چگونگی رشد مغز در کودکان

چگونه مغز کودک شروع به رشد می‌کند؟: از بارداری تا سه سالگی

حقیقت این است که کودکان تحت تاثیر محیط اطرافشان قرار می‌گیرند و این به طور آشکاری متحمل تکرار می‌شود. متخصصین رشد کودک ده ها سال تحقیق انجام داده اند تا نشان دهند که محیط اولین سال های کودکی می‌تواند اثراتی داشته باشد که تا آخر عمر باقی خواهد ماند.
به لطف پیشرفت های اخیر در تکنولوژی، ما درک واضح تری از نحوی این اثرات در رابطه با رشد اولیه مغز داریم. عصب شناسان اکنون می‌توانند الگوهای در فعالیت مغز شناسایی کنند که به نظر می‌رسد با برخی از انواع تجربیات منفی اولیه ارتباط دارند.
اثرات طولانی مدت استرس، فقر، نادیده گرفته شدن و بدرفتاری اولیه به خوبی مستند شده است و تقریبا بدون تردید ما به طور عملی سال ها قبل می‌توانیم آنها را با ابزار اسکن مغز ببینیم. پس چرا باید به درک پیشرفت مغز نیاز داشته باشیم تا به ما نشان دهد که اولویت های مهم کودکان برای رشد آنها چیست؟ آیا علوم اعصاب فقط آنچه ما قبلا می‌دانستیم را به ما می‌گوید؟

                                             
در واقع، چندین دلیل برای اینکه چرا ما باید به شواهد ارائه شده توسط علوم اعصاب توجه کنیم، وجود دارد. برای مثال، ممکن است به ما کمک کند تا یاد بگیریم چطور تجربیات بر کودکان اثر می‌گذارند. این دانش می‌تواند به تلاش های ما برای کمک به کودکانی که در معرض خطر هستند و درصورت امکان خنثی سازی اثرات نامطلوب کمک می‌کند. علاوه بر این، دانشمندان علوم اعصاب ممکن است به ما کمک کنند تا یاد بگیریم چه زمانی تجربیات بر کودکان اثر می‌گذارند. اگر دوره های خاص آسیب پذیری به انواع مشخصی از تجربیات وجود دارد، پس درک این الگوها تلاش های ما برای درمان و مداخله بهبود خواهد داد.
تا کنون، علوم اعصاب پاسخ قطعی برای این سوالات نیافته است. با این حال، پیشرفت های چشمگیر در این زمینه وجود دارد، و تحقیق بر روی مغز برای افزایش اثرات آموزش و مداخله ادامه دارد. با توجه به این شما در این مقاله با رشد مغزآشنا میشوید تا اطلاعات اضافی منعکس کننده آخرین تحقیقات علاست.
ما با طرح کوچکی از آناتومی مغز شروع می‌کنیم، با نگاهی دقیق تر به نورون ها و سیناپس ها، متخصصین ارتباطات مغز ادامه می‌یابد. ما سپس برخی در مورد برخی از ویژگی های منحصر به فرد رشد اولیه مغز بحث می‌کنیم و نشان می‌دهیم چطور آنها سه سال اول زندگی را به یک دوره بسیار مهم تبدیل می‌کنند. در نهایت، ما طرح کلی از رشد مغز از بارداری تا سه سالگی ارائه می‌دهیم، رویدادهای رشدی با تغییرات رفتاری و شناختی مرتبط به آنها به هم پیوند می‌دهیم.

ساده ترین روش برای شناخت مغز یادگیری ساختار کلی مغز بزرگسالان و نحوی ارتباط آنها با عملکردش است (شکل1). باید به خاطر داشته باشید که رابطه بین ساختار و عملکرد مغز اصلا ساده نیست. هر چند ما اغلب ادعاهایی در مورد «ناحیه زبانی» یا «مرکز احساسات» مغز می‌شنویم، بیاناتی مثل اینها ساده سازی است؛ در واقعیت، حتی ساده ترین فعالیت های ذهنی چندین ناحیه مغز درگیر می‌کنند.
مغز می‌تواند به سه بخش اصلی تقیسم شود. ساقه مغز، بهشکل یک ساقه پهن، نخاع را به مغز فوقانی متصل می‌کند. رفلکسها و فرایندهای غیرارادی مثل نفس کشیدن و ضربان قلب را کنترل می‌کند. پشت ساقه مغز و زیر مغز فوقانی مخچه قرار دارد که در تعادل و هماهنگی دخالت دارد.
مخ، بزرگترین بخش مغز، بالای ساقه مغز و مخچه قرار می‌گیرد. در حالی که هر یک از ساختارهای مغز نقشی اساسی بازی می‌کنند، مخ منطقه ای است که بیشتر در فرایندهای برتر مانند حافظه و یادگیری دخیلاست. سطح خارجی مخ قشر مغزی نامیده می‌شود. هر چند کمتر از یک چهارم ضخامت دارد (در بزرگسالی)، جایی است که پیشرفته ترین فعالیت های مغز- مانند برنامه ریزی و تصمیم گیری- در آن رخ می‌دهد.
چین خوردگیهای قشر مغز، که که ظاهر چروکیده می‌دهند، ویژگی مهم ساختار مغز هستند. این چین ها در طی رشد قبل از تولد و دوران بارداری ظاهر میشوند، و ناحیه سطحی قشر مغز افزایش می‌دهند و اجازه می-دهند بخش بیشتری از آن در داخل جمجمه بسته بندی شوند. برآمدگی ها و فرورفتگی های ایجاد شده الگوی تشکیل می‌دهند که اساسا از یک شخص به شخصی دیگر یکسان است. برآمدگی ها چین خوردگیها سینوسی مغز نامیده می‌شوند؛ فرورفتگی ها شیارهای مغزی نامیده می‌شوند.

شکل1 آناتومی مغز 

بررسی اجمالی آناتومی مغز 

                         
دانشمندان از چین خوردگیها و شیارها برای تقیسم بندی قشر مغز به واحدهای کوچکتر به نام لوب ها استفاده می-کنند. هر نیم کره چهار لوب دارد.

لوب های پس سری، در پشت مغز، بینایی را کنترل می‌کنند. لوب های آهیانه برای احساسات جسمی مانند گرما، سرما، فشار، و درد ارتباط دارند.

لوب های گیجگاهی در مهارت-های زبانی، شنیداری و درک اجتماعی، از جمله درک از چشمها و چهره افراد دیگر دخیل است.

لوب های پیشانی با حافظه، تفکر انتزاعی، برنامه ریزی، و کنترل مهاری ارتباط دارند. جلوترین بخش لوب های پیشانی یک ناحیه مجزا به نام کورتکس

پری فرونتال است. این آخرین بخش مغز است که بالغ می‌شود و در اواخر دوران نوجوانی متحمل تغییرات رشدی می‌گردد. کورتکس پری فرونتال محل اکثر عملکردهای شناختی پیشرفته ما از جمله توجه،انگیزه، ورفتارهای هدفمند است.

هر چند تواناییهای شناختی پیشرفته ما به قشر مغزی وابسته هستند، این تنها بخش مغز نیست که به رشد کودک مربوط است. سیستم لمبیک، واقع در زیر قشر، مجموعه ای از ساختارهای کوچک دخیل در رفتارهای غریزی ترمثل واکنش های احساسی، پاسخ های ناشی ازاسترس، و رفتارهای هیجانی ومحرکهای انگیزشی    است. هیپوکامپ در تشکیل حافظه و یادگیری فضایی دخیل است. هیپوتالاموس از منابع مختلفی اطلاعات بدست میاورد.مثلا میزان دمای پوست از طریق ساقه مغز و میزان روشنایی را از اعصاب بینایی دریافت میکند.هیپوتالاموس دارای حسگرهای داخلی در تشخیص حرارت است همچنینمرکز کنترل برای یکی از سیستم های کلیدی بدن، تنظیم کننده آزادسازی کورتیزول و دیگر هورمون های استرس است. آمیگدال تهدیدات را ارزیابی می‌کند و پاسخ های ناسب برای استرس(فشار روانی) را برمی انگیزد. 

نورون ها و سیناپس ها سیم کشی مغز را تشکیل می‌دهند.

مغز با تشکیل شبکه های از سلول های عصبی اختصاصی به نام نورون ها اطلاعات پردازش می‌کند که با استفاده از سیگنال های شیمیایی و الکتریکی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند (شکل 2). این پیام ها اساس فیزیکی یادگیری و حافظه هستند- یک نورون شامل یک جسم سلولی و ساختارهای شاخه مانند است که از آن گسترش می‌یابند. اینها شامل چندین دندریت و یک آکسون هستند که ممکن است دارای تعداد زیادی پایانه اکسونی باشند. جسم سلولی مرکز کنترل نورون است، که همراه با دیگر وظایف DNA ذخیره سازی می‌کند و انرژی مورد نیاز سلول را تامین می‌کند. دندریت ها سیگنال های ورودی از دیگر نورون ها دریافت می‌کنند، و آکسون و شاخه های انتهایی آن به سیگنال های خروجی به نورون های دیگر ارسال می‌کنند. آکسونها برخی اوقات با میلین پوشیده می‌شوند، یک ماده چرب که آکسون را عایق می‌کند و کارایی ارتباطات را افزایش می‌دهد. پیام ها بین نورون ها در اتصالاتی به نام سیناپس انتقال داده می‌شوند. با این حال نورون ها واقعا لمس نمی‌شوند. یک شکاف میکروسکوپی شکاف سیناپسی بین پایانه آکسونی یک نورون و دندریت دیگر وجود دارد(تصویر بزرگنمایی شده شکل 2 که در آن جایگاه رسپتور-مولکول نوروترنسمیتر-وزیکول-مشخص شده است). ارتباطات بین نورون ها شامل فرایندهای شیمیایی و الکتریکی پیچیده است، ولی اساس آنها را می‌توان به سادگی شرح داد:

 
هنگامی که یک نورون (اجازه دهید نورون A بنامیم) یک سیگنال شیمیایی از نورون دیگر دریافت می-کند، نورون A از لحاظ الکتریکی در رابطه با مایع اطراف خارج از غشای خود دارای بار می‌شود. اینبار به پایین آکسون آن منتقل می‌شود، از جسم سلولی دور می‌گردد، تا زمانی که به انتهای آکسون می‌رسد. اینجا درون پایانه های آکسونی گروهی از محل های ذخیره سازی به نام وزیکول منتظر هستند، که حاوی مواد شیمیایی هستند که توسط جسم سلولی ساخته و تحویل داده شده اند. هنگامی که بار الکتریکی به پایانه آکسونی میرسد، باعث می‌شود این وزیکول ها با غشای سلولی پایانه متصل میشود، محتویات آنها به خارج سلول و به درون شکاف سیناپسی ریخته می‌شود.
هنگامی که نورون A به حالت استراس(یا هر تحریکی وحالتی) خود برمی گردد، مولکول های آن بیرون ریخته می‌شود- نوروترانسمیتر نامیده میشود.خود را از طریق شکاف سیناپسی به دندریت نورون B می‌رساند. هنگامی که آنها می‌رسند، آنها به جایگاه های گیرنده در غشای دندریت متصل می‌شوند. هر بار یک مولکول نوروترانسمیتر از نورون A به گیرنده ای از نورون B متصل می‌شود، یون های از مایع اطراف سلول های از طریق گیرنده بلوک نشده وارد نورون B می‌شوند. در نتیجه، نورون B بار الکتریکی ایجاد می‌کند، بار به پایین آکسون آن منتقل می‌یابد، و فرایند ادامه می‌یابد.

 
شکل2: ارتباطات بین نورون ها

🎥ویدیو را مشاهده کنید👇🏻

در سه سال اول، مغز کودک دو برابرِ دوران بزرگسالی سیناپس دارد.

حالا که ما با اساس مغز اندکی بیشتر آشنا شدیم، اجازه دهید به رشد مغز در دوران کودکی نگاهی بیندازیم. بین دوران بارداری و سه سالگی، مغز کودک متحمل تغییر بسیار چشمگیری می‌شود. در هنگام تولد، تمام نورونهای که همیشه خواهد داشت از قبل وجود دارد. در سال اول از لحاظ اندازه دو برابر میشود، و در سه سالگی به 80 درصد حجم بزرگسالی خود می‌رسد.
مهمتر از همه، سیناپس ها در طی این سال ها نسبت به هر زمان دیگری سریعتر تشکیل می‌شوند. در حقیقت، مغز تعداد سیناپس های بیشتر از نیاز خود ایجاد میکند: در سن دو سالگی یا سه سالگی، مغز دو برابر دوران بزرگسالی سیناپس دارد (شکل 3). این اتصالات مازاد به تدریج در سرتاسر دوران کودکی و بلوغ جوانی حذف می‌شوند، فرایندی که برخی اوقات به عنوان شکوفایی یا هرس کردن مورد اشاره قرار می‌گیرد.

شکل 3. تراکم سیناپس در طول زمان.

سازمان دهی مغز کودک تحت تاثیر تجربیات اولیه است.

چرا مغز سیناپس های بیشتر از نیازش ایجاد می‌کند، تنها برای دور ریختن اضافات؟ پاسخ بر اثر متقابل ژنتیک و فاکتورهای محیطی در رشد مغز متکی است.
مراحل اولیه رشد به طور قوی تحت تاثیر فاکتورهای ژنتیکی است؛ برای مثال، ژن ها نورون های که جدیدا تشکیل شده اند به محل های درست آنها در مغز هدایت می‌کنند و نقشی در اینکه چطور آنها تعامل می-کنند بازی می‌کنند. با این حال، هر چند آنها سیم کشی پایه مغز را سازمان دهی می‌کنند، ژن ها به طور کامل مغز طراحی نمی‌کنند.
در عوض، ژن ها به مغز اجازه می‌دهند خودشان را بر اساس ورودی که از محیط دریافت می‌کند تنظیم کند. احساسات کودک به مغز در مورد محیط و تجربیاتش گزارش می‌دهند، و این ورودی فعالیت عصبی تحریک می‌کند. صداهای سخنرانی برای مثال فعالیت در نواحی مغزی مرتبط به زبان را تحریک می‌کنند. اگر میزان ورودی محرکهای محیطی افزایش یابد (اگر گفتارهای بیشتری شنیده شود) سیناپس های بین نورون ها که در آن ناحیه هستند بیشتر فعال💥 می شوند.
استفاده مکرر یک سیناپس را تقویت می‌کند. سیناپس هایی که به ندرت استفاده می‌شوند ضعیف می‌مانند و احتمال بیشتری وجود دارد که در فرایند هرس حذف شوند. تقویت سیناپس با اتصال و کارایی شبکه-های که یادگیری، حافظه، و دیگر توانایی های شناختی را پشتیبانی می‌کنند همکاری دارد. بنابراین تجربیات کودک نه تنها مشخص می‌کند چه اطلاعاتی وارد مغزش شود، بلکه همچنین بر نحوی فرایند پردازش اطلاعات اثر می‌گذارد.
ژن ها طرحی برای مغز فراهم می‌کنند، ولی محیط و تجربیات کودک ساخت و ساز انجام می‌دهند.
سیناپس های مازاد تولید شده توسط مغز کودک در سه سال اول پاسخگویی اختصاصی مغز به ورودی خارجی فراهم می‌کند. در طی این فرایند، مغز می‌تواند نسبت به آینده به طور کارامدتری تجربه کسب کند، هنگامی که هرس سیناپس ها در حال انجام است. توانایی مغز برای شکل دهی به خود- شکل پذیری نامیده می‌شود- به انسان ها اجازه می‌دهد به راحتی و با سرعت بیشتری نسبت به زمانی که تنها ژن ها تعیین کننده سیم کشی مغز باشند، سازگاری پیدا کنند. فرایند شکوفایی و هرس کردن، در واقع روشی موثر برای مغز است تا به رشد بهینه برسد.

این مطلب ادامه دارد....

نویسنده: کاردرمانگر- محمد مهدی خاتمی

با تشکر از دکتر مهدی علیزاده(کاردرمانگر -متخصص علوم اعصاب شناختی)