Januari 18, 2012
PITTSBURGH-Tonåringar är mer mottagliga för att utveckla störningar som beroende och depression, enligt ett papper publicerat av Pitt-forskare idag, Jan. 16, i Förlopp av National Academy of Science.
Studien leddes av Bita Moghaddam, medförfattare av papperet och en professor i neurovetenskap i Pitts Kenneth P. Dietrich-skola för konst och vetenskap. Hon och medförfattare David Sturman, MD / PhD-student i Pitts Medical Scientist Training Program, jämförde hjärnaktiviteten hos ungdomar och vuxna hos råttor som var involverade i en uppgift där de förväntade sig en belöning.
Forskarna hittade ökad hjärncellsaktivitet i ungdomarnas råttor i ett ovanligt område: Dorsal striatum (DS) -a-webbplatsen som vanligtvis är förknippad med vanaformning, beslutsfattande och motiverat lärande. DS-områdena för vuxna råttor blev däremot inte aktiverade av en förväntad belöning.
"Hjärnområdet som traditionellt förknippas med belöning och motivation, kallad kärnan accumbens, aktiverades på samma sätt hos vuxna och ungdomar", säger Moghaddam. "Men den unika känsligheten hos ungdomar DS för att belöna förväntan indikerar att i denna åldersgrupp kan belöning knyta direkt till en hjärnregion som är kritisk för inlärning och vanaformning."
Normalt studerar forskarna korrelationen mellan olika beteenden hos ungdomar och vuxna. Pitt-laget använde emellertid en metod som de kallar "behavioral clamping" för att studera om hjärnan hos ungdomar behandlar samma beteende annorlunda. För detta ändamål implanterade forskarna elektroderna i olika regioner av råtta ungdomar och vuxna hjärnor, vilket möjliggör för forskarna att studera reaktionerna hos både enskilda neuroner och summan av neuronernas eller befolkningsaktiviteten.
Forskarnas förutsägelser visade sig vara korrekta. Trots att beteendet var detsamma för både vuxna och ungdomar råttor observerade forskarna åldersrelaterade neurala responsskillnader som var särskilt dramatiska i DS under belöningsförväntning. Detta visar att inte bara belöningsförväntningen behandlas annorlunda i en ungdomshjärna, utan det kan också påverka hjärnregioner som är direkt ansvariga för beslutsfattande och åtgärdsval.
"Ungdom är en tid då symtomen på de flesta psykiska sjukdomarna - som schizofreni och bipolär och ätstörningar - först manifesteras, så vi tror att detta är en kritisk period för att förebygga dessa sjukdomar", säger Moghaddam. "En bättre förståelse för hur ungdomar behandlar hjärnans processer belöning och beslutsfattande är avgörande för att förstå grunden för dessa sårbarheter och utforma förebyggande strategier."
Pitt-laget fortsätter att jämföra ungdom och vuxenbeteende, särskilt när det gäller stimulanter som amfetamin och deras inflytande på hjärnaktivitet.
National Institute of Mental Health finansierade detta projekt.