Delikatna równowaga: ryzyko, nagrody i młodzieńczy mózg (2012)

By Carl Sherman

PRZEGLĄD PAPIERU

Ann Whitman
(212) 223-4040
[email chroniony]

Wśród młodzieży najczęstszą przyczyną śmierci są przypadkowe obrażenia (głównie wypadki samochodowe), następnie zabójstwo1a nadmierne picie, seks bez zabezpieczenia i różne nieszczęścia pozostawiają po sobie ślad zamieszania. Dlaczego skądinąd mądrzy, mądrzy młodzi ludzie notorycznie narażeni na nierozsądne działania, które zagrażają zdrowiu i bezpieczeństwu własnego i innych? Pytanie dotyczyło szerokiego zakresu badań, z których wyłania się coraz bardziej złożony, zniuansowany obraz.

Poza zrozumieniem biologicznych i środowiskowych interakcji, które ogólnie charakteryzują rozwój mózgu nastolatków, naukowcy rozróżniają szczegóły dotyczące indywidualnych różnic: dlaczego tylko niektórzy nastolatkowie podejmują ryzyko, tylko przez pewien czas. Ich odpowiedzi mogą prowadzić do strategii, które będą buforować ten ważny i wrażliwy etap rozwoju przed poważnymi szkodami.

Pytanie o połączenie

"Dziesięć lat temu przeczytałeś artykuły sugerujące, że młodzież angażuje się w zachowania wysokiego ryzyka, ponieważ kora przedczołowa [kluczowy obszar mózgu dla osądu i samokontroli] nie została w pełni rozwinięta,”, Mówi BJ Casey, Ph.D., dyrektor Sackler Institute for Developmental Psychobiology w Weill Medical College w Cornell University, oraz Dana Alliance dla Brain Initiatives. „Ale [ten obszar] jest jeszcze mniej rozwinięty u dzieci, które nie angażują się w takie zachowanie. Teraz myślimy bardziej w kategoriach obwodów nerwowych; jak regiony mózgu rozmawiają ze sobą ”.

Ostatnie badania w laboratorium Caseya i innych miejscach zaczęły opowiadać historię, w której ewolucja fizycznych i funkcjonalnych połączeń w całym mózgu może pomóc nam zrozumieć niebezpieczeństwa na drodze od okresu dojrzewania do dorosłości.

„Opracowaliśmy model nierównowagi w szerokim obiegu: różne regiony są aktywowane, a ten, który krzyczy najgłośniej, wygrywa”Mówi Casey. Jej zdaniem w tym obwodzie decyzyjnym widoczne są emocjonalnie reaktywne brzuszne prążkowia / jądro półleżące, które reaguje na nagrodę i przewidywanie nagród oraz obszary korowe, które hamują impulsy i regulują zachowanie.

System nagrody, jak wykazali Casey i inni, osiąga dojrzałość w okresie dojrzewania i faktycznie wydaje się być wysoce reaktywny w tym okresie. „To naprawdę odskakuje, podczas gdy kora przedczołowa nie jest w pełni rozwinięta”, mówi. Problemy pojawiają się przede wszystkim w sytuacjach naładowanych emocjonalnie. „Młodzież jest w stanie podejmować racjonalne decyzje… po prostu mają więcej trudności w ogniu chwili”. Mierzona ocena poważnych długofalowych konsekwencji nie jest odpowiednikiem natychmiastowej gratyfikacji obiecanej przez szybką jazdę samochodem, ciężkie picie lub seks bez zabezpieczenia, kiedy mózg jest w tym trybie, sugeruje.2

Dr Beatriz Luna, profesor psychiatrii i dyrektor Laboratorium Rozwoju Neurokognitywnego na Uniwersytecie w Pittsburghu, zgadza się, że korowy aparat mózgowy potrzebny do regulowania zachowań na poziomie dorosłego pojawia się mniej więcej w trakcie dorastania , ale „jest nieco krucha i niesprawdzona i może być opodatkowana przez inne żądania”.

Jej badania sugerują, że to, co oddziela nastolatki od dorosłych, to siła połączeń, strukturalnych i funkcjonalnych, między częściami mózgu, które sprawiają, że zintegrowana aktywność jest skuteczna i niezawodna. "Jest to zdolność kory przedczołowej do angażowania się w sieci z regionami w całym mózgu, co pozwala na obsługę złożonych procesów, których potrzebujemy do zahamowania i emocjonalnego i społecznego przetwarzania ”. Luna mówi.

Ona i jej koledzy przeanalizowali dane fMRI, aby określić efektywną łączność - stopień, w jakim obszary mózgu wspólnie strzelają podczas wykonywania zadania oraz kierunek kontroli: który region reguluje drugi. Znaczna część ich badań wykorzystywała elegancko prosty test zdolności hamowania reakcji. Gdy na ekranie pojawił się błysk światła, uczestnicy zostali poinstruowani, aby spojrzeć w przeciwnym kierunku, zamiast podążać za refleksyjną tendencją do patrzenia w jego kierunku.

Dzieci radziły sobie znacznie gorzej niż dorośli, wśród młodzieży. Dane fMRI wykazały odpowiedni wzrost, wraz z wiekiem, stopnia, w jakim obszary czołowe i dolne obszary mózgu czuciowo-ruchowe pracowały synchronicznie, aby wykonać zadanie. Co więcej, rozmowa między obszarami mózgu była najwyraźniej „odgórna” - ulepszona zdolność do hamowania odpowiedzi odzwierciedlała większą siłę sygnałów, które pozwalały wyższemu mózgowi na bezpośrednie zachowanie.3

„Patrzenie na światło to nie to samo, co podejmowanie ryzyka w świecie rzeczywistym” - mówi Luna. „Ale jeśli ten prosty system nie jest na miejscu - kontrola odgórna, która pozwala powiedzieć:„ Chcę to zrobić, ale nie zrobię tego ”- możesz sobie wyobrazić, w jaki sposób bardziej złożone zachowania są upośledzone. ”

Przynajmniej część wyjaśnienia mniej skutecznej kontroli odgórnej u młodzieży niż u dorosłych jest anatomiczna. Gdy neurony rozwijają izolacyjną osłonkę mielinizacji (odzwierciedloną przez względny wzrost istoty białej), przenoszą wiadomości szybciej i bardziej wydajnie, i dobrze wiadomo, że objętość istoty białej w mózgu wzrasta od okresu dojrzewania do dorosłości.4 Naukowcy z laboratorium Luny pokazali, że większość tego rozwoju ma miejsce w drogach łączących czołowe i podkorowe obszary mózgu - te same obwody zaangażowane w kontrolę hamowania.5

Kto ryzykuje kiedy

„Wiele ryzyk pojawia się w okresie dojrzewania, ale nie wszyscy nastolatkowie podejmują ryzyko”, zauważa Adriana Galvan, Ph.D., dyrektor GalvanLab for Developmental Neuroscience w UCLA. „Ważne jest, aby nie zbijać wszystkich nastolatków”.

Podczas studiów doktoranckich w laboratorium BJ Casey, Galvan był częścią zespołu, który analizował aktywność mózgu dzieci, młodzieży i dorosłych oraz skłonność do ryzyka. „Ale kiedy spojrzeliśmy na dane, w grupach było dużo zmienności. Ludzie, którzy zgłaszali bardziej ryzykowne zachowania - w każdym wieku -wykazał korelację neurobiologiczną w odpowiedzi na nagrodę. ”W szczególności aktywność jądra półleżąco-czołowego wzrosła w trakcie gry wygrywającej pieniądze u nastolatków, którzy powiedzieli, że są bardziej skłonni do ryzykownego seksu, intensywnego picia, silnych sportów i tym podobne. 

Galvan bada teraz, jak różnice indywidualne mogą odgrywać w świecie rzeczywistym. Istnieje wiele dowodów na to, że stres może zakłócić podejmowanie decyzji w ogóle, a zwłaszcza u nastolatków, aby wzmocnić tendencję do podejmowania ryzyka. „Istnieją jednak duże indywidualne różnice w reakcji na stres i percepcji” - mówi.

Trwające badanie, które śledzi dzienne poziomy stresu, potwierdza Galvan, potwierdza, że ​​wyniki nastolatków w zakresie podejmowania ryzyka zwiększają się w dni o wysokim stresie.7 Jednak wstępne ustalenia fMRI sugerują, że również tutaj nie wszystkie nastolatki są równe: podejmowanie ryzyka wzrasta tylko u tych, którzy wykazują największą aktywację w regulującym emocje układzie limbicznym w takich dniach.

Analizując złożoność podejmowania ryzyka, Laurence Steinberg, Ph.D., profesor psychologii Distinguished University na Temple University, przygląda się bliżej innemu czynnikowi o dużym znaczeniu w życiu nastolatków: wpływ rówieśników.

W jednej serii eksperymentów młodzież i dorośli wykonywali podobnie w symulowanym ćwiczeniu jazdy. Jednak gdy nastolatki zdały egzamin w obecności dwóch przyjaciół, podejmowanie ryzyka i jego konsekwencje - prowadzili więcej świateł i mieli więcej wypadków - gwałtownie wzrosły, podczas gdy wydajność dorosłych nie uległa zmianie.

Różnica, zgodnie z danymi fMRI zebranymi podczas ćwiczeń, wpodobnie jak w obszarach mózgu związanych z nagrodą - u nastolatków, ale nie u dorosłych, obwód jądra półleżącego półleżącego stał się znacznie bardziej aktywny w obecności rówieśników.8 

„Mamy nadzieję, że rodzice i nastolatki sami zauważą na podstawie tej pracy, że muszą wziąć pod uwagę fakt, że osąd nastolatków nie jest taki sam, gdy są z przyjaciółmi, że robią bardziej ryzykowne rzeczy” - mówi Steinberg.

Jeśli obecność rówieśników zwiększa podejmowanie ryzyka przez nastolatki, zwiększając reakcję na nagrodę, ten sam obwód może zostać zaciągnięty do okiełznać ryzykowne tendencje. Badanie przeprowadzone w laboratorium Beatriz Luna wykazało, że zachęty pieniężne zwiększyły wydajność wymagającego hamowania ruchów oczu u młodzieży (ale nie dorosłych). Nie tylko wzrost aktywności w obwodzie nagrody, ale także w obszarach mózgu regulujących ruch oczu.9

"Wyglądało to tak, jakby mózg nastolatka mówił: „ponieważ jest nagroda, chodźmy pełną parą” - mówi Luna. „To, co motywuje, to zwiększenie zdolności mózgu do robienia wszystkiego, co trzeba, aby uzyskać nagrodę… tutaj oznacza pompowanie kontroli hamującej."

Doświadczenie w sprawach

Mówiąc bardziej ogólnie, zdolność adaptacji jest pojawiającym się tematem w badaniu podejmowania ryzyka przez młodzież. „To nie w porządku, jeśli historia zostanie opowiedziana tak, jakby był to jakiś biologicznie napędzany proces dojrzewania, na który nie ma wpływu kontekst i środowisko” - mówi Steinberg. „Wiemy, że doświadczenie ma znaczenie. To, co dopiero zaczynamy studiować, to sposób, w jaki gra w mózgu”.

Bada, czy niebezpieczeństwa wpływu rówieśników mogą zostać zmniejszone poprzez szkolenie jednostek w sposób, który poprawi kontrolę poznawczą. „Będziemy przyglądać się wzorcom aktywności mózgu w obecności rówieśników wśród tych, którzy mieli i nie mieli szkolenia”, mówi.

Dla członka Dana Alliance Abigail Baird, Ph.D., profesora psychologii w Vassar College, rola doświadczenia w bardzo szerokim sensie - kultura - w zachowaniu młodzieży nie powinna być niedoceniana. Opisała dorastanie jako „społeczny i emocjonalny wyraz biologicznego zdarzenia zwanego dojrzewaniem”.10

„W ludzkim zachowaniu nie ma nic, co byłoby po prostu biologiczne lub środowiskowe” - mówi Baird. Sugeruje, że zrozumienie podejmowania ryzyka przez młodzież wymaga uznania obu.

W jednym eksperymencie porównała aktywność mózgu u dorosłych i młodzieży, gdy poproszono o ocenę, czy różne scenariusze były dobrym czy złym pomysłem. Obie grupy mądrze odrzuciły takie pojęcia, jak „pływanie z rekinami”, „gryzienie żarówki” lub „zeskakiwanie z dachu” - chociaż dorośli robili to znacznie szybciej. Różnica polegała na procesach mentalnych, które najwyraźniej dotyczyły: dorośli wykazywali większą aktywację w korze wzrokowej i wyspie (obszar mózgu, który przekłada myśli na odczucia trzewne), podczas gdy kora przedczołowa pracowała ciężej u nastolatków. Mówiąc prościej, dorośli mogą wizualizować perspektywę i natychmiast reagować, podczas gdy nastolatki musiały się zastanowić, sugeruje Baird.11 

„Myślę, że dzieje się tak, że nastolatki po prostu nie miały wystarczającego doświadczenia, aby rozwinąć ten system jelita, te fizyczne uczucia dobre i złe, których dorośli mogą używać przy podejmowaniu decyzji, o których nie muszą myśleć”. poznanie, dodaje, to zdolność do uogólniania na podstawie własnego doświadczenia i własnych doświadczeń. Dorosły, który przeciął sobie rękę na szybie, może być w stanie wyobrazić sobie i fizycznie odpowiedzieć na pomysł „gryzienia żarówki” w sposób, w jaki nastolatek nie może.

Jej odkrycia nie są sprzeczne z badaniami, które podkreślają rolę silnych napędów w nagradzaniu podejmowania ryzyka. Powolne tempo myślenia, w porównaniu z natychmiastową reakcją jelit, może dalej niekorzystnie wpływać na kontrolę poznawczą w rywalizacji z satysfakcją emocjonalną.

Jej odkrycia nie sugerują też, że czegoś brakuje w mózgu nastolatka. Głównym zadaniem tego etapu rozwoju jest poznanie zasad dorosłego życia w określonej kulturze, a „niedoświadczony nastolatek jest zdrowym nastolatkiem”, Baird mówi. Pewne ryzyko wiąże się z terytorium nastolatków. „Sztuczka polega na tym, by pomóc im w szkoleniu ich systemu dzięki informacyjnemu, a nie śmiercionośnemu doświadczeniu… Jedną z moich największych obaw jest to, że wielu nastolatków nie doświadcza tego doświadczenia - że ludzie starają się ich za bardzo chronić. Wolałbym, żeby dziecko spadło z roweru, niż rozbił samochód.

Dorastanie z towarzyszącymi mu pułapkami, wskazuje, trwa znacznie dłużej w Stanach Zjednoczonych niż gdzie indziej; istnieją kultury, w których dzieci przejmują obowiązki dorosłych do czasu, gdy są 14 lub 15. Czy ich mózgi wyglądają i działają bardziej „dorosłych” niż Amerykanie w tym samym wieku, szczególnie w sytuacjach podejmowania ryzyka? „Dałbym moje lewe ramię za te dane” - mówi Baird.

Opublikowano październik 2012

­­­­1 Departament Zdrowia i Opieki Społecznej, Administracja Zasobów Zdrowia i Usług, Biuro Zdrowia Matki i Dziecka. Child Health USA 2011. Rockville, Maryland: Departament Zdrowia i Opieki Społecznej USA, 2011: http://mchb.hrsa.gov/chusa11/hstat/hsa/pages/229am.html  

2Casey, BJ i in. Hamowanie i przyspieszanie młodzieńczego mózgu. J Res Adolesc. 2011 March 1; 21 (1): 21 – 33.

3Hwang K, Velanova K i Luna, B.Wzmocnienie odgórnych przednich sieci kontroli poznawczej leżących u podstaw rozwoju kontroli hamowania: funkcjonalne badanie łączności rezonansem magnetycznym. J. Neuroscience. 17 November, 2010; 30 (46): 15535-15545.

4 Giedd, JN. Mózg nastolatek: gotowy do nauki, gotowy do podejmowania ryzyka. Mózg 26 luty 2009: http://www.dana.org/news/cerebrum/detail.aspx?id=19620 

5 Asato MR i in. Rozwój białej materii w okresie dojrzewania: badanie DTI. Kora mózgowa Wrzesień 2010; 20: 2122–2131

6 Galvan, A i in. Podejmowanie ryzyka i mózg młodzieży: kto jest zagrożony? Nauka o rozwoju 10: 2 (2007), pp F8 – F14

7Galván A & McGlennen KM. Codzienny stres zwiększa ryzyko podejmowania decyzji u nastolatków: badanie wstępne. Dev Psychobiol. 2012 May; 54 (4): 433-40.

8Chein, J. et al. Rówieśnicy zwiększają ryzyko nastolatków, zwiększając aktywność obwodów nagrody w mózgu. Nauka o rozwoju 14 (2011): F1 – F10.

9Geier CF. et al. Niedojrzałości w przetwarzaniu nagrody i jej wpływ na kontrolę hamowania w okresie dojrzewania. Cereb Cortex. 2010 Jul; 20 (7): 1613-29.

10Baird, AA, Silver, SH (2011) The Teen Species: Dlaczego płeć ma znaczenie. (w druku) Edycja artykułów merytorycznych dotyczących prawa autorskiego, 62 (3): http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=5&ved=0CDgQFjAE&url=http%3A%2F%2Ffaculty.vassar.edu%2Fabbaird%2Fabout%2Fpublications%2Fpdfs%2FBaird_Mercer_easyread.doc&ei=tF9PUKCRK-P00gG644C4Cg&usg=AFQjCNGQQ0iZwmioUfI3C6tC-TovQvGAhQ 

11Baird AA i in. „Co myślałeś?” Podpis neuronowy związany z rozumowaniem w okresie dojrzewania. Prezentacja plakatu: 12th coroczne Cognitive Neuroscience Society spotkanie 2005: http://faculty.vassar.edu/abbaird//research/presentations/pdfs/CNS_05_ab.pdf