Dtsch Arztebl Int. Jun 2013; 110 (25): 425 – 431.
abstraktné
pozadia
Dospievanie je fázou života medzi neskorým detstvom a dospelosťou. Typicky dospievajúci hľadajú rozptýlenie, nové skúsenosti a silné emócie, niekedy vystavujú svoje zdravie vážnemu riziku. Napríklad v Nemecku 62% všetkých úmrtí osôb vo veku 15 až 20 je spôsobených traumatickými zraneniami. Neuroscientific vysvetlenia boli navrhnuté pre typické adolescentné správanie; s ohľadom na tieto vysvetlenia možno odvodiť vhodné spôsoby zaobchádzania s mladistvými.
Metóda
Selektívne preskúmame relevantné články získané z databázy PubMed o štrukturálnom a funkčnom vývoji mozgu v období dospievania.
výsledky
Nové zistenia vo vývojovej psychológii a neurológii ukazujú, že zásadná reorganizácia mozgu prebieha v období dospievania. V postnatálnom vývoji mozgu sa maximálna hustota šedej hmoty dosahuje najskôr v primárnej senzorimotorickej kôre a prefrontálny kortex dozrieva. Subkortikálne mozgové oblasti, najmä limbický systém a systém odmeňovania, sa vyvíjajú skôr, takže existuje nerovnováha počas dospievania medzi zrelšími subkortikálnymi oblasťami a menej zrelými prefrontálnymi oblasťami. To môže byť príčinou typických vzorcov správania adolescentov, vrátane riskovania.
záver
Vysoká plasticita adolescentného mozgu umožňuje vplývať na životné prostredie obzvlášť silnými vplyvmi na kortikálne obvody. Aj keď to umožňuje intelektuálny a emocionálny rozvoj, otvára tiež dvere potenciálne škodlivým vplyvom.
Dospievanie je fázou života medzi neskorým detstvom a dospelosťou. Je to čas nielen fyzického dozrievania, ale aj duševného a emocionálneho vývoja do nezávislého, zodpovedného dospelého. Medzi hlavné rozvojové úlohy adolescencie patrí vytvorenie a výchova intímnych vzťahov a rozvoj identity, perspektív budúcnosti, nezávislosti, sebavedomia, sebaovládania a sociálnych zručností (1).
Zvýšené riskovanie
Mnohí dospievajúci a mladí dospelí sú náchylní riskovať a užívať si extrémne emócie (2, 3). To sa odráža v štatistike, ktorá ukazuje, že rizikové správanie v období dospievania je spojené so zvýšeným rizikom pre zdravie (4). Napríklad v Nemecku 62% všetkých úmrtí osôb vo veku 15 až 20 je spôsobených traumatickými zraneniami. Najčastejšími príčinami úmrtia sú dopravné nehody, iné nehody, násilie a sebapoškodenie (5). Vysoká úmrtnosť je spôsobená jazdou pod vplyvom alkoholu, jazdou bez bezpečnostných pásov, nosením zbraní, zneužívaním návykových látok a nechráneným pohlavným stykom (4).
Chlapci a dievčatá v porovnaní
Ako je vidieť na Tabuľka, chlapci a dievčatá vykonávajú rizikové správanie na podobných frekvenciách. Napríklad v posledných rokoch sa výskyt fajčenia medzi chlapcami a dievčatami takmer vyrovnal, hoci pretrvávajú niektoré kvalitatívne rozdiely: Chlapci fajčia viac cigariet a častejšie fajčia „tvrdšie“ tabakové výrobky, ako sú cigary, čierny tabak, nefiltrované cigarety. Chlapci a dievčatá tiež pijú rôzne alkoholické nápoje: Chlapci majú tendenciu piť pivo a tvrdý alkohol, zatiaľ čo dievčatá majú tendenciu piť víno, šumivé víno atď. Chlapci pijú alkohol častejšie a vo väčších množstvách. Tiež konzumujú nelegálne drogy častejšie ako dievčatá. Chlapci sú náchylnejší na nehody a pri jazde riskujú viac. Dievčatá sa na druhej strane viac angažujú v zdraví ohrozujúcom správaní v oblasti výživy (napr. Diéty, poruchy príjmu potravy).
Metóda
Tento prehľad sa týka nových neurobiologických poznatkov o typickom adolescentnom správaní a ich dôsledkoch pre najlepšie spôsoby riešenia adolescentov. Tieto otázky sme študovali selektívnym vyhľadávaním relevantných publikácií v nemeckých katalógoch knižníc, v databáze PubMed pomocou vyhľadávacích výrazov „adolescencia / puberta“, „mozog / neurón“ a „vývoj“. Osobitná pozornosť bola venovaná humánnym neuro-zobrazovacím štúdiám.
pozadia
Až pred niekoľkými rokmi existoval všeobecný predpoklad vo vývojovej psychológii a neurológii, že hlavné zmeny v architektúre a fungovaní mozgu boli obmedzené na prenatálne obdobie a prvých päť alebo šesť rokov života. (Historický prehľad nájdete v časti [6].) Zatiaľ však nové vedecké objavy prinútili revíziu tohto predpokladu.
Rozsiahle dlhodobé štúdie ukázali, že základná reorganizácia mozgu sa vyskytuje počas dospievania (7). Mnohé synapsie sú odstránené (8), pričom zároveň dochádza k nárastu bielej hmoty (\ t9, 10), ako aj zmeny v systémoch neurotransmiterov (\ t11, e1, e2). Anatomické a fyziologické procesy dozrievania, ktoré prebiehajú v dospievaní, sú teda oveľa dynamickejšie, ako sa pôvodne predpokladalo. Možno konštatovať, že reorganizácia kortikálnych okruhov prebieha v období dospievania a odráža sa v zmenách v kognitívnom fungovaní a ovplyvňuje reguláciu, ktorá je typická pre toto obdobie života (12).
Zaujímavé je, že tento model vývoja ľudského mozgu sa líši od vzoru nehumánnych primátov. Hoci sa napríklad opice rhesus a šimpanzy (ako ľudské bytosti) rodia s nezrelými mozgami, všetky kortikálne oblasti mozgu v makakoch dozrievajú rovnakou rýchlosťou (13). Štúdie na pitve u človeka ukázali, že synaptogenéza dosahuje maximum vo vizuálnych a sluchových kortikách niekoľko mesiacov po narodení, zatiaľ čo synapsy sa v prefrontálnom kortexe tvoria oveľa pomalšie. V priebehu ľudskej evolúcie nastal prechod od synchrónneho k heterochrónnemu vzoru kortikálneho vývoja (8). Tento zdĺhavý vývojový proces pravdepodobne napomáha rozvoju špecificky ľudských zručností, najmä tých, ktoré sa získali zapustením do vysoko stimulujúceho sociokultúrneho prostredia, napr. Prostredníctvom školstva, hudby, verbálnej komunikácie a sociálnej interakcie (14) (Obrázok 1).
Súčasné chápanie vývoja mozgu v adolescencii
Štruktúra mozgu
Mozog je plne narastený pomerne skoro po narodení v tom zmysle, že mozgová kôra čoskoro dosiahne svoj maximálny objem. Napriek tomu sa v adolescencii naďalej vyskytujú dôležité procesy štruktúrneho dozrievania, ako ukázali štúdie štrukturálneho zobrazovania (15, e3- e5). V mozgu sivá hmota dozrieva dozadu dopredu, aby sme povedali: Maximálna hustota šedej hmoty sa dosahuje najprv v primárnej senzorimotorickej kôre a naposledy vo vyšších asociálnych oblastiach, ako je dorsolaterálny prefrontálny kortex, horší parietálny gyrus a nadradený temporálny gyrus. To znamená, že najmä mozgové oblasti, ako je prefrontálny kortex, ktorý podporuje vyššie kognitívne funkcie, ako je kontrola správania, plánovanie a hodnotenie rizika rozhodnutí, dozrievajú neskôr ako kortikálne oblasti spojené so zmyslovými a motorickými úlohami (16) (Obrázok 2).
Zistenia pitvy naznačujú, že tieto zmeny šedej hmoty sú spôsobené synaptickým prerezávaním (17). Mnohé synapsie sa tvoria v detstve, ktoré sú neskôr odstránené v období dospievania. K tomu dochádza spôsobom, ktorý je závislý od skúseností, tj synapsie, ktoré prežijú, sú tie, ktoré sú častejšie „používané“. Existujú aj iné bunkové mechanizmy, ktoré môžu byť príčinou zmien v šedej hmote v tejto fáze života, napr. v počte gliálnych buniek a zvýšení myelinizácie (18).
Sivá sa zmenšuje, objem bielej hmoty sa zväčšuje. Biela hmota sa skladá z myelinizovaných axónov, ktoré vedú neurónové informácie rýchlo. Objem bielej hmoty neustále rastie od detstva do rannej dospelosti (19). Predpokladá sa, že táto expanzia je z veľkej časti spôsobená progresívnou myelinizáciou axónov oligodendrocytmi (10). Myelinizácia má tendenciu postupovať od nižších k vyšším mozgovým oblastiam a od zadnej k prednej.
Funkcia mozgu
Anatomické reorganizačné procesy adolescentného mozgu, ktoré sú opísané vyššie, sú spojené s hlbokými emocionálnymi a kognitívnymi zmenami. Ide najmä o progresívny rozvoj výkonných funkcií, tj kognitívnych procesov, ktoré kontrolujú myslenie a správanie a umožňujú tak jednotlivcovi flexibilne sa prispôsobiť novým, komplexným situačným úlohám (20). V období dospievania sa zároveň vyvíjajú tieto základné kognitívne zručnosti, existujú aj zmeny v sociálno-afektívnych schopnostiach, ako je rozpoznávanie tváre, takzvaná teória mysle (tj schopnosť duševne sa umiestniť na iné miesto), a empatia (21).
Na nervovej úrovni funkčné zobrazovacie štúdie vývoja mozgu ukázali, že deti a dospievajúci majú často širší, menej ohniskový vzorec aktivácie ako dospelí, a že efektívny nábor nervových zdrojov sa zvyšuje s vekom, takže nervová aktivita sa znižuje v iných oblastiach mozgu. ktoré sú relevantné pre danú úlohu (22). Zatiaľ nie je jasné, do akej miery je tento model neurálneho vývoja spôsobený vplyvmi závislými na skúsenostiach alebo biologicky determinovanými vplyvmi. Zobrazovacie štúdie tiež ukázali, že adolescenti majú zvýšenú aktivitu v limbických oblastiach v emocionálnych situáciách: Napríklad Galvan et al. (23) zistili, že očakávanie odmeny je spojené s výraznejšou aktiváciou v jadre accumbens u adolescentov ako u detí a dospelých. Zaujímavé je, že títo výskumníci tiež zistili pozitívnu koreláciu medzi aktiváciou v nucleus accumbens a individuálnou tendenciou adolescentov k riziku (24).
Okrem toho štrukturálne aj funkčné zobrazovacie štúdie ukázali, že prefrontálny kortex sa stáva silnejšie spojený so senzorickými a subkortikálnymi štruktúrami počas dospievania (25, 26, e6). To znamená väčší vplyv frontálnych oblastí mozgu na kognitívne a afektívne procesy. Vývoj kognitívnych a afektívnych nervových obvodov by sa nemal považovať za jediný determinant štrukturálneho neurobiologického dozrievania; zdá sa, že existuje silná interakcia genetických faktorov s environmentálnymi požiadavkami. Napríklad regulácia vplyvu a mozgové štruktúry, ktoré ju podporujú, sú ovplyvnené interakciou rodič-dieťa (27).
Ďalšie zistenia, ktoré dokazujú, že dôjde k hlbokej reorganizácii nervových obvodov v adolescencii, sú odvodené z elektrofyziologických štúdií, vrátane štúdií elektroencefalografie (EEG) zmien vo vysokofrekvenčných a synchrónnych mozgových vlnách (28). Vývoj mozgu v adolescencii je spojený s poklesom oscilačnej aktivity v pokoji v pásmach delta (0 – 3 Hz) a theta (4 – 7 Hz) a zvýšenie frekvencií alfa (8 – 12 Hz) a beta (13 –30 Hz). Pri osciláciách závislých od úlohy sa zvyšuje presnosť synchronizácie oscilačnej aktivity v pásmach theta, alfa a beta. Neskorý vývoj synchronizovaných oscilácií v adolescencii úzko súvisí so štrukturálnymi (anatomickými) procesmi dozrievania, ako aj so základnými zmenami v systémoch neurotransmiterov, ktoré boli v posledných rokoch intenzívne skúmané.
Neurobiologický vysvetľujúci model pre typické adolescentné správanie
Jeden z najvplyvnejších neurobiologických modelov na vysvetlenie typického adolescentného správania bol vyvinutý skupinou Casey v New Yorku (29, e7) (Obrázok 3).
Hlavný predpoklad tohto modelu, založený na neuroanatomických nálezoch a údajoch z funkčných zobrazovacích štúdií (23, 24, 30, 31), je to, že adolescencia je obdobím neurálnej nerovnováhy spôsobenej relatívne skorým dozrievaním subkortikálnych oblastí mozgu a relatívne oneskoreným dozrievaním prefrontálnych kontrolných oblastí (Obrázok 3), s tým výsledkom, že v emocionálnych situáciách, vyspelejšie limbické a odmeňovacie systémy získavajú navrchu, takpovediac, nad stále relatívne nezrelým systémom prefrontálnej kontroly. To by nemalo znamenať, že adolescenti nie sú prirodzene schopní robiť racionálne rozhodnutia. V situáciách, ktoré sú obzvlášť citovo zaťažené (napr. V prítomnosti iných adolescentov alebo v prípade vyhliadky na odmenu), pravdepodobnosť stúpa, že odmeny a emócie ovplyvnia správanie silnejšie ako racionálne rozhodovacie procesy (23, 24, 32). Tento model bol testovaný v sérii experimentálnych štúdií (Box).
Box
Vplyv rovesníkov na rizikové správanie
Výskumní pracovníci najímali osoby v troch vekových skupinách (13 až 16 rokov, 18 až 22 rokov a počas rokov 24) na štúdium, či vplyv súčasníkov (rovesníkov) na rizikové rozhodnutia závisel od veku probandov. Účastníci boli zaradení do typu simulátora jazdy, v ktorom museli jazdiť čo najďalej, až kým semafor nezačal červeno
a objavila sa múr. Ak vozidlo nebolo čoskoro zastavené, narazilo do steny a vodič stratil body. Účastníci boli buď sami, alebo v skupinách po troch osobách v simulátore. Bolo zistené, že u detí vo veku 13 až 16 je pravdepodobnejšie, že budú robiť riskantnejšie rozhodnutia ako účastníci v iných vekových skupinách, ale iba v prítomnosti svojich rovesníkov. Správanie vodiča u dospelých bolo nezávislé od prítomnosti alebo neprítomnosti rovesníkov (33).
Zistilo sa napríklad, že dospievajúci môžu posúdiť riziko istého správania sa rovnako ako dospelí, keď sa ich pýtajú v dotazníku. Na druhej strane ekologicky platné behaviorálne testy jasne ukazujú, že dospievajúci robia rizikovejšie rozhodnutia v skupinách ako oni sami (33). Dôvodom je pravdepodobne to, že v tomto veku je prínos rizikového správania - spoločenské uznanie rovesníkov - hodnotený oveľa viac ako samotné riziko. To môže byť spojené s nelineárnym vzorom dozrievania prefrontálnych a limbických oblastí mozgu. V súlade s týmto modelom výskum v oblasti preventívnych programov ukázal, že programy založené na odovzdávaní poznatkov o rizikách sú menej účinné ako programy zamerané na individuálne prínosy a na vzdelávanie v oblasti sociálnych kompetencií a odolnosti (34).
Je zaujímavé pýtať sa, aký funkčný prínos, ak vôbec nejaký, by mohol vzniknúť jednotlivcovi z tejto dočasnej nerovnováhy medzi kortikálnymi a subkortikálnymi štruktúrami mozgu. Z evolučného hľadiska je adolescencia vývojovým obdobím, v ktorom mladý človek získava nezávislosť. Tento proces nie je pre ľudský druh jedinečný; v mnohých iných druhoch možno pozorovať aj zvýšenú snahu hľadať nové a zvýšiť sociálne interakcie s inými jedincami rovnakého veku (\ t35). Rizikové správanie sa u adolescentov možno vnímať ako produkt biologickej nezmenenej rovnováhy medzi hľadaním rozptýlenia a novými skúsenosťami („vyhľadávanie v pocite“) na jednej strane a zatiaľ nezrelými schopnosťami samoregulácie na strane druhej (2); Jeho účelom môže byť umožniť mladistvým, aby sa odtrhli od rodiny v oblasti zabezpečenia rodiny, aby mohli napríklad nájsť partnera mimo svojej základnej rodiny. Nezrelosť prefrontálneho kortexu zrejme uprednostňuje určité typy učenia a flexibility (1).
V skutočnosti počas života jedinca sú pravdepodobne viaceré vývojové okná, v ktorých je mozog obzvlášť dobre pripravený na určité typy vzdelávacích skúseností. Z evolučného hľadiska môže byť kognitívny štýl typický pre adolescenciu, ktorý je obzvlášť citlivý na sociálno-afektívne podnety a flexibilný pri prideľovaní cieľových priorít, optimálne prispôsobený sociálnym vývojovým úlohám, ktorým čelí adolescent. To tiež znamená, že dospelý mozog nemožno považovať za optimálny funkčný systém v absolútnom zmysle a že adolescencia by sa nemala považovať za stav nedostatočného výkonu mozgu.
Vplyv pubertálnych hormónov na vývoj adolescentného mozgu
Zrenie reprodukčného systému počas puberty je spojené s rastúcimi koncentráciami gonádových steroidných hormónov. Mozog má vysokú hustotu receptorov steroidov a je teda možné, že pohlavné hormóny pôsobia na neurónové siete v období dospievania. Sisk a Foster (36, e8) navrhli, aby druhá vlna cerebrálnej reštrukturalizácie nastala v období dospievania, vychádzajúc z predchádzajúcej perinatálnej fázy sexuálnej diferenciácie. Podľa tohto modelu hormóny puberty ovplyvňujú ďalšie štruktúrovanie adolescentného mozgu, takže výsledkom je permanentná reorganizácia mozgu s tým, že neurónové siete sú senzibilizované na aktiváciu hormonálnych účinkov. Zvyšujúce sa koncentrácie pubertálnych hormónov majú na chlapcov a dievčatá rozdielne účinky na rozvoj hypotalamo-hypofyzárno-nadobličkovej osi (HPA): Vzostup androgénov u chlapcov zjavne inhibuje hypotalamickú sekréciu hormónu uvoľňujúceho kortikotropín (CRH), zatiaľ čo estrogény u dievčat. regulovať os HPA smerom nahor. Estrogény môžu spôsobiť, že dievčatá sú náchylnejšie na stres, zatiaľ čo androgény robia chlapcov odolnejšími voči nim (37).
Prehľad
Výskum v ranom detstve doteraz získal najväčšiu pozornosť vedeckej komunity a médií. Nedávne zistenia však ukazujú, že pokračujúce psychologické a biologické zmeny adolescencie majú silný vplyv na mozgovú štruktúru a funkciu. Mozog adolescenta prechádza novou fázou plasticity, v ktorej môžu mať faktory životného prostredia veľké, trvalé účinky na kortikálne obvody. To otvára nové príležitosti pre vzdelávanie. Napríklad z toho dôvodu, že adolescenti sú tak ľahko ovplyvňovaní emóciami, môžu profitovať zo skúseností s učením, ktoré sa odohrávajú v pozitívnom emocionálnom kontexte, ktorý je zámerne určený na trénovanie emocionálnej regulácie. Vzhľadom na to, že rizikové správanie v adolescencii má neurobiologický základ, pokusy o potlačenie takéhoto správania sa zdajú byť neúspešné. Bolo by rozumnejšie umožniť adolescentom, aby mali emocionálne skúsenosti v bezpečnom prostredí, a aby zvýšili sociálne odmeny spojené s rizikovým správaním prostredníctvom regulačných právnych predpisov (napr. Zákaz určitých druhov reklamy) a poskytovanie emocionálne pozitívnych modelov. Napríklad, dospievajúci vedúci postava v televíznej seriálnej opere by sa mohol rozhodnúť, že sa rozhodne odhlásiť tvrdú pitnú súťaž organizovanú priateľmi.
Okrem toho predĺžené obdobie neurálnej plasticity v adolescencii tiež robí adolescentov zraniteľnejšími voči škodlivým vplyvom na životné prostredie, napr. Drogám. Výsledky pokusov na zvieratách a štúdie na ľuďoch napríklad naznačujú, že používanie kanabisu v adolescencii môže spôsobiť trvalé kognitívne zmeny a štrukturálne zmeny v mozgu, ktoré sú rozsiahlejšie ako tie, ktoré sa pozorovali u dospelých užívateľov kanabisu (38).
Budúci výskum vývoja mozgu by sa mal preto zaoberať dôležitou otázkou environmentálnych vplyvov na funkciu a organizáciu mozgu.
Doteraz kognitívne neurovedy nedostatočne analyzovali vplyv sociálneho a kultúrneho kontextu na kognitívne a afektívne procesy a ich vývoj. Naše súčasné chápanie, že adolescencia je rozhodujúcou fázou dozrievania mozgu, a že procesy dozrievania mozgu môžu byť funkčné až do veku dvadsiatich rokov, alebo dokonca aj mimo nej, majú tiež dôležité dôsledky pre vzdelávaciu a sociálnu politiku. Všetky rozhodnutia ovplyvňujúce vývoj detí a dospievajúcich by mali brať do úvahy neurobiologické fakty. Medzi hlavné aktuálne otázky tohto typu patrí otázka legalizácie konzumácie kanabisu a uplatniteľnosti zákona o kriminalite mladistvých v adolescencii.
Kľúčové správy
- V dospievaní dochádza k zásadnej reorganizácii mozgu, ktorá pokračuje do začiatku tretej dekády života.
- Adolescentný vývoj mozgu sa vyznačuje nerovnováhou medzi limbickými a odmeňovacími systémami, ktoré dozrievajú skôr, a ešte nie úplne zrelým systémom prefrontálnej kontroly. Táto nerovnováha môže byť nervovým substrátom pre typický emocionálny reaktívny štýl adolescencie a môže podporovať riskantné správanie.
- Typické adolescentné správanie je základom pre rozvoj autonómie u adolescentov a podporuje ich emancipáciu z primárnej rodiny.
- Hormóny puberty ovplyvňujú ďalšiu sexuálnu reštrukturalizáciu adolescentného mozgu.
- Reorganizácia dospievajúceho mozgu spôsobuje, že je obzvlášť náchylná na vplyvy prostredia, pozitívne aj negatívne.
poznámky pod čiarou
Vyhlásenie o konflikte záujmov
Konrad získal prednáškové honoráre od spoločností Medice, Lilly a Novartis a podporu výskumu (mimo financovania) od spoločnosti Vifor Pharma Ltd.
Ostatní autori uvádzajú, že neexistuje konflikt záujmov.
;