Original page: https://www.pbs.org/wgbh/pages/frontline/shows/teenbrain/work/adolescent.html

Viimeisten 25 vuoden aikana neurotieteilijät ovat löytäneet paljon siitä rakenne ja toiminnot aivoissa. Heidän löydöt ovat johtaneet valtava harppauksia lääketieteessä, mistä kartoittamiseen ajoitus, jolloin lapsi olisi käyttökelpoisuutta näköhäiriöitä ja valottaa mekanismeja, jotka aiheuttavat tällaisia ​​sairauksia kuten skitsofrenia. Suuri osa varhaista Tutkimuskohteena oli alkuvuosina kehitys tai sairaiden aivot. Nyt kynnyksellä uuden kuvantamismenetelmiä, tutkijat voivat tutkia normaalien aivojen ja aivot ihmisiä heidän koko elämänsä.

Lisää tietoa
Katso lisää MK: n ja fMRI: n PBS: n ”salainen Life of the Brain” verkkosivuilla.

Ennen kynnyksellä magneettikuvaus (MRI), tutkijat jo tiesi paljon, miten aivot toimivat. Kun ihmiset kärsivät aivovaurion tai vahinkoa erityisesti aivojen osiin, tiedemiehet voivat nähdä, mitä toimintoja joiden arvo on alentunut, ja päätellä, että vahingon kuuluvissa asioissa näitä toimintoja. Esimerkiksi ihmisiä, jotka olivat lyönnit alueella aivoissa vaikuttaa puheen menettänyt kyvyn puhua. Ruumiinavaukset osoitti kun erityisesti aivojen osiin kypsynyt, yhteydet käärittiin valkean aineen, tai myeliinin.

Sarah Spinks on itsenäinen ohjaaja ja tuottaja. Hän oli Kanadan yleisradioyhtiö 17 vuotta, jossa hänen dokumentteja voittanut useita palkintoja. Spinks viimeinen FRONTLINE dokumentti ’Making Babies’, kertoi state-of-the-art hedelmöityshoitoja.

Toimivilla MRI, tutkijat näkevät miten aivot todella toimii – mitä aivojen osissa käytön energian suoritettaessa tiettyjä tehtäviä. He tietävät, esimerkiksi tietyn osa aivoja, että ”syttyy” suoritettaessa visuaalinen tehtävä. Nämä kuvat, joissa aivojen toimintaa mitataan kutsutaan ”toiminnallinen”, koska ne mittaavat aivojen suorittaa tehtäviä pikemminkin kuin yksinkertaisesti kartoittamalla ihmisaivojen rakenteen.
FRONTLINE n ”Inside the Teenage Brain” keskittyy työtä  Dr. Jay Giedd  National Institute of Mental Health Bethesda, Md., Yhdessä kollegoiden McGill yliopistossa Montrealissa. Erityisen mielenkiintoinen tutkimus, tohtori Giedd tarkasteltiin aivot 145 normaalilapsilta skannaamalla ne kahden vuoden välein. Tämä oli työ Giedd pystyi tehdä magneettikuvaus, koska se ei vaadi haitallisia väriaineita eikä säteilyä, jolloin tutkimus normaalit lapset, toisin kuin sairaita, eettisesti puolustettavissa.

Mitä tutkijat ovat löytäneet on valottaa aivot kasvaa ja kun se kasvaa. Ajateltiin kerralla että perusta aivojen arkkitehtuuri oli säädetty, kun lapsi on viisi tai kuusi. Todellakin, 95 prosenttia rakenne aivoissa on muodostettu sitten. Mutta nämä tutkijat ovat havainneet muutoksia rakenteeseen aivot, jotka näkyvät suhteellisen myöhään lapsen kehitystä.

Muutokset etuaivokuoren

Giedd ja hänen kollegansa totesi, että alueen aivojen kutsutaan etuaivokuoren, aivot näyttivät kasvavan uudelleen juuri ennen murrosikää. Etuaivokuoren istuu takana otsa. On erityisen kiinnostavaa tutkijoiden koska se toimii toimitusjohtajana aivoissa, valvoa suunnittelu, työmuisti, organisaatio ja moduloiva mieliala. Koska etuaivokuoren kypsyy, teini-ikäiset voivat syystä paremmin, kehittää enemmän valtaa impulsseja ja tehdä päätelmiä paremmin. Itse asiassa tämä osa aivoista on kutsuttu ”alalla raittiina toinen ajatus”.

Se, että tämä alue oli edelleen kasvussa yllätti tutkijat. Vaikka he tiesivät, että aivot vauva kasvoi yli tuottavat synapsien, tai yhteyksiä, he eivät olleet tiedossa, että siellä oli toinen jakso ylituotannon. Vauvan aivot yli-tuottaa aivosolujen (neuronien) ja yhteyksiä aivosolujen (synapsien) ja sitten alkaa karsimisesta ne takaisin noin kolme vuotta. Prosessi on paljon, kuten karsimisesta puu. Karsimalla heikkoja oksia, toiset kukoistaa. Toinen aalto synapsien muodostumista kuvanneet Giedd osoitti kasvusysäys frontaalikorteksissa juuri ennen murrosikää (ikä 11 tytöillä, 12 pojilla) ja sitten karsiminen takaisin murrosiässä.

Vaikka se voi tuntua, että ottaa paljon synapsien on erityisen hyvä asia, aivot todella lujittaa oppimista karsimalla pois synapsien ja käärimistä valkean aineen (myeliinin) noin muita yhteyksiä vakauttamiseksi ja vahvistaa niitä. Ajan karsintaa, jossa aivot todella menettää harmaan aineen, on yhtä tärkeää aivojen kehityksen on kasvujakson. Esimerkiksi vaikka aivot teini välillä 13 ja 18 on kypsymässä, ne menettävät 1 prosenttia niiden harmaan aineen vuosittain.

Giedd hypothesizes että kasvu harmaat aivosolut seurasi karsinta yhteyksistä on erityisen tärkeä vaihe aivojen kehitystä, jossa mitä teini tai eivät tee voi vaikuttaa heitä lopun elämäänsä. Hän kutsuu tätä ”käytä tai menetä periaatetta”, ja kertoo FRONTLINE ”Jos teini tekee musiikkia tai urheilua tai tutkijoita, ne ovat solujen ja yhteyksiä, jotka ovat hardwired. Jos he makaa sohvalla tai videopelien pelaamiseen tai MTV, ne ovat solujen ja yhteyksiä, jotka ovat menossa hengissä.”

Aivokurkiainen ja Cerebellum

Toisessa tutkimuksessa kasvukuviot kehittyville aivoille, Paul Thompson University of California at Los Angeles, yhdessä Jay Giedd kollegoineen McGill University, löytyi aallot kasvun aivokurkiainen, kuitua, joka välittää tietoja keskenään pallonpuoliskoa aivojen. Kiinnostaa erityisesti opettajien ja vanhempien, on heidän havainto, että kuitu vaikuttavat järjestelmät kieltenopiskelua ja assosiatiivinen ajattelu kasvoivat nopeammin kuin lähialueilla ennen ja murrosiässä (samalta ajalta kasvua frontaalikorteksissa), mutta putosi pian tämän jälkeen. Nämä havainnot vahvistavat tutkimuksia kielen omaksumista, jotka osoittavat, että kyky oppia uusia kieliä heikkenee iän jälkeen 12.

Nämä tutkimukset aivokurkiaisen ovat osa suurta monikeskuksisen tutkimukseen kaksoset. Tutkijat ovat toiveikkaita, että erilliset tutkimukset valottavat myös ikiaikainen kysymys luonnon tai hoivata – jotka piirteet ja ominaisuudet johtuvat genetiikan ja jotka voivat vaikuttaa ympäristöön. Esimerkiksi tutkimukset ovat osoittaneet, että corpus callosi kaksoset ovat niin samankaltaisia, että voidaan laittaa 10 erillistä aivojen MRI on näkymä ja jopa aloittelija voi havaita paria. Tutkijat siis hypoteesina, että tämä osa aivoista on pääasiassa geenejä. Kuitenkin toisen palan neuroanatomian, pikkuaivot, takana pään yläpuolella kaulan, ei ole kovin samanlainen kaksoset, johtavat Giedd oletuksen, että pikkuaivot ei geneettisesti hallinnassa ja on siten altis ympäristölle.

Mielenkiintoista, pikkuaivot on osa aivoista, joka muuttuu hyvin nuoruusiässä. Tutkijat ajattelevat pikkuaivot auttaa fyysistä koordinaatiota. Mutta katsot toiminnallinen kuvantamistutkimukset aivojen, tutkijat myös nähdä toimintaa pikkuaivot kun aivot käsittelee henkistä tehtäviä. Giedd mielestä se toimii näin: ”Se on kuin matematiikka co-prosessori. Se ei ole tärkeää, että kaikilla toiminta … mutta se tekee mitään toimintaa paremmin. Mitä voimme ajatella korkeammat ajattelun, matematiikan, musiikin, filosofia, päätöksenteko, sosiaaliset taidot, pohjana pikkuaivot. … Liikkuminen monimutkaisia ​​sosiaaliseen elämään teini ja saada läpi näitä asioita eikä sortumasta näyttää olevan funktio pikkuaivot.”

Varoittavan Sanat

Jay Giedd ja hänen kollegansa ovat antaneet meille uuden ikkunan ymmärtää miten esimurrosikäisellä aivot kehittyvät. Se vahvistaa sen, mitä muut neurotieteilijät hahmotellut kuluneiden 25 vuotta – että eri osissa aivoja kypsyvät eri aikoina. Erityisesti se vahvistavat työtä neurotieteilijät kuten Peter Huttenlocher jotka ovat osoittaneet, että etuaivokuoressa ihmisten kypsyy suhteellisen myöhään lapsen elämään.

Kun tiedetään lisää rakennetta aivojen ei välttämättä kerro meille lisää funktio aivojen. Se on hyvä hypoteesi, että jos tietty rakenne on vielä kehitysvaiheessa, toimintoja siinä säädetään näyttää kypsymättömyyttä. Näin ollen on varsin laaja yhteisymmärrys, että nuoret ottavat enemmän riskejä ainakin osittain, koska niillä on kehittymätön frontaalikorteksissa, koska tämä on aivojen alueelta, joka vie toisen tarkastella jotain ja syyt tietystä käyttäytymisestä. Kuitenkin siirtyminen rakenteesta toimisi, päättää, mitä käytös johtuu mitä osa aivoista on paljon monimutkaisempi.

Jack Shonkoff professori lapsen kehityksen Brandeis University ja kirjoittanut hermosoluista Alueet, varoittaa päättäjät olla tarkkana tulkintastandardit neuroscientists liian yksinkertaistetusti. Hänen haastattelussa etulinjassa Shonkoff sanoo: ”varovaisuus on todella oltava varovainen, mitä se ei ole aivan valmis parrasvaloihin vielä kannalta sovelluksen.”

John Bruer, kirjoittaja  Myytti kolme ensimmäistä vuotta ja presidentti James S. McDonnell Foundation, on tylsä. Sanoo Bruer: ”Tämä yksinkertainen, suosittu, uutislehti-lehden ajatus, että nuoret ovat vaikeita, koska niiden otsalohkojen eivät ole kypsiä on yksi meidän pitäisi olla hyvin varovainen. Kyllä, on olemassa nuoria, joita on vaikea tulla toimeen. On aikuisia, joita on vaikea tulla toimeen samasta syystä. Oletettavasti aikuisilla on kypsä edestä alueilla. On hyvin pienille lapsille, jotka näyttävät ole ongelma tässä. Hyvin kehittymätön aivojen rakenteessa, mutta johtaa hyvin kehittyneitä käyttäytymistä. Joten tämä käsite siellä tulee olemaan joitakin helppoja yhteys laskee synapsien tai mittaamalla valkean aineen ja erilaisten käyttäytymistä ihmiset ilmaisevat tai haluamme niiden näyttö on yksi aiomme täytyy tehdä paljon enemmän työtä ennen kuin on tiedettä.”

Huolimatta varoitukset siitä, kuinka paljon voimme tietää aivojen toimintaa ja kuinka helposti tahansa tätä työtä voidaan kääntää politiikan, se ilmenee tutkimukseen että aivot on paljon enemmän muovista tai muutettavissa kuin me kerran ajatellut. Merkittäviä rakenteellisia muutoksia tapahtuu hyvin nuoruusiässä ja sen jälkeen. Lukuun ottamatta muutamia hyvin määritellyt herkkiä aikoja tietyntyyppisille näkö, kuulo, ja ensimmäisen kielen oppiminen, aivot pystyy kasvamaan kauas ensimmäisten elinvuosien. Tärkeä osa kasvusta tapahtuu juuri ennen murrosikää ja pitkälle nuoruusiässä. Aivotutkimuksen lisää uusia ulottuvuuksia ymmärrystämme nuoruus – aika sekä kohonnut mahdollisuuksia ja riskejä.