Linking the Development of Association Cortex Plasticity to Trans-Diagnostic Psychopathology in Youth

将皮层可塑性关联的发展与青少年跨诊断精神病理学联系起来

基本信息

  • 批准号:
    10799882
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 80.94万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-06-01 至 2028-07-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY Association cortex undergoes protracted development throughout childhood and adolescence. This extended window of association cortex plasticity is understood to enhance executive and socioemotional functioning, whereas experiences that diminish plasticity—such as environmental adversity—confer risk for psychopathology. At present, the biological origins of prolonged association cortex plasticity in humans remain under characterized, precluding a mechanistic understanding of how neurodevelopmental malleability interacts with the environment to foster either resilience or psychiatric vulnerability. Animal studies of cortical plasticity have identified maturational increases in inhibitory neurotransmission and cortical myelination as two key biological regulators of plasticity. As inhibition and myelination increase and the murine cortex transitions from plastic to mature, intrinsic cortical activity transitions from widespread and synchronized (producing high amplitude neural recordings) to suppressed and sparse — producing low amplitude recordings. This development-linked shift in intrinsic activity amplitude thus provides an animal model-informed, functional readout of local circuit plasticity. We recently leveraged this functional marker in humans and found that declines in the amplitude of intrinsic fMRI fluctuations (termed fluctuation amplitude) were coupled to the maturation of cortical myelin and temporally unfolded along a hierarchical, sensorimotor-association cortical axis (Sydnor et al., Nature Neuroscience 2023). Here we will map the normative progression of developmental plasticity from sensory to association cortex and link precocious reductions in association cortex plasticity to transdiagnostic overall psychopathology. Building upon our initial work examining plasticity measures in one cross-sectional dataset, we propose to generalize our findings to two additional cross-sectional datasets (the HCP-Development and the Healthy Brain Network; total n=6,530) and map within-participant change using the ABCD study (n=11,563). These datasets will allow us to comprehensively map the development of our functional measure of plasticity (Aim 1) and link it to both the development of a major plasticity restricting factor (intracortical myelin; Aim 2). Next, we will determine whether lower socioeconomic status (SES) is associated with accelerated closure of plasticity in association cortex (Aim 3), and finally delineate links to trans-diagnostic overall psychopathology (Aim 4). This research program capitalizes upon a highly successful first project period (>60 publications) and robust preliminary data and a highly cohesive team of UPenn investigators with expertise in neurodevelopmental psychopathology and neuroinformatics (Satterthwaite), network science and machine learning (Bassett), imaging statistics (Shinohara), psychometrics (Moore), and developmental psychology (Mackey). Together, this innovative proposal will provide compelling evidence that development of association cortex plasticity is critical for transdiagnostic psychopathology.
项目概要 联合皮层在整个童年和青春期经历长期的发育。 延长关联皮层可塑性窗口被认为可以增强执行力和社会情感 功能,而削弱可塑性的经历(例如环境逆境)会带来风险 目前,人类长期关联皮层可塑性的生物学起源仍然存在。 特征不足,妨碍了对神经发育可塑性如何相互作用的机械理解 与环境一起培养复原力或精神脆弱性 皮质可塑性的动物研究。 已经确定抑制性神经传递和皮质髓鞘形成的成熟增加是两个关键 随着抑制和髓鞘形成的增加以及小鼠皮质的转变,可塑性的生物调节剂。 从可塑性到成熟,内在的皮质活动从广泛且同步的转变(产生高 神经振幅记录)被抑制和稀疏——产生低振幅记录。 因此,与发育相关的内在活动幅度的变化提供了一种动物模型知情的、功能性的 我们最近在人类中利用了这种功能标记,并发现了这一点。 内在功能磁共振成像波动幅度(称为波动幅度)的下降与 皮质髓磷脂的成熟,并沿着分层的感觉运动关联皮质暂时展开 轴(Sydnor 等人,Nature Neuroscience 2023)。在这里,我们将绘制发育进程的规范进程。 从感觉到联合皮层的可塑性,并将联合皮层可塑性的早熟减少与 跨诊断整体精神病理学建立在我们检查可塑性措施的初步工作的基础上。 横截面数据集,我们建议将我们的发现推广到另外两个横截面数据集( HCP-发展和健康大脑网络;总数 n=6,530)并使用 ABCD 研究(n=11,563)。这些数据集将使我们能够全面绘制我们的发展图。 可塑性的功能测量(目标 1)并将其与主要可塑性限制因素的发展联系起来 (皮质内髓磷脂;目标 2)接下来,我们将确定较低的社会经济地位 (SES) 是否与之相关。 加速关闭关联皮层的可塑性(目标 3),并最终描绘出与跨诊断的联系 整体精神病理学(目标 4)。该研究计划利用了非常成功的第一个项目。 期(> 60 篇出版物)和可靠的初步数据以及由宾夕法尼亚大学研究人员组成的高度凝聚力的团队 神经发育精神病理学和神经信息学(萨特思韦特)、网络科学和 机器学习(巴塞特)、成像统计学(筱原)、心理测量学(摩尔)和发展 心理学(麦基)。这一创新提案将为发展提供令人信服的证据。 关联皮层可塑性对于跨诊断精神病理学至关重要。

项目成果

期刊论文数量(58)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Evaluation of a new intrinsic and extrinsic motivation scale in youth with psychosis spectrum symptoms.
  • DOI:
    10.1016/j.comppsych.2023.152413
  • 发表时间:
    2023-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    Didier, Paige R.;Moore, Tyler M.;Calkins, Monica E.;Prettyman, Greer;Levinson, Tess;Savage, Chloe;Leme, Luis Fernando Viegas de Moraes;Kohler, Christian G.;Kable, Joseph;Satterthwaite, Theodore;Gur, Ruben C.;Gur, Raquel E.;Wolf, Daniel H.
  • 通讯作者:
    Wolf, Daniel H.
A simple permutation-based test of intermodal correspondence.
  • DOI:
    10.1002/hbm.25577
  • 发表时间:
    2021-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Weinstein SM;Vandekar SN;Adebimpe A;Tapera TM;Robert-Fitzgerald T;Gur RC;Gur RE;Raznahan A;Satterthwaite TD;Alexander-Bloch AF;Shinohara RT
  • 通讯作者:
    Shinohara RT
Temporal sequences of brain activity at rest are constrained by white matter structure and modulated by cognitive demands
  • DOI:
    10.1038/s42003-020-0961-x
  • 发表时间:
    2020-05-22
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Cornblath, Eli J.;Ashourvan, Arian;Bassett, Danielle S.
  • 通讯作者:
    Bassett, Danielle S.
Mitigating head motion artifact in functional connectivity MRI.
  • DOI:
    10.1038/s41596-018-0065-y
  • 发表时间:
    2018-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    14.8
  • 作者:
    Ciric R;Rosen AFG;Erus G;Cieslak M;Adebimpe A;Cook PA;Bassett DS;Davatzikos C;Wolf DH;Satterthwaite TD
  • 通讯作者:
    Satterthwaite TD
Sex differences in network controllability as a predictor of executive function in youth
  • DOI:
    10.1016/j.neuroimage.2018.11.048
  • 发表时间:
    2019-03-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Cornblath, Eli J.;Tang, Evelyn;Bassett, Danielle S.
  • 通讯作者:
    Bassett, Danielle S.
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Danielle Smith Bassett其他文献

Danielle Smith Bassett的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Danielle Smith Bassett', 18)}}的其他基金

Guiding epilepsy surgery using network models and Stereo EEG
使用网络模型和立体脑电图指导癫痫手术
  • 批准号:
    10740473
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 80.94万
  • 项目类别:
Guiding epilepsy surgery using network models and Stereo EEG
使用网络模型和立体脑电图指导癫痫手术
  • 批准号:
    10845904
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 80.94万
  • 项目类别:
Guiding epilepsy surgery using network models and Stereo EEG
使用网络模型和立体脑电图指导癫痫手术
  • 批准号:
    10667100
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 80.94万
  • 项目类别:
Guiding epilepsy surgery using network models and Stereo EEG
使用网络模型和立体脑电图指导癫痫手术
  • 批准号:
    10344259
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 80.94万
  • 项目类别:
Guiding epilepsy surgery using network models and Stereo EEG
使用网络模型和立体脑电图指导癫痫手术
  • 批准号:
    10625963
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 80.94万
  • 项目类别:
Development and validation of a computational model of higher-order statistical learning on graphs in humans
人类图高阶统计学习计算模型的开发和验证
  • 批准号:
    10059133
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 80.94万
  • 项目类别:
CRCNS: US-France Data Sharing Proposal: Lowering the barrier of entry to network neuroscience
CRCNS:美法数据共享提案:降低网络神经科学的准入门槛
  • 批准号:
    10019389
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 80.94万
  • 项目类别:
CRCNS: US-France Data Sharing Proposal: Lowering the barrier of entry to network neuroscience
CRCNS:美法数据共享提案:降低网络神经科学的准入门槛
  • 批准号:
    9916138
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 80.94万
  • 项目类别:
CRCNS: US-France Data Sharing Proposal: Lowering the barrier of entry to network neuroscience
CRCNS:美法数据共享提案:降低网络神经科学的准入门槛
  • 批准号:
    10262925
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 80.94万
  • 项目类别:
Longitudinal Mapping of Network Development Underlying Executive Dysfunction in Adolescence
青春期执行功能障碍背后的网络发展的纵向映射
  • 批准号:
    10112308
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 80.94万
  • 项目类别:

相似国自然基金

高功率激光驱动低β磁重联中磁岛对电子加速影响的研究
  • 批准号:
    12305275
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
U型离散顺流火蔓延非稳态热输运机理与加速机制研究
  • 批准号:
    52308532
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
实施科学视角下食管癌加速康复外科证据转化障碍机制与多元靶向干预策略研究
  • 批准号:
    82303925
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
TWIST1介导的ITGBL1+肿瘤相关成纤维细胞转化加速结肠癌动态演化进程机制及其预防干预研究
  • 批准号:
    82373112
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
NOTCH3/HLF信号轴驱动平滑肌细胞表型转化加速半月板退变的机制研究
  • 批准号:
    82372435
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

RP5 MPT Study
RP5 MPT 研究
  • 批准号:
    10595905
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 80.94万
  • 项目类别:
The Genetics of Personalized Functional MRI Networks
个性化功能 MRI 网络的遗传学
  • 批准号:
    10650032
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 80.94万
  • 项目类别:
Development of practical screening tools to support targeted prevention of early, high-risk drinking substance use
开发实用的筛查工具,以支持有针对性地预防早期高风险饮酒物质的使用
  • 批准号:
    10802793
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 80.94万
  • 项目类别:
Exploratory Analysis Tools for Developmental Studies of Brain Microstructure with Diffusion MRI
利用扩散 MRI 进行脑微结构发育研究的探索性分析工具
  • 批准号:
    10645844
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 80.94万
  • 项目类别:
Mapping lifespan trajectories of white matter in autism and improving reproducibility through shared diffusion MRI data
通过共享扩散 MRI 数据绘制自闭症患者白质的寿命轨迹并提高可重复性
  • 批准号:
    10648969
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 80.94万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了