Erfarenhet under tonåren formar hjärnutveckling: från synapser och nätverk till normalt och patologiskt beteende (2019)

Neurotoxicol Teratol. 2019 7 september; 76: 106834. doi: 10.1016 / j.ntt.2019.106834.

Dow-Edwards D.1, MacMaster FP2, Peterson BS3, Niesink R4, Andersen S5, Braams BR6.

Abstrakt

Ungdom är en period av dramatisk neural omorganisation som skapar en period med sårbarhet och möjligheten för utveckling av psykopatologi. Mognaden av olika neurala kretsar under tonåren beror till stor del på ens fysiska och psykosociala upplevelser. Detta sker genom en process av plastisitet som är den strukturella och funktionella anpassningen av nervsystemet som svar på miljökrav, fysiologiska förändringar och upplevelser. Under tonåren fortsätter denna anpassning på en bakgrund av strukturella och funktionella förändringar som förorsakas av genetiska och epigenetiska faktorer och upplevelser både före födseln och under den postnatala perioden. Plastisitet innebär en förändring av förbindelserna mellan neuroner genom långvarig potentiering (LTP) (vilket förändrar synaptisk effektivitet), synaptogenes, axonal spirande, dendritisk ombyggnad, neurogenes och rekrytering (Skaper et al., 2017). Även om de flesta empiriska bevis för plasticitet härrör från studier av sensoriska system, har nyligen genomförda studier föreslagit att under tonåren, sociala, emotionella och kognitiva upplevelser förändrar strukturen och funktionen i nätverk som undergräver dessa beteendedomäner. Var och en av dessa nervnätverk uppvisar ökad sårbarhet för upplevelsesberoende plasticitet under de känsliga perioderna som förekommer i olika kretsar och olika hjärnregioner vid specifika utvecklingsperioder. Denna rapport kommer att sammanfatta några exempel på anpassning som inträffar under tonåren och några bevis för att den tonåriga hjärnan svarar annorlunda på stimuli jämfört med vuxna och barn. Detta symposium, "Erfarenhet under tonåren formar hjärnans utveckling: från synapser och nätverk till normalt och patologiskt beteende" inträffade under det årliga mötet i Developmental Neurotoxicology Society / Teratology Society i Clearwater Florida, juni 2018. Avsnitten kommer att beskriva mognaden av hjärnan under tonåren som studerats med hjälp av bildteknik, illustrera hur plasticitet formar hjärnans struktur med hjälp av exempel på patologiska tillstånd som Tourettes syndrom och hyperaktivitetsstörning med uppmärksamhetsunderskott och en genomgång av de viktigaste molekylära systemen involverad i denna plasticitet och hur vissa vanligt missbrukade ämnen förändrar hjärnans utveckling. Rollen för stimulanter som används vid behandlingen av ADHD (ADHD) i belöningskretsens plasticitet beskrivs sedan. Slutligen ger kliniska data som främjar en förståelse för gruppinflytande på riskabelt beteende hos ungdomar bevis för komplexiteten i de roller som kamrater spelar i beslutsfattandet, ett annat fenomen än hos vuxna. Avbildningsstudier har visat att aktivering av det sociala nätverket genom närvaro av kamrater vid tidpunkter för beslutsfattande är unikt hos ungdomarna. Eftersom normal hjärnutveckling förlitar sig på upplevelser som förändrar de funktionella och strukturella förbindelserna mellan celler inom kretsar och nätverk för att i slutändan förändra beteende, kan läsarna göras medvetna om de många sätt som normala utvecklingsprocesser kan kapas.

NYCKELORD:  Ungdomars hjärnutveckling; Hjärn- / beteendeförhållanden; MRI / fMRI; Formbarhet

PMID: 31505230

DOI: 10.1016 / j.ntt.2019.106834