Dopaminerg belønningsfølsomhet kan fremme ungdoms helse: Et nytt perspektiv på mekanismen for ventral striatumaktivering (2016)

Eva H. Telzer ^a^,^b^,^c^,,

Utviklings kognitiv nevrovitenskap

Volum 17, februar 2016, side 57–67

Abstrakt

Den rådende oppfatningen innen ungdomshjerneutvikling er at økt aktivitet i mesolimbic dopaminerge belønningssystemet tjener som en ansvar, orienterer ungdom mot risikofylt atferd, øker følsomheten for sosial evaluering og tap, og resulterer i kompromittert velvære. Flere funn som ikke er i samsvar med dette underskuddet, utfordrer perspektivet om at ungdomsbelønningsfølsomhet i stor grad tjener som en forpliktelse og fremhever den potensielle adaptive funksjonen som økt striatal reaktivitet kan tjene. Målet med denne vurderingen er å forfine vår forståelse av følsomhet for dopaminergisk belønning i ungdomsårene. Jeg vurderer flere studier som viser at ventral striatumaktivering tjener til en adaptiv funksjon for ungdoms helse og velvære relatert til nedgang i både risikotaking og depresjon og økning i kognitiv utholdenhet og prestasjon.

nøkkelord

ungdomsårene;
Belønninger;
Risiko å ta;
Helse;
Hjerneutvikling

Ungdom er en følsom og sårbar utviklingsperiode som er preget av bratte økninger i risikotakning, emosjonell labilitet og dårlig atferdsregulering (Steinberg, 2005). Slike endringer angår økt depresjon og angst (dvs. internaliseringsproblemer) og utfører uorden og regelbruddshandlinger (dvs. eksternaliserende problemer) som medfører betydelig folkehelseproblemer, drevet av deres høye prevalens, kroniske egenskaper og negative virkninger på funksjonen. For eksempel kommer utbruddet av mange psykiatriske lidelser under ungdomsårene, med depresjon som øker 500% fra barndom til ungdomsår og ytterligere 400% av de unge voksne årene (se Thapar et al., 2012). Morbiditet og dødelighet øker 300% fra barndom til ungdomsår (CDC, 2014) med over 70% av ungdomsfall hvert år på grunn av forebyggbare årsaker, inkludert kollisjoner i kjøretøyer, utilsiktede skader, mord og selvmord (CDC, 2013). Nylige bevis fra dyremodeller og utviklingsstudier på nevrovitenskap i ungdom har vist at forstyrrelser i belønningsprosessering kan føre til økning i internaliserende og eksternaliserende symptomer under ungdomsårene (Spyd, 2011).

1. Ungdoms toppene i belønningsfølsomhet

Over mange arter, inkludert gnagere, ikke-menneskelige primater og mennesker, viser ungdommer topper i belønningsrelatert atferd, og gir sterke bevis for bevaring av belønningsprosessering på tvers av evolusjonen (Spyd, 2011). Adolescentrotter er mer følsomme enn deres voksne motstykker til de givende egenskapene til en rekke positivt givende stimuli, inkludert nyhetssøkende (Douglas et al., 2003), de givende effektene av sosiale interaksjoner (Douglas et al., 2004), forbruksadferd (Friemel et al., 2010 og Spyd, 2011) og velsmakende testanter (Vaidya et al., 2004, Wilmouth og Spear, 2009 og Friemel et al., 2010). I menneskelige primater er inverterte U-formede utviklingsmønstre observert i belønningsøkende atferd. For eksempel viser menneskelige ungdommer topper i selvrapportert belønningsøkende og sensasjonssøkende (Steinberg et al., 2009 og Romer et al., 2010), større følsomhet overfor positiv tilbakemelding i løpet av en opptreden gambling oppgave (Cauffman et al., 2010), og forhøyede preferanser og reaktivitet til søte stoffer (Galván og McGlennen, 2013 og Post og Kemper, 1993). Disse atferdsskiftene i belønningsøkende atferd og preferanser er delvis drevet av underliggende nevrale endringer i frontostriatalkretsene.

2. Dopaminerge endringer i ungdomshjernen

Frontostriatale kretser som underleverer belønningsprosesser, moduleres av nevrotransmitterdopaminen. Den primære belønningskretsen inkluderer dopaminerge fremspring fra ventral tegmentalområdet (VTA) til nucleus accumbens, som frigir dopamin som respons på belønningsrelaterte stimuli (Russo og Nestler, 2013). Den ventrale striatum, og kjernen accumbens spesielt, har blitt anerkjent som en kjernekode for incitament, belønning drevet oppførsel (se Padmanabhan og Luna, 2014 og Galván, 2014). DA-signalering støtter armeringslæring og DA-modulering av striatal og prefrontal funksjon påvirker affektiv og motivert atferd som endres i ungdomsårene (Padmanabhan og Luna, 2014). Hovedkomponenter av belønningssystemet som gjennomgår særlig dramatisk forandring i ungdomsårene, inkluderer prognoser fra DA-neuroner dypt i hjernen (f.eks. VTA, substantia nigra) til subkortiske områder, inkludert striatum, samt prefrontal cortex (PFC) og andre kortikale områder, inkludert amygdala og hippocampus. Det er også GABAergic projeksjoner fra kjernen accumbens til VTA. Disse inkluderer fremskrivninger gjennom den direkte vei, som er formidlet av D1-type medium spiny nevroner, som direkte innerverer VTA, og projiseringer gjennom den indirekte vei, som er formidlet av D2-type medium spiny nevroner som innervate VTA gjennom GABAergic neurons i ventral pallidum (Russo og Nestler, 2013). Alle disse belønningsområdene er sammenkoblet på komplekse måter (se Fig. 1).

Fig. 1. Dopaminerge veier i hjernen.

DA-systemet gjennomgår betydelig omorganisering over ungdomsårene, noe som er implisert i patofysiologien til ulike lidelser som opptrer under adolescense (se Nelson et al., 2005, Spyd, 2000 og Wahlstrom et al., 2010a). Over gnagere øker ikke-humane primater og mennesker i dopamin-signaleringstoppen under ungdomsårene (se Wahlstrom et al., 2010b). Adolescent-spesifikke topper har blitt observert i tettheten av dopaminreseptorer D1 og D2 i ventral striatum hos gnagere (Andersen et al., 1997, Tarazi et al., 1999, Teicher et al., 1995, Badanich et al., 2006 og Philpot et al., 2009), selv om noen få studier ikke har funnet funksjonsforskjeller i nukleinsystemet av ungdoms gnagere sammenlignet med voksne (Matthews et al., 2013 og Sturman og Moghaddam, 2012). Videre øker DA konsentrasjonen og tettheten av DA fibre som projiserer til PFC i ungdomsårene (Benes et al., 2000), samt antall PFC-projeksjoner til nucleus accumbens (Brenhouse et al., 2008). I ikke-menneskelige primater, topp-regionen DA innervation toppene i ungdomsårene (Se Wahlstrom et al., 2010b).

Studier med mennesker har rapportert lignende topper i DA-uttrykk under ungdomsårene. For eksempel, jegn human post mortem prøver, DA nivåer i striatum øke til ungdomsår og deretter redusere eller forbli stabil (Haycock et al., 2003), både når det gjelder lengden på axonene samt totalt antall fremspringende axoner (Lambe et al., 2000 og Rosenberg og Lewis, 1994). Ther er også en topp i glutamatergisk tilkobling fra PFC til nucleus accumebens, spesielt i D1-uttrykkende neuroner (Brenhouse et al., 2008). Til slutt har fMRI-studier, som gjør det mulig å vurdere endringer i nervesystemene innervert av DA, vist at ventralstriatumet er betydelig mer aktiv blant ungdommer enn barn eller voksne når man mottar sekundære belønninger (for eksempel penger; Ernst et al., 2005, Galván et al., 2006 og Van Leijenhorst et al., 2010), primære belønninger (f.eks. søt væske; Galván og McGlennen, 2013) eller sosiale fordeler (Chein et al., 2010 og Guyer et al., 2009) så vel som i nærvær av appetitive sosiale tegn (Somerville et al., 2011). Slike topper i ventral striatumaktivering er forbundet med kompromittert kognitiv kontroll (Somerville et al., 2011) og økt selvrapportert risikovurdering (Galván et al., 2007). Noen studier har også funnet at ungdommer viser sløv ventral striatum aktivering i forhold til barn eller voksne når man forventer fordeler (Bjork et al., 2004 og Bjork et al., 2010), og en slik stump striatalaktivering er forbundet med større risikoopptakshendelser (Schneider et al., 2012). Hypoaktivering av ventralstriatum argumenteres for at ungdommer kan oppnå mindre positive følelser fra givende stimuli, noe som gjør dem i stand til å oppsøke større belønningsfremkallende erfaringer som øker aktiviteten i dopamin-relaterte kretser (Spyd, 2000).

Det er hypotetisert at DA-systemet har et funksjonelt tak under ungdomsårene (Chambers et al., 2014), som påvist ved topper i DA-cellefire, generelt høyere tonisk DA-nivå, større DA innervering og økte DA-reseptor densiteter (Se Padmanabhan og Luna, 2014). Derfor antas det mesolimbiske DA-systemet å være i en tilstand av overdrive under ungdomsårene, noe som har viktig funksjonell betydning for atferdsdata. Det har også blitt foreslått at tonic DA nivåer i PFC stiger utover optimale nivåer i ungdomsårene, noe som resulterer i en DA "overdose" som så forstyrrer inngang fra limbiske regioner som kjernefysiske (F.eks Wahlstrom et al., 2010a). Thans skift i DA funksjonell balanse kunne ha markert konsekvenser for konkurransen mellom PFC og limbic regioner for kontroll av informasjon, slik at større funksjonsnivåer av DA aktivitet i nucleus accumbens skifter informasjonsflyten mot større limbic og mindre PFC påvirkning på nucleus accumbens (Spyd, 2011).

3. Undersøkelsesperspektiv på dopaminerg reaktivitet i ungdomsårene

Adolescent-spesifikke topper i DA-aktivitet er allment antatt å regne for de økte orienteringene mot belønninger i miljøet, inkludert preferanser for nyhet, økt interesse for risikable situasjoner og utbruddet av mange psykiatriske lidelser (Wahlstrom et al., 2010b). Den fremtredende oppfatningen innen ungdomshjerneutvikling er at økt aktivitet i mesolimbic DA-systemet fungerer som en ansvar, orienterer ungdommer mot risikofylt atferd, øker sensitiviteten til sosial evaluering og tap og resulterer i kompromittert velvære (F.eks Casey et al., 2008 og Chambers et al., 2014). TDerfor, mens ungdomstoppene i striatal reaktivitet kan ha utviklet seg for adaptive formål (for eksempel for å fremme reproduktiv suksess, emigrasjon og redusert innavl), kan striatal reaktivitet i moderne samfunn være mer av byrde og til og med livstruende (Spyd, 2008). Faktisk, på tvers av dusinvis av neuroimagingstudier av menneskelige ungdommer, har endringer i ventralstriatumaktivering vært knyttet til negative resultater, inkludert bruk av narkotika og alkohol (Jager et al., 2013), depresjon (Telzer et al., 2014 og Silk et al., 2013), angst (Bar-Haim et al., 2009 og Guyer et al., 2006), sUsability til peer-innflytelse (Chein et al., 2010), og adferd og regelbrudd (Galván et al., 2007 og Qu et al., 2015). Thus, kan belønninger dypt påvirke viktige atferd som utgjør modifiserbare risikofaktorer for kronisk sykdom og dødelighet.

4. En potensiell adaptiv rolle dopaminerg reaktivitet i ungdomsårene

Synspunktet som toppene i DA-aktivitet under ungdomsårene ligger i økning i risikotaking og ungdomspsykopatologi, antyder at ungdom er predisponert mot psykiske helseproblemer på grunn av hardt kablede utviklingsbegrensninger via endret nevralbehandling. Et slikt underskuddsperspektiv drevet av biologisk fastslått hjerneforløp innebærer en allestedsnærværende, uunngåelig opplæring i ungdomsrisiko og psykopatologi som begrenser vår evne til å gripe inn. Videre understreker denne oppfatningen ungdomsproblemer om mer positiv utvikling og atferd. Mens denne visningen ikke er feil (det vil si økt striatalaktivering gjør relaterer seg til negative resultater), er dette perspektivet forenklet ( Pfeifer og Allen, 2012) og tar ikke hensyn til hvor økt dopaminerg reaktivitet kan være adaptiv i denne utviklingsperioden. Flere funn som ikke er i samsvar med dette underskuddet, utfordrer perspektivet om at ungdomsbelønningsfølsomhet i stor grad tjener som en forpliktelse og fremhever den potensielle adaptive funksjonen som økt striatal reaktivitet kan tjene.

En oppfatning som er blitt foreslått er at økt dopaminerg følsomhet øker risikotaking atferd som kan være adaptiv for å fremme overlevelse og ferdigheter oppkjøp (Spyd, 2000). Tendensen til å nærme seg, undersøke og ta risiko under ungdomsårene kan tjene et tilpasningsformål som gir en unik mulighet for ungdom til å oppnå nye erfaringer på en tid da ungdom er primet for å lære av sine omgivelser og forlate sikkerheten til sine omsorgspersoner (Spyd, 2000). Dermed kan ventrale striatumresponser lette måloppnåelse og langsiktig overlevelse, slik at ungdommen kan bevege seg mot relativ autonomi (Wahlstrom et al., 2010a). Kort oppsummert, Denne konseptualiseringen antyder at risikoen tar seg selv er en normativ og adaptiv oppførsel. Høyere ventral striatumreaktivitet kan derfor være en adaptiv respons så lenge systemet ikke er i overdrive og ungdom bare engasjerer seg i moderate risikonivåer; høye risikonivåer kan være skadelige og til og med livstruende (Spyd, 2008). Videre er konsekvensene av risikotakning sannsynligvis kontekstavhengig. I vårt moderne samfunn kan miljøene hvor ungdommer engasjerer seg i risikotakning (f.eks. Kjøring av biler) føre til feilpasning i stedet for adaptive utfall (Spyd, 2008).

Å bevege seg utover teorien som risikerer å ta seg selv er en adaptiv oppførsel, jeg foreslår en ny konseptualisering og adaptiv rolle av følsomhet for belønning, slik at striatal reaktivitet faktisk kan lede unge borte fra risiko og psykopatologi. Det vil si, striatal reaktivitet kan lede unge bort fra den samme oppførelsen som antas å oppstå som et resultat av topper i DA-neural signalering. I stedet for å fremme risikotaking og psykopatologi, viser nylige bevis at økt striatal reaktivitet faktisk kan motivere ungdommer til å engasjere seg i mer gjennomtenkt, positiv oppførsel, legge til rette for bedre kognisjon, og i siste instans beskytte dem mot å utvikle depresjon og engasjere seg i helseforstyrrende risikotakende atferd. Faktisk representerer økte ventrale striatumresponser, kombinert med effektiv nevral regulering, "oversettelsen av positiv motivasjon til adaptiv handling" ( Wahlstrom et al., 2010a, pp. 3).

Høyere DA-signalering kan derfor være en nevrobiologisk markør for tilnærming-relatert atferd, uavhengig av det oppfattede utfallet (dvs. adaptivt eller maladaptivt). På den ene siden kan DA signalering kanaliseres mot motiverte atferd som er svært adaptive, for eksempel en orientering mot motiverende positiv oppførsel (f.eks. Streve for faglig suksess, engasjere seg i prososial oppførsel, arbeider mot et mål). På den annen side kan DA signalering rettes mot motiverte atferd som kan være svært maladaptive, avhengig av situasjonelle og kontekstuelle variabler (f.eks. Farlig kjøreadferd, risikabel seksuell oppførsel). Ventralstriatum følsomhet kan derfor representere enten en sårbarhet eller en mulighet, avhengig av den sosiale og motiverende konteksten (Se Tabell 1). Thus, utviklingsbaner i ventralstriatum følsomhet kan variere på tvers av stimuli og sammenhenger.

Tabell 1.

Ventral striatumreaktivitet kan være både en kilde til sårbarhet og mulighet.

Sårbarhet	Opportunity
*Orientering mot negative fordeler*	Orientering mot positive fordeler
• Dopingeksperimentering	• Faglig motivasjon
• Risikobasert seksuell adferd	• Lidenskaper og hobbyer

*Følsomhet for sosial trussel*	Følsomhet for sosial tilknytning
• Høyere depresjon	• Sunn peer-relasjoner
• Negativ innflytelse	• Prososial atferd

Tabellalternativer

Fordi topper i dopaminerg følsomhet ser ut til å være universelle i ungdomsårene, sett på tvers av arter, sammenhenger og kulturer, er mitt mål å markere måter at slik dopaminerg følsomhet kan omdirigeres mot positiv, helsefremmende atferd. Flere overbevisende vurderinger har nylig antydet at ungdomsnevring er kompleks (Crone og Dahl, 2012), og ventral striatum er noen ganger forbundet med adaptive utfall (Pfeifer og Allen, 2012). I denne anmeldelsen beveger jeg et skritt videre i denne konseptualiseringen og foreslår at DA-hyperaktivering kan fremme ungdomshelsen. Nedenfor vurderer jeg flere nyere studier som utfordrer tradisjonelle synspunkter som belønner følsomhet, fungerer i hovedsak maladaptive måter i ungdomsårene. Over ulike prøver og sammenhenger tjener ventral striatum-aktivering en adaptiv funksjon for ungdoms helse og velvære, relatert til nedgang i både risikotaking og depresjon og økning i kognitiv utholdenhet og prestasjon.

5. Den ventrale striatum og belønning: revers inference

Før jeg vurderer gjeldende litteratur, vil jeg legge merke til noen få problemer med tolking av nevroimagingdata. Menneskelig fMRI-arbeid har identifisert ventralstriatum som en nøkkelregion involvert i belønningsprosessering (se Delgado, 2007). Imidlertid er en viktig begrensning av tolkningen av ventralstriatum som kodende belønning problemet med reversinferanse (dvs. inferrerende kognitive tilstander utelukkende fra aktiveringen av et bestemt hjerneområde; Poldrack, 2011). I det nåværende manuskriptet vil jeg gjøre flere avledninger angående ventral striatum og belønning. Mens ventral striatum aktivering er absolutt ikke synonymt med belønning, er denne koblingen noen ganger nødvendig å gjøre i å beskrive en tilstøtende historie. Ikke desto mindre er det viktig å merke seg at andre nevrale områder utenfor ventral striatum (f.eks. VTA, vmPFC) og nevrokemi utenfor dopamin (f.eks. Opioider) kode for belønning, og ventrale striatum er involvert i et bredt spekter av sensorimotoriske, kognitive og motiverende funksjoner. For eksempel er striatumet involvert i motorstyring (se Groenewegen, 2003), læring inkludert vaneformasjon (Jog et al., 1999), ferdighetslæring (Poldrack et al., 1999), og belønningsrelatert læring (O'Doherty, 2004), samt følsomhet mot aversjon / straff (Jensen et al., 2003). Den striatum har derfor vært involvert i å integrere informasjon om kognisjon, motorstyring og motivasjon (se Delgado, 2007).

6. Bevis for at dopaminerg følsomhet kan fremme ungdoms helse

6.1. Ventral striatum følsomhet for prososjonsbeslutninger forutsier nedgang i risikotakende atferd

Engasjement i prosocial oppførsel aktiverer høy intensitet, givende følelser som engasjerer det dopaminerge belønningssystemet. For eksempel, hos voksne, som gir økonomisk støtte til veldedige organisasjoner engasjerer ventral striatum (Moll et al., 2006 og Harbaugh et al., 2007). Dette antas å indikere en "varm glød" effekt, noe som tyder på at det føles godt å være prososialt (Moll et al., 2006). Faktisk har vi vist at ungdommer som rapporterer å føle seg lykkeligere på dager når de støtter deres familie, viser større ventral striatumaktivering når de gir monetær støtte til familien under en fMRI-skanning (Telzer et al., 2010 og Telzer et al., 2011), som støtter tanken om at ventral striatum koder for følelser av lykke knyttet til å være prosocial. Ventralstriatum aktivering til prosocialbelønninger kan derfor representere et adaptivt signal som kan lette trivsel. For å teste dette fulgte vi ungdommer over et års periode for å undersøke hvordan ventral striatum aktivering i en positiv prososial kontekst forutslo endringer i helserisiko atferd. Ungdommer fullførte en oppgave der de kunne gjøre dyre monetære donasjoner til familien sin. Vi fant at ungdommer som viste økt aktivering i ventral striatum når de gjorde prosososiale beslutninger (dvs. kostbare donasjoner til familien) viste langsiktige nedgang i risikotaking av atferd (for eksempel å stjele, drikke alkohol, bruke narkotika og hoppe over skolen) i løpet av kurset av et år (Telzer et al., 2013). Videre viste ungdommer som viste større ventral striatum aktivering under prosoculære familiebeslutninger mindre ventral striatum aktivering under en risikotaking oppgave ( Telzer et al., 2015a), noe som tyder på at prosocialbelønninger kan kompensere for den givende naturen å engasjere seg i risikofylt oppførsel. Disse funnene fremhever hvordan ventral striatum følsomhet kan være en ressurs for ungdom, avhengig av konteksten der aktiveringen skjer. Den ventrale striatumen, som er identifisert som en risikofaktor for ungdomsrisiko, er også beskyttende mot denne samme oppførselen når aktiveringen skjer i en meningsfylt prososial kontekst.

6.2. Ventral striatum følsomhet for ulike typer belønninger forutser både øker og reduserer depresjonen over tid

Selv om optimale velvære kan oppnås gjennom meningsfylt og positiv oppførsel, har ungdom ofte en tendens til å orientere seg mot mer negative, hedoniske aktiviteter (for eksempel risikotaking), som potensielt plasserer dem i fare for å bli syk (Chambers et al., 2014 og Steinberg, 2008). Vi undersøkte om ventralstriatumaktivering til eudaimoniske belønninger (for eksempel prosososiale avgjørelser til familien) og hedoniske belønninger (for eksempel risikable beslutninger) differensielt forutsier langsgående endringer i depressive symptomer. Ungdommer fullførte en prosocial oppgave der de kunne velge å donere inntekter til familien eller beholde penger for seg selv (Telzer et al., 2010 og Telzer et al., 2011). De fullførte også en risikooppgave (BART; Lejuez et al., 2002), der de kunne oppblåse en virtuell ballong som ga dem økende pengepenger med hver pumpe, men kunne eksplodere til enhver tid, noe som resulterte i tap av alle inntekter oppnådd for den ballongen. Resultatene viste at ungdommer som viste økt ventral striatumaktivering under prososjonsbeslutninger til familien, opplevde langsiktige nedgang i depressive symptomer i løpet av det følgende året. I motsetning til dette viste ungdommer som viste økt ventral striatum-aktivering når de opprettholde inntekter for seg selv på prosocialoppgaven (dvs. egoistiske beslutninger) eller som viste økt ventral striatumaktivering under risikotaking opplevd langsgående økning i depressive symptomer (Telzer et al., 2014). Dermed er økt striatal aktivering til prososial atferd en adaptiv nevral respons, som muligens fungerer som et neurobiologisk signal som koder for en orientering mot positive belønninger (f. Eks. Følelse av mening og hensikt, følelse sosialt forbundet) og fører til nedgang i depressiv symptomologi . Forhøyet striatal respons under egoistiske beslutninger (dvs. å holde penger for seg selv) eller når det er risikabelt, er en maladaptiv nevral respons som potensielt fungerer som et neurobiologisk signal som koder for en orientering mot mer negative fordeler (for eksempel spenningen av å være risikabelt, økt sosialt trussel) og resulterer i økning i depressiv symptomologi. Disse funnene markerer viktigheten av å vurdere sammenhengen der ventral striatum aktivering skjer.

6.3. Maternær tilstedeværelse omdirigerer ungdoms ventral striatum følsomhet vekk fra risikabel oppførsel

Foreldre spiller en viktig stillasrolle, og hjelper barna sine til å ta adaptive beslutninger og unngå risiko. Mens foreldre kan redusere ungdomsrisikoen bare ved å fungere som portvakt og begrense ungdommers muligheter til å ta fattige beslutninger, testet om moderens tilstedeværelse endrer måten ungdommer behandler risikerer på. Under en fMRI-skanning fullførte ungdommer et simulert kjøreoppgave der de kunne velge å ta risikable eller sikre beslutninger. De spilte oppgaven alene og i nærvær av moren deres. Vi fant at ungdommer gjorde betydelige mer risikable beslutninger når de var alene (55% av beslutninger) enn da moren var tilstede (45% av beslutninger). På neuralt nivå ble ventralstriatumet signifikant mindre aktivert under risikable beslutninger og mer aktiv under sikre beslutninger da ungdomsmødrene var til stede (Telzer et al., 2015b). Det var viktig at vi fant at når ungdommer tok sikre beslutninger, viste de signifikant funksjonell kobling (dvs. kryssprøve mellom nevrale områder) mellom ventralstriatum og ventrolateral prefrontal cortex (VLPFC) når deres mødre var tilstede, men gjorde ikke når de var alene . JegN andre ord, som gjør trygge beslutninger i nærvær av moren, kan fremkalle en neurale respons som koder for belønningsverdi (dvs. sikre beslutninger som involverer ventral striatum), og dette belønningsresponset fremmer aktivering av prefrontal cortex, en viktig hjernegruppe involvert i kognitiv kontroll, bremsing av motorresponser (Grey et al., 2002 og Wessel et al., 2013), samt regelrepresentasjon og responsvalg (Souza et al., 2009 og Snyder et al., 2011). Derfor kan striatal responsene legge til rette for kognitiv kontroll og overveielse av responsvalg, noe som til slutt resulterer i trygge valg. Teorier om ungdomsrisiko tar for seg at økt ventralstriatum følsomhet i stor grad er underlagt risikotaking under ungdomsårene, og tidligere arbeid har fokusert på sammenhenger der striatal følsomhet fører til dårlig adferd, risikofylt oppførsel. Viktig er at ventralstriatumet, som har vært knyttet til større risikotaking, for eksempel når jevnaldrende er tilstede (Chein et al., 2011), kan omdirigeres fra risikable beslutninger (dvs. mindre aktivering under risikotaking) og mot mer deliberative og sikre beslutninger når mødre er til stede.

6.4. Ekstrinsiske og inneboende belønninger kan fremme forbedret kognitiv utholdenhet via økt ventralstriatumaktivering

Selv om ungdom har en tendens til å vise forstyrrelser i kognitiv ytelse, spesielt i høyt oppvoksende eller følelsesmessige tilstander (f.eks. Hare et al., 2008 og Somerville et al., 2011), ungdommer viser faktisk forbedret ytelse (dvs. hemmer prepotensielle responser) når de blir belønnet for å gjøre det (Geier og Luna, 2009, Geier og Luna, 2012, Geier et al., 2010 og Padmanabhan et al., 2011). I en rekke smarte eksperimenter hadde Geier og kolleger deltakere i en enkel kognitiv oppgave (antisakadeoppgave), og i noen forsøk ga god inhiberende kontroll en monetær belønning. Ungdommer gjorde færre feil på belønnet versus nøytrale studier sammenlignet med voksne (Padmanabhan et al., 2011), noe som tyder på at ungdom er spesielt følsom overfor belønninger, og at ekstrinsisk motivasjon (dvs. å få penger) kan forbedre sin kognitive kontroll. Viktig, på ungdomsnivå viste ungdommer økt aktivering sammenlignet med barn og voksne i ventralstriatum på de belønnede forsøkene (Padmanabhan et al., 2011), noe som tyder på at ekstrinsic belønninger og ventral striatum aktivering kan fungere for å forbedre adferdsregulering hos ungdom.

In tillegg til å undersøke ekstrinsisk motivasjon (dvs. mottar penger) har forskere forsøkt å undersøke hvordan egentlig motivasjon kan være forbundet med striatal aktivering og forbedret atferdsregulering. Satterthwaite og kolleger (2012) undersøkte hvordan ventral striatum ble aktivert under en arbeidsminneoppgave med ulike vanskelighetsgrader blant deltakerne i alderen fra 8 til 22 år. Forfatterne definerte egen motivasjon som en økt ventral striatal respons når oppgaven ble fullført. Satterthwaite og kolleger (2012) funnet robust ventral striatum aktivering som skaleres med oppgave vanskeligheter. Det vil si når deltakerne ble korrigert mot feil svar, viste de økt ventral striatum aktivering, striatum aktivering som var høyere for vanskeligere forsøk. Denne striatalaktivering korrelert med oppgaveprestasjon, noe som tyder på at ventralstriatumaktivering under utfordrende oppgaver fremmer mer effektivt arbeidsminne. I tillegg viste adolescens den høyeste ventrale striatumaktivering til disse egentlige fordelene. Vesentlig var disse striatal responsene til stede til tross for mangel på eksplisitt tilbakemelding eller belønninger, noe som tyder på at ventrale striatalresponser i denne sammenheng kan reflektere inneboende forsterkningssignaler. Disse er blant de første resultatene for å demonstrere ungdomstopp i egentlige snarere enn eksplisitte forsterkningsresponser.

Følgende på arbeidet av Satterthwaite og kolleger (2012), vi søkte å undersøke om det kan være kulturelle forskjeller i nevrale korrelater av egen motivasjon. Til dette formål rekrutterte vi to prøver av sen ungdom som tradisjonelt varierer med hensyn til deres selvrapporterte egen skol motivasjon. Østasiatiske ungdommer pleier å være mer motiverte i akademikere enn sine amerikanske kolleger (Pomerantz et al., 2008) og score betydelig høyere på kognitiv kontroll, executive-funksjon og adferdshemming i forhold til deres amerikanske kolleger (Sabbagh et al., 2006 og Lan et al., 2011). For å teste om ventralstriatumaktivering kan støtte østasiatiske studenters motivasjon, skannet vi amerikanske og kinesiske studenter da de engasjert seg i en grunnleggende kognitiv kontrolloppgave (Go-Nogo-oppgave) som krevde utholdenhet over tid. Våre funn peker igjen på den adaptive rollen til ventral striatum. Vi fant signifikante forskjeller i atferdsmessig ytelse på tvers av den kognitive kontrolloppgaven, slik at kinesiske og amerikanske studenter ikke var forskjellige i ytelsen ved starten av oppgaven, noe som tyder på tilsvarende nivåer av kognitiv kontroll. Men over tid viste kinesiske studenter betydelig forbedring i ytelsen mens amerikanske studenter viste betydelige nedgang i ytelsen (Telzer og Qu, 2015). På nevrale nivå demonstrerte kinesiske deltakere økt ventral striatumaktivering i løpet av oppgaven, mens amerikanske deltakeres ventrale striatumaktivering var lav over oppgaven. I tillegg viste kinesiske studenter økt funksjonell tilkobling mellom ventral striatum og prefrontal cortex over tid, tilkobling som ikke var tilstede i de amerikanske studentene. Viktigst var denne funksjonelle tilkoblingen forbundet med atferdsprestasjon på oppgaven, og viste at større VS-PFC-tilkobling muliggjorde forbedringer i kognitivt engasjement. Dermed kan ventralstriatumet representere intrinsic forsterkningssignaler som fremkaller PFC for å engasjere seg i mer effektiv kognitiv kontroll. At ventralstriatumet var funksjonelt kombinert med PFC, antyder at forbedringer i kognitivt engasjement blant kinesiske studenter kan forekomme via en forsterkningsrespons som øker deres kognitive kontrollsystem, ligner våre funn over på ungdomsrisiko i nærvær av mødre. Dermed kan striatal reaktivitet være et neurobiologisk signal som representerer egen motivasjon som betjener en adaptiv funksjon, og øker kinesiske studenters motivasjon til å engasjere seg i kognitiv kontroll. Sammen med arbeidet til Satterthwaite et al. (2012), disse funnene tyder på at akademisk prestasjon kan forbedres når enkeltpersoner finner sitt arbeid mer givende.

6.5. Økt striatal reaktivitet under kognitiv kontroll forutsier positive innflytelse effekter

I en smart manipulasjon, Falk og kolleger (Cascio et al., 2014) implementert en hjerne-som-prediktor rammeverk for å undersøke hvordan nevrale prosesser forutsier senere atferd hos ungdom. Under en fMRI-skanning fullførte ungdom en grunnleggende kognitiv kontrolloppgave (Go-Nogo-oppgave). En uke etter skanningen returnerte ungdommer til laboratoriet for å gjennomgå en simulert kjøreøkt hvor de kunne ta avgjørelser for å engasjere seg i sikker og risikabel oppførsel. Ungdom fullførte simuleringen i nærvær av enten en høy- eller lavrisiko-gruppe. Adferdsmessig gjorde ungdommer betydelig færre risikofylte valg (dvs. kjørte gjennom kryss med røde lys) i nærvær av lavrisikokvivalenter sammenlignet med høyrisikokammerater. På det neurale nivået viste ungdommer som viste relativt større aktivering i ventralstriatumet når de tok del i kognitiv kontroll, mer på grunn av deres forsiktige jevnaldrende, slik at større ventral striatum aktivering var assosiert med å engasjere seg i færre risikoer i nærvær av forsiktige jevnaldrende. Ventral striatum-aktivering var ikke forbundet med å være påvirket av risikable jevnaldrende eller kjøregang når de var alene. Disse funnene tyder på at individuelle forskjeller i ungdomers rekruttering av ventralstriatum under kognitiv kontroll er forbundet med å buffere effekten av risikotaking i nærvær av forsiktige jevnaldrende. Det var viktig at økt ventral striatum aktivering var assosiert med mindre risikerer å ta oppførsel i nærvær av prosocial, men ikke risikable jevnaldrende, noe som gir ytterligere bevis på den adaptive rollen som striatal reaktivitet. Disse effektene er konsistente med våre funn over som fant økt ventral striatum aktivering under kognitiv kontroll blant kinesiske studenter ( Telzer og Qu, 2015). I vår studie, ventral striatum aktivering under kognitiv kontroll servert å øke kognitiv ytelse, og Cascio et al. (2014) funnet økte VS-responser servert for å øke den positive innflytelsen av jevnaldrende. Selv om det ikke er klart om ventralstriatumet her tjener en belønningsrespons, indikerer virkningene likevel en adaptiv rolle av ventralstriatumet. Sammen tyder disse funnene på at personer som rekrutterer ventral striatum mer når de engasjerer seg i kognitiv kontroll, også engasjerer seg i mer adaptiv atferd i hverdagen, noe som resulterer i mer effektiv kognitiv kontroll og mindre risikofylt atferd. Slike funn understreker ytterligere forståelsen av situasjonskonteksten der ventralstriatumaktivering skjer.

6.6. Økt striatal reaktivitet kan tjene en regulerende rolle

Annet arbeid har vist at ventral striatum også kan være involvert i følelsesregulering. I en longitudinell studie, Pfeifer og kolleger (2011) undersøkte ungdom under overgangen fra barndom til ungdomsår. Deltakerne ble skannet to ganger for å undersøke hvordan Neural respons på følelsesmessige ansiktsuttrykk endret over tid. Longitudinale økninger i ventralstriatumreaktivitet var forbundet med langsiktige reduksjoner i risikofylt oppførsel, samt redusert følsomhet for peer-innflytelse. Pfeifer et al. (2011) fant også at ventral striatum var negativt funksjonelt koblet med amygdala ved behandling av følelsesmessige ansikter, noe som tyder på at ventral striatum kan tjene til å regulere og dempe økt amygdala-respons på følelsesmessig oppvoksende stimuli. Andre har også rapportert ventral striatum aktivering under kognitiv reappraisal av negative følelser i ungdomsprøver (McRae et al., 2012), og fremhever en rolle striatum i følelsesregulering. Ved bekreftelse av den regulatoriske rollen til ventralstriatumet, Masten og kolleger (2009) fant det økt ventralstriatumaktivering under sosial ekskludering var forbundet med fuktet selvrapportert emosjonell nød og mindre aktivering i hjernegrupper involvert i "sosial smerte" -behandling, noe som tyder på at ventralstriatumet kan være avgjørende for å regulere negativ påvirkning under ungdomsårene. Gitt sin rolle i belønningsprosessering, kan ventralstriatumet tjene til å hjelpe til med reappraisal av negative erfaringer i positive fortolkninger (Masten et al., 2009 og Wager et al., 2009). Igjen, i motsetning til vanlige tolkninger som økt striatal reaktivitet under ungdomsårene representerer en risikofaktor, fremhever disse funnene en adaptiv rolle av striatumet og spesifikt impliserer det i følelsesregulering.

6.7. Sammendrag

Sammen tyder disse studiene på at økt ventral striatum aktivering kan være adaptiv ved å øke kognitiv persistens og følelsesregulering, og redusere risikotaking og depresjon. Mens belønningsfølsomhet kan være en markør for negative resultater som dagens konseptualiseringer understreker, viser den gjennomgåtte forskningen her at ventral striatumaktivering også kan tjene en positiv, adaptiv rolle for tenåringer. Selv om flertallet av studiene har rapportert underskudd relatert til økt striatalaktivering i ungdomsårene (f.eks. Bruk av narkotika og alkohol, depresjon og angst, og adferd og regelbrudd. Jager et al., 2013, Telzer et al., 2014, Silk et al., 2013, Galván et al., 2007, Bar-Haim et al., 2009, Guyer et al., 2006 og Qu et al., 2015), en spirende litteratur litteratur her vurderes en mer kompleks rolle av ventral striatum. Over flere forskjellige sammenhenger er ventral striatum forbundet med positive atferdsdata. Spesielt kan ventralstriatumaktivering betjene en adaptiv rolle i sammenhenger som fremmer prososjonsbeslutninger (Telzer et al., 2013 og Telzer et al., 2014), kognitiv kontroll (Telzer og Qu, 2015, Cascio et al., 2014 og Padmanabhan et al., 2011), Arbeidsminne (Satterthwaite et al., 2012), følelsesregulering (Pfeifer et al., 2011 og Masten et al., 2009), eller som jegnclude positiv i stedet for negative sosiale påvirkninger (Telzer og Qu, 2015 og Cascio et al., 2014). Basert på de spesifikke målingene i de gjennomgåtte studiene, er det ikke klart i seg selv om de ventrale striatalaktiveringene som rapporteres representerer en belønningsrespons eller en annen psykologisk prosess. På grunn av at striatumet kan være involvert i atferd uten lønnsbehandling, slik som å lære, kan noen av de individuelle forskjellene i striatal respons på prosocial mot risikable sammenhenger utgjøre individuelle forskjeller i læring og tilpasning. Faktisk er et viktig aspekt ved ungdomsår at det er en tid da mange nye atferd og sammenhenger oppleves, og nye oppførselsmønstre er anskaffet (Dahl, 2008). Dermed bør fremtidig forskning disentangle den psykologiske betydningen av ventralstriatumet på tvers av disse ulike sammenhenger.

7. Kan vi dra nytte av ungdoms ventral striatum følsomhet på måter som fremmer adaptiv beslutningstaking?

Ventral striatal reaktivitet i ungdomsår ser ut til å være universell, sett på tvers av arter, sammenhenger og kulturer. Slike topper i dopaminerg aktivering i ungdomsår kan kanaliseres inn i en rekke adferd. På den ene side, hvis den er rettet mot problematiske aktiviteter, som for eksempel rusmiddeleksperimentering, risikofylt seksuell oppførsel og engasjement med avvikende jevnaldrende, er denne økte ventralstriatumreaktiviteten faktisk en sårbarhet. På den annen side, hvis den er rettet mot meningsfylte aktiviteter, for eksempel prosocial atferd eller hobbyer, positive sosiale relasjoner eller motivert engasjement i skolen, kan denne økte ventralstriatumreaktiviteten være en kilde til beskyttelse og redusere følsomhet for kompromittert helse. Derfor kan måtene som ungdommer nærmer seg og svare på belønninger ha betydelige konsekvenser for deres velvære. Det er viktig at hvert av de undersøkte undersøkelsene undersøkte individuelle forskjeller. Det var ikke alle ungdommer viste økt striatal aktivering, og ikke alle striatalaktivering i disse sammenhengen var adaptiv. Ungdommer som viste størst ventral striatumaktivering når de var prosociale, viste de største nedgangene i risikotaking og depresjon (Telzer et al., 2013 og Telzer et al., 2014); ungdommer som viste størst ventralstriatumaktivering under kognitiv kontroll viste de største forbedringene i kognitiv persistens (Telzer og Qu, 2015) og var mest påvirket av deres prosocial-kolleger for å engasjere seg i mindre risikovilligelse (Cascio et al., 2014); ungdommer som demonstrerte den største ventrale striatumaktivering under en vanskelig arbeidsminneoppgave hadde den høyeste ytelsen (Satterthwaite et al., 2012); og ungdommer som viste størst økning i ventralstriatumaktivering ved behandling av følelser, viste de største fallene i risikotaking (Pfeifer et al., 2011). Disse individuelle forskjellene markerer behovet for å identifisere kjennetegn hos ungdom som viser disse mer adaptive ventrale striatumresponsene. Pushing ungdom til å engasjere seg i prosocial atferd vil ikke være effektiv med mindre ungdom verdsetter å engasjere seg i denne oppførselen. Derfor identifiserer de spesielle atferdene og lidenskapene som ungdommer mest verdsetter og bidrar til å lede dem til de aktivitetene som har de mest fordelaktige og varige utfallene.

Denne oppfatningen av ventralstriatumfølsomhet som å være tilpasningsdyktig og lede ungdom bort fra helsekompromitterende atferd, har betydelige konsekvenser for utviklingen av effektiv behandling og intervensjon for å forhindre oppadgående baner av depresjon, risikotakning og etterfølgende sykelighet og dødelighet blant ungdommer populasjoner. Selv om ungdommer kanskje har en tendens til å orientere seg mot mer maladaptive atferd (Steinberg, 2005), identifisere måter å utnytte ungdommens økt ventralstriatumfølsomhet på måter som fremmer helsen deres, bør være et sentralt mål for pågående forskningsinsatser. Lærere, foreldre og klinikere bør se det som et sentralt mål å forsøke å tippe balansen i tenåringens favør - det vil si å lede sin økte ventralstriatumfølsomhet fra risiko og mot mulighet. Hvis vi kan finne flere måter å lede ungdom mot de positive aspektene av deres økte ventrale striatumreaktivitet, styrke stiene som dette systemet tjener som en mulighet til, og redusere tilgjengeligheten eller ønsket om de negative aspektene av økt ventralstriatumreaktivitet, kan vi redusere dødelighet og sykelighet i ungdomsårene.

8. Kompleksiteten av ventralstriatumreaktivitet i ungdomsårene

8.1. Funksjonell heterogenitet som støtter forskjellig psykologisk behandling

Mens den nåværende oppfatningen antyder at topper i belønningsøkende atferd i stor grad tjener som et sårbarhet, orienterer ungdom mot negativ oppførsel, varierer den psykologiske betydningen av ventralstriatumaktivering i sammenheng. Dermed er en mer nyansert forståelse av ventral striatum nødvendig. I noen sammenhenger kan ventralstriatumreaktivitet være signalerende maladaptiv belønning, og i andre sammenhenger kan striatumet være et neurobiologisk signal for tilnærming-relaterte atferd som er svært adaptive og ikke relatert til risikotaking, for eksempel en orientering mot motiverende positiv oppførsel ( for eksempel å streve for faglig suksess, arbeider mot et mål). Derfor er meningen og psykologisk betydning av ventralstriatum aktivering avhengig av konteksten og situasjonen der den forekommer og sannsynligvis varierer over enkeltpersoner.

In tillegg kan ventralstriatum aktivering ha forskjellig psykologisk betydning avhengig av hvilke regioner det er koblet til. Det vil si under ulike psykologiske erfaringer, kan ventralstriatumet være samaktivt med forskjellige regioner. Dermed kanskje hvilke hjerneområder USA snakker om, kan disentangle den psykologiske prosessen som skjer. Mens de fleste tidligere undersøkelser fokuserer på om ventralstriatum er aktiv eller ikke, eller om ventralstriatum korrelerer med individuelle forskjeller i atferd, er det viktig å pakke ut om ventralstriatum er differensielt koplet med hjernegrupper som en funksjon av sammenheng. Faktisk opptrer skille adferd gjennom integrering av ventralstriatum med prefrontal cortex (PFC) via overlappende, men funksjonelt segregerte veier (Alexander et al., 1986, Di Martino et al., 2008 og Postuma og Dagher, 2006). For eksempel eksisterer intrikate mønstre av overlapping og segregering mellom afferenter fra forskjellige kortikale og subkortiske kilder. Den ventrale striatum mottar afferenter fra nevrale regioner som tradisjonelt er involvert i affektive prosesser, inkludert orbitofrontal cortex (OFC), dorsal anterior cingulate cortex, ventromedial PFC, amygdala og hippocampus (f.eks. Haber og Knutson, 2010 og Pennartz et al., 2011; se Delgado, 2007). Derfor, forståelse av hvordan ventralstriatum kommuniserer med andre nevrale områder kan derfor informere vår forståelse av hvordan ventralstriatum kan tjene både som en forpliktelse, men også som en mulighet. Noen funn som er rapportert i den nåværende anmeldelsen, støtter denne ideen. For eksempel, når du tar risikable valg alene (Telzer et al., 2015b) eller i nærvær av jevnaldrende (Chein et al., 2010), er ventral striatum signifikant aktiv. Men når det gjelder trygge valg i nærvær av mor, virker den ventrale striatumen å fungere via kommunikasjon med VLPFC, tilkobling som ikke er tilstede når man foretar trygge valg alene (Telzer et al., 2015b). Derfor kan vi undersøke regionene som kommer online med ventrale striatum på tvers av forskjellige sammenhenger, for å forstå funksjonen og spesifisiteten av ventralstriatumaktivering. Kanskje ventral striatumreaktivitet er adaptiv når den oppstår i kombinasjon med VLPFC-aktivering, men kan være maladaptiv når det oppstår i kombinasjon med limbisk aktivering som amygdala. Fremtidig forskning bør fokusere på å undersøke funksjonell tilkobling.

8.2. Strukturell heterogenitet som støtter forskjellig psykologisk behandling

Heterogeniteten til celletyper innenfor en gitt belønningsstruktur er en annen sannsynlig forklaring på de forskjellige effektene observert i ventralstriatumet. Faktisk kan ventralstriatumet deles inn i delregioner som hver involverer forskjellige psykologiske prosesser (strukturell heterogenitet). Basert på anatomiske, fysiologiske, immunhistokjemiske og farmakologiske studier med rotter, primater og mennesker (f.eks. Cardinal et al., 2002, Koya et al., 2009, Pennartz et al., 1994 og Voorn et al., 1989), oppfører VS ikke seg som en monolitisk struktur og kan derfor bestå av romlig distinkte ensembler av nevroner med spesifikke funksjonelle roller (Kalenscher et al., 2010). Faktisk omfatter striatum delregioner av vev som har forskjellige kjemiske sammensetninger og forbindelser, og spesielt ventralstriatumet har mer differensiering og kompleksitet av nevrokemiske systemer enn andre regioner som dorsalstriatumet (Holt et al., 1997). Innenfor ventralstriatumet er kjernen accumbens delt inn i tre delregioner, inkludert shell, kjerne og rostral pol territorier (Zaborszky et al., 1985 og Meredith et al., 1993). Ytterligere forskjeller innenfor disse tre delregioner eksisterer, inkludert tetthetene av kjemiske markører og fordelingen av forbindelser (Holt et al., 1997). Videre ligger underdelen av striatumet nært knyttet til det limbiske systemet i en region som strekker seg utenfor grensen til det som tradisjonelt anses som kjernen accumbens (Eblen og Graybiel, 1996).

Fordi ventral striatum er involvert i ulike psykologiske, kognitive og motoriske prosesser, har forskere foreslått at ventral striatum er sammensatt av funksjonelt distinkte ensembler av nevroner (Pennartz et al., 1994). Et ensemble er definert som en gruppe neuroner preget av lignende afferent / efferente forhold, samt nært beslektede funksjoner i åpen oppførsel, neuroendokrin regulering og sensorimotorisk fating (Pennartz et al., 1994). Pennartz og kolleger foreslår at "Kjernen accumbens, i sin helhet, sender ikke en monolitisk utgang til sine målstrukturer, som da vil utøve en ensrettet endring i noen atferdsparameter. "I stedet" er hvert distinkte ensemble i stand til å generere utgang som deretter overføres til et spesifikt sett av målstrukturer som er karakteristiske for dette ensemblet, og kan derfor indusere atferdsvirkninger som er spesielt knyttet til denne prøven "(Pennartz et al., 1994, pp. 726).

Bevis på strukturell differensiering av ventralstriatum kommer fra psykofarmakologisk forskning. For eksempel, mikroinjeksjon av GABA_A agonist muskimol i rostral medial accumbens skallet i rotter utløser appetitiv oppførsel, mens mikroinjeksjon i kaudal skallet i stedet utløser fryktelig oppførsel. Mellomliggende skall GABAergisk aktivering gir kombinert positive og negative motiveringseffekter (Reynolds og Berridge, 2002). Disse resultatene indikerer at GABAergic nevrotransmisjon i lokale mikrokredsløb av nucleus accumbens medierer motivert og affektiv atferd som er bivalent organisert langs rostrocaudal gradienter. Denne bivalente divisjon bidrar til å belyse hvordan ventral striatum kan delta i både appetitive og aversive motiverende funksjoner. I tillegg har TRKB, en tyrosinkinase-reseptor, blitt funnet å differensielt påvirke belønningsrelatert atferd. For eksempel øker optogenisk stimulering av D1-type medium spiny nevroner i gnagere belønningsdrevet atferd, mens stimuleringer av D2-type medium spiny nevroner resulterer i frysende atferd (Lobo et al., 2010).

Imidlertid er en forskjell i celletyper ikke den eneste forklaringen på heterogeniteten sett i atferdsmessige utganger. Molekylære endringer innen spesifikke celletyper i hjernens belønningsregioner former måten ungdommer reagerer på endringer i miljøet, og bestemmer enten motstandsdyktighet eller følsomhet (Russo og Nestler, 2013). Dermed påvirker stressorer i et miljø molekylære mekanismer i VTA-kjernen accumbens kretsen, og kan påvirke om stimuli oppleves adaptivt eller maladaptivt. Sårbarhet for depresjon, risikotaking eller andre psykopatologier kan bestemmes av molekylære endringer i celler som oppstår etter stressorer (se Russo og Nestler, 2013). Det vil derfor være nødvendig for forskere å benytte genoom-brede analyser for å kartlegge de genetiske loci i NAc som er påvirket av stressorer.

Selv om betydelig forskning i dyremodeller fremhever den strukturelle heterogeniteten av kjernen accumbens, vil oversette disse modellene til menneskelig forskning bli mer utfordrende. Dessverre tillater ikke fMRI-teknikker, den mest brukte metoden for å undersøke ungdomshjernefunksjon og relatert psykologisk atferd, den spesifikke differensiering av nøyaktige grenser og heterogeniteter i den menneskelige striatum. Videre gir ikke BOLD-signalet direkte informasjon om nevrokemi, og det er fortsatt uklart hvordan BOLD-aktivering angår striatal dopaminfrigivelse (Schott et al., 2008). Noen forskere har kombinert fMRI med PET, som muliggjør direkte måling av dopaminfrigivelse. Det er viktig at høyt belønningsrelatert dopaminfrigivelse korreleres med økt aktivering i ventralstriatum, noe som viser at dopaminerg neurotransmisjon spiller en nøkkelrolle i ventralstriatumaktivering målt med fMRI (Schott et al., 2008). Til slutt bruker de fleste neuroimaging-undersøkelser store utjevningskjerner som gjør Det er nesten umulig å dele den ventrale striatumen i dens underdeler. Dermed er det ofte uklart om aktiveringen er sentralisert i kjernen accumbens eller ventralhodet av caudatkjernen (Delgado, 2007), eller enda videre delinger av striatumet. Til tross for forsøk på å forbedre romlig oppløsning av BOLD-signalet, spesielt i regioner som ventralstriatum og VTA (D'Ardenne et al., 2008), trenger vi flere direkte tiltak av aktivitetsavhengig-dopaminfrigivelse (Schott et al., 2008). Det er behov for fremtidig forskning og mer avanserte vitenskapelige metoder som kan avdekke mer finkornede undergrupper som tilsvarer funksjonelt forskjellige områder i ventralstriatumet.

9. Fremtidige retninger

Selv om forskningen har begynt å utrydde den komplekse rollen som belønningene i ungdommens liv, er flere bidrag avgjørende for å flytte feltet fremover, og legge grunnlaget for å utvikle testbare hypoteser om de psykologiske mekanismene som vil gi størst helsepåvirkning. Fremtidig forskning bør derfor undersøke hvordan ulike sosiale og motiverende sammenhenger påvirker nevrologi av følsomhet for ungdomsbelønning og etterfølgende helseutfall. Tiden er moden til å løse disse målene i lys av bevis som indikerer rask hjernevekst og økt følsomhet for miljøinngang under ungdomsårene, kombinert med dramatiske endringer i sosial atferd som ligger til grunn for økt orientering mot belønninger, samt bratte økninger i psykopatologi. Dermed er det nødvendig med fremtidig forskning som fortsetter å disentangle sammenhengen der ventral striatum følsomhet er adaptiv versus maladaptiv. I tillegg til at arbeidet med å fremheve potensielle adaptive funksjoner av ventralstriatumreaktivitet i ungdomsårene er naserende, er forskning som replikerer funn i de undersøkte undersøkelsene her nødvendig. Nedenfor skisserer jeg flere andre undersøkelsesområder for fremtidig forskning.

9.1. Utvikle nye og innovative oppgaver som tapper ulike sammenhenger og muliggjør sammenligning av belønningsfølsomhet over situasjoner

Tidligere undersøkelser har i stor grad undersøkt ungdomsbeslutninger og belønning av følsomhet innenfor et sosialt vakuum, selv om studier kommer frem som undersøker ungdomsbeslutninger i en sosial kontekst (f.eks. Peake et al., 2013, Braams et al., 2014 og Chein et al., 2010). Gitt at ungdomsår er en periode som er preget av stadig mer kompleks sosial utvikling, og ungdomsbeslutningstaking oppstår oftest under sosioemotional opphisselse (Dahl, 2008 og Gardner og Steinberg, 2005), må forskning innlemme den sosiale og motiverende konteksten i eksperimentelle oppgaver for å tappe kompleksiteten av ungdomsadferd. Hvis forskere fortsetter å stole på oppgaver som taper stort sett negativ oppførsel (f.eks. Risikotaking) eller belønne følsomhet i fravær av sosiale prosesser, vil ventralstriatum følsomhet virke som allestedsnærværende negativ. Imidlertid, hvis eksperimentelle oppgaver innbefatter mer komplekse sosiale prosesser (f.eks. Tilstedeværelse av andre, prosocial mot antisososiale beslutninger), vil ventralstriatum følsomhet sannsynligvis vise unike mønstre, noen ganger representerer en forpliktelse, men til tider å være adaptiv. Det er viktig at denne kompleksiteten innarbeides i vår forståelse av ungdomshjerneutvikling og oppførsel for å fullt ut forstå rollen av ventralstriatumreaktivitet i ungdomsbeslutninger og helseproblemer.

9.2. Fokuser på individuelle og kulturelle forskjeller for å identifisere de mest utsatte ungdommene

Ikke alle striatalaktivering er bra eller dårlig, og det avhenger av konteksten og individet. Ved å identifisere individuelle og kulturelle gruppemessige forskjeller i ungdom for hvem belønninger tjener forskjellige funksjoner, kan vi bedre skreddersy programmer til å rette ungdommer mot atferd som er mest meningsfylte innenfor passende sosiokulturelle sammenhenger. Belønninger vil ta på ulike betydninger for grupper som verdsetter visse atferd. For eksempel har vi nylig undersøkt aktivering i mesolimbic-belønningssystemet blant hvite og latinske ungdommer da de engasjert seg i en oppgave som involverer personlige ofre for familien deres (Telzer et al., 2010). Mens Latino-deltakere viste mer ventral striatumaktivering når de bidro til familien, viste hvite deltagere mer ventral striatumaktivering når de fikk personlige fordeler for seg selv. Disse resultatene antyder at beslutninger om å hjelpe sin familie kan ledes delvis av de personlige belønningene man oppnår ved hjelpen, og denne følelsen av belønning kan moduleres av kulturelle påvirkninger. Dermed, hvis intervensjonsinnsats er avhengig av funn fra en bestemt kulturell gruppe, kan intervensjoner kanskje ikke lykkes med en annen gruppe og kan faktisk ha iatrogene effekter. Det vil si at intervensjoner som fokuserer på å øke deltakelsen til atferd som kun blir verdsatt av visse ungdommer, kan ha negative implikasjoner for ungdommens helse. Fremtidig forskning bør derfor nøye pakke ut hvordan dopaminbelønningssystemet fungerer på tvers av ulike ungdomsgrupper.

9.3. Bruk neural følsomhet for å forutsi endringer i virkelige helseutfall og oppførsel

Forskning har begynt å behandle hjernen som en prediktorvariabel for fremtidig helsesituasjon. Denne tilnærmingen gir enestående mulighet til å undersøke hvordan ungdommens neurale følsomhet forutsetter engasjement i virkelige helseoppførelser. Selv om selvrapporterte intensjoner forutsier en viss variabilitet i fremtidig helseadferd, tyder det på at selvrapporter ikke er tilstrekkelige til å fange den flerdimensjonale karakteren av risikotaking (Aklin et al., 2005). Kanskje dette skyldes at enkeltpersoner mangler innsikt eller kognitiv evne til å gi en nøyaktig rapport om egne hensikter eller fordi de kan være uskyldige i sine selvrapporter (Aklin et al., 2005). Dermed kan implisitte prosesser forklare variabilitet i atferdsendring som ikke forklares av selvrapporterte tiltak som holdninger og intensjoner. Nylige fremskritt i neuroimaging har begynt å bruke nevral aktivering for å forutsi atferd enten samtidig eller i fremtiden. Viktig er at dette arbeidet har funnet ut at nerveaktivering kan forutsi hva slags endringer (øker eller reduserer) i risikotaking atferd og depressive symptomer vil bli observert en måned til over ett år senere (f.eks. Cascio et al., 2014, Telzer et al., 2013 og Telzer et al., 2014). Evnen til å prospektivt forutsi fremtidig engasjement i helsesituasjoner basert på ungdomens neuralgjennomhet, kan ha dype effekter på vår evne til å utvikle individuelle forebyggingsprogrammer. Et sentralt mål for fremtidig forskning bør derfor være å undersøke hvordan ventralstriatumreaktivitet over ulike sammenhenger (dvs. belønne følsomhet i positive og maladaptive sammenhenger) forutser helserelaterte atferdsendringer.

10. konklusjoner

I denne anmeldelsen har jeg vist at topper i ventral striatum følsomhet kan være adaptiv for ungdomsfunksjon og kan legge til rette for bedre trivsel og helsefremmende atferd. Denne mekanismen for følsomhet i belønning utfordrer den tradisjonelle oppfatningen at følsomhet for dopaminergisk belønning i stor grad fører til helseforstyrrende atferd under ungdomsårene. Dermed har jeg identifisert en potensiell nevrobiologisk mekanisme ved å redusere oppadgående bane av både depresjon og risikofylt atferd under en utviklingstid når disse symptomene vanligvis stiger. Modifiserbar helsesituasjon er den viktigste årsaken til morbiditet og dødelighet blant ungdommer. Å forstå de faktorer som gir ungdommer økt ventral striatal følsomhet fra problematisk atferd og mot mer positive, prosocielle atferd, vil ha stor innvirkning på en rekke helseproblemer og helseutfall.

Referanser

- Aklin et al., 2005
- WM Aklin, CW Lejuez, MJ Zvolensky, CW Kahler, M. Gwadz
- Evaluering av atferdsmessige tiltak av risikovillighet med innercity ungdom
- Behav. Res. Ther., 43 (2005), s. 215-228
- Artikkel

PDF (226 K)

Se posten i Scopus

Siterer artikler (116)

- Alexander et al., 1986
- GE Alexander, MR De Long, et al.
- Parallell organisering av funksjonelt segregerte kretser som forbinder basal ganglia og cortex
- Annu. Rev. Neurosci., 9 (1986), s. 357-381
- Se posten i Scopus

Abstrakt

Lenker: