26 januari 2011 in Medicine & Health / Neuroscience
Vergroten Elke rij vertegenwoordigt de activiteit in een neuron op belangrijke momenten tijdens de taak. Op het moment van beloning werd bijna een derde van de adolescente neuronen opgewonden (weergegeven in rood) hoewel de mate van remming (in blauw) marginaal veranderde. Volwassen neuronen registreerden een veel hogere remmende activiteit en minder excitatie. Credit: B. Moghaddam
Onderzoekers van de Universiteit van Pittsburgh hebben neuronactiviteit geregistreerd in ratten van adolescenten die de biologische oorzaak van de neiging van de tiener zouden kunnen onthullen om beloningen over de gevolgen te overwegen en uit te leggen waarom adolescenten kwetsbaarder zijn voor drugsverslaving, gedragsstoornissen en andere psychische kwalen.
Het team rapporteert in de Journal of Neuroscience die elektrode-opnamen van volwassen en puber Hersencelactiviteit tijdens de uitvoering van een beloningsgestuurde taak toont aan dat adolescente hersenen reageren op beloningen met veel grotere opwinding dan volwassen hersenen. Deze razernij van stimulatie vond plaats met variërende intensiteit gedurende het onderzoek, samen met een grotere mate van disorganisatie in adolescente hersenen. De hersenen van volwassen ratten daarentegen verwerkten hun prijzen met een consistent evenwicht tussen excitatie en remming.
Het extreme verschil in hersenactiviteit biedt een mogelijke fysiologische verklaring waarom tieners meer vatbaar zijn dan volwassenen voor overhaast gedrag, verslaving en psychische aandoeningen, zei hoofdonderzoeker Bita Moghaddam, een professor neurowetenschappen aan Pitt's School of Arts and Sciences. Zij en co-auteur David Sturman, een doctoraalstudent aan Pitt neuroscience, observeerden de ongelijksoortige reacties op beloning in individuele neuronen in de orbitofrontale cortex, een hersengebied dat beloning en straf afwegen om te plannen en beslissingen te nemen.
"De ongeorganiseerde en overmatige prikkelende activiteit die we in dit deel van de hersenen zagen, betekent dat beloningen en andere stimuli door adolescenten anders worden verwerkt", zei Moghaddam. "Dit zou het effect van beloning op de besluitvorming kunnen versterken en verschillende vragen over het gedrag van adolescenten kunnen beantwoorden, van hun grotere gevoeligheid voor middelenmisbruik tot hun extremere reacties op plezierige en verontrustende ervaringen."
Bovendien zijn er storingen in de orbitofrontale cortex waargenomen in gevallen van schizofrenie, stemmingsstoornissen en andere psychologische stoornissen, zei Moghaddam. Het type onregelmatige activiteit in de cortex dat zij en Sturman waarnamen, kan deze aandoeningen verergeren op een moment dat het volwassen wordende brein kwetsbaar is.
"De symptomen van deze ziekten verschijnen over het algemeen tijdens de adolescentie", zei Moghaddam. "De adolescentie is een periode van gedrags- en psychiatrische kwetsbaarheden, dus de ongeorganiseerde hersenactiviteit en overmatige opwinding kunnen een brein dat al vatbaar is voor psychische stoornissen te ver duwen, waardoor de symptomen kunnen optreden."
De neurale activiteit van volwassenen en adolescenten was aanvankelijk vergelijkbaar. Wanneer een beloning werd verwacht (sessies 3-6), verergerde de hersenactiviteit van de adolescent, gevolgd door een langzame daling nadat de suikerkorrel was ontvangen (voer via de invoer). Volwassenen hadden een vergelijkbare snelle toename in activiteit, gevolgd door een snelle terugkeer naar de uitgangswaarde. Credit: B. Moghaddam
De studie is de eerste om individueel te registreren en te vergelijken neuron activiteitin hersenen van volwassenen en adolescenten tijdens het uitvoeren van een taak. Moghaddam en Sturman presenteerden ratten voor volwassenen en adolescenten - die gedrags- en biologische overeenkomsten vertonen met volwassen en tienermensen - met drie gaten om hun neus door te steken; de ratten ontvingen elk een suikerkorrel wanneer zij het centrale gat koos.Hersenen de activiteit bij de adolescenten was het grootste deel van de tijd vergelijkbaar met die van de volwassenen, maar opvallende verschillen ontstonden toen de jongere ratten de beloningen ophaalden. Omdat elk van de volwassen ratten een suikerkorrel verzamelde, de orbitofrontale cortex neuronen vertoonden de normale toename in zowel excitatie als inhibitie, met consistente niveaus van elke impuls gedurende het onderzoek.
Adolescenten, aan de andere kant, vertoonden pieken van opwinding die varieerden van twee tot vier keer zo hoog als bij volwassenen. Tegelijkertijd veranderden de remmende impulsen in de hersenen van de adolescenten nauwelijks van de lage niveaus die ze ervoeren voordat ze de suikerkorrel kregen.
Geleverd door University of Pittsburgh
"Tienerhersenen verwerken beloningen te veel, wat wijst op de wortel van risicovol gedrag, mentale kwalen." 26 januari 2011. http://phys.org/news/2011-01-teen-brains-over-process-rewards-root.html
;
