Нейроконструктивизм
Теория о том, как мозг формирует себя и становится специализированным с течением времени

Нейроконструктивизм — это теория, которая утверждает, что филогенетические процессы развития , такие как взаимодействие генов и окружающей среды [1] и, что особенно важно, онтогенез, играют важную роль в том, как мозг постепенно формирует себя и как он постепенно становится специализированным в ходе развития.

Сторонники нейроконструктивизма, такие как Аннет Кармилофф-Смит , выступают против врожденной модульности разума , представления о том, что мозг состоит из врожденных нейронных структур или модулей, которые имеют различные эволюционно установленные функции. Вместо этого акцент делается на врожденных доменных предубеждениях. Эти предубеждения понимаются как помощь в обучении и направление внимания. Таким образом, модульные структуры являются продуктом как опыта, так и этих врожденных предубеждений. Поэтому нейроконструктивизм можно рассматривать как мост между психологическим нативизмом Джерри Фодора и теорией когнитивного развития Жана Пиаже .

Развитие против врожденной модульности

Нейроконструктивизм возник как прямое опровержение психологов, которые утверждают о врожденной модульности мозга . [2] [3] Модульность мозга требует заранее определенного образца синаптической связи в кортикальной микросхеме определенной нервной системы. [4] Вместо этого Аннет Кармилофф-Смит предположила , что микросвязность мозга возникает из постепенного процесса онтогенетического развития. [4] [5] [6] Сторонники модульной теории могли быть введены в заблуждение кажущимися нормальными результатами людей, которые демонстрируют неспособность к обучению на тестах. Хотя может показаться, что когнитивные функции могут быть нарушены только в определенных областях, это может быть функциональным недостатком теста. Многие стандартизированные задания, используемые для оценки степени повреждения мозга, не измеряют основные причины, а вместо этого показывают только статическое конечное состояние сложных процессов. [7] Альтернативным объяснением для учета этих нормальных результатов тестов была бы способность человека компенсировать с помощью других областей мозга, которые обычно не используются для такой задачи. [4] Такая компенсация могла возникнуть только в результате нейропластичности развития и взаимодействия между окружающей средой и функционированием мозга.

Различные функции в мозге возникают в ходе развития. Вместо того, чтобы иметь предопределенные шаблоны связей, нейроконструктивизм предполагает, что существуют «крошечные региональные различия в типе, плотности и ориентации нейронов , в нейротрансмиттерах , в порогах активации, в скорости миелинизации , ламинировании, соотношении серого вещества к белому веществу » и т. д., которые приводят к различным возможностям нейронов или областей мозга справляться с определенными функциями. [8] [9] Например, вентральный и дорсальный потоки возникают только из-за врожденных различий в скорости обработки нейронами, а не врожденного выбора быть либо вентральным, либо дорсальным соответствующими нейронами. [8] Такая дифференциация была названа доменно-релевантным подходом к развитию. [8] [9] [10]

Это контрастирует с предыдущими подходами , основанными на общем домене и на конкретном домене . В рамках подхода, основанного на общем домене, различия в когнитивном функционировании объясняются всеобъемлющими различиями в нейронах по всему мозгу. Подход, основанный на конкретном домене, напротив, утверждает наличие присущих, специфических различий в генах , которые напрямую контролируют развитие человека. Хотя он не может исключить специфичность домена, [10] нейроконструктивизм вместо этого предлагает подход, основанный на развитии, который фокусируется на изменении и возникающих результатах. [10] Такое изменение приводит к специфичности домена в мозге взрослого человека, но нейроконструктивизм утверждает, что ключевой компонент специфичности возник из начального состояния общего домена. [4]

Каждый аспект развития динамичен и интерактивен. [10] Человеческий интеллект может быть более точно определен, если сосредоточиться на пластичности мозга и его взаимодействии с окружающей средой, а не на врожденных различиях в структуре ДНК . Диссоциации, наблюдаемые при синдроме Уильямса или аутизме, предоставляют нейробиологам средства для изучения различных траекторий развития. [4]

Зависимость от контекста

Нейроконструктивизм использует контекст для демонстрации возможных изменений нейронных связей мозга . Начиная с генов и постепенно включая больше контекста, он указывает на некоторые ограничения, связанные с развитием. Вместо того чтобы рассматривать мозг как независимый от его текущей или предыдущей среды, нейроконструктивизм показывает, как контекст взаимодействует с мозгом, постепенно формируя специализированный взрослый мозг. Фактически, будучи построенными на уже существующих представлениях, представления становятся все более контекстно-зависимыми (а не свободными от контекста). [11] Это приводит к «ограничениям судьбы», при которых последующее обучение более ограничено, чем раннее обучение. [11] Нейроконструктивизм относится к тому, как мы строим наши концептуальные рамки на протяжении всей нашей жизни. Он апеллирует к раннему детскому развитию, культуре и образованию.

Гены

Предыдущие теории предполагали, что гены являются статическим неизменным кодом для определенных результатов развития. Однако новые исследования показывают, что гены могут быть вызваны как экологическими, так и поведенческими влияниями. [12] Этот вероятностный эпигенетический взгляд на развитие [13] предполагает, что вместо того, чтобы следовать предопределенному пути к экспрессии, гены модифицируются поведением и средой организма. Более того, эти модификации могут затем воздействовать на среду, создавая причинно-следственный круг, в котором гены, влияющие на среду, повторно подвергаются влиянию этих изменений в среде.

Encellment

Схема нейрона. [14] Обратите внимание на дендриты и синапс нейрона. Именно эти два конца нейрона делают возможным взаимодействие нейронов.

Клетки не развиваются изолированно. Даже с раннего возраста нейроны находятся под влиянием окружающей среды (например, других нейронов). [15] Со временем нейроны взаимодействуют либо спонтанно, либо в ответ на некоторую сенсорную стимуляцию, образуя нейронные сети. [12] Хотя точное количество нейронов в мозге неизвестно, существуют оценки от 100 миллиардов [16] до приблизительно 128 миллиардов. [17] Это позволяет сформировать обширную нейронную сеть и, следовательно, «емкость хранения человеческого мозга». [18] Конкуренция между нейронами играет ключевую роль в установлении точной схемы связей. [19] Благодаря межнейронной коммуникации, которая становится возможной благодаря синапсам нейронов, аксонам и дендритам, [14] [20] различные нейроны могут влиять друг на друга и приводить к изменениям в нейронной сети. Это важно для обработки информации и изучения нового материала. Это возможно благодаря нейронным взаимодействиям, которые происходят между нейронами. [21] В результате могут возникнуть определенные паттерны нейронной активации из-за базовой морфологии и паттернов связей в пределах определенных нейронных структур. Они могут впоследствии быть изменены морфологическими изменениями, налагаемыми текущими представлениями. Постепенно более сложные паттерны могут возникать посредством манипуляции текущими нейронными структурами опытом организма. [12]

Озарение

В то время как нейроны встроены в сети, эти сети дополнительно встроены в мозг в целом. Нейронные сети не работают изолированно, как, например, в модульности перспективы разума . Вместо этого различные регионы взаимодействуют посредством процессов обратной связи и взаимодействий сверху вниз , [22] ограничивая и определяя развитие каждого региона. Например, было показано , что первичная зрительная кора у слепых людей обрабатывает тактильную информацию. [23] Функция корковых областей возникает в результате этого сенсорного ввода и конкуренции за корковое пространство. [24] «Этот интерактивный взгляд на специализацию подразумевает, что корковые области могут изначально быть неспецифичными в своих реакциях, но постепенно сужать свои реакции, поскольку их функциональная специализация ограничивает их более узким набором обстоятельств». [12] Обстоятельства в жизни человека могут привести к травме головы. Такие случаи, как сотрясения мозга во время занятий спортом и сильные аварии, могут привести к столкновению мозга с черепом. Это приводит к повреждению нейронов и ушибам мозга. В это время функция мозга временно теряется, так как нейроны повреждаются. Повторные случаи черепно-мозговой травмы могут привести к развитию длительного повреждения мозга. [25]

Хронический стресс вызывает долгосрочные изменения в структуре и функциях мозга. Эта форма стресса может вызвать увеличение количества клеток, продуцирующих миелин, и уменьшение количества нейронов. Хронический стресс уменьшает количество стволовых клеток, которые превращаются в нейроны, что может объяснить, как он влияет на обучение и память. [26] При этом нейронная сеть мозга постоянно меняется из-за пластичности. Хронический стресс, а также мышление и поведение никогда не разрешаются. Сила нейропластичности позволяет изменять форму и функцию мозга на протяжении всей его жизни.

Воплощение

Мозг еще больше ограничен своими ограничениями в теле. Мозг получает входные данные от рецепторов на теле (например, соматосенсорной системы , зрительной системы , слуховой системы и т. д.). Эти рецепторы предоставляют мозгу источник информации. В результате они манипулируют паттернами нейронной активации мозга и, таким образом, его структурой, что приводит к ограничивающим эффектам на построение представлений в уме. Сенсорные системы ограничивают возможную информацию, которую может получить мозг, и поэтому действуют как фильтр. [12] Однако мозг также может взаимодействовать с окружающей средой посредством манипулирования телом (например, движением, изменением внимания и т. д.), таким образом манипулируя окружающей средой и последующей полученной информацией. Проактивность при исследовании окружающей среды приводит к измененному опыту и, следовательно, измененному когнитивному развитию. [12]

Построение и реконструкция схем

Путь развития ментальных концепций, нашего познания и схем меняется в подростковом возрасте и во взрослой жизни благодаря пластичности. Создаваемые когнитивные структуры являются отражением того, как мозг реагирует на свою культуру и окружающую среду. Нейронная связность достигает своего пика в подростковом возрасте, что предполагает, что концептуальные структуры, которые мы создали в подростковом возрасте, могут быть перестроены на протяжении всей жизни, как утверждает идея динамического совершенствования навыков. [1] Это гипотеза, которая пытается доказать пластичность нашего разума и его способность формировать неограниченные нейронные связи, которые формируют или перестраивают наш бессознательный и сознательный образ мышления и категории, которые мы встроили в себя, которые играют роль в нашем восприятии и взаимодействии с миром. Эта гипотеза использовалась как попытка развенчать идею о том, что мы рождаемся со встроенными знаниями, предоставляя поддерживающие выводы в пользу аргумента о том, что мы рождаемся как чистые листы. В своей книге «Рождение разума » Гэри Маркус выступает против идеи tabula rasa и утверждает, что мы рождаемся с врожденными шаблонами мышления и информацией. Эта идея известна как нео-нативизм. Идеи Маркуса объясняют эволюционную нейронауку, в которой он указывает, что наши предустановленные шаблоны мышления эволюционировали, чтобы стать такими, какие они есть. Идеи Маркуса несовместимы с идеей пластичного мозга, потому что он утверждает, что в познании человека не происходит предустановления или переустановления, а скорее есть фиксация и жесткость из-за генов и рецептов, с которыми он родился. Предустановленный мозг не может быть пластичным. Однако Маркус верит, что познание можно развивать и перепрограммировать, но утверждает, что это не норма. Эта идея привлекательна со слабой стороны, поскольку она не учитывает то, как окружающая среда формирует наше мышление и познание, которые формируют нашу память. Воспоминания — это полная сущность построения познания. В книге Лизы Фельдман Барретт « 7 с половиной уроков о мозге» говорится о схемах в соответствии с аффектами, которые мы испытываем в результате внешних стимулов, не придавая достоверности стимулам, а тому, как мозг и тело подвергаются влиянию и реагируют. Она утверждает, что реакции мозга обусловлены прошлым опытом, что позволяет ему быстро думать, что является основой схем. [17] Лиза, подобно Маркусу, действительно придает достоверность тому, что находится внутри человека и сформировано в нем с рождения, что влияет на наш личный внутренний опыт. [1]Нейроконструктивизм говорит о схемах как о кортикальной специализации, которая опирается на обучение и опыт для своих форм, которые были построены в более ранние годы, чтобы быть измененными и перемонтированными. Доказательства в пользу этого второго окна (перемонтирования) были получены путем доказательства второго периода синаптического перепроизводства, который происходит в подростковом возрасте, что позволяет переформировать ограничения мыслей человека, которые были заложены в младенчестве. Пластичность очень доступна в период полового созревания и создает новые модели для человека на основе его биологического взаимодействия с окружающей средой, которые имеют решающее значение для принятия решений, личности и социального поведения в более позднем взрослом возрасте. Это одна из самых важных причин, по которой подросткам рекомендуется держаться подальше от алкоголя и психоделиков, которые снижают их суждение и подавляют ясность и мышление. Это второе окно, доступное через половое созревание, не следует воспринимать как должное, потому что это мозг, в который человек войдет во взрослую жизнь в 21 год. [27] Алкоголь снижает способность мозга формировать нейронные связи и подавляет определенные виды деятельности и пути нейронов. Алкоголь атакует лобную долю, которая усиливается в развитии в период полового созревания и продолжает расти до 21 года. Исследования, проведенные нейробиологом Джеем Гиддом, дают веские основания для второго периода синаптической пластичности, и он провел исследование на своих собственных детях-подростках. Он рассуждает о том, что подростки принимают плохие решения из-за того, что их мозг не полностью созрел. [ требуется ссылка ]

Поддержка идеи о том, что мозг обладает способностью к перестройке, была найдена в исследовании, проведенном Такаши Ониши, которое было проведено на музыкантах и ​​немузыкантах, чтобы проверить, какие части мозга активны во время игры итальянского оркестра, и оно показало, что правая височная доля немузыкантов и вторичная область слуховой коры были активированы по сравнению с мозгом музыкантов, чья активность была в левой височной коре и в левой префронтальной коре. [1] Это исследование подтверждает пластичность и то, как навыки переплетаются с работающим мозгом, полагаясь на нейронные связи, которые должны быть построены для нацеливания на различные части мозга. Это исследование предполагает, что наши схемы коренятся в разных частях процессов нашего мозга, и дает основание для его грандиозного разнообразия.

Энсоциализация

Хотя человек может манипулировать окружающей средой, конкретная среда, в которой развивается человек, оказывает сильное сдерживающее воздействие на возможные нейронные репрезентации, проявляемые через ограничение возможного физического и социального опыта. [12] Например, если ребенок воспитывается без матери, ребенок не может изменить свои реакции или действия, чтобы создать мать. Он/она может работать только в рамках определенных ограничений окружающей среды, в которой он/она родился. Если ребенок родился в плохих условиях, по сравнению с ребенком, который вырос в среднем классе и имел возможность заниматься спортом с семьей и друзьями, он, скорее всего, будет оставаться вдали от спортивной радости на протяжении всей взрослой жизни, поскольку его познание и счастье не были затронуты и не были приобщены к этому в детстве, чтобы полностью осознать счастье и необходимость, которые оно вызывает на протяжении всего детства. Таким образом, нейроконструктивизм также является заразой. Вышеупомянутые примеры являются ценным ресурсом для объяснения того, как были сформированы наши схемы, и огромного влияния, которое они оказывают на нашу повседневную жизнь. [1]

Природа представлений

Все вышеперечисленные ограничения взаимодействуют, формируя когнитивные представления в мозге. Основной принцип — зависимость от контекста, поскольку формирование происходит посредством соревнования и сотрудничества. [12] Соревнование приводит к специализации развивающихся компонентов, которые затем формируют новые представления. Сотрудничество, с другой стороны, приводит к комбинациям существующих ментальных представлений, которые позволяют повторно использовать существующие знания. Построение представлений также зависит от исследования окружающей среды индивидом. Однако опыт, полученный в результате этой проактивности, ограничивает диапазон возможных адаптаций в рамках ментальных представлений. [12] Такая прогрессивная специализация возникает из ограничений прошлой и текущей среды обучения. Чтобы изменить представления, среда требует улучшений посредством небольших дополнений к текущему ментальному состоянию. Это приводит к частичным [12] вместо фиксированных представлений, которые, как предполагается, возникают у взрослых. Нейроконструктивизм утверждает, что таких конечных продуктов не существует. Пластичность мозга приводит к постоянно меняющимся ментальным представлениям посредством индивидуальной проактивности и взаимодействия с окружающей средой. Такая точка зрения подразумевает, что любые текущие ментальные представления являются оптимальным результатом для определенной среды. Например, при расстройствах развития, таких как аутизм , атипичное развитие возникает из-за адаптации к множественным взаимодействующим ограничениям, как и нормальное развитие. Однако ограничения различаются и, таким образом, приводят к разному конечному продукту. Эта точка зрения напрямую противоречит предыдущим теориям, которые предполагали, что расстройства возникают из-за изолированных сбоев определенных функциональных модулей. [12]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcde Фарина, Мирко (2016-06-01). "Три подхода к когнитивному развитию человека: нео-нативизм, нейроконструктивизм и динамическое повышение квалификации". Британский журнал философии науки . 67 (2): 617– 641. doi :10.1093/bjps/axu026. ISSN  0007-0882.
  2. ^ Фодор, Дж. (1983). Модульность разума. Кембридж, Массачусетс: MIT Press.
  3. ^ Пинкер, С. (1994). Языковой инстинкт. Лондон: Penguin.
  4. ^ abcde Кармилофф-Смит, А. (1997). «Извилистый путь от генов к поведению: нейроконструктивистский подход». Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience . 6 (1): 9– 17. doi : 10.3758/cabn.6.1.9 . PMID  16869225.
  5. ^ Кармилофф-Смит, А. (1992). За пределами модульности: перспектива развития когнитивной науки. Кембридж, Массачусетс: MIT Press, Bradford Books.
  6. ^ Кармилофф-Смит, А.; Планкетт, К.; Джонсон, М.; Элман, Дж. Л.; Бейтс, Э. (1998). «Что значит утверждать, что что-то является «врожденным»?». Mind & Language . 13 (4): 588– 597. doi :10.1111/1468-0017.00095.
  7. ^ Оливер, А.; Джонсон, М. Х.; Кармилофф-Смит, А.; Пеннингтон, Б. (2000). «Отклонения в возникновении представлений: нейроконструктивистская структура для анализа нарушений развития». Developmental Science . 3 (1): 1– 40. doi :10.1111/1467-7687.00094.
  8. ^ abc Кармилофф-Смит, А. (2009). «Проповедь обращенным? от конструктивизма к нейроконструктивизму». Перспективы развития ребенка . 3 (2): 99– 102. doi :10.1111/j.1750-8606.2009.00086.x.
  9. ^ ab Кармилофф-Смит, А. (2012). «Оспаривание использования взрослых нейропсихологических моделей для объяснения нарушений нейроразвития: развитый мозг против развивающегося». Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии . 66 (1): 1– 14. doi : 10.1080/17470218.2012.744424. PMID  23173948. S2CID  7107904.
  10. ^ abcd Кармилофф-Смит, А. (2009). «Нативизм против нейроконструктивизма: переосмысление изучения нарушений развития». Психология развития . 45 (1): 56– 63. CiteSeerX 10.1.1.233.1714 . doi :10.1037/a0014506. PMID  19209990. 
  11. ^ ab Mareschal, D. (2011). «От НЕОконструктивизма к НЕЙРОконструктивизму». Child Development Perspectives . 5 (3): 169– 170. doi : 10.1111/j.1750-8606.2011.00185.x .
  12. ^ abcdefghijk Вестерманн, Г.; Марешаль, Д.; Джонсон, Миннесота; Сируа, С.; Спратлинг, МВт; Томас, MSC (2007). «Нейроконструктивизм». Наука развития . 10 (1): 75–83 . doi :10.1111/j.1467-7687.2007.00567.x. ПМИД  17181703.
  13. ^ Готлиб, Г. (1992). Индивидуальное развитие и эволюция. Оксфорд: Oxford University Press.
  14. ^ ab "Файл:Пример нейрона.png - Википедия". commons.wikimedia.org . 12 августа 2021 г. . Получено 09.12.2022 .
  15. ^ Джесселл, ТМ и Сэйнс, ДжР (2000). Индукция и паттернирование нервной системы. В ER Kandel, JH Schwartz и TM Jessell (ред.), Принципы нейронной науки (4-е изд., стр. 1019-1040). Нью-Йорк и Лондон: McGraw-Hill.
  16. ^ Хавард, Филлис (2010). «Сколько нейронов?». Scientific American Mind . 21 (4): 5. ISSN  1555-2284. JSTOR  24943105.
  17. ^ ab Barrett, Лиза Фельдман (2020), 7 1/2 уроков о мозге, [Гранд-Хейвен, Мичиган], ISBN 978-1-7213-5806-9, OCLC  1220855563 , получено 2022-12-09{{citation}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  18. ^ "Календарь". Scientific American Mind . 21 (5): 21. 2010. doi :10.1038/scientificamericanmind1110-21. ISSN  1555-2284 – через JSTOR.
  19. ^ Страйкер, MP; Стрикленд, SL (1984). «Физиологическая сегрегация колонок глазного доминирования зависит от паттерна афферентной электрической активности». Ophthalmological Visual Science (Suppl) . 25 (6): 727–788 .
  20. ^ "Нейроны: как мозг общается". Mental Health America . Получено 27.10.2022 .
  21. ^ Хинтон, Джеффри Э. (1992). «Как нейронные сети учатся на опыте». Scientific American . 267 (3): 144– 151. Bibcode : 1992SciAm.267c.144H. doi : 10.1038/scientificamerican0992-144. ISSN  0036-8733. JSTOR  24939221. PMID  1502516.
  22. ^ Фристон, К. Дж.; Прайс, К. Дж. (2001). «Динамические представления и генеративные модели функций мозга». Brain Research Bulletin . 54 (3): 275– 85. doi :10.1016/s0361-9230(00)00436-6. PMID  11287132. S2CID  5981386.
  23. ^ Садато, Н.; Паскуаль-Леоне, А.; Графман, Дж.; Ибаньес, В.; Дейбер, М.-П.; Дольд, Г. и Галлетт, М. (1996). «Активация первичной зрительной коры при чтении шрифта Брайля у слепых». Nature . 380 (6574): 526– 528. Bibcode :1996Natur.380..526S. doi :10.1038/380526a0. PMID  8606771. S2CID  4324041.
  24. ^ Джонсон, МХ (2000). «Функциональное развитие мозга у младенцев: элементы интерактивной структуры специализации». Развитие ребенка . 71 (1): 75–81 . doi :10.1111/1467-8624.00120. PMID  10836560.
  25. ^ Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) (1997). «Рецидивирующие травмы головного мозга, связанные со спортом — США». Еженедельный отчет о заболеваемости и смертности . 46 (10): 224– 227. ISSN  0149-2195. JSTOR  23307480. PMID  9082176.
  26. ^ «Хронический стресс может повредить структуру мозга и его связность | Psychology Today Canada». www.psychologytoday.com . Получено 08.12.2022 .
  27. ^ «Как алкоголь влияет на развивающийся мозг?». Arete Recovery . Получено 10.12.2022 .

Дальнейшее чтение

  • Crone, Eveline A.; Ridderinkhof, K. Richard (апрель 2011 г.). «Развивающийся мозг: от теории к нейровизуализации и обратно» (PDF) . Developmental Cognitive Neuroscience . 1 (2): 101– 109. doi :10.1016/j.dcn.2010.12.001. PMC  6987573 . PMID  22436435.
  • Деккер, Тесса М.; Кармилофф-Смит, Аннет (2011). «Динамика онтогенеза». Экспрессия генов в нейробиологии и поведении: развитие человеческого мозга и нарушения развития. Прогресс в исследовании мозга . Том 189. С.  23–33 . doi :10.1016/B978-0-444-53884-0.00016-6. ISBN 9780444538840. PMID  21489381.
  • Кармилофф-Смит, Аннет (1992). За пределами модульности: перспектива развития когнитивной науки . Обучение, развитие и концептуальные изменения. Кембридж, Массачусетс: MIT Press . ISBN 978-0262111690. OCLC  25370764.
  • Марешаль, Денис; Джонсон, Марк Х .; Сируа, Сильвен; Спратлинг, Майкл; Томас, Майкл SC; Вестерманн, Герт (2007). Нейроконструктивизм . Серия Oxford по когнитивной нейронауке развития. Том 10. Оксфорд; Нью-Йорк: Oxford University Press . С.  75–83 . doi :10.1093/acprof:oso/9780198529910.001.0001. ISBN 9780199214822. OCLC  71807817. PMID  17181703. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Neuroconstructivism&oldid=1254489379"