İnsanın beyni ən sirli və tam aydınlaşdırılmamış "fenomenlərdən" biridir. Bu mürəkkəb orqan ətrafında bir çox suallar dövr edir: niyə yuxular görürük, emosiyalar qərar vermə prosesinə necə təsir edir, hansı sinir hüceyrələri işıq və səsin qavranılmasında rol oynayır, niyə bəziləri baltalar sevir, digərləri isə zeytunları üstün tutur? Bütün bu suallar beynin ətrafında dövr edən suallardır, çünki o, insan orqanizmində mərkəzi prosessor rolunu oynayır. Bir çox illərdir alimlər insan beyninə xüsusilə diqqət ayırmışlar; bu, müəyyən şəkildə insanlardan (öz-özünə yetişən dahilərdən tutmuş, soyuqqanlı psixopatlara qədər) fərqlənən insanlardır. Lakin bir qrup insan var ki, onların qeyri-adi davranışı yaşları ilə bağlanır — yeniyetmələr. Bir çox yeniyetmənin mübahisəli hissləri, macəraya açıq ruhu və doğrudan da macəralar tapmaq arzusunun heyrətamiz dərəcədə yüksəkdir. Pensilvaniya Universitetinin alimləri yeniyetmə beyninin sirləri və onların içində baş verən prosesləri daha yaxından öyrənmək qərarına gəldilər. Nə kəşf etdiklərini onların hesabatından öyrənəcəyik. Başlayaq.
Araştırmanın temeli
Hər bir cihazın və orqanın özünün effektiv işləməsini təmin edən arxitekturası var. İnsan beyninin qabığı funksional iyerarxiya üzrə təşkil olunmuşdur: unımodal sensor qabıq* və transmodal assosiasiya qabığı* ilə sona çatır..
Beynin sensor qabığı* — gözlər, dil, burun, qulaqlar, dəri və vestibulyar aparat tərəfindən əldə olunan məlumatların toplanması və işlənməsi ilə məşğul olan beyin qabığının bir hissəsidir.
Assosiasiya qabığı* — planlaşdırılmış hərəkətlərin həyata keçirilməsində iştirak edən beyin qabığının parçasıdır. Hər hansı bir hərəkət etməyə hazırlaşdığımızda, beynimiz bu dəqiqədə bədənimizin və həmin hərəkət edəcək hissələrin harada olduğunu, eləcə də qarşılıqlı əlaqəyə girilmək üzrə olan xarici mühitin obyektlərini bilmək məcburiyyətindədir. Məsələn, siz qədəh götürmək istəyirsiniz, amma beyniniz artıq əlinizin və qədəhin harada olduğunu bilir.
Belə bir funksional iyerarxiya ağ maddənin* anatomiiyası ilə izah olunur, hansı ki, sinxronizə olunmuş neyron aktivliyi və kognisiyanı* koordinasiya edir..
Ağ maddə* — əgər boz maddə neyronlardan ibarətdirsə, o zaman ağ maddə miyelinlə örtülmüş aksonlardan ibarətdir ki, bu da impulsların hüceyrənin bədənindən digər hüceyrələrə və orqanlara ötürülməsini təmin edir. Kognisiya* (bilik) — ətraf mühit barədə yeni biliklərin əldə edilməsilə bağlı proseslərin cəmidir.
Primatlarda beynin qabığının evrimi və insan beyninin inkişafı hədəflənmiş genişlənmə və transmodal assosiasiya sahələrinin yenidən tənzimlənməsi ilə xarakterizə olunur ki, bu da sensor məlumatların təqdimat proseslərinin və abstrakt məqsəd nailiyyətinin əsasını təşkil edir. kognisiyanı* koordinasiya edir.
Ağ maddə* — əgər boz maddə neyronlardan ibarətdirsə, o zaman ağ maddə miyelinlə örtülmüş aksonlardan ibarətdir ki, bu da impulsların hüceyrənin bədənindən digər hüceyrələrə və orqanlara ötürülməsini təmin edir.
Beyin inkişaf prosesi uzun müddətə baş verir, bu müddət ərzində beyin sisteminin təkmilləşdirilməsi üçün bir sıra proseslər baş verir: mielinizasiya*, sinaptik pruninqlama* və s.
Mielinizasiya* — oliqodendrositlər (sinir sisteminin köməkçi hüceyrə növü) aksonun müəyyən bir hissəsini örtərək bir oliqodendrosit bir neçə neyronla əlaqə qurur. Akson nə qədər fəal olsa, onun mielinizasiyası bir o qədər güclü olur, çünki bu, onun effektivliyini artırır.
Sinaptik pruninqlama* — neyronların/sinapsların sayının azaldılmasıdır ki, bu da neyro-sisteminin işini artırır, yəni lazımsız əlaqələrdən qurtarmaq deməkdir. Başqa sözlə, bu, "miqdar deyil, keyfiyyət" prinsipinin həyata keçirilməsidir.
Beyinin inkişafı dövründə transmodal assosiasiya korteksində funksional spesifikasiya formalaşır ki, bu da yüksək səviyyəli icra funksiyalarının, məsələn, inkişafına birbaşa təsir edir. işçi yaddaş*, kognitiv çeviklik* və inhibitor nəzarət*.
İşçi yaddaş* — informasiya müvəqqəti saxlanılması üçün kognitiv sistemdir. Bu yaddaş növü hazırkı düşünmə prosesləri zamanı aktivləşir və qərar qəbul etmə və davranış cavablarının formalaşmasında iştirak edir.
Kognitiv çeviklik* — bir düşüncədən digərinə keçməyə və ya bir anda bir neçə şeyi düşünməyə olan qabiliyyətdir.
İnhibitor nəzarət* (tormozlama reaksiyası) — insanın xarici stimullara cavab vermək üçün daha uyğun bir cavab həyata keçirmək məqsədilə impulsiv (təbii, alışılmış və ya dominant) davranış reaksiyalarını boğma qabiliyyətini idarə edən icra funksiyasıdır.
Beynin struktur-funksional əlaqələrinin öyrənilməsinə kifayət qədər əvvəl başlanmışdır. Şəbəkə nəzəriyyəsinin ortaya çıxması struktur-funksional əlaqələri görünməyə imkan vermiş və onları kateqoriyalara ayırmağa imkan tanımışdır. Əslində, struktur-funksional əlaqə, beyin sahəsində anatomik əlaqələrin yayılma dərəcəsidir ki, bu da sinxronlaşmış neyron aktivliyini dəstəkləyir.
Müxtəlif məkan-zaman ölçeklərində struktur və funksional bağlılığın göstəriciləri arasında güclü əlaqə olduğu müəyyən edilib. Başqa sözlə, daha müasir tədqiqat üsulları, müəyyən beyin bölgələrini regionun yaşı və ölçüsü ilə əlaqəli funksional xüsusiyyətlərinə görə kateqoriyaya ayırmağa imkan tanımışdır.
Lakin alimlərin bildirdiyinə görə, indiyə qədər insan beyninin inkişafı zamanı ağ maddənin memarlığındakı dəyişikliklərin sinxronlaşdırılmış neyron aktivliyini necə dəstəklədiyinə dair praktiki olaraq heç bir məlumat yoxdur.
Struktural-funksional əlaqə funksional kommunikasiyanın əsasını təşkil edir və bu, ağ maddənin kortikal bölgədəki interregional əlaqə profilinin interregional funksional əlaqənin gücünü proqnoz etməsi zamanı baş verir. Yəni, ağ maddənin fəaliyyəti beynin icraedici funksiyalarının aktivləşməsində əks olunacaq, beləliklə, struktural-funksional əlaqənin gücünün dərəcəsini qiymətləndirmək mümkün olacaq.
Struktural-funksional əlaqəni təsvir etmək üçün alimlər tədqiqat zamanı üç hipotez irəli sürdülər.
Birinci hipotez, struktural-funksional əlaqənin kortikal bölgənin funksional ixtisaslaşmasını əks etdirəcəyini iddia edir. Yəni, struktural-funksional əlaqə somatosensor sahəsində güclü olacaq, çünki bu sahədə ixtisaslaşmış sensor ierarxiyaların erkən inkişafını müəyyən edən proseslər mövcuddur. Bunun əksinə, struktural-funksional əlaqə transmodal assosiativ korteksdə aşağı olacaq, burada funksional kommunikasiyanın genetik və anatomik məhdudiyyətlər səbəbindən zəifləmiş ola bilər.
İkinci hipotez, inkişaf zamanı aktivlikdən asılı myelinləşmənin uzunmüddətli təsirlərinə əsaslanır və struktural-funksional əlaqələrin inkişafının transmodal assosiativ kortekdə cəmləşəcəyini iddia edir.
Üçüncü hipotez: struktural-funksional əlaqə kortikal bölgənin funksional ixtisaslaşmasını əks etdirir. Buna görə, lob-temporal assosiativ kortekdə daha güclü struktural-funksional əlaqənin icraedici funksiyaların həyata keçirilməsi üçün zəruri olan xüsusi hesablamalarda iştirak edəcəyi güman edilə bilər.
Tədqiqatın nəticələri
Gənclərdə struktural-funksional qarşılıqlı əlaqənin inkişafını xarakterizə etmək üçün alimlər müxtəlif beyin bölgələrinin struktural əlaqələrinin koordinasiyalı neyron aktivliyi dalğalarını dəstəkləyib-dəstəkləmədiyini qiymətləndirmək üçün kəmiyyətdə dəyərləndirmə apardılar.
8-dən 23 yaşa qədər 727 iştirakçının multimodal neyrovizualizasiya məlumatlarından istifadə edərək, ehtimal difuziv traktografiyası aparıldı və hər bir kortikal bölgə cütü arasında funksional əlaqə qiymətləndirildi. n-geridönüş* tapşırığı ilə əlaqəli aktivlik, işçi yaddaşın aktivliyini tənzimləmək.
n-geridönüş* tapşırığı — müəyyən beyin bölgələrinin aktivliyini artırmaq və işçi yaddaşı test etmək metodu. İştirakçıya bir sıra stimullar (vizual, səsli və s.) təqdim edilir. O, müəyyən stimulu n yer geri olub-olmadığını müəyyən etməlidir. Məsələn: T L H C H S C C Q L C K L H C Q T R H K C H R (3 geridönüş tapşırığı, burada müəyyən bir hərf üç yer əvvəl rast gəlinib).
Sakit vəziyyətdə funksional bağlantı neyron aktivliyinin spontan dalğalanmalarını göstərir. Ancaq iş yaddaşı ilə bağlı tapşırıq icrası zamanı funksional bağlantı müəyyən sinir əlaqələrini və ya icra funksiyalarında iştirak edən populyasiyaları gücləndirə bilər.
Şəkil №1: insan beyninin struktur-funksional əlaqəsinin ölçülməsi.
Beynin struktur və funksional şəbəkələrindəki nodlar, tədqiqat iştirakçılarının MRT məlumatlarında funksional bərabərliyə əsaslanan 400-zonalı kortikal parçalanma istifadə olunaraq müəyyən edilmişdir. Hər tədqiqat iştirakçısı üçün regional bağlantı profilləri struktur və ya funksional bağlantı matrisinin hər bir sətirindən çıxarılmış, neyron şəbəkənin bir nodundan digər nodlara bağlantı gücü vektorları şəklində təqdim edilmişdir.
Elmi araşdırmaçılar əvvəlcə struktur-funksional əlaqələrin məkan bölgüsünün kortikal təşkilatın əsas xüsusiyyətləri ilə uyğun gəlib-gəlmədiyini yoxladılar.
Görüntü No. 2
Qeyd etmək lazımdır ki, struktur və funksional bağlantı profilləri arasındakı əlaqə korteks boyunca ciddi dəyişkənlik göstərirdi (2A). Güclü əlaqə əsas sensor və median prefrontal korteksdə müşahidə edilmişdir. Lakin lateral,Temporal və frontal-Temporal sahələrdə əlaqə kifayət qədər zəif idi.
Struktur-funksional əlaqə ilə funksional ixtisaslaşma arasındakı əlaqəni daha yaxşı qiymətləndirmək üçün "məqsəd" koeffisienti hesablanmışdır ki, bu da funksional ixtisaslaşmış beyin sahələri arasındakı bağlantının kəmiyyətini qrafik təmsil edir. Hər bir beyin sahəsi yeddi klassik funksional neyron şəbəkəsinə aid edilmişdir. Yüksək məqsəd koeffisientinə malik neyron düyünləri, modullararası bağlantını (beyin sahələri arasında bağlantı) göstərərək məlumat ötürmə proseslərinə və onların dinamikasına təsir göstərə bilər. Digər tərəfdən, aşağı məqsəd koeffisientinə sahib nodlar daha lokal bağlantılar nümayiş etdirir ki, bu da sahənin özündə baş verir, qonşu sahələrlə əlaqə olmadan. Daha sadə desək, əgər koeffisient yüksəkdirsə — fərqli beyin sahələri bir-biri ilə aktiv şəkildə əlaqə saxlayır, əgər aşağıdırsa — aktivlik sahə daxilində baş verir, qonşu sahələrlə əlaqə olmadan.2C).
Daha sonra struktur-funksional əlaqələrin və makro miqyasda funksional iyerarxiyanın müxtəlifliyi qiymətləndirildi. Struktur-funksional əlaqə əsas etibarilə funksional əlaqənin əsas gradienti ilə üst-üstə düşür: unid-modal sensor sahələr nisbətən güclü struktur-funksional əlaqəni nümayiş etdirir, transmodal sahələrdə isə funksional iyerarxiyanın zirvəsində daha zəif bir əlaqə müşahidə olunur (2D).
Eyni zamanda, struktur-funksional əlaqələrlə kortikal səth bölgəsinin evrimsel genişləndirilməsi arasında güclü bir korrelyasiyanın olduğu məlum oldu (2E). Yüksək konservativ sensor bölgələr nisbətən güclü struktur-funksional əlaqəyə malik idi, halbuki genişlənmiş transmodal bölgələr daha zəif bir əlaqə göstərdi. Bu müşahidələr tamamilə struktur-funksional əlaqənin kortikal funksional ixtisaslaşma və evrimsel genişlənməni əks etdirdiyini təsdiq edir.
Şəkil №3
Alimlər bir daha xatırladırlar ki, əvvəl aparılan tədqiqatlar daha çox yetişkin insan beynində struktur-funksional əlaqələrin öyrənilməsinə yönəlmişdir. Bu işdə isə hələ inkişaf prosesində olan beyin, yəni yeniyetmə beyninin öyrənilməsinə diqqət yetirildi.
Yeniyetmə beynində yaş fərqliliklərinin struktur-funksional əlaqələrində geniş yayılmış olduğu aşkar edildi, xüsusilə lateral temporal, alt parietal və prefrontal kora (3A). Bağlantıların güclənməsi kort eksklüziv sahələr arasında qeyri-proporcional şəkildə paylanmışdı, yəni funksional bölümlərə ayrılmış sahələrin unikal bir alt dəstəsində mövcud idi (3B), bu, yetişkin insan beynində müşahidə edilməmişdir.
Struktur-funksional əlaqələrdəki yaş fərqliliklərinin miqdarı funksional iştirak əmsalı ilə sıx korrelyasiya etdi (3C) və funksional gradientlə (3D).
Yaş fərqliliklərinin struktur-funksional əlaqələrdəki məkan bölgüsü da kortikalın evrimsel genişlənməsinə uyğun gəlirdi. Yaş artımı ilə bağlı bağlantı genişlənmiş assosiativ beyin korteksində müşahidə olundu, eyni zamanda yaş artımı ilə bağlı bağlanmanın azaldılması isə yüksək konservativ sensor-motor korteksdə görüldü (3E).
Araşdırmanın növbəti mərhələsində 294 iştirakçı 1.7 ildən sonra yenidən beynin araşdırılmasından keçdi. Beləliklə, struktur-funksional əlaqələrdə yaş dəyişimlərinin və içi fərqli inkişaf dəyişiklikləri arasındakı əlaqə müəyyən edildi. Bunun üçün struktur-funksional əlaqələrdə uzunluğu dəyişikliklərin qiymətləndirilməsi həyata keçirildi.
Resim No. 4
Mövcud struktur-funksional əlaqələrdə yaşla bağlı transvers və uzunmüddətli dəyişikliklər arasında əhəmiyyətli uyğunluq aşkar edilmişdir (4A).
Struktur-funksional bağlılıqların uzunmüddətli dəyişikliklərini yoxlamaq üçün (4B) və funksional iştirak əmsalının uzunmüddətli dəyişiklikləri (4C) üçün lineyar reqressiya tətbiq edilmişdir. Aşkar edilmişdir ki, bağlılıqdakı uzunmüddətli dəyişikliklər yüksək səviyyəli dağıtıcı assosiasiya sahələrində funksional iştirak əmsalının uzunmüddətli dəyişiklikləri ilə uyğun gəlir, o cümlədən dorsal və medial prefrontal korteksdə, alt parietal korteksdə və lateral temporal korteksdə (4D).
Şəkil №5
Sonra alimlər struktur-funksional bağlılıqlardakı fərdi fərqliliklərin davranışa olan təsirini anlamağa çalışdılar. Xüsusilə, işçi yaddaşla bağlı bir tapşırıq yerinə yetirilərkən struktur-funksional bağlılığın icraçı fəaliyyətini izah edib edə bilməyəcəyi öyrənildi. Aşkar edilmişdir ki, icraçı fəaliyyətin artması, dorsolateral prefrontal korteksdə, arxa cingulat girintidə və medial oksipital korteksdə daha güclü struktur-funksional bağlılıqlarla əlaqədardır (5A).
Yuxarıda qeyd olunan müşahidələrin məcmusu bir neçə əsas nəticəyə gətirib çıxarır. Birincisi, struktur-funksional bağlılıqdaki regional dəyişikliklər, beynin məsul olduğu funksiyanın mürəkkəbliyinə əks mütənasibdir. Daha güclü struktur-funksional əlaqə, sadə sensor məlumatların emalı ilə ixtisaslaşmış beyin sahələrində aşkar edilmişdir (məsələn, vizual siqnallar). Mürəkkəb proseslərdə (icraçı funksiya və inhibisiya nəzarəti) iştirak edən beyin sahələrində isə daha aşağı struktur-funksional bağlılıq müşahidə edilmişdir.
Həmçinin, struktur-funksional bağlılığın primatlarda müşahidə olunan beyin inkişafı ilə uyğun gəldiyi müəyyən edilmişdir. İnsan, primat və maymun beyinləri arasında aparılmış müqayisəli tədqiqatlar göstərmişdir ki, sensor sahələr (məsələn, vizual sistem) primatlar arasında çox konservativdir və son dövrlərdə elə də genişlənməmişdir. Lakin assosiasiya beyin sahələri (məsələn, prefrontal korteks) əhəmiyyətli dərəcədə genişlənmişdir. Bu genişlənmə, insanın mürəkkəb kognitiv qabiliyyətlərinin meydana çıxmasına birbaşa təsir göstərə bilər. Aşkar edilmişdir ki, evrim müddətində sürətlə genişlənmiş beyin sahələri daha zəif struktur-funksional bağlılıqlara sahibdir, sadə sensor sahələr isə daha güclü bağlılıqlara malikdir.
Uşaqlarda və yeniyetmələrdə struktural-funksional əlaqələr, dayandırma funksiyası (yəni, özünü nəzarət) ilə bağlı olan beyin ön bölgələrində kifayət qədər aktiv şəkildə artmaqdadır. Beləliklə, bu sahələrdə struktural-funksional uyğunluğun uzunmüddətli inkişafı, icraedici funksiyanı və özünü nəzarəti yaxşılaşdıra bilər, bu proses böyüklüklə də davam edir.
Tədqiqatın incəlikləri ilə daha ətraflı tanış olmaq üçün, və baxmağı tövsiyə edirəm.
Epiloq
İnsanın beyni hər zaman və hələ də insanlığın ən böyük sirrlərindən biri olmuşdur. Bu, çox mürəkkəb bir mexanizmdir ki, bir çox funksiyanı yerinə yetirmək, bir çox prosesi idarə etmək və böyük həcmdə məlumat saxlamaq lazımdır. Bir çox valideyn üçün, yeniyetmə uşaqlarının beyni ən çox sirli olanıdır. Onların davranışını bəzən məntiqi və ya konstruktiv adlandırmaq çətindir, amma bu, onların bioloji inkişaf və sosial formalaşma prosesləri ilə izah olunur.
Əlbəttə ki, müəyyən beyin bölgələrində struktural-funksional əlaqələrdəki dəyişikliklər və hormonların yenidən qurulmasının təsiri gənclərin fərqli davranışlarının elmi əsaslandırması ola bilər, amma bu, onların istiqamətlənməli olmadığı demək deyil. İnsan doğası etibarilə antisosial bir varlıq deyil. Kiminsə digər insanlardan uzaq durması, bioloji meyillərimizə görə olmur. Bu səbəbdən, valideynlərin uşaqlarının həyatına aktiv şəkildə qatılması, onların inkişafının son dərəcə vacib bir aspektidir.
Həmçinin, başa düşmək lazımdır ki, üç yaşında belə bir uşaq artıq öz xarakteri, arzuları və ətrafdakı dünyaya öz baxışı olan bir şəxsiyyətdir. Valideyn, uşağını sərbəst buraxaraq onun üçün görünməz olmamalıdır, amma eyni zamanda, onu dünyanı öyrənməkdən ayıran beton divara da çevrilməməlidir. Harada itələmək, harada saxlamaq, harada tam azadlıq vermək və harada valideynlik autoritetini göstərəcək şəkildə sərt “yox” demək lazımdır, hətta uşaq buna məmnun olmazsa da.
Valideyn olmaq çətindir, yaxşı valideyn olmaq isə daha çətindir. Amma yeniyetmə olmaq da o qədər asan deyil. Bədən görünüşcə dəyişir, beyin dəyişir, ətraf dəyişir (müəllimlər məktəbdən universitetə keçid edir), həyat ritmi də dəyişir. Bu günlərdə həyat tez-tez formasız-1 yarışına bənzəyir ki, burada ləngiməyə yer yoxdur. Lakin yüksək sürət böyük risklərlə əlaqəlidir, buna görə də təcrübəsiz pilot zərər çəkə bilər. Valideynin vəzifəsi öz uşağını məşqçi olmaqdır ki, gələcəkdə dünyaya rahat şəkildə buraxa bilsin, onun gələcəyi üçün qorxmasa.
Bəzi valideynlər başqalarından daha ağıllı olduqlarını düşünür, bəziləri internetdə və ya qonşudan eşitdikləri hər bir məsləhəti reallaşdırmağa hazırdırlar, bəziləri isə tərbiyənin bütün incəliklərinə «qayğısız» yanaşır. İnsanlar fərqlidir, lakin insan beynindəki şöbələr arasında kommunikasiya nə qədər vacidirsə, valideynlər və uşaqları arasında kommunikasiya da tərbiyədə bir o qədər önəmli rol oynayır.
Diqqətinizə görə təşəkkür edirəm, maraqlı olun və hamınıza əla həftəsonları, dostlar! 🙂
Bir az reklam 🙂
Bizimlə qaldığınız üçün təşəkkür edirik. Bizim məqalələrimizi bəyənirsiniz? Daha maraqlı materiallar görmək istəyirsiniz? Bizi dəstəkləyin, sifariş verərək və ya tanışlarınıza tövsiyə edərək. , Sizin üçün icad etdiyimiz bənzərsiz entry-level serverlərin analoqu: (RAID1 və RAID10 ilə variantlar, 24 nüvəyə qədər və 40GB DDR4-a qədər mövcuddur).
Dell R730xd, Amsterdamdakı Equinix Tier IV data mərkəzində iki dəfə ucuz? Yalnız bizdə Niderlandda! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2GHz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — 99 $-dan! Bunun haqqında oxuyun
Mənbə: habr.com
