繊細なバランス:リスク、報酬、そして思春期の脳(2012)

By カール・シャーマン

ブリーフィング・ペーパー

アン・ホイットマン
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青年の間では、意図しない傷害(主に自動車事故)が死亡の主な原因であり、殺人が次です1、過度の飲酒、保護されていないセックス、さまざまな不幸な出来事は、その後に混乱の跡を残します。 なぜ賢くて賢い若者が、自分や他の人の健康と安全を危険にさらす賢明な行動に悪名高い傾向があるのはなぜですか? この質問は広範囲の研究に関与しており、そこからますます複雑で微妙な画像が現れ始めています。

青年期の脳の発達を一般的に特徴付ける生物学的および環境的相互作用の理解を超えて、研究者は個人差の背後にある詳細をばらばらにしています。 彼らの答えは、深刻な危害に対して開発のこの重要で脆弱な段階を緩衝する戦略につながる可能性があります。

接続の質問

10年前、思春期前の皮質[判断と自己制御の主要な脳領域]が完全に発達していなかったため、若者がハイリスク行動に関与していることを示唆する記事を読んでいたでしょう。コーネル大学のヴァイルメディカルカレッジのサックラー発達心理生物学研究所のディレクターであり、脳イニシアチブのためのダナアライアンスのメンバーであるBJケーシー博士は言います。 「しかし、そのような行動に関与していない子供では、その領域はさらに発達していません。 神経回路の観点から考えるようになりました。 脳の各領域が互いにどのように話し合うのか。」

ケーシーの研究室や他の場所での最近の研究は、脳全体の物理的および機能的結合の進化が青年期から成人期までの道の危険を理解するのに役立つストーリーを語り始めました。

「広範なサーキット内で不均衡のモデルを思い付きました。さまざまな地域が活性化され、最も大きな声で叫ぶ地域が勝利し、」ケーシーは言う。 彼女の見解では、この意思決定回路内で目立っているのは、報酬および報酬の予想に反応する感情的に反応する腹側線条体/側坐核、および衝動を抑制して行動を調節する皮質領域です。

ケイシーと他の人が示したように、報酬システムは思春期までに成熟に達し、実際、その期間に非常に反応的であるように見えます。 「前頭前野は完全には発達していませんが、本当に衝撃的です」と彼女は言います。 問題は主に感情的に帯電した状況で発生します。 「思春期の若者は、合理的な決定を下すことができます。ただ、彼らは今の暑さの中でより困難を感じています。」 脳がこのモードにあるとき、深刻な長期的結果の測定された感謝は、高速運転、大量飲酒、または無防備なセックスによって約束された即時の満足とは一致しません、と彼女は示唆しています。2

精神医学の教授であり、ピッツバーグ大学の神経認知発達研究所の所長であるベアトリス・ルナ博士は、成人レベルでの行動を調節するために必要な皮質脳装置が、青年期にほぼ一致することに同意します、しかし、「それは少し壊れやすく、テストされていません。他の要求によって課税される可能性があります。」

彼女の研究は、10代と成人を分けるのは、統合された活動を効率的かつ信頼できるものにする脳の部分間の構造的および機能的なつながりの強さであると示唆しています。 "前頭前野が脳全体の領域とネットワークを組む能力により、抑制や感情的および社会的処理に必要な複雑なプロセスをサポートできます。」 ルナは言います。

彼女と同僚はfMRIデータを分析して、効果的な接続性(タスクの実行中に脳の各領域が一緒に発火する程度、および制御の方向:他の領域を規制する領域)を決定しました。 彼らの研究の多くは、反応を抑制する能力のエレガントで単純なテストを使用しました。 閃光が画面に表示されたとき、参加者は反射方向を見るのではなく、反対方向を見るように指示されました。

子供は大人よりもはるかに悪い成績を残し、その間に青少年がいました。 fMRIデータは、年齢とともに、前頭領域とより低い感覚運動脳領域がタスクを実行するために同期して働いた程度の対応する増加を示した。 さらに、脳領域間の会話は明らかに「トップダウン」でした。応答を抑制する能力の向上は、高次の脳が行動を指示できるようにする信号の強度を反映していました。3

「光を見ることは、現実の世界でリスクを取ることと同じではありません」とルナは言います。 「しかし、この単純なシステムが整っていない場合、「私はこれをやりたいが、やらない」と言うことを可能にするトップダウンコントロールです。より複雑な動作が障害を抱えていることを想像できます。 」

少なくとも青少年の成人よりも効果的なトップダウン制御の説明の一部は解剖学的です。 ニューロンが髄鞘形成の絶縁鞘を発達させると(白質の相対的な増加によって反映される)、ニューロンはより速く、より効率的にメッセージを運び、脳内の白質体積が青年期から成人期に上昇することは十分に確立されています。4 ルナの研究室の研究者は、この発達の大部分が、前頭脳領域と皮質下脳領域をつなぐ管で起こることを示しました。抑制制御に関与する同じ回路です。.5

誰がリスクを負うか

「多くのリスクテイキングは思春期に起こりますが、すべての思春期がリスクテイカーではありません」とUCLAの発達神経科学のためのGalvanLabのディレクターであるAdriana Galvan博士は述べています。 「すべてのティーンエイジャーをひとまとめにすることは重要です。」

BJ Caseyの研究室の博士課程の候補者であったGalvanは、子供、青年、成人の脳の活動とリスクの傾向を分析するチームの一員でした。 「しかし、データを見ると、グループ内で多くのばらつきがありました。 年齢を問わず、よりリスクを冒す行動を報告した人々特に、側坐核-前頭皮質の活動は、お金を稼ぐゲーム中に、危険なセックス、大量飲酒、高インパクトのスポーツに従事する可能性が高いと述べた10代の若者でより増加しました。など。 

ガルバンは現在、実世界で個人差がどのように影響するかを調査しています。 ストレスは一般に意思決定を混乱させ、特に青年期ではリスクテイキングの傾向を増幅させるという証拠が豊富にあります。 「しかし、ストレス反応と知覚には大きな個人差があります」と彼女は言います。

毎日のストレスレベルを追跡する進行中の研究は、リスクをとる運動に関する青年のスコアがストレスの多い日に上がることを確認しています。7 しかし、予備的なfMRIの調査結果は、ここでもすべての10代が平等であるとは限らないことを示唆しています。リスクテイクは、そのような日に感情を調節する辺縁系で最も活性化を示す人でのみ上昇します。

リスクテイキングの複雑さを分析する際に、テンプル大学心理学の名誉教授であるローレンス・スタインバーグ博士は、十代の生活でよく認識されている重要な別の要因であるピアの影響について詳しく調べています。

一連の実験では、思春期と成人が模擬運転演習で同様に実行しました。 しかし、10代の若者が2人の友人の前でテストを受けたとき、リスクテイクとその結果-彼らはより多くのライトを点灯し、より多くのクラッシュを起こしました-は劇的に増加しましたが、大人のパフォーマンスは影響を受けませんでした

違いは、運転中に収集されたfMRIデータによると、w報酬に関連する脳領域でもう一度-成人ではなく、10代で、側坐核-前頭前野皮質回路がピアの存在下で著しく活性化されました。8 

「親やティーンが、この仕事の一部から、友人といるときはティーンの判断は同じではないという事実を考慮に入れる必要があること、彼らはより危険なことをしていることを認識することを願っています」とスタインバーグは言います。

ピアの存在が報酬応答を高めることによりティーンエイジャーのリスクテイクを増加させる場合、同じサーキットが潜在的に参加する可能性があります 歯止めをかける 危険な傾向。 Beatriz Lunaの研究室の研究では、金銭的なインセンティブが青年(ただし成人ではない)の厳しい眼球運動抑制タスクのパフォーマンスを向上させることがわかりました。 報酬回路の活動が増加しただけでなく、目の動き自体を調節している脳の領域も増加しました。9

思春期の脳が「報酬があるので、全開に行こう」と言っているようでした」とルナは言います。 「インセンティブとは、報酬を得るために必要なことを何でも行う脳の能力を高めることです。ここでは、抑制制御を強化することを意味します。 

経験事項

より一般的には、適応性は思春期のリスクテイキングの研究における新たなテーマです。 「ストーリーが、文脈や環境に影響されない生物学的に駆動された成熟プロセスであるかのように話されるのは正しくありません」とスタインバーグは言います。 「経験が重要であることを知っています。私たちがフィールドとして研究し始めているのは、脳でどのように展開するかです。」

彼は、認知制御を改善することが示されている方法で個人を訓練することにより、仲間の影響の危険が軽減されるかどうかを調査しています。 「私たちは、トレーニングを受けた人とトレーニングを受けていない人の間で、ピアの存在下で脳の活動のパターンを見ていきます」と彼は言います。

ヴァナ大学の心理学教授であるダナ・アライアンスのメンバーであるアビゲイル・ベアード博士は、思春期の行動における非常に広い意味での経験、文化の役割を過小評価すべきではありません。 彼女は思春期を「思春期として知られる生物学的出来事の社会的および感情的な表現」と表現しています。10

「人間の行動には、単に生物学的または環境的なものは何もありません」とベアードは言います。 思春期のリスクテイクを理解するために、彼女は両方の感謝を要求します。

ある実験では、さまざまなシナリオが良いアイデアか悪いアイデアかを評価するよう求められたとき、彼女は成人と青年の脳活動を比較しました。 両方のグループは、「サメと泳ぐ」、「電球を噛む」、「屋根から飛び降りる」などの概念を賢明に拒否しましたが、大人は非常に速く行動しました。 違いは、明らかに関与している精神プロセスにありました。 成人は視覚皮質と島(思考を内臓感覚に変換する脳領域)でより大きな活性化を示したが、10代では前頭前皮質がより激しく働いた。 簡単に言えば、大人は見込み客を視覚化し、すぐに反応することができましたが、10代はそれを熟考しなければなりませんでした、とベアードは示唆しています。11 

「私が思うに、十代の若者たちは、その腸システムを開発するのに十分な経験がなかったということです。大人が考える必要のない決定を下す際に使用できる善悪の肉体的な感覚。」認知には、自分自身の経験と他人の経験から一般化する能力が備わっている、と彼女は付け加えます。 ガラスに手を切った大人は、ティーンエイジャーができない方法で「電球を噛む」という考えを視覚化し、物理的に対応できるかもしれません。

彼女の発見は、リスクテイクにおける報酬への強力なドライブの役割を強調する研究と矛盾しない、と彼女は言います。 思考のペースが遅いことは、即時の腸反応と比較して、感情的な満足と競合する際の認知制御をさらに不利にする可能性があります。

彼女の発見は10代の脳に欠けている何かを意味するものでもありません. この発達段階の中心的な仕事は、特定の文化の中での成人生活のルールを学ぶことであり、「経験の浅い青年は健康な青年です」 ベアードは言います。 いくつかのリスクテイクは十代の領域に付属しています。 「トリックは、致命的ではなく有益な経験でシステムを訓練するのを支援することです...私の最大の懸念の1つは、多くの10代がその経験を得ていないことです。 車をクラッシュさせるよりも、子供が自転車から落ちるほうがましだ」

付随する落とし穴がある思春期は、米国では他の場所よりもはるかに長く続くと彼女は指摘する。 14または15になるまでに、子供が大人の責任を負うという文化があります。 彼らの脳は同じ年齢のアメリカ人よりも「大人」に見えて行動しますか? 「私はそのデータのために左腕を与えます」と、ベアードは言います。

10月2012発行

­­­­1 米国保健福祉省、保健資源およびサービス局、母子保健局。 チャイルドヘルスUSA 2011。 メリーランド州ロックビル:米国保健福祉省、2011: http://mchb.hrsa.gov/chusa11/hstat/hsa/pages/229am.html  

2ケーシー、BJ等。 思春期の脳のブレーキングと加速。 J Res Adolesc。 2011 3月1; 21(1):21–33。

3Hwang K、Velanova K、およびLuna、B。抑制制御の開発の根底にあるトップダウンの正面認知制御ネットワークの強化:機能的磁気共鳴画像法の効果的な接続性研究。 J.神経科学。 17 11月、2010; 30(46):15535-15545。

4 ギッド、JN 10代の脳:学ぶ準備を整え、リスクを取る準備を整えました。 大脳 26 2月2009: http://www.dana.org/news/cerebrum/detail.aspx?id=19620 

5 アサトMR等。 青年期における白質の発達:DTIの研究。 大脳皮質 2010年20月; 2122:2131–XNUMX

6 ガルバン、Aら。 リスクを取ることと思春期の脳:誰がリスクにさらされていますか? 発生科学 10:2(2007)、pp F8–F14

7GalvánA&McGlennen KM 毎日のストレスは青年期の危険な意思決定を増加させます:予備研究。 Dev Psychobiol。 2012 5月; 54(4):433-40。

8チェイン、J。 ピアは、脳の報酬回路の活動を強化することにより、思春期のリスクを高めます。 発生科学 14(2011):F1–F10。

9ガイアーCF。 等。 報酬処理の未熟性と青年期の抑制制御に対するその影響。 Cerebの皮質。 2010 7月; 20(7):1613-29。

10ベアード、AA、シルバー、SH(2011)十代の種:なぜ性別が重要なのか。 (印刷中)マーサー法審査リード記事版、 62(3): http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=5&ved=0CDgQFjAE&url=http%3A%2F%2Ffaculty.vassar.edu%2Fabbaird%2Fabout%2Fpublications%2Fpdfs%2FBaird_Mercer_easyread.doc&ei=tF9PUKCRK-P00gG644C4Cg&usg=AFQjCNGQQ0iZwmioUfI3C6tC-TovQvGAhQ 

11ベアードAA、他、「あなたは何を考えていましたか?」思春期の推論に関連する神経の特徴。 ポスタープレゼンテーション:12th年次Cognitive Neuroscience Society meeting 2005: http://faculty.vassar.edu/abbaird//research/presentations/pdfs/CNS_05_ab.pdf