《Neuroscience & Biobehavioral Reviews》：Genetic Variation, Pubertal Maturation, and Ventral Striatal Development in Adolescence: An Integrative Framework
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•青少年期以个体差异不断增加为特征。•遗传、青春期和大脑过程往往被分开研究。•腹侧纹状体是遗传和青春期影响的关键脑区。•我们提出基因与青春期相互作用塑造腹侧纹状体发育。•纵向、多模态和计算方法可以促进我们的理解。引言发展科学中一个根本性的挑战是理解为何暴露于大致相似环境的青少
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青少年期以个体差异不断增加为特征。
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遗传、青春期和大脑过程往往被分开研究。
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腹侧纹状体是遗传和青春期影响的关键脑区。
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我们提出基因与青春期相互作用塑造腹侧纹状体发育。
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纵向、多模态和计算方法可以促进我们的理解。
引言
发展科学中一个根本性的挑战是理解为何暴露于大致相似环境的青少年在认知表现、社会情绪功能以及心理病理易感性方面出现显著分化。青少年期是一个关键时期，其特点包括社会环境、生物成熟、神经重组、社会认知功能以及心理病理与心理健康障碍的深刻变化。在这一敏感窗口期内，发展结果变得越来越异质化，表明规范的发展过程并非在所有青少年中均匀地发挥作用。与此同时，相互交织的神经生物过程，包括遗传影响、青春期发育和大脑发育，开始在各类发展环境中展开，并可能促成这种变异性。因此，理解这些过程如何共同塑造青少年发展对于推进发展科学以及指导更有效和更精准的预防与干预至关重要。
自2004年向美国国家科学院关于青少年大脑发育的主题演讲以来，人类青少年神经发育研究取得了大幅增长，这得益于人类神经影像方法的进步以及由国家资助的大规模纵向队列的出现。然而，尽管有此增长，过去二十年的实证研究往往以相对孤立的方式进行，遗传、青春期和神经发育过程被分开考察，并且经常被当作静态过程或独立影响来处理。例如，人类发展神经科学研究主要强调与年龄相关的脑结构和功能轨迹，通常没有明确建模青春期或遗传影响。与此同时，人类行为遗传研究主要聚焦于遗传度和对心理病理的易感性，较少关注青春期和神经发育机制。青春期研究则开始揭示青春期与人类青少年大脑之间的关联，但很少考虑差异化的青春期过程如何与遗传变异相互作用以塑造神经发育结果。因此，尽管各个领域都取得了重要进展，该领域仍然缺乏一个整合性的、基于发展视角的框架来理解遗传变异与青春期成熟如何动态交汇，从而塑造青少年发育所表现出的显著异质性——这一挑战正被日益承认为发展科学的核心问题。
青少年期以漫长的正常神经发育和增强的神经可塑性为特征。在经历剧烈重组的神经系统中，腹侧纹状体是理解青少年发育的重要脑区。大量的动物和人类模型实证研究一致表明，腹侧纹状体是货币和社会奖赏处理、动机显著性以及社会影响敏感性的核心中枢。关键的是，腹侧纹状体结构、激活和功能连接的变化与青少年期广泛的发展结果有关，包括冒险行为、同伴影响易感性、物质使用、焦虑和抑郁。重要的是，腹侧纹状体的结构、功能和连接性对青春期激素和遗传影响都非常敏感。例如，动物和人类研究均表明，青春期激素包括性腺和肾上腺类固醇，对腹侧纹状体回路发挥广泛的组织和激活作用，塑造突触修剪、受体密度和功能连接。另一方面，多巴胺相关基因的变异是腹侧纹状体反应性个体差异的重要来源。重要的是，基因和青春期并非相互独立，而是紧密交织在一起。遗传研究表明青春期发育具有中等程度的遗传性，遗传影响解释了青春期开始时间、速度和激素波动的个体差异。同时，啮齿动物模型的机制证据表明青春期激素可以通过激素敏感途径调节基因表达，提示青春期可能作为一个关键的生物基础，使遗传变异嵌入发育中的大脑。综上所述，这些实证工作表明腹侧纹状体是理解青春期成熟和遗传变异如何协同塑造青少年发育中显著异质性的关键汇聚区域。
在本综述中，我们综合了遗传学、青春期内分泌学和发展神经科学领域的证据，阐述了一个统一的框架，在该框架中基因与青春期相互作用以塑造腹侧纹状体发育。我们首先回顾了腹侧纹状体结构、功能和连接性的发育变化，并讨论了它们对青少年发育的影响。然后我们回顾了关于青春期和遗传影响对腹侧纹状体可塑性影响证据，特别关注在此敏感期赋予增强可塑性的多巴胺能和神经内分泌通路。最后，我们综合了基因与青春期之间关联的证据，并提出了一种整合性的、基于发展视角的基因-青春期-大脑级联框架，在该框架中遗传变异和青春期发育可能相互作用以塑造腹侧纹状体发育，从而对青少年发育中的显著个体差异做出贡献。大规模纵向神经影像队列研究、多基因评分方法、计算建模以及新兴纵向方法的进步现在提供了前所未有的机会来超越孤立的主效应，并实证检验复杂关系和动态过程。我们在结论中强调了推进整合性、发展知情的青少年发展模型的关键方法学方法和未来方向。通过这样做，该框架为青少年神经发育和发育结果的异质性提供了更具机制性和细致的理解。
章节片段
腹侧纹状体作为奖赏、动机和学习的核心中枢
腹侧纹状体是大脑奖赏和动机系统的核心组成部分，作为将情感和动机信号转化为目标导向行为的关键界面。解剖上，腹侧纹状体包括伏隔核以及尾状核和壳核的腹内侧部分。跨物种而言，它接受来自皮层估值区域的密集投射，包括眶额皮层和内侧前额叶皮层，以及边缘结构如
青春期作为一个多维过程：概念化与测量
青春期是发展的一个具有生物学意义的维度，它捕捉了不被实际年龄所标记的变异性。青春期大约在青少年期开始时启动，标志着通过神经内分泌机制重组青少年神经发育的一个基本过程，这些机制在很大程度上独立于实际年龄。虽然实际年龄通常被用作成熟的替代指标
基因组变异作为青少年期神经发育异质性的来源
遗传效应随发育时间而展开。在青少年神经发育中，遗传影响源于基因组序列的个体间变异，这种变异随时间调节信号级联和细胞表型。最常见的遗传变异形式是单核苷酸多态性，涉及基因组特定位点上的单个碱基对替换。通过受调控的转录和后续翻译，基因可以影响
整合框架：发展性基因-青春期-大脑级联框架
青少年期是人类发展的关键时期。在这一敏感的时间窗口内，相互交织的神经生物过程——涉及遗传影响、青春期发育和大脑发育——开始在各类发展环境中展开，在塑造青少年发展中发挥重大作用。然而，过去几十年的研究在很大程度上孤立地考察了遗传变异、青春期和大脑发育，限制了我们理解这些
未来方向
在本研究中，我们综合了实证证据，调查了青少年期遗传影响、青春期成熟和大脑发育之间的关联，特别关注腹侧纹状体。我们提出了一个跨学科框架，在该框架中这些过程可能随时间动态相互作用。这种多层次、多因素和多变量视角为超越单因素青少年发展解释提供了一条潜在路径
结论
青少年期是一个关键时期，遗传变异和青春期成熟与腹侧纹状体发育交汇，塑造了动机、社会行为、冒险行为、社会影响易感性和心理病理易感性的个体差异。在本综述中，我们论证神经发育，特别是腹侧纹状体发育，可能无法完全通过基因和青春期影响的单因素解释来理解。我们提出了
资金来源
本研究未从公共、商业或非营利部门的资助机构获得任何特定赠款。
未引用参考文献
（Wallin-Miller 等人，2016）
Anushka Mandar Phadke | Junqiang Dai
