Implications for substance use disorders: De neurobiologische basis voor risicovol en impulsief gedrag in de adolescentie (2010) - Artikel

Gedurende de adolescentie ondergaat men vele veranderingen. Er is bijvoorbeeld steeds meer hang naar onafhankelijkheid en leeftijdsgenoten worden zeer belangrijk. Daarnaast hebben adolescenten vaak een neiging tot risicovol gedrag, wat bijvoorbeeld leidt tot middelenmisbruik. Om de risicojongeren te vinden, is het van belang een goed begrip te hebben van de neurobiologische basis in de adolescentie.

Inleiding

Gedurende de adolescentie ondergaat men vele veranderingen. Er is bijvoorbeeld steeds meer hang naar onafhankelijkheid en leeftijdsgenoten worden zeer belangrijk. Daarnaast hebben adolescenten vaak een neiging tot risicovol gedrag, wat bijvoorbeeld leidt tot middelenmisbruik. Om de risicojongeren te vinden, is het van belang een goed begrip te hebben van de neurobiologische basis in de adolescentie.

Er zijn verschillende denkwijzen over het risicovolle en impulsieve gedrag van adolescenten. De traditionele denkwijzen stellen dat het brein in de periode van adolescentie leert om op een efficiëntere manier cognitieve controle uit te voeren. Dit komt doordat de prefrontale cortex in deze periode rijpt. Toch is deze verklaring niet toereikend. Wanneer cognitieve controle en een niet-rijpe prefrontale cortex de enige oorzaak zijn van het vreemde gedrag, dan zou dit ook in de kindertijd meer tot uiting moeten komen.

In het huidige artikel wordt gekeken naar de manier waarop het brein verandert gedurende de adolescentie en hoe dit verband houdt met de toename in risicovol en impulsief gedrag. Daarnaast wordt een link gelegd in de rol die verdovende middelen hierin kunnen spelen.

De adolescentie zou moeten worden gezien als een transitieperiode en niet als een bepaald punt in de ontwikkeling. Daarnaast zou de periode van adolescentie op een betere manier moeten worden gekarakteriseerd aan de hand van het fenotype. Er moet hiervoor een duidelijk onderscheid komen tussen risicovol gedrag (sensatiezoekend gedrag) en impulsief gedrag (verminderde mogelijkheid om top down cognitieve controle uit te voeren).

Het neurobiologische model van adolescentie

In het artikel wordt een model voorgesteld, gebaseerd op eerdere modellen en recente neuroimaging onderzoeken. In het model wordt gesteld dat de subcorticale en prefrontale top down controlegebieden als circuit kunnen worden gezien. De adolescent heeft volwassen subcorticale structuren, maar nog onvolwassen corticale circuits. De functionele verbinding tussen deze structuren is bij volwassenen versterkt en draagt bij aan de top down modulatie. Om het risicovolle en impulsieve gedrag in de adolescentie te verklaren zou moeten worden gekeken naar de frontostriatale circuits.

The triadische model stelt dat gemotiveerd gedrag wordt veroorzaakt door drie systemen:

• benadering (ventrale striatum)

• vermijding (amygdala)

• regulatie (prefrontale cortex)

Het model dat in dit artikel wordt voorgesteld is vergelijkbaar in de notie dat probleemgedrag veroorzaakt wordt doordat de verschillende hersenstructuren verschillende rijpingstijden hebben. Het huidige model kijkt echter niet alleen naar de overgang van adolescentie naar volwassenen, maar ook naar de overgang van kindertijd naar adolescentie.

Fenotypische karakterisering in de adolescentie

Het kunnen weerstaan van verleidingen om doelen op de lange termijn te kunnen halen is onderdeel van cognitieve controle. Problemen met de cognitieve controle staan aan de basis van risicovol gedrag in de adolescentie. Vanuit ontwikkelingsoogpunt wordt gesproken van impulscontrole. Verschillende ontwikkelingsstudies hebben een positief verband gevonden tussen cognitieve controle en leeftijd. Verschillende experimentele onderzoeken onderschrijven dit. Er zijn bijvoorbeeld onderzoeken uitgevoerd met de go/no go taak en de Simon taak. Wanneer het slim is om aansporingscues te onderdrukken, heeft de cognitieve controlefunctie het, met name bij adolescenten, moeilijk. Dit geeft aan waarom het voor adolescenten lastig is om bijvoorbeeld alcohol te laten staan.

Cognitieve controle kan worden gemoduleerd door motivatie:

• Beloning voor taakprestatie kan ervoor zorgen dat iemand harder werkt en beter presteert op een volgende taak, ook wanneer er niet wordt beloond.

• Het uitoefenen van controle wordt moeilijker wanneer gedachten en handelingen naar aantrekkelijke cues moeten worden onderdrukt. Doordat er gedurende de adolescentie veranderingen plaatsvinden met betrekking tot omgevingscues, zoals een grotere gevoeligheid voor beloning, is er sprake van een unieke invloed op motivatie.

De anticipatie op een beloning heeft bij adolescenten een grotere invloed op het cognitieve controle systeem dan bij volwassenen. Dit geldt ook voor sociale beloningen. Beloningen kunnen prestaties ook verminderen. Wanneer er directe grote beloningen worden gegeven, is er bijvoorbeeld meer risicovol gedrag bij adolescenten waar te nemen. Dit gedrag is afwezig wanneer de beloningen kleiner zijn of niet direct gegeven worden. De grote gevoeligheid voor beloning bereikt zijn piek tussen het dertiende en zeventiende levensjaar, daarna neemt dit weer af.

Recente onderzoeken lijken aan te tonen dat de sociale omgeving ook als motiverende cue kan werken. Dit kan de cognitieve controle in de adolescentie doen verminderen. De hoeveelheid middelen leeftijdsgenoten in de directe omgeving gebruiken, hangt samen met de hoeveelheid middelen de adolescent zelf gebruikt. Daarnaast lijken adolescenten meer risicovol gedrag te vertonen wanneer leeftijdsgenoten aanwezig zijn. Wanneer adolescenten ouder worden, wordt dit weer minder.

Gedurende de adolescentie kunnen motiverende aanwijzingen voor beloningen dus zowel positieve als negatieve uitwerkingen hebben. Onderzoeken wijzen er daarnaast op dat er duidelijke verschillen bestaan in sensatiezoekend gedrag en impulsief gedrag, aangezien zij zich op een verschillend moment ontwikkelen. Sensatiezoekend gedrag neemt toe tussen het tiende en vijftiende levensjaar, waarna dit weer vermindert of stabiel blijft. Wat betreft impulsief gedrag is een meer lineair patroon te zien; hoe ouder de persoon, hoe minder impulsief.

De neurobiologie van adolescentie

Volgens het in dit artikel voorgestelde model zijn twee hersenstructuren van groot belang: de prefrontale cortex voor de cognitieve controle en het striatum, voor het ontdekken en leren van nieuwe en belonende omgevingscues. Er moet wel naar deze structuren worden gekeken in circuitvorm, aangezien het geen op zichzelf staande structuren zijn, maar ze met elkaar interacteren en dus van elkaar afhankelijk zijn. Verschillende studies onder dieren en mensen hebben aangetoond hoe het circuit tussen de prefrontale cortex en het striatum een rol spelen in doelgericht gedrag. Het striatum decodeert de beloningen al op een vroeg moment en later zorgen de prefrontale mechanismen voor bijbehorend gedrag.

Gedurende de adolescentie vinden er vele ontwikkelingen plaats in de frontostriatale circuits, met name in het dopaminerge systeem. Vroeg in de adolescentie ontstaan pieken in de dichtheid van dopaminereceptoren in het striatum. Wanneer de adolescent de vroege volwassenheid bereikt, zijn veel van deze receptoren weer verdwenen. Dezelfde pieken ontstaan ook in de prefrontale cortex, maar veel later in de ontwikkeling: aan het einde van de adolescentie en in de jongvolwassenheid. Hoe dit precies gerelateerd is aan motiverend gedrag, is nog onduidelijk.

Tijdens de adolescentie vinden er ook vele grote hormonale veranderingen plaats. Ook dit is van invloed op de frontostriatale circuits. Hier wordt in dit artikel verder niet op ingegaan.

Gedurende de ontwikkeling worden de banden tussen het dopaminerijke frontostriatale circuit steeds sterker. Hierdoor wordt het uitoefenen van cognitieve controle steeds gemakkelijker. Veel onderzoek heeft zich gericht op het feit dat het striatum sneller rijpt dan de prefrontale cortex. Verschillende studies hebben aangetoond dat er bij adolescenten een verhoogde activiteit in het striatum is waar te nemen wanneer ze een beloning verwachten.

Eén onderzoek heeft aangetoond dat het ventrale striatum actiever is in afwachting van een grotere financiële beloning. Deze verhoogde activiteit wordt in veel mindere mate bij kinderen en volwassenen gevonden. Vervolgonderzoek toonde aan dat er een positief verband bestaat in de mate waarin iemand risicovol gedrag laat zien en activiteit in het ventrale striatum bij een grote financiële beloning.

Onderzoek met een goktaak (weinig risico met een grote kans op een kleine financiële beloning of veel risico met een kleine kans op een grote financiële beloning). Hoge risico keuzes waren te zien in de hersenen aan hogere activiteit in het ventrale striatum, terwijl lage risico keuzes leidden tot een verhoogde activiteit in de ventrale mediale prefrontale cortex.

De mate van impulsiviteit is negatief gerelateerd aan de grootte van de ventrale mediale prefrontale cortex bij jongens. Onderzoeken in klinische populaties met patiënten met moeilijkheden met impulscontrole hebben aangetoond dat er een verminderde activiteit is in de prefrontale gebieden. Er is echter geen verhoogde reactie op aansporing waargenomen.

Om inzicht te krijgen in het gedrag van adolescenten en in de verschillen tussen hun gedrag en het gedrag van zowel kinderen als volwassenen, moet worden gekeken naar de motiverende subcorticale hersenstructuren. Hier speelt het ventrale striatum dus een rol, bijvoorbeeld in opgewonden gedrag en gevoelens van positief affect bij het krijgen van een beloning en de neiging tot risicovol en sensatiezoekend gedrag.

De interactie tussen cognitieve controle en motivatiesystemen gedurende de ontwikkeling is nog weinig onderzocht. Een financiële beloning lijkt bij adolescenten de cognitieve controle te verbeteren, wat in mindere mate terug te vinden is bij volwassenen. Ook hier speelt het ventrale striatum een rol.

Beloningen kunnen doelgericht gedrag vergroten, maar ook verkleinen. Onderzoek met een go/no go taak, aantrekkelijke sociale cues en neutrale cues toonde aan dat men over tijd steeds beter wordt in impulscontrole bij neutrale cues. Wanneer er echter aantrekkelijke sociale cues worden gepresenteerd, is deze verbetering bij adolescenten niet meer waar te nemen. Dit hangt samen met een vergrote activatie van het ventrale striatum.

Middelengebruik en -misbruik in de adolescentie

Gedurende de adolescentie experimenteren veel jongeren met verdovende middelen. Alcohol voert hierbij de lijst aan. Hoe vroeger er geëxperimenteerd wordt met verdovende middelen, hoe groter de kans is dat de betreffende persoon later afhankelijk wordt van of verslaafd raakt aan middelen.

Verdovende middelen hebben een belonende werking op het brein. Door het gebruik van middelen als alcohol en cocaïne ontstaat er een snelle neuronale activatie in het frontolimbische circuit, waaronder het ventrale striatum. Hier bevindt zich veel dopamine. Dit kan leiden tot downregulatie van de top down prefrontale controlegebieden.

Adolescenten zijn minder gevoelig voor de nadelige effecten van alcohol, zoals de kater en de verdovende werking. Dit soort negatieve consequenties zorgen er bij volwassenen voor dat ze minder van de alcoholische drank tot zich nemen, maar adolescenten ervaren deze limitaties dus niet.

De meeste risico's die adolescenten nemen, vinden plaats wanneer er leeftijdsgenoten aanwezig zijn. Dit is voor alcoholgebruik niet anders. De reactie van leeftijdsgenoten kan leiden tot een groter gebruik van verdovende substanties.

De nadelige gedragsmatige effecten van alcohol lijken weinig vat te hebben op de adolescent, maar de adolescent is wel extra gevoelig voor de neurotoxische gevolgen, waardoor bijvoorbeeld problemen met het geheugen gerelateerd aan de hippocampus kunnen ontstaan. De veranderingen in de hersenen bij langdurig gebruik van hoge doses alcohol kunnen bijdragen aan de verslavingsgevoeligheid.

Adolescenten en jongvolwassenen die afhankelijk zijn van of verslaafd zijn aan alcohol, hebben kleinere frontale regio's en hippocampale volumes. Er is sprake van een aangepaste witte stof structuur en het geheugen is minder goed. In de vroege adolescentie lijkt het brein het meest te leiden onder de giftige effecten van alcoholgebruik.

Onderzoek onder mensen met een hoger risico op middelenafhankelijkheid wijzen erop dat deze personen vaak al voor het middelengebruik problemen hebben in het frontale functioneren. Dit kan later misbruik voorspellen.

Conclusie

In dit artikel wordt gesproken van vroeg ontstane bottom up systemen die zorgen voor grote reacties op motiverende stimuli en later rijpende top down systemen die de cognitieve controle uitvoeren. Het bottom up systeem hangt samen met sensatiezoekend en risicovol gedrag, maar verliest het langzaam van het top down systeem. De verhoogde kwetsbaarheid van adolescenten om risicovol gedrag te laten zien, kan op deze manier worden verklaard. Er is sprake van een soort spanning tussen de vroeger ontwikkelende subcorticale structuren en de later rijpende frontale structuren. Hiermee kan ook risicovol gedrag gericht op middelenmisbruik worden uitgelegd. Wanneer iemand een verminderde top down functie heeft, zal deze persoon gevoeliger zijn voor risicovol gedrag. Dit verklaart waarom niet elke adolescent vervalt in middelenmisbruik.

Het is belangrijk om biologische en gedragsmatige aanwijzingen voor de neiging tot risicovol gedrag bloot te leggen, om de risicogroepen snel te identificeren. Adolescenten die bijvoorbeeld, zoals eerder in dit artikel beschreven, risicovol gedrag laten zien met kleine kans op een grote financiële beloning, behoren tot een risicogroep.

Uitstel van bevredigingstaken, zoals het beroemde Marshmallow experiment, kunnen al op vroege leeftijd (rond de peuter/kleutertijd) voorspellen of mensen in de adolescentie tot een risicogroep zullen behoren.

Een oplossing voor adolescenten zou niet het verbieden van risicovolle activiteiten kunnen zijn, maar juist het aanbieden ervan in een gecontroleerde omgeving. Op deze manier kunnen adolescenten veilig verder ontwikkelen.