[Kommentar: Skulle tonåringar visa större belöningssvar när det gäller sociala och sexuella belöningar kanske?]
Forskare har upptäckt en unik egenskap hos den tonåriga hjärnan som berikar tonåringarnas förmåga att lära sig och bilda minnen: den samordnade aktiviteten i två olika hjärnregioner. Denna iakttagelse, som står i kontrast till den vuxna hjärnan, kan vara relaterad till tonårs ofta hånade affinitet för belöningssökande beteende. Dessa resultat tyder på att sådant beteende inte nödvändigtvis är skadligt, utan istället kan vara ett kritiskt inslag i tonåren och den mogna hjärnan.
Resultaten av denna forskning publicerades idag i Neuron.
”Studier av den tonåriga hjärnan fokuserar ofta på de negativa effekterna av tonåringar"belöningssökande beteende. Vi antog emellertid att denna tendens kan vara knuten till bättre inlärning, säger Daphna Shohamy, doktor, huvudforskare vid Columbias Mortimer B. Zuckerman Mind Brain Behavior Institute och docent i psykologi vid Columbia. "Med hjälp av en kombination av inlärningsuppgifter och hjärnavbildning hos tonåringar och vuxna identifierade vi mönster för hjärnaktivitet hos ungdomar som stöder inlärning - tjänar till att framgångsrikt vägleda dem till vuxenlivet."
För denna studie, som involverade 41 tonåringar och 31 vuxna, fokuserade författarna initialt på en hjärnregion kallad striatum. Tidigare forskning har visat att striatumen koordinerar många aspekter av högre hjärnfunktion, från planering till beslutsfattande. Men det är mest känt för sin roll i något som kallas förstärkning lärande.
"I de enklaste termerna är förstärkningsinlärning att gissa, få veta om du har rätt eller fel, och använda den informationen för att göra en bättre gissning nästa gång", säger Juliet Davidow, doktor, tidningens första författare, som slutförde denna forskning samtidigt som hon tog sin doktorsexamen i psykologi vid Columbia och är nu postdoktor vid Harvard University.
Tänk dig att du får en serie kort med siffror på dem och uppmanas att gissa nästa nummer i sekvensen.
"Om du gissar rätt, visar striatum aktivitet som motsvarar den positiva återkopplingen, vilket förstärker ditt val", förklarade Dr. Davidow. "I huvudsak är det en belöningssignal som hjälper hjärnan att lära sig hur man upprepar det lyckade valet igen."
På grund av tonåringers benägenhet mot belöningssökande beteende föreslog forskarna att denna åldersgrupp skulle överträffa vuxna när det gäller förstärkning av lärande genom att visa en större affinitet för belöningar. Denna hypotes bekräftades efter att ha bett båda grupperna att utföra en serie inlärningsuppgifter.
För att se vad som hände i hjärnan samarbetade Dr Shohamy med Adriana Galván, doktor. Dr Galván, som är docent i psykologi och fakultetsmedlem vid Brain Research Institute vid University of California, Los Angeles, är expert på hjärnbildande hos tonåringar. Tillsammans skannade de hjärnorna hos varje deltagare med funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) medan de utförde inlärningsuppgifterna. Författarna antog att tonåringarnas överlägsna förmågor berodde på ett hyperaktivt striatum.
"Men överraskande, när vi jämförde hjärnan hos tonåringar med vuxna, fann vi ingen skillnad i belöningsrelaterad striatal aktivitet mellan de två grupperna", säger Dr. Davidow. "Vi upptäckte att skillnaden mellan vuxna och tonåringar inte låg i striatum utan i en närliggande region: hippocampus."
Hippocampus är hjärnans minneshögkvarter. Och även om det är viktigt för att lagra minnen från händelser, platser eller individer, är det vanligtvis inte relaterat till förstärkningslärande. Men i denna studie avslöjade författarnas fMRI-analys en ökning i hippocampusaktivitet för tonåringar - men inte vuxna - under förstärkningslärande. Dessutom verkade den aktiviteten vara tätt samordnad med aktiviteten i striatumet.
För att undersöka denna koppling slog forskarna slumpmässiga och irrelevanta bilder av föremål in i inlärningsuppgifterna, till exempel en jordklot eller en penna. Bilderna - som inte hade någon betydelse för huruvida deltagarna gissade rätt eller fel - fungerade som ett slags bakgrundsbrus under uppgiften. När frågade senare, kom båda vuxna och tonåringar ihåg att se några av föremålen, men inte andra. Men endast i tonåren var minnet av föremålen associerade med förstärkningsinlärning, en observation som var relaterad till anslutning mellan hippocampus och striatum i tonårshjälan.
"Vad vi kan ta från dessa resultat är inte att tonåringar nödvändigtvis har bättre minne i allmänhet, utan snarare hur de kommer ihåg är annorlunda", säger Dr Shohamy, som också är medlem i Columbias Kavli Institute for Brain Science. . "Genom att koppla ihop två saker som inte är inneboende, är ungdomshjärna kan försöka bygga en rikare förståelse för sin omgivning under ett viktigt skede i livet. ”
Faktum är att studier har visat att ungdomar är en avgörande tid när kraftfulla minnen bildas, vilket författarna argumenterar kan bero på denna förbättrade anslutning mellan hippocampus och striatum.
"I stort sett är tonåren en tid då tonåringar börjar utveckla sin självständighet", säger Dr Shohamy. ”Vad mer kan en hjärna behöva göra under den här perioden än att hoppa in i att lära sig överdrift? Det kan vara så att tonåringens unikhet hjärna kan inte bara driva hur de lär sig, utan hur de använder information för att primera sig själva för vuxenlivet. ”
Mer information: Denna uppsats har titeln: "En uppgång för att belöna känslighet: Hippocampus stöder förbättrat förstärkningslärande i tonåren." DOI: 10.1016 / j.neuron.2016.08.031,
;
