Prior studies using behavioral tasks and neuroimaging have shown that children and adolescents with bipolar disorder (BD) have deficits in cognitive flexibility (CF)-defined as adaptation to changing rewards and punishments. However, no study, to our knowledge, has examined the white matter microstructural correlates of CF in youth with BD. To address this gap, we examined the relationship between CF assessed with the Cambridge Neuropsychological Testing Automated Battery (CANTAB)'s Intra-Extra Dimensional Set Shift task (ID/ED) and diffusion tensor imaging analyzed with FSL's preprocessing tools and Tract-Based Spatial Statistics (TBSS). We found a significantly different relationship between microstructural integrity of multiple white matter regions and CF performance in BD (n=28) and age-matched typically developing control (TDC) youths (n=26). Evaluation of the slopes of linear regressions in BD vs. TDC (ID/ED Simple Reversal error rate vs. fractional anisotropy) revealed significantly different slopes across the groups, indicating an aberrant relationship between CF and underlying white matter microstructure in youth with BD. These results underscore the importance of examining specific CF-neuroimaging relationships in BD youth. Future longitudinal studies could seek to define the white matter microstructural trajectories in BD vs. TDC, and relative to CF deficits and BD illness course.

中文翻译：

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白质与双相情感障碍青年和正常发育的儿童和青少年的认知灵活性相关

先前使用行​​为任务和神经影像学的研究表明，患有双相情感障碍 (BD) 的儿童和青少年在认知灵活性 (CF) 方面存在缺陷 - 定义为适应不断变化的奖励和惩罚。然而，据我们所知，没有研究检查过青少年 CF 与 BD 的白质微结构相关性。为了解决这一差距，我们检查了使用剑桥神经心理学测试自动化电池 (CANTAB) 的内部超维集移位任务 (ID/ED) 评估的 CF 与使用 FSL 的预处理工具和基于轨迹的空间分析的扩散张量成像之间的关系统计（TBSS）。我们发现多个白质区域的微观结构完整性与 BD (n=28) 和年龄匹配的典型发育控制 (TDC) 青年 (n=26) 的 CF 性能之间存在显着不同的关系。BD 与 TDC 的线性回归斜率评估（ID/ED 简单反转错误率与分数各向异性）显示各组之间的斜率显着不同，表明 CF 与 BD 青年潜在白质微观结构之间存在异常关系。这些结果强调了检查 BD 青年特定 CF 神经影像学关系的重要性。未来的纵向研究可能会寻求定义 BD 与 TDC 中的白质微结构轨迹，以及相对于 CF 缺陷和 BD 病程。TDC（ID/ED 简单反转错误率与分数各向异性）显示各组之间的斜率显着不同，表明 CF 与 BD 青年潜在白质微观结构之间存在异常关系。这些结果强调了检查 BD 青年特定 CF 神经影像学关系的重要性。未来的纵向研究可能会寻求定义 BD 与 TDC 中的白质微结构轨迹，以及相对于 CF 缺陷和 BD 病程。TDC（ID/ED 简单反转错误率与分数各向异性）显示各组之间的斜率显着不同，表明 CF 与 BD 青年潜在白质微观结构之间存在异常关系。这些结果强调了检查 BD 青年特定 CF 神经影像学关系的重要性。未来的纵向研究可能会寻求定义 BD 与 TDC 中的白质微结构轨迹，以及相对于 CF 缺陷和 BD 病程。