Фронтостріальне дозрівання прогнозує невдачу когнітивного контролю у підлітків (2011)

J Cogn Neurosci. 2011 Sep; 23 (9): 2123-34. Epub 2010 Sep 7.

 
Somerville LH, Заєць T, Кейсі BJ.

Source

Саклер, Інститут психобіології розвитку, Медичний коледж Вейля Корнелла, 1300 York Avenue, Box 140, Нью-Йорк, Нью-Йорк 10065, США. [захищено електронною поштою]

абстрактний

Прийняття підлітків ризиком є ​​проблемою громадського здоров'я, що збільшує шанси на погані результати життя. Один з факторів, на думку якого впливають підлітків'схильність до ризику - це підвищена чутливість до апетит сигнали, по відношенню до незрілої здатності до достатнього пізнавальний контроль. Ми перевірили цю гіпотезу, характеризуючи взаємодії між вентральними стриарними, дорсальними стриатальними і префронтальними кортикальними областями з різною апетит завантаження за допомогою сканування fMRI. Діти, підлітки та дорослі учасники виконували завдання go / no-go апетит (щасливі обличчя) і нейтральні сигнали (спокійні особи). Імпульс контроль до нейтрального сигнали показали лінійне поліпшення з віком, тоді як підлітки показали нелінійне зменшення імпульсу контроль до апетит сигнали. Це зниження продуктивності підлітків було паралельно підвищеної активності в вентральному стриатумі. Префронтальний кортикальний рекрутмент співвідносився з загальною точністю і показав лінійну відповідь з віком для випробувань без переходу і переходу. Аналіз зв'язності виявив вентраль frontostriatal ланцюга, включаючи нижню лобову звивину і спинний стриатум під час непрохідних випробувань. Дослідження рекрутингового розвитку показало, що підлітки мали більшу між-суб'єктну вентрально-дорзальну стриатальну коактивацію по відношенню до дітей і дорослих для щасливих випробувань без будь-яких дій. Ці висновки вказують на перебільшену вентральну смугасту репрезентацію апетит сигнали in підлітків відносно посередника пізнавальний контроль відповідь. Дані про зв'язок і коактивність дозволяють припустити, що ці системи взаємодіють на рівні дорсального стриатума по-різному в межах розвитку. Упереджене реагування в цій системі є одним з можливих механізмів, що лежать в основі підвищеного ризику підліткового віку.

Поведінка підлітків якісно відрізняється від поведінки дітей і дорослих. Ці відмінності особливо очевидні при розгляді статистики охорони здоров'я США щодо поширеності та причин смертності у підлітків та підвищеної поведінки щодо ризиків, пов'язаної з цими результатами. Епідеміологічні дослідження свідчать про посилену поведінку підлітків під час підліткового віку, про що свідчить значний приплив в експериментах з наркотиками та алкоголем, випадкова смерть та незахищений секс (Eaton, et al., 2008). Краще розуміння когнітивних і біологічних механізмів, які лежать в основі цієї поведінкової зміни, може поліпшити цільові втручання, спрямовані на запобігання цим ризикованим поведінкам.

Ми розробили теоретичні рамки, що характеризують аспекти нейробіологічного дозрівання, які можуть упереджувати поведінку підлітків щодо наближення очікуваних винагород (Кейсі, Гец та Гальван, 2008; Кейсі, Джонс і Заєць, 2008; Somerville & Casey, 2010). Ця модель відповідає іншим (Ернст, Пайн і Хардін, 2006; Steinberg, 2008) і заснована на емпіричній роботі на тваринах і людині, вважає, що взаємодії між мозковою схемою, що представляють мотиваційне навантаження і когнітивний контроль, змінюються динамічно по всьому розвитку, при цьому підлітковий період характеризується дисбалансом між відносним впливом мотиваційних і контрольних систем на поведінку. Зокрема, багаті допаміном ділянки мозку представляють апетитну цінність потенційних винагород, таких як вентральний стриатум (Carlezon & Wise, 1996; Понтеріє, Танда, Орзі та ДіКіара, 1996; Мудрий, 2004; Galvan, et al., 2005; Хабер і Натсон, 2009 рік; Spicer, et al., 2007) показують сильну сигналізацію в підлітковому віці, що може свідчити про раннє дозрівання (Galvan, et al., 2006; Geier, Terwilliger, Teslovich, Velanova, & Luna, 2010; Van Leijenhorst та ін., 2009). На відміну від цього, схеми мозку важливі для інтеграції мотиваційних та когнітивних процесів контролю, включаючи вентролатеральні фронтострітальні мережі (Balleine, Delgado, & Hikosaka, 2007; Delgado, Stenger, & Fiez, 2004; Rubia, et al., 2006) залишаються менш структурно і функціонально зрілими протягом підліткового віку (Giedd et al., 1999; Luna, et al., 2001). Коли ці системи взаємодіють, сигналізація вентрального стриатуму з меншою регуляцією за допомогою систем управління надає більш сильний вплив на подальшу поведінку, ефективно сигналізуючи про підвищену мотивацію підходу, що залишилася неперевіреною системами контролю.

Незважаючи на те, що нещодавні нейробіологічні дослідження в значній мірі підтримали цю концептуалізацію, більшість доказів, що інформують про ці теоретичні моделі, окремо орієнтовані або на систему винагороди, або на системи когнітивного контролю. Прикметним винятком є ​​недавня робота, що демонструє, як стимул може підвищити здатність когнітивного контролю (Geier, et al., 2010; Hardin, et al., 2009), в якому учасники були винагороджені за правильне придушення нейтральної поведінки. Тут ми розглядаємо здатність підлітків самостійно регулювати підхід до апетитних сигналів, вимагаючи від учасників стримувати переважну реакцію на нейтральні або позитивні обличчя. Можливо, ця конструкція є відповідною експериментальною моделлю, за допомогою якої можна повідомити про знижену здатність підлітків протистояти спокусам у повсякденному житті.

У даному дослідженні ми використовували парадигму go nogo (наприклад, Durston, Davidson та ін., 2003; Заєць, Тоттенхем, Девідсон, Гловер та Кейсі, 2005) з щасливими особами, що представляють апетитні сигнали і невгасаючі спокійні особи, що представляють собою контрольну умову нижчої апетитної цінності. Твердження про те, що щасливі обличчя являють собою апетитний стимул, ґрунтується на даних, які показують, що затримки відповіді наближаються до щасливих подразників (за допомогою натискання кнопки) прискорюються щодо менш емоційних спотворень (Hare et al., 2005див. Результати). Ця парадигма містить випробування, в яких учасник має надати відповідь на стимул та інші, в яких учасник повинен придушити цю відповідь. Діти, підлітки та дорослі учасники з вибірки, частково перекриваються попереднім звітом (Hare et al., 2008) виконав завдання під час функціонального сканування магнітно-резонансної томографії (ФМРТ). Були ідентифіковані поведінкові відповіді на кожен тип стимулів, і аналіз fMRI зосереджувався на схемах, які раніше були залучені до когнітивного контролю через розвиток (фронтострітальні схеми) і ділянки мозку, чутливі до винагороди (вентральний стриатум). Зокрема, ми зосередилися на тому, як взаємодії між цими системами передбачали помилки когнітивного контролю у важливих, апетитних сигналах у широкому діапазоні віків, у тому числі під час переходу до та підліткового віку.

Перейти до:

Методи

Учасниками

На цей експеримент було відскановано вісімдесят три учасника у віці від 6 до 29 років. Дані 7 учасників були виключені за недостатньо правильних досліджень для аналізу в одній або декількох умовах (незавершення всіх циклів експерименту, низька загальна точність та / або відсутність відповіді). Дані 12 учасників були виключені на основі надмірного руху голови (як визначається поступальним рухом> 2 мм або обертальним рухом на 2 градуси в ході). Двох додаткових учасників було виключено через технічні проблеми, в результаті чого в усіх аналізах, про які повідомлялося, залишилось 62 придатних для використання суб'єктів (30 жінок). Частини даних, отримані в рамках цього завдання, були опубліковані в окремому звіті (Hare et al., 2008) зосереджено на експериментальній умові, про яку тут не повідомляється (див. експериментальну задачу). Відносно Hare et al. (2008) зразок, даний зразок складається з n = 57 одних і тих же учасників, а також включає n = 5 додаткових дочірніх учасників.

Демографічну інформацію про зразок розвитку див Таблиця 1. Учасники повідомили про відсутність неврологічних або психічних захворювань і не використовували психотропні препарати в короткому модулі скринінгу, який оцінював ризики сканування, проблеми зі здоров'ям, використання медикаментів, попередні діагнози та лікування психічних захворювань. Перед участю всі суб'єкти надавали письмову згоду (батьківську згоду та згоду на предмет для дітей та підлітків), схвалену Інституційною колегією медичного коледжу Вейля Корнелла.

Таблиця 1

Вікові та гендерні демографії за віковими групами.

Експериментальна задача

Учасники завершили завдання go-nogo (Hare, et al., 2005; Hare, et al., 2008) із страшними, щасливими і спокійними міміками, що слугують стимулами. У поточній доповіді основна увага приділяється щасливим і спокійним умовам і не враховує стан страху від групового аналізу, який був у центрі уваги попереднього звіту (Hare et al., 2008). В рамках одного запуску fMRI було представлено два типи виразів, один як стимул `` йти '' (тобто цільовий), на який учасникам було наказано натиснути кнопку, а інший вираз, що служить стимулом `` него '' (тобто нецільового) для якого учасники повинні утримати натискання кнопки. Всі комбінації виразів використовувались як цілі, так і нецілі, що призвело до факториального проектування 2 (відповідь: іди, ні) на 3 (емоція: страх, спокій, щастя). До початку кожного пробігу з'являвся екран із зазначенням того, який вираз служив цільовим стимулом, вказуючи учасникам реагувати на цей вираз, а не на інший вираз. Учасникам також було наказано реагувати якомога швидше, але намагатися уникати помилок.

Стимули і апарати

Стимули складалися з щасливих, страшних і спокійних облич унікальних ідентичностей з набору виразів обличчя NimStim (Tottenham, et al., 2009). Спокійні обличчя (злегка приємні версії нейтральних облич) використовувалися тому, що попередня робота показала, що нейтральні особи можуть розглядатися як негативні у популяціях розвитку (Gross & Ballif, 1991; Herba & Phillips, 2004; Thomas, et al., 2001). Завдання було представлено за допомогою програмного забезпечення EPrime, доступне для перегляду суб'єктами на панелі рідкокристалічного дисплея (LCD), інтегрованої з системою IFIS-SA (корпорація fMRI Devices, Waukesha, WI). Програмне забезпечення EPrime, інтегроване з системою IFIS, відповідь на вхідні кнопки та час реакції.

Параметри завдання

Дані були отримані в шести функціональних прогонах, що представляють кожну комбінацію емоцій (щасливі, спокій, страх) і відповідь (go, nogo; малюнок 1) з використанням швидкого дизайну, пов'язаного з подіями. Для кожного випробування обличчя з'явилося протягом 500 мілісекунд, за яким слідував інтервальний інтервал між 2 та 14.5 секунд (середній 5.2 секунд), протягом якого учасники відпочивали під час перегляду фіксації. Всього було проведено випробування 48 на пробіг в псевдовипадковому порядку (36 go, 12 nogo). В цілому, випробування 24 nogo і випробування 72 go були отримані для кожного типу експресії.

малюнок 1

Схема чотирьох випробувань у рамках проведення фМРТ. У цьому прикладі спокійні обличчя є цільовими стимулами, на які учасники повинні «піти», натиснувши кнопку. Щасливі обличчя - це нецільовий (`` nogo '') стимул, якому учасники повинні утримати натискання кнопки. ...

Зйомка зображень

Учасників сканували за допомогою сканера General Electric Signa 3.0T fMRI (General Electric Medical Systems, Мілуокі, Вісконсін) з квадратурною головкою котушки. Анатомічне сканування з високою роздільною здатністю, анатомічне сканування у форматі T1 ([SPGR] 256 × 256 роздільна здатність в площині, поле огляду 240-мм [FOV], осьові зрізи 124 × XNMx), або намагніченість 1.5D підготовлена ​​швидким придбанням послідовність градієнтного луни ([MPRAGE] 3 × 256 роздільна здатність в площині, 256-мм FOV; 240 × 124-мм сагітальні зрізи) була придбана для кожного суб'єкта для трансформації та локалізації даних до простору Talairach. Спіральна вхідна і вихідна послідовність (Гловер і Томасон, 2004) було використано для отримання функціональних даних (час повторення = 2500ms, час ехо = 30, FOV = 200 мм, кут нахилу = 90, пропуск матриці 0, 64 × 64). Тридцять чотири корональних зрізу 4-мм товщини були придбані за TR з роздільною здатністю 3.125 × 3.125 мм, що охоплює весь мозок, за винятком задньої частини потиличної частки.

Аналіз поведінкових даних

Поведінкові дані аналізувалися на точність шляхом розрахунку попадання (правильний відповідь), пропуску (неправильна відсутність відповіді), правильного відхилення (правильного утримання відповіді) та помилкової тривоги (неправильна відповідь) для щасливих і спокійних умов. Для цілей аналізу учасники були згруповані в дитячі (у віці 6 – 12), підлітки (у віці 13 – 17) і підрості для дорослих (років 18 або старше).

Аналіз даних fMRI

Аналіз даних FMRI проводили в рамках програмного забезпечення аналізу функціональних нейрозображень (AFNI) (Кокс, 1996). Функціональні дані були скориговані за часом зрізу, вирівняні в межах та між циклами, щоб скорегувати рух голови, зареєстровано за допомогою анатомічного сканування з високою роздільною здатністю кожного учасника, масштабовано до відсотків одиниць зміни сигналу та згладжено з 6-міліметровою повною шириною на половині максимуму (FWHM ) Ядро Гауса.

Для кожного учасника було проведено загальний аналіз лінійної моделі, щоб охарактеризувати ефекти завдання, включивши інтерес регресорів завдань (спокійний, спокійний, щасливий, щасливий, страх, страх, помилки, помилки). функція гемодинамічної відповіді гама-варіабельної, і коваріати нецікавих (параметри руху, лінійна і квадратична тенденція для кожного прогону). Для повноти випробування страху були змодельовані як регресори задач (згорнуті з канонічною функцією гемодинамічної відповіді на гама-варіацію), але не були проаналізовані далі. Оцінки параметрів (β), що представляють ефекти завдання, потім трансформувалися в стандартний координатний простір Talairach та Tournoux (1988) застосовуючи параметри викривлення, отримані в результаті перетворення анатомічного сканування з високою роздільною здатністю кожного суб'єкта. Карти оцінки параметрів трансформованих параметрів Талайраха були відібрані з роздільною здатністю 3 × 3 × 3 мм.

Групові аналізи випадкових ефектів виконували для ідентифікації функціональних областей інтересу (ROI) для подальшого аналізу. Зокрема, умови щасливого, щасливого, спокійного і спокійного перенесення в групу лінійних змішаних ефектів групи 2 × 2 × 3 з факторами емоцій (всередині суб'єктів: щасливий, спокійний), відповідь ( в межах-предметів: go, nogo), і вік (між-суб'єктами: дитина, підліток, дорослий). Основний ефект карти відповіді ідентифікував регіони-кандидати, диференційовано задіяні як функції вимог когнітивного контролю, включаючи праву нижню лобову звивину (x = 32, y = 23, z = 3). Відповіді, модульовані розвитком, були ідентифіковані в основному ефекті вікової карти, включаючи кластер у вентральному стриатуме (x = −4, y = 11, z = 9).

Результати візуалізації вважають статистично значущим перевищення корекції цілого мозку для багаторазових порівнянь, щоб зберегти альфа <0.05 за допомогою комбінації р-значення / розміру кластеру, передбаченої моделюванням Монте-Карло в програмі Alphasim в рамках AFNI. Єдиним винятком з порогового значення всього мозку був аналіз вікових ефектів. Враховуючи роль стриатума в розвитку імпульсного контролю (Vaidya et al., 1998; Casey et al., 2000; Luna et al., 2001; Durston, Thomas, Yang et al., 2002, Galvan et al., 2006; Somerville & Casey, 2010) її розглядали як апріорний область інтересу для воксельного аналізу вікових ефектів. Зокрема, вікові ефекти були запитані в рамках всеохоплюючої анатомічної маски, що містить вокселі в спинному та черевному смугастому тілі, з р <0.05, скоригованим статистичним пороговим значенням, застосованим на основі обсягу пошуку смугастого матеріалу (1,060 вокселів). Для наочності ми посилаємось на порогове значення даних вікового ефекту як р <0.05, виправлене невеликим обсягом (svc) у всьому рукописі.

Регіони, що представляють інтерес, були створені у вигляді сфер з радіусом 4mm, центром якого є піки, перераховані вище, кожна з яких містить десять вокселів 3 × 3 × 3. Оцінки параметрів були витягнуті для умов 4 (happy-go, happy-nogo, calm-go, calm-nogo) для кожного учасника і рентабельності інвестицій і були представлені в офлайнових аналізах для визначення спрямованості ефектів. Відповіді, емоції та ефекти розвитку (незалежно від воксельного контрасту, з яким визначався ROI) оцінювали за допомогою 2 (емоція: спокійний, щасливий) × 2 (завдання: go, nogo) × 3 (вік: дитина, підліток, дорослий) ) ANOVA. Офлайн-аналіз проводився в програмному забезпеченні SPSS Statistics 17.0 (SPSS, Chicago, IL).

Суттєві ефекти були перевірені на модуляцію продуктивності шляхом подання оцінок параметрів до двовимірних кореляцій щодо середньої частоти помилкових тривог суб'єктів. Суттєві ефекти ефективності супроводжувались частковим кореляційним аналізом, щоб перевірити, чи залишаються ефекти продуктивності значущими при контролі за віком. І навпаки, за суттєвими віковими ефектами спостерігали часткові кореляційні аналізи, щоб визначити, чи залишаються вікові ефекти значущими при контролі ефективності.

Попередня робота з парадигмою go-nogo встановила роль для фронтостріатної схеми у підтримці успішного гальмування поведінки (Casey et al., 2000; Durston, Thomas, Yang et al., 2002; Hare et al., 2005). Для ідентифікації цієї схеми в поточному наборі даних використовувався аналіз психофізіологічної взаємодії (PPI), який був чутливий до функціональної підключення на основі диференційованих завдань з областю насіння в правій нижній лобовій звивині, для якої регіональна діяльність передбачала відмінності в продуктивності між віками. Зокрема, цей аналіз був чутливим до областей мозку, що демонструють більшу функціональну зв'язок з правильним IFG для правильних випробувань у порівнянні з випробуваннями. Аналіз PPI проводили з використанням стандартних етапів обробки (Friston, et al., 1997) шляхом вилучення функціонального часу в межах насіннєвої області (правий IFG ROI, описаний вище x = 32, y = 23, z = 3), видалення джерел шуму і артефакту, деконволюція нейронного сигналу і згортання даних часового потоку без переходу перехід часу виконання та канонічна функція відповіді на гемодинаміку (як зазначено в Гітельман, Пенні, Ешбернер та Фрістон, 2003). Групові результати, включаючи всіх учасників, з порогом р <0.05, виправлені для багаторазових порівнянь на рівні цілого мозку, виявили єдиний кластер, що демонструє значно більшу функціональну зв'язок з правильним IFG під час nogo, ніж для проходження випробувань. Це скупчення поширювалось медіально і ззаду від правого ІФГ до спинного смугастого тіла, особливо до хвостатої. Створена цікава область дорсального смугастого матеріалу була заснована на карті зв’язку шляхом центрування 4-міліметрової сфери навколо піку скупчення в анатомічних межах спинного смугастого тіла (x = 9, y = 13, z = 6).

Значення зміни сигналу витягували з цієї ROI і тестували на коактивацію між суб'єктами з вентральним стриатумом і правильним IFG. Зокрема, значення вентрального стриатального, дорсального стриату та правого змінного сигналу IFG з описаних раніше ROI були витягнуті для контрастності happy-nogo і happy-go. Ці значення потім були представлені між двома варіантами кореляцій між дітьми, підлітками та дорослими групами учасників. Ці аналізи визначають ступінь коактивації між суб'єктами для nogo відносно випробувань між цими регіонами в межах кожної вікової групи. Виявлені значення коактивації являють собою ступінь, в якій тенденція до активації однієї області передбачає активацію в іншій області між учасниками.

Контрольні аналізи

Були проведені додаткові аналізи для перевірки того, що повідомлені ефекти розвитку не були пов'язані з аспектами даних нижчого рівня. Оскільки показники виконання завдань були суттєво різними в різних вікових групах, кількість правильних досліджень коливалася під час першого рівня аналізу ГЛМ. Таким чином, було оцінено другий набір GLM першого рівня, у якому кількість правильних випробувань було прирівняно до різних умов (щасливі, щасливі, спокійні, спокійні) і учасники відповідали найнижчому середньому числу правильних випробувань. у всіх вікових групах (спокійне випробування у дітей; середнє значення = 17). Для цього були створені нові регресори шляхом випадкового вибору n = 17 випробувань на умову включення. Всі інші випробування моделювалися, але як окремі регресори, які не були розглянуті далі. Результати регресорів 17-випробувань були витягнуті з раніше визначених рентабельності інвестицій, перевірених на реплікацію і повідомлених у результатах.

Крім того, загальну якість даних оцінювали за віковими групами, обчислюючи середнє відношення сигнал / шум (SNR) в кожному з вентральних стриатум, спинного стриатума, правих ІФГ та у всьому мозку. Значення SNR були обчислені як відношення між середньою базовою оцінкою від загального лінійного моделювання першого рівня і стандартним відхиленням залишкових таймзерів, як описано Murphy та його колегами (Murphy et al., 2007) і використовувалися в нашій попередній роботі зJohnstone et al., 2005). Значення SNR систематично не відрізнялися між віковими групами в жодному з цих регіонів або в цілому мозку (в одну сторону ANOVA (вік: дитина, підліток, дорослий), рентабельність інвестицій - всі p> 0.2; весь мозок p> 0.3). Значення SNR цілого мозку також були включені як коваріати в аналізи коактивації, щоб переконатись, що відмінності між суб'єктами не можна просто пояснити різницею в чутливості даних у кожній віковій групі (див. Результати).

Перейти до:

результати

Поведінкові показники

Тут ми зосередимося на двох типах можливих помилок у цьому завданні: промахів (неможливість натиснути під час переходу до судового розгляду) та помилкових тривог (помилково натискання під час випробування nogo). Що стосується частоти пропусків, результати змішаної ANOVA 2 (емоція: щаслива, спокійна) на 3 (вік: дитина, підліток, дорослий) давали основний ефект емоцій (F (1,59) = 15.44, p <0.001), з більший загальний рівень пропусків для спокою (5.0% +/− 0.6) щодо щасливих облич (2.6% +/− 0.4). Однак тести на основний ефект віку (F (2,59) = .24, p> 0.7) та віку за взаємодією емоцій (F (2,59) = .13, p> 0.8) не були значущими, що свідчить про що частота пропусків не диференційована за віком для будь-якого стану емоцій (малюнок 2, показники попадання графіків сірої лінії [обернені показники пропусків]). Це було підтверджено незначимими результатами незалежних зразків t-тестів, що оцінювали різницю частоти пропусків для щасливих щодо спокійних випробувань у дітей проти підлітків, підлітків проти дорослих та дітей проти дорослих (усі р> 0.5).

малюнок 2

Поведінкове виконання емоцій і розвитку. Сіра лінія представляє частку правильних результатів випробувань з загальної кількості; чорна лінія представляє частку помилкових тривог із загальних непрохідних випробувань. Вісь y представляє частку відповідей для ...

Для частоти помилкових тривог ми спостерігали основний ефект віку (F (2,59) = 12.57, p <0.001) та віку за взаємодією емоцій (F (2,59) = 3.59, p = 0.034; діти: спокій 28.85 % +/− 4.4, щасливі 26.71 +/− 4.2; підлітки: спокій 22.1, +/− 3.4, щастя 28.4 +/− 4.3, дорослі: спокій 9.3% +/− 1.5, щастя 8.9 +/− 1.7) і без основного ефект емоції (F (1,59) = 1.18, p> 0.2; малюнок 2, чорна лінія). Щоб дослідити спрямованість взаємодії, ми провели серію незалежних зразків t-тестів, що порівнюють частоту помилкових тривог для щасливих щодо спокійних випробувань серед вікових груп. Підлітки генерували значно більше помилкових тривог щодо щастя щодо спокійних випробувань порівняно з дітьми (t (35) = 2.04, p = 0.049) та дорослими (t (42) = 2.62, p = 0.012). Демонструючи інший спосіб, помилкові тривоги, вчинені підлітками, були значно завантажені в щасливому стані (щасливий проти спокійного t (18) = 2.87, p = 0.01), тоді як помилкові тривоги, вчинені дітьми та дорослими, були рівномірно розподілені між щасливим та спокійним виразом типи (щасливий проти спокійного; діти p> 0.5, дорослі p> 0.9). Нарешті, для спокійних випробувань помилкові тривоги продемонстрували лінійну модель покращення із збільшенням віку (лінійний термін F (1,59) = 22.3, p <0.001; квадратичний термін p> 0.4), тоді як для щасливих випробувань квадратичний (перевернутий U ) та лінійні контрасти пояснили значну частину дисперсії у відповіді (квадратичний термін F (1,59) = 6.52, p = 0.013; лінійний F (1,59) = 14.31, p <0.001).

Дані про час реакції свідчать про те, що щасливі обличчя полегшують прискорену реакцію щодо спокійних облич (середнє швидкість до щасливого щодо спокою +/− стандартне відхилення: 53.5 мс +/− 68 мс; F (1,59) = 36.09, p <0.001). Цей ефект був помітний у всіх трьох вікових групах при окремому тестуванні (р = / <0.01). Описові дані про час реакції такі: діти (середній час реакції +/− стандартне відхилення, в мілісекундах; спокій: 767.7 +/− 194; щасливий: 710.0 +/− 186), підлітки (спокій: 549 +/− 91; щасливі : 518.9 +/− 86), дорослі (спокій: 626.4 +/− 100; щасливий: 558.0 +/− 66).

Щоб перевірити, чи можна пояснити диференціальні показники помилок за віковими групами загальним компромісом із швидкістю та точністю, ми проаналізували дані про час реакції для правильного випробування. Обліковий запис компромісу з точністю до швидкості може пояснити знахідки різниці в точності за віком, якщо умови найнижчої точності були також найшвидшими. Ми не виявили жодних доказів ефектів компромісу з точністю швидкості, оскільки на відміну від результатів точності, тест на взаємодію між віком та емоціями в часи реакції не був значущим (F (2,59) = 1.78, p> 0.15). Іншими словами, усі три групи продемонстрували однаково швидкісні відповіді на щасливі обличчя, які не відображали знахідки точності.

Результати fMRI

Відповіді, модульовані розвитком, були ідентифіковані в основному ефекті вікової карти, включаючи скупчення в черевному смугастому тісті (x = −4, y = 11, z = −9; p <0.05 svc; Малюнок 3A). Post-hoc аналіз основного вікового ефекту показав, що підлітки займаються вентральним смугастим значно частіше, ніж діти та дорослі на щасливих обличчях (p = / <0.01; Малюнок 3B) і в меншій мірі на спокійні обличчя (p's = / <0.06; означає +/− стандартне відхилення відсоткової зміни сигналу для спокою проти відпочинку: діти: −0.095 +/− 0.21; підлітки: 0.046 +/− 0.16; дорослі : −0.051 +/− 0.17). Аналіз найбільш підходящої функції, яка представляє реагування у віці на щасливі обличчя, показав, що квадратична (перевернута U) функція пояснила значну частину дисперсії у відповіді на щасливі обличчя (F (1,59) = 10.05, p <0.003), тоді як лінійна функція не (F (1,59) = 0.54, p> 0.4). Нелінійне посилення вербування у підлітків залишалося значним при контролі різниць у виконанні завдання (частота помилкових тривог; F (2,59) = 6.77, p <0.002) та при контрольному аналізі з відповідним числом випробувань (F (2,59 ) = 7.80, p = 0.007). Масштаб активності до щасливих випробувань, спокійних випробувань та випробувань, які не відповідають вимогам, не асоціювався з виконанням завдання (р> 0.2).

малюнок 3

А) Регіони мозку, що демонструють різну активність як функцію віку. Активації, поріг p <0.05, svc відображаються на репрезентативному анатомічному скануванні з високою роздільною здатністю. Б) Діаграма активності у вентральному смугастому русі (обведена A) у відповідь на ...

Основним ефектом карти відповіді (nogo versus go) виявлені регіони, диференційовано задіяні як функція потреб когнітивного контролю, включаючи праву нижню лобову звивину (IFG; x = 32, y = 23, z = 3), демонструють значно більші реакції на nogo відносно випробувань (р <0.05, виправлено весь мозок; Малюнок 4A). Тести пост-хок-аналізів на найкращу функцію припасування показали, що правильна реакція IFG суттєво пояснюється лінійною функцією (F (1,59) = 4.53, p = 0.037), а не квадратичною функцією (F (1,59) =. 17, p> 0.6). Posthoc-аналізи показали, що правий IFG також демонструє більшу активність щодо заспокоєння щодо щасливих облич (F (2,59) = 8.95, p <0.005). Далі, права рентабельність інвестицій IFG показала лінійне зменшення величини відповіді зі збільшенням віку до випробувань nogo щодо випробувань go (r (61) = -0.28, p = 0.026; Малюнок 4B).

малюнок 4

А) Регіони мозку, що виявляють диференційну активність як функцію завдання (nogo> go). Активації, порогові значення р <0.05, коригування цілого мозку виконуються на репрезентативному анатомічному скануванні з високою роздільною здатністю. Б) Сюжет діяльності праворуч ...

При контролі ефектів продуктивності взаємодія завдання x вік у правильному IFG вже не була значущою (p> 0.4), що вказує на те, що ефективність була більш надійним предиктором активності в правильному IFG, ніж вік. Цей взаємозв'язок був продемонстрований значним співвідношенням між величиною відповіді на виправлення випробувань "протилежність" та "загальна ефективність" (загальна ефективність) (виміряна частотою помилкових тривог; r (61) = 0.39, p = 0.002; див. Малюнок 4C), який реплікувався в контрольному аналізі з відповідним числом випробувань (r (61) = 0.28, p = 0.026). Малюнок 4C зображує ці стосунки з одним виключеним учасником, який був визнаний надзвичайно відхиленим (визначається як більше трьох інтерквартильних діапазонів вище третього або нижче значення першого квартиля). Хоча кореляція є значною, включаючи цю особу, виключення цієї особи робить отриману кореляцію ще більш надійною (r (60) = 0.45, p <0.001). Всі отримані аналізи представляють відповідь на правильні випробування. Таким чином, люди, більш сприйнятливі до помилкових тривог, як правило, набирають правильний ІФГ більше до випробувань, яких не мали, для яких вони успішно придушували поведінкову реакцію.

Аналіз зв'язності

Аналіз PPI дав єдиний кластер вокселів, що демонструє значно більшу функціональну зв'язок з правильним IFG для правильних випробувань nogo щодо випробувань. Цей кластер простягається від правої ділянки IFG до середини і ззаду до правого спинного стриатума (x = 9, y = 13, z = 6, див. малюнок 5). Ці результати вказують на функціональну фронтостріальну схему, що показує значно більшу скоординовану активність під час випробувань, в яких придушення реакції було правильно проведено щодо випробувань, в яких пригнічення реакції не було необхідним.

малюнок 5

Результати психофізіологічної взаємодії, засновані на області насіння в правій нижній фронтальній звивині (IFG) Малюнок 4A). Правий спинний стриатум (хвостатий) демонструє значно більшу функціональну зв'язок з правом IFG при nogo відносній ...

Наступні аналізи перевірили, чи показали схеми фронтостріатальности різні ступені спільної активності між віками для nogo щодо випробувань. Серія кореляцій між суб'єктами перевіряла ступінь коактивації між значеннями сигналу ROI (nogo проти контрасту) від вентрального стриатума (показано в малюнок 3), правий IFG (показаний на рис малюнок 4) і спинного стриатума (показано на рис малюнок 5) в межах кожної вікової групи. Дані для щасливого стану підсумовані в малюнок 6 і нижче. Ми зосереджуємось на щасливому стані, тому що щасливе него по відношенню до випробувань з радісним проходом охоплює психологічну конструкцію придушення реакцій підходу на потенційні винагороди. Діти продемонстрували граничну коактивацію між черевним та спинним стриатумами під час випробувань "щасливе проти" (r (17) = 0.41, p = 0.09), тоді як коактивація між спинним стриатумом та правим IFG була менш надійною (p> 0.12). І навпаки, дорослі демонстрували значну коактивацію між спинним стриатумом та правим ІФГ (r (24) = 0.49, p = 0.013), але не між вентральним та спинним стриатумом (p> 0.8). Підлітки продемонстрували значну коактивацію між вентральним та спинним стриатумом (r (18) = 0.57, p = 0.012), а також спинним стриатумом та правим IFG (r (18) = 0.54, p = 0.016). Усі кореляції залишались значущими при частковому кореляційному аналізі, контролюючи різницю у співвідношенні сигнал-шум цілого мозку між учасниками, за винятком кореляції дорсальної смугасто-правої IFG у дорослих, що стає незначною позитивною тенденцією.

малюнок 6

Між суб'єктами результатів функціональної коактивації для щасливих nogo випробувань відносно щасливих ідуть випробування у дітей, підлітків і дорослих учасників. Мічені бульбашки являють собою області, зображені в малюнок 3 (вентральний стриатум), малюнок 4 (праворуч IFG) і Рисунок ...
Перейти до:

Обговорення

Здатність здійснювати контроль над своїми діями особливо викликана, коли стикається з яскравими, апетитними сигналами. У цьому дослідженні ми прагнули надати емпіричні докази зменшення контролю імпульсів у підлітків, коли стикаються з сигналами, що сигналізують про апетитне значення. Використовуючи завдання, що містить помітні апетитні подразники (наприклад, щасливі обличчя), що полегшують відповіді на підхід, ми перевіряли траєкторію розвитку здатності суб’єктів гнучко підходити або уникати позитивних чи нейтральних стимулів залежно від контексту. Ми виявили, що підлітки продемонстрували унікальний зразок помилок щодо дітей та дорослих, що характеризується зменшенням здатності придушувати поведінку підходу до помітної апетитної репліки.

Ці поведінкові висновки показують, що хоча підлітки можуть залучати поведінкове придушення в нейтральних контекстах до проміжного рівня знань для дітей і дорослих, вони демонструють специфічну нездатність подолати мотивацію підходу до апетитних сигналів. Ці висновки не можна просто пояснити ефектами компромісу швидкості та точності, оскільки кожна з трьох вікових груп демонструвала більш високу продуктивність, ніж сприйняття нейтральних сигналів, що не передбачало погіршення продуктивності. Цей поведінковий профіль узгоджується з теоретичними висновками підлітків, які мають тенденцію до ризикованої поведінки на службі підходу до потенційних винагород (Steinberg, 2004) і збігається з тваринами моделями розвитку, які демонструють підвищену винагороду в період розвитку, порівнянний з підлітковим (Спис, 2000). Нещодавно Кауфман і його колеги (2010) використовували ряд завдань прийняття рішень з різною навантажувальною вартістю і продемонстрували, що чутливість винагороди показує зворотну U-функцію, що піднімається до піку від 14 – 16 років, а потім знижується. Лабораторні демонстрації упередженого підходу мотивації у підлітків (див. Також Фігнер, Макінлей, Вілкенінг та Вебер, 2009) посилити висновок про те, що поведінка підлітків з ризиком не є просто функцією змін незалежності або соціального лікування (наприклад, Епштейн, 2007См. Даль, 2004 для подальшого обговорення). Це також не пов'язано виключно з незрілими здібностями когнітивного регулювання (Юргелун-Тодд, 2007), оскільки мотиваційні аспекти навколишнього середовища впливають на здатність регулювати поведінку в даному контексті. Скоріше, ця робота дозволяє припустити, що траєкторії дозрівання як когнітивних, так і афективних процесів взаємодіють, щоб вплинути на приплив у ризику під час підліткового віку (Casey, Getz et al., 2008; Steinberg, 2008). Сучасні поведінкові висновки свідчать про те, що при необхідності придушити поведінковий підхід до яскравих апетитних ознак результативність підлітків демонструє порушення, яких не спостерігається в інших вікових групах.

Результати поведінки ведуть до нейробіологічних гіпотез щодо диференціального дозрівання когнітивного контролю та мотиваційних систем. Грунтуючись на нелюдській та людській роботі на сьогоднішній день, ми спеціально орієнтувались на фронтостріальні та вентральні смугасті схеми як регіони-кандидати, чия динамічна взаємодія в процесі розвитку, як вважається, опосередковує знижену здатність підлітків протистояти наближенню до потенційних нагород (Somerville & Casey, 2010). Ми спостерігали область вентрального стриатума, що демонструє нелінійну схему взаємодії з максимальною активністю у підлітків до щасливих облич. Цей висновок збігається з попередньою роботою, що демонструє перебільшене представлення властивостей винагороди стимулів у підлітків. Наприклад, отримання грошового стимулу призвело до перебільшених відповідей у ​​вентральному стриатумі підлітків порівняно з дорослими (Ernst, et al., 2005) і дітей (Galvan, et al., 2006; Van Leijenhorst та ін., 2009). У порівнянні з дорослими, підлітки показують посилену вентральну активність під час підготовки до випробування, для чого виникає винагородаGeier, et al., 2010), що свідчить про регуляцію мотивованої поведінки на рівні вентрального стриатума у ​​підлітків. Крім того, ми спостерігали незначно більшу реакцію на нейтральні міміки у підлітків у вентральному стриатуме, хоча і в меншій мірі, ніж щасливі обличчя. Ця схема дозволяє припустити, що хоча апетитні стимули стимулюють відповідь на вентральні шнурки більш помітно, залучення вентрального стриатума у ​​підлітків також може бути відзначено зниженою специфічністю щодо дітей і дорослих.

Порівняння nogo до випробувань дозволило виділити відповіді на випробування, в яких пригнічення було правильно задіяно (nogo випробування) відносно випробувань, у яких когнітивні вимоги до контролю були низькими. Слід зазначити, що як і в минулій роботі (Durston, Davidson та ін., 2003; Hare, et al., 2005; Hare, et al., 2008), випробування помилок моделювалися окремо, і, таким чином, відмінності в діяльності представляють ті, для яких було здійснено правильне придушення. Під час випробувань nogo ми спостерігали більший префронтальний набір у осіб з молодшим віком. Префронтальна активність також передбачала продуктивність, таким чином, що особи, які в цілому були менш успішні при придушенні відповідей підходу, показали більш правильну активність IFG для успішних випробувань придушення. Ця схема відповідає попередній роботі з використанням парадигми go nogo (Durston, Davidson та ін., 2003; Durston, Thomas, Yang et al., 2002; Luna & Sweeney, 2004), що повідомляє про зачеплення нижньої лобової звивини для випробувань, в яких правильно застосовується придушення. Взаємозв'язок між активністю та продуктивністю свідчить про те, що ресурси префронтального контролю були в більшій мірі задіяні у осіб, які мали найбільше труднощів у придушенні відповіді (тобто, молодших учасників).

Взагалі, у літературі є менша згода щодо характеру зрушень у наборі бічних префронтальних регіонів у контексті когнітивного попиту. У поточному дослідженні ми покладалися на відмінності в поведінковій характеристиці для інтерпретації вікових змін у величині активації. Деякі дослідження, що узгоджуються з представленими тут, продемонстрували поступовий менший набір префронтальних коркових областей із зростанням віку (Hardin, et al., 2009; Веланова, Вілер та Луна, 2008). Ця модель може бути інтерпретована як відносно менша спеціалізація у молодих групах, що призводить до більш дифузної взаємодії (Durston та ін., 2006). Більш високий набір у молоді віки також може бути результатом підвищення когнітивних вимог, що вимагаються від молодших осіб, щоб успішно виконати те ж завдання, що й у старших осіб, як це передбачено Веланова та колеги (2008) на основі подібних висновків із використанням антисакадного завдання. Використовуючи мінливість продуктивності, наше спостереження, що було виявлено більший набір у учасників, які мали найбільшу кількість помилкових помилок, підтверджує це тлумачення. Однак слід зазначити, що досі ведуться суперечки щодо того, чи сильніша чи слабша активація є маркером `` зрілості '' (Бандж і Райт, 2007; Luna, Padmanabhan, & O'Hearn, 2010) як і інша робота запропонувала активність більшої величини як показник функціонального дозрівання (Клінгберг, Форсберг, Вестерберг, 2002; Бунге, Дудукович, Томасон, Вайдя та Габріелі, 2002; Rubia, et al., 2006; Крона, Венделькен, Доноуе, ван Лейенхорст, і Бунге, 2006). Для більш повноцінного інформування про це буде потрібно майбутній розвиток.

Аналіз зв'язності виявив фронтострітальні схеми, а саме праву спинний хвостату і нижню лобову звивину, які продемонстрували значно сильнішу функціональну зв'язок під час правильних випробувань придушення щодо випробувань, які не потребували придушення. Показано, що взаємодії між стравокортиками та їхніми видами мають центральне значення для досягнення цілеспрямованої регуляції поведінки (Delgado, et al., 2004; Durston, Thomas, Yang et al., 2002; Шульц, Тремблей та Голлерман, 2000), а більш конкретно при придушенні імпульсів (Міллер і Коен, 2001). Взаємодії між дорсальним стриатумом і префронтальною корою показали у приматів критичне значення для інтеграції асоціацій винагороди з поведінковим виведенням (Pasupathy & Miller, 2005), знахідка паралельно літературі для візуалізації дорослої людини (Galvan, et al., 2005; Полдрак, Прабхакаран, Сегер та Габріелі, 1999). Розвитку, залучення правих фронтостріатних схем підтримують придушення переконливої ​​реакції у дітей і дорослих (Casey et al., 1997; Дурстон, Томас, Ворден, Ян та Кейсі, 2002; Durston, Thomas, Yang et al., 2002) і є гіпо-чутливими при порушеннях імпульсного контролю, таких як СДУГ (Casey et al., 2007; Durston, Tottenham et al., 2003; Epstein, et al., 2007; Vaidya, et al., 1998). Ці висновки підтримують загальну роль цієї схеми у формуванні цілеспрямованих дій.

Визначивши цю схему, ми перевірили різні схеми коактивації серед дітей, підлітків і дорослих. У дорослих і підлітків учасники показали значне міжпредметні зв'язки дорсальних стриатно-префронтальних відповідей. Іншими словами, дорослі й підліткові учасники, які мали тенденцію займатися дорсальним стриатумом, також мали тенденцію залучати нижню лобову кору, коли правильно придушували відповіді на підхід до щасливих облич. Хоча непрямі, ці висновки підтверджують думку про те, що стриатокортикальние відповіді показують відносно більшу ступінь функціональної організації у підлітків і дорослих щодо дітей. У підлітків-учасників цей фронтостріальний відповідь також супроводжувався значним вентрально-дорзальним стриатальним зв'язуванням. Виходячи з того, що відомо про цю схему (Хабер, Кім, Мейлі та Кальзавара, 2006), ми припускаємо, що підлітки, які мали тенденцію активізувати вентральний стриатум сильніше, також вимагали більшого дорсального стриатально-префронтального залучення для того, щоб правильно придушити підхід до позитивних сигналів.

Взаємодія між черевним стриатумом, спинним стриатумом та префронтальною корою має вирішальне значення для навчання, вираження та регулювання мотивованої поведінки. Дійсно, особи з хворобою Паркінсона, які страждають від вогнищевих порушень стриатальної активності, демонструють селективний дефіцит у виявленні та відборі мотиваційно відповідної інформації у навколишньому середовищі (Cools, Ivry, & D'Espostio, 2006). Відстежуючи анатомічні поля проекції, робота Хабера та його колег (Haber, et al., 2006) втягнув дорсальний стриатум як ключову точку конвергенції для сигналізації, що відповідає оцінці, від вентрального смугастого тіла, і сигналів з областей мозку, важливих для когнітивного контролю, включаючи префронтальний кора (див. також Хабер і Натсон, 2009 рік). Більше того, «паралельні» стриатокортикальние петлі, що беруть участь у різних формах цільової поведінки (моторної, окуломоторної, стимульованої, керованої реакцією або мотивації), вже давно запропоновані для спілкування на рівні базальних гангліїв (Alexander & Crutcher, 1990; Кейсі, 2000; Кейсі, Дурстон і Фосселла, 2001; Кейсі, Тоттенхем і Фосселла, 2002). Наші результати узгоджуються з диференційним зміщенням цих петель на рівні стриатуму, коли підкіркові системи досягають функціональної зрілості і припускають, що в той час як сигналізація підкіркових областей розвивається відносно рано, сигналізація зверху вниз від цих контрольних областей може бути більш тривалою.

Недоліки

Наведені тут висновки слід розглядати у світлі їх обмежень. По-перше, треба чітко визнати, що третя емоційна категорія, страшні особи, була присутня під час експериментального завдання і фокусу попереднього звіту (Hare et al., 2008). Стан спокійного обличчя служив умовою контролю в обох звітах. Хоча результати поведінки свідчать про наявність страшних облич у функціональному скануванні, вони не модулюють поведінкову точність інакше, ніж інші дві емоційні категорії, можливо, наявність страшних облич впливає на результати, якими доступні заходи не були чутливими. Крім того, щасливі обличчя відрізняються від спокійних облич валентністю і виразністю, які могли б сприяти спостережуваним ефектам апетитної цінності. Друге методологічне обмеження полягає у використанні спокійного обличчя як контрольного стану. Хоча нормативні дані свідчать про те, що спокійні обличчя менш позитивні та викликають більше, ніж щасливі особи (Tottenham et al., 2009), ми не чітко збирали ці рейтинги і можливо, що спокійні особи інтерпретувалися як помірковано позитивні. З точки зору результатів, слід також визнати скромний характер результатів коактивації. Нарешті, не були придбані показники статевого дозрівання та ендогенних гормонів. Семінарські дослідження продемонстрували шляхи впливу циркулюючих гормонів гонади як на організаційні, так і на активаційні механізми впливу на функцію мозку в процесі розвитку (Ромео і Сіск, 2001; Сіск і Фостер, 2004; Steinberg, 2008) і показали прогностичну взаємозв'язок між статусом пубертату та такою апетитною поведінкою, як шукання відчуття та зловживання наркотиками (Martin et al., 2002; подивитися Forbes & Dahl, 2010). Майбутні дослідження, що включають заходи гормонів, можуть свідчити про зв'язок між стритокортикальним розвитком, гормональним дозріванням і поведінковими наслідками (Blakemore, Burnett, & Dahl, 2010).

Висновок

Підлітковий вік був описаний як період соціальної переорієнтації (Nelson, Leibenluft, McClure, & Pine, 2005), з меншим часом, проведеним з батьками, і більшим часом, проведеним з однолітками, відносно без спостереження. З цим відносним напливом свободи виникає зростаюча потреба регулювати власну поведінку, що контрастує з дитинством, коли поведінка, як правило, обмежується батьками та іншими вихователями. Хоча незріла здатність когнітивного контролю часто вважається достатнім поясненням припливу підлітків до ризикованої поведінки, існує все більше доказів, включаючи сучасні висновки, що свідчать про упереджені мотиваційні спонукання в підлітковому віці, як на поведінковому, так і на нейробіологічному рівні. Дійсно, відносно більша свобода, яка зазнала в цей час, може підтримати сильніші мотиваційні потяги, оскільки незалежність також полегшує можливість шукати потенційно корисний досвід. Мотивація такого підходу може бути підтверджена сильним підкірковим сигналом вентрального смугастого тіла. Якщо їх поміщати в контекст, в якому потрібно регулювати власну поведінку, невдачі в контролі - деякі, що призводять до ризикованої поведінки - можуть бути продуктом префронтальної системи регулювання, яка є відносно недосвідченою і, отже, функціонально незрілою. З часом досвід формує здатність регулювати поведінку цих підходів, що зміщується до стану більшого балансу між динамічним підходом та схемою регуляторної сигналізації та посиленням здатності протистояти спокусам.

Перейти до:

Подяки

Ми вдячні за допомогу Дугу Баллону, Адріані Гальван, Гарі Гловер, Вікторії Ліббі, Еріці Руберрі, Терезі Тесловіч, Нім Тоттенхем, Хеннінг Восс, а також ресурси та персонал Біомедичного центру обробки зображень у центрі біомедичних зображень Citigroup в Weill Cornell Медичний коледж. Ця робота була підтримана Національним Інститутом психічного здоров'я грантів P50MH062196 і P50MH079513, Національний інститут наркоманії грантів R01DA018879 і T32DA007274, і Національний інститут психічного здоров'я стипендій F31MH073265, а також K99 MH087813 (LHS).

Перейти до:

посилання

  • Олександр Г.Е. Функціональна архітектура ланцюгів базальних гангліїв: нейронні субстрати паралельної обробки. Тенденції розвитку неврології. 1990;13(7): 266-271.
  • Balleine BW, Delgado MR, Hikosaka O. Роль спинного стриатума у ​​винагороді та прийнятті рішень. J Neurosci. 2007;27(31): 8161-8165. [PubMed]
  • Blakemore SJ, Burnett S, Dahl RE. Роль статевого дозрівання у розвивається підлітковому мозку. Картування мозку людини. 2010;31: 926-933. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
  • Бунге С.А., Дудукоков Н.М., Томасон М.Є., Вайдя С.Я., Габріелі Ю.Д. Внесок незрілих лобових часток до когнітивного контролю у дітей: свідчення з fMRI. Neuron. 2002;33(2): 301-311. [PubMed]
  • Бунге С.А., Райт С.Б. Нейрологічні зміни в робочій пам'яті та когнітивному контролі. Актуальна думка в невробіології. 2007;17: 243-250. [PubMed]
  • Carlezon WA, Wise RA. Нагородження діями фенциклідину та споріднених препаратів у оболонці nuleus accumbens та орбітофронтальній корі. Журнал Neuroscience. 1996;16(9): 3112-3122. [PubMed]
  • Кейсі BJ. Порушення інгібуючого контролю в порушеннях розвитку: механістична модель залученої фронтостріальної схеми. У: Зиглер Р.С., МакКлелланд JL, редактори. Механізми когнітивного розвитку: Симпозіум Карнегі з пізнання. Вип. 28. Ерльбаум; Хіллсдейл, Нью-Джерсі: 2000.
  • Casey BJ, Castellanos FX, Giedd JN, Marsh WL, Hamburger SD, Schubert AB, et al. Наслідки правильної фронтостріальної схеми в пригніченні реакції та розладі дефіциту уваги / гіперактивності. Журнал Американської академії дитячої та юнацької психіатрії. 1997;36(3): 374-383.
  • Кейсі BJ, Durston S, Fossella JA. Докази механічної моделі когнітивного контролю. Клінічні дослідження неврології. 2001;1: 267-282.
  • Кейсі Б.Я., Епштейн Ю.Н., Бухле Дж., Листон С, Девідсон М.К., Тонев С.Т. Фронтострітальна зв'язок і її роль у когнітивному контролі у діадах батьків-дітей з СДУГ. Американський журнал психіатрії. 2007;164(11): 1729-1736. [PubMed]
  • Кейсі BJ, Getz S, Гальван А. Мозок підлітків. Розвиток розвитку. 2008;28(1): 62-77. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
  • Кейсі Б.Я., Джонс Р.М., Харе Т. Підлітковий мозок. Аннали Нью-Йоркської академії наук. 2008;1124: 111-126. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
  • Кейсі Б.Я., Томас К.М., Валлійська Т.Ф., Бадгайян Р.Д., Еккард Ч., Дженнінгс Дж., Крон Е.А. Дисоціація конфлікту реакції, вибір уваги та тривалість з функціональною магнітно-резонансною візуалізацією. Праці Національної академії наук. 2000;97(15): 8728-8733.
  • Кейсі Б.Я., Тоттенхем Н., Фосселла Дж. Клінічні, візуалізаційні, ураження і генетичні підходи до моделі когнітивного контролю. Психобіологія розвитку. 2002;40(3): 237-254. [PubMed]
  • Кауфман Е., Шульман Е.П., Штейнберг Л., Клаус Е, Баніч М.Т., Грехем SJ, та ін. Вікові відмінності в афективному прийнятті рішень, проіндексовані за результатами виконання завдань Ігор Азартних Ігор. Психологія розвитку. 2010;46(1): 193-207. [PubMed]
  • Cools R, Ivry RB, D'Espostio M. Стриатум людини необхідний для реагування на зміни у значущості стимулу. Журнал когнітивної неврології. 2006;18(12): 1973-1983. [PubMed]
  • Кокс RW. AFNI: Програмне забезпечення для аналізу та візуалізації функціональних магнітно-резонансних нейрозображень. Комп'ютери та біомедичні дослідження. 1996;29: 162-173. [PubMed]
  • Crone EA, Wendelken C, Donohue S, Ван Leijenhorst L, Bunge SA. Нейрокогнітивна розробка здатності маніпулювати інформацією в робочій пам'яті. Proc Natl Acad Sci США А. 2006;103(24): 9315-9320. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
  • Даль Р.Є. Розвиток мозку підлітків: період вразливостей і можливостей. Аннали Нью-Йоркської академії наук. 2004;1021: 1-22. [PubMed]
  • Delgado MR, Stenger VA, Fiez JA. Мотиваційно-залежні відповіді у хворому ядрі людини. Цереб. 2004;14(9): 1022-1030. [PubMed]
  • Durston S, Davidson MC, Thomas KM, Worden MS, Tottenham N, Martinez A, et al. Параметричні маніпуляції з конфліктами і конкуренцією за допомогою швидкого змішаного випробування подій, пов'язаних з fMRI. Neuroimage. 2003;20(4): 2135-2141. [PubMed]
  • Durston S, Davidson MC, Tottenham N, Galvan A, Spicer J, Fossella JA et al. Перехід від дифузної до осередкової коркової активності з розвитком. Наука розвитку. 2006;9(1): 1-8. [PubMed]
  • Durston S, Томас КМ, Worden MS, Ян Y, Кейсі BJ. Вплив попереднього контексту на інгібування: пов'язане з подіями ФМРІ дослідження. Neuroimage. 2002;16(2): 449-453. [PubMed]
  • Durston S, Томас КМ, Yang Y, Ulug AM, Zimmerman RD, Кейсі BJ. Нейронні основи розвитку інгібуючого контролю. Наука розвитку. 2002;5(4): F9 – F16.
  • Durston S, Tottenham NT, Thomas KM, Davidson MC, Eigsti IM, Yang Y, et al. Диференціальні закономірності стриатальной активації у дітей раннього віку з СДУГ та без них. Біологічна психіатрія. 2003;53(10): 871-878. [PubMed]
  • Eaton LK, Kann L, Kinchen S, Shanklin S, Ross J, Hawkins J, et al. Нагляд за ризиком поведінки молоді - Сполучені Штати, 2007, резюме нагляду. Щотижневий Звіт про захворюваність та смертність. 2008;57(SS04): 1 – 131. [PubMed]
  • Epstein JN, Casey BJ, Tonev ST, Davidson M, Reiss AL, Garrett A, et al. Ефекти активації мозку, пов'язані з СДВГ та медикаментозними, у конкордонтно уражених діадах батьків-дитини з СДУГ. Журнал дитячої психології та психіатрії. 2007;48(9): 899-913. [PubMed]
  • Епштейн Р. Випадок проти підліткового віку: Відкрити дорослих у кожному підлітковому віці. Книги для драйверів Quill; Фресно, Каліфорнія: 2007.
  • Ernst M, Nelson EE, Jazbec S, McClure EB, Monk CS, Leibenluft E, et al. Amygdala і nucleus accumbens в відповідях на отримання і опущення доходів у дорослих і підлітків. Neuroimage. 2005;25(4): 1279-1291. [PubMed]
  • Ернст М., Пайн Д. С., Хардін М. Тріадична модель нейробіології мотивованої поведінки в підлітковому віці. Психологічна медицина. 2006;36(3): 299-312. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
  • Figner B, Mackinlay RJ, Wilkening F, Weber EU. Афективні та дорадчі процеси в ризикованому виборі: Вікові відмінності у прийнятті ризику в Колумбійській картці. Журнал експериментальної психології: навчання, пам'ять і пізнання. 2009;35(3): 709-730.
  • Forbes EE, Dahl RE. Пубертатний розвиток і поведінка: Гормональна активізація соціальних і мотиваційних тенденцій. Мозок і пізнання. 2010;72: 66-72. [PubMed]
  • Friston KJ, Buechel C, Fink GR, Morris J, Rolls E, Dolan RJ. Психофізіологічні та модуляторні взаємодії при нейровизуалировании. Neuroimage. 1997;6: 218-229. [PubMed]
  • Гальван А, Харе Т., Девідсон М, Спайсер Дж, Гловер Г, Кейсі Б.Я. Роль вентральної фронтотріатальної схеми в навчанні на основі винагороди у людей. Журнал Neuroscience. 2005;25(38): 8650-8656. [PubMed]
  • Galvan A, Hare TA, Parra CE, Penn J, Voss H, Glover G, et al. Раніше розвиток аккумбенса щодо орбітофронтальної кори може спричинити ризиковану поведінку у підлітків. Журнал Neuroscience. 2006;26(25): 6885-6892. [PubMed]
  • Geier CF, Terwilliger R, Teslovich T, Velanova K, Luna B. Незрілості в обробці винагороди та її вплив на гальмівний контроль у підлітковому віці. Кора головного мозку. 2010 Електронний паб перед друком.
  • Giedd JN, Blumenthal J, Jeffries NO, Castellanos FX, Лю H, Zijdenbos A, et al. Розвиток мозку в дитячому та підлітковому віці: дослідження поздовжнього МРТ. Природознавство. 1999;2: 861-863.
  • Gitelman DR, Пенні WD, Ashburner J, Фрістон KJ. Моделювання регіональних і психофізіологічних взаємодій у фМРТ: важливість гемодинамічної деконволюції. Neuroimage. 2003;19(1): 200-207. [PubMed]
  • Glover GH, Thomason ME. Покращена комбінація спіральних зображень для BOLD fMRI. Magn Reson Med. 2004;51(4): 863-868. [PubMed]
  • Gross AL, Ballif B. Розуміння дітьми емоцій від міміки та ситуацій: огляд. Розвиток розвитку. 1991;11: 368-398.
  • Haber SN, Kim KS, Mailly P, Calzavara R. Короткі входи, пов'язані з винагородою, визначають велику смугову область у приматів, що взаємодіють з асоціативними корковими зв'язками, забезпечуючи субстрат для навчання на основі стимулів. Журнал Neuroscience. 2006;26(32): 8368-8376. [PubMed]
  • Хабер С.Н., Кнутсон Б. Схема винагороди: зв'язування анатомії приматів і візуалізації людини. Neuropsychopharmacology. 2009;1: 1-23.
  • Hardin MG, Mandell D, Мюллер SC, Dahl RE, Pine DS, Ernst M. Інгібіторний контроль у тривожних і здорових підлітків модулюється стимулюючими та випадковими афективними стимулами. Дитяча психологія та психіатрія. 2009;50(12): 1550-1558.
  • Харе Т., Тоттенх N, Девідсон МК, Гловер Г.Х., Кейсі Б.Я. Внески мигдалини і стриатической активності в емоційне регулювання. Біологічна психіатрія. 2005;57(6): 624-632. [PubMed]
  • Харе Т.А., Тоттенхем N, Гальван А, Восс Х.У., Гловер Г.Х., Кейсі Б.Я. Біологічні субстрати емоційної реактивності та регуляції в підлітковому віці під час емоційного гонового завдання. Біологічна психіатрія. 2008;63(10): 927-934. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
  • Herba C, Phillips M. Анотація: Розвиток розпізнавання виразів обличчя від дитинства до підліткового віку: Поведінкові та неврологічні перспективи. Журнал дитячої психології та психіатрії та суміжних дисциплін. 2004;45(7): 1185-1198.
  • Джонстон Т, Сомервіль Л.Х., Олександр А.Л., Девідсон Р.Я., Калін Н.Г., Уален П.Я. Стійкість амігдалової реакції BOLD на страшні обличчя протягом декількох сеансів сканування. Neuroimage. 2005;25: 1112-1123. [PubMed]
  • Klingberg T, Forssberg H, Westerberg H. Підвищення активності мозку у фронтальній і тім'яній корі лежить в основі розвитку візуосвітньої робочої пам'яті в дитинстві. Журнал когнітивної неврології. 2002;14(1): 1-10. [PubMed]
  • Luna B, Padmanabhan A, O'Hearn K. Що фМРТ розповів нам про розвиток когнітивного контролю в підлітковому віці? Мозок і пізнання. 2010
  • Luna B, Суїні Я.А. Виникнення спільної функції мозку: fMRI дослідження розвитку інгібування відповіді. Аннали Нью-Йоркської академії наук. 2004;1021: 296-309. [PubMed]
  • Луна Б, Тульборн К.Р., Муньос Д.П., Мерріам Е.П., Гарвер К.Е., Мінсеєв Н.Ю. Дозрівання широко поширеної функції мозку підносить когнітивний розвиток. Neuroimage. 2001;13(5): 786-793. [PubMed]
  • Мартін С.А., Келлі Т.Г., Райенс М.К., Броглі Б.Р., Бренцель А, Сміт WJ, Омар Х.А. Сприйняття шукає, статеве дозрівання, і нікотин, алкоголь, і марихуана використання в підлітковому віці. Журнал Американської академії дитячої та юнацької психіатрії. 2002;41(12): 1495-1502.
  • Міллер Е.К., Коен JD. Інтегративна теорія функції префронтальної кори. Annu Rev Neurosci. 2001;24: 167-202. [PubMed]
  • Murphy K, Bodurka J, Bandettini PA. Як довго потрібно сканувати? Взаємозв'язок між тимчасовим співвідношенням сигнал-шум fMRI і необхідною тривалістю сканування. Neuroimage. 2007;34(2): 565-574. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
  • Nelson EE, Leibenluft E, McClure EB, Pine DS. Соціальна переорієнтація підліткового віку: неврологічний погляд на процес і його зв'язок з психопатологією. Психологічна медицина. 2005;35: 163-174. [PubMed]
  • Pasupathy A, Miller EK. Різні часові курси, пов'язані з навчальною діяльністю в префронтальній корі і смугастому тілі. Природа. 2005;433: 873-876. [PubMed]
  • Poldrack RA, Prabhakaran V, Seger CA, Gabrieli JD. Striatal активація під час придбання когнітивної майстерності. Нейропсихологія. 1999;13: 564-574. [PubMed]
  • Pontieri FE, Tanda G, Orzi F, Di Chiara G. Вплив нікотину на nucleus accumbens і подібність до тих, що викликають звикання. Природа. 1996;382: 255-257. [PubMed]
  • Romeo RD, Sisk CL. Пубертатна і сезонна пластичність в мигдалині. Дослідження мозку. 2001;889: 71-77. [PubMed]
  • Rubia K, Smith AB, Woolley J, Nosarti C, Heyman I, Taylor E, et al. Прогресивне підвищення активації мозку з переднього мозку від дитинства до дорослого життя під час подій, пов'язаних з когнітивним контролем. Картування мозку людини. 2006;27: 973-993. [PubMed]
  • Шульц В., Тремблі Л., Холлерман Дж. Отримання винагороди в приматах орбітофронтальної кори і базальних гангліях. Цереб. 2000;10(3): 272-284. [PubMed]
  • Sisk CL, Foster DL. Нейронні основи пубертату та підліткового віку. Природознавство. 2004;7: 1040-1047.
  • Somerville LH, Кейсі BJ. Розвиток нейробіології когнітивного контролю та мотиваційних систем. Актуальна думка в невробіології. 2010;20: 1-6.
  • Спис LP. Підлітковий мозок і вікові поведінкові прояви. Неврологічні та біологічні огляди. 2000;24(4): 417-463. [PubMed]
  • Спайсер J, Гальван А, Харе Т., Восс Х, Гловер Г, Кейсі Б. Чутливість ядра досягає порушень в очікуванні винагороди. Neuroimage. 2007;34(1): 455-461. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
  • Стейнберг Л. Ризик в підлітковому віці: які зміни і чому? Ann NY Acad Sci. 2004;1021: 51-58. [PubMed]
  • Стейнберг Л. Соціальна перспектива неврології на ризик підлітків. Розвиток розвитку. 2008;28: 78-106. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
  • Talairach J, Tournoux P. Копланарний стереотаксичний атлас мозку людини. Rayport M, перекладач. Thieme Medical Publishers; Нью-Йорк, Нью-Йорк: 1988.
  • Томас К.М., туалет Древец, Уелен П.Я., Еккард CH, Даль Р.Е., Райан Н.Д. Амигдальная реакція на міміку у дітей і дорослих. Біологічна психіатрія. 2001;49(309-316)
  • Tottenham N, Tanaka J, Leon AC, McCarry T, Nurse M, Hare TA, et al. Набір виразів обличчя NimStim: судження від ненавчених учасників досліджень. Дослідження психіатрії. 2009;168(3): 242-249. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
  • Vaidya CJ, Austin G, Kirkorian G, Ridlehuber HW, Desmond JE, Glover GH, et al. Селективні ефекти метилфенідата в розладі дефіциту уваги гіперактивності: функціональне дослідження магнітного резонансу. Proc Natl Acad Sci США А. 1998;95(24): 14494-14499. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
  • Van Leijenhorst L, Zanolie K, Van Meel CS, Вестенберг П.М., Rombouts SA, Crone EA. Що мотивує підлітка? Регіони мозку опосередковують чутливість винагороди через підлітковий вік. Цереб. 2009
  • Веланова К., Уїлер М.М., Луна Б. Матураційні зміни в передньому поясі і фронтопарієтальній рекрутменті підтримують розробку помилкової обробки і гальмівного контролю. Кора головного мозку. 2008;18: 2505-2522. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
  • Wickens TD. Теорія виявлення елементарного сигналу. Oxford University Press; Нью-Йорк, NY: 2002.
  • Мудрий РА. Допамін, навчання і мотивація. Природи огляду нейронауки. 2004;5: 483-494.
  • Юргелун-Тод Д. Емоційні та пізнавальні зміни підліткового віку. Актуальна думка в невробіології. 2007;17: 251-257. [PubMed]