Ученые выяснили, как активное раннее обучение формирует мозг человека
Улучшенная среда обучения в течение первых пяти лет жизни формирует мозг таким образом, что последствия становятся очевидными четыре десятилетия спустя, выяснили ученые Технологического института Вирджинии (Virginia Tech) и Пенсильванского университета, сообщает пресс-служба Virginia Tech 31 мая на официальном портале университета.
Исследователи обнаружили влияние языковой и когнитивной стимуляции на развитие у младенцев, начиная с шестинедельного возраста. Влияние обогащенной среды на структуру мозга ранее демонстрировалось в исследованиях на животных, но это первое экспериментальное исследование, которое обнаружило аналогичный результат у людей.
В исследовании отмечается, что было бы неэтичным и невозможным экспериментально назначить группе детей низкую когнитивную и лингвистическую стимуляцию. Поэтому ученые наблюдали за детьми, растущими в семьях с более низким социально-экономическим уровнем, которые в среднем получают меньшую стимуляцию по сравнению с их сверстниками из семей с более высоким уровнем.
Изучение влияния образовательных, социальных, медицинских и семейных услуг на младенцев из группы высокого риска началось в 1971 году рамках проекта программы по раннему вмешательству Abecedarian Project. Одна группа детей, начиная с шестинедельного возраста, получила специальную образовательную программу, направленную на развитие языка, познания и интерактивного обучения. В течение пяти лет пять дней в неделю и 50 недель в году с этими детьми занимались специалисты. Другая группа служила в качестве контроля.
Занятия с детьми включали в себя разговоры с ребенком, игру с причинно-следственными игрушками или книжками с картинками, а также предоставление младенцам возможности реагировать на образы и звуки в окружающей среде. По мере того, как дети росли, учебная программа смещалась в сторону более концептуальных и основанных на навыках обучающих игр и взаимодействий, всегда с использованием языка, даже в деятельности, связанной с двигательными навыками.
Обе группы были хорошо сопоставимы по многим факторам, в том числе по окружности головы при рождении и индексу высокого риска, рассчитанному по таким обстоятельствам, как образование матери, отсутствие/наличие отца или отстающих в обучении братьев или сестер, семейный доход. Обе группы, в том числе и контрольная, получали дополнительную медицинскую помощь, питание и услуги по поддержке семьи.
В последующие десятилетия оценивали социально-эмоциональные, профессиональные, экономические и медицинские результаты участников эксперимента. Также проводились тесты на IQ и сравнивались достижения по чтению и математическим навыкам. Отмечается, что хотя преимущество в IQ и академических навыках со временем исчезло, у детей экспериментальной группы наблюдались преимущества в других важных поведенческих результатах, в частности, по числу завершенных лет образования, зависимости от государственной помощи, непрерывности работы.
Во время последующих обследований в лаборатории нейровизуализации человека Института биомедицинских исследований имени Фралина было проведено структурное сканирование МРТ головного мозга 47 участников исследования, из которых 29 человек входили в группу, получившую образовательную программу. Исследование продемонстрировало, что в среднем возрасте у детей из уязвимой среды, получивших в раннем детстве стимулирующий и эмоционально поддерживающий опыт обучения, появляются статистически значимые изменения в структуре мозга.
«Наше исследование показывает взаимосвязь между структурой мозга и пятилетним высококачественным образовательным и социальным опытом», — сказал профессор школы Института биомедицинских исследований Фралина школы медицины Virginia Tech Carilion при Технологическом университете Вирджнии Крейг Рэми.
Исследователи показали, как развивающая среда в детстве влияет на мозг взрослого человека. Для изучения влияния вмешательства, стимулирующего речь и когнитивное развитие детей на структуру мозга, был проанализирован размер мозга в целом, включая кору, а также пять областей — левая нижняя лобная извилина и левая верхняя височная извилина, которые могут иметь отношение к языку, а также правая нижняя лобная извилина и двусторонняя передняя поясная извилина, имеющие отношение к когнитивному контролю. Пятая область — гиппокамп — изучался в связи с тем, что его объем часто связан с неблагоприятными условиями жизни в раннем возрасте и социально-экономическим статусом.
Исследователи сообщают, что у тех людей, кто входил в группу раннего обучения, увеличился размер всего мозга, включая кору. Несколько конкретных областей коры также оказались крупнее. Ученые отметили, что изменения в связи с ранним обучением для мозга у мужчин были значительно сильнее, чем у женщин, хотя в целом и мальчики, и девочки показали сопоставимые поведенческие и образовательные эффекты от их раннего усиленного образования.
«Когда мы запустили этот проект в 1970-х, специалисты в этой области знали больше о том, как оценивать поведение, чем о том, как оценивать структуру мозга», — сообщил Рэми. Он отметил, что спустя десятилетия благодаря достижениям в технологии нейровизуализации и тесному междисциплинарному сотрудничеству ученые смогли измерить структурные особенности мозга.
«Определенно были затронуты префронтальная кора и области, связанные с языком. И, насколько нам известно, это первое экспериментальное доказательство связи между известным опытом раннего образования и долгосрочными изменениями у людей», — сообщил Рэми. Он подчеркнул, что результаты подтверждают ценность раннего обучения и социально-эмоциональной поддержки для всех детей, особенно для детей из уязвимой среды.
Результаты исследования опубликованы в июньском выпуске Journal of Cognitive Neuroscience.
