青春期动机的发育神经回路:成瘾脆弱性的关键时期(2003)

R. Andrew Chambers,MD, 简·泰勒,博士,和 Marc N. Potenza,医学博士,博士

抽象

目的

流行病学研究表明,成瘾药物的实验和成瘾性疾病的发作主要集中在青春期和青年期。 作者描述了支持青少年神经发育的基础和临床数据,这是一个生物学关键时期,更容易受到物质实验和获取物质使用障碍的影响。

选项

作者回顾了最近关于神经电路潜在动机,冲动和成瘾的文献,重点研究了青少年神经发育的研究。

成果

青少年神经发育发生在与动机,冲动和成瘾相关的大脑区域。 青少年冲动和/或新奇寻求作为过渡性特征行为可以部分地通过额叶皮质和皮质下单胺能系统的成熟变化来解释。 这些发展过程可以有利地促进学习驱动以适应成人角色,但也可以赋予药物成瘾行为更大的脆弱性。

结论

探讨参与冲动控制的神经回路的发育变化对于理解青少年行为,成瘾易损性以及青春期和成年期成瘾的预防具有重要意义。

物质使用障碍是美国医疗发病率,死亡率和健康支出的主要原因(1)。 物质和社会趋势的区域可用性影响特定物质使用障碍的普遍程度(2)。 三项主要观察结果表明,青春期和成年早期的发育期是物质使用和物质使用障碍的主要相关因素,跨文化趋势和物质运作。 首先,青少年和年轻人通常表现出比老年人更高的实验用量和物质使用障碍,正如对过去二十年的一般人群的研究以及使用替代诊断标准所表明的那样(35)。 其次,成人中发现的成瘾性疾病最常见于青春期或青年期(6, 7)。 例如,大多数美国成年吸烟者在18年龄之前开始吸烟(8)25年龄后,每日吸烟的发生并不常见(9)。 超过40%的成年酗酒者在15和19年龄之间经历酗酒相关症状,所有酗酒病例的80%在30年龄之前开始(10)。 报告使用物质使用障碍的成人非法使用药物的年龄中位数是16年,50%的病例在15和18之间开始,并且在20年龄后罕见地开始(3)。 第三,物质使用的早期发作预示着更大的成瘾严重程度和发病率,包括与多种物质相关的使用和物质使用障碍(6, 11, 12)。 尽管流行病学调查显示男性物质使用障碍的患病率高于女性受试者的年龄,但在男性和女性亚组中均观察到这些年龄特异性趋势,表明在物质使用障碍的发展中存在性别独立因素(4, 13).

成瘾性疾病发生的两个关键变量是1)药物摄入量和2)在固定量的药物摄入量下固有的成瘾易感性(14, 15)。 了解这些因素中的一个或两个在青春期是否更大对于解释物质使用障碍的发展起因很重要。 虽然文化,同伴和家庭影响有助于药物可获得性和物质实验(16),若干证据表明,仅青少年生活特有的社会文化方面并未充分考虑到更多的药物摄入量。 虽然市场营销和合法药物(酒精和尼古丁)的可用性在美国社会的各个年龄组中普遍存在,并且仅在成人中受到法律制裁,但与这些药物相关的物质使用障碍的发生集中在青春期和青年期,并且不会增加随着年龄的增长累积起来。 在欧洲,青少年文化规范和有关物质的社会限制与美国不同,与青少年和年轻人相关的物质使用障碍的发病率和发病率也同样频繁发生(17, 18).

个体内的遗传和神经生物学因素被认为可以降低“绊倒开关”所需的药物暴露阈值,从实验到成瘾药物使用(15)。 越来越多的临床证据表明,青春期代表着生物易受非法和法律认可物质成瘾性质影响的时期。 例如,青少年表现出比成人更急剧的非法药物使用进展(4, 19)。 尽管吸烟量低于成年人,但青少年在相似的使用水平下表现出较高的依赖率(20虽然青春期和成年期的酒精使用率相似,但滥用/依赖率与年龄成反比(5)。 本文回顾了青少年神经发育作为成瘾脆弱性关键时期的基本和临床证据。 似乎以冲动性和次优决策为特征的行为被描述为青春期的规范性特征,其对应于成瘾病理生理学中涉及的动机电路的发展。 促进动机驱动促进学习成人经历的发育事件可能同时增加成瘾药物对神经行为影响的脆弱性,导致物质使用障碍。

冲动与决策

精神分裂症,主要情感障碍,反社会和边缘人格障碍以及病理性赌博的成年人中物质使用障碍的患病率升高(2, 3, 10, 21, 22)。 具有先前或完全表达的这些疾病的青少年也更可能有物质使用障碍(2325)。 这些精神疾病和青春期与物质使用障碍的关联表明,在这些不同的背景下,共同的大脑机制可能成为物质使用障碍易受攻击的基础。 这些机制可能表现为超越青少年,精神病学或物质使用障碍群体的一般临床基序或行为特征。 脉冲控制受损代表一个这样的主题(23, 26, 27)。 与临床精神病学中的其他描述性结构一样,冲动性的确切含义及其与新奇或感觉寻求特征的关系也是值得商榷的。 已经提出了各种冲动性,这取决于临床测量和被评估的特定大脑区域的功能(28)。 在这里,我们将冲动性定义为目标导向行为,其特征是在获得奖励方面判断力较差,例如成瘾药物,性,食物,社会权力(通过暴力),金钱或其他资源(27, 28)。 根据这个定义,冲动行为通常会导致不利或有害的后果; 寻求增加新颖性或决策不力的行为可能被认为是冲动的(29).

通常认为与奖励动机和物质使用障碍合并症有关的精神疾病与冲动有关(3, 27, 28, 30)。 衡量决策的工具将冲动性识别为高风险/低收益选择的优先选择,或者通过更大的延迟奖励(时间贴现)确定较小的直接奖励(31, 32)。 已经确定冲动反应模式与脉冲控制障碍,物质使用障碍和精神病诊断与脉冲控制障碍和/或物质使用障碍合并症(26, 33)。 虽然类似的器械尚未应用于青少年,但通常观察到冲动和/或新奇寻求在青春期增加并且随着年龄的增长而下降(34, 35).

了解冲动性和物质使用障碍之间的关系可能对于理解物质使用障碍的发病机制以及它们在特定临床环境(包括青春期)中的更高流行率非常重要。 物质使用障碍和不良冲动控制或决策制定的临床综合症的概念化表明了相似形式的动机精神病理学。 冲动控制能力差的个体表现出主观倾向,即以长期不利后果为特征的行为。 同样,成瘾物质与化学刺激和脑动力基质的神经发育变化共同相关,导致进一步吸毒,而牺牲社会和职业结果(15)。 关于功能失调的动机曲目的冲动性和成瘾的类似临床概念可能反映了涉及动机神经电路的常见神经生物学机制。

激励基质的神经电路

了解动机大脑系统的解剖学和功能可以提供有关冲动性,物质使用障碍风险和青春期之间对应关系的重要信息。 动机可以被概念化为大脑活动,处理关于个人和外部环境的内部状态的“输入”信息并确定行为“输出”(36)。 动机不是作为一个简单的反射系统来产生离散刺激的离散行为,而是涉及高阶处理,旨在组织行为以最大化生存(37)。 目标导向行为涉及整合有关多种不断变化的内部状态(例如,饥饿,性欲或痛苦)和环境条件(包括资源或生殖机会,存在危险)的信息,以产生有利的行为反应(31)。 复杂化这种复杂性,多个生存目标可能同时重要但在空间和时间上可独立获得,并且可能存在大量潜在成功的行为策略以实现这些目标中的一个或多个。 因此,激励神经电路应该包括能够代表替代动机驱动的机制,并有效地确定优先级并选择适当的动机驱动器来制定(36, 38).

转化神经科学开始产生支持这些理论考虑的神经生物学证据。 动机对进化适应性的重要性将预测大脑的大部分参与,遵循跨物种保守的等级解剖和功能组织。 动物和人体研究表明存在涉及前额皮质和腹侧纹状体的主要动机电路,其可直接接触并影响运动“输出”结构(37)。 该前部系统由更广泛分布且位于后部的次级动力电路支持,该次级动力电路通过直接轴突投射融合到主要动力电路中来提供多种感觉“输入”信息模式(图1)(3941)。 例如,海马和杏仁核提供与动机刺激相关的情境记忆和情感信息(31, 39, 42, 43),而下丘脑和中隔核提供与原始或本能动机行为相关的信息,如营养摄入,攻击和生殖反应(44).

图1  

主要的动机脑电路推定涉及冲动,决策和药物成瘾a

最近的研究结果将主要动机电路描述为包含能够产生发射模式的神经元群体,这些模式可以编码动机驱动器或替代动机驱动器的多个方面(45)。 这些表征发生在神经元集合之间,这些神经元集合通过从前额叶皮层到腹侧纹状体(伏隔核到腹侧苍白球)到丘脑并返回皮层的连续轴突投影的平行环相互连接(46, 47)(图1图2)。 皮质 - 纹状体 - 丘脑 - 皮质环被描述为平行的,因为前额皮质的特定亚区域(例如,前扣带,腹内侧和背外侧区域)投射到纹状体内的特定区室,这反过来在投射中保持一定程度的分离。丘脑和回到皮质(48)。 解剖学和神经生理学证据表明,纹状体功能特异性区室内神经元集合的射击模式部分与特定前额叶皮层亚区域的射击模式相关(42, 49)。 反过来,伏隔核和前额叶皮质的射击模式受到来自海马和杏仁核的谷氨酸能输入的影响,这表明这些远端结构的异常可能同时产生精神疾病和动机障碍(50)。 由于纹状体群体对前运动和运动皮质以及脑干运动中心有直接影响,因此它们的活动更直接地决定了动机状态和行为输出(39, 44)。 纹状体中γ-氨基丁酸(GABA) - 能量抑制神经元的密集集合通过反复的侧枝抑制进行通信,提示局部神经网络的高容量编码可用作计算构建块的大量替代射击模式多个精心设计的动力驱动器(39, 47, 5167).

图2  

主要动机电路中的皮质 - 纹状体 - 丘脑 - 皮层循环涉及动机驱动的表示和动机决策和行为教唆的神经计算事件a

越来越多的证据表明,编码替代动机驱动器库的神经电路受到神经生物学事件的影响,这些事件优先考虑并选择用于行为动作的动机驱动器。 特定的神经基质与促进(增加制定的可能性)或抑制动机驱动有关。 因此,动机曲目的干扰,包括冲动性和成瘾的变化,通常可能反映出与主要动机电路不可分的促销或抑制神经系统的协调性差或功能异常(41, 52)。 与此观念相一致,神经影像学研究表明,在决策的情绪和认知过程以及成瘾药物的药理作用中,常见的皮质下 - 纹状体区域和前额叶皮层(53)。 为了进一步探索这一假设,将描述表征促销和抑制动机底物的数据,然后回顾青春期这些途径中的变化。

促销动机基板

多巴胺释放到纹状体中是一个主要的神经调节事件,涉及将编码的动机驱动器转换为动作,像一般的“去”信号一样操作(54)。 多巴胺释放到腹侧纹状体(伏隔核)和背侧纹状体(尾状壳核)是由来自皮质和其他区域的兴奋性信号引起的,这些区域分别刺激腹侧被盖区和黑质中的多巴胺神经元活动(55, 56)(图1)。 然而,腹侧和背侧部分与不同水平的前运动处理相关联。 多巴胺释放到背侧纹状体,在帕金森病的发病机制中受损,主要与混凝土运动活动的起始和流动以及习惯行为有关(57)。 相反,多巴胺释放到伏隔核中与动机刺激,主观奖励,前运动认知(思考)和新行为学习有关(43, 46, 58)。 多巴胺释放与思想转化为行动有关的确切方式尚不清楚。 一些研究表明,多巴胺的释放直接影响伏隔核中神经元集合的发射模式,并影响它们对来自皮质,杏仁核和海马的谷氨酸能输入的反应(51, 59)(图2B)。 这一发现表明,感觉,情感和情境记忆信息,导致产生动机驱动的表征,由纹状体中的多巴胺释放门控,使得下游运动中心可以接收特定的动机信息并采取行动(51, 59, 60)。 因此,前额皮质,杏仁核或海马的神经毒性损伤改变伏隔核中多巴胺释放的药理学刺激引起的行为特征(6163).

已经证明各种各样的动机刺激可以增加伏隔核中的多巴胺。 这些包括成瘾药物(包括尼古丁,酒精,可卡因,安非他明,阿片类药物,大麻),自然奖励(食物,性别或其他资源),奖励相关刺激和情况(视频游戏)和压力的药理作用或厌恶刺激(43, 6467)。 环境意识对于有效获取奖励资源至关重要,寻求和探索未知的动力本身就是一个强大的主要动机(43)。 环境新奇引起腹侧纹状体多巴胺释放(68和成瘾药物一样,在实验动物中产生运动行为(69)。 以不可预知的突发事件或环境刺激的形式呈现的新奇与吸毒成瘾相结合,尤其具有推动力(70)。 以间歇性,随机或意外的方式提供的奖励比重复试验具有更大的能力,以维持多巴胺细胞的激发和奖励条件行为(71, 72)。 相反,在预期的突发事件下进行的许多学习良好的动机行为或习惯对伏隔核多巴胺释放的依赖性降低。 因此,由成瘾药物介导的多巴胺系统的直接药理学刺激似乎模仿和/或与环境新颖性的自然激励编码特性协同作用。

多巴胺的第二个重要功能,包括伏隔核中的谷氨酸能传入活动和伏隔核神经元的内在GABA能活性,涉及确定未来表征和激励驱动的选择偏好。 在与奖励相关的学习中,未来的行为是根据过去与伏隔核神经元的神经发育变化相关的经验形成的(73)。 伏隔核中反复激发药物激发的多巴胺诱导细胞内蛋白质参与细胞内受体信号通路,基因表达和细胞结构的变化(15)。 伏隔核和前额叶皮层区域中的多巴胺传递向伏隔核突出已经涉及学习和可塑性的机制,包括长期增强和神经元树突树形态的变化(7477)。 这些神经发生过程可能成为行为敏感的基础,因此与奖励相关的动机驱动变得越来越强烈,因为重复经历了奖励背景(78, 79)。 敏感性,作为与特定情境奖励相关的激励优先级的增加相对于其他编码的激励驱动,产生特定于奖励的获取行为,其变得越来越强迫(78)。 以这种方式,多巴胺系统活动可以起到缩小或集中个体的动机驱动的所有组成部分的长期功能。

抑制性动机基质

抑制系统的功能或结构的缺陷与被认为次优或不适当的动机驱动的制定相关联。 其中最主要的是5-羟色胺(5-HT)神经递质系统和激励电路的前额皮质成分(图1)。 大脑5-HT活动减少的措施与冲动行为有关,包括外向和自我暴力,自杀,火灾开始和病态赌博(8082)。 5-HT系统在动物中的药理学损伤导致奖励相关学习和激励动机的冲动响应(83)。 相反,促血清素能降低动物和人类的社会攻击性和冲动性(84, 85)。 尽管尚未完全阐述这些发现的机制,但是从中脑raphae核到动机电路的5-HT投影,包括腹侧被盖区,伏隔核,前额叶皮层,扁桃体和海马,都有参与(55, 86).

前额皮质功能长期以来与脉冲控制有关。 早在1848记载,对腹内侧前额叶皮层的损伤导致与情感不稳定,不良决策和执行计划相关的普遍动机冲动,以及对社会线索的漠不关心(87)。 随后在许多神经精神疾病(例如,反社会人格障碍,情感障碍,精神分裂症,物质使用障碍,痴呆和创伤性脑损伤)中报告了受损的冲动控制,其特征在于前额皮质功能的异常测量(26, 30, 8890).

前额皮质异常与发生物质使用障碍的风险增加有关,可能涉及对成瘾药物的动机反应的变化。 临床研究表明,创伤性脑损伤(通常涉及前额叶皮质)与物质使用障碍合并症的增加有关,并表明单独这些因素中任何一种的发作都会增加另一种因素(9193)。 非特异性病因的前额皮质的功能或解剖异常也常见于有物质使用障碍的人群中(9497)。 与这些临床观察相对应,大鼠的前额皮质损伤可以增强自我给药期间可卡因的增强效果(98, 99).

皮质纹状体相互作用的研究表明前额叶皮层功能障碍的机制,产生冲动性和物质使用障碍的更大风险。 从前额叶皮层到伏隔核和腹侧被盖区的兴奋性谷氨酸能投射影响伏核中的多巴胺释放,神经元放电和神经发育过程(39, 100, 101)。 这些解剖学和功能联系表明前额叶皮质通过影响伏核中神经系综射击的模式参与动机驱动的表现,执行和抑制。 前额叶皮层或伏隔核输入的妥协可能会改变伏隔核中动机驱动选择的多种表现形式,1)改变伏隔核神经元集合对多巴胺流入提供的“去”信号的反应模式导致特定动机驱动器制定的可能性更大,和/或2)损害伏隔核中的神经发育过程,这通常会降低先前经验认为不合适的动机驱动的强度。 不论特定病理学如何,前额皮质功能差,都会增加在临床上被视为冲动的不适当动机的可能性。 同样,前额叶皮质功能障碍可能导致3)优先动机响应由药物和/或1的前列腺素作用提供的直接编码奖励)动机致敏的药物的神经适应性作用的无限制进展和转向强迫性药物寻求(102, 103)。 因此,在强有力的促销动机系统活动中,抑制性动机系统的相对损害通常会增加冲动性和物质使用障碍的风险。 青春期导致这些疾病的神经发育变化可能会导致成瘾性增加。

青春期动机神经电路的成熟

青春期发生深刻的心理生理变化。 青少年获得越来越成人般的认知和情感风格(104, 105)并且越来越受成人环境刺激的激励(106)。 在儿童时期,游戏的动机促进了关于成人经历的非参与式学习,这是一个最大限度减少破坏性结果的过程(43)。 在青春期,玩耍的动力进展到参与新的成人体验,没有上下文体验知识的好处来指导决策(107)。 从成人的角度来看,新奇驱动的青少年行为似乎判断力差,冲动(34, 35).

促销动机基板

青春期主要动机电路的发育变化可能会促进新奇寻求行为并增强激励动机过程。 涉及中枢多巴胺功能的神经精神障碍遵循与此概念一致的发育模式。 通过阻断多巴胺活性治疗的抽动障碍在儿童晚期和青春期早期最常见,并且倾向于在成年期缓解(108)。 相比之下,涉及多巴胺功能缺乏的帕金森病的发病率随着年龄的增长而增加(57)。 这些观察结果反映了一般发育主题得到了动物研究的支持,这些研究显示了涉及多巴胺系统功能的青春期周期行为的差异(109)。 周围青少年大鼠在一个新的开放场地中表现出更高的探索行为,并且比年轻和年长的老鼠更多地参与社交游戏(110)。 周围青春期大鼠表现出对促多巴胺能药物的运动性低反应性和对多巴胺阻断的超敏反应,这表明它们的多巴胺系统在药理学挑战之前在基线处更接近功能上限(110)。 与成年小鼠相比,周围青少年小鼠对新环境的基线偏好更大(111)。 在安非他明治疗后,成年人表现出新奇偏好的增加,并且青少年周围的青少年表现出减少,而宁愿选择以前与安非他明分娩配对的熟悉环境(111)。 与成年大鼠相比,经过反复的精神兴奋剂注射后,周围青春期大鼠表现出更大的行为致敏和纹状体多巴胺释放(112, 113)。 总之,这些研究结果表明青少年对成瘾药物的实验和易感性涉及多巴胺系统活性和致敏的发育差异。

促进多巴胺系统和抑制性5-HT系统的成熟差异可能有助于青少年新奇寻求/冲动。 CSF浓度的多巴胺和5-HT代谢物在儿童时期下降,并在年龄16下降至接近成人水平(114)。 然而,多巴胺代谢物高香草酸与5-HT代谢物5-羟基吲哚 - 乙酸的比例增加,表明多巴胺对5-HT转换的比率更高(114)。 在猴子中,前列腺皮质中含有多巴胺的突触前末梢的密度从6月龄的成人水平的一半增加到青春期后期的成人水平(2年),此时多巴胺轴突输入的密度约为三倍。 5-HT(的115)。 相比之下,前额皮质神经元的5-HT生产部位在出生后第二周达到成人水平(115)。 总之,这些发现表明青春期的特征在于促进多巴胺系统中的活性比抑制性5-HT系统中的活性更高。

影响二次激励电路的青春期激素变化也可能有助于多巴胺系统的促进功能。 介导深刻的神经发育作用的性类固醇受体在海马和下丘脑中高度表达(116, 117)。 青春期的神经发育修正可能会改变这些结构中情境激励刺激的表现,改变主要动机电路中表现出的动机驱动的性质(118, 119)。 例如,性激素的激增导致更大的性动机,对新的性和社会刺激的敏感性,性竞争和青少年攻击(43, 120, 121).

海马功能对于新奇导向行为中性激素相关的变化可能很重要。 通过与皮层的广泛连接,海马体将直接的环境背景与过去的记忆进行比较,以检测环境新颖性(122)。 通过海马调节多巴胺释放到伏核中的幅度或影响或通过直接影响伏隔核的神经元活动,可以将所得信息编码在动机驱动中(51, 123, 124)。 这一概念与解剖学和生理学数据一致,表明海马损伤改变了定量多巴胺释放到伏隔核和对新环境的行为反应(69)。 总之,这些数据表明一种机制,通过这种机制,生命特定阶段(儿童期,青春期,成年期)的激素条件可能影响促进多巴胺系统,以指导最适应发育阶段的行为。

抑制性动机基质

促销动机基质的变化与前额皮质中的发育事件同时发生。 在青春期,前额皮质还没有最大化各种认知功能,可能包括其抑制冲动的能力。 前额皮质功能的测量,包括工作记忆,复杂的问题解决,抽象思维和持续的逻辑思维,在青春期显着改善(104, 105, 125)。 虽然抑制精神运动反应的能力在童年时期得到改善,但在青春期后期达到峰值(126),对青少年冲动(例如,决策)的更直接的衡量标准在很大程度上仍未得到探索。

大脑解剖学和功能的变化在时间上与认知功能的变化相对应。 在整个青春期,观察到脑电图测量皮质活动和对感觉刺激反应的变化(104, 127)。 从6年龄到12,侧脑室与脑容积的比例保持不变; 然后它从12年龄稳定增加到18(128)。 从年龄4到17,额叶皮质中的白质密度逐渐增加,可能是由于神经元和轴突直径的髓鞘增加,并有助于提高动作电位传播的效率(129)。 还观察到脑代谢的变化反映了改变的神经可塑性和信息处理。 在全球范围内,大脑增加能量使用,按年龄2匹配成人水平,按年龄9增加至成人水平的两倍,并在青春期结束时降至成人水平(130, 131)。 与皮质下区域相比,皮层区域经历相似但更明显的代谢率时间波动,并且随后表现出这些变化,前额皮质区域最后转变(131).

前额皮质的总体发育变化与神经变性相似,如树突过程密度,突触和髓鞘形成,神经元膜合成速率和成人认知风格的出现所示(129, 132134)。 在额叶和其他皮层区域的代谢活动的下降可以反映突触修剪,由此减少能量消耗的神经元连接,其不能有效地传递与累积经验有关的信息。 在人类前额叶皮质中,主要轴突接收区的突触密度增加至17×108 每毫米3 在1和5的年龄之间,并且下降到11×10的成人水平8 每毫米3 到青春期后期(135)。 周围青春期猴子的突触修剪发生在皮层微结构的组成部分,表明对信息处理的特定影响(134)。 前额皮质突触的减少对于源自局部皮质区而非远距离关联皮质的轴突的减少更大,并且被提议反映当地前额皮层回路对高度加工的多模态信息的依赖性的相对增加(125)。 该特征可以允许自上而下的处理,从而存储在远处结构中的更大,更复杂的过去经验的集合具有更大的计算影响(134)。 周围青春期突触修剪减少兴奋性和抑制性输入(136)。 这些平衡减少可能会增加皮质神经元放电模式的稳定性(137)并以持续,协调的方式增强前额皮层神经元集合的能力(134, 138),促进短期存储越来越多的信息。 与此观念相一致,改善青少年猴子的工作记忆表现与前额皮质神经元在任务延迟期间表现出持续活动的百分比呈正相关(139).

神经网络模拟表明,儿童时期皮质互连的增加,随后青春期成人水平的下降反映了学习潜力的优化,相应于神经塑性变化率的降低(125, 140)。 这些过程决定了学习新信息的能力与使用和研究先前学到的信息的能力之间的权衡(140)。 由于累积信息存储在神经网络内的连接中,学习速率或突触连接数表示的神经可塑性能力应该降低,从而导致系统运行以防止丢失先前学习的信息(140)。 前额皮质中的突触修剪和其他发育过程,伴随着对新颖成人体验的更大动机驱动,可以组合起来促进青少年获得对环境的日益复杂的认知和感知理解。 因此,通过激励驱动参与新颖的成人体验促进前额叶皮层的成熟,最终导致基于经验的动机,指导制定更“适当”的决策。

结论

青少年神经发育涉及脑组织和功能的变化,其特征在于促销动机底物在未成熟抑制底物的设置中的相对更大的影响。 对于新颖体验的更大动机驱动,加上不成熟的抑制性控制系统,可能易于表现出冲动行为和危险行为,包括试验和滥用成瘾药物。 类似地,通常与物质使用障碍共病的精神疾病通常涉及脉冲不良控制,其推定地反映了激励性神经电路的长期缺乏的抑制和/或过度活跃的促进机制。 在正常的青春期,激励神经电路经历类似于这些条件的过渡阶段。 成瘾药物对多巴胺系统的直接药理学激励作用可能在这些发育时期加速,增强成瘾的神经变化的进展或持久性。

该模型的一个主要含义是物质使用障碍构成神经发育障碍。 因此,针对青少年和年轻人的研究和治疗可能使所有患有物质使用障碍的年龄组受益。 进一步表征经历青春期神经发育的动机神经电路的特定成分(包括皮质下多巴胺和前额皮质和其他相关底物)可能揭示涉及性别或精神疾病相关的物质使用障碍易感性差异的不连续机制。 儿童和青少年精神药理学实践对动机神经电路发展和物质使用障碍风险的影响几乎未被探索。 存在有限的数据,大多数信息来源于使用精神兴奋剂治疗注意力缺陷多动障碍的报告。 研究结果表明,对特定诊断组或亚组中的物质使用障碍具有保护作用,可能没有或对其他组有害影响(141144).

需要进一步调查以测试该模型的拟议机制和影响。 在整个临床环境(包括青春期和/或精神疾病)中,冲动性与物质使用障碍风险之间存在关联的证据很强,但主要是相关的。 需要采用多种方法进行协调研究,以直接检查建议的因果关系。 药物自我管理中的冲动性和成瘾行为的动物模型应在横断面和纵向方法的受试者内进行测试。 遗传,分子,神经化学和神经生理学方法应该应用于这些模型,以确定易于冲动和成瘾的动机电路的共同和独特方面。 可能需要包含多行生物数据的主要动机电路的神经计算模拟来检查在单峰生物学研究中不易研究的神经系统水平上的现象。

鉴于建议存在大脑机制,这些机制通常会产生冲动和精神疾病中物质使用障碍的风险,这种疾病也常常出现在青年期,因此,青少年对物质使用障碍的易感性(1)在多大程度上反映出成人的早期表现仍有待确定导致物质使用障碍和/或2风险增加的精神病综合征在所有青少年亚组中代表更大的风险。 可能两种选择都会发生,对所有青少年的物质使用障碍产生更大的脆弱性,但在精神病危害的年轻人中更大程度上。 这种解释与个体独特的遗传和环境风险以及保护因素的存在一致,这些因素与脑功能的时间发育变化相结合,以产生特定水平的成瘾脆弱性。 在评估这些可能性的相对贡献时,不同发育阶段的受试者物质使用障碍的动物模型,以及青春期前药物暴露的替代时间表将是重要的,包括使用受试者的精神疾病和物质的动物模型使用障碍。 纵向临床研究,特别是那些采用冲动性和决策制定以及使用遗传和功能性神经影像技术的客观测量的研究,对于了解健康和精神病患者青少年中各年龄段的成瘾易感性具有重要意义(31)。 鉴定易受物质使用障碍影响的青少年亚群,制定基于证据的预防策略,以及改进药物治疗和社会心理治疗,是减少物质使用障碍对社会的巨大影响的重要领域。

致谢

由退伍军人管理局特殊神经科学研究奖学金资助和国家精神分裂症和抑郁症研究联盟(青年研究员奖),国家药物滥用研究所(DA-11717,DA-00167),美国精神病学协会(DA)提供资助-00366)和国家负责任博彩中心。

作者感谢George Heninger对手稿的评论。

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