A gyerekek agya tizenegy és tizenhét éves koruk közt csökkent agyi hullámokat mutat alvás közben. A tudósok úgy vélik, ez a változás egy olyan folyamatot tükröz, mely során a tinédzserek a gyermekkoruk során kialakított külső kapcsolatokat veszítik el.

„Amikor egy gyermek megszületik, agya még nem érte el kifejlett állapotát és éltének első pár évében nagyszámú új kapcsolat alakul ki az idegsejtek közt.” – mondta Ian Campbell pszichológus, a Kaliforniai Egyetemről. „A kamaszkor során ezen kapcsolatok egy része visszafejlődik. Az agy dönti el, mely kapcsolatokra van szükség és melyek feleslegesek.”

A tudósok ezt a folyamatot „szinaptikus metszésnek” (synaptic pruning) nevezték el és azt feltételezik, hogy az agy azon kapcsolatokat szünteti meg, melyek használata ritka. A kutatók úgy gondolják, hogy abban az esetben azonban, ha az agy hibásan fontos kapcsolatokat is megszüntet komoly pszichiátriai kórképek is kialakulhatnak, mint például a skizofrénia.

A tudósok úgy gondolják, a folyamat elősegíti az agy átállását a gyermekkorból, ahol még képes könnyű és gyors tanulásra valamint új kapcsolatokat kialakítására, a felnőttkorba, ahol bár szerkezetét tekintve már merevebb, de képes hosszan egyetlen problémára koncentrálni és sokkal összetettebb gondolatmeneteket kivitelezni.

Példának okáért, amennyiben egy gyermek tíz éves kora előtt szenved valamilyen agykárosodást, a sérült terület funkcióját képes átvenni egy másik agyterület. Ha azonban ugyanez történik egy húsz évessel, az illető valószínűleg elveszti az adott, esetenként vitális funkciót, mivel az agy elvesztette azon rugalmasságát, hogy képes legyen a funkciót egy másik agyterületre átvinni.

A kamaszkor után, mivel kevesebb kapcsolat áll rendelkezésre, mint egy gyermek agyában, az alternatív utak nem állnak lehetőségre egy agysérülés helyreállítására. Elveszik továbbá az a képesség is, hogy akcentus nélkül tanuljunk, megy egy idegen nyelvet, viszont az agy a felnőttekre jellemző kognitív képességekre tesz szert.

Campbell és Irwin Feinberg pszichiáter ötvenkilenc gyermek alvás alatt észlelhető agyhullámait mérték (EEG) évente kétszer. A gyermekek vagy kilenc, vagy tizenkét évesek voltak a kezdetkor. Azt találták, hogy az agyhullámok 1-4 Hz-es frekvenciatartományban nem változtat kilenc és tizenegy éves kor között, majd hirtelen zuhanásba kezdtek (66 %), tizenegy és tizenhat és fél éves kor közt. A 4-8 Hz-es frekvenciatartományban, mely az agy egy másik területének felel meg, az agyhullámok már korábban hanyatlani kezdtek és egészen eredeti értékük 40 %-ra csökkentek tizenegy és tizenhat és fél éves kor között.

Összességében a jelenség összefügg a szinapszisok számának csökkenésével, mivel az adott frekvenciatartománynak megfelelő agyterületeken csökken a kapcsolatok száma, így az agyhullámok is alacsonyabb értéket mutatnak.

A „szinaptikus metszés” csak egy a sok változás közül, mely a kamaszok agyában zajlik. Például, egy 2005-ben készült tanulmány kimutatta, hogy a serdülők nem képesek olyan jól összetett feladatok megoldására, mint a felnőttek, mivel agyuk továbbra is azt tanulja, miként dolgozzon fel több információ részletet, ahogy azt a felnőttek agya képes megtenni.

A gondolkodásmód változásán kívül, a tinédzserek agya olyan fejlődésen is átesik, mely az érzelmeiket befolyásolja. Kamaszkor során az emberek elkezdenek együtt érezni másokkal, figyelembe veszik azt, hogy cselekedeteik miként befolyásolják a környezetükben lévőket.

Egy 2006-ban készült tanulmány azt találta, hogy a tinédzserek homloklebenyének középső része, mely terület a magasabb szintű gondolkodással, az empátiával és a bűntudattal áll kapcsolatban, kevésbé használt, mint felnőtt egyénekben. A serdülőkor során azonban a területet egyre gyakrabban vesszük igénybe, mikor döntéseket hozunk ami arra utal, hogy döntéseink során másokra is gondolunk.