Обсяг 16, Грудень 2015, Сторінки 192 – 193
Розвиваюча когнітивна неврологія
Використання речовин і мозок підлітків: вплив на розвиток, втручання та довготривалі результати
Підлітковий вік вже давно визнаний часом драматичних змін у тілі та поведінці. Зовсім недавно він був визнаний часом драматичних змін і в мозку. Успіхи в технології нейровизування зробили все більш доступним знання анатомії і фізіології мозку, що розвивається.
Кілька великомасштабних ініціатив із застосуванням магнітно-резонансної томографії (МРТ) для характеристики дозрівання мозку підлітків у стані здоров'я і хвороби, часто інтегрованих з генетикою та поступово складними поведінковими та екологічними заходами, починають давати уявлення про те, чому підлітковий вік - це час і вразливість .
У підлітковому віці мозок не дозріває, стаючи все більшим і більшим. Він дозріває, стає більш взаємопов'язаним і більш спеціалізованим.
Зростаюча взаємозв'язок або зв'язок між розрізненими областями мозку, що містять продуману вбудовану ієрархію нейронних ланцюгів, продемонстрована через безліч модальностей і рівнів дослідження. Дослідження довготривалого потенціювання вказують на формування сильних синаптичних зв'язків у підлітковому віці. Більша когерентність електричної активності (ступінь, до якої активність в одній області може бути передбачена за рахунок активності в іншій) показана дослідженнями з використанням ЕЕГ. Аналогічним чином, дослідження fMRI, що оцінюють оксигенацію крові, також демонструють загальну тенденцію до більшої коактивації серед просторово різних районів. А структурні дослідження МРТ виявляють збільшення обсягу білої речовини в підлітковому віці, що відображає мієлінізацію і супутнє збільшення швидкості нейронної комунікації.
Характеристика взаємозв'язку структур мозку значною мірою виграла від застосування теорії графів, галузі математики, яка використовується для кількісної оцінки взаємозв'язку між «вузлами» і «ребрами». Вузли можуть бути будь-яким об'єктом або вимірним об'єктом, від кварків до галактик . Прикладами мозкових вузлів можуть бути нейрон, структура, така як гіпокамп, або область, така як префронтальна кора. Краї можуть бути будь-якими зв'язками між вузлами, від фізичного з'єднання, такого як синапс між нейронами або статистичної кореляції, наприклад, коли дві частини мозку активуються аналогічно в спокої або під час даного когнітивного завдання. Підходи теорії графів допомагають нам кількісно оцінити взаємозв'язок між дозріванням різних нейронних ланцюгів і тим, як відмінності в термінах дозрівання можуть стосуватися варіацій поведінки і пізнання.
Наприклад, зміна балансу між ранніми дозрілими лімбічними регіонами, які зазнають значних змін під час статевого дозрівання і пізніше дозрілих префронтальних областей, які продовжують істотно змінюватися протягом третього десятиліття, припускають, що вони є основою багатьох спостережуваних явищ юнацтваSomerville et al., 2010).
Зростаюча спеціалізація підліткового мозку побічно виражається як зменшення обсягів сірої речовини протягом другого десятиліття, хоча багато чого ще потрібно зробити, щоб зрозуміти молекулярні та мікроскопічні процеси, що лежать в основі спостереження. Збільшення мієлінізації, яке може перевернути позначення воксела МРТ на внутрішній межі кори від сірого до білого, пояснює деяке "зменшення" обсягу сірої речовини, але збіжні докази з досліджень після загибелі та регіональних специфічних невідповідностей траєкторії розвитку обсягів сірої та білої речовини свідчать, що також сприяють інші процеси. Ступінь, в якій «обрізка» синапсів сприяє скороченню обсягу сірої речовини, невідома. Це важливе питання, яке необхідно вирішити для того, щоб пролити світло на надпростіше уявлення про те, що спеціалізація підпорядковується явищем меншої, але більш швидкої / міцнішої зв'язку. Розуміння механізмів є фундаментальним для керівних втручань і уточнення гіпотез для майбутніх досліджень.
Можливо, найяскравішою зміною розвитку підліткового мозку є сама зміна. Ключовою особливістю розвитку підліткового мозку є пластичність, здатність мозку змінюватися у відповідь на вимоги навколишнього середовища. Деякий ступінь пластичності зберігається протягом усього життя, але в цілому є градієнт розвитку зменшення пластичності, оскільки мієліну вивільняють білки, такі як Nogo-A, MAG і OMgp, які пригнічують проростання аксона і створення нових синапсів (Поля, 2008). Однак люди мають унікальний довгий період високої пластичності, що дозволяє нам бути надзвичайно адаптованими до широкого спектру умов. Тривала пластичність може бути пов'язана з тривалою залежністю від вихователів, як і між різними видами. Більш тривалий період залежності пов'язаний з більш складною соціально-харчовою поведінкою. «Відкриваючи можливості» з точки зору спеціалізації мозку, люди можуть оцінювати вимоги своєї екології та розвивати навички для виживання. Люди можуть процвітати скрізь від холодних північних і південних полюсів до м'яких островів на екваторі. Ми також пристосувалися до культурних змін. Десять тисяч років тому, за короткий проміжок часу в еволюційному плані, ми витратили більшу частину свого часу на забезпечення їжі та житла. Тепер більшість людей можуть забезпечити притулок і калорії набагато менше часу і зусиль, які через епігенетичні чи інші фактори можуть бути пов'язані з більш раннім статевим дозріванням і більшим розміром. Замість того, щоб забезпечити їжу, багато хто з нас зараз витрачає більшість нашого часу на взаємодію зі словами або символами. Це помітна адаптація з огляду на те, що читання лише за 5000 років і не існувало протягом більшої частини людської історії.
Подальша підтримка переваги тривалої пластичності випливає з того, що наше останнє збільшення розміру головного мозку близько 500,000 років тому співвідноситься не з суворістю клімату, а з ступенем зміни клімату. Це на відміну від неандертальців, наших близьких генетичних родичів. Швидкість залякування може бути оцінена зі скам'янілих зубів настільки ж, як і кільця дерев, які можуть бути використані для розрізнення темпів росту дерев. Докази з скам'янілих зубів неандертальців свідчать про те, що вони мали більш швидке дозрівання (Рамірес Роцці та Бермудес Де Кастро, 2004). Незважаючи на те, що мізки були приблизно 10% більше, і вони змогли вижити в жорстких умовах, їх використання інструментів не змінилося протягом 100,000 років. Вони не мали підліткової пластичності та адаптивності людей.
Пластичність мозку підлітків добре служила нашому виду, однак вона приходить за ціною. Це створює вразливості, а також можливості. Більше половини всіх психічних захворювань виникає в підлітковому віці. У кожного п'ятого підлітка є психічне захворювання, яке зберігається у дорослому віці. Це пік часу для виникнення тривожних розладів, біполярного розладу, депресії, розладів харчування і психозу. Це також найбільш поширений час для початку зловживання психоактивними речовинами.
У цій спеціальній редакції когнітивної неврологічної науки розвиваються провідні фахівці в області звіту про дослідження нейробіології підлітків. Відповідні теми - це відносини між початком, кількістю та типом використання, що співвідносяться зі змінами в нагороді мозку, контролем імпульсів і схемами прийняття рішень. Незважаючи на те, що дослідження на сьогоднішній день є найкращими зусиллями, залишаються значні проблеми, щоб розрізнити специфіку ефектів, динаміку причин / наслідків і механізми.
Оскільки шлях, механізми та вплив розвитку мозку підлітків з'ясовуються, на місцях залучаються більше ресурсів і більше дослідників. Підлітковий вік все більше усвідомлюється як окрема стадія розвитку з чіткою біологією, а не просто як проміжний етап між дитинством і дорослим. Це спеціальне видання містить основні дані багатьох видатних дослідників, які вивчають взаємодію між підлітковою нейробіологією та залежністю.
Підлітковий вік - це пік початку більшості психічних захворювань, час кількох основних життєвих рішень, що мають наслідки протягом усього життя, і час, коли пластичність мозку може зробити втручання більш ефективними. Однак фінансування досліджень підлітків до недавнього часу становило невелику частку бюджету. Це змінилося завдяки дослідженню когнітивного розвитку мозку підлітків (ABCD) - національній поздовжній ініціативі, яка оцінить короткостроковий та довгостроковий вплив вживання речовин на розвиток мозку. У рамках проекту буде набрано 10,000 10 молодих людей до того, як вони почнуть вживати алкоголь, марихуану, тютюн та інші наркотики, і слідуватимуть за ними протягом XNUMX років до ранньої зрілості. Проект ABCD забезпечує фантастичну платформу для молодих або відомих дослідників для зацікавлення підлітковою нейробіологією та може слугувати каталізатором для надання такої необхідної підтримки та талантів у цій галузі.
посилання
-
- Поля, 2008
- Поля RD
- Біла речовина в навчанні, пізнанні та психічних розладах
- Тенденції Neurosci., 31 (7) (2008), стор. 361
- Стаття
|
|
|
-
- Рамірес Роцці та Бермудес Де Кастро, 2004
- Ф.В. Рамірес Розці, Дж. М. Бермудес де Кастро
- Дивно швидке зростання неандертальців
- Природа, 428 (квітень (6986)) (2004), стор. 936 – 939
- Переглянути запис у Scopus
|
|
-
- Somerville et al., 2010
- Л. Г. Сомервіль, Р. М. Джонс, Б. Дж. Кейсі
- Час зміни: поведінкові та нервові кореляти чутливості до підлітків до апетитних і аверсивних екологічних сигналів
- Мозок Конь., 72 (2010), с. 124 – 133 http://dx.doi.org/10.1016/j.bandc.2009.07.003
- Стаття
|
|
|
Авторське право © 2015 Опубліковано компанією Elsevier Ltd.
;