О мозг, его развитие и роль среды

Когда у меня родился первый ребенок, я, как и подобает упорной, но молодой маме, собрала кучу книжокпро уход за младенцами и разнообразные прогрессивные методы воспитания - чтобы мой ребенок вирослагением, к тому же счастливым, мне крайне необходимы были авторитетные советы. К сожалению, быстро стало понятно, что большинство книг не слишком переживала объяснением биологических основ развития мозга. Попробуем же разобраться, что сегодня знает наука о мозге и как эти знания використовуесучасна педагогика.

Мозг и его развитие

Что интересно в развитии мозга и мы, собственно, наблюдать на каждом из этапов такого развития - это грандиозное взаимодействие генетически обусловленных факторов и факторов окружающей среды, которые в случае развития человека становятся факторами социальной среды.

эмбриональное развитие

Мозг начинает формироваться у человеческого зародыша из эмбриональной ткани эктодермы. Уже на16-й деньвнутришньоутробного развития можно различить так называемую нейрональную пластинку, которая в течение следующих нескольких дней образует желоб, верхние края которого срастаются и образуют трубку. Этот процесс является результатом сложной координированной работы целого ряда генов и зависит от наличия определенных сигнальных веществ, в частности, фолиевой кислоты. Недостаток этого витамина во время беременности приводит к незакрытие нейрональной трубки, что влечет тяжелые аномалии развития детского мозга.

Когда нейронная трубка закрылась, на ее переднем конце формируются три основных регионы мозга: передний, средний и задний. На седьмой неделе развития эти регионы делятся еще раз, и этот процесс называется энцефализации. Этот процесс отмечает формальное начало развития собственно головного мозга. Скорость роста мозга у плода поражает: ежеминутно формируется 250000 новых нейронов! Миллионы связей образуются между ними! Каждая клитиназаймае свое определенное место, каждый н мышцу ок аккуратно организован. Нет места произвольности и случайности.

У плода развиваются различные органы чувств. Подробно об этом пишет Peter Hepper в статье Unravelling our beginnings :

Первой появляется реакция на ощупь - тактильная чувствительность. На восьмой неделе плод реагирует на прикосновение к губам и щечек. На 14-ми недели плод реагирует на прикосновение к другим частям тела. Следующим развивается вкус - уже на 12 неделе плод чувствует вкус амниотической жидкости и может реагировать на материнскую диету. На звук плод реагирует начиная с 22-24 недель жизни. Сначала улавливает звуки низкого диапазона, но постепенно диапазон расширяется, и уже перед рождением плод распознает разные голоса и даже различает отдельные звуки. Утробное среду, где развивается плод, достаточно шумный: здесь стучит сердце, шумит поток жидкостей и перистальтики, с внешней середовищапоступають различные звуки, хотя и приглушенные тканями матери, впрочем - что интересно - диапазон человеческого голоса в 125-250 Гц приглушается слабо. Итак, любой разговор извне формирует большую часть звукового окружения плода.

Особое внимание исследователей всегда вызывала реакция на боль. Определить, плод испытывает боль сложно - боль в большой степени феномен субъективный. Впрочем, бессознательная ответ на болевые раздражители начинается у 24-26 недели развития, когда впервые формируется нейрональный путь ответа. С момента, когда развились первые органы чувств, от них в мозг начинает поступать информация, что само по себе выступает фактором развития этого же мозга и приводит к учебе. Возникает вопрос, насколько важной является полученная таким образом информация и Может ли мы определенным образом влиять на плод, побуждая мозг к развитию и способствуя учебе?

Плод может учиться распознавать вкус и запах. Например, если мать употребляет чеснок во время беременности, то новорожденный младенец будет демонстрировать меньше отвращения к запаху чеснока чем младенец, мать которого чеснок не употребляла. Новорожденные дети также будут отдавать предпочтение музыке, которую они слышали в утробе, по сравнению с музыкой, которую слышат впервые. Все это уже установлено наукой. Но до сих пор непонятно, явление пренатального обучения имеет хоть какой-то длительный эффект. Известно, что «музыкальный вкус» к определенному произведения при отсутствии подкрепления исчезает уже через три недели. Однако способность плода к «обучение» приводит некоторых людей на мысль, что развитие мозга плода может быть активизирован программой пренатальной стимуляции. Впрочем, об этом нет никаких солидных научных исследований.

мозг новорожденного

На момент рождения мозг младенца имеет фактически все необходимые нейроны .Но мозг продолжает активный рост и за следующие два года достигает 80% размера мозга взрослого человека. Что происходит в течение этих двух-трех лет?

Основной прирост веса мозга происходит за счет глиальных клеток, которые в 50 раз больше чем нейронов. Глиальные клетки не передают нервные импульсы, как это делают нейроны, они обеспечивают жизнедеятельность нейронов: одни из них поставляют питательные вещества, другие -переварюють и уничтожают отмершие нейроны или физически держат нейроны в определенном положении, строят миелиновой оболочки.

С момента рождения в мозг малыша поступает счесть сигналов из всех органов чувств. Мозг младенца более открыт к моделирующей руки опыта больше, чем в любой другой промежуток жизни человека. В ответ на требования окружения мозг является скульптором самого себя.

Зрение и мозг

Понимание особенностей формирования визуального кортекса началось с известных экспериментов Дэвида Хьюбела и Торстена Визела в 60-х годах прошлого столетия. Они продемонстрировали, что если котятам временно закрыть один глаз в определенный критический для развития мозга период, то в мозгу не формируется определенный свя язок.Навить когда зрение потом восстановить, то характерный бинокулярное зрение никогда не сформируется. Это начало новой эре в понимании роли критических периодов развития и важности наличия соответствующего стимула в настоящее время. 1981 исследователи получили за это открытие Нобелевскую премию, а мы теперь можем поиграть со своим мозгом и зрением на странице Дэвида Хьюбела здесь .

То, что было сделано с котятами, воспроизводить на людях, очевидно, не гуманно. Но эти опыты позволяют в определенной степени экстраполировать знания и таким образом понимать особенности развития человеческого мозга. Существуют также примеры с врожденной катарактой у детей, указывает на то, что и у человека есть критические периоды в развитии мозга, требуют наличия определенных внешних визуальных стимулов для корректного развития мозга.

Что ж известно о зрении новорожденного ?

Новорожденный ребенок видит в 40 раз менее раздельно, чем взрослый человек. Наблюдая мозг учится анализировать изображение и уже через два месяца ребенок способен различать основные цвета, а изображение становится четче. В три месяца происходят качественные изменения, в мозге формируется визуальный кортекс, изображение становится близким к тому, как в дальнейшем видеть взрослый человек. Через полгода ребенок уже способен различать отдельные детали и видит лишь в 9 раз хуже, чем взрослый. Полностью визуальный кортекс формируется до 4-го года жизни.

Первые три года

Вполне логично предположить, что подобный критический период касается не только развития визуального кортекса. Уже ни у кого не вызывает возражений тот очевидный факт, что в первые три года жизни происходят важнейшие этапы в формуваннимозку. Серьезным пидвердження может служить явление госпитализма, которое в 1945 описал Шпитц. Речь о симптомы, развивающиеся у детей на первом году жизни, воспитывающихся в медицинских учреждениях, идеальных с точки зрения медицинского и гигиенического ухода, но при отсутствии родителей. Начиная уже с третьего месяца жизни наблюдалось ухудшение их физического и психического состояния. Дети страдали от депрессий, были пассивны, заторможены в движениях, с бедной мимикой и плохой зрительной координацией, даже вообще не фатальны болезни часто имели летальный исход. Начиная со второго года жизни оказывались признаки физической и психической отсталости: дети не могли сидеть, ходить, говорить. Последствия длительного госпитализма длительные и часто необратимые. Сегодня описывают также явление семейного госпитализма, которое развивается у детей на фоне эмоциональной холодности матери. Впрочем, что конкретно происходит в это время в мозгу ребенка неизвестно.

Тот факт, что эти первые три года жизни является бузсумнивно критическими для развития мозга ребенка, побудило ученых к следующим исследований, а педагогов и политиков к бурхливоикампании в поддержку стимуляции мозга ребенка первых трех лет жизни. Началось все с утверждения, что, очевидно, мозг формируется от нуля до трех лет, после этого уже поздно что-то делать. В Америке при государственной финансовой поддержке стартовала кампании « IAmYourChild »И« BetterBrainsforBabies ». Как результат - гора книг, учебных программ для родителей и статей в прессе. Главный мессидж этих программ можно сформулировать так: поскольку мы уже знаем из работ нейрофизиологов, что нейрональные связи формируются под действием внешних стимулов и полностью за первые три года, то это среда надо как можно активнее усилить, соответственно активизировать ментальную стимуляцию мозга новорожденного. Такой подход получил название science - based е nrichedenvironments. Родители бросились покупать младенцам диски с Моцартом для беби, флэш-карты с яркими изображениями и другие игрушки, должны развивать.

Но оказалось, что педагоги несколько опередили науковцив.У разгар кампании один журналист позвонил нейрофизиологу Джону Бруэр , Автора книги «The Myth of the First Three Years: A New Understanding of Early Brain Development and Lifelong Learning » и спросил: «Основываясь на нейрофизиологии, что бы вы могли посоветовать родителям по выбору садика для их детей?». Бруэр ответил: «Основываясь на нейрофизиологии - ничего».

Правда заключается в том, что наука не знает, как должна самом деле выглядеть е nrichedenvironments для оптимального развития детского мозга в течение первых трех лет. Джон Бруэр не устает повторять: до сих пор не существует надежных исследований, которые бы четко указывали, какой силы, интенсивности и качества должны быть раздражители; нет соответствующих исследований, подтверждающих длительный эффект таких раздражителей во времени.

Явление е nrichedenvironment исследовали на крысах. Крыс делили на две группы, одну просто сажали в клетку, а во вторую к крысам помешали сородичей и игрушки. В обогащенной среде у крыс действительно формировалось в мозгу гораздо больше синапсов. Но, как логично замечает исследователь Dr. WilliamGreenough, то, что для крыс является обогащенным средой в лабораторных условиях, для ребенка может быть просто нормальной средой. Младенцы не оставляют наодинции могут много исследовать прямо дома - просто ползая вокруг по квартире, исследуя книги, извлеченные из книжной полки, или перевернутые корзины с одеждой. Впрочем, эксперимент с крысами уже нашел свой особый путь в прессе и не на шутку обеспокоил родителей, которые занимаются развитием своих младенцев.

Для родителей, которые обеспокоены тем, что не успели вовремя развить ребенка за первые три года, у ученых есть еще один важный успокаивающий арумент: развитие мозга продолжается и после трех лет .В мозга формируются нейронные связки в течение всей жизни. Хотя этот процесс и не совсем линейный, впрочем он генетически запрограммирован, и так же зависит от приобретенного опыта и окружения. В разные периоды жизни он интенсивнее, чем в другие, и следующий период большой перестройки мозга - подростковый возраст.

Мозг подростка - строительная площадка

Ученые давно изучают мозг человека, в основном наблюдая разнообразные аномалии в развитии, или травмы мозга, приводят к изменению функции, которые проявляются в характерных клинических картинах. Но настоящий прогресс начался с применением технологии магнитно-резонансной томографии. Эта технология позволяет визуализировать активные участки мозга, которые называют функциональными. Речь не просто об определении участка, а об определении именно тех участков, которые активизируются в ответ на стимул. В американском National Institute of Mental Health под руководством Dr. Jay Giedd начался масштабный проект по исследованию мозга пидлиткив.Мозок 145 нормальных детей сканировали с интервалом в два года и исследовали, какие участки мозга обрабатывают информацию и изменяется топография функциональных участков по сравнению с таковыми у уже взрослых людей. Что же обнаружили ученые?

префронтальной кортекс

Первое открытие касалось серьезной перестройки префронтального кортексом. Giedd и его коллеги обнаружили, что в области, называется лобной корой (префрональним кортексом), мозг, кажется, растет снова как раз перед половой зрелостью. Префрональний кортекс- участок, расположенный сразу за лобными костями черепа. Перестройка этого участка вызывает особый интерес, поскольку именно она выступает как CEO мозга, отвечая за планирование, рабочую память, организацию и настроение человека. Только префронтальной кортекс «созревает», подростки начинают рассуждать лучше и развивают больше контроля над импульсами. Префронтальной кортекс - регион «трезвой оценки решений». Пока не созрел префронтальной кортекс, обработка эмоциональной информации остается незрелой и осуществляют ее другие участки мозга, менее заточенные под такую ​​работу. Именно поэтому подростки склонны к неоправданным рискам, в общем, плохо различают разные эмоциональные состояния других людей.Но знаю, как вам, а мне, как матери подростка, это открытие многое объясняет.

Use I t or L ose I t

Если в возрасте до трех лет развитие нейрональных путей можно сравнить с ростом ветвей у дерева, то в подростковом возрасте имеют место два противоположных процесса -дополнительный рост новых путей и одновременная обрезка старых. Хотя, возможно, кажется, что наличие многих синапсов - вещь полезная, мозг считает иначе, и в процессе обучения сокращает длинные синапсы, при этом белое вещество (миелин) идет на стабилизацию и усиление тех связей, которые активно использовались. Отбор проходит по принципу useitorloseit: «Используем? Оставляем! Не используем? Избавляемся! ». Соответственно, занятия музыкой, спортом и вообще любое обучением побуждают к формированию и сохранению одних связей, а лежание на диване, созерцание MTV и грання в компьютерные игры - других.

Это именно стостуеться и изучения иностранных языков. Если ребенок выучил второй язык в наступление половой зрелости, но при большой «подростковой» перестройки ее не использует, то нейронные связи, ее обслуживают, разрушаются. Согласно язык, изучалась после перестройки мозга, займет особое место в языковом центре и будет использовать совсем другие связи, чем родной язык .

Мозолистое тело и мозжечок

Еще одно открытие проясняет другие подростковые особенности. Речь о активную перестройку в мозолистом теле, отвечающий за коммуникацию между большими полушариями мозга и, как следствие, связанная с изучением языков и ассоциативным мышлением. Сравнение развития этого участка у близнецов показало, что оно лишь в незначительной степени определено генетически и преимущественно формируется под воздействием внешней среды.

Кроме мозолистого тела, серьезной перестройки испытывает также мозжечок, причем такое перенастройки продолжается до взрослого возраста. До сих пор считалось, щофункция мозжечка ограничивается координацией движений, однако результаты магнитно-резонансной томографии показали, что он также задействован в обработке умственных задач. Мозжечок не играется критической роли в реализации этих задач, скорее, выполняет функцию копроцесора. Все, что мы называем высоким мишленням - математика, музыка, философия, принятие решения, социальные навыки, - проходит через мозжечок.

выводы:

Несмотря на серьезность проведенных исследования, ученые продолжают утверждать, что они все еще мало знают о связи структуры и функции мозга, а также развитие поведения. Так же мало известно, какие факторы являются наиболее важными для оптимального развития и какие резервы для развития мы потенциально имеем. Впрочем можно уверенно утверждать , Что нормальный человек с момента рождения и до смерти требует внимания, общения, нормального живого оточенняй искреннего интереса к себе. Это, собственно, и является главным стимулом для оптимального развития мозга.

по материалам:

Inside the teenage brain

Brain Development on the National Child Care Information and Technical Assistance Center (NCCIC)

THE MYTH OF THE FIRST THREE YEARS : A New Understanding of Early Brain Development and Lifelong Learning. By John T. Bruer.

The Center on the Developing Child at Harvard University

Blog The Teenage Brain

Иллюстрация к посту cytrusova

Стилистическая правка и терпеливо выслушивания идей giggster