(L) Agy: A baj a tizenévesekkel - Discovery magazin (2011)

Gyors vezetés, drogok és nem biztonságos szex: A serdülők kockázatot szerető viselkedése a fejlődő agyi neurológiai résből eredhet 

Carl Zimmer

A tinédzserek puzzle, és nem csak a szüleik. Amikor a gyerekek a gyermekkorból a serdülőkorba haladnak, a halálozási arányuk megduplázódik, annak ellenére, hogy a tinédzserek erősebbek és gyorsabbak, mint a gyerekek, valamint a betegségek ellenállóbbak. A szülők és a tudósok egyaránt bővelkednek a magyarázatokkal. Kísértés, hogy a sima ostobaságra tegyük: a tizenévesek még nem tanulták meg, hogyan lehet jó döntéseket hozni. De ez egyszerűen nem igaz. A pszichológusok azt találták, hogy a tinédzserek körülbelül olyan felnőttek, mint a felnőttek, hogy felismerjék a veszélyes viselkedés kockázatait. Valami más van a munkahelyen.

A tudósok végül rájönnek, hogy mi az. Agyunkban neuronok hálózatai vannak, amelyek mérik a potenciális cselekvések költségeit és előnyeit. Ezek a hálózatok együttesen kiszámítják, hogy mennyire értékesek és milyen messzire megyünk, hogy megkapjuk őket, és a második század századában ítélkezzünk, messze a tudatos tudatunktól. A közelmúltban végzett kutatások azt mutatják, hogy a tini agyak elbuknak, mert ezeket a következményeket különös módon mérik.

A serdülőkor elme legismertebb betekintése nem az emberekből, hanem patkányokból származik. Körülbelül hét héttel a születés után a patkányok pubertást szenvednek, és sokan kezdik el cselekedni, mint az emberi tizenévesek. Kisebb időt töltenek szüleikkel és több más serdülőkkel; kíváncsiak az új tapasztalatokra, és egyre inkább felfedezik világukat. A tizenéves patkányok új vágyakat is fejlesztenek. Nem csak azért, hogy érdekeljenek a szex, hanem azt is, hogy az örökségük tájképe megfordul.

Miriam Schneider, egy viselkedési farmakológus, aki a Heidelbergi Egyetem serdülőkorát tanulmányozza, és munkatársai nemrégiben dokumentálták ezt a változást. A tudósok kísérletet folytattak egy különböző korú patkánycsoporton, lehetővé téve az állatok számára, hogy annyi édesített sűrített tejet inni, amennyit csak akarnak. A tej mennyisége, amit a testtömegéhez viszonyítottak, meglehetősen állandó maradt az elővilágító fiatalok körében. De mikor a pubertásba ütköztek, sokkal többet kezdtek inni. Amint felnőtt patkányokká váltak, a tej ivásuk aránya csökkent, majd az idősebb koruk alatt állandó maradt.

Minden szülőnek, aki megfigyelte a tinédzserét, egy üveg szódát üvölt, ez a tüske szörnyen ismerősnek tűnik. De a serdülő patkányok viselkedése nem pusztán annak eredménye, hogy a fiatalok nagyobbak voltak. Schneider és munkatársai képezték a patkányaikat, hogy egy karral nyomják meg a tejet. A patkányoknak tucatnyi alkalommal kellett nyomniuk a kart, mielőtt egyetlen sip-vel jutalmazták volna őket, és minden egymást követő sipnek még két nyomást kellett igényelnie, mint az előző. Ez a követelmény lehetővé tette a Schneidernek és kollégáinak, hogy mérjék fel, hogy mennyi munkát végeztek a patkányok a jutalomért. Megállapították, hogy a serdülő patkányok sokkal gyakrabban fogják nyomni a kart, mint bármely más korú patkányok, és sokkal nagyobb munkát végeztek az általuk kapott kalóriáknál, méretük miatt. Más szóval, többet értékeltek a tejet.

Számos más kísérlet támogatja a Schneider eredményeit. Akár rágcsáló, akár emberi, a serdülőkor nagyobb értéket ad nekünk, nemcsak az édes italokhoz, hanem mindenféle jutalomhoz. Egy csapat vezette Elizabeth CauffmanA kaliforniai Egyetem kutatási pszichológusa, Irvine, aki a serdülők antiszociális viselkedését tanulmányozza, ezt a változást kártyajátékokkal dokumentálta. Ő és csapata volt az önkéntesek egy egyszerű szerencsejátékot játszanak, négy képkocka képpel a számítógép képernyőjén (PDF). A játék minden fordulóján egy nyíl mutatott az egyik fedélzetre. Az önkéntesek megfordíthattak egy kártyát vagy átadhatnak. Minden kártyának más volt a pénzösszege - például „+ $ 100”, vagy „- $ 25.” A játék célja, hogy a lehető legtöbb képzeletből nyerjen pénzt.

A tudósok összeszorították a fedélzetet. Két fedélzeten több vesztes kártya volt, mint a győztes kártyák, és a másik két fedélzetre fordítva fordult elő. Amikor az emberek játszanak ezeket a játékokat, öntudatlanul eltolják stratégiáikat, amikor több kártyát látnak. Több fedélzeten haladnak, és több kártyát vesznek másoktól. Cauffman és munkatársai nyomon követték az 901 önkénteseinek 10-ról 30 éves korig terjedő stratégiáit, és hasonlították össze a többi korosztályt. Minden korosztályban, annál idősebbek voltak az önkéntesek, annál inkább távolodtak el a vesztes fedélzet használatától. De a tudósok más mintázatot találtak, amikor a nyertes fedélzetre került. A serdülők gyakrabban játszottak a nyertes fedélzeten, mint a felnőttek vagy a preteensek. Más szavakkal, szokatlanul érzékenyek voltak a nyertes pénz jutalmára, de ugyanazok, mint mások, amikor a kockázata annak elvesztése volt.

Ennek a magatartásnak az alapja a tini agy neurális áramkörei. neurológus BJ Casey és a Weill Cornell Orvosi Főiskola Sackler Intézetében dolgozó kollégái úgy vélik, hogy a fiatalok egyedülálló értéke a dolgokra magyarázható biológiai furcsasággal. A jutalmi áramkörünkön belül két különálló rendszerünk van, az egyik a jutalmak értékének kiszámításához, a másik pedig az azok megszerzéséhez kapcsolódó kockázatok felméréséhez. És nem mindig működnek együtt nagyon jól.

Casey nyomon követte a kettős rendszerek működését azáltal, hogy az önkéntesek játékot játszanak, miközben egy fMRI szkennerben fekszenek. Ő és posztdoktori munkatárs, Leah Somerville 62 önkénteseknek mutatott egy sor mosolygó vagy nyugodt arcot. Néhány kísérletben az önkénteseknek egy gombot kellett nyomniuk, amikor mosolygó arcot láttak; más kísérletekben arra kérték őket, hogy ellenálljanak a boldog arcoknak, és inkább válaszoljanak a nyugodtakra, még akkor is, ha a boldog arc látványa ugyanazt a jutalomkeresést idézi fel az agyban, mint egy dollárjel vagy az ízletes kilátás élelmiszer.

Casey elmondta, hogy az önkéntesek milyen gyakran reagáltak helyesen a nyugodt arcokra, és milyen gyakran nem tudták ellenállni a gombnak, amikor megnyomja a gombot. Aztán megvizsgálta az alanyainak agyi vizsgálatát, hogy megnézze, hogy az agy mely területei aktívak voltak, és hogy az önkéntesek életkora - az 6-tól 29-ig terjedő - megváltozott. Ismét a tizenévesek kiemelkedtek a többiektől. Amikor kéri, hogy megnyomjon egy gombot nyugodt arcokhoz, sokkal valószínűbb, hogy tévesen nyomják meg a boldog arcok gombját, is. Más szóval, egy boldog arc jutalma megnehezítette számukra az impulzusok irányítását.

Az agyi vizsgálatok azt mutatják, hogyan dolgozták fel másként a jutalmat. Csak tinédzsereknél a boldog arc látványa a ventrális striatum, az agy közepéhez közeli kis neuronok kis foltja miatt jelentős választ váltott ki. A ventrális striatum különösen érzékeny a dopaminra, amely előrejelzési érzést kelt, és segít az agyban a cél elérésében. A ventrális striatum nagyobb válaszokat ad a nagyobb jutalmakra, és a tizenéveseknél erősítőt kapnak, így a jutalmak még vonzóbbá válnak.

Az egymással ellentétes impulzusok értékeléséért az agy elején lévő régiók külön hálózata felelős. Ez a kognitív ellenőrző hálózat lehetővé teszi, hogy visszatartjuk azt a cselekvést, amely rövid távú jutalmat eredményezhet, ha egy hosszú távú célt zavar. A hálózat nagyon lassan nő az első 25 életévekben. Ennek eredményeként gyengén működik a gyermekkorban, jobb a tizenéveseknél, és még jobb a felnőtteknél.

Casey képes volt megnézni a kognitív kontroll hálózatot. Munkatársai és kollégái elemezték az önkéntesek agyi vizsgálatát, miközben megtartották magukat attól, hogy megütjenek egy kulcsot, amit nem kellett volna találniuk. Azokban a pillanatokban, amelyek a kognitív kontroll hálózat része, az úgynevezett rosszabb frontális gyrus, aktívabb volt, mint máskor. Amikor a tudósok összehasonlították a különböző korú emberek kognitív kontroll hálózatának válaszát, feltűnő mintát találtak. Gyermekeknél a hálózat volt a legaktívabb, tinédzserekben a tevékenység alacsonyabb volt, és felnőtteknél még alacsonyabb volt. Casey azt javasolja, hogy a kognitív vezérlőhálózat érlelése után hatékonyabbá válik. A végeredmény az, hogy amint életkorunkban van, kevesebb erőfeszítést kell tennünk ahhoz, hogy visszatartjuk magunkat.

A tinédzserek gondja, Casey gyanítja, hogy neurológiai résbe esnek. A serdülőkorban a hormonok rohanása segít a jutalomrendszer hálózatának érettség felé történő vezetésében, de ezek a hormonok semmit sem tesznek a kognitív kontroll hálózat felgyorsítására. Ehelyett a kognitív kontrollok lassan érik a gyermekkorban, a serdülőkorban és a korai felnőttkorban. Amíg a felzárkózás meg nem szűnik, a tinédzserek szorosan reagálnak a jutalmakra, anélkül, hogy nagy részét kompenzáló válasz lenne a kapcsolódó kockázatokra.

Evolúciós szempontból előnyös lehet a serdülők drámai impulzusai, Casey rámutat. Amint egy fiatal emlős szexuális érettségű lesz, el kell hagynia a szüleit, és egyedül kell kiütnie. Meg kell találnia saját táplálékellátását, és meg kell hoznia helyét a felnőttek világában. Néhány emlősfajban a serdülőkor az egyén számára az az idő, hogy elhagyják az egyik csoportot és találjanak egy újat. Más esetekben itt az ideje, hogy szexuális partnereket keressünk.

A tizenéves agy jutalmazási rendszere a serdülők számára jobban hajlandóak lesznek szembesülni azzal a kockázattal, amely az élet új, bosszantó szakaszával jár. De a modern veszélyekhez, mint például az illegális drogok és a gyors autókhoz való hozzáférés, az emberi kockázatok nőttek. Az evolúció nem működik elég gyorsan ahhoz, hogy reagáljon az ilyen tényezőkre.

Az agy megnövekedett válaszai szintén megnyithatják az utat a pszichológiai problémákra. A tapasztalatok, a környezet vagy a gének következtében egyes tizenévesek viszonylag alacsony szintű kognitív kontrollokkal rendelkezhetnek, ami különösen érzékeny a félelem neurológiai jeleire, Casey javasolja. Ha a jelek nem ellenőrzöttek, szorongást, depressziót vagy más rendellenességet, például függőséget okozhatnak. És még a jól beállított serdülők is alapozhatnak, hogy kiválasszák a szívet a fej fölött - vagy talán most mondjuk, a ventrális striatumot az alsó frontális gyrus fölött.


A frontostriatális érés előfeltételezi a kognitív kontroll sikertelenségét a serdülőknél.

J Cogn Neurosci. 2010 szeptember 1.

Somerville LH, Hare T, Casey BJ.

Weill Cornell Orvosi Főiskola, New York.

Absztrakt

A serdülőkori kockázatvállalás olyan közegészségügyi kérdés, amely növeli az életen át tartó rossz eredmények esélyét. Az egyik tényező, amelyről úgy gondolják, hogy befolyásolja a serdülők hajlandóságát a kockázatvállalásra, az fokozott érzékenység az étvágygerjesztő jelzések iránt, szemben az éretlen képességgel a kellő kognitív kontroll gyakorlására. Ezt a hipotézist úgy teszteltük, hogy fMRI szkenneléssel jellemeztük a ventralis striatalis, a dorsalis striatalis és a prefrontális kortikális régiók közötti változó étvágyterhelést. A gyermek, tinédzser és felnőtt résztvevők go / no-go feladatot hajtottak végre étvágygerjesztő (boldog arcok) és semleges jelzésekkel (nyugodt arcok). A semleges jelekre adott impulzusszabályozás az életkor előrehaladtával lineáris javulást mutatott, míg a tizenévesek az impulzuskontroll nemlineáris csökkenését mutatták az étvágygerjesztő jelek felé. Ezt a tizenéves teljesítménycsökkenést párhuzamosan fokozta a ventralis striatum aktivitása. A prefrontális kérgi toborzás korrelált az általános pontossággal, és lineáris választ mutatott az életkorral a no-go versus go vizsgálatokban. A kapcsolódási elemzések azonosították a ventralis frontostriatalis áramkört, beleértve az alsó frontális gyrus és a dorsalis striatumot a no-go versus go vizsgálatok során. A toborzás fejlesztésbeli vizsgálata azt mutatta, hogy a tizenéveseknél nagyobb volt a ventrális-dorzális sztriatális koaktiváció az alanyok között, mint a gyermekek és a felnőttek között a boldog, nem menni és menni kísérletek során. Ezek a megállapítások az étvágygerjesztő jelek túlzott ventrális sztriatális reprezentációját vonják maguk után serdülőknél az intermedier kognitív kontrollválaszhoz képest. A kapcsolódási és koaktivitási adatok azt sugallják, hogy ezek a rendszerek a dorsalis striatum szintjén differenciáltan kommunikálnak a fejlődés során. Az elfogult válaszadás ebben a rendszerben az egyik lehetséges mechanizmus, amely mögött a fokozott kockázatvállalás állhat serdülőkorban