Παλιότερα, ακόμη και μεταξύ των νευροεπιστημόνων υπήρχε η αντίληψη ότι η απερίσκεπτη, επιθετική, ή απλώς παράξενη συμπεριφορά που δείχνουν συχνά οι περισσότεροι έφηβοι είναι αποτέλεσμα της ελαττωματικότητας που έχει σε αυτήν την ηλικία το όργανο, όπου εδράζεται η συνείδηση του ανθρώπου. Ερευνες της τελευταίας δεκαετίας έδειξαν ότι ο εγκέφαλος των εφήβων κάθε άλλο παρά είναι ελαττωματικός. Ούτε πρόκειται για μισοφτιαγμένη εκδοχή του εγκεφάλου των ενηλίκων. Η εξελικτική πορεία του είδους μας τον έχει κάνει να λειτουργεί διαφορετικά τόσο από τον εγκέφαλο του παιδιού, όσο και από του ενηλίκου.

Σημαντικότερο απ' όλα τα χαρακτηριστικά του εγκεφάλου των εφήβων είναι η ικανότητά του να αλλάζει ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης με το φυσικό και κοινωνικό περιβάλλον, τροποποιώντας τα επικοινωνιακά δίκτυα που συνδέουν τις διάφορες περιοχές του εγκεφάλου. Αυτή η ανώτερη ικανότητα αλλαγής, ή ευπλαστότητα, είναι δίκοπο μαχαίρι. Επιτρέπει στους εφήβους να κάνουν τεράστιες προόδους σε επίπεδο νοητικής ικανότητας και κοινωνικοποίησης. Αλλά το υπό διαμόρφωση τοπίο του εγκεφάλου τους, τους κάνει επιρρεπείς και ευάλωτους σε επικίνδυνες συμπεριφορές και ψυχικές ασθένειες.

Οι πιο πρόσφατες έρευνες δείχνουν ότι οι πιο απερίσκεπτες συμπεριφορές πηγάζουν από την αναντιστοιχία ωρίμανσης από τη μια των νευρωνικών δικτύων του μεταιχμιακού συστήματος, που ελέγχει τα συναισθήματα και υπερενεργοποιείται κατά την εφηβεία και από την άλλη των ακόμα ανώριμων σε αυτή την ηλικία νευρωνικών δικτύων του προμετωπιαίου φλοιού, που σχετίζεται με την κριτική ικανότητα και τον έλεγχο των παρορμήσεων. Μάλιστα, σήμερα γνωρίζουμε ότι ο προμετωπιαίος φλοιός συνεχίζει να εμφανίζει σημαντικές αλλαγές έως το τέλος της τρίτης δεκαετίας της ζωής. Καθώς στη σύγχρονη εποχή η εφηβεία εμφανίζεται λίγο πιο νωρίς απ' ό,τι παλιότερα, το χρονικό εύρος της περιόδου που είναι αναντίστοιχα αυτά τα δύο εγκεφαλικά δίκτυα μεγαλώνει.

Κλειδί για την ωρίμανση που οδηγεί στη συμπεριφορά του ενηλίκου αποδεικνύεται η αλλαγή στη συνδεσιμότητα μεταξύ των περιοχών του εγκεφάλου και όχι η ανάπτυξη αυτών των ίδιων των περιοχών. Η κατανόηση των ζητημάτων αυτών μπορεί να βοηθήσει γονείς, δασκάλους, συμβούλους και τους ίδιους τους εφήβους, καθώς θα αντιλαμβάνονται ότι η τάση για επικίνδυνες συμπεριφορές, για έντονες συγκινήσεις, η απομάκρυνση από τους γονείς και η προσέγγιση με τους συνομηλίκους δεν είναι ενδείξεις νοητικών ή συναισθηματικών προβλημάτων. Είναι φυσικό αποτέλεσμα της ανάπτυξης του εγκεφάλου, φυσικό κομμάτι της διαδικασίας εκμάθησης από τους εφήβους της αντιμετώπισης ενός σύνθετου κόσμου.

Η εφηβική συμπεριφορά συναντάται σε όλα τα κοινωνικά θηλαστικά και δημιουργεί το ψυχολογικό υπόβαθρο στα νέα άτομα κάθε είδους, για να ξεκόψουν προοπτικά από την άνεση και την ασφάλεια της οικογένειάς τους, να εξερευνήσουν νέα περιβάλλοντα και να επιδιώξουν σχέσεις με ξένους, σχηματίζοντας τελικά τη δική τους οικογένεια και τραβώντας το δικό τους ανεξάρτητο δρόμο στη ζωή.

Η ίδια κατανόηση του ζητήματος μπορεί να βοηθήσει τους ενηλίκους να εκτιμήσουν πότε πρέπει να παρέμβουν. Η απόκλιση ενός δεκαπεντάχρονου κοριτσιού από τα ενδυματολογικά γούστα, τις μουσικές προτιμήσεις ή τις κοινωνικές απόψεις των γονιών της προφανώς δεν είναι ένδειξη πνευματικής ασθένειας. Η τάση ενός δεκαεξάχρονου αγοριού να κάνει σκέιτμπορντ χωρίς κράνος και να δίνει ραντεβού με τους φίλους του σε παρακινδυνευμένα μέρη και ακατάλληλες ώρες, είναι περισσότερο ένδειξη κοντόφθαλμης σκέψης και κοινωνικής πίεσης από τους συνομιλήκους, παρά επιδίωξη να βλάψει τον εαυτό του. Ομως κάποιες άλλες εξερευνητικές και επιθετικές ενέργειες ίσως πρέπει να ανησυχήσουν τους γονείς. Γνωρίζοντας περισσότερα για τη μοναδικότητα του εγκεφάλου των εφήβων θα μπορούμε να διαχωρίζουμε πιο σωστά την ασυνήθιστη συμπεριφορά που είναι αντίστοιχη με την ηλικία τους από εκείνη που ενδέχεται να είναι ένδειξη πραγματικού προβλήματος.

Η αύξηση των συνδέσεων μεταξύ περιοχών του εγκεφάλου εκδηλώνεται ως αύξηση της λευκής ουσίας. Το λευκό της χρώμα οφείλεται στη λιπαρή χημική ένωση μυελίνη, που λειτουργεί ως μονωτικό υλικό των αξόνων, των μακριών προεξοχών των νευρώνων, μέσω των οποίων στέλνουν ηλεκτρικά σήματα σε άλλους νευρώνες ή όργανα (όπως οι μύες). Η μυελίνωση - ο σχηματισμός αυτού του μονωτικού περιβλήματος - ξεκινάει από την παιδική ηλικία και συνεχίζεται στην εφηβεία, αυξάνοντας κατακόρυφα την ταχύτητα μεταφοράς των ηλεκτρικών σημάτων, αλλά και την ταχύτητα επαναφοράς των νευρώνων σε κατάσταση που μπορούν να στείλουν νέο σήμα. Ο συνδυασμός αυτών των δύο παραγόντων έχει αποτέλεσμα η «υπολογιστική ισχύς» του εγκεφάλου να αυξάνεται 3.000 φορές από τη βρεφική ηλικία έως το τέλος της εφηβείας, επιτρέποντας εκτεταμένη και περίπλοκη «καλωδίωση» μεταξύ περιοχών του εγκεφάλου.

Η μάθηση αποτυπώνεται στον εγκέφαλο με τη μορφή ισχυρότερων συνδέσεων μεταξύ των νευρώνων. Οπως απέδειξε πρόσφατη έρευνα, η ενίσχυση των συνδέσεων γίνεται αποτελεσματικότερα, όταν τα ερεθίσματα από διάφορα σημεία έρχονται ταυτόχρονα σε ένα νευρώνα. Και πάλι η μυελίνη σχετίζεται άμεσα με τη λεπτή ρύθμιση που χρειάζεται για να γίνεται αυτό. Καθώς τα παιδιά γίνονται έφηβοι, η γρήγορη εξάπλωση της μυελίνης στον εγκέφαλο επιτρέπει τον καλύτερο συντονισμό και συνδεσιμότητα τμημάτων του εγκεφάλου, με εμφανή αντανάκλαση στις γνωστικές ικανότητες που εκδηλώνονται από τους εφήβους. Οι αλλαγές στον εγκέφαλο δεν περιορίζονται στην εφηβεία ή έως τα 30. Τα περισσότερα εγκεφαλικά κυκλώματα αναπτύσσονται από την εμβρυακή ηλικία και συνεχίζουν να αλλάζουν έως το τέλος της ζωής και οπωσδήποτε πολύ μετά τα εφηβικά χρόνια. Ομως στην εφηβεία συμβαίνουν οι πιο σημαντικές αλλαγές στην εγκεφαλική συνδεσμολογία, αυτές που σχετίζονται με την κρίση, την ικανότητα συμβίωσης με άλλους, το μακροπρόθεσμο σχεδιασμό κ.λπ. όλες αυτές τις ικανότητες που επηρεάζουν την υπόλοιπη ζωή του ανθρώπου.

Καθοριστική για τη νοητική ανάπτυξη δεν είναι μόνο η δημιουργία κατάλληλων συνδέσεων μεταξύ των νευρώνων, αλλά και η καταστροφή όσων αποδεικνύονται άχρηστες ή βλαβερές. Αυτή η διαδικασία επίσης συμβαίνει σε όλη τη διάρκεια της ζωής, αλλά εκδηλώνεται με τη μεγαλύτερη ένταση στην εφηβική ηλικία. Αυτή η εξειδίκευση, η προσαρμογή του εγκεφάλου, αν και μειώνει τη φαιά ουσία, οδηγεί σε πιο σοφή και γρήγορη λειτουργία των νευρωνικών κυκλωμάτων. Η φαιά ουσία αυξάνεται κατά την παιδική ηλικία, φτάνει στο μέγιστο σε ηλικία 10 ετών, μειώνεται κατά την εφηβεία και παραμένει περίπου σταθερή για μερικές δεκαετίες. Ανάλογο μοτίβο μεταβολής με την ηλικία παρουσιάζει και η πυκνότητα των νευροδιαβιβαστών.

Αν και η φαιά ουσία παρουσιάζει μέγιστο νωρίς, αυτό σχετίζει περισσότερο με τις αισθησιοκινητικές περιοχές του εγκεφάλου. Αντίθετα, η κορύφωση στον προμετωπιαιό φλοιό έρχεται τελευταία. Σημαντική λειτουργία του προμετωπιαίου φλοιού είναι να «τρέχει» υποθετικά σενάρια, προσομοιώσεις της εξέλιξης φαινομένων και καταστάσεων υπό διάφορες αρχικές συνθήκες, ώστε να καταλήγει στα πιθανότερα αποτελέσματα, χωρίς να χρειάζεται να υποβληθεί το άτομο στην πιθανότατα επικίνδυνη πραγματική δοκιμή των σεναρίων. Η νοητική ωρίμανση οδηγεί ταυτόχρονα στην αύξηση της πιθανότητας επιλογής πιο μεγαλόπνοων και μακροπρόθεσμων σχεδίων, αντί βραχύχρονων, άμεσης ανταμοιβής δραστηριοτήτων.

Η σημαντικότερη αλλαγή που συμβαίνει στον εγκέφαλο των εφήβων δεν είναι η ανάπτυξη ορισμένων περιοχών του, αλλά η αύξηση της διασύνδεσης μεταξύ ομάδων νευρώνων. Οταν εφαρμοστεί σε δεδομένα από μαγνητικές τομογραφίες μια αναλυτική τεχνική, που ονομάζεται θεωρία γράφων, αποκαλύπτεται ότι από ηλικία 12 έως 30 ετών οι συνδέσεις μεταξύ συγκεκριμένων εγκεφαλικών περιοχών γίνονται ισχυρότερες (πιο παχιές μαύρες γραμμές). Επιπλέον, ορισμένες περιοχές και ομάδες νευρώνων αποκτούν περισσότερες συνδέσεις (πιο μεγάλοι πράσινοι κύκλοι). Αυτές οι αλλαγές επιτρέπουν στον εγκέφαλο τη σύνθετη σκέψη και την κοινωνικοποίηση.

Οι έφηβοι είναι πιο επιρρεπείς από τα παιδιά ή τους ενήλικες στο να εκδηλώσουν απερίσκεπτη συμπεριφορά, κατά ένα μέρος επειδή έχουν μια αναντιστοιχία ανάμεσα σε δύο σημαντικές εγκεφαλικές περιοχές. Η ανάπτυξη του ελεγχόμενου από τις ορμόνες μεταιχμιακού συστήματος (μοβ), που σχετίζεται με τα συναισθήματα και τις ορμές, εντατικοποιείται καθώς το παιδί μπαίνει στην εφηβεία (συνήθως στην ηλικία μεταξύ 10 και 12 ετών). Το μεταιχμιακό σύστημα ωριμάζει τα επόμενα χρόνια αυτής της περιόδου της ζωής. Αντίθετα, ο προμετωπιαίος φλοιός (πράσινο), που ελέγχει και περιορίζει τις παρορμητικές ενέργειες, δε φτάνει σε πλήρη ανάπτυξη παρά μια δεκαετία αργότερα, δημιουργώντας μια ανισορροπία στα ενδιάμεσα χρόνια. Στη σύγχρονη εποχή η εφηβεία αρχίζει ακόμη πιο νωρίς, γεμίζοντας τον οργανισμό ορμόνες, όταν ο προμετωπιαίος φλοιός είναι ακόμα πιο ανώριμος.