Long-term behavioural and neurocognitive outcomes after exposure to early psychosocial deprivation in rhesus macaques: A longitudinal study
Effets neurocognitifs et comportementaux à long terme après l'exposition à une privation psychosociale précoce chez les macaques rhésus: Une étude longitudinale
Résumé
The aim of this thesis was to investigate the long-term effects of early psychosocial deprivation on self-regulation in macaque monkeys, with a particular focus on executive function and its underlying neural correlates. The main results suggest that early psychosocial deprivation is associated with impairments in macaque executive function during adolescence, and that such impairments persist into early adulthood. Executive function was related to structural development of the prefrontal cortex and its connectivity with parietal and striatal brain structures. Atypical development of prefrontal cortex and its connectivity was related to specific aspects of poor executive function in macaques exposed to early deprivation, with support provided for a compensatory neural mechanism promoting some aspects of executive function in these animals, but at the expense of subsequent brain development and related poor outcomes. Additional findings also demonstrate abnormal threat processing, emotion dysregulation, and increased risk for anxiety in the context of early psychosocial deprivation in macaques. The results were interpreted in light of current theories on different developmental trajectories after exposure to early social adversity. Theories of stress and plasticity are discussed, as well as conceptual models highlighting how different aspects of early adverse environments may lead to different outcomes after early social adversity, such as threat versus deprivation. More recent models proposing that environmental unpredictability and other aspects of adversity beyond threat and deprivation play an important role are also discussed, as well as the idea that many forms of early social adversity likely involve a mix of threat, deprivation, and/or unpredictability, as well as both distinct and overlapping mechanisms linking early adversity to atypical neurocognitive development. Findings from this thesis support this latter proposal. Strengths and limitations of the current research are also explored. Key strengths include the longitudinal research design, which includes an adolescent time-point (i.e. a core period of risk for negative outcomes linked to early psychosocial deprivation such as mood disorders and externalizing problems); use of objective measures to assess behaviour; simultaneous tracking of brain and behavioural development across time; the use of a multidisciplinary approach spanning areas such as ethology, neuroscience, and psychology; and the use of multimodal techniques including magnetic resonance imaging, behavioural observation, and computational modelling. However, limitations of the research such as small sample size, lack of additional assessment time-points, and the inability to examine specific learning mechanisms (e.g. associative or reinforcement) via which early adversity may relate to atypical development are also acknowledged. Several directions concerning future steps for the wider project, and the research field in general, are proposed in the final chapter. In terms of the current project, analysis of additional brain measures, including myelination and resting-state MRI, investigation into the dopaminergic system, and exploration of how cognitive and emotional aspects of self-regulation interact to predict outcomes such as anxiety or ADHD-like symptoms in macaques exposed to early psychosocial deprivation will now be conducted. In terms of the research field in general, it will be important in the future to conduct longitudinal studies across more stages of development, to investigate specific learning mechanisms impacted by early psychosocial deprivation, and to compare the effects of different types of early adversity on specific outcomes. In conclusion, the principal findings presented in this thesis provide novel and valuable insights into the long-term effects of early psychosocial deprivation on executive function and underlying neural mechanisms in macaque monkeys. Further research is now needed to more fully understand how different trajectories of development emerge after early social adversity, and how these are associated with healthy versus pathological outcomes. This will be essential for the design and implementation of treatments and interventions to ameliorate and prevent poor outcomes in the context of early social adversity, and thus improve the quality of life for affected individuals.
L'objectif de cette thèse de doctorat était d'étudier les effets à long terme de la privation psychosociale précoce sur l'autorégulation chez les macaques, en mettant l'accent sur les fonctions exécutives et ses corrélats neuraux sous-jacents. Les principaux résultats suggèrent que la privation psychosociale précoce est associée à des déficiences des fonctions exécutives des macaques à l'adolescence, et que ces déficiences persistent au début de l'âge adulte. La fonction exécutive était liée au développement structurel du cortex préfrontal et à sa connectivité avec les structures cérébrales pariétales et striatales. Le développement atypique du cortex préfrontal et de sa connectivité était lié à des aspects spécifiques des fonctions exécutives appauvries chez les macaques exposés à une privation précoce, avec un certain soutien fourni pour un mécanisme compensatoire favorisant certains aspects des fonctions exécutives au détriment du développement ultérieur et des résultats connexes. D'autres résultats démontrent également un traitement anormal de la menace, une dérégulation des émotions et un risque accru d'anxiété après une privation psychosociale précoce chez les macaques. Les résultats ont été interprétés à la lumière des théories actuelles sur les trajectoires de développement après une exposition à l'adversité sociale précoce. Les modèles de stress et de plasticité sont examinés, y compris les modèles dimensionnels qui mettent en évidence la menace par rapport à la privation comme des éléments clés conduisant à des résultats différents après une privation psychosociale précoce. Des modèles plus récents suggèrent que l'imprévisibilité de l'environnement et d'autres aspects de l'adversité, au-delà de la menace et de la privation, jouent un rôle important, et que de nombreuses formes d'adversité sociale précoce impliquent un mélange de menace, de privation et/ou d'imprévisibilité, ainsi que des mécanismes distincts et superposés liant l'adversité précoce à un développement neurocognitif atypique. Les résultats de cette thèse soutiennent cette dernière théorie. Les points forts et les limites de la recherche actuelle sont également explorés. Parmi les points forts, citons la conception de la recherche longitudinale qui inclut un point de temps adolescent (c'est-à-dire une période centrale de risque de mauvais résultats liés à la privation psychosociale précoce, tels que les troubles de l'humeur et les problèmes d'extériorisation) ; l'utilisation de mesures objectives pour évaluer le comportement ; le suivi simultané du développement cérébral et comportemental dans le temps ; l'utilisation d'une approche multidisciplinaire impliquant des domaines tels que l'éthologie, les neurosciences et la psychologie ; et l'utilisation de techniques multimodales, notamment l'imagerie par résonance magnétique, l'observation comportementale et la modélisation informatique. Toutefois, les limites de la recherche, telles que la petite taille de l'échantillon, l'absence de points d'évaluation antérieurs ou postérieurs et l'absence d'examen du mécanisme d'apprentissage spécifique (par exemple, associatif ou de renforcement) lié au développement atypique, ont également été reconnues. Plusieurs orientations en termes d'étapes futures dans le cadre du projet présenté ici et ce domaine de recherche en général sont proposées dans le dernier chapitre. Dans le cadre du projet actuel, l'analyse de mesures cérébrales supplémentaires, y compris la myélinisation et l'IRM de l'état de repos, l'étude du système dopaminergique et l'exploration de la manière dont les aspects cognitifs et émotionnels de l'autorégulation interagissent pour prédire des résultats tels que l'anxiété ou les symptômes de type TDAH seront réalisés. Dans les recherches futures, il sera important de mener des études longitudinales sur un plus grand nombre de stades de développement, d'étudier les mécanismes d'apprentissage spécifiques affectés par la privation psychosociale précoce et de comparer les effets de différents types d'adversité précoce. En conclusion, les principaux résultats présentés dans cette thèse fournissent des informations nouvelles et précieuses sur les effets à long terme de la privation psychosociale précoce sur les fonctions exécutives et ses mécanismes neuronaux sous-jacents chez les macaques. Des recherches supplémentaires sont maintenant nécessaires pour mieux comprendre les différentes trajectoires de développement suité à une adversité sociale précoce, en comparant avec des résultats sains ou pathologiques. Cela sera essentiel pour la conception de futurs traitements et d'interventions visant à améliorer et à prévenir les mauvais résultats dans le contexte de l'adversité sociale précoce, et donc à améliorer la qualité de vie des personnes concernées.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)