Los cambios cognoscitivos o mentales de la adolescencia temprana son menos fáciles de observar, pero pueden ser tan dramáticos como los cambios físicos y emocionales. Durante la adolescencia, la mayoría de los jovencitos avanzan dramáticamente en la forma en que piensan, razonan y aprenden. Los niños pequeños necesitan ver y tocar las cosas para convencerse que son reales. Pero durante los primeros años de la adolescencia, los niños mejoran su capacidad de pensar sobre ideas y cosas que no pueden ver ni tocar. Ellos pueden razonar mejor para resolver problemas y anticipar las consecuencias o considerar distintos puntos de vista o de acción. Por primera vez, ellos pueden reflexionar sobre lo que pudiera ser, en vez de lo que es. Un niño de 6 años de edad piensa que una persona que sonríe está feliz y que una persona que llora se siente triste. Un niño de 14 años pudiera razonar que una persona que se siente triste sonríe para esconder sus sentimientos verdaderos.

Los cambios cognoscitivos permiten que los adolescentes puedan aprender material más avanzado en la escuela. Se sienten más ansiosos por adquirir y aplicar conocimientos nuevos y por considerar una variedad de ideas y opciones. Estos cambios mentales también se aplican a su vida emocional. Por ejemplo, dentro de la familia, la capacidad de razonar puede cambiar la forma en que el adolescente habla y actúa frente a sus padres. Puede anticipar las reacciones de sus padres ante lo que expresa o hace y prepara una respuesta o una explicación de antemano.

Adicionalmente, estos cambios mentales causan que los adolescentes consideren quienes son y quiénes quieren llegar a ser. Este proceso se llama la formación de identidad y es una actividad mayor durante la adolescencia. La mayoría de los adolescentes exploran una variedad de identidades. Adoptan "fases" que a un padre le parece que cambian constantemente. De hecho, los adolescentes que no atraviesan este período de exploración están más expuestos a problemas sicológicos, especialmente la depresión, cuando lleguen a ser adultos.

Al igual que los adultos que con mayor experiencia y madurez cognoscitiva pueden batallar con sus diferentes roles o papeles, los adolescentes batallan para desarrollar un sentido de quien son. Comienzan a darse cuenta que juegan diferentes papeles con distintas personas: hijo o hija, amigo, compañero, alumno y trabajador, entre otros.

Los adolescentes podrán pensar más como los adultos, pero todavía carecen de la experiencia necesaria para actuar como adultos. Como resultado, su comportamiento puede no encajar con sus ideas. Por ejemplo, su hijo puede participar emocionadamente en una caminata para recaudar fondos para rescatar el medio ambiente – y al mismo tiempo tirar las latas de refresco en la calle mientras camina. O puede pasarse toda la noche en el teléfono o en la computadora, intercambiando mensajes con un amigo hablando sobre cómo les cae mal un compañero porque es muy chismoso.

Toma tiempo para que los adolescentes y sus padres se adapten a todos estos cambios. Pero los cambios también pueden ser muy emocionantes. Estos cambios le permiten al adolescente ver cómo llegará a ser en el futuro y hacer planes para lograr ser la persona que desea ser.

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