Extremes of Lineage Plasticity in the Drosophila Brain

An often-overlooked aspect of neural plasticity is the plasticity of neuronal composition, in which the numbers of neurons of particular classes are altered in response to environment and experience. The Drosophila brain features several well-characterized lineages in which a single neuroblast gives rise to multiple neuronal classes in a stereotyped sequence during development. We find that in the intrinsic mushroom body neuron lineage, the numbers for each class are highly plastic, depending on the timing of temporal fate transitions and the rate of neuroblast proliferation. For example, mushroom body neuroblast cycling can continue under starvation conditions, uncoupled from temporal fate transitions that depend on extrinsic cues reflecting organismal growth and development. In contrast, the proliferation rates of antennal lobe lineages are closely associated with organismal development, and their temporal fate changes appear to be cell-cycle dependent, such that the same numbers and types of uniglomerular projection neurons innervate the antennal lobe following various perturbations. We propose that this surprising difference in plasticity for these brain lineages is adaptive, given their respective roles as parallel processors versus discrete carriers of olfactory information.

The Effects of Prenatal Exposure to Altered Melatonin Levels on Hippocampal Gene Expression in the Male Rat

The stability of the circadian rhythm for mammals depends on the levels of serotonin and melatonin, neurohormones that signal for lightness and darkness, respectively. Disruption in the stability of neurohormones has been shown to be a critical factor in psychopathological disorders in humans. For example, altering levels of melatonin in utero through administration of melatonin or the melatonin receptor antagonist, luzindole, has been shown to cause changes in developmental growth and adult behavior in the male rat. Analysis of relative adult hippocampal gene expression with RT-PCR revealed differences in ARNTL expression that suggested abnormality in clock gene expression of the rats that were prenatally exposed to altered levels of melatonin. Differences in the degree of plasticity as suggested by previous behavior testing did not result in differences in gene expression for GABA receptors or NMDA receptors. Morevoer, growth associated protein 43, GAP-43, a protein that is necessary for neuronal growth cones as well as long term learning has been found to be critical for axon and presynaptic terminal formation and retention in other studies, but hippocampal gene expression in our study showed no significant alteration after exposure to various maternal melatonin levels. However, ARNTL is a key regulatory component of clock genes and the circadian cycle so that alterations in the expression of thi critical gene may lead to critical changes in neuronal growth and plasticity. Our data support the conclusion that the manipulation of maternal melatonin levels alters the brain development and the circadian cycles that may lead to physiological and behavioral abnormalities in adult offspring.

Genetic and pharmacologic manipulation of oxidative stress after neonatal hypoxia-ischemia

Oxidative stress is a critical component of the injury response to hypoxia-ischemia (HI) in the neonatal brain, and this response is unique and at times paradoxical to that seen in the mature brain. Previously, we showed that copper-zinc superoxide-dismutase (SOD1) over-expression is not beneficial to the neonatal mouse brain with HI injury, unlike the adult brain with ischemic injury. However, glutathione peroxidase 1 (GPx1) over-expression is protective to the neonatal mouse brain with HI injury. To further test the hypothesis that an adequate supply of GPx is critical to protection from HI injury, we crossed SOD1 over-expressing mice (hSOD-tg) with GPx1 over-expressing mice (hGPx-tg). Resulting litters contained wild-type (wt), hGPx-tg, hSOD-tg and hybrid hGPx-tg/hSOD-tg pups, which were subjected to HI at P7. Confirming previous results, the hGPx-tg mice had reduced injury compared to both Wt and hSOD-tg littermates. Neonatal mice over-expressing both GPx1 and SOD1 also had less injury compared to wt or hSOD-tg alone. A result of oxidative stress after neonatal HI is a decrease in the concentration of reduced (i.e. antioxidant-active) glutathione (GSH). In this study, we tested the effect of systemic administration of alpha-lipoic acid on levels of GSH in the cortex after HI. Although GSH levels were restored by 24h after HI, injury was not reduced compared to vehicle-treated mice. We also tested two other pharmacological approaches to reducing oxidative stress in hSOD-tg and wild-type littermates. Both the specific inhibitor of neuronal nitric oxide synthase, 7-nitroindazole (7NI), and the spin-trapping agent alpha-phenyl-tert-butyl-nitrone (PBN) did not reduce HI injury, however. Taken together, these results imply that H2O2 is a critical component of neonatal HI injury, and GPx1 plays an important role in the defense against this H2O2 and is thereby neuroprotective.

Pneumococcal meningitis induces apoptosis in recently postmitotic immature neurons in the dentate gyrus of neonatal rats

Bacterial meningitis is associated with high rates of morbidity and mortality, despite advances in antibiotic therapy. Meningitis caused by Streptococcus pneumoniae is associated with a particularly high incidence of neurological sequelae including deficits resulting from damage to the hippocampus. Previous studies have documented that in neonatal rats with experimental pneumococcal meningitis, cells in the subgranular layer of the dentate gyrus undergo apoptosis. The aim of the present study was to define in more detail the nature of the dying cells in the dentate gyrus. Using bromodeoxyuridine labeling at different times before infection combined with immunocytochemistry, we identified the vulnerable cells as those which underwent mitosis 6-10 days before infection. A majority of these cells are of neuronal lineage. Thus, immature neuronal cells several days after the last cell division are preferentially triggered into apoptosis during pneumococcal meningitis. The loss of these cells may contribute to the long-lasting impairment of hippocampal function identified in animal models and in humans after bacterial meningitis.

Advancing psychotherapy and evidence-based psychological interventions

Psychological models of mental disorders guide research into psychological and environmental factors that elicit and maintain mental disorders as well as interventions to reduce them. This paper addresses four areas. (1) Psychological models of mental disorders have become increasingly transdiagnostic, focusing on core cognitive endophenotypes of psychopathology from an integrative cognitive psychology perspective rather than offering explanations for unitary mental disorders. It is argued that psychological interventions for mental disorders will increasingly target specific cognitive dysfunctions rather than symptom-based mental disorders as a result. (2) Psychotherapy research still lacks a comprehensive conceptual framework that brings together the wide variety of findings, models and perspectives. Analysing the state-of-the-art in psychotherapy treatment research, “component analyses” aiming at an optimal identification of core ingredients and the mechanisms of change is highlighted as the core need towards improved efficacy and effectiveness of psychotherapy, and improved translation to routine care. (3) In order to provide more effective psychological interventions to children and adolescents, there is a need to develop new and/or improved psychotherapeutic interventions on the basis of developmental psychopathology research taking into account knowledge of mediators and moderators. Developmental neuroscience research might be instrumental to uncover associated aberrant brain processes in children and adolescents with mental health problems and to better examine mechanisms of their correction by means of psychotherapy and psychological interventions. (4) Psychotherapy research needs to broaden in terms of adoption of large-scale public health strategies and treatments that can be applied to more patients in a simpler and cost-effective way. Increased research on efficacy and moderators of Internet-based treatments and e-mental health tools (e.g. to support “real time” clinical decision-making to prevent treatment failure or relapse) might be one promising way forward.

CHARACTERIZING AND TREATING THE NEUROPATHOLOGY OF TUBEROUS SCLEROSIS COMPLEX IN THE MOUSE

Tuberous sclerosis complex (TSC) is a multisystem, autosomal dominant disorder affecting approximately 1 in 6000 births. Developmental brain abnormalities cause substantial morbidity and mortality and often lead to neurological disease including epilepsy, cognitive disabilities, and autism. TSC is caused by inactivating mutations in either TSC1 or TSC2, whose protein products are known inhibitors of mTORC1, an important kinase regulating translation and cell growth. Nonetheless, neither the pathophysiology of the neurological manifestations of TSC nor the extent of mTORC1 involvement in the development of these lesions is known. Murine models would greatly advance the study of this debilitating disorder. This thesis will describe the generation and characterization of a novel brain-specific mouse model of TSC, Tsc2flox/ko;hGFAP-Cre. In this model, the Tsc2 gene has been removed from most neurons and glia of the cortex and hippocampus by targeted Cre-mediated deletion in radial glial neuroprogenitor cells. The Tsc2flox/ko;hGFAP-Cre mice fail to thrive beginning postnatal day 8 and die from seizures around 23 days. Further characterization of these mice demonstrated megalencephaly, enlarged neurons, abnormal neuronal migration, altered progenitor pools, hypomyelination, and an astrogliosis. The similarity of these defects to those of TSC patients establishes this mouse as an excellent model for the study of the neuropathology of TSC and testing novel therapies. We further describe the use of this mouse model to assess the therapeutic potential of the macrolide rapamycin, an inhibitor of mTORC1. We demonstrate that rapamycin administered from postnatal day 10 can extend the life of the mutant animals 5 fold. Since TSC is a neurodevelopmental disorder, we also assessed in utero and/or immediate postnatal treatment of the animals with rapamycin. Amazingly, combined in utero and postnatal rapamycin effected a histologic rescue that was almost indistinguishable from control animals, indicating that dysregulation of mTORC1 plays a large role in TSC neuropathology. In spite of the almost complete histologic rescue, behavioral studies demonstrated that combined treatment resulted in poorer learning and memory than postnatal treatment alone. Postnatally-treated animals behaved similarly to treated controls, suggesting that immediate human treatment in the newborn period might provide the most opportune developmental timepoint for rapamycin administration.

Fiber Pathways for Language in the Developing Brain: A Diffusion Tensor Imaging (DTI) Study

The present study characterized two fiber pathways important for language, the superior longitudinal fasciculus/arcuate fasciculus (SLF/AF) and the frontal aslant tract (FAT), and related these tracts to speech, language, and literacy skill in children five to eight years old. We used Diffusion Tensor Imaging (DTI) to characterize the fiber pathways and administered several language assessments. The FAT was identified for the first time in children. Results showed no age-related change in integrity of the FAT, but did show age-related change in the left (but not right) SLF/AF. Moreover, only the integrity of the right FAT was related to phonology but not audiovisual speech perception, articulation, language, or literacy. Both the left and right SLF/AF related to language measures, specifically receptive and expressive language, and language content. These findings are important for understanding the neurobiology of language in the developing brain, and can be incorporated within contemporary dorsal-ventral-motor models for language.

Impulsivity: A view from the behavioral neuroscience and developmental psychology

Impulsivity has been linked to three main factors: performing without direct involvement of the frontal lobe functions, an increase in the speed of response, and the acquisition of immediate gratification. This behavioral inhibition deficit involves a variety of behaviors including aspects of hyperexcitability, behavioral disinhibition and higher order decision making. Although by tradition, the definition of this executive function has been conceptualized from a psychopathological view, currently, the wide variety of neuropsychological, developmental and animal models assessment techniques encourage us to establish dialogues that integrate the knowledge of these theoretical perspectives for the interpretation and understanding of impulsivity.

Using the brain to understand the developing mind : commentary on the article 'Where developmental psychology and neuroscience meet : a threatening or a felicitous encounter' by María-José Rodrigo. 'Usar el cerebro para comprender el desarrollo de la mente : un comentario al artículo 'Donde la psicología evolutiva y la neurociencia se encuentran : ¿un encuentro amenazador u oportuno?' de María-José Rodrigo'.

Resumen basado en el de la publicación

A happy marriage between developmental psychology and neuroscience, yes but... with some problems. 'Un matrimonio feliz entre la psicología evolutiva y la neurociencia, sí pero... con algunos problemas'.

Resumen basado en el de la publicación

Where developmental psychology and neuroscience meet : a thereatening or a felicitous encounter?. 'Donde la psicología evolutiva y la neurociencia se encuentran : ¿un encuentro amenazador u oportuno?'.

Resumen basado en el del autor

Reductionism's long shadow : commentary on ' Where developmental psychology and neuroscience meet : a threatening or a felicitous encounter?' by María José Rodrigo. 'La sombra del reduccionismo es alargada : comentarios sobre ' donde la psicología evolutiva y la neurociencia se encuentran : ¿un encuentro amenazador u oportuno?', por María José Rodrigo'.

Resumen basado en el de la publicación

A commentary on the current and future status of educational and developmental psychology in Australia

Educational and developmental psychology faces a number of current and future challenges and opportunities in Australia. In this commentary we consider the identity of educational and developmental psychology in terms of the features that distinguish it from other specialisations, and address issues related to training, specialist endorsement, supervision and rebating under the Australian government's Medicare system. The current status of training in Australia is considered through a review of the four university programs in educational and developmental psychology currently offered, and the employment destinations of their graduates. Although the need for traditional services in settings such as schools, hospitals, disability and community organisations will undoubtedly continue, the role of educational and developmental psychologists is being influenced and to some extent redefined by advances in technology, medicine, genetics, and neuroscience. We review some of these advances and conclude with recommendations for training and professional development that will enable Australian educational and developmental psychologists to meet the challenges ahead.

Temporal acuity in developmental dyslexia across the life span : Tactile, auditory, visual, and crossmodal estimations

Taustaa Kehityksellinen dysleksia (lukivaikeus) on erityinen lukemaan oppimisen vaikeus, johon liittyy usein myös vaikeuksia kirjoittamaan oppimisessa. Lukivaikeuden oletetaan useissa tapauksissa johtuvan vaikeudesta käsitellä kielen äännerakenteita (fonologinen prosessointi). Tämä poikkeavuus voi olla joko lukivaikeuden perimmäinen syy tai vaihtoehtoisesti ongelmat äänteiden käsittelyssä voivat heijastaa jotain vielä perustavamman tason vaikeutta. Eräs tällainen ehdotettu perustavan tasoin syy on poikkeavuus aistien toiminnoissa, erityisesti aistien aikatarkkuudessa. Aikatarkkuudella tarkoitetaan kykyä ja rajoja siinä, kuinka nopeasti esitettyä aistitiedon virtaa henkilö kykenee vastaanottamaan ja käsittelemään. Monet arjen toiminnot lukemisen rinnalla edellyttävät aistien erittäin tarkkaa ajallista erottelukykyä (esimerkiksi kuulo puheen ymmärtämisessä, tunto pintamateriaalin tunnistamisessa). Aikatarkkuusvaikeuksien esiintyvyyttä lukivaikeudessa on tutkittu aiemminkin, mutta yksimielisyyteen ei ole päästy siitä, onko kaikilla lukivaikeuksisilla näitä ongelmia tai mihin aisteihin vaikeudet mahdollisesti rajoittuvat. Myöskään ei tiedetä, havaitaanko aikatarkkuuden ongelmia kaiken ikäisillä lukivaikeuksisilla vai vaihteleeko mahdollinen ongelmien kuva iän mukana. Lisäksi on epäselvää, kuinka aikatarkkuuden ongelmat itseasiassa ovat yhteydessä kielen käsittelyn ja varsinaisen lukemisen vaikeuksiin. Tutkimussarjan aihe Tässä tutkimussarjassa aikatarkkuutta tutkittiin kolmessa yksittäisessä aistissa, joita olivat tunto, näkö ja kuulo, sekä kolmessa aistien välisessä yhdistelmässä, joita olivat audiotaktiilinen (kuulo-tunto), visuotaktiilinen (näkö-tunto) ja audiovisuaalinen (näkö-kuulo). Aikatarkkuutta arvioitiin kahdella eri menetelmällä, jotta saataisiin lisää tietoa siitä, missä tietyssä aikatarkkuuden osa-alueessa lukivaikeuksisilla mahdollisesti on vaikeuksia. Ensimmäisessä tehtävässä tutkittavan tuli arvioida, ovatko esitetyt ei-kielelliset ärsykkeet samanaikaisia vai eriaikaisia. Toisessa tehtävässä koehenkilön tuli arvioida esitettyjen ei-kielellisten ärsykkeiden esitysjärjestys. Molemmissa tehtävissä määriteltiin millisekuntitasolla (sekunnin tuhannesosa) se esitysnopeus, jolla koehenkilö kykeni arvioimaan ärsykkeiden ajalliset suhteet oikein. Englanninkielinen demonstraatio aikatarkkuustehtävistä löytyy internetistä (http://www.helsinki.fi/hum/ylpsy/neuropsy). Itse aikatarkkuustehtävien lisäksi tutkimussarjassa arvioitiin tutkimushenkilöiden päättelykykyä, kielellisiä toimintoja ja lukemista. Tutkimushenkilöt Tutkimuksiin osallistui 53 lukivaikeuksista ja 66 sujuvaa lukijaa, jotka oli jaettu kolmeen pääikäryhmään: lapset (8-12 vuotta), nuoret aikuiset (20-36 vuotta) ja ikääntyneemmät aikuiset (20-59 vuotta). Ikääntyneempien aikuisten ryhmä oli edelleen jaettu ikävuosikymmenluokkiin, mikä mahdollisti sen tutkimisen, vaikuttaako lisääntyvä aikuisikä lukivaikeuksisten aikatarkkuuteen (20-29, 30-39, 40-49 ja 50-59 -vuotiaat). Tutkimussarjan tulokset Aikatarkkuuden ongelmat lukivaikeuksisilla olivat yleistyneitä yli iän, aistien ja tehtävien Lukivaikeuksiset kaikissa pääikäryhmissä (lapset, nuoret aikuiset, ikääntyneemmän aikuiset) tarvitsivat samanikäisiä sujuvia lukijoita hitaamman esitystahdin, jotta he kykenivät arvioimaan ei-kielellisten ärsykkeiden ajallisen esitystavan oikein. Tämä aikatarkkuuden ongelma havaittiin lukivaikeuksisilla kaikissa aisteissa (tunto, kuulo, näkö) ja niiden yhdistelmissä (audiotaktiilinen, visuotaktiilinen, audiovisuaalinen). Lukivaikeuksisten aikatarkkuusongelmat ilmenivät edelleen molemmissa tehtävätyypeissä (samanaikaisuuden ja järjestyksen arvioinnissa). Aikatarkkuus ja sen ongelmat olivat yhteydessä äänteiden käsittelyyn Aikatarkkuus oli yhteydessä äänteiden käsittelykykyyn (fonologiseen prosessointiin), niin lapsilla kuin aikuisillakin, kaikissa aisteissa, niiden yhdistelmissä ja tehtävätyypeissä. Yhteys ei-kielellisen aikatarkkuuden ja kielellisten toimintojen välillä oli kuitenkin selkeämpi lukivaikeuksisilla kuin sujuvilla lukijoilla. Tämä tarkoittaa, että etenkin lukivaikeuksisilla ryhmätason huono aikatarkkuus oli yhteydessä huonoon äänteiden käsittelyyn (fonologiseen prosessointiin) ja päinvastoin. Suoraa yhteyttä lukemisen ja aikatarkkuuden välillä ei kuitenkaan havaittu. Lisääntyvä aikuisikä heikensi lukivaikeuksisten aikatarkkuutta suhteettoman paljon Tiedonkäsittelyn nopeuden on toistuvasti osoitettu hidastuvan normaalissa ikääntymisessä. Lisääntyvä aikuisikä (20-59 -vuotiailla) heikensikin sekä sujuvien että lukivaikeuksisten aikatarkkuutta. Toisin sanoen, mitä iäkkäämmästä aikuisesta oli kysymys, sitä hitaammin hänelle tuli esittää ärsykkeet, jotta hän kykeni arvioimaan niiden ajalliset suhteet oikein. Tämä ikään liittyvä tavanomainen hidastuminen oli kuitenkin yllättäen suhteettoman nopeaa lukivaikeuksisilla. Toisin sanoen, jo nuorilla lukivaikeuksisilla havaittu aikatarkkuuden vaikeus (ryhmäero verrattuna sujuviin lukijoihin) ei pysynyt saman suuruisena, vaan ryhmien ero kasvoi aikuisiän lisääntyessä. Tulosten merkitys Lukivaikeuden osoitettiin tässä tutkimussarjassa olevan yhteydessä yleistyneeseen vaikeuteen käsitellä ajassa nopeasti muuttuvaa ei-kielellistä aistitietoa (yli aistien ja niiden yhdistelmien, tehtävätyyppien, tutkittavien iän). Tämä osoittaa, että lukivaikeus ei ole ongelma, joka rajoittuu vain kielellisen materiaalin käsittelyn vaikeuksiin (äänteiden käsittely, lukeminen, kirjoittaminen). Nyt havaitut vaikeudet eivät myöskään rajoittuneet vain niihin aisteihin, jotka selkeimmin liittyvät lukemiseen (näkö) ja puhuttuun kieleen (kuulo); Ongelmia esiintyi myös muissa aisteissa (tunto). Lukivaikeuksisten lukijoiden ryhmätasolla havaittu aikatarkkuuden ongelma ei kuitenkaan heijastunut yksilötasolle; Jokainen lukivaikeuksinen ei ollut huono aikatarkkuustehtävissä. Näin ollen ei siis voida väittää, että kaikkien lukivaikeuksisten äänteiden käsittelyn tai lukemaan oppimisen vaikeudet voisivat selittyä aistien toimintojen poikkeavuudella. Aikatarkkuuden ongelmat eivät olleet yhteydessä varsinaiseen lukemiseen. Sekä lukivaikeuksisilla lapsilla että aikuisilla todettiin kuitenkin selkeä yhteys aikatarkkuuden ongelmien ja lukemaan oppimisen keskeisen ennakkoehdon, fonologisen prosessoinnin, välillä. Saattaa siis olla, että synnynnäinen aistien toimintojen poikkeavuus vaikuttaa yksilön suoriutumiseen jo ennen varsinaista lukemaan oppimista, kun ne taidot kehittyvät (fonologinen prosessointi), joille myöhempi lukemaan oppiminen perustuu. Ikäännyttäessä havaittu lukivaikeuksisten suhteettoman nopea aikatarkkuuden heikkeneminen osoittaa, että lukivaikeus ei voi olla ongelma, joka koskee vain lapsuusikää, tai vaikeus, joka johtuu vain kehityksen viivästymästä joka kurottaisiin iän myötä umpeen. Tulosten ymmärtämiseksi onkin muistettava kaksi seikkaa. Lukivaikeus on ensinnäkin yhdistetty synnynnäisiin, pieniin, poikkeavuuksiin aivojen rakenteissa ja toiminnoissa. Toisaalta tavanomaiseen ikääntymiseen liittyy se, että aivot kykenevät yhä huonommin korjaamaan ja kiertämään (kompensoimaan) pieniä vaurioita. Tämän perusteella tutkimussarjan tuloksista voidaan päätellä, että lukivaikeuksisten jo synnynnäisesti heikentyneet aivojen kompensointimahdollisuudet eivät ole yhtä tehokkaita puskuroimaan ikääntymisen tavanomaisia vaikutuksia kuin sujuvilla lukijoilla. Yllättävää kuitenkin on, että tämä korostunut heikkeneminen havaittiin jo suhteellisen nuorilla, työikäisillä, lukivaikeuksisilla, ennen 60 ikävuotta. Samanlaista ikäännyttäessä korostuvaa vaikeutta ei lukivaikeuksilla kuitenkaan havaittu päättelyssä, kielellisissä toiminnoissa tai itse lukemisessa. Vaikuttaakin siis siltä, että ne toiminnot, joita on harjaannutettu aktiivisesti, eivät heikkene kasvavan aikuisiän myötä yhtä suhteettomasti. Alkuperäiset artikkelit Laasonen M, Tomma-Halme J, Lahti-Nuuttila P, Service E, and Virsu V (2000) Rate of information segregation in developmentally dyslexic children, Brain and Language, 75(1), 66-81. Laasonen M, Service E, and Virsu V (2001) Temporal order and processing acuity of visual, auditory, and tactile perception in developmentally dyslexic young adults, Cognitive, Affective, and Behavioral Neuroscience, 1(4), 394-410. Laasonen M, Service E, and Virsu V (2002) Crossmodal temporal order and processing acuity in developmentally dyslexic young adults, Brain and Language, 80(3), 340-354. Laasonen M, Lahti-Nuuttila P, and Virsu V (2002) Developmentally impaired processing speed decreases more than normally with age, NeuroReport, 13(9), 1111-1113.

Brain oscillatory responses, working memory and cognitive developmental stages in 11- and 14-year-old children: an ERD/ERS study

Aim: So far, most of the cognitive neuroscience studies investigating the development of brain activity in childhood have made comparisons between different age groups and ignored the individual stage of cognitive development. Given the wide variation in the rate of cognitive development, this study argues that chronological age alone cannot explain the developmental changes in brain activity. This study demonstrates how Piaget s theory and information on child s individual stage of development can complement the age-related evaluations of brain oscillatory activity. In addition, the relationship between cognitive development and working memory is investigated. Method: A total of 33 children (17 11-year-olds, 16 14-year-olds) participated in this study. The study consisted of behavioural tests and an EEG experiment. Behavioral tests included two Piagetian tasks (the Volume and Density task, the Pendulum task) and Raven s Standard Progressive Matrices task. During EEG experiment, subjects performed a modified version of the Sternberg s memory search paradigm which consisted of an auditorily presented memory set of 4 words and a probe word following these. The EEG data was analyzed using the event-related desynchronization / synchronization (ERD/ERS) method. The Pendulum task was used to assess the cognitive developmental stage of each subject and to form four groups based on age (11- or 14-year-olds) and cognitive developmental stage (concrete or formal operational stage). Group comparisons between these four groups were performed for the EEG data. Results and conclusions: Both age- and cognitive stage-related differences in brain oscillatory activity were found between the four groups. Importantly, age-related changes similar to those reported by previous studies were found also in this study, but these changes were modified by developmental stage. In addition, the results support a strong link between working memory and cognitive development by demonstrating differences in memory task related brain activity and cognitive developmental stages. Based on these findings it is suggested that in the future, comparisons of development of brain activity should not be based only on age but also on the individual cognitive developmental stage.