Adolescentný vývoj odmeňovacieho systému (2010)

Predné Hum Neurosci. 2010; 4: 6.

Publikované online 2010 Február 12. Prepublished online 2009 September 3. doi:  10.3389 / neuro.09.006.2010
PMCID: PMC2826184
Tento článok bol citované iné články v PMC.

abstraktné

Dospievanie je vývojové obdobie, ktoré sa vyznačuje zvýšeným správaním, ktoré hľadá odmenu. janvestigators používali funkčné zobrazovanie magnetickou rezonanciou (fMRI) v spojení s paradigmami odmeňovania na testovanie dvoch protichodných hypotéz o adolescentných vývojových zmenách v striatum, regióne, ktorý sa zúčastňuje spracovania odmien. Jedna hypotéza predpokladá, že striatum je relatívne hypo-responzívne na odmeny počas dospievania, takže na dosiahnutie rovnakej aktivácie ako dospelí je potrebné zvýšené správanie pri hľadaní odmeny. Ďalší pohľad naznačuje, že v období dospievania je striatálny systém odmeňovania hyper-responzívny, čo následne vedie k väčšej odmene. Kým dôkazy pre obidve hypotézy boli hlásené, toto pole sa vo všeobecnosti zhodovalo na tejto druhej hypotéze na základe presvedčivých dôkazov. V tomto prehľade opisujem dôkazy, ktoré podporujú tento pojem, špekulujú o rozdielnych zisteniach fMRI a uzatvárajú s budúcimi oblasťami skúmania tejto fascinujúcej otázky.

Kľúčové slová: dospievanie, vývoj mozgu, striatum, odmena

úvod

Dospievanie je vývojové obdobie, ktoré sa vyznačuje zvýšeným správaním, ktoré hľadá odmenu. Toto anekdotické a empirické pozorovanie motivovalo oblasť vývojových kognitívnych neurovied k identifikácii nervových substrátov tohto fenoménu. Ako rozsiahla práca na zvieratách a ľuďoch identifikovala striatum bohaté na dopamín ako sídlo citlivosti na odmenu v mozgu (napr. Schultz, 1998; Montague a kol., 2004), tento región bol stredobodom intenzívnej štúdie v adolescentnej odmene literatúry a je stredobodom tejto revízie. Zistenia o iných oblastiach (napr. Orbitofrontálnej kôre), ktoré tiež dostávajú bohatú dopamínovú inerváciu a ktoré sa podieľajú na odmeňovaní citlivosti, sa tu nehovoria. Zatiaľ čo sa štúdie doposiaľ zhodujú na tom, že striatum je nervová oblasť, ktorá najviac reaguje na odmeňovanie naprieč vývojom, od detí až po dospelých, relatívna angažovanosť tohto nervového systému počas dospievania je témou diskusie. V tomto prehľade začínam stručným zhodnotením poznatkov z literatúry o zvieratách týkajúcej sa vývoja striatalu súvisiaceho s odmenou. Nasledujúca časť skúma vývojové neuroimagingové zistenia a načrtáva možné vysvetlenia a špekulácie o rozdieloch medzi jednotlivými štúdiami. Na záver chcem povedať, že na záver upozorňujem na varovania a budúce smery tejto podmanivej oblasti výskumu.

Teórie odmeňovaného správania v adolescencii

Tvrdiť, že dramatické zmeny správania sa vyskytujú počas dospievania, je podcenenie (Dahl, 2004; Steinberg, 2005; Somerville a kol., 2009). Oblasť vo všeobecnosti predpokladá a súhlasila s názorom, že tieto zmeny správania sú vo veľkej miere poháňané odmenami, vrátane peňažných, nových a sociálnych odmien, a predĺžením, dopamínovým systémom citlivým na odmenu. Menej je pochopiteľné ako zmeny systému odmeňovania naprieč vývojom s cieľom podporiť správanie založené na odmeňovaní adolescenti často vystavujú.

Existujú dve základné teórie o správaní odmeňovania adolescentov, ktoré sa sústreďujú okolo dvoch protichodných možností: je systém striatalu hypo- alebo hyper-citlivý na odmeny počas dospievania? Niektorí teoretici navrhli, aby adolescentné odmeňovanie a riskovanie mohli vyplynúť z relatívneho deficitu aktivity motivačných obvodov (Blum et al., 1996, 2000; Bjork a kol., 2004) tak, aby boli na dosiahnutie rovnakej aktivácie ako dospelí potrebné intenzívnejšie alebo častejšie stimulačné podnety. Tento pohľad je pravdepodobne rozšírením teórie adolescentnej anhedónie, čo je neschopnosť cítiť potešenie (Larson a Asmussen, 1991). Podpora tejto teórie pochádza z údajov, ktoré ukazujú rozdiely medzi adolescentmi a inými vekovými skupinami vo vnímaní rozkoše. Napríklad adolescenti u ľudí vykazujú zvýšenie negatívneho vplyvu a depresívnej nálady v porovnaní so staršími a mladšími dospelými (Rutter et al., 1976; Larson a Asmussen, 1991) a takisto sa zdá, že zažívajú rovnaké pozitívne situácie ako menej príjemné ako dospelí (na základe vlastných správ) (Watson a Clark, 1984). Adolescenti tiež považujú sladkosť (cukor) za menej príjemnú ako deti (DeGraff a Zandstra, 1999). Na základe týchto údajov niektorí špekulujú, že adolescenti môžu vo všeobecnosti dosiahnuť menej pozitívne pocity z odmeňovania podnetov, čo ich vedie k tomu, aby si zobrali nové apetítne posilňovače prostredníctvom zvyšovania odmeny, ktorá zvyšuje aktivitu v oblasti spojenej s dopamínom (Spear, 2000). Protichodná teória postuluje, že disproporcionálne zvýšená aktivácia ventrálneho dopamínového okruhu ventriálneho striatalu (to znamená zvýšenie dopaminergného uvoľňovania v reakcii na odmeňovanie udalostí v období dospievania) je základom správania súvisiaceho s odmenou adolescentov (Chambers a kol., 2003). Tento názor vychádza z rozsiahlej práce na dopamíne a jeho hlavnej úlohe pri prekladaní kódovaných motivačných jednotiek do činnosti (Panksepp, 1998). Táto teória predpokladá, že správanie adolescentov je riadené apetitívnymi systémami, ktoré súvisia s odmenou. Na základe väčšiny práce, ktorá bola preskúmaná nižšie, sa táto oblasť vo všeobecnosti zhodovala na tejto druhej teórii; to znamená, že dospievajúci sú sčasti motivovaní k tomu, aby sa zapojili do správania s vysokou odmenou kvôli vývojovým zmenám v striate, ktoré prepožičiavajú precitlivenosť na odmenu. (napr. Ernst et al., 2009). Hodnotia sa však aj údaje na podporu hypotézy hypo-responzívnosti.

Vývoj striatálneho dopamínu

Vyšetrenia u ľudí môžu skúmať in vivo striatálny vývoj na úrovni systémov pomocou neuroimagingových metód. Toto metodologické obmedzenie vylučuje presnú identifikáciu toho, ako sa dopamínový systém mení vývojovo na nervovej úrovni. Spojenie medzi striatálnou odozvou na odmenu je len indexom predpokladanej aktivity dopamínu. Tieto predpoklady sú založené na postrehoch získaných zo zvieracích modelov striatálnych obvodov a dopamínového systému (napr. Berridge a Robinson, 1998). Ako také sú tu stručne preskúmané.

Dostupné dôkazy svedčia o tom, že v systéme dopamínu dochádza k výrazným zmenám naprieč vývojom a najmä počas dospievania. Hladiny dopamínu sa zvyšujú v striate počas dospievania (Teicher a kol., 1993; Andersen a kol., 1997). Iné správy však ukázali, že mladé dospievajúce potkany tiež vykazujú nižšie odhady syntézy dopamínu v nucleus accumbens (NAcc) v porovnaní so staršími adolescentnými zvieratami a nižšou mierou obratu NAcc dopamínu v porovnaní s dospelými. Stamford (1989) práca ukázala zjavné rozlíšenie týchto odlišných výsledkov prostredníctvom hlásenia zníženej bazálnej rýchlosti uvoľňovania dopamínu, ale väčšej zásoby dopamínu v periadolescente v porovnaní s dospelými potkanmi. (Stamford, 1989). jan dopaminergné neuróny u adolescentov napriek zníženému uvoľňovaniu dopamínu v bazálnych podmienkach (Stamford, 1989; Andersen a Gazzara, 1993), sú skutočne schopné uvoľňovať viac dopamínu, ak sú stimulované environmentálnymi a / alebo farmakologickými problémami (Laviola a kol., 2001). Bolanos a kol. (1998) ukázali, že striatálne rezy od dospievajúcich potkanov boli citlivejšie na inhibítory vychytávania dopamínu kokaín a nomifensín ako dospelí, čo je v protiklade so zníženou behaviorálnou reakciou na týchto agonistov dopamínu počas dospievania, ktoré tá istá skupina uviedla. spolu, tieto údaje naznačujú, že v období dospievania môžu výsledky odmeňovania viesť k väčšiemu uvoľňovaniu dopamínu v porovnaní s dospelými (Laviola a kol., 2003). Takže, ak skutočne ide o to, že dospievajúce zvieratá majú nižšie bazálne rýchlosti uvoľňovania dopamínu, potom možno dospievajúci spočiatku vyhľadávajú viac stimulácie (odmeny), ktorá zvýši uvoľňovanie dopamínu; po stimulácii však dospievajúci ukáže väčšie uvoľňovanie dopamínu, ktoré následne prispieva k posilneniu cyklu spätnej väzby, ktorý motivuje k ďalšiemu správaniu, ktoré hľadá odmenu.

Vývojová zmena receptorov dopamínu

Niekoľko správ zaznamenalo, že existuje nadprodukcia dopamínových receptorov, po ktorej nasleduje prerezávanie počas dospievania (Teicher a kol., 1995). Naviazanie Striatálneho a NAcc dopamínového receptora D1 a D2 vrcholy v adolescencii (P40) na úrovniach, ktoré sú približne o 30-45% väčšie ako v dospelosti (Teicher a kol., 1995; Tarazi a kol., 1998, 1999). Použitie autorádiografie u samcov a samíc potkanov, Andersen et al. (1997) tento sexuálny dimorfizmus ukázal, že dospievajúci muži majú vyššiu nadprodukciu (približne 4.6-krát) a elimináciu striatálneho D1 a D2 striatálne receptory ako dospievajúce ženy, Je zaujímavé, že tieto účinky nie sú sprostredkované nárastom gonádových hormónov (Andersen et al., 2002), ale majú zrejme funkčné dôsledky (Andersen a Teicher, \ t 1999), ktoré môžu zodpovedať správaniu. Podobný model sa pozoroval v prefrontálnom kortexe, aj keď s dlhšou dobou eliminácie (Andersen a Teicher, 2000). Konfokálna mikroskopia odhalila, že retrográdne sledované neuróny kortikálneho výstupu v prefrontálnom kortexe vyjadrujú vyššie hladiny D1 receptorov počas dospievania ako u starších alebo mladších hlodavcov (Brenhouse et al., 2008). Tieto nálezy hlodavcov sa zhodujú s ľudskou postmortálnou prácou, Seeman a kol. (1987) zaznamenali významné zmeny v populáciách dopamínových receptorov v ľudskom striate počas obdobia mladistvých až dospelých, pričom jedna tretina až jedna polovica alebo viac dopamínu D1-D a D2receptory prítomné v striate mláďat, ktoré sú stratené v dospelosti. Vývojové poklesy v D1 u iných boli hlásené aj receptory od detstva do dospelosti u ľudí (Palacios et al., 1988; Montague a kol., 1999). Tieto zistenia na zvieratách a postmortách spoločne naznačujú, že dopamínový systém v adolescencii môže predisponovať jednotlivcov v tejto vekovej skupine k väčšej citlivosti na odmenu. V nasledujúcich častiach opisujem neuroimagingové údaje, ktoré vychádzajú z týchto zistení a ukazujú podobné vývojové vzorce zmien na úrovni systémov.

Náhľady z Neuroimaging

Metódy magnetickej rezonancie (MRI) zaviedli novú sadu neinvazívnych nástrojov na zachytenie vývoja mozgu u ľudí. MRI je obzvlášť užitočná pri štúdiu detí a dospievajúcich, pretože poskytuje presné anatomické obrazy s vysokým rozlíšením bez použitia ionizujúceho žiarenia (Kennedy a kol., 2003). Hoci celková veľkosť mozgu je približne 90% z jeho dospelej veľkosti podľa veku 6 (Casey et al., 2005), podzložky sivej a bielej hmoty naďalej podliehajú zmenám počas dospievania (Giedd a kol., 1999; Sowell a kol., 2003; Gogtay a kol., 2004). konkrétne výrazné zníženie kortikálnej šedej hmoty o 12 rokov (Giedd a kol., 1999) nazvýšenie bielej hmoty mozgu v detstve a mladej dospelosti (Caviness et al., 1996). Nedávne údaje naznačujú, že objem šedej hmoty má invertovaný vzor tvaru U, s väčšou regionálnou variabilitou ako biela hmota (Sowell et al., 1999, 2003; Gogtay a kol., 2004). Dôležitým dôkazom je obzvlášť dôležitý prehľad o vývoji dopamínového systému ukazujú, že frontálne a striatálne oblasti bohaté na dopamín prechádzajú v období dospievania významnými zmenami v dozrievaní (Giedd a kol., 1996; Sowell a kol., 1999), s objemovým poklesom v oblastiach bazálnych ganglií (Giedd et al., 1996, 1999). Podobne ako nálezy hlodavcov, oblasti mozgu vykazujú pohlavný dimorfizmus naprieč regiónmi. Objemy kaudátu klesajú počas adolescentných rokov a sú relatívne väčšie u žien (Giedd, 2004). Na rozdiel od parietálnych, temporálnych a okcipitálnych lalokov sa objavujú veľké anatomické rozdiely medzi adolescentmi a dospelými v predných lalokoch av striate (Sowell et al., 1999), čo naznačuje, že tieto dve oblasti sú v dospievaní relatívne nezrelé v porovnaní s dospelosťou. Tieto zistenia ďalej naznačujú pokračujúcu plasticitu v týchto oblastiach, ktoré môžu sprostredkovať správanie súvisiace s dopamínom a učenie.

Funkčná MRI (fMRI) poskytuje meranie aktivácie mozgu, ktorá zachytáva zmeny v okysličovaní krvi v mozgu, o ktorých sa predpokladá, že odrážajú zmeny v nervovej aktivite (Bandettini a Ungerleider, 2001; Logothetis a kol., 2001). Na štúdium vývoja dopamínového systému u ľudí skúmali výskumníci neurologický vývoj v nervových oblastiach, o ktorých je známe, že sú bohaté na telieska a projekcie dopamínových buniek, hlavne stredného mozgu, striatálnych a prefrontálnych oblastí (Koob a Swerdlow, 1988). Keďže fMRI je jednoducho predpokladaný index neuronálnej aktivity, štúdie, ktoré využívajú tento nástroj, nemôžu definitívne uzavrieť zmeny v expresii a / alebo aktivite dopamínu. Použitím konvergujúcich metód a poznatkov zo zvieracích modelov však môže práca s ľuďmi začať ďalej skúmať vývoj obvodov bohatých na dopamín. Na to, počiatočné štúdie použili paradigmy odmeňovania ako spôsob, ako využiť túto sústavu obvodov, ktoré sú uvedené v správach pre dospelých ľudí a ukazujú silný účinok odmeny na vyvolanie striatálnej aktivity (napr. Knutson et al., 2001; Montague a Berns, 2002). Vývojové štúdie ukázali, že deti a dospievajúci skutočne prijímajú tie isté nervové obvody, ktoré dospelí robia, keď sú prezentovaní s peňažnými a nepeňažnými odmenami (napr. Bjork et al., 2004; Ernst a kol., 2005; Galván a kol., 2006; van Leijenhorst a kol., 2009). Avšak, ako adolescenti sa líšia od dospelých v náboroch neurónov bol predmetom diskusie v kognitívnej vývojovej neurovedeckej literatúre.

Rozdielne fMRI nálezy citlivosti na odmenu u adolescentov

Vývojové štúdie fMRI odmeňovania priniesli dva hlavné zistenia, ktoré priamo mapujú dve hypotézy uvedené vyššie. Prvý naznačuje, že dospievajúci, v porovnaní s dospelými, prejavujú menej angažovanosti ventrálneho striata v očakávaní odmeny (Bjork a kol., 2004). Bjork a jeho kolegovia porovnávali raného a stredného adolescenta so skupinou dospelých o úlohe menového stimulačného oneskorenia (MID), ktorá bola navrhnutá a bola široko používaná v dospelých vzorkách (napr. Knutson et al., 2001). V úlohe MID boli účastníci najprv prezentovaní jedným zo siedmich podnetov. Po meškaní boli vyzvaní, aby stlačili cieľ a nakoniec bola predložená spätná väzba, ktorá oznámi účastníkom, či počas skúšky vyhrali alebo stratili peniaze. Napriek podobnej behaviorálnej výkonnosti zistili autori významné rozdiely v nervových rozdieloch medzi vekovými skupinami, takže adolescenti vykazovali menšiu ventrálnu striatálnu aktiváciu v očakávaní odmeny v porovnaní s dospelými. V reakcii na spätnú väzbu neboli žiadne rozdiely v skupine. Bjork a kolegovia tieto údaje interpretovali ako podporu hypotézy, že adolescenti majú deficit ventrálnej striatálnej aktivácie. To znamená, že adolescenti sa zapájajú do extrémnych stimulov (napr. Rizikového správania) ako spôsob kompenzácie nízkej aktivity ventrálnej striatálnej aktivity. (Spear, 2000; Bjork a kol., 2004) '.

Hoci Bjork a jeho kolegovia v poslednej dobe replikovali tieto zistenia v dvojnásobnej veľkosti vzorky a pri použití zlepšenej pokrývky hlavy (Bjork et al., V príprave, osobná komunikácia), početné štúdie uvádzajú opačné výsledky (May a kol., 2004; Ernst a kol., 2005; Galván a kol., 2006; van Leijenhorst a kol., 2009). Tieto štúdie ukázali, že v porovnaní s inými vekovými skupinami, adolescenti vykazujú väčšiu odozvu na ventrálne striatum. Napríklad, v našej práci boli deti, dospievajúci a dospelí požiadaní, aby vykonali jednoduchú úlohu, ktorá by bola priaznivá pre mládež v skeneri, v ktorom boli dodané rôzne hodnoty odmien podľa správnych odpovedí (Galván et al., 2006). V pomere k deťom a dospelým, skupina adolescentov ukázala zvýšenú aktiváciu ventrálnej striatálnej aktivácie v očakávaní odmeny. V ďalšom príklade Ernst et al. (2005) použila pravdepodobnostnú úlohu peňažného odmeňovania, aby ukázala, že adolescenti pri víťazných skúškach prijímali podstatne vyššie aktivity v porovnaní s dospelými. Tieto zistenia priamo kontrastujú s Bjorkovým papierom a podporujú hypotézu, že disproporcionálne zvýšená aktivácia ventrálneho striatálneho motivačného obvodu charakterizuje adolescentný vývoj a správanie. (Chambers a kol., 2003). Nedávny dokument van Leijenhorst et al. (2009) podporuje aj hypercitlivé zobrazenie. Na rozdiel od väčšiny podobných prác používali paradigmu fMRI, ktorá nebola závislá od správania. To znamená, že účastníci pasívne vnímali stimuly, ktoré buď určite alebo neisto predpovedali následnú odmenu. Tento prístup je obzvlášť dôležitý, pretože predchádzajúce štúdie mohli byť ovplyvnené behaviorálnou zložkou úloh. Ich hlavným zistením je, že adolescenti vykazujú väčšiu odozvu na striatálnu aktiváciu ako deti alebo dospelí v reakcii na príjem odmien (van Leijenhorst et al., 2009), čo naznačuje, že aj keď odmena nie je podmienená správaním, a preto nie sú rozdiely v motivácii, dospievajúci vykazujú hyperaktívnu striatálnu odozvu na odmenu.

Tieto protichodné zistenia ďalej podporujú diskusiu o tom, ako sa dopamínový systém mení v období adolescencie a odráža zdanlivo kontrastné zistenia bazálneho a stimulovaného uvoľňovania dopamínu u hlodavcov. Vzhľadom na to, že existuje relatívne viac dôkazov na podporu tohto názoru, z nedávnych prieskumov na túto tému vyplýva, že oblasť sa zblížila k názoru, že v období dospievania je striatálny systém hypercitlivý na odmeny a stimuly. (Ernst et al., 2009; Somerville a kol., 2009). Je však dôležité zvážiť niektoré prijateľné vysvetlenia rôznych výsledkov.

Možné vysvetlenia nezrovnalostí

Existuje niekoľko možných vysvetlení výrazných rozdielov medzi štúdiami. stôl Table11 sumarizuje hlavné oblasti divergencie v najčastejšie citovaných článkoch na túto tému. Táto tabuľka nemá byť vyčerpávajúca a zahŕňa iba prácu vykonávanú v typicky sa rozvíjajúcej mládeži; údaje z klinických populácií nie sú diskutované. Po prvé, štúdie sa veľmi líšia vo vývojových fázach a veku účastníkov. Po druhé, štúdie sa líšia v porovnávacích skupinách. Napokon, rozdiely v dizajne úloh, analýze a východiskových podmienkach môžu viesť k významným rozdielom v interpretácii. V prípade potreby sú popísané návrhy a možné stratégie na minimalizáciu týchto metodických rozdielov v budúcej práci.

Tabuľka 1    

Vývojové štúdie fMRI odmeňovania.

Čo je adolescencia?

Významným problémom, ktorý je nedocenený naprieč a medzi štúdiami, je problém definovania adolescencie u ľudí. Adolescencia môže a je definovaná nespočetnými spôsobmi, vrátane veku, sexuálneho dozrievania, puberty, vzdelania, práva a / alebo finančnej nezávislosti, mnohými odborníkmi vrátane pedagógov, vedcov, tvorcov politiky a rodičov. Vzhľadom na zdanlivo nekonečné možné definície, dospievajúci výskumníci čelia skľučujúcej úlohe pri rozhodovaní, ktoré osoby zahrnúť do svojej „dospievajúcej“ vzorky. Niektorí vedci identifikovali adolescenciu ako „postupné obdobie prechodu z detstva do dospelosti (Spear, 2000; Dahl, 2004) '. Aj keď je táto široká definícia užitočná pri opise heterogénnych orgánov práce, ako v prehľadoch literatúry, nie je najvhodnejším spôsobom definovať vzorky účastníkov, ktoré sa majú zahrnúť do vývojových štúdií. Dôvod, prečo je to nevhodné pre empirickú prácu, je kvôli obrovskej heterogenite, ktorá charakterizuje dospievanie biologicky a sociálne.

Zatiaľ čo niektoré skupiny obmedzili zaradenie adolescentnej vzorky na študentov stredných škôl (Galván et al., 2006; Geier a kol., 2009) a jedna skupina zahŕňala vekovo obmedzenú adolescentnú skupinu, ktorá nepochybne zachytila ​​dospievanie (van Leijenhorst et al., 2009), vekové rozpätie adolescentnej skupiny v zostávajúcich štúdiách uvedených v tabuľke č. \ t Table11 sa značne líši. Napríklad Bjork et al. (2004), May a kol. (2004) a Ernst a kol. (2005) štúdie zahŕňali deti vo veku 12 (tieto štúdie zahŕňali aj mladšie deti vo veku 9) vo svojej „dospievajúcej“ vzorke. Kým 12-rok-starý môže byť považovaný za skorého adolescenta v niektorých akademických kruhoch, bolo by ťažké urobiť rovnaký nárok na 9-rok-starý. Okrem toho, aj keď môže byť 12-ročný považovaný za predčasného alebo pred dospievajúceho, tento jedinec je veľmi odlišným adolescentom, ako je ten, ktorý je vo veku 17, ktorý pravdepodobne má viac nezávislosti, má väčšiu pravdepodobnosť, že bude zamestnaný. v rizikovom a odmeňovacom správaní a má iné zhodnotenie peňazí (najčastejšie používaná odmena v týchto štúdiách). Je načase, aby pole stanovilo štandardy klasifikácie adolescentov; Toto je obzvlášť dôležité teraz, keď máme dôkazy, že vývojové zmeny sledujú nelineárny model v mnohých oblastiach mozgu, ktoré vrcholia v polovici dospievania (Shaw et al., 2008). Vyšetrovatelia by mali prinajmenšom vynaložiť viac úsilia, aby oznámili, ako boli definované vekové skupiny. Tieto definície môžu zahŕňať konkrétny vek, pubertu alebo rok v škole (napr. Len študenti stredných škôl). Pri získaní širokého vekového rozpätia je zvyčajne ideálnym štandardom vo vývojovej práci na preskúmanie zmeny vývojatento prístup je užitočný len vtedy, ak sa analýzy vykonávajú takým spôsobom, aby sa ocenilo vekové a vývojové kontinuum. To znamená, že široké vekové rozpätie, ktoré zahŕňa skorú, strednú a neskorú adolescenciu, je iba informatívne informatívne, ak je vek zahrnutý ako regresor na skúmanie individuálnej variability v celom vývoji. Namiesto toho všetky štúdie opísali vyššie uvedenú „adolescentnú“ vzorku a porovnali ju s porovnávacou skupinou bez toho, aby sa využila vývojová distribúcia. V čase, keď je štúdia zmenená na zhrnutie, všeobecné správy zanedbávajú výraznú variabilitu veku.

Porovnávacie skupiny

Identifikácia vhodnej porovnávacej skupiny pre adolescentov je takmer rovnako ťažká ako definovanie adolescencie. Táto identifikácia je náročná, pretože hranice medzi dieťaťom a adolescentom a dospievajúcimi a dospelými sú často kalné. Zatiaľ čo niektorí vyšetrovatelia klasifikovali 12-rok-starý ako dieťa (van Leijenhorst et al., 2009), iní by zahrnovali to isté dieťa v adolescentnej skupine (Bjork et al., 2004; May a kol., 2004; Ernst a kol., 2005). Podobne, väčšina neuroimagingových štúdií, vrátane vývojových štúdií a štúdií pre dospelých, zahŕňa 18 a 19-ročných ako dospelú skupinu. Táto prax sa pravdepodobne objavila z dvoch primárnych dôvodov: (1) v Spojených štátoch, ľudia vo veku 18 sú definovaní zákonom ako dospelí a vysokoškolskí študenti (2) sú jednoduchým predmetom pre účely náboru. Táto inklúzia pretrváva aj napriek tomu, že početné štúdie zdokumentovali zdĺhavý vývoj mozgu cez strednú až neskorú dvadsiatku (Giedd, 2004) a sporne zrelú dispozíciu jedincov v tomto neskorom adolescentnom veku. Ako také je celkom možné, že jedinci, ktorí sú vo veku iba niekoľko mesiacov (napr. 17-ročný a 18-starý), sú klasifikovaní ako adolescenti a dospelí (Geier et al., 2009), ktorá vyvoláva otázku, či porovnávacia skupina pre dospelých je skutočne presnou porovnávacou skupinou.

Návrh úlohy

Napriek tomu, že sa v podstate pýtame na tú istú otázku (aká je vývojová trajektória dopamínom bohatých striatálnych obvodov ako odozva na odmenu?), Žiadne dve experimentálne paradigmata tu opísané nie sú podobné, Zatiaľ čo niektoré sa zameriavali na veľkosť odmeny (Bjork et al., 2004; Galván a kol., 2006), iní pravdepodobnosť manipulovanej odmeny (May et al., 2004; van Leijenhorst a kol., 2009) alebo oboje (Ernst et al., 2005; Eshel a kol., 2007). Ďalej vo všetkých okrem jednej štúdie (van Leijenhorst et al., 2009), odmeny záviseli od behaviorálnej odozvy účastníkov vrátane reakčného času (napr. Bjork a kol., 2004) a presnosť odpovede (Ernst et al., 2005; Galván a kol., 2006; Eshel a kol., 2007). Vzhľadom na známe vývojové rozdiely v rýchlosti reakčného času a schopnosti presnosti, náročnosť úlohy mohla mať veľký vplyv na vzory neurálnej aktivácie.

Ďalší zrejmý rozdiel medzi štúdiami uvedenými v tabuľke č. \ T Table11 je široká škála použitých úloh a miera ich rozvoja. Voľba úlohy nie je triviálna otázka, pretože rozdiely v zapájaní a porozumení úloh môžu mať významný vplyv na nervovú aktiváciu. Zatiaľ čo niektoré štúdie navrhli úlohy s cieľom maximalizovať pravdepodobnosť, že vývojové populácie by ich zaujali (Galván a kol., 2006; van Leijenhorst a kol., 2009), napríklad pomocou stimulov podobných karikatúre a opisom úlohy ako videohry (napr. „vaším cieľom je pomôcť pirátovi v tejto videohre zarobiť čo najviac peňazí“), iní jednoducho implementovali úlohy, ktoré boli určené pre dospelých (napr. Bjork a kol., 2004; May a kol., 2004). Tento druhý prístup je problematický z niekoľkých dôvodov. Po prvé, používanie úloh fMRI určených pre dospelých sa vykonáva za predpokladu, že mládež nájde úlohy vhodné pre dospelých ako zapojenie dospelých. Po druhé, to tiež predpokladá, že deti a dospievajúci pochopia úlohy, ako aj dospelí. Po tretie, tento prístup môže byť nešťastnou ilustráciou širšej nedbanlivosti pri posudzovaní detí a adolescentov. Napríklad, ak vyšetrovatelia pohodlne využívajú úlohy, ktoré budú pravdepodobne nezaujímavé pre deti a dospievajúcich, možno by sa čudovalo, či vyšetrovatelia podobne zanedbali implementáciu špeciálnych detských postupov, ktoré by boli vhodné pre deti (napr. Zabezpečenie toho, aby dieťa bolo príjemné a aby skúsenosti boli také, zníženie úzkosti, ako je to možné), Aby sa zabezpečilo, že úlohy budú čo najprijateľnejšie pre mládež, niektoré návrhy zahŕňajú použitie kreslených alebo inak animovaných podnetov, čím sa zabezpečí správna doba odozvy pre deti (keďže nepreberné množstvo štúdií ukázalo, že deti majú dlhšiu reakčnú dobu ako dospelí). čo najjednoduchšie bez viacerých podmienok a pravidiel, ktoré dieťa potrebuje mať online. Napríklad, zatiaľ čo sedem prediktívnych podnetov môže byť rozumných pre dospelého, aby mal na pamäti úlohu MID (Knutson et al., 2001), adolescenti môžu tento problém považovať za náročnejší (Bjork et al., 2004) a následne sa menej angažujú v tejto úlohe. To by mohlo v konečnom dôsledku viesť k menšej neurálnej aktivácii v porovnaní s relatívne viac zapojenými dospelými.

Analýzy úloh

Ďalšia úvaha, ktorá takmer určite prispela k rozdielom vo výsledkoch, je fázou spracovania odmien, ktorá bola analyzovaná. Všetky tieto fMRI úlohy zahŕňali tri základné etapy: prezentácia cue, predvídanie odmeny po reakcii na správanie a spätná väzba. Zo skúmaných štúdií tri štúdie skúmali predpokladanie odmeny (Bjork a kol., 2004; Galván a kol., 2006; Eshel a kol., 2007), tri štúdie analyzovali reakcie na spätnú väzbu (Bjork et al., 2004; Ernst a kol., 2005; van Leijenhorst a kol., 2009) a jedna štúdia nerozlišovala medzi jednotlivými štádiami a namiesto toho analyzovala celú štúdiu (May et al., 2004). Ťažkosti pri analýze týchto rôznych štádií spracovania odmien spočívajú v tom, že časovo blízke udalosti (napr. Fáza cue a predvídania) sa ťažko analyzujú v analýzach fMRI. V praxi to znamená, že zatiaľ čo len jedna fáza bola zaujímavá, signál MR z ostatných stupňov sa mohol aktivovať. Inými slovami, zatiaľ čo výskumní pracovníci mali v úmysle preskúmať jeden aspekt úlohy, mohli merať (a podávať správy) ďalší aspekt úlohy. Bez prvotných údajov nie je možné, aby sme z dokumentov mohli zbierať, ak by tomu tak bolo. Táto možnosť môže vysvetliť rôzne výsledky, ktoré boli uvedené aj v prípade, keď bolo zameranie analýzy rovnaké. Napríklad, zatiaľ čo Bjork a kol. (2004) a Galván et al. (2006) obe skúmali fázu predvídania, ich údaje sú úplne opačné. Aj keď Ernst et al. (2005) a van Leijenhorst a kol. (2009) uvádzajú väčšiu ventrálnu striatálnu aktiváciu u adolescentov v porovnaní s dospelými v priebehu spätnej väzby, Bjork et al. (2004) sa nepodarilo zistiť žiadne aktivačné rozdiely medzi skupinami v žiadnom z kontrastov spätnej väzby.

Nedávna štúdia Geiera a kol. (2009) ilustruje, ako môžu adolescenti mať odlišné aktivačné profily počas rôznych fáz úlohy. Títo autori šikovne navrhli úlohu práve preto, aby mohli oddeliť jednotlivé fázy úlohy. Počas cue komponentu adolescenti v porovnaní s dospelými vykazovali zmiernenú odpoveď vo ventrálnom striate. Počas predvídania odmien však tí istí dospievajúci v porovnaní s dospelými vykazovali zvýšenú aktivitu v rovnakom regióne. Tieto údaje kolektívne naznačujú, že časovo odlišné aspekty úloh odmeňovania môžu priniesť výrazne odlišné výsledky a mali by sa starostlivo zvážiť pri rozsiahlych zovšeobecňovaní o striatum adolescentov a citlivosti na odmenu.

Základné otázky

Interpretácia funkčných zobrazovacích štúdií vývoja závisí od citlivosti a presnosti zobrazovacích metód používaných na detekciu týchto zmien (Kotsoni et al., 2006). Pretože signál závislý od hladiny kyslíka v krvi (BOLD) sa používa ako meradlo aktivity mozgu vo väčšine štúdií fMRI, rôzne premenné vrátane srdcovej frekvencie, variability srdcovej frekvencie a respirácie môžu ovplyvniť hemodynamickú odozvu. Napríklad srdcová frekvencia a frekvencia dýchania u detí sú takmer dvojnásobné ako u dospelých (Kotsoni et al., 2006). Tieto fyziologické rozdiely vo vývoji sú významným problémom v štúdiách vývoja neuroimagingu, pretože môžu zavádzať väčší hluk pri echo planárnom a špirálovom zobrazovaní v dôsledku pohybu pľúc a bránice (van de Moortele et al., 2002). Tieto vývojové rozdiely by sa preto mali brať do úvahy pri určovaní vhodnej základnej línie. Thomason a kol. (2005) skúmal, ako vývojové rozdiely v dýchaní ovplyvnili signál fMRI, zatiaľ čo účastníci dýchali normálne v skeneri bez toho, aby sa zapojili do úlohy. Zistili, že okrem väčšieho šumu v údajoch o deťoch tento hluk prispel k zvýšeniu „základnej“ aktivácie u detí v pomere k percentuálnej zmene signálu dospelých. Pretože pasívny odpočinok v skeneri (podobne ako pokyny, ktoré dostali Thomasonovi účastníci) sa bežne používa ako základná podmienka, pomocou ktorej sa porovnávajú všetky podmienky kognitívnych úloh, môžu mať tieto rozdiely významný a nepriaznivý vplyv na výsledky a interpretácie fMRI. Táto širšia diskusia o základných otázkach nie je nová, pretože Schlaggar a kol. (2002) už nastolili problém vhodných porovnávacích úloh. Či majú deti (a dospievajúci) zvýšený alebo znížený základný stav pokoja, ovplyvnia konečný výsledok a interpretáciu výsledkov, keď sa ich údaje porovnajú s údajmi dospelých, ak sa základný problém neberie do úvahy a kontroluje sa počas navrhovania úloh a analýzy údajov.

V tu popísaných štúdiách sa použili aspoň tri typy základných línií. Bjork a kol. (2004) definovala základnú líniu ako priemernú hodnotu signálu spriemerovanú v celom časovom rade. V Ernst et al. (2005), štúdie 18 (z 129) boli fixačné štúdie, ktoré slúžili ako východisková hodnota. To znamená, že všetky zaujímavé záujmy boli porovnávané s pokusmi, v ktorých sa predpokladalo, že účastník nerobil nič iné, než pozeral na fixačný kríž (pozri Thomason et al., 2005 vyššie, aby sme zistili, ako to môže byť problematické). Podobne Galván a kol. (2006) použil intertrial interval ako relatívnu základnú líniu, počas ktorej bol účastník prezentovaný fixačným krížom. Nakoniec van Leijenhorst a kol. (2009) a Geier a kol. (2009) nedefinovala implicitnú základnú líniu a namiesto toho vytvorila kontrastné obrazy medzi rôznymi typmi pokusov (napr. určité typy verzií oproti neistým skúšobným pokusom). Všetci autori mali pravdepodobne dobrý dôvod zvoliť si základnú líniu, ktorú vykonali, a na poli nie je štandardná základná línia, ale jasné rozdiely v základnej línii môžu mať dramatické účinky na konečné výsledky. Napríklad, ak adolescenti majú vyššiu (alebo nižšiu) základňu odpočinku ako dospelí, metóda odčítania (napr. Porovnanie kontrastov obrazu) použitá v analýzach fMRI môže viesť k nesprávnym interpretáciám.

Aj keď sa dohodnúť na štandardnej základnej úrovni nie je možné ani optimálne, keďže rozdiely v otázkach a experimentálnych úlohách si vyžadujú individuálne základné požiadavky, existujú spôsoby, ako zabezpečiť, aby zvolená základná línia v jednotlivých štúdiách bola porovnateľná medzi skupinami. Jedným zo spôsobov, ako obísť tieto inherentné vývojové rozdiely v pokojovom fMRI signále, je vytvoriť samostatné východiskové hodnoty pre každú skupinu a potom porovnať úlohy v rámci skupiny. Niekoľko neuroimagingových softvérových balíkov, ako napríklad FSL, umožňuje tento typ analýzy bez kompromisov v porovnaní štatistických skupín. Druhým spôsobom je najprv potvrdiť, že rozdiely v aktivácii signálu pre základný stav sa významne nelíšia medzi vekovými skupinami pred následnými porovnaniami kognitívnych úloh. Iným prístupom by bolo porovnanie mladých a dospelých, ktorí vykazujú podobné základné aktivačné vzorce. Tento prístup by bol podobný post hoc porovnávanie výkonnosti opísané vyššie pre údaje o správaní (Schlaggar et al., 2002).

Jednotlivé rozdiely v citlivosti odmien

Hoci doteraz prezentovaná práca naznačuje, že adolescencia je zvýšeným obdobím citlivosti na odmenu, nie všetci adolescenti sú žiadatelia o odmenu. Dôležitosť skúmania individuálnych rozdielov v správaní a nervovej aktivite bola hodnotená u dospelých vzoriek (napr. Tom a kol., 2007), ale menej práce sa vykonalo vo vývojových populáciách. Správanie zamerané na odmeňovanie a riskovanie (napr. Hazardné hry a užívanie nelegálnych drog) sa vyskytuje častejšie u jedincov s určitým správaním, ako je zvýšená novosť a hľadanie pocitu (Willis et al., 1994). Relevantné pre tento prehľad je, že predvídateľná aktivácia ventrálneho striata predpovedá riziká súvisiace s odmenami na úrovni individuálnych rozdielov (Montague a Berns, 2002; Matthews a kol., 2004; Kuhnen a Knutson, 2005). Napríklad jedinci, ktorí vykazujú väčšiu aktiváciu vo ventrálnom striatu pred výberom hazardných hier, majú s väčšou pravdepodobnosťou skôr riskantnú ako bezpečnú voľbu (Kuhnen a Knutson, 2005). Všeobecnejšie povedané, predchádzajúce štúdie dokumentovali výrazné individuálne rozdiely v účinnosti kognitívnej kontroly (Fan et al., 2002), ktorá je nevyhnutná pre samoreguláciu v situáciách, keď sa odmeňuje. V skutočnosti schopnosť nasmerovať pozornosť od odmeňovania podnetov počas oneskorenej úlohy potešenia u batoliat predpovedá kognitívnu kontrolu neskôr v živote (Eigsti et al., 2006). Tieto štúdie spoločne podčiarkujú dôležitosť zohľadnenia individuálnych rozdielov v skúsenostiach, správaní a nervovej aktivácii pri skúmaní komplexných operácií mozgového správania, ako je spracovanie odmien vo vývojových populáciách. V nedávnej štúdii (Galván et al., 2007), skúmali sme individuálne rozdiely, aby sme pomohli rozmotať zložitosti, ktoré sú základom zvýšenej zraniteľnosti niektorých jedincov voči správaniu založenému na odmeňovaní a negatívnym výsledkom, ako je závislosť. Náš prístup bol preskúmať súvislosť medzi aktivitou v nervových obvodoch súvisiacich s odmenou v očakávaní veľkej peňažnej odmeny s mierami osobnostného rázu podstupovania rizika a impulzivity v dospievaní. Skenovanie fMRI a anonymné hodnotiace škály sebahodnotenia rizikového správania, vnímania rizika a impulzivity boli získané u jednotlivcov vo veku od 7 do 29 rokov. Hlavným zistením bolo, že existuje pozitívna súvislosť medzi aktivitou NAcc a pravdepodobnosťou zapojenia sa do rizikového správania počas vývoja; to znamená, že jedinci, ktorí s najväčšou pravdepodobnosťou hlásia vyššiu frekvenciu rizikového správania v „skutočnom živote“, najímali ventrálne striatum najviac v laboratóriu. Tieto objavy naznačujú, že počas dospievania môžu byť niektorí jedinci náchylnejší na rizikové správanie v dôsledku vývojových zmien v regiónoch bohatých na dopamín v súlade s variabilitou predispozície daného jedinca na rizikové správanie. Tieto štúdie sú dobrým východiskovým bodom na preskúmanie úlohy jednotlivých rozdielov v citlivosti na odmenu. Budúca práca však bude musieť preskúmať aj neurálne koreláty odmeny, ktoré zahŕňajú pohlavie, vek, pubertálne štádium a etnické rozdiely.

Čo je odmeňovanie ľudského adolescenta?

Väčšina z vyššie uvedených štúdií použila peniaze ako sondu odmeňovania, pretože je to ľahká odmena za manipuláciu, vyvoláva silný nábor obvodov bohatých na dopamín a používa sa vo veľkom rozsahu v modeloch odmeňovania dospelých. Adolescenti sú však motivovaní viac než len peňažnými odmenami a štúdiami, ktoré využívajú sociálne, novátorské a primárne posilňujúce odmeny, ktoré tiež motivujú adolescentov, aby vrhli nové svetlo na systém odmien. Čo odmeňuje zmeny s rozvojom, takže to, čo dospievajúci považujú za výnimočne hodnotné, vo vzťahu k deťom a dospelým, môže informovať pole o základnom dopamínovom systéme. Napríklad, zatiaľ čo deti sú najviac odmeňované primárnymi posilňovačmi, ako je cukor, dospievajúci zistia, že vzájomné interakcie sú hodnotnejšie ako deti a dospelí (Csikszentmihalyi et al., 1977). Jedna štúdia ukázala zvýšený nábor ventrálneho striata na pasívne prezeranie obrazov spoločensky žiaducich, ale nie nežiaducich rovesníkov (Guyer et al., 2009). Bez primeranej manipulácie so spoločensky žiaducimi rovesníkmi ako odmeňujúcimi podnetmi, nie je možné vedieť, či dospievajúci skutočne považujú sociálne prospešných vrstovníkov za odmeňovanie viac ako iní, ale táto štúdia implikuje obvody bohaté na dopamín v citlivosti adolescentov na sociálne interakcie. Ako taký čo Odmeňovanie a kontext, v ktorom sú odmeny prezentované, sú dôležitými faktormi, ktoré je potrebné zvážiť pri porovnávaní motivácie, správania a základnej štruktúry odmeňovania u adolescentov v porovnaní s inými skupinami. Toto je obzvlášť dôležité pre dobre charakterizované správanie sa rizika u adolescentov (Steinberg, 2004). V porovnaní s dospelými alebo deťmi sú mladiství s väčšou pravdepodobnosťou zaradení rizika do kategórie „zábavy“ alebo odmeňovania (Maggs et al., 1995); To naznačuje, že v reakcii na riskantnú príležitosť môže byť u adolescentov väčšia pravdepodobnosť, že sa dopustia dopamínového systému ako iné vekové skupiny, čo môže prispieť k ich zvýšeným rizikovým tendenciám. Tento fenomén bol rozsiahle preskúmaný inde (napr. Steinberg, 2004; Ernst a Mueller, 2008; Somerville a kol., 2009).

Budúce oblasti vyšetrovania

Tento prehľad nezahŕňal rozsiahlu literatúru o hormonálnom vývoji, keďže súvisia so zmenami správania počas dospievania, pretože bol mnohokrát preskúmaný inde (Spear, 2000). Komplexné interakcie medzi dopamínovým systémom a zmenami hormónov počas dospievania však pravdepodobne prispievajú k vyjadrenému správaniu súvisiacemu s odmenou. V budúcich prácach, navrhovanie experimentov, ktoré môžu vyhodnotiť, ako je funkcia obvodov bohatých na dopamín sprostredkovaná zmenami hormónov, môže poskytnúť užitočný pohľad do tohto komplexného spojenia.

Ďalšie skúmanie toho, ako zmeny v spánkových modeloch ovplyvňujú nervovú funkciu počas dospievania, bude užitočnou oblasťou vyšetrovania. Montážne dôkazy naznačujú, že spánok je rozhodujúci pre funkciu a vývoj mozgu (Benca, 2004; Hagenauer a kol., 2009). Nedávne skúmanie tejto kritickej otázky poskytuje neoceniteľný prehľad o tom, ako by normálne sa vyskytujúce zmeny v spánkových modeloch mohli zhoršiť škodlivé adolescentné správanie (Dahl a Lewin, 2002; Holm a kol., 2009). Holm a kol. (2009) ukazujú, že zlá kvalita spánku a menej minút spánku boli spojené s tupou striatálnou aktivitou počas predvídania a výsledku odmeňovania (Holm et al., 2009). Tieto údaje poukazujú na dôležitosť zváženia kontextuálnych účinkov na citlivosť nervového systému súvisiacu s odmenou v rámci vývoja.

Rôzne správy zaznamenali sexuálny dimorfizmus vo vývoji dopamínového systému na zvieracích modeloch (Andersen et al., 1997) a štrukturálne MRI práce (Giedd et al., 2004). Táto oblasť výskumu však bola vo funkčných štúdiách MRI relatívne nedostatočne študovaná, pravdepodobne z dôvodu praktických obmedzení vyplývajúcich z relatívne obmedzených veľkostí vzoriek v týchto štúdiách. Tento účinok je kritickou oblasťou štúdia, pretože existujú výrazné rozdiely v pohlaví pri nástupe a udržiavaní niekoľkých porúch duševného zdravia, ktoré môžu súvisieť s aberantnou funkciou dopamínu (Paus et al., 2008).

Závery

Tento prehľad začal s nasledujúcou otázkou: je dopamínový systém hypo- alebo hyper-citlivý na odmeny počas dospievania? Vyšetrovania opísané v tomto prehľade poskytujú jednoznačný dôkaz, že systém odmeňovania prechádza v období dospievania rozsiahlymi zmenami. Ďalej ukazujú silnú podporu hypotéze, že dopamínový systém je hyper-responzívny alebo nadmerne angažovaný v reakcii na odmeny počas dospievania, Zatiaľ čo počiatočné neuroimagingové práce (Bjork et al., 2004) Zdalo sa, že poskytuje podporu pre hypo-citlivý systém odmien hypotézy, mnoho štúdií, pretože namiesto toho priniesli údaje, ktoré poskytujú podporu pre nadmerne odmeňovania systému v období dospievania. Zdá sa, že toto pole sa zbieha k tomuto poslednému záveru (Casey et al., 2008; Steinberg, 2008; Ernst a kol., 2009; Somerville a kol., 2009). Jemné nuansy v experimentálnej manipulácii, interpretácii a environmentálnom kontexte však majú významný vplyv na túto generalizáciu. Ako je najlepšie ilustrované v nedávnej práci Geiera a kol. (2009), rôzne aspekty odmeňovania sú paralelné s odlišnou neurálnou citlivosťou v adolescencii, takže počiatočná prezentácia podnetu predpovedajúceho odmenu nevedie k podobnej hyperaktivite ako očakávanie pripravovanej odmeny. V našej vlastnej práci ukázali ľudia adolescenti zvýšenú aktiváciu, v porovnaní s deťmi a dospelými, v NAcc bohatom na dopamín v reakcii na vysokú odmenu, ale ukázali zmenšený aktiváciu v tomto regióne v reakcii na nízku odmenu (Galván et al., 2006). To znamená, čo Odmeňovanie adolescentov ovplyvní obvody zapojené do odmeňovania a riskovania a pravdepodobne aj následné správanie. Hodnota odmeny nie je absolútna a odmeny sa namiesto toho oceňujú v kontexte iných dostupných odmien. Adolescenti môžu byť obzvlášť citliví na tieto meniace sa kontexty.

Stručne povedané, zatiaľ čo nie je pochýb o tom, že systém odmeňovania prechádza počas dospievania dramatickými vývojovými zmenami, tpresné vlastnosti týchto maturačných udalostí sa nedajú ľahko určiť a budú si vyžadovať ďalšie skúmanie, a to tak v literatúre o zvieratách, ako aj v ľudskej literatúre. Zakorenením výskumu dopamínového systému v nálezoch na zvieratách môžeme začať obmedzovať interpretácie údajov z ľudskej práce, lepšie pochopiť, čo sa presne mení v striatálnom dopamínovom systéme, ktorý predurčuje adolescentov k tomu, aby sa zapojili do správania s vysokou odmenou.

Vyhlásenie o konflikte záujmov

Autor deklaruje, že výskum sa uskutočňoval bez obchodných alebo finančných vzťahov, ktoré by sa mohli chápať ako potenciálny konflikt záujmov.

Poďakovanie

Autor berie na vedomie užitočné komentáre členov Galván Lab, dvoch anonymných recenzentov a predchádzajúcich diskusií s Bradom Schlaggarom o základných otázkach.

Referencie

  1. Andersen SL, Dumont NL, Teicher MH (1997). Vývojové rozdiely v inhibícii syntézy dopamínu pomocou 7-OH-DPAT. Naunyn Schmiedebergs Arch. Pharmacol. 356, 173 – 181.10.1007 / PL00005038 [PubMed] [Cross Ref]
  2. Andersen SL, Gazzara RA (1993). Ongeny apomorfínom indukovaných zmien v uvoľňovaní neostriatálneho dopamínu: účinky spontánneho uvoľňovania. J. Neurochem. 61, 2247 – 2255.10.1111 / j.1471-4159.1993.tb07466.x [PubMed] [Cross Ref]
  3. Andersen S. L, Teicher MH (1999). Cyklický adenozínmonofosfát (cAMP) sa dramaticky mení v periadolescencii a oblasti. Plagát prezentovaný na stretnutí Spoločnosti pre neurovedecké stretnutie, Miami Beach na Floride.
  4. Andersen S. L, Teicher MH (2000). Orezávanie dopamínových receptorov v prefrontálnej kôre počas periadolescentného obdobia u potkanov. Synapse 37, 167–169.10.1002 / 1098-2396 (200008) 37: 2 <167 :: AID-SYN11> 3.0.CO; 2-B [PubMed] [Cross Ref]
  5. Andersen SL, Thompson AP, Krenzel E., Teicher MH (2002). Pubertálne zmeny v gonádových hormónoch nepodliehajú adolescentnej nadmernej produkcii dopamínových receptorov. Psychoneuroendokrinológia 27, 683 – 691.10.1016 / S0306-4530 (01) 00069-5 [PubMed] [Cross Ref]
  6. Bandettini PA, Ungerleider LG (2001). Od neurónu po BOLD: nové spojenia. Nat. Neurosci. 412, 864 – 866.10.1038 / nn0901-864 [PubMed] [Cross Ref]
  7. Benca RM (2004). Regulácia spánku a vzrušenia: Úvod do časti VII. Ann. NY Acad. Sci. 1021, 260 – 261.10.1196 / annals.1308.030 [PubMed] [Cross Ref]
  8. Berridge KC, Robinson TE (1998). Aká je úloha dopamínu v odmene: hedonický dopad, odmeňovanie učenia alebo motivácia? Brain Res. Brain Res. 28, 309 – 369.10.1016 / S0165-0173 (98) 00019-8 [PubMed] [Cross Ref]
  9. Bjork JM, Knutson B., Fong GW, Caggiano DM, Bennett SM, Hommer DW (2004). Incentívna aktivácia mozgu u adolescentov: podobnosti a rozdiely od mladých dospelých. J. Neursoci. 24, 1793 – 1802. [PubMed]
  10. Blum K., Braverman E., Holder J., Lubar J., Monastra V., Miller D., Lubar J., Chen T., Comings D. (2000). Syndróm nedostatku odmeňovania: biogenetický model diagnózy a liečby impulzívneho, návykového a kompulzívneho správania. J. Psychoaktívne lieky 2, 1 – 112. [PubMed]
  11. Blum K., Cull JG, Braverman ER, prichádza DE (1996). Syndróm odmeňovania. Am. Sci. 84, 132 – 145.
  12. Bolanos CA, Glatt SJ, Jackson D. (1998). Sub-citlivosť na dopaminergné liečivá u periadolescentných potkanov: behaviorálna a neurochemická analýza. Dev. Brain Res. 111, 25 – 33.10.1016 / S0165-3806 (98) 00116-3 [PubMed] [Cross Ref]
  13. Brenhouse HC, Sonntag KC, Andersen SL (2008). Prechodná expresia D1 dopamínového receptora na neurónových projektoch prefrontálneho kortexu: vzťah k zvýšenej motivačnej závažnosti podnetov liekov v dospievaní. J. Neurosci. 28, 2375 – 2382.10.1523 / JNEUROSCI.5064-07.2008 [PubMed] [Cross Ref]
  14. Casey BJ, Galván A., Hare TA (2005). Zmeny v organizácii mozgových funkcií počas kognitívneho vývoja. Akt. Opin. Neurobiol. 15, 239 – 244.10.1016 / j.conb.2005.03.012 [PubMed] [Cross Ref]
  15. Casey BJ, Getz S., Galván A. (2008). Dospievajúci mozog. Dev. 28, 62 – 77. [Článok bez PMC] [PubMed]
  16. Caviness V., Kennedy D., Richelme C., Rademacher J., Filipek P. (1996). Vek ľudského mozgu 7 – 11 rokov: volumetrická analýza založená na snímkach magnetickej rezonancie. Cereb. Cortex 6, 726 – 736.10.1093 / cercor / 6.5.726 [PubMed] [Cross Ref]
  17. Chambers RA, Taylor JR, Potenza MN (2003). Vývojová neurocirkuitúra motivácie v adolescencii: kritické obdobie zraniteľnosti závislosti. Am. J. Psychiatria 160, 1041 – 1052.10.1176 / appi.ajp.160.6.1041 [Článok bez PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  18. Csikszentmihalyi M., Larson R., Prescott S. (1977). Ekológia adolescentnej aktivity a skúseností. J. Mládež Adolesc. 6, 281 – 294.10.1007 / BF02138940 [Cross Ref]
  19. Dahl RE (2004). Dospievajúci vývoj mozgu: obdobie zraniteľnosti a príležitostí. Ann. NY Acad. Sci. 1021, 1 – 22.10.1196 / annals.1308.001 [PubMed] [Cross Ref]
  20. Dahl RE, Lewin DS (2002). Cesty k adolescentnému zdravému spánku a správaniu. J. Adolesc. Zdravie 31, 175 – 184.10.1016 / S1054-139X (02) 00506-2 [PubMed] [Cross Ref]
  21. DeGraff C., Zandstra E. (1999). Intenzita a príjemnosť sladkosti u detí, dospievajúcich a dospelých. Physiol. Behave. 67, 513 – 520.10.1016 / S0031-9384 (99) 00090-6 [PubMed] [Cross Ref]
  22. Eigsti IM, Zayas V., Mischel W., Shoda Y., Ayduk O., Dadlani MB, Davidson MC, Lawrence Aber J., Casey BJ (2006). Predpovedanie kognitívnej kontroly od predškolskej do neskorej adolescencie a mladej dospelosti. Psychol. Sci. 17, 478 – 484.10.1111 / j.1467-9280.2006.01732.x [PubMed] [Cross Ref]
  23. Ernst M., Mueller SC (2008). Dospievajúci mozog: pohľad z funkčného neuroimagingového výskumu. Dev Neurobiol 68, 729 – 743.10.1002 / dneu.20615 [Článok bez PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  24. Ernst M., Nelson EE, Jazbec SP, McClure EB, Monk CS, Leibenluft E., Blair J., Pine DS (2005). Amygdala a nucleus accumbens v odpovediach na príjem a opomenutie zisku u dospelých a dospievajúcich. Neuroimage 25, 1279 – 1291.10.1016 / j.neuroimage.2004.12.038 [PubMed] [Cross Ref]
  25. Ernst M., Romeo RD, Andersen SL (2009). Neurobiológia vývoja motivovaného správania v adolescencii: okno do modelu neurónových systémov. Pharmacol. Biochem. Behave. 93, 199 – 211.10.1016 / j.pbb.2008.12.013 [PubMed] [Cross Ref]
  26. Eshel N., Nelson EE, Blair RJ, Pine DS, Ernst M. (2007). Neurálne substráty s možnosťou výberu u dospelých a adolescentov: vývoj ventrolaterálnych prefrontálnych a predných cingulárnych kortikúl. Neuropsychológia 45, 1270 – 1279.10.1016 / j.neuropsychologia.2006.10.004 [Článok bez PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  27. Fan J., McCandliss B. D, Sommer T., Raz A., Posner MI (2002). Testovanie účinnosti a nezávislosti pozorných sietí. J. Cogn. Neurosci. 14, 340 – 347.10.1162 / 089892902317361886 [PubMed] [Cross Ref]
  28. Galván A., Hare TA, Parra CE, Penn J., Voss H., Glover G., Casey BJ (2006). Skorší vývoj akumulovaní v porovnaní s orbitofrontálnym kortexom by mohol byť základom správania sa u adolescentov. J. Neurosci. 26, 6885 – 6892.10.1523 / JNEUROSCI.1062-06.2006 [PubMed] [Cross Ref]
  29. Galván A., Hare TA, Voss H., Glover G., Casey BJ (2007). Riziko a dospievajúci mozog: kto je v ohrození? Dev. Sci. 10, 1 – 7. [PubMed]
  30. Geier CF, Terwilliger R., Teslovich T., Velanova K., Luna B. (2009). Neistoty v spracovaní odmien a ich vplyv na inhibičnú kontrolu v adolescencii. Cereb. Cortex [Epub pred tlačou]. [Článok bez PMC] [PubMed]
  31. Giedd JN (2004). Štrukturálna MRI dospievajúceho mozgu. Ann. NY Acad. Sci. 1021: 77.10.1196 / annals.1308.009 [PubMed] [Cross Ref]
  32. Giedd JN, Blumenthal J., Jeffries NO, Castellanos FX, Liu H, Zijdenbos A., Paus T., Evans AC, Rapoport JL (1999). Vývoj mozgu počas detstva a dospievania: dlhodobá štúdia MRI. Nat. Neurosci. 2, 861 – 863.10.1038 / 13158 [PubMed] [Cross Ref]
  33. Giedd JN, Snell J., Lange N., Rajapakse J., Casey B., Kozuch P., Vaituzis A., Vauss Y., Hamburger S., Kaysen D., Rapoport JL (1996). Kvantitatívne zobrazovanie vývoja ľudského mozgu pomocou magnetickej rezonancie: vek 4 – 18. Cereb. Cortex 6 551 – 560.10.1093 / cercor / 6.4.551 [PubMed] [Cross Ref]
  34. Gogtay N., Giedd JN, Lusk L., Hayashi KM, Greenstein D., Vaituzis AC, Nugent TF, III. Dynamické mapovanie ľudského kortikálneho vývoja v detstve až do ranej dospelosti. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2004, 101 – 8174 / pnas.8179.10.1073 [Článok bez PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  35. Guyer AE, McClure-Tone EB, Shiffrin ND, Pine DS, Nelson EE (2009). Skúmanie neurálnych korelátov očakávaného partnerského hodnotenia v adolescencii. Child Dev. 80, 1000 – 1015.10.1111 / j.1467-8624.2009.01313.x [Článok bez PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  36. Hagenauer M. H, Perryman JI, Lee TM, Carskadon MA (2009). Zmeny adolescentov v homeostatickej a cirkadiánnej regulácii spánku. Dev. Neurosci. 31, 276 – 284.10.1159 / 000216538 [Článok bez PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  37. Holm SM, Forbes EE, Ryan ND, Phillips ML, Tarr JA, Rahl RE (2009). Funkcie mozgu súvisiace s odmenou a spánok v pubertálnych a predčasných pubertálnych a stredných pubertálnych adolescentoch. J. Adolesc. Zdravie 45, 319 – 320.10.1016 / j.jadohealth.2009.04.001 [Článok bez PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  38. Kennedy DN, Haselgrove C., McInerney S. (2003). Morfometria typického a atypického vývoja na báze MRI. Prostredie. Retard Dev. Disabil. Res. 9, 155 – 160.10.1002 / mrdd.10075 [PubMed] [Cross Ref]
  39. Knutson B., Fong GW, Adams CM, Varner JL, Hommer D. (2001). Oddelenie očakávania odmien a výsledku s fMRI súvisiacim s udalosťami. Neuroreport 12, 3683 – 3687.10.1097 / 00001756-200112040-00016 [PubMed] [Cross Ref]
  40. Koob GF, Swerdlow NR (1988). Funkčný výstup mezolimbického dopamínového systému. Ann. NY Acad. Sci. 537, 216 – 227.10.1111 / j.1749-6632.1988.tb42108.x [PubMed] [Cross Ref]
  41. Kotsoni E., Byrd D., Casey BJ (2006). Osobitné úvahy o funkčnom zobrazovaní detskej populácie pomocou magnetickej rezonancie. J. Magn. Resona. Zobrazovacie zariadenie 23,877 – 886.10.1002 / jmri.20578 [Článok bez PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  42. Kuhnen CM, Knutson B. (2005). Neurónový základ prijímania finančného rizika. Neuron 47, 763 – 770.10.1016 / j.neuron.2005.08.008 [PubMed] [Cross Ref]
  43. Larson R., Asmussen L. (1991). Hnev, strach a bolesť v ranom dospievaní: rozširujúci sa svet negatívnych emócií. New York, NY: Aldine de Gruyter.
  44. Laviola G., Macri S., Morley-Fletcher S., Adriani W. (2003). Rizikové správanie u adolescentných myší: psychobiologické determinanty a včasný epigenetický vplyv. Neurosci. Biobehav. 27, 19 – 31.10.1016 / S0149-7634 (03) 00006-X [PubMed] [Cross Ref]
  45. Laviola G., Pascucci T., Pieretti S. (2001). Senzibilizácia striatálneho dopamínu na D-amfetamín u periadolescentov, ale nie u dospelých potkanov. Pharmacol. Biochem. Behave. 68, 115 – 124.10.1016 / S0091-3057 (00) 00430-5 [PubMed] [Cross Ref]
  46. Logothetis N., Pauls J., Augath M., Trinath T., Oeltermann A. (2001). Neurofyziologické vyšetrenie základu signálu fMRI. Príroda 412,150 – 157.10.1038 / 35084005 [PubMed] [Cross Ref]
  47. Maggs J. L, Almeida D.M., Galambos NL (1995). Rizikový biznis: paradoxný význam problémového správania mladých adolescentov. J. Early Adolesc. 15, 344 – 362.10.1177 / 0272431695015003004 [Cross Ref]
  48. Matthews SC, Simmons AN, Lane SD, Paulus MP (2004). Selektívna aktivácia nucleus accumbens počas rozhodovania o riziku. Neuroreport 15, 2123 – 2127.10.1097 / 00001756-200409150-00025 [PubMed] [Cross Ref]
  49. Máj JC, Delgado MR, Dahl RE, Stenger VA, Ryan ND, Fiez JA, Carter CS (2004). Funkčné magnetické rezonančné zobrazovanie mozgových obvodov súvisiacich s odmenou u detí a dospievajúcich. Biol. Psychiatria 55, 359 – 366.10.1016 / j.biopsych.2003.11.008 [PubMed] [Cross Ref]
  50. Montague DM, Lawler CP, Mailman RB, Gilmore JH (1999). Vývojová regulácia dopamínového D1 receptora v ľudskom kaudáte a putamene. Neuropsychofarmakológia 21, 641 – 649.10.1016 / S0893-133X (99) 00062-7 [PubMed] [Cross Ref]
  51. Montague PR, Berns GS (2002). Neurónová ekonomika a biologické substráty oceňovania. Neuron 36, 265 – 284.10.1016 / S0896-6273 (02) 00974-1 [PubMed] [Cross Ref]
  52. Montague PR, Hyman SE, Cohen JD (2004). Výpočtové úlohy dopamínu pri kontrole správania. Príroda 431,379 – 387.10.1038 / nature03015 [PubMed] [Cross Ref]
  53. Palacios JM, Camps M., Corte R., Probst A. (1988). Mapovanie dopamínových receptorov v ľudskom mozgu. J. Neural. Vysielač. Suppl. 27, 227 – 235. [PubMed]
  54. Panksepp J. (1998). Afektívne neurovedy. New York, Oxford University Press.
  55. Paus T., Keshavan M, Giedd JN (2008). Prečo sa počas dospievania objavuje toľko psychiatrických porúch? Nat. Neurosci. 9, 947 – 957. [Článok bez PMC] [PubMed]
  56. Rutter M., Graham P., Chadwick O., Yule W. (1976). Dospievajúci zmätok: fakt alebo fikcia? J. Dieťa Psychol. Psychiatria 17, 35 – 56.10.1111 / j.1469-7610.1976.tb00372.x [PubMed] [Cross Ref]
  57. Schlaggar BL, Brown TT, Lugar HM, Visscher KM, Miezin FM, Petersen SE (2002). Funkčné neuroanatomické rozdiely medzi dospelými a školopovinnými deťmi pri spracovaní jednotlivých slov. Veda 296, 1476 – 1479.10.1126 / science.1069464 [PubMed] [Cross Ref]
  58. Schultz W. (1998). Prediktívny signál odmeňovania dopamínových neurónov. J. Neurophysiol. 80, 1-27. [PubMed]
  59. Seeman P., Bzowej NH, Guan H.- C., Bergeron C., Becker LE, Reynolds GP, Bird ED, Riederer P., Jellinger K., Watanabe S., Tourtellotte WW (1987). Dopamínové receptory ľudského mozgu u detí a dospelých. Synapse 1, 399 – 404.10.1002 / syn.890010503 [PubMed] [Cross Ref]
  60. Shaw P., Kabani NJ, Lerch JP, Eckstrand K., Lenroot R., Gogtay N., Greenstein D., Clasen L., Evans A., Rapoport JL, Giedd JN, Wise SP (2008). Trajektorie neurodevelopmentu ľudskej mozgovej kôry. J. Neurosci. 28, 3586 – 3594.10.1523 / JNEUROSCI.5309-07.2008 [PubMed] [Cross Ref]
  61. Somerville LH, Jones RM, Casey BJ (2009). Čas zmeny: Behaviorálne a nervové korelácie adolescentnej citlivosti na chuťové a averzívne environmentálne podnety. Brain Cogn. [Epub pred tlačou]. [Článok bez PMC] [PubMed]
  62. Sowell ER, Peterson BS, Thompson PM, Vitajte SE, Henkenius AL, Toga AW (2003). Mapovanie kortikálnej zmeny v priebehu celého ľudského života. Nat. Neurosci. 6, 309 – 315.10.1038 / nn1008 [PubMed] [Cross Ref]
  63. Sowell ER, Thompson PM, Holmes CJ, Jernigan TL, Toga AW (1999). In vivo dôkazy pre dospievanie po adolescentnom mozgu v frontálnych a striatálnych oblastiach. Nat. Neurosci. 2, 859 – 861.10.1038 / 13154 [PubMed] [Cross Ref]
  64. Spear LP (2000). Adolescentný mozog a prejavy správania súvisiace s vekom. Neurosci. Biobehav. 24, 417 – 463.10.1016 / S0149-7634 (00) 00014-2 [PubMed] [Cross Ref]
  65. Stamford JA (1989). Vývoj a starnutie potkanieho nigrostriatálneho dopamínového systému sa študovali s rýchlym cyklickým voltametrom. J. Neurochem. 52, 1582 – 1589.10.1111 / j.1471-4159.1989.tb09212.x [PubMed] [Cross Ref]
  66. Steinberg L. (2004). Riziko v adolescencii: aké zmeny a prečo? Ann. NY Acad. Sci. 1021, 51 – 58.10.1196 / annals.1308.005 [PubMed] [Cross Ref]
  67. Steinberg L. (2005). Sociálno-neurovedecká perspektíva pri riskovaní adolescentov. Dev. 28, 78 – 106.10.1016 / j.dr.2007.08.002 [Článok bez PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  68. Steinberg L. (2008). Sociálno-neurovedná perspektíva na riskovanie adolescentov. Dev. Rev 28, 78 – 106.10.1016 / j.dr.2007.08.002 [Článok bez PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  69. Tarazi FI, Tomasini EC, Baldessarini RJ (1998). Postnatálny vývoj receptorov podobných dopamínu D4 v oblastiach predného mozgu potkanov: porovnanie s receptormi podobnými D2. Dev. Brain Res. 110, 227 – 233.10.1016 / S0165-3806 (98) 00111-4 [PubMed] [Cross Ref]
  70. Tarazi FI, Tomasini EC, Baldessarini RJ (1999). Postnatálny vývoj receptorov podobných dopamínu D1 v kortikálnych a striatolimbických oblastiach mozgu potkanov: autorádiografická štúdia. Dev. Neurosci. 21, 43 – 49.10.1159 / 000017365 [PubMed] [Cross Ref]
  71. Teicher MH, Andersen SL, Hostetter JC, Jr. (1995). Dôkazy o prerezávaní dopamínových receptorov medzi dospievaním a dospelosťou v striate, ale nie nucleus accumbens. Dev. Brain Res. 89, 167 – 172.10.1016 / 0165-3806 (95) 00109-Q [PubMed] [Cross Ref]
  72. Teicher MH, Barber NI, Gelbard HA, Gallitano AL, Campbell A, Marsh E, Baldessarini RJ (1993). Vývojové rozdiely v reakcii akútneho nigrostriatálneho a mezokortikolimického systému na haloperidol. Neuropsychofarmakológia 9, 147 – 156. [PubMed]
  73. Thomason ME, Burrows BE, Gabrieli JDE, Glover GH (2005). Držanie dychu odhaľuje rozdiely v signáli fMRI BOLD u detí a dospelých. Neuroimage 25, 824 – 837.10.1016 / j.neuroimage.2004.12.026 [PubMed] [Cross Ref]
  74. Tom SM, Fox CR, Trepel C., Poldrack RA (2007). Nervový základ averzie k stratám pri rozhodovaní v riziku. Veda 315, 515 – 518.10.1126 / science.1134239 [PubMed] [Cross Ref]
  75. van de Moortele PF, Pfeuffer J., Glover GH, Ugurbil K., Hu X. (2002). Výkyvy B0 vyvolané respiráciou a ich priestorové rozloženie v ľudskom mozgu v 7 Tesla. Magni. Resona. Med. 47, 888 – 895.10.1002 / mrm.10145 [PubMed] [Cross Ref]
  76. van Leijenhorst L., Zanolie K., van Meel CS, Westenberg P. M., Rombouts S. A, Crone EA (2009). Čo motivuje adolescenta? Regióny mozgu sprostredkujúce citlivosť odmeňovania v období adolescencie. Cereb. Cortex [Epub pred tlačou]. [PubMed]
  77. Watson D., Clark L. (1984). Negatívna afektivita: dispozícia prežívať averzívne emocionálne stavy. Psychol. Bull. 96, 465 – 490.10.1037 / 0033-2909.96.3.465 [PubMed] [Cross Ref]
  78. Willis TA, Vacarro D., McNamara G. (1994). Hľadanie novinky, riskovanie a súvisiace konštrukty ako prediktory zneužívania návykových látok v dospievaní: aplikácia Clonigerovej teórie. J. Subst. Zneužitie 6, 1–20.10.1016 / S0899-3289 (94) 90039-6 [PubMed] [Cross Ref]