Delikátna rovnováha: riziká, odmeny a dospievajúci mozog (2012)

By Carl Sherman

STRUČNÝ PAPIER

Ann Whitman
(212) 223-4040
[chránené e-mailom]

Medzi mladistvými je hlavnou príčinou úmrtia neúmyselné zranenie (najmä nehody na motorových vozidlách)1a nadmerné pitie, nechránený sex a rozličné nešťastia zanechávajú v ich stope stopy zmätku. Prečo sú inak šikovní, zdatní mladí ľudia notoricky náchylní k nerozumným činom, ktoré ohrozujú zdravie ich a iných? Táto otázka sa týkala širokého spektra výskumu, z ktorého sa začína objavovať čoraz zložitejší obraz.

Okrem porozumenia biologickým a environmentálnym interakciám, ktoré všeobecne charakterizujú vývoj mozgu u dospievajúcich, vedci škádľujú aj podrobnosti za jednotlivými rozdielmi: prečo iba niektorí tínedžeri podstupujú riziká, len niekedy. Ich odpovede by mohli viesť k stratégiám, ktoré tlmia túto životne dôležitú a zraniteľnú fázu vývoja pred vážnym poškodením.

Otázka pripojenia

"Pred desiatimi rokmi ste čítali články, ktoré naznačujú, že dospievajúci sa zapájajú do vysoko rizikového správania, pretože prefrontálny kortex [kľúčová oblasť mozgu na posúdenie a sebaovládanie] nebol úplne rozvinutý,“Hovorí BJ Casey, Ph.D., riaditeľ Sacklerovho inštitútu pre vývojovú psychobiológiu na Weill Medical College v Cornell University a člen Dana Alliance for Brain Initiatives. "Ale táto oblasť je ešte menej rozvinutá u detí, ktoré sa nezaoberajú takýmto správaním. Teraz si myslíme viac, pokiaľ ide o nervové obvody; ako sa regióny mozgu navzájom rozprávajú. “

Nedávny výskum v laboratóriu Caseyho a inde začal rozprávať príbeh, v ktorom nám vývoj fyzických a funkčných spojení v mozgu môže pomôcť pochopiť nebezpečenstvo na ceste od dospievania do dospelosti.

„Prišli sme s modelom nerovnováhy v rámci rozšíreného okruhu: aktivujú sa rôzne regióny a ten, ktorý kričí najhlasnejšie výhry,“Hovorí Casey. Prominentné v rámci tohto rozhodovacieho obvodu sú podľa jej názoru emocionálne reaktívne ventrálne striatum / nucleus accumbens, ktoré reaguje na odmenu a predvídanie odmeny a kortikálne oblasti, ktoré inhibujú impulzy a regulujú správanie.

Systém odmien, ako ukázali Casey a iní, dosahuje zrelosť dospievaním a v skutočnosti sa zdá byť v tomto období vysoko reaktívny. "Je to naozaj búchanie preč, zatiaľ čo prefrontálna kôra nie je úplne úplne vyvinutý," hovorí. Problémy vznikajú predovšetkým v emocionálne nabitých situáciách. „Adolescenti sú schopní robiť racionálne rozhodnutia ... majú len väčšie ťažkosti v horúčave tohto momentu.“ Zmerané zhodnotenie závažných dlhodobých následkov nie je zhodné pre okamžité uspokojenie sľubované rýchlou jazdou, ťažkým pitím alebo nechráneným sexom, keď je mozog v tomto režime, navrhuje.2

Beatriz Luna, Ph.D., profesorka psychiatrie a riaditeľka laboratória neurokognitívneho vývoja na University of Pittsburgh, súhlasí s tým, že kortikálny mozgový aparát, ktorý je potrebný na reguláciu správania na úrovni dospelých, prichádza v priebehu dospievania viac-menej on-line , ale „je to trochu krehké a netestované a môže byť zdaňované inými požiadavkami“.

Jej výskum naznačuje, že to, čo oddeľuje dospievajúcich od dospelých, je sila spojení, štruktúrnych a funkčných, medzi časťami mozgu, ktoré robia integrovanú aktivitu účinnou a spoľahlivou.. "Je to schopnosť prefrontálneho kortexu zapájať sa do sietí s regiónmi v celom mozgu, ktoré mu umožňujú podporovať komplexné procesy, ktoré potrebujeme na inhibíciu a emocionálne a sociálne spracovanie, “\ t Luna hovorí.

Ona a jej kolegovia analyzovali fMRI dáta, aby určili efektívnu konektivitu - stupeň, do ktorého sa oblasti mozgu vypaľujú pri plnení úlohy, a smer kontroly: ktorý región reguluje druhú. Veľa ich výskumu použilo elegantne jednoduchý test schopnosti inhibovať reakciu. Keď sa na obrazovke objavil záblesk svetla, účastníci boli poučení, aby sa pozerali opačným smerom, než aby sledovali reflexnú tendenciu pozerať sa smerom k nemu.

Deti sa hrali oveľa horšie ako dospelí, medzi nimi dospievajúci. Údaje fMRI ukázali zodpovedajúce zvýšenie, s vekom, v miere, v akej frontálne oblasti a nižšie senzorimotorické oblasti mozgu pracovali v synchronizácii na vykonanie úlohy. A čo viac, konverzácia medzi oblasťami mozgu bola zjavne „zhora nadol“ - zlepšená schopnosť inhibovať reakciu odrážala väčšiu silu v signáloch, ktoré umožnili vyššiemu mozgu riadiť správanie.3

„Pri pohľade na svetlo nie je to isté ako riskovanie v reálnom svete,“ hovorí Luna. „Ale ak tento jednoduchý systém nie je na mieste - kontrola zhora nadol, ktorá umožňuje povedať:„ Chcem to urobiť, ale neurobím to “- viete si predstaviť, ako zložitejšie správanie je hendikepované. "

Aspoň časť vysvetlenia pre menej účinnú kontrolu zhora nadol u dospievajúcich ako dospelých je anatomická. Keďže neuróny vyvíjajú izolačný plášť myelinizácie (odráža sa v relatívnom náraste bielej hmoty), prenášajú správy rýchlejšie a efektívnejšie a je dobre známe, že objem bielej hmoty v mozgu stúpa z dospievania do dospelosti.4 Výskumní pracovníci v Lunovom laboratóriu ukázali, že veľká časť tohto vývoja sa odohráva v traktoch spájajúcich frontálne a subkortikálne mozgové oblasti - rovnaké okruhy zapojené do inhibičnej kontroly.5

Kto riskuje Kedy

„Počas dospievania dochádza k mnohým rizikám, ale nie všetci dospievajúci sú rizikoví,“ poznamenáva Adriana Galvan, Ph.D., riaditeľka GalvanLab for Developmental Neuroscience na UCLA. "Je dôležité, aby sme nehrali všetkých tínedžerov."

Kým doktorand v laboratóriu BJ Caseyho, Galvan bol súčasťou tímu, ktorý analyzoval detskú, adolescentnú a dospelú mozgovú aktivitu a sklon k riziku. „Ale keď sme sa pozreli na dáta, v skupinách bolo veľa variability. Ľudia, ktorí uviedli viac rizikového správania - v každom veku -ukázali neurobiologickú koreláciu v odozve. “Najmä aktivita nucleus accumbens - frontálna kortexová aktivita vzrástla viac, počas hry, ktorá vyhrala peniaze, v mladistvých, ktorí povedali, že sa s väčšou pravdepodobnosťou zapojili do rizikového sexu, ťažkého pitia, športu s vysokým dopadom a podobne. 

Galvan teraz skúma, ako môžu jednotlivé rozdiely hrať v reálnom svete. Existuje množstvo dôkazov, že stres môže narušiť rozhodovanie vo všeobecnosti a najmä u adolescentov zvýšiť tendenciu k riskovaniu. „Ale existujú veľké individuálne rozdiely v stresovej odozve a vnímaní,“ hovorí.

Prebiehajúca štúdia, ktorá sleduje úroveň denného stresu, hovorí Galvan, potvrdzuje, že skóre adolescentov na cvičení s rizikom sa zvyšuje v dňoch s vysokým stresom.7 Ale predbežné zistenia fMRI naznačujú, že aj tu nie sú všetci dospievajúci rovní: riskovanie sa zvyšuje len v tých, ktorí vykazujú najviac aktivácie v limbickom systéme regulujúcom emócie v takýchto dňoch.

V rozpracovaní zložitosti riskovania, Laurence Steinberg, Ph.D., profesor psychológie na Univerzite v Temple, sa bližšie pozrel na ďalší faktor dobre uznávaného významu v mladistvom živote: vzájomný vplyv.

V jednej sérii experimentov, dospievajúci a dospelí vykonávali podobne v simulovanom vodičskom cvičení. Keď dospievajúci absolvovali test v prítomnosti dvoch priateľov, riskovanie a jeho následky - bežali viac svetiel a mali viac nárazov - dramaticky vzrástli, zatiaľ čo výkon dospelých nebol ovplyvnený.

Rozdiel podľa údajov FMRI zozbieraných počas jazdy, wako ešte raz v oblastiach mozgu spojených s odmenou - v mladistvom veku, ale nie v dospelom veku, sa jadro accumbens-prefrontálny kortexový obvod stal výrazne aktivovanejším v prítomnosti rovesníkov.8 

„Dúfame, že rodičia a dospievajúci sami z niektorých z týchto prác uznajú, že musia brať do úvahy skutočnosť, že dospievajúci úsudok nie je rovnaký, keď sú so svojimi priateľmi, že robia riskantnejšie veci,“ hovorí Steinberg.

Ak prítomnosť vrstovníkov zvyšuje riziko, že dospievajúci zvýšia riziko odmeňovania, ten istý okruh môže byť potenciálne zaradený do obrubník rizikové tendencie. Štúdia v laboratóriu Beatriz Luny zistila, že peňažné stimuly zvyšujú výkonnosť pri náročnej úlohe inhibície pohybu očí pre adolescentov (ale nie dospelých). Nielenže sa aktivita zvýšila v okruhu odmeňovania, ale aj v mozgových oblastiach, ktoré regulujú pohyb očí sám.9

"Bolo to, ako keby dospievajúci mozog hovoril, „keďže je odmena, poďme na plný plyn,“ hovorí Luna. „Čo je to motivácia, je zvýšiť schopnosť mozgu robiť všetko, čo potrebuje, aby získala odmenu… tu to znamená čerpanie inhibičnej kontroly."

Zážitky Záležitosti

Všeobecnejšie povedané, adaptabilita je novovznikajúcou témou v štúdii rizika užívania adolescentov. "Nie je správne, ak sa príbeh dostane tak, akoby to bol nejaký biologicky riadený proces zrenia, ktorý nie je ovplyvnený kontextom a prostredím," hovorí Steinberg. „Vieme, že na tom záleží, čo práve začíname študovať ako pole, je to, ako sa hrá v mozgu.“

Skúma, či nebezpečenstvo vzájomného vplyvu môže byť znížené školením jednotlivcov spôsobom, ktorý sa prejavuje zlepšením kognitívnej kontroly. "Budeme sa pozerať na vzorce mozgovej aktivity v prítomnosti rovesníkov medzi tými, ktorí majú a nemali tréning," hovorí.

Pre člena Dana Alliance Abigail Baird, Ph.D., profesor psychológie na Vassar College, by sa nemala podceňovať úloha skúseností vo veľmi širokom zmysle - kultúra - v adolescentnom správaní. Popísala adolescenciu ako „sociálne a emocionálne vyjadrenie biologickej udalosti známej ako puberta“.10

„V ľudskom správaní nie je nič, čo je jednoducho biologické alebo environmentálne,“ hovorí Baird. Na pochopenie riskovania mladistvých si myslí, že si vyžaduje oboje.

V jednom experimente porovnala mozgovú aktivitu u dospelých a adolescentov, keď požiadala, aby zhodnotili, či rôzne scenáre boli dobrý alebo zlý nápad. Obe skupiny múdro odmietli také pojmy ako „plávanie so žralokami“, „hryzenie žiarovky“ alebo „skákanie zo strechy“ - aj keď dospelí tak výrazne rýchlejšie. Rozdiel bol v psychických procesoch, ktoré zjavne zahŕňali: dospelí vykazovali väčšiu aktiváciu v zrakovej kôre a v izolácii (oblasť mozgu, ktorá premieňa myšlienky na viscerálne pocity), zatiaľ čo prefrontálny kortex pracoval tvrdšie v mladistvom veku. Jednoducho povedané, dospelí si mohli predstaviť vyhliadky a okamžite odpovedať, zatiaľ čo dospievajúci to museli prekonať, Baird to navrhuje.11 

„Myslím si, že sa stáva, že dospievajúci jednoducho nemali dostatok skúseností na to, aby vyvinuli tento črevný systém, tie fyzické pocity správneho a nesprávneho, ktoré môžu dospelí používať pri rozhodovaní, o ktorých nemusia myslieť.“ kognícia, dodáva, prichádza k schopnosti zovšeobecniť z vlastnej skúsenosti a skúseností iných. Dospelý, ktorý si rozrezal ruku na pohári, by mohol byť schopný vizualizovať a fyzicky reagovať na myšlienku „hryzenia žiarovky“ spôsobom, ktorý tínedžer nedokáže.

Jej zistenia nie sú v rozpore s výskumom, ktorý zdôrazňuje úlohu silných hnacích síl smerom k odmeňovaniu pri riskovaní, hovorí. Pomalé tempo myslenia, v porovnaní s okamžitou odozvou, by mohlo ďalej znevýhodňovať kognitívnu kontrolu v konkurencii s emocionálnym potešením.

Ani jej nálezy neznamenajú niečo, čo chýba v dospievajúcom mozgu. Ústrednou úlohou tohto vývojového štádia je naučiť sa pravidlá života v dospelosti v určitej kultúre a „neskúsený adolescent je zdravý adolescent“, Baird hovorí. Niektoré riziká sú spojené s tínedžerským územím. „Trik spočíva v tom, že im pomôžu trénovať ich systém s informatívnym, nie smrteľným zážitkom… Jedným z mojich najväčších obáv je, že mnohí dospievajúci nedostávajú túto skúsenosť - že ľudia sa ich snažia príliš chrániť. Skôr by som radšej, keby dieťa vypadlo z bicykla, než by narazilo do auta. “

Dospievanie so sprievodnými nástrahami, ktoré poukazuje na to, trvá oveľa dlhšie v USA ako inde; tam sú niektoré kultúry, kde deti preberajú zodpovednosť za dospelých v čase, keď sú 14 alebo 15. Vyzerajú a pôsobia ich mozgy viac ako dospelí ako Američania rovnakého veku, najmä v situáciách, keď riskujú? „Dal by som pre túto informáciu ľavú ruku,“ hovorí Baird.

Vydané October 2012

­­­­1 Americké ministerstvo zdravotníctva a sociálnych služieb, Správa zdravotníckych zdrojov a služieb, Úrad pre matku a dieťa. Dieťa zdravie USA 2011. Rockville, Maryland: Americké ministerstvo zdravotníctva a sociálnych služieb, 2011: http://mchb.hrsa.gov/chusa11/hstat/hsa/pages/229am.html  

2Casey, BJ a kol. Brzdenie a zrýchlenie adolescentného mozgu. J Res Adolesc, 2011 March 1; 21 (1): 21 – 33.

3Hwang K, Velanova K, & Luna, B. Posilnenie sietí frontálnej kognitívnej kontroly zhora nadol, ktoré sú základom vývoja inhibičnej kontroly: štúdia efektívnej zobrazovania funkčnou magnetickou rezonanciou. J. Neuroscience, 17 November, 2010; 30 (46): 15535-15545.

4 Giedd, JN. Teen mozgu: pripravení učiť sa, pripravení riskovať. mozog 26 2009 februára: http://www.dana.org/news/cerebrum/detail.aspx?id=19620 

5 Asato MR a kol. Vývoj bielej hmoty v dospievaní: Štúdia DTI. Mozgová kôra September 2010; 20: 2122–2131

6 Galvan, A et al. Riziko a dospievajúci mozog: kto je v ohrození? Vývojová veda 10: 2 (2007), pp F8 – F14

7Galván A & McGlennen KM. Denný stres zvyšuje riskantné rozhodovanie u dospievajúcich: predbežná štúdia. Dev Psychobiol, 2012 máj; 54 (4): 433-40.

8Chein, J. a kol. Peers zvyšujú riziko rizikového adolescenta zvýšením aktivity v obvode odmeňovania mozgu. Vývojová veda 14 (2011): F1 – F10.

9Geier CF. et al. Neistoty v spracovaní odmien a ich vplyv na inhibičnú kontrolu v adolescencii. Cereb Cortex, 2010 júl; 20 (7): 1613-29.

10Baird, AA, Silver, SH (2011) Teen Druh: Prečo rodové záležitosti. (v tlači) Mercer Law Review 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, a kol., „Čo ste si mysleli?“ Neurálny podpis spojený s uvažovaním v dospievaní. Prezentácia plagátu: 12th každoročné stretnutie kognitívnej neurovedeckej spoločnosti 2005: http://faculty.vassar.edu/abbaird//research/presentations/pdfs/CNS_05_ab.pdf