Lo sviluppo biologico inizia con il concepimento. Lo sviluppo psicologico è strettamente legato allo sviluppo biologico ed è quindi stato universalmente riconosciuto dalle teorie psicologiche dello sviluppo..
Negli ultimi decenni c'è stato un notevole aumento delle conoscenze neurobiologiche legate all'invenzione e alla progettazione di nuovi metodi e tecniche di neuroimaging che consentono di studiare l'attività molecolare e cellulare del sistema nervoso, oltre a controllare il funzionamento del cervello dei bambini, bambini e adolescenti, durante il processo di svolgimento dei compiti cognitivi.
TECNICHE DI NEUROIMAGINE: potenziali evocati, risonanza magnetica per immagini, tomografia a emissione di positroni.
La neuroscienza cognitiva dello sviluppo è l'unione di diverse discipline dedicate agli studi dello sviluppo cognitivo, le evidenze ottenute nei lavori sullo sviluppo del cervello e quelle che provengono dall'etologia. Tra i suoi metodi di studio possiamo evidenziare le tecniche di imaging funzionale del cervello e lo studio delle lesioni cerebrali e dei loro effetti sul comportamento e sulla cognizione..
Lo sviluppo prenatale inizia con il concepimento dando origine a una nuova cellula semplice chiamata zigote. Attraverso la divisione cellulare (meiosi) lo zigote riceve 23 cromosomi dalla madre e 23 cromosomi dal padre.
Il processo di maturazione dello zigote fino al suo pieno sviluppo dura 38 settimane ed è suddiviso in tre fasi: periodo germinale, periodo embrionale e periodo fetale..
a) Il periodo germinale. Dal concepimento alle prime due settimane.
Il concepimento avviene quando uno spermatozoo feconda un uovo e si forma lo ZYGOTE, dando inizio al processo di divisione cellulare. In tre giorni passa dall'essere nelle tube di Falloppio all'utero e dopo altri quattro o cinque giorni si deposita nell'utero. Dopo le prime due settimane le cellule si saranno moltiplicate e inizieranno a differenziarsi. L'embrione ha una membrana esterna (corion) e una membrana interna (amnion) che lo circonda e lo protegge. Puoi anche vedere la placenta, che fornisce nutrienti e ossigeno al nuovo essere.
La differenziazione cellulare avviene grazie a una sostanza chiamata activin.
-Cellule con quantità più elevate di activin = endoderma = apparato digerente e respiratorio.
-Cellule con concentrazione media di activin = mesoderma = ossa, muscoli, sangue, reni e cuore.
-Cellule con una concentrazione inferiore di activin = ectoderm = sit. Nervoso, pelle, capelli e organi sensoriali.
b) Il periodo embrionale
Copre dalla terza all'ottava settimana. In questo periodo si chiama EMBRYO. Si sviluppano gli organi e il sistema nervoso, respiratorio e digerente. È un periodo molto critico in cui l'embrione è molto vulnerabile alle influenze ambientali. Possono verificarsi alterazioni congenite come sordità, cecità o palatoschisi.
Sono due i principi che guidano lo sviluppo dell'embrione e che continuano fino all'adolescenza:
Il principio prossodistale: indica che lo sviluppo avviene dalla parte più vicina all'asse centrale del corpo alla parte più lontana.
Il principio cefalocaudale: indica che lo sviluppo progredisce dalla testa ai piedi. Alla fine del periodo embrionale l'organismo misura 2,5 cm. La testa è chiaramente distinguibile dal corpo, il viso e il cuore batte forte. Il rene, lo stomaco e il sistema iniziano a funzionare. L'endocrino inizia a produrre ormoni. Si formano anche gli organi sessuali. Tutti gli organi sono formati ma in un modo molto primitivo.
c) Il periodo fetale
Copre dalla nona settimana alla nascita (38 settimane + -). In questa fase il FETUS aumenta drasticamente di dimensioni e volume, producendo cambiamenti interni ed esterni. Gli organi iniziano ad acquisire una struttura più precisa e stabiliscono funzioni e compaiono le prime cellule ossee.
A 16 settimane il FETUS misura 15-17 cm e pesa 100 g. La maggior parte dei sistemi di base sono sviluppati, ma il FETUS non è preparato a sopravvivere al di fuori dell'utero perché non ha alcuna connessione tra i diversi neuroni nella corteccia cerebrale. Il FETUS deve produrre un liquido chiamato tensioattivo che gli consentirà di trasmettere ossigeno dall'aria al sangue..
Dalla 29a settimana, il FETUS può sopravvivere da solo. Il battito cardiaco è molto veloce, l'attività di tutti i tuoi organi accelera e uno strato di grasso si forma attorno a tutto il corpo. Un bambino nato in tempo pesa circa 3k e misura circa 50 cm.
Lo sviluppo fisico è il prodotto dell'interazione tra il bambino e il suo ambiente. La crescita di neonati e bambini continua nei modelli cefalocavale e distale prossimale. In questo modo possiamo dire che la crescita è fondamentalmente caratterizzata da un progresso dalla testa ai piedi (vedi figura 2.1). Le dimensioni della testa di un neonato sono più vicine a quelle di un adulto rispetto al resto del corpo. Inoltre, i bambini imparano a usare le estremità superiori prima di quelle inferiori. Il principio distale prossimale fa sì che il tronco si sviluppi prima delle estremità e le braccia e le gambe prima delle mani e delle dita.
Nei primi tre mesi di vita la crescita è molto più rapida che nel resto del ciclo di vita. Il peso aumenta, la taglia e la testa comincia ad essere più proporzionata rispetto al corpo.
Nella prima infanzia (3-6 anni) perdono peso, il corpo, le braccia e le gambe crescono. Le ossa sono rafforzate, il che rende loro più facile sviluppare molte capacità motorie.
Nella mezza infanzia (7-12 anni) continuano a crescere e ad aumentare di peso. Le ragazze trattengono un po 'più di tessuto adiposo rispetto ai ragazzi.
Nell'adolescenza ci sono importanti cambiamenti nell'aspetto fisico che menzioneremo di seguito:
-Crescita improvvisa. Crescita improvvisa in altezza e peso che le ragazze iniziano ad avere prima dei ragazzi. Dura due anni ed è un sintomo della maturità sessuale.
-Caratteristiche sessuali primarie. Sono gli organi coinvolti nella riproduzione. Nelle ragazze, le ovaie, l'utero e la vagina maturano e si raggiunge il menarca (mestruazione). Nei ragazzi, il pene, i testicoli, la prostata e le vescicole seminali si ingrandiscono e maturano.
Primo sintomo delle mestruazioni della maturità sessuale femminile .
1 ° sintomo di maturità sessuale maschile presenza di sperma nelle urine.
-Caratteristiche sessuali secondarie. Nelle ragazze la crescita del seno e l'aspetto dei peli sul pube e sulle ascelle. Nei bambini cambia la voce, i peli sul pube, le ascelle e il viso. E in entrambi la pelle diventa più ruvida e grassa.
Fattori che influenzano la crescita e la maturità umana:
Eredità genetica: genitori alti = figli alti
Alimentazione: essenziale per il corretto sviluppo del bambino. Una cattiva alimentazione è accompagnata da uno scarso sviluppo intellettuale, crescita più lenta e pubertà ritardata.
I disturbi alimentari influenzano anche lo sviluppo della persona.
L'anoressia nervosa produce gravi rischi per la salute, perdita delle mestruazioni nelle ragazze, debolezza muscolare, pelle secca, disidratazione.
La bulimia danneggia i denti, irrita le gengive e screpola le labbra.
L'obesità fa sì che le ragazze raggiungano la pubertà prima e i ragazzi si "allungano" prima. A questo va aggiunto che i bambini obesi hanno problemi scolastici e difficoltà sociali.
L'esercizio è molto utile se svolto con moderazione. Un allenamento elevato produce meno crescita e mestruazioni irregolari nelle donne.
La classe sociale è un fattore che influenza la crescita. La povertà è spesso associata all'arresto della crescita e allo sviluppo, soprattutto se si manifesta tra i 3 ei 36 mesi di età.
Carenze fisiche. Sia l'ipofisi che la tiroide sono fondamentali per una crescita normale. Un malfunzionamento della tiroide può portare a nanismo o gigantismo. Anche alterazioni metaboliche, infezioni, malattie del fegato ...
Il trauma e l'abuso psicologico possono causare un ritardo nella crescita. Nelle case in cui si possono riscontrare aggressività, assunzione di alcol o abuso sessuale di minori su minori di bassa statura e peso.
Lo sviluppo psicomotorio è di vitale importanza poiché è la base per lo sviluppo cognitivo, linguistico, sociale ed emotivo. È la manifestazione esterna del sistema nervoso centrale. Questo sviluppo può essere suddiviso in due categorie generali: locomozione e sviluppo posturale e pressione, cioè la capacità di usare le mani..
a) Locomozione e sviluppo posturale
Sono abilità motorie lorde. Durante i primi due mesi di vita, si può osservare che le sue gambe aumentano di volume ma non nei muscoli. Ciò provoca nel bambino una serie di movimenti stereotipati che gradualmente scompaiono. A partire dal quinto mese acquisisce stabilità e le proporzioni del suo corpo iniziano a cambiare: le gambe si allungano e le spalle si allargano. Entro otto o nove mesi il bambino può gattonare. Quando controllano la loro postura, sono in grado di camminare. Camminare incoraggia l'interazione sociale e l'autonomia. L'intero processo è governato dal principio cefalocaudale.
b) La capacità di usare le mani
Sono abilità motorie fini. Il corretto uso delle mani può essere considerato come un tipo di intelligenza manuale.
Inizialmente il movimento delle mani del bambino avviene come un'azione riflessa. Entro 2 mesi cercano di raccogliere oggetti con i pugni invece che con le mani aperte. A due mesi il sistema corticale non è ancora coordinato con il sistema che controlla i movimenti motori più grossolani. A circa 4-5 mesi raccoglie oggetti a mani aperte (funzionamento molto armonizzato del sistema sensomotorio). A 9 mesi mostra un gesto agile, veloce e preciso quando raggiunge un oggetto. Infine, a 12 mesi esplorano tutto ciò che li circonda con le mani. L'intero processo è regolato dal principio distale prossimale.
Dal secondo anno in poi si inizia a osservare lo sviluppo motorio nel suo complesso: abilità motorie fini e grossolane. A 2 anni iniziano a superare la loro battaglia con la gravità e l'equilibrio. Possono anche lanciare e catturare oggetti diversi con precisione.
Lo sviluppo psicomotorio è il collegamento privilegiato tra sviluppo fisico e intellettuale.
Le differenze nello sviluppo del cervello umano con quello di altri primati consistono nel marcato aumento della corteccia cerebrale e nell'esistenza di un periodo di sviluppo postnatale molto più lungo. Da questo fatto derivano le capacità cognitive specifiche dell'essere umano.
I neuroni che il bambino possiede alla nascita sono stati generati nei primi mesi di gravidanza (soprattutto 3-4 mesi). Questi neuroni devono migrare e stabilire connessioni con altri neuroni per formare il tessuto cerebrale. Entro 4,5 mesi di gestazione, la migrazione neuronale ha creato tre strati differenziati e dal settimo mese raggiunge i sei strati. Lo sviluppo prenatale del cervello include il processo di crescita e sviluppo di assoni e dendriti e la creazione di connessioni sinaptiche assone-dendrite (5 ° mese di gestazione).
Per mettere in relazione lo sviluppo del cervello con lo sviluppo cognitivo, è importante vedere alcune caratteristiche dello sviluppo postnatale che elencheremo:
1- Crescita postnatale del cervello umano: la massa cerebrale quadruplica tra la nascita e l'età adulta a causa dell'aumento del numero e della complessità dei dendriti, dell'aumentata densità delle connessioni sinaptiche nella corteccia cerebrale e dell'aumento della mielinizzazione.
2- Perdita o "potatura" delle connessioni sinaptiche: processo di perdita di densità sinaptica che si manifesta in età diverse a seconda della zona corticale. L'iniziale sovrapproduzione di connessioni sinaptiche e la loro successiva potatura sembra essere correlata alla PLASTICITÀ del cervello del neonato..
3- Plasticità cerebrale: proprietà fondamentale dello sviluppo della corteccia. Il processo di differenziazione e specializzazione delle diverse aree della corteccia è fortemente influenzato dall'attività neuronale e da fattori intrinseci legati all'accensione automatica.
La corteccia frontale è responsabile delle funzioni esecutive che coinvolgono la capacità di pianificare il comportamento, controllare l'attenzione durante compiti complessi, inibire comportamenti errati o attivare la conoscenza immagazzinata nella memoria a lungo termine. Solo dopo i 25 anni viene completata la potatura sinaptica, cioè l'instaurazione di connessioni specifiche che consentono compiti cognitivi complessi (risoluzione di problemi matematici), che richiedono l'azione di processi di controllo EXECUTIVE, è in fase di sviluppo durante l'adolescenza e si completa nell'età adulta.
Allo stesso modo, il processo di mielinizzazione avviene in diverse ondate dal periodo prenatale, raggiungendo l'età adulta in aree specifiche. I cambiamenti più importanti nella mielinizzazione si verificano nell'adolescenza (diminuzione della materia grigia e aumento della sostanza bianca).
Cambiamenti specifici si verificano nell'ippocampo durante l'età adulta.
Processi di sviluppo geneticamente regolati. La formazione e lo sviluppo dei neuroni, la proliferazione e la sovrapproduzione di sinapsi.
Processi di sviluppo regolati dall'ambiente. Processi di potatura sinaptica e creazione di nuovi circuiti e reti sinaptiche.
Il tipico andamento ascendente-discendente delle connessioni sinaptiche e dell'attività neuronale sembra essere correlato alla plasticità corticale durante l'infanzia, nonché all'esistenza di periodi sensibili nello sviluppo..
Periodi sensibili: periodi o fasi di sviluppo di particolare suscettibilità alle influenze ambientali che consentono o facilitano il raggiungimento di determinate capacità cognitive. Un esempio prototipico è l'acquisizione del linguaggio durante l'infanzia.
La nozione di periodo critico sottolinea l'importanza della maturazione biologica nello sviluppo evidenziando la necessità che determinate esperienze si verifichino in un determinato momento. Facciamo diversi esempi:
Impronta o timbratura: i giovani di alcuni uccelli mostrano un comportamento di seguire il primo oggetto che vedono subito dopo la schiusa. In generale, la madre è la prima cosa che vedono per questo, il comportamento dell'imprinting offre evidenti benefici per la sopravvivenza della prole. Il periodo di imprinting è piuttosto breve in quanto il cervello matura molto rapidamente e in diversi giorni gli anatroccoli evitano oggetti sconosciuti.
Sviluppo precoce del sistema visivo nei gatti: Hubel e Wiesel hanno scoperto che se un gattino appena nato aveva un occhio coperto per un certo periodo, quando la corteccia visiva sta subendo dei cambiamenti, l'animale sarà cieco in quell'occhio. Sebbene la ricerca successiva sostenga che parte delle funzioni può essere parzialmente recuperata dall'esperienza.
In nessun caso si può parlare di periodi critici nello sviluppo umano, sebbene un certo apprendimento possa essere svolto più facilmente in periodi delicati. Questi periodi sono legati al pattern ascendente-discendente nello sviluppo delle diverse aree della corteccia cerebrale. Ad esempio, acquisizione della lingua (fonemi e grammatica). I bambini sono in grado di imparare velocemente altre lingue ed è dalla pubertà che iniziano ad avere difficoltà nel farlo.
In questa sezione analizzeremo le relazioni tra sviluppo cerebrale e sviluppo cognitivo, concentrandoci su un processo cognitivo: i sistemi di memoria. Le prove neuroscientifiche confermano che possiamo parlare di due sistemi di memoria di base: memoria esplicita o dichiarativa e memoria implicita, non dichiarativa o procedurale..
La distinzione tra processi cognitivi espliciti e impliciti influenza la memoria, l'apprendimento, il pensiero e il ragionamento.
I processi espliciti sono solitamente consapevoli, intenzionali, controllati e consumano risorse cognitive.
Lo sviluppo della memoria esplicita nei bambini inizia nella seconda metà del primo anno di vita. Ad esempio: sporgere la lingua del bambino quando un adulto l'ha tirata fuori prima. Questa memoria esplicita dipende da specifiche aree neocorticali, nonché da altre aree della corteccia che circondano l'ippocampo e l'ippocampo stesso..
Esiste una memoria pre-esplicita caratterizzata dalla sua comparsa precoce (neonati) e dalla dipendenza dall'ippocampo.
Il graduale sviluppo della memoria esplicita durante l'infanzia è legato allo sviluppo dell'ippocampo, delle aree corticali che lo circondano e di altre aree della corteccia prefrontale, nonché alla creazione di connessioni tra queste aree.
Le basi cerebrali della memoria implicita sono diverse da quelle della memoria esplicita. Un primo tipo di memoria implicita sono i comportamenti condizionati. Subito dopo la nascita, i bambini sono in grado di acquisire e ricordare le risposte condizionate. I bambini sono in grado di apprendere e ricordare una risposta dal riflesso palpebrale. Lo scoppio d'aria più il suono, presentato ripetutamente, è uguale al battito delle palpebre del bambino quando presenta il suono da solo. È chiaro che la base neurale per l'apprendimento e la memoria condizionale di questo tipo è nel cervelletto..
L'acquisizione di comportamenti operanti condizionati, come ottenere un suono piacevole da un sonaglio, appare dopo tre mesi e dipende dai gangli della base del cervelletto. L'acquisizione di questi comportamenti procedurali non semantici, che include andare in bicicletta o digitare, continua per tutta l'infanzia e dipende dai gangli della base e dalle cortecce frontali e motorie..
C'è una chiara dissociazione tra i due tipi di memoria: esplicita (ricordare i fatti) implicita (ricordare le abilità).
Le persone con amnesia hanno lesioni nell'ippocampo e non sono in grado di acquisire nuovi ricordi, ma possono eseguire sequenze motorie.
Le persone con Parkinson, con gangli della base colpiti, mostrano problemi nelle capacità motorie ma hanno buoni ricordi del passato.
Gli esseri umani sono organismi biologici che dopo il concepimento attraversano un lungo periodo di sviluppo prenatale. I cambiamenti biologici continuano per tutta la vita, ma sono più evidenti durante l'infanzia, l'adolescenza e la vecchiaia.
Gli studi sulle basi cerebrali dello sviluppo psicologico hanno in comune la ricerca del parallelismo tra il livello psicologico del comportamento e il livello biologico dell'attività cerebrale. Entrambi gli sviluppi sono paralleli, sebbene lo sviluppo psicologico non possa essere ridotto allo sviluppo del cervello.
Vari autori hanno sostenuto che la creazione di una mappa specifica e precisa delle regioni cerebrali attive per un certo processo cognitivo come le funzioni esecutive o il controllo inibitorio probabilmente non è possibile. Possiamo affermare che questi processi cognitivi hanno una base neurologica principale nella corteccia prefrontale, ma le componenti computazionali che sono alla base dei diversi processi cognitivi sembrano risiedere in questa regione del cervello.
La relazione tra comportamento e cervello, tra conoscenza psicologica e biologica, funziona in entrambe le direzioni. (bidirezionale)
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