Mengenai Keanehan Perkembangan Otak Dari Konsepsi Hingga Remaja

2024 Pengarang: Harry Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 15:51

Semasa anak pertama saya dilahirkan, sesuai dengan ibu yang bersemangat tetapi masih muda, saya mengumpulkan banyak buku mengenai menjaga bayi dan pelbagai kaedah asuhan progresif - untuk anak saya membesar genius, selain gembira, saya sangat memerlukan autoriti nasihat. Sayangnya, dengan cepat menjadi jelas bahawa kebanyakan buku tidak begitu berminat untuk menjelaskan asas biologi perkembangan otak. Mari cuba cari tahu apa yang diketahui oleh sains otak hari ini dan bagaimana pedagogi moden menggunakan pengetahuan ini.

Otak dan perkembangannya

Apa yang menarik dalam perkembangan otak dan apa yang sebenarnya kita akan perhatikan pada setiap tahap perkembangan tersebut adalah interaksi yang megah dari faktor genetik dan faktor persekitaran yang, dalam hal perkembangan manusia, menjadi faktor persekitaran sosial.

Perkembangan embrio

Pada embrio manusia, otak mula terbentuk dari tisu embrio ectoderm. Sudah pada hari ke-16 perkembangan intrauterin, plat neuron yang disebut dapat dibezakan, yang selama beberapa hari berikutnya membentuk alur, tepi atasnya tumbuh bersama dan membentuk tiub. Proses ini adalah hasil kerja terkoordinasi yang kompleks dari sejumlah gen dan bergantung kepada kehadiran zat isyarat tertentu, khususnya asid folik. Kekurangan vitamin ini semasa kehamilan menyebabkan tiub neural tidak ditutup, yang menyebabkan kelainan teruk dalam perkembangan otak anak.

Apabila tiub saraf ditutup, tiga kawasan utama otak terbentuk di hujung depan: anterior, tengah, dan posterior. Pada minggu ketujuh pembangunan, wilayah-wilayah ini terbelah lagi, dan proses ini disebut ensefalisasi. Proses ini adalah permulaan rasmi perkembangan otak itu sendiri. Kadar pertumbuhan otak janin sangat mengagumkan: 250,000 neuron baru terbentuk setiap minit! Berjuta-juta sambungan terbentuk di antara mereka! Setiap sel mempunyai tempatnya yang tersendiri, setiap sambungan disusun dengan rapi. Tidak ada ruang untuk sewenang-wenangnya dan kekacauan.

Janin mengalami deria yang berbeza. Peter Hepper menulis secara meluas mengenai hal ini dalam artikelnya Mengungkap permulaan kita:

Tindak balas pertama terhadap sentuhan muncul - kepekaan taktil. Pada minggu kelapan, janin bertindak balas menyentuh bibir dan pipi. Pada minggu ke-14, janin bertindak balas apabila menyentuh bahagian badan yang lain. Rasa berkembang seterusnya - pada usia 12 minggu, janin merasakan cairan ketuban dan boleh bertindak balas terhadap diet ibu. Janin bertindak balas terhadap bunyi dari 22-24 minggu kehidupan. Pada mulanya, ia menangkap suara jarak rendah, tetapi secara beransur-ansur jangkauannya mengembang, dan sebelum kelahiran, janin mengenali suara yang berbeza dan bahkan membezakan suara individu. Persekitaran rahim, di mana janin berkembang, cukup bising: di sini jantung berdegup, aliran cairan dan peristaltik membuat bunyi bising, pelbagai bunyi datang dari persekitaran luaran, walaupun teredam oleh tisu ibu, namun - menarik - jangkauan suara manusia pada 125-250 Hz hanya teredam lemah … Akibatnya, perbualan luaran membentuk sebahagian besar persekitaran bunyi janin.

Reaksi terhadap kesakitan menarik perhatian khusus penyelidik. Menentukan sama ada janin merasa sakit itu sukar - kesakitan adalah fenomena subjektif. Walau bagaimanapun, tindak balas tidak sedar terhadap rangsangan yang menyakitkan bermula sekitar 24-26 minggu perkembangan, ketika jalur tindak balas neuron pertama kali terbentuk. Dari saat organ indera pertama berkembang, maklumat mula mengalir dari mereka ke otak, yang dengan sendirinya bertindak sebagai faktor perkembangan otak yang sama dan membawa kepada pembelajaran.

Persoalannya timbul, seberapa pentingnya informasi yang diperoleh dengan cara ini dan dapatkah kita dengan cara tertentu mempengaruhi janin, mendorong otak untuk mengembangkan dan mempromosikan pembelajaran?

Buahnya dapat belajar mengenali rasa dan bau. Contohnya, jika seorang ibu memakan bawang putih semasa mengandung, bayi yang baru lahir akan kurang menunjukkan bau bawang putih daripada bayi yang ibunya tidak makan bawang putih. Bayi yang baru lahir juga akan mengutamakan muzik yang mereka dengar di rahim berbanding muzik yang mereka dengar untuk pertama kalinya. Semua ini telah dibuktikan oleh sains. Tetapi masih belum jelas apakah fenomena pembelajaran pranatal mempunyai kesan yang berkekalan. Telah diketahui bahawa "cita rasa muzik" untuk karya tertentu tanpa adanya peneguhan sudah hilang dalam tiga minggu. Walau bagaimanapun, kemampuan janin untuk "belajar" menyebabkan beberapa orang percaya bahawa perkembangan otak janin mungkin diaktifkan oleh program rangsangan pranatal. Walau bagaimanapun, tidak ada kajian saintifik yang kukuh mengenai perkara ini.

Otak yang baru lahir

Pada masa kelahiran, otak bayi mempunyai hampir semua neuron yang diperlukan. Tetapi otak terus berkembang dengan aktif dan dalam dua tahun ke depan mencapai 80% ukuran otak orang dewasa. Apa yang berlaku selama dua hingga tiga tahun ini?

Peningkatan utama berat otak berlaku kerana sel glial, yang 50 kali lebih banyak daripada neuron. Sel glial tidak menyebarkan impuls saraf, seperti yang dilakukan oleh neuron, ia memberikan aktiviti penting neuron: sebahagian daripadanya membekalkan nutrien, yang lain mencerna dan memusnahkan neuron mati atau secara fizikal menahan neuron dalam kedudukan tertentu, membentuk sarung myelin.

Dari saat kelahiran, sejumlah besar isyarat dari semua deria datang ke otak bayi. Otak bayi lebih terbuka kepada model pengalaman daripada pada waktu lain dalam kehidupan seseorang. Sebagai tindak balas terhadap tuntutan persekitaran, otak mengukir dirinya sendiri.

Penglihatan dan otak

Memahami keanehan pembentukan korteks visual bermula dengan eksperimen terkenal David Hubel dan Thorsten Wiesel pada tahun 60-an abad yang lalu. Mereka menunjukkan bahawa jika anak kucing menutup sebelah mata sementara waktu kritikal tertentu untuk perkembangan otak, maka hubungan tertentu tidak terbentuk di otak. Walaupun ketika penglihatan dipulihkan, penglihatan teropong ciri tidak akan pernah terbentuk.

Penemuan ini memulakan era baru dalam memahami peranan perkembangan masa kritikal dan pentingnya mempunyai rangsangan yang sesuai pada masa ini. Pada tahun 1981, para penyelidik menerima Hadiah Nobel untuk penemuan ini, dan sekarang kita dapat bermain dengan otak dan visi kita di halaman David Hubel di sini.

Yang dilakukan dengan anak kucing jelas tidak berperikemanusiaan untuk membiak pada manusia. Tetapi eksperimen ini memungkinkan untuk mengekstrapolasi pengetahuan hingga tahap tertentu dan dengan demikian memahami ciri-ciri perkembangan otak manusia. Terdapat juga contoh katarak kongenital pada anak-anak, yang menunjukkan bahawa manusia juga mengalami masa kritikal dalam perkembangan otak yang memerlukan rangsangan visual luaran tertentu untuk perkembangan otak yang betul. Apa yang diketahui mengenai penglihatan bayi yang baru lahir? (jangan malas untuk mengikuti pautan dan melihat dunia melalui mata bayi)

Anak yang baru lahir melihat 40 kali lebih sedikit daripada orang dewasa. Dengan memerhatikan dan merenung, otak anak belajar menganalisis gambar dan dalam dua bulan ia dapat membezakan antara warna primer, dan gambar menjadi lebih jelas. Pada tiga bulan, perubahan kualitatif berlaku, korteks visual terbentuk di otak, gambar menjadi dekat dengan bagaimana orang dewasa akan melihatnya kemudian. Selepas enam bulan, anak sudah dapat membezakan antara butiran individu dan hanya melihat 9 kali lebih teruk daripada orang dewasa. Korteks visual terbentuk sepenuhnya pada tahun ke-4 kehidupan.

Tiga tahun pertama

Adalah agak logik untuk menganggap bahawa tempoh kritikal seperti ini bukan hanya berkaitan dengan pengembangan korteks visual. Sudah tidak ada yang menyangkal fakta yang jelas bahawa dalam tiga tahun pertama kehidupan, tahap terpenting dalam pembentukan otak berlaku. Fenomena hospitalisme, yang dijelaskan oleh Spitz pada tahun 1945, dapat menjadi pengesahan serius. Kami bercakap mengenai gejala yang timbul pada kanak-kanak pada tahun pertama kehidupan, dibesarkan di institusi perubatan, sesuai dari sudut penjagaan perubatan dan kebersihan, tetapi jika tiada ibu bapa. Bermula dari bulan ketiga kehidupan, terdapat kemerosotan keadaan fizikal dan mental mereka. Anak-anak menderita kemurungan, pasif, terhambat dalam pergerakan, dengan ekspresi wajah yang buruk dan koordinasi visual yang buruk, bahkan pada umumnya penyakit bukan fatal sering membawa akibat yang fatal. Bermula dari tahun kedua kehidupan, tanda-tanda keterbelakangan fizikal dan mental muncul: kanak-kanak tidak dapat duduk, berjalan, atau bercakap. Akibat dari rawat inap yang berpanjangan adalah berpanjangan dan sering tidak dapat dipulihkan. Hari ini, mereka juga menerangkan fenomena hospitaliti keluarga, yang berkembang pada anak-anak dengan latar belakang kesejukan emosi ibu. Walau bagaimanapun, tidak diketahui dengan tepat apa sebenarnya yang berlaku di otak anak pada masa ini.

Fakta bahawa tiga tahun pertama kehidupan ini jelas penting untuk perkembangan otak anak telah mendorong penyelidikan lebih lanjut, dan para pendidik dan pembuat dasar berkempen dengan giat untuk menyokong rangsangan otak anak selama tiga tahun pertama kehidupan. Semuanya bermula dari pernyataan bahawa, jelas, otak terbentuk dari nol hingga tiga tahun, setelah itu sudah terlambat untuk melakukan sesuatu. Di Amerika, kempen I Am Anak Anda dan Otak yang Lebih Baik untuk Bayi dilancarkan dengan dana kerajaan. Hasilnya adalah banyak buku, kurikulum keibubapaan dan artikel akhbar. Mesej utama program-program ini dapat dirumuskan sebagai berikut: kerana kita sudah mengetahui dari karya ahli neurofisiologi bahawa hubungan neuron terbentuk di bawah pengaruh rangsangan luaran dan sepenuhnya dalam tiga tahun pertama, maka persekitaran ini harus diperkuat secara aktif mungkin, dan dengan itu, rangsangan mental otak bayi yang baru lahir mesti diaktifkan. Pendekatan ini disebut persekitaran yang diperkaya berasaskan sains. Ibu bapa bergegas membeli cakera bayi dengan Mozart untuk bayi, kad flash dengan gambar yang terang dan mainan lain yang harus dikembangkan. Tetapi ternyata para guru agak mendahului para saintis. Di tengah-tengah kempen, seorang wartawan menelefon ahli neurofisiologi John Brewer, pengarang The Mitos Tiga Tahun Pertama: Pemahaman Baru tentang Pembangunan Otak Awal dan Pembelajaran Sepanjang Hayat, dan bertanya, "Berdasarkan neurofisiologi, nasihat apa yang akan anda berikan kepada ibu bapa tentang memilih tadika untuk anak-anak mereka? " Brewer menjawab, "Berdasarkan neurofisiologi, tidak ada."

Sebenarnya, sains tidak tahu seperti apa persekitaran yang bertenaga untuk perkembangan otak yang optimum selama tiga tahun pertama. John Brewer tidak jemu mengulangi: masih belum ada kajian yang boleh dipercayai yang secara jelas menunjukkan kekuatan, intensiti dan rangsangan kualiti yang seharusnya, dan tidak ada kajian yang relevan yang akan mengesahkan kesan jangka panjang rangsangan tersebut dari masa ke masa.

Fenomena persekitaran yang diperkaya disiasat pada tikus. Tikus dibahagikan kepada dua kumpulan, satu hanya diletakkan di dalam sangkar, dan yang lain, saudara-mara dan mainan diletakkan bersama tikus. Dalam persekitaran yang diperkaya, tikus memang membentuk banyak sinaps di otak mereka. Tetapi, sebagai penyelidik Dr. William Greenough, persekitaran yang diperkaya untuk tikus di makmal mungkin normal bagi seorang anak. Bayi tidak ditinggalkan sendirian, mereka berpeluang menjelajah jauh di rumah - hanya merangkak di sekitar apartmen, memeriksa buku yang ditarik dari rak buku, atau bakul pakaian terbalik. Walau bagaimanapun, percubaan dengan tikus telah menemukan cara khasnya di akhbar dan telah membimbangkan ibu bapa yang serius dengan perkembangan bayi mereka.

Bagi ibu bapa yang prihatin bahawa mereka tidak mempunyai masa untuk mengembangkan anak mereka dalam tiga tahun pertama, para saintis mempunyai hujah yang menenangkan: perkembangan otak berterusan setelah tiga tahun. Sambungan saraf terbentuk di otak sepanjang hayat. Walaupun proses ini tidak sepenuhnya linear, ia juga diprogram secara genetik, dan juga bergantung pada pengalaman yang diperoleh dan persekitaran. Dalam beberapa tempoh kehidupan, ia lebih sengit daripada yang lain, dan tempoh pembentukan semula otak utama seterusnya adalah remaja.

Otak remaja adalah tapak pembinaan

Para saintis telah lama mengkaji otak manusia, terutama mengamati berbagai kelainan perkembangan, atau cedera otak, yang menyebabkan perubahan fungsi, yang dimanifestasikan dalam gambaran klinikal khas. Tetapi kemajuan sebenarnya bermula dengan penggunaan teknologi pengimejan resonans magnetik. Teknologi ini membolehkan anda memvisualisasikan bahagian otak yang aktif, yang disebut berfungsi. Ini bukan hanya untuk menentukan laman web, tetapi juga untuk menentukan dengan tepat laman web yang diaktifkan sebagai tindak balas kepada rangsangan. Di Institut Kesihatan Mental Nasional Amerika di bawah arahan Dr. Jay Giedd telah memulakan projek berskala besar untuk mengkaji otak remaja. Otak 145 kanak-kanak normal diimbas pada selang dua tahun dan menyiasat bahagian otak mana yang memproses maklumat dan adakah topografi kawasan fungsional berubah berbanding dengan orang dewasa dan dalam proses membesar. Apa yang ditemui oleh para saintis?

Korteks prefrontal

Penemuan pertama berkenaan dengan pembentukan semula korteks prefrontal. Giedd dan rakan-rakannya mendapati bahawa di kawasan yang disebut korteks frontal (korteks prefrontal), otak nampaknya tumbuh semula sebelum baligh. Korteks prefrontal adalah kawasan tepat di belakang tulang tengkorak frontal. Penyusunan semula bidang ini sangat menarik, kerana dialah yang bertindak sebagai CEO otak, yang bertanggungjawab untuk merancang, memori kerja, organisasi dan suasana hati seseorang. Setelah korteks prefrontal "matang", remaja mula berfikir dengan lebih baik dan mengembangkan lebih banyak kawalan terhadap impuls. Korteks prefrontal adalah wilayah pertimbangan yang tenang.

Sehingga korteks prefrontal matang, pemprosesan maklumat emosi masih belum matang dan dilakukan oleh bahagian otak yang lain, yang kurang diasah untuk pekerjaan tersebut. Itulah sebabnya mengapa remaja terdedah kepada risiko yang tidak dapat dibenarkan, secara amnya, mereka kurang membezakan antara keadaan emosi orang lain yang berbeza. Saya tidak tahu tentang anda, tetapi bagi saya, sebagai ibu remaja, penemuan ini banyak menerangkan.

Gunakan atau Kehilangannya

Sekiranya pada usia tiga tahun, perkembangan jalur neuron dapat dibandingkan dengan pertumbuhan dahan pokok, maka pada masa remaja terjadi dua proses yang berlawanan - pertumbuhan tambahan jalan baru dan pemangkasan serentak yang lama. Walaupun nampaknya kehadiran banyak sinapsis adalah perkara yang berguna, otak berfikir sebaliknya, dan dalam proses pembelajarannya, kontrak sinapsis jauh, sementara bahan putih (myelin) berfungsi untuk menstabilkan dan menguatkan hubungan yang digunakan secara aktif. Pemilihan akan didasarkan pada prinsip menggunakannya atau hilang: “Kami menggunakannya? Kami pergi! Tidak menggunakan? Mari hilangkan! . Oleh itu, bermain muzik, sukan dan, secara umum, setiap kajian mendorong pembentukan dan pemeliharaan beberapa hubungan, dan berbaring di sofa, merenungkan MTV dan bermain permainan komputer - yang lain.

Perkara yang sama berlaku untuk kajian bahasa asing. Sekiranya seorang kanak-kanak belajar bahasa kedua sebelum akil baligh, tetapi tidak menggunakannya semasa penstrukturan "remaja" yang besar, maka hubungan saraf yang melayaninya akan musnah. Oleh itu, bahasa yang dipelajari setelah penstrukturan otak akan mendapat tempat yang istimewa di pusat bahasa dan akan menggunakan sambungan yang sama sekali berbeza daripada bahasa ibunda.

Corpus callosum dan cerebellum

Penemuan lain menjelaskan ciri-ciri remaja yang lain. Kami bercakap mengenai penyusunan semula aktif di corpus callosum, yang bertanggungjawab untuk komunikasi antara hemisfera serebrum dan, sebagai hasilnya, dikaitkan dengan kajian bahasa dan pemikiran asosiatif. Perbandingan pengembangan kawasan ini pada anak kembar telah menunjukkan bahawa kawasan ini ditentukan secara genetik hanya pada tahap kecil dan terbentuk secara dominan di bawah pengaruh persekitaran luaran.

Selain corpus callosum, cerebellum juga mengalami penstrukturan yang serius, dan penstrukturan ini berlangsung sehingga dewasa. Hingga kini, dipercayai bahawa fungsi otak kecil terbatas pada koordinasi pergerakan, tetapi hasil pengimejan resonans magnetik telah menunjukkan bahawa ia juga terlibat dalam pemprosesan tugas mental. Cerebellum tidak memainkan peranan penting dalam pelaksanaan tugas-tugas ini, melainkan menjalankan fungsi coprocessor. Semua yang kita sebut pemikiran tinggi - matematik, muzik, falsafah, membuat keputusan, kemahiran sosial - bergerak melalui otak kecil.

Kesimpulan:

Walaupun kesungguhan dan jumlah penelitian yang dilakukan, para saintis terus berpendapat bahawa mereka masih tahu sedikit tentang hubungan antara struktur dan fungsi otak, dan juga mengenai perkembangan tingkah laku. Juga tidak diketahui faktor apa yang paling penting untuk pembangunan yang optimum dan cadangan apa yang berpotensi kita miliki. Walau bagaimanapun, adalah selamat untuk mengatakan bahawa orang normal, dari saat kelahiran hingga kematian, memerlukan perhatian, komunikasi, persekitaran hidup normal dan minat yang tulus terhadap dirinya sendiri.