zdroj
Sacklerov inštitút pre vývojovú psychobiológiu, Weill Cornell Medical College, New York, NY 10065, USA. [chránené e-mailom]
abstraktné
CIEĽ:
Dospievanie je vývojové obdobie, ktoré so sebou prináša podstatné zmeny v rizikovom správaní a experimentovaní s alkoholom a drogami. Pochopenie toho, ako sa mozog mení počas tohto obdobia v porovnaní s detstvom a dospelosťou a ako sa tieto zmeny líšia medzi jednotlivcami, je kľúčom k predpovedaniu rizika neskoršieho zneužívania látok a závislosti.
METÓDA:
Táto recenzia pojednáva o nedávnom zobrazovaní človeka a práci na zvieratách v kontexte objavujúceho sa pohľadu na dospievanie, ktorý je charakterizovaný napätím medzi čoskoro sa rozvíjajúcimi systémami „zdola nahor“, ktoré vyjadrujú prehnanú reaktivitu na motivačné podnety, a neskôr dozrievajúcimi regiónmi kognitívnej kontroly „zhora nadol“ . Uvádzajú sa behaviorálne, klinické a neurobiologické dôkazy o vývojovej disociácii týchto dvoch systémov. Literatúra o účinkoch alkoholu a jeho prospešných vlastnostiach v mozgu je diskutovaná v kontexte týchto dvoch systémov.
Výsledky:
Súhrnne tieto štúdie ukazujú krivočiary vývoj motivačného správania a základné subkortikálne mozgové oblasti, s vrcholovým sklonom od 13 do 17 rokov. Naproti tomu prefrontálne oblasti, ktoré sú dôležité pri regulácii správania zhora nadol, vykazujú lineárny vývojový vývoj až do mladej dospelosti, ktorá je podobná ako v štúdiách správania impulsivity.
Záver:
Napätie alebo nerovnováha medzi týmito vývojovými systémami počas dospievania môže viesť k tomu, že procesy kognitívnej kontroly sú citlivejšie na moduláciu založenú na stimuloch a zvýšenú náchylnosť k motivačným vlastnostiam alkoholu a drog. Ako také, problémy s správaním, ktoré vyžadujú kognitívnu kontrolu tvárou v tvár chuti, môžu slúžiť ako užitočné biobehaviorálne markery na predpovedanie, ktoré dospievajúci môžu byť vystavení väčšiemu riziku závislosti na alkohole a látke.
Copyright © 2010 Americká akadémia psychiatrie detí a dorastu. Vydavateľ Elsevier Inc. Všetky práva vyhradené.
úvod
Dospievanie je prechodné obdobie vývoja, keď sa súčasne vyskytujú mnohé zmeny, vrátane fyzického dozrievania, snahy o nezávislosť, zvýšeného významu sociálnej a vzájomnej interakcie a vývoja mozgu. 1-3, Toto vývojové obdobie je tiež časom, ktorý je charakterizovaný sklonom k rizikovému správaniu, vrátane experimentovania s drogami a alkoholom, trestnej činnosti a nechráneného sexu. Pochopenie nervového základu týchto rizikových správ je kľúčom k identifikácii, ktoré dospievajúce osoby môžu byť ohrozené zlými výsledkami, ako je závislosť od látky a zneužívanie.
Pre hypotézu, prečo sa adolescenti môžu angažovať v impulzívnom a riskantnom správaní, sa predpokladalo množstvo hypotéz. Tradičné príbehy adolescencie naznačujú, že ide o obdobie vývoja spojené s progresívne vyššou efektivitou kapacít kognitívnej kontroly. Táto účinnosť pri kognitívnej kontrole je opísaná ako závislá na dozrievaní prefrontálneho kortexu, čoho dôkazom je zobrazovanie 4-7 a post mortem8-10 pokračujúci štrukturálny a funkčný rozvoj tejto oblasti až do mladej dospelosti.
Zlepšená kognitívna kontrola s rozvojom prefrontálneho kortexu je konzistentná s lineárnym zvýšením tejto schopnosti od detstva až do dospelosti. Napriek tomu suboptimálne voľby a akcie pozorované počas dospievania predstavujú inflexiu vo vývoji 11 to je jedinečné od detstva alebo dospelosti, o čom svedčí Národné centrum pre zdravotnú štatistiku o adolescentnom správaní a úmrtnosti 12, Ak bola kognitívna kontrola a nezrelá prefrontálna kôra základom pre suboptimálne správanie pri výbere samostatne, potom by deti mali vyzerať pozoruhodne podobné alebo pravdepodobne horšie ako dospievajúci, vzhľadom na ich menej rozvinutú prefrontálnu kôru a kognitívne schopnosti. 2, Tento prehľad sa zaoberá primárnou otázkou, ako sa mozog mení v období dospievania, čo môže vysvetľovať infláciu v rizikovom a impulzívnom správaní. Okrem toho uvádzame príklady, ako môže užívanie alkoholu a drog počas tohto obdobia vývoja tieto zmeny ďalej zhoršiť a môže viesť k následnému zneužívaniu a závislosti.
Aby bolo možné presne zachytiť kognitívne a neurobiologické zmeny počas dospievania, toto obdobie sa musí považovať skôr za prechodné ako za jeden snímok v čase. 3, Inými slovami, na pochopenie tohto vývojového obdobia sú pre rozlišovanie odlišných atribútov tohto obdobia v porovnaní s inými časovými bodmi vývoja potrebné prechody do adolescencie az nich. Preto empirické údaje, ktoré stanovujú vývojové trajektórie od detstva po dospelosť pre kognitívne a nervové procesy, sú nevyhnutné na charakterizáciu týchto prechodov a čo je dôležitejšie v obmedzovaní akýchkoľvek interpretácií zmien v mozgu alebo správaní v dospievaní.
Po druhé, presné znázornenie adolescencie vyžaduje zdokonalenie fenotypovej charakterizácie tohto obdobia. Napríklad na úrovni správania sa adolescenti často charakterizujú ako impulzívni a väčší rizikoví užívatelia, pričom tieto konštrukty sa používajú takmer synonymne. Tieto konštrukty sú však odlišné a ocenenie tohto rozdielu je dôležité pre opis ich vývojových trajektórií a nervových podpier. Poskytujeme behaviorálne, klinické a neurobiologické dôkazy, ktoré naznačujú, že podstupovanie rizika je pevnejšie spojené s citlivosťou na environmentálne stimuly (hľadanie pocitu), zatiaľ čo impulzivita je spojená so zlou kontrolou kognitívnych funkcií zhora nadol.
Aby sme teoreticky podložili empirické zistenia, poskytujeme hodnoverný neurobiologický model pre adolescenciu a navrhujeme, ako môže vývoj v tomto čase viesť k zvýšeniu zraniteľnosti alkoholu a drog. Zámerom tohto prehľadu nie je psychopatologizovať dospievanie, ale skôr vysvetliť, prečo sú niektorí dospievajúci, ale nie iní, zraniteľní voči zneužívaniu návykových látok. Preto sa snažíme identifikovať potenciálne biologické a behaviorálne markery pre včasnú identifikáciu a pre hodnotenie výsledkov intervencií.
Neurobiologický model dospievania
Neurobiologický model adolescentného vývoja 2 stavajú na modeloch hlodavcov 13, 14 a nedávne zobrazovacie štúdie adolescencie 6, 7, 15-20 je znázornený Obrázok 1, Tento model ilustruje, ako musia byť subkortikálne a prefrontálne regulačné oblasti zhora nadol posudzované spoločne ako okruh. Karikatúra ukazuje rôzne vývojové trajektórie pre signalizáciu týchto regiónov, pričom limbické projekcie sa vyvíjajú skôr ako prefrontálne kontrolné oblasti. Podľa modelu je adolescent ovplyvnený funkčne zrelým subkortikálnym vzhľadom na menej zrelé kortikálne obvody v období adolescencie (tj nerovnováha v závislosti od systémov) v porovnaní s deťmi, pre ktoré sa tento frontolimbický obvod stále vyvíja; v porovnaní s dospelými, pre ktorých sú tieto systémy plne zrelé. S rozvojom a skúsenosťami sa funkčná konektivita medzi týmito regiónmi posilňuje a poskytuje mechanizmus pre zhoršenie modulácie subkortikálnych systémov. 7, Tak to je frontostriatálne obvody, spolu s funkčným posilňovaním spojení v rámci tohto obvodu, ktoré môžu poskytnúť mechanizmus na vysvetlenie zmien v impulzivite a rizikách, ktoré sa pozorujú naprieč vývojom.
Tento model je v súlade s predchádzajúcimi 21-24 v tom, že poskytuje základ pre nelineárne inflekty pozorované v správaní od detstva až do dospelosti v dôsledku skoršieho dozrievania subkortikálnych projekcií v porovnaní s menej zrelými prefrontálnymi prekurzormi zhora nadol. Konkrétne triadický model 21 navrhuje, aby motivované správanie malo tri odlišné nervové okruhy (prístup, vyhýbanie sa a regulačné). Prístupový systém je do značnej miery kontrolovaný ventrálnym striatom, systémom vyhýbania sa amygdaly a nakoniec regulačným systémom prefrontálnym kortexom. 25, Súčasný model sa výrazne líši od ostatných v tom, že je založený na empirických dôkazoch týkajúcich sa zmien mozgu nielen pri prechode z adolescencie do dospelosti, ale skôr pri prechode. do dospievania od detstva a neskôr z dospievania do dospelosti. Okrem toho model nenaznačuje, že striatum a amygdala sú špecifické pre prístup a vyhýbavé správanie vzhľadom na nedávne štúdie ukazujúce valenčnú nezávislosť týchto štruktúr. 26skôr sú to systémy, ktoré sú dôležité pri odhaľovaní motivačne a emocionálne relevantných podnetov v prostredí, ktoré môže ovplyvniť správanie. V tomto prehľade opisujeme najaktuálnejšie dôkazy adolescencie v štúdiách správania a ľudí v kontexte nášho modelu, ktorý ilustruje prechod z detstva do dospelosti.
Fenotypová charakterizácia dospievania
Schopnosť odolávať pokušeniu v prospech dlhodobých cieľov je formou kognitívnej kontroly. Prekročenie tejto schopnosti bolo navrhnuté ako jadro rizikového správania adolescentov 27, V kontexte sociálnej, vývojovej a kognitívnej psychológie bola študovaná kognitívna kontrola, ktorá zahŕňa rezistenciu voči pokušeniu alebo oneskoreniu okamžitého uspokojenia. Vývojovo sa táto schopnosť meria posúdením toho, ako dlho môže batole odolať okamžitej odmene (napr. Cookie) v prospech väčšej odmeny neskôr (napr. Dve cookies) 28, Aj keď sa jednotlivci v tejto schopnosti líšia aj ako dospelí, vývojové štúdie naznačujú, že vývoj môže nastať, keď jedinec môže byť obzvlášť náchylný na pokušenia. Táto schopnosť bola opísaná ako forma riadenia impulzov 29 a je mnohostranná 30, 31, ale môže byť operatívne definovaný ako schopnosť dosiahnuť cieľovo orientované správanie tvárou v tvár silným konkurenčným vstupom a činnostiam. 32.
Historicky vývojové štúdie preukázali stabilné zlepšenie schopnosti kontroly kognitívnych funkcií od detstva do dospelosti 33, Toto pozorovanie je podporené množstvom dôkazov o správaní z experimentálnych paradigiem v kontrolovaných laboratórnych podmienkach vrátane paradigiem, ako je úloha Go-NoGo, úloha Simon a paradigmy prepínania úloh, ktoré vyžadujú, aby účastníci prekonali predbežnú odpoveď s cieľom dosiahnuť správnu odpoveď. 32, 34, Keď je však výhodné potlačiť reakciu na podnety súvisiace s stimuláciou, trpí kognitívna kontrola 20, Táto redukovaná kontrola je obzvlášť evidentná v období adolescencie, keď vrcholová voľba pri sexuálnom a drogovom správaní je najvyššia. 3, 11, 12, 14, Tieto pozorovania naznačujú, že vývojové trajektórie v kognitívnej kontrole sú komplexné a môžu byť modulované emocionálne nabitými alebo posilňujúcimi kontextmi (napr. Sociálne a sexuálne interakcie), v ktorých požiadavky na kognitívnu kontrolu interagujú s motivačnými pohonmi alebo procesmi.
Motivácia môže modulovať kognitívnu kontrolu aspoň dvoma spôsobmi. Po prvé, odmenou za výkon na danej úlohe môžu ľudia pracovať tvrdšie av konečnom dôsledku dosahovať lepšie výsledky, než keď nie sú odmeňovaní 17, Po druhé, schopnosť vykonávať kontrolu môže byť spochybnená, keď je potrebné potlačiť myšlienky a činy smerom k chutným narážkam 20, Nedávne štúdie vývoja adolescentov začali porovnávať schopnosť kontroly kognitívnych schopností v relatívne neutrálnych a motivačných kontextoch. Tieto štúdie naznačujú zmenu citlivosti na environmentálne podnety, najmä tie, ktoré sú založené na odmenách na rôznych miestach vývoja, a naznačujú jedinečný vplyv motivácie na kogníciu počas adolescentných rokov.
V nasledujúcej časti uvádzame niektoré z najnovších štúdií o tom, ako je správanie adolescentov diferencovane ovplyvňované v emocionálne nabitých kontextoch v porovnaní s dospelými.
Napríklad Ernst a kolegovia 35, 36 skúmal výkon na antisaccade úlohu s prísľubom finančnej odmeny za presný výkon na niektorých pokusoch, ale nie iné. Výsledky ukázali, že prísľub odmeny, uľahčujúci adolescentné kognitívne kontrolné správanie viac ako pre dospelých, zistenie, ktoré bolo replikované 17 a nedávno bol rozšírený na sociálne odmeny (napr. šťastné tváre 20).
Zatiaľ čo predchádzajúce príklady poskytujú príklady zvýšeného výkonu u mladistvých s motiváciou, odmeny môžu tiež znížiť výkon pri potlačovaní odpovedí na odmeny, ktoré vedú k vysokému zisku. Napríklad pomocou hazardnej úlohy, v ktorej bola odmenená spätná väzba okamžite počas rozhodovania („horúce“ skúšky, ktoré zvýšili afektívne afektívne vzrušenie vyvolané úlohou) alebo zadržané až po rozhodnutí („studené“ úmyselné rozhodovacie procesy), Figner a kolegovia 37 ukázali, že adolescenti v porovnaní s dospelými urobili neprimerane riskantnejšie hazardné hry, ale iba v „horúcom“ stave. Pomocou podobnej úlohy Iowa Gambling Task, Cauffman a kolegovia 38 ukázali, že táto citlivosť na odmeny a stimuly v skutočnosti vrcholia v období dospievania, s neustálym rastom od neskorého detstva až po dospievanie v tendencii hrať sa s výhodnejšími balíčkami kariet a následne s následným poklesom od neskorého dospievania do dospelosti. Tieto zistenia ilustrujú krivočiaru funkciu, ktorá dosahuje vrchol medzi 13 a 17 a potom klesá. 27, Zatiaľ čo predchádzajúce zistenia s úlohou Iowa Gambling ukázali lineárny nárast výkonnosti s vekom 39, tieto štúdie nepozerali na vek priebežne ani neskúmali iba pokusy s výhodnými balíčkami kariet.
Nedávne štúdie naznačujú, že sociálne kontexty, najmä rovesníci, môžu slúžiť aj ako motivačný pokyn a môžu znížiť kognitívnu kontrolu počas dospievania. Ukázalo sa, že miera, do akej dospievajúci užívatelia používajú látky, je priamo úmerná množstvu alkoholu alebo nelegálnym látkam, ktoré budú dospievajúci používať sami. 40, Pomocou simulovanej úlohy riadenia, Gardner a kolegovia 41 ukázali, že dospievajúci prijímajú riskantnejšie rozhodnutia v prítomnosti rovesníkov, než keď sú sami a že tieto rizikové rozhodnutia klesajú lineárne s vekom 23, 40.
Súhrnne tieto štúdie naznačujú, že počas dospievania sú motivačné podnety potenciálnej odmeny obzvlášť výrazné a môžu viesť k zlepšeniu výkonnosti, ak sa poskytujú ako posilňujúci alebo odmeňovaný výsledok, ale k rizikovejším rozhodnutiam alebo suboptimálnym voľbám, ak sa poskytujú ako tágo. V druhom prípade môže motivačný tábor znížiť efektívne správanie zamerané na cieľ. Okrem toho tieto štúdie naznačujú, že citlivosť na odmeny a správanie, ktoré sa usiluje o pocit, sa odlišuje od impulzivity s veľmi odlišnými vývojovými vzormi (krivočiara funkcia oproti lineárnej funkcii). Toto rozlíšenie je ďalej zrejmé z nedávnej štúdie Steinberga a kol. 42 pomocou meraní samohodnotenia pri hľadaní pocitu a impulzívnosti. Testovali, či sa často konfrontované konštrukty pocitu pocitu a impulzívnosti vyvíjajú v rôznych časových harmonogramoch v takmer 1000 jedincoch vo veku 10 a 30. Výsledky ukázali, že rozdiely vo vyhľadávaní pociťovania s vekom sledovali krivočiary vzorec, s vrcholmi v oblasti zvýšenia citlivosti medzi 10 a 15 rokov a klesajúcimi alebo zostávajúcimi stabilnými. Naproti tomu vekové rozdiely v impulzivite sledovali lineárny vzorec s lineárnym poklesom impulsivity s vekom (pozri Obrázok 2 panel A). Tieto zistenia spolu so zisteniami z laboratórií naznačujú zvýšenú zraniteľnosť voči riziku v adolescencii „môže byť spôsobené kombináciou relatívne vyšších sklonov hľadať vzrušenie a relatívne nezrelé kapacity pre sebaovládanie, ktoré sú typické pre toto obdobie vývoja“. 42.
Neurobiológia dospievania
Ako je uvedené v našom modeli adolescencie, dve kľúčové oblasti, ktoré sa podieľajú na kognitívnom a motivačnom správaní, sú prefrontálny kortex, o ktorom je známe, že je dôležitý pre kognitívnu kontrolu. 43 a striatum kritické pri odhaľovaní a poznávaní nových a odmeňujúcich podnetov v životnom prostredí 44, Zdôrazňujeme nedávne zobrazovacie práce na zvieratách a ľuďoch na neurobiologických zmenách podporujúcich tieto motivačné a kognitívne systémy naprieč vývojom v kontexte predchádzajúcich behaviorálnych zistení o rozvoji pocitu hľadania a impulzívnosti. Využívame skôr opísaný model nerovnováhy lineárneho vývoja prefrontálnych oblastí zhora nadol v porovnaní s krivočiarenskou funkciou pre rozvoj zdola nahor striatálnych oblastí, ktoré sa podieľajú na odhaľovaní výrazných podnetov v životnom prostredí, aby sa zistili výsledky. Kľúčový je význam skúmania obvodov a nie špecifických regionálnych zmien, najmä v rámci frontostriatálnych okruhov, ktoré sú základom rôznych foriem cieľovo orientovaného správania. Táto perspektíva posúva pole od skúmania toho, ako každý región dozrieva izolovane na to, ako môžu vzájomne pôsobiť v kontexte prepojených okruhov.
Seminárna práca na zvieratách a ľuďoch ukázala, ako striatálne a prefrontálne kortikálne oblasti formujú cieľovo orientované správanie 7, 27, 37, 38, 44. Pomocou nahrávok jednotlivých opíc u opíc Pasupathy & Miller 45 demonštrovali, že keď sa flexibilne učia množstvu nepredvídaných okolností, veľmi skoré aktivity v striate poskytujú základ pre asociácie založené na odmeňovaní, zatiaľ čo v neskoršom období sa využívajú viac úmyselných mechanizmov prefrontal na udržanie výstupov správania, ktoré môžu optimalizovať najväčšie zisky, tieto zistenia majú v štúdiách lézií 46-48, Úloha striatu pri včasnom časovom kódovaní nepredvídaných udalostí pred nástupom aktivácie v prefrontálnych regiónoch bola rozšírená aj na ľudí. 49, Tieto zistenia naznačujú, že pochopenie interakcií medzi regiónmi (spolu s ich zložkami); V rámci frontostriatálnych obvodov je kritický pre vývoj modelu kognitívnej a motivačnej kontroly v adolescencii.
Frontostriatálne okruhy prechádzajú počas dospievania značným rozpracovaním 50-53 ktoré sú obzvlášť dramatické v dopamínovom systéme. Vrcholy v hustote dopamínových receptorov, D1 a D2 v striate sa objavujú na začiatku dospievania, po ktorom nasleduje strata týchto receptorov v mladej dospelosti 54-56, Naproti tomu prefrontálny kortex nevykazuje vrcholy v hustote D1 a D2 receptorov až do neskorej adolescencie a mladej dospelosti 57, 58, Podobné vývojové zmeny sa ukázali v iných systémoch súvisiacich s odmenou vrátane kanabinoidných receptorov 59, Zostáva nejasné, ako sa zmeny v dopamínových systémoch môžu týkať motivovaného správania, pretože kontroverzia zostáva otázkou, či je citlivosť na odmeňovanie modulovaná dopamínovými systémami (napr. 60, 61) a či je výsledkom menej aktívnych alebo hypersenzitívnych dopamínových systémov (napr. 62, 63). Vzhľadom na dramatické zmeny obvodov bohatých na dopamín počas dospievania však pravdepodobne súvisí so zmenami v citlivosti na odmeňovanie odlišné od detstva alebo dospelosti. 50, 64, Okrem významných zmien v dopamínových receptoroch existujú aj dramatické hormonálne zmeny, ktoré sa vyskytujú počas dospievania, ktoré vedie k sexuálnej zrelosti, a ovplyvňujú funkčnú aktivitu vo frontostriatálnych okruhoch. 65podrobná diskusia však presahuje rámec tohto dokumentu, pozri 66, 67 pre podrobné recenzie na túto tému.
Štúdie humánneho zobrazovania začali poskytovať podporu pri posilňovaní prepojení frontostriatálnych obvodov bohatých na dopamín, naprieč vývojom. Použitie difúzneho tenzorového zobrazovania a funkčnej magnetickej rezonancie (fMRI), Casey a kolegov 68, 69 a ďalšie 70 preukázali väčšiu silu v distálnych spojeniach v rámci týchto obvodov naprieč vývojom a majú spojenú silu spojenia medzi prefrontálnymi a striatálnymi oblasťami s kapacitou účinne zapojiť kognitívnu kontrolu v typických a atypicky sa rozvíjajúcich jedincoch 68, 69, Tieto štúdie ilustrujú význam signalizácie v kortikostriatálnom obvode, ktorý podporuje schopnosť účinne sa zapojiť do kognitívnej kontroly.
Podobne existujú dôkazy zo štúdií humánnych funkčných neuroimagingov o tom, ako subkortikálne systémy, ako je striatum a prefrontálny kortex, interagujú s rizikovým správaním pozorovaným u adolescentov. 71, Väčšina zobrazovacích štúdií sa zamerala na jednu alebo na iné oblasti, ktoré ukazujú, že prefrontálna kôra, ktorá má za následok zlepšenie kognitívnej kontroly súvisiacej s vekom. 72-78 oneskorené dozrievanie 4, 79, 80 zatiaľ čo striatálne regióny citlivé na novinky a manipuláciu s odmenami sa vyvíjajú skôr 74, 81, Viaceré skupiny ukázali, že adolescenti vykazujú zvýšenú aktiváciu ventrálneho striata v očakávaní a / alebo prijatí odmien v porovnaní s dospelými. 6, 15, 17, 18, ale iní hlásia hypo-responzívnosť 82.
Galvan a kolegovia dokončili jednu z prvých štúdií zameraných na skúmanie procesov súvisiacich s odmeňovaním v celom spektre vývoja od detstva až po dospelosť 6 v 6 na 29 rokov. Ukázali, že ventrálna striatálna aktivácia bola citlivá na meniace sa hodnoty peňažnej odmeny 49 a že táto reakcia bola v období dospievania v porovnaní s deťmi a adolescentmi prehnaná 6 (vidieť Obrázok 3), čo indikuje nárast signálu 6 alebo trvalejšiu aktiváciu 83, Na rozdiel od vzoru vo ventrálnom striate, orbitálne prefrontálne oblasti, vykazovali predĺžený vývoj v týchto vekoch (Obrázok 2b).
Ako sa však toto zlepšenie signalizácie vo ventrálnom striate vzťahuje na správanie? V následnej štúdii Galvan a kolegovia 16 skúmali súvislosť medzi aktivitou vo ventrálnom striatum k veľkej peňažnej odmene s mierou osobnostných charakteristík riskovania a impulzívnosti. Anonymné hodnotiace stupnice rizikového správania, vnímanie rizika a impulzívnosť boli získané vo vzorke 7-u vo veku 29. Galvan a kol. preukázali pozitívnu súvislosť medzi ventrálnou striatálnou aktivitou a veľkou odmenou a pravdepodobnosťou zapojenia sa do rizikového správania (pozri Obrázok 3) Tieto zistenia sú v súlade so zobrazovacími štúdiami u dospelých, ktoré preukázali ventrálnu striatálnu aktivitu s rizikovými možnosťami 84, 85.
Na ďalšiu podporu asociácie medzi rizikovým správaním dospievajúcich a citlivosťou na odmenu indexovanou prehnanou ventrálnou striatálnou odpoveďou, Van Leijenhorst a kolegovia 18 testovali túto asociáciu pomocou úlohy hazardných hier. Úloha zahŕňala hazardné hry s nízkym rizikom s vysokou pravdepodobnosťou získania malej peňažnej odmeny a hazardných hier High-Risk s menšou pravdepodobnosťou získania väčšej peňažnej odmeny. Výsledky fMRI potvrdili, že voľby s vysokým rizikom sú spojené s náborom ventrálnej striatálnej fázy, zatiaľ čo výbery s nízkym rizikom sú spojené s aktiváciou ventrálneho mediálneho prefrontálneho kortexu. Tieto zistenia sú v súlade s hypotézou, že rizikové správanie v adolescencii je spojené s nerovnováhou spôsobenou rôznymi vývojovými trajektóriami subkortikálnej odmeny a prefrontálnymi regulačnými oblasťami mozgu, ktoré sú v súlade s naším neurobiologickým modelom adolescencie.
Hoci sa zdá, že v štúdii Galvan existuje súvislosť medzi rizikovým správaním a aktiváciou ventrálnej striatalu 16 nebola zaznamenaná žiadna korelácia medzi ventrálnou striatálnou aktivitou a impulzívnosťou. Hodnoty impulzívnosti boli skôr korelované s vekom, čo je v súlade s početnými zobrazovacími štúdiami, ktoré ukazujú lineárny vývoj s vekom pri nábore predpredajných kortikálnych impulzov počas úloh kontroly impulzov 7, 75, 77 (a pozrite si recenzie používateľa 34, 86). Nedávne štúdie navyše ukázali, že hodnotenia impulzivity nepriamo korelujú s objemom ventrálneho mediálneho prefrontálneho kortexu vo vzorke zdravých chlapcov (7 – 17yrs) 87, Nakoniec štúdie klinických populácií charakterizované problémami impulzivity, ako je ADHD, vykazujú zhoršenú kontrolu impulzov a zníženú aktivitu v prefrontálnych oblastiach v porovnaní s kontrolami, 88, 89 nevykazujú zvýšené reakcie na stimuly 90.
Tieto zistenia poskytujú neurobiologickú empirickú podporu pre disociáciu konštruktov súvisiacich s podstupovaním rizika a odmeňovanie citlivosti od impulzivity s prvou, ktorá vykazuje krivočarý vzor a druhý lineárny vzor (pozri Obrázok 2 B). Voľby a správanie adolescentov teda nemožno vysvetliť impulzívnosťou alebo predĺženým samotným prefrontálnym kortexom. Motivačné subkortikálne regióny sa skôr musia zvážiť, aby objasnili, prečo sa správanie adolescentov nelíši len od dospelých, ale aj od detí. Zdá sa, že ventrálna striatum hrá úlohu v úrovniach vzrušenia 82, 91 a pozitívny vplyv 15 pri prijímaní odmien, ako aj sklon k vyhľadávaniu pocitu pocitu rizika a podstupovaniu rizika 16, 91, Ešte dôležitejšie je, že tieto zistenia naznačujú, že v období dospievania môžu byť niektorí jednotlivci náchylnejší na riskantné správanie v dôsledku vývojových zmien v zhode s variabilitou v predispozícii daného jedinca k riskantnému správaniu, a nie k jednoduchým zmenám v impulzivite.
Vedecká oblasť, ktorej sa venovala menšia pozornosť, určuje, ako sa v priebehu vývoja vzájomne ovplyvňujú kognitívne a motivačné systémy. Ako už bolo spomenuté, Ernst a kolegovia 35, 36 ukázal, že prísľub peňažnej odmeny uľahčil adolescentnému kognitívnemu riadiacemu správaniu viac ako pre dospelých. Geier a kol. 17 nedávno identifikovali nervové substráty tejto kognitívnej up-regulácie použitím variantu antisaccade úlohy počas funkčného zobrazovania mozgu. U adolescentov a dospelých, pokusy, za ktoré boli peniaze v stávke, urýchlili výkon a uľahčili presnosť, ale tento účinok bol väčší u adolescentov. V nadväznosti na pokyn, že budúca štúdia bude odmenená, dospievajúci preukázali prehnanú aktiváciu vo ventrálnom striate pri príprave a následnom vykonaní antisaccade. Zvýšená odozva bola pozorovaná u adolescentov v prefrontálnych oblastiach pozdĺž precentrálneho sulku, dôležitých pre kontrolu pohybov očí, čo naznačuje aj regulačnú reguláciu v odmeňovaní v kontrolných oblastiach.
Odmeny, ako je uvedené vyššie, môžu zlepšiť, ako aj znížiť cieľovo orientované správanie. Pozorovanie, že adolescenti berú viac rizík, keď sú prítomné apetitívne podnety versus neprítomnosť počas hazardných hier, robí tento bod (napr. 37). V nedávnej zobrazovacej štúdii 20Somerville a kol. identifikovali nervové substráty downregulácie kontrolných oblastí s apetitívnymi podnetmi. Somerville a kol. testované dieťa, dospievajúci a dospelí účastníci, zatiaľ čo oni robili go nogo úlohu s chutnými sociálnymi narážkami (šťastné tváre) a neutrálnymi narážkami. Výkon úlohy na neutrálne narážky ukázal stabilné zlepšenie s vekom na tejto úlohe riadenia impulzov. Avšak v štúdiách, pri ktorých musel jedinec odolať blížiacim sa apetitívnym podnetom, dospievajúci nedokázali preukázať očakávané zlepšenie závislé od veku. Toto zníženie výkonu počas dospievania bolo paralelné so zvýšenou aktivitou v striate. Naopak, aktivácia v hornom prednom gýri bola spojená s celkovou presnosťou a ukázala lineárny vzorec zmeny s vekom pre pokusy nogo verzus go. Zhrnuté, tieto zistenia implikujú prehnané ventrálne striatálne zastúpenie apetitívnych podnetov u adolescentov v neprítomnosti zrelej kognitívnej kontrolnej odpovede.
Tieto údaje spoločne svedčia o tom, že aj keď sa dospievajúci ako skupina považujú za prijímateľov rizika 41, niektorí dospievajúci budú náchylnejší ako iní, aby sa zapojili do rizikového správania, čím by sa potenciálne ohrozili negatívne výsledky. Tieto zistenia podčiarkujú dôležitosť zváženia individuálnej variability pri skúmaní komplexných vzťahov mozgovo-správanie súvisiacich s podstupovaním rizika a impulzívnosťou vo vývojových populáciách. Okrem toho tieto individuálne a vývojové rozdiely môžu pomôcť vysvetliť zraniteľnosť niektorých jedincov riziku, ktoré je spojené s užívaním látok av konečnom dôsledku závislosťou. 64.
Použitie a zneužívanie látky u adolescentov
Dospievanie označuje obdobie zvýšeného experimentovania s drogami a alkoholom 92, pretože alkohol je najviac zneužívaný nelegálnymi látkami mladistvými 11, 93, 94, Včasné používanie týchto látok, ako je alkohol, je spoľahlivým prediktorom neskoršej závislosti a zneužívania 95, Vzhľadom na prudký nárast závislosti na alkohole medzi dospievaním a dospelosťou, ktorá je v každom inom vývojovom štádiu neprekonateľná 96, zameriavame sa predovšetkým na výberové preskúmanie jeho používania a zneužívania u adolescentov a motivačných vlastností.
Ukázalo sa, že alkohol, ako aj iné látky zneužívania, vrátane kokaínu a kanabinoidov, majú posilňujúce vlastnosti. Tieto látky ovplyvňujú mesolimbický dopamínový prenos s akútnymi aktiváciami neurónov v frontolimbických obvodoch bohatých na dopamín, vrátane ventrálneho striata 97-99, Ako navrhli Hardin a Ernst (2009) 92použitie týchto látok môže zhoršiť už zvýšenú odozvu ventrálnej striatum, čo vedie k zvýšeniu alebo zosilneniu posilňovacích vlastností lieku. Robinson a Berridge 61, 63, 100 navrhli, aby tieto drogy zneužívania mohli „uniesť“ systémy spojené s stimulom pre drogy, ako je ventrálne striatum, čím sa znížia regulačné oblasti zhora nadol.
Väčšina empirických prác na adolescentnom užívaní alkoholu bola vykonaná u zvierat, s ohľadom na etické obmedzenia pri vykonávaní takýchto štúdií u ľudských adolescentov. Zvieracie modely etanolu tiež poskytujú najvýznamnejší dôkaz rozdielneho účinku alkoholu u dospievajúcich v porovnaní s dospelými a sú v súlade s nálezmi u adolescentov s relatívnou necitlivosťou na účinky etanolu. Spear a kolegovia ukázali, že dospievajúci potkany v porovnaní s dospelými sú menej citliví na sociálnu, motorickú, sedačnú, akútnu abstinenčnú liečbu a „opicu“ etanolu. 101-103, Tieto zistenia sú významné tým, že mnohé z týchto účinkov slúžia ako podnety na obmedzenie príjmu u dospelých 11, Podobne, keď sú adolescenti necitliví na podnety, ktoré môžu pomôcť obmedziť ich príjem alkoholu, pozitívne vplyvy alkoholu, ako je napr. 104, Väčšina rizikového správania ľudí - vrátane zneužívania alkoholu - sa vyskytuje v sociálnych situáciách 23potenciálnym tlakom adolescentov na väčšie využívanie alkoholu a drog, ak ich toto hodnotenie oceňujú ich rovesníci.
Ako sa mení mozog pri užívaní alkoholu a zneužívaní v dospievaní v porovnaní s dospelými? Zatiaľ čo adolescenti môžu byť menej citliví na niektoré behaviorálne účinky alkoholu, zdá sa, že sú citlivejší na niektoré neurotoxické účinky 94, Napríklad fyziologické štúdie (napr. 105) vykazujú väčšiu etanolom indukovanú inhibíciu NMDA-sprostredkovaných synaptických potenciálov a dlhodobú potenciáciu v hipokampálnych rezoch u adolescentov ako u dospelých. Opakovaná expozícia intoxikačných dávok etanolu tiež produkuje väčšie hipokampálne závislé pamäťové deficity 106, 107 a predĺžená expozícia etanolu bola spojená so zvýšenou veľkosťou dendritickej chrbtice 108, Tieto neskoršie zistenia zmien dendritických chrbtíc naznačujú modifikáciu mozgových obvodov, ktoré môžu stabilizovať návykové správanie 94.
Údaje zo štúdií zobrazovania mozgu poskytujú u ľudí paralelné dôkazy o neurotoxických účinkoch alkoholu na mozog. Niekoľko štúdií poukázalo na zmenenú štruktúru a funkciu mozgu v závislosti od alkoholu alebo u adolescentov a mladých dospelých v porovnaní so zdravými jedincami. Tieto štúdie ukazujú menšie predné a hipokampálne objemy, zmenenú mikroštruktúru bielej hmoty a horšiu pamäť 109-113, Tieto štúdie navyše ukazujú pozitívne asociácie medzi hipokampálnym objemom a vekom prvého použitia 109 naznačuje, že skorá adolescencia môže byť obdobím zvýšeného rizika pre neurotoxické účinky alkoholu. Trvanie, ktoré negatívne korelovalo s hipokampálnym objemom, môže tento účinok kombinovať.
V súčasnosti len niekoľko štúdií skúmalo funkčnú mozgovú aktivitu na stimuly súvisiace s drogami alebo alkoholom (tj obrazy alkoholu) u adolescentov 114, hoci toto je oblasť budúceho výskumu (pozri. \ t 115). Štúdie s vysokorizikovými populáciami (napr. Rodinné zaťaženie závislosťou od alkoholu) naznačujú, že poškodenie frontálneho fungovania je zjavné pred expozíciou užívaniu drog (napr. 116, 117) a môže predpovedať neskoršie užívanie látky 118, 119, Avšak v skorej štúdii správania o účinkoch alkoholu v lieku 8 na pacientov s 15-ovým rokom s nízkym a vysokým rodinným rizikom \ t 120, najvýznamnejším zistením bola malá, ak vôbec nejaká zmena v správaní alebo problém pri testoch intoxikácie - aj keď boli pozorované dávky po intoxikácii u dospelej populácie. Tieto neurotoxické účinky spolu so zvýšenou citlivosťou na motivačné účinky alkoholu a dôkazom slabšej prednej kontroly v hornej časti zhora viditeľnej dokonca pred expozíciou užívaniu drog 116 môže vytvoriť dlhodobý priebeh užívania alkoholu a drog ďaleko nad rámec dospievania 118, 119.
Závery
Popísané štúdie spoločne podporujú pohľad na vývoj adolescentného mozgu, ktorý je charakterizovaný napätím medzi rannými novo vznikajúcimi systémami „zdola nahor“, ktoré vyjadrujú prehnanú reaktivitu na motivačné stimuly a neskôr dozrievajúce „zhora nadol“ kognitívnych kontrolných oblastí. Tento systém zdola nahor, ktorý je spojený s vyhľadávaním pocitu pocitu rizika a správaním rizika, postupne stráca svoju konkurenčnú výhodu s postupným vznikom regulácie „zhora nadol“ (napr. 2, 7, 15, 23, 64, 121-123). Táto nerovnováha medzi týmito vyvíjajúcimi sa systémami počas dospievania môže viesť k zvýšenej zraniteľnosti voči rizikovému správaniu a zvýšenej náchylnosti k motivačným vlastnostiam látok zneužívania.
Tento prehľad poskytuje behaviorálny, klinický a neurobiologický dôkaz disociácie týchto subkortiko-kortikosystémových systémov vývojovo. Údaje o správaní z laboratórnych úloh a hodnotení sebahodnotenia detí, dospievajúcich a dospelých (napr. 18, 20, 37, 42) naznačujú krivočiary vývoj pocitu vyhľadávania s vrcholom inflexie približne medzi 13 a 17 rokov, zatiaľ čo impulzivita sa v priebehu vývoja lineárne mení od detstva do mladej dospelosti. Štúdie zobrazovania na ľuďoch ukazujú vzory aktivity v subkortikálnych oblastiach mozgu citlivých na odmenu (ventrálne striatum), ktoré sú paralelné s údajmi o správaní. Konkrétne vykazujú krivočiary vývoj v týchto oblastiach a rozsah ich reakcie je spojený s rizikovým správaním. Naproti tomu prefrontálne oblasti, ktoré sú dôležité pri regulácii správania zhora nadol, vykazujú lineárny vzorec vývoja, ktorý je podobný tým, ktoré sú pozorované v štúdiách správania impulsivity. Okrem toho klinické poruchy s problémami kontroly impulzov vykazujú menšiu prefrontálnu aktivitu, ďalej spájajú neurobiologické substráty s fenotypovým konštruktom impulzivity.
Napätie medzi subkortikálnymi oblasťami v porovnaní s prefrontálnymi kortikálnymi oblasťami počas tohto obdobia môže slúžiť ako možný mechanizmus pozorovaného zvýšeného rizika vrátane užívania a zneužívania alkoholu a drog. Väčšina adolescentov vyskúšala alkohol 93to však nemusí viesť k zneužitiu. Osoby s nižšou reguláciou zhora nadol môžu byť obzvlášť citlivé na zneužívanie alkoholu a návykových látok, ako to naznačujú štúdie vysoko rizikových populácií, ktoré vykazujú poškodenie frontálneho fungovania pred vystavením alkoholu a drogám (napr. 116, 117). V kontexte nášho neurobiologického modelu adolescencie by títo jedinci mali ešte väčšiu nerovnováhu pri kortiko-subkortikálnej kontrole. Tieto zistenia sú tiež v súlade s klinickými nálezmi u pacientov s ADHD, u ktorých sa prejavila znížená prefrontálna aktivita a ktoré sú štyrikrát častejšie ako u zdravých kontrolných jedincov. 124, Táto nerovnováha pri kortiko-subkortikálnej kontrole by bola ďalej umocnená necitlivosťou adolescencie na motorické a sedatívne účinky alkoholu, ktoré by inak mohli pomôcť obmedziť príjem alkoholu a pozitívne vplyvy alkoholu na sociálne uľahčenie, ktoré môžu ďalej podporovať užívanie alkoholu. 104, Ako ukázali Steinberg a kolegovia 23, 41, väčšina rizikového správania - vrátane alkoholu a zneužívania návykových látok - sa vyskytuje v sociálnych situáciách. Takže užívatelia alkoholu môžu povzbudzovať a udržiavať používanie alkoholu a drog, keď sa toto správanie oceňuje.
Jednou z výziev v práci súvisiacej so závislosťou je vývoj biobehaviorálnych markerov na včasnú identifikáciu rizika zneužívania látok a / alebo na hodnotenie výsledkov intervencií / liečby. Naše zistenia naznačujú, že behaviorálne výzvy, ktoré vyžadujú kognitívnu kontrolu v prítomnosti lákavých apetitívnych podnetov, môžu byť užitočnými potenciálnymi markermi. Príklady takýchto behaviorálnych testov zahŕňajú hazardné úlohy s vysokými a nízkymi rizikami alebo „horúcimi“ a „studenými“ podmienkami opísanými v tomto prehľade. 18, 37 alebo jednoduché úlohy riadenia impulzov, ktoré vyžadujú potlačenie reakcie na chutnú / lákavú tágo 20, Tieto úlohy pripomínajú oneskorenie gratulačnej úlohy, ktorú vytvoril Mischel 125, V skutočnosti výkon na jednoduchých úlohách kontroly impulzov, ako sú tieto u adolescentov a dospelých, bol spojený s ich výkonnosťou ako batoľatá na meškanie úlohy potešenia 28, 29, Mischel a kolegovia preukázali vysokú úroveň stability a prediktívnu hodnotu tejto úlohy v neskoršom živote. Relevantné pre zneužívanie návykových látok, ukázali, že schopnosť oddialiť potešenie ako batoľa predpovedá neskoršie užívanie návykových látok (napr. Kokaín). 126, V našej súčasnej práci začíname používať kombináciu týchto úloh na identifikáciu nervových substrátov tejto schopnosti ďalej porozumieť potenciálnym rizikovým faktorom zneužívania návykových látok.
Tieto údaje kolektívne naznačujú, že hoci dospievajúci ako skupina sú považovaní za rizikových 41, niektorí dospievajúci budú náchylnejší ako iní, aby sa zapojili do rizikového správania, čím by sa potenciálne ohrozili negatívne výsledky. Riskovanie však môže byť v správnom prostredí úplne adaptívne. Takže skôr ako sa snažíme eliminovať správanie s rizikom dospievania, ktoré doteraz nebolo úspešným podnikom 23Konštruktívnejšou stratégiou môže byť poskytnutie prístupu k rizikovým a vzrušujúcim aktivitám (napr. po školských programoch so šplhaním vo vnútri dverí) v kontrolovanom prostredí a obmedzenie škodlivých príležitostí na riskovanie. Keďže dospievajúci mozog je odrazom skúseností, s týmito bezpečnými možnosťami riskovania, teenager môže formovať dlhodobé správanie jemným doladením prepojení medzi oblasťami ovládania zhora nadol a jednotkami zdola nahor so zrelosťou tohto obvodu. Ďalšími úspešnými stratégiami sú kognitívne behaviorálne terapie, ktoré sa zameriavajú na zručnosti odmietnutia alebo na kognitívnu kontrolu, na zníženie rizikového správania. 127, Zistenia podčiarkujú dôležitosť zváženia individuálnej variability pri skúmaní komplexných vzťahov mozgovo-správanie súvisiacich s podstupovaním rizika a impulzívnosťou vo vývojových populáciách. Okrem toho, tieto individuálne a vývojové rozdiely môžu pomôcť vysvetliť zraniteľnosť niektorých jedincov rizikom spojeným s užívaním látok a nakoniec závislosť.
Poďakovanie
Túto prácu čiastočne podporili NIDA R01 DA018879, NIDA Pre-Doctoral grantový grant DA007274, rodina Mortimera D. Sacklera, fond Dewitt-Wallace a Lekárska vysoká škola Citigroup Biomedical Imaging Center a Imaging Core spoločnosti Weill Cornell Medical College.
;
