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  • 發布時間:2016-12-29 17:14 原文鏈接: 沖動與冒險:解構青春期大腦

      青少年大腦顯著的特征是能夠通過調整腦區間的網絡連接來適應環境的變化。這種特殊的可塑性是一把雙刃劍,既有利于青少年在培養認知思維和適應社會兩方面取得巨大的進步,同時也更易催生出危險的行為和嚴重的精神疾病。

      最近有研究表明,青少年高風險行為源于大腦邊緣系統與前額葉皮層神經網絡在發育進度上的不匹配。前者驅動情緒產生,在青春期期間快速發育,而后者發育相對較晚,主要負責提供合理判斷和沖動控制。現在研究人員已經知道,前額葉皮層到20歲左右才能完全發育成熟,而如今青少年青春期的不斷提前使得這種不匹配的時間跨度正在延長。

      腦區之間神經網絡連接的可塑性才是最終決定青少年是否成人的關鍵,而非之前所認為的腦區本身的成熟度。理解這一點將對家長、教師、輔導員及年輕人本身很有幫助,并有利于成年人確定合適的干預時機。深入了解青少年大腦的獨特性也有助于區分一些攻擊性反常舉動究竟是適齡行為還是疾病前兆,并利于降低青少年負面社會行為的發生比率。

      獨特的青春期大腦

      磁共振成像(MRI)是一種用來揭示全年齡段人群大腦解剖以及生理特性的既安全又準確的方法。根據對數千名個人和雙胞胎的終生跟蹤研究,現階段得出的一致結論是:青少年大腦的成熟不在于腦區變大,而在于不同區域越來越緊密的聯系以及腦區功能的特化。

      在磁共振成像掃描中,白質體積的增加代表著腦區間聯系的增強。白質的“白”來自于一種稱為髓鞘質的脂質,脂質中神經元胞體伸出的軸突被髓鞘包裹,從而與外界隔離。脂質髓鞘的形成貫穿整個大腦發育期,作用于是加快神經元間信息的傳導速度。有髓鞘軸突的神經信號傳導速度是無髓鞘軸突的近百倍。

      軸突髓鞘化可以加速大腦信息處理的另一個原因是,髓鞘可以幫助軸突在放電后迅速復原待用。由于恢復期變短,特定神經元信息傳遞速度將提高30倍。傳輸速度變快加上恢復期縮短使成人期的腦數據“帶寬”較嬰兒期的處理效率提高千倍,從而在腦區間建立起廣泛而精密的網絡。

      近期研究又發現了髓鞘的其他微妙作用。雖然神經元會接收由其他神經元傳來的信號,但只有當輸入的信號超過一定閾值才會進行放電將信息傳遞出去。一旦神經元放電,就會啟動一系列分子反應,加強該神經元與輸入神經元之間的突觸連接。

      這種突觸的加強是大腦學習的基礎機制。目前科學家發現,想要讓遠處和近處神經元的信號同時到達,必須精確控制信息傳遞時間,而髓鞘在其中充當重要角色。兒童進入青春期以后,髓鞘的快速擴張能加速并協調處于不同認知任務中的各個腦區的參與行為。

      灰質的變化

      此外,青春期期間還有一個重要的變化。大腦發育和其他復雜的自然過程一樣,都會經歷一個先過量生產,再進行選擇性消除的連續過程。與此同時,常用的連接則會被強化。盡管消除和強化過程會伴隨人的一生,但青春期期間,重心更偏向消除過程,大腦會按照環境需要自行自我重塑。

      隨著神經元間過量連接的消除,特化逐漸形成,大腦灰質開始減少。灰質包括大量無髓鞘結構,如神經元胞體、樹突和特定軸突。在人體發育中,灰質在兒童期大量增加,約10周歲時達到峰值,并在進入青春期后逐漸減少,當進入成年的穩定期再到老年期又會進一步下降。最早達到灰質峰值的腦區是初級感知皮層,該區負責知覺以及對光、聲、嗅、味、觸覺等刺激的處理。最晚達到峰值的腦區則是負責執行功能的前額葉皮層,其執行能力包括組織、決策、計劃以及情感調節等。前額葉皮層的一項重要功能是根據過往的經驗為未來提供假設性預判的能力,通過在腦內總結過去、考慮當前從而對未來可能得到的結果提出假設,而無需“親身犯險”。同時,前額葉皮層也是進行社會認知的重要區域。

      如上所述,青春期腦區的顯著特點之一便是灰質和白質的變化。隨著大腦發育的逐漸成熟,這些變化也在逐步改變腦區之間的網絡連接。

      發育中的失衡態

      在激素的作用下,邊緣系統從青春期開始(一般是10到12歲)發生顯著變化。邊緣系統負責調節情緒及對回報的反應,并通過和前額葉皮層的協同作用使青春期少年更愛追求刺激、冒險,愛和朋友相處。這些行為都有著深厚的生物學基礎,表現為青少年愛冒險、向往探索新環境及尋求外界關系等。

      最終決定青少年行為的,既不單是調控功能的晚發育,也不僅是沖動行為的早發生,而是兩者之間的不匹配度。青少年的情緒化是邊緣系統造成的,而起到控制作用的前額葉皮層要到25歲左右才會完全成熟,因此在這中間近十年的時間差里,沖動的情緒和沉穩的行為之間會處于失衡狀態。

      青春期是把“雙刃劍”

      漫長的成熟期和延長的大腦可塑期讓我們在成長的過程中保有選擇的余地。這一點在整個人類的進化史中也至關重要。但大腦可塑性時間的延長在給人類帶來諸多益處的同時也帶來一些弊病。

      由此看來,青少年大腦的典型變化與精神病癥之間存在著復雜的關系,其中潛在的根本關聯可能是“移物易損”,即白質、灰質和神經網絡的大規模變化增加了大腦出錯的可能性。除去精神層面,青少年時期是人一生中最健康的時期,其免疫系統、對癌癥的抵抗能力及對冷熱的耐受度等都處于人生的最佳階段。但與此同時,青少年發生重大疾病和死亡的比率卻是兒童的2到3倍。隨著青少年大腦發育機制和其帶來的影響逐漸清晰,越來越多的科學家開始關注這一領域,希望能將消極的影響減到最輕,同時充分開發青少年大腦驚人的可塑性。

      了解青少年大腦的獨特性和快速變化性,有助于家長、社會和年輕人三方更好地應對危險、把握機遇。了解大腦的可塑性也有助于家長和孩子就一些重要問題進行建設性的對話,如自由和責任對個人成長的影響。對年輕人自身而言,了解與青春期相關的神經科學新知也會激勵他們自愿地“優化”大腦,充分培養個性與能力。

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