Младенчество мозга: как распускается цветок нового разума

• Дэвид Робсон
• BBC Future

29 декабря 2015

Автор фото, dHCP

Человеческий мозг начинает учиться, исследовать окружающий мир и приспосабливаться к нему еще в утробе матери. Многое об этом процессе мы можем узнать благодаря новому исследованию, проводящемуся в Лондоне. Корреспондент BBC Future побывал в святая святых эксперимента.

Комнатка, в которой я нахожусь, немного напоминает кабину космического корабля.

За несколькими мониторами – группа ученых, сосредоточенно настраивающих оборудование. Никто не говорит ни слова, лишь мощные моторы гудят вокруг нас.

Мы в неонатологическом отделении лондонской больницы Св. Томаса, однако наша одиссея впечатляет не меньше, чем космическая: мы наблюдаем за становлением человеческого разума.

Таланты новорожденного ребенка, издающего похожие на мяуканье звуки, легко недооценить. В помощь младенцу, покидающему уютную утробу матери, дается удивительный орган, позволяющий ему чувствовать, исследовать и учиться.

Мозг продолжает расти по мере того, как мы развиваем необходимые нам в жизни навыки – от способности улыбаться любимому человеку и расшифровывания звучания слов в языке до формирования собственной воли и идентичности.

Как же мы совершаем это удивительное путешествие? До недавнего времени нейробиологи знали крайне мало о младенчестве мозга.

Однако благодаря проекту «Развитие коннектома человека» у ученых появляется информация об этом важнейшем периоде человеческой жизни.

Автор фото, dHCP

Подпись к фото,

Мозг новорожденного представляет собой густую сеть нейронных связей, картографирование которых – основная задача проекта «Развитие коннектома человека»

При помощи современных технологий они отслеживают развитие младенческого мозга – от последних месяцев в материнской утробе до появления на свет, а также в течение несколько последующих недель.

Получив разрешение от одного из главных исследователей проекта Дэвида Эдвардса, я пришел в лабораторию, чтобы составить собственное представление об их работе.

Этот проект стартовал в 2013 году при участии трех крупнейших исследовательских вузов Британии – Королевского колледжа Лондона, Имперского колледжа Лондона и Оксфордского университета.

«Коннектом» в его названии относится к сложным нейронным сетям, которые предположительно отвечают за обработку поступающей в мозг информации.

Еще один перспективный проект, на этот раз в США, посвящен картографированию коннектома взрослого мозга – в то время как лаборатория Эдвардса исследует развитие мозга в первые месяцы и годы, чтобы понять, как растут нейронные сети у младенцев.

Встречая меня в больничном отделении, исследователи рассказывают, что днем ранее в истории проекта случилось важное событие – число младенцев, которые прошли через необходимую для исследования процедуру магнитно-резонансной томографии, перевалило за сотню.

Всего же необходимо обследовать примерно тысячу детей. Некоторые томограммы были сделаны еще до рождения этих младенцев, пока плод находился в материнской утробе.

Это нелегкое дело: поймать плод в состоянии полного покоя получается редко, а движение приводит к нечеткому сигналу томографа, так что ученым пришлось придумать затейливую математическую формулу для компенсации внутриутробной физкультуры.

Сегодня исследователи работают с младенцем, родившимся менее суток назад. Его только что покормили, и шум в помещении его совершенно не беспокоит.

«Он уснул сам и всем доволен», — говорит мне Мишель Слит, руководитель клинического исследования.

Прежде чем поместить мальчика в томограф, лаборанты обернули его в уютный кокон и поместили вокруг его головы надувную подушку, чтобы приглушить жужжание аппарата.

Автор фото, dHCP

Подпись к фото,

Разные цвета обозначают нервные волокна, идущие в разных направлениях – таким образом ученые выясняют, какие именно проводящие пути связывают различные отделы мозга

Жужжание сопровождает работу мощных магнитов, позволяющих томографу отследить движение постоянно сталкивающихся друг с другом молекул воды в мозге.

Поскольку вода лучше перемещается вдоль нейронных связей, в результате получается подробное изображение аксонов – длинных отростков нервных клеток, по которым идут импульсы.

По словам Дэвида Эдвардса, это своего рода «мозговая карта метро» – на ней изображены основные проводящие пути, передающие электрические импульсы от одного отдела мозга к другому.

Направляя поток информации, они закладывают основу наших когнитивных способностей.

Обследование не всегда идет по плану. Как правило, один из десяти младенцев просыпается в течение двух-трех часов, которые занимает процедура, и не может снова уснуть — а это значит, что время было потрачено зря.

«Нам нужны очень терпеливые и спокойные радиологи», — говорит Эдвардс. Однако в случае успеха полученная информация становится важным дополнением растущего массива данных о зарождающемся разуме.

«Мы крайне благодарны за каждую томограмму – все они очень важны», — добавляет Слит.

В оригинале этой статьи на английском языке вы найдете видеоролик авторства Дафниса Баталя из Королевского колледжа Лондона, позволяющий взглянуть на мозг новорожденного в трехмерной проекции – как снаружи, так и изнутри.

Если задуматься о том, что многие связи слишком малы в диаметре и их нельзя увидеть в таком разрешении, поневоле понимаешь, почему мозг порой называют «самым сложным объектом на Земле».

Хотя проект «Развитие коннектома человека» уникален по масштабу и задачам, существуют и другие проекты, цель которых – узнать больше о первых месяцах развития мозга.

В частности, мы теперь знаем, что младенцы начинают изучать и исследовать мир задолго до рождения.

Используя различные технологии измерения нейронной активности плода в режиме реального времени, ученые установили, что мозг еще не родившихся младенцев, по всей вероятности, реагирует на яркие вспышки света и громкие звуки.

Кроме того, в последнем триместре беременности они, похоже, учатся распознавать успокаивающие звуки материнского голоса и музыкальную заставку ее любимого телесериала.

Возможно, они даже могут попробовать недавно съеденные ей блюда: так, вкус чеснока предположительно проникает в околоплодные воды.

В результате младенцев, начинающих питаться взрослой едой, зачастую притягивает аромат блюд, которые мать ела во время беременности.

Наша способность к обучению увеличивается после того, как мы покидаем материнскую утробу.

Автор фото, dHCP

Подпись к фото,

Томограф способен зафиксировать 10 млн проводящих путей в мозге новорожденного, совокупность которых закладывает основу для развития навыков младенца

В первые дни жизни ребенок уже прислушивается к звукам речи и начинает распознавать структуру умильного воркования своих родителей, закладывая основу собственного понимания грамматики языка.

Примерно тогда же мозг вовсю настраивает эти пучки новых нейронных связей, одновременно отращивая и укорачивая аксоны по мере наработки новых навыков и умственного развития; его задача – создание максимально эффективных нейронных сетей.

В настоящее время исследователям, работающим под руководством Дэвида Эдвардса, приходится корректировать свою методику в процессе исследования, однако ученый надеется, что в будущем появится возможность сравнить томограммы мозга с результатами тестирования когнитивных способностей детей.

Например, с помощью простых видеоигр можно оценить такие характеристики, как внимательность, скорость реакции на движение и скорость обучения, и на основании этих данных составить базовое представление о когнитивных способностях ребенка.

Посмотрев на коннектом этого ребенка, можно будет сделать выводы о том, отражают ли его способности имеющиеся различия в нейронных связях.

По профессии Эдвардс врач, поэтому главный вопрос для него – результаты исследования детей, прошедших через те или иные сложности в развитии.

В первую очередь его интересовали недоношенные дети. По его словам, поражает их жизнестойкость: мозг рожденных раньше срока младенцев зачастую развивается на удивление активно.

«Они покинули материнскую утробу на три-четыре месяца раньше, чем положено, перенесли массу перегрузок, поэтому тот факт, что мозг их выглядит нормально, совершенно невероятен», — говорит он.

Тем не менее, Эдвардс стремится узнать, существуют ли более тонкие различия в нейронных связях, которые могли бы сказаться на развитии таких детей по мере взросления.

Автор фото, dHCP

Подпись к фото,

Эта информационная магистраль, соединяющая кору головного мозга со спинным мозгом, позволяет нам контролировать движения и чувствовать прикосновения

В качестве примера он указывает на особенно плотный пучок волокон, соединяющих область в центре головного мозга под названием таламус и кору головного мозга – его складчатую поверхность.

«Таламус – это интернет-портал мозга, обрабатывающий всю входящую и исходящую информацию», — поясняет Эдвардс.

Таламус собирает информацию от органов чувств, контролирует ее пересылку между различными областями, а также передает результаты нашему телу, управляя таким образом нашим поведением.

«Эти связи активно растут в период, когда ребенок находится в отделении интенсивной терапии, поэтому с медицинской точки зрения изучение их представляет большую ценность», — заключает он.

Возможно, более слабые связи в этой области могут служить индикатором потенциальных когнитивных трудностей у ребенка в дальнейшем.

Дэвид Эдвардс также надеется, что исследование поможет пролить свет на такие медицинские проблемы, как шизофрения, аутизм и депрессия – не исключено, что их провоцируют небольшие изменения нейронных связей в мозге пациентов относительно нормальной конфигурации.

«Насколько нам известно, структуры, связанные с этими состояниями, закладываются в последние три месяца беременности», — говорит Эдвардс.

Это отклонения, которые порой проявляются лишь через несколько лет или даже десятилетий после рождения.

Однако вполне возможно, что в истории конкретной семьи уже были случаи подобных отклонений. Тогда исследователи смогут заняться поиском небольших различий, которые потенциально являются факторами развития у детей психических заболеваний.

Конечно, технологии постоянно развиваются, и через 10 лет, по словам Эдвардса, наши нынешние открытия могут оказаться устаревшими.

Однако любой путь нуждается в карте, и эти первые томограммы помогают проложить дорогу для новых исследований.

Наш разговор заканчивается, и я слышу детский плач – малыша только что вынули из томографа. Он проснулся, покинул свой уютный кокон и вновь столкнулся с непривычной реальностью – но родители готовы его утешить.

Как только данные обработают, ребенок получит копию своей томограммы – снимок его зарождающегося разума, впервые попавшего в этот дивный новый мир.

что важно знать об этапах развития ребенка

На протяжении нескольких лет ученые делали МРТ группе детей и установили связь между этапами их развития и изменениями в коре головного мозга. Теперь научно доказано: не стоит ждать от четырехлетнего ребенка аналитических способностей, он физически не готов анализировать и прогнозировать.

К 4 годам у детей почти полностью развиты области, отвечающие за общую моторику и основные чувства. Ребенок может ходить, держать карандаш и самостоятельно есть. Полностью развиты области, отвечающие за тактильные ощущения. Созрела часть мозга, управляющая зрением. 

В 6 лет продолжается активное развитие речи: несмотря на то, что на схеме область речевого развития оранжевая, то есть незрелая, процесс идет довольно интенсивно. Именно этим можно объяснить, почему маленькие дети так легко учат иностранные языки. Части мозга, ответственные за абстрактное мышление, эмоциональную зрелость и умение мыслить рационально, еще не развились. Это причина эмоциональных перегрузок и истерик.

Читайте також Мозок дитини і як його розуміти

В 9 лет ребенок осваивает мелкую моторику: школьникам становится легче писать, поделки получаются более аккуратными. Большими шагами идет освоения математических наук: геометрии и математики. 

Читайте також Глаза в глаза: как синхронизироваться с мозгом собеседника

 К 13 годам лимбическая система уже позволяет испытывать сильные эмоции, но область мозга, отвечающая за их сдерживание, еще не развита, отсюда проблемы подростковой эмоциональности. Интеллект, аналитические способности и логика развиваются. 

15 лет — возраст, когда эффективность работы мозга повышается. Отмирают ненужные нервные соединения, зато усиливаются более активные связи: мозг становится более «специализированным». В это время дети могут выбрать какую-то одну область знаний, которая им наиболее интересна, и углубиться в ее изучение. 

В 17 лет развитие областей префронтальной коры головного мозга ведет к всплеску социальной активности, появляется абстрактное мышление, оценка рисков и самоконтроль.

Читайте також Таємниці діяльності мозку, про які варто знати вчителям

21 год — возраст эмоциональной зрелости. Но области зеленого свидетельствуют, что даже по достижении официального «взрослого» возраста у нас в мозгу все еще есть области, имеющие потенциал для развития. Эмоциональная зрелость и способность принимать решения будут развиваться и в последующие годы.

Приєднуйтесь до нашої сторінки і групи у Фейсбуці, спільнот у Viber та Telegram

Созревание мозга — Заботливая альфа

Интерактивная иллюстрация, демонстрирующая этапы созревания тканей головного мозга (нажмите для проигрывания)

Различные области мозга созревают в разное время. Знание этого помогает объяснить эмоциональные и интеллектуальные изменения в детях, подростках и молодых людях. Несмотря на то, что не существует двух детей, развивающихся идентично, учёные, с помощью магнитно-резонансной томографии, делавшейся одним и тем же детям на протяжении нескольких лет, установили взаимосвязь между определёнными этапами развития ребёнка и изменениями в тканях мозга.

Чтобы увидеть, как созревает мозг, нажимайте на флэш-анимацию. Цветовая шкала обозначает созревание тканей мозга, от красного, оранжевого и жёлтого – к зелёному, синему и фиолетовому.

0 – 4 года

Раннее развитие – В первых несколько лет жизни быстрее всего изменяются области мозга, связанные с базовыми функциями. К 4-м годам практически полностью развиваются области, отвечающие за основные чувства и общая моторика. Ребёнок может ходить, держать карандаш и самостоятельно кушать.

Ощущения – области, отвечающие за ощущения, например, тактильные, развиты практически полностью.

Зрение – Области мозга, управляющие зрением полностью созрели.

6 лет

Язык – область мозга, отвечающая за речь – незрелая и окрашена оранжевым цветом, но продолжает быстро развиваться в детях вплоть до 10 лет. Мозг уже начинает процесс «прореживания», уничтожая излишние связи. В последующие годы этот процесс усилится, что может служить одним из объяснений, почему маленькие дети, в отличие от взрослых, так легко выучивают новый язык.

Разум – жёлтые и красные области префронтальной коры головного мозга обозначают, что эти части мозга, ответственные за абстрактное мышление, умение мыслить рационально и эмоциональную зрелость, ещё не развились. Недостаток их зрелости – одна из причин, почему маленьким детям сложно воспринимать большое количество информации и когда им предлагается слишком большой выбор, у детей случаются истерики.

9 лет

Мелкая моторика – Если общая моторика хорошо развита уже к 5 годам, то развитие мелкой моторики активнее всего развивается между 8 и 9 годами. Детям становится легче писать, а в поделках они выходят на новый уровень аккуратности.

Математика – К 9 годам начинают созревать теменные доли головного мозга. Их развитие позволяет детям овладевать навыками математики и геометрии. Скорость обучения в этом возрасте очень большая.

13 лет

Рассудительность – префронтальная кора созревает одной из последних среди областей головного мозга. Пока она не развилась, у детей не хватает способности адекватно оценивать риск или строить долговременные планы.

Эмоции – глубоко в лимбической системе растёт способность переживать эмоции. Но эта способность не сдерживается префронтальной корой, которая отстаёт в развитии. Поэтому подросткам часто так трудно сдерживать свои эмоции.

Логика – В этом возрасте очень быстро развиваются теменные доли, которые на рисунке обозначены синим цветом. Интеллект и аналитические способности ребёнка растут.

15 лет

Специализация – в подростковом возрасте изобилие нервных соединений продолжает уменьшаться. Мало используемые связи будут умирать, чтобы помочь развиваться более активным связям. В результате, мозг ребёнка становится более специализированным и эффективным, продуктивным.

17 лет

Абстрактное мышление – Тёмно синий и фиолетовый цвет созревших областей префронтальной коры головного мозга показывает, почему в старшем подростковом возрасте дети способны иметь дело с гораздо более сложными вещами, чем в детстве. Развитие этих областей ведёт к всплеску социальной активности и проявлению эмоций среди старших подростков. Становятся возможны планирование, оценка рисков и самоконтроль.

21 год

Высшие психические функции – Хотя, на первый взгляд, кажется, что мозг практически полностью развился в подростковом возрасте, области тёмно-синего и фиолетового на этой картинке показывают, что сильный недостаток в эмоциональной зрелости, контроль за импульсами и способность принимать решения сказываются вплоть до достижения совершеннолетия.

Зрелость – мозг 21-летнего молодого человека практически созрел. Но области зелёного свидетельствуют, что даже по достижении официального «взрослого» возраста у нас в мозгу всё ещё есть области, имеющие потенциал для развития. Эмоциональная зрелость и способность принимать решения будут развиваться и в последующие годы.

Ольга Писарик

Русификация анимации – Мрия Савицкая

Флеш-аниматор – Ирина Маценко

Источник

В.

П. Урлапова — Развитие мозга и природосообразное обучение

В наших предыдущих материалах мы уже затрагивали вопрос о природосообразности обучения с точки зрения возрастной психологии. Напомним нашим читателям, что мы считаем нецелесообразными раннее обучение письму, чтению, математике и вообще занятия в «школьном» формате по двум основным причинам.

Во-первых, эти виды деятельности требуют развития определённого уровня, пусть конкретного, но всё же логического мышления, формирующегося примерно к 6-7 годам, а также определённых особенностей мотивационно-волевой сферы (учебная мотивация, произвольность), которые возникают приблизительно к этому же возрасту. Если эти психологические качества сформированы, то ребёнок обучается с интересом, адекватно воспринимая учёбу как труд, направленный на получение новых знаний и навыков, активно и во многом самостоятельно преодолевая возникающие трудности. Если же ребёнка начинают целенаправленно учить читать, писать и считать в раннем возрасте, когда эти психологические предпосылки учебной деятельности ещё отсутствуют, то овладение знаниями и навыками идёт гораздо труднее, приходится прибегать к различным ухищрениям, чтобы обмануть природу ребёнка, заставив её работать на несоответствующие целям возраста задачи.

Во-вторых, чрезмерная загруженность детей учёбой, смещение фокуса внимания родителей и воспитателей с адаптации ребёнка к реальной жизни, его обучения бытовым и социальным навыкам на раннее обучение чтению, письму и математике приводит к тому, что задачи возраста не выполняются, и в развитии происходит определённый перекос: мы получаем ребёнка, владеющего какими-то совершенно не нужными ему знаниями, а время для развития тех навыков, которые практически полезны, нужны и легче всего усваиваются именно в этом возрасте, уже упущено.

Для более глубокого и всестороннего понимания принципа природосообразности в образовании важно иметь представление не только о психологической динамике развития детей, но и о закономерностях созревания головного мозга.

Дело в том, что для любой полноценной деятельности необходимо, чтобы те структуры и функции головного мозга, которые составляют физиологическую основу данной деятельности, были сформированы. Это относится к абсолютно любой сфере, в том числе к учебной вообще, к счёту, чтению, письму, а также к овладению какими-либо формальными понятиями или их системами в частности. Известно, что на момент рождения формирование головного мозга не завершено, оно продолжается не только в течение всего детства, но даже за его пределами. Соответственно, и возможности мозга на разных возрастных этапах различны.

В этой статье мы рассмотрим важные преобразования и усовершенствования в работе головного мозга, влияющие на эффективность обучения и происходящие на стыке тех возрастов, которые в психологии принято называть дошкольным и младшим школьным.

1. Миелинизация нервных волокон головного мозга

Ещё в период внутриутробного развития нервные волокна начинают покрываться миелиновыми оболочками. Не будем подробно рассматривать их структуру, сразу скажем об их свойствах.

Во-первых, они изолируют нервное волокно от окружающей среды. Это позволяет клетке более экономно и целенаправленно расходовать энергию на генерирование и передачу электрического сигнала, то есть повышает её КПД. Во-вторых, повышается скорость передачи сигнала по нервному волокну, что опять-таки повышает эффективность работы клетки. Таким образом, в результате миелинизации нервных волокон все процессы, которые регулируются данными клетками, становятся более быстрыми, точными и требуют меньше сил.

Процесс миелинизации протекает постепенно, притом чем сложнее функция, которая обеспечивается данными клетками, тем позднее миелинизируются их волокна. Например, проводящие пути спинного мозга, обеспечивающие непроизвольные, рефлекторные движения, а также структуры продолговатого мозга, ответственные за дыхание, сосание, глотание, кашлевой и рвотный рефлексы, миелинизированы уже к моменту рождения. Волокна речевых центров покрываются миелиновыми оболочками к 2-3 годам, и именно в этом возрасте ребёнок, как правило, делает скачок в речевом развитии. Миелинизация волокон пирамидной системы, регулирующей произвольные движения, завершается примерно к 4 годам, и мы можем видеть, насколько движения четырёхлетнего ребёнка более легки, точны, скоординированны, чем, к примеру, движения годовалого малыша.

Что касается ассоциативных волокон коры головного мозга (волокон, связывающих между собой нейроны различных корковых зон, которые обеспечивают связь между различными сенсорными системами, сложные формы переработки информации, выработку сложных программ действий, в общем — те целенаправленные интеллектуальные действия, которые требуются от ребёнка в школе), то они начинают покрываться миелиновыми оболочками позже остальных волокон, а завершается этот процесс (да и то не полностью) лишь к 7–9 годам.

Поэтому та же самая арифметическая задача в два действия, которую легко и быстро может понять и решить семи- восьмилетний ребёнок, пятилетнему (а также его родителям!) доставит немало хлопот — и не потому, что ребёнка мало или по каким-то неправильным методикам раннего развития учили математике, не потому, что он чего-то не знает, а потому, что соответствующие нервные процессы пока несфокусированы, они проходят медленно и с очень большими энергозатратами. Учить пятилетнего ребёнка решать такие задачи — это всё равно что учить двухлетку кататься на коньках: всё время натыкаешься на какую-то невидимую стену непонимания, невосприятия, невозможности… Но пройдёт каких-нибудь три года, и тот же малыш с удовольствием встанет на коньки и уже к концу первого посещения катка почти уверенно заскользит по льду — созрел. Так же и с арифметикой — есть возраст, когда ребёнок готов, дозрел, и тогда он легко понимает то, что пару лет назад был неспособен понять, и результат становится значительно лучше при гораздо меньших затратах сил.

2. Созревание фронто-таламической регуляторной системы

Приблизительно до 6 лет целенаправленная деятельность ребёнка обусловлена в основном эмоциональным привлечённым вниманием. Нейрофизиологи связывают его с функциями лимбической системы, ответственной за эмоциональную регуляцию поведения. К концу дошкольного возраста созревает новое функциональное образование — фронто-таламическая система, благодаря которой в управлении целенаправленной деятельностью важную роль начинает играть информационная, рациональная составляющая. Участие фронто-таламической системы в регуляции поведения и высших психических функций обеспечивает физиологическую основу того качества, которое психологи называют произвольностью и считают одним из важнейших признаков школьной готовности. Импульсивные реакции ребёнка становятся более целенаправленными и управляемыми, он обретает способность сопротивляться отвлекающим факторам, сознательно удерживая внимание на решаемой задаче.

Излишне говорить о том, какую важную роль играет эта способность в обучении. Без неё даже при яркой природной одарённости ученик быстро достигнет своего «потолка» — всё потому, что над развитием таланта необходимо регулярно и целенаправленно трудиться.

​3. Созревание лобных долей коры головного мозга

О лобной коре и её роли в организации психической деятельности важно сказать отдельно. Она не отвечает за переработку какой-то специфической информации — зрительной, слуховой и так далее. Её роль сложнее: она интегрирует информацию от разных областей мозга и участвует в выработке и контроле сложных программ действий. Именно эти области коры учёные связывают с оперативной памятью, логическим мышлением, анализом и оценкой событий, планированием, решением различных задач, наиболее сложными формами поведения. Анатомически в старшем дошкольном возрасте начинается высокий темп роста ассоциативных слоёв, увеличение объёма нейронов, компактности нейронных группировок, активное формирование базальных дендритных комплексов в различных полях коры лобной доли. Расширяется система связей нейронов лобных полей с другими структурами мозга. Данный процесс продолжается до 9-10 лет, как и миелинизация волокон лобных полей коры. Поэтому в период с 6 до 10 лет стремительно совершенствуется организация сложной психической деятельности, повышается скорость и лёгкость решения интеллектуальных задач, и именно поэтому на данном возрастном этапе обучение ребёнка решению различного рода интеллектуальных задач в большом объёме, то есть начало школьного обучения, будет наиболее эффективным.

Возникает вопрос: а может быть, если мы начнём тренировать ребёнка на выполнение каких-либо интеллектуальных задач в более раннем возрасте, все необходимые мозговые преобразования тоже произойдут раньше? Ведь существует же обратная связь, и не только развитие мозга влияет на способности к обучению — регулярная тренировка в решении разного рода задач тоже воздействует на наработку различных нейронных связей и развивает мозг?

Да, обратная связь существует, и тренировать мозг можно и нужно. Но это совсем не означает, что возможно «натренировать», например, двухлетнего ребёнка на решение уравнений или осмысленное чтение. Все процессы возможно развивать и совершенствовать, но в рамках возрастных возможностей, с учётом логики развития. Нельзя научить ребёнка чтению, «перепрыгнув» через развитие устной речи и образного мышления, нельзя научить танцам или фигурному катанию, «перепрыгнув» через ползание, ходьбу, бег и прыжки. Нельзя научить алгебре, минуя арифметику.

В решении любой задачи мозг работает целостно и системно, в нём действуют не только какие-то изолированные, новые связи, но и наработанные ранее. Чтобы мозг работал полноценно, чтобы в нём использовались все эти нужные связи, необходимо, чтобы была выдержана правильная, природосообразная логика его развития — от простых функций к сложным (потому-то эти простые и лежат в основе сложных), при этом выдержана сообразно с генетически обусловленными процессами, такими как рост числа нейронов или миелинизация их отростков. Тогда и только тогда ребёнок сможет лучшим образом раскрыть возможности своего мозга в реальной жизни.

А попытки искусственного, несообразного с природной логикой развития, воздействия на формирующийся мозг с помощью каких-либо «волшебных» методик, якобы развивающих его сверхспособности, приведут лишь к искажениям и перекосам в его работе.

 

8 фактов о работе мозга ребенка (монолингвы и билингвы)

Делаю небольшую выжимку из фактов о развитии и работе мозга ребенка из пройденного мною курса по нейрологопедии. 

 

ФАКТ ПЕРВЫЙ. За первый год жизни мозг ребенка увеличивается в 2 раза и весит около 1 кг. Масса мозга взрослого человека – чуть более 2 кг, тоесть половина массы приобретается в первый год!!!

 

ФАКТ ВТОРОЙ. Масса мозга увеличивается за счет образования и укрепления нейронных связей. Нейронная связь – синапс – образуется в тот момент, когда ребенок получает опыт. Любой опыт!!!

 

ФАКТ ТРЕТИЙ. В первые годы жизни ребенка в мозге образуется до 700 (!!!) синапсов в секунду формируется. Однако, для того чтобы нейронная связь осталась (и масса мозга увеличилась на эту одну нейронную связь) важно, чтобы ребенок пережил этот опыт еще несколько раз.

 

ФАКТ ЧЕТВЕРТЫЙ. Use it or lose it – используй, или потеряешь! В мозгу новорожденного 150-200 миллиардов (!!!) нейронов, в мозгу взрослого человека – в 2 раза меньше. Нейроны либо соединяются, формируя нейронные связи и укрепляя их, либо отмирают. В ваших руках и в руках людей, влияющих на развитие малыша — судьба большинства нервных клеток малыша. Не забывайте об этом.

 

ФАКТ ПЯТЫЙ. В первые 12 месяцев жизни наиболее активно нейронные связи способны формироваться в областях мозга, которые отвечают за физическое развитие, речь и эмоциональное развитие. И, напротив, области мозга, отвечающие за логическое мышление, проходят стадию «доразвития», поэтому в первый год практически неактивны.

 

ФАКТ ШЕСТОЙ. При рождении, миндалевидная железа (Amygdala – место эмоций) более развита, чем лобные доли, которые занимаются рассуждениями. Младенцам более свойственно показывать эмоции, нежели управлять ими. Это объясняет, почему дети часто реагируют на ситуации со слезами. Это также объясняет то, почему так важно развивать эмоциональную сторону малыша и его органы чувств, нежели преждевременным развитием интеллекта.

 

ФАКТ СЕДЬМОЙ. Мозг ребенка имеет тенденцию «обнуляться»!
⠀
Головной мозг закладывается буквально в первые недели развития плода, а к третьей неделе беременности уже можно рассмотреть деление мозга на три части, из которых развиваются главные отделы головного мозга. 
⠀
В это время у плода начинают формироваться основные функции головного мозга: зрение, слух, двигательная функция. Однако же, зрелость этих функций формируются не одновременно (гетерохронно), а по мере жизненной необходимости. Такое неравномерное созревание, включающееся и сменяющееся поэтапно, обеспечивает организму приспособление в различные возрастные периоды.
⠀
Периодизация развития детского организма включает в себя период новорожденности (1-10 дней), грудной (10 дней – 1 год), раннее детство (1-3 года), первое детство (4-7 лет). Переход от одного возрастного периода к другому обозначают критическим периодом. Всем нам понятно, почему эти переходные периоды так называются: критическими (ничего хорошего этим словом не называют). Но не совсем понятно, с чем же они связаны.
⠀
Дело в том, что при таком неравномерном и скачкообразном развитии, возникает явление «обнуление», когда ребенок становится очень восприимчив к процессу усвоения чего-то нового. То есть, развивающая функция как бы «обкрадывает» уже имеющиеся в арсенале ребенка. 
⠀
Именно с этим процессом и связаны «критические периоды» в развитии ребенка. Так, ярким примером может стать кризис трех лет, когда бурно развивается мышление и речь, а некоторые навыки поведения ослабевают, что проявляется в капризности и излишнем психомоторном возбуждении. Однако же, ослабление или «обнуление» носит временный характер. 
Как правило, организм справляется с кризисной ситуацией, и линия развития выравнивается.

ФАКТ ВОСЬМОЙ. Чтение «ворует» энергию для развития вашего ребенка!

«Мы начали учить читать рано, но интерес к чтению куда-то исчез?» — частое вижу в комментариях, поэтому сегодня я решила поговорить о раннем обучение чтению. Давайте разбираться.

Часто нежелание и нелюбовь к чтению привязывают к новому времени: влиянию телевидения, различных гаджетов. Я думаю, что проблема здесь значительно глубже.

Родители начинают обучать детей письму и чтению из лучших побуждений. Ребенка и в 2 года можно научить читать.

 

Но задаются ли они вопросом, с какой целью?

 

Дело в том, что сам процесс устной речи значительно отличается от письменной не только технической стороной вопроса (в 2 года ребенок еще функционально не готов к тому механизму зрительного восприятия и дифференцировании буквенных знаков, которые лежат в основе чтения), но еще и энергозатратностью этого процесса.

 

А ведь перед ребенком стоит огромное количество наиважнейших задач развития: овладеть широким арсеналом движений, которые потом лягут в основу мыслительных операций; продолжается рост и формирование внутренних органов – закладываются основы здоровья на всю оставшуюся жизнь.

 

При несвоевременной интеллектуальной нагрузке энергия «откусывается» именно от этих процессов.

 

Напоследок хотелось бы поделиться высказыванием ведущего научного сотрудника Московского института открытого образования (МИОО) Владимира Загвоздкина: «Если мы требуем от ребенка трех лет умения читать, то у ребенка формируется неэффективный механизм чтения, который сохраняется на весь период обучения». Что же такое «неэффективный механизм чтения?» Примерно так: читать научили в три года – а всю жизнь читать не любит. Просто не нравится ему этот процесс и все.

 

Понятно объяснила?

 

Алена.

Младший школьный возраст 7-10 лет

Мир вокруг ребёнка меняется, становится сложнее, появляются новые задачи, идет активное психическое и физическое развитие. Появляются новые стремления, продолжает развиваться воля, ребёнок знает, чего он хочет и как этого добиться.

Головной мозг интенсивно развивается, формируются новые, более тонкие функциональные связи между его отделами, которые будут обеспечивать совершенную работу всего организма. Особенно активно развивается кора больших полушарий, она отвечает за мышление, восприятие, контроль поведения и другие высшие формы деятельности мозга человека. Высокая возбудимость головного мозга ребенка постепенно сглаживается, процессы возбуждения и торможения уравновешиваются.

У детей 7-10 лет происходит ускоренное формирование отделов мозга, отвечающих за двигательную активность ребенка, поэтому его движения становятся все более точными и разнообразными. Зрительные, цветовые, слуховые ощущения приобретают большую четкость.

Сейчас родителям нужно понять: все эти процессы меняют поведение ребенка и его взгляд на жизнь, закладывается базис для будущих возрастных изменений. Это позитивный момент развития личности, ведь школьник начинает осознавать важность собственного «Я» и смотреть на себя со стороны.

В этот период у детей появляются смысловые переживания, ребенок уже понимает то, что с ним происходит в эмоциональном и психологическом планах.
Очень важно проговаривать эмоции и чувства, называть их своими именами. Подсказать ребёнку, как правильно справиться с появившейся эмоцией. Так ребёнок научиться осознавать, принимать, отпускать и перерабатывать эмоции. Например, «мне кажется ты сейчас сердишься», или «я думаю ты расстроился из-за плохой оценки». Таким образом, эмоции и переживания приобретают смысл и приходит лучшее понимание себя. Объясняйте ребёнку, что его эмоции уместны, естественны, нормальны и вместе ищите выход, это развивает ответственность.

Очень важно разговаривать с ребёнком об эмоциях и чувствах, обозначая и проговаривая их ребенку. У ребёнка развивается эмоциональный интеллект.
В жизни ребёнка появляется учитель – ещё один значимый взрослый. И порой ребёнок сравнивает слова родителей и первого учителя, может сделать родителям замечание или поправить их: «А МарьИванна сказала, что…». Данные отношения становятся для ребенка центральными, потому что появляется оценочная система: хорошие отметки и поведение, оценивание исходит от учителя.

На этапе младшего школьного возраста ведущей психической функцией становится внимание. Исследования показывают, что различные свойства внимания вносят неодинаковый «вклад» в успешность обучения по разным школьным предметам. Так, при овладении математикой ведущая роль принадлежит объему внимания, успешность усвоения русского языка связана с распределением внимания, а обучение чтению – с устойчивостью внимания. Развивая различные свойства внимания, можно повысить успеваемость школьников по разным учебным предметам.

Во втором классе повышается критичность к себе, возрастает способность ориентироваться на качество результатов своей работы, это влияет на самооценку, она может снижаться. Данное явление получило название «феномена вторых классов». Родителям необходимо помнить, что в учении важна не столько отметка, сколько реальные знания и умения ученика, его трудолюбие, ответственность, потребность в получении новых знаний.

Третий класс является переломным в жизни младшего школьника. Многие учителя отмечают, что именно с третьего года обучения дети начинают действительно осознанно относиться к учению, проявлять активный интерес к познанию. Между вторым и третьим классами происходит скачок в умственном развитии учащихся. Именно на этом этапе обучения происходит активное усвоение и формирование мыслительных операций, более интенсивно развивается вербальное мышление (мышление, оперирующее понятиями).

Четвертый год обучения в младших классах завершает первый этап школьной жизни ребенка. К четвертому классу у большинства детей уже складывается индивидуальный стиль учебной работы, намечается дифференциация учебных интересов, складывается разное отношение к учебным предметам: одни дисциплины нравятся больше, другие – меньше. Предпочтение тех или иных учебных предметов во многом связано с индивидуальными склонностями и способностями ребенка: кому-то нравится математика, у кого-то ярко проявляются лингвистические способности.
Рубеж 4-5-го классов – возраст начала полового созревания. Это новый важный и интересный этап в развитии вашего чада. Помните, что на каждом этапе развития ребёнка самое главное это родительская любовь, мудрость и принятие.

Специалисты нашего Центра готовы проконсультировать вас по вопросам взросления вашего ребенка https://www.psylogia.ru

Материал подготовили специалисты отдела профилактики социальных рисков КГБУ ХЦППМСП

Тюляева О. А., Поздеева К.А.

Развитие мыслительных способностей | Multnomah County Library

Книги, малыши и мозг! Вот это да!

Младенцы учатся с рождения. Наука о развитии мозга говорит нам о том, что первые три года жизни очень важны для формирования мозга маленького ребенка. В течение первого года жизни размер мозга увеличивается более чем вдвое. В возрасте трех лет мозг ребенка в два раза активнее мозга взрослого. На протяжении этого времени мозг готовит основу для целой жизни обучения и будущих успехов в учебе.

Родители, бабушки и дедушки, а также воспитатели играют важную роль. Они могут оказать огромное влияние на этом раннем этапе развития мозга. Новорожденные и дети в раннем возрасте лучше всего учатся в ходе теплого и чуткого воспитания. Когда вы держите маленького ребенка на руках, разговариваете с ним или читаете ему, в его мозгу формируются связи. Мозг здорового ребенка в конечном итоге сформирует триллионы таких связей! Ученые также говорят нам, что стимулирование мозга новорожденного или маленького ребенка может осуществляться с помощью простых действий: пения незатейливых песенок, разговоров и цветах и текстурах, которые они видят в продовольственном магазине, ежедневного чтения, когда ребенок сидит у вас на руках. Простые действия, приносящие удивительные результаты.

Новое видение развития мозга ребенка.

Исследования мозга сложны, однако их основная идея проста: малыши учатся с рождения! Новейшие открытия в области неврологии за прошедшие несколько лет дают нам абсолютно новое понимание того, как развивается мозг. Этим исследованиям способствовало развитие сложных систем графического отображения мозга, таких как ПЕТ-сканирование.

Структура мозга не обуславливается генетически.

То, как развивается мозг, зависит от сложного взаимодействия между генами, с которыми вы родили, и тем опытом, который вы получили. Были получены четкие свидетельства того, что деятельность, опыт, привязанность и стимуляция обуславливают структуру мозга.

Ранний опыт влияет на то, как устроен мозг.

Невероятно, но мозг малыша при рождении является в значительной степени несформированным. Большая часть из его 100 миллиардов нейронов еще не соединена в сети. Некоторые нейроны запрограммированы на выполнение конкретных функций – дыхание и работу сердца, однако для большинства задания еще не определены, и они ожидают получения опыта в окружающей среде для определения своей функции. Связи создаются сенсорным опытом: видением, обонянием, осязанием и особенно вкусом, что стимулирует рост нейронных связей. Формирование и закрепление этих связей является основной задачей развития мозга на начальном этапе. К возрасту 3 лет мозг ребенка в два раза активнее мозга взрослого – и таким он остается в течение первых десяти лет жизни. Мозг ребенка формирует в два раза больше синапсов (связей), чем ребенку фактически необходимо. Если эти синапсы будут регулярно использоваться в повседневной жизни ребенка, они будут закреплены. Если же они не будут использоваться регулярно, они будут удалены. Таким образом, опыт играет критическую роль в формировании структуры мозга ребенка. Уровни активности падают естественным образом в подростковом возрасте, когда мозг «удаляет» неиспользованные связи, как сорняки.

Развитие мозга нелинейно; есть наилучшее время для приобретения различных видов навыков и знаний.

Мозг человека обладает невероятной способностью меняться, однако время является критическим фактором. Хотя обучение продолжается в течение всей жизни, имеется «наилучшее время» для оптимального развития. Негативный опыт или отсутствие надлежащего стимулирования в определенные моменты жизни имеет более серьезные и долгосрочные последствия. Эту способность мозга меняться в зависимости от среды называют «нейропластичностью» мозга.

Взаимодействия в раннем возрасте оказывают решающее влияние на характер и масштабы способностей взрослого.

Дети обучаются в контексте важных для них взаимоотношений. Забота и воспитание в раннем возрасте оказывают решающее, долговременное влияние на то, как человек развивается, на его способность обучаться и его способность контролировать свои эмоции. Исследования привязанностей в раннем возрасте подтверждают, что теплая, чуткая забота необходима для развития здорового мозга.

Раннее развитие мозга и здоровье

Ранние годы жизни ребенка очень важны для последующего здоровья и развития . Одна из основных причин — насколько быстро растет мозг, начиная с рождения и до раннего детства. Хотя мозг продолжает развиваться и изменяться во взрослой жизни, первые 8 лет могут заложить основу для будущего обучения, здоровья и жизненного успеха.

Насколько хорошо развивается мозг, зависит не только от генов, но и от многих факторов, таких как:

• Правильное питание с начала беременности
• Воздействие токсинов или инфекций
• Опыт общения ребенка с другими людьми и миром

Воспитание и отзывчивый уход за телом и душой ребенка — ключ к поддержке здорового развития мозга.Положительный или отрицательный опыт может влиять на развитие ребенка и иметь последствия на всю жизнь. Родители и опекуны нуждаются в поддержке и необходимых ресурсах, чтобы заботиться о теле и душе своего ребенка. Правильный уход за детьми, начиная с рождения и продолжая в детстве, гарантирует, что мозг ребенка хорошо растет и полностью раскрывает свой потенциал. CDC работает над тем, чтобы защитить детей, чтобы у их мозга было здоровое начало.

Важность опыта раннего детства для развития мозга

Дети рождаются готовыми к учебе и имеют множество навыков, которым нужно учиться в течение многих лет.Они зависят от родителей, членов семьи и других опекунов как от своих первых учителей, которые развивают необходимые навыки, чтобы стать независимыми и вести здоровую и успешную жизнь. На то, как растет мозг, сильно влияет опыт общения ребенка с другими людьми и миром. Забота о разуме имеет решающее значение для роста мозга. Дети растут и учатся лучше всего в безопасной среде, где они защищены от пренебрежения и от экстремальных или хронических стрессов. Внешняя икона с множеством возможностей для игр и исследований.

Родители и другие лица, осуществляющие уход, могут поддерживать здоровый рост мозга, разговаривая со своим ребенком, играя с ним и заботясь о нем. Дети лучше всего учатся, когда родители по очереди разговаривают и играют, и развивают навыки и интересы ребенка. Воспитание ребенка, понимание его потребностей и чуткое реагирование помогает защитить мозг ребенка от стресса. Общение с детьми и ознакомление их с книгами, рассказами и песнями помогает улучшить язык и общение детей, что помогает им учиться и добиваться успехов в школе.

Стресс и травмы могут иметь долгосрочные негативные последствия для детского мозга, тогда как разговоры, чтение и игры могут стимулировать рост мозга. Обеспечение родителей, опекунов и лиц, обеспечивающих уход за детьми младшего возраста, ресурсами и навыками для оказания безопасной, стабильной, заботливой и стимулирующей помощи является важной целью общественного здравоохранения.

Когда дети подвергаются риску, отслеживание развития детей и обеспечение того, чтобы они достигли основных этапов развития, может помочь обеспечить раннее обнаружение любых проблем и возможность для детей получить необходимое вмешательство.

Узнайте больше о поддержке опыта раннего детства:

Здоровое начало для мозга

Чтобы правильно учиться и расти, мозг ребенка должен быть здоровым и защищенным от болезней и других рисков. Содействие развитию здорового мозга можно начинать еще до беременности. Например, здоровая диета и правильные питательные вещества, такие как достаточное количество фолиевой кислоты, будут способствовать здоровой беременности и здоровой нервной системе у растущего ребенка. Прививки могут защитить беременных женщин от инфекций, которые могут нанести вред мозгу будущего ребенка.

Во время беременности мозг может подвергаться различным рискам, например, инфекционным заболеваниям, таким как цитомегаловирус или вирус Зика, воздействию токсинов, в том числе от курения или алкоголя, или когда беременные матери испытывают стресс, травмы или психические расстройства. как депрессия. Регулярное медицинское обслуживание во время беременности может помочь предотвратить осложнения, в том числе преждевременные роды, которые могут повлиять на мозг ребенка. Скрининг новорожденных может выявить состояния, которые потенциально опасны для мозга ребенка, такие как фенилкетонурия (ФКУ).внешний значок

Здоровый рост мозга в младенчестве по-прежнему зависит от правильного ухода и питания. Поскольку мозг детей все еще растет, они особенно уязвимы для травм головы, инфекций или токсинов, таких как свинец. Детские вакцины, такие как вакцина от кори, могут защитить детей от опасных осложнений, таких как отек мозга. Обеспечение родителям и опекунам доступа к здоровой пище и местам для жизни и игр, которые являются здоровыми и безопасными для их ребенка, может помочь им обеспечить более заботливый уход.

Узнайте больше о рекомендуемом уходе:

Что делает CDC для поддержки раннего здоровья мозга?

CDC стремится поддерживать здоровье мозга в раннем возрасте с помощью программ, основанных на фактических данных, и партнерства внутри сообществ. Ниже приведены лишь несколько примеров программ CDC, которые поддерживают раннее здоровье мозга:

Мозг: Созревание мозга новорожденного | Энциклопедия раннего детского развития

Введение

В последнее время исследованиям визуализации раннего развития человека уделяется больше внимания, поскольку улучшенные методы моделирования могут привести к более четкому пониманию происхождения, времени и природы различий в нарушениях развития нервной системы.Неинвазивная магнитно-резонансная томография (МРТ) позволяет получить трехмерные изображения головного мозга младенца менее чем за 20 минут с беспрецедентными анатомическими деталями и контрастом анатомии мозга , корковых и подкорковых структур и связности мозга. ^1,2,3 Повторение МРТ на разных этапах развития, например, через годичные интервалы, начиная с рождения, дает ученым возможность изучить траекторию роста мозга и сравнить индивидуальные траектории роста с нормативными моделями.Эти сравнения становятся очень актуальными в персонализированной медицине, где ранняя диагностика является критическим моментом для выбора времени и типов терапии.

Тема

Вопросы клинических исследований, связанные с детской нейровизуализацией, направлены на лучшее понимание изменчивости и пластичности раннего развития, а также различий между типичными и атипичными траекториями роста. Аналогичным образом, другие вопросы важны для ухода за пациентами: задержки созревания, ускоренный рост, атипичное развитие, в конечном итоге воссоединение с типичными траекториями, возможные эффекты в разные сроки созревания мозга, лучшее понимание процессов развития с учетом рисков психических заболеваний и возможности раннего диагноз.В конечном итоге, лучшее понимание динамических процессов развития мозга у здоровых и больных приведет к лучшему профилактическому уходу и большему количеству вариантов лечения.

Проблемы

Младенческая нейровизуализация ставит множество проблем, связанных с подготовкой субъектов к визуализации и выбором оптимальных параметров сканирования, учитывая строгие ограничения на минимально возможное время визуализации (предпочтительно ограниченное 15 и 20 минутами). Как правило, в исследованиях раннего развития мозга младенцам не вводят седативные препараты, поэтому оптимальная подготовка субъектов и родителей важна для получения высококачественных изображений, которые не искажаются движением объекта.

Анализ изображений связан с извлечением количественной информации из данных изображений, которые включают измерения объема головного мозга и спинномозговой жидкости, а также более подробные измерения подкорковых структур и локализованных областей коры. Из-за значительных различий в форме мозга, размерах и контрастных свойствах тканей у младенцев исследовательские лаборатории разработали специализированное программное обеспечение для анализа ^4,5,6 для учета региональных изменений контраста в быстро растущем мозге.

Контекст исследования

Расширенные возможности визуализации и обработки изображений позволили усовершенствовать исследования в области визуализации при анализе мозга младенцев и углубили наши представления о раннем росте мозга. ⁷ Получение подробной количественной информации об индивидуальном росте структур мозга и связности с помощью быстрых неинвазивных сканирований головного мозга будет способствовать ранней диагностике, принятию решений о раннем вмешательстве и ведении пациентов, а также улучшенному сравнению между группами здоровых младенцев и младенцев с психическими расстройствами или неврологическое заболевание.Таким образом, нейровизуализация становится новым инструментом для измерения in vivo подробных анатомических и функциональных свойств в течение первых нескольких лет развития человеческого мозга — информация, которая до сих пор была доступна только в ходе посмертных исследований мозга. Наиболее важно то, что способность отображать отдельных субъектов с течением времени приводит к траекториям роста клинически значимых измерений мозга. Это также радикально новая разработка, которая позволяет проводить новые клинические исследования для изучения динамического процесса раннего развития.

Ключевые вопросы исследования

Ключевым вопросом для развития науки о изображениях является вопрос о том, как объединить статистику с данными изображений, что является областью вычислительной анатомии. Хотя мы знаем, как анализировать и сравнивать стандартные измерения (например, рост, вес, окружность головы) и как рассчитывать продольную регрессию для прогнозирования изменения этих характеристик во времени, распространение аналогичной статистики на данные изображений требует значительных усилий в будущем.Ранний успех был достигнут благодаря новым концепциям, которые вычисляют среднее трехмерное изображение на основе группы данных изображения ⁸ и его расширения до возрастной регрессии, ⁹ , что приводит к непрерывной модели изображений мозга как функции возраста. Точно так же продольная регрессия форм структур мозга продемонстрировала, как можно количественно оценить замедленный или ускоренный рост. ¹⁰ Это исследование необходимо для ответа на вопросы о развитии мозга у здоровых младенцев и его отклонениях при наличии болезни.Изучая изменения анатомии мозга и связи белого вещества, новые методологии изучали созревание белого вещества мозга с помощью продольного анализа волоконных трактов, структур, которые тесно связаны с развитием когнитивных функций. ¹¹

Результаты последних исследований

Исследование 84 детей в возрасте 2-4 недель, 35 детей в возрасте 1 года и 26 детей в возрасте 2 лет ¹² показало, что общий объем мозга увеличился на 101% в первый год, а затем на 15% во второй год. .Основной рост в первый год был связан с серым веществом (149%) и, в меньшей степени, белым веществом (11%). Объем мозжечка увеличился на 240% в первый год, тогда как полушария головного мозга увеличились на 90%. Такой описательный анализ моделей роста в первый и второй год приведет к значительному улучшению понимания сроков и темпов роста структур мозга, которые тесно связаны с когнитивной функцией мозга.

При аналогичном нейровизуализационном анализе новорожденных, включая монозиготных (MZ) и дизиготных (DZ) близнецов, исследователи обнаружили значительные групповые различия во внутричерепном объеме на неонатальных МРТ, причем близнецы DZ демонстрируют значительно большую несогласованность, чем близнецы MZ. ¹³ Моделирование структурным уравнением использовалось для оценки аддитивного генетического, общего и уникального воздействия окружающей среды на структуру мозга. ¹⁴ Наследуемость внутричерепного объема составила 0,73, с более высоким значением для белого вещества (0,85) и более низким значением для серого вещества (0,56). Сравнивая эти исследования с существующими исследованиями детей старшего возраста, мы можем начать отвечать на вопросы о влиянии окружающей среды на траектории роста младенческого мозга.

Включая факторы риска психических заболеваний, исследователи обнаружили, что пренатальная легкая вентрикуломегалия может прогнозировать аномальное раннее развитие мозга у новорожденных ¹⁵ и служить симптомом нейропсихиатрических расстройств, связанных с увеличением желудочков. Аналогичное исследование было проведено для выявления структурных аномалий головного мозга в пренатальном и неонатальном периодах, связанных с генетическим риском шизофрении. ¹⁶ Результаты показали отсутствие серьезных аномалий у новорожденных из группы риска и пришли к выводу, что структурные аномалии головного мозга возникают во время постнатального развития мозга.

Эти исследования демонстрируют важность нейровизуализации и анализа изображений для оценки различий в развитии мозга между определенными возрастными группами, а также необходимость расширения перекрестных исследований на продольный анализ данных . Сюда входит информация о раннем развитии отдельных предметов.

Пробелы в исследованиях

В то время как прогресс в современной методологии нейровизуализации и анализа изображений стремительно развивается, существуют значительные пробелы в понимании взаимосвязи между наблюдаемыми данными визуализации и лежащей в основе нейробиологией и функцией человеческого мозга.Исследователи могут измерять и предоставлять больше данных, чем мы в настоящее время можем понять, и необходимы новые биоинформатические и статистические методологии, чтобы лучше понять, какая информация наиболее актуальна для ухода за пациентами. Измерения включают данные столь же разнородные, как данные изображений, генетическую информацию, поведенческие оценки, семейный анамнез, анализы крови и многое другое. Этот поток данных создает значительный разрыв между технологическими достижениями в сборе данных и их последующей интерпретацией и пониманием.

Выводы

Научное сообщество видит значительный прогресс в технологии нейровизуализации, связанной с исследованиями развивающегося мозга. В то время как первоначальные усилия были направлены на улучшение визуализации для определенного возрастного диапазона первых нескольких лет жизни, текущие исследования сосредоточены на продольных аспектах раннего роста мозга. Повторная визуализация в интересующем возрастном окне стала возможной только с новыми технологиями сканирования, которые обеспечивают неинвазивную визуализацию с коротким временем сканирования при одновременном увеличении пространственного разрешения и контрастности.Выявление траекторий роста мозга в дополнение к регулярным когнитивным оценкам даст клиницистам более четкое представление о созревании индивидуального мозга. Сравнение индивидуальных траекторий роста значительно отличается от поперечной оценки в определенные моменты времени, поскольку продольный анализ данных естественным образом включает корреляцию повторных измерений, тем самым сохраняя тонкие временные изменения по сравнению с поперечной вариабельностью.

Последствия для родителей, услуг и политики

Прогресс в области детской нейровизуализации и анализа связанных изображений улучшит наше понимание здорового развития и возможного риска психических заболеваний и расстройств мозга.Есть большая надежда, что эта дополнительная информация приведет к более точной ранней диагностике, так что оптимальное терапевтическое вмешательство, которое можно начать как можно раньше, с целью согласовать возможный атипичный путь развития с типичной траекторией. Например, исследование аутизма, ^17,18 , является одной из основных областей клинических исследований, в которой усилились усилия по изучению раннего развития мозга. Следуя практике персонализированной медицины, могут быть разработаны индивидуальные планы лечения для оптимального обслуживания пациента.Таким образом, неинвазивная нейровизуализация станет важным инструментом для сбора важной информации о вариабельности развития человеческого мозга, оценки индивидуальных моделей роста и потенциального определения структурных коррелятов с критическими периодами когнитивного развития человека. В конечном итоге ранняя диагностика и вмешательство могут привести к улучшению ведения пациентов, успешной профилактике и снижению затрат на здравоохранение.

Каталожные номера:

1. Лин В, Ан Х, Чен Й, Николас П., Чжай Дж., Гериг Дж., Гилмор Дж., Буллит Э.Практическое рассмотрение 3Т изображений. Magn Reson Imaging Clin N Am. ноябрь 2003 г .; 11 (4): 615-39, vi.
2. Гилмор Дж. Х., Чжай Дж., Уилбер К., Смит Дж. К., Лин В., Гериг Г. Магнитно-резонансная томография головного мозга 3 Тесла у новорожденных. Psychiatry Res. 15 ноября 2004 г .; 132 (1): 81-5.
3. Чжай Г., Линь В., Уилбер К.П., Гериг Г., Гилмор Дж. Х. Сравнение региональной диффузии белого вещества у здоровых новорожденных и взрослых с использованием головного МРТ сканера 3T. Радиология. декабрь 2003 г .; 229 (3): 673-81.
4. Гериг Г., Прастава М., Лин В., Гилмор Дж. Оценка раннего развития мозга у новорожденных путем сегментации 3Т МРТ с высоким разрешением. Конспект лекций по информатике LNCS № 2879, стр. 979-980, ноябрь 2003 г.
5. Prastawa M, Gilmore JH, Lin W, Gerig G. Автоматическая сегментация МРТ-изображений развивающегося мозга новорожденного. Med Image Анал . 2005 Октябрь; 9 (5): 457-66.
6. Юшкевич П.А., Пивен Дж., Хазлетт Х.С., Смит Р.Г., Хо С., Джи Дж. К., Гериг Г. Управляемая пользователем трехмерная активная контурная сегментация анатомических структур: значительно повышенная эффективность и надежность. Нейроизображение . 2006, 1 июля; 31 (3): 1116-28. Epub 2006 20 марта.
7. Гилмор Дж. Х., Лин В., Гериг Г. Развитие мозга плода и новорожденного. Am J Psychiatry. Декабрь 2006 г .; 163 (12): 2046.
8. Джоши С., Дэвис Б., Джомьер М., Гериг Г. Построение несмещенного диффеоморфного атласа для вычислительной анатомии. Нейроизображение . 2004; 23 Приложение 1: S151-60.
9. Дэвис Б., Флетчер П. Т., Буллит Э., Джоши С. Регрессия формы популяции на основе данных случайного расчета. Международный журнал компьютерного зрения , 2010; 90 (2) :.255-266.
10. Дуррлеман С., Пеннек Х, Труве А., Гериг Г., Аяче Н., Оценка пространственно-временного атласа для обнаружения задержки развития в наборах продольных данных. Med Image Comput Comput Assist Interv. 2009; 12 (Pt 1): 297-304.
11. Goodlett CB, Fletcher PT, Gilmore JH, Gerig G. Групповой анализ статистики волоконного тракта DTI с приложением к нейроразвитию. Нейроизображение . 2009 Март; 45 (1 Прил.): S133-42. Epub 2008 14 ноября
12. Knickmeyer RC, Gouttard S, Kang C, Evans D, Wilber K, Smith JK, Hamer RM, Lin W, Gerig G, Gilmore JH.Структурное МРТ-исследование развития мозга человека от рождения до 2 лет. J Neurosci. 19 ноября 2008 г .; 28 (47): 12176-82.
13. Мукерджи Н., Канг С., Вулф Х.М., Херцберг Б.С., Смит Дж. К., Лин В., Гериг Г., Хамер Р. М., Гилмор Дж. Х. Несоответствие пренатального и неонатального развития мозга у близнецов. Ранний Хум Дев . 2009 Март; 85 (3): 171-5. Epub 2008 19 сентября.
14. Гилмор Дж. Х., Шмитт Дж. Э., Никмейер Р. К., Смит Дж. К., Лин В., Стайнер М., Гериг Г., Нил М. С., Генетический и экологический вклад в структуру мозга новорожденных: исследование близнецов., Hum Brain Mapp . 2010 августа; 31 (8): 1174-82.
15. Gilmore JH, Smith LC, Wolfe HM, Hertzberg BS, Smith JK, Chescheir NC, Evans DD, Kang C, Hamer RM, Lin W, Gerig G. Пренатальная легкая вентрикуломегалия прогнозирует аномальное развитие головного мозга новорожденных. Биологическая психиатрия . 15 декабря 2008 г .; 64 (12): 1069-76. Epub 2 октября 2008 г.
16. Gilmore JH, Kang C, Evans DD, Wolfe HM, Smith JK, Lieberman JA, Lin W, Hamer RM, Styner M, Gerig G. Пренатальная и неонатальная структура мозга и созревание белого вещества у детей с высоким риском шизофрении. Ам Дж. Психиатрия . 2010 сентябрь; 167 (9): 1083-91. Epub 1 июня 2010 г.
17. Belmonte MK, Mazziotta JC, Minshew NJ, Evans AC, Courchesne E, Dager SR, Bookheimer SY, Aylward EH, Amaral DG, Cantor RM, Chugani DC, Dale AM, Davatzikos C, Gerig G, Herbert MR, Lainhart JE, Murphy Д.Г., Пивен Дж., Рейсс А.Л., Шульц Р.Т., Зеффиро Т.А., Леви-Перл С., Лайончере С., Коламарино С.А. Предлагаем поделиться: как соединить головы в нейровизуализации аутизма. Дж. Аутизм Дев Дисорд . 2008 Янв; 38 (1): 2-13. Epub 2007 9 марта.
18. Hazlett HC, Poe MD, Lightbody AA, Gerig G, Macfall JR, Ross AK, Provenzale J, Martin A, Reiss AL, Piven J. Различение неоднородности аутизма: одинаковое поведение, разные мозги у малышей с синдромом ломкой Х-хромосомы и аутизм. J Neurodev Disord. 1 марта 2009 г .; 1 (1): 81-90.

Мозг вашего ребенка: как родители могут поддержать здоровое развитие

• Мозгу вашего ребенка нужна прочная основа.
• Любовные, постоянные, позитивные отношения помогают укрепить здоровье мозга и защитить мозг вашего ребенка от негативных последствий стресса.
• Повседневный опыт помогает сформировать мозг вашего ребенка — от повседневных дел до людей, с которыми он контактирует.

Мозг вашего ребенка строится с течением времени: он начинается во время беременности и продолжается до раннего взросления. И, как и зданию, ему нужен прочный фундамент.

Мозг состоит из нескольких различных областей, которые контролируют все, что мы делаем — от слуха и ходьбы до решения проблем и того, как мы себя чувствуем.В каждой области есть миллионы клеток мозга или нейронов. Эти нейроны общаются друг с другом, передавая химические сообщения через крошечные пространства, называемые синапсами. Поскольку сообщения повторяются снова и снова, создается больше ссылок и формируются «нейронные пути». Думайте об этих путях как о проводке мозга. В первые годы жизни эти связи развиваются чрезвычайно быстрыми темпами.

Так как же происходит это развитие? Здесь на помощь приходят родители. Вы можете помочь своему ребенку развиваться здоровым образом.Для этого не нужны специальные игрушки или оборудование, и это проще, чем вы думаете!

Знаете ли вы…?

• Мозговые проводники вашего ребенка не полностью подключены при рождении. Он очень активен, меняется и развивается в ответ на то, что происходит вокруг них. Именно повседневный опыт — такие действия, как игра, чтение, обучение, взаимодействие и реакция людей — помогает развивать мозг вашего ребенка.
• От того, насколько хорошо будет организована вся проводка, то есть как будет развиваться мозг вашего ребенка, будет зависеть его способность изучать язык, решать проблемы и хорошо учиться в школе.В более позднем возрасте это может повлиять на их физическое и эмоциональное здоровье, а также на то, как они ладят с другими людьми.
• Отношения имеют решающее значение . Любовные, последовательные и позитивные отношения помогают укрепить здоровье мозга и защитить мозг вашего ребенка от негативных последствий стресса.
• Даже очень маленькие младенцы могут испытывать стресс, когда места, где они живут и играют, кажутся небезопасными или пугающими. «Токсический» стресс — который намного серьезнее кратковременного повседневного стресса — вызван постоянными проблемами, такими как крайние семейные конфликты, бедность, жестокое обращение, пренебрежение, подвергание насилию, наличие одного из родителей, злоупотребляющих наркотиками или алкоголем, или наличие родитель с нелеченным психическим заболеванием.Токсический стресс вреден для развивающегося мозга вашего ребенка. Это может привести к физическим, обучающим и эмоциональным проблемам в детстве, и эти проблемы могут сохраняться и во взрослой жизни. Если вас беспокоит ситуация в вашем доме, поговорите со своим врачом или лечащим врачом вашего ребенка.

Потребности развивающегося мозга вашего ребенка:

• Отзывчивый, заботливый, положительный опыт : Повседневные впечатления помогают формировать мозг вашего ребенка — от повседневных дел до людей, с которыми ваш ребенок контактирует.Младенцы должны жить и играть в здоровом пространстве, где есть возможность учиться и расти. И им нужно, чтобы вы научились распознавать, когда они устали, или голодны, или испытывают стресс, или хотят, чтобы вы их обняли или обняли. Теплая и предсказуемая реакция на вашего ребенка и создание распорядка дня помогают малышам чувствовать себя в безопасности. Это показывает им, что они могут рассчитывать на вас, когда они больны, расстроены или огорчены, и что вы можете удовлетворить их потребности. Младенцы нуждаются в том, чтобы их родители и опекуны реагировали на них с любовью, заботой и последовательностью.
• Развлекательные мероприятия : Говорить, читать и петь своему ребенку — все это забавные и простые способы помочь ему расти. То же самое и с простыми играми, такими как полежать немного на животик со своим маленьким ребенком или поиграть в прятки со своим 5-месячным ребенком.
• Хорошее питание : Если вы можете кормить грудью, грудное молоко — это лучшая еда, которую вы можете давать своему ребенку в течение первых 6 месяцев жизни (и намного позже, с добавлением прикорма). Кормите ли вы грудью или пользуетесь смесью, считайте время кормления также временем для развития мозга: зрительный контакт, улыбка и контакт с кожей — все это положительный опыт.По мере роста вашего ребенка обязательно предлагайте продукты, богатые железом, и продукты с различными питательными веществами, например фрукты и овощи (ссылки на ресурсы по здоровому питанию см. Ниже).
• Вашему малышу не нужны дорогие игрушки . Любящие улыбающиеся лица взрослых, которые им откликаются, — лучшие игрушки КОГДА-ЛИБО. Многие электронные игрушки и шоу продаются как «обучающие» для младенцев. Но нет никаких исследований, подтверждающих утверждения о том, что эти продукты помогают младенцам учиться. Просмотр экрана пассивный .Младенцам необходимо активно взаимодействовать с вами и другими людьми в их жизни и исследовать их мир. Детям младше 2 лет экранное время не рекомендуется.

Что ты умеешь?

• Отвечайте своему ребенку . Это особенно важно, когда ваш ребенок болен, голоден, расстроен или ему просто нужно немного утешения. Но младенцы также обращаются к вам бесчисленным количеством позитивных способов — лепетом, издавая звуки или улыбаясь. Когда вы отвечаете с любовью и последовательно, вы помогаете мозгу вашего ребенка развиваться.
• Обеспечьте безопасный и любящий дом для вашего ребенка . Разработайте распорядок дня, на который может рассчитывать ваш ребенок. Сохраняйте спокойствие в доме.
• Помогите малышу исследовать окружающую среду как внутри, так и снаружи . Игра помогает детям учиться, а вы — первый товарищ по играм для вашего ребенка. Игра в простые игры поможет им узнать больше о людях и окружающем мире. И не забывайте разговаривать с малышом, когда вы занимаетесь повседневными делами. Расскажите ребенку, что происходит, укажите на интересные вещи, которые вы видите вместе, и помогите ему развить другие чувства — слух, осязание, вкус и обоняние.
• Регулярно ухаживайте за своим ребенком . Ваш ребенок должен регулярно посещаться врачом. Своевременно обновляйте вакцины и поговорите со своим врачом о разработке и о том, чего ожидать дальше.
• Развивать связи с общественностью . Узнайте об услугах и программах, доступных в вашем районе. Во многих общинах есть агентства или центры, которые обслуживают молодые семьи. Игровые группы и открытые встречи — отличные места для встреч с другими родителями, и у многих есть навещающие специалисты, которые могут ответить на вопросы.Если вы не знаете, куда идти, попробуйте обратиться в местный общественный центр, публичную библиотеку, отдел общественного здравоохранения или программу семейных ресурсов.
• Выбирайте качественные детские сады . Когда вам нужно быть далеко от вашего ребенка, убедитесь, что вы оставите его с опекуном, который будет заботиться о вашем ребенке, как вы. Выберите человека, которому вы доверяете, который будет реагировать на эмоциональные потребности вашего ребенка и обеспечит безопасную и здоровую среду с возможностью учиться и расти.
• Обращайтесь, если вам нужна помощь .Если вы чувствуете стресс, подавленность, депрессию или вам нужна помощь в уходе за ребенком, не бойтесь обращаться за помощью. Поговорите со своим врачом, семьей или обратитесь в местное общественное учреждение.

Дополнительная информация в CPS

Проверено следующими комитетами CPS

• Комитет по психическому здоровью и порокам развития
• Консультативный комитет по государственному образованию

Последнее обновление: октябрь 2017 г.

Как развивается мозг вашего ребенка

Опыт и отношения, которые складываются у вашего ребенка в ранние годы, помогают формировать взрослого, которым он станет.Создание благоприятной, любящей среды, наполненной теплыми и нежными взаимодействиями, помогает мозгу вашего ребенка развиваться и закладывает основу для будущего развития и обучения вашего ребенка.

Развитие мозга вашего ребенка

Человеческий мозг состоит из 3 основных частей:

Ствол мозга и мозжечок — они соединяют головной мозг со спинным мозгом и контролируют дыхание тела, частоту сердечных сокращений, кровяное давление, равновесие и рефлексы.

Лимбическая система — расположена на вершине ствола мозга и отвечает за множество различных функций, включая эмоции, жажду, голод, память, обучение и суточные ритмы тела.

Кора головного мозга — состоит из левого и правого полушария и находится над лимбической системой. Кора головного мозга содержит:

• затылочная доля — для зрения
• височная доля — для слуха, речи и социального взаимодействия
• лобная доля — для памяти, саморегуляции, планирования и решения проблем
• теменная доля — для телесных ощущений, таких как боль, давление, тепло и холод

Диаграмма, показывающая различные части мозга.

Мозг вашего ребенка развивается с тех пор, как он был в вашей утробе. В первом триместре формируются нервные связи, которые позволяют вашему ребенку двигаться в утробе матери, а во втором триместре формируется больше нервных связей и мозговой ткани.

В третьем триместре кора головного мозга начинает заменять ствол головного мозга, подготавливая вашего ребенка к будущему обучению.

К тому времени, когда ваш ребенок родится, он может слышать (они узнают ваш голос!) И немного видеть.Их мозг будет продолжать расти и развиваться в течение многих лет.

Любовные отношения и стимулирующий опыт жизненно важны для развития вашего ребенка, поскольку они дают ему возможность общаться, двигаться и узнавать о своем мире.

Как вы можете помочь развитию мозга вашего ребенка

Мозг вашего ребенка развивается в результате его использования, когда ребенок взаимодействует, наблюдает и делает что-то.

Вы можете помочь развитию вашего ребенка, создав стимулирующую среду с помощью различных видов деятельности, которые предлагают вашему ребенку возможность поиграть.Именно через игру они приобретают такие важные навыки, как разговор, слушание, движение, мышление, решение проблем и общение.

Вы можете играть и проводить время с малышом по:

• вместе петь
• чтение книг
• говорит о том, что вы делаете, и видите
• играет в такие игры, как peekaboo

Создание теплой, любящей среды помогает вашему ребенку чувствовать себя в безопасности и любимым, что способствует развитию мозга. Ежедневные моменты, такие как принятие ванны и прием пищи, — это прекрасная возможность узнать друг друга и построить отношения.

Именно эти моменты помогают мозгу вашего ребенка формировать новые связи, что, в свою очередь, подготавливает его к следующему этапу его развития.

Другие вещи, которые понадобятся вашему ребенку, включают:

• здоровое питание — способствует росту клеток. Хорошая пища для вашего ребенка — это грудное молоко (или смесь) и, когда ваш ребенок будет готов к твердой пище, сбалансированная диета из свежих овощей, фруктов, злаков, молочных продуктов и белков (таких как мясо, курица и яйца)
• движение и активность — развивает моторику и позволяет им исследовать свое окружение, что помогает им думать и учиться
• любовные отношения и взаимодействие с другими — развитие коммуникативных навыков и понимания окружающего мира
• сна — все младенцы разные и спят по-разному в разное время.Но работа с ребенком, чтобы помочь ему уснуть, поможет его развитию

Где получить помощь и поддержку

Если ваш ребенок не достигает контрольных показателей, указанных в его истории болезни, или если вы считаете, что что-то не так с зрением, слухом, общением, поведением, движением или ростом вашего ребенка, обратитесь к врачу или к медсестре-медсестре. . Вы также можете позвонить по телефону службы беременности, родов и новорожденных по номеру 1800 882 436, чтобы поговорить с медсестрой по охране здоровья матери и ребенка.

Почему возраст 2–7 лет так важен для развития мозга

Когда Альберт Эйнштейн был ребенком, мало кто — если таковой вообще был — ожидал того замечательного вклада, который он внесет в науку.Его речевое развитие задерживалось, из-за чего родители беспокоились до того, что обратились к врачу. Его сестра однажды призналась, что Эйнштейн «испытывал такие трудности с языком, что окружающие боялись, что он никогда не выучит его». Как этот ребенок прошел путь от потенциальной задержки в развитии до того, чтобы стать, ну, ну, Эйнштейном?

Часть ответа на этот вопрос символизирована в двух подарках, которые Эйнштейн получил от каждого из своих родителей, когда ему было 5 лет. Когда Эйнштейн весь день пролежал в постели от болезни, отец подарил ему компас.Для Эйнштейна это было загадочное устройство, пробудившее в нем интерес к науке. Вскоре после этого мать Эйнштейна, талантливая пианистка, подарила Эйнштейну скрипку. Эти два дара бросили вызов мозгу Эйнштейна в самый подходящий момент.

Детский мозг развивается скачками, называемыми критическими периодами. Первый возникает примерно в возрасте 2 лет, а второй — в подростковом возрасте. В начале этих периодов количество связей (синапсов) между клетками мозга (нейронами) удваивается.У двухлетних детей синапсов в два раза больше, чем у взрослых. Поскольку в этих связях между клетками мозга происходит обучение, вдвое больше синапсов позволяет мозгу учиться быстрее, чем в любое другое время жизни. Таким образом, опыт детей на этом этапе имеет длительное влияние на их развитие.

Этот первый критический период развития мозга начинается примерно в 2 года и заканчивается примерно в 7 лет. Он дает прекрасную возможность заложить основу для целостного образования для детей.Четыре способа максимизировать этот критический период включают в себя поощрение любви к обучению, сосредоточение внимания на широте, а не на глубине, обращении внимания на эмоциональный интеллект и не относиться к образованию детей младшего возраста только как к предшествующему «настоящему» обучению.

Развивайте любовь к учебе

Детям младшего возраста необходимо получать удовольствие от процесса обучения, а не сосредотачиваться на успеваемости. Педагоги и родители могут подчеркнуть радость пробовать новые занятия и узнавать что-то новое. Нам нужно помочь детям понять, что ошибки — это долгожданная, нормальная часть обучения.

Этот период также является временем для формирования установки на рост — веры в то, что таланты и способности развиваются посредством усилий, а не закрепляются врожденно. Педагогам следует избегать навешивания ярлыков на детей или универсальных заявлений об их способностях. Даже такие комплименты, как «Ты такой умный», контрпродуктивны. Вместо этого сделайте упор на настойчивость и создайте безопасное пространство для обучения. Дети научатся любить обучение, если мы будем проявлять энтузиазм по поводу процесса, а не зацикливаться на результатах.

Сосредоточьтесь на ширине, а не на глубине

Один из способов избежать сосредоточения внимания на результатах на этом этапе развития — сделать упор на широту развития навыков, а не на глубину. Предоставление детям разнообразных занятий закладывает основу для развития навыков в различных областях. Это время, чтобы привлечь детей к музыке, чтению, спорту, математике, искусству, естественным наукам и языкам.

В своей книге « Диапазон » Дэвид Эпштейн утверждает, что широта опыта часто упускается из виду и недооценивается.В какой-то момент жизни может быть уместно сосредоточиться на совершенстве в одном деле. Но люди, которые преуспевают в нашем быстро меняющемся мире, — это те, кто первыми учится рисовать из разных областей и мыслить творчески и абстрактно. Другими словами, нашему обществу нужны разносторонние люди.

Разносторонность особенно важна для детей от 2 до 7 лет. Их развивающийся мозг готов к освоению самых разных навыков. Этот «период выборки», как его называет Эпштейн, является интегральным.Это окно, в течение которого можно развивать детский кругозор. У них будет достаточно времени, чтобы специализироваться позже.

Не упускайте из виду эмоциональный интеллект

Да, мы хотим, чтобы дети хорошо читали и изучали основы математики. Но нельзя сбрасывать со счетов эмоциональный интеллект. Преимущества обучения в этот первый критический период развития мозга должны распространяться на такие навыки межличностного общения, как доброта, сочувствие и командная работа.

Дэниел Сигел и Тина Пейн Брайсон объясняют важность развития у детей сочувствия в своей книге « Целый мозг ребенка ».Сочувствие начинается с признания своих чувств. Поэтому они предлагают помочь детям этой возрастной группы сначала обозначить свои эмоции («Мне грустно»), а затем рассказать историю о том, что заставило их так себя чувствовать («Мне грустно, потому что я хотел мороженое, а вы сказали нет») . Когда дети научатся называть эмоции ярлыками, педагоги могут начать задавать вопросы, побуждающие их учитывать чувства других.

Один из способов поощрения заботы о других — это вовлекать детей в то, что взрослые делают для других.Даже позволяя маленьким детям помогать по хозяйству, они могут стать более отзывчивыми и внимательными людьми.

Не относитесь к образованию детей младшего возраста как к предшествующему «настоящему» обучению

Детский мозг может уникальным образом усваивать информацию во время этой критической фазы. Если под интеллектом понимается способность учиться, дети в возрасте от 2 до 7 лет могут быть самыми умными людьми на планете.

Исследования показывают, что некоторым навыкам нельзя так же хорошо научиться после этого первого критического периода развития мозга.Например, исследования показывают, что дети этого возраста лучше всего подходят для изучения моделей языкового развития, что позволяет им овладеть вторым языком на том же уровне, что и родной. Однако по достижении детьми 8-летнего возраста их уровень владения языком снижается, и на втором языке говорят не так хорошо, как на родном. Такой же эффект возраста наблюдается при изучении музыкальных способностей, таких как абсолютный слух.

Примечательно, что родители Эйнштейна не записали его на уроки физики — области, которая должна была привести его к Нобелевской премии.Вместо этого отец Эйнштейна включил его в свою работу инженером. Его мать записала его на уроки игры на скрипке, потому что хотела, чтобы он любил и ценил музыку. Оба занятия работали на целостное развитие его молодого ума. Заманчиво думать о дошкольном образовании как о предшественнике «настоящего» образования. Но, возможно, именно эти годы имеют наибольшее значение.

факторов питания в развитии мозга плода и младенца — FullText — Annals of Nutrition and Metabolism 2019, Vol. 75, Прил.1

Абстрактные

Развитие мозга плода и младенца определяет траекторию движения организма на протяжении всей жизни. Оптимальное питание матери и ребенка в период быстрого развития мозга жизненно важно для целостности нервного субстрата для последующих функций на протяжении всей жизни. Цель этого обзора — ознакомить читателя с влиянием питания плода и младенца на развивающийся мозг человека. Обзор литературы показывает 6 питательных веществ, которые были изучены в отношении питания матери и последующего развития мозга потомства: фолиевая кислота, йод, железо, витамин D, холин и докозагексаеновая кислота (DHA; 22: 6n-3).Исследование обсуждается с упором на определение времени потребности в питательных веществах (до зачатия, пренатально и послеродовой период), а также на возможные мешающие и ненаблюдаемые переменные.

© 2020 S. Karger AG, Базель

---

Ключевые сообщения

• Питание матери является неотъемлемой частью развития мозга плода и, при грудном вскармливании, грудного ребенка.

• Эффекты питания зависят от времени, серьезности и продолжительности дефицита или достаточности.

• Генетика и эпигенетика определяют индивидуальные потребности в питательных веществах и их метаболизм.

• Питательные вещества работают вместе синергетическим образом на благо организма.

Введение

Мозгу, который, вероятно, является одним из самых важных органов тела, для оптимального функционирования требуется высокий уровень питания. Фактически, использование глюкозы составляет 60% от общего количества глюкозы в организме. Во время развития необходимо правильное питание матери и ребенка, чтобы гарантировать целостность нервных субстратов.Как подробно описано в другом месте [1], последствия дефицита питательных веществ зависят от времени, дозы и продолжительности: в какой момент развития возник дефицит; насколько это было тяжело; и как долго это длилось? У каждого нутриента есть свой период, когда его недостаток может вызвать проблемы с развитием; этот период известен как чувствительный период. То есть организм особенно чувствителен к дефициту определенного питательного вещества в определенное время. Если дефицит серьезный и длительный, проблемы могут быть разрушительными и необратимыми.В этом обзоре будут обсуждены известные важные аспекты питания матери и ребенка, которые способствуют развитию и функционированию мозга. Следует отметить, что питание матери является неотъемлемой частью других важных аспектов человеческого развития, таких как продолжительность беременности, ограничение внутриутробного развития и другие исходы родов, которые здесь не рассматриваются. Цель этого обзора — ознакомить читателя с влиянием питания плода и младенца на развивающийся мозг человека.

Обзор литературы показывает 6 питательных веществ, которые были изучены в отношении питания матери и последующего развития мозга потомства: фолиевая кислота, йод, железо, витамин D, холин и докозагексаеновая кислота (DHA; 22: 6n-3).В таблице 1 приведены примеры источников этих питательных веществ. Здесь будут обобщены исследования, связанные с этими питательными веществами, а также несколько основных концепций, но охват не будет исчерпывающим.

Таблица 1.

Примеры природных источников избранных питательных веществ

Важность питания матери до зачатия

Ведущие половую жизнь женщины детородного возраста должны знать, что питание важно до зачатия . Как уже упоминалось, время является обязательным.В первые несколько недель беременности, когда большинство женщин не знают, что они беременны, зигота растет с невероятной скоростью. Правильное питание способствует быстрому делению клеток, развитию поддерживающих структур, таких как плацента, имплантация и закрытие нервной трубки, которые происходят в первые несколько недель. Таким образом, для женщин детородного возраста важно иметь необходимые питательные вещества на случай непредвиденной беременности. Направление исследований пищевых потребностей до зачатия было вызвано проблемами развития.В частности, была проделана работа по документированию эффектов фолиевой кислоты в предотвращении проблем во время нейруляции и йода в профилактике кретинизма.

Фолиевая кислота

Распространенность дефектов нервной трубки (ДНТ) составляет 1–10 на 1000 живорождений с более высокой распространенностью среди нежизнеспособных беременностей [2]. Тяжесть последствий варьируется от анэнцефалии, которая обычно приводит к летальному исходу, до бессимптомных закрытых поражений позвоночника. В 1964 году было высказано предположение, что фолиевая кислота может быть задействована [3], отчасти из-за более высокой распространенности среди малообеспеченных и потенциально недоедающих групп населения.Доказано, что добавление поливитаминов, содержащих фолиевую кислоту, начиная с 28 дней до зачатия, снижает частоту ДНТ по сравнению с контрольной группой без добавок [4], и аналогичным образом рецидивы значительно уменьшаются с помощью добавок до зачатия [5]. Важно отметить, что при классификации женщин по качеству их рациона только те, кто придерживался неадекватного питания, рожали детей с ДНТ [6]. Основываясь на растущем количестве данных, лица, определяющие политику, установили потребность в фолиевой кислоте для женщин детородного возраста, а в Соединенных Штатах фолиевая кислота была добавлена ​​в продукты питания в 1998 году.Новые данные свидетельствуют о том, что фолиевая кислота не может быть основным витамином B в улучшении NTD [7]. Данные, собранные Shaw et al. [7] предполагают, что риск NTD в наибольшей степени снижается при высоком приеме метионина, холина и бетаина в комбинации, а не только при приеме фолиевой кислоты (рис. 1). Таким образом, хотя добавление фолиевой кислоты снизило частоту ДНТ, общее оптимальное питание важно до зачатия.

Рис. 1.

Данные Shaw et al.[7] о риске рождения ребенка с расстройствами нервной трубки, когда предварительная диета находится в наивысшем квартиле для фолиевой кислоты, фолиевой кислоты с холином, холина с метионином, холина с бетаином и холина с метионином и бетаином.

Йод

Основной причиной когнитивных проблем у детей во всем мире является дефицит йода у матери. Йод необходим (это означает, что его нужно получать с пищей) и используется в производстве гормонов щитовидной железы. Во время беременности потребность в йоде увеличивается, потому что существует повышенная потребность в гормонах щитовидной железы (щитовидная железа плода не начинает работать до второго триместра), в передаче материнского йода плоду на протяжении всей беременности и в почечном клиренсе йода.Если в первые несколько дней или недель беременности у женщины наблюдается серьезный дефицит, у ребенка возникает кретинизм, который характеризуется умственной отсталостью, глухотой и двигательными спазмами рук и ног. Серьезность проблемы зависит от серьезности дефицита. Считается, что кретинизм возникает из-за неспособности матери вырабатывать достаточное количество гормона щитовидной железы в те решающие первые несколько недель, когда щитовидная железа плода еще не функционирует. Поскольку гормоны щитовидной железы участвуют в нейрогенезе и миграции нейронов, а также в некоторых других нейрональных процессах, последствия дефицита йода могут повсеместно распространяться на мозг.

В развивающихся странах было проведено несколько исследований по добавлению йода. В исследовании, проведенном в Эквадоре, одна деревня обрабатывалась йодом, а другая действовала в качестве контроля. Средние IQ детей, родившихся в обработанной деревне, были выше по сравнению с контрольной деревней, но что интересно, если лечение проводилось до беременности или в 1-м триместре, разница в IQ составляла полные 11 баллов [8]. Ученые, работающие в Новой Гвинее, делали инъекции физиологического раствора или йода [9]. В группе без лечения уровень кретинизма составлял 9%, а в группе лечения — всего 2%.Анализы показали, что 6 из 7 кретинов в группе, получавшей лечение, были рождены матерями, которые получали лечение на поздних сроках беременности. Таким образом, лечение должно проводиться на ранних сроках беременности, и поскольку большинство женщин не знают, что они беременны в первые несколько недель, обязательно, чтобы достаточность йода была достигнута до зачатия . Программы йодирования соли действуют во всем мире, но из-за высокой стоимости йодированной соли результаты оказались не такими распространенными, как ожидалось.

Резюме

Фолиевая кислота и йод являются наиболее существенными примерами необходимости полноценного питания матери до зачатия.Скорее всего, будет обнаружено, что другие питательные вещества оказывают такое же глубокое воздействие. Таким образом, сексуально активным женщинам детородного возраста следует посоветовать установить здоровые пищевые привычки, чтобы их уровни питания были стабильными и оптимальными. Важно отметить, что фолиевая кислота и йод необходимы на протяжении всей беременности. В следующем разделе подробно описаны другие питательные вещества, которые были исследованы на предмет их полезности для развития плода.

Важность питания матери во время беременности

Нервное развитие плода зависит от питательной среды в утробе матери . Плод, развивающийся в неоптимальной среде, компенсирует это за счет адаптации метаболических систем к ожидаемому внешнему миру. Эта адаптация известна как «программирование плода» и считается частично ответственной за прогрессирование болезни во взрослой жизни [10]. Например, материнское ожирение во время беременности связано с инсулинорезистентностью и, таким образом, с нарушением обмена веществ во взрослом возрасте [11]. Несмотря на то, что полный обзор гипотезы о происхождении здоровья и болезней (DOHaD) в процессе развития выходит за рамки данной статьи, эта концепция важна для ее тезиса: раннее программирование питания эффективно подготавливает плод и младенца к будущему миру на основе прогноз питательных веществ, которые будут доступны.Ярким примером является голландский голод 1944 года. У потомков женщин, которые были беременны во время голода и, таким образом, не могли обеспечить своих плодов достаточным количеством питательных веществ в утробе матери, во взрослом возрасте развились значительно более высокие уровни сердечно-сосудистых заболеваний, ожирения и т. Д. и диабет у взрослых по сравнению с потомством матерей, которые получали достаточное питание во время беременности [12]. Программирование плода в этом примере подготовило бы плод эпигенетически к миру с ограниченным питанием.Затем, когда голод разрешен, ребенок, ранее запрограммированный на голод, получил бы доступ к обильному питанию, и система испытала бы несоответствие между условиями питания в дородовой и послеродовой периоды. DOHaD предсказывает, что это несоответствие может привести к прогрессированию болезни. Таким образом, питание матери может иметь глубокое и продолжительное влияние на развивающийся плод. Далее будет подробно рассказано о важности материнского витамина D, железа, DHA и холина.

Витамин D

Дефицит витамина D у матери был тщательно изучен на предмет его влияния на развивающийся мозг плода, поскольку рожденные зимой имеют более высокий риск развития шизофрении [e.г., 13]. Плод полностью зависит от снабжения матери витамином D [14]. Когда у матери дефицит, у плода возникает недостаток. Ученые, использующие модели на животных, показали, что дефицит витамина D приводит к морфологически разным мозгам у потомства: витамин D играет роль в размере мозга, размере желудочков, пролиферации клеток и передаче сигналов фактора роста [15]. На сегодняшний день все исследования на людях носят корреляционный характер; было бы неэтично рандомизировать женщин, чтобы они оставались дефицитными на протяжении всей беременности.

Влияние дефицита витамина D у матери на IQ неоднозначно. В то время как лучшие результаты в возрасте 7 лет по шкале интеллекта Векслера для детей (WISC) были связаны с лучшим статусом витамина D у матери и витамином D в пуповинной крови [16], лучший статус витамина D во время беременности не предсказывал лучших результатов по Kaufman Brief. Тест интеллекта (KBIT) в возрасте 5 лет [17] или по сокращенной шкале интеллекта Векслера (WABI) в возрасте 9 лет [18]. Улучшение гестационного статуса витамина D связано с улучшением языковых способностей в возрасте 5 и 10 лет [19].В одном из немногих исследований, в которых оценивалось развитие малышей, исследователи сообщили о взаимосвязи между психомоторной и ментальной подшкалами по шкале развития младенцев Бейли (BSID): более высокий статус витамина D на 13,5 неделе беременности был связан с более высокими баллами по шкале BSID у детей. 14-месячные [20]. Наконец, статус витамина D у матери был связан с риском синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), при этом более низкий уровень витамина D у матери прогнозировал более высокий риск развития СДВГ у ребенка [21].

Безусловно, основная часть исследований страдает от непоследовательности оценок и сроков исследования, как это часто бывает при эпидемиологическом анализе установленных наборов данных. Кроме того, что, возможно, более важно, женщины с дефицитом витамина D обычно имеют более низкий социально-экономический статус и, как таковые, будут более восприимчивы к вирусам, с большей вероятностью будут потреблять тератогенные вещества (например, табак и алкоголь) и будут чаще всего недоедают.

Железо

Дефицит железа — проблема номер один в области питания в мире. Последствия дефицита железа приводят к потере миллиардов производительности ежегодно. Человек может иметь дефицит железа, не страдая анемией, но показатели дефицита железа с анемией (ЖДА) могут быть довольно высокими — до 77,2% среди детей в возрасте 1–3 лет в сельских районах Индии [22]. В США распространенность дефицита железа в возрасте 1-2 лет достигает 30,5% от общего количества запасов в организме [23]. Наконец, уровень дефицита среди беременных женщин во всем мире достигает 50% [24].Дефицит железа внутриутробно и в младенчестве может вызвать необратимые нервные расстройства. Кроме того, известно, что материнская гипертензия и курение во время беременности вызывают снижение материнско-плодного транспорта железа, а гестационный диабет приводит к более высокой потребности плода в железе. Таким образом, пути к дефициту железа различаются, и неизвестно, могут ли добавки предотвратить последующие нейроповеденческие проблемы у потомства.

Достаточность железа плода поддерживает нервный энергетический метаболизм, развитие дендритов и синапсов, синтез нейротрансмиттеров и начало миелинизации [25].Как упоминалось ранее, время, доза и продолжительность недостаточности определяют последствия. При анализе более полумиллиона детей в Швеции было показано, что дети матерей, у которых была диагностирована анемия в первые 30 недель беременности, имели более высокую частоту расстройств аутистического спектра, СДВГ и умственной отсталости по сравнению с детьми младшего возраста. матери, которым поставили диагноз на более поздних сроках беременности или не поставили диагноз [26]. Таким образом, более раннее время и большая продолжительность недостаточности привели к более серьезным и поддающимся диагностике проблемам.

Повышение потребности в железе плода при беременности, осложненной гестационным диабетом. За выборкой новорожденных от матерей-диабетиков (IDM) в течение длительного периода времени наблюдала исследовательская группа во главе с Нельсоном и Джорджиффом. Эти младенцы были впервые протестированы в постменструальном возрасте 38–42 недель в парадигме электрофизиологии, известной как связанные с событиями потенциалы или ERP, чтобы оценить их способность распознавать голоса своей матери [27]. Младенцы были разделены на 2 группы, в которых уровни ферритина в сыворотке пуповины были выше и ниже 34 мкг / л.Новорожденные в группе с низким содержанием железа были не в состоянии отличить голоса своей матери от голосов незнакомцев, тогда как новорожденные в группе с более высоким уровнем железа были способны выполнять эту задачу распознавания памяти. Подмножество этой выборки было протестировано в возрасте 12 месяцев на поведенческой задаче, разработанной для проверки декларативной (явной) памяти [28]. В данном случае группу IDM сравнивали с группой без IDM, а не делили их по уровням ферритина. Группа IDM имела более низкие баллы по умственной шкале BSID-II и по задаче на память по сравнению с контрольной группой (рис.2). Важно отметить, что у этих младенцев не было дефицита железа в возрасте 9 месяцев [29], и, таким образом, когнитивные результаты могут быть напрямую связаны с пренатальным и неонатальным статусом железа.

Рис. 2.

Данные DeBoer et al. [28] о явной производительности памяти для IDM в возрасте 12 месяцев. Младенцы тестировались на работоспособность сразу после двухэтапных упражнений, смоделированных исследователем, и после 10-минутной задержки. Участники оценивались по тому, выполнили ли они действия ( n = 2) и выполнили ли они действия в правильном порядке после 10-минутной задержки ( n = 1).Значительно различалась производительность в самой сложной части задания — упорядочении действий после задержки (* p <0,05). Immed, немедленно; IDM, младенцы от матерей-диабетиков.

Железо в настоящее время является наиболее важным питательным веществом при обсуждении времени, дозы и продолжительности дефицита. Когда у плода в течение длительного периода времени наблюдается дефицит железа, развитие мозга не идет по типичной траектории, и субоптимальные результаты, скорее всего, необратимы даже при избытке железа.Тем не менее, накопление железа у плода в третьем триместре довольно велико, и, как только железо накапливается в мозге плода, оно не истощается. Важно отметить, что в третьем триместре система использует материнские запасы железа, полученные до зачатия. Женщинам детородного возраста необходимо потреблять соответствующее количество биодоступного железа, если они хотят иметь запасы, необходимые для поддержки развития плода, особенно если они планируют завести еще одного ребенка до того, как запасы восстановятся.

Докозагексаеновая кислота

Омега-3 жирная кислота DHA (22: 6n-3) является неотъемлемой частью клеточной и нервной функции, поскольку она и другие жирные кислоты составляют фосфолипидный бислой. Плод нуждается в большом количестве материнских жирных кислот [30]. Спрос наиболее высок в 3-м триместре, и множественные материнские пути активизируются для обеспечения достаточного предложения [31, 32]. Материнские запасы ДГК мобилизуются в 3 триместре беременности; Уровни материнской циркулирующей DHA постепенно снижаются на протяжении всей беременности, так что к концу беременности уровни материнской DHA в плазме очень низкие [33].При рождении уровни DHA у младенца обычно выше, чем у матери [34], что свидетельствует о преимущественной передаче DHA плоду. Перенос от матери к плоду имеет приоритет над поддержанием материнского уровня DHA.

Существуют ли какие-либо эффекты добавок жирных кислот матери на познавательные способности младенцев, было подвергнуто сомнению в систематических обзорах [35, 36]. Исследования материнской DHA (с добавками или ассоциативным дизайном) были завершены с неоднозначными результатами. Положительные эффекты были обнаружены в отношении решения проблем младенцев [37], дошкольного возраста [38], вербальных способностей младшего возраста [39] и полномасштабного IQ [40], в то время как не было обнаружено никаких эффектов на глобальную когнитивную функцию [41- 46], память распознавания [37], острота зрения [47], язык [42, 43], внимание [48] или рабочая память / тормозной контроль [48].Сообщалось об отрицательном влиянии на математические способности [39]. Однако были обнаружены положительные эффекты в снижении риска неврологических расстройств [49], языковых расстройств [50], расстройств аутистического спектра [51] и задержки развития [42]. Взятые вместе, нельзя сделать однозначных выводов из литературы о добавках для матерей.

Существуют потенциально искажающие переменные, которые могут помочь объяснить отсутствие согласованности в результатах исследований добавок жирных кислот.Прежде всего, положительные эффекты гестационных добавок были обнаружены в долгосрочной перспективе, когда дети достигают школьного возраста [38, 52]. Возможно, что влияние DHA на мозг плода не станет очевидным до тех пор, пока не начнут проявляться когнитивные способности более высокого порядка, известные как исполнительные функции (то есть рабочая память, тормозящий контроль, планирование и т. Д.). Кроме того, кажущееся отсутствие заметных эффектов в первые месяцы жизни могло быть связано с тем, что исследователи использовали глобальные оценки [41–46], а не оценку конкретных когнитивных эффектов, таких как функция гиппокампа.Действительно, Левицкий и Штрупп [53] в метаанализе обнаружили, что дефицит питания не приводит к проблемам со всем головным мозгом, а скорее оказывает очень специфическое воздействие на гиппокамп, мозжечок и функцию нейротрансмиттеров. Таким образом, испытания следует проводить на основе гипотез о специфическом влиянии на познание.

Еще одним препятствием в испытаниях является значительный генетический компонент, который исторически был ненаблюдаемой переменной в исследованиях жирных кислот. Млекопитающие обладают способностью метаболизировать DHA из жирных кислот, содержащихся в растениях (см.рис.3 для проходов). Ферменты метаболических стадий кодируются генным комплексом FADS . Определенные однонуклеотидные полиморфизмы были связаны с менее чем оптимальным действием этого метаболического пути. Обзор генетики, лежащей в основе превращения α-линоленовой кислоты (LNA; 18: 3n-3) в DHA, и ее последствий для последующей функции мозга был проведен [54], поэтому здесь он не рассматривается. В связи с этим баланс между путями n-6 и n-3 определяет прогрессию метаболизма, поскольку эти пути конкурируют за ферменты.Мы показали, что когнитивные способности человека нарушаются, когда баланс n-6: n-3 нарушен [55, 56]. Важно отметить, что на плацентарный метаболизм жирных кислот по-разному влияет дисбаланс между путями n-6 и n-3 [57, 58]. Корреляционное исследование было предпринято для изучения гипотезы баланса у беременных женщин и их последующих детей [59]. Было обнаружено, что более высокое соотношение n-6: n-3 отрицательно коррелирует с речью в 2-летнем возрасте и нервным развитием в целом в 3-летнем возрасте.В совокупности данные показывают, что дизайн исследования, базовая диета и фоновая генетика являются неотъемлемой частью при рассмотрении влияния жирных кислот на когнитивные функции. Если обратить внимание на эти факторы, влияющие на материнскую добавку с DHA на когнитивные способности последующих младенцев, может стать очевидным.

Рис. 3.

Метаболические пути омега-6 (слева) и омега-3 (справа) жирных кислот. Рисунок использован с разрешения [56].

Холин

Холин — это микроэлемент, который содержится, например, в мясе, бобовых и яйцах.Он необходим во время беременности, поскольку является основным источником его метаболитов, которые используются для развития всех тканей, синтеза нейромедиатора ацетилхолина, метилирования генов (эпигенетика) и, в целом, одноуглеродного метаболического пути. . Фосфатидилхолин — это фосфолипид, который используется для развития мозга и других тканей и поэтому пользуется большим спросом во время беременности. Существует большой объем работ на животных в поддержку добавок для матери во время внутриутробного развития плода, но на моделях на грызунах эффект не проявляется до более старшего возраста.Клинических испытаний на людях мало из-за этических проблем, связанных с холиновым статусом женщин, которые случайным образом попадают в контрольную группу. Добавки с вдвое превышающим рекомендуемое количество холина (930 мг / день) в течение третьего триместра привели к повышению скорости обработки у младенцев [60], тогда как добавление меньшего количества (750 мг / день) не улучшило память [61]. В предыдущем исследовании [60] фоновый холин тщательно контролировался. В последнем [61] фонового холина уже было достаточно.Эстроген активирует метаболизм холина через ген PEMT , и, таким образом, когда фоновый холин достаточен, система находится в состоянии повышающей регуляции, чтобы обеспечить потребности плода. В качестве альтернативы, и как это было бы предсказано гипотезой бережливости, программирование плода могло заставить плод ожидать дополнительного холина в окружающей среде, а в отсутствие этого произошло несоответствие, приводящее к неоптимальным когнитивным способностям.

Резюме

Как уже упоминалось, все питательные вещества, несомненно, важны во время беременности.Важно, чтобы женщины детородного возраста понимали, что оптимальное питание во время беременности направит их детей на путь здоровья на протяжении всей жизни. Не менее важно и послеродовое питание. Развитие мозга не прекращается до второго десятилетия жизни (в этот момент необходимо оптимальное питание для защиты от старения). Более того, как уже упоминалось, вполне возможно, что для развития важно соответствие питания до и после рождения. Теперь мы переходим к обсуждению доказательств наличия постнатальных питательных веществ, которые поддерживают развитие и функционирование мозга.

Важность послеродового питания

Развитие мозга продолжается до второго десятилетия жизни, и, возможно, оптимальное питание необходимо для поддержки мозга не только в этот период времени, но и на протяжении всей жизни. Тем не менее, постнатально мозг наиболее быстро развивается и наиболее пластичен в младенчестве и детстве. Оптимальное питание в период развития плода и в первые несколько лет жизни играет ключевую роль в развитии нервного субстрата, на котором основывается познавательная жизнь в течение всей жизни.Есть чувствительные периоды, когда определенные питательные вещества могут быть более значимыми, чем в другое время. По большей части те же питательные вещества, которые были изучены в отношении пренатального развития, являются неотъемлемой частью постнатального развития мозга. Таким образом, в этом разделе будет обобщена полезность железа, холина и DHA для постнатального развития и функционирования мозга.

Железо

Как уже обсуждалось, время, доза и продолжительность дефицита в отношении чувствительных периодов определяют степень и серьезность эффектов [1].Дефицит железа в младенчестве, по-видимому, вызывает длительный и непоправимый ущерб нервной ткани и функции нейротрансмиттеров. Дефицит железа в возрасте 9 месяцев связан с одновременной задержкой развития памяти и внимания [62, 63]. Ученые, наблюдавшие за когортой в Чили, показали, что у младенцев, у которых в младенчестве была диагностирована железодефицитная анемия (ЖДА) и которые впоследствии вводили железо в течение минимум 6 месяцев [64], наблюдались проблемы с тормозным контролем и временем реакции в 10 лет. возраста [65] по сравнению с группой сравнения, не относящейся к IDA.Аналогичным образом, в выборке из Коста-Рики [66], у тех, кто испытал ЖДА в младенчестве, были выявлены проблемы с исполнительными функциями и памятью в возрасте 19 лет по сравнению с контрольной группой [67]. В последнем исследовании промежуточные контрольные сессии документально подтвердили, что ЖДА с младенчества больше не проявлялась в возрасте 5, 11–14 и 19 лет. При контроле всех соответствующих ковариат источником задокументированных когнитивных проблем, скорее всего, является ЖДА в младенчестве. Таким образом, как было доказано, важно время возникновения дефицита.

При рассмотрении дефицита железа нельзя не учитывать фоновую среду. Хотя верно то, что те, у кого дефицит железа чаще, чем нет, также живут в менее чем оптимальных условиях, статистическое включение многочисленных групп сравнения из аналогичных сред в описанные исследования придает обоснованность выводам. Дети, усыновленные в США из других стран, внезапно и полностью меняют свое окружение. На выборке усыновленных из-за рубежа [68] было показано, что независимо от страны происхождения (Эфиопия, Китай, постсоветский период) или продолжительности пребывания в учреждении до усыновления (52–91 месяц), те, кто имел дефицит железа по прибытии в Соединенные Штаты показали менее высокие результаты по батарее тестов на развитие нервной системы на исходном уровне (прибытие) и через 6 месяцев по сравнению с группой сравнения, соответствующей социально-экономическому статусу после усыновления.Важно отметить, что недостатки не были полностью устранены через 6 месяцев, даже если они находились в стабильных домах с надлежащим питанием. От двух с половиной до пяти лет после усыновления другая выборка [69] показала более высокую частоту СДВГ по сравнению с контрольной группой, которая не разрешилась на этапе после усыновления, тогда как показатели IQ улучшились. Важно отметить, что в этой выборке более длительные периоды госпитализации и более тяжелый дефицит железа предсказывали более низкий IQ [70].

Поскольку при низком уровне ферритина предпочтение отдается эритроцитам, мозг уже испытывает серьезный дефицит железа еще до того, как будет подтвержден диагноз анемии [71].Таким образом, профилактика является ключевым моментом. Предлагаемые стратегии: добавление матерей из группы риска, отсроченное пережатие пуповины и добавление с момента рождения младенцев из группы риска [72]. Однако следует отметить, что прием добавок для людей с избыточным весом или детей, живущих в районах, где существует проблема малярии, не рекомендуется [72].

Докозагексаеновая кислота

Как было описано, DHA является неотъемлемой частью синаптической передачи и подвижности нейронов, которые лежат в основе всего познания.DHA содержится в дикой жирной рыбе, яйцах кур на свободном выгуле и мясе травяного откорма. Потребление от страны к стране варьируется в основном в зависимости от того, ориентирована ли культура страны на рыбу. Результаты исследований, проведенных на раннем этапе, были неоднозначными [73]. Были доказательства влияния экзогенной ДГК на остроту зрения в раннем младенчестве [74-76], но эффекты стабилизировались после 4 месяцев жизни [75], и рецензенты литературы не нашли достаточных доказательств этого эффекта [например, 77, 78]. Более того, ученые, проводившие рандомизированные контролируемые испытания (РКИ) влияния экзогенной DHA на когнитивное развитие доношенных новорожденных, сообщили о противоречивых результатах [см. Обзор 73, 78]; Менее 40% результатов РКИ показали влияние добавок ДГК на когнитивные функции.

Десять лет спустя история все та же: мало конкретных доказательств того, что добавление DHA или DHA положительно влияет на развитие и функцию мозга [79–81]. Последние сообщения неоднозначны. Например, в рандомизированном контролируемом исследовании, посвященном добавлению рыбьего жира или плацебо женщинам до и после родов, сообщалось о влиянии на коммуникативные способности в возрасте 4 месяцев [82]. Напротив, сообщалось, что статус DHA в возрасте 9 месяцев обратно пропорционален коммуникативным способностям у женщин в возрасте 3 лет [83].В качестве другого примера, в стране, потребляющей рыбу (Норвегия), естественные уровни DHA у матери на 28-й неделе беременности и уровни DHA у младенцев в 3-месячном возрасте были связаны со способностями младенцев решать проблемы в 12-месячном возрасте [84] . Предположительно, эти женщины ели продукты DHA на протяжении всей беременности и кормления грудью. Однако добавление DHA во время беременности и кормления грудью в другой стране, потребляющей рыбу (Нидерланды), не привело к каким-либо различиям между добавками и контролем, когда детям было 18 месяцев [45].Возможно, что фонового еженедельного потребления рыбы было достаточно, а дальнейшее добавление DHA было избыточным.

Однако, что важно, эффект был замечен, когда анализ был завершен на непрерывных данных (а не сгруппированных), связывающих DHA пуповинной крови с когнитивными способностями в возрасте 18 месяцев [45]. Этот результат показывает, что отсутствие четкого консенсуса в этой области, скорее всего, связано с ненаблюдаемыми переменными. Принимая во внимание, что это правда, что неоднородность в дизайне и несоответствующие когнитивные оценки (глобальные vs.специфические) являются широко распространенной проблемой в этой литературе [73], статус DHA матери и ребенка различается в отношении плацентарного контроля превращения и переноса жирных кислот. Как упоминалось ранее, есть генетический компонент статуса жирных кислот, который оказался очень сложным. До недавнего времени ученые не учитывали тот факт, что люди могут синтезировать эндогенную DHA из ее предшественника, LNA (рис. 3). Традиционно считалось, что этот коэффициент конверсии был настолько низким, что не имел большого значения (средний уровень LNA: DHA ∼0.047%; [85]). Тем не менее, если в контрольные группы входят участники, которые эндогенно продуцируют свою собственную DHA, они искажают результаты. В странах, не употребляющих рыбу, таких как США и Австралия, способность метаболически улучшать собственный статус DHA является оптимальной для более чем 90% населения. В исследовании, в котором контролировался генетический статус [86], было показано, что фоновая генетика связана с материнскими уровнями жирных кислот. Не было отмечено никакого влияния на когнитивные способности потомства, но исследование проводилось в стране, где есть рыба.В исследовании, разработанном для оценки как материнской генетики, так и метилирования младенцев (программирование плода), мы обнаружили, что генетический статус матери по однонуклеотидному полиморфизму ( FADS2, rs174575) и метилирование младенцев в промоторной области этого гена предсказывают когнитивные способности малышей [ 87]. Таким образом, генетика и эпигенетика являются важными факторами при характеристике участников исследований жирных кислот, особенно в отношении развития мозга.

Холин

Добавки холина наиболее часто исследуются во время беременности, поскольку модели на животных предполагают периоды чувствительности к нервному развитию плода.Исследования добавок у младенцев и детей ясельного возраста проводятся редко, даже если они не достигают рекомендуемой нормы потребления [88]. Более высокие уровни бетаина (метаболита холина) связаны с лучшим зрительно-моторным развитием у малышей [88]. Добавки холина младенцам полезны для развития нервного торможения (предположительно за счет улучшения активации рецепторов ацетилхолина), что было отмечено как фактор риска шизофрении [89]. Прием фосфатидилхолина не помог при подозрении на церебральный паралич [90], а двухлетний прием холина с добавлением уридина не устранял последствий неонатальных мозговых кровотечений [91].Попытки исправить ущерб, нанесенный воздействием алкоголя на плод, столкнулись с трудностями, но при правильном выборе времени может оказаться полезным прием холина. Опять же, было показано, что добавки во время беременности предотвращают последствия воздействия алкоголя на плод [92, 93]. Послеродовой прием добавок, по-видимому, смягчает симптоматику, но только у более молодых участников (от 2,5 до 4 лет) [94], а не у участников в возрасте 5-10 лет [94, 95]. Таким образом, могут быть определенные чувствительные, даже критические периоды для приема добавок холина.

Важно отметить, что ДГК, холин и уридин работают синергетически, поддерживая пластичность мозга. Модели на животных показали, что улучшенная пластичность приводит к увеличению активности синапсов, дендритов и нейротрансмиттеров при добавлении всех трех [96]. Постепенное улучшение пластичности недостаточно для преодоления повреждения мозга [90, 91], но может иметь важное значение для младенцев из группы риска. Изучая влияние питательных веществ грудного молока на развитие мозга и последующую когнитивную функцию 6-месячных детей, мы показали, что ДГК и холин работают вместе, поддерживая память распознавания [97].Младенцы, молоко которых содержало более высокие уровни как холина, так и ДГК, демонстрировали лучшую память распознавания по сравнению с теми, чьи матери производили молоко с более низким уровнем этих двух питательных веществ. Поскольку DHA зависит от фосфатидилхолина для транспорта в мозг, очевидно, что эти 2 необходимы вместе для поддержки развития нервных структур. Смешанные результаты РКИ по добавлению DHA могут быть частично результатом ненаблюдаемой фоновой диеты.

Резюме

Несомненно, все питательные вещества важны для строения и поддержания здоровья человека.Тем не менее, несколько общих концепций возникли из немногих, которые были подробно изучены и рассмотрены здесь.

Важны время, доза и продолжительность приема питательных веществ. Существуют чувствительные периоды для действия питательных веществ, и некоторые из них могут даже достигать уровня критических периодов, последний означает, что если определенное питательное вещество не будет получено в определенное время (критический период), результаты будут глубокими и необратимыми.

Фоновая генетика и эпигенетика определяют уровень потребности человека и его способность усваивать данное питательное вещество.Всегда следует учитывать не только фоновую генетику, но также следует уделять всестороннее внимание среде пренатального питания. Пренатальное и послеродовое питание должно совпадать, поскольку плод, скорее всего (и в идеале) запрограммирован эпигенетически для мира, который обеспечит аналогичный опыт питания.

Питательные вещества не появляются в природе изолированно. Таким образом, можно с уверенностью предположить, что они не работают изолированно. Питательные вещества действуют синергетически, и поэтому их следует изучать вместе.Редукционизм находит свое место в исследованиях. После того, как будут установлены основы механистического действия того или иного питательного вещества, следует изучить синергизм.

При рассмотрении неоднозначных результатов, которые кажутся отличительной чертой исследований в области питания (см. Сводку в Таблице 2), важно помнить об этих концепциях.

Таблица 2.

Документированная полезность для человека приема питательных веществ, которые будут поддерживать развитие мозга плода и младенца и его последующее функционирование

Заявление о раскрытии информации

Написание этой статьи было поддержано Институтом питания Нестле, и автор заявляет об отсутствии других конфликтов представляет интерес.

Список литературы

1. Cheatham CL, Sesma HW, Bauer PJ, Georgieff M. Развитие декларативной памяти у недоношенных младенцев. Adv Child Dev Behav. 2010. 38: 111–35.
2. Митчелл Л.Е.Эпидемиология дефектов нервной трубки. Am J Med Genet C Semin Med Genet. 2005 Май; 135С (1): 88–94.
3. Хиббард Б.М. Роль фолиевой кислоты при беременности; с особым упором на анемию, прерывание беременности и аборты. J Obstet Gynaecol Br Commonw. 1964 Август; 71 (4): 529–42.
4. Смитхеллс Р.В., Шеппард С., Шора С.Дж., Продавец М.Дж., Невин Н.К., Харрис Р. и др.Возможная профилактика дефектов нервной трубки за счет приема витаминов в период зачатия. Ланцет. 1980 фев; 1 (8164): 339–40.
5. Смитхеллс РВ, Шеппард С., Уайлд Дж., Шора СиДжей. Профилактика рецидивов дефектов нервной трубки в Йоркшире: окончательный отчет. Ланцет. 1989 август; 2 (8661): 498–9.
6. Лоуренс К.М., Джеймс Н., Миллер М.Х., Теннант Г.Б., Кэмпбелл Х. Двойное слепое рандомизированное контролируемое испытание лечения фолиевой кислотой до зачатия для предотвращения рецидива дефектов нервной трубки. Br Med J (Clin Res Ed). 1981 Май; 282 (6275): 1509–11.
7. Шоу GM, Кармайкл С.Л., Ян В., Селвин С., Шаффер Д.М.Первичное потребление холина и бетаина с пищей и дефекты нервной трубки у потомства. Am J Epidemiol. Июль 2004 г .; 160 (2): 102–9.
8. Грин LS, Стэнбери JB. Ретроспективный взгляд на дефицит йода, развитие мозга и поведение на основе исследований в Эквадоре. В: Stanbury JB, редактор.Поврежденный йодной недостаточностью мозг: когнитивные, поведенческие, нейромоторные и образовательные аспекты. Нью-Йорк: Cognizant Communication Corporation; 1994. С. 173–85.
9. Pharoah PO, Коннелли KJ. Дефицит йода в Папуа-Новой Гвинее. В: Stanbury JB, редактор. Поврежденный йодной недостаточностью мозг: когнитивные, поведенческие, нейромоторные и образовательные аспекты.Нью-Йорк: Cognizant Communication Corporation; 1994. С. 299–305.
10. Баркер DJ. Истоки развития здоровья и болезней взрослых. J Epidemiol Community Health. 2004 Февраль; 58 (2): 114–5.
11. Армитаж Дж. А., Хан И. Ю., Тейлор П. Д., Натаниельш П. В., Постон Л.Программирование развития метаболического синдрома из-за дисбаланса питания матери: насколько убедительны данные экспериментальных моделей на млекопитающих? J Physiol. 2004 декабрь; 561 (Pt 2): 355–77.
12. Roseboom TJ, van der Meulen JH, Ravelli AC, Osmond C, Barker DJ, Bleker OP. Влияние пренатального воздействия голода на взрослые болезни в более позднем возрасте: обзор.Mol Cell Endocrinol. 2001 декабрь; 185 (1-2): 93–8.
13. МакГрат Дж., Эйлс Д., Моури Б., Йолкен Р., Бука С. Низкий уровень витамина D у матери как фактор риска шизофрении: пилотное исследование с использованием хранимых сывороток. Schizophr Res. 2003 сентябрь; 63 (1-2): 73–8.
14. Зегуд Ф., Вервель С., Гильозо Х., Валран-Дебре О., Бутинон Х., Гарабедян М.Субклинический дефицит витамина D у новорожденных: определение и ответ на добавки витамина D. Am J Clin Nutr. 1997 Март, 65 (3): 771–8.
15. Eyles D, Brown J, Mackay-Sim A, McGrath J, Feron F. Витамин D3 и развитие мозга. Неврология. 2003. 118 (3): 641–53.
16. Кейм С.А., Боднар Л.М., Клебанов М.А.Концентрация 25 (OH) -витамина D в материнской и пуповинной крови в зависимости от развития и поведения ребенка. Педиатр Перинат Эпидемиол. 2014 Сен; 28 (5): 434–44.
17. Маккарти Е.К., Мюррей Д.М., Малвизи Л., Кенни Л.С., О’Б. Хурихейн Дж., Ирвин А.Д. и др. Антенатальный статус витамина D не связан со стандартными оценками нервного развития в возрасте 5 лет в хорошо охарактеризованной перспективной когорте матери и ребенка.J Nutr. Октябрь 2018; 148 (10): 1580–6.
18. Гейл CR, Робинсон С.М., Харви NC, Javaid MK, Цзян Б., Мартин С.Н. и др .; Исследовательская группа больницы принцессы Анны. Статус витамина D у матери во время беременности и исходы ребенка. Eur J Clin Nutr. 2008 Янв; 62 (1): 68–77.
19. Уайтхаус А.Дж., Холт Б.Дж., Серральха М., Холт П.Г., Кусель М.М., Харт PH.Уровни витамина D в сыворотке крови матери во время беременности и нейрокогнитивного развития потомства. Педиатрия. 2012 Март; 129 (3): 485–93.
20. Моралес Э., Гуксенс М., Ллоп С., Родригес-Берналь К.Л., Тардон А., Риано I и др .; Проект INMA. Циркуляция 25-гидроксивитамина D3 при беременности и нейропсихологическом развитии младенцев.Педиатрия. 2012 Октябрь; 130 (4): e913–20.
21. Моралес Э., Джульвес Дж., Торрент М., Баллестер Ф., Родригес-Берналь К.Л., Андиарена А. и др. Витамин D при беременности и симптомы синдрома дефицита внимания с гиперактивностью в детстве. Эпидемиология. 2015 июл; 26 (4): 458–65.
22. Лакшмаиа А., Арлапа Н., Балакришна Н., Малликарджуна Рао К., Галредди С., Кумар С. и др.Распространенность и детерминанты дефицита питательных микроэлементов среди сельских детей восьми штатов Индии. Энн Нутр Метаб. 2013; 62 (3): 231–41.
23. Гупта П.М., Хамнер Х.С., Сучдев П.С., Флорес-Аяла Р., Мей З. Железный статус малышей, небеременных женщин и беременных женщин в Соединенных Штатах.Am J Clin Nutr. 2017 декабрь; 106 Прил. 6: 1640S – 6S.
24. deBenoist BD, McLean E, Egll I, Cogswell M. Распространенность анемии в мире, 1993–2005 гг .: Глобальная база данных ВОЗ по анемии. Всемирная организация здравоохранения; 2008 г.
25. Лозофф Б, Георгиев МК.Дефицит железа и развитие мозга. Semin Pediatr Neurol. 2006 сентябрь; 13 (3): 158–65.
26. Wiegersma AM, Dalman C, Lee BK, Karlsson H, Gardner RM. Связь пренатальной материнской анемии с нарушениями развития нервной системы. JAMA Psychiatry. 2019 Сен; 76 (12): 1–12.
27. Сиддаппа AM, Джорджифф М.К., Wewerka S, Worwa C, Nelson CA, Deregnier RA.Дефицит железа изменяет слуховую память распознавания у новорожденных от матерей с диабетом. Pediatr Res. 2004 июнь; 55 (6): 1034–41.
28. DeBoer T, Wewerka S, Bauer PJ, Georgieff MK, Nelson CA. Показатели явной памяти у младенцев от матерей с диабетом в возрасте 1 года. Dev Med Child Neurol.2005 август; 47 (8): 525–31.
29. Georgieff MK, Wewerka SW, Nelson CA, Deregnier RA. Уровень железа в 9 месяцев у младенцев с низкими запасами железа при рождении. J Pediatr. 2002 сентябрь; 141 (3): 405–9.
30. Эррера Э., Амускивар Э.Липидный обмен у плода и новорожденного. Diabetes Metab Res Rev.2000, май-июнь; 16 (3): 202–10.
31. Postle AD, Al MD, Burdge GC, Hornstra G. Состав отдельных молекулярных видов фосфатидилхолина плазмы при беременности человека. Early Hum Dev. 1995 август; 43 (1): 47–58.
32. Бёрдж Г. Метаболизм альфа-линоленовой кислоты у мужчин и женщин: пищевые и биологические последствия. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. Март 2004 г .; 7 (2): 137–44.
33. Хорнстра Г., Эл доктор медицины, ван Хаувелинген А.С., Форман-ван Дронгелен М.М.Незаменимые жирные кислоты при беременности и раннем развитии человека. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 1995 Июль; 61 (1): 57–62.
34. Эл, доктор медицины, Хорнстра Дж., Ван дер Схоув Ю.Т., Булстра-Рамакерс М.Т., Хуйсйес Х.Дж. Биохимический статус ОДВ у матерей и их новорожденных после нормальной беременности. Early Hum Dev.1990 декабрь; 24 (3): 239–48.
35. Гулд Дж. Ф., Смитерс Л. Г., Макридес М. Влияние добавок материнских омега-3 (n-3) LCPUFA во время беременности на когнитивное и зрительное развитие в раннем детстве: систематический обзор и метаанализ рандомизированных контролируемых испытаний. Am J Clin Nutr.2013 Март; 97 (3): 531–44.
36. Миддлтон П., Гомерсалл Дж. К., Гулд Дж. Ф., Шеперд Э., Олсен С. Ф., Макридис М. Добавление жирных кислот омега-3 во время беременности. Кокрановская база данных Syst Rev.2018 Ноябрь; 11: CD003402.
37. Судья MP, Harel O, Lammi-Keefe CJ.Потребление матерью функционального питания, содержащего докозагексаеновую кислоту, во время беременности: польза для младенческих способностей в решении проблем, но не в задачах распознавания памяти в возрасте 9 мес. Am J Clin Nutr. 2007 июнь; 85 (6): 1572–7.
38. Helland IB, Smith L, Saarem K, Saugstad OD, Drevon CA.Добавки для беременных с очень длинноцепочечными n-3 жирными кислотами во время беременности и кормления грудью повышают IQ детей в возрасте 4 лет. Педиатрия. 2003 Янв; 111 (1): e39–44.
39. ван дер Вурфф И.С., Баккер Е.С., Хорнстра Г., Киршнер П.А., Гилен М., Годшалк Р.В. и др. Связь между пренатальным и текущим воздействием отдельных ДЦПНЖК и успеваемостью в школе в возрасте 7 лет.Простагландины Leukot Essent Fatty Acids. 2016 Май; 108: 22–9.
40. Стир CD, Латтка Э., Колецко Б., Голдинг Дж., Хиббелн-младший. Материнские жирные кислоты во время беременности, полиморфизм FADS и коэффициент интеллекта ребенка в возрасте 8 лет. Am J Clin Nutr. 2013 декабрь; 98 (6): 1575–82.
41. Campoy C, Escolano-Margarit MV, Ramos R, Parrilla-Roure M, Csábi G, Beyer J, et al.Влияние пренатального приема рыбьего жира и 5-метилтетрагидрофолата на когнитивное развитие детей в возрасте 6,5 лет. Am J Clin Nutr. 2011 декабрь; 94 (6 доп.): 1880S – 8S.
42. Макридес М., Гибсон Р.А., Макфи А.Дж., Йелланд Л., Куинливан Дж., Райан П. и др .; Следственная группа ДОМИНО.Влияние добавок ДГК во время беременности на материнскую депрессию и нервное развитие маленьких детей: рандомизированное контролируемое исследование. ДЖАМА. Октябрь 2010 г.; 304 (15): 1675–83.
43. Мелдрам С., Данстан Дж. А., Фостер Дж. К., Симмер К., Прескотт С. Л.. Добавки материнского рыбьего жира во время беременности: 12-летнее наблюдение в ходе рандомизированного контролируемого исследования.Питательные вещества. 2015 Март; 7 (3): 2061–7.
44. Rioux FM, Bélanger-Plourde J, Leblanc CP, Vigneau F. Взаимосвязь между материнской DHA и статусом железа и когнитивными функциями младенцев. Может J Diet Pract Res. 2011; 72 (2): 76.
45. van Goor SA, Dijck-Brouwer DA, Erwich JJ, Schaafsma A, Hadders-Algra M.Влияние дополнительных докозагексаеновой и арахидоновой кислот во время беременности и кормления грудью на развитие нервной системы в возрасте восемнадцати месяцев. Простагландины Leukot Essent Fatty Acids. 2011 Май-июнь; 84 (5-6): 139–46.
46. Брауэр-Бролсма Е.М., ван де Рест О, Годшалк Р., Зигерс М.П., ​​Гилен М., де Гроот Р.Х.Связь между концентрацией длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот у матери и когнитивными способностями ребенка в возрасте 7 лет: когорта новорожденных MEFAB. Простагландины Leukot Essent Fatty Acids. 2017 ноя; 126: 92–7.
47. Смитерс Л.Г., Гибсон Р.А., Макридес М. Добавки докозагексаеновой кислоты для матери во время беременности не влияют на раннее зрительное развитие младенца: рандомизированное контролируемое исследование.Am J Clin Nutr. 2011 июн; 93 (6): 1293–9.
48. Гулд Дж. Ф., Макридес М., Коломбо Дж., Смитерс Л. Г.. Рандомизированное контролируемое испытание материнских добавок омега-3 длинноцепочечных ПНЖК во время беременности и развития внимания, рабочей памяти и подавляющего контроля в раннем детстве. Am J Clin Nutr.2014 Апрель; 99 (4): 851–9.
49. Эсколано-Маргарит М.В., Рамос Р., Бейер Дж., Чаби Дж., Паррилла-Рур М., Круз Ф. и др. Пренатальный статус DHA и неврологический исход у детей в возрасте 5,5 лет положительно связаны. J Nutr. 2011 июн; 141 (6): 1216–23.
50. Малдер К.А., King DJ, Innis SM.Дефицит омега-3 жирных кислот у младенцев до рождения был выявлен с помощью рандомизированного исследования приема добавок DHA матери во время беременности. PLoS One. 2014 Янв; 9 (1): e83764.
51. Lyall K, Munger KL, O’Reilly EJ, Santangelo SL, Ascherio A. Потребление жиров с пищей матерью в связи с расстройствами аутистического спектра.Am J Epidemiol. 2013 июл; 178 (2): 209–20.
52. Steer CD, Hibbeln JR, Golding J, Davey Smith G. Уровни полиненасыщенных жирных кислот в крови во время беременности, при рождении и в 7 лет: их связи с двумя общими полиморфизмами FADS2. Hum Mol Genet. 2012 Апрель; 21 (7): 1504–12.
53. Левицкий Д.А., Струпп Б.Дж.Недоедание и мозг: изменение концепций, изменение проблем. J Nutr. 1995 август; 125 (8 доп.): 2212S – 20S.
54. Конвей М.С., МакСорли Е.М., Малхерн М.С., Штамм Дж.Дж., ван Вейнгаарден Э., Йейтс А.Дж. Влияние генотипа десатуразы жирных кислот (FADS) на статус полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) матери и ребенка и результаты для здоровья ребенка: систематический обзор.Nutr Rev.2020 Январь; nuz086.
55. Шеппард К.В., Читэм К.Л. Исполнительные функции и соотношение жирных кислот ω-6-к-ω-3: поперечное исследование. Am J Clin Nutr. 2017 Янв; 105 (1): 32–41.
56. Шеппард К.В., Читхэм К.Л.Соотношение омега-6 и омега-3 жирных кислот и когнитивные функции более высокого порядка у детей от 7 до 9 лет: кросс-секционное исследование. Am J Clin Nutr. 2013 сентябрь; 98 (3): 659–67.
57. Хаггарти П., Пейдж К., Абрамович Д. Р., Эштон Дж., Браун Д. Транспорт длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот через перфузируемую плаценту человека.Плацента. 1997 ноябрь; 18 (8): 635–42.
58. Хаггарти П., Эштон Дж., Джойнсон М., Абрамович Д.Р., Пейдж К. Влияние концентрации материнских полиненасыщенных жирных кислот на транспорт через плаценту человека. Biol Neonate. 1999. 75 (6): 350–9.
59. Бернар Дж. Я., Де Агостини М., Форхан А., де Лозон-Гийен Б., Шарль М. А., Хёуд Б.; EDEN Когортная группа по изучению матери и ребенка.Соотношение жирных кислот n6: n3 в рационе во время беременности обратно пропорционально нервному развитию ребенка в когорте мать-ребенок EDEN. J Nutr. 2013 сентябрь; 143 (9): 1481–8.
60. Caudill MA, Strupp BJ, Muscalu L, Nevins JE, Canfield RL. Прием холина матери в третьем триместре беременности улучшает скорость обработки информации младенцем: рандомизированное двойное слепое контролируемое исследование кормления.FASEB J. 2018, апрель; 32 (4): 2172–80.
61. Cheatham CL, Goldman BD, Fischer LM, da Costa KA, Reznick JS, Zeisel SH. Добавки фосфатидилхолина беременным женщинам, соблюдающим диету с умеренным содержанием холина, не улучшают когнитивные функции младенцев: рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование.Am J Clin Nutr. 2012 декабрь; 96 (6): 1465–72.
62. Бэрден М.Дж., Вестерлунд А.Дж., Армони-Сиван Р., Нельсон К.А., Якобсон С.В., Лозофф Б. и др. Связанное с событием потенциальное исследование внимания и памяти распознавания у младенцев с железодефицитной анемией. Педиатрия. 2007 август; 120 (2): e336–45.
63. Картер Р.К., Якобсон Д.Л., Бёрден М.Дж., Армони-Сиван Р., Додж Н.К., Анджелилли М.Л. и др.Железодефицитная анемия и когнитивные функции в младенчестве. Педиатрия. 2010 август; 126 (2): e427–34.
64. Альгарин С., Пейрано П., Гарридо М., Писарро Ф., Лозофф Б. Железодефицитная анемия в младенчестве: длительные эффекты на функционирование слуховой и зрительной системы. Pediatr Res. 2003 февраль; 53 (2): 217–23.
65. Алгарин С., Нельсон К.А., Пейрано П., Вестерлунд А., Рейес С., Лозофф Б. Железодефицитная анемия в младенчестве и более слабый когнитивный тормозной контроль в возрасте 10 лет. Dev Med Child Neurol. 2013 Май; 55 (5): 453–8.
66. Lozoff B, Brittenham GM, Wolf AW, McClish DK, Kuhnert PM, Jimenez E, et al.Железодефицитная анемия и терапия железом влияют на результаты тестов развития младенцев. Педиатрия. Июнь 1987 г., 79 (6): 981–95.
67. Луковски А.Ф., Косс М., Бёрден М.Дж., Йонидес Дж., Нельсон К.А., Касироти Н. и др. Дефицит железа в младенчестве и нейрокогнитивное функционирование в 19 лет: свидетельство долгосрочного дефицита управляющих функций и памяти распознавания.Nutr Neurosci. 2010 Апрель; 13 (2): 54–70.
68. Fuglestad AJ, Kroupina MG, Johnson DE, Georgieff MK. Статус микронутриентов и развитие нервной системы у детей, усыновленных за границей. Acta Paediatr. 2016 Февраль; 105 (2): e67–76.
69. Doom JR, Georgieff MK, Gunnar MR.Институциональная помощь и дефицит железа усиливают симптоматику СДВГ и снижают IQ через 2,5-5 лет после усыновления. Dev Sci. 2015 Май; 18 (3): 484–94.
70. Doom JR, Gunnar MR, Georgieff MK, Kroupina MG, Frenn K, Fuglestad AJ и др. Помимо депривации стимулов: дефицит железа и когнитивные нарушения у детей, находящихся в стационаре.Child Dev. 2014 сентябрь-октябрь; 85 (5): 1805–12.
71. Георгиев МК. Оценка железа для защиты развивающегося мозга. Am J Clin Nutr. 2017 декабрь; 106 Прил. 6: 1588S – 93S.
72. Кьюсик С.Е., Джорджифф М.К., Рао Р.Подходы к снижению риска дисфункции мозга, вызванной дефицитом железа в раннем возрасте, у детей. Питательные вещества. 2018 Февраль; 10 (2): E227.
73. Cheatham CL. Омега-3 жирные кислоты и развитие когнитивных способностей: обзор исследований добавок DHA. Перспектива Agric Vet Sci Nutr Nat Resour.2008; 3 (1): 1–15.
74. Uauy R, Hoffman DR, Mena P, Llanos A, Birch EE. Исследования доношенных младенцев добавок DHA и ARA на развитие нервной системы: результаты рандомизированных контролируемых исследований. J Pediatr. 2003 окт; 143 (4 доп.): S17–25.
75. Сан-Джованни Дж. П., Берки К. С., Дуайер Дж. Т., Колдиц Г. А..Диетические незаменимые жирные кислоты, длинноцепочечные полиненасыщенные жирные кислоты и острота зрения у здоровых доношенных детей: систематический обзор. Early Hum Dev. Март 2000 г., 57 (3): 165–88.
76. Сан-Джованни Дж. П., Парра-Кабрера С., Кольдиц Г. А., Берки К. С., Дуайер Дж. Т.. Мета-анализ диетических незаменимых жирных кислот и длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот, поскольку они связаны с остротой зрения у здоровых недоношенных детей.Педиатрия. 2000 июн; 105 (6): 1292–8.
77. Schulzke SM, Patole SK, Simmer K. Добавка длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот у недоношенных детей. Кокрановская база данных Syst Rev.2011, февраль; (2): CD000375.
78. Симмер К., Патоле СК, Рао СК.Добавление длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот младенцам, родившимся в срок [обновление Кокрановской базы данных Syst Rev. 2001; (4): CD000376; PMID: 11687076]. Кокрановская база данных Syst Rev.2008, январь; (1): CD000376.
79. Ясани Б., Симмер К., Патоле С.К., Рао СК. Добавки длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот у доношенных детей.Кокрановская база данных Syst Rev.2017 Март; 3: CD000376.
80. Мун К., Рао С.К., Шульцке С.М., Патоле С.К., Симмер К. Добавка полиненасыщенных жирных кислот с длинными цепями у недоношенных детей. Кокрановская база данных Syst Rev.2016 декабрь; 12: CD000375.
81. Мелдрам С., Симмер К.Докозагексаеновая кислота и результаты нервного развития доношенных детей. Энн Нутр Метаб. 2016; 69 Приложение 1: 22–8.
82. Остадрахими А., Салехи-Пурмер Х., Мохаммад-Ализаде-Чарандаби С., Хейдарабади С., Фаршбаф-Халили А. Влияние добавок рыбьего жира в перинатальный период на развитие нервной системы и рост младенцев: рандомизированное контролируемое исследование.Eur J Nutr. Октябрь 2018; 57 (7): 2387–97.
83. Engel S, Tronhjem KM, Hellgren LI, Michaelsen KF, Lauritzen L. Статус докозагексаеновой кислоты в 9 месяцев обратно связан с коммуникативными навыками у 3-летних девочек. Matern Child Nutr. 2013 Октябрь; 9 (4): 499–510.
84. Брааруд Х.С., Мархус М.В., Скотейм С., Стормарк К.М., Фройланд Л., Графф И.Е. и др.Статус DHA у матери во время беременности оказывает положительное влияние на решение проблем младенцев: норвежское проспективное исследование. Питательные вещества. 2018 апр; 10 (5): E529.
85. Pawlosky RJ, Hibbeln JR, Novotny JA, Salem N Jr. Физиологический компартментальный анализ метаболизма альфа-линоленовой кислоты у взрослых людей.J Lipid Res. 2001 август; 42 (8): 1257–65.
86. Йейтс AJ, Love TM, Engström K, Mulhern MS, McSorley EM, Grzesik K, et al. Генетическая изменчивость генов FADS связана со статусом длинноцепочечных ПНЖК у матери, но не с когнитивным развитием младенцев, согласно данным наблюдательного исследования с высоким уровнем потребления рыбы.Простагландины Leukot Essent Fatty Acids. 2015 декабрь; 102-103: 13–20.
87. Cheatham CL, Lupu DS, Niculescu MD. Генетические и эпигенетические трансгендерные последствия, связанные с жирными кислотами омега-3. Часть II: материнский генотип FADS2 rs174575 и метилирование ДНК позволяют прогнозировать когнитивные способности малышей.Nutr Res. 2015 ноя; 35 (11): 948–55.
88. Видеман А.М., Чау С.М., Грунау Р.Э., Маккарти Д., Юрко-Мауро К., Дайер Р.А. и др. Плазменный бетаин положительно связан с результатами развития у здоровых детей младшего возраста в возрасте 2 лет, которые не соответствуют рекомендуемому адекватному потреблению холина с пищей.J Nutr. 2018 август; 148 (8): 1309–14.
89. Росс Р.Г., Хантер С.К., Маккарти Л., Бойлер Дж., Хатчисон А.К., Вагнер Б.Д. и др. Эффекты перинатального холина на неонатальную патофизиологию, связанные с более поздним риском шизофрении. Am J Psychiatry. 2013 Март; 170 (3): 290–8.
90. Эндрю М.Дж., Парр-младший, Монтегю-Джонсон К., Лалер К., Ци С., Бейкер Б. и др.Нутритивное вмешательство и исходы нервного развития у младенцев с подозрением на церебральный паралич: двойное слепое рандомизированное контролируемое исследование младенцев Dolphin. Dev Med Child Neurol. 2018 сентябрь; 60 (9): 906–13.
91. Эндрю М.Дж., Парр-младший, Монтегю-Джонсон С., Лалер К., Холмс Дж., Бейкер Б. и др.Нейроразвитие результатов вмешательства в питание новорожденных с риском нарушения развития нервной системы: двойное слепое рандомизированное контролируемое исследование Dolphin для новорожденных. Dev Med Child Neurol. 2018 сентябрь; 60 (9): 897–905.
92. Jacobson SW, Carter RC, Molteno CD, Stanton ME, Herbert JS, Lindinger NM и др.Эффективность приема материнского холина во время беременности в смягчении побочных эффектов пренатального воздействия алкоголя на рост и когнитивные функции: рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое клиническое исследование. Alcohol Clin Exp Res. Июль 2018; 42 (7): 1327–41.
93. Coles CD, Kable JA, Keen CL, Jones KL, Wertelecki W, Granovska IV, et al.; CIFASD. Доза и время пренатального воздействия алкоголя и пищевых добавок для матери: влияние на развитие 6-месячных младенцев. Matern Child Health J. 2015 Dec; 19 (12): 2605–14.
94. Возняк JR, Fuglestad AJ, Eckerle JK, Fink BA, Hoecker HL, Boys CJ, et al. Добавки холина у детей с нарушениями алкогольного спектра плода: рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование.Am J Clin Nutr. 2015 ноя; 102 (5): 1113–25.
95. Нгуен Т.Т., Рисбуд Р.Д., Маттсон С.Н., Чемберс Д.Д., Томас Д.Д. Рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое клиническое испытание добавок холина у детей школьного возраста с нарушениями алкогольного спектра плода. Am J Clin Nutr. 2016 декабрь; 104 (6): 1683–92.
96. Wurtman RJ, Cansev M, Sakamoto T, Ulus IH. Введение докозагексаеновой кислоты, уридина и холина увеличивает уровни синаптических мембран и дендритных шипов в головном мозге грызунов. World Rev Nutr Diet. 2009; 99: 71–96.
97. Читхэм К.Л., Шеппард К.В.Синергетические эффекты питательных веществ грудного молока в поддержке памяти распознавания младенцев: обсервационное исследование. Питательные вещества. 2015 ноя; 7 (11): 9079–95.

---

Автор Контакты

Кэрол Л. Читам

Департамент психологии, нейробиологии и научно-исследовательского института питания

Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл

500 Laureate Way, Rm 1101, Каннаполис, Северная Каролина 28081 (США)

carol_cheatham @ unc.edu

---

Подробности статьи / публикации

Предварительный просмотр первой страницы

Поступила: 12 ноября 2019 г.
Дата принятия: 12 февраля 2020 г.
Опубликована онлайн: 19 июня 2020 г.
Дата выпуска: июнь 2020

Кол-во страниц для печати: 13
Количество рисунков: 3
Количество столов: 2

ISSN: 0250-6807 (печатный)
eISSN: 1421-9697 (онлайн)

Для дополнительной информации: https: // www.karger.com/ANM

---

Авторские права / Дозировка препарата / Заявление об ограничении ответственности

Авторские права: Все права защищены. Никакая часть данной публикации не может быть переведена на другие языки, воспроизведена или использована в любой форме и любыми средствами, электронными или механическими, включая фотокопирование, запись, микрокопирование или с помощью какой-либо системы хранения и поиска информации, без письменного разрешения издателя. .
Дозировка лекарства: авторы и издатель приложили все усилия, чтобы гарантировать, что выбор и дозировка лекарства, указанные в этом тексте, соответствуют текущим рекомендациям и практике на момент публикации.Тем не менее, ввиду продолжающихся исследований, изменений в правительственных постановлениях и постоянного потока информации, касающейся лекарственной терапии и реакций на них, читателю настоятельно рекомендуется проверять листок-вкладыш для каждого препарата на предмет любых изменений показаний и дозировки, а также дополнительных предупреждений. и меры предосторожности. Это особенно важно, когда рекомендованным агентом является новое и / или редко применяемое лекарство.
Отказ от ответственности: утверждения, мнения и данные, содержащиеся в этой публикации, принадлежат исключительно отдельным авторам и соавторам, а не издателям и редакторам.Появление в публикации рекламы и / или ссылок на продукты не является гарантией, одобрением или одобрением рекламируемых продуктов или услуг или их эффективности, качества или безопасности. Издатель и редактор (-ы) не несут ответственности за любой ущерб, причиненный людям или имуществу в результате любых идей, методов, инструкций или продуктов, упомянутых в контенте или рекламе.

Созревание мозга — обзор

Краткий обзор временной шкалы процессов созревания

Структурное и функциональное созревание мозга является результатом сложных процессов, которые накладываются друг на друга во времени.Нейрогенез, миграция нейронов, миелинизация и синаптогенез являются основными нейрогенетическими и гистогенетическими событиями, существенными для церебрального цитоархитектурного созревания и полного развития и функциональности будущих корковых сетей. Созревание мозга также зависит от существенных ранних переходных структур, которые будут подготовлены к построению будущих функций коры головного мозга (рис. 25.3).

Рис. 25.3. Схематическое изображение основных нейрогенетических событий и их интенсивности во время коркового гистогенеза в разные периоды развития человека.

Адаптировано из Kostović, I., Sedmak, G., Vukšić, M., et al., 2015. Актуальность зоны субпластинки человеческого плода для нейропатологии развития нейрональных миграционных нарушений и корковой дисплазии. CNS Neurosci Ther 21, 74–82.

На раннем этапе развития плода заметными нейрогенными явлениями являются пролиферация нейронов и клеточная дифференцировка. Нейрональная пролиферация начинается в желудочковой и субвентрикулярной зонах (зародышевый матрикс) на 5-6 wGA и сохраняется до 26-30 wGA. В то же время начинается клеточная дифференцировка, включая образование аксонов и дендритов, синаптогенез и специфические свойства мембран (рецепторы белковых каналов).Первые синапсы появляются на 8 wGA (Kostović et al., 2019). Параллельно с этим, радиальная и тангенциальная миграция нейронов начинается на 5–6 wGA и, как ожидается, закончится вскоре после рождения (Kostović et al., 2015, 2019). Нейроны мигрируют радиально через белое вещество к кортикальной пластинке и тангенциально соединяют различные области ассоциации.

В течение среднего периода плода, начиная с 17 wGA, нейрогенез продолжается (нейроны пролиферируют и мигрируют через промежуточные и субпластинчатые зоны). Однако наиболее интенсивными гистогенетическими событиями являются агрегация нейронов и цитоархитектонические изменения в ламинарном паттерне: врастание и разрастание аксонов, развитие длинных ассоциативных путей, дендритная дифференцировка и синаптогенез в корковой пластинке (Kostović et al., 2019). Первые синапсы распределены в переходных отсеках с ламинарной организацией (Bystron et al., 2008; Kostović et al., 2019). Первоначально синапсы немногочисленны и в основном расположены в промежуточной зоне и предподложке. От 13 до 15 wGA синапсы развиваются в кортикальной субпластине, наиболее важной функциональной временной ламинарной структуре в кортикогенезе (Kostović and Jovanov-Milošević, 2006; Kostović et al., 2019). Кортикальная субпластинка, расположенная между промежуточной зоной и корковой пластинкой (Luhmann et al., 2018), появляется при 13–15 wGA (Kostović et al., 2019) и увеличивается в размерах до 26–28 wGA, становясь в 4–5 раз толще кортикальной пластинки. В этот период субпластина содержит наиболее дифференцированные постмиграционные нейроны и многочисленные синапсы (Kostović et al., 2019). Между 23-25 ​​wGA нейроны субпластинки создают взаимодействия с таламическими афферентными волокнами (Kostović and Jovanov-Milošević, 2006). После 26 wGA таламокортикальные волокна мигрируют в кортикальную пластинку (Kostović, Jovanov-Milošević, 2006; Kostović et al., 2019), обеспечивая первые прямые таламические входы в постсинаптические нейроны корковой пластинки (Molliver et al., 1973; Krmpotić-Nemanić et al., 1980, 1983; Kostovic и Goldman-Rakic, 1983; Kostovic and Rakic, 1984, 1990). ; Kostović and Judas, 2002, 2010) и появлению «сенсорных выжидательных» корковых функций (Kostović et al., 2019). Подпластинчатые нейроны являются первыми нейронами коры, которые реагируют на сенсорные стимулы (Wess et al., 2017). Субпластинка играет роль в формировании нейронных функциональных сетей, участвуя в: (1) установлении и функциональном созревании таламокортикальных связей через проекции на растущую кортикальную пластинку, (2) проекции обратной связи к таламусу, (3) Зависимое от активности развитие кортикальных столбов, которое может быть результатом соединения щелевых соединений между радиальными глиальными клетками и мигрирующими нейронами (Rakic, 1988; Elias et al., 2007; Elias and Kriegstein, 2008) и (4) радиальная миграция нейронов (обзор см. В Luhmann et al., 2018). Удаление субпластинчатых нейронов предотвращает развитие как таламокортикальных, так и внутрикортикальных цепей, что указывает на то, что субпластинчатые нейроны необходимы для развития коры головного мозга (Wess et al., 2017), а нарушение функции субпластинчатых нейронов связано с нарушениями развития нервной системы, такими как расстройство аутистического спектра (РАС) ( Hoerder-Suabedissen and Molnár, 2015; Nagode et al., 2017). Функционально, до 26–28 wGA, спонтанные эндогенные активности генерируются сложными нейронными сетями, развивающимися вокруг субпластинки и кортикальной пластинки, и являются генетически детерминированными, а не сенсорными.Считается, что эти эндогенные генераторы участвуют в управлении нейронами, синаптогенезе и активации функциональных корковых клеток (Ayoub and Kostovic, 2009; Kostović et al., 2011; Moore et al., 2011; Feller, 2012). Они способствуют функциональной оптимизации временных нейронных сетей, необходимой для будущего создания сложных сенсорно-чувствительных сетей (Mahmoudzadeh et al., 2013, 2017a, b).

Одной из самых ранних сигнатур в электроэнцефалографии (ЭЭГ) этой эндогенной активности, которая может быть вызвана субпластиной, является тета-временная активность в сочетании с медленными волнами (TTA-SW) (Routier et al., 2017) (рис. 25.4–25.6). TTA-SW — это спонтанная и временная активность, физиологически наблюдаемая на ЭЭГ между 26 и 32 wGA. TTA-SW характеризуется слиянием между TTA и SW в результате тесной и точной взаимосвязи между быстрыми действиями на медленной волне, что свидетельствует о функциональности незрелой нейронной сети (Moghimi et al., 2020). Мы продемонстрировали, что TTA-SW участвует в начальном развитии перисильвиевой сети (Mahmoudzadeh et al., 2017b; Adebimpe et al., 2019), прежде чем сенсорные сигналы достигнут коры. После 28 wGA сложные сети становятся все более чувствительными к органам чувств. Сенсорные ощущения и коррелированные экзогенные нейронные активности вызывают прогрессирующее созревание функциональных сетей от переходных к постоянным схемам, которые в срок становятся в основном сенсорными (O’Leary et al., 2007; Tritsch and Bergles, 2010; Kostović et al., 2019). Затем сенсорные входы и, таким образом, обучение будут оптимизировать и развивать эту первоначальную сеть.Были предложены различные модели функционального созревания взаимодействий между таламическими афферентами, субпластинкой и нейронами корковой пластинки (Colonnese and Phillips, 2018). Функциональность этой незрелой сети была элегантно описана (Murata and Colonnese, 2016). Авторы демонстрируют, что как только зрительная кора (VC) соединяется с таламическими афферентами, нейроны VC образуют возбуждающую петлю с прямой связью с таламусом, которая усиливает движение спонтанных волн сетчатки.Кроме того, центральные контуры трансформируют возбуждение ганглиозных клеток латерального коленчатого ядра (LGN) в колебания со взрывом веретена (Murata and Colonnese, 2016). Это показывает сложность взаимодействий между корковыми и подкорковыми областями, которые уже присутствуют у недоношенных детей. Структурные или функциональные дефекты могут вызывать изменения в этой хорошо настроенной незрелой функциональной системе с потенциальными долгосрочными нарушениями развития нервной системы.

Рис. 25.4. Конспект созревания особенностей ЭЭГ недоношенных новорожденных.

По материалам Wallois, F., 2010. Краткий обзор развития специфических особенностей ЭЭГ недоношенных новорожденных. Neurophysiol Clin 40, 125–126. https://doi.org/10.1016/j.neucli.2010.02.001.

Рис. 25.5. Удельная электрическая активность, зарегистрированная на электроэнцефалографии низкого разрешения (ЭЭГ) с биполярным монтажом. Одиннадцать электродов ЭЭГ, ЭКГ и дыхательные каналы. Фильтр: 0,53–70 Гц, Notch: 50 Гц. (A) Тета-временная активность в сочетании с медленной волной (TTA-SW) у недоношенного ребенка, зарегистрированная на 28 неделе гестации (wGA), (B) дельта-кисть, записанная на 32 wGA, (C) фронтальные переходные процессы, записанные на 40 wGA, и (D) медленная передняя дизритмия, зарегистрированная при 41 wGA.

Рис. 25.6. Тета-временные активности в сочетании с медленной волной (TTA-SW), зарегистрированные на электроэнцефалографии высокой плотности, и локализация их источника в верхней височной борозде с использованием двух методов локализации источника.

По материалам Routier, L., Mahmoudzadeh, M., Panzani, M., et al., 2017. Пластичность нейронных сетей новорожденных у очень недоношенных детей: локализация источника временной тета-активности, первого эндогенного нейронного биомаркера, в височно-теменных областях : пластичность сетей у очень недоношенных детей.Hum Brain Mapp 38, 2345–2358.

В течение этого внутриутробного периода созревание мозжечка происходит вслед за теми же процессами созревания, что и в переходной зоне. До 20 wGA пролиферация нейронов наблюдается в пределах пролиферативных зон: дорсомедиальной желудочковой зоны и дорсолатеральной субвентрикулярной зоны. Из этих зон происходит процесс миграции нервных клеток, приводящий к образованию внутреннего гранулярного слоя. После 20 wGA развитие мозжечка отмечено ростом и дифференцировкой клеток.Одной из детерминант роста мозжечка является пролиферация гранулярных клеток-предшественников внешнего гранулярного слоя перед их миграцией внутрь с образованием внутреннего гранулярного слоя. Постепенно переходный внешний зернистый слой истончается, а затем исчезает после рождения (Volpe, 2009b).

Параллельно с нейрогенезом, с определенной временной и пространственной динамикой (Dubois et al., 2008), миелинизация начинается примерно при 20 wGA в мозговом веществе, затем последовательно распространяется на комиссуральные структуры и первичные сенсорные и моторные области.Последними миелинизируются области в префронтальной коре (Fuster, 2002). Миелинизация зависит от генетических факторов и активности нейронов. Это увеличивает скорость передачи информации и оптимизирует раннее соединение между различными структурами и происходит постепенно и неоднородно. Миелинизация между различными областями коры имеет определенный пространственно-временной ход. Нарушения в тонкой настройке взаимодействий между миелинизацией и созреванием функциональной связности могут нарушить все процессы созревания, нарушая функциональность нейронной сети и вызывая долгосрочные расстройства нервного развития.

В позднем плодном периоде (после 31 wGA) гирификация происходит как следствие всех предшествующих процессов, в частности, пролиферации и миграции нейронов, появления таламокортикальных связей и миелинизации. Миграция нейронов из субпластинки в кору вызывает последовательные волны первичной, вторичной и третичной складчатости (20, 32 и 38 wGA соответственно) (Dubois et al., 2016) и взрывное развитие кортикокортикальных волоконных соединений (Kostovic). и Ракич, 1990; Ван Эссен и Друри, 1997; Костович и Йованов-Милошевич, 2006; Хуанг и др., 2009; Takahashi et al., 2012; Миттер и др., 2015). Точно так же мозжечок демонстрирует экспоненциальный рост слоистости и увеличивается в пять раз между 27 и 40 wGA и более чем в 30 раз в площади поверхности.

Наряду с нейрональной системой сосудистая система претерпевает сложные процессы созревания. С возрастом беременности плотность сосудов постепенно увеличивается, особенно в зоне матрикса головного мозга, и стенки сосудов созревают. Нейроваскулярное сцепление достигает зрелости от 28 wGA (Jöbsis, 1977; Buxton et al., 2004; Махмудзаде и др., 2013, 2017а, б). Точная настройка между двумя сетями позволяет метаболическим средствам соответствовать потребности в энергии, запрашиваемой незрелыми сетями, участвующими в сенсорной обработке (в основном слуховой) (Mahmoudzadeh et al., 2017a, b).

Созревание сосудистых сетей прогрессирует в тесной связи с нейронными сетями, в частности, с построением столбчатой ​​организации кортикальной пластинки (Patel, 1983; Cox et al., 1993). Созревание нейронных и сосудистых сетей мозга частично зависит от генетического программирования.Нейронная активность способствует формированию сосудистых сетей (Lacoste et al., 2014; Lacoste and Gu, 2015) и необходима для формирования сосудистого паттерна. Этот эффект взаимен между сетями. Нарушения нейронной активности могут вызывать изменения в созревании сосудистой сети (Lacoste et al., 2014). Нарушения в сосудистой сети, например, из-за внутрижелудочкового кровоизлияния (ВЖК), могут нарушить нервно-сосудистую связь.