idadi ya voxels) kwa kukimbia, kwa kikundi, kwa kutumia tofauti hiyo hiyo.

Uzani wa shughuli.

Katika accumbens na OFC, kulikuwa na tofauti kubwa za maendeleo katika mabadiliko ya asilimia katika ishara ya MR (F(2,22) = 6.47, p <0.01; F(2,22) = 5.02, p = 0.01, mtawaliwa) (Mtini. 3A,B). Katika mkusanyiko, vijana walionyesha mabadiliko makubwa ya ishara. Chapisha chapisho vipimo vilithibitisha tofauti kubwa kati ya vijana na watoto (t(11) = 4.2; p = 0.03) na kati ya vijana na watu wazima (t(11) = 5.5; p = 0.01) katika ukubwa wa shughuli za kukusanya. Katika OFC, muda mfupi baada ya vipimo vilithibitisha tofauti kubwa kati ya watoto na vijana (t(11) = 4.9; p = 0.01) na watoto na watu wazima (t(11) = 3.99; p = 0.01). Kwa hivyo, vijana walionesha shughuli zilizoboreshwa katika umbizo na muundo huu ulikuwa tofauti na ule wa OFC na kutoka kwa watoto na watu wazima.

 

Kielelezo 3.

Ukuu na kiwango cha shughuli za kujumlisha na OFC kupata thawabu. A, Vijana walionyesha mabadiliko ya asilimia ya ishara ya ishara ya MR kupata thawabu kubwa kwa jamaa na watoto na watu wazima kwenye maunzi. B, Katika OFC, watoto walikuwa na mabadiliko makubwa ya asilimia ishara ya ishara ya MR kwa vijana na watu wazima. C, Watoto walionyesha kiwango kubwa cha shughuli katika jamaa za vijana na watu wazima. D, Watoto na vijana walionyesha shughuli kubwa katika OFC jamaa na watu wazima. Baa za makosa zinaonyesha SEM. Nyota zinaashiria tofauti kubwa za uanzishaji kati ya watoto na vijana na vijana na watu wazima katika A; uanzishaji mkubwa kwa watoto unahusiana na vijana na watu wazima katika B; idadi kubwa ya shughuli katika watoto zinazohusiana na vijana na watu wazima katika C; na idadi kubwa ya shughuli katika watoto zinazohusiana na vijana na vijana jamaa na watu wazima katika D.

Ziada ya shughuli.

Kulikuwa na tofauti kubwa za maendeleo katika kiwango cha shughuli katika mikutano (F(2,22) = 4.7; p <0.02) na OFC (F(2,22) = 5.01; p = 0.01). Chapisha chapisho vipimo vilithibitisha idadi kubwa ya shughuli katika mkusanyiko wa watoto (503 ± 43 voxels zilizoingiliana) jamaa na vijana (389 ± 71 voxels inclolated)t(22) = 4.2; p <0.05) na watu wazima (voxels 311 ± 84) ()t(22) = 3.4; p <0.05) (Mtini. 3C). Vijana na watu wazima hawakuwa tofauti (t(22) = 0.87; p = 0.31). Kwa OFC, watoto (864 ± 165 voxels inclinated) (t(22) = 7.1; p = 0.01) na vijana (671 ± 54) (t(22) = 5.8; p = 0.01) ilionyesha kiwango kikubwa cha shughuli kinachohusiana na watu wazima (361 ± 45 voxels) (Mtini. 3D), lakini hakukuwa na tofauti kubwa kati ya watoto na vijana (t(22) = 1.8; p = 0.07). Utaratibu huu wa shughuli unaonyesha maendeleo ya muda mrefu ya OFC jamaa na NAcc (Mtini. 4, grafu).

 

Kielelezo 4.

Kiwango cha kawaida cha kipimo cha shughuli ya mkusanyiko wa kiini na OFC kwa masomo yote, kilichorekebishwa kwa kiwango cha wastani cha shughuli (x - maana / maana) kwa kila mkoa.

Tofauti za maendeleo katika usindikaji wa muda wa thamani ya malipo

Kuchunguza mabadiliko tofauti katika kuajiri neural wakati wote wa majaribio, tukachunguza athari kuu, na mwingiliano na, wakati (majaribio ya mapema, katikati, na marehemu) juu ya mabadiliko ya ishara ya MR katika NAcc au OFC. Athari ya wakati ilizingatiwa tu katika mwingiliano wa wakati kwa kikundi na malipo katika safu ya mapato (F(8,136) = 3.08; p = 0.003) na chini ya nguvu katika OFC (F(8,136) = 2.71; p = 0.02). Ushirikiano huu uliendeshwa kimsingi na mabadiliko yaliyotokea wakati wa majaribio ya marehemu ya jaribio (kwa mabadiliko kama kazi ya majaribio ya mapema, katikati, na marehemu, ona Kielelezo cha ziada cha 2, kinachopatikana katika www.jneurosci.org as vifaa vya ziada). Takwimu 5 na 6 onyesha kozi ya kidunia ya mabadiliko katika ishara ya MR kama kazi ya ndogo, kati, na maadili makuu ya malipo kwa majaribio ya marehemu na kikundi kwa kila mkoa. Mfululizo huu wa wakati unaonyesha mabadiliko yanayozidi ya shughuli za kujilimbikiza kwa vijana kulingana na watoto au watu wazima kwa jaribio ndogo na kubwa la malipo ambayo hufanyika ∼5-6 s baada ya majibu na hatua ambayo vikundi vyote vya umri wa tatu vinaonyesha mabadiliko katika ishara ya MR. Utaratibu huu unaonyeshwa kwa mfano katika Kielelezo 7 kwa uwazi (kwa mabadiliko ya shughuli za OFC kwa wakati huu kwa vikundi vyote vya umri wa tatu, tazama nyongeza Mtini. 3, Inapatikana katika www.jneurosci.org as vifaa vya ziada).

 

Kielelezo 5.

Mabadiliko ya muda katika kiini hujilimbikiza kama kazi ya ndogo, ya kati, na kubwa thawabu za malipo kwa majaribio ya marehemu ya jaribio kwa kila kikundi cha umri. Baa za kijivu zinahusiana na nukta (s) ∼5-6 s baada ya majibu. Baa za makosa zinaonyesha SEM. Nyota zinaashiria tofauti za uanzishaji kati ya vikundi.

 

Kielelezo 6.

Mabadiliko ya muda katika kortini ya obiti kama kazi ya viwango vidogo vya malipo ya kati na kubwa kwa majaribio ya marehemu ya jaribio kwa kila kikundi cha miaka. Baa za kijivu zinahusiana na nukta (s) ∼5-6 s baada ya majibu. Baa za makosa zinaonyesha SEM. Nyota zinaashiria tofauti za uanzishaji kati ya vikundi.

 

Kielelezo 7.

Mabadiliko ya asilimia ya ishara ya MR ∼5-6 s baada ya jamaa ya majibu na msingi wa kielelezo kwa kila kikundi cha umri, kuonyesha mabadiliko ya kuzidisha kwa shughuli za kujumuisha kwa vijana wa jamaa na watoto au watu wazima kwa jaribio kubwa na kubwa la ujira. Baa za makosa zinaonyesha SEM. Nyota zinaashiria tofauti za uanzishaji kati ya vikundi.

Matokeo ya tabia

Athari za wakati juu ya kazi na thawabu ya malipo zilipimwa na 5 (run) x 3 (ndogo, kati na thawabu kubwa) x 3 (kikundi) ANOVA kwa mabadiliko yanayotegemewa ya wakati wa athari ya majibu kwa majaribio sahihi na maana ya usahihi. Kulikuwa na athari kuu za thamani ya thawabu (F(2,72) = 9.51; p = 0.001) na kikundi (F(2,220) = 4.37; p = 0.02) na mwingiliano muhimu wa ujira kwa wakati (F(8,288) = 4.176; p <0.001) na kikundi kwa malipo kwa wakati (F(16,272) = 3.01; p = 0.01) kwa wakati wa athari ya athari. Athari kuu ya thawabu ilionyesha kuwa, kwa masomo yote, nyakati za athari zilikuwa haraka kwa thawabu kubwa (maana, 515.47; SD, 178.75; t(36) = 3.8; p <0.001) ikilinganishwa na wastani (maana, 556.89; SD, 180.53) au tuzo ndogo (maana, 552.39; SD, 180.35). Uingiliano mkubwa wa tuzo kwa wakati uliendeshwa haswa na mwingiliano wa njia tatu za kikundi kwa ujira kwa wakati. Watu wazima walitofautiana katika wakati wa majibu ya wastani kwa maadili yote matatu ya malipo mwishoni mwa jaribio (Mtini. 8). Vijana walikuwa haraka sana kwa jamaa mkubwa kwa tuzo za kati na ndogo bila tofauti kati ya tuzo za kati na ndogo. Watoto hawakuonyesha tofauti kubwa katika maana wakati wa athari kwa thawabu ndogo, za kati, au kubwa. Hakukuwa na maelewano makubwa kati ya muda wa athari ya mmenyuko au usahihi na kujilimbikiza au shughuli za mzunguko.

 

Kielelezo 8.

Matokeo ya tabia. Maana ya wakati wa athari kama kazi ya maadili madogo, ya kati, na kubwa ya malipo huonyeshwa kwa majaribio ya mapema, katikati, na marehemu ya majaribio kwa kila kikundi cha watu. Baa za makosa zinaonyesha SEM. Asterisks inaashiria polepole wakati wa majibu ya thawabu ndogo na za kati zinazohusiana na ndogo kwa vijana.

Hakukuwa na athari kubwa za thawabu (F(2,72) = 0.26; p = 0.40), kikundi (F(2,220) = 0.73; p = 0.80), au wakati (F(4,476) = 0.57; p = 0.44) au mwingiliano kwa usahihi wa maana. Masomo yote yalikuwa na usahihi mkubwa katika maadili ya thawabu (watoto: ndogo, 96%; kati, 98%; kubwa 96%; vijana: ndogo, 98%; kati, 99%; kubwa, 99%; na ​​watu wazima: ndogo, 98%; kati, 99%; kubwa, 99%).

Majadiliano

Utafiti huu ulichunguza majibu ya kitabia na neural ili malipo ya udanganyifu wa thamani katika maendeleo. Matokeo yetu yanaunga mkono dhana yetu ya kuwa vijana hutofautiana na watoto na watu wazima katika malezi ya NAcc na OFC, mikoa ambayo ilishawishiwa katika usindikaji wa tuzo (Knutson et al., 2001) na kulevya (Volkow et al., 2004). Matokeo yetu yanaambatana na panya (Laviola et al., 2003) na mawazo ya zamani ya maendeleo (Ernst et al., 2005) masomo ya shughuli zilizoboreshwa za kukusanya wakati wa ujana. Matokeo haya yanaonyesha kuwa hali tofauti za maendeleo kwa mikoa hii zinaweza kuhusiana na tabia inayoongezeka na hatari ya kuzingatiwa katika kipindi hiki cha maendeleo.

Mabadiliko ya maendeleo katika muundo na kazi

Shughuli ya kujiongezea nguvu ya kujumlisha ilifananishwa na muundo uliosafishwa wa shughuli kwa vijana jamaa na watoto, lakini sawa na watu wazima. Kinyume na hivyo, vijana walionyesha kufafanuliwa kwa kuajiri OFC sawa na watoto kuliko watu wazima. Tunatafsiri data hizi kupendekeza kwamba maendeleo ya NAcc yanaweza kutangulia ile ya OFC wakati wa ujana. Maendeleo yaliyotengwa ya mkoa wa mapema, na mpito kutoka kueneza kwa kuajiri wa msingi ni sawa na neuroanatomical ya MRI (Sowell et al., 1999; 2003; Gogtay et al., 2004) na masomo ya FMRI (Casey et al., 1997, 2002; Brown et al., 2005, Durston et al., 2006) ya maendeleo ya mapema (Casey et al., 2005).

Mabadiliko ya ukuaji wa shughuli katika mkoa wa mbele (Sowell et al., 1999) zinavutia kwa kuzingatia michakato inayojulikana ya maendeleo (kwa mfano, kujadili dendritic, kupogoa kwa synaptic, myelination) kutokea wakati huu. Walakini, sio fMRI wala MRI haitoi kiwango cha uchanganuo ambao unaweza kuonyesha tabia ya mabadiliko kama haya. Vipimo vya kiasi vilitumika kwa sehemu kulazimisha utafsiri wa tofauti za ukubwa, lakini tunaweza tu kubashiri kuwa mabadiliko yetu kwa kiasi na ukubwa wa shughuli za NAcc na OFC zinaonyesha utaftaji mzuri wa mzunguko huu na uzoefu na maendeleo.

Kuajiri tofauti ya mkoa wa mbele kumeripotiwa katika tafiti kadhaa za maendeleo za fMRI (Casey et al., 2002; Monk et al., 2003; Thomas et al., 2004). Kawaida, matokeo haya yamefasiriwa kwa hali ya mkoa wa mapema kuliko kukosekana kwa usawa kati ya mikoa ya mapema na ndogo. Imetolewa ushahidi wa mkoa wa mapema katika kuongoza vitendo sahihi katika muktadha tofauti (Miller na Cohen, 2001) shughuli ndogo ya upendeleo inaweza kuzuia uhakikisho sahihi wa matokeo ya baadaye na uhakiki wa uchaguzi wa hatari, na hivyo inaweza kuwa na ushawishi mdogo juu ya hesabu ya malipo kuliko accumbens. Mfano huu ni sawa na utafiti uliopita ulioonyeshwa juu ya shughuli, wakati wa maamuzi yanapendekezwa kwa faida ya muda mrefu (McClure et al., 2004). Kwa kuongezea, shughuli za kujilimbikizia zimeonyeshwa kubana vizuri na tabia za baadaye za kuchukua hatari (Kuhnen na Knutson, 2005).

Kujifunza inayohusiana na thawabu kwa maendeleo

Lengo moja la utafiti huu lilikuwa ni kuonyesha ujifunzaji wa thawabu kwa maendeleo yote. Watu wazima walionyesha tofauti katika tabia hizi tatu, na majibu haraka sana kwa somo kubwa la malipo. Vijana walionyesha majibu duni ya watoto na watoto huonyesha kidogo kusoma. Kujifunza polepole katika maendeleo kunalingana na matokeo ya kufikiria ya maendeleo ya OFC ambayo yanaweza kuzuia kujifunza kwa ushirika kati ya matukio ya utabiri na matokeo ya ujira. Tafsiri hii inaungwa mkono na wanyama (Hikosaka na Watanabe, 2000; Chudasama na Robbins, 2003; Cetin et al., 2004; Hosokawa et al., 2005) na mawazo ya mwanadamu (Elliott et al., 2000; O'Doherty et al., 2003; McClure et al., 2004; Cox et al., 2005; Galvan et al., 2005) masomo yanaonyesha jukumu la OFC katika kujifunza na kuwakilisha viungo kati ya matukio ya utabiri (ya kuchochea na majibu) na matokeo ya thawabu katika kuongeza tabia ya uchaguzi.

Masomo machache ya tafakari ya tuzo hadi leo yameweza kuonyesha tofauti katika tabia kama kazi ya matokeo ya malipo (Haruno et al., 2004; Delgado na al., 2005; Galvan et al., 2005). Hapa, data zetu zinaonyesha kuwa majibu yanayohusiana na neural yanashawishi pato la tabia. Utofauti mdogo wa tabia unaweza kuwa uliwazuia waandishi wa zamani kutoka kwa kuamua ikiwa hali tofauti za ujira wa upendeleo. Sababu moja tuliweza kubagua tofauti za kitabia zinaweza kuwa kwa sababu paradigm yetu ilibuniwa kuongeza majibu ya tabia na ujifunzaji kwa kutumia ratiba ya kuimarisha ya kila siku (Dickinson na Mackintosh, 1978; Gottlieb, 2004, 2005). Masomo ya wanyama yanaonyesha kusoma kwa haraka na jamaa anayeendelea kwa ratiba za uimarishaji wa muda mfupi (Gottlieb, 2004) ambayo inaweza kuelezea majibu ya haraka kwa majaribio makubwa ya malipo kwa masomo yote na muundo tofauti wa tabia kwa kila thawabu ya malipo kwa watu wazima kwa majaribio ya marehemu.

Zawadi ni jamaa kwa muktadha tofauti na umri

Upendeleo wa tuzo unatofautiana kulingana na muktadha wa malipo (Tversky na Kahneman, 1981; Tremblay na Schultz, 1999). Ushahidi kutoka kwa somo letu huunga mkono wazo la kwamba upendeleo wa tuzo ya jamaa unazidishwa wakati wa ujana: vijana walionyesha mwitikio ulioimarishwa wa thawabu kubwa na kupungua kwa shughuli kwa jamaa mdogo wa tuzo na thawabu zingine. Vijana wanaripoti kuongezeka kwa hisia nzuri na nguvu chanya zaidi ya ishara BORA kuliko watu wazima wakati wa hali ya ushindi (Ernst et al., 2005). Vijana wanaweza kuiona tuzo hiyo ndogo kama kukosekana kwa thawabu, sawa na ukosefu wa hafla inayotarajiwa wakati fulani, iliyoonyeshwa hapo awali kupungua shughuli za mshtuko (Davidson et al., 2004). Upataji huu ulilingana na kupungua kwa wakati wa majibu kutoka kwa majaribio ya mapema hadi ya marehemu kwa thawabu ndogo, kutoa ushahidi wa ziada kwamba hali hii inaweza kuwa ilionekana kuwa mbaya zaidi kwa vijana. Pamoja, matokeo haya yanamaanisha kuwa mtazamo wa malipo unaweza kuathiriwa na mabadiliko katika mifumo ya neural wakati wa ujana (Irwin, 1993).

Mabadiliko ya maendeleo yanaweza kuendana na mabadiliko na kujifunza

Hivi karibuni, Pasupathy na Miller (2005) ilionyesha kuwa, kwa nyani, maeneo ya straat yaligundua dharura za malipo kwanza, ambayo ilionekana kupendelea mikoa ya mapema kuchukua hatua. Kazi nyingine imeonyesha kuwa OFC inaonekana kuwa ya kuhusishwa kwa kuunganisha majibu na matokeo (Elliott et al., 2000; Galvan et al., 2005). Walakini, athari hii inaweza kuwa inategemea ukomavu wa mifumo ya kabla na uunganisho wa kurudisha kati ya mikoa ya mbele (Kazi, 2003) ambayo inahusisha vitendo na matokeo, kwa sababu watoto na vijana hawakuonyesha kujifunza, kama ilivyoonyeshwa na wakati wa athari wa mwendo, kwa kiwango ambacho wazee walifanya. Bado ni swali wazi ikiwa watoto hawawezi kujifunza kubagua kati ya maadili tofauti ya ujira au ikiwa walifurahiya tu na tuzo ndogo kama tuzo kubwa.

Matokeo ya usikivu mdogo katika majibu ya tabia kuliko majibu ya neural katika masomo madogo yanaweza kuambatana na masomo ya zamani ya kujifunza kuonyesha kwamba mabadiliko ya neural hutangulia mabadiliko ya tabia (Tremblay et al., 1998). Vijana walikuwa na kasi zaidi kwa majaribio makubwa ya malipo mwishoni mwa jaribio linalohusiana na maadili mengine ya tuzo, lakini mkusanyiko huo ulionyesha mifumo tofauti ya shughuli kwa kila thawabu sawa na watu wazima. Ikiwa maelezo haya yalikuwa ya kweli, tunaweza kutarajia na mafunzo ya ziada kwamba utendaji wa tabia ya vijana mwishowe utafanana na shughuli za kukusanya. Vivyo hivyo, mtu atatarajia mifumo kama hiyo kujitokeza kwa watoto, lakini kwa mafunzo ya kina zaidi.

Tofautisha kati ya matokeo ya sasa na ya zamani

Ijapokuwa majibu ya kuzidi yanaongezeka katika vijana huiga yale ya Mei et al. (2004) na Ernst et al. (2005), Bjork et al. (2004) kupatikana kupungua kwa shughuli za kukusanya pamoja na watu wazima wakati wa kupata faida dhidi ya faida yoyote. Ambapo Bjork et al. (2004) iliripoti mabadiliko ya ishara ya MR juu ya jaribio lote, tukachunguza mabadiliko ya MR kwenye jaribio lote na pia wakati wa majaribio ya mapema na marehemu, na majaribio ya baadaye yalionyesha uanzishaji mkubwa kwa vijana wenye uhusiano na watu wazima.

Tofauti ya pili ya utafiti wa sasa, unaohusiana na fasihi zilizopo (O'Doherty et al., 2001, Elliott et al., 2003, Galvan et al., 2005), ilikuwa ukosefu wa athari kuu ya dhamana ya thawabu katika OFC kwa masomo yote. Katika kukagua athari hii kuu, tulianguka shughuli za OFC kwa vikundi vya umri na kwa majaribio yote. Tafiti zingine za thawabu za OFC hazijashirikisha idadi ya watu wa maendeleo, ambao wana aina tofauti za shughuli katika mkoa huu (Casey et al., 1997). Kujumuishwa kwa idadi ya watu wa maendeleo kwa hivyo kuliongeza kutofautisha katika kuajiri mkoa huu, na mwelekeo duni wa shughuli za OFC. Kwa kuongezea, data yetu ilionyesha kuwa, kwa majaribio ya baadaye ya jaribio, shughuli za OFC zilitofautiana kwa jamaa mkubwa na tuzo ndogo, lakini ilionyesha ramani isiyo sahihi ya malipo ya thamani ya jamaa na NAcc, ambayo ilionyesha muundo kamili wa shughuli kwa kila thawabu ya malipo kwa kila umri vikundi, kulingana na kazi yetu ya zamani (Galvan et al., 2005) na ile ya wengine (Elliott et al., 2003).

Athari

Matokeo yetu yanaonyesha kuwa kunabadilika mabadiliko ya hali ya juu katika mifumo ya udhibiti wa chini chini ya jamaa na mikoa ya chini iliyoingiliana na tabia ya hamu. Hizi trajectories tofauti za maendeleo zinaweza kuchangia uchaguzi mdogo katika vijana wanaendeshwa zaidi na mifumo ya hamu kuliko mifumo ya udhibiti (Mshale, 2000). Kuelewa maendeleo ya miunganisho ya kimuundo na kazini ya mzunguko unaohusiana na thawabu kunaweza kuarifu shamba kwa msingi wa neurobiological wa kuongezeka kwa utaftaji wa ujira na udadisi wa kuanza kwa ujana.

Mfumo wa neural sawa na ule tunaopendekeza hapa umependekezwa kuelezea ulevi. Ipasavyo, PFC "imetekwa nyara" na mfumo wa uwongo ambao haukuweza kuifanya iweze kuamuru maamuzi ipasavyo katika muktadha wa athari za baadaye (Bechara, 2005). Matokeo yetu hayaambatani na uvumi huu lakini hufanyika wakati wa maendeleo ya kawaida. Kwa hivyo, michango isiyo ya kawaida ya mifumo ndogo ya chini ya mifumo ya kisheria ya mapema inaweza kuchukua uamuzi duni ambao unasababisha vijana kutumia utumizi wa dawa za kulevya na, hatimaye, ulevi.

Maelezo ya chini

    • Kupokea Januari 5, 2006.
    • Marekebisho yalipokelewa Mei 15, 2006.
    • Kukubalika Mei 25, 2006.
  • a Ukubwa wa nguzo ya 6 na 10 kwa accumbens na OFC, mtawaliwa, imedhamiriwa na muhtasari huu. Ukubwa wa nguzo ya 8 na 10 katika data ya ujana na mtoto, mtawaliwa, walinusurika vizingiti vikali zaidi (p <0.002 na p <0.001, mtawaliwa). Katika OFC, ukubwa wa nguzo wa 14 na 18 kwa vijana na watoto, mtawaliwa, walinusurika vizingiti vikali zaidi (p <0.004 na p <0.001, mtawaliwa).

  • Kazi hii iliungwa mkono na sehemu ya Taasisi ya Kitaifa ya Ruzuku ya Dawa za Kulehemu R01 DA18879 na R21 DA15882, Taasisi ya Kitaifa ya Afya ya Akili P50 MH62196 (BJC), na Jumuiya ya Taasisi ya Jicho la T32 EY07138 (AG). Tunawashukuru sana washiriki na familia zao kwa kushiriki katika utafiti huu na wakaguzi watatu wasiojulikana.

  • Mawasiliano inapaswa kushughulikiwa kwa ama Adriana Galvan au BJ Casey, 1300 York Avenue, Box 140, New York, NY 10021. Barua pepe: [barua pepe inalindwa] or [barua pepe inalindwa]

Marejeo

Makala yanayosema makala hii