(L)脳:十代の若者たちとのトラブル–ディスカバリーマガジン(2011)

高速運転、薬物、安全でないセックス:青少年のリスクを好む行動は、発達中の脳の神経学的ギャップに起因する可能性があります 

カール・ジマー

ティーンエイジャーは両親だけでなくパズルでもあります。 子供が幼年期から青年期に移行すると、ティーンエイジャーは子供よりも強くて速く、病気に強いという事実にもかかわらず、死亡率は2倍になります。 親も科学者も同様に説明がたくさんあります。 それを単純な愚かさで言いたくなるのは魅力的です。ティーンエイジャーはまだ良い選択をする方法を学んでいません。 しかし、それは単に真実ではありません。 心理学者は、ティーンエイジャーが大人と同じくらい危険な行動のリスクを認識していることを発見しました。 他の何かが働いています。

科学者はついにその「何か」が何であるかを解明しています。 私たちの脳には、潜在的な行動のコストと利点を比較検討するニューロンのネットワークがあります。 これらのネットワークは一緒になって、価値のあるものと、それを手に入れるまでの距離を計算し、意識的な意識から遠く離れた100分の1秒で判断します。 最近の研究では、ティーンエイジャーの脳は独特の方法でそれらの結果を比較検討しているため、脳がおかしくなります。.

思春期の心に関する最も重要な洞察のいくつかは、人間からではなく、ラットから来ています。 生後約7週間で、ラットは思春期を迎え、人間の10代のように行動し始めます。 彼らは両親と過ごす時間が少なくなり、他の思春期のラットと過ごす時間が増えます。 彼らは新しい経験に興味を持ち、自分の世界をますます探求しています。 十代のラットはまた新しい欲望を開発します。 セックスに興味を持つだけでなく、喜びの風景が激変することでもあります。

ハイデルベルク大学で思春期を研究する行動薬理学者であるミリアム・シュナイダーと同僚は最近、この変化を記録しました。 科学者たちは、さまざまな年齢のラットのグループで実験を行い、動物が好きなだけ甘いコンデンスミルクを飲めるようにしました。 彼らが飲んだ牛乳の量は、彼らの体重と比較して、思春期前の若者の間はかなり一定のままでした。 しかし、彼らが思春期を迎えたとき、彼らはもっとたくさん飲み始めました。 一旦彼らが成体のネズミになったら、彼らのミルクを飲む割合は低下し、そして彼らが年をとっても安定したままでした.

ティーンエイジャーがソーダのボトルを口論するのを観察した親にとって、このスパイクはひどく馴染みがあるように見えるでしょう。 しかし、思春期のネズミの行動は、単に彼らが青少年よりも大きい結果ではありません。 シュナイダーと彼女の同僚は、ミルクを噴出させるためにレバーを押すようにラットを訓練しました。 ラットはレバーを数十回押す必要があり、それから一口飲むと報酬が与えられ、連続する一口ごとに前のものよりさらに2回押す必要がありました。 この要件により、シュナイダーとその同僚は、ラットが報酬のために喜んで投入した仕事量を測定することができました。 彼らは、思春期のネズミが他の年齢のネズミよりもはるかに頻繁にレバーを押すことを発見しました。 言い換えれば、彼らはミルクをより大切にしました。

シュナイダーの結果をサポートする他の多くの実験. げっ歯類であろうと人間であろうと、思春期は甘い飲み物だけでなく、あらゆる種類の報酬に付加価値をもたらします。 率いるチーム エリザベス・カウフマン、カリフォルニア大学アーバイン校の研究心理学者は、青年期の反社会的行動を研究しており、この変化をカードゲームで記録しました。 彼女と彼女のチームは ボランティアは、コンピューター画面上の4枚のカードの写真で簡単なギャンブルゲームをプレイします。 (pdf)。 ゲームの各ターンで、矢印はデッキの1つを指しています。 ボランティアはカードを裏返すか渡すことができます。 各カードには、たとえば「+ $ 100」または「-$ 25」などの異なる金額がありました。ゲームの目標は、できるだけ多くの想像上のお金を獲得することでした。

科学者たちはデッキを積み重ねていました。 2枚のデッキの勝ちカードよりも多くの負けカードがあり、他の2枚のデッキについては逆のことが言えました。 人々がこれらのゲームをプレイするとき、彼らはより多くのカードを見ると無意識に戦略を変えます。 彼らはいくつかのデッキでより多くを渡し、他からより多くのカードを取ります。 Cauffmanと彼女の同僚は、年齢が901から10歳までの30ボランティアの戦略を追跡し、10代の若者を他の年齢層と比較しました。 年齢を問わず、ボランティアが年をとるにつれて、負けたデッキを使うことから遠ざかりました。 しかし、科学者たちは勝利デッキに関しては異なるパターンを発見しました。 青少年は、成人や青少年よりも頻繁に勝利デッキをプレイする傾向がありました。 言い換えれば、彼らはお金を勝ち取ることの報酬に異常に敏感でしたが、それを失うリスクに関しては他の人と同じでした。

この行動の根底にあるのは、10代の脳の神経回路です。 神経科学者 BJケーシー ワイルコーネルメディカルカレッジのサックラー研究所の同僚たちは、思春期の若者が物事に価値を置くユニークな方法は、生物学的奇妙性によって説明できると考えています。 報酬回路内には、報酬の価値を計算するためのシステムと、獲得に伴うリスクを評価するためのシステムの2つのシステムがあります。 そして、彼らは常に非常にうまく機能するとは限りません。

Caseyは、fMRIスキャナーに横たわっている間にボランティアにゲームをプレイさせることにより、これらのデュアルシステムの動作を追跡しています。 彼女とポスドク研究員であるリア・サマービルは、62ボランティアに一連の笑顔や穏やかな顔を見せました。 一部の試験では、ボランティアは笑顔を見るたびにボタンを押す必要がありました。 他のトライアルでは、幸せそうな顔を見ると、ドル記号や美味しさの見通しと同じ報酬を求める反応が脳内で呼び出されますが、幸せそうな顔に抵抗するように求められました。フード。

ケイシーは、ボランティアが穏やかな顔にどれだけ頻繁に反応したか、幸せな人を見ているときにボタンを押す衝動に抵抗できなかった頻度を集計しました。 次に、被験者の脳ス​​キャンを調べて、脳のどの領域が活動状態になったかを確認し、ボランティアの年齢(6から29の範囲)が反応に違いをもたらしたかどうかを確認しました。 再び、十代の若者たちは他の人よりも際立っていました。 穏やかな顔のためにボタンを押すように頼まれたとき、 彼らは幸せそうな顔のために誤ってボタンを押す可能性がはるかに高くなりましたも。 言い換えれば、幸せそうな顔の報酬は、彼らが衝動をコントロールするのをより難しくしました。

脳スキャンは、報酬の処理方法が異なることを明らかにしました。 ティーンエイジャーのみ、幸せそうな顔を見ると、脳の中心近くに位置するニューロンの小さなパッチである腹側線条体から大きな反応が引き起こされました。 の 腹側線条 ドーパミンに特に敏感です。ドーパミンは、期待感を生み出し、脳が目標に到達することに集中するのを助けます。 腹側線条体は、より大きな報酬に対してより大きな反応を生み出し、10代ではアンプに装備されており、報酬はより魅力的に見えます。

脳の前面にある領域の別個のネットワークは、矛盾する衝動を評価する責任があります。 この認知制御ネットワークにより、長期的な目標に干渉する場合に短期的な報酬をもたらす可能性のある行動を抑えることができます。 ネットワークは、最初の25年間で非常にゆっくりと成長します。 その結果、子供の頃はうまく機能せず、十代の若者たちの方がよく、さらに大人の方が良くなります。

ケーシーは認知制御ネットワークの動作を見ることができました。 彼女と同僚は、ボランティアの脳スキャンを分析しましたが、彼らは彼らが彼らが叩くはずのない鍵を叩かないようにしました。 その瞬間、認知制御ネットワークの一部は 下前頭回、他の時間よりも活発でした。 科学者がさまざまな年齢の人々の認知制御ネットワーク応答を比較したとき、彼らは印象的なパターンを見つけました。 子どもではネットワークが最も活発で、10代では活動が少なく、大人ではまだ低かった。 Caseyは、認知制御ネットワークが成熟するにつれて、より効率的になることを提案しています。 要するに、年齢を重ねるにつれて、私たちは自分自身を抑えるための努力を減らす必要があります。

ケーシー容疑者の十代の若者たちの問題は、彼らが神経学的なギャップに陥ることです。 思春期のホルモンの急増は、報酬システムのネットワークを成熟へと駆り立てるのに役立ちますが、これらのホルモンは認知制御ネットワークをスピードアップするために何もしません。 代わりに、認知制御は、小児期、青年期、そして成人期初期までゆっくりと成熟します。 それが追いつくまで、ティーンエイジャーは、関連するリスクに対する多くの補償反応なしに、報酬に対する強い反応に固執します。

進化論の観点から、思春期の命知らずの衝動は有益である可能性がある、とケイシーは指摘します。 若い哺乳類が性的に成熟したら、両親を離れて自力で攻撃する必要があります。 食料の独自の供給を見つけ、大人の世界でその地位を確立しなければなりません。 一部の哺乳類種では、青年期は個人が1つのグループを離れて新しいグループを見つける時期です。 他の人では、性的パートナーを探す時です。

10代の脳の報酬システムにより、思春期の若者はこの困難な新しい人生のステージに伴うリスクにもっと喜んで直面する可能性があります。 しかし、違法薬物や高速車のような現代の危険へのアクセスにより、人間のリスクは増大しています。 進化は、そのような要因に反応するほど速く動作しません。

脳の反応が高まることで、心理的な問題への道が開かれます。 経験、環境、または遺伝子により、一部の10代の若者は比較的低いレベルの認知制御を有している可能性があり、特に恐怖の神経学的信号に対して脆弱になります、とケーシーは示唆します。 信号がチェックされない場合、不安、抑うつ、または依存症などの他の障害につながる可能性があります。 そして、十分に調整された青年でさえ、頭よりも心臓を選択するようにプライミングされる場合があります。または、おそらく今、下前頭回の腹側線条を言う必要があります。


前頭線条体の成熟は、思春期の食欲キューに対する認知制御障害を予測します。

J Cogn Neurosci。 2010 9月1。

サマヴィルLH, ノウサギT, ケーシーBJ.

ウェイルコーネルメディカルカレッジ、ニューヨーク。

抽象

青年期のリスクテイクは公衆衛生上の問題であり、生涯の結果が悪い可能性が高くなります。 青年期のリスクテイクの傾向に影響を与えると考えられているXNUMXつの要因は、十分な認知制御を発揮する未熟な能力と比較して、食欲の手がかりに対する感受性が高いことです。 fMRIスキャンを使用して、腹側線条体、背側線条体、および前頭前野皮質領域間のさまざまな食欲負荷との相互作用を特徴づけることにより、この仮説をテストしました。 子供、XNUMX代、および大人の参加者は、食欲(幸せな顔)と中立的な手がかり(穏やかな顔)で合否タスクを実行しました。 中立的な手がかりへの衝動制御は年齢とともに線形の改善を示したが、XNUMX代の若者は食欲の手がかりへの衝動制御の非線形の減少を示した。 XNUMX代のこのパフォーマンスの低下は、腹側線条体の活動の強化と平行していた。 前頭前野の動員は全体的な精度と相関し、ノーゴー対ゴートライアルの年齢とともに線形応答を示しました。 接続性分析により、ノーゴーとゴーの試験中に下前頭回と背側線条体を含む腹側前頭線条体回路が特定されました。 募集を発達的に調べると、XNUMX代の若者は、幸せなノーゴー対ゴーの試験で、子供と大人に比べて被験者間の腹側-背側線条体の共活性化が大きかったことが示されました。 これらの調査結果は、中間の認知制御応答と比較して、青年期の食欲の手がかりの誇張された腹側線条体表現を意味します。 接続性と協調性のデータは、これらのシステムが開発全体で異なる線条体のレベルで通信することを示唆しています。 このシステムでの偏った反応は、思春期のリスクテイクの高まりの根底にある考えられるメカニズムのXNUMXつです。