Tentang Kekhasan Perkembangan Otak Dari Konsepsi Hingga Remaja

2024 Pengarang: Harry Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 15:47

Ketika anak pertama saya lahir, sebagaimana layaknya seorang ibu muda yang bersemangat, saya mengumpulkan banyak buku tentang merawat bayi dan berbagai metode pengasuhan progresif - agar anak saya tumbuh jenius, selain bahagia, saya sangat membutuhkan otoritas. nasihat. Sayangnya, dengan cepat menjadi jelas bahwa sebagian besar buku tidak terlalu tertarik untuk menjelaskan dasar biologis perkembangan otak. Mari kita coba mencari tahu apa yang diketahui oleh ilmu otak saat ini dan bagaimana pedagogi modern menggunakan pengetahuan ini.

Otak dan perkembangannya

Apa yang menarik dalam perkembangan otak dan apa yang sebenarnya akan kita amati pada setiap tahap perkembangan tersebut adalah interaksi muluk-muluk dari faktor-faktor yang telah ditentukan secara genetik dan faktor-faktor lingkungan, yang, dalam hal perkembangan manusia, menjadi faktor-faktor lingkungan sosial.

Perkembangan embrio

Pada embrio manusia, otak mulai terbentuk dari jaringan embrio ektoderm. Sudah pada hari ke-16 perkembangan intrauterin, apa yang disebut pelat saraf dapat dibedakan, yang selama beberapa hari berikutnya membentuk alur, tepi atasnya tumbuh bersama dan membentuk tabung. Proses ini merupakan hasil kerja terkoordinasi yang kompleks dari sejumlah gen dan bergantung pada keberadaan zat pemberi sinyal tertentu, khususnya asam folat. Kekurangan vitamin ini selama kehamilan menyebabkan tabung saraf tidak tertutup, yang menyebabkan kelainan parah pada perkembangan otak anak.

Ketika tabung saraf ditutup, tiga wilayah utama otak terbentuk di ujung depannya: anterior, tengah, dan posterior. Pada minggu ketujuh perkembangan, daerah ini membelah lagi, dan proses ini disebut ensefalisasi. Proses ini merupakan awal formal dari perkembangan otak itu sendiri. Tingkat pertumbuhan otak janin luar biasa: 250.000 neuron baru terbentuk setiap menit! Jutaan koneksi terbentuk di antara mereka! Setiap sel memiliki tempat spesifiknya sendiri, setiap koneksi diatur dengan rapi. Tidak ada ruang untuk kesewenang-wenangan dan keacakan.

Janin mengembangkan indera yang berbeda. Peter Hepper menulis secara ekstensif tentang ini dalam artikelnya Mengungkap permulaan kita:

Reaksi pertama terhadap sentuhan muncul - sensitivitas sentuhan. Pada minggu kedelapan, janin bereaksi terhadap sentuhan bibir dan pipi. Pada minggu ke-14, janin bereaksi terhadap sentuhan bagian tubuh lainnya. Rasa berkembang selanjutnya - sudah pada 12 minggu, janin merasakan cairan ketuban dan dapat bereaksi terhadap makanan ibu. Janin bereaksi terhadap suara dari 22-24 minggu kehidupan. Pada awalnya, ia menangkap suara dengan kisaran rendah, tetapi secara bertahap jangkauannya meluas, dan sudah sebelum lahir, janin mengenali suara yang berbeda dan bahkan membedakan suara individu. Lingkungan rahim, tempat janin berkembang, cukup berisik: di sini jantung berdetak, aliran cairan dan peristaltik membuat kebisingan, berbagai suara datang dari lingkungan eksternal, meskipun teredam oleh jaringan ibu, namun - yang menarik - kisarannya suara manusia di 125-250 Hz hanya teredam lemah … Akibatnya, percakapan eksternal membentuk sebagian besar lingkungan suara janin.

Reaksi terhadap rasa sakit menarik perhatian khusus para peneliti. Menentukan apakah janin merasa sakit itu sulit - rasa sakit sebagian besar merupakan fenomena subjektif. Namun, respons bawah sadar terhadap rangsangan nyeri dimulai sekitar 24-26 minggu perkembangan, ketika jalur respons saraf pertama kali terbentuk. Dari saat organ indera pertama berkembang, informasi mulai mengalir darinya ke otak, yang dengan sendirinya bertindak sebagai faktor dalam perkembangan otak yang sama dan mengarah pada pembelajaran.

Timbul pertanyaan, seberapa pentingkah informasi yang diperoleh dengan cara ini dan dapatkah kita dengan cara tertentu mempengaruhi janin, mendorong otak untuk berkembang dan mendorong pembelajaran?

Buahnya bisa belajar mengenali rasa dan bau. Misalnya, jika seorang ibu mengkonsumsi bawang putih selama kehamilan, bayi yang baru lahir akan menunjukkan lebih sedikit keengganan terhadap bau bawang putih dibandingkan bayi yang ibunya tidak makan bawang putih. Bayi yang baru lahir juga akan memprioritaskan musik yang mereka dengar di dalam rahim daripada musik yang mereka dengar pertama kali. Semua ini telah ditetapkan oleh sains. Tetapi masih belum jelas apakah fenomena pembelajaran prenatal memiliki efek yang bertahan lama. Diketahui bahwa "selera musik" untuk karya tertentu tanpa adanya penguatan sudah menghilang dalam tiga minggu. Namun, kemampuan janin untuk "belajar" membuat beberapa orang percaya bahwa perkembangan otak janin dapat diaktifkan oleh program stimulasi pranatal. Namun, belum ada penelitian ilmiah yang solid tentang hal ini.

Otak bayi baru lahir

Pada saat lahir, otak bayi memiliki hampir semua neuron yang diperlukan. Namun otak terus tumbuh aktif dan selama dua tahun ke depan mencapai 80% dari ukuran otak orang dewasa. Apa yang terjadi selama dua sampai tiga tahun ini?

Peningkatan utama berat otak terjadi karena sel glial, yang 50 kali lebih banyak dari neuron. Sel glia tidak mentransmisikan impuls saraf, seperti yang dilakukan neuron, mereka menyediakan aktivitas vital neuron: beberapa di antaranya memasok nutrisi, yang lain mencerna dan menghancurkan neuron mati atau secara fisik menahan neuron pada posisi tertentu, membentuk selubung mielin.

Sejak saat lahir, sejumlah besar sinyal dari semua indera datang ke otak bayi. Otak bayi lebih terbuka untuk tangan model pengalaman daripada waktu lain dalam kehidupan seseorang. Menanggapi tuntutan lingkungan, otak memahat dirinya sendiri.

Penglihatan dan otak

Memahami kekhasan pembentukan korteks visual dimulai dengan eksperimen terkenal David Hubel dan Thorsten Wiesel pada 60-an abad terakhir. Mereka menunjukkan bahwa jika anak kucing menutup satu matanya sementara selama periode kritis tertentu untuk perkembangan otak, maka koneksi tertentu tidak terbentuk di otak. Bahkan ketika penglihatan dipulihkan, karakteristik penglihatan binokular tetap tidak akan pernah terbentuk.

Penemuan ini memulai era baru dalam memahami peran periode kritis pembangunan dan pentingnya memiliki stimulus yang tepat saat ini. Pada tahun 1981, para peneliti menerima Hadiah Nobel untuk penemuan ini, dan sekarang kita dapat bermain dengan otak dan penglihatan kita di halaman David Hubel di sini.

Yang dilakukan dengan anak kucing jelas tidak manusiawi untuk direproduksi pada manusia. Tetapi eksperimen-eksperimen ini memungkinkan untuk mengekstrapolasi pengetahuan sampai batas tertentu dan dengan demikian memahami ciri-ciri perkembangan otak manusia. Ada juga contoh katarak kongenital pada anak-anak, yang menunjukkan bahwa manusia juga memiliki masa kritis dalam perkembangan otak yang memerlukan rangsangan visual eksternal tertentu untuk perkembangan otak yang benar. Apa yang diketahui tentang penglihatan bayi baru lahir? (jangan malas mengikuti tautan dan melihat dunia melalui mata bayi)

Seorang anak yang baru lahir melihat 40 kali lebih sedikit secara terpisah daripada orang dewasa. Mengamati dan merenungkan, otak anak belajar menganalisis gambar dan dalam dua bulan mampu membedakan warna primer, dan gambar menjadi lebih jelas. Pada tiga bulan, perubahan kualitatif terjadi, korteks visual terbentuk di otak, gambar menjadi dekat dengan bagaimana orang dewasa akan melihatnya nanti. Setelah enam bulan, anak sudah dapat membedakan antara detail individu dan hanya melihat 9 kali lebih buruk daripada orang dewasa. Korteks visual sepenuhnya terbentuk pada tahun ke-4 kehidupan.

Tiga tahun pertama

Cukup logis untuk mengasumsikan bahwa periode kritis seperti itu tidak hanya menyangkut perkembangan korteks visual. Sudah tidak ada yang menyangkal fakta yang jelas bahwa dalam tiga tahun pertama kehidupan, tahap terpenting dalam pembentukan otak terjadi. Fenomena hospitalisme, yang digambarkan Spitz pada tahun 1945, dapat menjadi penegasan yang serius. Kita berbicara tentang gejala yang berkembang pada anak-anak di tahun pertama kehidupan, dibesarkan di lembaga medis, ideal dari sudut pandang perawatan medis dan higienis, tetapi tanpa kehadiran orang tua. Mulai dari bulan ketiga kehidupan, ada penurunan kondisi fisik dan mental mereka. Anak-anak menderita depresi, pasif, terhambat dalam bergerak, dengan ekspresi wajah yang buruk dan koordinasi visual yang buruk, bahkan pada umumnya penyakit yang tidak fatal seringkali berakibat fatal. Mulai dari tahun kedua kehidupan, tanda-tanda keterbelakangan fisik dan mental muncul: anak-anak tidak bisa duduk, berjalan, atau berbicara. Konsekuensi dari rawat inap yang lama berlangsung lama dan seringkali tidak dapat diubah. Hari ini, mereka juga menggambarkan fenomena hospitalisme keluarga, yang berkembang pada anak-anak dengan latar belakang dinginnya emosi ibu. Namun, belum diketahui secara pasti apa yang sebenarnya terjadi pada otak anak saat ini.

Fakta bahwa tiga tahun pertama kehidupan ini jelas penting bagi perkembangan otak anak telah mendorong penelitian lebih lanjut, dan para pendidik serta pembuat kebijakan berkampanye dengan penuh semangat untuk mendukung stimulasi otak anak selama tiga tahun pertama kehidupan. Semuanya berawal dari pernyataan bahwa, jelas, otak terbentuk dari nol hingga tiga tahun, setelah itu sudah terlambat untuk melakukan sesuatu. Di Amerika, kampanye I Am Your Child and Better Brains for Babies diluncurkan dengan dana pemerintah. Hasilnya adalah segunung buku, kurikulum pengasuhan anak, dan artikel pers. Pesan utama dari program-program ini dapat dirumuskan sebagai berikut: karena kita sudah tahu dari karya ahli neurofisiologi bahwa koneksi saraf terbentuk di bawah pengaruh rangsangan eksternal dan sepenuhnya dalam tiga tahun pertama, maka lingkungan ini harus diperkuat seaktif mungkin., dan karenanya, stimulasi mental otak bayi baru lahir harus diaktifkan. Pendekatan ini disebut lingkungan yang diperkaya berbasis sains. Orang tua bergegas untuk membeli disk bayi dengan Mozart untuk bayi, kartu flash dengan gambar cerah dan mainan lain yang harus dikembangkan. Tetapi ternyata para guru agak di depan para ilmuwan. Di tengah kampanye, seorang jurnalis menelepon ahli neurofisiologi John Brewer, penulis The Myth of the First Three Years: A New Understanding of Early Brain Development and Lifelong Learning, dan bertanya, “Berdasarkan neurofisiologi, saran apa yang akan Anda berikan kepada orang tua? tentang memilih taman kanak-kanak untuk anak-anaknya?" Brewer menjawab, "Berdasarkan neurofisiologi, tidak ada."

Sebenarnya, sains tidak tahu seperti apa sebenarnya lingkungan berenergi itu untuk perkembangan otak yang optimal selama tiga tahun pertama. John Brewer tidak bosan mengulangi: masih belum ada penelitian yang dapat diandalkan yang secara jelas menunjukkan kekuatan, intensitas, dan kualitas rangsangan apa yang seharusnya, dan tidak ada penelitian yang relevan yang akan mengkonfirmasi efek jangka panjang dari rangsangan tersebut dari waktu ke waktu.

Fenomena lingkungan yang diperkaya diselidiki pada tikus. Tikus-tikus itu dibagi menjadi dua kelompok, satu hanya ditempatkan di kandang, dan yang lain, kerabat dan mainan ditempatkan bersama tikus. Dalam lingkungan yang kaya, tikus memang membentuk lebih banyak sinapsis di otak mereka. Namun seperti yang peneliti lakukan Dr. William Greenough, lingkungan yang diperkaya untuk tikus di laboratorium mungkin normal bagi seorang anak. Bayi tidak ditinggalkan sendirian, mereka memiliki kesempatan untuk mengeksplorasi banyak hal di rumah - hanya merangkak di sekitar apartemen, memeriksa buku-buku yang ditarik dari rak buku, atau keranjang pakaian terbalik. Namun, percobaan dengan tikus telah menemukan cara khusus di media dan telah sangat mengkhawatirkan orang tua yang dijiwai dengan perkembangan bayi mereka.

Untuk orang tua yang khawatir bahwa mereka tidak punya waktu untuk mengembangkan anak mereka dalam tiga tahun pertama, para ilmuwan memiliki argumen yang menghibur: perkembangan otak berlanjut setelah tiga tahun. Koneksi saraf terbentuk di otak sepanjang hidup. Meskipun proses ini tidak sepenuhnya linier, tetapi juga diprogram secara genetik, dan juga tergantung pada pengalaman yang diperoleh dan lingkungan. Dalam beberapa periode kehidupan, ini lebih intens daripada yang lain, dan periode remodeling otak utama berikutnya adalah masa remaja.

Otak remaja adalah situs konstruksi

Para ilmuwan telah mempelajari otak manusia sejak lama, terutama mengamati berbagai kelainan perkembangan, atau cedera otak, yang mengarah pada perubahan fungsi, yang dimanifestasikan dalam gambaran klinis yang khas. Tetapi kemajuan nyata dimulai dengan penggunaan teknologi pencitraan resonansi magnetik. Teknologi ini memungkinkan Anda untuk memvisualisasikan bagian aktif otak, yang disebut fungsional. Ini bukan hanya tentang menentukan situs, tetapi tentang menentukan dengan tepat situs-situs yang diaktifkan sebagai respons terhadap suatu stimulus. Di Institut Kesehatan Mental Nasional Amerika di bawah arahan Dr. Jay Giedd telah memulai proyek skala besar untuk mempelajari otak remaja. Otak dari 145 anak normal dipindai dengan interval dua tahun dan diselidiki bagian mana dari otak yang memproses informasi dan apakah topografi area fungsional berubah dibandingkan dengan yang ada pada orang dewasa dan dalam proses pertumbuhan. Apa yang telah ditemukan para ilmuwan?

Korteks prefrontal

Penemuan pertama berkaitan dengan remodeling utama dari korteks prefrontal. Giedd dan rekan-rekannya menemukan bahwa di area yang disebut korteks frontal (korteks prefrontal), otak tampak tumbuh kembali tepat sebelum pubertas. Korteks prefrontal adalah area tepat di belakang tulang frontal tengkorak. Restrukturisasi area ini sangat menarik, karena dialah yang bertindak sebagai CEO otak, yang bertanggung jawab untuk perencanaan, memori kerja, organisasi, dan suasana hati seseorang. Begitu korteks prefrontal "matang", remaja mulai berpikir lebih baik dan mengembangkan lebih banyak kendali atas impuls. Korteks prefrontal adalah wilayah penilaian yang sadar.

Sampai korteks prefrontal matang, pemrosesan informasi emosional tetap belum matang dan dilakukan oleh bagian lain dari otak, kurang diasah untuk pekerjaan seperti itu. Itulah sebabnya remaja rentan terhadap risiko yang tidak dapat dibenarkan, secara umum, mereka kurang membedakan keadaan emosi orang lain. Saya tidak tahu tentang Anda, tetapi bagi saya, sebagai ibu dari seorang remaja, penemuan ini menjelaskan banyak hal.

Gunakan atau Hilangkan

Jika pada usia tiga tahun, perkembangan jalur saraf dapat dibandingkan dengan pertumbuhan cabang-cabang pohon, maka pada masa remaja dua proses yang berlawanan terjadi - pertumbuhan tambahan jalur baru dan pemangkasan simultan yang lama. Meskipun tampaknya kehadiran banyak sinapsis adalah hal yang berguna, otak berpikir sebaliknya, dan dalam proses pembelajarannya mengontraksi sinapsis yang jauh, sedangkan materi putih (mielin) berfungsi untuk menstabilkan dan memperkuat koneksi yang digunakan secara aktif. Pemilihannya akan didasarkan pada prinsip use it or lose it: “Kita pakai? Kami pergi! Jangan gunakan? Ayo kita singkirkan! . Dengan demikian, bermain musik, olahraga dan, secara umum, setiap studi mendorong pembentukan dan pelestarian beberapa koneksi, dan berbaring di sofa, merenungkan MTV dan bermain game komputer - lainnya.

Hal yang sama berlaku untuk studi bahasa asing. Jika seorang anak belajar bahasa kedua sebelum pubertas, tetapi tidak menggunakannya selama restrukturisasi "remaja" yang besar, maka koneksi saraf yang melayaninya dihancurkan. Dengan demikian, bahasa yang dipelajari setelah restrukturisasi otak akan mengambil tempat khusus di pusat bahasa dan akan menggunakan koneksi yang sama sekali berbeda dari bahasa asli.

Corpus callosum dan serebelum

Penemuan lain menyoroti karakteristik remaja lainnya. Kita berbicara tentang restrukturisasi aktif di corpus callosum, yang bertanggung jawab untuk komunikasi antara belahan otak dan, sebagai hasilnya, dikaitkan dengan studi bahasa dan pemikiran asosiatif. Perbandingan perkembangan area ini pada anak kembar telah menunjukkan bahwa itu ditentukan secara genetik hanya sebagian kecil dan sebagian besar terbentuk di bawah pengaruh lingkungan eksternal.

Selain corpus callosum, serebelum juga mengalami restrukturisasi yang serius, dan restrukturisasi ini berlangsung hingga dewasa. Sampai saat ini, diyakini bahwa fungsi otak kecil terbatas pada koordinasi gerakan, tetapi hasil pencitraan resonansi magnetik menunjukkan bahwa itu juga terlibat dalam pemrosesan tugas mental. Otak kecil tidak memainkan peran penting dalam pelaksanaan tugas-tugas ini, melainkan melakukan fungsi koprosesor. Segala sesuatu yang kita sebut berpikir tinggi - matematika, musik, filsafat, pengambilan keputusan, keterampilan sosial - berjalan melalui otak kecil.

Kesimpulan:

Terlepas dari keseriusan dan jumlah penelitian yang dilakukan, para ilmuwan terus berpendapat bahwa mereka masih tahu sedikit tentang hubungan antara struktur dan fungsi otak, serta tentang perkembangan perilaku. Juga sedikit diketahui faktor-faktor apa yang paling signifikan untuk pengembangan yang optimal dan cadangan apa untuk pengembangan yang berpotensi kita miliki. Namun, aman untuk mengatakan bahwa orang normal, dari saat lahir sampai mati, membutuhkan perhatian, komunikasi, lingkungan hidup yang normal dan minat yang tulus pada dirinya sendiri.