كيف يدرك الأطفال العالم؟

هيذر كوساكوفسكي تحمل رضيعًا على وشك إجراء مسح ضوئي له في جهاز الرنين المغناطيسي الوظيفي في معهد ماكغفرن لأبحاث الدماغ.

هيذر كوساكوفسكي تحمل رضيعًا على وشك إجراء مسح ضوئي له في جهاز الرنين المغناطيسي الوظيفي في معهد ماكغفرن لأبحاث الدماغ.كيتلين كونينغهام



إنها المرة الثالثة لأورسولا في آلة التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفية. تأمل هيذر كوساكوسكي ، طالبة دكتوراه في علم الأعصاب الإدراكي ، في الحصول على دقيقتين فقط من البيانات الثمينة من جلستها. على الرغم من أنه تم حجز أورسولا لفحص دماغها لمدة ساعتين ، إلا أن هذا أبعد ما يكون عن كونه مؤكدًا. أول جلستين لها ، تم حجزهما أيضًا لمدة ساعتين ، أسفرتا عن ثماني دقائق فقط من المواد القابلة للاستخدام معًا.

المهمة على وشك المستحيل. يحتاج Kosakowski إلى Ursula للبقاء مستيقظًا ، ومشاهدة الصور المعروضة للوجوه والمشاهد ، وثباتًا شديدًا ، بشكل مثالي لمدة ثوانٍ أو حتى دقائق في كل مرة. تؤدي كل اهتزازات وتذبذبات إلى تشويش مسح التصوير بالرنين المغناطيسي ، مما يؤدي إلى حجب الصورة وجعلها عديمة الفائدة. لكن أورسولا تميل إلى الارتباك ثم تنام حتمًا - وهو بالضبط ما تتوقعه من طفل يبلغ من العمر ستة أشهر.





يعد فحص أدمغة الأطفال أثناء استيقاظهم أمرًا صعبًا للغاية ويستغرق وقتًا طويلاً ، وهناك دائمًا خطر ألا تنتج الجلسة أي بيانات على الإطلاق. الشخص البالغ المتحمس قادر على البقاء ساكنًا تمامًا لمدة ساعتين ، مما يعطي صورًا للدماغ تُقرأ مثل كتاب مفتوح. تنتج جلسات أورسولا شيئًا أقرب إلى كتاب تمزقه وإلقائه في النهر. Kosakowski ، التي نصحتها أساتذة علم الأعصاب الإدراكي بشكل مشترك نانسي كانويشر '80 ، دكتوراه' 86 ، وريبيكا ساكس ، دكتوراه '03 ، تحتاج إلى البحث بعناية عن الأقسام القابلة للاستخدام وتجميعها معًا قبل أن تتمكن من قراءة القصة التي تكشف عنها.

من المحتمل أن تكون هيذر هي الشخص الأكثر مهارة على قيد الحياة اليوم في الحصول على بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفية عالية الجودة من الأطفال الرضع ، كما يقول كانويشر ، أستاذ علم الأعصاب الإدراكي والتر إيه. روزنبليث.

إذا لم تحصل كوساكوفسكي على دقيقتين من صور الدماغ الثابتة التي تحتاجها ، فمن المحتمل أن تكون زيارتان أورسولا السابقتان بلا فائدة. ولكن إذا تمكنت من الحصول على قراءة واضحة للرنين المغناطيسي الوظيفي ، فستكون على بعد خطوة واحدة من الإجابة على أحد أكثر الأسئلة عمقًا في علم الأعصاب الحديث: ما هي الأسس المادية للعقل البشري؟



حلم بعيد المنال

Kosakowski ليس غريباً عن التغلب على العقبات. تميزت طفولتها بنوع من عدم الاستقرار الذي جعل أي نوع من التعليم العالي يشعر بأنه بعيد المنال. كان والدها في الجيش ، لذلك كانت عائلتها تتنقل كثيرًا. ثم طلق والداها وتضاعفت الصعوبات. عندما كانت في السابعة من عمرها ، انتقلت هي ووالدتها إلى ملجأ للمشردين ، وفي سن الحادية عشرة ، تم وضع كوساكوفسكي في دار رعاية في ولاية ماساتشوستس الغربية. تقول إن الحصول على درجة البكالوريوس كان حلمي دائمًا ، لكنها تصف محاولتها الأولى في الكلية بالفشل الذريع.

ما الذي خطط له الجيش لاستخدام الروبوتات في المستقبل

كوساكوفسكي مع الطفلة أورسولا بعد فحص الرنين المغناطيسي الوظيفي.

راشيل فريتس

لقد تركت الدراسة ، وكنت بلا مأوى وليس لدي وظيفة ، ثم جمعت سيارتي وقلت ، ماذا سأفعل بحياتي؟ تتذكر. قررت أن تدخل فيلق مشاة البحرية لكنها كانت تأمل أن تحصل يومًا ما على فرصة ثانية في الكلية.

بعد عدة سنوات في الجيش ، ترك كوساكوفسكي مشاة البحرية وعاد إلى ماساتشوستس ، والتحق بدوام جزئي في كلية مجتمع خليج ماساتشوستس. ربما اعتقدت أن درجة البكالوريوس لم تكن بعيدة المنال بعد كل شيء. وضعت أنظارها على كلية سميث ، حيث تم قبولها. لكن في الوقت الذي تلقت فيه خبرًا آخر ، حصلت أيضًا على خبر آخر: كانت حامل.



كوساكوفسكي لم تذهب إلى الكلية في أي مكان في ذلك الخريف ، لكن شغفها للتعلم استمر. وجد فضولها الطبيعي متنفسًا في طفلتها هانا التي ولدت في أكتوبر. شاهدت هانا وهي تجرب العشب لأول مرة في الربيع ، مبتهجة بكيفية تفاعلها مع هذه المادة الجديدة الغريبة التي تغطي الأرض. أثناء استكشاف هانا لبيئتها ، ظلت كوساكوفسكي تتساءل عن شكل الأشياء من منظورها. ماذا كانت تعاني؟ كيف كانت تفهم العالم من حولها؟

عندما كانت هانا في الثانية من عمرها ، حصلت Kosakowski على وظيفة في منظمة غير ربحية كانت تعمل على تسريع البحث عن التصلب المتعدد ، مما أتاح لها فرصة حضور مؤتمر علم الأعصاب. بعد ذلك كنت مدمن مخدرات نوعا ما ، كما تقول. كنت مثل ، حسنًا ، الشيء الذي أريد فعله حقًا هو البحث ، ومن أجل إجراء بحث ، أحتاج إلى شهادة. يجب أن أعود إلى المدرسة.

تم قبول كوساكوفسكي في كلية ويليسلي - وهي مدرسة كانت قد ألغتها قبل سنوات لأنها كانت تنافسية للغاية. أصبحت مفتونة بعلم الأعصاب ، وأطاحت بأساتذتها بالأسئلة حتى قال أحدهم ، هيذر ، بعض الأسئلة التي تطرحها ، لا أحد يعرف الإجابة. يجب أن تحصل على درجة الدكتوراه.

ساعة تعمل بواسطة حرارة الجسم

أنا فقط واصلت المسح

عندما تخرجت كوساكوفسكي من ويليسلي ، كانت ساكس تبحث عن مدير لمختبرها ، والذي صادف أنه أحد المختبرات الوحيدة في العالم التي تدرس الأطفال في التصوير بالرنين المغناطيسي أثناء استيقاظهم - وبالتالي فهي واحدة من المختبرات الوحيدة التي يمكنها الإجابة على أسئلة كوساكوفسكي حول طبيعة إدراك الرضيع. تقدمت للوظيفة وحصلت عليها.

عندما أنجبت أختها بالتبني طفلًا ، ذهبت Kosakowski إلى Saxe وسألتها عما إذا كان بإمكانها تعلم كيفية استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لفحص دماغ الرضيع. تقول كوساكوفسكي ، أعتقد أنها اعتقدت أنني سأقوم فقط بفحص ابنة أخي وأنتهي من ذلك. لكنني واصلت الفحص ، ولم تخبرني أبدًا بالتوقف. وافقت ساكس ، التي أعجبت بعمل Kosakowski وتصميمها ، على قبولها كطالبة دراسات عليا. في عام 2017 ، تركت وظيفتها كمديرة للمختبر وبدأت الفصل الدراسي الأول كمرشحة دكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

لا تزال كانويشر تتذكر المرة الأولى التي رأت فيها Kosakowski مسحًا ضوئيًا لطفل في التصوير بالرنين المغناطيسي. كانت تفكر في العمل مع Kosakowski و Saxe في دراسة الأطفال الرضع ، لكنها كانت في البداية متشككة للغاية. هذا الطفل يصرخ بجنون. الأم متوترة. كل شيء مرهق. وهذا يستمر ، ولا تستسلم هيذر ، كما تقول. ثم - بوم. الجزء الغيوم ، الطفل يبتسم ، هيذر تضع الطفل في جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي ، وبعد دقيقة تقوم بمسح بيانات جميلة. فقط المثابرة ، المهارة ، أمر مذهل.

تركز دراسة Kosakowski الحالية على كيفية استجابة أدمغة الأطفال الذين تتراوح أعمارهم من شهرين إلى تسعة أشهر فقط لمقاطع فيديو قصيرة للوجوه أو الأجساد - وكيف يختلف ذلك عن استجابتهم للمشاهد بدون أشخاص. وهي أول من وجد دليلاً على هذا النوع من التخصص لدى الأطفال دون سن الخامسة. لا يمكن قياس المعلومات التي تبحث عنها إلا باستخدام الرنين المغناطيسي الوظيفي. يسمح التصوير بالرنين المغناطيسي للباحثين بالتقاط صور عالية الدقة لمقاطع عرضية للدماغ. يضيف التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي طبقة أخرى إلى ذلك ، حيث يسجل صورًا للدماغ نشاط في الوقت الحقيقي. عندما تكون الخلايا العصبية في أحد أقسام الدماغ نشطة بشكل خاص ، يزداد تدفق الدم لتغذية تلك المنطقة. يظهر هذا كنقطة مضيئة في فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي.

أمضى الباحثون عقودًا في استخدام الرنين المغناطيسي الوظيفي لإثبات أن أقسامًا من دماغ البالغين شديدة التخصص لأداء مهام معينة ، وللتحديد الدقيق للمناطق المتخصصة في أي وظائف. يمتلك العقل والدماغ كل هذه البنية. نحن لسنا فقط أذكياء بشكل عام. يقول كانويشر: نحن أذكياء في نواحٍ معينة جدًا فيما يتعلق بأشياء معينة جدًا يقوم بها البشر. إذا نظرت إلى الهيكل ، ترى هذه المجموعة المكونة من عشرات المناطق في الدماغ ، كل منها تفعل شيئًا مميزًا ومختلفًا للغاية ... من المستحيل النظر إلى ذلك وعدم التساؤل ، 'كيف تم ربط هذا الهيكل؟'

عندما ينظر البالغون إلى الوجوه ، على سبيل المثال ، يضيء قسم من الدماغ يسمى منطقة الوجه المغزلي أو FFA. بمعنى آخر ، إذا وضع الباحثون البالغين في أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي وأظهروا لهم صورًا لكل من الوجوه والأشياء ، فإن FFA سيستجيب فقط للوجوه. في غضون ذلك ، تستجيب منطقة المكان المجاور للحصين (PPA) بشدة لتصوير المشاهد. قامت كانويشر نفسها بتسمية FFA بعد أن قادت الفريق الذي اكتشفها في عام 1997 ، وقادت الجهود لتحديد ووصف PPA في عام 1998. واكتشفت هي وزملاؤها أيضًا قسم الدماغ المعروف باسم منطقة الجسم خارج الجسم (EBA) ، والذي يستجيب بقوة لصور أجزاء الجسم ، في عام 2001.

يقول كانويشر إن [هيذر] تقوم بمسح أصغر البشر المستيقظين الذين يمكن لأي شخص مسحها ويسأل عن البنية الموجودة في الدماغ في غضون بضعة أشهر من الولادة. وهذا مجرد واحد من أكثر الأسئلة إثارة في كل من علم النفس وعلم الأعصاب والفلسفة العميقة: ما هي بنية عقولنا ومن أين أتت؟

تقدم النتائج الأولية من دراسة Kosakowski بعضًا من أقوى الأدلة حتى الآن على أن بعض وظائف دماغنا قد تكون فطرية وليست مكتسبة. يقول Kosakowski إن الأطفال لديهم أيضًا استجابات انتقائية للوجوه والأجساد والمشاهد في FFA و EBA و PPA. لم يجد أحد ذلك من قبل. ولم يكن متوقعًا تمامًا أن نجد ذلك.

استعراض ستارلينك الإنترنت
بمسح دماغ الرضيع

في عمليات مسح الدماغ هذه التي تم التقاطها من رضيع يشاهد مقاطع فيديو للوجوه والمشاهد ، يظهر اللون الأحمر والأصفر نشاطًا متعلقًا بمشاهدة الوجوه ونشاط العروض الزرقاء المرتبط بالمشاهد.

هيثر كوساكوفسكي

ومع ذلك ، فقد جلب جائحة كوفيد -19 مجموعة من التحديات الخاصة به. كان لا بد من تأجيل جلسات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي ، وقد أمضت الكثير من العام الماضي في تحليل بياناتها في المنزل. لقد أثرت Covid-19 بشكل كبير عليّ من حيث أنني أعمل من المنزل بدوام كامل وأيضًا والد وحيد - بالطريقة نفسها التي أثر بها على الكثير من العائلات التي لديها أطفال ، كما يقول Kosakowski. وتأمل أن تتاح لها الفرصة لفحص المزيد من الأطفال الرضع لبدء دراسة معالجتهم السمعية قبل التخرج في مايو 2022. ولكن تبين أن جلسة أورسولا في أواخر عام 2019 كانت واحدة من فرصها الأخيرة للحصول على بيانات ثمينة من أجل رسالتها.

في تلك الجلسة ، كانت أورسولا قد نامت في الماسح ، ولكن كان كوساكوفسكي في حالة معنوية عالية أثناء اختتامها. كانت متأكدة تمامًا من أنها تمكنت من الحصول على البيانات - وقد أكدت لاحقًا أنها كانت على حق. عندما غادرت والدة أورسولا لتغيير الدعك المتوافق مع التصوير بالرنين المغناطيسي ، حمل كوساكوفسكي الطفلة المترنحة وحملها بينما كانت تجلس أمام الكمبيوتر. يتمتع طالب الخريج الذي لا يشعر بالخوف بقدرة خارقة على إبقاء الأطفال سعداء ومرتاحين - وهي مهارة لن يعلمك إياها أي برنامج دكتوراه ، ولكنها مهارة لا تقدر بثمن عندما تساعد كل ثانية إضافية من البيانات النظيفة.

أخيرًا ، سحبت الصورة التي كانت تبحث عنها ، مشيرة إلى الشاشة بينما كانت نظرات أورسولا تتبع إصبعها. يومًا ما ، بفضل جهودهم المشتركة ، قد يكون لدينا فهم أفضل لكيفية إدراك أورسولا للصورة أمامها. نظرة! قال Kosakowski الطفل بين ذراعيها. هذا هو دماغك!

يخفي

التقنيات الفعلية

فئة

غير مصنف

تكنولوجيا

التكنولوجيا الحيوية

سياسة التكنولوجيا

تغير المناخ

البشر والتكنولوجيا

وادي السيليكون

الحوسبة

مجلة Mit News

الذكاء الاصطناعي

الفراغ

المدن الذكية

بلوكشين

قصة مميزة

الملف الشخصي للخريجين

اتصال الخريجين

ميزة أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

1865

وجهة نظري

77 Mass Ave

قابل المؤلف

ملامح في الكرم

شوهد في الحرم الجامعي

خطابات الخريجين

أخبار

انتخابات 2020

فهرس With

تحت القبه

خرطوم الحريق

قصص لانهائية

مشروع تكنولوجيا الوباء

من الرئيس

غلاف القصه

معرض الصور

موصى به