在发表在《神经生物学进展》上的一篇论文中，匹兹堡大学医学院的神经科学家描述了令人信服的新证据，证明青春期前额脑区域存在关键的神经可塑性时期，此时出现抑郁症和精神分裂症等主要精神疾病和冒险行为峰。
研究人员使用典型磁共振成像的两倍以上的分辨率，发现前额叶皮层中抑制性和兴奋性神经递质的相对平衡与年龄相关的变化——大脑中负责认知、决策、短期记忆和调节的区域社会行为。该研究通过首次提供青春期额叶皮层可塑性的证据，扩展了科学家对婴儿期关键神经可塑性的理解。
“前额叶皮层通常被描述为‘大脑的导体’，”皮特大学精神病学教授、资深作者 Beatriz Luna 博士说。“它不是演奏一种特定的乐器，而是在多种乐器和大脑区域之间进行协调，以确定复杂的功能，例如认知或控制情绪。”
“这篇论文为我们对青少年行为的怀疑提供了生物学证据，”Luna 补充道。“青春期是认知变得专门支持向成年过渡和确定终生大脑发育轨迹的时期，这可能会脱轨，例如精神疾病。”
青春期是发育的一个独特部分，几代人都困惑研究人员和父母。这一成长和发展时期的特点是高度寻求感觉，适应于获得成年期大脑专业化所需的新体验，从青春期开始，通常在个人达到 18 岁或略低于 18 岁时趋于平稳年纪大了。
关键时期的大脑可塑性是由与抑制功能相关的更大的兴奋功能触发的，这表明神经系统必须重组以恢复平衡。
作为研究的一部分，科学家们观察了额叶皮层中两种大脑化学物质——谷氨酸和γ-氨基丁酸或 GABA 的水平。谷氨酸和 GABA 在大脑中都很丰富。
神经元使用谷氨酸在它们的芽中发送激活或兴奋性信号，而 GABA 用于抑制它们并抑制大脑激活。兴奋和抑制之间的这种平衡对于大脑和大脑发育的目标至关重要。
与以前使用不太敏感的大脑成像技术并且只观察谷氨酸或 GABA 水平的研究不同，Luna 和她的小组的研究通过以更高的精度测量它们的水平来研究这两种神经递质之间的平衡。
研究人员对 144 名青少年和成年参与者使用高分辨率实时脑成像，发现兴奋性谷氨酸和抑制性 GABA 之间的平衡在成年期有所增加。这种增加主要是由于谷氨酸随着年龄的增长而显着下降，接近 GABA 水平。
总之，这些发现阐明了大脑额叶皮层的关键时期可塑性，并强调在青春期，支持认知和认知控制的大脑区域的动态雕刻对于我们如何理解增强的感觉寻求和其他适应性的生物学机制具有重要意义支持成人大脑轨迹的行为。
扩大对大脑化学变化的理解并定义大脑可塑性的规范生物学机制是为针对精神健康障碍的治疗提供信息的关键。
“研究推动从青春期过渡到成年期的大脑基础变化非常重要，”主要作者、皮特临床心理学研究实习生玛丽亚·佩里卡 (Maria Perica) 说。“关于正常大脑发育的不完整知识限制了我们对推动我们在临床上看到的一些变化的理解。”