O cérebro adolescente (2008)

Dev Rev. 2008; 28(1): 62-77. doi:  10.1016 / j.dr.2007.08.003

PMCID: PMC2500212

Sumário

A adolescência é um período de desenvolvimento caracterizado por decisões e ações sub-ótimas que dão origem a um aumento da incidência de lesões e violência não intencionais, abuso de álcool e drogas, gravidez não intencional e doenças sexualmente transmissíveis. Explicações neurobiológicas e cognitivas tradicionais para o comportamento do adolescente falharam em explicar as mudanças não-lineares no comportamento observadas durante a adolescência, em relação à infância e à idade adulta. Esta revisão fornece uma conceituação biologicamente plausível dos mecanismos neurais subjacentes a essas mudanças não lineares no comportamento, como uma maior responsividade aos incentivos, enquanto o controle de impulsos ainda é relativamente imaturo durante esse período. Estudos recentes com imagens humanas e animais fornecem uma base biológica para essa visão, sugerindo um desenvolvimento diferencial dos sistemas de recompensa límbicos em relação aos sistemas de controle de cima para baixo durante a adolescência em relação à infância e à idade adulta. Esse padrão de desenvolvimento pode ser exacerbado naqueles adolescentes com uma predisposição para assumir riscos, aumentando o risco de resultados ruins.

Palavras-chave: Adolescência, Córtex pré-frontal, Nucleus accumbens, Impulsividade, Recompensa, Desenvolvimento, Assunção de riscos

Segundo o Centro Nacional de Estatísticas de Saúde, há mais de adolescentes 13,000 mortes nos Estados Unidos a cada ano. Aproximadamente 70% destas mortes resultam de acidentes de viação, lesões não intencionais, homicídio e suicídio (Eaton et al., 2006). Os resultados da Pesquisa Nacional de Comportamentos de Risco Juvenil (YRBS) da 2005 mostram que os adolescentes se envolvem em comportamentos que aumentam a probabilidade de morte ou doença dirigindo um veículo depois de beber ou sem cinto de segurança, carregando armas, usando substâncias ilegais e fazendo sexo desprotegido resultando em gravidezes não desejadas e DSTs, incluindo infecção por HIV (Eaton et al., 2006). Essas estatísticas ressaltam a importância de compreender escolhas e ações arriscadas em adolescentes.

Várias hipóteses cognitivas e neurobiológicas têm sido postuladas sobre por que os adolescentes se envolvem em comportamentos de escolha abaixo do ideal. Numa recente revisão da literatura sobre o desenvolvimento do cérebro de adolescentes humanos, Yurgelun-Todd (2007) sugere que o desenvolvimento cognitivo ao longo da adolescência está associado à eficiência progressivamente maior das capacidades de controle cognitivo. Essa eficiência é descrita como dependente da maturação do córtex pré-frontal, evidenciada pelo aumento da atividade dentro das regiões pré-frontais focais (Rubia et al., 2000; Tamm, Menon e Reiss, 2002) e diminuição da atividade em regiões irrelevantes do cérebro (Brown et al., 2005; Durston et al., 2006).

Esse padrão geral, de melhor controle cognitivo com a maturação do córtex pré-frontal, sugere um aumento linear no desenvolvimento desde a infância até a idade adulta. No entanto, escolhas e ações sub-ótimas observadas durante a adolescência representam uma mudança não-linear no comportamento que pode ser distinguida da infância e da idade adulta, como evidenciado pelo National Center for Health Statistics sobre comportamento e mortalidade de adolescentes. Se o controle cognitivo e um córtex pré-frontal imaturo foram a base para o comportamento de escolha abaixo do ideal, então as crianças devem parecer notavelmente semelhantes ou até piores que os adolescentes, dado seu córtex pré-frontal menos desenvolvido e suas habilidades cognitivas. Assim, a função pré-frontal imatura sozinha não pode explicar o comportamento do adolescente.

Uma conceituação precisa das mudanças cognitivas e neurobiológicas durante a adolescência deve tratar a adolescência como um período de desenvolvimento transicional (Lança, 2000), em vez de um único instantâneo no tempo (Casey, Tottenham, Liston e Durston, 2005). Em outras palavras, para entender esse período de desenvolvimento, as transições para dentro e para fora da adolescência são necessárias para distinguir atributos distintos desse estágio de desenvolvimento. O estabelecimento de trajetórias de desenvolvimento para processos cognitivos e neurais é essencial para caracterizar essas transições e restringir interpretações sobre mudanças no comportamento durante esse período. Em um nível cognitivo ou comportamental, os adolescentes são caracterizados como impulsivos (ou seja, com falta de controle cognitivo) e de risco com esses construtos usados ​​como sinônimos e sem apreciação de distintas trajetórias de desenvolvimento de cada um. Em um nível neurobiológico, a imagem humana e os estudos em animais sugerem bases neurobiológicas distintas e trajetórias desenvolvimentais para os sistemas neurais subjacentes a essas construções separadas de controle de impulsos e decisões arriscadas.

Nós desenvolvemos um modelo neurobiológico de desenvolvimento do adolescente dentro dessa estrutura que se baseia em modelos de roedores (Laviola, Adriani, Terranova e Gerra, 1999; Lança, 2000) e estudos de imagem recentes da adolescência (Ernst et al., 2005; Galvan, Hare, Voss, Glover e Casey, 2007; Galvan et al., 2006). FIG. 1 abaixo mostra esse modelo. À esquerda, a caracterização tradicional da adolescência está relacionada quase exclusivamente à imaturidade do córtex pré-frontal. À direita está o nosso modelo neurobiológico proposto que ilustra como as regiões de controle subcorticais e pré-frontais limbicas devem ser consideradas juntas. O desenho animado ilustra diferentes trajetórias de desenvolvimento para esses sistemas, com sistemas límbicos se desenvolvendo mais cedo do que as regiões de controle pré-frontal. De acordo com esse modelo, o indivíduo é mais influenciado por regiões límbicas funcionalmente maduras durante a adolescência (isto é, desequilíbrio do controle límbico em relação ao pré-frontal), comparado às crianças, para as quais esses sistemas (isto é, límbico e pré-frontal) ainda estão em desenvolvimento; e comparados a adultos, para quem esses sistemas estão totalmente maduros. Essa perspectiva fornece uma base para mudanças não-lineares no comportamento ao longo do desenvolvimento, devido à maturação anterior dessa região límbica de controle pré-frontal de cima para baixo. Com o desenvolvimento e a experiência, a conectividade funcional entre essas regiões fornece um mecanismo de controle de cima para baixo dessas regiões (Hare, Voss, Glover e Casey, 2007a). Além disso, o modelo concilia a contradição das estatísticas de saúde do comportamento de risco durante a adolescência, com a astuta observação de Reyna e Farley (2006) que os adolescentes são capazes de raciocinar e compreender os riscos dos comportamentos em que se envolvem. De acordo com o nosso modelo, em situações emocionalmente salientes, o sistema límbico conquistará os sistemas de controle, dada a sua maturidade em relação ao sistema de controle pré-frontal. Evidências de estudos de imagens comportamentais e humanas para apoiar este modelo são fornecidas no contexto de ações em contextos recompensadores e emocionais (Galvan et al., 2006, 2007; Hare, Voss, Glover e Casey, 2007b; Hare e outros, 2007a). Além disso, especulamos sobre por que o cérebro pode se desenvolver dessa maneira e por que alguns adolescentes podem estar em maior risco de tomar decisões abaixo do ideal, levando a resultados de longo prazo mais fracos (Galvan et al., 2007; Hare et al., 2007b).

 

A explicação tradicional do comportamento do adolescente tem sido sugerida como sendo devido ao desenvolvimento prolongado do córtex pré-frontal (A). Nosso modelo leva em consideração o desenvolvimento do córtex pré-frontal juntamente com regiões límbicas subcorticais (por exemplo, nucleus accumbens) que foram implicadas em escolhas e ações de risco (B).

 

Desenvolvimento de comportamento direcionado por objetivos

Uma pedra angular do desenvolvimento cognitivo é a capacidade de suprimir pensamentos e ações inapropriados em favor de objetivos direcionados, especialmente na presença de incentivos convincentes (Casey, Galvan, & Hare, 2005; Casey et al., 2000b; Casey, Thomas, David-son, Kunz e Franzen, 2002a; Casey, Tottenham e Fossella, 2002b). Vários estudos clássicos de desenvolvimento mostraram que essa habilidade se desenvolve ao longo da infância e adolescência (Case, 1972; Flavell, Feach e Chinsky, 1966; Keating & Bobbitt, 1978; Pascual-Leone, 1970). Vários teóricos argumentaram que o desenvolvimento cognitivo é devido a aumentos na velocidade e eficiência de processamento e não devido a um aumento na capacidade mental (por exemplo, Bjorkland, 1985; Bjorkland, 1987; Case, 1985). Outros teóricos incluíram a construção de processos “inibitórios” em sua conta do desenvolvimento cognitivo (Harnishfeger & Bjorkland, 1993). De acordo com esse relato, a cognição imatura é caracterizada pela suscetibilidade à interferência de fontes concorrentes que devem ser suprimidas (por exemplo, Brainerd & Reyna, 1993; Casey, Thomas, Davidson, Kunz, & Franzen, 2002a; Dempster, 1993; Diamante, 1985; Munakata & Yerys, 2001). Assim, o comportamento direcionado por metas requer o controle de impulsos ou atraso de gratificação para a otimização dos resultados, e essa capacidade parece amadurecer na infância e adolescência.

O comportamento do adolescente tem sido descrito como impulsivo e arriscado, quase como sinônimo, mas esses construtos se baseiam em diferentes processos cognitivos e neurais, que sugerem construtos distintos com diferentes trajetórias de desenvolvimento. Especificamente, uma revisão da literatura sugere que a impulsividade diminui com a idade na infância e adolescência (Casey et al., 2002a; Casey, Galvan e outros, 2005; Galvan et al., 2007) e está associada ao desenvolvimento prolongado do córtex pré-frontal (Casey, Galvan e outros, 2005), embora existam diferenças no grau em que um determinado indivíduo é impulsivo ou não, independentemente da idade.

Em contraste, para o controle impulsivo / cognitivo, a tomada de risco parece aumentar durante a adolescência em relação à infância e à idade adulta e está associada a sistemas subcorticais conhecidos por estarem envolvidos na avaliação de recompensas. Os estudos de imagens em humanos que serão revisados ​​sugerem um aumento na ativação subcortical (por exemplo, accumbens) ao fazer escolhas arriscadas (Kuhnen & Knutson, 2005; Matthews & et al., 2004; Montague & Berns, 2002) que é exagerado em adolescentes, em relação a crianças e adultos (Ernst et al., 2005; Galvan et al., 2006). Esses resultados sugerem diferentes trajetórias para comportamento baseado em recompensa ou incentivo, com o desenvolvimento anterior desses sistemas em relação a sistemas de controle que mostram um curso de desenvolvimento demorado e linear, em termos de escolhas inadequadas e ações em favor de direcionadas a metas.

Evidências de estudos de neuroimagem do desenvolvimento do cérebro humano

Investigações recentes sobre o desenvolvimento do cérebro de adolescentes basearam-se em avanços em metodologias de neuroimagem que podem ser facilmente utilizadas no desenvolvimento de populações humanas. Estes métodos baseiam-se em métodos de imagiologia por ressonância magnética (MRI) FIG. 2e incluem: ressonância magnética estrutural, que é usada para medir o tamanho e a forma das estruturas; ressonância magnética funcional que é usada para medir padrões de atividade cerebral; e imagem por tensor de difusão (DTI) que é usado para indexar a conectividade de tratos de fibra de substância branca. A evidência para nosso modelo de desenvolvimento de competição entre regiões corticais e subcorticais é apoiada por conectividade estrutural e funcional imatura, medida por DTI e fMRI, respectivamente.

FIG. 2    

Os métodos mais comuns de ressonância magnética usados ​​no estudo do desenvolvimento humano são ilustrados acima. Ressonância magnética estrutural (MRI) para produzir imagens estruturais do cérebro úteis para estudos anatômicos e morfométricos (A), difusão ...

Estudos de ressonância magnética do desenvolvimento do cérebro humano

Vários estudos utilizaram ressonância magnética estrutural para mapear o curso anatômico do desenvolvimento cerebral normal (ver revisão Durston et al., 2001). Embora o tamanho total do cérebro seja aproximadamente 90% do seu tamanho adulto aos seis anos, os subcomponentes da substância cinzenta e da substância branca do cérebro continuam a sofrer mudanças dinâmicas ao longo da adolescência. Dados de recentes estudos longitudinais de ressonância magnética indicam que o volume de substância cinzenta tem um padrão em U invertido, com maior variação regional do que a substância branca (Giedd, 2004; Gogtay et al., 2004; Sowell e outros, 2003; Sowell, Thompson, & Toga, 2004). Em geral, as regiões que desempenham funções primárias, como sistemas motores e sensoriais, amadurecem mais cedo; áreas de associação de ordem superior, que integram essas funções primárias, amadurecem mais tarde (Gogtay et al., 2004; Sowell, Thompson, & Toga, 2004). Por exemplo, estudos usando medidas baseadas em ressonância magnética mostram que a perda de massa cinzenta cortical ocorre mais cedo nas áreas sensório-motoras primárias e mais recentes nos córtices temporais pré-frontais e laterais dorsolaterais (Gogtay et al., 2004). Esse padrão é consistente com os estudos pós-morte de humanos não humanos e primatas mostrando que o córtex pré-frontal é uma das últimas regiões do cérebro a amadurecer (Bourgeois, Goldman-Rakic, & Rakic, 1994; Huttenlocher, 1979). Em contraste com a massa cinzenta, o volume de substância branca aumenta num padrão aproximadamente linear, aumentando ao longo do desenvolvimento até à idade adulta (Gogtay et al., 2004). Essas alterações supostamente refletem a mielinização contínua dos axônios por oligodendrócitos, melhorando a condução e a comunicação neuronal.

Embora menos atenção tenha sido dada às regiões subcorticais ao examinar mudanças estruturais, algumas das maiores mudanças no cérebro através do desenvolvimento são vistas nessas regiões, particularmente nos gânglios basais (Sowell e outros, 1999, Ver FIG. 3) e especialmente em machos (Giedd et al., 1996). Alterações no desenvolvimento do volume estrutural dentro dos gânglios da base e regiões pré-frontais são interessantes à luz de processos de desenvolvimento conhecidos (por exemplo, arborização dendrítica, morte celular, poda sináptica, mielinização) que estão ocorrendo durante a infância e adolescência. Esses processos permitem o ajuste fino e o fortalecimento de conexões entre regiões pré-frontais e subcorticais com desenvolvimento e aprendizado que podem coincidir com um maior controle cognitivo. Como essas mudanças estruturais se relacionam com mudanças cognitivas? Vários estudos relacionaram a maturação estrutural do lobo frontal e a função cognitiva usando medidas neuropsicológicas e cognitivas (por exemplo, Sowell e outros, 2003). Especificamente, foram relatadas associações entre os volumes regionais dos núcleos pré-frontais corticais e dos gânglios basais baseados em RM e medidas de controle cognitivo (isto é, capacidade de anular uma resposta inadequada em favor de outra ou de suprimir a atenção ao atributo de estímulo irrelevante em favor de atributo de estímulo relevante).Casey, Trainor et al., 1997). Essas descobertas sugerem que as mudanças cognitivas se refletem nas mudanças cerebrais estruturais e ressaltam a importância do desenvolvimento subcortical (gânglios da base) e cortical (por exemplo, o córtex pré-frontal).

FIG. 3    

Ilustração das regiões cerebrais que mostram as maiores mudanças estruturais no início e no final da adolescência (de Sowell e outros, 1999).

Estudos de DTI do desenvolvimento do cérebro humano

Os estudos de morfometria baseados em ressonância magnética revisados ​​sugerem que as conexões corticais estão sendo sintonizadas com a eliminação de uma superabundância de sinapses e o fortalecimento de conexões relevantes com o desenvolvimento e a experiência. Avanços recentes na tecnologia da ressonância magnética, como o DTI, fornecem uma ferramenta potencial para examinar o papel de tratos específicos da substância branca no desenvolvimento do cérebro e do comportamento com mais detalhes. Relevante para este papel são os estudos de neuroimagem que ligaram o desenvolvimento de tratos de fibras com melhorias na capacidade cognitiva. Especificamente, associações entre medidas baseadas em DTI de desenvolvimento de substância branca pré-frontal e controle cognitivo em crianças foram mostradas. Em um estudo, o desenvolvimento dessa capacidade correlacionou-se positivamente com os tratos de fibra pré-frontal-parietal (Nagy, Westerberg e Klingberg, 2004) consistente com estudos de neuroimagem funcional mostrando o recrutamento diferencial dessas regiões em crianças em relação aos adultos.

Usando uma abordagem semelhante, Liston et al. (2005) mostraram que tratos da substância branca entre gânglios pré-frontais e trajetos de fibras posteriores continuam a se desenvolver na infância até a idade adulta, mas apenas aqueles tratos entre o córtex pré-frontal e os gânglios da base estão correlacionados com o controle dos impulsos, medido pelo desempenho em go / nogo tarefa. Os tratos de fibras pré-frontais foram definidos por regiões de interesse identificadas em um estudo de fMRI usando a mesma tarefa. Em ambos os estudos de DTI de desenvolvimento, as medidas do trato de fibras foram correlacionadas com o desenvolvimento, mas a especificidade de tratos de fibras particulares com desempenho cognitivo foi demonstrada pela dissociação do trato particular (Liston e outros, 2005) ou capacidade cognitiva (Nagy et al., 2004). Esses achados ressaltam a importância de se examinar não apenas as mudanças regionais, mas também relacionadas a circuitos, quando se fazem afirmações sobre mudanças dependentes da idade em substratos neurais do desenvolvimento cognitivo.

Estudos funcionais de ressonância magnética do desenvolvimento comportamental e cerebral

Embora as mudanças estruturais medidas por MRI e DTI tenham sido associadas a mudanças comportamentais durante o desenvolvimento, uma abordagem mais direta para examinar a associação estrutura-função é medir mudanças no cérebro e no comportamento simultaneamente, como no fMRI. A capacidade de medir mudanças funcionais no cérebro em desenvolvimento com a ressonância magnética tem um potencial significativo para o campo da ciência do desenvolvimento. No contexto do presente trabalho, fMRI fornece um meio para restringir as interpretações do comportamento do adolescente. Como afirmado anteriormente, acredita-se que o desenvolvimento do córtex pré-frontal desempenha um papel importante na maturação de habilidades cognitivas superiores, como a tomada de decisões e o controle cognitivo (Casey, Tottenham e Fossella 2002b; Casey, Trainor et al., 1997). Muitos paradigmas têm sido utilizados, juntamente com fMRI, para avaliar a base neurobiológica dessas habilidades, incluindo tarefas flanker, Stroop e go / nogo (Casey, Castellanos e outros, 1997; Casey, Giedd e Thomas, 2000a; Durston et al., 2003). Coletivamente, esses estudos mostram que as crianças recrutam regiões pré-frontais distintas, mas freqüentemente maiores e mais difusas, quando realizam essas tarefas do que os adultos. O padrão de atividade dentro das regiões cerebrais centrais para o desempenho da tarefa (ou seja, que se correlacionam com o desempenho cognitivo) torna-se mais focal ou sintonizado com a idade, enquanto regiões não correlacionadas com o desempenho da tarefa diminuem em atividade com a idade. Este padrão foi observado em ambos os cortes transversais (Brown et al., 2005) e estudos longitudinais (Durston et al., 2006) e através de uma variedade de paradigmas. Embora os estudos de neuroimagem não possam caracterizar definitivamente o mecanismo de tais mudanças de desenvolvimento (por exemplo, arborização dendrítica, poda sináptica), os achados refletem o desenvolvimento dentro e o refinamento de projeções de e para regiões ativadas do cérebro com maturação e sugerem que essas mudanças ocorram durante um período prolongado. período de tempo (Brown et al., 2005; Bunge, Dudukovic, Thomason, Vaidya e Gabrieli, 2002; Casey, Trainor et al., 1997; Casey et al., 2002a; Crone, Donohue, Honomichl, Wendelken e Bunge, 2006; Luna e outros, 2001; Moses et al., 2002; Schlaggar et al., 2002; Tamm et al., 2002; Thomas et al., 2004; Turkeltaub, Gareau, Flowers, Zeffiro e Eden, 2003).

Como essa metodologia pode nos informar se os adolescentes estão realmente sem controle cognitivo suficiente (impulsivo) ou são arriscados em suas escolhas e ações? O controle de impulsos, medido por tarefas de controle cognitivo como a tarefa go / nogo, mostra um padrão linear de desenvolvimento na infância e adolescência, conforme descrito acima. No entanto, estudos recentes de neuroimagem começaram a examinar o processamento relacionado à recompensa específico para o risco em adolescentes (Bjork et al., 2004; Ernst et al., 2005; May et al., 2004). Esses estudos se concentraram principalmente na região do accumbens, uma parte dos gânglios da base envolvidos na previsão da recompensa, em vez de caracterizar o desenvolvimento dessa região em conjunto com as regiões de controle de cima para baixo (córtex pré-frontal). Embora tenha sido demonstrado um relato recente de menor atividade pré-frontal ventral em adolescentes em relação a adultos durante uma tarefa de tomada de decisão monetária sobre o comportamento de assumir riscos (Eshel, Nelson, Blair, Pine, & Ernst, 2007).

No geral, poucos estudos examinaram como o desenvolvimento de circuitos de recompensa em regiões subcorticais (por exemplo, accumbens) muda em conjunto com o desenvolvimento de regiões pré-frontais corticais. Além disso, como essas mudanças neurais coincidem com a busca de recompensa, a impulsividade e os comportamentos de risco permanecem relativamente desconhecidos. Nosso modelo neurobiológico propõe que a combinação de maior responsividade a recompensas e imaturidade em áreas de controle comportamental pode influenciar os adolescentes a buscar ganhos imediatos, em vez de a longo prazo, talvez explicando seu aumento em comportamentos de risco e impulsivos. Acompanhamento de desenvolvimento subcortical (por exemplo, accumbens) e cortical (por exemplo, pré-frontal) de tomada de decisão em toda a infância até a idade adulta, fornece restrições adicionais sobre se as mudanças relatadas na adolescência são específicas para esse período de desenvolvimento ou refletem a maturação que está ocorrendo de forma constante um padrão um tanto linear desde a infância até a idade adulta.

Evidências empíricas de um estudo recente de fMRI ajuda a apoiar nosso modelo neurobiológico e adota uma abordagem de transição para entender a adolescência examinando as mudanças antes e depois da adolescência. Neste estudo (Galvan et al., 2006), examinamos respostas comportamentais e neurais para recompensar manipulações ao longo do desenvolvimento, focando nas regiões do cérebro implicadas na aprendizagem relacionada à recompensa e no comportamento em animais (Hikosaka & Watanabe, 2000; Pecina, Cagniard, Berridge, Aldridge, & Zhuang, 2003; Schultz, 2006) e estudos de imagem em adultos (por exemplo, Knutson, Adams, Fong, & Hommer, 2001; O, Doherty, Kringelbach, Rolos, Hornak, Andrews, 2001; Zald et al., 2004) e em estudos de dependência (Hyman & Malenka, 2001; Volkow & Li, 2004). Baseado em modelos de roedores (Laviola et al., 1999; Lança, 2000) e trabalhos de imagiologia anteriores (Ernst et al., 2005), hipotetizamos que, em relação a crianças e adultos, os adolescentes mostrariam ativação exagerada dos accumbens, em conjunto com o recrutamento menos maduro de regiões de controle pré-frontal de cima para baixo. Trabalhos recentes demonstrando atraso na conectividade funcional entre essas regiões subcorticais pré-frontal e límbica na adolescência em relação aos adultos, fornecem um mecanismo para a falta de controle top-down dessas regiões (Hare e outros, 2007a).

Nossos achados foram consistentes com modelos de roedores (Laviola, Macri, Morley-Fletcher e Adriani, 2003) e estudos de imagem anteriores (Ernst et al., 2005) sugerindo maior atividade accumbens para recompensas durante a adolescência. De fato, em relação a crianças e adultos, os adolescentes mostraram uma resposta exagerada de accumbens em antecipação à recompensa. No entanto, tanto crianças quanto adolescentes mostraram uma resposta menos madura nas regiões de controle pré-frontal do que os adultos. Esses achados sugerem que diferentes trajetórias de desenvolvimento para essas regiões podem estar por trás do aumento na atividade accumbens, em relação a crianças ou adultos, que por sua vez podem estar relacionados ao aumento dos comportamentos impulsivos e de risco observados durante este período de desenvolvimento. FIG. 4).

FIG. 4    

Localização da atividade em antecipação do resultado da recompensa no núcleo accumbens (A) e no córtex frontal orbital (B). A extensão da atividade nessas regiões é plotada em função da idade, para cada sujeito individual apresentando desenvolvimento demorado ...

O recrutamento diferencial de regiões pré-frontais e subcorticais foi relatado em vários estudos de ressonância magnética funcional (Casey et al., 2002b; Monk et al., 2003; Thomas et al., 2004). Normalmente, esses achados foram interpretados em termos de regiões pré-frontais imaturas, em vez de um desequilíbrio entre o desenvolvimento regional pré-frontal e subcortical. Dada a evidência de regiões pré-frontais na orientação de ações apropriadas em diferentes contextos (Miller & Cohen, 2001) atividade pré-frontal imatura pode dificultar a estimativa apropriada de resultados futuros e a avaliação de escolhas arriscadas, e pode, portanto, ser menos influente na avaliação de recompensas do que os acumbens. Esse padrão é consistente com pesquisas anteriores mostrando elevação da atividade subcortical, em relação à atividade cortical, quando as decisões são influenciadas por ganhos imediatos em detrimento de longo prazo (McClure, Laibson, Loewenstein, & Cohen, 2004). Além disso, foi demonstrado que a atividade de accumbens com fMRI se correlaciona positivamente com os comportamentos de risco subsequentes (Kuhnen & Knutson, 2005). Durante a adolescência, em relação à infância ou vida adulta, o córtex pré-frontal ventral imaturo pode não fornecer controle top-down suficiente de regiões de processamento de recompensa ativadas de forma robusta (por exemplo, accumbens), resultando em menor influência dos sistemas pré-frontais em relação ao accumbens. avaliação.

Por que o cérebro seria programado para se desenvolver dessa maneira?

A adolescência é o período de transição entre a infância e a idade adulta, co-ocorrendo com a puberdade. A puberdade marca o início da maturação sexual (Graber & Brooks-Gunn, 1998) e pode ser definido por marcadores biológicos. A adolescência pode ser descrita como uma transição progressiva para a idade adulta com um curso de tempo ontogenético nebuloso (Lança, 2000). Evolutivamente falando, a adolescência é o período no qual as habilidades de independência são adquiridas para aumentar o sucesso após a separação da proteção da família, embora aumentem as chances de circunstâncias prejudiciais (por exemplo, lesão, depressão, ansiedade, uso de drogas e dependência).Kelley, Schochet e Landry, 2004). Os comportamentos de busca de independência são predominantes em todas as espécies, como o aumento de interações sociais direcionadas por pares e intensificações em comportamentos inovadores e de risco. Fatores psicossociais afetam a propensão do adolescente ao comportamento de risco. No entanto, o comportamento de risco é o produto de um desequilíbrio biologicamente impulsionado entre o aumento da procura de novidades e sensações em conjunção com a “competência autorregulatória” imatura (Steinberg, 2004). Nossos dados neurobiológicos sugerem que isso ocorre por meio do desenvolvimento diferencial desses dois sistemas (límbico e controle).

A especulação sugeriria que esse padrão de desenvolvimento é uma característica evolucionária. Você precisa se envolver em comportamentos de alto risco para deixar sua família e sua aldeia em busca de um parceiro e assumir riscos, ao mesmo tempo em que os hormônios levam os adolescentes a procurar parceiros sexuais. Na sociedade de hoje, quando a adolescência pode se estender indefinidamente, com crianças morando com pais e tendo dependência financeira e escolhendo parceiros mais tarde na vida, essa evolução pode ser considerada inadequada.

Há evidências em várias espécies para aumentar a procura de novidades e assumir riscos durante a adolescência. Procurar pessoas da mesma idade e brigar com os pais, o que ajuda a afastar o adolescente do território de origem para o acasalamento é visto em outras espécies, incluindo roedores, primatas não humanos e algumas aves (Lança, 2000). Em relação aos adultos, os ratos periadolescentes mostram um aumento dos comportamentos de busca de novidades em um paradigma de novidade de livre escolha (Laviola et al., 1999). Evidências neuroquímicas indicam que o equilíbrio no cérebro adolescente entre os sistemas de dopamina cortical e subcortical, começa a mudar em direção a maiores níveis de dopamina cortical durante a adolescência (Lança, 2000). Enervação dopaminérgica prolongada semelhante através da adolescência até à idade adulta foi também demonstrada no córtex pré-frontal de não-humanos (Rosenberg & Lewis, 1995). Assim, esse risco aparente elevado parece estar entre as espécies e ter importantes propósitos adaptativos.

Predisposições biológicas, desenvolvimento e risco

Diferenças individuais no controle de impulsos e na tomada de riscos foram reconhecidas em psicologia por algum tempo (Benthin, Slovic e Severson, 1993). Talvez um dos exemplos clássicos de diferenças individuais relatadas nessas habilidades na literatura de psicologia social, cognitiva e de desenvolvimento seja o atraso da gratificação (Mischel, Shoda e Rodriguez, 1989). O atraso de gratificação é normalmente avaliado em crianças com 3 a 4 com um ano de idade. A criança é questionada se prefere uma pequena recompensa (um biscoito) ou uma grande recompensa (dois biscoitos). A criança é então informada de que o experimentador deixará a sala para se preparar para as atividades futuras e explicará à criança que, se ela permanecer em seu assento e não comer um biscoito, ela receberá a grande recompensa. Se a criança não ou não pode esperar, ela deve tocar uma campainha para convocar o experimentador e, assim, receber a recompensa menor. Quando fica claro que a criança entende a tarefa, ela está sentada à mesa com as duas recompensas e o sino. Distrações na sala são minimizadas, sem brinquedos, livros ou fotos. O experimentador retorna após 15 min ou após a criança ter tocado a campainha, ter comido as recompensas ou mostrado qualquer sinal de sofrimento. Mischel mostrou que as crianças normalmente se comportam de duas maneiras: (1) ou tocam a campainha quase que imediatamente para ter o cookie, o que significa que só recebem uma; ou (2) eles esperam e otimizam seus ganhos, e recebem os dois cookies. Essa observação sugere que alguns indivíduos são melhores que outros em sua capacidade de controlar impulsos em face de incentivos altamente salientes e esse viés pode ser detectado na primeira infância (Mischel et al., 1989) e parecem permanecer durante toda a adolescência e juventude (Eigsti et al., 2006).

O que poderia explicar as diferenças individuais na tomada de decisões e no comportamento ideal? Alguns teóricos postularam que os circuitos mesolímbicos dopaminérgicos, implicados no processamento de recompensas, fundamentam o comportamento de risco. Diferenças individuais neste circuito, tais como variantes alélicas em genes relacionados à dopamina, resultando em dopamina muito pequena ou muito alta em regiões subcorticais, podem estar relacionadas à propensão a se envolver em comportamentos de risco (O'Doherty, 2004). O núcleo accumbens demonstrou aumentar sua atividade imediatamente antes de fazer escolhas arriscadas em paradigmas de risco monetário (Kuhnen & Knutson, 2005; Matthews e outros, 2004; Montague & Berns, 2002) e, como descrito anteriormente, os adolescentes mostram uma atividade exacerbada de accumbens em recompensar os resultados relativos a crianças ou adultos (Ernst et al., 2005; Galvan et al., 2006). Coletivamente, esses dados sugerem que os adolescentes podem ser mais propensos a escolhas arriscadas como um grupo (Gardener e Steinberg, 2005), mas alguns adolescentes serão mais propensos do que outros a se envolver em comportamentos de risco, colocando-os em risco potencialmente maior de resultados negativos. Portanto, é importante considerar a variabilidade individual ao examinar relações complexas cérebro-comportamento relacionadas ao processamento de riscos e recompensas em populações em desenvolvimento.

Para explorar as diferenças individuais no comportamento de risco, Galvan et al. (2007) recentemente examinaram a associação entre atividade em circuitos neurais relacionados à recompensa em antecipação de uma grande recompensa monetária com traços de personalidade, medidas de risco e impulsividade na adolescência. Ressonância magnética funcional e escalas anônimas de autorrelato de comportamento de risco, percepção de risco e impulsividade foram adquiridas em indivíduos entre as idades de 7 e 29 anos. Houve uma associação positiva entre a atividade do accumbens e a probabilidade de se envolver em comportamentos de risco ao longo do desenvolvimento. Esta atividade variou em função das classificações individuais de conseqüências positivas ou negativas antecipadas de tal comportamento. Aqueles indivíduos que perceberam comportamentos de risco como levando a conseqüências terríveis, ativaram os accumbens menos a recompensar. Esta associação foi impulsionada em grande parte pelas crianças, com os adultos classificando as consequências de tal comportamento quanto possível. Classificações de impulsividade não foram associadas à atividade de accumbens, mas sim com a idade. Esses achados sugerem que, durante a adolescência, alguns indivíduos podem ser mais propensos a se envolver em comportamentos de risco devido a mudanças no desenvolvimento em conjunto com a variabilidade na predisposição de um indivíduo em se envolver em comportamentos de risco, em vez de simples mudanças na impulsividade FIG. 5).

FIG. 5    

Adolescentes mostram atividade aumentada do accumbens em relação a crianças e adultos (A). A atividade da Accumbens está positivamente associada à autoavaliação da probabilidade de se envolver em comportamento de risco (B) e negativamente correlacionada com a autoavaliação do ...

O comportamento do adolescente tem sido repetidamente caracterizado como impulsivo e arriscado (Steinberg, 2004, 2007), mas essa revisão da literatura de imagem sugere diferentes substratos neurobiológicos e diferentes trajetórias de desenvolvimento para esses comportamentos. Especificamente, a impulsividade está associada ao desenvolvimento pré-frontal ventral imaturo e diminui gradualmente da infância para a idade adulta (Casey, Galvan e outros, 2005). A correlação negativa entre as classificações de impulsividade e idade no estudo por Galvan et al. (2007) apóia ainda mais essa noção. Em contraste, a assunção de riscos está associada a um aumento na atividade accumbens (Kuhnen & Knutson, 2005; Matthews e outros, 2004; Montague & Berns, 2002), que é exagerado em adolescentes, em relação a crianças e adultos (Ernst et al., 2005; Galvan et al., 2006). Assim, as escolhas e comportamentos dos adolescentes não podem ser explicados pela impulsividade ou pelo desenvolvimento prolongado do córtex pré-frontal, já que as crianças seriam, então, predissoras de maiores riscos. Os resultados fornecem uma base neural para por que alguns adolescentes estão em maior risco do que outros, mas fornecem ainda uma base para a forma como o comportamento adolescente é diferente de crianças e adultos na tomada de risco.

Coletivamente, esses dados sugerem que, embora os adolescentes, em grupo, sejam considerados tomadores de risco (Gardener e Steinberg, 2005), alguns adolescentes serão mais propensos do que outros a se envolver em comportamentos de risco, colocando-os em risco potencialmente maior de resultados negativos. Esses achados ressaltam a importância de considerar a variabilidade individual ao examinar relações complexas entre cérebro e comportamento relacionadas ao processo de tomada de risco e recompensa em populações em desenvolvimento. Além disso, essas diferenças individuais e de desenvolvimento podem ajudar a explicar a vulnerabilidade em alguns indivíduos à assunção de riscos associada ao uso de substâncias e, em última instância, ao vício.

Conclusões

Estudos de imagem em humanos mostram alterações estruturais e funcionais nas regiões frontostriatais (Giedd et al., 1996, 1999; Jernigan et al., 1991; Sowell e outros, 1999; para revisão, Casey, Galvan e outros, 2005) que parecem aumentar paralelamente o controlo cognitivo e a auto-regulação (Casey, Trainor et al., 1997; Luna & Sweeney, 2004; Luna e outros, 2001; Rubia et al., 2000; Steinberg, 2004; Veja também Steinberg, 2008, esse problema). Essas mudanças parecem mostrar uma mudança na ativação de regiões pré-frontais de recrutamento difuso para mais focal ao longo do tempo (Brown et al., 2005; Bunge et al., 2002; Casey, Trainor et al., 1997; Durston et al., 2006; Moses et al., 2002) e recrutamento elevado de regiões subcorticais durante a adolescência (Casey et al., 2002a; Durston et al., 2006; Luna e outros, 2001). Embora os estudos de neuroimagem não possam caracterizar definitivamente o mecanismo dessas mudanças no desenvolvimento, essas mudanças no volume e na estrutura podem refletir o desenvolvimento interno e o refinamento das projeções para e a partir dessas regiões do cérebro durante a maturação, sugerindo o ajuste fino do sistema com o desenvolvimento.

Tomados em conjunto, os resultados aqui sintetizados indicam que o aumento do comportamento de risco na adolescência está associado a diferentes trajetórias de desenvolvimento das regiões de prazer subcortical e controle cortical. Essas mudanças no desenvolvimento podem ser exacerbadas por diferenças individuais na atividade dos sistemas de recompensa. Embora a adolescência tenha sido distinguida como um período caracterizado por comportamentos de procura de recompensa e de risco (Gardener e Steinberg, 2005; Lança, 2000) diferenças individuais nas respostas neurais para recompensar, predispõem alguns adolescentes a assumir mais riscos do que outros, colocando-os em maior risco de resultados negativos. Essas descobertas fornecem um trabalho fundamental, sintetizando as várias descobertas relacionadas ao comportamento de risco na adolescência e na compreensão das diferenças individuais e dos marcadores de desenvolvimento, para que as propensões se envolvam em comportamentos negativos.

Agradecimentos

Este trabalho foi apoiado em parte por doações do Instituto Nacional de Abuso de Drogas R01 DA18879 e do Instituto Nacional de Saúde Mental 1P50 MH62196.

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