ソース
サックラー発達心理生物学研究所、ウェイルコーネル医科大学、ニューヨーク、ニューヨーク10065、アメリカ。 [メール保護]
抽象
目的：
青年期は、危険を冒す行動の実質的な変化およびアルコールと薬物を用いた実験を伴う発達期である。 小児期および成人期と比較してこの期間中に脳がどのように変化しているか、そしてこれらの変化が個体間でどのように変化するかを理解することは、後の薬物乱用および依存のリスクを予測する上で重要です。
方法：
このレビューでは、動機付けの刺激に対する誇張された反応性を表現する初期の「ボトムアップ」システムと、後に成熟する「トップダウン」の認知制御領域との間の緊張によって特徴付けられる、青年期の新たな見方の文脈での最近の人間のイメージングと動物の仕事について説明します。 行動的、臨床的、および神経生物学的証拠は、これらXNUMXつのシステムを発達的に分離するために報告されています。 脳におけるアルコールの効果とそのやりがいのある特性に関する文献は、これらXNUMXつのシステムの文脈で説明されています。
結果：
まとめると、これらの研究は、13から17年までの間にピークの変曲を伴って、動機づけ行動および根底にある皮質下脳領域の曲線的発達を示している。 これとは対照的に、行動のトップダウン調節に重要な前頭前野は、衝動性の行動研究で見られるものと平行して、若い成人期によく発達する線形パターンを示す。
結論：
思春期のこれらの発達中のシステム間の緊張や不均衡は、インセンティブに基づく調整やアルコールや薬物の動機付け特性への感受性の増加に対してより脆弱な認知制御プロセスにつながる可能性があります。 そのため、食欲の合図に直面して認知制御を必要とする行動の課題は、どのティーンがアルコール依存および物質依存のリスクがより高いかを予測するための有用な生物行動学的マーカーとして役立ち得る。
著作権©2010アメリカ小児青年精神医学アカデミー。 Elsevier Inc.が発行します。
概要
青年期は、身体的成熟、自立への意欲、社会的およびピアツーピア相互作用の顕著な増大、および脳の発達を含む、付随して経験される多くの変化があるときの発達の移行期である。 1–3。 この発達期間はまた、薬物やアルコールを使った実験、犯罪行為、そして保護されていない性別を含む危険な行動の変化によって特徴付けられる時代です。 これらの危険な行動の神経基盤を理解することは、どのティーンが物質依存や虐待などの悪い転帰の危険にさらされているのかを特定するのに重要です。
青年期がなぜ衝動的で危険な行動をとるかについては、多くの仮説が立てられています。 思春期の伝統的な説明は、それが認知制御能力の漸進的により高い効率と関連する発達の期間であることを示唆している。 認知制御におけるこの効率は、イメージングによって証明されるように前頭前野の成熟に依存すると説明されている 4–7 死後の研究8–10 この地域の継続的な構造的および機能的発達が若年成人期まで続いていることを示しています。
前頭前野の発達に伴う認知制御の改善は、小児期から成人期にかけてのこの能力の直線的な増加と一致しています。 それでも思春期の間に観察された次善の選択と行動は発達における変曲を表す 11 青年期の行動と死亡率に関する国立健康統計センターによって証明されているように、それは小児期または成人期のどちらとも異なる 12。 認知制御と未熟な前頭前野が単独で最適以下の選択行動の基礎となった場合、発達していない前頭前野と認知能力を考えると、子供たちは思春期の子供たちと驚くほど似ているかおそらく悪い 2。 このレビューでは、思春期に脳がどのように変化し、危険で衝動的な行動の変化が説明されるのかという主な問題に取り組みます。 さらに、この開発期間中のアルコールや薬物の使用がこれらの変化をさらに悪化させ、その後の虐待や依存につながる可能性がある例も示しています。
思春期の認知的および神経生物学的変化を正確に捉えるためには、この期間を単一のスナップショットではなく移行期として扱う必要があります。 3。 言い換えれば、この発達期間を理解するためには、青年期への移行および青年期からの移行が、開発における他の時点と比較してこの期間の異なる属性を区別するために必要です。 したがって、小児期から成人期への認知および神経プロセスの発達の軌跡を確立する経験的データは、これらの移行を特徴付けるのに、そしてより重要なことには、脳の変化または思春期の行動に関する解釈を制限するのに不可欠です。
第二に、思春期の正確な描写は、この期間の表現型の特徴付けにおける改良を必要とする。 例えば、行動レベルでは、青年期は衝動的でより大きなリスクテイカーとして、同義語として使用されることが多いという特徴があります。 それにもかかわらず、これらの構築物は区別され、そしてこの区別を理解することはそれらの発達上の軌跡および神経基盤を説明するために重要である。 衝動性が不十分なトップダウン認知制御に関連しているのに対し、リスクテイキングは環境的インセンティブに対する感受性（感覚探求）とより密接に関連していることを示唆する行動的、臨床的および神経生物学的証拠を提供する。
理論的に実証的な発見を根拠として、思春期のもっともらしい神経生物学的モデルを提供し、この間の開発がアルコールおよび薬物乱用に対する脆弱性の増強にどのようにつながるのかを示唆する。 このレビューの目的は、思春期を精神病理学的に調べることではなく、むしろ何人かの十代の若者たちが薬物乱用に対して脆弱である理由を説明することです。 このように、我々は早期発見と介入の結果評価のための潜在的な生物学的および行動的マーカーの特定を試みます。
青年期の神経生物学的モデル
青年期発達の神経生物学的モデル 2 それはげっ歯類モデルに基づいています 13, 14 青年期の最近のイメージング研究 6, 7, 15–20 描かれている 図1。 このモデルは、皮質下および前頭前野のトップダウン制御領域がどのように回路として一緒に考慮されなければならないかを示す。 漫画はこれらの領域のシグナル伝達のための異なる発達軌跡を示しており、辺縁突起は前頭前野制御領域よりも早く発達している。 モデルによると、青年期は、この前縁辺縁系回路がまだ発達している小児と比較して、青年期には成熟していない皮質回路に比べて機能的に成熟した皮質下回路により偏っている。 これらのシステムが完全に成熟している成人と比較して。 開発と経験により、これらの領域間の機能的結合は強化され、皮質下システムのトップダウン調節のためのメカニズムを提供します。 7。 したがって、この回路内の接続の機能強化と共に前線条体回路であり、開発全体に渡って観察される衝動性とリスクテイクの両方の変化を説明するためのメカニズムを提供することができる。
このモデルは以前のものと一致しています 21–24 それは、成熟していないトップダウン前頭前野と比較して皮質下予測の早期の成熟のために、幼年期から成人期までの行動において観察される非線形変曲の基礎を提供する。 具体的には、3項モデル 21 動機づけられた行動が3つの異なる神経回路（アプローチ、回避および規制）を持つことを提案します。 アプローチシステムは、腹側線条体、扁桃体による回避システム、そして最後に前頭前野による制御システムによって大きく制御されています。 25。 現在のモデルは、思春期から成人期への移行だけでなく、むしろ移行においても脳の変化に関する経験的証拠に基づいているという点で、他のモデルと大きく異なります。 に 小児期以降の思春期 の 青年期から成人期へ さらに、このモデルは線条体と扁桃体がこれらの構造の原子価非依存性を示す最近の研究を考慮すると接近および回避行動に特異的であることを示唆していない。 26それどころか、行動を偏らせる可能性がある、環境内の動機付けおよび感情的に関連のある合図を検出するのに重要なシステムです。 このレビューでは、小児期から成人期への移行を説明する私たちのモデルの文脈で思春期の行動と人間のイメージング研究からの最新の証拠について説明します。
青年期の表現型の特徴
長期的な目標を支持して誘惑に抵抗する能力は、認知制御の一形態です。 この能力の低下は、思春期の危険な行動の中核をなすことが示唆されています 27。 誘惑からの抵抗または即時の満足感の遅延を含む認知制御は、社会心理、発達心理学および認知心理学の文脈で研究されてきた。 発達的には、この能力は幼児が後でより大きな報酬（例えば２つのクッキー）を支持して即時の報酬（例えばクッキー）にどれだけ耐えることができるかを評価することにより測定されてきた。 28。 この能力は個人でも大人によって異なりますが、発達的研究では、個人が特に誘惑の影響を受けやすい場合に発達の窓が示唆されています。 この能力は、インパルス制御の一形態として説明されています 29 そしてそれは多面的です 30, 31しかし、顕著に競合するインプットおよびアクションに直面して、目標指向の行動を達成する能力として運用上定義することができます。 32.
歴史的に、発達研究は幼児期から成人期まで認知制御能力の着実な改善を示しました 33。 この観察は、Go-NoGoタスク、Simonタスク、および正しいものを達成するために参加者が前向きな応答を無効にすることを要求するタスク切り替えパラダイムなどのパラダイムを含む実験室制御実験における実験パラダイムからの豊富な行動証拠によって支持される。 32, 34。 しかし、インセンティブ関連の手がかりへの反応を抑制することが有利な場合、認知制御は苦しむ 20。 この減少したコントロールは、性的および薬物関連行動における最適以下の選択がピークになる青年期の間に特に明白です 3, 11, 12, 14。 これらの所見は、認知制御における発達の軌跡が複雑であり、認知制御要求が動機づけの動機またはプロセスと相互作用する情動的または強化的な状況（例えば、社会的および性的相互作用）によって調整され得ることを意味する。
動機は少なくとも2つの方法で認知制御を調節することができます。 第一に、与えられたタスクの実行に対して報酬が与えられることは、人々がより懸命に仕事をすることを可能にし、最終的には報酬が与えられていない場合よりもパフォーマンスが良くなります 17。 第二に、欲求の手がかりに対する思考や行動を抑制するために必要なときには、支配力を行使する能力に挑戦することができる。 20。 青年期発達に関する最近の研究では、比較的中立的なものと動機付けとの関連における認知的制御能力を比較し始めている。 これらの研究は環境手がかり、特に発達の異なる時点での報酬に基づく手がかりに対する感受性の変化を示唆し、思春期の間の認知に対する動機づけの独特の影響を示唆している。
次のセクションでは、思春期の行動が成人と比較して感情的に帯電した状況でどのように差別的に偏っているかについての最新の研究のいくつかを強調します。
たとえば、Ernstとその同僚 35, 36 いくつかの試験では正確な実績があるが、他の試験では実績がないことを約束して、アンチサッカード課題の実績を調べた。 結果は、報酬の約束が成人よりも思春期の認知制御行動を促進することを示した。 17 そして最近、社会的な報酬にも拡大されました（例えば、幸せそうな顔 20).
前の例ではインセンティブを持つ10代のパフォーマンスが向上した例を示していますが、報酬に対する反応が抑制されて高利益につながる場合、報酬によってパフォーマンスが低下することもあります。 例えば、意思決定の間に即座に報酬フィードバックが提供されたギャンブルタスク（タスク誘発感情的覚醒を高めた「熱い」試行）または決定後（「冷たい」慎重な意思決定試行）まで保留されたギャンブルタスクを使用する。 37 青年期は成人と比較して過度に危険なギャンブルをしたが、「暑い」状況でのみであることを示した。 アイオワギャンブルタスク、コーフマンと同僚の同様のタスクを使って 38 この報酬とインセンティブに対する感受性は、実際には思春期の間にピークに達することが示されています。子供の頃から青年期にかけてカードのより有利なデッキで遊ぶ傾向があり、その後青年期から成人期にかけて減少します。 これらの調査結果は、13と17の間でほぼピークに達し、その後減少する曲線関数を示しています。 27。 アイオワギャンブルタスクに関する以前の調査結果は、年齢とともにパフォーマンスが直線的に増加することを示していますが 39、これらの研究は年齢を継続的に見てもいませんでした、また、彼らはカードの有利なデッキを持つ試験だけを調べました。
最近の研究では、社会的背景、特に仲間同士もやる気を起こさせるきっかけとなり、思春期の認知制御を弱める可能性があることが示唆されています。 思春期の同僚が物質を使用している程度は、思春期自身が使用するアルコールまたは違法物質の量に正比例することが証明されています 40。 模擬運転タスクを使用して、Gardnerと同僚 41 思春期の若者は一人のときよりも同僚の存在下でより危険な決断を下すこと、およびこれらの危険な決断は年齢とともに直線的に減少することを示している 23, 40.
まとめると、これらの研究は、思春期の間、潜在的な報酬の動機付けの手がかりが特に顕著であり、強化剤または報われた結果として提供されるとパフォーマンスの向上をもたらし得るが、手がかりとして提供されるとより危険な選択または次善の選択につながることがある。 後者の場合、動機付けの手がかりは効果的な目標指向の行動を減少させる可能性があります。 さらに、これらの研究は、報酬に対する感受性および感覚探索行動は、非常に異なる発達パターンを伴う衝動性とは異なることを示唆している（それぞれ曲線関数と線形関数）。 この区別はSteinbergらによる最近の研究でさらに明白になります。 42 自己申告による感覚探求と衝動の測定 彼らは、1000と10の年齢の間で30に近い個人において、感覚を求めることと衝動性の頻繁に密接に関連する構成が異なる時刻表に沿って発生するかどうかをテストしました。 結果は、年齢による感覚探索の違いが曲線パターンをたどり、感覚探索のピークが10と15年の間で増加し、その後減少または安定したままであることを示した。 これとは対照的に、衝動性の年齢差は直線的なパターンをたどり、年齢とともに衝動性は直線的に減少しました（ 図2 パネルA）。 これらの知見は、実験室での知見とともに、思春期のリスクテイクに対する脆弱性が高まったことを示唆している。「興奮を模索するための比較的高い傾向と、この開発期間の典型である比較的未熟な自制心の組み合わせによるものである」 42.
青年期の神経生物学
思春期の私達のモデルで示されるように、認知および動機づけ行動に関与する2つの重要な領域は、認知制御に重要であることが知られている前頭前野です。 43 と環境の中で斬新でやりがいのある手がかりについての検出と学習に重要な線条体 44。 感覚探索と衝動の開発に関する以前の行動的発見の文脈で、開発を通してこれらの動機づけと認知システムをサポートする神経生物学的変化に関する最近の動物と人間のイメージング研究を強調します。 本発明者らは、環境内の顕著な手がかりを検出することに関与するボトムアップ線条体領域の開発のための曲線関数に対するトップダウン前頭前野領域の線形展開の前述の不均衡モデルを使用して、知見を裏付ける。 特にさまざまな形態の目標志向行動の根底にある前線条体回路内で、特定の地域的な変化よりも回路を調べることの重要性が重要です。 この見方では、相互接続された回路との関連で各領域がどのように相互作用するのかとは無関係に、各領域がどのように成熟するのかという検討から遠ざけられます。
動物および人間の精巣の研究は線条体および前頭前野の皮質領域がどのように目標指向行動を形成するかを示した 7, 27, 37, 38, 44。 サル、Pasupathy＆Millerでの単一ユニット記録の使用 45 一連の報酬の偶然性を柔軟に学習する場合、線条体の非常に早い段階での活動が報酬に基づく関連付けの基礎を提供する一方で、後に、より慎重な前頭前野メカニズムが最大の利益を最適化できる行動出力を維持するために行われる病変研究で再現されています 46–48。 前頭前野の活性化開始前の報酬偶発事象の初期の一時的コード化における線条体の役割もまたヒトに拡大されている。 49。 これらの知見は、地域間の相互作用を（それらの構成要素の機能と共に）理解することを示唆している。 前線条体回路内での思考思春期の認知と動機のコントロールのモデルを開発するために重要です。
前線条体回路は青年期にかなりの精巧さを受ける 50–53 それはドーパミン系において特に劇的です。 線条体におけるドーパミン受容体、D1およびD2の密度のピークは青年期の初期に起こり、その後若年成人によるこれらの受容体の喪失が続く 54–56。 対照的に、前頭前野は思春期後期および若年成人期までD1およびD2受容体密度のピークを示さない 57, 58。 カンナビノイド受容体を含む他の報酬関連システムにおいても同様の発達上の変化が示されている 59。 報酬感受性がドーパミン系によって調節されるかどうかについては論争が続いているので、ドーパミン系の変化が動機付けられた行動にどのように関連し得るかは不明のままである（例えば、 60, 61そして、それが低活性または過敏性ドーパミン系の結果であるかどうか（例： 62, 63） しかし、思春期の間にドーパミンに富む回路の劇的な変化を考えると、それは小児期または成人期とは異なる報酬に対する感受性の変化に関連している可能性があります。 50, 64。 ドーパミン受容体の有意な変化を超えて、性成熟を導き、そして前線条体回路における機能的活動に影響する思春期の間に起こる劇的なホルモン変化もあります 65ただし、詳細な説明はこのホワイトペーパーの範囲を超えています。 66, 67 テーマに関する詳細なレビュー
人間のイメージング研究は、開発を通して、ドーパミンに富む前頭線条体回路の接続を強化するための支援を提供し始めています。 Caseyらは、拡散テンソルイメージングと機能的磁気共鳴（fMRI）を使用して 68, 69 ほか 70 これらの回路内での発達中の遠位接続においてより大きな強度を示し、前頭前野と線条体領域との間の接続強度を、典型的におよび非典型的に発達している個体において認知制御に効果的に従事する能力と結び付けた。 68, 69。 これらの研究は、認知制御に効果的に従事する能力を支持する皮質線条体回路内のシグナル伝達の重要性を説明している。
同様に、線条体や前頭前野のような皮質下システムが青年期に観察される危険な行動を引き起こすためにどのように相互作用するかについてのヒトの機能的神経画像研究からの多くの証拠がある。 71。 イメージング研究の大部分は、前頭前野が認知制御における加齢に伴う改善を補助すると考えられていることを示す1つまたは他の地域に焦点を当てています 72–78 成熟が遅れる 4, 79, 80 新規性および報酬操作に敏感な線条体領域はより早く発達するが 74, 81。 いくつかのグループは、思春期の若者は、成人と比較して、見込みおよび/または報酬の受け取りにおいて腹側線条体の活性化が高まっていることを示している。 6, 15, 17, 18しかし、他の人は低反応性を報告します 82.
小児期から成人期までの発達の全範囲にわたる報酬関連プロセスを調べる最初の研究の1つは、Galvanとその同僚によって完成されました 6 6から29歳まで。 彼らは、腹側線条体活性化が様々な規模の金銭的報酬に敏感であることを示した。 49 そして、この反応は、子供や青年と比較して、青年期には誇張されていたこと 6 （参照してください 図3）、信号の増加を示す 6 以上の持続的な活性化 83。 腹側線条体のパターンとは対照的に、眼窩前頭前部領域はこれらの年齢にわたって長期の発達を示した（図2b).
しかし、腹側線条体におけるシグナル伝達のこの増強は、行動とどのように関連しているのでしょうか。 追跡調査で、Galvanとその同僚 16 リスクテイクと衝動性の人格特性尺度と大規模な金銭的報酬への腹側線条体の活動の関係を調べた。 危険な行動、危険な認識および衝動性の匿名の自己報告評価尺度は、7から29歳までの彼女のサンプルにおいて得られた。 Ｇａｌｖａｎ ｅｔ ａｌ。 腹側線条体活動と大きな報酬との間の積極的な関連性と危険な行動に従事する可能性を示した 図3これらの所見は、危険な選択を伴う腹側線条体活動を示す成人の画像研究と一致している 84, 85.
誇張された腹側線条体反応によって示されるように、青年の危険な行動と報酬に対する感受性との間の関連をさらにサポートするために、VanLeijenhorstと同僚 18 ギャンブルタスクを使用してこの関連付けをテストしました。 このタスクには、小さな金銭的報酬を得る可能性が高い低リスクのギャンブルと、大きな金銭的報酬を得る可能性がより低い高リスクのギャンブルが含まれていました。 fMRIの結果は、高リスクの選択は腹側線条体動員と関連していたのに対し、低リスクの選択は腹側内側前頭前野における活性化と関連していたことを確認した。 これらの所見は、思春期の危険な行動は、皮質下報酬の発達上の異なる軌跡と、思春期の神経生物学的モデルと一致する前頭前野の調節性脳領域によって引き起こされる不均衡と関連しているという仮説と一致している。
リスクテイク行動と腹側線条体活性化との間には関連があるように思われるが、Galvan研究では 16 腹側線条体活動と衝動性との間に相関は報告されなかった。 むしろ、衝動性評価課題は年齢と相関しており、衝動制御課題の間の前頭前野皮質動員における年齢との線形発達を示す多数の画像研究と一致していた。 7, 75, 77 （およびによるレビューを 34, 86） さらに、最近の研究では、衝動性の評価が健康な男児のサンプルにおける腹内側内側前頭前野の体積と逆相関することが示されています（7 – 17yrs）。 87。 最後に、ADHDのような衝動性の問題を特徴とする臨床集団の研究は、コントロールと比較して前頭前野の障害のあるインパルスコントロールと活動の低下を示しています、 88, 89 しかし、インセンティブへの高い反応を示さない 90.
これらの知見は、リスクテイクおよび報酬感受性に関連する構築物の衝動性からの解離に対する神経生物学的経験的支持を提供し、前者は曲線パターンを示し、後者は線形パターンを示す（参照）。 図2 B） したがって、思春期の選択と行動は、前頭前野単独の衝動的または長期的な発達によっては説明できません。 むしろ、思春期の行動が成人と異なるだけでなく、子供とも異なる理由を解明するために、動機付け的な皮質下領域を考慮する必要があります。 したがって、腹側線条体は興奮のレベルにおいて役割を果たすように思われる 82, 91 そして良い影響 15 報酬を受け取るとき、ならびに感覚を求める傾向および危険を冒す傾向 16, 91。 さらに重要なことに、これらの調査結果は思春期の間に、衝動性の単純な変化よりもむしろ危険な行動に従事するという与えられた個人の素因の変動性と協調した発達変化のために危険な行動に従事する傾向があるかもしれないことを示唆する。
あまり注目されていない科学分野は、認知制御と動機づけシステムが発達の過程でどのように相互作用するかを決定することです。 前述のように、Ernstとその同僚 35, 36 金銭的報酬の約束は、成人よりも思春期の認知制御行動を促進することを示した。 Geier等。 17 最近、脳機能イメージング中にアンチサッケードタスクの変種を使用して、この認知アップレギュレーションの神経基質を同定した。 青年および成人では、お金が危険にさらされている試験ではパフォーマンスが向上し、正確さが促進されたが、この効果は青年でより大きかった。 次の試験が報われるという合図の後、青年はアンチサッカードの準備とその後の実行中に腹側線条体において誇張された活性化を示した。 目の動きを制御するために重要である、前中心前溝に沿った前頭前野領域内の青年期には、誇張された反応が観察され、これもまた、制御領域における報酬関連上方制御を示唆している。
上で示唆されたように、報酬は目標指向の振る舞いを向上させると同時に減少させることができます。 思春期の合図が存在する場合とギャンブルをしている間に存在しない場合の思春期の若者のリスクが高いという観察結果が、この点を指摘しています。 37） 最近のイメージング研究で 20Ｓｏｍｅｒｖｉｌｌｅ ｅｔ ａｌ。 食欲の手がかりと制御領域のダウンレギュレーションの神経基質を同定した。 サマービル等。 彼らは食欲をそそる社会的な手がかり（幸せそうな顔）と中立的な手がかりでゴーゴーの課題を実行しながら、子供、青年、および成人の参加者をテストしました。 中立的手がかりに対する課題遂行能力は、この衝動制御課題において年齢とともに着実に改善を示した。 しかし、個人が食欲をそそる合図に近づくことに抵抗しなければならなかった試験では、思春期の若者は予想される年齢依存性の改善を示すことができなかった。 思春期のこのパフォーマンスの低下は、線条体の活動の増強と平行していました。 逆に、下前頭回における活性化は全体的な正確さと関連しており、nogo対go試験では年齢とともに直線的な変化のパターンを示した。 まとめると、これらの知見は、成熟した認知制御反応がない場合の青年期における食欲の手がかりの誇張された腹側線条体表現を意味する。
まとめると、これらのデータは、集団としての青年はリスクテイカーと見なされているが、 41ある若者は他の若者より危険な行動をとる傾向があり、ネガティブな結果を招く危険性が高くなります。 これらの知見は、発達中の集団におけるリスクテイクおよび衝動性に関連する複雑な脳 - 行動関係を調べる際に個人の変動性を考慮することの重要性を強調している。 さらに、これらの個人的および発達的な違いは、物質の使用、そして最終的には中毒に関連するリスクテイクに対する一部の個人の脆弱性を説明するのに役立つかもしれません 64.
青年期における物質使用と虐待
青年期は、薬物とアルコールを用いた実験期間の増加を示しています 92アルコールが10代の若者によって最も違法な物質に虐待されている 11, 93, 94。 アルコールなどのこれらの物質の早期使用は、後の依存と虐待の信頼できる予測因子です。 95。 思春期と成人期の間のアルコール依存の急増を考えると、他のどの発達段階でも比類のないものです。 96我々は、主に青年期における動機づけと動機付けの特性の使用と虐待について、ここで厳選したレビューに焦点を当てています。
アルコール、ならびにコカインやカンナビノイドを含む他の乱用物質は、強化作用があることが証明されています。 これらの物質は、腹側線条体を含むドーパミンに富む前縁辺縁回路におけるニューロンの急性活性化を伴う中辺縁ドーパミン伝達に影響を及ぼす 97–99。 Hardin and Ernst（2009）が示唆しているように 92すなわち、これらの物質の使用はすでに増強された腹側線条体反応を悪化させ、その結果、薬物に対する強化特性の強化または強化をもたらし得る。 ロビンソンとベリッジ 61, 63, 100 これらの乱用薬物は、腹側線条体のような薬物インセンティブに関連するシステムを「ハイジャック」し、それによってトップダウンの前頭前野制御領域を下方制御する可能性があることを示唆している。
青年期のアルコール使用に関する経験的研究の大部分は、そのような研究を人間の青年期に実施する際の倫理的制約を考えると、動物で行われてきた。 エタノールの動物モデルもまた、成人と比較した青年期におけるアルコールの異なる効果についての最も多くの証拠を提供し、そしてエタノール効果に対して比較的鈍感である青年期のヒトの発見と一致している。 スピアらは、成人と比較して思春期のラットは、社会的、運動、鎮静、急性禁断症状およびエタノールの「二日酔いの影響」に対する感受性が低いことを示した。 101–103。 これらの結果の多くは成人の摂取を制限する手がかりとして役立つという点で重要です。 11。 同様に、思春期の若者が自分のアルコール摂取量を制限するのに役立つ可能性のある合図に鈍感であると同時に、社会的促進などのアルコールの積極的な影響がアルコール使用をさらに促進する可能性がある 104。 アルコール乱用を含む - 人間の最も危険な行動は社会的状況で起こる 23この行動が彼らの仲間によって評価されるとき、潜在的に思春期の若者がアルコールと薬物のより多くの使用に向けて動く
青年期におけるアルコール使用と虐待によって、成人と比較して脳はどのように変化しますか？ 青年はアルコールのいくつかの行動への影響にあまり敏感ではないかもしれませんが、彼らはいくつかの神経毒性効果にもっと敏感であるように見えます 94。 たとえば、生理学的研究（たとえば 105青年期の海馬切片において、成人よりもＮＭＤＡ媒介シナプス電位および長期増強のエタノール誘発阻害が大きいことを示す。 中毒量のエタノールの反復暴露もまたより大きな海馬依存性記憶障害を引き起こす 106, 107 そして長期間のエタノール曝露は樹状突起棘サイズの増加と関連している 108。 樹状突起棘変化のこれらの後者の所見は、習慣性行動を安定させる可能性がある脳回路の改変を示唆している 94.
脳イメージング研究からのデータは、脳に対するアルコールの神経毒性作用のヒトにおける平行した証拠を提供します。 多くの研究が、健康な個人と比較して、アルコール依存または青年期の青年および若年成人における脳構造および機能の変化を報告しています。 これらの研究は、より小さな前頭および海馬の体積、改変された白質の微細構造およびより乏しい記憶を示している 109–113。 さらに、これらの研究は、海馬体積と初回使用年齢の間の正の関連を示しています 109 思春期の早期はアルコールの神経毒性作用に対するリスクが高まる時期である可能性があることを示唆しています。 海馬体積と負の相関があった期間は、この効果を悪化させる可能性があります。
現在、青少年における薬物またはアルコール関連刺激（すなわちアルコールの写真）に対する機能的脳活動を調べた研究はわずかしかない 114これは将来の研究分野ですが 115） リスクの高い集団（例、アルコール依存の家族性負荷）の研究は、薬物使用の曝露前には、前頭機能の障害が明らかであることを示唆しています（例： 116, 117）および後の物質使用を予測することができます 118, 119。 しかし、8から15歳までの低家族性および高家族性リスクの男児におけるアルコールの影響に関する早期行動研究において 120最も重大な発見は、成人集団で中毒になっていた与えられた服用量の後でさえも、中毒のテストに関する行動の変化または問題が観察されたとしてもほとんどありませんでした。 アルコールのやる気を起こさせる効果に対する感受性の増加および薬物使用曝露の前でさえ明らかになった前頭前頭前野の管理不良の証拠を伴うこれらの神経毒性効果 116 思春期をはるかに超えた長期にわたるアルコールと薬物の乱用のコースを設定する可能性があります。 118, 119.
結論
まとめると、記載された研究は、動機付け刺激に対する誇張された反応性を発現する初期の「ボトムアップ」システムと後の成熟する「トップダウン」認知制御領域との間の緊張によって特徴付けられる青年期の脳発達の見解を支持する。 感覚を求める行動とリスクを冒す行動に関連するこのボトムアップシステムは、「トップダウン」規制の段階的な出現により競争力を徐々に失います（例： 2, 7, 15, 23, 64, 121–123） 思春期におけるこれらの発達中のシステム間のこの不均衡は、危険を冒す行動に対する高められた脆弱性および乱用物質の動機付け特性に対する感受性の増加をもたらし得る。
このレビューはこれらの皮質下 - 皮質系を発達的に解離させるための行動学的、臨床的および神経生物学的証拠を提供する。 実験室作業からの行動データおよび小児、青年および成人に実施された自己報告評価（例： 18, 20, 37, 42衝動性は、幼年期から若年成人期にかけて直線的に発達を横切って減少するが、概ね13と17年の間にピーク屈曲を有する感覚探索の曲線的発達を示唆する。 人間のイメージング研究は、行動データに匹敵する報酬（腹側線条体）に敏感な皮質下脳領域における活動のパターンを示しています。 具体的には、これらの地域では曲線的な発展パターンが見られ、その対応の大きさはリスクテイク行動に関連しています。 対照的に、行動のトップダウン規制で重要な前頭前野は、衝動性の行動研究で見られるものと類似した開発の線形パターンを示しています。 さらに、衝動制御の問題を伴う臨床的障害は、前頭前野の活動が少なく、神経生物学的基質を衝動性の表現型構築物とさらに関連づける。
この期間中の前頭前野皮質領域に対する皮質下領域間の緊張は、アルコールおよび薬物の使用および乱用を含む、観察された高められたリスクテイキングのための可能なメカニズムとして役立ち得る。 青年の大多数はアルコールを試したことがあります 93しかし、これは必ずしも虐待につながるわけではありません。 トップダウン規制の少ない個人は、アルコールや薬物への曝露前の前頭機能障害を示す高リスク集団の研究によって示唆されているように、アルコールや薬物の乱用の影響を特に受けやすい可能性があります（例： 116, 117） 思春期の私たちの神経生物学的モデルの文脈では、これらの個人は皮質 - 皮質下制御でさらに大きな不均衡を持つでしょう。 これらの所見は、前頭前野の活動の低下を示し、健康な対照と比較して物質使用障害を発症する可能性が4倍高いADHD集団における臨床所見とも一致している 124。 皮質 - 皮質下制御におけるこの不均衡は、そうでなければ摂取を制限するのを助けるかもしれないアルコールの運動および鎮静作用に対する青年期の鈍感さ、およびアルコール使用をさらに促進するかもしれない社会的促進におけるアルコールのプラスの影響によってさらに悪化する 104。 Steinbergとその同僚によって示されるように 23, 41アルコールや薬物の乱用など、最も危険な行動は社会的状況で起こります。 したがって、この行動が重要視されるときは、アルコールや薬物の使用を同僚が奨励し維持することができます。
中毒関連研究における課題の1つは、薬物乱用のリスクの早期発見および/または介入/治療の結果評価のための生物行動学的マーカーの開発です。 私たちの調査結果は、魅力的な食欲の手がかりの存在下で両方の認知制御を必要とする行動の課題が有用な潜在的なマーカーかもしれないことをお勧めします。 このような行動分析の例には、このレビューで説明されている、ハイとローのリスクまたは「暑い」と「寒い」状態のギャンブルタスクが含まれます。 18, 37 食欲や誘惑の手がかりへの反応を抑制する必要があるまたは単純なインパルス制御タスク 20。 これらの仕事はMischelによって開発された満足の仕事の遅れを思い出させる 125。 実際、青年や成人におけるこれらのような単純な衝動制御課題の成績は、満足課題の遅れに対する幼児としての成績と関連している。 28, 29。 Mischelらは、この仕事の高水準の安定性と予測的価値を後世に示した。 薬物乱用に関連して、彼らは、幼児としての満足感を遅らせる能力が、人生の後半における薬物乱用（コカインなど）の減少を予測することを示しました。 126。 現在の研究では、これらのタスクを組み合わせて、この能力の神経基質を特定し、薬物乱用の潜在的な危険因子をさらに理解し始めています。
まとめると、これらのデータは、集団としての青年は危険を冒していると考えられているが、 41ある若者は他の若者より危険な行動をとる傾向があり、ネガティブな結果を招く危険性が高くなります。 ただし、リスクテイクは適切な環境では非常に適応的になります。 これまで成功していなかった思春期のリスクテイク行動を排除しようとするのではなく 23より建設的な戦略は、管理された状況下で危険で刺激的な活動（例えば、室内の壁登りをした放課後プログラム）へのアクセスを提供し、有害なリスク負担の機会を制限することであるかもしれない。 思春期の脳は経験を反映したものであり、安全なリスクを冒す機会があるため、この回路の成熟度に応じてトップダウン制御領域とボトムアップドライブ間の接続を微調整することで、ティーンエイジャーは長期的な行動を形作ることができます。 その他の成功した戦略は、危険な行動を減らすための拒絶スキル、または認知制御に焦点を当てた認知行動療法です。 127。 この知見は、発達中の集団におけるリスクテイクと衝動性に関連する複雑な脳と行動の関係を調べる際に、個人の変動を考慮することの重要性を強調しています。 さらに、これらの個人差および発達の違いは、物質の使用、そして最終的には中毒に関連するリスクテイクに対する、一部の個人の脆弱性を説明するのに役立つかもしれません。
謝辞
この作品の一部は、NIDA R01 DA018879、NIDA Pre-Doctoralトレーニング助成金DA007274、Mortimer D. Sacklerファミリー、Dewitt-Wallace基金、そしてWeill Cornell Medical CollegeのCitigroup Biomedical Imaging CenterおよびImaging Coreによってサポートされていました。
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