Dtsch Arztebl Int. Június 2013; 110 (25): 425 – 431.
Absztrakt
Háttér
A serdülőkor a késői gyermekkor és a felnőttkor közötti életszakasz. Jellemzően a serdülők elterelést, új élményeket és erős érzelmeket keresnek, néha komolyan veszélyeztetik az egészségüket. Németországban például az 62-ben az 15-ben szenvedő személyek összes halálának 20% -át traumás sérülések okozzák. A tipikus serdülőkori viselkedésre vonatkozóan neurotudományos magyarázatokat javasoltak; ezeket a magyarázatokat szem előtt tartva, megfelelő módon lehet kezelni a serdülőket.
Módszer
Szelektíven áttekintjük a PubMed adatbázisból származó releváns cikkeket az agy strukturális és funkcionális fejlődéséről a serdülőkorban.
Eredmények
A fejlődési pszichológia és az idegtudomány újdonságai azt mutatják, hogy a serdülőkorban az agy alapvető átszervezése történik. A posztnatális agyfejlődésben a szürkeanyag maximális sűrűségét először az elsődleges szenzormotoros kéregben érik el, és a prefrontális kéreg véget ér. Korábban alakultak ki a szubkortikális agyterületek, különösen a limbikus rendszer és a jutalmazási rendszer, így a serdülőkorban egyensúlyhiány van az érettebb szubkortikális területek és a kevésbé érett prefrontális területek között. Ez a tipikus serdülőkori viselkedési mintákat is magában foglalhatja, beleértve a kockázatvállalást is.
Következtetés
A serdülők agyának nagy plaszticitása lehetővé teszi, hogy a környezeti hatások különösen erős hatást gyakoroljanak a kortikális áramkörre. Bár ez lehetővé teszi a szellemi és érzelmi fejlődést, megnyitja az ajtót a potenciálisan káros hatásoknak.
A serdülőkor a késői gyermekkor és a felnőttkor közötti életszakasz. Nemcsak a fizikai érés, hanem a mentális és érzelmi fejlődés egy független, felelős felnőtté válik. A serdülőkori főbb fejlesztési feladatok közé tartozik a bensőséges kapcsolatok kialakítása és ápolása, valamint az identitás, a jövőbeli perspektívák, a függetlenség, az önbizalom, az önkontroll és a szociális készségek fejlesztése (1).
Fokozott kockázatvállalási magatartás
Sok serdülők és fiatal felnőttek hajlamosak kockázatot vállalni és élvezni a szélsőséges érzelmeket (2, 3). Ez tükröződik a statisztikákban, amelyek azt mutatják, hogy a serdülőkorban a kockázatos magatartás az egészségre gyakorolt fokozott kockázathoz kapcsolódik.4). Németországban például az 62-ben az 15-ben szenvedő személyek összes halálának 20% -át traumás sérülések okozzák. A leggyakoribb halálok a gépjármű-balesetek, egyéb balesetek, erőszak és önkárosodás (5). A magas halálozási arány a részeg vezetés, a biztonsági öv nélküli vezetés, a fegyverek szállítása, az anyaggal való visszaélés és a nem védett szexuális kapcsolat miatt következik be.4).
Fiúk és lányok összehasonlításban
Mint látható a TáblázatA fiúk és lányok kockázatos magatartást tanúsítanak hasonló frekvenciákon. Az utóbbi években például a fiúk és a lányok körében a dohányzás gyakorisága szinte egyenlő, bár néhány minőségi különbség továbbra is fennáll: A fiúk több cigarettát füstölnek, és gyakrabban dohányzik a „keményebb” dohánytermékeket, például a szivarokat, a fekete dohányt, és szűrt cigaretta. A fiúk és a lányok is különböző alkoholtartalmú italokat fogyasztanak: A fiúk általában sört és kemény italt fogyasztanak, míg a lányok általában inni bort, pezsgőt stb. A fiúk alkoholt fogyasztanak gyakrabban és nagyobb mennyiségben. Az illegális drogokat gyakrabban fogyasztják, mint a lányokat. A fiúk hajlamosabbak a balesetekre, és nagyobb kockázatot vállalnak a vezetés során. Másfelől a lányok nagyobb valószínűséggel vesznek részt az egészséget veszélyeztető magatartásban a táplálkozás területén (pl. Étrend, étkezési zavarok).
Módszer
Ez a felülvizsgálat a tipikus serdülőkori viselkedés új neurobiológiai ismereteire és azoknak a serdülőkkel való legjobb kezelésére gyakorolt hatására vonatkozik. Ezeket a kérdéseket a német könyvtári katalógusokban, a PubMed adatbázisban, a „serdülőkorban / serdülőkorban”, „agy / idegi” és „fejlődés” szelektív keresésével vizsgáltuk szelektív módon. Különös figyelmet fordítottak az emberi neuro-képalkotó vizsgálatokra.
Háttér
Néhány évvel ezelőtt általános fejlemény volt a fejlődési pszichológiában és az idegtudományban, hogy az agy építészetének és működésének jelentős változásai a prenatális időszakra és az első öt vagy hat életévre korlátozódtak. (A történelmi áttekintést lásd:6]. Közben azonban az új tudományos felfedezések kényszerítették ezt a feltételezést.
A kiterjedt hosszirányú vizsgálatok azt mutatták, hogy a serdülőkor során az agy alapvető átszervezése történik (7). Sok szinapszis megszűnik (8) ugyanakkor a fehéranyag mennyisége is növekszik (9, 10), és változások vannak a neurotranszmitter rendszerekben is.11, e1, e2). Így a serdülőkorban zajló anatómiai és fiziológiai érési folyamatok sokkal dinamikusabbak, mint az eredetileg gondolták. Megállapítható, hogy a kortikális áramkörök átszervezése a serdülőkorban történik, és tükröződik a kognitív működés változásaiban, és befolyásolják az életszakaszra jellemző szabályozást.12).
Érdekes, hogy ez az emberi agyfejlődés mintázata eltér a nem humán főemlősöktől. Bár például a rhesus majmok és csimpánzok (mint az emberek) éretlen agyakkal születnek, a makákók összes kortikális agyterülete ugyanolyan sebességgel ér el (13). Az emberben a boncolási vizsgálatok kimutatták, hogy a szinaptogenezis a születés után néhány hónappal a vizuális és halláskéregben eléri a maximumot, míg a szinapszisok sokkal lassabban alakulnak ki a prefrontális kéregben. Így az emberi evolúció folyamán átállt a szinkronból a kérgi fejlődés heterokronikus mintájára (8). Ez az elhúzódó fejlődési folyamat feltehetően elősegíti a kifejezetten humán készségek kifejlesztését, különösen azokat, amelyeket az erősen stimuláló szociokulturális környezetbe beágyazás, pl.14) (ábra 1).
A serdülőkorban az agy fejlődésének jelenlegi megértése
Agy szerkezete
Az agy a születés után viszonylag hamarosan nő, abban az értelemben, hogy az agykéreg hamarosan eléri a maximális térfogatot. Mindazonáltal a serdülőkorban továbbra is fontos strukturális érlelési folyamatok lépnek fel, mivel a strukturális képalkotó vizsgálatok kimutatták (15, e3- e5). Az agyban a szürke anyag érlelődik hátrafelé, szóval: A szürkeanyag maximális sűrűségét először az elsődleges szenzormotoros kéregben érik el, és a magasabb asszociációs területeken, például a dorsolaterális prefrontális kéregben, az alsó parietális gyrusban, és a felső időbeli gyrus. Ez azt jelenti, hogy különösen az agyterületek, mint például a prefrontális kéreg, amely a magasabb kognitív funkciókat, mint például a viselkedésellenőrzést, a tervezést és a döntések kockázatának felmérését érinti, később érik, mint az érzékszervi és motoros feladatokhoz kapcsolódó kérgi területek (16) (ábra 2).
A boncolás eredményei arra utalnak, hogy ezek a szürkeanyag-változások a szinaptikus metszésnek köszönhetők17). A gyermekkorban sok szinapszis alakul ki, amelyeket a serdülőkorban később eltávolítanak. Ez tapasztalatfüggő módon történik, azaz a túlélő szinapszisok azok, amelyek gyakoribbak a „használatban”. Vannak más celluláris mechanizmusok is, amelyek az élet e szakaszában a szürke anyagváltozásokat okozhatják, pl. a gliasejtek számában és a myelinizáció növekedésében (18).
Ahogy a szürke anyag mennyisége csökken, a fehéranyag térfogata növekszik. A fehér anyag myelinizált axonokból áll, amelyek gyorsan idegrendszert adnak. A fehéranyag térfogata folyamatosan növekszik a gyermekkorból a korai felnőttkorba (19). Ez a tágulás nagyrészt az axonok oligodendrociták által történő progresszív myelinizációjának köszönhető (10). A myelinizáció hajlamos a jobb agyi területekre, és a hátsó és az elülső részekre.
Agyműködés
A serdülőkori agy anatómiai átszervezési folyamatai a fentiekben ismertetett mélyebb érzelmi és kognitív változásokhoz kapcsolódnak. Különösen a végrehajtó funkciók progresszív fejlesztése, azaz a gondolkodást és viselkedést szabályozó kognitív folyamatok alakulnak ki, és ezáltal lehetővé teszik az egyén számára, hogy rugalmasan alkalmazkodjon az új, komplex helyzeti feladatokhoz (20). A serdülőkorban, ugyanakkor, hogy ezek az alapvető kognitív készségek fejlődnek, vannak olyan változások is a társadalmi-affektív képességekben, mint az arcfelismerés, az úgynevezett elme elmélete (azaz a képessége, hogy szellemileg a másik helyére kerüljön), és empátia (21).
A neurális szinten az agyfejlődés funkcionális képalkotó tanulmányai kimutatták, hogy a gyerekek és serdülők gyakran szélesebb, kevésbé fókuszáló aktiválási mintázattal rendelkeznek, mint a felnőttek, és hogy az idegi erőforrások hatékony felvétele nő az életkorral, így a neurális aktivitás csökken az egyéb agyi régiókban. mint azok, amelyek az adott feladathoz kapcsolódnak (22). Még nem világos, hogy ez a neurális fejlődés milyen mértékben függ a tapasztalatfüggő vagy biológiailag meghatározott hatásoktól. A képalkotó vizsgálatok azt is kimutatták, hogy a serdülők emocionális helyzetekben fokozott aktivitással rendelkeznek limbikus területeken: Például Galvan et al. (23) megállapította, hogy a jutalom előrejelzése a magvak accumbens aktiválódásával jár együtt a serdülőknél, mint a gyermekeknél és felnőtteknél. Érdekes módon ezek a kutatók pozitív korrelációt találtak a nukleáris accumbens aktiválása és a serdülők egyéni kockázatvállalási tendenciája között (24).
Továbbá mind a strukturális, mind a funkcionális képalkotó vizsgálatok azt mutatták, hogy a prefrontális kéreg a serdülőkorban erőteljesebben kapcsolódik az érzékszervi és szubkortikális struktúrákhoz (25, 26, e6). Ez magában foglalja a frontális agyi régiók nagyobb befolyását a kognitív és affektív folyamatokra. A kognitív és affektív neurális áramkörök kialakulását nem szabad a strukturális neurobiológiai érés egyetlen meghatározójának tekinteni; inkább úgy tűnik, hogy a genetikai tényezők erőteljes kölcsönhatása van a környezeti igényekkel. Például befolyásolja a szabályozást és az agyi struktúrákat, amelyek alátámasztják azt, hogy a szülő-gyermek interakciót befolyásolja.27).
További megállapítások, amelyek azt mutatják, hogy a serdülőkorban a neurális áramkör mélyreható átalakulása következik be, az elektrofiziológiai vizsgálatokból származnak, beleértve a nagyfrekvenciás és szinkron agyhullámok változásaira vonatkozó elektroencefalográfiai (EEG) tanulmányokat is.28). A serdülőkorban az agy fejlődése a delta (0 – 3 Hz) és a theta (4 – 7 Hz) sávok nyugalmi aktivitásának csökkenésével és az alfa (8 – 12 Hz) és a béta sávok (13 –30 Hz). A feladatfüggő oszcillációk esetén a theta, alfa és béta sávok oszcilláló aktivitásának szinkronizálásának pontossága nő. A serdülőkorban a szinkronizált oszcillációk késői fejlődése szorosan kapcsolódik a strukturális (anatómiai) érési folyamatokhoz, valamint az elmúlt években intenzíven kutatott neurotranszmitter rendszerek alapvető változásához.
A tipikus serdülők viselkedésének neurobiológiai magyarázó modellje
A tipikus serdülőkori viselkedés magyarázatának egyik legbefolyásosabb neurobiológiai modelljét a New York-i Casey-csoport fejlesztette ki.29, e7) (ábra 3).
Ennek a modellnek a fő feltétele a neuroanatómiai eredmények és a funkcionális képalkotó vizsgálatok eredményei alapján.23, 24, 30, 31), hogy a serdülőkor az idegrendszeri egyensúlyhiány, amelyet a szubkortikális agyterületek viszonylag korai érése és a prefrontális kontrollterületek viszonylag késleltetett érése okoz.ábra 3), amelynek következtében az érzelmi helyzetekben az érettebb limbikus és jutalmazási rendszerek úgy érzik, hogy úgy érzik, hogy a még viszonylag éretlen prefrontális vezérlőrendszeren keresztül. Ez nem jelenti azt, hogy a serdülők természetüknél fogva nem képesek racionális döntéseket hozni. Inkább olyan helyzetekben, amelyek különösen érzelmileg terheltek (pl. Más serdülők jelenlétében, vagy ha van egy jutalom), az a valószínűség, hogy a jutalmak és az érzelmek erősebb hatást gyakorolnak a viselkedésre, mint a racionális döntéshozatali folyamatok.23, 24, 32). Ezt a modellt kísérleti vizsgálatok sorozatában tesztelték (Doboz).
Doboz
A társaik befolyása a kockázatos viselkedésre
A kutatók három korcsoportban (13-től 16-ig, 18-ig 22-éig és 24-évig) dolgoztak, hogy tanulmányozzák, hogy a kortársok (társaik) hatása a kockázatos döntésekre a próbák korától függ. A résztvevőket olyan vezetési szimulátorba helyezték, amelyben a lehető legnagyobb mértékben kellett vezetniük, amíg a közlekedési lámpa pirosra nem vált
és megjelent egy fal. Ha az autó nem állt meg elég hamar, a falba esett, és a vezető elveszítette a pontokat. A résztvevők önállóan vagy háromszemélyes csoportokban voltak a szimulátorban. Az 13-16 éveseknél valószínűbb, hogy kockázatosabb döntéseket hoznak, mint a többi korosztály résztvevői, de csak társaik jelenlétében. A felnőtt vezetési magatartás független volt a társak jelenlététől vagy hiányától (33).
Megállapítást nyert például, hogy a serdülők megítélhetik bizonyos viselkedések kockázatát, akárcsak a felnőttek, ha kérdéseket tesznek fel a kérdőívben. Másrészről, az ökológiailag érvényes viselkedési tesztek egyértelműen azt mutatják, hogy a serdülők kockázatosabb döntéseket hoznak csoportokban, mint ha egyedül vannak (33). Feltételezhető, hogy ebben a korban a kockázatos magatartás előnye - a társaik társadalmi felhatalmazása - jóval magasabb, mint maga a kockázat. Ez összefügghet a prefrontális és limbikus agyterületek nemlineáris érési mintájával. E modellnek megfelelően a megelőző programok kutatásai kimutatták, hogy a kockázatokra vonatkozó ismereteken alapuló programok kevésbé hatékonyak, mint azok, amelyek az egyéni előnyökre és a társadalmi kompetencia és ellenállás képzésére összpontosítanak (34).
Érdekes megkérdezni, hogy a kortikális és szubkortikális agyi struktúrák közötti ideiglenes egyensúlytalanságból milyen funkcionális haszon állhat elő az egyén számára. Az evolúciós szemszögből a serdülőkor az a fejlődési időszak, amelyben egy fiatal személy szerez önállóságot. Ez az eljárás nem egyedülálló az emberi faj számára; sok más fajnál is megfigyelhető az új korúakkal szembeni megnövekedett újdonságkeresés és fokozott társadalmi interakciók (35). A serdülők körében a kockázatos viselkedés egy biológiai dysquilibrium eredményének tekinthető egyrészt az eltérések keresése és az új tapasztalatok („érzéskeresés”), másrészt még éretlen önszabályozó képességek között.2); annak célja, hogy lehetővé tegye a serdülők számára, hogy elszakadjanak a családi biztonsági zónától, hogy például megtalálják a partnerüket az elsődleges családjukon kívül. Úgy tűnik, hogy a prefrontális kéreg pontatlansága bizonyos típusú tanulást és rugalmasságot támogat (1).
Valójában az egyén élettartama alatt valószínűleg több fejlődési ablak van, amelyekben az agy különösen jól felkészült bizonyos típusú tanulási tapasztalatokra. Az evolúciós szemszögből a serdülőkorra jellemző kognitív stílus, amely különösen érzékeny a társadalmi-affektív ingerekre, és rugalmas a cél prioritásainak hozzárendelésében, optimálisan alkalmas a serdülők előtt álló társadalmi fejlődési feladatokra. Ez azt is jelenti, hogy a felnőtt agy nem tekinthető abszolút értelemben az optimális funkcionális rendszernek, és hogy a serdülőkort nem szabad az agy hiányos állapotának tekinteni.
A pubertális hormonok hatása a serdülők agyi fejlődésére
A reproduktív rendszer érlelése a pubertás idején a gonadális szteroid hormonok emelkedő koncentrációjával függ össze. Az agyban nagy a szteroid receptorok sűrűsége, és így valószínű, hogy a nemi hormonok hatást gyakorolnak a serdülőkorban a neurális hálózatokra. Sisk és Foster (36, e8) azt javasolta, hogy a serdülőkorban egy második, a szexuális differenciálódás korábbi, perinatális fázisára épülő agyi szerkezetátalakítási hullám következzen be. E modell szerint a serdülőkor hormonjai befolyásolják a serdülők agyának további strukturálódását, így az agyi eredmények tartós átalakítása azzal a hatással, hogy a neurális hálózatok érzékenyek a hormonális hatások aktiválására. A fiúkban és lányokban a pubertális hormonok emelkedő koncentrációja eltérő hatással van a fejlődő hipotalamusz-hipofízis-mellékvese (HPA) tengelyre: A fiúkban az androgének emelkedése látszólag gátolja a kortikotropin-felszabadító hormon (CRH) hypothalamikus szekrécióját, míg a lányokban az ösztrogének. szabályozza a HPA tengelyt felfelé. Az ösztrogének a lányokat érzékenyebbé tehetik a stresszre, míg az androgének a fiúknak rugalmasabbá válnak (37).
Áttekintés
Eddig a korai gyermekkori kutatást a tudományos közösség és a média a legnagyobb figyelmet kapta. A legújabb eredmények azt mutatják, hogy a serdülőkor folyamatos pszichológiai és biológiai változásai erőteljesen befolyásolják az agyi struktúrát és a funkciót. A serdülők agya a plaszticitás új fázisán megy keresztül, amelyben a környezeti tényezők jelentős, tartós hatást gyakorolhatnak a kérgi áramkörre. Ez új lehetőségeket nyit az oktatás számára. Például azért, mert az érzelmek annyira könnyen befolyásolják a serdülőket, hogy pozitív érzelmi kontextusban, az érzelmek szabályozására szándékos tanulási tapasztalatokból profitálhatnak. Tekintettel arra, hogy a serdülőkorban a kockázatos viselkedésnek neurobiológiai alapja van, az ilyen viselkedés elnyomására tett kísérletek teljesen meghiúsulnak. Indokoltabb lenne a serdülők számára, hogy biztonságos környezetben érzelmi tapasztalatokat szerezzenek, és növeljék a nem kockázatos viselkedéshez kapcsolódó szociális juttatásokat a szabályozási jogszabályok révén (pl. Bizonyos reklámtípusok tilalma) és érzelmileg pozitív modellek biztosításával. Például a televíziós szappanopera tizenéves vezetője úgy dönthet, hogy elhagyja a barátok által szervezett kemény ivóvízes versenyt.
Ezen túlmenően a serdülőkorban elhúzódó idegi plaszticitás időszakában a serdülők is sebezhetőbbek a káros környezeti hatásokkal szemben, pl. Az állatkísérletek és az emberi vizsgálatok eredményei azt sugallják, hogy például a kannabisz használata serdülőkorban tartós kognitív változásokat és szerkezeti változásokat okozhat az agyban, amelyek szélesebbek, mint a felnőtt kannabiszhasználóknál megfigyeltek (38).
Az agyfejlődés jövőbeli kutatásának ezért foglalkoznia kell az agy működését és szervezését érintő környezeti hatások fontos kérdésével.
Eddig a kognitív idegtudomány nem elemezte megfelelően a társadalmi és kulturális kontextusnak a kognitív és affektív folyamatokra és fejlődésükre gyakorolt hatását. Ezért az oktatási és szociálpolitikára is jelentős hatással van a jelenlegi megértésünk arra, hogy a serdülőkor az agy érésének meghatározó fázisa, és hogy az agyi érési folyamatok húsz évig vagy akár azon túl is működhetnek. A gyermekek és serdülők fejlődését befolyásoló döntéseknek figyelembe kell venniük a neurobiológiai tényezőket. Az ilyen jellegű fontosabb kérdések közé tartozik a kannabiszfogyasztás legalizálása és a fiatalkori bűnözési törvény serdülőkorban való alkalmazhatósága.
Kulcsüzenetek
- A serdülőkorban az agy alapvető átalakítása zajlik, amely az élet harmadik évtizedének kezdetéig folytatódik.
- A serdülők agyfejlődését a limbikus és jutalmazási rendszerek közötti egyensúlyhiány jellemzi, amely korábban érett, és a még nem teljesen érett prefrontális kontrollrendszer. Ez az egyensúlytalanság lehet a serdülőkori tipikus érzelmi reaktív stílus neurális szubsztrátja, és előmozdíthatja a kockázatos viselkedést.
- Tipikus serdülőkori viselkedés az alapja a serdülők autonómiájának kialakulásának és elősegíti az elsődleges családból való emancipációját.
- A pubertás hormonjai befolyásolják a serdülők agyának további nemi specifikus szerkezetátalakítását.
- A serdülő agyának átszervezése különösen érzékeny a környezeti hatásokra, mind pozitív, mind negatív.
Lábjegyzetek
Érdekütközési nyilatkozat
Konrad professzor a Medice, a Lilly és a Novartis cégek előadói tiszteletére, valamint a Vifor Pharma Kft. Kutatási támogatására (külső finanszírozás) kapott támogatást.
A többi szerző azt állítja, hogy nem áll fenn összeférhetetlenség.
;
