Salah sawijining "fenomena" sing paling misterius lan ora dimangerteni kanthi lengkap yaiku otak manungsa. Akeh pitakonan sing ngubengi organ kompleks iki: kenapa kita ngimpi, kepiye emosi mengaruhi pengambilan keputusan, sel saraf sing tanggung jawab kanggo persepsi cahya lan swara, kenapa sawetara wong seneng sprat, dene liyane seneng zaitun? Kabeh pitakonan iki gegayutan karo otak, amarga iku prosesor tengah awak manungsa. Wis pirang-pirang taun, para ilmuwan menehi perhatian khusus marang otak wong-wong sing piye wae ngadeg metu saka wong akeh (saka jenius otodidak kanggo ngitung psikopat). Nanging ana kategori wong sing prilaku ora biasa digandhengake karo umur - remaja. Akeh remaja duwe rasa kontradiksi sing luwih dhuwur, semangat petualangan lan kepinginan sing ora bisa ditolak kanggo golek petualangan kanggo keuntungane. Ilmuwan saka Universitas Pennsylvania mutusake kanggo nliti otak remaja sing misterius lan proses sing kedadeyan ing dheweke. Kita sinau babagan apa sing bisa ditemokake saka laporan kasebut. Tindak.
Basis riset
Piranti apa wae ing teknologi lan organ apa wae ing awak duwe arsitektur dhewe sing ngidini bisa digunakake kanthi efektif. Korteks serebral manungsa diatur miturut hirarki fungsional, wiwit saka unimodal korteks sensori* lan pungkasan karo transmodal asosiasi korteks*.
Korteks sensori * yaiku bagean saka korteks serebral sing tanggung jawab kanggo ngumpulake lan ngolah informasi sing ditampa saka indera (mata, ilat, irung, kuping, kulit lan sistem vestibular).
Korteks asosiasi * minangka bagean saka korteks parietal otak sing melu implementasi gerakan sing direncanakake. Nalika kita arep nindakake gerakan apa wae, otak kita kudu ngerti endi awak lan bagean sing bakal obah ing detik kasebut, uga ing endi obyek saka lingkungan njaba sing arep kita sesambungan. Contone, sampeyan pengin njupuk cangkir, lan otak sampeyan wis ngerti ing ngendi tangan lan cangkir kasebut.
Hierarki fungsional iki ditemtokake dening anatomi jalur kasebut bahan putih*, sing koordinasi aktivitas saraf sing disinkronake lan kognisi*.
Materi putih* - yen materi abu-abu kasusun saka neuron, mula materi putih kasusun saka akson sing ditutupi myelin, ing ngendi impuls ditularake saka awak sel menyang sel lan organ liyane.
Kognisi* (kognisi) - sawijining set proses sing ana gandhengane karo akuisisi kawruh anyar babagan jagad iki.
Évolusi korteks serebral ing primata lan perkembangan otak manungsa ditondoi kanthi ekspansi sing diarahake menyang tujuan lan remodeling wilayah asosiatif transmodal, sing dadi basis proses perwakilan sensori informasi lan aturan abstrak kanggo nggayuh tujuan.
Proses pangembangan otak mbutuhake wektu akeh, sajrone akeh proses ningkatake otak minangka sistem: mielinasi *, pruning sinaptik* lan liya-liyane.
Mielinasi* - oligodendrocytes (jinis sel tambahan saka sistem saraf) nyakup siji utawa bagean liyane saka akson, minangka asil saka siji oligodendrocyte komunikasi karo sawetara neuron bebarengan. Akson sing luwih aktif, luwih akeh myelinated, amarga iki nambah efisiensi.
Pruning sinaptik* - ngurangi jumlah sinapsis / neuron kanggo nambah efisiensi neuro-sistem, i.e. nyingkirake sambungan sing ora perlu. Ing tembung liya, iki minangka implementasine prinsip "ora kanthi kuantitas, nanging kanthi kualitas."
Sajrone pangembangan otak, spesifikasi fungsional dibentuk ing korteks asosiasi transmodal, sing langsung mengaruhi pangembangan fungsi eksekutif sing luwih dhuwur, kayata memori kerja*, fleksibilitas kognitif* и kontrol inhibisi*.
Memori kerja* - sistem kognitif kanggo panyimpenan sementara informasi. Memori jinis iki diaktifake sajrone proses pamikiran sing terus-terusan lan melu nggawe keputusan lan pambentukan respon prilaku.
Fleksibilitas kognitif* - kemampuan kanggo ngalih saka siji pikirane menyang liyane lan / utawa mikir babagan sawetara perkara ing siji wektu.
Kontrol inhibisi * (respon inhibisi) minangka fungsi eksekutif sing ngawasi kemampuan wong kanggo nyegah reaksi tindak tanduk impulsif (alami, kebiasaan utawa dominan) marang rangsangan supaya bisa ngetrapake respon sing luwih cocok kanggo kahanan tartamtu (stimulus eksternal).
Sinau babagan sambungan struktural-fungsi otak wiwit cukup suwe. Kanthi tekane teori jaringan, dadi bisa kanggo nggambarake sambungan struktural-fungsional ing sistem neurobiologis lan dibagi dadi kategori. Ing inti, konektivitas struktur-fungsi yaiku tingkat distribusi sambungan anatomi ing wilayah otak ndhukung aktivitas saraf sing disinkronake.
Hubungan sing kuat ditemokake antarane ukuran konektivitas struktural lan fungsional ing skala spatiotemporal sing beda. Ing tembung liya, metode riset sing luwih modern wis ngidini kanggo nggolongake wilayah tartamtu ing otak miturut karakteristik fungsional sing ana gandhengane karo umur wilayah kasebut lan ukurane.
Nanging, para ilmuwan ujar manawa saiki ora ana bukti babagan owah-owahan arsitektur materi putih sajrone pangembangan otak manungsa ndhukung fluktuasi koordinasi ing aktivitas saraf.
Konektivitas struktural-fungsional minangka basis kanggo komunikasi fungsional lan kedadeyan nalika profil konektivitas materi putih interregional saka wilayah kortikal prédhiksi kekuatan konektivitas fungsional antar wilayah. Yaiku, aktivitas materi putih bakal dibayangke ing aktivasi fungsi eksekutif otak, saéngga bisa nemtokake tingkat kekuatan sambungan struktural-fungsional.
Kanggo njlèntrèhaké hubungan struktural-fungsional, para ilmuwan ngusulake telung hipotesis sing diuji sajrone panliten.
Hipotesis pisanan nyatakake yen konektivitas struktur-fungsi bakal nggambarake spesialisasi fungsional wilayah kortikal. Yaiku, konektivitas struktur-fungsi bakal kuwat ing korteks somatosensori, amarga proses sing nemtokake pangembangan awal hierarki sensori khusus. Ing kontras, konektivitas struktur-fungsi bakal kurang ing korteks asosiasi transmodal, ing ngendi komunikasi fungsional bisa uga saya lemah amarga kendala genetik lan anatomi amarga ekspansi evolusi sing cepet.
Hipotesis kapindho adhedhasar myelinasi sing gumantung karo aktivitas jangka panjang sajrone pembangunan lan nyatakake yen pangembangan sambungan struktur-fungsi bakal dikonsentrasi ing korteks asosiasi transmodal.
Hipotesis katelu: sambungan struktural-fungsional nggambarake spesialisasi fungsional wilayah kortikal. Mulane, bisa dianggep yen sambungan struktural-fungsional sing luwih kuat ing korteks asosiasi frontoparietal bakal melu kalkulasi khusus sing perlu kanggo implementasi fungsi eksekutif.
Asil riset
Kanggo menehi ciri pangembangan konektivitas struktur-fungsi ing remaja, para ilmuwan ngitung ombone sambungan struktural ing macem-macem wilayah otak ndhukung fluktuasi koordinasi ing aktivitas saraf.
Nggunakake data neuroimaging multimodal saka peserta 727 sing umur 8 nganti 23 taun, tractography difusi probabilistik ditindakake lan ngevaluasi konektivitas fungsional antarane saben pasangan wilayah kortikal sajrone kinerja. tugas n-back*digandhengake karo aktivitas memori kerja.
Masalah n-back* - teknik kanggo ngrangsang aktivitas area otak tartamtu lan nguji memori kerja. Subyek diwenehake karo sawetara rangsangan (visual, audio, lsp). Dheweke kudu nemtokake lan nuduhake apa stimulus iki utawa sing saiki ana n posisi kepungkur. Contone: TLHCHSCCQLCKLHCQTRHKC HR (masalah 3-bali, ngendi layang tartamtu katon ing posisi 3 sadurungé).
Konektivitas fungsional negara istirahat nggambarake fluktuasi spontan ing aktivitas saraf. Nanging sajrone tugas memori sing digunakake, konektivitas fungsional bisa nambah sambungan saraf tartamtu utawa populasi sing melu fungsi eksekutif.
Gambar #1: Ngukur konektivitas struktural-fungsi otak manungsa.
Node ing jaringan otak struktural lan fungsional diidentifikasi nggunakake parcellation kortikal area 400 adhedhasar homogenitas fungsional ing data MRI peserta sinau. Kanggo saben peserta sinau, profil konektivitas regional diekstrak saka saben baris matriks konektivitas struktural utawa fungsional lan diwakili minangka vektor kekuatan konektivitas saka siji simpul jaringan saraf menyang kabeh simpul liyane.
Kanggo miwiti, para ilmuwan mriksa manawa distribusi spasial sambungan struktural-fungsi bertepatan karo sifat dhasar organisasi kortikal.
Gambar #2
Wigati dicathet yen hubungan antarane profil konektivitas struktural lan fungsional regional beda-beda ing korteks (2A). Sambungan sing luwih kuat diamati ing korteks prefrontal sensori primer lan medial. Nanging ing wilayah lateral, temporal lan frontoparietal sambungan kasebut cukup lemah.
Kanggo penilaian sing luwih bisa dingerteni babagan hubungan antarane konektivitas struktural-fungsional lan spesialisasi fungsional, koefisien "partisipasi" diitung, yaiku perwakilan grafis saka penentuan kuantitatif konektivitas antarane area khusus otak sing fungsional. Saben wilayah otak ditugasake menyang pitung jaringan saraf fungsional klasik. Nodus neuron otak kanthi koefisien partisipasi sing dhuwur nduduhake sambungan intermodular sing beda (sambungan antarane wilayah otak) lan, mulane, bisa mengaruhi proses transfer informasi antarane wilayah, uga dinamika. Nanging simpul kanthi tingkat partisipasi sing sithik nuduhake luwih akeh sambungan lokal ing wilayah otak dhewe, tinimbang ing antarane sawetara wilayah. Cukup, yen koefisien dhuwur, area otak sing beda-beda aktif sesambungan karo siji liyane; yen kurang, aktivitas ana ing wilayah kasebut tanpa ana hubungane karo tetanggan (2C).
Sabanjure, hubungan antarane variabilitas konektivitas struktural-fungsional lan hirarki fungsional skala makro ditaksir. Konektivitas struktural-fungsional umume bertepatan karo gradien dhasar konektivitas fungsional: area sensori unimodal nuduhake konektivitas struktural-fungsional sing relatif kuwat, dene wilayah transmodal ing ndhuwur hierarki fungsional nuduhake konektivitas sing luwih lemah (2D).
Uga ditemokake yen ana korélasi sing kuat antara hubungan struktural-fungsional lan perluasan evolusi area permukaan korteks (2E). Wilayah sensori sing dijaga banget nduweni konektivitas struktur-fungsi sing relatif kuwat, dene wilayah transmodal sing akeh banget nduweni konektivitas sing luwih lemah. Pengamatan kasebut ndhukung hipotesis manawa konektivitas struktur-fungsi minangka refleksi saka hirarki korteks spesialisasi fungsional lan ekspansi evolusi.
Gambar #3
Ilmuwan sepisan maneh ngelingake yen riset sadurunge luwih fokus kanggo sinau konektivitas struktural-fungsional ing otak diwasa. Ing karya sing padha, emphasis diselehake ing sinau saka otak, kang isih ing proses pembangunan, i.e. babagan sinau otak remaja.
Ditemokake manawa ing otak remaja, beda umur ing sambungan struktural-fungsional disebarake ing korteks temporal lateral, parietal inferior, lan korteks prefrontal.3). Peningkatan konektivitas disebarake kanthi ora proporsional ing wilayah kortikal, contone. ana ing subset unik saka area korteks sing dipisahake kanthi fungsional (3B), sing ora diamati ing otak diwasa.
Gedhene prabédan umur ing konektivitas struktural-fungsional ana hubungane banget karo tingkat partisipasi fungsional (3є) lan gradien fungsional (3D).
Distribusi spasial saka beda umur ing sambungan struktural-fungsional uga konsisten karo ekspansi evolusi korteks. Peningkatan konektivitas sing ana gandhengane karo umur diamati ing korteks asosiasi sing luwih dawa, dene penurunan konektivitas sing ana gandhengane karo umur diamati ing korteks sensorimotor sing dijaga banget (3E).
Ing tahap sabanjure sinau, peserta 294 ngalami pemeriksaan otak kapindho 1.7 taun sawise sing pisanan. Kanthi cara iki, bisa nemtokake hubungan antarane owah-owahan sing gegandhengan karo umur ing konektivitas struktural-fungsional lan owah-owahan perkembangan intra-individu. Kanggo maksud iki, owah-owahan longitudinal ing konektivitas struktural-fungsional ditaksir.
Gambar #4
Ana korespondensi sing signifikan antarane owah-owahan sing ana hubungane karo umur cross-sectional lan longitudinal ing konektivitas struktural-fungsional (4).
Kanggo nguji hubungan antarane owah-owahan longitudinal ing konektivitas struktural lan fungsional (4B) lan owah-owahan longitudinal ing tingkat partisipasi fungsional (4є) regresi linier digunakake. Owah-owahan longitudinal ing konektivitas ditemokake cocog karo owah-owahan longitudinal ing rasio partisipasi fungsional ing wilayah asosiasi urutan dhuwur sing disebarake, kalebu korteks prefrontal dorsal lan medial, korteks parietal inferior, lan korteks temporal lateral (4D).
Gambar #5
Para ilmuwan banjur ngupaya mangertos akibat saka beda individu ing konektivitas struktural-fungsional kanggo prilaku. Khusus, apa konektivitas struktural-fungsi sajrone tugas memori sing digunakake bisa nerangake kinerja eksekutif. Perbaikan ing fungsi eksekutif ditemokake ana hubungane karo konektivitas struktural-fungsional sing luwih kuat ing korteks prefrontal rostrolateral, korteks cingulate posterior, lan korteks occipital medial (5A).
Totalitas pengamatan sing kasebut ing ndhuwur ndadékaké sawetara kesimpulan utama. Kaping pisanan, owah-owahan regional ing konektivitas struktural-fungsional proporsional kuwalik karo kerumitan fungsi sing tanggung jawab wilayah otak tartamtu. Konektivitas struktur-fungsi sing luwih kuat ditemokake ing bagean otak sing khusus ngolah informasi sensori sing prasaja (kayata sinyal visual). Lan wilayah otak sing melu proses sing luwih rumit (fungsi eksekutif lan kontrol inhibisi) nduweni konektivitas struktural-fungsi sing luwih murah.
Konektivitas struktural-fungsional uga ditemokake konsisten karo ekspansi evolusi otak sing diamati ing primata. Pasinaon komparatif sadurunge babagan otak manungsa, primata, lan monyet wis nuduhake yen wilayah sensori (kayata sistem visual) banget dikonservasi ing antarane spesies primata lan ora berkembang akeh sajrone evolusi anyar. Nanging wilayah asosiasi otak (contone, korteks prefrontal) wis ngalami ekspansi sing signifikan. Mbok ekspansi iki langsung mengaruhi munculé kabisan kognitif sing kompleks ing manungsa. Ditemokake manawa wilayah otak sing berkembang kanthi cepet sajrone evolusi nduweni konektivitas struktural lan fungsional sing luwih lemah, dene wilayah sensori sing prasaja nduweni konektivitas sing luwih kuat.
Ing bocah-bocah lan remaja, sambungan struktural-fungsional mundhak cukup aktif ing wilayah frontal otak, sing tanggung jawab kanggo fungsi inhibisi (yaiku, kontrol diri). Mangkono, pangembangan jangka panjang konektivitas struktural-fungsional ing wilayah kasebut bisa ningkatake fungsi eksekutif lan kontrol diri, proses sing terus nganti diwasa.
Kanggo ndeleng luwih rinci babagan nuansa sinau, aku nyaranake njupuk dipikir ing и kanggo dheweke.
Epilogue
Otak manungsa wis mesthi lan bakal dadi salah sawijining misteri manungsa sing paling gedhe. Iki minangka mekanisme sing luar biasa rumit sing kudu nindakake akeh fungsi, ngontrol akeh proses lan nyimpen akeh informasi. Kanggo akeh wong tuwa, ora ana sing luwih misterius tinimbang otak anak-anake. Prilaku kasebut kadhangkala angel diarani logis utawa konstruktif, nanging iki diterangake kanthi proses pangembangan biologis lan tatanan sosial.
Mesthi, owah-owahan ing sambungan struktural lan fungsional saka wilayah tartamtu ing otak lan pengaruh owah-owahan hormonal bisa dadi sabdhoning ilmiah kanggo prilaku aneh wong enom, nanging iki ora ateges sing padha ora perlu diarahake. Manungsa dudu makhluk asosial. Yen ana wong nyingkiri wong liya, mesthi ora amarga predisposisi biologis kita. Mulane, partisipasi aktif wong tuwa ing urip anak-anake minangka aspek sing penting banget ing perkembangane.
Sampeyan uga kudu ngerti yen sanajan ing umur telung taun, bocah wis dadi individu kanthi karakter dhewe, kepinginan lan pandangane dhewe babagan donya ing saubengé. Wong tuwa kudu ora katon kanggo anak, ngeculake dheweke kanthi bebas, nanging ora kudu dadi tembok beton sing dikuatake, nglindhungi dheweke saka kawruh babagan donya. Nang endi wae sampeyan kudu push, nang endi wae sampeyan kudu nahan, nang endi wae sampeyan kudu menehi kamardikan lengkap, lan nang endi wae, nuduhake panguwasa Parental, sampeyan kudu ngomong tenan "ora", sanajan anak ora seneng karo iki.
Dadi wong tuwa iku angel, dadi wong tuwa sing apik malah luwih angel. Nanging dadi remaja ora gampang. Owah-owahan awak eksternal, owah-owahan otak, owah-owahan lingkungan (ana sekolah, lan saiki universitas), owah-owahan irama urip. Saiki, urip asring kaya Formula 1, sing ora ana papan kanggo kalem. Nanging kacepetan dhuwur teka karo resiko gedhe, supaya penunggang inexperienced bisa cilaka. Tugase wong tuwa yaiku dadi pelatih kanggo anake supaya bisa ngeculake dheweke kanthi tenang menyang jagad ing mangsa ngarep, tanpa wedi marang masa depane.
Sawetara wong tuwa nganggep awake dhewe luwih pinter tinimbang wong liya, sawetara sing siap ngetrapake saran apa wae sing dirungokake ing Internet utawa saka pepadhamu, lan sawetara mung "violet" ing kabeh kerumitan parenting. Wong beda-beda, nanging kaya komunikasi antarane bagean penting ing otak manungsa, komunikasi antarane wong tuwa lan anak dadi salah sawijining peran sing paling penting ing pendidikan.
Matur nuwun kanggo nonton, tetep penasaran lan duwe akhir minggu sing apik kabeh! 🙂
Sawetara iklan 🙂
Matur nuwun kanggo tetep karo kita. Apa sampeyan seneng karo artikel kita? Pengin ndeleng konten sing luwih menarik? Ndhukung kita kanthi nggawe pesenan utawa menehi rekomendasi menyang kanca, , analog unik saka server level entri, sing diciptakake kanggo sampeyan: (kasedhiya karo RAID1 lan RAID10, munggah 24 intine lan nganti 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 kaping luwih murah ing pusat data Equinix Tier IV ing Amsterdam? Mung kene ing Walanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - saka $99! Maca babagan
Source: www.habr.com