Using Machine Learning Approaches to Examine Emotion-Related Brain Activity and Substance Use Among Adolescents

使用机器学习方法检查青少年与情绪相关的大脑活动和物质使用

基本信息

  • 批准号:
    10162299
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.93万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-06-01 至 2022-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary/Abstract Substance use and substance use disorder are leading causes of death and disability worldwide. Importantly, most adults with substance use disorder begin using substances as adolescents, making adolescence an important period for the development of substance use disorder. Thus, it is critical to identify factors related to substance use among adolescents, consistent with NIDA objective 1.1. One factor linked to adolescent substance use is negative emotion processing. As adolescents undergo significant biological and psychosocial changes across development they may experience altered negative emotion processing that can lead to substance use if not appropriately regulated. Unfortunately, there is limited understanding in how neural level differences in negative emotion processing is related to substance use among adolescents. Moreover, extant neuroimaging research on negative emotion processing and substance use has employed univariate methods instead of multivariate methods. In contrast to univariate methods, multivariate methods are more sensitive in detecting patterns of neural activation across voxels and yield more generalizable and replicable findings overall. In addition, this research has employed standardized negative emotion paradigms, which have high experimental control, but may be less likely to reflect negative emotion processing as it occurs in the real world. To address these gaps in the literature, the proposed study will use multivariate machine learning approaches (i.e., multivoxel pattern analysis) to classify patterns of neural activation in a standardized negative emotion processing task and in a novel naturalistic negative emotion processing task that differentiate substance using adolescents from non-using adolescents, as well as predict substance use disorder risk factors. Additionally, the proposed study will use machine learning approaches to examine sex differences in emotion-related neural activation to these tasks in relation to substance use. This research will be conducted on a sample of 326 12-13 year old adolescents from Sponsor’s (Chaplin) competing renewal grant (RO1 DA033431-06A1). Knowledge from the proposed study will be used to identify emotion-related neurobiological markers of adolescent substance use. Ultimately, these markers can be used to target at-risk adolescents in need of substance use prevention and intervention efforts. The goals of the proposed study will be accomplished within a research training plan aimed at developing multidisciplinary expertise in affective neuroscience, particularly in multivariate machine learning methods, and developmental models of substance use. The training plan includes completion of relevant coursework, attendance at targeted workshops, individual mentorship by experts in the field of development and neuroscience, and scientific writing and presentation experience.
项目摘要/摘要 药物使用和药物使用障碍是全球死亡和残疾的主要原因。 重要的是,大多数患有药物使用障碍的成年人开始使用物质作为上升 青春期的一个重要时期,用于识别物质使用障碍。 与青少年的物质使用相关的因素,与NIDA目标一致。 青少年的使用是负面情绪处理。 在整个发展的社会心理变化中,他们经历了改变的改变的负面处理改变 不幸的是,如果不适当地调节物质,则对神经的了解有限 另外,负面情绪处理的水平差异与青少年之间的物质使用有关。 现有的关于负面情绪和物质使用的神经影像学研究已采用单变量 与单变量方法相比,多变量的方法是多变量的方法 敏感的检测神经激活模式,并产生更具概括性和可复制性 总体而言,这项研究还扩大 高实验控制,但可能不太可能反映出负面的情绪,因为它发生在真实的情况下 世界。 方法(即多毒素模式分析),以对标准化负面的神经激活进行分类 情感处理任务和新颖的自然主义负面处理任务 使用非利用青少年的青少年的物质,并预测药物使用障碍风险 另外,支撑的研究将进行机械学习方法以检查性别 这些任务与药物使用相关的情绪相关的神经激活。 在赞助商(卓别林)竞争续签赠款(RO1)的326 12-13岁青少年样本中 DA033431-06A1)。 青少年物质的标记最终可以使用这些标记 需要预防药物使用和干预工作。 在旨在发展情感的跨场知识的研究培训计划中完成的 神经科学,特别是在多元机器学习方法和物质的发展模型中 使用。 发展和神经科学领域的专家的个人指导以及科学写作和 演讲经验。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Sex differences in emotion- and reward-related neural responses predicting increases in substance use in adolescence.
情绪和奖励相关神经反应的性别差异预示着青春期物质使用的增加。
  • DOI:
    10.1016/j.bbr.2023.114499
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Chaplin,TaraM;Curby,TimothyW;Gonçalves,StefanieF;Kisner,MalloryA;Niehaus,ClaireE;Thompson,JamesC
  • 通讯作者:
    Thompson,JamesC
Affect-Related Brain Activity and Adolescent Substance Use: A Systematic Review.
  • DOI:
    10.1007/s40473-021-00241-w
  • 发表时间:
    2022-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Goncalves, Stefanie F;Ryan, Mary;Niehaus, Claire E;Chaplin, Tara M
  • 通讯作者:
    Chaplin, Tara M
Sexual Identity and its Association with Trajectories of Depressive Symptoms and Emotion Regulation Difficulties from Early to Middle Adolescence.
  • DOI:
    10.1007/s10578-021-01188-5
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    López R Jr;Gonçalves SF;Poon JA;Ansell EB;Esposito-Smythers C;Chaplin TM
  • 通讯作者:
    Chaplin TM
Negative Urgency Linked to Craving and Substance Use Among Adults on Buprenorphine or Methadone
  • DOI:
    10.1007/s11414-023-09845-4
  • 发表时间:
    2023-07-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Goncalves,Stefanie F.;Izquierdo,Alyssa M.;Sikdar,Siddhartha
  • 通讯作者:
    Sikdar,Siddhartha
High-Frequency Heart Rate Variability and Emotion-Driven Impulse Control Difficulties During Adolescence: Examining Experienced and Expressed Negative Emotion as Moderators.
  • DOI:
    10.1177/0272431620983453
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Gonçalves SF;Chaplin TM;López R Jr;Regalario IM;Niehaus CE;McKnight PE;Stults-Kolehmainen M;Sinha R;Ansell EB
  • 通讯作者:
    Ansell EB
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    $ 3.93万
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