Artikelsamenvatting bij Beyond simple models of self-control to circuit-based accounts of adolescent behavior van Casey

De adolescentie kan worden gezien als een sterk contrasterende periode. In deze periode gaat men op zoek naar sensatie, maar is men ook extra gevoelig voor het ontwikkelen van een depressie. De vraag is hoe de hersenontwikkeling hiermee samenhangt.

Adolescentie

Adolescentie is de overgang van de kindertijd naar de volwassenheid. De adolescentie start rond de aanvang van de puberteit en eindigt wanneer het individu relatief onafhankelijk is van de ouders. Dit betekent dat het individu alleen kan wonen.

Wanneer men kijkt naar het verleden, wordt adolescentie gezien als een turbulente periode. In deze periode is er een veel grotere hoeveelheid te voorkomen doden en er komt relatief veel psychopathologie voor.

De adolescentie begrijpen

Om het gedrag en de hersenontwikkeling van adolescenten te begrijpen, zijn er twee belangrijke benaderingen:

• Vertaling. Gedrag dat behoort tot de adolescentie, zoals de vergrote tijdsbesteding met vrienden, wordt hier onderzocht. Het leeftijdsgerelateerde gedrag brengt risico's met zich mee, maar levert ook belangrijke aanpassingsfuncties op. Het veranderde gedragspatroon gekoppeld aan de adolescentie is niet specifiek voor adolescenten, maar komt bij veel zoogdieren voor. Omdat de adolescentie evolutionair gezien een belangrijke fase is, kunnen ook dierstudies hun bijdrage leveren in ons begrip.

• Overgang. De adolescentie is, zoals gezegd, een overgangsperiode tussen de kindertijd en de volwassenheid. Veel verschillende ontwikkelingsstadia zijn op zichzelf onderzocht, waarbij professionals zich bijvoorbeeld richtten op het jonge kind. Het is echter lastig te begrijpen of een bepaald proces tot de adolescentie behoort, wanneer er niet ook naar andere ontwikkelingsstadia gekeken wordt. De interactie tussen de verschillende ontwikkelingsstadia is hierbij interessant.

  In het artikel worden verschillende ontwikkelingsverlopen aangegeven:

  • Ontwikkeling nonspecifiek voor de adolescentie

  • Ontwikkeling ontstaand in de adolescentie

  • Ontwikkeling typisch voor de adolescentie

  Bedenk dat de bijbehorende grafieken ook andersom kunnen worden weergegeven: zo staat er bij ontwikkeling typisch voor de adolescentie een piek gedurende de adolescentie aangegeven, maar er kan ook sprake zijn van een dal. De nonspecifieke ontwikkeling kan lineair toenemen, zoals op de afbeelding wordt weergegeven, maar kan ook lineair afnemen.

Neurobiologische modellen

In het artikel worden enkele neurobiologische modellen weergegeven:

• Dual system model. Het twee systemen model van wilskracht vormt de basis voor dit model. Volgens dit model is zelfcontrole het resultaat van de balans tussen een koud en een warm systeem. Het koele systeem is emotieneutraal, strategisch en flexibel, terwijl het warme systeem wordt gedreven door angst, wensen en reflexen. De individuele ontwikkeling en stress hebben invloed op de balans tussen de twee systemen.

  Dit model kan bijdragen in ons begrip van directe en uitgestelde beloning. Daarnaast kan met het dual system model een uitleg worden gegeven over het verschil tussen adolescenten en volwassenen in het zoeken naar sensatie en het nemen van risicovolle beslissingen.

• Triadisch model van gemotiveerd gedrag. Dit model verklaart de verschillen tussen adolescenten en volwassenen. Het limbische (emotionele) systeem wordt onderverdeeld in twee delen:

  • beloning (ventrale striatum)

  • vermijding (amygdala)

  Gemotiveerd gedrag ontstaat volgens dit model door een balans van beloningsgedreven en schadevermijdend gedrag. In de adolescentie bestaat er een sterkere hang naar het beloningsgedreven gedrag en is er dus sprake van een disbalans.

• Onbalans model. Regionale neurochemische, structurele en functionele veranderingen in de hersenen zorgen voor een onbalans in hersencircuits. Verschillende hersengebieden rijpen eerder en sneller dan andere hersengebieden. Zo zijn de sensorimotorische en de subcorticale gebieden sneller uitgerijpt dan de prefrontale cortex. Daarnaast bereikt de sensorimotorische cortex zijn piek in corticaal volume in de late kindertijd, terwijl de associatiecortexen hun piekvolume pas in de adolescentie bereiken. Ook het dopaminesysteem, betrokken bij beloning, heeft een dichtheidspiek van receptoren in de vroege adolescentie in het striatum, terwijl deze piek in de prefrontale cortex pas in de volwassenheid wordt behaald.

  Bovenstaande opvallende verschillen worden niet teruggevonden in de kindertijd, aangezien dan nog relatief veel hersengebieden niet zijn uitgerijpt. In de volwassenheid zijn relatief veel hersengebieden juist wel uitgerijpt, waardoor ook dan zulke verschillen niet meer aanwezig zijn.

Zelfcontrole

Definitie

Zelfcontrole is het kunnen onderdrukken van ongepaste emoties, wensen en handelingen en in plaats daarvan gepast gedrag te vertonen. Een klassiek voorbeeld hiervan is het weerstaan van een directe beloning om later een grotere beloning te ontvangen (delay of gratification ofwel de Marshmallow taak).

Het onderliggende mechanisme

Het artikel geeft drie hersengebieden aan die belangrijk zijn voor het cognitieve en motiverende circuit dat zelfcontrole ondersteunt:

• Amygdala. Belangrijk voor associatief leren en het bepalen van de waarde van emotionele cues uit de omgeving. Deze structuur kan het striatum extra activeren of juist inhiberen.

• Prefrontale cortex. Hier huist het vermogen tot redeneren en gedragsregulatie. Deze structuur moduleert de andere twee structuren om handelingen geleid door emotie te onderdrukken.

• Ventrale striatum. Deze structuur heeft te maken met het leren en voorspellen van beloningen.

Deze drie structuren worden gemoduleerd door dopamine en de hippocampus.

Het brein van de adolescent verschilt op meerdere manieren van dat van kinderen en volwassenen. Zo is er bij adolescenten verminderd sprake van top down regulatie van vergrote emotionele reacties. Daarnaast worden gemotiveerde handelingen door de verminderde top down modulatie van de prefrontale cortex ondersteund.

Stimulans tot zelfcontrole

Zelfcontrole lijkt lineair te vergroten van de kindertijd tot de volwassenheid. Toch is hier wat op aan te merken: bij aansporing verandert de zelfcontrole namelijk. Beloning voor prestatie kan er bijvoorbeeld toe leiden dat we de volgende keer beter ons best doen. Er zijn wel persoonsspecifieke verschillen op dit gebied. Individuen kunnen in meer of mindere mate hun focus van directe informatie verleggen naar een focus op latere beloning.

Aantrekkelijke cues

In één van de eerste onderzoeken naar beloningsverwerking werd gekeken naar verschillen in hoogte van financiële beloning. Zowel het ventrale striatum als de orbitofrontale cortex bleken gevoelig te zijn voor aanwijzingen die de grootste beloning voorspelden. Bij adolescenten was deze gevoeligheid veel hoger dan bij kinderen en volwassenen.

Adolescenten blijken meer risico te nemen wanneer ze directe feedback krijgen dan volwassenen. Rond het vijftiende levensjaar hebben adolescenten een piek in beloningsgevoeligheid.

Adolescenten zijn minder goed in het onderdrukken van een reactie op een onverwachte positieve cue in vergelijking met kinderen en volwassenen. Dit is neurologisch gezien te zien in een verhoogde activiteit in het ventrale striatum bij adolescenten.

Aansporing gebaseerd op prestatie

In onderzoek kregen deelnemers te horen dat ze voor sommige prestaties, indien goed uitgevoerd, een financiële beloning kregen. De verwachting van een beloning leidde bij adolescenten tot een grotere verbetering in prestatie dan bij volwassenen. Dit wordt in de hersenen weergegeven als verhoogde activatie in het ventrale striatum bij adolescenten. Helaas is er in deze studies geen rekening gehouden met de baseline. Misschien presteerden volwassenen al zo goed, dat het voor hen nagenoeg onmogelijk was hun prestatie te verbeteren bij het vooruitzicht op een beloning. Daarnaast kan de beloning voor adolescenten subjectief gezien hoger zijn voor adolescenten dan voor volwassenen.

Onderzoek met een puntensysteem in plaats van een financiële beloning moest dit laatste probleem omzeilen. Dit onderzoek toonde aan dat adolescenten bij relatief hoge beloningen goed zijn in het niet impulsief reageren.

Sociale omgeving

Gedurende het hele leven is de sociale omgeving van invloed op gedrag. Het lijkt daarbij zo te zijn, dat de invloed van de sociale omgeving gedurende de adolescentie veruit het grootst is. Zo is er een grote toename in risicovol gedrag waar te nemen bij adolescenten, en niet bij volwassenen, wanneer er leeftijdsgenoten aanwezig zijn. Dit kan indirect in verband worden gebracht met het dopaminerijke deel van het ventrale striatum. Het lijkt zo te zijn dat de aanwezigheid van leeftijdsgenoten gedragsversterkend werken. Een onderzoek naar de mate waarin leeftijdsgenoten zorgen voor gedragsversterking is onderzocht. Elke vorm van positieve versterking leidde tot een snellere reactietijd. Bij adolescenten was er in het premotore circuit een verhoogd activatiepatroon te zien bij positieve sociale feedback, ongeacht de uitkomst. Dit werd niet bij volwassenen en kinderen waargenomen.

Zelfcontrole bij bedreiging

Adolescenten zijn niet onbevreesd: zij overschatten de kans op een negatieve uitkomst na risicovol gedrag. Toch kunnen ze hier op het moment zelf onvoldoende rekening mee houden, waarschijnlijk door een combinatie van leeftijdsgenoten, de omgeving en hun eigen emoties.

Aanwijzingen van gevaar

De beste aanwijzing voor gevaar komt van de angstige gezichtsuitdrukking van een andere persoon. Onderzoek wijst uit dat we al op vroege leeftijd angsten aanleren. Hoe we dit kunnen uiten en onderdrukken is ontwikkelingsafhankelijk. De eerste neuroimaging onderzoeken naar angst focusten zich op de amygdala, de structuur die externe cues moet interpreteren op emotionele waarde. Wanneer een angstige cue wordt gevonden, wordt het individu voorbereid om te vechten of te vluchten (of zelfs te bevriezen). De laterale nucleus projecteert op de centrale nucleus. Deze projecteert vervolgens op de hersenstam, de hypothalamus, en het autonome zenuwstelsel. Dit zorgt voor de angstexpressie. Wanneer de cue voor gevaar niet langer aanwezig is, wordt de angstrespons onderdrukt.

Onderzoek naar de amygdala onder adolescenten en volwassenen wijst uit dat adolescenten een groter activatiepatroon hebben bij mogelijke gevaarsuitdrukkingen. Vervolgonderzoek wijst uit dat adolescenten ook een verhoogde activatie hebben in vergelijking met kinderen. Adolescenten reageren ook langzamer op angstige cues dan op neutrale of vrolijke cues.

Recente studies hebben aangetoond dat adolescenten het lastig vinden reacties op emotionele stimuli te onderdrukken. Adolescenten, en dan met name mannen, reageren impulsiever op bedreigende cues dan neutrale cues in vergelijking met kinderen en volwassenen. Dit is ook te zien aan een verhoogde activiteit in de limbische corticale gebieden en het ventrale striatum.

De verhoogde mate van impulsiviteit bij adolescenten zou het gevolg kunnen zijn van een nog niet voldoende gerijpte prefrontale top down regulatie van de amygdala.

Geconditioneerde angst

Het klassieke conditioneringsproces gaat om de combinatie van een neutrale cue met een negatieve stimulus. Na herhaaldelijk combineren krijgt de neutrale cue een negatieve lading. Onderzoek naar geconditioneerde angst onder kinderen, adolescenten en volwassenen. Adolescenten bleken de geconditioneerde angst minder goed te kunnen uitdoven dan kinderen en volwassenen. Vergelijkbare resultaten zijn gevonden in onderzoek met muizen.

De adolescentie kan worden gezien als een periode waarin angstassociaties minder goed kunnen worden gereguleerd, wat kan leiden tot een verminderde zelfcontrole wanneer de angst aanwezig is.

Contextafhankelijke angst

Contextafhankelijke angst is afhankelijk van het kunnen leren van bedreigingen in de omgeving. Onderzoek hiernaar is gedaan onder muizen. Muizen in de adolescentie periode leken weinig last te hebben van contextafhankelijke angst, in vergelijking met jongere en volwassen muizen. Bijzonder is dat wanneer de adolescente muizen opgroeien, ze als volwassen muizen wel de contextafhankelijke angst (die hen al was geleerd in de adolescentie) laten zien. Een verklaring kan zijn dat de amygdala activiteit is afgestompt door veranderingen in de hippocampus tijdens de contextafhankelijke conditionering.

Conclusie

Het vermogen om ongepaste emoties, wensen en handelingen te onderdrukken en deze vervangen door gepast gedrag verminderd wanneer er opvallende omgevingscues aanwezig zijn. Dit leidt zowel in gedrag als in het brein tot een verhoogde reactiviteit bij adolescenten in vergelijking met kinderen en volwassenen.

Waarom zijn de hersenen zo geprogrammeerd?

Het lijkt logisch dat breinmechanismen zich hebben geëvolueerd rondom sociaal relevante cues, aangezien de sociale status in de evolutie zeer belangrijk is voor overleven.

De adolescentie periode is bij lange na niet uniek voor mensen, maar wordt waargenomen bij veel verschillende zoogdieren. Tijdens de adolescentie is het belangrijk om vaardigheden te verwerven om in de volwassenheid onafhankelijk van anderen te kunnen overleven. Het zoeken naar nieuwe dingen leidt ertoe dat nieuwe bronnen kunnen worden aangeboord en dat nieuwe (soorten) relaties kunnen worden aangegaan. Alles leidt tot het uiteindelijke doel van de adolescentie: volwassen worden.

De veranderingen in de ontwikkeling van adolescenten wordt geholpen doordat adolescenten extra gevoelig zijn voor sociaal belangrijke cues en minder last hebben van potentiële gevaren. Samen zorgt dit voor exploratie in de wereld, voorbij de veilige omgeving van thuis.

Mentale gezondheid

Eén op de vijf adolescenten krijgt te maken met een psychische ziekte, bijvoorbeeld middelenmisbruik. Vroeg middelenmisbruik is een goede voorspeller van latere verslaving. Daarnaast hebben verdovende middelen invloed op het dopaminesysteem. Hierdoor wordt het belonende effect van het in de adolescentie zeer actieve dopaminesysteem versterkt.

Naast middelenmisbruik zijn er ook veel adolescenten (circa 10 procent) met een angststoornis. Dit komt doordat het niet kunnen onderdrukken van een emotionele reactie wanneer er geen gevaar dreigt pathologisch wordt. Adolescenten met een angststoornis hebben een verhoogde activiteit in de amygdala en er is een verminderde connectiviteit in het circuit van de frontoamygdala. Desensitizatie is de meest voorkomende behandeling van een angststoornis. Deze techniek werkt met angstuitdoving. Helaas werkt deze vorm van behandeling slechts bij de helft van de patiënten. De eerder besproken onderzoeken in dit artikel lijken erop te wijzen dat angstuitdoving voor adolescenten niet de juiste manier is om de angststoornis te verminderen.

Wetten en beleid

De laatste jaren zijn er ontzettend veel wetten en beleidsstukken in het jongerenstrafrecht aangepast. De onderzoeken gericht op de ontwikkeling van adolescenten en de vergrote neiging tot risicovol gedrag en impulsiviteit werden hierbij gebruikt. Dit onderzoek wijst erop dat jongeren wel verantwoordelijk moeten worden gehouden voor hun gedrag, maar dat er een gedeelde verantwoordelijkheid zou moeten zijn.

Verder neuroimaging onderzoek naar de hersen-gedragsrelatie bij adolescenten kan een grote bijdrage leveren aan het rechtssysteem:

• De onvolwassen hersenstructuren gedurende de adolescentie hebben invloed op het beoordelingsvermogen, het nemen van beslissingen, het nemen van risico's en crimineel gedrag.

• Onderzoek kan bijdragen in de behandeling en rehabilitatie van criminele jongeren.