O Osobliwościach Rozwoju Mózgu Od Poczęcia Do Dojrzewania

2024 Autor: Harry Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 15:52

Kiedy urodziło się moje pierwsze dziecko, jak przystało na gorliwą, ale młodą mamę, zebrałam mnóstwo książek o opiece nad dziećmi i różnych progresywnych metodach wychowania - aby moje dziecko wyrosło na geniusza, poza szczęściem, bardzo potrzebowałem autorytatywnych Rada. Niestety szybko stało się jasne, że większość książek nie była szczególnie zainteresowana wyjaśnianiem biologicznych podstaw rozwoju mózgu. Spróbujmy dowiedzieć się, co dziś wie nauka o mózgu i jak współczesna pedagogika wykorzystuje tę wiedzę.

Mózg i jego rozwój

To, co jest interesujące w rozwoju mózgu i to, co de facto zaobserwujemy na każdym z etapów tego rozwoju, to wspaniała interakcja czynników zdeterminowanych genetycznie i czynników środowiskowych, które w przypadku rozwoju człowieka stają się czynnikami środowisko społeczne.

Rozwój zarodkowy

W ludzkim zarodku mózg zaczyna formować się z tkanki embrionalnej ektodermy. Już w 16. dniu rozwoju wewnątrzmacicznego można wyróżnić tak zwaną płytkę neuronalną, która w ciągu następnych kilku dni tworzy rowek, którego górne krawędzie zrastają się i tworzą rurkę. Proces ten jest wynikiem złożonej, skoordynowanej pracy wielu genów i zależy od obecności pewnych substancji sygnałowych, w szczególności kwasu foliowego. Brak tej witaminy w ciąży prowadzi do niezamknięcia się cewy nerwowej, co prowadzi do poważnych nieprawidłowości w rozwoju mózgu dziecka.

Kiedy cewa nerwowa jest zamknięta, na jej przednim końcu tworzą się trzy główne obszary mózgu: przedni, środkowy i tylny. W siódmym tygodniu rozwoju regiony te ponownie się dzielą, a proces ten nazywa się encefalizacją. Proces ten jest formalnym początkiem rozwoju samego mózgu. Tempo wzrostu mózgu płodu jest niesamowite: co minutę powstaje 250 000 nowych neuronów! Powstają między nimi miliony połączeń! Każda komórka ma swoje specyficzne miejsce, każde połączenie jest starannie zorganizowane. Nie ma tu miejsca na dowolność i przypadkowość.

Płód rozwija różne zmysły. Peter Hepper obszernie o tym pisze w swoim artykule Rozwikłanie naszych początków:

Pojawia się pierwsza reakcja na dotyk - wrażliwość dotykowa. W ósmym tygodniu płód reaguje na dotyk ust i policzków. W 14 tygodniu płód reaguje na dotykanie innych części ciała. Smak rozwija się dalej – już w 12 tygodniu płód smakuje płyn owodniowy i może reagować na dietę matki. Płód reaguje na dźwięk od 22-24 tygodnia życia. Początkowo wychwytuje dźwięki o niskim zakresie, ale stopniowo zakres się rozszerza i już przed urodzeniem płód rozpoznaje różne głosy, a nawet rozróżnia poszczególne dźwięki. Środowisko macicy, w którym rozwija się płód, jest dość hałaśliwe: tu bije serce, szumi przepływ płynów i perystaltyka, ze środowiska zewnętrznego dochodzą różne dźwięki, choć stłumione przez tkanki matki, jednak - co ciekawe - zasięg głosu ludzkiego w zakresie 125-250 Hz jest po prostu słabo przytłumiony… W konsekwencji rozmowy zewnętrzne stanowią większość środowiska dźwiękowego płodu.

Reakcja na ból przyciąga szczególną uwagę badaczy. Ustalenie, czy płód odczuwa ból, jest trudne – ból jest w dużej mierze zjawiskiem subiektywnym. Jednak nieświadoma reakcja na bolesne bodźce zaczyna się około 24-26 tygodnia rozwoju, kiedy to po raz pierwszy tworzy się ścieżka odpowiedzi neuronalnej. Od momentu rozwoju pierwszych narządów zmysłów informacja zaczyna z nich płynąć do mózgu, który sam w sobie działa jako czynnik rozwoju tego samego mózgu i prowadzi do uczenia się.

Powstaje pytanie, jak ważna jest uzyskana w ten sposób informacja i czy możemy w pewien sposób wpływać na płód, skłaniając mózg do rozwoju i promowania nauki?

Owoc może nauczyć się rozpoznawać smak i zapach. Na przykład, jeśli matka spożywa czosnek w czasie ciąży, noworodek będzie wykazywał mniejszą niechęć do zapachu czosnku niż niemowlę, którego matka nie jadła czosnku. Noworodki będą również przedkładać muzykę, którą słyszą w łonie matki, przed muzyką, którą słyszą po raz pierwszy. Wszystko to zostało już ustalone przez naukę. Jednak nadal nie jest jasne, czy zjawisko uczenia się prenatalnego ma jakikolwiek trwały efekt. Wiadomo, że „smak muzyczny” do pewnego utworu przy braku wzmocnienia znika już po trzech tygodniach. Jednak zdolność płodu do „uczenia się” prowadzi niektórych ludzi do przekonania, że rozwój mózgu płodu może być aktywowany przez program stymulacji prenatalnej. Jednak nie ma na ten temat solidnych badań naukowych.

Mózg noworodka

W momencie narodzin w mózgu dziecka znajdują się praktycznie wszystkie niezbędne neurony. Ale mózg nadal aktywnie się rozwija iw ciągu następnych dwóch lat osiąga 80% wielkości mózgu osoby dorosłej. Co się dzieje w ciągu tych dwóch do trzech lat?

Główny wzrost masy mózgu następuje dzięki komórkom glejowym, których jest 50 razy więcej niż neuronów. Komórki glejowe nie przekazują impulsów nerwowych, tak jak neurony, zapewniają żywotną aktywność neuronów: niektóre z nich dostarczają składników odżywczych, inne trawią i niszczą martwe neurony lub fizycznie utrzymują neurony w określonej pozycji, tworząc osłonkę mielinową.

Od momentu narodzin do mózgu dziecka dociera ogromna ilość sygnałów ze wszystkich zmysłów. Mózg niemowlęcia jest bardziej otwarty na modelującą rękę doświadczenia niż w jakimkolwiek innym momencie życia człowieka. W odpowiedzi na wymagania środowiska mózg sam się rzeźbi.

Wizja i mózg

Zrozumienie specyfiki formowania się kory wzrokowej rozpoczęło się od dobrze znanych eksperymentów Davida Hubela i Thorstena Wiesela w latach 60. ubiegłego wieku. Wykazali, że jeśli kocięta tymczasowo zamykają jedno oko w pewnym krytycznym okresie rozwoju mózgu, w mózgu nie powstaje pewne połączenie. Nawet po przywróceniu wzroku charakterystyczne widzenie obuoczne nigdy nie zostanie uformowane.

Odkrycie to zapoczątkowało nową erę w zrozumieniu roli krytycznych okresów rozwoju i znaczenia posiadania odpowiedniego bodźca w tym momencie. W 1981 roku naukowcy otrzymali za to odkrycie Nagrodę Nobla, a teraz możemy bawić się naszym mózgiem i wzrokiem na stronie Davida Hubela tutaj.

Ten, który został zrobiony z kociętami, oczywiście nie jest humanitarny do rozmnażania u ludzi. Ale te eksperymenty umożliwiają do pewnego stopnia ekstrapolację wiedzy i tym samym zrozumienie cech rozwoju ludzkiego mózgu. Istnieją również przykłady zaćmy wrodzonej u dzieci, co wskazuje, że ludzie mają również krytyczne okresy w rozwoju mózgu, które wymagają pewnych zewnętrznych bodźców wzrokowych dla prawidłowego rozwoju mózgu. Co wiadomo o wizji noworodka? (nie bądź leniwy, aby podążać za linkiem i patrzeć na świat oczami dziecka)

Noworodek widzi osobno 40 razy mniej niż dorosły. Obserwując i kontemplując mózg dziecka uczy się analizować obraz iw ciągu dwóch miesięcy jest w stanie rozróżnić kolory podstawowe, dzięki czemu obraz staje się wyraźniejszy. Po trzech miesiącach zachodzą zmiany jakościowe, w mózgu powstaje kora wzrokowa, obraz zbliża się do tego, jak zobaczy go później dorosły. Po sześciu miesiącach dziecko jest już w stanie odróżnić poszczególne szczegóły i widzi tylko 9 razy gorzej niż dorosły. Kora wzrokowa jest w pełni ukształtowana do 4 roku życia.

Pierwsze trzy lata

Logiczne jest założenie, że taki krytyczny okres dotyczy nie tylko rozwoju kory wzrokowej. Już nikt nie zaprzecza oczywistemu faktowi, że w pierwszych trzech latach życia zachodzą najważniejsze etapy powstawania mózgu. Poważnym potwierdzeniem może być fenomen hospitalizacji, który Spitz opisał w 1945 roku. Mówimy o objawach, które rozwijają się u dzieci w pierwszym roku życia, wychowanych w placówkach medycznych, idealnych z punktu widzenia opieki medycznej i higienicznej, ale pod nieobecność rodziców. Począwszy od trzeciego miesiąca życia nastąpiło pogorszenie ich stanu fizycznego i psychicznego. Dzieci cierpiały na depresję, były bierne, zahamowane ruchowo, miały słabą mimikę twarzy i słabą koordynację wzrokową, nawet ogólnie nie śmiertelne choroby miały często fatalne konsekwencje. Od drugiego roku życia pojawiły się oznaki upośledzenia fizycznego i umysłowego: dzieci nie mogły siedzieć, chodzić, mówić. Konsekwencje przedłużonej hospitalizacji są długotrwałe i często nieodwracalne. Dziś opisują również zjawisko hospitalizacji rodzinnej, które rozwija się u dzieci na tle emocjonalnego chłodu matki. Nie wiadomo jednak dokładnie, co dokładnie dzieje się w tym czasie w mózgu dziecka.

Fakt, że te pierwsze trzy lata życia mają decydujące znaczenie dla rozwoju mózgu dziecka, skłonił do dalszych badań, a edukatorzy i decydenci do energicznych kampanii na rzecz wspierania stymulacji mózgu dziecka przez pierwsze trzy lata życia. Wszystko zaczęło się od stwierdzenia, że oczywiście mózg powstaje od zera do trzech lat, po czym jest już za późno, aby coś zrobić. W Ameryce kampanie Jestem Twoim dzieckiem i Lepsze mózgi dla niemowląt zostały uruchomione dzięki finansowaniu rządowemu. Rezultatem jest góra książek, programów wychowawczych i artykułów prasowych. Główne przesłanie tych programów można sformułować następująco: skoro już wiemy z prac neurofizjologów, że połączenia neuronalne powstają pod wpływem bodźców zewnętrznych i całkowicie w ciągu pierwszych trzech lat, to środowisko to należy jak najaktywniej wzmacniać, a zatem musi zostać aktywowana mentalna stymulacja mózgu noworodka. Takie podejście nosi nazwę wzbogaconych środowisk naukowych. Rodzice pospieszyli, aby kupić dziecięce dyski z Mozartem dla niemowląt, karty flash z jasnymi obrazami i inne zabawki, które należy opracować. Okazało się jednak, że nauczyciele nieco wyprzedzili naukowców. W trakcie kampanii dziennikarz zadzwonił do neurofizjologa Johna Brewera, autora książki The Myth of the First Three Years: A New Understanding of Early Brain Development and Lifelong Learning i zapytał: „Na podstawie neurofizjologii, jakiej rady udzieliłbyś rodzicom o wyborze przedszkola dla swoich dzieci?” Brewer odpowiedział: „W oparciu o neurofizjologię, nic”.

Prawda jest taka, że nauka nie wie, jak naprawdę powinny wyglądać energetyzowane środowiska dla optymalnego rozwoju mózgu w ciągu pierwszych trzech lat. John Brewer niestrudzenie powtarza: wciąż nie ma wiarygodnych badań, które jednoznacznie wskazywałyby, jaka powinna być siła, intensywność i jakość bodźców, nie ma też odpowiednich badań, które potwierdzałyby długofalowy wpływ takich bodźców w czasie.

Zjawisko wzbogaconego środowiska badano u szczurów. Szczury podzielono na dwie grupy, jedną po prostu umieszczono w klatce, a w drugiej krewnych i zabawki umieszczono ze szczurami. We wzbogaconym środowisku szczury rzeczywiście utworzyły w mózgu znacznie więcej synaps. Ale, jak mówi badacz dr. William Greenough, wzbogacone środowisko dla szczurów w laboratorium może być po prostu normalne dla dziecka. Niemowlęta nie są pozostawione same sobie, mają okazję dużo zwiedzać w domu - po prostu czołgając się po mieszkaniu, przeglądając książki wyciągnięte z półki lub odwrócone kosze z ubraniami. Jednak eksperyment ze szczurami znalazł już swój szczególny sposób w prasie i poważnie zaniepokoił rodziców, którzy są przesiąknięci rozwojem swoich dzieci.

Dla rodziców, którzy obawiają się, że nie mieli czasu na rozwój dziecka w pierwszych trzech latach, naukowcy mają pocieszający argument: rozwój mózgu trwa po trzech latach. Połączenia neuronowe powstają w mózgu przez całe życie. Chociaż proces ten nie jest całkowicie liniowy, jest również zaprogramowany genetycznie, a także zależny od nabytego doświadczenia i środowiska. W niektórych okresach życia jest bardziej intensywny niż w innych, a kolejnym okresem poważnej przebudowy mózgu jest okres dojrzewania.

Mózg nastolatka to plac budowy

Naukowcy od dawna badają ludzki mózg, obserwując głównie różne nieprawidłowości rozwojowe, czyli urazy mózgu, które prowadzą do zmian funkcji, które objawiają się charakterystycznymi obrazami klinicznymi. Jednak prawdziwy postęp rozpoczął się od wykorzystania technologii obrazowania metodą rezonansu magnetycznego. Technologia ta pozwala na wizualizację aktywnych części mózgu, które nazywane są funkcjonalnymi. Nie chodzi tylko o określenie miejsca, ale o określenie dokładnie tych miejsc, które są aktywowane w odpowiedzi na bodziec. W Amerykańskim Narodowym Instytucie Zdrowia Psychicznego pod kierunkiem dr. Jay Giedd rozpoczął zakrojony na szeroką skalę projekt badania mózgu nastolatków. Mózgi 145 zdrowych dzieci skanowano w odstępach dwuletnich i badano, które części mózgu przetwarzają informacje i czy zmienia się topografia obszarów funkcjonalnych w porównaniu z tymi u dorosłych i w trakcie dorastania. Co odkryli naukowcy?

Kora przedczołowa

Pierwsze odkrycie dotyczyło poważnej przebudowy kory przedczołowej. Giedd i jego koledzy odkryli, że w obszarze zwanym korą czołową (kora przedczołowa) mózg wydaje się ponownie rosnąć tuż przed okresem dojrzewania. Kora przedczołowa to obszar tuż za czołowymi kośćmi czaszki. Szczególnie interesująca jest restrukturyzacja tego obszaru, ponieważ to ona pełni funkcję dyrektora generalnego mózgu, odpowiedzialnego za planowanie, pamięć roboczą, organizację i nastrój osoby. Gdy kora przedczołowa „dojrzewa”, młodzież zaczyna lepiej myśleć i lepiej kontrolować impulsy. Kora przedczołowa jest obszarem trzeźwej oceny.

Dopóki kora przedczołowa nie dojrzeje, przetwarzanie informacji emocjonalnych pozostaje niedojrzałe i jest wykonywane przez inne części mózgu, mniej wyostrzone do takiej pracy. Dlatego młodzież jest podatna na nieuzasadnione ryzyko, na ogół słabo rozróżnia różne stany emocjonalne innych ludzi. Nie wiem jak wy, ale dla mnie, jako matki nastolatka, to odkrycie wiele wyjaśnia.

Wykorzystuj albo strać

Jeśli w wieku trzech lat rozwój ścieżek neuronalnych można porównać ze wzrostem gałęzi drzew, to w okresie dojrzewania zachodzą dwa przeciwstawne procesy - dodatkowy wzrost nowych ścieżek i jednoczesne przycinanie starych. Choć może się wydawać, że obecność wielu synaps jest rzeczą pożyteczną, mózg myśli inaczej i w procesie uczenia się kurczy odległe synapsy, podczas gdy istota biała (mielina) idzie stabilizować i wzmacniać te połączenia, które są aktywnie wykorzystywane. Wybór będzie oparty na zasadzie „wykorzystuj lub zgub”: „Wykorzystujemy to? Opuszczamy! Nie używać? Pozbądźmy się!”. W związku z tym granie muzyki, uprawianie sportu i ogólnie wszelkie badania zachęcają do tworzenia i utrwalania niektórych połączeń oraz leżenia na kanapie, kontemplowania MTV i grania w gry komputerowe - inne.

To samo dotyczy nauki języków obcych. Jeśli dziecko uczy się drugiego języka przed okresem dojrzewania, ale nie używa go podczas wielkiej „nastoletniej” restrukturyzacji, to połączenia neuronowe, które mu służą, zostają zniszczone. W związku z tym język, który był badany po restrukturyzacji mózgu, zajmie szczególne miejsce w centrum językowym i będzie używał zupełnie innych połączeń niż język ojczysty.

Ciało modzelowate i móżdżek

Kolejne odkrycie rzuca światło na inne cechy nastolatków. Mówimy o aktywnej restrukturyzacji w ciele modzelowatym, która odpowiada za komunikację między półkulami mózgowymi, a co za tym idzie, jest związana z nauką języków i myśleniem asocjacyjnym. Porównanie rozwoju tego obszaru u bliźniąt wykazało, że jest on w niewielkim stopniu uwarunkowany genetycznie i w przeważającej mierze kształtuje się pod wpływem środowiska zewnętrznego.

Oprócz ciała modzelowatego móżdżek również przechodzi poważną restrukturyzację, która trwa do dorosłości. Do tej pory uważano, że funkcja móżdżku ogranicza się do koordynacji ruchów, jednak wyniki obrazowania metodą rezonansu magnetycznego wykazały, że uczestniczy on również w przetwarzaniu zadań umysłowych. Móżdżek nie odgrywa krytycznej roli w realizacji tych zadań, lecz pełni funkcję koprocesora. Wszystko, co nazywamy myśleniem wzniosłym – matematyka, muzyka, filozofia, podejmowanie decyzji, umiejętności społeczne – podróżuje przez móżdżek.

Wnioski:

Pomimo powagi i ilości przeprowadzonych badań naukowcy nadal twierdzą, że wciąż niewiele wiedzą o związku między strukturą a funkcją mózgu, a także o rozwoju zachowania. Niewiele też wiadomo, jakie czynniki są najbardziej istotne dla optymalnego rozwoju i jakie potencjalnie mamy rezerwy na rozwój. Można jednak śmiało powiedzieć, że normalna osoba od narodzin do śmierci potrzebuje uwagi, komunikacji, normalnego środowiska życia i szczerego zainteresowania sobą.