基于神經(jīng)成像技術(shù)的青少年大腦發(fā)育研究

摘要 大腦成熟是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，高級神經(jīng)活動(dòng)的發(fā)育主要集中于個(gè)體發(fā)展的第二個(gè)10年：青少年時(shí)期，青少年時(shí)期是行為、認(rèn)知和腦迅速發(fā)展的時(shí)期。青少年普遍表現(xiàn)出來的注意、沖動(dòng)控制、計(jì)劃、決策等認(rèn)知能力的提高都是基于神經(jīng)系統(tǒng)的成熟發(fā)展起來的。運(yùn)用神經(jīng)成像等技術(shù)的研究指出，大腦在青少年時(shí)期的發(fā)展經(jīng)歷著突觸精簡以及髓鞘化的過程；白質(zhì)、灰質(zhì)在青少年時(shí)期的成熟有不同的發(fā)展軌跡。青少年大腦皮層的成熟順序與認(rèn)知功能的發(fā)展相聯(lián)系，人腦的高級認(rèn)知功能在青少年時(shí)期發(fā)展完成。在這一過程中，腦的發(fā)展會(huì)受到情緒、環(huán)境以及經(jīng)驗(yàn)等因素的影響。

關(guān)鍵詞 腦發(fā)育；青少年；認(rèn)知；神經(jīng)成像

分類號 B845

1 引言

人類大腦的成熟是復(fù)雜、不斷發(fā)展的過程，大腦的成熟伴隨著相應(yīng)認(rèn)知和行為的變化。盡管從嬰兒期起直到兒童早期都是人類大腦發(fā)育最快和最重要的時(shí)期，但目前的大量研究都表明大腦的成熟一直持續(xù)到青少年時(shí)期。青少年時(shí)期一般是指成年以前11、12歲到18、19歲的青春發(fā)育期。現(xiàn)在的研究表明，直到青少年時(shí)期，個(gè)體的大腦仍然是發(fā)育的(Thompson et al.，2000；Bergcll Coscia，2001；Ashtari et al.，2007；Bamea—GoraIy et al.，2005；Schmithor8t，Wilke，Dardzinski， Holland，2002)。例如，Bergen(2001)等人指出，與青少年時(shí)期高級認(rèn)知功能成熟相伴隨的大腦成熟會(huì)持續(xù)到18歲甚至是成年早期(Bergen coscia，2001)。大腦所有的潛能和弱點(diǎn)都依賴于個(gè)體發(fā)展的前兩個(gè)10年，并且在這個(gè)過程中會(huì)受到環(huán)境、經(jīng)驗(yàn)等因素的影響(Toga，Thompson， sowell，2006)。

到上個(gè)世紀(jì)為止，由于技術(shù)手段的局限，關(guān)于青少年時(shí)期腦和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的研究為數(shù)不多，對于個(gè)體在青少年時(shí)期大腦和神經(jīng)系統(tǒng)的繼續(xù)發(fā)育知之甚少(Blakemore choudhury 2006)。自上世紀(jì)50年代起，研究者開始嘗試通過動(dòng)物研究來揭示腦的發(fā)育。動(dòng)物研究表明，環(huán)境因素對處于青春發(fā)育期的動(dòng)物有很大的作用(YakoVleV Lecours，1967；HuttenlocheL 1979)。早先以人為被試開始的青少年大腦發(fā)育的研究。主要是尸檢研究(von Economo，1929)。由于青少年樣本的缺乏，所以關(guān)于腦發(fā)育方面的研究資料很少。隨著高科技的發(fā)展，研究技術(shù)也在不斷的日新月異。現(xiàn)在有了多種多樣的研究技術(shù)來研究不同年齡階段個(gè)體的大腦發(fā)育變化，所以對各個(gè)年齡階段個(gè)體的腦研究也變得十分容易了。

現(xiàn)在，由于有了無創(chuàng)性技術(shù)手段，自從2000年以來，關(guān)于青少年腦與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的研究就大量出現(xiàn)了。腦和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育研究的進(jìn)步在很大的程度上都是因?yàn)榇殴舱窦夹g(shù)持續(xù)精確化的發(fā)展以及磁共振分析技術(shù)的不斷日新月異。磁共振這種新技術(shù)手段提供了更多的有關(guān)于比率變化、腦區(qū)改變的可視化的細(xì)節(jié)和群組統(tǒng)計(jì)資料，隨著時(shí)間推移而發(fā)生的變化也能夠被計(jì)算出來說明這種變化(shaw et al.，2008)。這種進(jìn)步表現(xiàn)在從模糊的成像到精確化的視圖，從病理性的數(shù)據(jù)、腦異常個(gè)體的檢查到正常的被試群體(可以大規(guī)模做研究的樣本)，從橫斷研究到對兒童青少年個(gè)體的追蹤研究、縱向研究。在同一被試身上同時(shí)進(jìn)行縱向研究。有的縱向研究長達(dá)15年之久(Giedd et al.，1999)。美國國家心理健康研究所(Nacional Instimte of Mental Healm，NIMH)Giedd等人的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)對腦發(fā)育問題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，科研項(xiàng)目從1989年到2007年，包括了5000次的掃描，年齡跨度從3.5歲到33歲，前后共研究了2000例典型的發(fā)育中的兒童青少年和成年個(gè)體，每個(gè)被試連續(xù)兩年做掃描。此外，Gogtay等人對13名兒童進(jìn)行了長達(dá)10年的追蹤研究，兒童每兩年會(huì)掃描一次(Gogtay et al.，2004)。這項(xiàng)研究測量了從4歲到21歲個(gè)體的腦區(qū)變化，分析了灰質(zhì)減少的變化模式。Evans和Group(2006)對500名兒童進(jìn)行了功能性核磁共振成像(FMRI)的掃描，年齡范圍為7～18歲，得益于功能性磁共振成像技術(shù)，研究的數(shù)據(jù)包含了豐富的時(shí)間和空間信息(Evans Group，2006)。磁共振成像技術(shù)(MRI)以非侵入、無創(chuàng)的技術(shù)提供了對活的生物體和發(fā)育中的大腦分子結(jié)構(gòu)詳細(xì)和精確的成像。fMRI技術(shù)為研究提供了一個(gè)新視角，研究大腦的功能性發(fā)育。使用FMRI進(jìn)行研究可以使研究人員能夠?qū)€(gè)體的腦部進(jìn)行照相，并對他們的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行對比。這對于研究青春期的腦發(fā)育尤為重要。研究者通過使用FMRI對青少年個(gè)體在執(zhí)行多種任務(wù)時(shí)進(jìn)行觀察并將這一觀察結(jié)果與成人相對比，可以研究出青少年不同于成人的腦部位的活動(dòng)模式(Pine et al.，2001)。同樣使用擴(kuò)散張量成像技術(shù)(disesion tensor iulaging，DTI)的纖維映射技術(shù)可以對神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育作追蹤研究(cascio，GeriG Piven，2007)。

由于神經(jīng)科學(xué)研究的進(jìn)步，基于腦的教育與學(xué)習(xí)(brain-based education and IBaming)的觀念隨之興起(Koizumi，2004)。更深入的了解青少年腦與神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育，能夠?yàn)樾睦韺W(xué)工作者和教育工作者提供更有價(jià)值的信息，使他們能夠選擇最佳的策略來促進(jìn)青少年的大腦發(fā)育與學(xué)習(xí)。

2 青少年的大腦發(fā)育

2.1 髓鞘化的過程與突觸的改變

青春期前后的大腦主要有兩方面變化。第一個(gè)變化表現(xiàn)在神經(jīng)元的發(fā)育。在青少年時(shí)期，用來輔助神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、增加軸突髓鞘化、從而提高傳輸速度的髓鞘層充分形成。神經(jīng)元的髓鞘化過程是指相連構(gòu)成腦部回路的神經(jīng)元突觸被一層髓磷脂包圍的過程，髓磷脂是一種油脂性物質(zhì)，它能起到絕緣作用，使神經(jīng)沖動(dòng)更為高效傳遞。與感覺和運(yùn)動(dòng)相關(guān)的腦區(qū)是最早完成髓鞘化的腦區(qū)，大約在人出生后的幾年就已經(jīng)完成，但是額葉神經(jīng)元的髓鞘化一直持續(xù)到青少年時(shí)期(Yakovlev Lecows，1967)。額葉信息的傳遞速度會(huì)在兒童到青少年時(shí)期有一個(gè)增加。在整個(gè)青春期，前額葉皮層的神經(jīng)元會(huì)繼續(xù)髓鞘化(Huttenlocher，1994；Paus et al.，1999；Sowell，nauner Gamst， Jemigan，2002)。青春期后期，由于參與高級認(rèn)知活動(dòng)的腦部回路的精確化以及髓鞘化，高級認(rèn)知活動(dòng)的加工要比兒童階段更為有效(soweU et al.，2002)。

第二個(gè)變化表現(xiàn)在突觸的變化。通常，突觸的變化有兩種模式。一種是突觸增值，主要發(fā)生在出生到兒童時(shí)期。此時(shí)，神經(jīng)元的數(shù)量迅速增加。個(gè)體在出生時(shí)只有很少的神經(jīng)元(Pakkenberg Gundersen，1997)，在隨后的幾年時(shí)間，神經(jīng)元的數(shù)量、體積、突觸的密度迅速增多，神經(jīng)元細(xì)胞之間的聯(lián)系也逐漸加強(qiáng)。神經(jīng)元的數(shù)量在兒童時(shí)期要遠(yuǎn)多于成人，這一時(shí)期被稱之為突觸增殖時(shí)期。另一種是突觸裁剪。在生命的第一個(gè)10年中，腦中所產(chǎn)生的神經(jīng)元數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了信息加工所需要的水平，而在選擇性地裁減了過多的不必要的神經(jīng)元聯(lián)結(jié)后，信息加工的能力會(huì)有所提高(sowell et al.，2002)。在青少年時(shí)期，突觸的密度會(huì)達(dá)到它的峰值，之后就會(huì)面臨著一個(gè)突觸的修剪和消除。經(jīng)常使用的大腦神經(jīng)元的聯(lián)系會(huì)得到加強(qiáng)，而很少使用的大腦神經(jīng)元之間的聯(lián)系則會(huì)消除。這依賴于經(jīng)驗(yàn)的過程，會(huì)持續(xù)幾年，直到突觸密度減少到成人水平。其中，突觸的削減和變化發(fā)生在青少年的中期和晚期(Huttenlocher，1979；Yakovlev LecouTs，1967)。因此，青少年時(shí)期大腦最主要的活動(dòng)就是突觸精簡。這一過程非常重要，它決定了早期形成的通路中有哪些突觸得以保留，大腦將以何種方式思維、感覺和行動(dòng)，進(jìn)而決定某種能力的整體水平(Giedd et al.，1999)。突觸的精簡過程使腦成形并使其具有獨(dú)特的神經(jīng)結(jié)構(gòu)，影響個(gè)體今后的學(xué)習(xí)、工作和其他生活方面。

最近的研究表明，大腦和神經(jīng)系統(tǒng)在青少年時(shí)期的髓鞘化和突觸裁剪過程是并列進(jìn)行的。例如，在Benes等人用大樣本做的一項(xiàng)工作中，得出了髓鞘形成會(huì)在人發(fā)育的第三個(gè)十年繼續(xù)進(jìn)行，這種神經(jīng)細(xì)胞空間和時(shí)間的改變與突觸密度的變化是并行的，反映高級認(rèn)知功能的大腦背側(cè)區(qū)域其突觸密度在青少年時(shí)期仍處于變化之中(Benes，Tume，Khan， Falol，1994)。更多腹側(cè)以及腦深部結(jié)構(gòu)(這些結(jié)構(gòu)代表大腦更原始的功能)的髓鞘化過程完成要早些(Paus，2005)。在青少年時(shí)期，神經(jīng)元的樹突以很快的速度增長，突觸之間聯(lián)系的數(shù)量也在增加。隨著髓鞘化的形成過程，連接不同腦區(qū)的纖維傳導(dǎo)速度增加，使這種大腦聯(lián)系多樣化增加。同時(shí)，青少年時(shí)期大腦發(fā)育也是與樹突的修剪和突觸消除相聯(lián)系的。這兩個(gè)過程導(dǎo)致青少年大腦和神經(jīng)系統(tǒng)形成更多的有效連接，并且在整個(gè)生命過程中不斷的重新塑造(Tbga et al.，2006)。

2.2 青少年大腦灰質(zhì)的發(fā)育模式——皮層厚度的變化

大腦半球被覆灰質(zhì)，稱大腦皮質(zhì)。一般認(rèn)為，大腦半球中灰質(zhì)厚度的變化與大腦認(rèn)知能力的提高有關(guān)(Thompson et al.，2000：Ashtarii et al.，2007；Gogtay et al.，2004；Schmithorst，Wilke，Dardzinski Holland，2002)。皮層灰質(zhì)的發(fā)育遵循功能性的成熟順序。初級感覺皮層最先成熟，剩下的皮層是按照從頂葉到額葉(從后到前)的方向發(fā)育成熟的。包含了綜合處理幾種感覺信息的皮層聯(lián)合區(qū)域(如，顳上回皮層)最晚成熟(Gieddet al.，1999；Gogtay et al.，2004)。

近期的研究都表明皮層厚度達(dá)到高峰期的年齡各有不同(Le Bihan et al.，2001；SoweIl et al.，2004；Keating，2004)。例如，Giedd使用刪對青少年個(gè)體進(jìn)行縱向研究，研究結(jié)果表明，大約12歲時(shí)額葉和頂葉的發(fā)展曲線達(dá)到高峰，16歲時(shí)顳葉的發(fā)展曲線達(dá)到高峰，自此以后，灰質(zhì)開始很明顯的下降(Giedd，2008)。青春期剛開始的時(shí)期，枕葉和額葉的皮層厚度達(dá)到高峰，在隨后的整個(gè)青春期，額葉皮層經(jīng)歷著逐步變薄的趨勢，從而影響著處于這一階段個(gè)體的計(jì)劃、決策、設(shè)置目標(biāo)和元認(rèn)知等復(fù)雜認(rèn)知活動(dòng)(Giedd，2008)。一些研究者的研究指出了這種皮層灰質(zhì)厚度的變化模式(Sowell et al.，2004)。sowell等人(2004)的腦掃描結(jié)果表明，5—11歲的兒童大部分腦區(qū)以每年0.15～0.4mm的速率在生長，這種生長在額葉和枕葉最為明顯，并會(huì)持續(xù)到青春期。Harwood(2000)等人的研究發(fā)現(xiàn)，正常發(fā)育中的青少年背側(cè)額葉右側(cè)以及雙側(cè)頂葉區(qū)域的皮層是以每年0.15～0.3mm的速度在變薄(Hanvood，Hinds， Press，2000)。總的來說，與相對簡單的皮層(如邊緣系統(tǒng))發(fā)育模式不同，諸如前額葉皮層、枕葉皮層等復(fù)雜腦區(qū)的發(fā)育軌跡就很復(fù)雜，大腦皮層厚度的發(fā)育模式可以說是一個(gè)動(dòng)態(tài)的異步發(fā)展模式(shawet al.，2008)。大腦皮層灰質(zhì)密度隨著時(shí)間流失的過程，特別是額葉皮層逐步變薄的過程，可能與青年前期和青春期由于突觸修整的增加所造成的神經(jīng)元死亡有關(guān)。這種兒童皮層的變厚以及青少年時(shí)期皮層厚度的變薄都會(huì)或多或少的依賴于經(jīng)驗(yàn)的作用。經(jīng)驗(yàn)是導(dǎo)致皮層變化的一個(gè)決定性因素(Giedd et al.，1999)。

2.3 青少年時(shí)期大腦白質(zhì)的變化

神經(jīng)纖維聚集在大腦內(nèi)部，構(gòu)成了白質(zhì)。白質(zhì)是神經(jīng)細(xì)胞中突起集中的部分，承擔(dān)著傳遞指令的功能。Giedd等人(1999)的研究指出，白質(zhì)的體積和密度在整個(gè)青少年時(shí)期一直在增加，直到成人初期。這種增加表現(xiàn)為髓鞘化的增加。Giorgio等人(2008)用DTI研究了青少年至成人的白質(zhì)變化，被試選取了42名青少年以及20名成人。其中，青少年組被試白質(zhì)的變化表現(xiàn)出了廣泛的大腦年齡相關(guān)的增長(13.5～21歲)，而在成人組中，這種隨著年齡增長白質(zhì)的增長并不明顯。這一結(jié)果說明青少年時(shí)期白質(zhì)是持續(xù)增長的，并不僅僅停留在兒童時(shí)期的水平。同時(shí)，Giorgio等人(2008)的研究也發(fā)現(xiàn)，不同的白質(zhì)通路成熟的速率也不同。右側(cè)大腦胼胝體以及右側(cè)放射冠上部區(qū)域的白質(zhì)是隨著年齡增長變化最快的區(qū)域。這一研究結(jié)果與Bmea—Goraly等人(2005)的結(jié)論不謀而合，他們的研究指出青少年時(shí)期直到青少年晚期是大腦右側(cè)胼胝體結(jié)構(gòu)改變的過程。這種大腦胼胝體持續(xù)纖維化的過程對聯(lián)系運(yùn)動(dòng)與感覺皮層有重要作用，有助于提高這一階段青少年個(gè)體的運(yùn)動(dòng)技能。

綜合以上研究，大部分的白質(zhì)在青少年時(shí)期表現(xiàn)為持續(xù)增長，并在成人初期趨于緩和，變化的趨勢逐漸趨于平穩(wěn)。白質(zhì)的這種變化是與髓鞘化和軸突組織的功能性變化相對應(yīng)的，這些變化最終都將導(dǎo)致神經(jīng)信號更加有效傳遞，有助于青少年高級認(rèn)知能力的發(fā)展(casey Tottenham，Liston， Durston，2005)。

2.4 青少年額葉的發(fā)育

青春期的很多行為都與大腦結(jié)構(gòu)變化有著密切的關(guān)系。這種大腦的發(fā)育主要集中于額葉的發(fā)育，尤其是前額葉皮層的發(fā)育。在人類，前額葉皮層占整個(gè)大腦皮層面積的29％左右，系統(tǒng)發(fā)生學(xué)上前額葉皮層出現(xiàn)最晚、也是與高級認(rèn)知功能聯(lián)系最緊密的一個(gè)腦區(qū)。神經(jīng)心理學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，大腦前額葉是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的最高級部位，控制著認(rèn)知、思維、意向、情緒等心理活動(dòng)，影響著人的性格和行為(Sowell al.，2002)。前額葉是腦的執(zhí)行控制中樞，用以監(jiān)控高級思維活動(dòng)，指導(dǎo)問題解決和調(diào)節(jié)情緒系統(tǒng)。同時(shí)額葉也與注意功能有關(guān)。smith和Jonides等人的研究指出工作記憶位于此，因此額葉也是注意集中的區(qū)域(Smith Jonides，1999)。此外，額葉也包含與自我意愿相關(guān)的腦區(qū)，額葉損傷可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的甚至是永久的行為或人格改變。

當(dāng)前一系列的MIu研究表明，青春期額葉仍然在發(fā)育中并且會(huì)持續(xù)到成年期(casey Bt al.，2005)。在青春期，前額葉皮層會(huì)發(fā)生大量的突觸裁剪。生命早期，腦中所產(chǎn)生的突觸遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了信息加工所需要的水平。直到青春期，突觸表現(xiàn)出了明顯的結(jié)構(gòu)重組，皮層突觸的總數(shù)減少。在選擇性的裁減了過多的而不必要的神經(jīng)元聯(lián)結(jié)后，信息加工的能力會(huì)有所提高，效率更高且信息加工也更為集中(Giedd et al.，1999)。隨著額葉神經(jīng)元髓鞘形成的不斷完善，原始的邊緣系統(tǒng)朝復(fù)雜的額葉功能轉(zhuǎn)變，依賴于額葉的認(rèn)知能力，如執(zhí)行功能、社會(huì)認(rèn)知等能力都是在青春期發(fā)生改變，青少年對事物的洞察力和對信息處理速度都會(huì)隨年齡而增長。

3 青少年腦和神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育與行為的關(guān)系

概而言之，腦部發(fā)育的成熟程度與青春期行為、情緒及認(rèn)知發(fā)展相聯(lián)系(eating，2004)。Gardner和Steinberg(2005)等人指出，青少年時(shí)期主要腦結(jié)構(gòu)的功能，包括檢索記憶、將形式置于情景之中，并且回想起可能重要的過去事件的細(xì)節(jié)。大腦的計(jì)劃、適應(yīng)社會(huì)環(huán)境，預(yù)測未來可能行為的后果，或者是適度的估計(jì)情緒的重要性等方面能力在青少年時(shí)期仍然在發(fā)育。

3.1 青少年認(rèn)知發(fā)展與腦和神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育

青少年的大腦可以像成人的大腦一樣做很多復(fù)雜的事情，青少年盡管生理特征與成人高度相似。但是認(rèn)知能力和成人有很大的差距。青少年時(shí)期大腦經(jīng)歷著復(fù)雜的發(fā)育過程，包括新的神經(jīng)環(huán)路會(huì)形成、部分神經(jīng)環(huán)路會(huì)進(jìn)一步鞏固，同樣一些神經(jīng)環(huán)路會(huì)隨大腦的不斷發(fā)育而逐漸消失。因此相應(yīng)的認(rèn)知能力，比如，執(zhí)行功能、注意、反應(yīng)抑制、情緒調(diào)節(jié)、組織、長期計(jì)劃等都會(huì)隨著大腦神經(jīng)環(huán)路的變化而變化。例如，由于額葉突觸密度的變化，青少年的記憶速度和效率繼續(xù)增強(qiáng)，他們記憶的精確性已與成人類似(sowoll et al.，2002)。隨著額葉發(fā)育成熟，青少年思維和解決問題的能力也更為突出。盡管已知在語言獲得中起重要作用的腦區(qū)在前青春期仍然有快速的發(fā)育，但在青春期這些腦區(qū)發(fā)育就已經(jīng)停止，這也解釋了個(gè)體為什么在十幾歲學(xué)習(xí)新的語言要比在兒童期難得多(Thompson et al.，2000)。青少年時(shí)期被認(rèn)為是有著更多的沖動(dòng)性行為、反社會(huì)行為和充滿矛盾的時(shí)期。這與青少年額葉發(fā)育不完全有關(guān)，導(dǎo)致他們在執(zhí)行功能方面存在缺陷。由于前額葉皮層的抑制功能，使成人明白不該做的事情不能去做。而對兒童甚至是青少年早期的個(gè)體，由于前額葉皮層發(fā)育尚不完全他們常常出現(xiàn)注意力分散、無意義動(dòng)作過多等現(xiàn)象，其極端表現(xiàn)便是在兒童青少年時(shí)期高發(fā)癥之一：注意力缺陷多動(dòng)癥(Attention deficithypemctivity disorder'ADHD)。因此更多的時(shí)候，青少年表現(xiàn)出來的是沖動(dòng)行為的增多。由于沖動(dòng)控制、計(jì)劃、決策大部分都是前額葉皮層的功能，并且在青少年時(shí)期仍處于發(fā)展之中，所以青少年的個(gè)體容易出現(xiàn)各種不同的行為(Blakemore，2008)。同時(shí)，成年人對刺激的反應(yīng)更傾向于智慧性而青少年更多的表現(xiàn)出“意氣用事”(Blakemore choudhury 2006)，處于青少年時(shí)期的個(gè)體也會(huì)更容易選擇冒險(xiǎn)(DahL，2008)。這些差異都可以從大腦成熟的角度來加以解釋。由此，便不難理解為什么這一時(shí)期被稱之為敏感期，或疾風(fēng)驟雨期。

青少年行為和認(rèn)知變化的不穩(wěn)定性是與青少年大腦皮層的發(fā)育，尤其是前額葉的發(fā)育相伴隨的。這種腦發(fā)育與認(rèn)知行為相伴隨的現(xiàn)象十分適合青少年滿足他們生活的要求。當(dāng)這種腦發(fā)育的神經(jīng)回路形成的時(shí)候，青少年的行為水平和認(rèn)知發(fā)育也會(huì)趨于穩(wěn)定，同時(shí)青少年的大腦神經(jīng)環(huán)路也變得更加復(fù)雜和有效(Evans Group，2006)。

3.2 青少年的社會(huì)性發(fā)展與腦和神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育

最近的研究已經(jīng)表明青春期的各種社會(huì)認(rèn)知能力和他們的神經(jīng)發(fā)育相關(guān)。例如，前額葉皮層發(fā)育沒有達(dá)到一般水平的青少年，更有可能出現(xiàn)品行問題。他們對情感的控制和判斷也存在較大問題(Bauer Hesselbrock，2003)。前額葉皮層，尤其是該區(qū)域與邊緣系統(tǒng)所發(fā)生的聯(lián)系，已經(jīng)成為研究青春期冒險(xiǎn)行為和行為問題的主要腦區(qū)。青春期額葉的情緒調(diào)節(jié)能力發(fā)育尚不完全，這就是為什么青少年比成人更容易受情緒的支配，并且有更多危險(xiǎn)行為的原因。

青少年更加頻繁的抱怨和冒險(xiǎn)性行為是有神經(jīng)化學(xué)基礎(chǔ)的。與兒童相比，冒險(xiǎn)行為在青少年中普遍存在(ozer，Macdonald Irwin，2002)。青少年冒險(xiǎn)行為的發(fā)生受到情緒因素的影響。過分自信，好斗以及喜歡追求感官刺激是青少年個(gè)體的一些典型行為特征。在加工情緒刺激的腦結(jié)構(gòu)中，最主要的就是邊緣系統(tǒng)區(qū)域，某些神經(jīng)遞質(zhì)的水平也會(huì)有所變化，其中包括了多巴胺和5一羥色胺。這些變化可能會(huì)使個(gè)體更加情緒化，對壓力有更大反應(yīng)，與此同時(shí)對獎(jiǎng)勵(lì)的反應(yīng)性會(huì)降低(Manin et al.，2002)。有些科學(xué)家相信，這種對獎(jiǎng)勵(lì)敏感性的下降將驅(qū)使青少年尋求更加強(qiáng)烈的新異性、更多的冒險(xiǎn)性行為(Manin et al.，2002)。而且，青春期個(gè)體獎(jiǎng)勵(lì)敏感性的降低和對感官刺激的更多尋求，也許是降低個(gè)體對心理健康問題抵抗力的原因(spear，2000)。從本質(zhì)上來說，在與控制和決策相關(guān)的腦區(qū)還沒有完全形成之前，腦部位一直發(fā)生著變化，這種變化導(dǎo)致了青少年兒童尋求新異刺激以及嘗試更多的冒險(xiǎn)行為(DahL 2008)。內(nèi)側(cè)眶額葉后部腦區(qū)與邊緣系統(tǒng)相聯(lián)系，他們共同控制自主神經(jīng)系統(tǒng)，顯示了一個(gè)線性的發(fā)育軌跡，這些區(qū)域被認(rèn)為是用來監(jiān)視與行為相關(guān)的結(jié)果，尤其是懲罰或者回報(bào)的結(jié)果(RoUs，2004；KennerIey，Walton，Behrens，Buckley， Rushwonh，2006)，這些區(qū)域發(fā)育的不完全也是導(dǎo)致青少年冒險(xiǎn)性行為的原因。

4 研究展望

近些年來對青少年腦發(fā)育的研究不斷出現(xiàn)，有利于更好的了解青少年時(shí)期的大腦發(fā)育，可以說是一個(gè)跨時(shí)代的進(jìn)步。腦成像技術(shù)以及其他無創(chuàng)傷腦功能檢測技術(shù)的應(yīng)用，對腦高級功能的研究已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，但是從發(fā)展的角度真正意義上對大腦的腦發(fā)育與相應(yīng)的認(rèn)知功能變化的研究還存在著許多需要進(jìn)一步研究的必要。

首先，前人的研究一般都是對腦發(fā)育障礙，尤其是青少年腦發(fā)育異常個(gè)體的研究(sparks etal.，2002；catani，2006)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，青少年時(shí)期的大腦發(fā)育從結(jié)構(gòu)和功能上都是一個(gè)非線性的過程，而理解正常大腦的成熟是理解神經(jīng)發(fā)育失調(diào)的關(guān)鍵所在。充分利用現(xiàn)有研究手段研究大腦動(dòng)態(tài)發(fā)育過程，并通過正常與異常青少年個(gè)體的大腦結(jié)構(gòu)做對比，可以為拓展病理性的治療提供依據(jù)。

其次，雖然腦科學(xué)已經(jīng)取得了重大進(jìn)展。但是試圖要建立關(guān)于腦的總體理論的時(shí)機(jī)還不成熟，關(guān)于腦的整體的理論必須是整合的(楊雄里，1998)。青少年大腦發(fā)育模式與認(rèn)知能力之間可能聯(lián)系的研究仍然是今后長期要做的工作。但是目前也是有一些成果的(catani，2006；Keating，2004；Paus，2005)。相比而言，有些腦區(qū)支持更復(fù)雜的心理功能，表現(xiàn)出了明顯的發(fā)育梯度亦或表現(xiàn)出在關(guān)鍵期的迅速發(fā)育。目前的研究僅僅只能推測一種人類技能發(fā)展的關(guān)鍵期和發(fā)展軌跡之間的可能關(guān)系(Paus，2005)，人類技能發(fā)展關(guān)鍵期的描繪是復(fù)雜的，需要有更多的證據(jù)來支持這種大腦發(fā)育模式與認(rèn)知之間的關(guān)系。同時(shí)，這種關(guān)系的研究對教育是有重大意義的(Koizllmi，2004)。

5 小結(jié)

不同于兒童、成人的大腦，青少年的腦發(fā)育，表現(xiàn)為大腦皮層厚度的變化、灰質(zhì)和白質(zhì)不同的發(fā)育變化模式、大腦髓鞘化以及額葉發(fā)展的過程。青少年腦的發(fā)育與其行為之間的關(guān)系也被考慮到。這些研究有助于理解青少年為什么被稱之為是疾風(fēng)暴雨的時(shí)期。通過對青少年的腦發(fā)育的神經(jīng)機(jī)制的研究與探討，可以讓教育工作者更加有效地促進(jìn)青少年的大腦發(fā)育和學(xué)習(xí)，預(yù)防青少年的沖動(dòng)行為，從而在學(xué)校教育、家庭教育方面更加有效的預(yù)防、干涉。