大脑发育和神经可塑性

神经科学的最新进展有效杜绝“先天或后天的争论。相反,讨论的焦点转向了脑部机制和干预——在哪些方面神经回路改变了经验吗?当大脑最容易接受教育和学习吗?和什么影响高和低社会经济地位(SES)对神经认知的发展?

也许没有人更感兴趣或致力于回答这些问题比2013 APS威廉·詹姆斯的海伦·内维尔大脑发育实验室主任俄勒冈大学的。在她的奖地址在第25届APS年会在华盛顿特区,内维尔讨论经验和遗传学如何相互作用,如何影响神经认知发展。

以证据为基础的政策的强烈支持者,她开始强调基础研究的重要性理解环境影响如何影响神经系统。

“神经可塑性是一把双刃剑,”内维尔说,指的是如何经验依赖大脑的结构和功能的改变可以带来好处,但也可能让系统变得脆弱。

出生的人失明或失聪的研究,她解释了大脑重新连接电路的能力,改变认知。默认情况下,那些出生时就失去视力不接收视觉信号枕叶皮层,大脑的地区通常负责组织信息。通过结合与事件相关电位(erp)的时间分辨率和空间分辨率的功能性磁共振成像(fMRI),内维尔和她的同事透露,在盲目的个人的大脑枕叶功能组织听觉和触觉输入“回收”。这些变化有助于解释为什么失明者展示更灵敏的听觉模棱两可的声音在外围听觉领域和更敏锐的触觉。

和内维尔在先天失聪的人发现了类似的结果。对这些人来说,视觉和触觉神经重建的初级听觉皮层,赋予检测微小变化的能力增加周边视野也外围触觉输入。总的来说,这些研究结果表明,神经可塑性的变化应对经验对认知产生有益的影响。对于那些无法看到的,大脑变得更善于关注听觉和触觉刺激。对于那些不能听到,另一方面,大脑资源和注意力转移到检测触觉和视觉信息。

内维尔也在成人和儿童的高SES研究关注。这些人能够选择性地集中注意力和抑制干扰在实验室实验涉及听觉刺激竞争。从本质上讲,他们能更清楚地听到一个特定的刺激通过定心认知资源的特定目标。

但内维尔指出,大脑可塑性并不总是给优势。正如注意力enhanceable失聪,失明者和高SES社区,SES低环境中它也是脆弱的。这个重要的发现是内维尔希望获得真实的直接结果和代表结果,只有可能通过收集更大、更多样化的人口样本。

“我们走在大学社区,”内维尔说。“我们研究了神经正常,心理正常,右撇子,单语的人-正常的孩子生活在贫困线以下。”

内维尔的结果预测:这些孩子不要表现出相同的使用注意增强听觉刺激的能力。因为必要的经历不是目前的早期发展中,很多孩子不能够有效地抑制干扰,文化现象,似乎有很大的影响,计算能力和情报在以后的生活中。

在尝试使用这个证据改善儿童早期教育,内维尔对政策制定者的反应很失望。她说,许多被画在社会经济地位的差异作为固定,永远拴在他的遗传基因在起作用。内维尔,不温不火的反应是后续研究的一个主要动机收集基因数据。在这一过程中,她和她的同事们有效地排除了“自然”的论点——遗传差异高低SES组之间的差异没有解释在注意力的能力。

相反,她认为家庭环境的差异,通常更多的压力和更少的刺激,同时在教育,特别是对注意力——占显著的差异在语言,文化,和智力高低SES之间的孩子。但是,根据内维尔,这些差异并不坚固的。考虑到大脑能够重组本身通过经验,内维尔已经表明,有数据支持,相对简单和廉价的训练是有效地减少高低SES儿童之间的差异(内维尔等2013)。

结合头开始,联邦政府资助的项目,提供教育、健康、营养、和家长参与服务低收入儿童及其家庭,内维尔和她的同事们开发了他们自己的培训项目——一个专注于教学关注技能的重要性。专为3到5岁的孩子和他们的父母,这个程序需要8个,40分钟的训练,孩子们玩游戏为了磨练注意力技能。与此同时,父母教的家长关注的重要性,以及如何与孩子玩这些游戏。

与常规头比较这种培训后开始和另一个混合程序,结果是很明显的。不仅内维尔的项目获得最大的提高孩子的语言能力,非语言智商、社交技巧和问题行为——它还重组他们的大脑。最初的听觉任务测量与erp提供了进一步的证据表明,干预项目是成功的。

“他们有一个美丽的关注效应,这是无法区分微伏的效应,我们看到在高等SES孩子,”内维尔说。

和孩子们不是唯一受益于这种培训的人。父母有能力增加生产力与孩子交谈,也显示出显著减少压力后八周计划。

根据内维尔,行动的证据是清楚的:在一个名义价格——它将增加头部开始的预算仅为10%——她预测,这个训练会提高认知能力,自尊,毕业率,就业,和潜在的未来经济利益。但是面对这样的令人信服的证据,内维尔是失望与资源是如何被分配的。学前教育远远不足与中学或大学教育相比,即使一个坚实的早期教育预测一生中许多有益的结果。

“为了经济,为了孩子,让我们这以证据为基础的方法来减少不平等,”内维尔说。“我们最大的工作是说服公众和政策制定者需求和评估证据的证据。”

对他们来说,内维尔和她的同事产生了非科学家叫电影改变大脑,强调早期教育的重要性并提供实用、实际验证建议家长和教育者寻求理解大脑发育。内维尔关闭了她的地址和她的团队的礼帽的研究人员和的创造者半岛体育官方网址入口改变大脑(changingbrains.org)。

“他们都是为他们所做的事情感到骄傲。年轻人想觉得他们的区别,他们是。他们改变世界的一个家庭。”

参考

内维尔,h·J。史蒂文斯,C。Pakulak E。钟,t。范宁,J。克莱恩,S。& Isbella大肠(2013)。家族式培训项目改善大脑功能、认知和行为的低社会经济地位学龄前儿童。美国国家科学院院刊》上的美国,110年,12138 - 12143。