"Fenomeno" misteriotsu eta guztiz ulertzen ez denetako bat giza garuna da. Galdera asko dira organo konplexu honen inguruan: zergatik egiten dugu amets, nola eragiten dute emozioek erabakiak hartzen, zein nerbio-zelulak diren argiaren eta soinuaren pertzepzioaren erantzule, batzuei zergatik gustatzen zaie esparra, beste batzuei olibak? Galdera hauek guztiak garunari dagozkio, giza gorputzaren prozesadore zentrala delako. Urteetan zehar, zientzialariek arreta berezia jarri diete nolabait jende artean nabarmentzen diren pertsonen garunean (jeinu autodidaktatik psikopata kalkulatzaileetaraino). Baina adinarekin erlazionatutako portaera ezohikoa duten pertsonen kategoria bat dago: nerabeak. Nerabe askok kontraesan sentsazio handia dute, abenturazko izpiritua eta abentura ipurdian aurkitzeko gogo ezinezkoa dute. Pennsylvaniako Unibertsitateko zientzialariek nerabeen garun misteriotsuak eta haietan gertatzen diren prozesuak gertutik aztertzea erabaki zuten. Jakitea lortu zutena, haien txostenetik ikasiko dugu. Zoaz.
Ikerketaren oinarria
Teknologiako edozein gailuk eta gorputzeko organo batek modu eraginkorrean lan egiteko aukera ematen dien arkitektura propioa dute. Giza garun-azala unimodaletik doazen hierarkia funtzionaletan antolatuta dago zentzumen-kortexak* eta transmodalarekin amaitzen da asoziazio kortex*.
Zentzumen-azala * - zentzumenetatik jasotako informazioa (begiak, mihia, sudurra, belarriak, larruazala eta aparatu vestibularra) bildu eta prozesatzeko ardura duen garun-azala.
Elkartze-kortexak* planifikatutako mugimenduen ezarpenean parte hartzen duen kortex parietaleko zatia da. Edozein mugimendu egitera goazenean, gure garunak jakin behar du non kokatzen diren gorputza eta mugituko diren bere atalak segundo horretan, baita elkarrekintza planifikatzen duten kanpoko inguruneko objektuak non dauden ere. Adibidez, kopa bat jaso nahi duzu, eta zure garunak badaki eskua eta kopa bera non dauden.
Hierarkia funtzional hau bideen anatomiari zor zaio materia zuria*, jarduera neuronal sinkronizatua koordinatzen dutenak eta ezagutza*.
Gai zuria* - materia grisa neuronaz osatuta badago, zuria mielinaz estalitako axoiez osatuta dago, eta horietan zehar zelula-gorputzetik beste zelula eta organo batzuetara bulkadak transmititzen dira.
Ezagutza* (kognizioa) - inguruko munduari buruzko ezagutza berriak eskuratzearekin lotutako prozesu multzoa.
Primateen garun-azalaren bilakaerak eta giza garunaren garapenak elkartze-eremu transmodalen xede-hedapena eta birmoldaketa dira, zeinak informazioaren irudikapen sentsorialaren eta helburuak lortzeko arau abstraktuen oinarri diren.
Garunaren garapen-prozesuak denbora asko behar du, eta horietan garuna sistema gisa hobetzeko prozesu asko daude: mielinizazioa*, inausketa sinaptikoa* eta abar.
Mielinizazioa* - oligodendrozitoek (nerbio-sistemako zelula laguntzaile mota bat) axoiaren atal bat edo beste inguratzen dute, eta horren ondorioz oligodendrozito batek hainbat neuronarekin harremanetan jartzen ditu aldi berean. Axoia zenbat eta aktiboagoa izan, orduan eta indartsuagoa izango da mielinizazioa, honek eraginkortasuna areagotzen baitu.
Inausketa sinaptikoa* — sinapsi/neurona kopurua murriztea neurosistemaren eraginkortasuna areagotzeko, hau da. beharrezkoak ez diren konexioak kentzea. Beste era batera esanda, "ez kantitatea, kalitatea baizik" printzipioaren ezarpena da.
Garunaren eraketan zehar, espezifikazio funtzional bat sortzen da kortex asoziatibo transmodalean, eta horrek zuzenean eragiten du goi mailako funtzio exekutiboen garapenean, hala nola. lan memoria*, malgutasun kognitiboa* и kontrol inhibitzailea*.
Laneko memoria* — aldi baterako informazioa biltegiratzeko sistema kognitiboa. Memoria mota hau egungo pentsamendu-prozesuen momentuan aktibatzen da eta erabakiak hartzeko eta jokabide-erantzunen eraketan parte hartzen du.
Malgutasun kognitiboa* - Pentsamendu batetik bestera aldatzeko eta/edo hainbat gauza aldi berean pentsatzeko gaitasuna.
Kontrol inhibitzailea* (inhibizio-erantzuna) - pertsona batek estimuluen aurrean duen jokabide-erantzun inpultsiboak (naturalak, ohikoak edo menderatzaileak) ezabatzeko duen gaitasuna gainbegiratzen duen funtzio exekutiboa, egoera jakin bati (kanpo-estimulua) erantzun egokiagoa ezartzeko.
Garunaren egitura-funtzio-konexioen azterketa aspaldi hasi zen. Sareen teoriaren agerpenarekin, posible izan zen sistema neurobiologikoetan erlazio estruktural-funtzionalak bistaratzea eta kategorietan banatzea. Bere oinarrian, egitura-funtzionala konektibitatea garuneko eskualde bateko konexio anatomikoen banaketak jarduera neuronal sinkronizatua mantentzen duen maila da.
Konektagarritasun estrukturalaren eta funtzionalaren adierazleen artean erlazio handia dagoela ikusi zen espazio-denborazko eskala desberdinetan. Beste era batera esanda, ikerketa-metodo modernoagoek posible egin dute garuneko zenbait eremu sailkatzea eremuaren adinarekin eta haren tamainarekin lotutako ezaugarri funtzionalen arabera.
Hala ere, zientzialariek diote gaur egun froga gutxi dagoela gizakiaren garunaren garapenean materia zuriaren arkitekturan izandako aldaketek neurona-jardueran gorabehera koordinatuak mantentzen dituzten.
Konektibitate estruktural-funtzionala komunikazio funtzionalaren oinarria da eta eskualde kortikaleko materia zuriko eskualde arteko konektibitate profilak eskualdeen arteko konektibitate funtzionalaren indarra aurreikusten duenean gertatzen da. Hau da, substantzia zuriaren jarduera garunaren funtzio exekutiboen aktibazioan islatuko da, eta horrela, lotura estruktural-funtzionalaren indar-maila ebaluatu ahal izango da.
Egitura-funtzionala erlazioa deskribatzeko, zientzialariek hiru hipotesi aurkeztu zituzten ikerketan zehar probatu ziren.
Lehenengo hipotesiak dio erlazio estruktural-funtzionalak eremu kortikalaren espezializazio funtzionala islatuko duela. Hau da, lotura estruktural-funtzionala sendoa izango da kortex somatosentsorialean, zentzumen-hierarkia espezializatuen garapen goiztiarra zehazten duten prozesuengatik. Aitzitik, lotura estruktural-funtzionala baxua izango da asoziazio transmodaleko kortexean, non komunikazio funtzionala ahuldu daitekeen muga genetiko eta anatomikoen ondorioz, hedapen ebolutibo azkarraren ondorioz.
Bigarren hipotesia garapenean zehar epe luzeko jardueraren menpeko mielinizazioan oinarritzen da eta lotura estruktural-funtzionalen garapena asoziazio transmodaleko kortexean kontzentratua izango dela dio.
Hirugarren hipotesia: erlazio estruktural-funtzionalak eskualde kortikalaren espezializazio funtzionala islatzen du. Hori dela eta, pentsa daiteke fronto-parietal asoziazio-kortexean egitura-funtzio-konexio sendoagoa izango dela funtzio exekutiboak ezartzeko beharrezkoak diren kalkulu espezializatuetan.
Ikerketaren emaitzak
Nerabeen arteko elkarrekintza estruktural-funtzionalen garapena ezaugarritzeko, ikertzaileek garuneko eskualdeetako egitura-konexioek zenbateraino onartzen duten neurona-jardueraren gorabehera koordinatuak kuantifikatu zituzten.
727 eta 8 urte bitarteko 23 parte-hartzaileren neuroirudi multimodalen datuak erabiliz, difusio-traktografia probabilista bat egin zen eta eskualde kortikalen bikote bakoitzaren arteko konektibitate funtzionala ebaluatu zen exekuzioan. zereginak n-back*lan-memoriaren jarduerarekin lotuta.
Ataza n-atzera* - Garuneko zenbait eremuren jarduera suspertzeko eta lan-memoria probatzeko teknika. Subjektuari zenbait estimulu aurkezten zaizkio (ikusmenak, entzumenak, etab.). Estimulu hau edo hura duela n posizio izan zen zehaztu eta adierazi behar du. Adibidez: TLHCHSCCQLCKLHCQTRHKC HR (3-atzerako arazoa, non letra jakin bat 3 posizio lehenago gertatu den).
Atsedenaldian dagoen konektibitate funtzionalak jarduera neuronalaren berezko gorabeherak islatzen ditu. Aitzitik, lan-memoriaren ataza batean, konektibitate funtzionalak funtzio exekutiboetan parte hartzen duten neurona-konexio edo populazio jakin batzuk hobetu ditzake.
1. irudia: giza garunaren egitura-funtzionala konexioa neurtzea.
Garuneko sare estruktural eta funtzionaletako nodoak 400 zonako parkelizazio kortikala erabiliz identifikatu ziren ikerketako parte-hartzaileen MRI datuetan homogeneotasun funtzionalean oinarrituta. Ikerketako parte-hartzaile bakoitzeko, eskualdeko konektibitate-profilak egiturazko edo funtzionalaren konektibitate-matrizearen errenkada bakoitzetik atera ziren eta sare neuronalaren nodo batetik beste nodo guztietara konektibitate-indarraren bektore gisa aurkeztu ziren.
Hasteko, zientzialariek egiaztatu zuten egitura-funtzio-erlazioen banaketa espaziala antolakuntza kortikalaren oinarrizko propietateekin bat datorren.
Irudia #2
Azpimarratzekoa da konektibitate estrukturalaren eta funtzionalaren profil erregionalen arteko erlazioa asko aldatu zela kortexean (2A). Lotura indartsuagoa ikusi zen kortex prefrontal primarioan eta erdiko sentsorialean. Baina alboko, tenporaleko eta fronto-parietal eremuetan, lotura nahiko ahula zen.
Konektibitate estruktural-funtzionalaren eta espezializazio funtzionalaren arteko erlazioaren ebaluazio ulergarriagoa lortzeko, "parte-hartze" koefizientea kalkulatu da, hau da, garunaren funtzionalki espezializatutako eremuen arteko konektibitatearen definizio kuantitatiboaren irudikapen grafikoa. Garuneko eskualde bakoitza zazpi neurona sare funtzional klasikoei esleitu zitzaien. Parte-hartze koefiziente altua duten garunaren korapilo neuronalek komunikazio intermodular desberdinak erakusten dituzte (garun-eskualdeen arteko konexioa) eta, beraz, eskualdeen arteko informazio-transferentzia-prozesuetan eragin dezakete, baita haien dinamikan ere. Baina partaidetza-tasa baxuak dituzten nodoek lotura lokal gehiago erakusten dituzte garunaren eskualdean bertan, hainbat eskualderen artean baino. Besterik gabe, koefizientea altua bada, garunaren atal ezberdinek elkarren artean aktiboki elkarreragiten dute; baxua bada, jarduera eremuaren barruan gertatzen da ingurukoekin komunikatu gabe (2C).
Jarraian, egitura-funtzio-konektibitatearen aldakortasunaren eta makroeskalako hierarkia funtzionalaren arteko erlazioaren ebaluazioa egin da. Konektibitate estruktural-funtzionala hein handi batean bat dator konexio funtzionalaren gradiente nagusiarekin: zentzumen-eremu unimodalek egitura-funtzio-konektibitate nahiko sendoa erakusten dute, eta hierarkia funtzionalaren goialdean dauden eskualde transmodalek konektibitate ahulagoa erakusten dute (2D).
Era berean, erlazio estruktural-funtzionalaren eta azalera kortikalaren hedapen ebolutiboaren artean korrelazio handia dagoela aurkitu zen (2E). Oso kontserbatutako zentzumen-eremuek egitura-funtzio-konektibitate nahiko sendoa zuten, eta oso hedatutako eremu transmodalek konektibitate ahulagoa zuten bitartean. Horrelako behaketek guztiz onartzen dute egitura-funtzionala erlazioa espezializazio funtzionalaren eta hedapen ebolutiboaren hierarkia kortikalaren isla dela dioen hipotesia.
Irudia #3
Zientzialariek berriro ere gogorarazten dute aurreko ikerketek hein handi batean helduen garuneko konektibitate estruktural-funtzionalaren azterketan zentratu direla. Lan berean, oraindik garapen-prozesuan dagoen garunaren azterketari eman zitzaion garrantzia, hau da. nerabeen garunaren azterketari buruz.
Nerabeen garuneko harreman estruktural-funtzionaletan adinarekin lotutako desberdintasunak oso zabaltzen zirela alboko denboran, beheko parietalean eta aurrefrontal kortexean (3A). Konektibitate-irabaziak neurrigabe banatu ziren eskualde kortikalen artean, hau da. Funtzionalki bereizitako eskualde kortikalen azpimultzo bakar batean zeuden (3V), helduen garunean behatu ez zena.
Egitura- eta funtzio-harremanetan adin-desberdintasunen balioa oso erlazionatuta dago parte-hartze funtzionalaren koefizientearekin (3S) eta gradiente funtzionala (3D).
Erlazio estruktural eta funtzionaletan adin-desberdintasunen banaketa espaziala ere kortexaren hedapen ebolutiboari zegokion. Adinarekin erlazionatutako konektibitatearen hazkundea ikusi zen asoziazio-kortex hedatuan, eta adinarekin erlazionatutako konektibitatearen murrizketa ikusi zen oso kontserbatutako kortex sentso-motorean (3E).
Ikerketaren hurrengo fasean, 294 parte-hartzaileri bigarren garun-azterketa bat egin zieten lehenengoaren ondoren 1.7 urtera. Horrela, adinarekin erlazionatutako aldaketen arteko erlazioa zehaztu ahal izan zen egitura-funtzionalaren konektibitatean eta garapen indibidualaren barneko aldaketen artean. Horretarako, konektibitate estruktural-funtzionaleko aldaketen ebaluazioa egin da.
Irudia #4
Egitura-funtzio erlazioan zeharkako eta luzetarako adinarekin lotutako aldaketen arteko korrespondentzia esanguratsua aurkitu zen (4A).
Konektibitate egitura-funtzionalean luzetarako aldaketen erlazioa probatzeko (4B) eta parte-hartze funtzionalaren koefizientearen luzetarako aldaketak (4S) erregresio lineala erabili da. Konektibitatearen luzera-aldaketak parte-hartze funtzionalaren koefizientearen luzetarako aldaketekin bat datozela aurkitu zen ordena altuko elkarte banatutako eremuetan, kortex prefrontal dortsal eta medialean, beheko kortex parietalean eta alboko kortex tenporalean barne.4D).
Irudia #5
Orduan zientzialariak saiatu ziren ulertzen estruktural-funtzionalen arteko erlazio indibidualen desberdintasunek jokabidean dituzten ondorioak ulertzen. Bereziki, laneko memoriarekin zereginen exekuzioan egitura-funtziozko konektibitateak exekutiboaren errendimendua azal dezakeen. Errendimendu exekutiboaren hobekuntza egitura-funtzio-konektibitate indartsuagoarekin erlazionatu da kortex prefrontal rostrolateralean, atzeko zirkulu zinkulatuan eta kortex okzipital medialean (5A).
Aurreko behaketen osotasunak hainbat ondorio nagusitara eramaten ditu. Lehenik eta behin, egitura-funtzionalaren konektibitatearen eskualde-aldaketak alderantziz proportzionalak dira garunaren eremu bat edo beste arduratzen den funtzioaren konplexutasunarekiko. Egitura-funtzio erlazio sendoagoa aurkitu da zentzumen-informazio sinplea prozesatzen espezializatutako garuneko zatietan (esaterako, ikusmen-seinaleak). Eta prozesu konplexuagoetan parte hartzen duten garunaren eremuetan (funtzio exekutiboa eta kontrol inhibitzailea) egitura-funtzio-konektibitate txikiagoa zegoen.
Konektibitate estruktural-funtzionala ere koherentea dela primateetan ikusitako garunaren hedapen ebolutiboarekin. Gizakien, primateen eta tximinoen burmuinen azterketa konparatiboak lehenago erakutsi dute zentzumen-eremuak (ikusmen-sistema, esaterako) oso kontserbatuta daudela primate espezieen artean eta ez direla asko zabaldu azken eboluzioan. Baina garunaren eremu elkartuek (adibidez, kortex prefrontala) hedapen nabarmena izan dute. Agian hedapen horrek zuzenean eragin zuen gizakiengan gaitasun kognitibo konplexuen sorreran. Eboluzioan zehar azkar hedatu ziren garuneko eremuek egitura-funtzio-konektibitate ahulagoa zutela aurkitu zen, eta zentzumen-eremu sinpleak indartsuagoak zituzten bitartean.
Haur eta nerabeetan, konexio estruktural-funtzionala nahiko aktiboki areagotzen da garunaren aurrealdeko eremuetan, hauek inhibizio-funtzioaren (hau da, autokontrola) arduradunak diren. Beraz, eremu horietan egitura-funtzionalaren konektibitatearen garapenak funtzio exekutiboa eta autokontrola hobetu ditzake, helduaroan jarraitzen duen prozesua.
Ikerketaren ñabardurei buruzko informazio zehatzagoa lortzeko, begiratzea gomendatzen dut и berari.
Epilogoa
Giza garuna beti izan da eta izango da gizakiaren misterio handienetako bat. Funtzio asko bete, prozesu asko kontrolatu eta informazio kopuru handia gorde behar duen mekanismo izugarri konplexua da. Guraso askorentzat ez da ezer misteriotsuagoa haien seme-alaba nerabeen garuna baino. Batzuetan zaila da haien jokaera logikoa edo eraikitzailea deitzea, baina hau garapen biologikoaren eta gizartearen eraketa prozesuaren ondorioz gertatzen da.
Jakina, garuneko zenbait atalen egitura- eta funtzio-konexioetan izandako aldaketak eta aldaketa hormonalen eragina gazteen portaera bereziaren justifikazio zientifiko bat izan daiteke, baina horrek ez du esan nahi haiek zuzendu behar ez direnik. Gizakia ez da berez izaki asoziala. Norbaitek beste pertsona batzuk baztertzen baditu, zalantzarik gabe ez da gure joera biologikoagatik. Hori dela eta, gurasoek beren seme-alaben bizitzan parte-hartze aktiboa haien garapenaren alderdi oso garrantzitsua da.
Ulertu behar da, baita ere, hiru urterekin ere, haur bat jada bere izaera, bere nahiak eta bere inguruko munduaren ikuspegi propioa duen pertsona bat dela. Guraso batek ez luke bere seme-alabarentzat ikusezin bihurtu behar, aske flotatzen utziz, baina ez luke mundua ezagutzetik babesten duen hormigoi armatuzko horma bihurtu behar. Nonbait bultzatu behar da, nonbait eutsi, nonbait askatasun osoa emateko, eta nonbait, guraso-agintea erakutsita, irmo "ez" esan, haurra honekin pozik ez badago ere.
Guraso izatea zaila da, are zailagoa guraso ona izatea. Baina nerabe izatea ere ez da erraza. Kanpotik gorputza aldatzen ari da, garuna aldatzen ari da, ingurunea aldatzen ari da (eskola zegoen, eta orain unibertsitatea), bizitzaren erritmoa aldatzen ari da. Gure garaian, bizitzak sarritan 1 formula baten antza du, zeinetan moteltasunerako lekurik ez dagoen. Baina abiadura handiak arrisku handia dakar, beraz, esperientziarik gabeko txirrindulari batek min hartu dezake. Guraso baten zeregina bere haurraren entrenatzaile bihurtzea da, etorkizunean lasaitasunez mundura joaten uzteko, bere etorkizunaren beldurrik gabe.
Guraso batzuek beste batzuk baino adimentsuagotzat dute, batzuk prest daude Interneten edo bizilagun batengandik entzuten duten edozein aholku ezartzeko, eta beste batzuk "bioleta" besterik ez dira hezkuntzaren ñabardura guztietarako. Pertsonak desberdinak dira, baina bere sailen arteko komunikazioa giza burmuinean garrantzitsua den bezala, gurasoen eta haien seme-alaben arteko komunikazioak hezkuntzan eginkizun garrantzitsuenetako bat betetzen du.
Eskerrik asko ikusteagatik, egon jakin-mina eta ondo pasa asteburua denoi! 🙂
Iragarki batzuk 🙂
Eskerrik asko gurekin geratzeagatik. Gustuko dituzu gure artikuluak? Eduki interesgarri gehiago ikusi nahi? Lagun iezaguzu eskaera bat eginez edo lagunei gomendatuz, , sarrera-mailako zerbitzarien analogo paregabea, guk zuretzat asmatu duguna: (RAID1 eta RAID10-ekin erabilgarri, 24 nukleoraino eta 40 GB DDR4 arte).
Dell R730xd 2 aldiz merkeagoa Amsterdameko Equinix Tier IV datu-zentroan? Hemen bakarrik Herbehereetan! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - 99 $-tik aurrera! Irakurri buruz
Iturria: www.habr.com