现在是傍晚的交通高峰期，典型的走走停停的路况。终于，出现了一个空隙；你周围拥挤的车群很快以 55 英里的时速一起巡航。突然，你看到前方刹车灯亮起。当你准备刹车时，你瞥了一眼后视镜，看到了一个令人震惊的景象——一辆车正以过快的速度逼近你的后挡泥板。那个十几岁的司机看起来很慌张，一只手紧紧抓住方向盘，另一只手紧握着手机。你准备迎接可怕的撞击……
我们总是很快责怪青少年让自己陷入困境，而成年人认为这些困境是可以轻易避免的。但最近的研究表明，简单的不负责任可能不是全部解释。当青少年执行某些任务时，他们负责决策的前额叶皮层比面临相同情况的成年人的同一区域工作得更加努力。青少年的大脑也较少利用其他可以提供帮助的区域。在具有挑战性的条件下，青少年可能比成年人评估和反应效率更低。
了解不同发育阶段大脑的能力和局限性对于教育和心理评估至关重要。具有讽刺意味的是，尽管青少年时期被广泛认为是巨大的成长和变化时期，但对青少年心理能力的研究却少于对儿童或成年人的研究。随着更多工作的完成，越来越明显的是，社会不应被青少年外表和大多数时候的行为举止像成年人一样所愚弄，就认为青少年拥有成年人的智力。支持行为认知控制的大脑过程尚未成熟。如果在其中加入压力源（如突然的高速公路拥堵），青少年可能会成为一颗定时炸弹。
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自我控制困难
正如最近的研究强调的那样，前额叶皮层（负责所谓的执行功能，它是计划和自愿行为的基础）的差异可能是青少年和成年人之间最重要的区别之一。匹兹堡大学神经认知发展实验室主任比阿特丽斯·卢娜通过在青少年和成年人进行视觉-运动系统的高要求测试期间使用功能性磁共振成像 (fMRI) 扫描他们的大脑，从而确定了这些差异。
在一个设置中，受试者面对一台随机闪烁灯光的电脑。他们被告知要么快速聚焦在灯光上，要么尽量避免看灯光。卢娜发现，当试图阻止强烈的反射倾向并做出深思熟虑的反应时，“青少年比成年人使用了更多的前额叶皮层资源。” 事实上，所使用的前额叶皮层的量与成年人在执行更复杂的任务时大脑使用的量相似。卢娜说，这种过度的依赖“可能导致错误，尤其是在难度增加时”。
心理学家区分了两种类型的行为控制：外源性和内源性。外源性控制是反射性的，是对外部刺激产生的反应——例如，当灯光出现在屏幕上时聚焦于灯光。内源性控制是自愿的，是由内部计划产生的——尽量不看灯光。成熟的前额叶皮层使内源性行为更容易覆盖外源性行为。在交通场景中，突然意识到自己要撞到你的后保险杠的青少年的外源性反应是冻结和尖叫，而内源性反应是猛踩刹车并转向避开。但对于青少年的大脑来说，有意识地覆盖外源性反应比成年人的大脑更困难。
像卢娜这样的专家认为，尽管青少年有时可以表现出成年人水平的决策认知控制，但这种内源性力量才刚刚开始成熟。她解释说，在视觉-运动测试中，受试者必须使用前额叶皮层来告诉大脑的其他部分如何行动。“与成年人相比，青少年表现出相似的抑制能力，但功能性磁共振成像显示，他们像疯了一样地消耗前额叶皮层，”卢娜指出。她补充说，成年人会调用大脑的其他部分“来协作并更好地分配工作量”。
这意味着，如果在一个已经压力很大的情况下发生意想不到的事情，青少年可能会耗尽他们的前额叶皮层资源。成年人可以通过利用其他大脑区域来更好地应对压力。在日常生活中，前额叶皮层的一般性过度劳累可能会损害执行功能，从而损害计划行为和选择。这可能解释了为什么青少年会表现出冲动或轻率的行为。例如，卢娜说，成年人可能更容易抑制对同伴压力的不良反应。他们可能更能够约束自己，而不是屈服于诱惑。
皮层超负荷
心理学家认为，执行功能的完全成熟只有在完全整合、协作的大脑系统出现后才会发生，这发生在青少年后期甚至 20 岁出头。但在青少年中，一个有助于指导自愿行为的关键因素——工作记忆——也仍在发展中。卢娜的功能性磁共振成像图像支持了这样的结论：青少年在招募支持工作记忆的区域方面效率不高。
加州大学圣地亚哥分校精神病学副教授苏珊·F·塔珀特也发现了整合薄弱的问题，她调查了青春期早期和后期的空间工作记忆。塔珀特使用功能性磁共振成像对 25 名青少年（12 至 14 岁）和 24 名年龄较大的青少年（15 至 17 岁）进行了测试。她说，年龄较大的青少年“在执行工作记忆任务时表现出更强烈和更广泛的背外侧前额叶激活，并且比年龄较小的青少年使用了更多的右侧顶下皮层，但较少的顶上皮层。”
塔珀特推断，年龄较大的青少年招募了不同的神经网络并采用了不同的策略来完成相同的工作。年龄较大的青少年使用的区域表明，他们是通过口头策略而不是通过简单的（但费力的）死记硬背的空间排练来解决任务的，这似乎是年龄较小的青少年执行任务的方式。在整个青春期，大脑通常会涉及更多区域，并将某些任务分配给专门区域，从而减少达到相同性能水平所需的神经元努力。塔珀特说：“我对我们在这个相对狭窄的年龄范围内观察到的变化幅度感到惊讶。”
青春期早期的青少年可以在空间工作记忆测试中表现良好，但似乎他们需要进行更多的神经活动才能做到这一点。如果他们在被要求执行额外任务时感到压力，他们的效率也会大大降低。塔珀特说，只有在青春期末，空间工作记忆才能有效地分布在各个大脑区域。
仍在修剪
最近对青少年大脑的结构性磁共振成像图像为这样一种观点提供了佐证：青少年大脑中参与决策和行为控制的区域正在发生显着的物理变化。美国国家精神卫生研究所儿童精神病学部精神病学家和研究员杰伊·N·吉德已经表明，对控制冲动很重要的背外侧前额叶皮层正在经历突触修剪——消除神经元之间不必要的连接。这导致神经冲动的传输更加高效。
大多数研究人员都认为，修剪是大脑成熟的基本机制。增加更多的髓磷脂也是如此——髓磷脂是包裹在轴突周围的绝缘层，轴突将信号从一个神经元发送到另一个神经元。这两种变化都会转化为大脑功能的改善。突触修剪提高了局部计算的效率，而髓磷脂化加快了神经元传输速度。正如卢娜指出的那样，结果是，前额叶皮层更能够施加自愿和计划的行为。
吉德评估了儿童精神病学部正在进行的磁共振成像研究的数据。最近的一项研究来自一个由 307 名儿童和青少年组成的样本，他们接受了磁共振成像扫描和神经心理学测试。许多人每两年重新测试一次。吉德说，最初的惊讶是“大脑从六岁开始大小变化不大”。颅骨变厚，但大脑已达到成人大小的 90%。他在补充道，青少年时期大脑的整体宽度是稳定的，“但各个组成部分的大小和形状会发生变化”。
磁共振成像图像显示了参与决策、判断和冲动控制的神经元之间以及前额叶皮层用于连接大脑区域的布线发生了改变。与其他研究一起，这些图像表明，前额叶皮层似乎会持续成熟到 20 多岁。“青少年时期大脑的变化如此动态，以及它持续变化到青年时代之久，这令人震惊，”吉德说。“坦率地说，[持续的变化]持续这么久让我们感到惊讶。” 虽然许多变化发生在青少年时期，但前额叶皮层的适应性在之后几年仍在持续。
骗局？
然而，并非所有神经科学家或心理学家都准备接受青少年大脑的先天生物学可以解释鲁莽行为的观点。心理学家、加州大学圣地亚哥分校访问学者和剑桥行为研究中心创始人罗伯特·爱泼斯坦说，他对青少年大脑与成人大脑如此不同的概念感到“愤怒”。“根本没有这样的东西。这是一个骗局，在某种程度上是由资助研究的制药公司推动的，”他断言。
为了揭穿常规大脑发育是青少年行为问题的根本原因的神话，爱泼斯坦引用了艾略特·S·瓦伦斯坦（自由出版社，1998 年）的具有影响力的著作《指责大脑》，瓦伦斯坦现在是密歇根大学安阿伯分校的心理学荣誉退休教授。它暗示一些神经科学家受到制药公司的影响，这些公司希望发展大脑是罪魁祸首的观点，从而为医生开具精神药物铺平道路。（请注意，本文中讨论的所有研究均未由制药公司资助。）
也许更具说服力的是爱泼斯坦的观察，即暗示青少年大脑的研究往往只关注美国青少年。他说，研究表明，“其他国家和发展中国家的青少年行为举止或感觉都不像美国青少年。如果你看看多元文化和因果关系问题，就不存在普遍不同于成人大脑的青少年大脑。”
美国文化已经将青少年时期定义为动荡时期。“但世界上大多数青少年都没有经历过任何这样的动荡，”爱泼斯坦指出，他引用了亚利桑那大学人类学家爱丽丝·施莱格尔和匹兹堡大学心理学家赫伯特·巴里三世进行的一项大规模研究。他们的著作《青春期：人类学调查》（自由出版社，1991 年）考察了 186 种前工业文化中的青少年。施莱格尔和巴里发现，60% 的文化甚至没有“青春期”这个词，而且大多数青少年大部分时间都与成年人在一起，而不是只与同龄人隔离。超过一半的文化中没有反社会行为；在发现反社会行为的文化中，反社会行为也很温和。
爱泼斯坦宣称，这“令人难以置信”，因为在美国“我们将青少年时期定义为风暴和压力。将大脑视为一切坏事的根源是错误的，因为环境会改变大脑。我们生活在一个孩子与成人隔离的社会，因此他们相互学习。” 他说，这可能是麻烦的根源。爱泼斯坦认为，当一个社会培养青少年经历平稳、迅速地过渡到成年期时，青少年被认为理所当然的焦虑感就会消失。
准备好了还是没准备好
卢娜称爱泼斯坦的观点“很有趣”，尽管她不同意。她说，无论如何，她的实验控制了文化差异，因为它们着眼于基于情绪中性刺激而不是社会相关行为决策的大脑功能。
至于环境影响，卢娜说，功能性磁共振成像图像表明，大脑是一个脆弱的系统，与成年人相比，在压力大的环境中，青少年更难表现出自制力。她指出，青少年大脑的结构“尚未准备好”，这是一件好事，因为它允许大脑在其中成熟的特定环境中更加一致地发展。“我们正在努力理解大脑与行为的关系，”她补充道。“这不像青少年大脑与其他大脑不同。存在一个连续统。”
她观察到，视觉-运动测试非常困难，“因为整个大脑都连接着看视觉刺激。” 要求受试者不看灯光需要额叶区域与皮层下区域进行交流，以执行计划好的内源性反应（“我不看灯光”），从而覆盖反射性的外源性反应（“看灯光”）。她说：“我们要求青少年做一些”最多只与冒险行为有微弱关系的事情。“这是一种观察抑制反应的基本能力的方法。” 因为青少年更难执行需要自愿控制的任务，所以他们可能更容易做出错误的决定。
然而，卢娜说，当青少年处于竞争需求较少的环境中时，他们确实会像成年人一样行事。在前工业文化中，这更有可能是环境，“所以，当然，那些青少年可能不会表现出冒险行为。但这并不意味着他们的大脑没有修剪，”她解释道。“或者说青春期没有什么特别之处。”
（作者）
莱斯利·萨巴赫是一位科学记者，专门研究医学和航空航天。她曾在伊拉克的战斗医疗后送任务和美国宇航局的科学和微重力飞行中飞行过。
（延伸阅读）
青少年大脑发育：脆弱性和机遇。罗纳德·E·达尔和琳达·帕蒂亚·斯皮尔编辑。《纽约科学院年鉴》，第 1021 卷；2004 年 6 月。
功能性磁共振成像揭示了青春期空间工作记忆网络的改变。A. D. 施韦因斯堡、B. J. 内格尔和 S. F. 塔珀特，《国际神经心理学学会杂志》，第 11 卷，第 631-644 页；2005 年。
儿童和青少年智力能力与皮层发育。P. 肖等人，《自然》，第 440 卷，第 676-679 页；2006 年 3 月 30 日。