青少年令人费解，不仅仅是对他们的父母而言。当孩子从童年步入青春期时，他们的死亡率会翻倍，尽管青少年比儿童更强壮、更快，并且对疾病的抵抗力更强。父母和科学家们都有各自的解释。人们很容易将其归咎于纯粹的愚蠢：青少年还没有学会如何做出好的选择。但事实并非如此。心理学家发现，青少年识别危险行为风险的能力与成年人差不多。还有其他原因在起作用。
科学家们终于弄清楚了“其他原因”是什么。我们的大脑中有神经元网络，它们会权衡潜在行为的成本和效益。这些网络共同计算事物有多宝贵，以及我们为了得到它们会走多远，在毫秒之间做出判断，远超我们的意识觉察。最近的研究表明，青少年大脑出现异常是因为他们以特殊的方式权衡这些后果。
对青少年心理最有启示的见解并非来自人类，而是来自老鼠。出生后约七周，老鼠进入青春期，行为与人类青少年非常相似。它们开始减少与父母相处的时间，而更多地与其他青少年老鼠在一起；它们对新体验感到好奇，并越来越多地探索周围的世界。青少年老鼠也产生了新的欲望。它们不仅对性产生兴趣，而且它们的快乐体验也发生了翻天覆地的变化。
海德堡大学研究青少年行为的药理学家米里亚姆·施耐德（Miriam Schneider）和她的同事们最近记录了这种转变。科学家们对不同年龄段的老鼠进行了一项实验，让它们随意饮用甜炼乳。它们饮用的牛奶量相对于体重，在青春期前一直保持相对稳定。 但当它们进入青春期时，它们开始喝得更多。一旦它们成为成年老鼠，饮奶量就会下降，然后随着年龄增长保持稳定。
对于任何观察到青少年大口喝汽水瓶的父母来说，这种激增看起来都会非常熟悉。但青少年老鼠的行为不仅仅是因为它们比幼鼠体型更大。施耐德和她的同事们训练老鼠按压杠杆以获得一口牛奶。老鼠需要按压杠杆几十次才能得到一次奖励，而每次连续的奖励都需要比前一次多按两次。这个要求使得施耐德和她的同事们能够衡量老鼠愿意为获得奖励付出多少努力。他们发现，青春期老鼠比其他任何年龄段的老鼠按压杠杆的次数都多，考虑到它们的体型，它们为获取这些卡路里付出了更多的努力。换句话说，它们更看重牛奶。
许多其他实验支持施耐德的研究结果。无论是啮齿动物还是人类，青春期都会让我们不仅重视甜饮料，而且重视各种奖励。由加州大学欧文分校（University of California, Irvine）研究青少年反社会行为的研究心理学家 伊丽莎白·考夫曼（Elizabeth Cauffman） 领导的一个团队，通过扑克牌游戏记录了这种转变。她和她的团队让 志愿者玩一个简单的赌博游戏，屏幕上显示四副牌的图片 (pdf)。在游戏的每一轮，一个箭头会指向一副牌。志愿者可以选择翻开一张牌或放弃。每张牌上都有不同金额的钱——例如，“+100美元”或“-25美元”。游戏的目标是赢得尽可能多的虚拟货币。
科学家们对牌进行了设置。其中两副牌输牌的几率大于赢牌，而另外两副牌则相反。人们玩这些游戏时，随着看到更多牌，他们会不知不觉地改变策略。他们会放弃一些牌，而从另一些牌中抽取更多。考夫曼和她的同事们追踪了901名年龄在10岁到30岁之间的志愿者的策略，并将青少年与其他年龄组进行了比较。在所有年龄段中，志愿者年龄越大，就越倾向于避免使用输牌的牌。但当涉及到赢牌时，科学家们发现了不同的模式。青少年比成年人和学龄前儿童更常玩赢牌的牌。换句话说，他们对赢得金钱的奖励异常敏感，但在输钱的风险方面与其他年龄段的人一样。
这种行为背后是青少年大脑的神经回路。神经科学家 B. J. 凯西（B. J. Casey） 和她在威尔康奈尔医学院（Weill Cornell Medical College）的萨克勒研究所（Sackler Institute）的同事认为，青少年对事物的独特价值判断可以用一种生物学上的异常来解释。在我们的大脑的奖励回路中，有两个独立的系统：一个用于计算奖励的价值，另一个用于评估获取奖励的风险。这两个系统并不总是很好地协同工作。
凯西通过让志愿者躺在功能性磁共振成像（fMRI）扫描仪中玩游戏来追踪这两个系统的运作。她和博士后研究员莉亚·索默维尔（Leah Somerville）向62名志愿者展示了一系列笑脸或平静的脸。在某些试验中，志愿者看到笑脸时必须按下按钮；在其他试验中，他们被要求抵制笑脸，转而回应平静的脸，尽管看到笑脸会激活大脑中与看到美元符号或美味食物前景相同的奖励驱动反应。
凯西统计了志愿者正确回应平静脸的次数，以及他们看到笑脸时未能抵制按下按钮冲动的次数。然后，她检查了她受试者的大脑扫描图，以了解大脑的哪些区域变得活跃，以及受试者的年龄——从6岁到29岁——是否对他们的反应产生了影响。再次，青少年在人群中脱颖而出。当被要求按下按钮回应平静的脸时， 他们也更有可能错误地按下笑脸的按钮。换句话说，笑脸的奖励让他们更难控制自己的冲动。
大脑扫描显示了他们是如何以不同方式处理奖励的。在青少年中，只有看到笑脸才会触发腹侧纹状体（ventral striatum）的显著反应，这是大脑中心附近的一小块神经元。 腹侧纹状体 对多巴胺特别敏感，多巴胺能产生期待感，并帮助大脑专注于实现目标。腹侧纹状体对更大的奖励产生更大的反应，在青少年中，它被连接到一个放大器，使得奖励看起来更具吸引力。
大脑前部的一个独立网络负责评估冲突的冲动。这个认知控制网络使我们能够抑制可能带来短期回报但却干扰长期目标的行为。该网络在人生的头25年里缓慢生长。因此，它在童年时期功能较弱，在青少年时期功能更好，在成年时期功能更佳。
凯西能够观察到认知控制网络的工作。她和她的同事们分析了志愿者在控制自己不按某个不该按的键时的大脑扫描。在那些时刻，认知控制网络的一部分，称为 额下回（inferior frontal gyrus），比其他时候更活跃。当科学家们比较不同年龄段人群的认知控制网络反应时，他们发现了一个惊人的模式。在儿童中，该网络最为活跃；在青少年中，活动水平较低；在成年人中，活动水平更低。凯西推测，随着认知控制网络的成熟，它变得越来越有效。其结果是，随着年龄的增长，我们需要付出更少的努力来约束自己。
凯西怀疑，青少年烦恼在于他们陷入了一个神经发育的缺口。青春期荷尔蒙的涌出会加速奖励系统的成熟，但这些荷尔蒙对加快认知控制网络的成熟没有任何作用。相反，认知控制在童年、青少年和成年早期缓慢成熟。在此之前，青少年仍然对奖励有强烈的反应，但对相关风险的补偿性反应却很弱。
从进化角度来看，青少年的鲁莽冲动是有益的，凯西指出。一旦年轻的哺乳动物性成熟，它就需要离开父母，自立门户。它必须找到自己的食物来源，并在成年人的世界中确立自己的地位。在某些哺乳动物物种中，青春期是它们离开一个群体并寻找新群体的时期。在其他物种中，这是寻找性伴侣的时期。
青少年大脑的奖励系统可能使青少年更愿意面对这一严峻新阶段的风险。但由于现代的危险，如非法毒品和快车，人类面临的风险增加了。进化无法足够快地对这些因素做出反应。
大脑增强的反应也可能为心理问题打开大门。凯西认为，由于经验、环境或基因的影响，一些青少年可能认知控制能力相对较低，这使得他们特别容易受到神经信号恐惧的影响。如果这些信号不受控制，可能会导致焦虑、抑郁或其他障碍，如成瘾。即使是心理健康的青少年，也可能更容易选择情感而非理性——或者，也许我们现在应该说，选择腹侧纹状体而非额下回。
