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神经科学家主要通过fMRI（功能磁共振成像）研究大脑活动的年龄差异，这种技术可以帮助他们确定大脑完成不同任务时的活跃区域。功能成像让我们对青少年大脑的理解增加了一个全新的维度。fMRI的魅力在于它可以显示出青少年和成年人大脑运作方式的差异，而这些差异是通过研究他们大脑的解剖结构所无法揭示的。事实上，我们现在已经知道，青少年和成年人的大脑在功能上的差异要比在外观上更为显著。
过去15年已经进行了数百项关于大脑活动年龄差异的研究，这些研究揭示了儿童、青少年和成年人在控制高级思维能力（如提前计划和做出复杂决策的能力）的脑区、体验奖励和惩罚的重要区域，以及调节如何处理人际关系信息的区域方面存在极其显著的差异。
青少年的大脑在调节愉悦体验、看待和思考他人的方式以及运用自我调节能力的区域经历了特别广泛的成熟过程。奖励系统（reward system）、关系系统（relationship system）和调节系统（regulatory system），是青少年期大脑发生变化的主要区域。我们可以将它们看作青少年大脑发展的“3个R”。它们是青少年期对刺激反应最敏感的大脑系统，但也是最容易受到伤害的系统。
事实上，我们能够比其他时期更好地回忆起青少年期，而青少年期也是许多大脑区域发生变化的时期。这两个事实表明，大脑在这个时期特别具有可塑性。另一个证据是关于严重心理障碍的平均发病年龄的统计数据。青少年的大脑对压力特别敏感。
严重心理健康问题的平均发病年龄是14岁。不同的心理障碍在最有可能发病的年龄范围上有些不同。有些心理障碍发病的年龄范围非常小，比如社交恐惧症的发病年龄通常在8～15岁；其他一些心理障碍发病的年龄范围则很宽泛，比如惊恐障碍首次出现的年龄是16～40岁。
但除了注意缺陷多动障碍、分离焦虑障碍、学习障碍和孤独症谱系障碍，其他主要心理障碍的典型发病年龄范围都在10～25岁。
青少年期首次出现的心理障碍清单令人震惊：
·心境障碍，如抑郁症和双相障碍；
·药物滥用障碍，如酒精依赖或药物依赖；
·大多数焦虑障碍，如强迫症、惊恐障碍和广泛性焦虑症；
·大多数冲动控制障碍，如品行障碍和对立违抗性障碍；
·进食障碍，如厌食症和暴食症；
·精神分裂症。
一方面，严重的心理问题很少会在10岁之前首次出现；另一方面，如果一个人在25岁之前没有出现过任何心理障碍，那么他或她以后出现心理障碍的可能性也很小。
在这方面，对药物滥用和物质依赖的研究特别能说明问题。这些障碍的神经基础机制已经得到了充分的研究，因为药物成瘾的模拟实验可以很容易地在动物身上开展。（许多其他物种和人类一样喜欢娱乐性药物。）
因为所有的哺乳动物都会经历青春期——激素的变化标志着一个新的发育时期的开始——所以可以利用其他物种来研究在青春期之前、期间或之后的某些经历是否会产生更持久的影响。科学家在实验中比较了接近青春期和完全成熟后接触成瘾性药物的动物大脑，结果显示，在青少年期早期使用尼古丁和酒精等药物，可以永久性地影响大脑奖励系统的功能，因为这一大脑系统在青春期特别具有可塑性。在这一时期反复使用尼古丁、酒精等药物以及其他药物，会使大脑不仅在使用这些药物时感到特别愉快，甚至必须使用它们才能体验到正常水平的快感。
这就是成瘾的基础。
出于明显的伦理原因，我们不能在人类青少年身上开展这类实验。但大规模的调查显示，在青少年期接触成瘾性药物比在成年期接触更容易上瘾。
与那些到21岁才饮酒的人相比，那些在14岁之前就已经开始饮酒的孩子在青少年期酗酒的可能性要高出7倍，在他们的一生中出现药物滥用或依赖障碍的可能性要高出5倍。类似的证据表明，那些在15岁之前开始经常吸烟的孩子比那些在青少年期晚期才开始吸烟的个体会面临成年后对尼古丁上瘾的更大风险。家长应该让青少年在任何年龄段都远离酒精、烟草和其他成瘾性物质，特别是对于年龄小于15岁的青少年，这样做尤为重要。
这些相关研究无法排除一种可能性，即那些在青少年期早期就开始吸烟、饮酒或使用非法药物的个体，可能只是因为他们的性格特征（比如自控能力差）导致他们过早地开始尝试这些并成瘾。但动物研究告诉我们，其他因素也会起作用，因为在这些研究中，接触药物的青春期动物别无选择，它们是被随机分配在这个年龄段接触药物的，并与成年后首次接触药物的动物进行比较。
青少年易患精神疾病和成瘾只是这个时期大脑可塑性可能带来风险的一个原因。其他研究表明，青少年的大脑比成年人的大脑更容易受到脑震荡的不良后果影响。遭受脑震荡的高中橄榄球运动员的康复时间比大学生球员要长，而当大脑仍处于第一次撞击的恢复期时，青少年受到第二次撞击的不良影响更大。
因此，我们有充分的理由担心，在如此易受脑损伤影响的时期玩橄榄球，可能会带来长期后果。