大脑研究揭示了青少年的学习方式与成人不同(2016)

[评论:青少年可能会在社交和性收益方面表现出更大的回报吗?]

科学家发现了青春期大脑的独特功能,可以增强青少年学习和形成记忆的能力:两个不同大脑区域的协调活动。 与成年人大脑相反的这一观察结果可能与青少年对奖励寻求行为的惯常亲和力有关。 这些发现表明,这种行为不一定有害,而可能是青春期和大脑成熟的关键特征。

这项研究的结果发表于今天 神经元.

“青少年大脑的研究通常集中在 青少年寻求奖励的行为。 但是,我们假设这种趋势可能与更好的学习有关。”哥伦比亚大学莫蒂默·B·祖克曼心理大脑行为研究所首席研究员,哥伦比亚大学心理学副教授Daphna Shohamy博士说。 “通过结合青少年和成人的学习任务和脑成像,我们确定了支持学习的青少年大脑活动的模式-有助于成功引导他们进入成年期。”

对于这项涉及41青少年和31成人的研究,作者最初关注的是一个叫做大脑的大脑区域 纹状体。 先前的研究表明纹状体协调了从计划到决策制定的更高脑功能的许多方面。 但它最出名的是它在所谓的东西中的作用 强化学习.

该论文的第一作者朱丽叶·戴维多(Juliet Davidow)博士说:“用最简单的术语来说,强化学习是在猜测,被告知您是对还是错,并在下次使用这些信息做出更好的猜测。”在哥伦比亚大学获得心理学博士学位的同时,现在是哈佛大学的博士后。

例如,假设您有一系列带有数字的卡片,并被要求猜测序列中的下一个数字。

Davidow博士解释说:“如果您猜对了,纹状体就会显示出与该积极反馈相对应的活动,从而加强了您的选择。” “从本质上讲,这是一种奖励信号,可以帮助大脑学习如何再次重复成功的选择。”

由于青少年倾向于寻求奖励的行为,研究人员提出,在加强学习方面,这个年龄段的人会表现出更大的对奖励的亲和力,从而超过成年人。 在要求两组都执行一系列学习任务后,这一假设得到了证实。

为了了解大脑中发生了什么,Shohamy博士与AdrianaGalván博士合作。 Galván博士是心理学的副教授,也是加州大学洛杉矶分校脑科学研究所的教职员工,是青少年脑成像方面的专家。 他们一起在执行学习任务时,通过功能磁共振成像(fMRI)扫描了每个参与者的大脑。 作者假设青少年的超能力是由于过度活跃的纹状体。

Davidow博士说:“但是令人惊讶的是,当我们将青少年的大脑与成年人的大脑进行比较时,我们发现两组之间与奖励相关的纹状体活动没有差异。” “我们发现成年人与青少年之间的区别不在于纹状体,而在于附近的海马区。”

海马体是大脑的记忆总部。 尽管对于存储事件,地点或个人的记忆很重要,但通常与强化学习无关。 但是在这项研究中,作者的功能磁共振成像分析显示,在强化学习过程中,青少年(而非成年人)的海马活动呈上升趋势。 而且,该活性似乎与纹状体中的活性紧密相关。

为了研究这种联系,研究人员将随机和无关的物体图片放入学习任务中,如地球仪或铅笔。 这些图像 - 与参与者猜对错无关 - 在任务期间作为一种背景噪音。 后来被问到,成年人和青少年都记得看过一些物品,而不是其他物品。 然而,只有在十几岁时,才会记忆与强化学习有关的物体,这一观察结果与青少年大脑中海马和纹状体之间的连通性有关。

“从这些结果中我们可以得出的结论不是,一般而言,青少年不一定具有更好的记忆力,而是他们记忆的方式有所不同。”同时也是哥伦比亚卡夫里脑科学研究所成员的Shohamy博士说。 。 “通过连接两个本质上不相关的东西, 青春期的大脑 在人生中的一个重要阶段可能会尝试加深对周围环境的了解。”

事实上,研究表明,青春期是形成强大记忆的关键时期,作者认为这可能是由于海马和纹状体之间的连接性增强所致。

Shohamy博士说:“广义地说,青春期是青少年开始发展独立性的时期。” “在此期间,除了跳入学习过度驾驶之外,大脑还需要做些什么? 可能是青少年的独特性 可能不仅会驱动他们的学习方式,而且会驱动他们如何利用信息为成年做好准备。”

更多信息: 这篇论文的标题是:“奖励敏感性的一个方面:海马体支持青少年增强强化学习。” DOI:10.1016 / j.neuron.2016.08.031,