رایلی لبلانک پستانک خود را بیرون می اندازد و شروع به گریه می کند. یک بچه 5 ماهه با موهای فرفری قهوه‌ای. او در قنداق خود مشغول غوغا می‌شود. در حالی که هدر کوساکوفسکی. مدیر آزمایشگاه ساکس. در کنار دستگاه غول‌پیکر MRI. که در طبقه پایین ساختمان علوم مغز و علوم شناختی MIT قرار دارد. ایستاده و به رایلی می‌پرد. بالا و پایین. لوری فائوچی. مادر رایلی. که روی تخت اسکن نشسته است. پستانک دیگری را از جیب عقبش بیرون می‌آورد تا به فرزندش پیشنهاد دهد.
همه چیز در اینجا برای تسکین رایلی طراحی شده است. اتاق به آرامی روشن می شود و بلندگوها نسخه های پیانوی اسباب بازی آهنگ های پاپ را به عنوان لالایی می نوازند (در حال حاضر: “Sweet Child o’ Mine” از Guns N’ Roses). روی تخت اسکن یک سیم پیچ فرکانس رادیویی طراحی شده مخصوص – یک صندلی زاویه دار و کلاه ایمنی به اندازه کودک – قرار دارد تا به عنوان یک آنتن برای سیگنال های رادیویی در طول اسکن عمل کند. دستگاه MRI با پروتکل های ویژه ای برنامه ریزی شده است که صدای کمتری نسبت به معمول ایجاد می کند تا به شنوایی ظریف نوزاد آسیب نرساند.
شروع کار
قبل از اینکه رایلی حاضر شود بدون سر و صدا در سیم پیچ دراز بکشد. چند شروع اشتباه لازم است. مادرش خودش را روی شکمش قرار می دهد و صورت و دستانش را در نزدیکی رایلی قرار می دهد تا او را آرام کند. کوساکوفسکی مادر و کودک را داخل اسکنر می‌کشد و به یک اتاقک پنجره‌دار می‌رود. در حالی که لینه هررا. یکی دیگر از اعضای آزمایشگاه. در اتاق MRI می‌ماند و به کوزاکوفسکی سیگنال‌هایی با دست می‌دهد تا وقتی چشمان رایلی باز است و به آینه بالای سرش نگاه می‌کند. به او اطلاع دهد. که تصاویر نمایش داده شده از پشت دستگاه را منعکس می کند.
هدف این تیم جمع‌آوری حدود 10 دقیقه داده از هر نوزاد در حالی است که او بدون حرکت فیلم‌ها را تماشا می‌کند. برای دستیابی به آن. محققان اغلب باید داده‌های چند جلسه دو ساعته را با هم میانگین بگیرند. کوساکوفسکی گفت: “هر چه تعداد دفعات بیشتری برای نوزاد بیاید. احتمال اینکه ما آن 10 دقیقه کامل را بگذرانیم. بیشتر می شود.” این هشتمین دیدار رایلی است
وقتی هررا علامت می‌دهد که رایلی چرت زدن را متوقف کرده است. کوساکوفسکی اسکنر را راه‌اندازی می‌کند و مجموعه‌ای از کلیپ‌های ویدیویی را نشان می‌دهد. زیرا نوزادان بیشتر به تصاویر متحرک نگاه می‌کنند تا عکس‌های ساکن. پس از مدتی. هررا دست خود را می بندد و به این علامت می دهد که چشمان رایلی دوباره بسته است. کوساکوفسکی با خنده گفت: “گاهی اوقات فکر می کنم نوزادان باید بهترین چرت های خود را در اینجا داشته باشند.”
تکنیک های مورد استفاده
مطالعه نوزادان همیشه نیازمند تکنیک های خلاقانه بوده است. چارلز نلسون. عصب‌شناس شناختی در دانشکده پزشکی هاروارد و بیمارستان کودکان بوستون که رشد کودک را مطالعه می‌کند. گفت: «مشکل جالبی بود. زیرا شما با یک ارگانیسم غیرکلامی. بلاغی محدود. با توجه محدود روبرو هستید که سعی می‌کند بفهمد چه چیزی وجود دارد. درون سرشان جریان دارد.» تکنیک‌های مشابهی اغلب برای مطالعه نوزادان و نخستی‌های غیرانسانی یا کودکان دارای معلولیتی که کلامی نیستند استفاده می‌شود. نلسون گفت: «ما دسته‌ای از اقدامات پنهانی داریم که به ما امکان می‌دهد به درون میمون. نوزاد. کودک مبتلا به اختلال نگاه کنیم.
ساده ترین کار این است که رفتار آنها را تماشا کنید و متوجه شوید که به کجا نگاه می کنند. چه با مشاهده آنها یا با استفاده از فناوری های ردیابی چشم. دیگری اندازه گیری فعالیت مغز است. به عنوان مثال. الکتروانسفالوگرافی (EEG). به سادگی نیاز به اتصال یک کلاه جمجمه شایان ستایش از الکترودها و سیم ها به سر نوزاد دارد تا امواج نوسان مغز را تشخیص دهد. و یک روش جدیدتر به نام طیف‌سنجی مادون قرمز نزدیک (NIRS) نور را از طریق جمجمه‌های نازک و نرم نوزادان می‌فرستد تا تغییرات در جریان خون در مغز را تشخیص دهد.
تصویربرداری مغزی
هر دو روش نشان می‌دهند که چگونه فعالیت مغز لحظه به لحظه تغییر می‌کند. اما NIRS فقط به لایه‌های بیرونی مغز می‌رسد و EEG نمی‌تواند دقیقاً نشان دهد که کدام مناطق مغز فعال هستند. بن دین. نویسنده اول مطالعه Nature Communications که اکنون محققی در دانشگاه راکفلر است. می‌گوید: «برای مطالعه سازماندهی فضایی دقیق. و برای رسیدن به مناطق عمیق‌تر مغز. باید به fMRI بروید.
با استفاده از روش‌های دیگر. محققان به نکاتی دست یافته‌اند که نشان می‌دهد نوزادان به ورودی‌های بصری دسته‌های مختلف. به‌ویژه چهره‌ها. واکنش متفاوتی نشان می‌دهند. میشل دی هان. عصب‌شناس رشدی در دانشگاه کالج لندن. می‌گوید چهره‌ها بخش بسیار برجسته‌ای از محیط هستند. در چند هفته اول زندگی. چشم نوزاد به بهترین وجه بر روی اشیاء دور از صورت مادر شیرده متمرکز می شود. برخی از محققان بر این باورند که نوزادان ممکن است یک مکانیسم ذاتی در اعماق مغز داشته باشند که چشمان آنها را به سمت نگاه کردن به صورت هدایت می کند.
آنچه نوزدان می بینند!
شواهدی وجود دارد که نشان می دهد نوزادان جوان نسبت به سایر چیزها طولانی تر به صورت نگاه می کنند. پاسخ کودک به چهره ها نیز با گذشت زمان و با تجربه تخصصی تر می شود. به عنوان مثال. بزرگسالان زمانی که وارونه هستند. تشخیص بین دو صورت دشوارتر است. اما نوزادان زیر 4 ماه این سوگیری را ندارند – آنها می توانند بین دو صورت وارونه به آسانی دو صورت وارونه تمایز قائل شوند. بالا با این حال. پس از حدود 4 ماه. آنها یک سوگیری برای چهره های سمت راست پیدا می کنند. در حدود 6 ماهگی. نوزادانی که چهره ها را می بینند. یک علامت EEG از فعالیت تولید می کنند که مشابه بزرگسالانی است که چهره ها را می بینند.
به نظر می رسد مغز نوزاد بین چهره ها و صحنه های طبیعی تمایز قائل می شود. مناطقی از مغز نوزاد که به ترتیب به چهره ها یا صحنه ها پاسخ می دهند. با مغز بزرگسالان مطابقت دارند. این کار نشان می دهد که در 4 تا 6 ماهگی. مغز نوزاد به روشی مشابه مغز بزرگسالان سازماندهی شده است.
اما در حالی که این تحقیق نشان می‌دهد که نوزادان ممکن است در مغز خود برای دسته‌بندی‌های خاصی مانند چهره‌ها تخصص داشته باشند. دین می‌گوید: «ما در مورد جزئیات این که آن سیگنال‌ها از کجا می‌آیند. اطلاعات کمی داشتیم.»
افراد مورد استفاده
ساکس و همکارانش برای مقاله فعلی خود. داده هایی را از 9 نوزاد از 17 نوزادی که اسکن کردند. به دست آوردند. اگرچه آزمایشگاه به طور فزاینده‌ای به خانواده‌های خارجی که برای مطالعات استخدام می‌شوند تکیه می‌کند. این امر به آنها کمک کرد که انبوهی از “نوزادان آزمایشگاه” از جمله آرتور داشته باشند. پسر دوم ساکس. پرسی؛ پسر خواهرش؛ و پسر فوق دکتر آنها به نوزادان فیلم هایی از چهره ها. صحنه های طبیعی. بدن انسان و اشیاء – در این مورد اسباب بازی ها – و همچنین صحنه های درهم ریخته که در آن قسمت هایی از تصویر در هم ریخته است. ارائه کردند. ساکس گفت که آنها روی چهره‌ها در مقابل صحنه‌ها تمرکز کرده‌اند. زیرا این دو محرک تفاوت شدیدی در مغز بزرگسالان ایجاد می‌کنند و فعالیت در مناطق بسیار متفاوت را برمی‌انگیزند.
با کمال تعجب. آنها الگوی مشابهی را در نوزادان پیدا کردند. ساکس گفت: “هر منطقه ای که ما در مورد بزرگسالان [با] ارجحیت برای چهره ها یا صحنه ها می دانستیم. همان اولویت را در نوزادان 4 تا 6 ماهه دارد.” او گفت که این نشان می‌دهد که قشر مغز “در حال حاضر شروع به تعصب در عملکرد خود کرده است” به جای اینکه کاملاً تمایز نیافته باشد.
توانایی تشخیص چهره
آیا نوزادان با این توانایی متولد می شوند؟ دین گفت: “ما نمی توانیم به طور جدی بگوییم که چیزی ذاتی است.” ما می‌توانیم بگوییم که خیلی زود توسعه می‌یابد.» و ساکس اشاره می کند که پاسخ ها فراتر از قشر بینایی (ساختارهای مغز مسئول پردازش مستقیم ورودی های بینایی) گسترش یافته است. محققان همچنین متوجه تفاوت‌هایی در قشر پیشانی شدند. ناحیه‌ای از مغز که درگیر احساسات. ارزش‌ها و بازنمایی خود است. او گفت: “دیدن درگیری قشر پیشانی در یک نوزاد واقعا هیجان انگیز است.” تصور می‌شود این یکی از آخرین نقاطی است که به طور کامل توسعه می‌یابد.»
با این حال. در حالی که تیم Saxe دریافت که نواحی مشابهی از مغز در نوزادان و بزرگسالان فعال است. اما شواهدی پیدا نکردند که نوزادان برای یک ورودی خاص. مانند چهره‌ها یا صحنه‌ها. بیش از سایرین نواحی تخصصی دارند. نلسون. که در این مطالعه شرکت نداشت. گفت که این نشان می دهد که مغز نوزاد “چند منظوره تر” است. وی افزود: این نشان دهنده تفاوت اساسی در مغز نوزاد با مغز بزرگسال است.
مغز منعطف
جای تعجب است که مغز نوزادان با توجه به تفاوت ظاهری آنها. اصلاً مانند مغز بزرگسالان رفتار می کند. روی صفحه کامپیوتر خارج از اتاق MRI در MIT. می توانم تصاویر تشریحی مغز رایلی را ببینم که هنگام چرت زدن او گرفته شده است. در مقایسه با اسکن های MRI از مغز بزرگسالان. که در آن ساختارهای مختلف مغز به وضوح قابل مشاهده است. مغز رایلی به طرز وحشتناکی تاریک به نظر می رسد.
“به نظر می رسد این فقط یک تصویر واقعا ضعیف است. اینطور نیست؟” کوساکوفسکی گفت. او توضیح می دهد که نوزادان در این مرحله هنوز عایق چربی اطراف رشته های عصبی به نام میلین را که ماده سفید مغز را تشکیل می دهد. به طور کامل توسعه نداده اند. جسم پینه ای. یوغی از رشته های عصبی است که دو نیمکره مغز را به هم متصل می کند. فقط تاریکی قابل مشاهده است.
سازماندهی
در این سن. مغز کودک در حال گسترش است – قشر مغز در سال اول زندگی 88 درصد متورم می شود. سلول های آن نیز در حال سازماندهی مجدد خود هستند و به سرعت ارتباطات جدیدی با یکدیگر ایجاد می کنند که بسیاری از آنها در دوران کودکی و نوجوانی باز خواهند گشت. در این مرحله. مغز به طرز شگفت‌آوری انعطاف‌پذیر است: وقتی نوزادان دچار سکته‌های مغزی یا تشنج‌هایی می‌شوند که نیاز به برداشتن نیمکره کامل مغز با جراحی دارند. به خوبی بهبود می‌یابند. اما محدودیت هایی نیز برای این انعطاف وجود دارد. نوزادانی که محرومیت یا بدرفتاری را تجربه می‌کنند ممکن است در طول زندگی دچار نقص‌های یادگیری شوند
مطالعه چگونگی رشد مغز انسان سالم می تواند به دانشمندان کمک کند تا بفهمند که چرا گاهی اوقات این روند اشتباه می شود. به عنوان مثال. شناخته شده است که بسیاری از کودکان و بزرگسالان مبتلا به اوتیسم در انجام وظایف شناخت اجتماعی. مانند تفسیر چهره. مشکل دارند. آیا این تفاوت‌ها در مراحل اولیه رشد مغز وجود دارند یا از تجربه کودک ناشی می‌شوند که ناشی از عدم توجه به چهره‌ها و نشانه‌های اجتماعی است؟
ما تازه شروع به درک چگونگی سازماندهی مغز نوزادان کرده ایم. جمع‌آوری داده‌ها از تعداد بیشتری از نوزادان به ساعت‌های بیشتری نیاز دارد تا تصویر کامل‌تری از نحوه عملکرد مغز آنها داشته باشیم. اما ساکس و همکارانش نشان داده‌اند که می‌توان چنین مطالعه‌ای را انجام داد که زمینه‌های جدیدی را برای بررسی باز می‌کند. ساکس گفت: «در صورتی که بسیار صبور باشید. می‌توانید داده‌های fMRI خوبی را در نوزادان بیدار دریافت کنید. اکنون بیایید سعی کنیم بفهمیم چه چیزی می توانیم از آن بیاموزیم.
https://www.quantamagazine.org/infant-brains-reveal-how-the-mind-gets-built-20170110/
سید مهدی ساداتی هستم. عاشق مغز! داروساز و دانشجوی دکترای تخصصی علوم اعصاب. عضو تیم مرکز سلامت مغز دانا! از علاقه هام شناسوندن کارایی های هیجان انگیز مغز به زبان ساده به آدمهاست! جست و جو می کنم در افسردگی، داروهای موثر بر مغز و سایر بیماری های حوزه ی روان و البته نوروپلاستیسیتی!