manba
Pittsburg universiteti, Neuroscience bo'limi, 15260, AQSh.
mavhum
O'smirlar ko'pincha katta yoshdagilarga qaraganda tengdoshi ta'sirchan kontekstlarga, masalan, tengdoshlarning o'zaro ta'siri va yoqimli ruxsatlarga nisbatan turli javob berishadi. Ergenlerin nöral ishlov berish farqlari, bu fenomenni va giyohvandlik, ruhiy buzuqlik va shizofreniya kabi jiddiy xatti-va psixiatrik zaifliklarni asoslarini tushunish uchun juda muhim ahamiyatga ega. Biz boshlang'ich miya mintaqalarida yoshga bog'liq bo'lgan o'zgarishlarni sezilarli darajada takomillashtiramiz, deb hisoblaymiz. Motivatsiyalangan xatti-harakatlar markaziy masala ekanligi sababli, miya faoliyatini yoshga qarab taqqoslash motivatsion sharoitlarda amalga oshirilishi juda muhimdir. Biz mukofotga loyiq instrumental vazifa davomida o'smirlar va kattalar kalamushlari yadrosi akkumbenlari (NAc) va dorsal striatum (DS) da bir birlik faoliyati va mahalliy maydon potentsialini solishtirdik. Ushbu viloyatlar rag'batlantiruvchi ta'lim, mukofotni qayta ishlash va ishlarni tanlashda ishtirok etadi. Biz kattalardagi mukofotni qayta ishlashdan ko'ra, ko'proq o'rganish bilan bog'liq mintaqada DSning yoshdagi nöral ishlov berishdagi farqlari haqida xabar beramiz. Ayniqsa, o'smirlar, ammo kattalar emas, balki mukofotning oldindan rejalashtirilishi bilan faollashtirilgan DSning neyronlarning katta qismi bor edi. Ikki yosh guruhida NAc'de shunga o'xshash javob shakllari kuzatildi. Shunga o'xshash mahalliy maydon salohiyatli salınımlara-da, DS bir birlik faoliyati farqlari topildi. Ushbu tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, adolesanlarda o'rganish va odat shakllanishiga tanqidiy ta'sir ko'rsatadigan mintaqa mukofotga katta e'tibor beradi. Shu tariqa, yoshlardagi xatti-harakatlarning turli shakllarda qanday shakllanishiga va ularning oshkoralikning buzilishiga sabab bo'lgan mexanizmga ishora qiladi.
O'smirlik davrida ko'plab neyroevelopmental o'zgarishlar yuzaga keladi (1), bu kabi foydali hodisalar, masalan, mukofotlanish rag'batlantiruvchi jarayonlar qanday ta'sir qilishi mumkin. Bunday nöral protsedura o'zgarishi darrandalar turlari bo'yicha ergenlarda ko'rilgan ba'zi odatiy qiziqishlarga asoslanadi.1-5), shuningdek, giyohvandlik, ruhiy tushkunlik va shizofreniya kabi bezovtaliklarni rivojlanish tendentsiyalari (6-8). Ushbu zaifliklarning neytral substratini tushunishimizdan oldin, avvalo, adolesan miyaning tipik neyron ishlov berish modellari haqida ko'proq ma'lumotga ega bo'lishimiz kerak, kattalarnikiga o'xshash va solishtirilgan.
Yoshlikning har bir qiziqish va ruhiy zaifligi motivatsion sharoitlarda seziladi. Shu bois, o'smirlarning neyrotik harakatlarini kattalar bilan taqqoslashda taqqoslash muhimdir. Motivatsiyaviy xatti-harakatlar organizm va stimullar o'rtasidagi jismoniy aloqada (masalan, muayyan mukofotga ehtimollik yoki yaqinlik) tuzatishga yordam beradi.9). Bunday xulq-atvor kontekstlari, tabiiyki, asabiy faoliyatni tahlil qilishni murakkablashtirishi mumkin: Qanday qilib bilamizki, asabiy farqlar shunchaki ikki yosh guruhi o'rtasidagi xulq-atvor ko'rsatkichlarining farqini aks ettirmaydi? Asabni qayta ishlashdagi farq shunchaki xulq-atvorning chalkashligi bilan bog'liqmi yoki o'spirinlarning motivatsion kontekstda taniqli voqealarni kodlash va qayta ishlash usullarida asosiy farqlar mavjudmi? Biz vivo jonli harakatlarni ikki guruh o'rtasida farq qilmaydigan darajada bo'lgan voqealar paytida o'spirinlarning asabiy faolligini kattalar bilan solishtirish uchun bitta birlik elektrofiziologik yozuvni amalga oshirdik (masalan, vazifa yaxshi o'rganilganda kech sessiyalarda mukofot olish kechikishlari). Bunda biz "xulq-atvor qisqichi" dan samarali foydalandik, bu esa ishlashga aralashmagan yoshga bog'liq qayta ishlashning asosiy farqlarini aniqlashga imkon berdi.
Barkamol miyaning ko'pi shu tarzda tekshirilishi kerak bo'lsa-da, biz dorsal striatum (DS) va yadro mardikorlariga (NAc) yo'naltirilgan xatti-harakatlarda markaziy rol o'ynashiga e'tibor qaratdik. Birgalikda, bu miya hududlari birlashma o'rganish, odat shakllanishi, mukofotni qayta ishlash va xatti-harakatlarning uyg'unligini nazorat qilish bilan shug'ullanadi (10-13). Striatum sezgi, vosita va kognitiv jarayonlar bilan bog'liq kortikal mintaqalardan proektsiyalarni oladi (14), shuningdek, dopaminerjik kirish (15). Ventral striatumning NAc qismi amigdala (16) va prefrontal korteks (17) va ventral tegmental sohadan olingan dopaminerjik afferentsiyalar (18). NAc harakatlarning motivatsiyasini tarjima qilish uchun kalit hisoblanadi (19) va o'smirlarning xavf-xatarsizligini va hissiyotini izlashning asabiy-5, 20, 21).
natijalar
Neylon birligi faoliyati DS va NAc (Shakl S1).n = 16) va kattalar (n = 12) farmatsevtika harakatini (poke) bir mukofot natijasi bilan bog'lashni o'rgandilar (oziq-ovqat pelleti; Anjir. 1A). Xulq-atvorda ma'lumotlar birlashtirilgan (Anjir. 1 B-D), chunki hududlar orasida statistik farqlar kuzatilmadi. O'quv mashg'ulotida har bir mashg'ulot uchun sinovlar soni bo'yicha sezilarli farq yo'q edi [F(1, 1) = 1.74, P = 0.20]; instrumental poke [3] dan kechikish [F(1, 1) = 0.875, P = 0.36]; yoki instrumental hazildan oziq-ovqat xovliga kirish uchun kechikish [F(1, 1) = 0.82, P = 0.36]. Dastlabki mashg'ulotlarda dastlabki vaqtdan boshlab peshobga o'tishning kechikishi, bu statistik jihatdan ahamiyatli bo'lmasa-da, ular hali o'rganmagan uyushma (uchta hayvon)Anjir. 1C, Kirish). 4 sessiyasidan boshlab barcha tadbirlar har ikki yosh guruhida ham barqaror darajaga yetdi. Ushbu mashg'ulotlar davomida oziq-ovqat mahsulotlariga kirish uchun instrumental javobdan olingan o'rtacha kattalar va o'smirlarning kechikishi (o'rtacha ± SEM) 2.47 ± 0.12 s va 2.54 ± 0.17 s edi.
Harakatning natijalari bo'yicha assotsiatsiyani o'rgangan va har bir mashg'ulotda ko'p ishlarni bajargan (ya'ni 4-6 sessiyalari; Shakl S2A). 4-6 seanslari davomida ushbu faoliyatni chuqur o'rganish ba'zi neyronal guruhlarning faoliyatida o'xshashliklarni ko'rsatadi, ammo boshqalarda sezilarli farq (Anjir. 2). Ro'yxatdan o'tgan neyronlarning 10% haqida boshlang'ich nishonida faollashtirilgan bo'lib, bir nechta hujayra inhibe qilingan (Anjir. 2 A va C, chap). Barkamol va kattalar otishni o'rganish nisbati taqsimoti Z-so'zlari bu vaqtda boshqacha emas edi (Z = 1.066, P = 0.29; Anjir. 2B, chap). O'tkazilgan faollashtirilgan, inhibe qilingan va noaniq neyronlarning nisbati bo'yicha yoshga qarab farqlar mavjud emas edi [x2(2, n = 570) = 2.35, P = 0.31; 1 stol]. Aktiv hujayralar nisbati va ularning faolligi magnitudasi har ikkala guruhda instrumental javobdan oldin kuchaygan, ammo o'smirlardagi bunday kattalashish o'sishiZ = -2.41, P = 0.02; Anjir. 2B, markaz). Instrumental poke oldida 0.5 s davomida javob nisbati nisbatidagi yoshga bog'liq farqlar katta edi [ch2(2, n = 570) = 10.01, P <0.01], bu ta'sir kattalar tomonidan taqiqlangan birliklarning katta qismi tomonidan boshqariladi (Z = 3.05, P <0.01; 1 stol). Instrumental javobdan keyin darhol faollashtirilgan hujayralar, ilgari ishtirok etmagan ko'plab birliklar singari inhibe bo'ldi.Anjir. 2A, markaz). Bu esa, aholi faolligining vaqtinchalik pastga aylanishiga olib keldi, bu esa yoshga xos stavkalarda yana ko'payib ketdi va instrumental javobdan keyin 0.5-larda o'smirlik va kattalar faoliyati o'rtasida davomiy statistik farqlarZ = 2.19, P = 0.03; Anjir. 2B, markaz). Ushbu davr mobaynida javob turlarining nisbati yana ikki [2(2, n = 570) = 10.57, P Kattalar tomonidan faollashtirilgan birliklarning katta qismi tufayli <0.01] (Z = 2.87, P <0.01; Anjir. 2C, markaz va 1 stol). Instrumental poke oldida o'z faoliyatini kuchaytirgan bir nechta neyronlar vaqtincha to'xtatilib, oziq-ovqatlarga kirishdan oldin yana faollashtirildi (qizil-ko'k-qizil naqsh ko'rsatilgan Anjir. 2A, markaz). Bu naqshning muddati o'smirlar va kattalar o'rtasida farq bor edi. Barkamol neuronlarning katta qismi mukofotga qadar faollashtirildi. Bunday "mukofot-kutish neyronlari" kattalarda juda kamAnjir. 2A, o'ng). Vaqti-vaqti bilan farqli o'laroq, 0.5-da oziq-ovqat xovliga kirishdan oldin faollashtirilgan o'smirlardagi neuronlar ham yuqoriroqZ = -7.63, P <0.01; Anjir. 2B, o'ng). Ushbu umumiy faoliyat turi 4-6 sessiyalari davomida nisbatan barqaror edi (Film S1), ammo birliklarning tasodifiy tanlanishi ba'zi bir birliklar uchun birlikda o'zgaruvchanlikni ko'rsatadi (Shakl S3). Faollashtirilgan va inhibe qilingan birliklarning nisbati har xil [x2(2, n = 570) = 41.18, P <0.01], navbati bilan o'spirinlar va kattalar, faollashtirilgan ulkan qismlarga ega (Z = -6.21, P <0.01) va taqiqlangan birliklar (Z = 4.59, P <0.01; Anjir. 2C, o'ng va 1 stol). Oziq-ovqatlarga erishganlaridan so'ng 0.5-larda o'smirlar yanada faolroqZ = -6.43, P <0.01). Faollashtirilgan, inhibe qilingan va ahamiyatsiz bo'lgan nisbatlar boshqacha bo'lib qoldi, chunki u oziq-ovqat idishiga kirishdan oldin [χ2(2, n = 570] = 31.18, P <0.01; Anjir. 2C, o'ng va 1 stol). Shunga qaramay, yoshlar, faol birliklarZ = -4.89, P <0.01) va hozirda inhibit qilingan birliklarning kichik qismi (Z = 4.36, P <0.01).
NAcda o'rtacha yoshlar va kattalar bilan mashg'ulot faoliyati kamroq yoki o'zgaruvchan topshiriq bilan bog'liq javoblardan ko'proq izchil naqshlarga (Shakl S2B). 4 sessiyasi bo'yicha har ikkala guruh ham shunga o'xshash ko'paygan, keyinchalik instrumental pokeda fazoviy faoliyatda pasaygan. Ushbu naqsh mukofotga (oziq-ovqat yo'li orqali kirib borishga) qadar va keyinchalik ma'lum bo'ldi. NAc fasik neytral faolligining yaqindan tekshirilishi neyronlarning faollashishi va inhibisyonining naqsh va miqyosidagi bir-biriga yaqin o'xshashliklarni va ba'zi bir muhim farqlar (Anjir. 3). Ayniqsa, yorug'lik nurining boshlanishi, har ikkala yoshdagi va kattalardagi NAc neyronlarning taxminan 10% ni faollashishiga olib keldi va bu bilan bir nechta neyronlarning inhibe qilinishiga olib keldi va hozirgi vaqtda faol yoki inhibe qilingan neyronlarning nisbati jihatidan sezilarli yosh farq qilmaydi [ ch2(2, n = 349) = 1.51, P = 0.47] va umumiy aholi faolligida farq yo'q (Z = 1.82, P = 0.07; Anjir. 3, chap). Sinov uchun neyronlar faollashgandan so'ng, ular hayvon oziq-ovqat qutisiga kirguncha ular faol bo'lishga intilishdi. Vaqtinchalik dinamika shundan iborat ediki, neyronlarning ma'lum bir qismi har ikkala cholg'u asboblari va oziq-ovqat kanallariga kirish atrofida ham faollashdi. Aholi faoliyatida yoshga bog'liq farqlar yo'q (Z = -0.16, P = 0.87) yoki birlik toifasi [x2(2, n = 349) = 0.22, P = 0.90] instrumental poke oldida 0.5-da topildi. Enstrümantal poke so'ng kattalar o'rtacha o'rtacha faollikni ko'rsatdi (Z = 4.09, P <0.01) va birlik toifalari nisbatlaridagi farqlar [χ2(2, n = 349) = 7.23, P = 0.03] kattalar faollashtirilgan neyronlarningZ = 2.53, P = 0.01; Anjir. 3C, markaz va 1 stol). Xuddi shu tarzda, 0.5-larda oziq-ovqat mahsulotlariga kirishdan oldin kattaroq kattalardagi faollik kuzatildiZ = 2.67, P <0.01) va yana bir xil toifadagi nisbatlar kuzatildi [ph2(2, n = 349) = 6.64, P = 0.04] kattalar bilan faollashtirilgan birliklarning sezilarli darajada katta qisminiZ = 2.32, P = 0.02; Anjir. 3C, o'ng va 1 stol). Ushbu davr mobaynida sud jarayonida neytral harakatlar bir qator barqarorlikni namoyon etdi, biroq DSga qaraganda kamroqFilm S2). Oziq-ovqatlarga kirgandan keyin 0.5-larda aholi faolligining yoshga bog'liq bo'lmagan farqlari yo'q edi (Z = -0.61, P = 0.54), birligi orasidagi farqlar mavjud bo'lsa-da [x2(2, n = 349) = 7.81, P = 0.02]. Bu ayni paytda inhibe qilingan o'smirlar bo'linmalarining sezilarli darajada ko'payishiga olib keldi (Z = -2.81, P <0.01; Anjir. 3C, o'ng va 1 stol). Shunday qilib, guruhlar orasidagi farqlar mavjud bo'lsa-da, nöral yanıtların umumiy shakli (va birliklar o'rtasidagi faoliyat) NAc'de DS'ye ko'ra ko'proq o'xshardi.
O'rtacha normallashtirilgan LFP spektrogrammlari, NAc va DS da o'smirlar va kattalar uchun o'xshardi (Anjir. 4). Oziq-ovqat mahsulotlariga kirishdan oldin, NAc-da, o'spirinlar va kattalar β (13-30 Hz) va D (> 30 Hz) diapazonlarida kuchini pasaytirdilar, kattalarda esa kuchini pasaytirdilar. Oziq-ovqat idishiga kirgandan so'ng, har ikkala guruh 20 Gts atrofida markazlashtirilgan vaqtinchalik quvvatni namoyish qildilar. D (3-7 Hz) va a (8-12 Hz) kabi past chastotalarda o'spirinning LFP kuchini oshirish tendentsiyasi mavjud bo'lib, oziq-ovqat mahsuloti kirib kelganidan keyin yoshga bog'liq muhim farqlar -500 ms topildi (Anjir. 4 A va B). Shunga o'xshash naqshlar DSda ko'rindi, biroz kattaroq kattalar oziq-ovqatlarga kirgandan so'ng darhol b-kuchayib boradi (Anjir. 4 C va D). Umuman, statistik kontrastli xaritalar (Anjir. 4 B va D) o'smirlar va kattalar uchun LFP mukofotlari bilan bog'liq ko'plab chastotalardagi o'xshashlikni namoyish etadi va bir nechta alohida istisnolardan iborat.
muhokama
Barkamol, lekin kattalar SH emas, balki odatning shakllanishiga bog'liq bo'lgan struktura va xatti-harakatlarning uyg'unligini nazorat qilish bilan bog'liq kuchli mukofot bilan bog'liq faollikni aniqladik (11-13, 22). NAc, har ikki yosh guruhida shunga o'xshash tarzda javob berdi; NAc'de ba'zi bir birlik faoliyati farqlari ko'rinsa-da, bu farqlar kichikroq va vaqtinchalik edi va nöral faoliyati vaqt mintaqasi, bu mintaqadagi guruhlar orasida juda o'xshardi. Ushbu topilmalar o'smirlik davrida bazal ganglion tuzilmalaridagi funktsional etuklikda mukofotni qayta ishlash bilan bog'liq mintaqaviy heterojenlikni namoyish etadi va DS bilan yoshga bog'liq nosog'lom farqlar bilan bog'liq bo'lgan yoshga bog'liq zaifliklar bilan bevosita bog'liq bo'lishi mumkinligini ilgari suradi. Bundan tashqari, birlik darajasida sezilarli yoshga bog'liq tafovutlar kuzatilgan bo'lsa-da, bunday farqlar fMRI va EEGning keng miqyosli mintaqaviy signallariga ko'proq mos keladigan LFP tebranish kuchida osonlikcha kuzatilishi mumkin emasligini aniqladik23).
Fasik neytral faollik ma'lumotlari, mukofotni kutish paytida DSning aniq rolini yoki uning neyron tasavvurlariga ta'sir ko'rsatuvchi stimullarning ta'sirini kattalar va kattalar orasida farq qiladi. Har ikkala guruhda ham sinovlar boshida faollashtirilgan birliklar bor edi, ular instrumental javobda qisqartirildi va yana faollashdi. Ularning orasida boshqa ishlar bilan hamohang bo'lib, kattalar bo'linmalari ilgari qayta yoqilgan va mukofotga24, 25). Barkamol sheriklarining faollashishi, aksincha, mukofot olish vaqtiga qadar davom etgan. Shunday qilib, faqat o'smirlar DSda mukofot-kutish neyronlari deb ta'riflanishi mumkin bo'lgan katta guruhga ega edilar. Ba'zilar, ilgari DSda prereward faoliyatini kuzatgan bo'lishsa-da,24-26), bu erda tanqidiy nuqta, o'smirlar va kattalar bu kabi faoliyat turlarining turli muvozanat va vaqtga egaligi. Striatum vaziyat-harakatlar uyushmalarida to'g'ridan-to'g'ri rol o'ynashi mumkin25) va "aktyor-tanqidchi" modeldagi aktyor sifatida ko'proq oqilona harakatlarga yo'l qo'ymaslik uchun xizmat qilishi mumkin (27). Striatum katta miqdordagi nigra va kortikal hududlardan glutamat proektsiyasidan dopaminli kirishni oladi; GABA prognozlarini globus pallidusga yuboradi, bu esa keyinchalik talamusni loyihalashtiradi, natijada korteksga qaytadi. Noma'lum prefrontal korteks yoki bazal ganglion hududlaridan kelgan afferent signallar qisman DSda kuzatilgan yoshga xos naqshlarni hisobga olishi mumkin. Haqiqatan ham, bu vazifani bajarish vaqtida adolesan orbitofrontal korteks (OFC) davrida inhibisyon kamayib,28), bu to'g'ridan-to'g'ri DS ning29).
Ixtiyoriy xatti-harakatlar vaqtida DSda ortib borayotgan LFP θ- va b-salınımlarının oldingi hisobotlariga muvofiq (30, 31), o'smirlar va katta yoshdagilar ovqatni yuqtirishdan oldin va keyin ularni namoyish qildilar. DSda jiddiy bir martalik faoliyat farqlariga qaramasdan, LFP salınımları DS va NAc'deki ikki yosh guruhi orasida juda o'xshardi. Bu topilma juda muhimdir, chunki insonning o'smir tadqiqotlari fMRI va EEG kabi katta miqyosli funktsional tadbirlarga qaratilgan. Biz fMRI signallari bilan yaxshi aloqador bo'lgan keng miqyosli hududiy salınımlar, xuddi shunday o'xshash (hatto,23). Bazal ganglion LFP salınımlarının vazifalari bilinmemekle bilan birga, ular davranışsal bağlamda (30, 31), bu ikki yosh guruhlari uchun bir xil edi.
NAc da ba'zi bir vaqtinchalik farqlar tashqari, ishga qabul qilingan faollashtirilgan va inhibe qilingan birliklarning nisbati va ularning javoblari vaqti, odatda, normalizatsiya qilingan aholi faolligida aks etganidek, odatda o'xshardi. NAc ning manipulyatsiyasi motivatsiyaga, asosiy xulq-atvorli faoliyatga va instrumental xatti-harakatlarni o'rganishga va bajarishga ta'sir qiladi (32-35). Ushbu ishda, NAc'deki yoshlar nöral faoliyat farqlari DS'de bo'lganlar bilan oddiy va vaqtinchalik sifatida karşılaştırıldı. Insonlarda fMRI tadqiqotlari o'smirlar va kattalar bilan mukofotlash bilan bog'liq bo'lgan NAc faoliyatini taqqoslashda barqaror emas. Ba'zi tadkikotlar mukofotni olish uchun NAc36, 37) va boshqalar zaif bo'lganlarni (38) yoki undan murakkab kontekstga qaram naqshlar (39). Uyg'unlikdagi ergenlarda subkortikal bir birlik va LFP faoliyatini qayd etuvchi ushbu tadqiqot ushbu masalani yoritib beradi: yoshga bog'liq bunday farqlar o'lchagan signal turiga bog'liq bo'lishi mumkinligini ko'rsatamiz. Bizning topilmalarimiz OFC (masalan, boshqa hududlardan oldingi NAc) funktsional etuklikka erishilgandan oldingi dalillarga ham mos keladi37, 28). Shunga qaramay, o'smirlar DS birligi faoliyatining kattalarnikidan farq qilishini aniqlash uchun, biz bu faqat tavsiya etilgan kortikal va subkortikal farqni emas, degan xulosaga keldik (40).
Shuni ta'kidlash kerakki, ushbu ishda neytral faoliyat turlicha farqlar o'lchangan xatti-harakatlarning farqlanmaganligiga qaramasdan kuzatilgan. Xulqli naqshlarni bajarishda DSning roli tufayli neyron farqlari qisman o'lchamaslikning xatti-harakatiga bog'liq bo'lishi mumkin. Bunday farqlar har doim ham mumkin bo'lsa-da, ushbu tadqiqotda bir necha sabablarga ko'ra juda kam ko'rinadi. Neyrali taqqoslashlar faqat kalamushlar vazifa bilan yuqori darajada bilimga ega bo'lganda va yuqori vazifaga yo'naltirilganligi kuzatilganda amalga oshirildi. Eng katta nerv farqining davri - bu instrumental javob va oziq-ovqatlarga kirib borish vaqti, bu xatti-harakatning o'rtacha kechikishi ikki yosh guruhida bir xil bo'lgan. Bundan tashqari, neyron farqlari muayyan joylarda (masalan, mukofotni kutish vaqtida) izchillik bilan kuzatildi, ammo boshqalarga emas (masalan, sinov boshlang'ich nishoniga javob) va neyronlarning faollashuvining vaqti ko'pincha sezilarli darajada farq qilsa-da, nöronal inhibisyonning vaqti har bir yosh guruhidagi miya hududlarida odatda o'xshash edi. Birgalikda, bu topilmalar neyron arxitekturasidagi farqlarga, qayta ishlash samaradorligiga va / yoki aniq natijalarning fiziologik ta'siriga ishora qiluvchi shunga o'xshash xatti-harakatlarda ham, DSda, asosan, yoshga bog'liq neyronlarning ishlov berishning asosiy farqlari mavjudligini sharhlash bilan mos keladi. voqealar.
Natijada, mukofot bilan bog'liq bo'lgan voqealar yoshlar bilan bog'liq bo'lgan va psixiatrik zaifliklarga javob beradigan tarmoqlarda yangi joyni ko'rsatishi mumkin bo'lgan kattalar emas, balki o'smirlar DS ga qattiq ta'sir qilishini aniqladik. Ushbu bazal ganglion tuzilishi an'anaviy o'rganishda va xotirada, odatning shakllanishida va g'ayritabiiy xatti-harakatning boshqa jihatlarida asosiy rol o'ynaydi va uning buzilishi psixiatrik muammolar bilan bog'liq (41-43). Shu sababli, ushbu mintaqaning faoliyati rivojlanish yo'li bilan qanday o'zgarganligi, boshqa muhim miya mintaqalari bilan o'zaro aloqasi bilan birga, o'smirlikning zaiflik mexanizmlari va kelajakdagi klinik tadbirlar dizayni haqidagi tushunchamiz uchun juda muhimdir. Adolesan xulq-atvori va psixiatrik zaiflikning murakkabligi ko'plab miya mintaqalarini o'z ichiga olgan ko'p qirrali bo'lishi mumkin. Shunday qilib, DS, ko'pincha o'zaro ta'sir qiladigan hududlardan biri bo'lib, ular birgalikda (alohida holda emas) o'smirlikning xulq-atvori va psixiatrik zaifliklari uchun juda muhimdir. Barkamol elektrofizyologik yozuvlar va xulqli kontekstlarda yoshga bog'liq nöral ishlov berishning farqlanishlarini o'rganish yo'lidagi xatti-harakatlarning usullari yordamida tarmoq darajasida Barkamol zaiflik substratlarini qadrlashni boshlaymiz.
Materiallar va usullari
Mavzular va jarrohlik.
Hayvonot ishlari Pitsburg Hayvonlarni Xizmat va Foydalanish Qo'mitasi tomonidan tasdiqlangan. Kattalar erkak (postnatal kun 70-90, n = 12) va homilador to'g'on (embrion kuni 16; n = 4) Sprague-Dawley kalamushlari (Harlan) 12-h yorug'lik / quyuq aylanish bilan iqlim nazorati ostida vivariyada joylashtirilgan (7: 00 PMda chiroqlar) va chow va suvga kirish huquqini beradi. Olti kundan buyon eng ko'p oltmish yoshdan oshgan qizlar, keyinchalik tug'ruqdan keyingi kunida 21 (n = 16). Kattalar uchun jarrohlik amaliyotlari kamida 1 qurolga aylantirildi. Adolesan ameliyatlar postnatal kuni 28-30 da o'tkazildi. Sakkizta simli mikroelektrli massivlar NAc yoki DS ga (SI Materiallar va uslublar). Yozuvlar ilgari ta'riflanganidek qilingan (28), kalamushlar esa xatti-harakatlarni bajarishgan. Yagona birliklar qo'lda va yarim avtomatlashtiruvchi saralash texnikasi yordamida (Offlayn Sorter (Plexon)44).
Xatti-harakatlar.
Xulq-atvor sinovlari ilgari ta'riflanganidek amalga oshirildi (28, 45). Sichqoncha oziq-ovqat pelletlarini mukofotlash uchun instrumental poke qilishni o'rgandi (Anjir. 1A va SI Materiallar va uslublar). Har bir mashg'ulotda jami sinovlar soni, dastlabki sinovdan kelib chiqadigan vosita javobining o'rtacha kechikishi va peletni topishga nisbatan instrumental javobning kechikishi baholandi. Yosh × sessiyalarida takroriy-o'lchov choralari SPSS dasturiy ta'minotidan foydalanib, ushbu choralar bo'yicha (a = 0.05), pastki chastotali df tuzatishlar bilan bajarildi, unda kenglik taxminlari buzildi.
Elektrofizyologik tahlil.
Elektrofizyolojik ma'lumotlar Chronux asboblar qutisidan funksiyalar bilan bir qatorda, maxsus yoziladigan Matlab (MathWorks) skriptlari yordamida tahlil qilindi (http://chronux.org/). Bir martalik tahlillar, vazifa voqealari atrofidagi derazalardagi peri-voqeali vaqtning otish tezligi histogramlariga asoslangan edi. Bitta yakka tartibdagi faoliyat Z- dastlabki davr mobaynida har bir birlikning o'rtacha va SD otish stavkalari asosida normallashtirildi (2-ning oynasi boshlanishidan oldin 3-dan boshlangan). Vazifa hodisalari atrofida o'rtacha aholi punkti faoliyati rejalashtirilgan. Barkamol va kattalar birligi faoliyatining statistik taqqoslashlari qiziqarli deraza oynasida (0.5-ning oynadan keyin va keyin instrumental poke, oldin va keyin oziq-ovqat peshobiga kiritilgan) derazalari Wilcoxon daraja sinovlari ( sifatida taqdim etildi Z-valular), Bonferroni bir nechta taqqoslashlarni tuzatdi. Ushbu tahlilda null gipoteza rad etildi P 0.01. Filmlar S1 va S2 4-6 sessiyalarida videokameralar orqali yagona sinovli qadamlarda harakatlanadigan beshta sinov bo'yicha mahalliy o'lchamli dispetcherning (LOESS) o'rtacha normallashtiriladigan otishni o'rganish darajasi. Video vaqti har bir mashg'ulotning sud jarayoni orqali faoliyatning rivojlanishini ifodalaydi. Birliklari, shuningdek, ketma-ket uch marta 50-miltsion quti bilan birga bo'lsa, ma'lum vaqt oynalarida faollashtirilgan yoki inhibe qilinganlar sifatida tasniflangan. Z ≥ 2 yoki Z Navbati bilan ≤ -2. Ushbu mezonlar, yuqorida tavsiflangan parametrik bo'lmagan bootstrap tahlillari yordamida past darajadagi noto'g'ri tasniflash stavkalarini berish sifatida tasdiqlangan (39) (SI Materiallar va uslublar). Biror birliklar tasniflanganda, x2 barcha aktivlashtirilgan, to'xtatilgan va nonsignificant birliklar uchun qiziqishning oldingi oynasida tahlillar o'tkazildi. Faqat muhim x2 testlar post hoc tomonidan kuzatildi Z- asosiy toifadagi asosiy farqlarni aniqlash uchun ikkita nisbatni tanlaydi. Null gipoteza qachon rad etilgan P <0.05, ko'rsatilgan 1 stol qalin turga ega. Qurilmani ishga qabul qilish vaqtini (masalan, faollashtirilgan yoki inhibe qilingan) ko'rish uchun, 500-milodiy harakatlanuvchi oynalarda (250-ms bosqichlarida) katta hajmdagi oynada vaqtli ishlarni bajarish uchun kategoriya tahlillari o'tkazildi.
Xrom LFP kuchlanish izlari kesish asarlari yoki chiqishi (o'rtacha kuchlanishdan ± 3 SD) bo'lgan sinovlarni olib tashlangandan so'ng, har bir sub'ekt uchun tezkor Fourier konvertatsiyasiSI Materiallar va uslublar). Quvvat spektrlari har bir yosh guruhida o'rtacha hisob qilingan. Tyoshli kattalikdagi spektrogrammalarning normallashtirilgan LFP kuchini taqqoslaydigan kontrastli xaritalar har bir chastota chastotasi uchun yoshga qarab o'xshashlik va farqlarni ta'kidlash uchun mo'ljallangan.
rahmat
Ushbu ishni qo'llab-quvvatlash Milliy ruh salomatligi instituti, Pittsburgh Life Sciences Greenhouse va Endryu Mellon Foundation Predoctoral Fellowship (DAS) tomonidan taqdim etildi.
Izohlar
Mualliflar hech qanday manfaatlar to'qnashuvini e'lon qilmaydi.
Ushbu maqola PNAS To'g'ridan-to'g'ri yuborilgan.
Ushbu maqola onlaynda qo'llab-quvvatlovchi ma'lumotlarni o'z ichiga oladi www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1114137109/-/DCSupplemental.
;
