حداکثر گرایی جوانی و روحیه تضاد در نوجوانان از دیدگاه عصب شناختی

یکی از مرموزترین و کاملاً درک نشده "پدیده" مغز انسان است. سوالات زیادی حول این اندام پیچیده می چرخد: چرا ما رویا می بینیم، احساسات چگونه بر تصمیم گیری تاثیر می گذارند، کدام سلول های عصبی مسئول درک نور و صدا هستند، چرا برخی از مردم اسپات را دوست دارند در حالی که برخی دیگر زیتون را می پرستند؟ تمام این سوالات مربوط به مغز است، زیرا پردازشگر مرکزی بدن انسان است. سال‌هاست که دانشمندان توجه ویژه‌ای به مغز افرادی داشته‌اند که به نحوی از بین مردم متمایز بودند (از نابغه‌های خودآموخته تا روان‌پریشان محاسبه‌گر). اما دسته ای از افراد وجود دارند که رفتار غیر معمول آنها با سن آنها مرتبط است - نوجوانان. بسیاری از نوجوانان حس تضاد، روحیه ماجراجویی و میل مقاومت ناپذیری برای یافتن ماجراجویی به نفع خود دارند. دانشمندان دانشگاه پنسیلوانیا تصمیم گرفتند نگاهی دقیق تر به مغز مرموز نوجوانان و فرآیندهایی که در آن ها روی می دهد بیاندازند. ما در مورد آنچه آنها موفق به دریافت از گزارش خود می دانیم. برو

مبنای تحقیق

هر وسیله ای در فناوری و هر عضوی در بدن معماری خاص خود را دارد که به آنها اجازه می دهد به طور موثر کار کنند. قشر مغز انسان بر اساس یک سلسله مراتب عملکردی سازماندهی شده است که از یک وجهی متغیر است. قشر حسی* و به transmodal ختم می شود قشر تداعی*.

قشر حسی* بخشی از قشر مغز است که مسئول جمع آوری و پردازش اطلاعات دریافتی از حواس (چشم، زبان، بینی، گوش، پوست و سیستم دهلیزی) است.

قشر ارتباطی* بخشی از قشر جداری مغز است که در اجرای حرکات برنامه ریزی شده نقش دارد. وقتی می‌خواهیم هر حرکتی را انجام دهیم، مغز ما باید بداند که بدن و قسمت‌هایی که حرکت می‌کنند در آن ثانیه کجا قرار دارند و همچنین اشیاء محیط خارجی که قصد داریم با آن‌ها تعامل داشته باشیم در کجا قرار دارند. به عنوان مثال، شما می خواهید یک فنجان را بردارید، و مغز شما از قبل می داند که دست و خود فنجان در کجا قرار دارند.

این سلسله مراتب عملکردی توسط آناتومی مسیرها تعیین می شود ماده سفید*، که فعالیت عصبی هماهنگ را هماهنگ می کند و شناخت*.

ماده سفید* - اگر ماده خاکستری از نورون ها تشکیل شده باشد، ماده سفید متشکل از آکسون های پوشیده از میلین است که در طول آن تکانه ها از بدن سلولی به سلول ها و اندام های دیگر منتقل می شود.

شناخت* (شناخت) - مجموعه ای از فرآیندهای مرتبط با کسب دانش جدید در مورد جهان اطراف ما.

تکامل قشر مغز در پستانداران و رشد مغز انسان با گسترش و بازسازی هدفمند مناطق ارتباطی transmodal مشخص می شود که اساس فرآیندهای بازنمایی حسی اطلاعات و قوانین انتزاعی برای دستیابی به اهداف است.

فرآیند رشد مغز زمان زیادی می برد، که طی آن فرآیندهای زیادی برای بهبود مغز به عنوان یک سیستم رخ می دهد: میلین کردن*, هرس سیناپسی* غیره

میلیناسیون* - الیگودندروسیت ها (نوعی سلول های کمکی سیستم عصبی) یک یا قسمت دیگری از آکسون را می پوشانند، در نتیجه یک الیگودندروسیت به طور همزمان با چندین نورون ارتباط برقرار می کند. هرچه آکسون فعال تر باشد، میلین بیشتری دارد، زیرا کارایی آن را افزایش می دهد.

هرس سیناپسی* - کاهش تعداد سیناپس ها / نورون ها برای افزایش کارایی سیستم عصبی، به عنوان مثال. خلاص شدن از شر ارتباطات غیر ضروری به عبارت دیگر، این اجرای اصل "نه از نظر کمیت، بلکه از نظر کیفیت" است.

در طول رشد مغز، مشخصات عملکردی در قشر ارتباطی transmodal شکل می‌گیرد که مستقیماً بر توسعه عملکردهای اجرایی مرتبه بالاتر، مانند حافظه کاری*, انعطاف پذیری شناختی* и کنترل مهاری*.

حافظه کاری* - یک سیستم شناختی برای ذخیره موقت اطلاعات. این نوع حافظه در طی فرآیندهای فکری جاری فعال می شود و در تصمیم گیری و شکل گیری پاسخ های رفتاری نقش دارد.

انعطاف پذیری شناختی* - توانایی تغییر از یک فکر به فکر دیگر و/یا فکر کردن به چند چیز در یک زمان.

کنترل مهاری* (پاسخ بازداری) یک کارکرد اجرایی است که بر توانایی فرد برای سرکوب واکنش های رفتاری تکانشی (طبیعی، عادتی یا غالب) خود نسبت به محرک ها نظارت می کند تا پاسخ مناسب تری به یک موقعیت خاص (محرک بیرونی) اجرا کند.

مطالعه اتصالات ساختاری-عملکردی مغز از مدت ها قبل آغاز شد. با ظهور نظریه شبکه، تجسم ارتباطات ساختاری-عملکردی در سیستم های عصبی زیستی و تقسیم آنها به دسته ها ممکن شد. در هسته خود، اتصال ساختار- عملکرد درجه ای است که توزیع اتصالات تشریحی در یک ناحیه مغز از فعالیت عصبی هماهنگ پشتیبانی می کند.

یک رابطه قوی بین معیارهای اتصال ساختاری و عملکردی در مقیاس‌های مکانی-زمانی مختلف پیدا شد. به عبارت دیگر، روش‌های تحقیقاتی مدرن‌تر، امکان دسته‌بندی نواحی خاصی از مغز را بر اساس ویژگی‌های عملکردی مرتبط با سن ناحیه و اندازه آن فراهم کرده است.

با این حال، دانشمندان می گویند در حال حاضر شواهد کمی وجود دارد که چگونه تغییرات در ساختار ماده سفید در طول رشد مغز انسان از نوسانات هماهنگ در فعالیت عصبی پشتیبانی می کند.

اتصال ساختاری-عملکردی اساس ارتباطات عملکردی است و زمانی رخ می‌دهد که نمایه اتصال ماده سفید بین منطقه‌ای یک ناحیه قشر مغز، قدرت اتصال عملکردی بین منطقه‌ای را پیش‌بینی کند. به این معنی که فعالیت ماده سفید در فعال شدن عملکردهای اجرایی مغز منعکس می شود و از این طریق می توان میزان قدرت اتصال ساختاری-عملکردی را ارزیابی کرد.

برای توصیف رابطه ساختاری-عملکردی، دانشمندان سه فرضیه را مطرح کردند که در طول مطالعه مورد آزمایش قرار گرفتند.

فرضیه اول بیان می کند که اتصال ساختار- عملکرد منعکس کننده تخصص عملکردی ناحیه قشر مغز است. به این معنا که به دلیل فرآیندهایی که توسعه اولیه سلسله مراتب حسی تخصصی را تعیین می کند، اتصال ساختار-عملکرد در قشر حسی تنی قوی خواهد بود. در مقابل، اتصال ساختار-عملکرد در قشر ارتباط بین وجهی کم خواهد بود، جایی که ارتباطات عملکردی ممکن است به دلیل محدودیت‌های ژنتیکی و تشریحی به دلیل گسترش سریع تکاملی ضعیف شود.

فرضیه دوم بر اساس میلیناسیون وابسته به فعالیت طولانی مدت در طول توسعه است و بیان می کند که توسعه اتصالات ساختار-عملکرد در قشر انجمن transmodal متمرکز خواهد شد.

فرضیه سوم: رابطه ساختاری-عملکردی نشان دهنده تخصص عملکردی ناحیه قشر مغز است. بنابراین، می توان فرض کرد که یک ارتباط ساختاری-عملکردی قوی تر در قشر انجمنی پیشانی-پاریتال در محاسبات تخصصی لازم برای اجرای عملکردهای اجرایی دخیل خواهد بود.

نتایج مطالعه

برای توصیف توسعه اتصال ساختار-عملکرد در نوجوانان، دانشمندان میزانی را تعیین کردند که ارتباطات ساختاری در مناطق مختلف مغز از نوسانات هماهنگ در فعالیت عصبی پشتیبانی می کند.

با استفاده از داده‌های تصویربرداری عصبی چندوجهی از 727 شرکت‌کننده در رده سنی 8 تا 23 سال، tractography انتشار احتمالی انجام شد و اتصال عملکردی بین هر جفت از مناطق قشر مغز در طول عملکرد ارزیابی شد. وظایف n-back*مرتبط با فعالیت حافظه کاری

مشکل n-back* - تکنیکی برای تحریک فعالیت نواحی خاصی از مغز و آزمایش حافظه فعال. سوژه با تعدادی محرک (بصری، صوتی و ...) ارائه می شود. او باید تعیین کند و نشان دهد که آیا این یا آن محرک در موقعیت های قبلی وجود داشته است یا خیر. به عنوان مثال: TLHCHSCCQLCKLHCQTRHKC HR (مشکل 3 پشت، که در آن یک حرف خاص در موقعیت 3 قبل از آن ظاهر شد).

اتصال عملکردی حالت استراحت منعکس کننده نوسانات خود به خودی در فعالیت عصبی است. اما در طول یک کار حافظه کاری، اتصال عملکردی ممکن است اتصالات عصبی خاص یا جمعیت های درگیر در عملکردهای اجرایی را افزایش دهد.

تصویر شماره 1: اندازه گیری اتصال ساختاری-عملکردی مغز انسان.

گره‌ها در شبکه‌های مغزی ساختاری و عملکردی با استفاده از قطعه‌بندی قشر 400 ناحیه‌ای بر اساس همگنی عملکردی در داده‌های MRI شرکت‌کنندگان در مطالعه شناسایی شدند. برای هر شرکت‌کننده در مطالعه، پروفایل‌های اتصال منطقه‌ای از هر ردیف از ماتریس اتصال ساختاری یا عملکردی استخراج شد و به عنوان بردارهای قدرت اتصال از یک گره شبکه عصبی به همه گره‌های دیگر نشان داده شد.

برای شروع، دانشمندان بررسی کردند که آیا توزیع فضایی اتصالات ساختاری-عملکردی با ویژگی‌های اساسی سازمان‌دهی قشر مغز مطابقت دارد یا خیر.

تصویر شماره 2

شایان ذکر است که رابطه بین پروفایل های اتصال ساختاری و عملکردی منطقه ای در سراسر قشر بسیار متفاوت است.2A). اتصالات قوی تری در قشر پیش پیشانی حسی اولیه و داخلی مشاهده شد. اما در نواحی جانبی، زمانی و frontoparietal ارتباط بسیار ضعیف بود.

برای ارزیابی قابل درک تر از رابطه بین اتصال ساختاری-عملکردی و تخصص عملکردی، ضریب "مشارکت" محاسبه شد که یک نمایش گرافیکی از تعیین کمی اتصال بین نواحی تخصصی عملکردی مغز است. هر یک از مناطق مغز به هفت شبکه عصبی کاربردی کلاسیک اختصاص داده شد. گره های عصبی مغز با ضریب مشارکت بالا، ارتباطات بین مدولار متفاوتی را نشان می دهند (ارتباطات بین مناطق مغز) و بنابراین، می توانند بر فرآیندهای انتقال اطلاعات بین مناطق و همچنین پویایی آنها تأثیر بگذارند. اما گره هایی با نرخ مشارکت پایین، ارتباطات محلی بیشتری را در خود ناحیه مغز نشان می دهند تا بین چندین منطقه. به بیان ساده، اگر ضریب بالا باشد، نواحی مختلف مغز به طور فعال با یکدیگر تعامل دارند؛ اگر کم باشد، فعالیت در داخل منطقه بدون ارتباط با ضریب همسایه رخ می دهد.2C).

در ادامه، رابطه بین تغییرپذیری اتصال ساختاری-کارکردی و سلسله مراتب عملکردی مقیاس کلان مورد ارزیابی قرار گرفت. اتصال ساختاری-عملکردی تا حد زیادی با شیب زیربنایی اتصال عملکردی منطبق است: مناطق حسی یک‌وجهی اتصال ساختاری-عملکردی نسبتاً قوی را نشان می‌دهند، در حالی که نواحی ترانس وجهی در بالای سلسله مراتب عملکردی اتصال ضعیف‌تری را نشان می‌دهند.2D).

همچنین مشخص شد که بین رابطه ساختاری-عملکردی و گسترش تکاملی سطح قشر همبستگی قوی وجود دارد.2E). نواحی حسی بسیار حفاظت شده دارای اتصال ساختار-عملکرد نسبتاً قوی بودند، در حالی که مناطق بسیار گسترش یافته ترانس وجهی اتصال ضعیف تری داشتند. چنین مشاهداتی کاملاً از این فرضیه پشتیبانی می کند که اتصال ساختار-عملکرد بازتابی از سلسله مراتب قشری تخصص عملکردی و بسط تکاملی است.

تصویر شماره 3

دانشمندان بار دیگر یادآوری می کنند که تحقیقات قبلی عمدتاً بر روی مطالعه ارتباط ساختاری-عملکردی در مغز بزرگسالان متمرکز بود. در همان کار، بر مطالعه مغز که هنوز در حال رشد است، تاکید شد. در مورد مطالعه مغز نوجوان

مشخص شد که در مغز نوجوانان، تفاوت‌های مرتبط با سن در اتصالات ساختاری-عملکردی به طور گسترده در قشر گیجگاهی جانبی، جداری تحتانی و قشر پیش پیشانی توزیع شده است.3A). بهبودهای اتصال به طور نامتناسبی در سراسر مناطق قشر مغز توزیع شده است، به عنوان مثال. در یک زیرمجموعه منحصر به فرد از نواحی قشری جدا شده از نظر عملکرد (3V) که در مغز بزرگسالان مشاهده نشد.

میزان تفاوت سنی در اتصال ساختاری-عملکردی با نرخ مشارکت عملکردی همبستگی زیادی داشت (3S) و گرادیان عملکردی (3D).

توزیع فضایی تفاوت های مربوط به سن در اتصالات ساختاری-عملکردی نیز با گسترش تکاملی قشر همخوانی داشت. یک افزایش مرتبط با سن در اتصال در قشر ارتباط گسترده مشاهده شد، در حالی که یک کاهش مرتبط با سن در اتصال در قشر حسی حرکتی بسیار حفاظت شده مشاهده شد.3E).

در مرحله بعدی مطالعه، 294 شرکت‌کننده 1.7 سال پس از آزمایش اول تحت معاینه مغزی دوم قرار گرفتند. به این ترتیب، امکان تعیین رابطه بین تغییرات مرتبط با سن در اتصال ساختاری-عملکردی و تغییرات رشد درون فردی وجود داشت. برای این منظور، تغییرات طولی در اتصال ساختاری-عملکردی مورد ارزیابی قرار گرفت.

تصویر شماره 4

ارتباط معنی داری بین تغییرات مقطعی و طولی مربوط به سن در اتصال ساختاری-عملکردی وجود دارد.4A).

برای آزمایش رابطه بین تغییرات طولی در اتصال ساختاری و عملکردی (4B) و تغییرات طولی در نرخ مشارکت عملکردی (4S) از رگرسیون خطی استفاده شد. تغییرات طولی در اتصال با تغییرات طولی در نسبت مشارکت عملکردی در نواحی ارتباطی مرتبه بالا، از جمله قشر پیشانی پشتی و میانی، قشر جداری تحتانی و قشر تمپورال جانبی مطابقت دارد.4D).

تصویر شماره 5

سپس دانشمندان به دنبال درک پیامدهای تفاوت های فردی در اتصال ساختاری-عملکردی برای رفتار بودند. به طور خاص، اینکه آیا اتصال ساختاری-عملکردی در طول یک کار حافظه کاری می تواند عملکرد اجرایی را توضیح دهد یا خیر. بهبود در عملکرد اجرایی با اتصال ساختاری-عملکردی قوی‌تر در قشر جلوی پیشانی روسترولترال، قشر کمربندی خلفی و قشر اکسیپیتال داخلی مرتبط است.5A).

مجموع مشاهداتی که در بالا توضیح داده شد منجر به چند نتیجه اصلی می شود. اول، تغییرات منطقه ای در اتصال ساختاری-عملکردی با پیچیدگی عملکردی که ناحیه خاصی از مغز مسئول آن است، نسبت معکوس دارد. اتصال ساختار-عملکرد قوی تری در بخش هایی از مغز یافت شد که در پردازش اطلاعات حسی ساده (مانند سیگنال های بصری) تخصص دارند. و مناطق مغز درگیر در فرآیندهای پیچیده تر (عملکرد اجرایی و کنترل بازدارنده) ارتباط ساختاری-عملکردی کمتری داشتند.

ارتباط ساختاری-عملکردی نیز با گسترش تکاملی مغز مشاهده شده در نخستی‌ها مطابقت دارد. مطالعات مقایسه ای قبلی بر روی مغز انسان، پستانداران و میمون ها نشان داده است که نواحی حسی (مانند سیستم بینایی) در بین گونه های پستانداران بسیار حفاظت شده است و در طول تکامل اخیر چندان گسترش نیافته است. اما نواحی ارتباطی مغز (به عنوان مثال، قشر جلوی مغز) دستخوش گسترش قابل توجهی شده است. شاید این گسترش مستقیماً بر ظهور توانایی های شناختی پیچیده در انسان تأثیر گذاشته باشد. مشخص شد که مناطقی از مغز که در طول تکامل به سرعت گسترش می‌یابند، اتصال ساختاری و عملکردی ضعیف‌تری دارند، در حالی که مناطق حسی ساده اتصال قوی‌تری دارند.

در کودکان و نوجوانان، ارتباط ساختاری-عملکردی به طور کاملا فعال در نواحی جلویی مغز، که مسئول عملکرد بازداری (یعنی خودکنترلی) هستند، افزایش می یابد. بنابراین، توسعه بلندمدت ارتباط ساختاری-عملکردی در این مناطق ممکن است عملکرد اجرایی و خودکنترلی را بهبود بخشد، فرآیندی که تا بزرگسالی ادامه دارد.

برای نگاه دقیق تر به تفاوت های ظریف مطالعه، توصیه می کنم نگاهی به آن بیندازید دانشمندان گزارش می دهند и مواد اضافی به او.

خاتمه

مغز انسان همیشه یکی از بزرگترین اسرار بشریت بوده و خواهد بود. این یک مکانیسم فوق العاده پیچیده است که باید عملکردهای زیادی را انجام دهد، فرآیندهای زیادی را کنترل کند و حجم عظیمی از اطلاعات را ذخیره کند. برای بسیاری از والدین، هیچ چیز مرموزتر از مغز فرزندان نوجوانشان نیست. رفتار آنها گاهی اوقات به سختی می توان منطقی یا سازنده نامید، اما این با روند رشد بیولوژیکی و شکل گیری اجتماعی آنها توضیح داده می شود.

البته تغییر در ارتباطات ساختاری و عملکردی نواحی خاصی از مغز و تأثیر تغییرات هورمونی می تواند توجیه علمی برای رفتارهای خاص جوانان باشد، اما این بدان معنا نیست که آنها نیازی به هدایت ندارند. انسان ذاتاً موجودی غیراجتماعی نیست. اگر کسی از افراد دیگر دوری می‌کند، مطمئناً به دلیل استعداد بیولوژیکی ما نیست. از این رو، مشارکت فعال والدین در زندگی فرزندان، جنبه فوق العاده مهمی از رشد آنهاست.

همچنین قابل درک است که حتی در سن سه سالگی، یک کودک در حال حاضر فردی با شخصیت خود، خواسته های خود و دیدگاه خود نسبت به دنیای اطراف است. والدین نباید برای فرزند خود نامرئی شوند و او را آزادانه رها کنند، اما نباید به یک دیوار بتونی مسلح تبدیل شود و او را از دانش جهان محافظت کند. در جایی باید فشار بیاورید، جایی باید خودداری کنید، جایی باید آزادی کامل بدهید، و در جایی با نشان دادن اقتدار والدین، باید قاطعانه "نه" بگویید، حتی اگر کودک از این موضوع ناراضی باشد.

پدر و مادر بودن سخت است، والدین خوب بودن حتی سخت تر. اما نوجوان بودن چندان آسان نیست. بدن از بیرون تغییر می کند، مغز تغییر می کند، محیط تغییر می کند (مدرسه بود و اکنون دانشگاه)، ریتم زندگی تغییر می کند. امروزه زندگی اغلب شبیه فرمول 1 است که در آن جایی برای کندی وجود ندارد. اما سرعت بالا با خطر زیادی همراه است، بنابراین یک سوارکار بی تجربه می تواند صدمه ببیند. وظیفه والدین این است که برای فرزندش مربی شود تا در آینده بدون ترس از آینده او را با آرامش به دنیا رها کند.

برخی از والدین خود را باهوش‌تر از دیگران می‌دانند، برخی آماده هستند تا هر توصیه‌ای را که در اینترنت یا از یک همسایه می‌شنوند اجرا کنند، و برخی دیگر به سادگی "بنفش" در تمام پیچیدگی‌های والدین هستند. افراد متفاوت هستند، اما همانطور که ارتباط بین اجزای آن در مغز انسان مهم است، ارتباط بین والدین و فرزندانشان نیز یکی از مهم ترین نقش ها را در آموزش ایفا می کند.

از تماشای شما متشکریم، کنجکاو بمانید و آخر هفته خوبی داشته باشید! 🙂

چند تبلیغ 🙂

از اینکه با ما ماندید متشکرم آیا مقالات ما را دوست دارید؟ آیا می خواهید مطالب جالب تری ببینید؟ با ثبت سفارش یا معرفی به دوستان از ما حمایت کنید ابر VPS برای توسعه دهندگان از 4.99 دلار, یک آنالوگ منحصر به فرد از سرورهای سطح ورودی که توسط ما برای شما اختراع شده است: تمام حقیقت در مورد VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps از 19 دلار یا چگونه سرور را به اشتراک بگذاریم؟ (در دسترس با RAID1 و RAID10، حداکثر 24 هسته و حداکثر 40 گیگابایت DDR4).

Dell R730xd 2 برابر ارزان تر در مرکز داده Equinix Tier IV در آمستردام؟ فقط اینجا 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV از 199 دلار در هلند! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - از 99 دلار! در مورد بخوانید نحوه ساخت شرکت زیرساخت کلاس با استفاده از سرورهای Dell R730xd E5-2650 v4 به ارزش 9000 یورو برای یک پنی؟

منبع: www.habr.com