Войти
Модель двойной системы, также известная как модель дисбаланса созревания, является теория, возникшая на основе когнитивной нейробиологии развития, которая утверждает, что повышенный риск в подростковом возрасте является результатом комбинации повышенной чувствительности к вознаграждению и незрелого импульсного контроля. Другими словами, растет понимание выгод, связанных с успехом начинания, но понимание риска неудачи отстает.
Модель двойной системы предполагает, что раннее созревание социально-эмоциональной системы (включая такие области мозга, как полосатое тело ) увеличивает влечение подростков к захватывающим, приятным и новым занятиям в то время, когда когнитивный контроль системы (включая области мозга, такие как префронтальная кора ) не полностью развиты и, следовательно, не могут регулировать эти аппетитные и потенциально опасные импульсы. Временной разрыв в развитии систем социально-эмоционального и когнитивного контроля создает период повышенной уязвимости перед принятием риска в среднем подростковом возрасте. В модели двойных систем «чувствительность к вознаграждению» и «когнитивный контроль » относятся к нейробиологическим конструкциям, которые измеряются в исследованиях структуры и функций мозга. Другими моделями, подобными модели двойных систем, являются модель дисбаланса созревания, модель ведомых двойных систем и триадическая модель.
Модель двойных систем возникла на основе свидетельств когнитивной нейробиологии развития, дающих представление о том, как модели развития мозга могут объяснять аспекты принятия решений подростками. В 2008 году лаборатория Лоуренса Стейнберга в Университете Темпл и лаборатория Б.Дж. Кейси в Корнелле по отдельности предложили аналогичные теории двойных систем принятия подростковых рискованных решений. Кейси и др. назвали свою модель моделью дисбаланса созревания.
Развитие социоэмоциональных и когнитивных систем контроля, как показано в модели двойных систем, модели дисбаланса созревания и модели управляемых двойных систем И модель двойных систем, и модель дисбаланса созревания представляют собой медленно развивающуюся систему когнитивного контроля, которая созревает в позднем подростковом возрасте. Модель дуальных систем предлагает развитие социоэмоциональной системы в форме перевернутой буквы U, при которой реакция на вознаграждение возрастает в раннем подростковом возрасте и затем снижается. Модель дисбаланса созревания изображает социально-эмоциональную систему, которая достигает своего пика примерно в середине подросткового возраста, а затем достигает плато во взрослой жизни. Кроме того, модель дуальных систем предполагает, что развитие когнитивного контроля и социально-эмоциональных систем является независимым, в то время как дисбаланс созревания предполагает, что созревание системы когнитивного контроля приводит к ослаблению социально-эмоциональной реакции.
Недавно была предложена еще одна вариация модели двойных систем, названная «моделью управляемых двойных систем». Эта модель предлагает перевернутую U-образную траекторию реакции социоэмоциональной системы, аналогичную модели двойных систем, но выдвигает гипотезу о траектории когнитивного контроля, которая выходит на плато в середине подросткового возраста. Эта траектория когнитивного контроля отличается от предложенной в модели двойных систем и модели дисбаланса созревания, которая продолжает увеличиваться в начале 20-х годов. Подобно модели управляемой двойной системы, была предложена модель, включающая гиперактивную социально-эмоциональную систему, которая подрывает регулирующую способность системы когнитивного контроля. Эти более поздние модели предполагают, что развитие когнитивного контроля завершается к середине подросткового возраста, и связывают повышенный риск в подростковом возрасте с повышенным возбуждением социально-эмоциональной системы. Модель двойной системы и модель дисбаланса созревания предполагают, что развитие когнитивного контроля продолжается и в раннем взрослом возрасте и что повышенное принятие риска в подростковом возрасте связано с дисбалансом развития, когда социально-эмоциональная система находится на пике своего развития, но траектория развития системы когнитивного контроля отстает..
«триадическая модель», которая включает третью систему мозга, отвечающую за обработку эмоций и в первую очередь задействованную миндалевидное тело. Триадная модель предполагает, что эта эмоциональная система увеличивает импульсивность в подростковом возрасте за счет увеличения воспринимаемой стоимости откладывания принятия решений. Эта модель утверждает, что импульсивность и стремление к риску в подростковом возрасте обусловлены сочетанием гиперактивных систем вознаграждения, заставляющих подростков приближаться к аппетитным стимулам, систем обработки эмоций, заставляющих подростков увеличивать воспринимаемую стоимость откладывания поведения и уменьшения избегания потенциально негативных стимулов, а также неразвитости когнитивных функций. система контроля, которая не может регулировать стремление к вознаграждению.
Принятие риска в некоторых, но не во всех областях достигает пика в подростковом возрасте. В частности, показатели смертности и заболеваемости значительно увеличиваются от детства к подростковому возрасту, несмотря на то, что физические и умственные способности увеличиваются в этот период. Основная причина увеличения смертности / заболеваемости среди подростков - травмы, которые можно предотвратить. По данным Центра контроля заболеваний, в 2014 г. около 40% всех смертей подростков (в возрасте 15–19 лет) были вызваны непреднамеренными несчастными случаями. С 1999 по 2006 год почти половина всех смертей подростков (в возрасте 12–19 лет) произошла в результате несчастных случаев. Из этих непреднамеренных травм около 2/3 вызваны дорожно-транспортными происшествиями, за которыми следуют непреднамеренное отравление, непреднамеренное утопление, другие аварии на наземном транспорте и непреднамеренный выброс.
Модель двойной системы предполагает, что средний подростковый возраст является временем наибольшей биологической склонности к риску, но что подростки старшего возраста могут демонстрировать более высокий уровень риска в реальном мире (например, пьянство наиболее распространено в возрасте до 20 лет) не из-за большей склонности к риску, а из-за больших возможностей. Например, люди в возрасте от 20 до среднего подросткового возраста имеют меньший надзор со стороны взрослых, большие финансовые ресурсы и большие юридические привилегии. Модель двойных систем обращается к экспериментальным парадигмам нейробиологии развития для доказательства этой большей биологической склонности к принятию риска.
Также существует постоянная связь между возрастом и преступностью, причем подростки и молодые люди с большей вероятностью будут участвовать в ней. насильственные и ненасильственные преступления. Эти результаты связаны с увеличением поиска ощущений, т. Е. Склонностью искать новые, волнующие и полезные стимулы в подростковом возрасте, и постоянным развитием контроля над импульсами, то есть способности регулировать свое поведение.. Модель двойной системы указывает на развитие мозга как на механизм этой связи.
Среди многих видов, включая людей, грызунов и нечеловеческих приматов, подростки демонстрируют пики. в поведении, направленном на поиски вознаграждения. Например, крысы-подростки более чувствительны, чем взрослые крысы, к поощрительным стимулам и демонстрируют повышенные поведенческие реакции на новизну и сверстников. Люди-подростки демонстрируют пики самооценки стремления к ощущениям, повышенной нервной активации к денежным и социальным вознаграждениям, большей временной дисконтирования отложенных вознаграждений и повышенного предпочтения основных вознаграждений (например, сладких веществ)
.Поиск ощущений - это тип поиска награды, включающий в себя стремление искать новые, захватывающие и полезные стимулы. Было обнаружено, что стремление к ощущениям усиливается в предподростковом возрасте, достигает пика в середине подросткового возраста и снижается в раннем взрослом возрасте.
Было обнаружено, что импульсивность демонстрирует иную траекторию развития, чем награда или ощущение Ищу. Импульсивность постепенно снижается с возрастом линейно. Примерно в середине подросткового возраста, когда импульсивность и стремление к ощущениям достигают своего пика, это теоретический пиковый возраст для принятия риска в соответствии с моделью двойных систем.
Подростки начинают рисковать больше. вероятно, возникнет в присутствии сверстников по сравнению со взрослыми. Исследования на животных показали, что мыши-подростки, но не взрослые мыши, потребляют больше алкоголя в присутствии сверстников, чем в одиночку. Было обнаружено, что у людей присутствие сверстников приводит к повышенной активации в полосатом теле и орбитофронтальной коре, что ведет к принятию риска, и активация в этих регионах предсказывает последующее принятие риска среди подростков, но не взрослые. Возрастные различия в активации полосатого тела и лобной коры были интерпретированы как предполагающие, что повышенный риск в присутствии сверстников связан с влиянием сверстников на обработку вознаграждения, а не с влиянием сверстников на когнитивный контроль.
Термин социально-эмоциональная сеть или система мозга (также известная как вентральная аффективная система) относится к полосатому телу, а также к медиальной и орбитальной префронтальной коре.
Данные исследований на грызунах указывают на дофаминергическую систему, путь, соединяющий вентральную тегментальную область с прилежащим ядром и обонятельный бугорок, играет критическую роль в цепи вознаграждения мозга, а богатое дофамином полосатое тело играет ключевую роль в повышении чувствительности мозга к вознаграждению.
В период полового созревания дофаминергические препараты система претерпевает существенную реорганизацию. Повышенные выбросы дофамина из мезолимбических областей (например, полосатого тела) в префронтальную кору наблюдались в среднем и позднем подростковом возрасте. Эти прогнозы сокращаются / ухудшаются в раннем взрослом возрасте. Специфичные для подростков пики дофаминовых рецепторов в полосатом теле наблюдались у людей и грызунов. Кроме того, в подростковом возрасте концентрация дофамина, проецируемая в префронтальную кору головного мозга, увеличивается, как и проекции дофамина из префронтальной коры в полосатое тело (а именно прилежащее ядро).
Стриатум связан с обработкой вознаграждений, обучением и мотивацией.
Исследования нейровизуализации с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) показали, что вентральное полосатое тело более активен среди подростков по сравнению с детьми и взрослыми при получении денежного вознаграждения, основного вознаграждения и социального вознаграждения. Пики активности полосатого тела связаны с повышенным уровнем самооценки риска.
Некоторые исследования показали, что активность полосатого тела снижена по сравнению с детьми и взрослыми при ожидании вознаграждения, что было связано к более рискованному поведению. Теория, связывающая эту гипоактивацию с повышенным риском, заключается в том, что подростки испытывают менее приятный опыт от ожидания вознаграждения, и поэтому они мотивированы искать более вызывающий вознаграждение опыт для достижения того же уровня ощущения вознаграждения, что и другие возрастные группы.
Хотя существуют доказательства как гиперчувствительности подростков к вознаграждениям, так и гипореактивности к вознаграждениям, область нейробиологии развития в целом сошлась с точкой зрения гиперчувствительности. Другими словами, это означает, что подростки частично мотивированы к более активному стремлению к вознаграждению из-за изменений развития полосатого тела, которые способствуют гиперчувствительности к вознаграждению.
Система когнитивного контроля относится к латеральной префронтальной, латеральной теменной и передней поясной части коры. Наиболее часто исследуемая область - это префронтальная кора, которая претерпевает существенное развитие в подростковом возрасте. Развитие префронтальной коры было вовлечено в способность регулировать поведение и участвовать в тормозящем контроле.
В результате синаптической обрезки и миелинизации префронтальной коры в подростковом возрасте наблюдались улучшения исполнительных функций.
Во время развития мозг подвергается перепроизводству нейронов и их синаптических связей, а затем удаляет те, которые не нужны для оптимального функционирования. Этот процесс развития приводит к уменьшению серого вещества по мере развития. В подростковом возрасте этот процесс обрезки является специализированным: некоторые области теряют примерно половину своих синаптических связей, но другие мало изменяются. Общий объем серого вещества подвергается значительному сокращению, начиная примерно с периода полового созревания. Процесс потери серого вещества (т. Е. Созревания) происходит по-разному в разных областях мозга: лобный и затылочный полюса теряют серое вещество раньше, а префронтальная кора головного мозга теряет серое вещество только в конце подросткового возраста.
В дополнение к сокращению синапсов мозг подвергается миелинизации, которая влияет на скорость потока информации через области мозга. Миелинизация включает нейронные аксоны, соединяющие определенные области мозга, чтобы стать изолированными с помощью белого жирного вещества, называемого миелином, которое увеличивает скорость и эффективность передачи по аксонам. В подростковом возрасте миелинизация резко усиливается. Миелинизация способствует истончению или уменьшению серого вещества в префронтальной коре в подростковом возрасте.
Доказательствами, подтверждающими теорию модели двойных систем отсроченного созревания системы когнитивного контроля, являются подтверждается доказательствами структурных изменений, таких как истончение коркового слоя, а также менее диффузная активация лобных областей во время выполнения задач тормозящего контроля от подросткового до взрослого возраста. Независимо от возраста повышенная активация префронтальной коры связана с более высокой эффективностью при выполнении задач по торможению реакции.
Три основных экспериментальных парадигмы используются для изучения поведения вознаграждения у подростков (1) пассивное получение вознаграждения, (2) вознаграждение, зависящее от выполнения задачи, и (3) принятие решений с выбором различных типов вариантов вознаграждения.
Задания на пассивное воздействие обычно включают в себя воздействие на участника приятных стимулов (например, денежное вознаграждение, привлекательные лица). Эти парадигмы также включают воздействие негативных стимулов в целях сравнения (например, денежные убытки, сердитые лица). Хотя эти задачи чаще используются для исследования обработки эмоций, а не вознаграждения, в некоторых исследованиях использовалась пассивная задача игрового автомата для нацеливания схемы вознаграждения в мозгу. Лица также использовались в качестве награды за мотивационные парадигмы. Было обнаружено, что задачи пассивного воздействия активируют стриатум и орбитофронтальную кору, причем стриатальная активация выше у подростков в ответ на поощрительные стимулы, но орбитофронтальная активация выше у взрослых в ответ на отрицательные стимулы.
Вознаграждение, связанное с выполнением задачи, обычно подразумевает, что участников просят выполнить задачу, чтобы получить вознаграждение (а иногда и избежать потери награды). Выполнение задачи не обязательно напрямую связано с вознаграждением. Примерами задач этого типа являются парадигма пиратов, задача задержки денежного стимулирования (MID), Задача по азартным играм в Айове, Задача по аналогу риска воздушного шара (BART) и Задача Columbia Card, среди других. Сообщалось о различиях между активацией и ожиданием вознаграждения по сравнению с подготовкой к попытке и достижению вознаграждения в задачах вознаграждения, связанных с производительностью.
Задачи принятия решений по вознаграждению предполагают, что участников просят выбрать среди различных вариантов вознаграждения. Иногда вознаграждения различаются по вероятности, величине или типу вознаграждения (например, социальное или денежное). Эти задачи, как правило, не предполагают правильного или неправильного ответа, а скорее предполагают принятие решений на основе предпочтений участников. Примеры задач по принятию решений включают в себя задачи со скидкой за задержку и игру вождения. Во время обратной связи по задачам принятия решений у подростков наблюдалась более высокая активизация полосатого тела к положительным результатам по сравнению со взрослыми.
Распространенными задачами на торможение реакции являются задачи «пойти / нет», Фланкер, Струп, Стоп-сигнал и антисаккада. Люди, которые хорошо справляются с этими задачами, обычно активируют префронтальную кору в большей степени, чем люди, которые плохо справляются с этими задачами. Успеваемость по этим задачам улучшается с возрастом.
Задача Go / No-Go требует, чтобы участники реагировали, обычно нажимая кнопку или клавишу на клавиатуре компьютера, на указанную реплику или удерживали ответ, не нажимая кнопку / клавишу, на другой назначенный сигнал. Варианты этой задачи включают алфавит буквы, формы и лица.
Задача Фланкер обычно включает представление цели в окружении нецелевые стимулы, которые направлены либо в том же направлении, что и цель (конгруэнтно), либо в направлении, противоположном цели (неконгруэнтно), либо ни в одном направлении (нейтральное). Участники должны реагировать на направление цели, игнорируя нецелевые стимулы.
Задачи Струпа требуют от участников реагировать на один аспект предъявленных стимулов (например, прочитать слово), но игнорируйте другой конкурирующий аспект (например, игнорируйте противоречивый цвет).
Задача стоп-сигнала похожа на задачу Go / No-Go в том, что участники видят сигнал указывает на пробную версию. При испытаниях с остановкой участники видят сигнал «Стоп», но затем получают сигнал «Стоп» (обычно звук), указывающий, что они не должны реагировать на испытание «Стоп». Подача стоп-сигнала после сигнала «Гоу» делает эту задачу более сложной, чем традиционные задачи «Идти / Нет».
Задача «Антисаккада» обычно требует от участников сосредоточиться на неподвижном цель. Затем стимул предъявляется с одной стороны от мишени, и участника просят совершить саккаду (переместить глаза или ответить нажатием кнопки) в направлении от стимула.
Незрелость и виновность подросткового возраста занимали центральное место в трех делах Верховного суда США : Ропер против Симмонса, Грэм против Флориды и Миллер против Алабамы. До Ропера в 2005 году Верховный суд полагался на стандарты здравого смысла для определения виновности подростков. Например, в деле Thompson v. Oklahoma Суд запретил смертную казнь для лиц в возрасте до 16 лет, заявив, что «современные стандарты приличия подтверждают наше суждение о том, что такой молодой человек не способен действовать с должной степенью. виновности, которая может оправдать высшее наказание ". Однако в деле Ропера Суд рассматривал науку о развитии как основание для отмены смертной казни для несовершеннолетних. В 2010 году суд постановил, что жизнь без права досрочного освобождения была неконституционной для несовершеннолетних в Грэхеме, а в 2012 году Суд постановил, что Штаты не могут требовать пожизненное без права досрочного освобождения несовершеннолетних даже в случае убийства в Миллере. В деле Миллера Суд заявил: «Становится все более очевидным, что подростковые мозги еще не полностью созрели в регионах и системах, связанных с исполнительными функциями более высокого уровня, такими как контроль импульсов, предварительное планирование и предотвращение рисков».
Другие критиковали триадную модель за отсутствие доказательств причастности систем обработки эмоций (например, миндалины) к принятию риска в подростковом возрасте.
