مقدمه

مغز جنین و نوزاد تازه متولد شده به عقیده دانشمندان یک معمای پر رمز و راز است که به تازگی تلاشهای زیادی جهت پرده برداشتن از این رازهای پرابهام صورت گرفته است . یکی از این معماها راجع به زبان است.

نوزادان زبان را به سهولت و بدون صرف تلاشی فرامیگیرند . آنها زندگی را با توانایی کشف تفاوتهایی که بین آواهای مختلف زبان است آغاز می کنند و سپس از مرحله ی babbling در شش ماهگی به سهولت به مرحله ی تولید جمله در سه سالگی می رسند.

حال این سوال مطرح می شود که آیا مغز نوزاد برای گفتار و زبان آمادگی از پیش تعیین شده ای دارد؟ و آیا اثرات عصبی یادگیری زبان در طول رشد می تواند مستند گردد؟ از سوی دیگر نقش مناطق مختلف مغزی در زبان، شناخت و رفتار چیست؟

در این مقاله سعی شده است تا با مروری بر مغز نوزاد و بررسی عملکرد مغز در حین تکالیف گفتاری با استفاده از تکتیکهای مدرن نوروساینس، به این پرسشها تا حدودی پاسخ داده شود.

ظرفیت های اولیه ی نوزادان برای پردازش گفتار

با وجودی که تولید  گفتار در انسان تا پیش از یک سالگی معنی­دار نیست اما نوزادان ظرفیت­های دریافتی ادراکی را نشان می­دهند که به سرعت تحت تاثیر محیط زبان شناختی­­شان اصلاح می­شود. نوزاد انسان قادر به تمایز زبان­هایی است که ریتم های مختلف دارند اما ترجیح می­دهد به زبان بومی و مادری خود گوش کند، هرچند گوینده ناشناس باشد [1]. نوزاد دو ماهه نسبت به ادای جملات به زبان مادری سریع­تر از جملات بیگانه واکنش نشان می­دهد. در سن 4 ماهگی نوزاد انسان قادر است میان زبان مادری خود با زبان­های هم آهنگ دیگر مانند زبان کاتالان با زبان اسپانیایی یا زبان انگلیسی بریتانیایی با زبان انگلیسی امریکایی تمایز قائل شود. به علاوه، نوزادان می­توانند واج­های هم­خانواده را از هم تشخیص دهند حتی اگر این واج­ها در زبان مادری­شان موجود نباشد. آن­ها به سادگی تنوع­های آوایی مانند اختلاف صوتی را برای درک قسمت آوا شناختی نادیده می­گیرند. این به دلیل ناتوانی در دریافت تنوع­های صوتی نیست، زیرا آن­ها قادر به تشخیص صدای مادر خود هستند و میان زبان­های خارجی نیز تمایز قائل می­شوند.

با وجودی که ظرفیت­های اولیه­ی درک گفتار در نوزاد انسان تاحدودی مشابه دیگر حیوانات است، این ظرفیت­ها به سرعت تحت تاثیر ویژگی­های زبان شناختی محیطی دستخوش تغییر و اصلاح می­شود و در پایان یک سالگی نوزادان به یک مخزن آوایی و واجی از زبان مادری خود دست پیدا می­کنند. آن­ها گفتار را به صورت واژگان مجزا تقسیم می­کنند و قادرند ترکیبی از واژه­های آشناتر را به همراه مفعول ارائه دهند. این دستاورد ناچیزی نیست، زیرا کم­تر از 7% گفتار در نوزادان به صورت واژه­های جداگانه توسعه می­یابد، همچنین زبان کلامی فاقد نشانه­های مرزی مشخصی است و این برخلاف زبان نوشتاری است که واژه­ها با یک فضای خالی از هم جدا می­شوند. به علاوه، واژه­های یکسان باتوجه به عوامل مختلفی همچون میزان صدای گوینده، احساسات یا سرعت گفتار و نیز صداهای محیطی می­توانند مفاهیم آوایی متفاوتی داشته باشند. با این وجود، نوزادان در یک سالگی (یا زودتر) متوجه می­شوند که صدایی که سایر افراد ایجاد می­کنند از واژگان درست شده­ است و حامل اطلاعاتی است که باید رمزگشایی شود. از نقطه نظر تکاملی، این دستاورد قابل مقایسه با ناتوانی بیشتر کودکان این سن در به تنهایی راه رفتن است، این در حالی است که بیشتر پستانداران دیگر در مدت کم­تری پس از تولد قادر به ایستادن هستند [2].

ناقرینگی های ساختاری و عملکردی مغز نوزادان

ناقرینگی های آناتومیکی در مغز بزرگسالان بیش از صد سال است که مشخص شده است. در بزرگسالان حتی تفاوتهای جنسیتی هم در ناقرینگی نیمکره ای یافت شده است. برخی مطالعات ناقرینگی کمتری را در مغز زنان نسبت به مردان نشان داده اند. ناقرینگی مورفولوژیکال خفیفی هم از نیمکره های مغزی در مغز جنین و نوزادان تازه متولد شده دیده شده است که اینها در جنینهای دختر نسبت به جنین های پسر کمتر بوده است. در مطالعه ای بر روی پنجاه ویک جنین دختر و پنجاه و یک جنین پسر در هفته‌های 20 تا 22 اندام زایی با استفاده از diagnostic ultrasound scanning انجام شد ضخامت نیمکره چپ نسبت به نیمگره راست بیشتر بود. اما این ضخامت در دو جنس تفاوتی نداشت. بنابر این ناقرینگی مغزی جنین در هفته 20 تا 22 اندام زایی آشکار میشود که این ناقرینگی در دو جنس تفاوتی ندارند [3]

در مطالعه‌ای بر روی 53 جنین در سومین هفته اندام‌زایی با استفاده از(fMEG) fetal magnetoencephalography پاسخهای برانگیخته شنیداری بین نیمکره های راست و چپ بررسی شد. رشد باتاخیر یکطرفه ی جزء p2pm پیشنهاد دهنده ی رسش زودتر مناطق مغزی سمت راست نسبت به سمت چپ در طول رشد مغز جنین است [4].

تکنیکهای غیرتهاجمی که پردازش زبان را در نوزادان و کودکان مورد بررسی قرار می دهد به طور سریعی رشد کرده‌اند و شامل EEG، ERP،  MEG(magnetoencephalography)، fMRI(functional magnetic resonance imaging) و  NISR(near-infrared spectroscopy) است.

ابزارهای MRI و dedicated post processing مطالعات کمّی رشد مغز را به صورت غیرتهاجمی در نوزادان تازه متولد شده ی پیش رس امکان پذیر ساخته اند. تحقیقات قبلی یا بر روی مغز متمرکز بوده اند یا برروی شیارهای خاص. این رویکردها ممکنست برای برجسته کردن مناطق مغزی، در جاهایی که تشخیص نشانه های اختصاصی آناتومیکی در افراد مشکل است،  شکست بخورد. 

در مطالعه ای که برروی 25 نوزاد در 26 تا 36 ماهگی اندام زایی انجام شد، تفاوتهای بین فردی مرتبط با افزایش سن در ابتدا در مناطق مغزی وسیعی مشاهده شد که این تفاوتها و تنوعات در نیمکره راست نسبت به نیمکره چپ برتری داشت. ناقرینگی ها بیشتر در سه منطقه ی قشری خاص برجسته بودند. در تایید مطالعات گذشته ما نیز STSعمیق تری را در سمت راست و منطقه ی خلفی بزرگتر شیار سیلوین را در سمت چپ نزدیک پلانیوم تمپورال دیدیم. برای اولین بار ما منطقه ی قدامی ویسع تری شیار سیلوین را در سمت چپ نزدیک منطقه بروکا مشاهده کردیم. بنابراین مناطق پری سیلوین تنها مناطقی هستند که در ابتدا ناقرینه هستند و پیشنهاد دهنده ی اختصاص یافتگی آناتومیک آنها برای ظهور طرفی شدگی عملکردی در پردازش زبان قبل از مواجهه با زبان است [5]

در طول سه ماهه پایانی بارداری، مغز جنین تحت تغییرات عمده ای قرار میگیرد. علاوه بر رشد حیاتی و بیکران مغز، مورفولوژی ماکروسکپیک مغز هم به صورت وسیع و سریعی با شکل گیری جایروسها و سولکوسها در کرتکس به صورت ماهرانه ای تشکیل میشوند. بعد از چند ماه، پیچیدگی مشاهده شده در مغز بزرگسالان وجود دارد و الگوهای شیارهای مغز در افراد متغیر میشود.

در انسان، ناقرینگی ساختاری اولیه در ابتدا سمت راست مغز را درگیر می­کند. در خلال سه ماهه­ی پایانی آبستنی، شکنج پیشانی بالایی، شکنج گیجگاهی بالایی و شکنج هخل در سمت راست یک یا دو هفته زودتر از سمت چپ پدیدار می­شوند. با این حال، شکاف سیلویوس در سمت چپ بلندتر از سمت راست است که این مرتبط با فضای گیجگاهی بزرگ­تر در سمت چپ است. مطالعات دوگانه وجود اثر ژنتیکی قوی در این نواحی  را به اثبات رسانده است، این در حالی است که اثر محرک­های شنوایی حداقل در سطح ماکروسکوپیک ناچیز است. فضای گیجگاهی و شکنج هشل در افراد شنوا و ناشنوای مادرزاد در سمت چپ بزرگ­تر از نیمکره سمت راست هستند.

در خلال اولین سال پس از تولد، هیچ تفاوتی در جریان خون مغز حتی در نواحی زبانی (یعنی پیشانی پایینی، گیجگاهی بالایی و نواحی گیجگاهی-آهیانه­ای) وجود ندارد. در مطالعات انجام شده با تکنیک­های fMRI و ERP (event-related potential) پاسخ­های ناقرینه به محرک­های شنوایی در سمت چپ نشان داده شد. گفتارهای ضبط شده­ی 20 ثانیه­ای به صورت forward و backward برای نوزادان تازه متولد شده و نوزادان سه ماهه پخش شد. با وجودی که ترکیب گفتاری هر دو پخش یکسان است (اطلاعات آوایی و گذارهای شنوایی گیجگاهی سریع با هجاهای قرینه­ی گیجگاهی منتقل می­شوند) اما قوانین پروزودی گفتار به صورت backward ظرفیت­های تمایز زبان در نوزاد انسان را متاثر می­سازد. در نوزاد سه ماهه، پاسخ به محرک­های forward و backward در فضای گیجگاهی سمت چپ قوی­تر است. در ERP نیز نتایج مشابهی به دست آمد و در پاسخ به اصوات و هجاهایی مانند /ba/ و /ga/ ولتاژ نیمکره­ی چپ نوزادان چهار ماهه بیشتر از نیمکره­ی راست بوده است. برای نتیجه گیری به داده­های بیشتری نیاز داریم، اما همین نتایج اولیه نشان می­دهند در خلال ماه اول پس از تولد، نواحی شنوایی نیمکره­ی چپ در مقایسه با نواحی شنوایی سمت راست حساسیت بیشتری به صدا نشان می­دهند. این اختلاف شاید مربوط به پردازش بیشتر محرک­های گفتاری در سمت چپ باشد. البته، در صورت بروز ضایعه، نواحی پری سیلویوسی سمت راست می­توانند به پردازش زبان که به طور طبیعی در سمت چپ صورت می­گرفت بپردازند (مثلا تمایز صوتی در نوزادان). در حقیقت، مطالعات مختلف نشان داده­اند پس از بروز ضایعه­ی مغزی اولیه در هر سمتی که باشد، تکامل زبان معمولا در حد طبیعی خود باقی می­ماند [2].

تداوم عملکردی از نوزادی تا بلوغ

طرفی‌شدگی ای که در نوزادان به شدت آن در بزرگسالان نیست. این ویژگی در خلال تکامل و با فراگیری مهارت­های زبانی پیچیده مستحکم­تر می­شود [6]، اما ناحیه­هایی از مغز که در زمان شنیدن در نوزادان وارد عمل می­شوند تقریبا همان نواحی مربوطه در بزرگسالان هستند

با استفاده از تکنیک fMRI در نوزادان، نشان داده شد پاسخ­ به جملات forward و backward، شکنج گیجگاهی بالایی که شکنج هشل را در بر گرفته را فعال می­کند و تا نواحی احاطه کننده­ی شیار گیجگاهی بالایی  گسترش می­یابد. شکنج گوشه­ای و پره سنوس با گفتار forward بیشتر فعال شدند، این نشان می­دهد شکنج گوشه­ای که ذخیره­ی واژگان در بزرگسالان را بر عهده دارد در حفظ الگوهای پروزودیک که نوزادان از آن­ها برای تشخیص زبان مادری استفاده می­کنند نقش دارد. سرانجام، فعالیت معنی­داری در پاسخ به گفتار forward در قشر جانبی-پشتی پیش­پیشانی (dorsolateral prefrontal) در نوزادان بیدار مشاهده شد (شکل 1). این ناحیه در بزرگسالان مسئول مکانیسم­های مربوط به حافظه­ی بازیابی است. اگرچه نواحی ذکر شده در نوزادان به اندازه­ی بزرگسالان تکامل نیافته است اما فعالیت­های مشترک در نواحی گیجگاهی فوقانی، آهیانه­ای تحتانی و پیشانی نشان دهنده­ی پیوستگی میان نوزادی و بزرگسالی است.

شکل 1

بنابراین، نواحی مغزی دخیل در پردازش گفتار دریافتی در نوزادان محدود به نواحی شنوایی تک نمایه­ای[1] نیست. این نواحی وسعت زیادی داشته و برخی از آن­ها مانند نواحی پیشانی ممکن است در این سن چندان کارامد به نظر نرسند. برعکس، پاسخ مغز نوزادان به گفتار به صورت منتشر در نواحی مختلف صورت نمی­گیرد، بلکه به صورت هم پتانسیل در نواحی خاصی انجام می­پذیرد. هنوز نمی­دانیم که آیا محرک­های ساختاری خاصی مانند موسیقی شبکه­های مشابهی را فعال می­کنند یا نه؟ به هر حال، ویژگی­های مغز نوزاد (که او را قادر به ادراک اصوات، هنجار سازی گفتار ورودی و ذخیره­ی دراز مدت طرح­های آوایی می­سازد) او را به خوبی با اغلب ورودی­های شنوایی که نوزاد با آن­ها روبرو می­شود سازگار می­سازد و گفتار را شکل می­دهد [2]

اثرات عصبی یادگیری آوایی:

ادراک واحدهای آوایی گفتار- واکه ها و همخوانهایی که کلمات را تشکیل می دهند- یکی از گسترده ترین رفتارهایی است که در دوران نوزادی و بزرگسالی مطالعه شده است. ادراک آوایی می تواند در کودکان در هنگام تولد، و در طول رشد همچنانکه در معرض زبان خاصی قرار می گیرند، بررسی شود  [7].

مطالعات رفتاری اثبات کرده اند که در هنگام تولد، نوزادان ظرفیت عمومی‌ای (جهانی ای) برای تشخیص تفاوتهای بین تقابلهای واجی مورد استفاده در زبانهای دنیا دارند. این ظرفیت به صورت دراماتیکی با تجربه ی زبانی که در شش ماهگی برای واکه ها و در ده ماهگی برای همخوانها آغاز می شود، تغییر می یابد. دو تغییر عمده در انتقال در ادراک آوایی اتفاق می افتد: توانایی های آوایی زبان بومی به طور عمده ای افزایش می یابد [8] در حالیکه توانایی تمیز تقابل‌های واجی غیرمرتبط با زبان و فرهنگ کاهش می یابد [9].

در پایان سال اول، مغز نوزاد به صورت جامع و عمومی و همگانی آمادگی برای همه زبانها را ندارد اما در عوض برای اکتساب زبانی که با  آن مواجه است آماده و مجهز است.

ظرفیت و گنجایش آوایی عمومی، فاز 1 رشد بود و همچنانکه فاز 2 جلو می رود، باریک و محدود می شود. این محدودیت ادراکی، گسترده است و همانطور که ادراک اطلاعات بینایی گفتاری از صورت ها در هنگام صحبت در نوزادان تک زبانه و دوزبانه اثر می گذارد، برروی ادراک نشانه ها در زبان اشاره امریکایی نیز اثر می گذارد  [10]. در همه موارد، ادراک از توانایی عمومی و همگانی به یک توانایی ای تغییر می یابد که محدودتر است و روی ویژگی هایی متمرکز شده که برای زبانی که کودک در معرض آن است، مهم است. اینکه چطور یادگیری، این محدودیت توانایی های ادراکی را ایجاد می کند، مرکز توجه مطالعات است زیرا شکل گیری مغز را بوسیله تجربه در طول دوره حساسه در رشد زبان اثبات می کند. درک علمی از دوره ی حساسه در حال رشد است. داده ها پیشنهاد می دهند که مشکلات بزرگسالان در یادگیری زبان دوم نه تنها بوسیله ی رسش تحت تاثیر قرار می گیرد بلکه بوسیله ی خود یادگیری هم تحت تاثیر قرار می گیرد  [11].

Kuhl و همکاران ارتباط بین انتقال از ادراک آوایی به زبان بعدی را دریافتند. بر طبق نظر NLNC تجربه ی اولیه ی زبان بومی تغییراتی را در معماری عصبی و ارتباطاتی که منعکس کننده ی نظم های موجود در گفتار مختل است را ایجاد می کند. الزام عصبی[2] برای الگوهای زبان بومی اثری دوجانبه است: کدگذاری عصبی، اکتشاف واحدهای زبانی پیچیده تر(کلمات) را که در یادگیری اولیه هنگامیکه همزمان توجه به الگوهای جانشین کمتر می شود، نظیر آنهایی که در زبان غیر بومی است، ساخته می شوند را تسهیل می  کند. این فرموله شدن پیشنهاد می دهد که نوزادانی با مهارتهای آوایی بومی عال باید پیشرفت سریع تری در زبان داشته باشند. برعکس، توانایی های آوایی عالی غیربومی، موجب پیشرفت یادگیری زبان بومی نمی شود. مهارتهای غیر بومی، درجه ای که مغز برای الگوهای زبان بومی- فاز 1 رشد-  uncommitted می ماند را منعکس می کند. در فاز 1 نوزادان برای همه ی زبانهای ممکن مستعد هستند و مناطق زبانی مغز uncommitted هستند. به همین دلیل نوزادانی که در فاز 1 باقی می مانند برای مدت زمان طولانی تری مهارت تمیز واحدهای آوایی غیربومی عالی تری را نشان می دهند و انتظار می رود که پیشرفت آرام تری را در زبان نشان دهند [11].

نظریه ی NLNC هم از جانب مطالعات رفتاری و هم از جانب مطالعات ERP تایید شده است. مطالعات ERP که برروی نوزادان انجام شد هم شامل تمایزهای بومی /p-t/ و هم شامل تمایزهای غیربومی بوده است. نتایج مشخص کردند که تفاوتهای فردی در تمایزات بومی و تمایزات غیربومی که به طور طبیعی در هفت و نیم ماهگی اندازه گیری شد، به طور عمده ای با توانایی های زبانی بعدی ارتباط دارد. همانطور که توسط نظریه ی NLNCپیش بینی شده بود، الگوهای پیش بینی در جهات متضاد بودند. اندازه گیری مورد استفاده، mismatch negativity بود. در بزرگسالان نشان داده شده بود که یک مرتبط عصبی تمیز آوایی است. جزء MMN like از ERP که در نوزادان برانگیخته شده بود، بین 400-250 برای هر دو تمایز بود. تمایز عصبی بهتر، تمایز آوایی بومی پیشرفته تری را در 7.5 ماهگی اکتساب زبان در همه سطوح پیش بینی می کرد- تولید کلمه در 24ماهگی، پیچیدگی جمله در 24ماهگی و متوسط میانگین طول جمله در 30 ماهگی. برعکس، تمایز عصبی بهتر تقابلهای غیربومی در همین سن، پیش بینی کننده ی رشد کمتر زبان در همان سطوح در آینده است.

رشد خزانه ی واژگان به طور واضحی این ارتباطات را نشان می دهد: تمایز بهتر تقابلهای زبان بومی منجر به رشد سریع تر خزانه واژگان می شود درحالیکه تمایز بهتر تقابلهای غیربومی منجر به رشد کندتر خزانه واژگان می شود. رشد خزانه واژگان کودکان از 14 تا 30 ماهگی اندازه گیری شد و با استفاده از منحنی رشد خطی تحلیل شد [12]. تحلیل ها نشان داد که هر دو تمایزهای زبان بومی و غیربومی در 7.5 ماهگی، پیش بینی کننده های عمده ای از رشد خزانه واژگان هستند اما اثرات تمایز آوایی خوب برای پیش بینی کننده های بومی و غیربومی، برعکس است [13].

Rivera- Gaxioli و همکارانش الگوی مشابهی از پیش بینی را با استفاده از تقابل غیربومی متفاوتی اثبات کردند. آنها پیچیدگی های ERP شنیداری را در نوزادان امریکایی 7 و 11 ماهه را در پاسخ به تقابل های صدایی اسپانیایی و انگلیسی ضبط کردند. آنها دریافتند که پاسخهای نوزادان به تقابلهای غیربومی، تعداد کلماتی را که در 18و 22و 25و 27و 30 ماهگی تولید می شود را پیش بینی می کند. نوزادانی که تمایز عصبی بهتری را در 11ماهگی به تقابل های غیر بومی نشان دادند (larger negativities) کلمات کمتری را در همه سنین زمانی که با نوزادان گروهی که تمایزات عصبی ضعیف تری را نسبت به تقابل های غیربومی نشان می دادند، تولید کردند. بنابراین تمایز بهتر تقابل های غیربومی با رشد واژگان آرام تر مرنبط است. اندازه گیریهای پیش بینی کننده، یک پیوستگی را در رشد از تنوعات اندازه گیریهای اولیه مهارتهای پیش زبانی تا اندازه گیریهای توانایی های بعدی زبان اثبات کردند.  توانایی های ادراک آوایی اولیه ی نوزاد، مهارتهای pattern-detection آنها را برای گفتار و کفایت پردازش آنها برای کلمات، همگی با مهارتهای زبانی بعدی لینک است [9]

نشانه های عصبی یادگیری کلمات

یک افزایش ناگهانی در خزانه واژگان به صورت معمول بین 24-18 ماهگی اتفاق می افتد- انفجار کلمات- اما یادگیری کلمه بسیار زودتر اتفاق می افتد. نوزادان بازشناسی اسمشان را در چهار و نیم ماهگی نشان می دهند. در شش ماهگی نوزادان اسامی شان را به عنوان سرنخ قطعه سازی کلمه تشخیص می دهند و به طور مناسبی به تصاویر مادر یا پدرشان زمانیکه کلمه مادر یا پدر گفته می شود اشاره می کنند. در هفت ماهگی نوزادان به مدت طولانی تری به پاراگراف های حاوی کلماتی که قبلا شنیده اندگوش می دهند نسبت به پاراگراف هایی که حاوی کلماتی هستند که قبلا نشنیده اند و در یازده ماهگی ترجیح می دهند به کلماتی که فرکانس بالایی در زبان دارند گوش دهند نسبت به کلماتی که فرکانس پایین تری دارند.

یک سوالی که می تواند مطرح شود اینست که چطور نوزادان کلمات بالقوه را در گفتار در جریان که پیوسته است و هیچ گسستگی اکوستیکی بین کلمات وجود ندارد(برخلاف فضای بین کلمات در زبان نوشتاری) تشخیص می دهند؟ مطالعات رفتاری نشان می دهند که در 8ماهگی نوزادان از استراتژی های مختلف و متنوعی برای شناسایی کلمات بالقوه در گفتار استفاده می کنند. به عنوان مثال، نوزادان با هجاهای همسایه که امکانات transitional بیشتری دارند، در زنجیره ی هجاهای بی معنیهمانند واحدهای شبه کلمه رفتار می کنند. کلمات واقعی دربردارنده امکانات transitional بیشتری بین هجاها هستند و این استراتژی می تواند برای نوزادان سرنخ معتبری را فراهم کند.

همچنین نوزادان از الگوی معمول تکیه ایی در زبان هم برای تشخیص کلمات بالقوه استفاده می کنند. انگلیسی زبانان تکیه را در هجای اول می گذارند درحالیکه سایر زبانها نظیر لهستانی بر روی هجای دوم تاکید می کنند. نوزادان یادگیرنده انگلیسی با هجاهای حاوی تکیه به عنوان آغاز کلمه بالقوه رفتار می کنند. پس هم امکانات transitional بین هجاهای همسایه(مجاور) و هم راهنماهای تکیه به نوزاد برای شناسایی کلمات در گفتار کمک می کند [11].

سوال دیگر اینست که چطور بازشناسی کلمات اولیه در مغز ثابت شده است؟ مطالعات ERP در پاسخ به کلمات در 9 ماهگی و در پاسخ به معانی کلمات در 17-13 ماهگی تفاوت هایی را در شدت و توزیع جمجمه ای برای اجزای مرتبط با کلماتی که برای کودکان شناخته شده هستند در برابر آنهایی که برای کوک ناشناخته هستند، نشان دادند [14]

نوپایان دارای خزانه واژگان بزرگتر، برای کلمات شناخته شده در الکترودهای تمپورال و پریتال N₂₀₀ بزرگتری را نشان دادند. برعکس، کودکان دارای خزانه واژگان کمتر، فعالیت مغزی ای را نشان دادند که به طور گسترده ای توزیع یافته بود. این تفاوت توزیع به همراه فعالیت متمرکز تر[3]، بامهارت خزانه ی واژگان وسیع تر پیوند دارد و همچنین کودکان پیش دبستانی مبتلا به اتیسم را از کودکان پیش دبستانی طبیعی تمایز می دهد [15]

در مطالعات MEG، فوکالیزیشن افزایش یافته فعالیت مغزی در بزرگسالان نیز برای کلمات و واجهای زبان بومی در برابر کلمات و واجهای زبان غیربومی نشان داده شده است [16] این موارد نشان می دهد که فعالیت فوکال استعدادی برای شاخص تجربه و کفایت زبانی نه تنها در دوران کودکی بلکه در طول دوران زندگی است.

Mills از ERP در نوپایان 20ماهه برای مطالعه یادگیری کلمات جدید استفاده کرد. کودکان به کلمات آشنا و ناآشنا و به ناکلماتی که از لحاظ آوایی مجاز بود، گوش می دادند. وقتیکه به کودکان اشیای جدید جفت شده با ناکلمه ها ارائه می شد، ERP ثبت می شد. بعد از دوره یادگیری ، ERP ناکلمه هایی که با اشیای جدید جفت شده بودند مشابه آنهایی شد که کلمات قبلا شناخته شده بود و این مورد پیشنهاد دهنده اینست که کلمات جدید ممکنست در مناطق عصبی مشابه کلمات آموخته شده قبلی کدگذاری شوند [17].

مطالعات ERP بر روی نوزادان آلمانی، رشد استراتژی های قطعه قطعه کردن کلمات را بر پایه الگوی تکیه کلمات آلمانی نشان داد. زمانیکه به کودکان زنجیره های دو هجایی[4]  چه در هجای اول (الگوی معمول در آلمانی) چه در هجای دوم، ارائه می شود، نوزادانی که الگوهای تکیه هجای اول را در زنجیره می شنیدند N₂₀₀ را نشان دادند که مشابه پاسخی است که به کلمات شناخته شده داده می شود در حالیکه نوزادانی که به آنها الگوی تکیه غیر بومی ارائه شد، هیچ پاسخی ندادند. داده ها پیشنهاد می دهد که نوزادان آلمانی در این سن از قوانین تکیه یادگرفته شده برای قطعه سازی زنجیره های گفتاری غیرمعنی دار[5] به واحدهای کلمه مانند استفاده می کنند [11]

Lexicon اولیه ی نوزادان

Lexicon رشد یافته ی کودکان باید کلمات را به گونه ای کدگذاری کند که بتواند آنها را از یکدیگر تمایز دهد. کلمات تنوعاتی - شیوه تولید شده توسط گویندگان مختلف، سرعت های متفاوت و در بافتهای مختلف- دارند که به معنی کلمات مرتبط نیستند. نوزادان باید مشخصه های حیاتی کلمات را به صورت جزئی کدگذاری کنند تا بتوانند آنها را از هم متمایز کنند.

یک رویکرد برای این سوال اینست که تست کنیم چطور کودکان سنین مختلف به کلماتی که اشتباه تولید شده واکنش نشان می دهند. واکنش به کلماتی با تولید نادرست- تاپ به جای کاپ- اطلاعاتی راجع به سطح جزئیات واجشناختی در بازنمایی های ذهنی کلمات فراهم می کند.

مطالعات نشان داده اند که در یکسالگی نوزادان تلفظ های نادرست کلمات رایج و کلمات دارای هجاهای تکیه دار و کلمات تک هجایی را نمی پذیرند که نشانگر اینست که بازنمایی های آنها از این کلمات به خوبی اختصاصی شده است. مطالعات دیگر با استفاده از تثبیت بینایی دو هدف( سیب و توپ) هنگامیکه یکی از آنها نام برده شد(توپ کجاست؟) نشان داد که تمایل کودکان بین سنین 14 تا 25 ماهگی به تثبیت آیتم هدف، وقتی که نادرست تولید می شود، در طی زمان کاهش می باید. همچنین مطالعات نشان می دهد که در زمان یادگیری کلمات جدید، مهارت های واجی کودکان 14 ماهه tax می شود. Stager&Werker (1997) نشان دادند که نوزادان 14 ماهه زمانیکه واحدهای آوایی با صدای مشابه برای تمایز و تشخیص آنها استفاده می شد، در یادگیری کلمات جدید شکست خوردند (bih, dih) اما اگر دو کلمه جدید از لحاظ واجی از هم متمایز باشند (leef, neen) آنها را یاد می گرفتند. در 17 ماهگی نوزادان یاد می گیرند ناکلمات با صدای مشابه را با اشیای جدید مرتبط کنند. نوزادانی که خزانه واژگان بزرگتری دارند در این تکلیف حتی در سنین پایین تر موفقند که پیشنهاد دهنده اینست که نوزادان دارای مهارتهای یادگیری بهتر آوایی، کلمات جدید را بسیار سریع تر یادمی گیرند. این مورد با مطالعاتی که نشان می دهد کودکان دارای مهارتهای یادگیری آوایی زبان بومی بهتر، رشد واژگان بهتر و پیشرفته تری را نشان دادند، هماهنگ است [11] .

روشهای ERP این نتایج را تایید کرده اند. Mills و همکارانش (2004) پاسخهای نوزادان را زمانیکه به کلمات آشنا پاسخ می دادند- با تولید درست یا نادرست- به علاوه ی ناکلمه ها مقایسه کردند. در 14 ماهگی یک جزء ERP منفی ((N_200-400، ناکلمه های غیرمشابه در برابر کلمه های آشنا را تمیز داد (bear vskobe) اما کلمات آشنا را در برابر ناکلمات با فونتیک مشابه خیر (bear vsgare).

در 20 ماهگی این جزء ERP تولیدات صحیح، نا صحیح و ناکلمه ها را تشخیص داد که از این نظر حمایت می کند که بین 20-14 ماهگی بازنمایی های واجی کودک از کلمات اولیه، به صورت روزافزونی جزئی می شود [11].

شواهد دیگری از محدودیت های پردازش اولیه به نظر می رسد از شکست نوزاد در یادگیری کلمات جدیدی ناشی شود که برچسب شنیداری آن، کلمه ای را که قبلا کودک بلد بوده تداعی می کند (gall که ball را تداعی می کند) و این پیشنهاد دهنده اثرات رقابت واژگانی است [18]

چطور آواشناسی و یادگیری کلمه با هم تعامل دارند – و آیا پیشرفت از واجها به کلمات است؟ از کلمات به واجهاست یا یک تعامل دو طرفه دارند؟- یک موضوع مورد علاقه است که با استفاده از شیوه های نوروساینتیک باید به آن پرداخته شود.

دوچارچوب/ مدل اکتساب اولیه زبان، تئوری native language magnet(NLM-e) و Processing rich information from multi-dimensional interactive representation (PRIMIR) پیشنهاد دهنده اینست که یادگیری کلمه و یادگیری واجی به صورت دو طرفه یکدیگر را تحت تاثیر قرار می دهند. بر طبق   NLM-e، نوزادانی که مهارتهای یادگیری آوایی بهتری دارند، در زبان بسیار سریع تر رشد و پیشرفت می کنند زیرا مهارتهای آواشناسی به الگوی phonotactic یادگیری کلمه کمک می کند. در همین زمان کودکان کلمات بیشتری یاد می گیرند، فضای واژگانی بیشتر می شود، کودکان در واحدهای آوایی که کلمات را از یکدیگر متمایز می کند شرکت می کنند. مطالعات بیشتری که یادگیری کلمه و واج را در کودکان بررسی می کنند به تایید این نظریه کمک خواهند کرد [11].

نشانه های عصبی پردازش اولیه جملات

برای درک جملات، کودک باید توانایی های دقیق و عالی واجشناختی داشته باشد تا بتواند سیگنال گفتاری را به کلمات قطعه قطعه کند و توانایی گسترش معانی کلمات را داشته باشد. به علاوه، ارتباط کلمات تشکیل دهنده جمله- بین فاعل، فعلش و مفعول همراهش- باید برای رسیدن به درک کامل جمله کشف شود. زبان بشر بر پایه ی توانایی پردازش سلسله مراتبی توالی های ساختمند است [19]

اجزای الکتروفیزیولوژیکال پردازش جمله در کودکان ثبت شده است و به دانش ما از اینکه چه زمانی و چگونه مغز جوان اطلاعات معنایی و نحوی را کدگشایی می کند، کمک می کند. در بزرگسالان سیستم های عصبی خاصی اطلاعات معنایی را در برابر اطلاعات نحوی در جمله پردازش می کند و اجزای ERP که در پاسخ به آنومالیهای معنایی و نحوی بوجود آمده اند به خوبی مشخصند (شکل 2). به عنوان مثال یک موج منفی ERP بین 250 تا 500ms که پیک آن 400ms است و به آن N₄₀₀ گفته می شود در برابر آنومالی های معنایی کلمه در جمله برانگیخته می شود. موج P₆₀₀ در پاسخ به آنومالی های نحوی کلمات در جمله برانگیخته می شود. یک موج منفی در محل های پیشین بین 300 و 500 ms که به آن [6](LNA) گویند در پاسخ به تخطی های نحوی و مورفولوژیک برانگیخته شود [20].

شکل 2

در آغاز سال دوم زندگی، داده های ERP در پردازش جمله پیشنهاد می دهد که اجزای شبیه بزرگسالان می تواند در پاسخ به تخطی های اجزای نحوی و معنایی بوجود آید اما تفاوتهایی در توزیع جمجمه ای و تاخیرهای[7] این اجزا در کودکان و بزرگسالان وجود دارد. N₄₀₀ در پاسخ به آنومالی معنایی در کودکان از 5سالگی تا نوجوانی بررسی شده و مشخص شده که با افزایش سن، تاخیر پاسخ ها به صورت سیستماتیکی کاهش می یابد.همچنین مطالعات نشان داده اند که آنومالی های نحوی جمله، P₆₀₀ را در کودکان 7 تا 13 ساله بر می انگیزد [11].

مطالعات اخیر این اجزای ERP را در کودکان پیش دبستانی نیز بررسی کردند. Harris یک اثر N₄₀₀ مانندی را در کودکان 38-36 ماهه گزارش داد. N₄₀₀ در مناطق خلفی هر دو نیمکره بزرگترین بود [21].Friedrich یک موج   N₄₀₀مانندی را در آنومالی های معنایی در کودکان 24-19 ماهه ی آلمانی زبان مشاهده کردند [22].

Silva-Pereyra وهمکارانش، ERPهایی را در کودکان بین 36 تا 48 ماهه در پاسخ به آنومالی های معنایی (My uncle will blow the movie) و نحوی (my uncle will watching the movie) را در برابر جملات طبیعی نشان دادند. در هر دو مورد اثر ERP در کودکان توزیع یافته تر(منتشرتر) بود و نسبت به بزرگسالان تاخیرهای بیشتری داشت. در کار روی نوزادان(30ماهگی)،  آنها از محرکات مشابهی استفاده کردند و مشاهده کردند که به طور گسترده ای late positivities distributed به صورت خلفی در پاسخ به جملاتی که از نظر معنایی ناهنجار بودند ایجاد شد. در هر دو مورد تاخیرهای کودکان نسبت به آنچه در کودکان بزرگتر و بزرگسالان دیده می شد، طولانی تر بود (شکل 3)  [23]

شکل 3

پردازش نحوی جملاتی که اطلاعات معنایی آنها خارج شده-– jabberwocky نیز با استفاده از ERP در کودکان تست شده است. Silva-Pereyra و همکاران ERP هایی را در پاسخ به تخطی های ساختار عبارتی در کودکان 36ماهه با استفاده از جملاتی که کلمات محتوایی آنها با ناکلمه ها جایگزین شده بود و کلمات عملکردی آنها سالم و دست نخورده باقی مانده بود، ثبت کردند. ناکلمه ها و کلمه حقیقی در واجهای کمی با هم تفاوت داشتند.

My uncle watched a movie about my family    جمله کنترل                          

My uncle platched a flovie  about my family      جمله نامفهوم بدون تخطی        

My uncle platched about a flovie my garilyجمله نامفهوم با تخطی                      

اجزای ERP که در پاسخ به تخطی های ساختار عبارتی  jabberwocky ثبت شدند با تخطی هایی که در پاسخ به جملات واقعی ثبت شدند متفاوت بودند. اجزای ERP که در پاسخ به تخطی های ساختار عبارتی نامفهوم ثبت شد در مقایسه با تخطی های مشابه در جملات واقعی متفاوت بود. دو جزء منفی مشاهده شد: یکی از 900-750ms و دیگری از 1050-950ms نسبت به مثبت هایی که در پاسخ به تخطی های ساختار عبارتی در جملات واقعی در همان کودکان مشاهده شد. مطالعات جملات نامفهوم در بزرگسالان نیز امواج منفی را برای جملات نامفهوم هرچند با تاخیرهای بسیار کوتاه گزارش داده اند.

مطالعات اخیر در مورد زبان و مهارت های پیش از خواندن در 5سالگی و در کودکان کلاس سوم نشان داد که در جمعیت های سالم و از لحاظ اجتماعی اقتصادی گوناگون، ارتباطات معنادار و عمده ای بین وضعیت اجتماعی اقتصادی پایین و اندازه گیریهای رفتاری و مغز از مهارتهای زبانی وجود دارد. کارهای بعدی برروی فاکتورهای اجتماعی اقتصادی پیچیده که بصورت بالقوه مهارتهای زبانی و خواندن را در کودکان وساطت می کند می تواند منجر به مداخلاتی شود که مهارتهای مورد نیاز برای خواندن را پیش از اینکه کودک وارد مدرسه شود بهبود بخشد [11].

رشد ساختار و عملکرد مغز نوزاد:دلالتهایی بر شناخت،زبان و رفتار اجتماعی

رشد ساختاری مغز نوزاد

به منظور مطالعه مؤثر و کارآمد رشد،اهمیت داردکه تغییرات ساختاری مغز را به علاوه ی عملکرد مغز مورد توجه قرار داد.

تفاوت در سرعت و میزان رسش مغز احتمالا بر روی عملکرد رفتاری (performance) حتی در دامنه‌ی طبیعی اثر می گذارد [24].این مورد اهمیت دارد که هم تنوعات فردی را در جمعیت با رشد طبیعی بررسی کنیم و هم تفاوتهایی را در ارتباط بین ساختار و عملکرد مغز در گروه با رشد غیر طبیعی . به عنوان مثال افزایش شیوه های تصویر برداری مغزی نظیر DTI (Diffusion tenson imaging) ، امروزه اجازه ی بررسی ماده سفید  در مغز را میدهد. سرعت رسش ماده سفید در کورتکس در حال رشد،منعکس کننده ی میلینه شدن آکسونها است. افزایش میلینیه شدن، انتقال مؤثر و کارآمد سیگنالهای عصبی را می دهد و در نتیجه پردازش اطلاعات سریع تر است. به علاوه رشد ارتباط بین مناطق ، فیبرهای بیشتری را به راههای ماده سفید اضافه می کند. سایز، ساختار و پوزیشن این راهها اطلاعاتی را در مورد ارتباط اینتر و اینترا در مناطق مغزی متفاوت هم در نمونه های با رشد طبیعی و هم در نمونه های بالینی فراهم می کند [25]. به عنوان مثال در مپینگ میکرواستراکچر ماده سفید تمپورویرپتیال،Klingberg  یک diffusion anisotropy کاهش یافته را در نیمکره چپ در ارتباط مشکلات خواندن مشاهده کرد [26]. در افراد 17-4 ساله ی طبیعی نشان داده شده است که رشد مرتبط با سن در ارتباطات بین مناطق حسی و حرکتی در مناطق گفتاری خلفی و پیشین نیمکره چپ وجود دارد [27]. در بزرگسالان تفاوتهای فردی در سرعت یادگیری صداهای گفتاری غیربومی با حجم ماده سفید و خاکستری در سمت چپ و با وسعت کمتر در لوب پریتال راست مرتبط است [28]. در مرور Paus و همکاران(2001)، رشد و پیشرفت میلینه شدن به نظر می رسد از الگوی زمانی و فضایی مجزایی پیروی می کند. در هنگام تولد، میلینه شدن در پایه ی مغز در پونز و ساقه مخچه شروع می شود و سپس به سمت خلفی انشعابات بینایی و اسپلینیوم کارپوس کالوزوم پیش می رود (1-3 ماهگی). سپس حرکت به سمت جلو به طرف شاخ قدامی کپسول داخلی و زانوی کارپوس کالوزوم را ادامه می‌دهد (6ماهگی). در نهایت بین 8 تا 12 ماهگی لوبهای فرونتال، پریتال و اکسیپیتال شروع به میلینه شدن می کنند. می تواند اینطور تصور شود که نوزادانی که رشد مغزیشان در میزان میلینه شدن، نسبت به دیگران بیشتر است، ممکنست توانایی های شناختی خاصی را زودتر از همسالانشان که میلینه شدنشان کمتر است داشته باشند. در حقیقت تعدادی اختلالات رشدی، رشد آرام تری از میلینه شدن را در مقایسه با کودکان با رشد طبیعی نشان می دهند [29]. ASL ظرفیتی برای فراهم کردن بینش های جالبی به سوی رشد مغز بوسیله اندازه گیری جریان خون مغزی(CBF) بدون نیاز به عوامل کانتراست دارد. مطالعات متعدد نشان داده اند که جریان خون مغزی در مناطق درگیر در تکالیف حسی- حرکتی خاص یا شناختی در بزرگسالان افزایش می یابد نظیر مناطق پره فرونتال و اکسیپیتال در طول تکالیف حافظه فعال. همچنین  گزارش شده است که کاهش حجم CBF در قسمت خلفی پریتال و سینگولیت با شدت نشانه ها در بیماری آلزایمر ارتباط دارد [30].

Chugani و همکارانش از تکنیک PET برای بررسی تغییر در الگوی متابولیک گلوکز به عنوان عملکرد رسش استفاده کردند. آنها اثبات کردند که تغییرات عملکردی در سرعت متابولیک مغزی نوزاد با تغییرات رفتاری، آناتومیکی و نوروسایکولوژی که در طول رشد نوزاد اتفاق می افتد مطابقت دارد [31].

رشد مغز در زبان، شناخت و رفتار اجتماعی

برای توضیح اینکه چطور متدولوژیهای همگرا و نتایج حاصل از زمینه های متفاوت می تواند در رشد نظریه ای راجع به ارتباط بین ساختار مغز و عملکرد شناختی در طول رشد و تکامل شرکت کند، در این مطلب چهار حوزه کلیدی مربوط به زبان، شناخت و رفتار اجتماعی را توضیح دهیم: پردازش شنیداری سریع، پردازش صوت، بقای شیء و توجه مشترک[8]. مطالعات پیشین نشان داده اند که عملکرد در این مقیاسها در دوران نوزادی می تواند پردازشهای شناختی بعدی را پیش بینی کند و یا تحت تاثیر قرار دهد. به عنوان مثال مهارت توجه مشترک نقش واضحی در رشد زبان و شناخت اجتماعی دارد. این مورد خصوصا در رشد غیرطبیعی، زمانیکه توجه مشترک آنچنانکه باید رشد نمی کند، واضح و روشن است. نوپایان مبتلا به اتیسم در توجه مشترک مشکل دارند و این مورد می تواند هم شناخت اجتماعی و هم زبان را مختل کند. نقایص اولیه در پردازش سریع شنیداری هم مشخص شده که برروی زبان بعدی تاثیر می گذارد. نوزادانی که مشکلات بیشتری در پردازش سریع صداهای ارائه شده دارند، در ریسک خطر بزرگتری برای آسیب های زبانی بعدی هستند.

اکتساب بقای شی هم مایلستون مهمی در رشد شناختی و از اجزای مهارتهای عملکرد اجرایی است. حافظه فعال و توانایی کنترل توجه و مهار پاسخهای اتونومیک برای بسیاری از تکالیف پیچیده بعدی در رشد، مهمند. پردازش صورت یک مهارت اساسی برای تعاملات افراد است. در هرحال این بدان معنا نیست که این مهارتها در هنگام تولد کاملا تکامل یافته اند [30].

پردازش سریع شنیداری

اولین حوزه شناختی که مورد توجه قرار می دهیم، پردازش سریع شنیداری است. این توانایی پایه ای برای عملکرد زبان مهم است.

مطالعات الکتروفیزیولوژیکال

هرچند امکانپذیر نیست که به مغز نوزادان آسیب وارد کنیم، اما یک آزمایش طبیعی برای محققین در دسترس است و آن اینکه نوزادانی را که در معرض خطر بالای LLI هستند که نتیجه به دنیا آمدن در خانواده ای با تاریخچه  SLI یا دیسلکسیا است، یا کودکان بزرگتری که برایشان تشخیص شکلی از LLI داده شده است را بررسی کنند.

مطالعات ERP برای بررسی تفاوتهای احتمالی در پاسخهای مغزی به اطلاعات اکوستیکی که سریعا تغییر می کنند در کودکانی که برای دیسلکسیا در معرض خطر خانوادگی بودند و گروه کنترل به کار رفته است [30]. Guttorn و همکارانش(2001) بیان کردند که پاسخ های ERP که توسط هجاهای با همخوانهای انسدادی-واکه (/ba/, /da/) برانگیخته می شوند گروه در معرض خطر و کنترل را در چند روز ابتدایی پس از تولد از هم متمایز می کند. در حالیکه نوزادان متعلق به خانواده غیر دیسلکسیک الگوی فعالیت غالب را در نیمکره چپ نشان دادند، الگوهای فعالیت منعکس کننده تمایز هجاها در مناطق تمپورال و پریتال راست در گروه در معرض خطر بیشتر بود [32].

اثرات مشابهی در پارادایم های dense- array ERP برای نوزادان با تاریخچه خانوادگی SLI هم یافت شده است هرچند این مطالعات نادرند [30].

مطالعات Functional neuroimaging

مطالعات fMRI در نوزادان 3-2 ماهه بینشهایی راجع به پردازش شنیداری را در دوران ابتدایی رشد مشخص کرده است.  هنگامیکه نوزادان به گفتار، خواه forward  یا backward گوش می دهند، در زبان بومی شان فعالیت جایروس آنگولار و جایروس فوقانی تمپورال ظاهر می شود که این فعالیت در نیمکره چپ بیشتر از نیمکره راست است. هنگامیکه کودکان بیدار بودند، کورتکس پره فرونتال راست هم فعال می شد. این مناطق مشابه مناطقی هستند که در بزرگسالان فعال می شوند و به طور شگفت انگیزی کورتکس پره فرونتال در بزرگسالانی که اطلاعات کلامی را از حافظه بازیابی می کنند، فعال می شود [30]..

مطالعات structural neuroimaging

علاوه بر انحرافاتی در توپوگرافی عملکردی، تحقیقات MRI تفاوتهای ساختاری را هم در افراد LLI مشخص کرده است. پلانوم تمپورال[9] به طور طبیعی در افراد راست دست، در سمت چپ بزرگتر است و جزء مهمی از برتری نیمکره ای برای زبان است. مطالعات MRI در افراد SLI و یا دیسلکسیک تمایل به ناقرینگی غیرطبیعی را برای پلانوم تمپورال نشان داده اند. ساختارهای منطقه زبانی پری سیلوین علاوه بر پلانیوم تمپورال در افراد همLLIمشخص شده که متمایزند. مثلا Gauger و همکارانش(1997) ناقرینگی بیشتر به سمت راست را در پلانیوم تمپورال و پریتال در کودکان SLI نشان دادند. همچنین این کودکان ناقرینگی بیشتر راست را نسبت به چپ در pars-triangularis که شامل قسمت هایی از بروکا است را هم نشان دادند.

در مطالعه ای مشخص شد که هسته کودئیت در کودکان مبتلا به SLIنسبت به گروه کنترل کوچکتر هستند. همچنین به نظر می رسد که تالاموس نقشی را در پردازش سریع شنیداری ایفا می کند همچنانکه ایستگاه تقویت مهمی برای ورودی های حسی است [30].

پردازش صورت

پردازش صورت یک مهارت بی نهایت مهم برای تعاملات اجتماعی در انسانهاست. به نظر می رسد که این مهارت، مهارت اساسی است و نوزادان از زمان کوتاهی پس از تولد ترجیحاتی را به صورت نشان می دهند.

مطالعات تصویربرداری عصبی عملکردی و الکتروفیزیولوژیکال در نوزادان

به نظر می رسد که درجه اختصاص یافتگی عملکردی برای صورتهای افراد که در بزرگسالی دیده می شود، در طول رشد ظهور می یابد. چنین اختصاصاتی بوسیله ارتباطات عصبی و رفتاری متعددی مشخص می شود. یک جزء "حساس به صورت" منفی در ERP بالغین در حدود 170ms بعد از آغاز تحریک در منطقه خلفی تمپورال غالب دیده می شود. پیشنهاد شده که ₁₇₀Nمنعکس کننده کدگذاری ساختاری صورتها است. این جزء یک دوره طولانی و ممتد رشد دارد و اولین بار در حدود چهارسالگی دیده می شود. نشانگر دیگر برای اختصاص یافتگی، اثر صورت معکوس است. بازشناسی صورتهای معکوس مشکل تر است و پاسخهای الکتروفیزیولوژیکال متفاوتی را فرا می خواند. پاسخهای ERP به صورت های معکوس تاخیر طولانی تر و شدت بالاتری در مغز رسش یافته دارد. اثر صورت معکوس از حدود چهارماهگی وجود دارد. در نهایت اثر گونه ها[10] نیز در پردازش صورت وجود دارد. برای بزرگسالان پردازش صورتهای میمونها  مشکل تر از پردازش صورت انسانها بود و اثر معکوس را برای میمونها نشان ندادند. اثر گونه ها در ERP نیز موجود است.

در هر حال در دوران نوزادی پاسخهای عملکردی برای صورتها متفاوت است. اثر معکوس در داده های حاصل از نوزادان شش ماهه وجود نداشت اما در نوزادان 12 ماهه وجود داشت. به علاوه، نوزادان بزرگتر اثر گونه بیشتری را نشان دادند در حالیکه مطالعات ERP مشخص ساخته اند که پاسخ مغز به صورت ها با رشد ظاهر می شود، اما در فراهم کردن دلالت خوبی برای تغییر در توزیع فضایی فعالیت مغز ناتوانند. همچنین داده ها پیشنهاد می کنند که پاسخهای بزرگتر در کورتکس خلفی دیده می شوند و بین 3 تا 12 ماهگی توزیع پاسخها از مناطق میانی به مناطق طرفی(همانطور که در بزرگسالان دیده می شود) تغییر مکان می دهد. ERP هم اختصاص یافتگی افزایش یافته ای را برای صورتها منعکس می کند. احتمال دارد که گامهای پردازش مجزا برای جنبه های متفاوت صورت(همانطور که P₄₀₀و N₂₉₀نوزادان منعکس شده) به یک جزء یکپارچه تبدیل شود و در بزرگسالان N₁₇₀نام بگیرد. چنین اختصاص یافتگی هایی می تواند در طرفی شدگی فعالیت مغز و تغییرات زمانبندی پاسخها منعکس شود. بنابراین تنها توجه به اینکه پاسخها کجا اتفاق می افتد مهم نیست بلکه توجه به اینکه چه زمانی اتفاق می افتد هم مهم است [30]..

بقای شی

تحقیقات برروی نوزادان 4-3 ماهه اثبات کرده که این نوزادان می توانند اشیای پنهان را بازنمایی کنند اما احتمالا توانایی به کارگیری این دانش مهارتی است که بعدا رشد می کند.

شواهد طرفی شدگی بوسیله یک مطالعه طولی برروی نوزادان 12-5 ماهه به دست آمده است. Barid و همکارانش(2002) از تکنیک pioneering که اجازه تصویربرداری از جریان خون مغزی را می دهد استفاده کردند: NIRS. داده های NIRS از محل های F₃و F₄ در مناطق فرونتال چپ و راست مغز در هنگامیگه نوزادان یک تکلیف بقای شی را انجام می دادند جمع آوری شده است. مقایسه بین داده های جمع آوری شده در اولین ویزیت هنگامیکه نوزاد بقای شیء را نشان می داد و داده هایی که در دومین ویزیت یعنی درست قبل از ظهوراین مهارت انجام شد. Baird و همکارانش دریافتند که تفاوتهای عمده ای در تمرکز سطوح oxyhemooglobin و total hemoglobin در مناطق فرونتال زمانیکه نوزاد اولین بقای شی را نشان می دهد، وجود دارد. سطوح بالاتر فعالیت عصبی در لوبهای فرونتال نوزادان زمانیکه تکلیف بقای شی به طور موفقیت آمیزی تکمیل می شود است. رسش لوبهای فرونتال و افزایش در متابولیسم گلوکز به نظر می رسد برای رشد بقای شیء ضروری و بااهمیت باشد. رسش لوبهای فرونتال و افزایش در متابولیسم گلوکز به نظر می رسد برای رشد بقای شیء ضروری و بااهمیت باشد. این موضوع در مطالعات PET که برروی کودکان 12-8 ماهه انجام شد هم تایید شد [33].

 بررسی نقش مناطق فرونتال در رشد بقای شیء با استفاده از EEG هم مشخص شد.در تحلیلی از قدرت EEG در لوبهای فرونتال در نوزادان 12-7 ماهه دریافتند که همانطور که مهارت بقای شیء نوزاد رشد میکند، به آنها اجازه تحمل تاخیرهای بیشتر هم داده می شود. بنابراین EEG در لوبهای فرونتال ثبت می شود. بنابراین EEG نیز ابزار مفید دیگری برای مطالعه رشد عملکرد مغز است [30]  ..

توجه مشترک

توجه مشترک یک مهارت شناختی اجتماعی اساسی است که نقش مهمی را در اکتساب زبان اولیه ایفا می کند.

توانایی آغاز توجه مشترک(IJA) در نوزادان مشخص شده که پیش بینی کننده نمرات IQ و توانایی زبان دریافتی در دوران کودکی است. شواهد مربوط به اهمیت مناطق مغزی برای IJA از مطالعات تصویربرداری عملکردی نظیر PET و EEG در نوزادان با رشد طبیعی و نوزادان مبتلا به اختلالات رشدی به دست آمده است.

یک مطالعه PET بر روی نوزادانی که برای صرع تحت جراحی قرار گرفته بودند، مشخص کرد که آنهایی که سطوح بالاتر متابولیسم گلوکز را در کورتکس فرونتال چپ داشتند در تکلیف IJA نیز پس از جراحی بهتر عمل کردند. این نتایج پیشنهاد دهنده این مورد است که عملکرد لوب فرونتال در IJA نقش مهمی بازی می کند. همچنین مطالعات EEG مشخص کرده که در نوزادان 18-14 ماهه فعالیت فرونتال چپ و مناطق مرکزی راست و چپ با توانایی IJA مرتبط است. Henderson و همکارانش (2002) مشخص کرد که فعالیت کورتیکال فرونتال میانی هم در نیمکره راست و هم در نیمکره چپ با عملکرد IJA بهتر مرتبط است. همچنین آنها گزارش دادند که فعالیت کورتکس dorsolateral و Temporal و orbitofrontal با IJA مرتبط است. بویژه در بزرگسالان لوبهای فرونتال در تکالیفی که حافظه را به همراه بازداری بینایی مرتبط با شیء درگیر می کرد، مورد توجه قرار می گرفت. به علاوه لوبهای فرونتال در جریانهایی که تقویت های اجتماعی مثبت را موجب می شود هم در بزرگسالان و هم در نوزادان حتی 10ماهه درگیرند [34].

به نظر می رسد پاسخ به   JA(RJA)مهارتی با پیچیدگی کم باشد و مناطق مغزی ای را درگیر می کند که بسیاری از عملکردهای شناختی را در دوران اولیه رشد به خدمت می گیرد. به منظور پاسخ به فراخوانی شریک ارتباطی برای توجه مشترک نوزاد باید بتواند تمرکز توجهش را تغییر دهد. مطالعات EEG فعالیت مناطق پریتال چپ را و فعالیت منطقه پریتال راست را در تکالیف RJA نشان داده است. پیشرفت رشدی JA، از پاسخ به آغاز موازی است با تغییر در طرفی شدگی مکانیسم های توجهی از قسمت خلفی به قسمت قدامی مغز. این موازی بودن به خوبی توضیح می دهد که چطور تغییرات در سازماندهی عملکردی مغز برروی عملکرد شناختی اثر دارد. همچنانکه توجه به سمت مناطق قدامی تری حرکت می کند، نوزاد قادر می شود که شروع به تعدیل توجهش کند و در توجه دیگران بصورت موثرتری شرکت کند و بنابراین شریک اجتماعی موثرتر و سودمندتری شود.

پس هرچند JA مهارتی با پیچیده گی کمتری است اما این مقیاس با رشد شناختی بعدی لینک جالبی دارد. اگر نوزاد بتواند به جهت توجه مراقبش پاسخ دهد، احتمالا دروندادهای محیطی غنی ای برایش فراهم می شود و از فرصت های بسیاری برای یادگیری کلمات و مفاهیم جدید سود می برد [30].

فهرست مراجع