Sarah-Jayne Blakemore: Mystiken bakom tonårshjärnans funktion

Varför verkar tonåringar så mycket mer impulsiva, så mycket mer självmedvetna än vuxna? Den kognitiva neurologen Sarah-Jayne Blakemore jämför prefrontala cortex hos tonåringar och vuxna, för att visa oss hur det typiska tonårsbeteendet orsakas av att hjärnan växer och utvecklas.

För femton år sedan trodde de flesta

att huvuddelen av hjärnans utveckling

skedde under de första åren av livet.

Då, för femton år sedan, hade vi inte möjlighet

att se insidan på den levande mänskliga hjärnan

och följa utvecklingen genom livet.

Under det sista årtiondet eller så har neurologerna, huvudsakligen med hjälp av framsteg

inom teknik för avbildning av hjärnan

såsom magnetisk resonanstomografi, eller MRI

börjat titta inuti den levande

hjärnan hos människor i alla åldrar, och följa förändringar

i hjärnstrukturen och hjärnfunktionen,

så vi använder strukturell MRI för att ta en ögonblicksbild,

ett fotografi, med riktigt hög upplösning av insidan

av den levande mänskliga hjärnan, och vi kan ställa frågor som,

hur mycket grå substans innehåller hjärnan,

och hur förändras det när vi åldras?

Och vi kan även använda funktionell MRI, eller fMRI,

för att filma hjärnaktiviteten

när någon ägnar sig åt någon slags uppgift

som att tänka eller känna eller uppfatta någonting.

Så många laboratorier runt om i världen är inblandade i denna typ

av forskning, och vi har nu en verkligt fyllig

och detaljerad bild av hur den levande mänskliga hjärnan utvecklas,

och denna bild har radikalt förändrat hur

vi tänker på den mänskliga hjärnans utveckling

genom att avslöja att utvecklingen inte är helt avslutad i den tidiga barndomen,

och i stället fortsätter hjärnan att utvecklas

under tonåren och ända in i 20- och 30-årsåldern.

Så tonåren definieras som den period i livet som börjar

med de biologiska, hormonella och fysiska förändringarna i puberteten

och slutar vid den ålder vid vilken en person uppnår

en stabil och oberoende roll i samhället.

(Skratt)

Tonåren kan pågå under en lång tid. (Skratt)

Ett av de områden i hjärnan som förändras mest dramatiskt

under tonåren kallas prefrontala cortex.

Så detta är en modell av den mänskliga hjärnan,

och detta är prefrontala cortex, precis längst fram.

Prefrontala cortex är ett intressant område i hjärnan.

Det är proportionellt mycket större hos människor än

hos någon annan art, och det är inblandat i en hel rad

kognitiva funktioner på hög nivå, saker som beslutsfattande,

planering, och i att bestämma vad du ska göra i morgon

eller nästa vecka eller nästa år, att hämma

olämpligt beteende, som att hindra dig själv från att säga

något verkligt oförskämt eller göra något riktigt dumt.

Det är också inblandat i socialt samspel,

i att förstå andra människor, och i självmedvetenhet.

Så MRI-studier som har undersökt utvecklingen av det här området

har visat att det verkligen genomgår dramatisk utveckling

under tonårsperioden.

Så om du tittar på volymen av grå hjärnsubstans, till exempel,

ökar den mellan fyra och 22 års ålder

vilket är vad du kan se

på denna graf. Tillväxten kulminerar i de tidiga tonåren.

Pilarna anger den maximala volymen av grå hjärnsubstans

i prefrontala cortex. Du kan se att denna topp äger rum

ett par år senare hos pojkar än hos flickor,

och det är förmodligen eftersom pojkar i genomsnitt

går igenom puberteten ett par år senare än flickor,

och sedan under tonåren, blir det en betydande minskning

av volymen av den grå hjärnsubstansen i prefrontala cortex.

Nu kanske det låter illa, men detta är faktiskt

en verkligt viktig utvecklingsmässig process, eftersom

grå substans innehåller cellkroppar och kopplingar

mellan cellerna, synapserna, och denna nedgång

av volymen av grå substans i prefrontala cortex

tros motsvara en beskärning av synapserna,

för att eliminera oönskade synapser.

Detta är en verkligt viktiga process. Den är delvis beroende

av miljön som djuret eller människan befinner sig i,

och de synapser som används förstärks,

och synapser som inte används

i den speciella miljön rensas bort.

Du kan se det lite som att beskära en rosenbuske.

Du rensar bort de svaga grenarna så att

de återstående, viktiga grenarna, kan växa sig starkare,

och denna process, som effektivt finjusterar hjärnvävnaden

enligt dess artspecifika miljö,

sker i prefrontala cortex och i andra områden i hjärnan

under de mänskliga tonåren.

Ytterligare ett sätt som vi använder för att spåra ändringar

i den unga hjärnan är att använda funktionell MRI

för att titta på förändringar i hjärnaktivitet vid olika åldrar.

Så jag ska bara ge er ett exempel från mitt laboratorium.

I mitt laboratorium är vi intresserade av den sociala hjärnan,

alltså det nätverk av områden i hjärnan som vi använder för att förstå

andra människor och för att samspela med andra människor.

Jag vill visa ett foto av en fotbollsmatch

för att illustrera två aspekter av hur din sociala hjärna arbetar.

Det här är alltså en fotbollsmatch. (Skratt)

Michael Owen har just missat ett mål, och han ligger

på marken, och den första aspekten av den sociala hjärnan

som denna bild verkligen illustrerar på ett bra sätt är hur automatiska

och instinktiva sociala känslomässiga reaktioner är,

så inom en bråkdels sekund från att Michael Owen missar det här målet,

gör alla samma sak med sina armar

och samma sak med sina ansikten, till och med Michael Owen

som glider längs gräset, gör samma sak

med sina armar, och har förmodligen ett liknande

ansiktsuttryck, och de enda människor som inte gör det

är killarna i gult längst bak – (Skratt) —

och jag tror att de är på fel sida av stadion,

och de uttrycker en annan social känslomässig respons

som vi alla omedelbart känner igen, och det är den andra aspekten

av den sociala hjärnan som denna bild illustrerar verkligt snyggt,

hur bra vi är på att läsa av vad andra människors beteende,

handlingar, gester och ansiktsuttryck

säger om deras underliggande känslor och mentala tillstånd.

Så du behöver inte fråga någon av de här killarna.

Du har en ganska bra uppfattning om vad de känner

och tänker i exakt det här ögonblicket.

Så det är vad vi är intresserade av att titta på i mitt laboratorium.

Vi tar ungdomar och vuxna till labbet

för att scanna deras hjärna, vi ger vi dem någon slags uppgift

som inbegriper att tänka på andra människor, deras sinnen,

deras mentala tillstånd och deras känslor, och ett av resultaten

som vi, liksom andra laboratorium runt om i världen, har fått flera gånger nu är,

att en del av prefrontala cortex som kallas

det mediala prefrontala cortex, vilket visas i blått på bilden,

och det ligger precis mitt i prefrontala cortex

i ditt huvuds mittlinje.

Denna region är mer aktiv hos ungdomar när de

fattar sociala beslut och tänker på andra människor

än hos vuxna, och detta är faktiskt en meta-analys

av nio olika studier på detta område från laboratorier runt om i

världen, och de visar alla samma sak, att verksamheten

i det mediala prefrontala cortex-området minskar

under tonåren.

Och vi tror att det kan bero på att ungdomar och vuxna

använder olika mentala strategier, olika

kognitiva strategier, för att fatta sociala beslut,

och ett sätt att undersöka det är att göra beteendemässiga studier

där vi sätter människor i labbet och ger dem

någon typ av beteendemässig uppgift, och jag ska bara ge er

ett annat exempel på vilken typ av uppgift som vi använder i mitt labb.

Tänk dig att du är deltagare i en av våra

experiment. Du kommer till labbet,

du ser denna datoriserade uppgift.

I denna uppgift ser du en bokhylla.

På vissa av hyllplanen ser du saker.

och du kommer att upptäcka en kille som står bakom hyllan,

och några av sakerna kan han inte se.

De skyms, ur hans synvinkel,

av ett grått trästycke.

Detta är samma bokhylla ur hans synvinkel.

Observera att det bara är några saker som han kan se,

medan du kan se många fler saker.

Din uppgift är nu att flytta runt saker.

Bakom hyllan står någon som vägleder dig,

och han kommer att be dig flytta runt saker,

men kom ihåg, han kommer inte att be dig att flytta saker

som han inte kan se. Detta introducerar ett riktigt intressant

villkor som innebär att det finns en slags konflikt

mellan ditt perspektiv och hans perspektiv.

Så föreställ dig att han ber dig flytta den översta lastbilen åt vänster.

Det finns tre lastbilar där. Du kommer instinktivt att

välja den vita lastbilen, eftersom det är den översta lastbilen

ur ditt perspektiv, men då måste du komma ihåg,

"Åh, han kan inte se den lastbilen, så han måste mena

att jag ska flytta den blå lastbilen," som är den översta lastbilen

från hans perspektiv. Tro det eller ej,

normala, friska, intelligenta vuxna som du gör fel

cirka 50 procent av försöken.

De flyttar den vita lastbilen i stället för den blå lastbilen.

Så vi ger denna typ av uppgift till ungdomar och vuxna,

och vi har också ett kontroll-villkor

där det inte finns någon som vägleder dig utan vi ger dig istället en regel.

Vi säger, okej, vi kommer att göra exakt samma sak

men den här gången finns det ingen som vägleder dig. I stället måste du

ignorera saker som står mot den mörkgrå bakgrunden.

Du kommer att märka att det är exakt samma villkor, den enda skillnaden är

att i upplägget utan vägledare måste de bara komma ihåg

att tillämpa denna något godtycklig regel, medan

de i villkoret med vägledaren måste komma ihåg

att ta hänsyn till vägledarens perspektiv

för att styra sitt pågående beteende.

Okej, så om jag bara visar er procentsatserna för hur många fel det blev

i en stor studie om utveckling som vi gjorde.

Detta är en studie som sträcker sig från år sju till vuxen ålder,

och vad du kommer att se är andelen fel

i gruppen med vuxna med båda villkoren,

så det gråa är tillståndet med vägledaren, och du ser

att våra intelligenta vuxna gör fel cirka 50 procent

av gångerna, medan de gör betydligt färre fel

när det inte finns någon vägledare närvarande, när de bara måste

komma ihåg regeln att ignorera den grå bakgrunden.

De två tillstånden utvecklas

på exakt samma sätt. Mellan sen barndom

och mitten av tonåren blir det en förbättring,

med andra ord en minskning av fel, i båda dessa aktiviteter,

i båda dessa villkor.

Men det är när du jämför de två sista grupperna,

gruppen av tonåringar och gruppen vuxna

där det blir riktigt intressant, eftersom där uppträder

ingen fortsatt förbättring i tillståndet utan vägledare.

Med andra ord, allt du behöver göra för att

komma ihåg regeln och tillämpa den verkar vara fullt utvecklat

vid mitten av tonåren, medan däremot

om du tittar på de två sista grå staplarna, finns det fortfarande

en betydande förbättring i tillståndet med vägledare

mellan mitten av tonåren och vuxen ålder, och vad

detta innebär är att förmågan att ta till hänsyn någon

annans perspektiv för att styra pågående beteende,

vilket för övrigt är något som vi gör i vardagen

hela tiden, fortfarande utvecklas under mitten av och sena tonåren.

Så om du har en tonårsson eller -dotter och du

ibland tänker att de har problem med att se andra människors

syn på saker, har du rätt. Det har de. Och nu vet du anledningen.

Så ibland skrattar vi åt tonåringar.

De blir parodierade, ibland till och med demoniserade i media

för sitt typiska tonårsbeteende. De tar risker,

deras humör svänger, de är väldigt självmedvetna.

Jag har en riktigt trevlig anekdot från en vän

som sa att det han lade mest märke till

hos sina tonårsdöttrar före och efter puberteten

var deras förlägenhetsnivå framför honom.

Han sa, "Om mina döttrar fånade sig

i en affär innan puberteten, sa jag "Hallå där,

sluta fåna er så sjunger jag er favoritlåt, "

och omedelbart slutade de fåna sig och han sjöng

deras favoritlåt. Efter puberteten, var det sången som blev hotet.

(Skratt)

Själva tanken att deras pappa skulle sjunga offentligt

var tillräckligt för att få dem att uppträda väl.

Människor frågar ofta,

"Men, är tonåren ett nytt fenomen?

Är det något vi har uppfunnit nyligen i väst?"

Och faktiskt, svaret är att det troligen inte är det. Det finns många

beskrivningar av tonåren i historien som låter väldigt

likt beskrivningarna som vi använder idag.

Det finns ett berömt citat av Shakespeare från "Winter's Tale"

där han beskriver tonåren på följande sätt:

"Jag önskar att det inte fanns någon ålder mellan tio och

tjugotre, eller att ungdomar skulle sova sig igenom den tiden;

för det finns inget däremellan förutom att göra jäntor

med barn, reta upp gamla, stjäla, slåss." (Skratt)

Han fortsätter sedan med att säga "När jag har fått detta sagt, skulle någon

förutom de här kokta hjärnorna mellan nitton och tjugotvå

jaga i detta väder?" (Skratt)

Så för nästan 400 år sedan, framställde Shakespeare

ungdomar i ett liknande ljus som vi

framställer dem i dag, men i dag försöker vi förstå

deras beteende utifrån de underliggande förändringarna

som pågår i deras hjärna.

Ta till exempel risktagande. Vi vet att ungdomar

har en tendens att ta risker. Det har de.

De tar fler risker än barn eller vuxna,

och de är särskilt benägna att ta risker

när de är med sina vänner. Det finns en viktig drift

att bli oberoende av sina föräldrar

och att imponera på sina vänner i tonåren.

Men nu försöker vi förstå det i termer av

utvecklingen av en del av deras hjärna som kallas det limbiska systemet,

så jag kommer att visa er det limbiska systemet i rött

på bilden bakom mig, och även på denna hjärna.

Det limbiska systemet ligger djupt in i hjärnan

och är inblandat i saker som emotionell bearbetning

och bearbetning av belöningar. Det ger dig en känsla av belöning

när du gör roliga saker, inklusive att ta risker.

Det ger dig en kick av att ta risker.

Och denna del, områdena inom det limbiska systemet,

har befunnits vara hyperkänsligt för den belönande

känslan av att ta risker hos ungdomar jämfört med hos vuxna,

och på samma gång är prefrontala cortex

som du kan se i blått i bilden här,

som hindrar oss från att ta överdrivna risker,

fortfarande väldigt mycket i utvecklingsstadiet hos ungdomar.

Så hjärnforskning har visat att hjärnan hos ungdomar

genomgår ganska grundläggande utveckling,

och detta får konsekvenser för utbildning, för rehabilitering,

och ingripande. Miljön, inklusive undervisning,

kan forma och formar också den utvecklande hjärnan hos ungdomar,

och ändå är det bara relativt nyligen som vi

rutinmässigt har börjat utbilda ungdomar i väst.

Till exempel lämnade alla mina far- och morföräldrar skolan

i de tidiga tonåren. De hade inget val.

Och så är fortfarande fallet för många, många tonåringar

runt om i världen idag. Fyrtio procent av alla tonåringar

har inte tillgång till skolgång motsvarande gymnasiet.

Och ändå är det här en period i livet då hjärnan är

särskilt anpassningsbar och formbar.

Det är ett fantastiskt tillfälle för lärande och kreativitet.

Så vad som ibland ses som problemet

med ungdomar – förhöjt risktagande, dålig impulskontroll

självmedvetenhet – bör inte vara stigmatiserat.

Det återspeglar faktiskt förändringar i hjärnan som ger

ett utmärkt tillfälle för utbildning

och social utveckling. Tack. (Applåder)

(Applåder)