Erfahrungen im Jugendalter prägen die Gehirnentwicklung: Von Synapsen und Netzwerken zu normalem und pathologischem Verhalten (2019)

Neurotoxicol Teratol. 2019 Sep 7; 76: 106834. doi: 10.1016 / j.ntt.2019.106834.

Dow-Edwards D1, MacMaster FP2, Peterson BS3, Niesink R4, Andersen S5, Braams BR6.

Abstrakt

Die Adoleszenz ist eine Zeit dramatischer neuronaler Reorganisation, die eine Zeit der Verwundbarkeit und der Möglichkeit zur Entwicklung der Psychopathologie schafft. Die Reifung verschiedener neuronaler Schaltkreise während der Pubertät hängt in hohem Maße von den physischen und psychosozialen Erfahrungen ab. Dies geschieht durch einen Plastizitätsprozess, der die strukturelle und funktionelle Anpassung des Nervensystems an Umweltanforderungen, physiologische Veränderungen und Erfahrungen darstellt. Während der Adoleszenz erfolgt diese Anpassung vor dem Hintergrund struktureller und funktioneller Veränderungen, die durch genetische und epigenetische Faktoren und Erfahrungen sowohl vor der Geburt als auch während der postnatalen Periode hervorgerufen werden. Plastizität bedingt eine Veränderung der Verbindungen zwischen Neuronen durch Langzeitpotenzierung (LTP) (die die synaptische Effizienz verändert), Synaptogenese, axonales Sprießen, dendritisches Remodelling, Neurogenese und Rekrutierung (Skaper et al., 2017). Obwohl sich die meisten empirischen Belege für Plastizität aus Untersuchungen der sensorischen Systeme ergeben, haben neuere Untersuchungen ergeben, dass soziale, emotionale und kognitive Erfahrungen im Jugendalter die Struktur und Funktion der Netzwerke verändern, die diesen Verhaltensbereichen dienen. Jedes dieser neuronalen Netze weist eine erhöhte Anfälligkeit für erfahrungsabhängige Plastizität während der empfindlichen Perioden auf, die in verschiedenen Schaltkreisen und verschiedenen Gehirnregionen zu bestimmten Entwicklungsperioden auftreten. In diesem Bericht werden einige Beispiele für Anpassungen zusammengefasst, die im Jugendalter auftreten, sowie Hinweise darauf, dass das jugendliche Gehirn anders auf Reize reagiert als Erwachsene und Kinder. Dieses Symposium „Erfahrungen während der Pubertät prägen die Entwicklung des Gehirns: von Synapsen und Netzwerken zu normalem und pathologischem Verhalten“ fand während des Jahrestreffens der Developmental Neurotoxicology Society / Teratology Society im Juni 2018 in Clearwater, Florida, statt. In den Abschnitten wird die Reifung des Gehirns während der Pubertät unter Verwendung bildgebender Verfahren beschrieben, anhand von Beispielen für pathologische Zustände wie das Tourette-Syndrom und die Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung sowie eine Überprüfung der wichtigsten molekularen Systeme veranschaulicht, wie Plastizität die Struktur des Gehirns beeinflusst beteiligt an dieser Plastizität und wie einige häufig missbrauchte Substanzen die Gehirnentwicklung verändern. Anschließend wird die Rolle von Stimulanzien bei der Behandlung der Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) für die Plastizität des Belohnungskreislaufs beschrieben. Schließlich liefern klinische Daten, die das Verständnis von Peer-Einflüssen auf das Risikoverhalten bei Jugendlichen fördern, Belege für die Komplexität der Rollen, die Peers bei der Entscheidungsfindung spielen - ein Phänomen, das sich von dem bei Erwachsenen unterscheidet. Imaging-Studien haben gezeigt, dass die Aktivierung des sozialen Netzwerks durch die Anwesenheit von Gleichaltrigen in Zeiten der Entscheidungsfindung bei Jugendlichen einzigartig ist. Da die normale Entwicklung des Gehirns auf Erfahrungen beruht, die die funktionellen und strukturellen Verbindungen zwischen Zellen in Schaltkreisen und Netzwerken verändern, um letztendlich das Verhalten zu verändern, können die Leser auf die unzähligen Möglichkeiten aufmerksam gemacht werden, wie normale Entwicklungsprozesse entführt werden können.

KEYWORDS:  Entwicklung des jugendlichen Gehirns; Gehirn-Verhaltens-Beziehungen; MRT / fMRT; Plastizität

PMID: 31505230

DOI: 10.1016 / j.ntt.2019.106834