Snel rijden, drugs en onveilige seks: het risicovolle gedrag van adolescenten kan het gevolg zijn van een neurologische kloof in de zich ontwikkelende hersenen
door Carl Zimmer
Tieners zijn een puzzel, en niet alleen voor hun ouders. Wanneer kinderen van kindertijd naar adolescentie gaan, verdubbelt hun sterftecijfer, ondanks het feit dat tieners sterker en sneller zijn dan kinderen en ook resistenter tegen ziekten. Ouders en wetenschappers zijn vol van verklaringen. Het is verleidelijk om het gewoon dom te noemen: tieners hebben nog niet geleerd hoe ze goede keuzes moeten maken. Maar dat is gewoon niet waar. Psychologen hebben ontdekt dat tieners ongeveer zo bedreven zijn als volwassenen bij het herkennen van de risico's van gevaarlijk gedrag. Er is iets anders aan het werk.
Wetenschappers zijn eindelijk aan het uitzoeken wat dat 'iets' is. Onze hersenen hebben netwerken van neuronen die de kosten en baten van mogelijke acties wegen. Samen berekenen deze netwerken hoe waardevol de dingen zijn en hoe ver we zullen gaan om ze te krijgen, het maken van oordelen in honderdsten van een seconde, ver van ons bewuste bewustzijn. Recent onderzoek laat zien dat tienerbreinen verkeerd gaan omdat ze die gevolgen op vreemde manieren afwegen.
Een van de meest veelzeggende inzichten in de geest van de adolescent komt niet van mensen maar van ratten. Ongeveer zeven weken na de geboorte troffen ratten de puberteit en begonnen ze veel op menselijke tieners te lijken. Ze gaan minder tijd doorbrengen met hun ouders en meer met andere adolescente ratten; ze worden nieuwsgieriger naar nieuwe ervaringen en ontdekken steeds meer hun wereld. Tiener-ratten ontwikkelen ook nieuwe verlangens. Het is niet alleen dat ze geïnteresseerd raken in seks, maar ook dat hun landschap van plezier een omwenteling doormaakt.
Miriam Schneider, een gedrags-farmacoloog die de adolescentie aan de universiteit van Heidelberg studeert, en haar collega's hebben onlangs deze verschuiving gedocumenteerd. De wetenschappers voerden een experiment uit op een groep ratten van verschillende leeftijden, waardoor de dieren zoveel gezoete gecondenseerde melk konden drinken als ze wilden. De hoeveelheid melk die zij dronken, relatief ten opzichte van hun lichaamsgewicht, bleef redelijk constant door hun prepuberale jeugd. Maar toen ze de puberteit troffen, begonnen ze veel meer te drinken. Zodra ze volwassen ratten werden, daalde hun melkdrink en bleef daarna stabiel als ze ouder werden.
Voor elke ouder die een tiener heeft gadegeslagen met een fles frisdrank, zou deze piek er erg bekend uitzien. Maar het gedrag van adolescente ratten is niet alleen het gevolg van hun groter zijn dan jongeren. Schneider en haar collega's trainden hun ratten om een hendel in te drukken om een straaltje melk te krijgen. De ratten moesten tientallen keren op de hendel drukken voordat ze werden beloond met een enkele slok, en elke volgende slok vereiste nog twee persen dan de vorige. Met deze eis konden Schneider en haar collega's meten hoeveel werk de ratten bereid waren te doen voor een beloning. Ze ontdekten dat ratten met een vergevorderd gewicht de hendel veel vaker zouden indrukken dan ratten van een andere leeftijd, waardoor ze veel meer werk zouden maken voor de calorieën die ze kregen, gezien hun grootte. Met andere woorden, zij waardeerden de melk meer.
Een aantal andere experimenten ondersteunen de resultaten van Schneider. Of het nu gaat om knaagdieren of mensen, de adolescentie zorgt ervoor dat we meer waarde toevoegen, niet alleen aan zoete dranken, maar ook aan allerlei soorten beloningen. Een team onder leiding van Elizabeth Cauffman, een onderzoekspsycholoog aan de Universiteit van Californië, Irvine, die antisociaal gedrag bij adolescenten bestudeert, heeft deze verschuiving gedocumenteerd met een kaartspel. Zij en haar team hadden vrijwilligers spelen een eenvoudig gokspel met foto's van vier kaartspellen op een computerscherm (Pdf). Bij elke draai van het spel wees een pijl naar een van de decks. De vrijwilligers kunnen een kaart omdraaien of passen. Elke kaart had een andere hoeveelheid geld - "+ $ 100," bijvoorbeeld, of "- $ 25." Het doel van het spel was om zoveel mogelijk van het denkbeeldige geld te winnen.
De wetenschappers hadden de decks gestapeld. Twee van de decks hadden meer verliezende kaarten dan winnende en het omgekeerde gold voor de andere twee decks. Wanneer mensen deze spellen spelen, verplaatsen ze onbewust hun strategieën naarmate ze meer kaarten zien. Ze passen meer op sommige kaartspellen en nemen meer kaarten van anderen. Cauffman en haar collega's volgden de strategieën van 901-vrijwilligers, variërend in leeftijd van 10 tot 30 jaar oud en vergeleken de tieners met de andere leeftijdsgroepen. Over alle leeftijden, hoe ouder de vrijwilligers waren, hoe meer ze terugschrokken van het gebruik van de verliezende spellen. Maar de wetenschappers vonden een ander patroon als het ging om de winnende decks. Adolescenten speelden vaker het winnende kaartspel dan volwassenen of tieners. Met andere woorden, ze waren ongebruikelijk gevoelig voor de beloning om geld te winnen, maar hetzelfde als anderen als het ging om het risico om het te verliezen.
Onderliggend aan dit gedrag zijn de neurale circuits van het tienerbrein. neuroloog BJ Casey en haar collega's aan het Sackler Institute van het Weill Cornell Medical College geloven dat de unieke manier waarop adolescenten waarde hechten aan dingen kan worden verklaard door een biologische eigenaardigheid. Binnen ons beloningscircuit hebben we twee afzonderlijke systemen, een voor het berekenen van de waarde van beloningen en een andere voor het beoordelen van de risico's die gepaard gaan met het verkrijgen ervan. En ze werken niet altijd heel goed samen.
Casey heeft de werking van die duale systemen gevolgd door vrijwilligers een spel te laten spelen terwijl ze in een fMRI-scanner ligt. Zij en postdoctorale collega Leah Somerville toonden 62-vrijwilligers een reeks glimlachende of kalme gezichten. In sommige proeven moesten de vrijwilligers op een knop drukken als ze een lachend gezicht zagen; in andere processen werd hen gevraagd om de blije gezichten te weerstaan en in plaats daarvan te reageren op de rustige gezichten, hoewel de aanblik van een blij gezicht dezelfde belonende antwoorden in de hersenen oproept als het zien van een dollarteken of het vooruitzicht van een smakelijk gezicht voedsel.
Casey somde op hoe vaak de vrijwilligers correct reageerden op de kalme gezichten, en hoe vaak ze de neiging om op de knop te drukken niet konden weerstaan bij het bekijken van blije gezichten. Daarna onderzocht ze de hersenscans van haar onderwerpen om te zien welke gebieden van de hersenen actief werden en om te zien of de leeftijd van de vrijwilligers - variërend van 6 tot 29 - verschilde in hun reacties. Nogmaals, de tieners opvielen van de anderen. Wanneer je wordt gevraagd om op een knop te drukken voor rustige gezichten, ze hadden meer kans om per ongeluk op de knop te drukken voor blije gezichtenook. Met andere woorden, de beloning van een gelukkig gezicht maakte het voor hen moeilijker om hun impulsen te beheersen.
De hersenscans onthulden hoe zij op een andere manier beloningen verwerkten. Alleen al bij tieners veroorzaakte de aanblik van een blij gezicht een significante reactie van het ventrale striatum, een klein stukje neuronen in de buurt van het centrum van de hersenen. De ventrale striatum is vooral gevoelig voor dopamine, wat een gevoel van anticipatie geeft en helpt de hersenen zich te concentreren op het bereiken van een doel. Het ventrale striatum produceert grotere reacties op grotere beloningen, en bij tieners is het opgetuigd tot een versterker, waardoor beloningen nog aantrekkelijker lijken.
Een apart netwerk van gebieden aan de voorkant van de hersenen is verantwoordelijk voor het evalueren van tegenstrijdige impulsen. Dit cognitieve controlenetwerk stelt ons in staat om een actie tegen te houden die een kortetermijnbeloning zou kunnen opleveren als het een langetermijndoel stoort. Het netwerk groeit heel langzaam gedurende de eerste 25-jaren van het leven. Als gevolg hiervan werkt het slecht in de kindertijd, beter in de tienerjaren, en zelfs beter bij volwassenen.
Casey was in staat om het cognitieve besturingsnetwerk in actie te zien. Zij en haar collega's analyseerden de hersenscans van vrijwilligers terwijl ze ervan weerhielden een sleutel te raken die ze niet mochten slaan. Op die momenten maakte een deel van het cognitieve controlenetwerk, het inferieure frontale gyrus, was actiever dan op andere momenten. Toen de wetenschappers de reactie van het cognitieve besturingsnetwerk bij mensen van verschillende leeftijden vergeleken, vonden ze een opvallend patroon. Bij kinderen was het netwerk het meest actief, bij tieners was de activiteit lager en bij volwassenen was het nog lager. Casey stelt voor dat naarmate het cognitieve besturingsnetwerk ouder wordt, het efficiënter wordt. Het gevolg is dat naarmate we ouder worden, we minder moeite moeten doen om onszelf tegen te houden.
Het probleem met tieners, vermoedt Casey, is dat ze in een neurologische kloof terechtkomen. De stormloop van hormonen in de puberteit helpt het netwerk van beloningssystemen naar volwassenheid te drijven, maar die hormonen doen niets om het cognitieve controlenetwerk te versnellen. In plaats daarvan rijpt cognitieve controle langzaam door de kindertijd, de adolescentie en de vroege volwassenheid. Totdat het inhaalt, zitten tieners vast met sterke reacties op beloningen zonder veel van een compenserend antwoord op de bijbehorende risico's.
Vanuit een evolutionair oogpunt kunnen de waaghalzerimpulsen van adolescenten nuttig zijn, benadrukt Casey. Als een jong zoogdier eenmaal seksueel volwassen is geworden, moet het zijn ouders verlaten en op eigen houtje aanvallen. Het moet zijn eigen voedselvoorraad vinden en zijn plaats in de wereld van volwassenen vestigen. Bij sommige zoogdiersoorten is de adolescentie een tijd voor individuen om de ene groep te verlaten en een nieuwe te zoeken. In anderen is het een tijd om seksuele partners te zoeken.
Het beloningssysteem van het tienerbrein maakt adolescenten wellicht meer bereid om de risico's te dragen die gepaard gaan met deze ontmoedigende nieuwe levensfase. Maar met toegang tot moderne gevaren zoals illegale drugs en snelle auto's, zijn de menselijke risico's toegenomen. Evolutie werkt niet snel genoeg om op dergelijke factoren te reageren.
De verhoogde reacties van de hersenen kunnen ook de weg vrijmaken voor psychische problemen. Door ervaring, omgeving of genen kunnen sommige tieners een relatief laag niveau van cognitieve controle hebben, wat ze bijzonder kwetsbaar maakt voor neurologische signalen van angst, suggereert Casey. Als de signalen niet worden gecontroleerd, kunnen ze leiden tot angst, depressie of andere stoornissen zoals verslaving. En zelfs goed-aangepaste adolescenten kunnen worden geprepareerd om het hart boven het hoofd te kiezen - of, misschien moeten we nu zeggen, het ventrale striatum over de inferieure frontale gyrus.
Frontostriatale rijping voorspelt cognitieve controle bij niet-gevoelige signalen bij adolescenten.
J Cogn Neurosci. 2010 Sep 1.
Somerville LH, Haas T, Casey BJ.
Weill Cornell Medical College, New York.
Abstract
Het nemen van risico's door adolescenten is een probleem voor de volksgezondheid dat de kans op slechte levensresultaten vergroot. Een factor waarvan gedacht wordt dat hij de neiging van adolescenten om risico's te nemen beïnvloedt, is een verhoogde gevoeligheid voor appetijtelijke signalen, in verhouding tot een onvolwassen vermogen om voldoende cognitieve controle uit te oefenen. We hebben deze hypothese getest door interacties te karakteriseren tussen ventrale striatale, dorsale striatale en prefrontale corticale regio's met variërende appetitieve belasting met behulp van fMRI-scanning. Kinderen, tieners en volwassen deelnemers voerden een go / no-go-taak uit met appetijtelijke (blije gezichten) en neutrale signalen (rustige gezichten). Impulscontrole naar neutrale signalen vertoonde een lineaire verbetering met de leeftijd, terwijl tieners een niet-lineaire afname van impulscontrole naar appetijtelijke signalen vertoonden. Deze prestatievermindering bij tieners ging gepaard met een verhoogde activiteit in het ventrale striatum. Prefrontale corticale rekrutering correleerde met de algehele nauwkeurigheid en vertoonde een lineaire respons met de leeftijd voor no-go versus go-onderzoeken. Connectiviteitsanalyses identificeerden een ventraal frontostriataal circuit inclusief de inferieure frontale gyrus en het dorsale striatum tijdens no-go versus go-onderzoeken. Onderzoek naar rekrutering in de ontwikkeling toonde aan dat tieners een grotere ventraal-dorsale striatale co-activatie tussen proefpersonen hadden in vergelijking met kinderen en volwassenen voor happy no-go versus go-onderzoeken. Deze bevindingen impliceren een overdreven ventrale striatale representatie van appetitieve signalen bij adolescenten in verhouding tot een intermediaire cognitieve controlerespons. Gegevens over connectiviteit en co-activiteit suggereren dat deze systemen op het niveau van het dorsale striatum differentieel communiceren over de ontwikkeling. Vooringenomen reageren in dit systeem is een mogelijk mechanisme dat ten grondslag ligt aan het nemen van verhoogde risico's tijdens de adolescentie
;
