2024 Autore: Harry Day | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 15:47
Quando è nato il mio primo figlio, come si addice a una madre zelante ma giovane, ho raccolto un sacco di libri sulla cura dei bambini e una varietà di metodi progressivi di educazione - affinché mio figlio cresca un genio, oltre che felice, avevo un disperato bisogno di autorevolezza consigli. Sfortunatamente, divenne subito chiaro che la maggior parte dei libri non era particolarmente interessata a spiegare le basi biologiche dello sviluppo del cervello. Proviamo a capire cosa sa oggi la scienza del cervello e come la pedagogia moderna usa questa conoscenza.
Il cervello e il suo sviluppo
Ciò che è interessante nello sviluppo del cervello e ciò che, infatti, osserveremo in ciascuna delle fasi di tale sviluppo è la grandiosa interazione di fattori geneticamente predeterminati e fattori ambientali, che, nel caso dello sviluppo umano, diventano fattori di l'ambiente sociale.
Sviluppo embrionale
Nell'embrione umano, il cervello inizia a formarsi dal tessuto embrionale dell'ectoderma. Già al 16° giorno di sviluppo intrauterino, si può distinguere la cosiddetta placca neuronale, che nei giorni successivi forma un solco, i cui bordi superiori crescono insieme e formano un tubo. Questo processo è il risultato di un complesso lavoro coordinato di un certo numero di geni e dipende dalla presenza di determinate sostanze di segnalazione, in particolare l'acido folico. La mancanza di questa vitamina durante la gravidanza porta alla mancata chiusura del tubo neurale, che porta a gravi anomalie nello sviluppo del cervello del bambino.
Quando il tubo neurale è chiuso, tre regioni principali del cervello si formano alla sua estremità anteriore: anteriore, media e posteriore. Nella settima settimana di sviluppo, queste regioni si dividono di nuovo e questo processo è chiamato encefalizzazione. Questo processo è l'inizio formale dello sviluppo del cervello stesso. Il tasso di crescita del cervello fetale è sorprendente: ogni minuto si formano 250.000 nuovi neuroni! Milioni di connessioni si formano tra di loro! Ogni cella ha il suo posto specifico, ogni connessione è organizzata in modo ordinato. Non c'è spazio per l'arbitrarietà e la casualità.
Il feto sviluppa diversi sensi. Peter Hepper scrive ampiamente su questo nel suo articolo Unraveling our Begins:
Appare la prima reazione al tatto: la sensibilità tattile. Nell'ottava settimana, il feto reagisce toccando le labbra e le guance. Alla settimana 14, il feto reagisce al contatto con altre parti del corpo. Successivamente si sviluppa il gusto: già a 12 settimane, il feto ha un sapore di liquido amniotico e può reagire alla dieta della madre. Il feto reagisce al suono dalle 22 alle 24 settimane di vita. All'inizio cattura i suoni di una gamma bassa, ma gradualmente la gamma si espande e già prima della nascita il feto riconosce voci diverse e distingue persino i singoli suoni. L'ambiente uterino, dove si sviluppa il feto, è piuttosto rumoroso: qui il cuore batte, il flusso dei fluidi e la peristalsi fanno rumore, dall'ambiente esterno provengono una varietà di suoni, seppur attutiti dai tessuti della madre, tuttavia - curiosamente - la gamma della voce umana a 125-250 Hz è appena debolmente ovattato… Di conseguenza, le conversazioni esterne costituiscono la maggior parte dell'ambiente sonoro fetale.
La reazione al dolore attira l'attenzione dei ricercatori. Determinare se un feto sente dolore è difficile: il dolore è in gran parte un fenomeno soggettivo. Tuttavia, la risposta inconscia agli stimoli dolorosi inizia intorno alle 24-26 settimane di sviluppo, quando si forma per la prima volta il percorso di risposta neuronale. Dal momento in cui si sviluppano i primi organi di senso, le informazioni iniziano a fluire da essi al cervello, che di per sé funge da fattore nello sviluppo del cervello stesso e porta all'apprendimento.
Sorge la domanda, quanto sono importanti le informazioni ottenute in questo modo e possiamo in un certo modo influenzare il feto, spingendo il cervello a sviluppare e promuovere l'apprendimento?
Il frutto può imparare a riconoscere il gusto e l'olfatto. Ad esempio, se una madre consuma aglio durante la gravidanza, un neonato mostrerà meno avversione per l'odore dell'aglio rispetto a un bambino la cui madre non ha mangiato aglio. I neonati daranno anche la priorità alla musica che sentono nell'utero rispetto alla musica che sentono per la prima volta. Tutto questo è già stato stabilito dalla scienza. Ma non è ancora chiaro se il fenomeno dell'apprendimento prenatale abbia un effetto duraturo. È noto che il "gusto musicale" per un certo lavoro in assenza di rinforzo scompare già in tre settimane. Tuttavia, la capacità del feto di "imparare" porta alcune persone a credere che lo sviluppo del cervello fetale possa essere attivato da un programma di stimolazione prenatale. Tuttavia, non esiste una solida ricerca scientifica su questo.
Cervello neonato
Al momento della nascita, il cervello del bambino ha praticamente tutti i neuroni necessari. Ma il cervello continua a crescere attivamente e nei prossimi due anni raggiunge l'80% delle dimensioni del cervello di un adulto. Cosa succede durante questi due o tre anni?
Il principale aumento del peso del cervello si verifica a causa delle cellule gliali, che sono 50 volte più dei neuroni. Le cellule gliali non trasmettono impulsi nervosi, come fanno i neuroni, forniscono l'attività vitale dei neuroni: alcune forniscono sostanze nutritive, altre digeriscono e distruggono i neuroni morti o trattengono fisicamente i neuroni in una certa posizione, formano la guaina mielinica.
Dal momento della nascita, un'enorme quantità di segnali provenienti da tutti i sensi arriva al cervello del bambino. Il cervello del bambino è più aperto alla mano modellante dell'esperienza che in qualsiasi altro momento della vita di una persona. In risposta alle richieste dell'ambiente, il cervello si scolpisce.
Visione e cervello
La comprensione delle peculiarità della formazione della corteccia visiva è iniziata con i noti esperimenti di David Hubel e Thorsten Wiesel negli anni '60 del secolo scorso. Hanno dimostrato che se i gattini chiudono temporaneamente un occhio durante un certo periodo critico per lo sviluppo del cervello, allora nel cervello non si forma una certa connessione. Anche quando la visione viene poi ripristinata, la caratteristica visione binoculare non si formerà mai.
Questa scoperta ha aperto una nuova era nella comprensione del ruolo dei periodi critici dello sviluppo e dell'importanza di avere lo stimolo appropriato in questo momento. Nel 1981, i ricercatori hanno ricevuto il Premio Nobel per questa scoperta, e ora possiamo giocare con il nostro cervello e la nostra vista sulla pagina di David Hubel qui.
Quello che è stato fatto con i gattini ovviamente non è umano da riprodurre negli umani. Ma questi esperimenti consentono di estrapolare la conoscenza in una certa misura e quindi comprendere le caratteristiche dello sviluppo del cervello umano. Ci sono anche esempi di cataratta congenita nei bambini, il che indica che anche gli esseri umani hanno periodi critici nello sviluppo del cervello che richiedono determinati stimoli visivi esterni per un corretto sviluppo cerebrale. Cosa si sa della visione di un neonato? (non essere pigro per seguire il link e vedere il mondo con gli occhi di un bambino)
Un neonato vede 40 volte meno separatamente di un adulto. Osservando e contemplando, il cervello del bambino impara ad analizzare l'immagine e in due mesi è in grado di distinguere i colori primari, e l'immagine diventa più chiara. A tre mesi si verificano cambiamenti qualitativi, la corteccia visiva si forma nel cervello, l'immagine si avvicina a come la vedrà un adulto in seguito. Dopo sei mesi, il bambino è già in grado di distinguere i singoli dettagli e vede solo 9 volte peggio di un adulto. La corteccia visiva è completamente formata dal 4° anno di vita.
Primi tre anni
È abbastanza logico supporre che un periodo così critico riguardi non solo lo sviluppo della corteccia visiva. Già nessuno nega il fatto ovvio che nei primi tre anni di vita avvengono le fasi più importanti della formazione del cervello. Il fenomeno dell'hospitalism, descritto da Spitz nel 1945, può servire da seria conferma. Stiamo parlando dei sintomi che si sviluppano nei bambini nel primo anno di vita, allevati in istituzioni mediche, ideali dal punto di vista delle cure mediche e igieniche, ma in assenza dei genitori. A partire dal terzo mese di vita si è verificato un peggioramento del loro stato fisico e mentale. I bambini soffrivano di depressione, erano passivi, inibiti nei movimenti, con scarsa mimica facciale e scarsa coordinazione visiva, anche malattie generalmente non fatali avevano spesso conseguenze fatali. A partire dal secondo anno di vita sono comparsi segni di ritardo fisico e mentale: i bambini non potevano sedersi, camminare o parlare. Le conseguenze di un ricovero prolungato sono di lunga durata e spesso irreversibili. Oggi descrivono anche il fenomeno dell'ospedalizzazione familiare, che si sviluppa nei bambini sullo sfondo della freddezza emotiva della madre. Tuttavia, non si sa esattamente cosa accada esattamente nel cervello del bambino in questo momento.
Il fatto che questi primi tre anni di vita siano chiaramente critici per lo sviluppo del cervello di un bambino ha spinto ulteriori ricerche e educatori e responsabili politici a fare una campagna vigorosa per sostenere la stimolazione del cervello del bambino durante i primi tre anni di vita. Tutto è partito dall'affermazione che, ovviamente, il cervello si forma da zero a tre anni, dopodiché è già troppo tardi per fare qualcosa. In America, le campagne I Am Your Child e Better Brains for Babies sono state lanciate con fondi governativi. Il risultato è una montagna di libri, curricula genitoriali e articoli di stampa. Il messaggio principale di questi programmi può essere formulato come segue: poiché sappiamo già dai lavori dei neurofisiologi che le connessioni neuronali si formano sotto l'influenza di stimoli esterni e completamente nei primi tre anni, allora questo ambiente deve essere rafforzato il più attivamente possibile, e di conseguenza, deve essere attivata la stimolazione mentale del cervello del neonato. Questo approccio è chiamato ambienti arricchiti basati sulla scienza. I genitori si sono affrettati a comprare dischi per bambini con Mozart per bambini, schede flash con immagini luminose e altri giocattoli che dovrebbero essere sviluppati. Ma si è scoperto che gli insegnanti erano un po' più avanti degli scienziati. Nel bel mezzo della campagna, un giornalista ha telefonato al neurofisiologo John Brewer, autore di The Myth of the First Three Years: A New Understanding of Early Brain Development and Lifelong Learning, e ha chiesto: "Sulla base della neurofisiologia, quale consiglio daresti ai genitori? sulla scelta di un asilo per i propri figli?" Brewer ha risposto: "Sulla base della neurofisiologia, niente".
La verità è che la scienza non sa che aspetto dovrebbero avere gli ambienti energizzati per uno sviluppo ottimale del cervello durante i primi tre anni. John Brewer non si stanca di ripetere: non esistono ancora studi attendibili che indichino chiaramente quali dovrebbero essere forza, intensità e qualità degli stimoli, e non esistono studi rilevanti che confermerebbero l'effetto a lungo termine di tali stimoli nel tempo.
Il fenomeno dell'ambiente arricchito è stato studiato nei ratti. I ratti sono stati divisi in due gruppi, uno è stato semplicemente messo in una gabbia e nell'altro, parenti e giocattoli sono stati posti con i ratti. In un ambiente arricchito, i ratti hanno effettivamente formato molte più sinapsi nei loro cervelli. Ma, come il ricercatore Dr. William Greenough, quello che è un ambiente arricchito per i topi in laboratorio potrebbe essere normale per un bambino. I bambini non vengono lasciati soli, hanno l'opportunità di esplorare molto direttamente a casa - semplicemente strisciando per l'appartamento, esaminando libri presi da una libreria o cesti di vestiti capovolti. Tuttavia, l'esperimento con i ratti ha già trovato il suo modo speciale sulla stampa e ha seriamente preoccupato i genitori che sono imbevuti dello sviluppo dei loro bambini.
Per i genitori preoccupati di non aver avuto il tempo di sviluppare il loro bambino nei primi tre anni, gli scienziati hanno un argomento confortante: lo sviluppo del cervello continua dopo tre anni. Le connessioni neurali si formano nel cervello per tutta la vita. Sebbene questo processo non sia del tutto lineare, è anche programmato geneticamente e dipende anche dall'esperienza acquisita e dall'ambiente. In alcuni periodi della vita è più intenso che in altri e il successivo periodo di importante rimodellamento cerebrale è l'adolescenza.
Il cervello di un adolescente è un cantiere
Gli scienziati hanno studiato a lungo il cervello umano, osservando principalmente varie anomalie dello sviluppo o lesioni cerebrali, che portano a cambiamenti nella funzione, che si manifestano in quadri clinici caratteristici. Ma il vero progresso è iniziato con l'uso della tecnologia della risonanza magnetica. Questa tecnologia consente di visualizzare le parti attive del cervello, che sono chiamate funzionali. Non si tratta solo di determinare il sito, ma di determinare esattamente quei siti che vengono attivati in risposta a uno stimolo. Presso l'American National Institute of Mental Health sotto la direzione del Dr. Jay Giedd ha avviato un progetto su larga scala per studiare il cervello degli adolescenti. I cervelli di 145 bambini normali sono stati scansionati a intervalli di due anni e hanno studiato quali parti del cervello elaborano le informazioni e se la topografia delle aree funzionali cambia rispetto a quelle degli adulti e in fase di crescita. Cosa hanno scoperto gli scienziati?
Corteccia Prefrontale
La prima scoperta riguardava un importante rimodellamento della corteccia prefrontale. Giedd e i suoi colleghi hanno scoperto che in un'area chiamata corteccia frontale (corteccia prefrontale), il cervello sembra ricrescere appena prima della pubertà. La corteccia prefrontale è l'area appena dietro le ossa frontali del cranio. La ristrutturazione di quest'area è di particolare interesse, poiché è lei che funge da CEO del cervello, responsabile della pianificazione, della memoria di lavoro, dell'organizzazione e dell'umore di una persona. Una volta che la corteccia prefrontale "matura", gli adolescenti iniziano a pensare meglio e a sviluppare un maggiore controllo sugli impulsi. La corteccia prefrontale è una regione di giudizio sobrio.
Fino a quando la corteccia prefrontale non è maturata, l'elaborazione delle informazioni emotive rimane immatura e viene svolta da altre parti del cervello, meno affilate per tale lavoro. Ecco perché gli adolescenti sono inclini a rischi ingiustificati, in generale, distinguono male tra i diversi stati emotivi delle altre persone. Non so voi, ma per me, madre di un adolescente, questa scoperta spiega molto.
Usalo o perdilo
Se all'età di tre anni, lo sviluppo dei percorsi neuronali può essere confrontato con la crescita dei rami degli alberi, allora nell'adolescenza si verificano due processi opposti: crescita aggiuntiva di nuovi percorsi e potatura simultanea di quelli vecchi. Sebbene possa sembrare che la presenza di molte sinapsi sia una cosa utile, il cervello la pensa diversamente, e nel processo di apprendimento contrae sinapsi lontane, mentre la sostanza bianca (mielina) va a stabilizzare e rafforzare quelle connessioni che vengono utilizzate attivamente. La selezione sarà basata sul principio usalo o perdilo: “Lo usiamo? Lasciamo! Non usi? Eliminiamoci!”. Di conseguenza, la riproduzione di musica, sport e, in generale, qualsiasi studio incoraggia la formazione e la conservazione di alcune connessioni, e sdraiato sul divano, contemplando MTV e giocando ai giochi per computer - altri.
Lo stesso vale per lo studio delle lingue straniere. Se un bambino impara una seconda lingua prima della pubertà, ma non la usa durante una grande ristrutturazione "adolescenziale", allora le connessioni neurali che lo servono vengono distrutte. Di conseguenza, la lingua che è stata studiata dopo la ristrutturazione del cervello occuperà un posto speciale nel centro del linguaggio e utilizzerà connessioni completamente diverse rispetto alla lingua madre.
Corpo calloso e cervelletto
Un'altra scoperta fa luce su altre caratteristiche adolescenziali. Stiamo parlando di ristrutturazione attiva nel corpo calloso, che è responsabile della comunicazione tra gli emisferi cerebrali e, di conseguenza, è associato allo studio delle lingue e del pensiero associativo. Il confronto dello sviluppo di quest'area nei gemelli ha dimostrato che è geneticamente determinato solo in piccola parte e si forma prevalentemente sotto l'influenza dell'ambiente esterno.
Oltre al corpo calloso, anche il cervelletto subisce una seria ristrutturazione, e questa ristrutturazione dura fino all'età adulta. Fino ad ora, si credeva che la funzione del cervelletto fosse limitata alla coordinazione dei movimenti, ma i risultati della risonanza magnetica hanno dimostrato che è anche coinvolto nell'elaborazione dei compiti mentali. Il cervelletto non svolge un ruolo critico nell'attuazione di questi compiti, ma svolge la funzione di coprocessore. Tutto ciò che chiamiamo pensiero elevato - matematica, musica, filosofia, processo decisionale, abilità sociali - viaggia attraverso il cervelletto.
Conclusioni:
Nonostante la serietà e la quantità di ricerche condotte, gli scienziati continuano a sostenere di sapere ancora poco sulla relazione tra la struttura e la funzione del cervello, nonché sullo sviluppo del comportamento. È anche poco noto quali siano i fattori più significativi per uno sviluppo ottimale e quali riserve per lo sviluppo abbiamo potenzialmente. Tuttavia, è sicuro dire che una persona normale, dal momento della nascita alla morte, ha bisogno di attenzione, comunicazione, un ambiente di vita normale e un sincero interesse per se stessa.
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