Om Särdragen I Hjärnans Utveckling Från Befruktning Till Tonåren

2024 Författare: Harry Day | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 15:54

När mitt första barn föddes, som det passar en nitisk men ung mamma, samlade jag ett gäng böcker om vård av spädbarn och en mängd progressiva uppfostringsmetoder - för att mitt barn skulle bli ett geni, förutom lyckligt, behövde jag mycket auktoritativt råd. Tyvärr blev det snabbt klart att de flesta böckerna inte var särskilt intresserade av att förklara den biologiska grunden för hjärnans utveckling. Låt oss försöka ta reda på vad hjärnans vetenskap vet idag och hur modern pedagogik använder denna kunskap.

Hjärnan och dess utveckling

Det som är intressant i hjärnans utveckling och vad vi i själva verket kommer att observera vid vart och ett av stadierna av en sådan utveckling är den storslagna interaktionen mellan genetiskt förutbestämda faktorer och miljöfaktorer, som i fallet med mänsklig utveckling blir faktorer för den sociala miljön.

Embryonisk utveckling

I det mänskliga embryot börjar hjärnan bildas från ektodermens embryonala vävnad. Redan den 16: e dagen för intrauterin utveckling kan den så kallade neuronplattan särskiljas, som under de närmaste dagarna bildar ett spår, vars överkanter växer ihop och bildar ett rör. Denna process är resultatet av ett komplext samordnat arbete av ett antal gener och beror på förekomsten av vissa signaleringsämnen, i synnerhet folsyra. Brist på detta vitamin under graviditeten leder till att neuralröret inte stängs, vilket leder till allvarliga abnormiteter i utvecklingen av barnets hjärna.

När neuralröret är stängt bildas tre huvudregioner i hjärnan vid dess främre ände: främre, mellersta och bakre. Under den sjunde utvecklingsveckan delar dessa regioner sig igen, och denna process kallas encefalisering. Denna process är den formella början på utvecklingen av själva hjärnan. Fostrets hjärnans tillväxt är fantastisk: 250 000 nya neuroner bildas varje minut! Miljontals förbindelser bildas mellan dem! Varje cell har sin egen specifika plats, varje anslutning är snyggt organiserad. Det finns inget utrymme för godtycklighet och slumpmässighet.

Fostret utvecklar olika sinnen. Peter Hepper skriver mycket om detta i sin artikel Unraveling our beginings:

Den första reaktionen vid beröring dyker upp - taktil känslighet. Under den åttonde veckan reagerar fostret på att röra vid läppar och kinder. Vid vecka 14 reagerar fostret på att röra vid andra delar av kroppen. Smaken utvecklas nästa - redan vid 12 veckor smakar fostret fostervatten och kan reagera på moderns kost. Fostret reagerar på ljud från 22-24 veckors liv. Till en början fångar det ljud av ett lågt område, men gradvis expanderar intervallet, och redan före födseln känner fostret igen olika röster och skiljer till och med enskilda ljud. Livmodermiljön, där fostret utvecklas, är ganska bullrigt: här slår hjärtat, vätskeflödet och peristaltiken ger buller, en mängd olika ljud kommer från den yttre miljön, om än dämpad av moderns vävnader, men - intressant - intervallet av den mänskliga rösten i 125-250 Hz är bara svagt dämpad … Följaktligen bildar externa samtal det mesta av fostrets ljudmiljö.

Reaktionen på smärta väcker särskild uppmärksamhet hos forskare. Att avgöra om ett foster känner smärta är svårt - smärta är till stor del ett subjektivt fenomen. Det omedvetna svaret på smärtsamma stimuli börjar emellertid runt 24-26 veckors utveckling, när den neuronala svarsvägen först bildas. Från det ögonblick de första sinnesorganen utvecklas börjar information flöda från dem till hjärnan, vilket i sig fungerar som en faktor i utvecklingen av samma hjärna och leder till lärande.

Frågan uppstår, hur viktig är informationen som erhålls på detta sätt och kan vi på ett visst sätt påverka fostret, vilket får hjärnan att utvecklas och främja lärande?

Frukten kan lära sig känna igen smak och lukt. Till exempel, om en mamma konsumerar vitlök under graviditeten, kommer ett nyfött barn att visa mindre motvilja mot lukten av vitlök än ett spädbarn vars mor inte åt vitlök. Nyfödda barn kommer också att prioritera musik de hör i livmodern framför musik de hör för första gången. Allt detta har redan fastställts av vetenskapen. Men det är fortfarande oklart om fenomenet prenatal inlärning har någon varaktig effekt. Det är känt att "musiksmaken" för ett visst verk i avsaknad av förstärkning försvinner redan om tre veckor. Fostrets förmåga att "lära" får dock vissa människor att tro att fosterhjärnans utveckling kan aktiveras av ett prenatalt stimuleringsprogram. Det finns dock ingen gedigen vetenskaplig forskning om detta.

Nyfödd hjärna

Vid födseln har barnets hjärna praktiskt taget alla nödvändiga neuroner. Men hjärnan fortsätter att växa aktivt och under de kommande två åren når 80% av storleken på en vuxens hjärna. Vad händer under dessa två till tre år?

Den största ökningen av hjärnvikten sker på grund av glialceller, som är 50 gånger fler än neuroner. Glialceller överför inte nervimpulser, som neuroner gör, de ger neurons vitala aktivitet: några av dem levererar näringsämnen, andra smälter och förstör döda nervceller eller håller fysiskt neuroner i en viss position, bildar myelinhöljet.

Från födseln kommer en enorm mängd signaler från alla sinnen till barnets hjärna. Spädbarnets hjärna är mer öppen för modellens erfarenhetshand än vid någon annan tidpunkt i en persons liv. Som svar på miljökraven skulpterar hjärnan sig själv.

Syn och hjärnan

Att förstå särdragen i bildandet av den visuella cortexen började med de välkända experimenten av David Hubel och Thorsten Wiesel på 60-talet av förra seklet. De visade att om kattungar tillfälligt stänger ett öga under en viss kritisk period för hjärnans utveckling, så bildas inte en viss koppling i hjärnan. Även när synen sedan återställs kommer den karakteristiska kikarsynen aldrig att bildas.

Denna upptäckt började en ny era för att förstå rollen för kritiska utvecklingsperioder och vikten av att ha rätt stimulans just nu. 1981 fick forskarna Nobelpriset för denna upptäckt, och nu kan vi leka med vår hjärna och syn på David Hubels sida här.

Den som gjordes med kattungarna är uppenbarligen inte human att reproducera hos människor. Men dessa experiment gör det möjligt att extrapolera kunskap i viss utsträckning och därmed förstå funktionerna i utvecklingen av den mänskliga hjärnan. Det finns också exempel på medfödd grå starr hos barn, vilket indikerar att människor också har kritiska perioder i hjärnans utveckling som kräver vissa yttre visuella stimuli för korrekt hjärnutveckling. Vad är känt om visionen om en nyfödd? (var inte lat för att följa länken och se världen genom ett barns ögon)

Ett nyfött barn ser 40 gånger mindre separat än en vuxen. När barnet observerar och funderar, lär sig barnets hjärna att analysera bilden och på två månader kan den skilja mellan de primära färgerna, och bilden blir tydligare. Vid tre månader inträffar kvalitativa förändringar, den visuella cortexen bildas i hjärnan, bilden blir nära hur en vuxen kommer att se det senare. Efter sex månader kan barnet redan skilja mellan individuella detaljer och ser bara 9 gånger sämre än en vuxen. Den visuella cortexen är helt formad av det fjärde levnadsåret.

Första tre åren

Det är ganska logiskt att anta att en sådan kritisk period inte bara rör utvecklingen av den visuella cortexen. Ingen förnekar redan det uppenbara faktumet att under de tre första levnadsåren sker de viktigaste stadierna i hjärnans bildning. Fenomenet hospitalism, som Spitz beskrev 1945, kan tjäna som en seriös bekräftelse. Vi pratar om de symtom som utvecklas hos barn under det första levnadsåret, uppfostrade på medicinska institutioner, perfekt ur medicinsk och hygienisk synvinkel, men i avsaknad av föräldrar. Från och med den tredje livsmånaden skedde en försämring av deras fysiska och psykiska tillstånd. Barn led av depression, var passiva, hämmade i rörelser, med dåliga ansiktsuttryck och dålig synkoordinering, även allmänt icke-dödliga sjukdomar fick ofta dödliga konsekvenser. Från och med det andra levnadsåret uppträdde tecken på fysisk och mental retardation: barn kunde inte sitta, gå eller tala. Konsekvenserna av långvarig sjukhusvistelse är långvariga och ofta irreversibla. I dag beskriver de också fenomenet familjehospitalism, som utvecklas hos barn mot bakgrund av moderns känslomässiga kyla. Det är dock inte känt exakt vad som händer i barnets hjärna just nu.

Det faktum att dessa tre första levnadsår är klart avgörande för utvecklingen av ett barns hjärna har fått ytterligare forskning och pedagoger och beslutsfattare att aktivt arbeta för att stödja stimuleringen av barnets hjärna under de tre första levnadsåren. Allt började med påståendet att hjärnan uppenbarligen bildas från noll till tre år, efter det är det redan för sent att göra något. I Amerika lanserades kampanjerna I Am Your Child and Better Brains for Babies med statliga medel. Resultatet är ett berg av böcker, föräldraskapsplaner och pressartiklar. Huvudbudskapet för dessa program kan formuleras enligt följande: eftersom vi redan vet från neurofysiologers verk att neuronala förbindelser bildas under påverkan av yttre stimuli och helt under de tre första åren, måste denna miljö stärkas så aktivt som möjligt, och följaktligen måste mental stimulering av den nyfödda hjärnan aktiveras. Detta tillvägagångssätt kallas vetenskapsbaserade berikade miljöer. Föräldrar rusade med att köpa babyskivor med Mozart för spädbarn, flashkort med ljusa bilder och andra leksaker som borde utvecklas. Men det visade sig att lärarna var något före forskarna. Mitt i kampanjen ringde en journalist till neurofysiologen John Brewer, författare till Myten om de tre första åren: En ny förståelse för tidig hjärnutveckling och livslångt lärande, och frågade:”Baserat på neurofysiologi, vilka råd skulle du ge till föräldrar om att välja ett dagis för sina barn? " Brewer svarade: "Baserat på neurofysiologi, ingenting."

Sanningen är att vetenskapen inte vet hur energimiljöer egentligen ska se ut för optimal hjärnutveckling under de tre första åren. John Brewer tröttnar inte på att upprepa: det finns fortfarande inga pålitliga studier som tydligt skulle indikera vilken styrka, intensitet och kvalitetsstimuleringar som bör finnas, och det finns inga relevanta studier som skulle bekräfta den långsiktiga effekten av sådana stimuli över tid.

Fenomenet berikad miljö undersöktes hos råttor. Råttorna delades in i två grupper, den ena placerades helt enkelt i en bur, och i den andra placerades släktingar och leksaker med råttorna. I en berikad miljö bildade råttor verkligen många fler synapser i deras hjärnor. Men som forskaren Dr. William Greenough, vad som är en berikad miljö för råttor i laboratoriet kan bara vara normalt för ett barn. Spädbarn lämnas inte ensamma, de har möjlighet att utforska mycket hemma - bara krypa runt i lägenheten, undersöka böcker som dras från en bokhylla eller omvända korgar med kläder. Experimentet med råttor har dock redan funnit sin speciella väg i pressen och har allvarligt oroat föräldrar som är genomsyrade av deras barns utveckling.

För föräldrar som är oroliga för att de inte hade tid att utveckla sitt barn under de tre första åren har forskare ett tröstande argument: hjärnans utveckling fortsätter efter tre år. Neurala anslutningar bildas i hjärnan under hela livet. Även om denna process inte är helt linjär, är den också genetiskt programmerad och beror också på den förvärvade erfarenheten och miljön. I vissa perioder av livet är det mer intensivt än i andra, och nästa period av större ombyggnad av hjärnan är tonåren.

En tonårs hjärna är en byggarbetsplats

Forskare har studerat den mänskliga hjärnan under lång tid, främst observerat olika utvecklingsavvikelser eller hjärnskador, som leder till förändringar i funktion, som manifesteras i karakteristiska kliniska bilder. Men de verkliga framstegen började med användning av teknik för magnetisk resonanstomografi. Denna teknik gör att du kan visualisera de aktiva delarna av hjärnan, som kallas funktionella. Det handlar inte bara om att bestämma platsen, utan om att bestämma exakt de platser som aktiveras som svar på en stimulans. Vid American National Institute of Mental Health under ledning av Dr. Jay Giedd har påbörjat ett storskaligt projekt för att studera ungdomars hjärna. Hjärnan hos 145 normala barn skannades med två års intervall och undersökte vilka delar av hjärnan som behandlar information och om topografin för funktionella områden förändras jämfört med hos vuxna och under uppväxten. Vad har forskarna upptäckt?

Prefrontal cortex

Den första upptäckten gällde en omfattande ombyggnad av prefrontala cortex. Giedd och hans kollegor fann att i ett område som kallas frontal cortex (prefrontal cortex) verkar hjärnan växa igen strax före puberteten. Den prefrontala cortexen är området strax bakom skallens främre ben. Omstruktureringen av detta område är av särskilt intresse, eftersom det är hon som fungerar som vd för hjärnan, ansvarig för planering, arbetsminne, organisation och humör hos en person. När prefrontala cortex "mognar" börjar ungdomar tänka bättre och utveckla mer kontroll över impulser. Den prefrontala cortexen är en region med nykter omdöme.

Tills den prefrontala cortexen har mognat förblir behandlingen av känslomässig information omogen och utförs av andra delar av hjärnan, mindre vässad för sådant arbete. Det är därför ungdomar är benägna att oberättigade risker, i allmänhet skiljer de dåligt mellan olika känslomässiga tillstånd hos andra människor. Jag vet inte om dig, men för mig som mamma till en tonåring förklarar denna upptäckt mycket.

Använd det eller förlora det

Om utvecklingen av neuronala vägar vid tre års ålder kan jämföras med tillväxten av trädgrenar, då uppstår två motsatta processer i tonåren - ytterligare tillväxt av nya vägar och samtidig beskärning av gamla. Även om det kan tyckas att förekomsten av många synapser är en användbar sak, tror hjärnan annorlunda, och under inlärningsprocessen drar den ihop avlägsna synapser, medan den vita substansen (myelin) går för att stabilisera och stärka de kopplingar som används aktivt. Urvalet kommer att baseras på principen använda det eller förlora det:”Vi använder det? Vi lämnar! Använd inte? Låt oss bli av! . Följaktligen uppmuntrar att spela musik, sport och i allmänhet alla studier bildandet och bevarandet av vissa anslutningar och att ligga på soffan, överväga MTV och spela datorspel - andra.

Detsamma gäller studier av främmande språk. Om ett barn lär sig ett andra språk före puberteten, men inte använder det under en stor omstrukturering av tonåren, förstörs de neurala förbindelser som tjänar honom. Följaktligen kommer språket som studerades efter omstruktureringen av hjärnan att ta en speciell plats i språkcentret och använda helt andra anslutningar än modersmålet.

Corpus callosum och cerebellum

En annan upptäckt belyser andra tonåriga egenskaper. Vi pratar om aktiv omstrukturering i corpus callosum, som är ansvarig för kommunikation mellan hjärnhalvorna och som ett resultat är associerat med språkstudier och associativt tänkande. Jämförelse av utvecklingen av detta område hos tvillingar har visat att det är genetiskt bestämt endast i liten utsträckning och främst bildas under påverkan av den yttre miljön.

Förutom corpus callosum genomgår lillhjärnan också en allvarlig omstrukturering, och denna omstrukturering varar fram till vuxen ålder. Fram till nu trodde man att lillhjärnans funktion är begränsad till koordinering av rörelser, men resultaten av magnetisk resonanstomografi har visat att det också är involverat i bearbetning av mentala uppgifter. Lillhjärnan spelar ingen kritisk roll vid genomförandet av dessa uppgifter, utan den utför funktionen som en samprocessor. Allt vi kallar högt tänkande - matematik, musik, filosofi, beslutsfattande, sociala färdigheter - reser genom lillhjärnan.

Slutsatser:

Trots allvaret och mängden forskning som utförts fortsätter forskare att hävda att de fortfarande vet lite om förhållandet mellan hjärnans struktur och funktion, samt om utvecklingen av beteende. Det är också lite känt vilka faktorer som är mest betydelsefulla för optimal utveckling och vilka reserver för utveckling vi eventuellt har. Det är dock säkert att säga att en normal person, från födseln till döden, behöver uppmärksamhet, kommunikation, en normal livsmiljö och ett uppriktigt intresse för sig själv.