Prefrontal cortex

Cognitive flexibility enables individuals to navigate unpredictable situations and rapid changes. Because the prefrontal cortex governs both cognitive flexibility and emotional input, lifetime traumatic experiences may influence its development. Despite this, research examining the impact of childhood trauma on cognitive flexibility in early adulthood remains limited. This study investigates the relationship using a sequential explanatory approach. A total of 275 undergraduate and diploma students (ages 18–25) from Gadjah Mada University completed the Adverse Childhood Experiences-International Questionnaire (ACE-IQ) and the Cognitive Flexibility Scale (CFS). Simple linear regression and thematic analysis indicated that childhood trauma predicts cognitive flexibility in early adulthood. These findings highlight the importance of understanding the long-term impact of childhood trauma on cognitive adaptability, which may inform interventions to enhance resilience in early adulthood. Future research should consider developmental timing, sociocultural environment, education, socioeconomic status, and spirituality, as well as experimental performance measures.

Background Athletic performance in open-skill sports depends on the efficient integration of cognitive and motor processes under dual-task (DT) conditions. Reliable measurement of these processes is a prerequisite for assessing the functional profile of young athletes (aged 13–15) and for guiding training. Objective This study examined the test-retest reliability (TRR) of center-of-pressure (COP) and fNIRS-derived cortical activation metrics across zero-load, low-load, and high-load conditions, assessed the reliability of N-back performance under the two dual-task conditions, and descriptively compared cortical activation patterns across load conditions in adolescent basketball players. Methods Twenty male adolescent basketball players completed a within-subject test-retest protocol involving two visits separated by 7 days. At each visit, participants performed quiet stance alone under the zero-load condition and concurrently with auditory 0-back and 2-back tasks under the low-load and high-load conditions, respectively. Test-retest reliability was quantified using intraclass correlation coefficients (ICCs) for COP indices and fNIRS-derived t-statistics in the bilateral prefrontal cortex (PFC) and motor cortex (MC) across all three load conditions, and for N-back accuracy and reaction time under the two dual-task conditions. Results Most indices yielded moderate-to-excellent point estimates of reliability (ICC range: 0.609–0.984), although precision varied, with several 95% confidence intervals spanning multiple reliability categories. COP whole path length, path length per unit area, and the N-back metrics showed good-to-excellent point estimates (ICC ≥ 0.784), and fNIRS-derived t-statistics in the PFC and MC reached ICCs of up to 0.984 under high-load conditions. Within the COP domain, whole path length, circumference area, and path length per unit area constitute three non-redundant indices; mean sway velocity is a duration-normalized expression of whole path length (MSV = WPL/T) and is therefore not counted as separate reliability evidence. Grand-average maps of fNIRS-derived GLM t-statistics appeared qualitatively similar across sessions. Conclusion These findings provide preliminary test-retest reliability estimates for selected multimodal neurobehavioral measures in male adolescent basketball players although reliability alone does not establish clinical utility and estimates with wide confidence intervals require confirmation in larger samples. Whether these measures can support monitoring of cognition–action coupling or inform interventions remains to be determined in future validity and responsiveness studies.

زمینه: عملکرد ورزشی در ورزش‌های مهارت باز به ادغام کارآمد فرایندهای شناختی و حرکتی تحت شرایط دو‌وظیفه‌ای (DT) وابسته است. اندازه‌گیری پایا از این فرایندها پیش‌نیاز ارزیابی نمایه عملکردی ورزشکاران جوان (۱۳ تا ۱۵ ساله) و هدایت تمرینات است. هدف: این مطالعه پایایی آزمون-بازآزمون (TRR) شاخص‌های مرکز فشار (COP) و شاخص‌های فعال‌سازی قشری استخراج‌شده از fNIRS را در شرایط بدون بار، بار کم و بار زیاد بررسی کرد، پایایی عملکرد N-back را در دو وضعیت دو‌وظیفه‌ای ارزیابی نمود و الگوهای فعال‌سازی قشری را به طور توصیفی در شرایط مختلف بار در بازیکنان نوجوان بسکتبال مقایسه کرد. روش‌ها: بیست بازیکن نوجوان پسر بسکتبال در یک پروتکل آزمون-بازآزمون درون‌گروهی با دو جلسه به فاصله ۷ روز شرکت کردند. در هر جلسه، شرکت‌کنندگان ایستادن ساکت را به تنهایی در شرایط بدون بار و به طور همزمان با تکالیف شنیداری 0-back و 2-back به ترتیب در شرایط بار کم و بار زیاد انجام دادند. پایایی آزمون-بازآزمون با استفاده از ضریب همبستگی درون‌کلاسی (ICC) برای شاخص‌های COP و آمار t استخراج‌شده از fNIRS در قشر پیش‌پیشانی دوطرفه (PFC) و قشر حرکتی (MC) در هر سه وضعیت بار و همچنین برای دقت و زمان واکنش N-back در دو وضعیت دو‌وظیفه‌ای محاسبه شد. نتایج: اکثر شاخص‌ها برآوردهای نقطه‌ای پایایی متوسط تا عالی را نشان دادند (دامنه ICC: ۰.۶۰۹ تا ۰.۹۸۴)، هرچند دقت متغیر بود و چندین فاصله اطمینان ۹۵٪ چند دسته پایایی را در بر می‌گرفتند. طول کل مسیر COP، طول مسیر به ازای واحد سطح و شاخص‌های N-back برآوردهای نقطه‌ای خوب تا عالی داشتند (ICC ≥ ۰.۷۸۴) و آمار t استخراج‌شده از fNIRS در PFC و MC در شرایط بار زیاد به ICC تا ۰.۹۸۴ رسید. در حوزه COP، طول کل مسیر، مساحت محیطی و طول مسیر به ازای واحد سطح سه شاخص غیرتکراری هستند؛ میانگین سرعت نوسان، بیان نرمال‌شده بر حسب زمان از طول کل مسیر است (MSV = WPL/T) و بنابراین به عنوان شواهد پایایی جداگانه محسوب نمی‌شود. نقشه‌های میانگین کلی آمار t مدل خطی تعمیم‌یافته (GLM) استخراج‌شده از fNIRS در جلسات مختلف به طور کیفی مشابه بودند. نتیجه‌گیری: این یافته‌ها برآوردهای مقدماتی پایایی آزمون-بازآزمون برای برخی شاخص‌های نورو‌رفتاری چندوجهی در بازیکنان نوجوان پسر بسکتبال ارائه می‌دهد، هرچند پایایی به تنهایی سودمندی بالینی را اثبات نمی‌کند و برآوردهایی با فاصله اطمینان وسیع نیازمند تأیید در نمونه‌های بزرگ‌تر هستند. اینکه آیا این شاخص‌ها می‌توانند از پایش همبستگی شناخت-عمل یا طراحی مداخلات حمایت کنند، نیازمند بررسی در مطالعات آتی روایی و پاسخگویی است.

Social interaction requires the integration of information about self, other, and shared context. One of the proposed mechanisms supporting this coordination is interbrain synchrony – correlated neural activity between interacting individuals – yet its role in shaping social behavior remains unresolved. Here, we show that theta band synchrony in the medial prefrontal cortex (mPFC) is closely linked to social interaction in mice and often precedes its onset. In male Shank2 mutant mice, a genetic model of social dysfunction, mPFC interbrain synchrony was diminished, along with a reduced population of mPFC neurons encoding multiple dimensions of social information. Optogenetic entrainment of theta synchrony was accompanied by increased interbrain coupling and social interaction in male Shank2-/- and Tbr1+/K228E mutant mice, two well-established genetic models of autism spectrum disorder (ASD). These findings identify prefrontal theta synchrony as a neural substrate that supports social behavior and provide a framework for understanding how coordinated neural activity across brains contributes to social interaction. Brain rhythms of interacting mice become synchronized, but this coordination is reduced in mouse models of autism. Here the authors show that theta-frequency stimulation is accompanied by increased interbrain synchrony and social interaction.

تعامل اجتماعی مستلزم ادغام اطلاعات مربوط به خود، دیگری و زمینه مشترک است. یکی از سازوکارهای پیشنهادی که از این هماهنگی حمایت می‌کند، هم‌زمانی بین‌مغزی است؛ یعنی فعالیت عصبی همبسته بین افراد در حال تعامل؛ با این حال نقش آن در شکل‌دهی رفتار اجتماعی همچنان نامشخص باقی مانده است. در این پژوهش نشان داده‌ایم که هم‌زمانی باند تتا در قشر پیش‌پیشانی میانی (mPFC) ارتباط نزدیکی با تعامل اجتماعی در موش‌ها دارد و اغلب پیش از آغاز آن رخ می‌دهد. در موش‌های نر جهش‌یافته Shank2، که یک مدل ژنتیکی برای اختلال عملکرد اجتماعی است، هم‌زمانی بین‌مغزی mPFC کاهش یافته بود و همچنین جمعیت نورون‌های mPFC که ابعاد مختلف اطلاعات اجتماعی را رمزگذاری می‌کنند، کمتر بود. هم‌زمان‌سازی اپتوژنتیکی ریتم تتا با افزایش هم‌جفتی بین‌مغزی و تعامل اجتماعی در موش‌های نر Shank2-/- و Tbr1+/K228E، دو مدل ژنتیکی معتبر برای اختلال طیف اوتیسم (ASD)، همراه بود. این یافته‌ها هم‌زمانی تتا در قشر پیش‌پیشانی را به عنوان زیرلایه عصبی حمایت‌کننده رفتار اجتماعی شناسایی می‌کند و چارچوبی برای درک چگونگی نقش فعالیت عصبی هماهنگ‌شده بین مغزها در تعامل اجتماعی فراهم می‌آورد. ریتم‌های مغزی موش‌های در حال تعامل با یکدیگر هم‌زمان می‌شود، اما این هماهنگی در مدل‌های موشی اوتیسم کاهش می‌یابد. در این پژوهش نویسندگان نشان می‌دهند که تحریک با فرکانس تتا با افزایش هم‌زمانی بین‌مغزی و تعامل اجتماعی همراه است.