Быстрое вождение, наркотики и небезопасный секс: рискованное поведение подростков может быть результатом неврологического разрыва в развивающемся мозге
Карл Циммер
Подростки - это головоломка, а не только их родители. Когда дети переходят с детства в подростковом возрасте, их смертность удваивается, несмотря на то, что подростки сильнее и быстрее, чем дети, а также более устойчивы к болезням. Родители и ученые изобилуют объяснениями. Заманчиво положить это до простой глупости: подростки еще не научились делать хороший выбор. Но это просто неправда. Психологи обнаружили, что подростки примерно так же искусны, как и взрослые, осознавая опасность опасного поведения. Что-то еще работает.
Ученые, наконец, выясняют, что это за «что-то». Наши мозги имеют сети нейронов, которые взвешивают затраты и выгоды от потенциальных действий. Вместе эти сети подсчитывают, насколько ценны вещи и как далеко мы пойдем, чтобы получить их, делая суждения в сотые доли секунды, вдали от нашего осознанного сознания. Недавние исследования показывают, что подростковые мозги идут наперекосяк, потому что они взвешивают эти последствия по-своему.
Некоторые из самых ярких представлений о подростковом разуме происходят не от людей, а от крыс. Примерно через семь недель после родов крысы поразили половое созревание и начали действовать так же, как человеческие подростки, Они начинают тратить меньше времени со своими родителями и больше с другими подростками-крысами; они становятся более любопытными в отношении нового опыта и все чаще исследуют свой мир. Подростковые крысы также развивают новые желания. Дело не только в том, что они заинтересованы в сексе, но и в том, что их пейзаж удовольствия переживает потрясение.
Мириам Шнайдер, поведенческий фармаколог, который изучает подростковый возраст в Гейдельбергском университете, и ее коллеги недавно задокументировали этот сдвиг. Ученые провели эксперимент над группой крыс разного возраста, позволяя животным пить столько же подслащенного сгущенного молока, сколько они хотели. Количество молока, которое они пили по отношению к массе тела, оставалось довольно постоянным через их молодую молодую пищу. Но когда они достигли половой зрелости, они стали пить гораздо больше, Как только они стали взрослыми крысами, их уровень потребления молока снизился, а затем остался стабильным, когда они стали старше.
Для любого родителя, который наблюдал, как подросток жрал бутылку соды, этот шип выглядел бы ужасно знакомым. Но поведение подросток-крыс - это не просто результат того, что они больше, чем несовершеннолетние. Шнайдер и ее коллеги тренировали своих крыс, чтобы надавить на рычаг, чтобы получить шприц молока. Крысам пришлось нажимать рычаг десятки раз, прежде чем они были вознаграждены одним глотком, и каждый последующий глоток потребовал еще два пресса, чем предыдущий. Это требование позволило Шнайдеру и ее коллегам измерить, сколько работы крысы были готовы внести в награду. Они обнаружили, что опушенные крысы будут нажимать рычаг гораздо чаще, чем крысы любого другого возраста, при этом значительно увеличивая количество калорий, которые они получают, учитывая их размер. Другими словами, они больше ценят молоко.
Ряд других экспериментов подтверждают результаты Schneider. Независимо от того, грызун или человек, отрочество заставляет нас больше ценить не только сладкие напитки, но и всевозможные награды, Команда, возглавляемая Элизабет Кауфман, исследовательский психолог из Калифорнийского университета Ирвин, изучающий антиобщественное поведение у подростков, задокументировал эту смену игрой в карты. Она и ее команда добровольцы играют в азартные игры с изображениями четырех колод карт на экране компьютера (PDF). На каждом повороте игры стрелка указывала на одну из колод. Волонтеры могли либо перевернуть карточку, либо пройти. У каждой карты была другая сумма денег - «+ $ 100», например, или «- $ 25». Цель игры заключалась в том, чтобы выиграть как можно больше мнимых денег.
Ученые собрали колоды. У двух колод было больше проигрышных карт, чем выигрышных, а наоборот, для двух других колод. Когда люди играют в эти игры, они неосознанно меняют свои стратегии, видя больше карт. Они проходят больше на некоторых колодах и берут больше карт от других. Cauffman и ее коллеги отслеживали стратегии добровольцев 901 в возрасте от 10 до 30 лет и сравнивали подростков с другими возрастными группами. На протяжении всех возрастов, чем старше были добровольцы, тем больше они избегали использования проигрывающих колод. Но ученые нашли другой образец, когда дело доходило до выигрышных колод. Подростки, как правило, играли на выигрышных колодах чаще, чем взрослые или претенденты. Другими словами, они были необычайно чувствительны к вознаграждению за выигрыш денег, но так же, как и другие, когда ему приходилось рисковать потерять его.
В основе этого поведения лежат нейронные цепи подросткового мозга. Невролог BJ Casey и ее коллеги из Института Саклера Медицинского колледжа Вайля Корнелла считают, что единственный способ, которым подростки ценят вещи, может быть объяснен биологической странностью. В рамках нашей схемы вознаграждения у нас есть две отдельные системы: одна для расчета стоимости вознаграждений и другая для оценки рисков, связанных с их получением. И они не всегда работают вместе очень хорошо.
Кейси отслеживал работу этих двойных систем, когда волонтеры играли в игру, находясь в сканере fMRI. Она и докторанта Лиа Сомервилл показали волонтерам 62 серию улыбающихся или спокойных лиц. В некоторых испытаниях добровольцам приходилось нажимать кнопку, когда они видели улыбающееся лицо; в других испытаниях их просили противостоять счастливым лицам и вместо этого реагировать на спокойных, хотя вид счастливого лица вызывает те же самые призывы к поиску ответов в мозге, как вид знака доллара или перспектива вкусного еда.
Кейси подсчитал, как часто добровольцы правильно реагировали на спокойные лица, и как часто они не удержались от желания нажать кнопку при просмотре счастливых. Затем она проверила сканирование мозга своих испытуемых, чтобы узнать, какие области мозга стали активными, и посмотреть, изменился ли возраст добровольцев - от 6 до 29 - разница в ответах. Еще раз, подростки выделялись среди других. Когда его попросят нажать кнопку для спокойных лиц, они стали гораздо более склонны ошибочно нажимать кнопку для счастливых лиц, тоже. Другими словами, награда за счастливое лицо затрудняла им контроль своих импульсов.
Сканирование мозга показало, как они обрабатывают вознаграждения по-разному. Только у подростков вид счастливого лица вызвал значительный отклик от вентрального полосатого тела, небольшого участка нейронов, расположенных вблизи центра мозга. вентральный стриатум особенно чувствителен к дофамину, который вызывает чувство предчувствия и помогает мозгу сосредоточиться на достижении цели. Вентральный стриатум дает больше ответов на большие награды, а в подростках он привязан к усилителю, что делает награды еще более привлекательными.
Отдельная сеть регионов в передней части мозга отвечает за оценку противоречивых импульсов. Эта сеть познавательного контроля позволяет нам сдерживать действие, которое может обеспечить краткосрочную награду, если это мешает долгосрочной цели. Сеть растет очень медленно в течение первых 25 лет жизни. В результате он плохо работает в детстве, лучше в подростковом возрасте и даже лучше у взрослых.
Кейси смог наблюдать за деятельностью сети когнитивного контроля. Она и ее коллеги проанализировали сканирование мозга добровольцев, в то время как они держались от удара ключа, который они не должны были ударить. В те моменты, часть сети когнитивного контроля, называемая нижняя лобная извилина, был более активным, чем в другие времена. Когда ученые сравнили реакцию сети когнитивного контроля у людей разного возраста, они обнаружили поразительную картину. У детей сеть была самой активной, у подростков активность была ниже, а у взрослых она была еще ниже. Кейси предлагает, чтобы по мере развития сети когнитивного контроля она стала более эффективной. Результат заключается в том, что с возрастом нам нужно меньше усилий удерживать себя.
Проблема с подростками, подозревает Кейси, заключается в том, что они попадают в неврологический разрыв. Порыв гормонов в период полового созревания помогает управлять сетью наградной системы до зрелости, но эти гормоны ничего не делают, чтобы ускорить сеть когнитивного контроля. Вместо этого когнитивный контроль медленно развивается через детство, юность и раннюю взрослую жизнь. До тех пор, пока он не настигнет, подростки застряли с сильными ответами на вознаграждения без значительного компенсирующего ответа на связанные риски.
С точки зрения эволюции, смельчаки подражания подросткам могут быть полезными, отмечает Кейси. Когда молодое млекопитающее становится половозрелым, ему нужно покинуть своих родителей и вычеркнуть его самостоятельно. Он должен найти свой запас пищи и установить свое место в мире взрослых. У некоторых видов млекопитающих подростковый возраст - это время, когда люди оставляют одну группу и находят новую. В других - это время искать сексуальных партнеров.
Система вознаграждения подросткового мозга может сделать подростков более склонными противостоять рискам, связанным с этим пугающим новым этапом жизни. Но с доступом к современным опасностям, таким как незаконные наркотики и быстрые автомобили, человеческие риски увеличились. Эволюция не работает достаточно быстро, чтобы реагировать на такие факторы.
Усиленные реакции мозга также могут открыть путь для психологических проблем. Из-за опыта, окружающей среды или генов некоторые подростки могут обладать относительно низким уровнем когнитивного контроля, что делает их особенно уязвимыми для неврологических сигналов страха, предлагает Кейси. Если сигналы не контролируются, они могут привести к тревоге, депрессии или другим расстройствам, таким как зависимость. И даже хорошо настроенные подростки могут быть загрунтованы, чтобы выбрать сердце над головой - или, может быть, теперь мы должны сказать, вентральный стриатум над нижней лобной извилиной.
Фронтостральный созревание прогнозирует когнитивный контроль в случае неудачных аппетитных симптомов у подростков.
J Cogn Neurosci. 2010 Sep 1.
Сомервилл ЛХ, Харе Т, Кейси БД.
Медицинский колледж Weill Cornell, Нью-Йорк.
Абстрактные
Принятие риска подростками - это проблема общественного здравоохранения, которая увеличивает вероятность плохих результатов в жизни. Считается, что одним из факторов, влияющих на склонность подростков к риску, является повышенная чувствительность к сигналам аппетита по сравнению с незрелой способностью осуществлять достаточный когнитивный контроль. Мы проверили эту гипотезу, охарактеризовав взаимодействия между вентральным полосатым телом, дорсальным полосатым телом и префронтальной кортикальной областью с различной аппетитной нагрузкой с помощью сканирования фМРТ. Дети, подростки и взрослые участники выполняли задание «годен / не годен» с аппетитом (счастливые лица) и нейтральными сигналами (спокойные лица). Контроль импульсов на нейтральные сигналы показал линейное улучшение с возрастом, тогда как подростки показали нелинейное снижение контроля импульсов на сигналы аппетита. Это снижение производительности у подростков сопровождалось повышенной активностью вентрального полосатого тела. Рекрутмент префронтальной коры коррелировал с общей точностью и демонстрировал линейную реакцию с возрастом для непроходных и непроходных испытаний. Анализ связности выявил вентральную лобно-стриатную цепь, включая нижнюю лобную извилину и дорсальное полосатое тело во время испытаний «не годен» против «годен». Изучение набора с точки зрения развития показало, что у подростков была более высокая степень коактивации вентрально-дорсального полосатого тела между субъектами по сравнению с детьми и взрослыми в испытаниях «счастливый отказ» по сравнению с испытаниями «вперед». Эти данные предполагают преувеличенное вентральное полосатое представление сигналов аппетита у подростков по сравнению с промежуточной реакцией когнитивного контроля. Данные о связности и коактивности подтверждают, что эти системы взаимодействуют на уровне дорсального полосатого тела по-разному в процессе развития. Предвзятая реакция в этой системе - один из возможных механизмов, лежащих в основе повышенного риска в подростковом возрасте.
;