Cognitive Neuroscience Study on Adolescent Risk

摘要：青春期是个体在人生成长过程中经历的极为重要的阶段，此时个体经常会做出鲁莽的决定和危险的行为，而这会对其发展造成不利影响。近年来出现了许多从认知神经科学角度来研究青春期冒险行为的成果，它们揭示出更深层的作用机制，可以为更好地开展教育实践和制定相关政策提供证据和支持。对青春期冒险行为的认知神经科学研究，为教育实践提出了诸多建议和启示。

Cognitive Neuroscience Study on Adolescent Risk-taking and Its Implication to Education Practice

“14岁辍学少年向学校周边收取保护费，多次持刀威胁殴打学生”，“初中生教室泼硫酸，烧伤18名同学”，“18岁女孩杀父弑母获死缓”……这些触目惊心的案例在新闻中屡见不鲜，青少年犯罪在我国已成为影响社会安定的重要因素之一。青春期是个体在人生成长过程中经历的极为重要的阶段。在这期间，个体开始更多地接触家庭以外的各种环境，从家庭生活转向学校生活、社会生活。与此同时，青少年生理和心理方面的变化，促使他们以一种有别于天真烂漫的儿童期和人格稳定的成年期的行为和认知方式参与社会活动。

在美国，青少年酒后驾车、药物滥用、酗酒、没有保护措施的性行为以及参与犯罪活动的比例引起了社会各界的关注(Blum & Nelson-Mmari，2004)。在我国，由青少年冒险行为导致的自身成长的缺陷障碍，以及犯罪行为引起的社会不安全因素，包括早恋行为、打架斗殴、少年犯罪等，同样已成为一个必须引起全社会重视的问题。

探究青春期个体的冒险行为在认知神经科学上的形成与变化，对探讨青少年冒险行为的形成、发展与变化趋势有着重要意义，也对社会、学校、家庭如何引导青少年应对和调控面临的风险情境、作出最优化的选择有着重要的启示。本文主要从青少年冒险行为的认知神经基础及其对教育实践的启示两个方面进行论述。

一、青少年冒险行为的认知神经基础 (一) 脑结构

青少年参与冒险活动主要是由社会性和情绪性因素引起的。证据显示，青春期个体参与社会性和情绪性活动的脑区并未发展成熟，这可能是解释青少年过多冒险行为的重要神经基础之一。Steinberg(2008)认为，为使青少年的冒险行为降低到最少，我们应该更多地关注冒险行为发生时的社会性、情绪性等因素，而非一味改变青少年的思维方式。这也对当今国际教育界大力推广的通过言辞说教来预防和纠正青少年冒险行为的方法提出了质疑。

1. 大脑的双系统模型

Steinberg(2010)提出的青少年冒险行为的“双系统模型”得到了许多研究者的认同。大脑中主要存在两个系统指导和支持着人们进行日常活动，一个是认知控制系统，主要包括外侧前额叶皮质(lateral prefrontal)和顶叶皮质(parietal cortices)区域，以及前扣带回皮层(anterior cingulate cortex，简称ACC)与之相联系的区域；另一个是社会-情绪系统，位于大脑边缘(limbic)和旁边缘(paralimbic)区域，包括杏仁核(amygdala)、腹侧纹状体(ventral striatum)、眼眶皮层(orbitofrontal cortex)、内侧前额叶皮层(medial prefrontal cortex)以及颞上沟(superior temporal sulcus)。认知控制系统的发展成熟可以促进个体自我调节能力的提升，它在整个青春期逐渐发展，直到成年早期；社会-情绪系统则使个体在青春期产生更多的奖赏寻求行为，该系统在青春期开始时便迅速发展，在青少年中期(13-15岁)达到顶峰，之后发展逐渐变缓。正是由于大脑中两个系统在发育成熟时间上的差异，导致个体从青少年早期开始、直到中后期，出现一系列由情绪引起的冲动、冒险行为，不能像成年人那样很好地控制自己的某些冲动行为。

2. 相关脑结构的发展变化特点

(1) 突触联结的发展特点

儿童到青春期脑结构的变化主要体现在大脑中白质(white matter)和灰质(grey matter)的数量变化上。个体进入青春期后，大脑中白质的数量呈线性增多。这一变化促进了执行功能的发展，包括反应抑制、预先计划能力、权衡利弊能力以及对多种信息资源综合考虑的能力。而灰质的变化在整个青春期期间呈现倒U型发展。前额叶和顶叶的灰质容量从青少年前期开始增多，在11到12岁左右达到增长的顶峰(Gogtay，Giedd，Lusk，Hayashi，Greenstein，Vaituzis，Nugent，Herman，Clasen，Toga, Rapoport, & Thompson，2004)，接着呈下降趋势，直到青少年后期，这种变化主要促进了基本的信息加工和逻辑推理能力的完善(Keating，2004)。白质和灰质的变化可以从两个方面进行解释，第一是这种变化可能是神经细胞轴突髓鞘化的结果；第二，灰质的变化可能与性成熟有关，在性成熟的中后期突触出现重构，各突触的功能特异性增强。

总的来说，青少年时期出现的突触急剧增多导致了前额叶皮层对输入信息的低过滤和低加工能力，从而降低了个体的认知加工的效率，即青春期出现的认知功能混乱是与突触大量繁殖有关的。青春期之后，在对过多的突触进行修剪，形成特定、有效的突触网络，个体的认知能力得到了逐渐的提高。白质在大脑各个区域的增加使细胞间传递速度增快，促进了个体对于情绪和认知的调控，灰质突触的反应、传输效率增高，使得二者可以协同统一地帮助个体更好地与外界互动。

(2) 情绪相关脑区的发展特点

杏仁核(amygdala)在大脑参与情绪机能时起到了非常关键的作用。杏仁核主要由杏仁基底外侧核(basolated amygdala, BLA)和杏仁中央内侧核(centromedial amygdala, CMA)两部分构成，BLA和CMA由于其与皮质、亚皮质的不同联接模式，有着不同的功能。一项采用fMRI范式的研究发现，相比于19-22岁的成人，7-9岁儿童的杏仁核与亚皮层、旁边缘构造、边缘构造、多模态关联、正中前额叶皮层等脑结构的内在功能联接较弱，而且儿童期BLA和CMA的功能有较大重叠，还没有较好的分工。成人期杏仁核与其他脑区的功能联接更为完善，并且BLA和CMA两部分已经有了较明确的分工(Qin, Christina，Young，Kaustubh, Lucina, & Vinod，2012)。

(3) 与奖励效价有关的脑区变化及同伴在场的影响

青春期的个体对于奖励有更加敏感的体验，而这种过分敏感性可能是导致青少年增加冒险行为的原因之一。青少年对于奖励的过分敏感是由于大脑内侧纹状体(medial striatum)和前额叶(prefrontal lobe)的发展模式不平衡造成的。Van Leijenhorst等人(2010)利用fMRI范式，分离了不同年龄段的青少年对于预期奖赏、得到奖赏、和未得到奖赏的反应发现青少年对于奖励刺激过度敏感，即使是微小的奖励，也可以引起他们脑中纹状体等区域的激活，而这种激活可能使得个体更容易产生风险寻求的冲动。

相对于其他年龄段，青少年与同伴相处的时间显著增多，这种社会环境的改变在研究青春期冒险行为时也十分值得关注。Nelson在实验中控制了“同伴拒绝/同伴接受”这一变量，发现在同伴接受的条件下，被试在腹侧被盖区(ventral tegmental area)、杏仁核和腹侧苍白球(ventral pallidum)等脑区的激活程度较大，这些脑区与个体对奖励效价进行评估时所激活的大部分脑区是重叠的(Nelson，McClure，Parrish，Leibenluft, Ernst, &Fox，2007)，同时，也有研究表明上述脑区是与奖励评估有关的(Waraczynski，2006)。这就说明，青春期时“被同伴所接受”这一信息可以被青少年以一种类似于加工奖励刺激的方式呈现，包括非社会性的奖励(Nelson，McClure，Monk，Zarahn, Leibenluft, & Pine，2003)。这种神经回路的重叠中介了社会信息的加工和奖励信息的加工，这一点可以解释，为什么在同伴参与的情境下冒险行为更可能发生。

(4) 青少年中后期各脑区的发展特点

从青春期中后期开始，青少年的冒险行为逐渐减少直到成人。有研究表明这与青春期后期个体的认知神经结构的逐渐变化有关。与高级认知能力相关的脑区在青少年后期出现了显著的发展，包括外侧前额叶(lateral prefrontal)，顶叶联合皮层(parietal association cortices)以及前扣带回(anterior cingulate cortex)的部分区域，这些脑区都与抽象推理能力和深思熟虑的行为能力有关，因而认知控制系统的成熟是使个体从青少年到成年期间冒险行为逐渐减少的重要原因。

与此同时，认知控制系统发生的一些功能性改变也促进了个体控制冒险行为，做出正确的决策。具体体现在背外侧前额叶皮质(dorsolateral prefrontal cortex)在青春期后期的激活强度的增加(Durston，Thomas，Yang，Ulug, Zimmerman, & Casey，2002)，由于背外侧前额叶皮层的发育与空间工作记忆以及反应抑制能力有关，它与在青春期前期迅速增强的腹内侧前额皮质层(ventral medial prefrontal cortex)不同。腹内侧前额叶皮层主要与情感调节的能力有关，随着年龄的增加，当个体步入青春后期，认知控制系统逐渐发育成熟，认知和情感共同调节个体进行决策和行为，当二者达到相对调和的状态时，个体便可以做出理智而又理想的决策。

正如前文所提到的，青少年个体极易受到同伴的影响。当个体逐渐成长，到青春期后期，认知控制系统对冲动的奖赏寻求行为的调节与抑制能力增强，同时认知控制与社会-情绪两个系统的协调共处促进了个体的调节加工能力，此时的青少年所受到的同伴对他们决策的影响开始逐渐减少(Steinberg，& Monahan，2007)，他们可以更多地根据自己的认知控制系统进行调节并作出理智的选择，而非因同伴的煽动感情用事。

(二) 激素系统的发展变化特点

青春期个体的激素系统也在发生着巨大的变化，这些变化也与青少年的情感反应和冒险行为有着密切的关系。Steinberg(2008)认为，青少年在感觉寻求(sensation seeking)方面的增加虽然与性成熟期(puberty)发生的时间恰巧一致，但并不完全是由于性激素的增加所致。当然，也有证据显示，相比于生理年龄的增长，感觉寻求的增加与性成熟更加相关(Martin，Kelly，Rayens，Brogli, Brenzel, & Smith，2008)。

1. 多巴胺系统的重塑

多巴胺系统(dopaminergic system)在青春期出现了一系列重要的变化，由于对情绪与社会信息的加工主要依赖于对情感和动机性过程的编码网络，而多巴胺在情绪与动机调节中起着关键的作用，因而多巴胺系统在这一时期的发展会促进形成青少年社会情绪发展的变化。

多巴胺在社会情绪网络中的重塑除了个体在出生后有一个小幅度的增加外，到9-10岁，大脑的纹状体和前额叶皮质出现了多巴胺受体密度的减少。在皮层(cortical)与皮层下(subcortical)之间出现的多巴胺受体的增减，在变化时间和改变程度上都不同。Steinberg(2008)猜测可能是多巴胺受体在这两个区域内相对密度的变化，造成了青少年奖励加工过程的变化。青少年早期的多巴胺系统重塑达到顶峰，由于多巴胺系统是个体的奖励中枢，多巴胺受体的增加、减少以及重新分配，尤其是从边缘系统到前额叶区域的变化，可能对解释感觉寻求具有重要意义。而从青春期中后期开始，多巴胺系统的进一步改变、以及一些其他的神经递质对奖赏过程的调节作用，这些神经生理变化将改变个体的奖赏敏感性，从而降低了个体奖赏寻求的倾向。

2. 类固醇独立与类固醇依赖过程

类固醇(steroid)属于脂类，包括性激素、肾上腺皮质素等，本文中的类固醇主要指性腺激素。有很多研究者认为，由多巴胺系统中介的奖励寻求行为变化是由于大脑中性激素的影响所致，然而，虽然多巴胺系统的重塑在时间上是与青春期性成熟巧合的，但还不是很清楚究竟是不是由性成熟导致了多巴胺系统的重塑。科学家做了一系列动物阉割的实验来说明这个问题。在性成熟期之前将动物的性腺割下来，因此它们就不会经历由性成熟引起的性激素上升，但它们的多巴胺受体照样会激增，也会和未阉割的动物一样有突触修剪。因此，多巴胺系统的变化似乎与性激素无关(Sisk，& Foster，2004)。所以，区分这两个概念很重要：puberty(强调导致生殖功能成熟的过程)和adolescence(强调行为上、认知上、社会情感上的变化)，两者无论在概念上还是在神经生物学上都是不同的。

青春期很多行为上的改变都被误解为是性成熟的作用使然，实际上它们是被一种类似于生物钟(biological clock)的作用事先设定好的(pre-programmed)，这些行为改变都只是在时间上与性成熟期荷尔蒙的作用巧合，但是完全独立于它们。所以可以区分出两种变化：类固醇依赖过程(steroid-dependent process)和类固醇独立过程(steroid-independent process)。

3. 神经催产素的变化

青春期的各项发展中，神经催产素(oxytocin)的变化也对青少年冒险行为起到了十分重要的作用。催产素也是一种垂体神经激素，起着神经递质的作用；它是人与人之间亲密关系的起源，催产素可以促进彼此的信任(Kosfeld，Heinrichs，Zak, Fischbacher, & Fehr，2005)和对心理状态归因的准确性(Guastella，Einfeld，Gray，Rinehart, Tonge, & Lambert，2009)，最近有研究表明催产素对于改善社交恐怖症和自闭症可能具有重要作用(Bartz & Hollander，2006)。在青春期阶段，催产素受体数量在边缘系统(包括杏仁核和伏隔核)增多，由于它在性腺类固醇对社会信息的记忆和社会连接的影响中起到中介作用，使得青少年更大程度上受到社会关系的影响，在社会连结中也发挥着巨大作用(Nelson，Leibenluft, McClure, & Pine，2006)。

由于催产素受体的增加，个体更容易受到社会关系带给他们的影响，因此青少年愿意花更多的时间与同龄人在一起，同伴关系对于青少年的行动和决策就产生了重要的影响。从另一方面来看，对同伴关系这一社会刺激的强烈关注又进而鼓励了个体冒险行为的发生。有证据表明，青春期时大脑中与动机加工有关的脑区出现了多巴胺和催产素受体的变化，这些受体密度和分布的改变提高了对于社会因素如朋友交往的敏感性。青少年面对一些社会刺激时，如面部表情，由于多巴胺和催产素受体的作用，与动机加工有关的脑区出现显著的激活。青少年可能会由于意识到朋友在观看而增进了大脑中动机加工环路的激活强度，对存在可能收益和奖励的冒险行为具有更大的敏感性，因而更容易投身于冒险活动(Spear，2009)。

二、青春期冒险行为的认知神经科学研究对教育实践的启示

在将上述认知神经科学研究的成果应用于教育教学实践之前，首先应该澄清两点：(1)认知神经科学研究的结论并不是完全确凿无误的，需谨慎地看待。因为关于生理与行为之间的关系还缺乏直接的证据，已有结论只能说明这两者之间可能存在着非常紧密的联系，但对其因果关系的推论，尚需谨慎。(2)并不是所有可能导致感觉寻求的刺激和倾向都会导致青少年的冒险行为，在这两者中间存在一些中介变量或调节变量，如：成熟时间点，早熟的个体被认为出现冒险行为的可能更大；人格特质倾向，有的个体可能倾向于风险规避，而有的个体可能更喜欢寻求风险，使他们在进行决策或行动时存在更多潜在危险因子；机遇，也就是个体参与危险行为的机会，包括父母的监督、酒精毒品的易得性等，那些有更多机会暴露在反社会冒险行为活动中的个体更可能去参与冒险行为。

首先，青春期个体冒险行为增加是有其神经生理基础的，因此，过度控制或过度教育并不适宜，但应加强监督。根据已有的认知神经科学研究成果，青春期冒险行为的增加与青少年在这一时期多巴胺系统、类固醇、催产素等神经生理结构与机能的变化有关，因此在对待有较多冒险行为的“问题少年”时，不应一味指责，更不可随意归因为人品不良等原因，以免伤害他们的自尊心。然而，对青少年的危险行为进行实时监控是十分必要的。美国自1991年以来，每两年就进行一次综合的青少年行为危险因素监测，积累了大量的资料，为开展健康教育提供了充分的依据。然而，国内的相关研究调查却较少，今后应在全国范围内加强对青少年危险、犯罪行为的监测。

第二，避免教育中可能出现的性别刻板印象。在现实生活中，我们不自觉地拥有有关冒险行为性别差异的刻板印象，即男性更容易参与到冒险行为中，不仅参与频率更高，冒险行为的严重程度也更高，因而在进行干预和教育时，通常带有先入为主的看法。但是，在严格的实验条件下，冒险行为的性别差异并不明显，同时，认知神经脑成像的相关研究也没有发现冒险行为的性别差异，Galvan认为这种性别差异可能更多地受到环境情境因素的调节，而非纯粹地神经生理机制上的不同(Galvan，Hare，Voss, Glover, & Casey，2007)。对此，转换教育干预方式，避免性别刻板认知，了解青少年冒险行为的环境情景因素，对于青少年减少冒险行为与健康成长有着重要的意义。

第三，改变认知观念，而非单纯的言辞说教，提高学生参与的积极性。尽管青春期是一段冒险行为的多发期，但是对奖励寻求的激活和冲动也并不总是一个持续的状态。青少年大部分的时候，如当他们独自一人或者并没有可能引起情绪激动的唤起因素时，个体的认知控制网络是可以控制自己的冒险冲动的。然而，现行的预防青少年冒险行为的教育方式并不是最理想的举措。为预防冒险行为的出现，应该是采取多种灵活多样的活动方式，改变青少年对冒险活动的认知，让他们理解这种冲动和行为倾向背后的深层次原因，而非仅仅告诉他们什么是对的、什么是错的。填鸭式的教育方式并不能起到太大作用，甚至可能适得其反，使处于青春期的个体更加叛逆和不考虑后果。

第四，运用神经活动指标，预测行为表现，对青少年进行筛选、监控和干预。青春期时，青少年对奖励的敏感性会显著提高，也伴随着兴奋水平和唤起水平的提高，因而做起事情来动力十足，充满激情。日益发达的神经科学研究现在已经可以做到用生理的、神经的指标来预测现在或不久将来的行为表现，这种预测比自我报告的效力更强。如果能用现在的神经系统敏感性数据预测青少年接下来一段时间内的冒险行为，对我们制定和实施个别化的干预项目十分有利。更为个性化的干预措施比大而化之的、统一途径的项目更有用、更能带来行为的改变。

第五，深入了解参与冒险行为的动机，做到对症下药。对于青少年来讲，研究他们比成年人更多地参与冒险行为的原因，是他们高估了潜在的奖励，还是在得到奖励后的反应与成人有异而造成是非常重要的。这不仅有助于教育者理解青少年在现实生活中参与冒险行为的动机和原因，同时也给家长、学校和社会提供了如何干预和保护青少年使之免于风险的理论支持。

第六，家庭、学校、社区、社会共同创造良好的支持性环境。根据认知神经学家的实证研究证据，青春期个体的冒险行为在某种程度上是由于神经生理因素的发展而引起的，它是个体在发展过程中不可避免的，因此与其聚焦于讨论我们如何规避青少年的冒险行为，不如研究如何将青少年的这种行为冲动、感觉寻求的特质引导到有意义的方面，如激发他们参与社区活动，利用他们的活力与精力更好地促进个体本身和社会的进步。除此之外，也并非所有青少年都会因为情绪引起的行为冲动和轻率决定而犯错，大部分的青少年都可以顺利、健康地度过青春期，这也为我们提供了一个可以探讨的新领域——是什么使得青少年可以健康成长，这也是近十年来在心理学界、教育学界讨论最为热烈的议题——青少年的积极发展心理学。积极心理学认为我们应该更多地关注青春期好的一面，并为此提供更多的资源和支持，这包括学校、社区、家庭等各个环节，探究影响青少年个体成长的环境因素可能对于干预青少年冒险行为更有意义。

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