التطرف الشبابي وروح التناقض لدى المراهقين من وجهة نظر علم الأعصاب

واحدة من "الظواهر" الأكثر غموضا ولم تحل بالكامل هي العقل البشري. يدور الكثير من الأسئلة حول هذا العضو المعقد: لماذا لدينا أحلام ، وكيف تؤثر العواطف على صنع القرار ، ما هي الخلايا العصبية المسؤولة عن إدراك الضوء والصوت ، ولماذا يحب البعض مثل العفاريت ، والبعض الآخر يحب الزيتون؟ كل هذه الأسئلة تتعلق بالدماغ ، لأنه المعالج المركزي لجسم الإنسان. لسنوات عديدة ، أولى العلماء اهتمامًا خاصًا لأدمغة الأشخاص الذين تميزوا بطريقة أو بأخرى عن الحشد (من العباقرة الذين علموا أنفسهم إلى حساب المرضى النفسيين). ولكن هناك فئة من الأشخاص الذين يرتبط سلوكهم غير العادي بعمرهم المراهقين. لدى الكثير من المراهقين شعور متزايد بالجدال ، وروح المغامرة ، ورغبة لا تقاوم في العثور على مغامرة في نقطتهم الخامسة. قرر علماء من جامعة بنسلفانيا النظر بالتفصيل في أدمغة المراهقين الغامضة والعمليات التي تحدث فيها. حول ما تمكنوا من اكتشافه ، نتعلم من تقريرهم. دعنا نذهب.

أساس الدراسة

أي جهاز في التكنولوجيا وجهاز في الجسم له بنية خاصة به ، مما يسمح لهما بالعمل بكفاءة. يتم تنظيم القشرة الدماغية البشرية وفقًا لتسلسل هرمي وظيفي ، بدءًا من القشرة الحسية الأحادية الواسطة * وتنتهي بالقشرة الترابطية للإحالة * .

القشرة الحسية * هي جزء من القشرة الدماغية المسؤولة عن جمع ومعالجة المعلومات الواردة من الأعضاء الحسية (العينين واللسان والأنف والأذنين والجلد والجهاز الدهليزي).

القشرة الترابطية * - جزء من القشرة الجدارية للدماغ تشارك في تنفيذ الحركات المخطط لها. عندما سنقوم بأي حركة ، يجب أن يعرف دماغنا أين يقع الجسم في هذه المرحلة الثانية وأجزائه التي ستتحرك فيها ، وكذلك أماكن كائنات البيئة التي تم التخطيط للتفاعل معها. على سبيل المثال ، تريد التقاط فنجان ، وعقلك يعرف بالفعل أين تقع اليد والكأس نفسها.

يرجع هذا التسلسل الهرمي الوظيفي إلى تشريح مسارات المادة البيضاء * التي تنسق النشاط العصبي المتزامن والإدراك * .

المادة البيضاء * - إذا كانت المادة الرمادية تتكون من خلايا عصبية ، فإن اللون الأبيض يتكون من محاور عصبية مغلفة بالميلين ، حيث تنتقل النبضات من جسم الخلية إلى خلايا وأعضاء أخرى.

الإدراك * (الإدراك) - مجموعة من العمليات المرتبطة باكتساب معرفة جديدة بشأن العالم.

يتميز تطور القشرة الدماغية في الرئيسيات وتطور دماغ الإنسان بالتوسع المستهدف وإعادة عرض المناطق الترابطية المنقولة والتي تمثل أساس عمليات التمثيل الحسي للمعلومات والقواعد المجردة لتحقيق الهدف.

تستغرق عملية تطوير الدماغ الكثير من الوقت ، يتم خلالها إجراء العديد من عمليات تحسين المخ كنظام: النخاع الشوكي * ، التقليم المتشابك * ، إلخ.

Myelination * - oligodendrocytes (نوع من الخلايا المساعدة للجهاز العصبي) يلف جزءًا أو آخر من المحور العصبي ، ونتيجة لذلك يرتبط oligodendrocyte بالعديد من الخلايا العصبية في وقت واحد. أكثر نشاطا في محور عصبي ، أقوى ميلين ، وهذا يزيد من فعاليته.

التقليم المتشابك * - تقليل عدد المشابك العصبية / الخلايا العصبية لزيادة كفاءة الجهاز العصبي ، أي تخلص من الاتصالات غير الضرورية. بمعنى آخر ، هذا هو تحقيق مبدأ "ليس الكمية ، ولكن الجودة".

أثناء تكوين المخ ، يتم تكوين مواصفات وظيفية في القشرة الترابطية عبر الإحلال ، والتي تؤثر بشكل مباشر على تطوير وظائف تنفيذية عالية المستوى ، مثل الذاكرة العاملة * ، والمرونة المعرفية * والتحكم المثبط * .

ذاكرة العمل * هي نظام إدراكي للتخزين المؤقت للمعلومات. يتم تنشيط هذا النوع من الذاكرة في لحظة عمليات التفكير الحالية ويشارك في صنع القرار وفي تشكيل الاستجابات السلوكية.

المرونة المعرفية * - القدرة على التبديل من فكرة إلى أخرى و / أو التفكير في العديد من الأشياء في وقت واحد.

التحكم المثبطة * (رد فعل تثبيط) هي وظيفة تنفيذية تشرف على قدرة الشخص على قمع استجاباته السلوكية الاندفاعية (الطبيعية أو المعتادة أو السائدة) للمحفزات من أجل تنفيذ استجابة أكثر ملاءمة لحالة معينة (الحوافز الخارجية).

بدأت دراسة الروابط الهيكلية والوظيفية للمخ منذ فترة طويلة. مع ظهور نظرية الشبكة ، أصبح من الممكن تصور العلاقات الهيكلية والوظيفية في النظم الحيوية العصبية وتقسيمها إلى فئات. في جوهرها ، العلاقة الهيكلية الوظيفية هي الدرجة التي يدعم بها توزيع الروابط التشريحية في منطقة الدماغ النشاط العصبي المتزامن.

وقد وجد أن هناك صلة قوية بين مؤشرات الاتصال الهيكلي والوظيفي في مختلف المقاييس المكانية والزمانية. بمعنى آخر ، سمحت أساليب دراسة أكثر حداثة بتصنيف مناطق معينة في الدماغ وفقًا لسماتها الوظيفية المتعلقة بعمر الموقع وحجمه.

ومع ذلك ، وفقًا للعلماء ، لا يوجد في الوقت الحالي أي بيانات تقريبًا عن كيفية دعم التغييرات في بنية المادة البيضاء أثناء تطور الدماغ البشري لتقلبات ثابتة في النشاط العصبي.

التواصل الهيكلي والوظيفي هو أساس التواصل الوظيفي ويحدث عندما يتنبأ ملف الاتصال بين الأقاليم للمادة البيضاء في المنطقة القشرية بقوة الاتصال الوظيفي بين الأقاليم. بمعنى ، سيتم عرض نشاط المادة البيضاء في تنشيط الوظائف التنفيذية للدماغ ، وبالتالي سيكون من الممكن تقييم درجة قوة الاتصال الهيكلي الوظيفي.

لوصف العلاقة الهيكلية الوظيفية ، طرح العلماء ثلاث فرضيات تم اختبارها أثناء الدراسة.

تنص الفرضية الأولى على أن العلاقة الهيكلية الوظيفية ستعكس التخصص الوظيفي للمنطقة القشرية. أي أن العلاقة الهيكلية الوظيفية ستكون قوية في القشرة الحسية الجسدية ، وذلك بفضل العمليات التي تحدد التطور المبكر للتسلسلات الهرمية الحسية المتخصصة. في المقابل ، ستكون العلاقة الهيكلية والوظيفية منخفضة في القشرة الترابطية عن طريق الجلد ، حيث قد يضعف التواصل الوظيفي بسبب القيود الوراثية والتشريحية بسبب التوسع التطوري السريع.

تعتمد الفرضية الثانية على تكوين نقوي طويل المدى يعتمد على النشاط أثناء التطوير ويدعي أن تطوير الروابط الهيكلية الوظيفية سوف يتركز في القشرة الترابطية المنقولة.

الفرضية الثالثة: العلاقة الهيكلية الوظيفية تعكس التخصص الوظيفي للمنطقة القشرية. لذلك ، يمكن افتراض أن وجود صلة هيكلية ووظيفية أقوى في القشرة الترابطية الأمامية الأمامية ستشارك في الحسابات المتخصصة اللازمة لتنفيذ الوظائف التنفيذية.

نتائج البحوث

لتوصيف تطور التفاعل الهيكلي الوظيفي لدى المراهقين ، قام العلماء بتحديد درجة دعم الروابط الهيكلية لأجزاء مختلفة من الدماغ للتقلبات المنسقة في النشاط العصبي.

باستخدام بيانات التصوير العصبي المتعدد الوسائط من 727 مشاركًا تتراوح أعمارهم بين 8 إلى 23 عامًا ، تم إجراء تخطيط مسار الانتشار الاحتمالي والاتصال الوظيفي بين كل زوج من المناطق القشرية أثناء مهمة n-back * المرتبطة بنشاط الذاكرة العاملة.

مهمة n-back * هي طريقة لتحفيز نشاط مناطق معينة من الدماغ وفحص الذاكرة العاملة. يتم توفير هذا الموضوع مع عدد من المحفزات (البصرية ، والصوت ، وغيرها). يجب عليه أن يحدد ويشير إلى ما إذا كان هذا التحفيز أو ذاك كان موضعًا قبل ذلك. على سبيل المثال: TLHCHSCCQLCKLHCQTRHKC HR (مهمة ثلاثية الأبعاد ، حيث حدث خطاب معين 3 وظائف في وقت سابق).

الاتصال الوظيفي في بقية يعكس تقلبات عفوية في النشاط العصبي. ولكن أثناء تنفيذ مهمة الذاكرة العاملة ، يمكن أن يعزز التماسك الوظيفي بعض الروابط العصبية أو المجموعات المعنية بالوظائف التنفيذية.


الصورة رقم 1: قياس العلاقة الهيكلية والوظيفية للعقل البشري.

تم تحديد العقد في الشبكات الهيكلية والوظيفية للدماغ باستخدام الاستئصال القشري 400 منطقة (تقسيم إلى مناطق) بناء على التجانس الوظيفي في بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي للمشاركين في الدراسة. لكل مشارك في الدراسة ، تم استخراج ملفات تعريف الاتصال الإقليمية من كل صف من مصفوفة التوصيل الهيكلي أو الوظيفي ويتم تقديمها كنواقل قوة اتصال من عقدة واحدة من الشبكة العصبية إلى جميع العقد الأخرى.

بادئ ذي بدء ، فحص العلماء ما إذا كان التوزيع المكاني للعلاقات الهيكلية والوظيفية يتزامن مع الخصائص الأساسية للتنظيم القشري.


الصورة رقم 2

تجدر الإشارة إلى أن العلاقة بين الملامح الإقليمية للتوصيل الهيكلي والوظيفي تباينت بشكل كبير في جميع أنحاء القشرة ( 2A ). وقد لوحظ وجود اتصال أقوى في القشرة الحسية الأمامية والأنفية الأمامية. لكن في المناطق الجانبية والزمانية والأمامية ، كان الاتصال ضعيفًا إلى حد ما.

لإجراء تقييم أكثر تفهمًا للعلاقة بين الاتصال الهيكلي والوظيفي والتخصص الوظيفي ، تم حساب معامل "المشاركة" ، وهو تمثيل رسومي للتقدير الكمي للتوصيل بين مناطق الدماغ الوظيفية. تم تعيين كل منطقة من مناطق الدماغ إلى سبع شبكات عصبية وظيفية كلاسيكية. تُظهر العقد العصبية للمخ ذات معامل المشاركة العالية اتصالًا بين الوحدات المختلفة (التواصل بين مناطق الدماغ) ، وبالتالي ، يمكن أن تؤثر على عمليات نقل المعلومات بين المناطق ، وكذلك ديناميكياتها. لكن العقد ذات معامل المشاركة المنخفض تظهر المزيد من الروابط المحلية داخل منطقة الدماغ نفسها ، وليس بين عدة مناطق. ببساطة ، إذا كان المعامل مرتفعًا - تتفاعل أجزاء مختلفة من الدماغ بفاعلية مع بعضها البعض ، إذا حدث انخفاض النشاط داخل الموقع دون التواصل مع المجاورين ( 2C ).

بعد ذلك ، تم تقييم العلاقة بين تباين الاتصال الهيكلي الوظيفي والتسلسل الهرمي الوظيفي الكلي. تتزامن العلاقة الهيكلية والوظيفية إلى حد كبير مع التدرج الرئيسي للتوصيل الوظيفي: تظهر المناطق الحسية الأحادية الواسطة علاقة هيكلية ووظيفية قوية نسبيًا ، في حين أن مناطق الإرسال في أعلى التسلسل الهرمي الوظيفي تظهر اتصالًا أضعف ( 2D ).

وقد وجد أيضًا أن هناك علاقة قوية بين العلاقة الهيكلية الوظيفية والتوسع التطوري في مساحة سطح القشرة ( 2E ). تتمتع المناطق الحسية المحفوظة بدرجة عالية بعلاقة هيكلية وظيفية قوية نسبيًا ، في حين أن مناطق الحوائط الموسعة بقوة كان لديها اتصال أضعف. تؤكد هذه الملاحظات تمامًا الفرضية القائلة بأن العلاقة الهيكلية الوظيفية هي انعكاس للتسلسل الهرمي القشري للتخصص الوظيفي والتوسع التطوري.


الصورة رقم 3

يتذكر العلماء مرة أخرى أن الدراسات السابقة قد ركزت أكثر على دراسة الاتصال الهيكلي والوظيفي في الدماغ البالغ. في نفس العمل ، تم التركيز على دراسة الدماغ ، التي لا تزال في طور النمو ، أي على دراسة الدماغ في سن المراهقة.

وقد وجد أنه في أدمغة المراهقين ، تم توزيع الاختلافات المرتبطة بالعمر في الروابط الهيكلية الوظيفية على نطاق واسع في القشرة الجانبية السفلية والجدارية السفلية والجناح الأمامي ( 3A ). تم توزيع الاتصال المحسّن بشكل غير متناسب على المناطق القشرية ، أي كانت موجودة في مجموعة فرعية فريدة من المناطق المنفصلة وظيفيا من القشرة ( 3B ) ، والتي لم يلاحظ في دماغ شخص بالغ.

يرتبط حجم الاختلافات المرتبطة بالعمر في العلاقات الهيكلية والوظيفية ارتباطًا وثيقًا بمعامل المشاركة الوظيفية ( 3C ) والتدرج الوظيفي ( 3D ).

يتوافق التوزيع المكاني للاختلافات المرتبطة بالعمر في العلاقات الهيكلية الوظيفية أيضًا مع التوسع التطوري للقشرة. وقد لوحظت زيادة متصلة بالعمر في التوصيلية في القشرة الدماغية الترابطية الموسع ، بينما لوحظ انخفاض مرتبط بالعمر في التوصيلية في القشرة الحركية الحركية المحفوظة بدرجة عالية ( 3E ).

في المرحلة التالية من الدراسة ، قام 294 مشاركًا بإعادة فحص الدماغ بعد 1.7 عامًا من أول اختبار. وبالتالي ، كان من الممكن تحديد العلاقة بين التغيرات المرتبطة بالعمر في التوصيلية الهيكلية والوظيفية والتغيرات التنموية داخل الفرد. لهذا ، تم إجراء تقييم للتغيرات الطولية في الاتصال الهيكلي والوظيفي بها.


الصورة رقم 4

تم العثور على المراسلات الهامة بين التغيرات العرضية والطولية المرتبطة بالعمر في العلاقة الهيكلية الوظيفية ( 4A ).

للتحقق من علاقة التغيرات الطولية في التوصيل الهيكلي الوظيفي ( 4B ) والتغيرات الطولية في معامل المشاركة الوظيفية ( 4C ) ، تم استخدام الانحدار الخطي. وقد وجد أن التغيرات الطولية في التوصيلية تتوافق مع التغيرات الطولية في معامل المشاركة الوظيفية في المناطق الترابطية الموزعة ذات الرتبة العالية ، بما في ذلك القشرة الظهرية والوسيطة القشرية الأمامية ، القشرة الجدارية السفلية والقشرة الجانبية الزمانية ( 4D ).


الصورة رقم 5

ثم حاول العلماء فهم آثار الاختلافات الفردية في العلاقات الهيكلية والوظيفية على السلوك. على وجه الخصوص ، هل يمكن للتوصيل الهيكلي الوظيفي أثناء تنفيذ مهمة مع الذاكرة العاملة أن يفسر الأداء التنفيذي. وقد وجد أن التحسن في النشاط التنفيذي يرتبط بتماسك هيكلي ووظيفي أقوى في قشرة الفص الجبهي الأمامي ، التلفيف الحزامي الخلفي ، والقشرة القذالية الإنسي ( 5A ).

مجمل الملاحظات المذكورة أعلاه يؤدي إلى عدة استنتاجات رئيسية. أولاً ، إن التغييرات الإقليمية في التوصيلية الهيكلية والوظيفية تتناسب عكسياً مع تعقيد الوظيفة التي تكون منطقة الدماغ معينة مسؤولة عنها. تم العثور على علاقة هيكلية وظيفية أقوى في أجزاء من الدماغ تتخصص في معالجة المعلومات الحسية البسيطة (على سبيل المثال ، الإشارات البصرية). وفي مناطق المخ التي تشارك في عمليات أكثر تعقيدًا (الوظيفة التنفيذية والتحكم المثبط) ، كان هناك اتصال بنيوي وظيفي أقل.

وقد وجد أيضًا أن الاتصال الهيكلي والوظيفي يتوافق مع التوسع التطوري للدماغ الذي لوحظ في الرئيسات. لقد أجريت بالفعل دراسات مقارنة للعقل البشري والرئيس والقرد ، والتي أظهرت أن المناطق الحسية (على سبيل المثال ، النظام البصري) متحفظة للغاية بين الرئيسيات ولم تتوسع كثيرًا خلال التطور الحديث. لكن المناطق الترابطية للدماغ (على سبيل المثال ، قشرة الفص الجبهي) خضعت لتوسع كبير. ربما أثر هذا التوسع بشكل مباشر على ظهور القدرات المعرفية المعقدة عند البشر. وقد وجد أن مناطق الدماغ التي توسعت بسرعة أثناء التطور كانت لها اتصالية هيكلية ووظيفية أضعف ، في حين أن المناطق الحسية البسيطة كانت أقوى.

في الأطفال والمراهقين ، تزداد العلاقة الهيكلية الوظيفية بشكل كبير في المناطق الأمامية من الدماغ ، المسؤولة عن وظيفة تثبيط (أي ضبط النفس). وبالتالي ، فإن التطوير طويل المدى للتوصيل الهيكلي والوظيفي في هذه المناطق يمكن أن يحسن الوظيفة التنفيذية والتحكم الذاتي ، حيث تستمر عملية التطوير في مرحلة البلوغ.

للتعرف أكثر تفصيلاً على الفروق الدقيقة في الدراسة ، أوصي بأن تنظر في تقرير العلماء ومواد إضافية إليه.

خاتمة

كان العقل البشري دائمًا وسيظل طويلًا من أعظم أسرار البشرية. هذه هي آلية معقدة بشكل لا يصدق والتي يجب أن تؤدي وظائف كثيرة ، والسيطرة على العديد من العمليات وتخزين كميات هائلة من المعلومات. بالنسبة للعديد من الآباء ، لا يوجد شيء أكثر غموضًا من أدمغة أطفالهم المراهقين. يصعب أحيانًا تسميتها منطقية أو بناءة ، لكن هذا يرجع إلى عملية تطورها البيولوجي وتشكيلها الاجتماعي.

بالطبع ، يمكن أن تكون التغييرات في العلاقات الهيكلية والوظيفية لبعض مناطق الدماغ وتأثير التغيرات الهرمونية مبررًا علميًا للسلوك الغريب لدى الشباب ، لكن هذا لا يعني أنهم لا يحتاجون إلى التوجيه. الرجل ليس بطبيعته كائنا معاديا للمجتمع. إذا كان شخص ما يتجنب الناس الآخرين ، فمن المؤكد أنه ليس بسبب استعدادنا البيولوجي. لذلك ، تعد المشاركة النشطة للآباء والأمهات في حياة أطفالهم جانبًا مهمًا للغاية في نموهم.

يجب أن يكون مفهوما أنه حتى في سن الثالثة ، يكون الطفل بالفعل شخصًا له شخصيته ورغباته ورؤيته الخاصة للعالم. يجب ألا يصبح الوالد غير مرئي لطفله ، مما يسمح له بالسباحة مجانًا ، ولكن يجب ألا يتحول إلى جدار خرساني مقوى ، يحميه من معرفة العالم. في مكان ما ، من الضروري أن تضغط ، من مكان للاحتفاظ به ، في مكان ما لإعطاء حرية كاملة ، وفي مكان ما ، بعد أن أظهرت سلطة أبوية ، أن تقول "لا" حازمة ، حتى إذا كان الطفل غير سعيد بهذا.

من الصعب أن تكون والدًا ، ومن الصعب أن تكون والدًا جيدًا. لكن كونك مراهقًا ليس بهذه السهولة أيضًا. يتغير الجسم من الخارج ، يتغير الدماغ ، تتغير البيئة (كانت هناك مدرسة ، والآن جامعة) ، يتغير إيقاع الحياة. في الوقت الحاضر ، تشبه الحياة في كثير من الأحيان الفورمولا 1 ، حيث لا يوجد مكان للبطء. لكن السرعة العالية ترتبط بمخاطر كبيرة ، لأن المتسابق الذي لا يتمتع بخبرة قد يعاني. تتمثل مهمة الوالد في أن يصبح مدربًا لطفله ، من أجل إطلاقه بهدوء في العالم في المستقبل ، دون خوف على مستقبله.

بعض الآباء يعتبرون أنفسهم أكثر ذكاءً من غيرهم ، والبعض الآخر مستعد لتنفيذ أي نصيحة يتم سماعها على الإنترنت أو من أحد الجيران ، وبالنسبة لشخص ما ، فهو "بنفسجي" لجميع تفاصيل التنشئة. , , .

شكرا لكم على اهتمامكم ، ابقوا فضوليين واستمتعوا بعطلة نهاية أسبوع رائعة ، شباب :)

قليلا من الإعلان :)

شكرا لك على البقاء معنا. هل تحب مقالاتنا؟ تريد أن ترى المزيد من المواد المثيرة للاهتمام؟ ادعمنا عن طريق تقديم طلب أو التوصية لأصدقائك VPS المستندة إلى مجموعة النظراء للمطورين من 4.99 دولار ، وهو تمثيلي فريد من الخوادم على مستوى الدخول التي اخترعناها لك: الحقيقة الكاملة حول VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps من 19 $ أو كيفية تقسيم الخادم؟ (تتوفر خيارات مع RAID1 و RAID10 ، ما يصل إلى 24 مركزًا وما يصل إلى 40 جيجابايت من ذاكرة DDR4).

Dell R730xd أرخص مرتين في مركز بيانات Equinix Tier IV في أمستردام؟ فقط لدينا 2 من Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6 جيجا هرتز 14 جيجا بايت 64 جيجا بايت DDR4 4 × 960 جيجا بايت SSD 1 جيجابت في الثانية 100 TV من 199 دولار في هولندا! Dell R420 - 2x E5-2430 سعة 2 جيجا هرتز 6 جيجا بايت 128 جيجا بايت ذاكرة DDR3 2x960GB SSD بسرعة 1 جيجابت في الثانية 100 تيرابايت - من 99 دولارًا! اقرأ عن كيفية بناء البنية التحتية فئة باستخدام خوادم V4 R730xd E5-2650d تكلف 9000 يورو عن بنس واحد؟