Variation in moment-to-moment brain state engagement follows a consistent trajectory during development

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Jean Ye - , Yale University (Autor:in)
  • Link Tejavibulya - , Yale University (Autor:in)
  • Wei Dai - , Yale University (Autor:in)
  • Lora M. Cope - , University of Michigan, Ann Arbor (Autor:in)
  • Jillian E. Hardee - , University of Michigan, Ann Arbor (Autor:in)
  • Mary M. Heitzeg - , University of Michigan, Ann Arbor (Autor:in)
  • Sarah Lichenstein - , Yale University (Autor:in)
  • Sarah W. Yip - , Yale University (Autor:in)
  • Tobias Banaschewski - , Universität Heidelberg, Deutsches Zentrum für Psychische Gesundheit (DZPG) - Standort Mannheim-Heidelberg-Ulm (Autor:in)
  • Gareth J. Baker - , King's College London (KCL) (Autor:in)
  • Arun L.W. Bokde - , Trinity College Dublin (Autor:in)
  • Rüdiger Brühl - , Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) (Autor:in)
  • Sylvane Desrivières - , King's College London (KCL) (Autor:in)
  • Herta Flor - , Universität Heidelberg, Universität Mannheim (Autor:in)
  • Penny Gowland - , University of Nottingham (Autor:in)
  • Antoine Grigis - , Université Paris-Saclay (Autor:in)
  • Andreas Heinz - , Charité – Universitätsmedizin Berlin, Deutsches Zentrum für Psychische Gesundheit (DZPG) (Autor:in)
  • Jean Luc Martinot - , Centre national de la recherche scientifique (CNRS) (Autor:in)
  • Marie Laure Paillère Martinot - , Centre national de la recherche scientifique (CNRS), Sorbonne Université (Autor:in)
  • Eric Artiges - , Centre national de la recherche scientifique (CNRS), EPS Barthélémy Durand (Autor:in)
  • Frauke Nees - , Universität Heidelberg, Deutsches Zentrum für Psychische Gesundheit (DZPG) - Standort Mannheim-Heidelberg-Ulm, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein Campus Kiel (Autor:in)
  • Dimitri Papadopoulos Orfanos - , Universität Mannheim (Autor:in)
  • Luise Poustka - , Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Sarah Hohmann - , Universität Heidelberg, Deutsches Zentrum für Psychische Gesundheit (DZPG) - Standort Mannheim-Heidelberg-Ulm (Autor:in)
  • Nathalie Holz - , Universität Heidelberg, Deutsches Zentrum für Psychische Gesundheit (DZPG) - Standort Mannheim-Heidelberg-Ulm (Autor:in)
  • Christian Baeuchl - , Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie (Autor:in)
  • Michael N. Smolka - , Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie (Autor:in)
  • Nilakshi Vaidya - , Charité – Universitätsmedizin Berlin (Autor:in)
  • Henrik Walter - , Berliner Institut für Gesundheitsforschung in der Charité (Autor:in)
  • Robert Whelan - , Trinity College Dublin (Autor:in)
  • Gunter Schumann - , Deutsches Zentrum für Psychische Gesundheit (DZPG) , Technische Universität Dresden, Fudan University (Autor:in)
  • Hugh Garavan - , University of Vermont (Autor:in)
  • Bader Chaarani - , University of Vermont (Autor:in)
  • Dylan G. Gee - , Yale University (Autor:in)
  • Arielle Baskin-Sommers - , Yale University (Autor:in)
  • B. J. Casey - , Columbia University (Autor:in)
  • Dustin Scheinost - , Yale University (Autor:in)

Abstract

Neural variability, or variation in brain signals, facilitates dynamic brain responses to ongoing demands. This flexibility is important during development from childhood to young adulthood, a period characterized by rapid changes in experience. However, little is known about how variability in moment-to-moment brain state engagement changes during development. Such investigations would require the continuous assessment of multiple brain states concurrently. Here, we leverage a new computational framework to characterize the state engagement variability (SEV) developmental trajectory. A consistent pattern of SEV changing with age is identified across cross-sectional and longitudinal datasets ( N > 3,000). The SEV developmental trajectory stabilizes around mid-adolescence, with timing varying by sex and brain state. SEV successfully predicts executive function (EF) in youth from an independent dataset. Deviations in SEV development are further linked to worse EF. These converging findings suggest that SEV changes over development, allowing individuals to flexibly recruit various brain states to meet evolving needs.

Details

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)3863-3875.e6
FachzeitschriftNeuron
Jahrgang113
Ausgabenummer22
PublikationsstatusVeröffentlicht - 19 Nov. 2025
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

PubMed 40967219
ORCID /0000-0001-5615-3645/work/203808129
ORCID /0000-0001-5398-5569/work/203814399

Schlagworte

ASJC Scopus Sachgebiete

Schlagwörter

  • brain dynamics, development, executive function, fMRI, neural variability