多巴胺能奖励敏感性可以促进青少年健康：腹侧纹状体激活机制的新视角（2016）

Eva H. Telzer ^a^,^b^,^c^，

发展性认知神经科学

17卷，二月2016，页面57-67

抽象

青少年大脑发育领域的普遍观点是，中脑边缘多巴胺能奖励系统中的活动增加是一种负担，使青少年面临危险行为，增加他们对社会评估和损失的敏感性，并导致幸福感受损。一些不符合这种赤字观点的研究结果挑战了青少年奖励敏感性在很大程度上充当责任的观点，并强调了纹状体反应性可以起作用的潜在适应性功能。本综述的目的是提高我们对青春期多巴胺能奖赏敏感性的理解。 我回顾了几项研究表明，腹侧纹状体激活对青少年的健康状况具有适应性作用，并且与风险承受和抑郁的下降以及认知持续性和成就的增加有关。

关键词

青春期;
奖励;
冒险;
健康;
大脑发育

青春期是一个敏感和脆弱的发育期，其特点是冒险行为急剧增加，情绪不稳定和行为监管不力（Steinberg，2005）。这些变化与抑郁和焦虑的增加率（即内化问题）和行为障碍和规则破坏行为（即外部化问题）有关，这些行为由于其高流行率，长期性和对功能的不利影响而引起严重的公共健康问题。例如，许多精神疾病的发病在青春期出现，抑郁症从儿童期到青春期的500％增加，并且在年轻成年期间增加400％（见 Thapar等人，2012）。发病率和死亡率从儿童期到青春期增加300％（CDC，2014由于可预防的原因，包括机动车撞车，意外伤害，杀人和自杀，每年青少年死亡人数超过70％（CDC，2013）。动物模型和人类青年发育神经科学研究的最新证据表明，奖励处理的中断可能是青春期内化和外化症状增加的基础（Spear，2011).

1。青少年在奖励敏感度上达到顶峰

在许多物种中，包括啮齿动物，非人类灵长类动物和人类，青少年在奖励相关行为中显示出高峰，为进化过程中奖励处理的保护提供了有力证据（Spear，2011). 青少年大鼠比成年人对大多数积极奖励刺激的奖励属性更敏感，包括求新求异（道格拉斯等人，2003），社会互动的回报效果（道格拉斯等人，2004），完成行为（Friemel等，2010 和 Spear，2011）和可口的测试者（Vaidya等人，2004, Wilmouth和Spear，2009 和 Friemel等，2010）。在人类灵长类动物中，在奖励寻求行为中观察到倒U形发育模式。例如，人类青少年在自我报告的寻求奖励和寻求感觉方面显示出高峰（Steinberg等，2009 和 Romer等，2010），在行为赌博任务期间对正反馈更敏感（Cauffman等，2010），以及对甜味物质的偏好和反应性增强（Galván和McGlennen，2013 和 Post和Kemper，1993）。奖励寻求行为和偏好的这些行为转变部分地由前纹状体电路的潜在神经变化驱动。

2。青少年大脑中多巴胺能的变化

提供奖励过程的前纹状体回路受神经递质多巴胺（DA）调节。主要奖励回路包括从腹侧被盖区域（VTA）到伏隔核的多巴胺能投射，其响应于与奖赏相关的刺激而释放多巴胺（Russo和Nestler，2013）。腹侧纹状体，尤其是伏核，已被认为是激励，奖励驱动行为的核心节点（见 Padmanabhan和Luna，2014 和 Galván，2014）。 DA信号传导支持强化学习，纹状体和前额叶功能的DA调节影响青春期改变的情感和动机行为（Padmanabhan和Luna，2014). 在青春期经历特别显着变化的奖励系统的主要组成部分包括从大脑底部深处的DA神经元（例如，VTA;黑质）到皮质下区域（包括纹状体，以及前额皮质（PFC））和其他皮质区域包括杏仁核和海马。还有从伏隔核到VTA的GABAergic预测。这些包括通过直接途径的投射，其由D1型中型多刺神经元介导，其直接支配VTA，并且通过间接途径投射，其由D2型中型多刺神经元介导，其通过GABA能神经元支配VTA。在腹侧苍白球（Russo和Nestler，2013）。所有这些奖励区域都以复杂的方式相互联系（见图。 1).

图.1。大脑中的多巴胺能通路。

DA系统在青春期经历了重大的重组，这与青少年期间出现的各种疾病的病理生理学有关。e（见 Nelson等，2005, Spear，2000 和 Wahlstrom等，2010a). 在啮齿动物，非人类灵长类动物和人类中，青春期多巴胺信号峰值增加（看到 Wahlstrom等，2010b). 在啮齿类动物腹侧纹状体中多巴胺受体D1和D2的密度中观察到青少年特异性峰 (Andersen等，1997, Tarazi等人，1999, Teicher等，1995, Badanich等，2006 和 Philpot等，2009），尽管一些研究未发现青少年啮齿动物的伏隔核与成人相比存在功能差异（Matthews等人，2013 和 Sturman和Moghaddam，2012). 此外，DA浓度和投射到PFC的DA纤维密度增加到青春期 (Benes等，2000), 以及伏隔核的PFC投射数量 (Brenhouse等，2008). 在非人类灵长类动物中，区域范围内的DA神经支配在青春期达到峰值 （见 Wahlstrom等，2010b).

对人类的研究报道了青春期DA表达的类似峰值。例如，我在人类验尸样本中，纹状体中的DA水平增加直至青春期，然后减少或保持稳定 (Haycock等人，2003），在轴突长度和突出轴突总数方面（Lambe等人，2000 和罗森伯格和刘易斯，1994）。 Ť这里也是从PFC到细胞核准确性的谷氨酸能连接的峰值，特别是在表达D1的神经元中 (Brenhouse等，2008). 最后，fMRI研究允许评估由DA支配的神经系统的变化，已经表明，在接受二次奖励时，腹侧纹状体在青少年中比儿童或成人显着更活跃。（例如，钱; 恩斯特等人，2005, Galván等人，2006 和 Van Leijenhorst等人，2010），主要奖励（如甜味液体; Galván和McGlennen，2013），或社会奖励（Chein等，2010 和 Guyer等人，2009) 以及存在食欲的社交线索 (Somerville等人，2011). 腹侧纹状体激活中的这些峰值与受损的认知控制相关 (Somerville等人，2011）和自我报告的风险增加（Galván等人，2007）。一些研究还发现，当预期奖励时，青少年相对于儿童或成人表现出钝性腹侧纹状体激活（Bjork等，2004 和 Bjork等，2010），这种迟钝的纹状体激活与更大的冒险行为有关（施奈德等人，2012). 腹侧纹状体的低活化被认为表明青少年可能通过奖励刺激获得较少的积极情绪，这促使他们寻求更大的奖励诱导体验，增加多巴胺相关电路的活动 (Spear，2000).

据推测，DA系统在青春期处于功能上限（钱伯斯等人，2014），DA细胞发射峰值证明，整体激素DA水平升高，DA神经支配增加，DA受体密度增加 （见 Padmanabhan和Luna，2014). 因此，中脑边缘DA系统被认为在青春期处于过载状态，这对于行为结果具有重要的功能意义。还有人提出PFC中的强直性DA水平在青春期中超过最佳水平，导致DA“过量”，然后偏向来自诸如伏核的边缘区域的输入。（例如， Wahlstrom等，2010a）。 Ť他在DA功能平衡方面的转变可能对PFC和边缘区域之间的信息控制之间的竞争产生显着影响，因此伏隔核中更大的DA活动功能水平将信息流转向更大的边缘，而PFC对伏隔核的影响更小。 (Spear，2011).

3。对青春期多巴胺能反应性的不足看法

人们普遍认为，DA活动中的青少年特异性高峰是环境中奖励的更高取向，包括对新颖性的偏好，对危险情况的兴趣增加以及许多精神疾病的发作（Wahlstrom等，2010b). 青少年大脑发育领域的普遍观点是，中脑边缘DA系统中的活动增加是一种负担，使青少年面临危险行为，增加他们对社会评估和损失的敏感性，并导致幸福感受损（例如， Casey等人，2008 和钱伯斯等人，2014）。 Ť因此，虽然纹状体反应性的青少年高峰可能已经进化为适应性目的（例如，促进繁殖成功，移民和减少近亲繁殖），但现代社会中的纹状体反应可能更多是负担，甚至危及生命 (Spear，2008）。确实， 在对人类青少年进行的数十项神经影像学研究中，腹侧纹状体激活的改变与包括药物和酒精在内的负面结果有关 (Jager等人，2013), 抑郁. (Telzer等，2014 和 Silk等，2013), 焦虑 (Bar-Haim等人，2009 和 Guyer等人，2006），s易受同伴影响 (Chein等，2010), 和行为和破坏规则的行为 (Galván等人，2007 和 Qu等，2015）。 Ť因此，奖励可以深刻影响构成慢性疾病和死亡率可改变风险因素的重要行为。

4。多巴胺能反应在青春期的潜在适应作用

青春期DA活动达到峰值的观点构成了冒险行为的增加，而青少年精神病理学表明，青少年由于通过改变神经加工的硬连线发育限制而倾向于精神健康问题。由生物学决定的大脑不成熟所驱动的这种赤字观点意味着青少年冒险和精神病理学普遍存在，不可避免地限制了我们干预的能力。此外，这种观点强调青少年问题行为而不是更积极的发展和行为。虽然这种观点没有错（即纹状体激活增加不与消极结果有关），这种观点过于简化（ Pfeifer和Allen，2012) 并且没有考虑到在这个发育期期间多巴胺能反应性如何增强。 一些不符合这种赤字观点的研究结果挑战了青少年奖励敏感性在很大程度上充当责任的观点，并强调了纹状体反应性可以起作用的潜在适应性功能。

已提出的一个观点是，多巴胺能敏感性增加会增加冒险行为，这些行为可能适合促进生存和技能获取 (Spear，2000). 在青春期接近，探索和承担风险的倾向可能有助于为青少年提供一个独特的机会，让青少年在他们的环境中学习并留下他们的照顾者的安全时获得新的体验。 (Spear，2000). 因此，腹侧纹状体反应可以促进目标实现和长期生存，使青少年走向相对自治 (Wahlstrom等，2010a）。简而言之，这种概念化表明，冒险本身就是一种规范性和适应性行为。因此，只要系统没有过度加速且青少年只参与中等程度的风险，增强的腹侧纹状体反应性可能是一种适应性反应。; 高风险的冒险可能是有害的，甚至危及生命（Spear，2008）。此外，冒险的后果可能与背景有关。在我们的现代社会中，青少年参与冒险（例如驾驶汽车）的环境可能导致适应不良而非适应性结果（Spear，2008).

超越风险承担的理论是一种适应性行为，我提出了一种新的概念化和奖励敏感性的适应性作用，使得纹状体反应性实际上可以导致青少年远离来自风险和精神病理学. 也就是说，纹状体反应性可以引导青少年远离由于DA神经信号传导的峰值而被认为产生的相同行为。最近的证据表明，纹身反应性增强可能实际上促使青少年参与更有思想，积极的行为，促进改善认知，并最终保护他们免于患上抑郁症并参与危害健康的冒险行为，而不是促进冒险和精神病理学。事实上，增强的腹侧纹状体反应，加上有效的神经调节，代表了“适应性行动的积极动机的转化” ( Wahlstrom等，2010a，pp.3）。

因此，增强的DA信号传导可以是接近相关行为的神经生物学标记，而不管感知结果（即，适应性或适应不良）。 一方面，DA信号可以被引导到高度适应性的动机行为，例如对动机积极行为的定向（例如，争取学业成功，参与亲社会行为，朝着目标努力））。另一方面，DA信号可以针对动机行为，其可以是高度适应不良的，取决于情境和情境变量（例如，危险的驾驶行为，危险的性行为）。 因此，腹侧纹状体敏感性可能代表一种脆弱性或机会，取决于社会和动机背景 （见表1）。 Ťhus，腹侧纹状体敏感性的发育轨迹可能因刺激和背景而异。

表1。

腹侧纹状体反应性可能是脆弱性和机会的来源。

漏洞	ZAP优势
*朝向负面奖励的方向*	积极奖励的方向
•药物实验	•学术动机
•危险的性行为	•激情和爱好

*对社会威胁的敏感性*	对社会联系的敏感性
•抑郁症加重	•健康的同伴关系
•同伴的负面影响	•亲社会行为

表格选项

因为多巴胺能敏感性的峰值似乎在青春期普遍存在，如物种，背景和文化所见，我的目标是强调这种多巴胺能敏感性可以转向积极的健康促进行为的方式。最近有几篇引人注目的评论表明，青少年神经发育很复杂 (Crone和Dahl，2012），腹侧纹状体有时与适应性结果相关（Pfeifer和Allen，2012）。在这篇综述中，我在这个概念化中更进一步，并建议DA过度活跃可以促进青少年健康。下面，我回顾一些最近的研究，这些研究挑战了传统观点，这些观点在青春期主要以适应不良的方式奖励敏感性功能。在不同的样本和背景下，腹侧纹状体激活为青少年的健康和幸福提供适应性功能，与风险和抑郁的下降以及认知持续性和成就的增加有关。

5。腹侧纹状体和奖励：反向推理

在回顾当前的文献之前，我想指出一些解释神经影像学数据的问题。人类fMRI工作已确定腹侧纹状体是参与奖励处理的关键区域（见 Delgado，2007）。然而，作为编码奖励解释腹侧纹状体的一个重要限制是反向推断的问题（即，仅仅从特定脑区的激活推断认知状态; Poldrack，2011）。在目前的手稿中，我将对腹侧纹状体和奖励作出若干推论。 虽然腹侧纹状体激活肯定不是奖励的同义词，但这种联系有时是描述一个有说服力的故事所必需的。 尽管如此，重要的是要注意腹侧纹状体外的其他神经区域（例如，VTA，vmPFC）和超出多巴胺的神经化学（例如，阿片类药物）编码奖励，并且腹侧纹状体涉及广泛的感觉运动，认知和激励功能。例如，纹状体参与运动控制（见 Groenewegen，2003），学习包括习惯形成（Jog等人，1999），技能学习（Poldrack等人，1999）和奖励相关的学习（O'Doherty，2004），以及对厌恶/惩罚的敏感性（Jensen等，2003）。因此，纹状体与整合有关认知，运动控制和动机的信息有关（见 Delgado，2007).

6。多巴胺能敏感性可以促进青少年健康的证据

6.1。腹侧纹状体对亲社会决策的敏感性预示着冒险行为的下降

参与亲社会行为激活了多巴胺能奖励系统的高强度，有益的感受。例如，在成年人中，为慈善机构提供经济支持可以使腹侧纹状体（Moll等，2006 和 Harbaugh等，2007）。这被认为表示“温暖的光芒”效果，表明亲戚感觉很好（Moll等，2006）。事实上，我们已经证明，在fMRI扫描期间向家人提供金钱支持时，在支持家人的日子里感到更快乐的青少年表现出更大的腹侧纹状体激活（Telzer等，2010 和 Telzer等，2011），支持腹侧纹状体编码与亲社会相关的幸福感的概念。 因此，腹侧纹状体激活至亲社会奖励可以代表可以促进健康的自适应信号。 为了测试这一点，我们在一年的时间内跟踪青少年，以检查在阳性，亲社会环境中腹侧纹状体激活如何预测健康风险行为的变化。青少年完成了一项任务，在此期间他们可以向家人进行昂贵的金钱捐赠。我们发现，在做出亲社会决定时（即对家人进行代价高昂的捐赠），腹侧纹状体激活增加的青少年在整个过程中表现出冒险行为（例如偷窃，饮酒，吸毒和逃学）的纵向下降一年 (Telzer等，2013). 此外，在亲社会家庭决定期间表现出更大的腹侧纹状体激活的青少年表现出来减在冒险任务期间腹侧纹状体激活 ( Telzer等，2015a), 暗示亲社会的回报可能会抵消从事冒险行为的有益性质。这些研究结果强调了腹侧纹状体敏感性如何成为青年人的资产，具体取决于激活发生的背景。 腹侧纹状体已被确定为青少年患病风险的危险因素，当这种激活发生在有意义的亲社会背景下时，也可以保护这种相同的行为。

6.2。腹侧纹状体对不同类型的奖励的敏感性预测抑郁症随时间的增加和减少

虽然通过有意义和积极的行为可以实现最佳福祉，但青少年往往倾向于更负面的，享乐活动（例如冒险），可能使他们面临生病的风险 (钱伯斯等人，2014 和 Steinberg，2008）。我们检查了腹侧纹状体激活对eudaimonic奖励（例如，对家庭的亲社会决定）和享乐奖励（例如，风险决策）是否差异地预测抑郁症状的纵向变化。青少年完成了一项亲社会的任务，他们可以选择向家人捐赠收入或为自己保留金钱奖励（Telzer等，2010 和 Telzer等，2011）。他们还完成了风险承担任务（BART; Lejuez等人，2002），在此期间，他们可以给虚拟气球充气，使每个泵增加货币奖励，但可能在任何时候爆炸，导致该气球获得的所有收入损失。结果表明，在对其家庭的亲社会决策中表现出增强的腹侧纹状体激活的青少年在随后的一年中经历了抑郁症状的纵向下降。相比之下，在风险承担任务期间保持收入自身的亲社会任务（即自私决定）或显示腹侧纹状体激活增强的青少年表现出抑郁症状的纵向增加（Telzer等，2014）。因此，纹状体激活增加到亲社会行为是一种适应性神经反应，可能作为一种神经生物学信号，编码积极奖励的方向（例如，感受到意义和目的感;感觉与社会联系）并导致抑郁症状学的下降。在自私决定期间（即为自己保留金钱）或在有风险时提高纹状体反应是一种适应不良的神经反应，可能作为一种神经生物学信号，编码一种取向更多负面奖励的方式（例如，冒险的风险;社交能力增强威胁）并导致抑郁症状的增加。这些发现强调了考虑腹侧纹状体激活发生的背景的重要性。

6.3。母亲的存在使青少年腹侧纹状体的敏感性远离危险行为

父母扮演着重要的脚手架角色，帮助孩子做出适应性决策并避免风险。虽然父母可以仅仅通过担任看门人并限制青少年做出糟糕决定的机会来减少青少年的风险，但我们 测试了母亲的存在是否改变了青少年处理风险的方式。 在fMRI扫描期间，青少年完成了模拟驾驶任务，在此期间他们可以选择做出有风险或安全的决策。他们独自在母亲面前完成任务。 我们发现青少年单独作出决定（55％的决定）比他们的母亲在场时（45％的决定）做出了更大的风险决策。 在神经水平上，腹侧纹状体在风险决策中的激活明显减少，在青少年母亲存在的安全决策中更加活跃。 (Telzer等，2015b）。重要的是，我们发现，当青少年做出安全决定时，他们的母亲出现时腹侧纹状体和腹外侧前额叶皮层（VLPFC）之间显示出显着的功能耦合（即神经区域之间的串扰），但当它们独自存在时却没有。一世换句话说，在母亲面前做出安全决定可能会引发一种编码奖励价值的神经反应（即安全决定参与腹侧纹状体），而这种奖励反应会促进前额皮质的激活，这是一个涉及的关键大脑区域。在认知控制中，制动运动反应 (Gray等，2002 和 Wessel等，2013），以及规则表示和响应选择（Souza等，2009 和 Snyder等，2011）。因此，纹状体反应可以促进对响应选择的认知控制和审议，最终导致安全选择。青少年冒险行为的理论认为，提高腹侧纹状体的敏感性在很大程度上是青春期冒险的基础，之前的工作主要集中在纹状体敏感性导致适应不良，危险行为的情境中。重要的是，腹侧纹状体与更大的冒险风险有关，例如当同伴存在时（Chein等，2011），可以从风险决策（即在冒险期间激活较少）转向更多风险母亲在场时的审慎和安全的决定。

6.4。外在和内在的奖励可以通过增强的腹侧纹状体激活来促进改善的认知持久性

虽然青少年倾向于表现出对认知表现的不利影响，特别是在高度唤起或情绪状态下（例如， Hare等人，2008 和 Somerville等人，2011), 青少年在获得奖励时实际上表现出改善的表现（即抑制优秀的反应） (Geier和Luna，2009, Geier和Luna，2012, Geier等，2010 和 Padmanabhan等，2011）。在一系列巧妙的实验中，Geier及其同事让参与者完成了一项简单的认知任务（反间谍任务），并且在一些试验中，良好的抑制控制产生了金钱奖励。与成人相比，青少年在奖励与中立试验中的错误较少（Padmanabhan等，2011），表明青少年对奖励特别敏感，并且外在动机（即获得金钱）可以改善他们的认知控制。重要的是，在神经水平上，与奖励试验中腹侧纹状体中的儿童和成人相比，青少年表现出更高的激活（Padmanabhan等，2011), 表明外在奖励和腹侧纹状体激活可能会改善青少年的行为调节。

I除了检查外在动机（即接收资金）之外，研究人员还试图研究内在动机如何与纹状体激活和增强的行为调节相关联。. Satterthwaite及其同事（2012）研究了在从8到22年龄的参与者中具有不同难度水平的工作记忆任务期间腹侧纹状体是如何被激活的。作者在正确完成任务时将内在动机定义为增强的腹侧纹状体反应。 Satterthwaite及其同事（2012）发现坚固的腹侧纹状体激活，与任务难度相称。也就是说，当参与者做出正确与不正确的反应时，他们表现出更高的腹侧纹状体激活，纹状体激活对于更困难的试验更高。这种纹状体激活与任务表现相关，表明在具有挑战性的任务中腹侧纹状体激活可促进更有效的工作记忆。此外，青春期表现出最高的腹侧纹状体激活这些内在奖励。重要的是，尽管缺乏明确的反馈或奖励，这些纹状体反应仍然存在，这表明在这种情况下腹侧纹状体反应可能反映了内在的强化信号。这些是首次证明内在而非显性强化反应的青少年峰值的结果。

继续工作 Satterthwaite及其同事（2012），我们试图检查内在动机的神经相关性是否存在文化差异。为此，我们招募了两个晚期青少年样本，这些样本传统上在自我报告的内在学校动机方面有所不同。与美国同行相比，东亚青少年在学术上更有动力（Pomerantz等，2008与美国同行相比，在认知控制，执行功能和行为抑制方面得分显着更高（Sabbagh等人，2006 和 Lan等人，2011）。为了测试腹侧纹状体激活是否可以支持东亚学生的动机，我们对美国和中国学生进行扫描，因为他们从事基本的认知控制任务（Go-Nogo任务），需要长期坚持。我们的研究结果再次指出了腹侧纹状体的适应性作用。我们发现整个认知控制任务的行为表现存在显着差异，因此中国和美国学生在任务开始时的表现没有差异，表明认知控制水平相似。 然而，随着时间的推移，中国学生的表现显着改善，而美国学生的表现显着下降 (Telzer和Qu，2015). 在神经水平，中国参与者证明在任务过程中腹侧纹状体激活增加，而美国参与者的腹侧纹状体激活仍然低于任务。此外，中国学生的腹侧纹状体和前额叶皮层之间的功能连接性随着时间的推移而增加，连接性在美国学生中并不存在。重要的是，这种功能连接与任务的行为表现相关联，表明更大的VS-PFC连接促进了认知参与的改善。因此，腹侧纹状体可以代表内在增强信号，其引起PFC参与更有效的认知控制。腹侧纹状体与PFC功能性结合表明中国学生认知参与的改善可能通过强化反应来促进他们的认知控制系统，类似于我们在母亲面前的青少年冒险风险上的发现。因此，纹状体反应性可能是表示内在动机的神经生物学信号，其起到适应性功能的作用，增加了中国学生参与认知控制的动机。再加上工作 Satterthwaite等人。（2012），这些研究结果表明，当个人发现自己的工作更有价值时，学业成绩可能会提高。

6.5。认知控制期间纹状体反应性增加可预测同伴的阳性影响

在一个聪明的操纵，福尔克及其同事（Cascio等，2014）实施了一个大脑预测框架来检查神经过程如何预测青少年后期的行为。在fMRI扫描期间，青少年完成了基本的认知控制任务（Go-Nogo任务）。扫描一周后，青少年返回实验室进行模拟驾驶会议，在此期间他们可以做出安全和冒险行为的决定。青少年在高风险或低风险同伴面前完成了模拟。在行为方面，与高风险同龄人相比，在低风险同龄人面前，青少年的风险选择（即通过红灯交叉路口）显着减少。 在神经水平上，在参与认知控制时在腹侧纹状体中表现出相对较大激活的青少年更受其谨慎同伴的影响, 因此，在谨慎的同伴面前，更大的腹侧纹状体激活与更少的风险相关。 腹侧纹状体激活与单独的风险同伴或驾驶行为无关。这些研究结果表明，在认知控制过程中青少年招募腹侧纹状体的个体差异与在谨慎的同伴面前缓解冒险行为的影响有关。重要的是，增强的腹侧纹状体激活与其相关减在亲社会但没有风险的同伴的情况下冒险行为，提供了纹状体反应性的适应性作用的进一步证据。这些影响与我们上述发现一致，中国学生在认知控制过程中发现腹侧纹状体激活增强（ Telzer和Qu，2015）。在我们的研究中，认知控制期间腹侧纹状体激活有助于提高认知能力，并且 Cascio等。（2014）发现VS响应更高，有助于增加同伴的积极影响力。虽然尚不清楚这里的腹侧纹状体是否起到了奖赏反应的作用，但这些效果仍然表明了腹侧纹状体的适应性作用。总之，这些研究结果表明，在参与认知控制时更多地招募腹侧纹状体的个体也在日常生活中进行更多的适应性行为，从而导致更有效的认知控制和更少的冒险行为。这些发现进一步强调了解发生腹侧纹状体激活的情境。

6.6。纹状体反应性增加可起到调节作用

其他研究表明，腹侧纹状体也可能参与情绪调节。在纵向研究中， Pfeifer及其同事（2011）在从童年到青春期的过渡期间检查了青年。参与者被扫描两次以检查如何 对情绪面部表情的神经反应随时间而变化。 腹侧纹状体反应性的纵向增加与风险行为的纵向减少以及对同伴影响的易感性下降相关。. Pfeifer等。（2011）还发现，在处理情绪面孔时，腹侧纹状体与杏仁核负性功能相关，这表明 腹侧纹状体可用于调节和抑制杏仁核对情绪激动刺激的反应。其他人也报告了在认知重新评估青少年样本中的负面情绪期间腹侧纹状体激活（McRae等人，2012），进一步强调纹状体在情绪调节中的作用。在确证腹侧纹状体的调节作用， Masten及其同事（2009）发现在社交排斥期间，增强的腹侧纹状体激活与抑制自我报告的情绪困扰和参与“社交疼痛”处理的大脑区域的激活较少相关，这表明腹侧纹状体可能对于调节青春期的负面影响至关重要。鉴于其在奖励处理中的作用，腹侧纹状体可用于帮助将负面经验重新评估为积极的解释 (Masten等，2009 和 Wager等人，2009). 同样，与常见的解释相反，青春期期间纹状体反应性的增加代表了一个风险因素，这些发现突出了纹状体的适应性作用，并特别暗示它在情绪调节中的作用。

6.7。总结

总之，这些研究表明，通过增加认知持续性和情绪调节，以及降低冒险行为和抑郁，可以适应增强的腹侧纹状体激活。虽然奖励敏感度可以作为当前概念强调的负面结果的标志，但这里的评论研究表明，腹侧纹状体激活也可以为青少年提供积极的，适应性的作用。虽然大多数研究报告了与青春期纹状体激活增加有关的缺陷（例如，药物和酒精使用，抑郁和焦虑，行为和规则破坏行为; Jager等人，2013, Telzer等，2014, Silk等，2013, Galván等人，2007, Bar-Haim等人，2009, Guyer等人，2006 和 Qu等，2015), 这里评论的一系列新兴文献表明腹侧纹状体的作用更为复杂。在几个不同的背景下，腹侧纹状体与积极的行为结果相关。特别地，腹侧纹状体激活可以在促进亲社会决策的环境中起到适应性作用 (Telzer等，2013 和 Telzer等，2014），认知控制（Telzer和Qu，2015, Cascio等，2014 和 Padmanabhan等，2011), 工作记忆 (Satterthwaite等，2012), 情绪调节 (Pfeifer等，2011 和 Masten等，2009），或者我包括积极而不是消极的社会影响 (Telzer和Qu，2015 和 Cascio等，2014). 根据所评价研究中的具体测量结果，本身并不明显所报告的腹侧纹状体激活是代表奖励反应还是其他心理过程。 因为，纹状体可能涉及奖励处理之外的行为，例如学习，纹状体对亲社会风险与风险背景的反应中的一些个体差异可能代表学习和适应方面的个体差异。事实上，青春期的一个重要方面是，这是一个经历许多新行为和背景并获得新行为模式的时代（达尔，2008）。因此，未来的研究应该在这些不同的背景下解开腹侧纹状体的心理学意义。

7。我们能否以促进适应性决策的方式利用青春期腹侧纹状体敏感性？

从物种，背景和文化中可以看出，青春期的腹侧纹状体反应性似乎是普遍的。青春期多巴胺能激活的这种峰值可以被引导到一系列行为中。一方面，如果针对有问题的活动，例如药物实验，冒险的性行为以及与异常同伴的接触，这种增强的腹侧纹状体反应性确实是一种脆弱性。另一方面，如果针对有意义的活动，例如亲社会行为或爱好，积极的社会关系，或积极参与学校，这种增强的腹侧纹状体反应性可能是保护的来源，并降低对健康受损的易感性。因此，青少年接近和回应奖励的方式可能对他们的福祉产生重大影响。重要的是，这里审查的每项研究都检查了个体差异。也就是说，并非所有青少年都表现出更强的纹状体激活，并且在这些情境中并非所有纹状体激活都具有适应性。在亲社会中表现出最大的腹侧纹状体激活的青少年表现出最大的冒险和抑郁下降（Telzer等，2013 和 Telzer等，2014）; 在认知控制期间表现出最大的腹侧纹状体激活的青少年表现出认知持续性的最大改善（Telzer和Qu，2015并且受到亲社会同行的影响最大，从而减少风险（Cascio等，2014）; 在困难的工作记忆任务中表现出最大的腹侧纹状体激活的青少年具有最高的表现（Satterthwaite等，2012）; 处理情绪时表现出腹侧纹状体激活增加最多的青少年表现出最大的风险下降（Pfeifer等，2011). 这些个体差异凸显了识别显示这些更具适应性腹侧纹状体反应的青少年特征的需要。除非青少年重视参与这种行为，否则推动青少年参与亲社会行为将不会有效。因此，确定青少年最重视的特定行为和激情并帮助他们指导这些活动可能会产生最有益和持久的结果。

这种观点认为腹侧纹状体敏感性适应性和指导青少年远离健康危害行为，对于有效治疗和干预措施的发展具有重要意义，以防止青少年抑郁，冒险行为以及随后的发病率和死亡率上升轨迹。人口。虽然青少年可能倾向于更多的适应不良行为（Steinberg，2005），确定以促进健康的方式利用青少年增强的腹侧纹状体敏感性的方法应成为正在进行的研究工作的关键目标。教师，家长和临床医生应该将其视为一个中心目标，试图在青少年中倾向于平衡 - 即，将他们提高的腹侧纹状体敏感性从风险和机会转向。如果我们能找到更多的方法来指导青少年对其增强的腹侧纹状体反应性的积极方面，加强该系统作为机会的途径，并降低对增强的腹侧纹状体反应性的消极方面的可用性或期望，我们可能降低青春期的死亡率和发病率。

8。青春期腹侧纹状体反应性的复杂性

8.1。功能异质性支持不同的心理处理

虽然流行观点认为，奖励寻求行为的高峰主要是一种脆弱性，将青春期定向为消极行为，但腹侧纹状体激活的心理意义因环境而异。因此，需要对腹侧纹状体进行更细致的理解。虽然在某些情况下，腹侧纹状体反应性可能是信号适应不良的奖励寻求，在其他情况下，纹状体可能是一种神经生物学信号，用于接近相关行为，具有高度适应性，与风险承担无关，如对动机积极行为的定向（例如，争取学业成功，努力实现目标）。因此，腹侧纹状体激活的意义和心理意义取决于其发生的背景和情况，并且可能因个体而异。

I另外，腹侧纹状体激活可能具有不同的心理意义，这取决于它与哪个区域相结合. 也就是说，在不同的心理体验期间，腹侧纹状体可以与不同区域共同活动。因此，也许VS谈到的哪个大脑区域可以解开发生的心理过程。虽然大多数先前的研究侧重于腹侧纹状体是否活跃，或者腹侧纹状体是否与行为的个体差异相关，但是必须解开腹侧纹状体是否与大脑区域差异耦合作为背景的函数。实际上，通过重叠但功能上隔离的通路将腹侧纹状体与前额叶皮层（PFC）整合而产生不同的行为（Alexander等人，1986, Di Martino等人，2008 和 Postuma和Dagher，2006）。例如，来自不同皮质和皮质下来源的传入之间存在复杂的重叠和分离模式。腹侧纹状体接受来自传统上涉及情感过程的神经区域的传入，包括眶额皮质（OFC），背前扣带皮层，腹内侧PFC，杏仁核和海马（例如， Haber和Knutson，2010 和 Pennartz等，2011; 看到 Delgado，2007). 因此，了解腹侧纹状体如何与其他神经区域进行交流可以让我们了解腹侧纹状体既可以作为一种责任，也可以作为一种机会。目前的评论报告的一些调查结果支持这一观点。例如，单独进行风险选择时（Telzer等，2015b）或在同伴面前（Chein等，2010），腹侧纹状体显着活跃。然而，当在母亲面前做出安全选择时，腹侧纹状体似乎通过与VLPFC的通信起作用，在单独做出安全选择时不存在连接（Telzer等，2015b）。因此，检查在不同背景下与腹侧纹状体上线的区域可以帮助我们理解腹侧纹状体激活的功能和特异性。当它与VLPFC激活一起发生时，腹侧纹状体反应性可能是适应性的，但当它与边缘激活如杏仁核一起发生时可能是适应不良的。未来的研究应侧重于检查功能连接。

8.2。结构异质性支持不同的心理处理

给定奖励结构内细胞类型的异质性是对腹侧纹状体中观察到的不同效应的另一种可能解释。 实际上，腹侧纹状体可以分成子区域，每个子区域参与不同的心理过程（结构异质性）。基于对大鼠，灵长类动物和人类的解剖学，生理学，免疫组织化学和药理学研究（例如， Cardinal等，2002, Koya等，2009, Pennartz等，1994 和 Voorn等人，1989），VS不表现为整体结构，因此可能由具有特定功能作用的空间上不同的神经元组成（Kalenscher等人，2010）。实际上，纹状体包含具有不同化学组成和连接的组织亚区域，并且腹侧纹状体尤其比其他区域（例如背侧纹状体）具有更多的神经化学系统的分化和复杂性（Holt等，1997）。在腹侧纹状体内，伏隔核被分为三个子区域，包括壳，核心和延髓极区（Zaborszky等人，1985 和 Meredith等，1993）。存在这三个分区域内的其他差异，包括化学标记的密度和连接的分布（Holt等，1997）。此外，纹状体的一个与边缘系统密切相关的区域占据了一个区域，该区域延伸到传统上被认为是伏隔核的边界之外（Eblen和Graybiel，1996).

由于腹侧纹状体涉及多种心理，认知和运动过程，研究人员提出腹侧纹状体由功能不同的神经元组成。 (Pennartz等，1994）。整体被定义为一组神经元，其特征在于相似的传入/传出关系以及明显行为，神经内分泌调节和感觉运动命运中的密切相关的功能（Pennartz等，1994）。 Pennartz及其同事提出“伏隔核完全不会向其目标结构发送单片输出，从而实现某些行为参数的单向变化“而不是”每个不同的集合能够产生输出，然后将输出转移到这个集合特有的一组特定目标结构，因此可能会产生与这个例子特别相关的行为效应“（Pennartz等，1994，pp.726）。

腹侧纹状体结构分化的证据来自精神药理学研究。例如，显微注射GABA_A 大鼠延髓内侧伏隔壳中的激动剂蝇蕈醇引起食欲行为，而尾壳中的显微注射反而引发可怕的行为。中间壳GABAergic激活产生综合的积极和消极的动机效应（Reynolds和Berridge，2002). 这些结果表明，伏隔核的局部微电路中的GABA能神经传递介导了沿着rostrocaudal梯度二元组织的动机和情感行为。这种二价分裂有助于阐明腹侧纹状体如何参与食欲和厌恶的动机功能。此外，已经发现酪氨酸激酶受体TRKB差异地影响奖赏相关行为。例如，啮齿动物中D1型中型多刺神经元的光遗传学刺激增强了奖励驱动行为，而D2型中型多刺神经元的刺激导致冷冻行为（Lobo等，2010).

但是，单元格类型的差异并不是行为输出中异质性的唯一解释。大脑奖励区域的特定细胞类型内的分子变化，决定了青少年对环境变化的反应方式，决定了适应力或敏感性（Russo和Nestler，2013）。因此，在一个环境中的应激物在VTA-伏隔核电路中形成分子机制，并且可以影响刺激是自适应地还是不适应地经历。抑郁，冒险或其他精神病理学的脆弱性可能由压力源后发生的细胞分子变化决定（见 Russo和Nestler，2013）。因此，研究人员有必要利用全基因组分析来绘制NAc中受压力源影响的基因位点。

尽管动物模型中的重要研究突出了伏隔核的结构异质性，但将这些模型转化为人类研究将更具挑战性。不幸的是，fMRI技术是检测青少年脑功能和相关心理行为的最广泛使用的方法，不允许对人类纹状体的精确边界和异质性进行特定区分。。此外，BOLD信号不提供有关神经化学的直接信息，目前尚不清楚BOLD激活如何与纹状体多巴胺释放相关（Schott等人，2008）。一些研究人员将fMRI与PET结合，可以直接测量多巴胺的释放。重要的是，高回报相关的多巴胺释放与腹侧纹状体激活增加相关，提供证据表明多巴胺能神经传递在用fMRI测量的腹侧纹状体激活中起关键作用（Schott等人，2008）。最后，大多数神经影像学研究使用大型平滑核 几乎不可能将腹侧纹状体细分为其子部分。因此，通常不清楚激活是否集中在伏隔核或伏状核的腹侧头部（Delgado，2007），甚至是纹状体的进一步细分。尽管试图改善BOLD信号的空间分辨率，特别是在腹侧纹状体和VTA等区域（D'Ardenne等人，2008），我们需要更多的活动依赖性多巴胺释放的直接测量（Schott等人，2008）。需要进一步的研究和更先进的科学方法，可以揭示对应于腹侧纹状体功能不同区域的更细粒度的细分。

9。未来发展方向

虽然研究已经开始解开奖励在青少年生活中的复杂作用，但是一些贡献对于显着推动该领域的发展至关重要，并为开发可产生最大健康影响的心理机制的可检验假设奠定了基础。因此，未来的研究应该调查不同的社会和动机情境如何影响青少年奖励敏感性和随后的健康结果的神经生物学。根据证据表明青春期快速的大脑发育和对环境输入的敏感性增加，以及社会行为的巨大变化，这些变化是奖励取向增加以及精神病理学急剧增加的基础。因此，未来的研究需要继续解开腹侧纹状体敏感性适应性与适应不良的背景。此外，鉴于突出青春期腹侧纹状体反应性的潜在适应性功能的工作主体尚处于初期阶段，因此有必要进行复制研究结果的研究。下面我将概述未来研究的其他几个研究领域。

9.1。开发新颖和创新的任务，挖掘不同的背景，并允许比较各种情况下的奖励敏感性

之前的研究主要考察了社会真空中的青少年决策和奖励敏感性，尽管正在出现研究社会背景下青少年决策的研究（例如， Peake等，2013, Braams等，2014 和 Chein等，2010）。鉴于青春期是一个以日益复杂的社会发展为特征的时期，青少年决策最常发生在社交情绪唤醒期间（达尔，2008 和 Gardner和Steinberg，2005），研究需要将社会和动机环境纳入实验任务，以挖掘青少年行为的复杂性。如果研究人员继续依赖于在没有社会过程的情况下主要消极行为（例如冒险）或奖励敏感性的任务，腹侧纹状体敏感性似乎无处不在。然而，如果实验任务包含更复杂的社会过程（例如，其他人的存在，亲社会与反社会决策），腹侧纹状体敏感性可能显示出独特的模式，有时代表一种负担，但在其他时候是适应性的。必须将这种复杂性纳入我们对青少年大脑发育和行为的理解中，以便充分了解腹侧纹状体反应在青少年决策和健康行为中的作用。

9.2。关注个人和文化差异，找出风险最大的青年

并非所有纹状体激活都是好的或坏的，它取决于背景和个体。通过识别奖励为不同职能服务的青年的个人和文化群体差异，我们可以更好地定制计划，以指导青少年在适当的社会文化背景下最有意义的行为。对于重视某些行为的群体，奖励将具有不同的含义。例如，我们最近研究了白人和拉丁裔青年人在中脑边缘奖励制度中的激活，因为他们从事涉及家庭个人牺牲的任务（Telzer等，2010). 虽然拉丁裔参与者在为家人做出贡献时表现出更多的腹侧纹状体激活，但白人参与者在获得个人奖励时表现出更多的腹侧纹状体激活。 这些结果表明，帮助一个人的家庭的决定可能部分地取决于一个人从这种帮助中获得的个人报酬，而这种报酬感可能受到文化影响的调节。因此，如果干预工作依赖于特定文化群体的发现，那么对不同群体的干预可能不会成功，并且实际上可能会产生医源性作用。也就是说，仅关注增加某些青少年重视的行为参与的干预措施可能会对青少年健康产生负面影响。因此，未来的研究应仔细研究多巴胺奖励系统如何在不同的青少年群体中发挥作用。

9.3。使用神经敏感性来预测现实生活中健康结果和行为的变化

研究已经开始将大脑视为未来健康行为的预测变量。这种方法提供了前所未有的机会来检查青少年的神经敏感性如何预测参与现实生活中的健康行为。尽管自我报告的意图预测了未来健康行为的某些变化，但有证据表明，自我报告不足以捕捉风险承担的多维性质（Aklin等，2005）。也许这是因为个人缺乏洞察力或认知能力来提供他们自己意图的准确报告，或者因为他们在自我报告中可能是不真实的（Aklin等，2005）。因此，隐含过程可以解释行为改变的变化，这种变化不能通过自我报告的措施（例如态度和意图）来解释。神经影像学的最新进展已经开始使用神经激活来同时或将来预测行为。重要的是，这项工作已经发现，神经激活可以预测一个月后超过一年内观察到的冒险行为和抑郁症状会发生何种变化（增加或减少）（例如， Cascio等，2014, Telzer等，2013 和 Telzer等，2014）。基于青少年的神经敏感性预测未来参与健康行为的能力可能对我们制定个性化预防计划的能力产生深远影响。因此，未来研究的一个关键目标应该是检查不同背景下腹侧纹状体反应性（即阳性和适应不良情境中的奖励敏感性）如何预测与健康相关的行为变化。

10。结论

在这篇综述中，我已经证明，腹侧纹状体敏感性的峰值可以适应青少年的功能，并可以促进改善健康和促进健康的行为。这种青春期奖励敏感性的机制挑战了传统观点，即多巴胺能奖励敏感性在很大程度上导致青春期健康危害行为。因此，我已经确定了一种潜在的神经生物学机制，通过这种机制可以减少这些症状通常在上升时发育期间抑郁和冒险行为的上升轨迹。可改变的健康行为是青少年发病率和死亡率的主要原因。了解将青少年提高的腹侧纹状体敏感性从有问题的行为转向更积极的亲社会行为的因素将对一系列健康行为和健康结果产生巨大影响。

参考资料

- Aklin等，2005
- WM Aklin，CW Lejuez，MJ Zvolensky，CW Kahler，M。Gwadz
- 评估城市青少年倾向风险的行为指标
- Behav。 RES。 Ther。，43（2005），pp.215-228
- 文章

PDF（226 K）

纪录;

引用文章（116）

- Alexander等人，1986
- GE亚历山大，德龙先生， et al.
- 连接基底神经节和皮质的功能隔离电路的并行组织
- Annu。 Rev. Neurosci。，9（1986），pp.357-381
- 纪录;

抽象

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