現在是傍晚的交通高峰期，典型的走走停停的交通狀況。終於，出現了一個空隙；你周圍擁擠的車群很快就以每小時 55 英里的速度一起巡航。突然，你看到前方剎車燈亮起。當你準備剎車時，你瞥了一眼後視鏡，看到了令人震驚的一幕——一輛車正以極快的速度逼近你的後擋泥板。那個青少年司機看起來驚慌失措，一隻手緊緊抓住方向盤，另一隻手緊握著手機。你準備迎接可怕的撞擊……
我們很快就會責怪青少年讓自己陷入困境，而成年人認為這些困境本可以輕易避免。但最近的研究表明，簡單的不負責任可能不是全部解釋。當青少年執行某些任務時，他們負責決策的前額葉皮層比面臨相同情況的成年人的同一區域工作得更努力。青少年大腦也較少利用其他可以提供幫助的區域。在具有挑戰性的條件下，青少年可能比成年人評估和反應效率更低。
瞭解不同發育階段大腦的能力和侷限性對於教育和心理評估至關重要。具有諷刺意味的是，儘管青少年時期被廣泛認為是巨大的成長和變化時期，但對青少年心理能力的研究卻少於兒童或成人。隨著更多工作的完成，越來越明顯的是，社會不應被表面現象所迷惑，認為青少年具有成年人的心智慧力，僅僅因為他或她看起來並且大多數時候行為舉止都像成年人。支援行為認知控制的大腦過程尚未成熟。在混合物中新增壓力源——例如突然的高速公路擁堵——青少年可能成為隨時可能發生的事故。
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自我控制困難
正如最近的研究強調的那樣，前額葉皮層的差異——負責計劃和自願行為的所謂執行功能——可能是青少年和成年人之間最重要的區別之一。匹茲堡大學神經認知發展實驗室主任比阿特麗斯·盧娜透過在青少年和成年人進行視覺運動系統的高要求測試期間使用功能性磁共振成像 (fMRI) 掃描他們的大腦，從而確定了這些差異。
在一個設定中，受試者面對一臺隨機閃爍燈光的電腦。他們被告知要麼快速專注於燈光，要麼儘量避免看燈光。盧娜發現，“青少年比成年人使用了更多的前額葉皮層資源。” 事實上，所用的前額葉皮層量與成年人大腦在執行更復雜的任務時使用的量相似。盧娜說，這種過度依賴“可能導致錯誤，尤其是在難度增加時”。
心理學家區分了兩種型別的行為控制：外源性控制和內源性控制。外源性控制是反射性的，是對外部刺激產生的反應——例如，專注於螢幕上出現的燈光。內源性控制是自願的，由內部計劃產生——儘量不看燈光。成熟的前額葉皮層使內源性行為更容易覆蓋外源性行為。在交通場景中，突然意識到自己要撞到你的後保險槓的青少年的外源性反應是僵住和尖叫，而內源性反應是猛踩剎車並轉向避開。但對於青少年大腦來說，故意覆蓋外源性反應比成年人大腦更困難。
像盧娜這樣的專家認為，儘管青少年有時可以表現出成人水平的決策認知控制，但這種內源性力量才剛剛開始成熟。她解釋說，在視覺運動測試中，受試者必須使用前額葉皮層來告訴大腦的其餘部分如何行動。“青少年在抑制能力方面與成年人表現出相似的能力，但 fMRI 顯示他們像瘋了一樣地使用前額葉皮層，”盧娜指出。她補充說，成年人會求助於大腦的其他部分“來協作並更好地分配工作量”。
這意味著，如果在已經緊張的情況下發生意外情況，青少年可能會耗盡其前額葉皮層資源。成年人可以透過利用其他大腦區域來更好地處理壓力。在日常生活中，前額葉皮層的一般過度勞累可能會削弱執行功能，損害計劃行為和選擇。這可以解釋為什麼青少年會表現出衝動或輕率的行為。例如，盧娜說，成年人更容易抑制對同伴壓力的不良反應。他們更能夠約束自己，而不是屈服於誘惑。
皮層的超負荷
據心理學家稱，執行功能的完全成熟只有在完全整合、協作的大腦系統出現時才會發生，在青少年後期甚至 20 歲出頭。但在青少年中，有助於引導自願行為的關鍵因素——工作記憶——也仍在發展中。盧娜的 fMRI 影像支援了這樣的結論：青少年在招募支援工作記憶的區域方面效率不高。
加州大學聖地亞哥分校精神病學副教授蘇珊·F·塔珀特也發現了整合性較弱，她調查了青春期早期和晚期青少年的空間工作記憶。塔珀特使用 fMRI 測試了 25 名年輕青少年（12 至 14 歲）和 24 名年齡較大的青少年（15 至 17 歲）。她說，年齡較大的青少年“在執行任務時表現出更精細、更小的啟用區域，並且比年輕青少年使用了更多的頂下葉皮層”。
塔珀特認為，年齡較大的青少年招募的神經元更少，並採用不同的策略來完成相同的工作。年齡較大的青少年使用的區域表明他們是透過語言策略而不是透過死記硬背的空間排練來解決任務的。在整個青春期過程中，大腦總體上涉及更多區域，並將某些任務分配給專門區域，從而減少了達到相同效能水平所需的神經元努力。“我們觀察到在這個相對狹窄的年齡範圍內發生的變化幅度之大，我感到驚訝，”塔珀特說。
青春期早期的青少年在空間工作記憶測試中表現良好，但似乎他們需要進行更多的神經活動。如果他們在被要求執行額外任務時感到壓力，他們的效率也會大大降低。塔珀特說，只有在青春期結束時，空間工作記憶才能有效地分佈在大腦區域。
仍在修剪
最近的青少年大腦結構 MRI 影像為以下觀點提供了可信度：青少年大腦中參與決策和行為控制的區域會發生顯著的物理變化。美國國家心理健康研究所兒童精神病學分部的精神病學家和研究員傑伊·N·吉德表明，背外側前額葉皮層（對控制衝動很重要）正在經歷突觸修剪——消除神經元之間不必要的連線。這可以提高神經衝動的傳輸效率。
大多數研究人員都認為，修剪是大腦成熟的基本機制。增加更多的髓磷脂（神經元之間傳送訊號的軸突周圍的絕緣層）也是如此。這兩種變化都轉化為大腦功能的改善。突觸修剪提高了區域性計算的效率，而髓鞘形成則加快了神經元傳輸速度。盧娜指出，因此，前額葉皮層更有能力施加自願和計劃的行為。
吉德評估了兒童精神病學分部正在進行的 MRI 研究的資料。最近的一項研究來自 307 名兒童和青少年的樣本，他們接受了 MRI 掃描和神經心理學測試。許多人每兩年重新測試一次。吉德說，最初的驚訝是“從六歲開始，大腦的尺寸變化不大”。顱骨變厚，但大腦已達到成人尺寸的 90%。他說，在青少年時期，大腦的整體寬度是穩定的，“但組成部分的大小和形狀發生了變化”。
MRI 影像顯示，參與決策、判斷和衝動控制的神經元之間的佈線以及前額葉皮層用於連線大腦區域的佈線發生了改變。與其他研究一起，這些影像表明，前額葉皮層似乎持續成熟到 20 多歲。“青少年時期大腦的變化如此動態，以及它持續變化到青年時期之久，這令人震驚，”吉德說。“坦率地說，[持續變化]持續這麼久讓我們感到驚訝。” 雖然青少年時期發生了許多變化，但前額葉皮層的適應仍在持續多年。
騙局？
然而，並非所有神經科學家或心理學家都準備接受青少年大腦的先天生物學解釋魯莽行為的觀點。心理學家、加州大學聖地亞哥分校訪問學者、劍橋行為研究中心創始人羅伯特·愛潑斯坦說，他對青少年大腦與成人大腦如此不同的概念感到憤怒。“根本沒有這種東西。這是一個騙局，在某種程度上是由資助研究的製藥公司推動的，”他斷言。
為了揭穿常規大腦發育是青少年行為問題的根本原因的神話，愛潑斯坦引用了埃利奧特·瓦倫斯坦（Elliot Valenstein，自由出版社，1998 年）的頗具影響力的著作《指責大腦》，他現在是密歇根大學安娜堡分校的心理學榮譽教授。它暗示一些神經科學家受到製藥公司的影響，這些公司希望發展大腦是罪魁禍首的觀點，從而為醫生開具精神藥物鋪平道路。（請注意，本文討論的所有研究均未由製藥公司資助。）
也許更具說服力的是愛潑斯坦的觀察，即暗示青少年大腦的研究往往只關注美國青少年。他說，研究表明，“其他國家和發展中國家的青少年不像美國青少年那樣表現或感覺。如果你看看多元文化和因果關係問題，就沒有青少年大腦”在普遍意義上與成人大腦不同。
美國文化已經將青少年時期定義為動盪不安。“但世界上大多數青少年都沒有經歷過這種動盪，”愛潑斯坦指出，他引用了亞利桑那大學人類學家愛麗絲·施萊格爾和匹茲堡大學赫伯特·巴里的 一項大規模研究。他們的著作《青春期：人類學調查》（自由出版社，1991 年）考察了 186 種前工業文化中的青少年。施萊格爾和巴里發現，60% 的文化甚至沒有“青春期”這個詞，而且大多數青少年大部分時間都與成年人在一起，而不是隻與同齡人隔離。超過一半的文化中沒有反社會行為；在發現反社會行為的文化中，反社會行為也很溫和。
愛潑斯坦宣稱，這“令人難以置信”，因為在美國，“我們將青少年時期定義為風暴和壓力。將大腦視為一切壞事的根源是錯誤的，因為環境會改變大腦。我們生活在一個孩子們與成人隔離的社會，所以他們互相學習。” 他說，這可能是麻煩的根源。愛潑斯坦認為，當一個社會培養青少年經歷平穩、迅速地過渡到成年時，許多被認為是青少年與生俱來的焦慮感就會消失。
準備好了還是沒準備好
盧娜稱愛潑斯坦的觀點“有趣”，儘管她不同意。她說，無論如何，她的實驗控制了文化差異，因為它們基於情緒中性的刺激（而不是與社會相關的行為決策）來觀察大腦功能。
至於環境影響，盧娜說，fMRI 影像證實，大腦是一個脆弱的系統，在壓力大的環境中，與成年人相比，青少年更難表現出自制力。她指出，青少年大腦的結構“尚未準備好”，這是一件好事，因為它使大腦能夠更一致地發展，與大腦成熟的特定環境保持一致。“我們正在努力理解大腦與行為之間的關係，”她補充道。“青少年大腦與其他大腦不同。這是一個連續體。”
她觀察到，視覺運動測試非常困難，“因為整個大腦都連線起來觀看視覺刺激。” 要求受試者不看燈光需要額葉區域與皮層下區域進行交流，以執行計劃好的內源性反應（“我不看燈光”），從而推翻反射性的外源性反應（“看燈光”）。她說，我們要求青少年做的事情最多隻與冒險行為略有關係。“這是一種觀察抑制反應的基本能力的方式。” 由於青少年更難執行需要自願控制的任務，他們可能更容易做出錯誤的決定。
然而，盧娜說，當青少年處於競爭需求較少的情況下時，他們確實表現得像成年人一樣。在前工業文化中，這種情況更可能發生，“所以，當然，那些青少年可能不會表現出冒險行為。但這並不意味著他們的大腦沒有修剪，”她解釋道。“或者青春期沒有一些獨特之處。”