Noorte maksimaalne suhtumine ja vasturääkivuse vaim teismelistel neuroloogia vaatepunktist

Üks kõige müstilisemaid ja lõpuni mõistmatuid „nähtusi“ on inimese aju. Selle keerulise organi ümber keerleb palju küsimusi: miks me näeme unes, kuidas emotsioonid mõjutavad otsuste tegemist, millised närvirakud vastutavad valguse ja heli tajumise eest ning miks mõned armastavad isegi konservi, teised aga oliive? Need kõik küsimused seondub ajuga, kuna see on inimese keha keskusprotsessor. Palju aastaid on teadlased pööranud erilist tähelepanu inimeste ajule, kes mingil moel eristuvad massist (autodidaktilistest geeniustest kuni kalkide psühhopaatideni). Kuid on olemas kategooria inimesi, kelle ebatavaline käitumine on seotud nende vanusega — teismelised. Paljud teismelised omavad teravamat vasturääkivuse tunnet, seiklushimu ja ületamatut soovi leida seiklusi oma viienda punkti jaoks. Pennsylvania ülikooli teadlased otsustasid süvitsi minna teismeliste müstilistesse ajude ja protsessidesse, mis nendes toimuvad. Sellega, mida nad avastasid, saame tuttavaks nende raportist. Lähme!

Uuringu alus

Igal seadmel tehnikas ja organil organismis on oma arhitektuur, mis võimaldab neil tõhusalt töötada. Inimese ajukoore struktuur on korraldatud funktsionaalse hieraarhia järgi, alustades unimodaalsest sensoorse koor* ja lõpetades transmoodal assotsiatiivse koorega*.

Sensoorne koor* — ajukoore osa, mis vastutab teabe kogumise ja töötlemise eest, mis on saadud aistingute organitest (silmad, keel, nina, kõrvad, nahk ja tasakaaluorgan).

Assotsiatiivne koor* — parietaalse ajukoore osa, mis osaleb planeeritud liikumiste teostamises. Kui me kavatseme sooritada mingit liikumist, peab meie aju teadma, kus see hetk asub meie keha ja selle osad, mis liiguvad, samuti kus asuvad väliskeskkonna objektid, millega kavatsetakse suhelda. Näiteks, kui soovite käes hoida tassi, teab teie aju juba, kus on teie käsi ja tass.

Sarnane funktsionaalne hieraarhia on määratud valge aine anatoomiaga*, mis koordineerib sünkroniseeritud neuronite aktiivsust ja kognitsiooni*.

Valge aine* — kui hall aine koosneb neuronitest, siis valge aine koosneb müeliiniga kaetud aksonitest, mille kaudu impulse edastatakse rakukeha ja teiste rakkude ning organite vahel.

Kognitsioon* (tunne) — teadmiste omandamisega seotud protsesside kogum, mis puudutab ümbritsevat maailma.

Primaatide ajukoorte areng ja inimese aju areng iseloomustavad sihipärane laienemine ja remodeleerimine transmodeva assotsiatiivsete alade, mis on põhialused sensoorse teabe esitlemise ja abstraktsete eesmärgistamise reeglite protsesside jaoks.

Aju arenguprotsess võtab aega, mille jooksul toimub palju ajusüsteemi täiendamise protsesse: müelinisatsioon*, sinaptiline pruunimine* Kui kaua aega kulub väljastamiseks?

Müelinisatsioon* — oligodendrotsiidid (neuroloogia abirakkude tüüp) katavad aksoni teatud osa, mille tulemusena seondub üks oligodendrotsiit mitme neuroniga. Mida aktiivsem on akson, seda tugevam on tema müelinisatsioon, kuna see suurendab tema efektiivsust.

Sinaptiline pruunimine* — sünapside/neuronide arvu vähendamine närvisüsteemi efektiivsuse suurendamiseks, s.t. liigsete seoste kõrvaldamine. Teisisõnu, see on põhimõtte «kvaliteedi, mitte kvantiteedi» rakendamine.

Aju kujunemise perioodil moodustub funktsionaalne spetsifikatsioon transmodaalsetes assotsiatiivsetes koorekihtides, mis mõjutab otseselt kõrgema taseme täidesaatvate funktsioonide arendamist, nagu töömälu*, kognitiivne paindlikkus* ja inhibitoorne kontroll*.

Töömälu* — kognitiivne süsteem teabe ajutiseks hoidmiseks. Selle mälu tüüp aktiveeritakse praeguste mõtteprotsesside hetkel ja osaleb otsuste tegemisel ning käitumisvastuste kujundamisel.

Kognitiivne paindlikkus* — võime liikuda ühelt mõttelt teisele ja/või mõelda mitmele asjale korraga.

Inhibitoorne kontroll* (reaktsiooni pidurdamine) — täidesaatev funktsioon, mis kontrollib inimese võimet alla suruda tema impulsiivsust (loomulikud, harjumuspärased või domineerivad) käitumisreaktsioonid stiimulitele, et rakendada sobivamat vastust konkreetses olukorras (väline stiimul).

Ajude struktuuri-funktsionaalsete seoste uurimine ajus algas juba ammu. Võrgu teooria tekkimisega avanes võimalus visualiseerida struktuuri-funktsionaalsete seoste alusel neurobioloogilistes süsteemides ja jagada neid kategooriatesse. Oma olemuselt on struktuuri-funktsionaalne seos määr, mil määral toetab ajupiirkonnas anatoomiliste seoste jaotumine sünkroniseeritud neuronite aktiivsust.

Leiti tugev seos struktuuri ja funktsionaalse sidususe näitajate vahel erinevates ruumiliselt ajaskaalades. Teiste sõnadega, kaasaegsemad uurimismeetodid on võimaldanud klassifitseerida teatud ajupiirkondi nende funktsionaalsete omaduste järgi, mis on seotud piirkonna vanuse ja suurusega.

Kuid, nagu teadlased ütlevad, on hetkel peaaegu mingeid andmeid selle kohta, kuidas valge aine arhitektuuri muutused inimese aju arengus toetavad kooskõlastatud neuronite aktiivsuse kõikumisi.

Struktuuri-funktsionaalne seos on aluseks funktsionaalsele kommunikatsioonile ning esineb, kui valge aine vahelise ühenduse profiil ajukoores ennustab kahe piirkonna vahelise funktsionaalsete seoste tugevust. Teisisõnu, valge aine aktiivsus kajastub ajutiste funktsioonide aktiveerimisel, võimaldades seeläbi hinnata struktuuri-funktsionaalsete seoste tugevuse taset.

Struktuuri-funktsionaalsete seoste kirjeldamiseks on teadlased esitanud kolm hüpoteesi, mida uurimise käigus on katsetatud.

Esimene hüpotees väidab, et struktuurifunktsionaalne seos peegeldab kortikaalse ala funktsionaalset spetsialiseerumist. See tähendab, et struktuurifunktsionaalne seos on tugev somatosensoorses koores, järgides protsesse, mis määravad varase arengut spetsialiseeritud sensoorsete hierarhiate. Vastupidi sellele on struktuurifunktsionaalne seos madal transmodaalses assotsiatiivses koores, kus funktsionaalne kommunikatsioon võib olla nõrgenenud geneetiliste ja anatoomiliste piirangute tõttu, mis on tingitud kiirest evolutsioonilisest laienemisest.

Teine hüpotees põhineb pikaajalisel aktiivsusele sõltuval müeliniseerimisel arengu ajal ja väidab, et struktuurifunktsionaalsete seoste areng keskendub transmodaalses assotsiatiivses koores.

Kolmas hüpotees: struktuurne-funktsionaalne seos peegeldab kortikaalse piirkonna funktsionaalset spetsialiseerumist. Seetõttu võib eeldada, et tugevam struktuurne-funktsionaalne seos fronto-temporaalses assotsiatiivses koores osaleb spetsialiseeritud arvutustes, mis on vajalikud täidesaatvate funktsioonide rakendamiseks.

Uuringu tulemused

Kuna iseloomustada struktuurse-funktsionaalse interaktsiooni arengut noorukitel, viisid teadlased läbi kvantitatiivse hindamise, et mõõta, mil määral erinevate aju piirkondade struktuurilised seosed toetavad koordineeritud neuronite aktiivsuse kõikumisi.

Kasutades multimodaalseid neurovisualiseerimise andmeid 727 osalejalt vanuses 8 kuni 23 aastat, viidi läbi tõenäosuslik difusioonitraktoograafia ja funktsionaalse seotuse hindamine iga paarise kortikaalse piirkonna vahel ülesande täitmise ajal n-tagasi*, mis on seotud töömälu aktiivsusega.

Ülesanne n-tagasi* — meetod, mis stimuleerib teatud aju piirkondade aktiivsust ja testib töömälu. Katsealusele antakse rida stiimuleid (visuaalsed, helilised jne). Ta peab määrama ja märkima, kas teatud stiimul oli n positsiooni tagasi. Näiteks: T L H C H S C C Q L C K L H C Q T R H K C H R (ülesanne 3 tagasi, kus teatud täht esines 3 positsiooni varem).

Funktsionaalne seotus puhkeolekus peegeldab spontaanseid neuronite aktiivsuse kõikumisi. Kuid töömälu ülesande täitmisel võib funktsionaalne seotus tugevdada teatud närviühendusi või populatsioone, mis osalevad täidesaatvates funktsioonides.

Pilt nr 1: inimese ajus strukturaalse-funktsionaalse sideme mõõtmine.

Ajuvõrgustiku struktuursete ja funktsionaalsete sõlmed mähiti 400-ala kortikaalsesse partitsioneerimisse, mis põhineb osalejate MRT andmete funktsionaalsel homogeenial. Iga osaleja jaoks eraldati piirkondlikud sidususe profiilid igast struktuursest või funktsionaalsest sidususe maatriksist ja esitati sidususe tugevuse vektorite kujul ühe närvivõrgu sõlmest kõigile teistele sõlmedele.

Alustuseks kontrollisid teadlased, kas struktuursete ja funktsionaalsete sidemete ruumiline jaotumine vastab kortikaalse organisatsiooni põhijoontele.

Pilt nr 2

Tuleb märkida, et seos struktuurse ja funktsionaalse sidususe piirkondlike profiilide vahel varieerus kogu koores (2A). Tugevamat seost täheldati esmases sensoorses ja mediaalses prefrontaalses koores. Samas olid külgmistes, ajalistes ja frontaal-temperaalses piirkondades seosed suhteliselt nõrgad.

Kohustuslikuma hinnangu saamiseks seoses struktuuriliste ja funktsionaalsete seoste ning funktsionaalse spetsialiseerumise vahel arvutati 'osalemise' koefitsient, mis esindab graafilist kujutist kvantitatiivsest määratlemisest seostatuses funktsionaalselt spetsialiseeritud ajupiirkondade vahel. Iga ajupiirkond kuulub seitsmesse klassikalisse funktsionaalsesse närvivõrku. Kõrgete osalemise koefitsiendiga ajusõlmed näitavad erinevat moodulitevahelist seost (seosing ajuosade vahel) ja võivad seetõttu mõjutada teabe edastamise protsesse osade vahel, samuti nende dünaamikat. Madala osalemise koefitsiendiga sõlmed näitavad aga rohkem lokaalseid ühendusi ajupiirkonna sees, mitte mitme piirkonna vahel. Lihtsalt öeldes, kui koefitsient on kõrge — toimivad erinevad ajupiirkonnad aktiivselt koos, kui madal — toimub aktiivsus piirkonna sees ilma seosed naaberpiirkondadega.2C).

Seejärel viidi läbi hindamine variatiivsuse suhte kohta struktuuri-funktsionaalse sidususe ja makromastaapse funktsionaalse hierarhia vahel. Struktuuri-funktsionaalne seos langeb suurel määral kokku peamise funktsionaalse seose gradientiga: unimodaalsed sensoorsed piirkonnad näitavad suhteliselt tugevat struktuuri-funktsionaalset seost, samas kui transformatiivsetes piirkondades funktsionaalse hierarhia tipus on seos nõrgem (2D).

Samuti on leitud, et struktuuri-funktsionaalse seose ja koore pindala evolutsioonilise laienemise vahel on tugev korrelatsioon (2E). Kõrge konseratiivsete sensoorsete piirkondade struktuuri-funktsionaalne seos oli suhteliselt tugev, samas kui tugevalt laienenud transformatiivsetes piirkondades oli seos nõrgem. Sellised vaatlusd toetavad täielikult hüpoteesi, et struktuuri-funktsionaalne seos peegeldab koore funktsionaalse spetsialiseerumise hierarhiat ja evolutsioonilist laienemist.

Pilt nr 3

Teadlased tuletavad taas meelde, et varasemad uuringud olid peamiselt keskendunud täiskasvanu aju struktuuri-funktsionaalsele seotusele. Antud töös keskenduti aga ajule, mis on endiselt arengus, st teismelise aju uurimisele.

On leitud, et teismeliste ajus olid vanusest tingitud erinevused struktuuri-funktsionaalsetes seostes laialdaselt jaotunud lateraalses ajutises, alumises parietaal- ja eesajukoores (3A). Seostamise tugevused olid ebaproportsionaalselt jaotunud ajukoore piirkondade vahel, st need esinesid ainulaadses alamgrupis funktsionaalselt jagatud ajukoore piirkondades (3B), mida täiskasvanu ajus ei täheldatud.

Vanusest tingitud erinevuste suurus struktuuri-funktsionaalsetes seostes seostus tugevalt funktsionaalse osaluse koefitsiendiga (3C) ja funktsionaalse gradientiga (3D).

Vanuslike erinevuste ruumiline jaotumine struktuuri-funktsionaalsetes seostes vastas samuti koore evolutsioonilisele laienemisele. Vanuseline suurenemine seotuses täheldati laienenud assotsiatiivses ajukoores, samas kui vanuseline vähenemine seotuses ilmnes kõrgelt konservatiivses sensoorses-motoorses koores (3E).

Uuringu järgmisel etapil läbis 294 osalejat ajuurimiseks korduse 1,7 aastat pärast esimest. Nii sai kindlaks teha seoseid vanuseliste muutuste struktuuri-funktsionaalses seotuses ja individuaalsete arengumuutuste vahel. Selleks viidi läbi struktuuri-funktsionaalse seotuse pikisuunaliste muutuste hindamine.

Joonis №4

Leiti oluline seos horisontaalsete ja pikisuunaliste vanuselistest muutustest struktuuri-funktsionaalse seotuse osas (4A).

Pikisuunaliste muutuste seose testimiseks struktuuri-funktsionaalses seotuses (4B) ja pikisuunaliste muutuste funktsionaalse osaluse koefitsiendi vahel (4C) kasutati lineaarset regressiooni. Leiti, et pikisuunalised seosed vastasid pikisuunalistele muutustele funktsionaalses osaluses kõrge järgu jaotatud assotsiatiivsetes piirkondades, sealhulgas dorsaalsetes ja mediaalsetes prefrontaalsetes koorides, alumises parietaalses koores ja lateraalses temporaalsetes koores (4D).

Pilt nr 5

Seejärel püüdsid teadlased mõista struktuuri-funktsionaalsete seoste individuaalsete erinevuste tagajärgi käitumisele. Eeskätt, kas struktuuri-funktsionaalne seotus töömälu ülesande täitmise ajal võib seletada täidesaatvat sooritust. Leiti, et täidesaatva tegevuse paranemine on seotud tugevama struktuuri-funktsionaalse seotusega rostrolateraalses prefontaalses koores, tagumises cingulate gyrus'is ja mediaalses okulaarse koores (5A).

Eeltoodud tähelepanekute kogum viib mitmete oluliste järeldusteni. Esiteks, piirkondlikud muutused struktuurifunktsionaalses seotuses on pöördvõrdeline selle funktsiooni keerukusega, mille eest vastutab teatud ajuosa. Tugevamat struktuurifunktsionaalset seotust leiti aju osades, mis on spetsialiseerunud lihtsa sensoorsete andmete töötlemisele (näiteks visuaalsed signaalid). Aju osades, mis osalevad keerukamates protsessides (täidesaatev funktsioon ja inhibeeriv kontroll), oli struktuurifunktsionaalne seotus madalam.

On ka leitud, et struktuurifunktsionaalne seotus on kooskõlas evolutsioonilise aju laienemisega, mida täheldatakse primaatidel. Varasemad uuringud on juba võrrelnud inimese, primaadi ja ahvi aju, näidates, et sensoorsed alad (nt visuaalsüsteem) on primaatide seas väga konservatiivsed ja ei ole viimase evolutsiooni käigus palju laienenud. Seevastu aju assotsiatiivsed alad (nt prefrontaalne koor) on märkimisväärselt laienenud. Võimalik, et see laienemine on otseselt mõjutanud inimeste keerukate kognitiivsete võimetega seotud arengut. On leitud, et ajupiirkonnad, mis evolutsiooni käigus kiiresti laienesid, omasid nõrgemat struktuurifunktsionaalset seotust, samas kui lihtsad sensoorsed alad – tugevamat.

Lastel ja noorukitel tõuseb struktuurifunktsionaalne seos märgatavalt, eriti aju frontaalsetes piirkondades, mis vastutavad pidurdamise funktsiooni eest (st enesekehtestamine). Seega võib nende piirkondade pikaajaline struktuurifunktsionaalsuse areng parandada täidesaatvat funktsiooni ja enesekehtestamist, mille areng jätkub ka täiskasvanueas.

Sügavamate teadmiste saamiseks uurimistöö nüanssidest soovitan vaadata teadlaste aruannet ja täiendavad materjalid selle juurde.

Epilog

Inimese aju on alati olnud ja jääb veel kauaks inimkonna suurimaks mõistatuses. See on uskumatult keeruline mehhanism, mis peab täitma hulga funktsioone, kontrollima mitmeid protsesse ja hoidma tohutuid andmemahtusid. Paljude vanemate jaoks pole miski müstilisem kui nende teismeliste laste aju. Nende käitumist on kohati raske nimetada loogiliseks või konstruktiivseks, kuid see on selgitatav nende bioloogilise arengu ja sotsiaalse kujunemise tõttu.

Muidugi võivad ajustruktuuri ja funktsionaalsete seoste muutused ning hormoonide ümberkorraldused olla teaduslikuks põhjenduseks noorte käitumise eripärale, kuid see ei tähenda, et neid ei peaks suunama. Inimene ei ole oma olemuselt asotsiaalne olend. Kui keegi hoiab teistest distantse, siis mitte meie bioloogilise eelsoodumuse pärast. Seetõttu on vanemate aktiivne osalemine laste elus äärmiselt oluline nende arengus.

Samuti tuleks mõista, et juba kolmeaastane laps on persoona oma iseloomu, soovide ja maailmavaatega. Vanem ei tohiks muutuda lapse jaoks nähtamatuks, lastes tal vabalt liikuda, kuid ta ei tohiks ka muutuda betoonseinaks, mis kaitseb last maailma avastamise eest. Mõnes osas on vajalik sõbralik tõukamine, mõnes osas tasakaalustamine, mõnes osas täieliku vabaduse andmine ning mõnes osas, väljendades vanema autoriteeti, rangelt "ei" ütlemine, isegi kui laps on sellega rahulolematud.

Lastevanemaks olemine on keeruline, kuid veelgi keerulisem on olla hea vanem. Ka teismeline ei ole lihtne olla. Keha ja mõistus muutuvad, keskkond muutub (koolist ülikooli), muutub elu rütm. Tänapäeva elu sarnaneb tihti vormel-1'le, kus pole aeglustamiseks ruumi. Kuid suurem kiirus toob endaga kaasa suurema riski, mistõttu võib kogenematu juht kannatada. Vanema ülesanne on olla oma lapse treener, et hiljem saaks ta rahulikult maailma astuda, muretsemata oma tuleviku pärast.

Mõned vanemad arvavad end teistest targemad, mõned on valmis järgima igasuguseid nõuandeid, kuuldes neid internetist või naabritelt, samas kui teised ei hooli lapse kasvatamise nüanssidest. Inimesed on erinevad, kuid sama nagu inimese ajus on oluline suhtlus selle osakondade vahel, mängib kasvatamises äärmiselt olulist rolli suhtlemine vanemate ja laste vahel.

Aitäh tähelepanu eest, jääge uudishimulisteks ja nautige kõiki nädalavahetusi, sõbrad! 🙂

Veidi reklaami 🙂

Aitäh, et olete meiega. Kas teile meeldivad meie artiklid? Kas soovite näha rohkem huvitavaid materjale? Toetage meid, tehes tellimuse või soovitades meid tuttavatele. pilve VPS arendajatele alates $4,99, ainulaadne sisenemise taseme serverite analoog, mille oleme teie jaoks välja mõelnud: Kogu tõde VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps alates $19 või kuidas õieti serverit jagada? (saadaval on RAID1 ja RAID10 variandid, kuni 24 südamikku ja kuni 40GB DDR4).

Kas Dell R730xd on kaks korda odavam Equinixi Tier IV andmete keskuses Amsterdamis? Ainult meie juures 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TB alates $199 Hollandi turul! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — alates $99! Lugege, kuidas Luua ettevõtte tasemel infrastruktuur Dell R730xd E5-2650 v4 serveritega, mille hind on 9000 eurot, madala hinnaga?

Allikas: habr.com