211service.com
Kaip kūdikiai suvokia pasaulį?
Heather Kosakowski laiko kūdikį, kuris bus nuskaitytas fMRI aparatu McGovern smegenų tyrimų institute. CAITLIN CUNINGHAM
Ursula jau trečią kartą naudojasi funkciniame MRT aparate. Kognityvinių neurologijos mokslų doktorantė Heather Kosakowski tikisi iš savo sesijos gauti tik dvi brangias minutes. Nors Ursulai buvo užsakyta, kad jos smegenys būtų skenuojamos dvi valandas, tai toli gražu nėra tikras dalykas. Pirmieji du jos užsiėmimai, taip pat rezervuoti po dvi valandas, davė tik aštuonias minutes naudingos medžiagos.
Užduotis artėja prie neįmanomo. Kosakovskiui reikia, kad Uršulė nemiegotų, stebėtų projektuojamus veidų ir scenų vaizdus, ir labai nejudėtų, idealiai tinka sekundėms ar net minutėms vienu metu. Kiekvienas trūkčiojimas ir judėjimas sulieja MRT nuskaitymą, užtemdo vaizdą ir daro jį nenaudingu. Tačiau Uršulė linkusi svirduliuoti, o paskui neišvengiamai užmiega – būtent tai, ko galima tikėtis iš šešių mėnesių kūdikio.
Nuskaityti kūdikių smegenis, kai jie budi, yra nepaprastai sunku ir atima daug laiko, be to, visada yra rizika, kad per seansą duomenų nebus gauta. Motyvuotas suaugęs žmogus gali išbūti visiškai nejudantis dvi valandas, todėl smegenyse atsiskleidžia tarsi atversta knyga. Uršulės užsiėmimai sukuria kažką panašesnio į knygą, kuri buvo suplėšyta ir įmesta į upę. Kosakowski, kuriai kartu patarė kognityvinių neurologijos mokslų profesorės Nancy Kanwisher '80, PhD '86 ir Rebecca Saxe, PhD '03, turi atidžiai išgauti tinkamas dalis ir jas sujungti, kad galėtų perskaityti jų atskleidžiamą istoriją.
Heather yra turbūt labiausiai įgudęs žmogus, kuris šiandien gauna aukštos kokybės funkcinius MRT duomenis iš kūdikių, sako Kanwisheris, Walterio A. Rosenblitho kognityvinės neurologijos profesorius.
Jei Kosakowski negaus jai reikalingų dviejų minučių nejudančių smegenų vaizdų, gali būti, kad du ankstesni Ursulos apsilankymai buvo veltui. Bet jei ji galės gauti aiškų fMRT rodmenį, ji bus vienu žingsniu arčiau atsakymo į vieną giliausių šiuolaikinės neurologijos klausimų: kokie yra fiziniai žmogaus proto pagrindai?
Tolima svajonė
Kosakovskiui nesvetimas kliūčių įveikimas. Jos vaikystė pasižymėjo savotišku nestabilumu, dėl kurio bet koks aukštasis mokslas jautėsi nepasiekiamas. Jos tėvas tarnavo kariuomenėje, todėl jos šeima daug judėjo. Tada jos tėvai išsiskyrė, ir sunkumų padaugėjo. Kai jai buvo maždaug septyneri, ji su mama persikėlė į benamių prieglaudą, o 11 metų Kosakowski buvo paguldyta į globos namus Vakarų Masačusetse. Bakalauro laipsnis visada buvo mano svajonė, sako ji, tačiau pirmąjį bandymą studijuoti koledže vadina liūdna nesėkme.
Kosakowski su kūdike Ursula po fMRT skenavimo.
RACHEL FRITTSAš iškritau, buvau benamis ir neturėjau darbo, o tada suskaičiavau savo automobilį ir paklausiau, ką aš darysiu su savo gyvenimu? ji prisimena. Ji nusprendė įstoti į jūrų pėstininkų korpusą, bet tikėjosi, kad kada nors galės gauti antrą kartą koledže.
Po kelerių metų kariuomenėje Kosakowski paliko jūrų pėstininkus ir grįžo į Masačusetsą, ne visą darbo dieną įstodamas į Masačusetso įlankos bendruomenės koledžą. Galbūt, pagalvojo ji, bakalauro laipsnis vis dėlto nebuvo toks nepasiekiamas. Ji nusitaikė į Smitho koledžą, kur buvo priimta. Tačiau maždaug tuo metu, kai ji gavo šią naujieną, ji sulaukė ir kitos: ji buvo nėščia.
Tą rudenį Kosakowski niekur nestojo į koledžą, tačiau jos noras mokytis išliko. Jos natūralus smalsumas rado išeitį savo kūdikyje Hanoje, kuri gimė tą spalį. Pavasarį ji pirmą kartą stebėjo, kaip Hanna pajuto žolę, džiaugdamasi, kaip ji reagavo į šią keistą naują žemę dengiančią medžiagą. Kai Hannah tyrinėjo savo aplinką, Kosakowski nuolat domėjosi, kaip viskas atrodo iš jos perspektyvos. Ką ji patyrė? Kaip ji suprato ją supantį pasaulį?
Kai Hannai buvo dveji, Kosakowski įsidarbino ne pelno siekiančioje įmonėje, kuri siekė paspartinti išsėtinės sklerozės tyrimus, suteikdama jai galimybę dalyvauti neurologijos konferencijoje. Po to buvau tarsi užsikabinęs, sako ji. Man atrodė, gerai, aš tikrai noriu užsiimti moksliniais tyrimais, o norint atlikti mokslinius tyrimus, man reikia laipsnio. Turiu grįžti į mokyklą.
Kosakowski buvo priimta į Wellesley koledžą – mokyklą, kurią ji prieš daugelį metų buvo nurašiusi, nes ji buvo tokia konkurencinga. Ji susižavėjo neurologijos mokslu, apibardama savo profesorius klausimais, kol vienas pasakė: Heather, kai kurie jūsų užduodami klausimai, niekas nežino atsakymo. Turėtumėte gauti daktaro laipsnį.
Aš tiesiog nuskaitau
Tuo metu, kai Kosakowski baigė Wellesley, Saxe ieškojo vadovo savo laboratorijai, kuri buvo viena iš vienintelių laboratorijų pasaulyje, tiriančių kūdikių magnetinio rezonanso tomografiją jiems budint, ir todėl viena iš vienintelių, galinčių atsakyti į Kosakowskio klausimus. apie kūdikio pažinimo prigimtį. Ji kreipėsi į šias pareigas ir jas gavo.
Kai jos globos sesuo susilaukė kūdikio, Kosakowski nuvyko į Saxe ir paklausė, ar ji galėtų išmokti naudoti fMRT kūdikio smegenims nuskaityti. Manau, kad ji manė, kad tiesiog nuskaitysiu savo dukterėčią ir baigsiu, sako Kosakowski. Bet aš tiesiog nuskaitau, ir ji niekada neliepė man sustoti. Saxe, sužavėtas Kosakowskio darbo ir ryžto, sutiko priimti ją į magistrantę. 2017 m. ji paliko laboratorijos vadovės darbą ir pirmąjį semestrą pradėjo kaip doktorantė MIT.
Kanwisher vis dar prisimena, kai pirmą kartą pamatė Kosakowski skenuojant kūdikį MRT. Ji svarstė galimybę dirbti su Kosakowskiu ir Saxe nagrinėdama jų kūdikių tyrimą, bet iš pradžių buvo labai skeptiška. Šis vaikas cypia kaip išprotėjęs. Mama nervinasi. Visas reikalas kelia stresą. Ir tai tęsiasi ir tęsiasi, ir Heather nepasiduoda, sako ji. Tada - bumas. Debesys išsiskiria, vaikas šypsosi, Heather įdeda vaiką į magnetinio rezonanso tomografą ir kaip po minutės nuskaito gražius duomenis. Tiesiog atkaklumas, įgūdžiai yra įspūdingi.
Dabartiniame Kosakowskio tyrime dėmesys sutelkiamas į tai, kaip vos nuo dviejų iki devynių mėnesių kūdikių smegenys reaguoja į trumpus veidų ar kūno vaizdo įrašus ir kuo tai skiriasi nuo jų reakcijos į scenas be žmonių. Ji pirmoji rado įrodymų apie tokią vaikų iki penkerių metų specializaciją. Informacija, kurios ji siekia, gali būti išmatuota tik naudojant fMRT. Magnetinio rezonanso tomografija leidžia mokslininkams daryti didelės raiškos smegenų skerspjūvių nuotraukas. Funkcinis MRT prideda dar vieną sluoksnį, įrašydamas smegenų vaizdus veikla realiu laiku. Kai vienos smegenų dalies neuronai yra ypač aktyvūs, padidėja kraujo tekėjimas, kad padidėtų toje srityje. Tai rodoma kaip ryškus fMRI skenavimo taškas.
Mokslininkai dešimtmečius naudojo fMRT, siekdami įrodyti, kad suaugusiųjų smegenų dalys yra labai specializuotos tam tikroms užduotims atlikti, ir tiksliai nustatyti, kurios sritys yra specializuotos kurioms funkcijoms. Protas ir smegenys turi visą šią struktūrą. Mes ne tik paprastai protingi. Kanwisher sako, kad esame labai protingi dėl labai specifinių dalykų, kuriuos daro žmonės. Jei pažvelgsite į struktūrą, pamatysite dešimčių smegenų regionų rinkinį, kurių kiekvienas atlieka labai savitą, skirtingą dalyką... Neįmanoma žiūrėti į tai ir nesusimąstyti: „Kaip ta struktūra buvo sujungta?“
Pavyzdžiui, kai suaugusieji žiūri į veidus, užsidega smegenų dalis, vadinama fusiform veido zona arba FFA. Kitaip tariant, jei mokslininkai įdės suaugusiuosius į MRT aparatus ir parodys jiems veidų ir objektų vaizdus, FFA reaguos tik į veidus. Tuo tarpu parahipokampinės vietos sritis (PPA) stipriausiai reaguoja į scenų vaizdavimą. Pati Kanwisher pavadino FFA po to, kai vadovavo komandai, kuri ją atrado 1997 m., o 1998 m. ji vadovavo pastangoms tiksliai nustatyti ir apibūdinti PPA. Ji su kolegomis taip pat atrado smegenų skyrių, vadinamą ekstrastriatine kūno sritimi (EBA), kuri reaguoja. stipriai į kūno dalių nuotraukas, 2001 m.
[Heather] nuskaito jauniausius pabudusius žmones, kuriuos bet kas gali nuskaityti, ir klausia, kokia struktūra yra smegenyse per kelis mėnesius nuo gimimo, sako Kanwisher. Ir tai tik vienas iš labiausiai jaudinančių klausimų visoje psichologijoje, neuromoksluose ir giluminėje filosofijoje: kokia yra mūsų proto struktūra ir iš kur ji kyla?
Preliminarūs Kosakowskio tyrimo rezultatai yra vieni stipriausių iki šiol įrodymų, kad kai kurios mūsų smegenų funkcijos gali būti įgimtos, o ne išmoktos. Kūdikiai taip pat selektyviai reaguoja į veidus, kūnus ir scenas FFA, EBA ir PPA, sako Kosakowskis. Niekas anksčiau to nerado. Ir visiškai nesitikėjome, kad tai rasime.
Šiuose smegenų skenavimuose, užfiksuotuose kūdikio, žiūrinčio veidų ir scenų vaizdo įrašus, raudona ir geltona spalva rodo aktyvumą, susijusį su veidų žiūrėjimu, o mėlyna – su scenomis susietą veiklą.
VIRTYS KOSAKOWSKITačiau COVID-19 pandemija atnešė savų iššūkių. FMRT seansus teko atidėti, o didžiąją praėjusių metų dalį ji praleido analizuodama savo duomenis namuose. „Covid-19“ mane labai paveikė, nes dirbu iš namų visą darbo dieną, taip pat esu vienas iš tėvų – lygiai taip pat jis paveikė daugelį šeimų su vaikais, sako Kosakowskis. Ji tikisi turėti galimybę nuskaityti daugiau kūdikių, kad pradėtų studijuoti jų klausos apdorojimą prieš baigiant studijas 2022 m. gegužę. Tačiau Ursulos sesija 2019 m. pabaigoje buvo viena iš paskutinių galimybių gauti vertingų duomenų disertacijai.
Per tą seansą Ursula užmigo skaitytuve, bet Kosakovskis buvo pakilios nuotaikos. Ji buvo gana įsitikinusi, kad jai pavyko gauti duomenis, ir vėliau ji patvirtino, kad buvo teisi. Kai Uršulės mama išėjo persirengti MRT tinkamų šveitiklių, Kosakovskis paėmė suglebusį kūdikį ir laikė ją, kai ji sėdėjo priešais kompiuterį. Nepaprastas abiturientas turi neįtikėtiną sugebėjimą išlaikyti kūdikius laimingus ir atsipalaidavusius – šio įgūdžio neišmokys jokia doktorantūros programa, tačiau jis yra neįkainojamas, kai padeda kiekviena papildoma švarių duomenų sekundė.
Galiausiai ji ištraukė vaizdą, kurio ieškojo, nukreipdama į ekraną, o Uršulės žvilgsnis sekė jos pirštu. Vieną dieną jų bendrų pastangų dėka galbūt geriau suprasime, kaip Ursula suvokė vaizdą prieš ją. Žiūrėk! Kosakovskis pasakė kūdikiui ant rankų. Tai tavo smegenys!