Pubertų vaidmuo besivystančiame paauglystės smegenyje (2010)

Hum Brain Mapp. 2010 birželis; 31(6): 926-933.

Paskelbta internete 2010 Gegužė 3. doi:  10.1002 / hbm.21052
PMCID: PMC3410522

Abstraktus

Paauglystė reiškia fizinio ir psichologinio vystymosi laikotarpį tarp vaikystės ir suaugusiųjų. Paauglystės pradžia yra laisvai pritvirtinta prie brendimo pradžios, o tai sukelia dramatiškus hormonų kiekio pokyčius ir daugelį fizinių pokyčių. Paauglystės pradžia taip pat siejama su esminiais pokyčiais diskuose, motyvacijose, psichologijoje ir socialiniame gyvenime; šie pokyčiai tęsiasi visoje paauglystėje. Daugėja neurofiltravimo tyrimų, nagrinėjančių smegenų vystymąsi tiek struktūriniu, tiek funkciniu požiūriu paauglystės metu. Beveik visi šie tyrimai apibrėžė raidą pagal chronologinį amžių, kuris rodo stiprią, bet ne vieningą koreliaciją su pubertaciniu etapu. Labai nedaug neuromizavimo tyrimų sieja smegenų vystymąsi su pubertaciniu etapu, tačiau vis dėlto yra preliminarių įrodymų, kad brendimas gali turėti svarbų vaidmenį kai kuriuose smegenų ir pažinimo vystymosi aspektuose. Šiame darbe apibūdiname šį tyrimą, ir mes siūlome, kad ateityje paauglių vystymosi neuromedualizavimo tyrimai turėtų atsižvelgti į brendimo vaidmenį. Hum Brain Mapp, 2010. © 2010 Wiley-Liss, Inc.

Raktiniai žodžiai: brendimas, paauglystė, vystymasis, hormonai, prefrontalinė žievė

ĮVADAS

Paauglystė yra fizinio, pažinimo ir socialinio brandinimo tarp vaikystės ir suaugusiųjų laikotarpis [Lerner ir Steinberg, 2004; Sisk ir Foster, 2004]. Paauglystės pradžia prasideda nuo brendimo pradžios ir todėl pasižymi dramatiškais hormonų kiekio pokyčiais ir fizine išvaizda (įskaitant greitą fizinį augimą, veido struktūros pokyčius ir antrinių seksualinių požymių atsiradimą). Per tą patį laikotarpį paaugliai patiria daug pokyčių socialiniame, akademiniame ir kituose aplinkos poveikiuose ir paprastai patenka į gilaus psichologinio perėjimo etapą. Paauglystės pabaiga sakoma, kai žmogus pasiekė stabilų suaugusiųjų vaidmenį, kurio metu dauguma pubertinių perėjimų bus baigti, bent jau pramoninėse šalyse [Choudhury, 2010; Lerner ir Steinberg, 2004]. Per paauglystę pasikeičia smegenų struktūra ir funkcija. Seksualiniai dimorizmai daugelyje šių pokyčių rodo galimus santykius su brendimu.

Santykinai mažai žinoma apie santykį tarp brendimo ir neuronų vystymosi žmonėms. Tačiau daugybė nežmoniškų gyvūnų tyrimų rodo, kad hormoniniai brendimo reiškiniai daro didelį poveikį smegenų brendimui ir elgesiui [Cahill, 2006; Sisk ir Foster, 2004; Ietis, 2000]. Šie pokyčiai formuoja asmens suvokimą, motyvaciją ir elgsenos repertuarą, leidžiantį reprodukcinį elgesį ir nepriklausomybę [Sato et al. 2008]. Pastaraisiais metais nedidelis, bet vis didėjantis žmogaus elgesio ir neuromografijos tyrimas, įskaitant populiacijas su endokrininės sistemos sutrikimais, pateikė preliminarius įrodymus, kad pubertiniai hormonai gali paveikti besivystančių žmogaus smegenų struktūrą ir funkciją.

PUBERTY: PRADĖJIMO PRADĖJIMAS

Ankstyvą paauglystę apibūdina kūno pokyčiai dėl brendimo, kurį sudaro trys endokrininiai reiškiniai: adrenarche, gonadarche ir augimo ašies aktyvavimas [Dorn, 2006; Ietis, 2000]. Gonadarche, kuris dažnai laikomas brendimu, yra biologinis procesas, prasidedantis hipotalaminės-hipofizės-gonados ašies aktyvacija ir baigiantis reprodukcinei kompetencijai. Šis procesas paprastai prasideda tarp 8 ir 14 metų amžiaus patelėms (vidutinis amžius 11) ir tarp 9 ir 15 vyrams (vidutinis amžius 12), reaguojant į pulmoninį gonadotropino atpalaiduojančio hormono (GnRH) išsiskyrimą iš hipotalamo, kuris stimuliuoja liuteinizuojančio hormono (LH) ir folikulus stimuliuojančio hormono (FSH) hipofizės gamybą. LH ir FSH aktyvina lytinių liaukų (kiaušidžių ar sėklidžių) brendimo pokyčius, kurie reaguoja į reprodukcinius gebėjimus (gamina gametas). Brandžios kiaušidės ir sėklidės taip pat išskiria gonadų steroidus, estrogenus ir testosteroną. Šie gonadų steroidų padidėjimai savo ruožtu sukelia papildomų lytinių organų pokyčių ir antrinių seksualinių požymių atsiradimą [Susman and Rogol, 2004].

Adrenache, arba hipotalaminės-hipofizės-antinksčių ašies aktyvavimas dažnai prasideda anksčiau nei gonadarche, dažniausiai nuo šešių iki devynių metų moterims, o po metų - vyrams [Dorn, 2006; Grumbach ir Styne, 2003]. Antinksčių androgenai (silpnesnės gonadų testosterono formos) pradeda augti adrenarche pradžioje ir toliau didėja, kol jie pasiekia aukščiausią lygį 20 pradžioje [Worthman ir Stallings, 1997]. Šis antinksčių androgenų padidėjimas prisideda prie antrinių seksualinių charakteristikų, tokių kaip aštrūs ir gaktos plaukai, vystymosi ir prakaito liaukų / kūno kvapo pokyčių. Gali būti, kad adrenarche taip pat sukelia brendimo poveikį, kuris prasideda iki laikotarpio, paprastai laikomo paauglystėje; tačiau šie poveikiai nėra gerai suprantami [Dorn, 2006].

Trečiasis hormoninis įvykis, kuris įvyksta brendimo metu, yra augimo ašies aktyvavimas, dėl kurio mergaičių ir 12 amžiaus berniukų amžiaus ir 14 augimo sparta yra maždaug amžiaus, o kūno dydis ir sudėtis - Marshall ir Tanner, 1969, 1970].

HORMONINIAI POVEIKIAI BRAINUI IR ELGESYS

Gonadino steroidiniai hormonai estrogenai ir testosteronas, taip pat jų silpnesni antinksčių organai veikia fizinę kūno išvaizdą. Jie taip pat veikia smegenis ir elgesį. Šie poveikiai yra hipoteziniai, atsiradę per du gana skirtingus procesus: organizavimą ir aktyvavimą [Schulz et al. 2009; Sisk ir Foster, 2004]. Organizacinis poveikis pasireiškia prieš ir perinatiškai, testosterono bangos, kurios vyriškos masažino ir naikina neuronines grandines, ir testosterono nebuvimas, dėl kurio atsiranda moterų nervinis fenotipas. Aktyvus poveikis pasireiškia brendimo metu, nes gonadų steroidiniai hormonai veikia neaktyvias nervines grandines, kad sukeltų suaugusiųjų reprodukcinį elgesį kontekste; neseniai atnaujinus šią dichotomiją galima teigti, kad hormoniniai brendimo reiškiniai taip pat organizuoja nervų grandines suaugusiųjų socialiniam ir reprodukciniam elgesiui [Schulz et al. 2009; Sisk ir Foster, 2004]. Iš tiesų, remiantis nežinomų gyvūnų tyrimų rezultatais, siūloma, kad hormoniniai brendimo reiškiniai sukeltų antrąjį struktūrinio reorganizavimo ir plastiškumo periodą smegenyse [Sisk and Foster, 2004]. Tačiau žmonėms yra labai mažai supratimo apie specifinius santykius tarp brendimo ir paauglių smegenų vystymosi.

Tyrimai su gyvūnais rodo, kad lyties steroidiniai hormonai veikia tris pagrindinius poveikius elgesiui brendimo metu, naudojant specifines smegenų struktūras. Pirmasis poveikis yra tiesioginio reprodukcinio elgesio palengvinimas, kuris atsiranda daugiausia per hipotalamą. Antrasis efektas yra reorganizuojant smegenų jutimo ir susivienijimo regionus, įskaitant regos žievę [Nunez et al., 2002], amygdala ir hipokampas [Hebbard et al. 2003; Romeo ir Sisk, 2001; taip pat žr. Shen ir kt., 2010]. Dėl to pasikeičia jutimo asociacijos, pvz., Galimų seksualinių partnerių ar konkurentų kvapas ar regėjimas [Sisk and Foster, 2004], kuri gali palengvinti kai kuriuos dėmesio ir motyvacijos pokyčius brendimo metu. Trečiasis brendimo hormonų poveikis pasireiškia per atlygį susijusias smegenų struktūras, tokias kaip branduolys accumbens, ir dopaminerginiai keliai į prefrontalinę žievę. Šie poveikiai yra būtini norint nustatyti tvirtą motyvaciją ieškoti reprodukcinių galimybių. Pavyzdžiui, graužikų branduolyje accumbens, pubertinis testosterono padidėjimas atkuria neuronines grandines, darančias įtaką elgsenos siekimo motyvacijai, įskaitant seksualinį elgesį [Sato et al. 2008]. Gali būti, kad adrenarcho hormonai (DHEA ir DHEAS) pradeda daryti panašų poveikį smegenims ir elgesiui prieš gonadarche atsiradimą, tačiau šie reiškiniai yra menkai suprantami. Akivaizdu, kad reikia daugiau mokslinių tyrimų, kuriuose daugiausia dėmesio būtų skiriama ankstyviesiems brendimo / adrenaršės etapams, siekiant geriau suprasti šiuos brendimo ir paauglių smegenų vystymosi ir elgesio aspektus [žr. 2006; aptarti].

PAVIRŠIAUS MĖGINIMAS STANDARTUOSE, KURIUOSE SKIRTAS ADOLESCENTO STABDŽIŲ PLĖTRA

Santykinai mažai žinoma apie specifinius žmogaus smegenų vystymosi pokyčius. Siekiant geriau suprasti šias sritis, reikės atidžiai stebėti dviem lygmenimis: konceptualiai ir metodiškai. Konceptualiai tam reikės tobulinti ir tobulinti paauglių smegenų vystymosi modelius, kuriais būtų sprendžiami konkretūs brendimo brandinimo aspektai (pvz., Specifiniai hormonai), kurie yra priežastiškai susiję su specifiniais smegenų ir elgesio pokyčių aspektais. Metodikoje reikės atlikti tyrimus, kurie būtų atrinkti atrenkant mėginius ir brendimo priemones, kad būtų galima išbandyti šias konkrečias hipotezes. Kadangi amžius ir brendimo brendimas dažnai yra koreliuojami (o amžius lengvai matuojamas labai tiksliai ir teisingai, o brendimas dažnai apskaičiuojamas taikant neapibrėžtas kategorines priemones, kurios nėra lengvai patvirtinamos), reikia atlikti tyrimus su dizainu, kuris aiškiai atskiria brendimą ir amžių poveikis (pvz., mėginių, kurių amžius ir laipsnis yra vienodas, įdarbinimas, bet skiriasi nuo brendimo brandinimo, o po to - iš naujo išgryninti išilgai).

Šie tikslai kelia daugybę klausimų, kaip įvertinti konkrečius brendimo brandinimo aspektus žmogaus tyrimuose. Pradžioje brendimas nėra nei trumpas įvykis, nei vieningas reiškinys, bet apima keletą atskirų, bet laikinai sutampančių procesų, kurie tęsiasi kelerius metus [Dorn, 2006]. Kaip aprašyta anksčiau, šie procesai apima antinksčių, gonadų ir augimo hormonų sistemų aktyvavimą, be to, įvairūs tiesioginiai ir netiesioginiai poveikiai nuo augimo spurso iki besikeičiančio savęs atvaizdo. Todėl tinkamiausias brendimo rodiklis iš dalies priklausys nuo kiekvieno tyrimo specifinio tyrimo klausimo.

Dažniausiai naudojamas brendimo metodas yra „Tanner“ etapas. „Tanner“ sustojimo etapuose asmenys pagal eilės brendimo skalę nuo 1 suskirstomi į 5, atsižvelgiant į gaktos plaukus ir krūtų vystymąsi moterims, gaktos plaukus ir genitalijų vystymąsi vyrams [Tanner, 1971; Tanner ir Whitehouse, 1976]. Testerio sustojimą pagal fizinį egzaminą turėtų atlikti apmokytas gydytojas. Yra keletas apribojimų „Tanner“ sustojimui. Skalė buvo sukurta atsižvelgiant į vieną etninę grupę (gali būti skirtingų etninių grupių skirtumai) ir santykinai mažame 200 vaikų pavyzdyje. Moterys, kurių antsvoris yra antsvoris, paprastai būna netikslūs, nes jie priklauso nuo krūties raidos, o tai gali būti klaidingai pernelyg vertinama tik vizualiai. Nepaisant šių apribojimų, „Tanner“ sustojimas istoriškai buvo laikomas aukso standartu brendimo nustatymui [Dorn, 2006].

Atsižvelgiant į minėtus susirūpinimą keliančius dalykus, galima tikėtis, kad fizinės apžiūros metu Tanner stadija gali būti naudinga papildant hormoninius tyrimus, nes šie matuoja antinksčių ir gonadų (arba antinksčių / gonadų atpalaiduojančius) hormonus prieš jų išorinį fizinį poveikį. Hormonų tyrimai gali būti naudingesni matuojant pubertacinę stadiją ateityje; tačiau šiuo metu neaišku, kaip hormonų matavimai turėtų būti derinami su (arba naudojami kartu su) kitomis priemonėmis, pavyzdžiui, Tanner stadijomis [žr. Shirtcliffe et al. 2009]. Taip pat yra ir kitų praktinių klausimų, susijusių su hormoninėmis priemonėmis, įskaitant sąnaudas, subjekto naštą ir tai, kad skirtingų brendimo hormonų lygiai svyruoja kas mėnesį ir ketvirtadienį. Nedidelis tyrimas buvo atliktas lyginant hormonų kiekį skirtinguose biologiniuose mėginiuose (seilėse, kraujyje, šlapime) su gydytojo įvertintomis Tanner stadijomis [žr. 2006; Shirtcliffe ir kt. 2009], todėl neaišku, kiek turėtų būti skiriamas hormonų kiekis. Konceptualiu lygmeniu, pavyzdžiui, kai kurie neurobehavioaliniai pokyčiai brendimo metu gali būti tiesioginis padidėjusio hormonų kiekio padidėjimas specifinėse nervų sistemose paauglių smegenų vystymosi metu (ir todėl geriausia kiekybiškai įvertinami hormonų priemonėmis), tuo tarpu kiti neurobevaciniai pokyčiai gali atspindėti sudėtingesnius poveikius (pvz. socialinės patirties pokyčiai, tiesiogiai susiję su fiziniais pokyčiais ir socialiniais vaidmenimis, ir geriau susieti su „Tanner“ etapais nei bet kuris konkretus hormonų pokytis).

Kvalifikuoto gydytojo atliekamas gydytojas, atlikdamas fizinį patikrinimą, gali kelti praktinių klausimų dėl tinkamumo ir patogumo. Dažnai tai geriausiai pasiekiama atliekant trumpą „sveikatos“ egzaminą. Tai reiškia, kad „Tanner“ sustojimas gali būti įprastos fizinės sveikatos egzamino dalis, todėl neturėtų būti siejamas su jokiais stigmomis ar etiniais klausimais (ne tik įprastu fizinės sveikatos patikrinimu). Tačiau išlaidos (gydytojo laikas, specialus kambarys ir įranga fiziniam egzaminui, procedūrų paaiškinimas paaugliams ir šeimai) gali tapti neįmanomas daugeliui tyrimų. Todėl vertėtų apsvarstyti alternatyvius būdus, kaip apskaičiuoti brendimo brandinimą, pvz., Savianalizės ataskaitos įvertinimus. Santykinai didelis tyrimų skaičius įvertino savarankišką (arba tėvų reitingą turinčią) Tanner stadiją, naudojant Peterseno vystymosi skalę [PDS; Petersenas ir kt. 1988]. Tai yra klausimynas, kuriame nurodomi plaukų augimo, odos pokyčių ir augimo spurto elementai, turintys lyties požymių, ty menarche ir krūties vystymąsi moterims, ir lytinių organų augimą ir veido plaukus vyrams. Tokiu būdu PDS matuoja sudėtinį brendimo rezultatą, į kurį įeina antinksčių ir augimo hormonų bei gonadų hormonų poveikis. Koreliacijos su gydytojo įvertintu Tanner etapu nėra itin didelės: viename tyrime nustatyta, kad 0.61 ir 0.67 koreliacijos 11-13 metų mergaitėms yra savarankiškos PDS [Brooks-Gunn et al. 1987; koreliacijos yra dar mažesnės tėvų ataskaitos PDS atveju; žr. Shirtcliffe ir kt. 2009]. Reikia įvertinti, kokiu mastu šios santykinai mažos koreliacijos atsiranda dėl netikslaus savęs įvertinimo arba atskirų konstrukcijų, pvz., Atskirų antinksčių / augimo ir gonadų hormonų poveikio. PDS gali būti naudojamas atsargiai vertinant Tanner stadiją, kai fizinis patikrinimas neįmanomas. Tačiau, jei tyrimo klausimas nėra susijęs su hormonų lygiu ir „Tanner“ stadija, bet yra susijęs su savęs atpažinimo ir savimonės arba brendimo etapu, palyginti su bendraamžiais, galima teigti, kad PDS yra svarbiausia priemonė [žr. , 2006 aptarti]. Apibendrinant, mokslininkai turėtų išsamiai apsvarstyti, kuris brendimo aspektas labiausiai atitinka jų mokslinių tyrimų klausimą ir atitinkamai pasirinkti jų brendimo priemones (ir bendrą tyrimo modelį).

PAGRINDINIS IR STRUKTŪRINIS VYKDYMO PAGRINDAS, KURIUI IŠVERTINTA MRT

Neinvazinių smegenų vaizdavimo metodų, ypač magnetinio rezonanso (MRI), atsiradimas leido ištirti gyvų žmogaus smegenų vystymąsi. Plėtros pokyčiai, apibrėžti naudojant MRT, apima pilkos ir baltos medžiagos kiekio pokyčius ir baltos medžiagos mikrostruktūros pokyčius.

Paauglių pilkosios medžiagos vystymasis

Kortikos pilkosios medžiagos kiekis (jo tankis, tūris ir storis) keičiasi vaikystėje ir paauglystėje, būdingas regionui ir daugiausia netiesiniam [Giedd et al. 1999; Shaw ir kt. 2008; Sowell ir kt. 1999; Tamnes ir kt. 2009; žr., pvz., Blakemore, 2008 peržiūrai]. Didžioji dalis žievės paviršiaus, pilkosios medžiagos vystymasis atitinka apverstą U formos vystymosi trajektoriją, iš pradžių vaikystėje didėjantį tūrio lygį, pasiekiant piko laiką paauglystėje ir nuolat mažėja iki suaugusio amžiaus. Pilkąsias medžiagas sudaro ląstelių kūnai, dendritai ir neiminizuoti neuronai, taip pat gliuzinės ląstelės ir kapiliarai. Todėl, remiantis histologinių mėginių įrodymais [pvz., Huttenlocher, 1979], buvo pasiūlyta, kad žmogaus MR skenuojamose pilkųjų medžiagų apimties apverstos U formos vystymosi trajektorija atsiranda dėl dendritinio augimo ir sinaptogenezės, po kurios seka sinaptinis genėjimas [pvz., Giedd et al. 1999]. Ankstyvas Giedd et al. [1999] parodė šį apverstą U formos pilkosios medžiagos vystymosi modelį per priekinę, laikiną ir parietinę žievę, nors ne visi vėlesni tyrimai pateikė aiškų šio modelio replikavimą (pvz., Shaw ir kt., 2008; Tamnes ir kt. 2009). Giedd et al., Frontaliniai ir parietiniai skilčiai pasiekė didžiausią pilkosios medžiagos kiekį 11 amžiuje mergaitėms ir 12 berniukams, prieš pradedant išplėsti retinimo eilę suaugusiems. Amžius, kuriuo buvo stebimi pilkosios medžiagos tūrio viršūnės, atitinka lytiniu mastu atsiradusius gonadarche atsiradimo amžius, o tai rodo galimą brendimo hormonų ir pilkosios medžiagos vystymosi sąveiką. Kiti MRT tyrimai parodė laipsnišką lytinio dimorizmo atsiradimą brendimo metu, didėjant amygdala tūriui tik vyriškos lyties metu, ir tik hipokampo tūrio padidėjimas tik moterims [Lenroot et al. 2007; Neufang ir kt. 2009]. Taigi gali būti, kad neuroanatominė raida tam tikruose smegenų regionuose yra glaudžiau susijusi su brendimu, nei kitose smegenų srityse. Tačiau šiuose tyrimuose tiesioginių brendimo priemonių nebuvo.

Pubertų vaidmuo pilkosios medžiagos vystyme

Pastaraisiais metais daugelis paauglių MRT tyrimų išsamiau ištyrė struktūrinio smegenų vystymosi, lyties ir brendimo santykius. Peper et al. Paauglių struktūrinis MRT tyrimas. [2009b] parodė teigiamą ryšį tarp testosterono ir pasaulinės pilkosios medžiagos tankio vyrams (o ne moterims), o moterys parodė neigiamą ryšį tarp estradiolio ir pasaulinės, ir regioninės pilkosios medžiagos tankio. Ar reikia ištirti, ar šie lyčių skirtumai gali būti atkartojami, ar tai, ar jie iš tiesų būdingi regionui. Kitur buvo įrodyta, kad pubertacinių priemonių poveikis struktūrinėms smegenų priemonėms priklauso nuo regiono ir lyties. Pavyzdžiui, Neufang et al. [2009] ištyrė ryšius tarp pilkosios medžiagos apimties, lyties ir pubertacinių priemonių 8 – 15 dalyvių grupėje. Geriamojo poveikio priemonės buvo gydytojo įvertintos Tanner stadijos ir gonadotropinių (LH, FSH) ir gonadų (testosterono, estrogenų) hormonų koncentracijos plazmoje. Nepriklausomai nuo lyties, buvo teigiamas ryšys tarp pubertacinių priemonių (Tanner stadijos ir testosterono) ir pilkosios medžiagos kiekio amygdaloje bei neigiamas ryšys tarp šių priemonių ir hipokampo tūrio. Be to, buvo būdingi lyties požymiai: moterys parodė teigiamą ryšį tarp estrogenų ir limbinių pilkosios medžiagos, o vyrai parodė neigiamą ryšį tarp testosterono ir parietinės žievės pilkosios medžiagos. Visi šie faktai yra preliminarūs ir reikalauja pakartoti, tačiau jie yra svarbus pirmasis žingsnis šioje naujoje mokslinių tyrimų srityje.

Paauglių baltos medžiagos vystymasis

Daugelis MRT tyrimų rodo, kad visuotinis baltųjų medžiagų kiekis tarp vaikų ir paauglystės nuolat didėja, o šis padidėjimas sulėtėja ir stabilizuojasi į suaugusumą [Giedd et al. 1999; Tamnes ir kt. 2009]. Šis padidėjimas skirtingose ​​lytyse skiriasi tarp lyties, o vyrai pastebimai smarkiau sieja su amžiumi susijusius baltymų kiekius nei moterys [pvz., Perrin ir kt. 2008, 2009]. Baltųjų medžiagų kiekio padidėjimas buvo priskirtas progresuojančiam su amžiumi susijusiam axoniniam mielinavimui, pastebėtam histologiniuose mėginiuose [Benes et al., 1994; Jakovlev ir Lecours, 1967] arba, pakaitomis, didėjančiam aksoniniam kalibravimui [Paus et al., 2008].

Be baltųjų medžiagų kiekio pokyčių, tyrimai parodė, kad baltos medžiagos mikrostruktūra keičiasi. Frakcinė anizotropija (FA) yra MRI matas, apibūdinantis, kiek vandens molekulių difuzija smegenyse yra anizotropinė (ne visomis kryptimis lygi). Manoma, kad difuzijos tenzoriaus vaizdavimo (DTI) -MRI tyrimuose parodytos didelės FA reikšmės atspindi didėjančią baltųjų medžiagų traktų organizaciją dėl procesų, įskaitant mielinizaciją. Tyrimai rodo, kad paauglystėje, pvz., Priekinėse skiltyse, FA padidėjo [Barnea-Goraly et al. 2005]. Iki šiol tyrimai parodė, kad nėra seksualinio dimorfinio FA vystymosi trajektorijų.

Kitas MRI matas, kuris buvo naudojamas vystymuisi, yra mielino perdavimo santykis [MTR: Perrin et al. 2008, 2009]. MTR pateikia informaciją apie baltos medžiagos audinio makromolekulinį kiekį (pvz., Mielino kiekį). Skirtingai nei FA, yra įrodymų, kad MTR yra seksualiai dimorfinės vystymosi trajektorijos. Konkrečiai, įrodyta, kad MTR tik su vyrų amžiumi mažėja tik vyrams [Perrin et al., 2008, 2009]. Buvo pasiūlyta, kad šis MTR sumažėjimas atspindi didėjantį aksoninį kalibrą, nes kuo didesnis kalibras, tuo mažiau aksonų bus tame pačiame vaizduojamo tūrio vienete ir tai sąlygoja santykinį myelino kiekio sumažėjimą [Paus et al. , 2008]. Vis dar kyla klausimų dėl šių intriguojančių išvadų naudojant MTR: pavyzdžiui, ar šie lyties skirtumai atsiranda prieš paauglystę, ar jos metu.

Pubertizmo vaidmuo baltųjų medžiagų vystyme

Plėtros baltosios medžiagos trajektorijos skiriasi nuo pubertacinių priemonių funkcijos. Vienas tyrimas parodė teigiamą ryšį tarp LH koncentracijos ir baltosios medžiagos tankio devynių metų amžiaus; šie santykiai tarp lyčių nesiskyrė [Peper et al. 2009a]. Tačiau buvo įrodyta, kad paauglystės metu baltos medžiagos kiekio vystymosi trajektorijos, taip pat ir MTR, lyčių atžvilgiu skiriasi. Naujausi Perrin et al. [2008, 2009] ištyrė, ar šis skirtumas gali atsirasti dėl brendimo hormonų, esančių pasroviui nuo LH. Perrin et al. [2008] ištyrė ryšį tarp androgeno (testosterono) receptorių ir baltųjų medžiagų vystymosi geno ekspresijos lygių vyrams. Rezultatai parodė, kad baltų medžiagų vystymosi trajektorijų vyrų dispersijos iš tiesų buvo susijusios su genų ekspresijos lygiais, o tai rodo, kad testosterono poveikis gali būti atsakingas už lytiniu dimorfiniu santykiu tarp amžiaus ir baltos medžiagos kiekio. Perrin et al. [2009], buvo pateikti duomenys apie seksualinį dimorfizmą, susijusį su paauglių baltojo kiekio padidėjimu.

Apibendrinant, keletas tyrimų parodė, kad gonadotropiniai ir gonadiniai brendimo hormonai veikia struktūrinį smegenų vystymąsi. Reikia atlikti tolesnį darbą, siekiant ištirti regiono specifiškumo ir seksualinio dimorfizmo mechanizmus, susijusius su brendimo hormonų ir smegenų vystymosi santykiu. Galiausiai iki šiol atliktais tyrimais nebuvo ištirta galimų pubertacinių įvykių ir struktūrinio smegenų vystymosi sąveika; tai sritis, kurioje ateityje bus atliekami tyrimai.

PUBERTYVOS VAIDMUO KOGNITIUOSE PLĖTRA

Tik nedidelis empirinių elgesio tyrimų dėmesys buvo skiriamas brendimo poveikiui tam tikram pažinimo procesui. Kai kurie ankstyviausi tyrimai buvo orientuoti į veido apdorojimą. Carey ir kt. Tyrimas. [1980] parodė, kad, nors veido identiteto atpažinimo užduotys per pirmąjį gyvenimo dešimtmetį nuolat gerėjo, po to sumažėjo našumas maždaug 12 amžiuje. Šis sumažėjimas gali atsirasti dėl brendimo, o ne į amžių, nes vėliau atlikus tyrimą nustatyta, kad vidurinės brendimo metu moterys patyrė prastesnes vaikus prieš ir po gimdymo, kai šios grupės buvo suderintos su amžiumi. Visai neseniai buvo įrodyta, kad veido emocijų apdorojimo metu buvo atliktas pubertinis „kritimas“ [McGivern et al. 2002]. Šiame tyrime 10 – 17 vyrų ir moterų dalyviai atliko užduotį, pagal kurią buvo surengtas mėginys, kuriame emocinių išraiškų rodantys veidai buvo suderinti su emociniais žodžiais. 10 – 20% reakcijos trukmė padidėjo amžiaus, atitinkančio apytiksliai brendimo pradžią (10 – 11 metų amžiaus 11 – 12 vyrams), kuris paauglystėje sumažėjo, kad pasiektų ankstesnio amžiaus lygį 16– 17. Tačiau šiame tyrime nebuvo įvertintas brendimo etapas. Šie rezultatai dabar turėtų būti pakartoti, pvz., Tikslesnės hormoninės brendimo priemonės, ir naudojant išilgai vertinamas kohortas. Tolesniuose tyrimuose taip pat turėtų būti ištirta, ar šie rezultatai yra specifiniai veido apdorojimui, ar yra labiau dominuojantis paauglių kognityvinio vystymosi poveikis.

Lytinių hormonų poveikis pažinimo funkcijai

Yra įrodymų, kad hormonai gali turėti skirtingą įtaką elgesiui brendimo metu nei suaugusiems. Pavyzdžiui, testosterono agresijos asociacijų iššūkių modelis rodo, kad, nors testosterono lygis didėja brendimo metu, agresyvus elgesys paauglystėje nerodo jokių paprastų santykių su testosteronu [Archer, 2006]. Atvirkščiai, yra ir žmogaus, ir nežmogiškųjų primatų tyrimų įrodymų, kad testosteronas didina motyvaciją pasiekti aukštesnį statusą, tačiau konkretus poveikis elgesiui priklauso nuo socialinio ir vystymosi konteksto. Svarbu pabrėžti šių klausimų sudėtingumą - tai yra labai anksti integruoti gyvūnų tyrimus (kai eksperimentai gali būti sukurti siekiant išsiaiškinti specifinį hormoninį poveikį konkrečioms nervų sistemoms) ir žmogaus tyrimai, siekiant spręsti svarbius, bet sudėtingi kognityvinių, emocinių ir motyvacinių pokyčių, tiesiogiai susijusių su brendimu, klausimai [žr. Dahl ir Gunnar, 2009, dėl tolesnių diskusijų dėl tam tikrų klinikinių ir visuomenės sveikatos pasekmių].

Tačiau šioje srityje yra keletas sričių, kuriose atsiranda konvergencija, išryškinanti perspektyvias pažangos sritis. Pavyzdžiui, yra vis daugiau įrodymų, kad paauglių pojūčių paieškos pokyčiai gali apimti tam tikrus su brendimu susijusius pokyčius ir gali suteikti naujų įžvalgų apie paauglių riziką. Jautrumo siekimas yra vienas iš vystymosi veiksnių, lemiančių rizikos elgesį ir dažniau pasireiškia paauglystėje nei bet kuris kitas laikotarpis [pvz., Arnett ir Balle-Jensen, 1993]. Jautrumo paieškos tendencijos yra labiau susijusios su brendimu, nei su amžiumi [Spear, 2000]. Vienas iš pirmųjų tyrimų, parodančių specifinį ryšį tarp pojūčių ieškojimo ir brendimo, sutelktas į paauglius, siaurą 11 – 14 metų amžių. Berniukai ir mergaitės, turinčios išsamesnį pubertacinį vystymąsi, turėjo didesnį pojūtį ir didesnį narkotikų vartojimą [Martin et al. 2002]. Neseniai Steinbergas ir Monahanas [2007] rado įrodymų, kad jausmų ieškojimas iš platesnės impulsyvumo konstrukcijos (kuris kartais eksperimentiškai susilieja su pojūčių ieškojimu) rodo apverstą U formos vystymosi trajektoriją, didžiausią brendimo brendimo metu ir reikšmingai susijusią su brendimo priemonėmis berniukuose. Dahl ir Gunnar [2009, dėl tolesnių diskusijų] pranešė apie platesnį emocinių pokyčių, susijusių su brendimu, spektrą, pavyzdžiui, emocijas reaguojant į socialines situacijas.

Apibendrinant galima pasakyti, kad nedaugelis tyrimų dar ištyrė ryšį tarp brendimo ir pažinimo raidos, ir ši sritis bus įdomi būsimiems tyrimams.

PAGRINDINIO VAIDMUO VAIDMUO FUNKCINIO PAVIRŠIAUS PLĖTROS VAIDMUO \ t

Labai nedaug atliktų iki šiol atliktų funkcinių neurografinių tyrimų apėmė brendimo rodiklius. Tačiau daugelis suaugusiųjų ir paauglių funkcinių MRI (fMRI) tyrimų parodė, kad skirtingų kognityvinių paradigmų neuronų aktyvumas skiriasi lyčių skirtumais (visapusiška šių išvadų apžvalga neatitinka šio straipsnio taikymo srities). Kai kurie lyčių skirtumai gali būti susiję su lytinio hormono poveikiu prieš gimdymą, nepriklausomai nuo lytinių chromosomų užkoduotų genų poveikio lytiniams santykiams arba su lytimi susijusiu poveikiu aplinkai per visą gyvenimą. Tačiau kai kurie iš šių poveikių gali būti susiję su brendimu. Šiuos poveikius gali sąlygoti neuroninio-hemodinaminio susiejimo poveikis, organizacinis arba aktyvinis poveikis neuroniniam reagavimui, įtaka kognityviniam apdorojimui arba netiesioginis pubertacinių perėjimų įtaka kognityviniam apdorojimui per stereotipus ir identitetą. Norint išsiaiškinti šiuos galimus santykius, reikia atlikti tolesnius tyrimus.

Buvo atlikti keli fMRI tyrimai, kuriuose dalyvavo endokrininės sistemos sutrikimai. Nors rezultatus sunku interpretuoti, atsižvelgiant į tipišką brendimą ir paauglystę (šios populiacijos prieš hormoninio brendimo pradžią yra hormoniškai nenormalios), jos pateikia suvienodinus įrodymus, kad brendimo lemiantys veiksniai ar koreliaciniai veiksniai veikia funkcinį smegenų aktyvumą. Pavyzdžiui, Mueller et al. [2009] palygino smegenų veiklą per veido emocijų apdorojimo užduotį tarp paauglių, sergančių šeimyniniu hiperandrogenizmu (dėl to, kad nuo ankstyvo amžiaus jis viršijo testosteroną). Palyginti su kontroline grupe, per didelį testosterono grupę baimės apdorojimo metu buvo padidėjęs hipokampo aktyvumas, taip pat greitesnis elgesio atsakas į veidus, turinčius baimingas išraiškas. Ernst et al. [2007], septyni vyrai ir septyni moterys, turintys įgimtą antinksčių hiperplaziją (dėl to atsiranda testosterono perteklius) gimdoje) buvo lyginamos su amžiumi ir lytimi suderintomis kontrolėmis panašiose veido emocijų apdorojimo užduotyse. Priešingai nei Müllerio ir kt. Tyrime, hipokampe nepastebėta jokių grupių skirtumų. Tačiau moterų klinikinėje grupėje buvo sustiprintas amygdalos aktyvumas baimės ir pykčio apdorojimo metu, palyginti su moterų kontrolėmis. Padidėjęs amygdalos aktyvumas moterų klinikinėje grupėje buvo panašus į vyrų kontrolę, o tai rodo, kad testosterono poveikis yra tarpinis.

IŠVADA

Pubertiškumas - tai gilaus pereinamojo laikotarpio laikotarpis, susijęs su varomomis, emocijomis, motyvacijomis, psichologija ir socialiniu gyvenimu. Naujausi preliminarūs MRI tyrimų rezultatai parodė, kad brendimo etapas gali atlikti svarbų vaidmenį paauglių smegenų vystyme, galbūt labiau nei chronologinis amžius. Reikia atlikti tolesnius elgesio ir neuromografijos tyrimus, kuriuose būtų imtasi tikslių ir patikimų brendimo lytinių santykių, kad būtų išaiškinta, kaip brendimo hormonai veikia smegenų struktūros ir funkcijos vystymąsi. Akivaizdu, kad yra labai naudinga geriau suprasti ryšius tarp smegenų, pažinimo, elgesio ir brendimo. Tačiau šiems tikslams pasiekti reikės konceptualios ir metodologinės pažangos, daugiausia dėmesio skiriant tai, kaip geriausiai integruoti skirtingas pubertacines priemones paauglių smegenų ir elgesio brandinimo vystymosi tyrimuose.

Padėka

SJB yra Karališkosios draugijos universiteto mokslo darbuotojas. SB finansavo „Wellcome Trust 4“ metų doktorantūros studijų programa, skirta neurologijos studijoms UCL.

NUORODOS

  • Archer J. Testosteronas ir žmogaus agresija: iššūkių hipotezės įvertinimas. Neurosci Biobehav Rev. 2006;30: 319-345. [PubMed]
  • Arnett J, Balle-Jensen L. Rizikos elgesio pagrindai: Danijos paaugliai. Vaiko Dev. 1993;64: 1842-1855. [PubMed]
  • Barnea-Goraly N, Menon V, Eckert M, Tamm L, Bammer R, Karchemskiy A, Dant CC, Reiss AL. Baltos medžiagos vystymasis vaikystėje ir paauglystėje: skerspjūvio difuzijos tenzorinis tyrimas. Cereb Cortex. 2005;15: 1848-1854. [PubMed]
  • Benes FM, Turtle M, Khan Y, Farol P. Hipokampo formavimo pagrindinės relinės zonos mielinizacija vyksta žmogaus smegenyse vaikystėje, paauglystėje ir suaugusiųjų amžiuje. Arka Gen Psichiatrija. 1994;51: 477-484. [PubMed]
  • Blakemore SJ. Socialinės smegenys paauglystėje. Gamta Rev Neurosci. 2008;9: 267-277. [PubMed]
  • Brooks-Gunn J, Warreno parlamento narys, Rosso J, Gargiulo J. Mergaičių brendimo būsenos savianalizės priemonių galiojimas. Vaiko Dev. 1987;58: 829-841. [PubMed]
  • Cahill L. Kodėl sekso reikalai susiję su neurologija. Nat Rev Neurosci. 2006;7: 477-484. [PubMed]
  • Carey S, Diamond R, Woods B. Veido atpažinimo raida - brandinimo komponentas. Dev Psychol. 1980;16: 257-269.
  • Choudhury S. Paauglių smegenų auginimas: ką neurologija gali mokytis iš antropologijos? Soc Cogn Affect Neurosci. 2010 [Epubas prieš spausdinimą]
  • Dahl RE, Gunnar MR. Padidėjęs streso jautrumas ir emocinis reaktyvumas brendimo brendimo metu: poveikis psichopatologijai. Dev Psychopathol. 2009;21: 1-6. [PubMed]
  • Dorn LD. Mergelės brendimas. J Adolesc Sveikata. 2006;39: 625-626. [PubMed]
  • Ernst M, Maheu FS, Schroth E, Hardin J, Golan LG, Cameron J, Allen R, Holzer S, Nelson E, Pine DS, Merke DP. Amygdala funkcija paaugliams, sergantiems įgimta antinksčių hiperplazija: ankstyvųjų steroidų anomalijų tyrimo modelis. Neuropsychologia. 2007;45: 2104-2113. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  • Giedd JN, Blumenthal J, Jeffries NO, Castellanos FX, Liu H, Zijdenbos A, Paus T, Evans AC, Rapoport JL. Smegenų vystymasis vaikystėje ir paauglystėje: išilginis MRT tyrimas. Nat Neurosci. 1999;2: 861-863. [PubMed]
  • Grumbach MM, Styne DM. Pubertas: ontogenija, neuroendokrinologija, fiziologija ir sutrikimai. In: Wilson JD, Foster DW, Kronenberg HM, Larsen PR, redaktoriai. Williamso Endokrinologijos vadovėlis. 9th ed. Filadelfija, PA: WB Saunders; 1998. 1509 – 1625.
  • Hebbard PC, King RR, Malsbury CW, Harley CW. Dviejuose žiurkių žiurkių testerono testerio organizavimo poveikiuose: laikina socialinė atmintis ir perėjimas nuo LTP po hipokampo CA1 stabligės. Exp Neurol. 2003;182: 470-475. [PubMed]
  • Huttenlocher PR. Synaptic tankis žmogaus priekinėje žievėje - vystymosi pokyčiai ir senėjimo poveikis. Brain Res. 1979;163: 195-205. [PubMed]
  • Lenroot RK, Gogtay N, Greenstein DK, Wells EM, Wallace GL, Clasen LS, Blumenthal JD, Lerch J, Zijdenbos AP, Evans AC, Thompson PM, Giedd JN. Smegenų vystymosi trajektorijų seksualinis dimorizmas vaikystėje ir paauglystėje. NeuroImage. 2007;36: 1065-1073. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  • Lerner RM, Steinberg L, redaktoriai. Paauglių psichologijos vadovas. 2nd ed. RM Hoboken, NJ: Wiley; 2004.
  • Marshall WA, Tanner JM. Merginų brendimo pokyčių modelio pokyčiai. Arch Dis Child. 1969;44: 291-303. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  • Marshall WA, Tanner JM. Berniukų pokyčių modelio pokyčiai berniukuose. Arch Dis Child. 1970;45: 13-23. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  • Martin CA, Kelly TH, Rayens MK, Brogli BR, Brenzel A, Smith WJ ir kt. Jautrumo ieškojimas, brendimas, nikotinas, alkoholis ir marihuanos vartojimas paauglystėje. J Am Acad Child Adoles Psichiatras. 2002;41: 1495-1502.
  • McGivern RF, Andersen J, Byrd D, Mutter KL, Reilly J. Kognityvinis efektyvumas, lyginant su mėginio užduotimi, mažėja vaiko brendimo pradžioje. Smegenys Cogn. 2002;50: 73-89. [PubMed]
  • „Mueller SC“, „Mandell D“, „Leschek EW“, „Pine DS“, „Merke DP“, „Ernst M.“. Ankstyvasis hiperandrogenizmas veikia hipokampo funkcijos vystymąsi: preliminarūs požymiai, susiję su berniukų, sergančių šeiminiu vyrų ankstyvu brendimu, funkciniu magnetinio rezonanso tyrimu. J Child Adolesc Psychopharmacol. 2009;19: 41-50. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  • Neufang S, Specht K, Hausmann M, Güntürkün O, Herpertz-Dahlmann B, Fink GR, Konrad K. Lyties skirtumai ir steroidinių hormonų poveikis besivystančioms žmogaus smegenims. Smegenų žievės. 2009;19: 464-473. [PubMed]
  • Nunez JL, Huppenbauer CB, McAbee MD, Jurasaka JM, DonCarlos LL. Androgenų receptorių ekspresija besivystančiame patinų ir moterų žiurkės ir prefrontaliniame žieve. J Neurobiol. 2003;56: 293-302. [PubMed]
  • Paus T, Keshavan M, Giedd JN. Kodėl paauglystėje atsiranda daug psichikos sutrikimų? Nat Rev Neurosci. 2008;9: 947-957. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  • Perrin JS, Leonard G, Perron M, Pike GB, Pitiot A, Richer L, Veillette S, Pausova Z, Paus T. Baltųjų medžiagų augimas paauglių smegenyse: testosterono ir androgenų receptorių vaidmuo. J Neuroscience. 2008;28: 9519-9524. [PubMed]
  • Peper JS, Brouwer RM, Schnack HG, van Baal GC, van Leeuwen M, van den Berg SM, Delemarre-Van de Waal HA, Boomsma DI, Kahn RS, Hulshoff Pol HE. Sekso steroidai ir smegenų struktūra pubertiniuose berniukuose ir mergaitėse. Psichoneuroendocrinologija. 2009a;34: 332-342. [PubMed]
  • Peper JS, Schnack HG, Brouwer RM, Van Baal GC, Pjetri E, Székely E, van Leeuwen M, van den Berg SM, Collins DL, Evans AC, Boomsma DI, Kahn RS, Hulshoff Pol HE. Regioninės ir pasaulinės smegenų struktūros paveldėjimas brendimo pradžioje: Magnetinio rezonanso tyrimas su 9 metų poromis. Hum Brain Mapp. 2009b;30: 2184-2196. [PubMed]
  • Perrin JS, Leonard G, Perron M, Pike GB, Pitiot A, Richer L, Veillette S, Pausova Z, Paus T. Sekso skirtumai baltųjų medžiagų augimo metu paauglystėje. NeuroImage. 2009;45: 1055-1066. [PubMed]
  • Petersenas AC, Crockett L, Richards M, Bokseris A. Savarankiškai pranešti apie pubertacijos statusą: patikimumas, galiojimas ir pradinės normos. J Jaunimo Adolesc. 1988;17: 117-133.
  • Romeo RD, Sisk CL. „Amygdalos“ barjerinis ir sezoninis plastiškumas. Brain Res. 2001;889: 71-77. [PubMed]
  • Sato SM, Schulz KM, Sisk CL, Wood RI. Paaugliai ir androgenai, receptoriai ir nauda. Horm Behav. 2008;53: 647-658. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  • Schulz KM, Molenda-Figueira HA, Sisk CL. Atgal į ateitį: organizacinė-aktyvinė hipotezė pritaikyta brendimui ir paauglystei. Horm Behav. 2009;55: 597-604. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  • Shaw P, Kabani NJ, Lerch JP, Eckstrand K, Lenroot R, Gogtay N, Greenstein D, Clasen L, Evans A, Rapoport JL, Giedd JN, Wise SP. Žmogaus smegenų žievės neurologinės plėtros trajektorijos. J Neuroscience. 2008;28: 3586-3594. [PubMed]
  • „Shirtcliff EA“, „Dahl RE“, „Pollak SD“. Pubertinis vystymasis: hormonų ir fizinės raidos atitikimas. Vaiko Dev. 2009;80: 327-337. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  • Sisk CL, Foster DL. Brendimo ir paauglystės nervų pagrindas. Nat Neurosci. 2004;7: 1040-1047. [PubMed]
  • Sowell ER, Thompson PM, Holmes CJ, Jernigan TL, Toga AW. In vivo požymiai, susiję su smegenų brendimu smegenų ir striatų regionuose. Nat Neurosci. 1999;2: 859-861. [PubMed]
  • Spear LP. Paauglių smegenų ir su amžiumi susijusios elgesio apraiškos. Neurosci Biobehav Rev. 2000;24: 417-463. [PubMed]
  • Steinbergas L, Monahanas K. Amžiaus skirtumai pasipriešinant tarpusavio įtakai. Dev Psychol. 2007;43: 1531-1543. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  • Susman EJ, Rogol A. Pubertika ir psichologinė raida. In: Lerner RM, Steinberg L, redaktoriai. Paauglių psichologijos vadovas. 2nd ed. Hoboken, NJ: Wiley; 2004. 15 – 44.
  • Tamnes CK, Ostby Y, Fjell AM, Westlye LT, Due-Tønnessen P, Walhovd KB. Smegenų brandinimas paauglystėje ir jaunystėje: regioniniai su amžiumi susiję pokyčiai žievės storyje ir baltos medžiagos kiekyje bei mikrostruktūroje. Cereb Cortex. 2010;20: 534-548. [PubMed]
  • Tanner JM. Dvylikos iki šešiolikos metų berniukų ir mergaičių augimo ir vystymosi seka, tempas ir individualūs skirtumai. Daedalus. 1971;100: 907-930.
  • Tanner JM, Whitehouse RH. Klinikiniai išilginiai standartai dėl aukščio, svorio, aukščio greičio, svorio greičio ir brendimo stadijų. Arch ligos vaikystė. 1976;51: 170-179. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  • Worthman CM, Stallings JF. Hormonų matavimai pirštų dūrio mėginiuose: Nauji lauko metodai reprodukcinei endokrinologijai. Am J Phys Antropolis. 1997;104: 1-21. [PubMed]
  • Jakovlev PI, Lecours AR. Smegenų regioninio brandinimo mielogenetiniai ciklai. In: Minkowski A, redaktorius. Regioninis smegenų vystymasis ankstyvajame gyvenime. Oksfordas: „Blackwell Scientific“; 1967. 3 – 70.