解讀青少年大腦(3張圖)

最近對英國神經科學家薩拉-詹·布萊克莫爾(Sarah-Jayne Blakemore)的采訪，他是2018年那本書的作者《發明自己:青少年大腦的秘密生活》，開頭是一個警告。

“我認為重要的是在我們開始之前要知道，直到20年前，我們真的不知道童年後大腦會發生任何變化，”她吐露道。“這就是我在本科期間學到的東西。我們現在知道，這完全不是事實。”

在既定觀點的問題上，科學經常扮演挑釁者，甚至是破壞者的角色——對傳統智慧進行挑釁，直到它們得出意想不到的真理，有時甚至完全推翻它們。天體、遺傳和精神疾病的奧秘都經曆了戲劇性的反思。

因此，讓我們窺探大腦處理信息過程的新技術正在推動我們對人類認知的理解發生革命，這並不完全令人驚訝。例如，功能性核磁共振成像(fMRI)機器的圖像顯示，大腦不像一個離散的、專門的模塊的集合——一個負責語言，一個負責視覺，這是舊的模型——而更像一個相互支持的綜合功能網絡。這些同樣的圖像表明，大腦網絡在我們20多歲時經曆了戲劇性的全麵成熟。

這一發現對許多關於青春期的理論提出了質疑。長期以來，關於青少年的論斷——從他們所謂的非理性到他們明顯的無懈可擊——不加批判地廣泛傳播。新的研究表明，我們有很多事情要重新思考。

老鼠和未成年人

青春期的齧齒動物和青春期的人類容易受到同伴壓力的影響——當有同齡同伴在場時，這兩個物種的成員冒險的幾率要高得多。

在2005年進行的一項研究在美國，神經科學家勞倫斯·斯坦伯格(Laurence Steinberg)讓青少年和成年人玩一個虛擬駕駛遊戲，測試他們在交通信號燈由綠變黃再變紅時冒險的意願。當事故發生時，參與者會受到懲罰。青少年對風險的反應和成年人一樣，獨自玩耍時的表現也差不多。但在有同齡人在場的情況下，青少年和年輕人的冒險行為激增——13歲至16歲的冒險駕駛行為增加了三倍，撞車事故數量激增——而成年人的冒險行為則持平。

一項涉及老鼠和酒精消費的研究得出了類似的結論。那2014年實驗將不同年齡的齧齒動物暴露在一個相當於開放式酒吧的環境中:它們可以在閑暇時喝酒。青春期的老鼠——那些4到5周的幼齡老鼠——獨自一人時喝酒的頻率和成年老鼠一樣多。但在其他青少年的陪伴下，它們會坐下盡情狂歡，飲酒的時間增加了25%。成年老鼠的飲水量沒有變化。

這些結果不僅僅是實驗室的把戲。使用2007 - 2010年的真實事故數據，2012年發表的一項研究研究發現，青少年獨自駕車時，與一個同伴同行時，每英裏死亡風險增加44%，而與三個同伴同行時，死亡風險增加四倍。相比之下，布萊克莫爾寫道，旅伴實際上是26歲以上成年人的“保護因素”，“與獨自一人相比，他們在有乘客的情況下撞車的可能性更小。”

在最近的一些實驗中，同伴壓力作為一種可測量的生物現象出現，就像地震儀上蝕刻的第一波地震波一樣，跨越到可感知的世界。2013年的一項研究發現，當人類受試者被告知有同伴在看著他們時，青少年的皮膚電導讀數(一種由壓力和覺醒引起的電流的測量方法)始終高於成人或兒童。同時進行的腦部掃描顯示，青少年大腦中與自我意識和理解他人能力有關的關鍵區域出現了更大的活動。

這從來不是一個感覺不可戰勝的問題。對於青少年來說，有同齡人在身邊是一種改變——他們明白其中的風險，無論如何都要承擔。

明顯的不匹配

青少年冒險的一個可能的罪魁禍首是一個可以追溯到進化史的大腦網絡——邊緣係統，是恐懼、欲望、饑餓和快樂等原始本能的所在地。“這些區域位於大腦的深層中心，”布萊克莫爾解釋說。它們的年齡要大得多，我們與許多其他動物共享這些係統。”

2014年，布萊克莫爾和兩名同事收集了33個人的大腦圖像並繪製了個體邊緣係統隨時間的生長速度。他們還研究了另一個關鍵的大腦區域:前額葉皮層。

結果圖表(上圖)顯示，在青春期，像伏隔核這樣的邊緣結構隻發生了輕微的變化，而前額葉皮層在修剪掉未使用的突觸連接時，體積發生了巨大的變化，縮小和重組。結果呢?大腦掃描似乎表明，青少年的邊緣係統(大腦的獎勵係統)已經成熟，並處於全速運轉狀態，而負責自控、計劃和自我意識等功能的前額葉皮層仍在忙於發育。

布萊克莫爾解釋說:“青少年發展的一個主要理論是，這兩個係統之間不匹配。”“邊緣係統在結構上比阻止你冒險的前額葉皮層更發達，它讓你有冒險的回報感。”

如果你覺得這太簡單了，布萊克莫爾同意。她警告說:“我不會忽視轉學等社會因素，也不會忽視青少年的個體差異。”

盡管如此，仍有大量證據表明，邊緣係統在青春期過度活躍。這不是年輕人的非理性或戲劇天賦在起作用;事實上，青少年對音樂、毒品和速度刺激的體驗比成年人更強烈。在他2014年的書中《機會時代:來自青少年新科學的教訓》，斯坦伯格對同伴的影響也畫了一條直線，他指出，青少年同伴“點亮了毒品、性、食物和金錢所喚起的相同的獎賞中樞。”

純天然塑料

也不全是悲觀和厄運。根據斯坦伯格的說法，青少年時期是“我們一生中最後一個偉大的神經可塑性時代”，指的是大腦智力和情感增長的持續能力。使青少年容易受到危險行為和情緒波動影響的新興回路，也為青少年學習者帶來了顯著優勢。

在深層神經層麵，新信息被寫入大腦本身的灰質中，表現為突觸的結構變化，通過反複暴露，形成越來越持久的記憶網絡。一個2002年進行的研究在學習的時刻，提供了一扇進入大腦的迷人窗口。上麵的圖表顯示了青春期和成年小鼠對一條新信息的電反應，用紅色箭頭表示。就像鈴聲敲得更猛一樣，青春期老鼠的大腦會產生更戲劇性的反應，並將這種反應維持得更久。

這是個好消息——這是一個明確的信號，表明青少年的大腦天生更容易接受學習，弗朗西斯·詹森在她2015年的書中寫道青少年的大腦．青春期的動物隻是“表現出比成年動物更快的學習曲線”，而我們在青少年時期仍然保持著提高智商等基本屬性的能力。

在課堂上接觸青少年

采取直接的方法:坦率地與青少年談論他們的大腦發育可以為他們的情感世界提供有用的背景，並重新設定他們對智力持續增長潛力的期望。“我們知道人們喜歡生物學上的解釋。在神經性中風患者中確實如此——表明大腦是可塑的，可以改變和恢複，這非常有用，”布萊克莫爾說。

解釋大腦邊緣係統的作用、同齡人的影響以及青少年大腦的可塑性，為學生更好地了解自己、控製自己的情感和學術生活奠定了基礎。布萊克莫爾堅持認為，還有一個簡單的尊重問題:“他們有知情權，”她強調說。“這發生在他們的大腦裏。”

好好利用同伴的壓力:同輩壓力和社會影響也可以用於好的方麵。例如，吸煙研究表明，青少年忽視了關於吸煙對健康的長期影響的警告，但對其社會影響做出了反應。布萊克莫爾說，提醒青少年吸煙“會讓你口臭，或讓年幼的孩子處於危險之中”更有說服力。青少年“也認為這是一個利用他們賺錢的成人行業。這已被證明有助於吸煙和健康飲食。”

學校意識到這些社會動態，並利用青少年領袖、社會影響者，並呼籲公平和正義來改變周圍的行為特許經銷商，欺淩,學術欺騙．

教自律:現在還不晚。控製執行功能的前額葉皮層仍在發育，在青春期對環境和訓練保持高度敏感。有理由認為，明確地教授自我調節、長期計劃和同理心可能對青少年特別有益。

根據斯坦伯格的說法，改善青少年自我調節的努力“在減少危險行為方麵比那些僅限於向他們提供有關危險行為的信息的努力更有可能有效。”向青少年展示“如何調節自己的情緒、管理壓力和考慮他人感受”的社交和情感學習項目，可以對執行功能產生更廣泛的積極影響，提高注意力和自律，並為青少年高中畢業後的學業和職業成功奠定基礎。

本文作者是Edutopia的首席內容官。你可以在推特上關注他@smerrill777．

故事中的圖表由插畫家利·威爾斯繪製，改編自馬戈·加德納和勞倫斯·斯坦伯格2005年的研究;2) K.L.米爾斯，A.L.戈丁斯，L.S.克拉森，J.N.吉德，S.J.布萊克莫爾，2014;3) N.L.施拉姆，R.E.埃格裏，D.G.溫德，2002，經突觸雜誌，由Wiley-Liss公司提供。