1

پژوهش‌های جدید نشان داده‌اند که کودکان از پنج‌سالگی به سیستم‌های مغزی لازم برای مسیریابی بر اساس نقشه مجهز هستند. سال‌ها تصور می‌شد که توانایی‌های شناختی مرتبط با پیمایش در فضاهای بزرگ مانند محله‌ها یا شهرها، تا حدود ۱۲ سالگی در مغز کودک شکل نمی‌گیرد.

اما یافته‌های غافلگیرکننده دانشگاه اموری (Emory University) این فرضیه را به چالش کشیده‌اند.

بررسی نقشه‌های ذهنی در کودکان

محیط آزمایشی «شهر کوچولو»

محققان با استفاده از اسکن مغزی و محیط مجازی سرگرم‌کننده‌ای به نام «شهر کوچولو» (Tiny Town) آزمایش‌هایی طراحی کردند تا بررسی کنند آیا کودکان پنج‌ساله می‌توانند یک شهر مجازی را در ذهن خود نقشه‌برداری کرده، در خیابان‌های آن حرکت کنند یا نه.

نتایج نشان داد حتی کودکان پنج‌ساله هم قادرند از بخشی از مغز خود به نام کمپلکس رتروسپلنیال (Retrosplenial Complex – RSC) که در مسیریابی فضایی نقش دارد، استفاده کنند.

«در حالی که توانایی مسیریابی در مقیاس بزرگ تا پایان دوران کودکی به رشد ادامه می‌دهد، یافته‌های ما نشان می‌دهند که سیستم عصبی پایه‌ای برای این کار به‌طرز شگفت‌آوری زودتر از تصور قبلی شکل می‌گیرد.»
— دکتر یائلن جونگ، نویسنده اول مقاله و پژوهشگر فوق‌دکترا در دانشگاه اموری

مغز چگونه نقشه‌سازی می‌کند؟

سه ناحیه کلیدی مغز در مسیریابی

ابزار اصلی پژوهشگران برای بررسی نحوه عملکرد مغز، فناوری تصویربرداری رزونانس مغناطیسی عملکردی (fMRI) بود که با ردیابی جریان خون، نواحی فعال مغز را شناسایی می‌کند.

تحقیقات پیشین سه ناحیه‌ی تخصصی در قشر بینایی را معرفی کرده‌اند:

🔹 ناحیه PPA (Parahippocampal Place Area)

کمک به شناسایی و دسته‌بندی مکان‌ها.

🔹 کمپلکس رتروسپلنیال (RSC)

ایجاد نقشه‌های ذهنی از مکان‌ها در مقیاس بزرگ و یافتن مسیر بین آن‌ها.

🔹 ناحیه OPA (Occipital Place Area)

کمک به حرکت در محیط بدون برخورد با موانع.

«دو سؤال بنیادین در علوم اعصاب این است که دانش چگونه در مغز سازمان‌دهی می‌شود و منشأ این دانش چیست؟ چه دانشی از ابتدا همراه انسان است و چه دانشی در طول رشد کسب می‌شود؟»
— دکتر دنیل دیلکس، استاد روان‌شناسی و نویسنده ارشد مقاله

راه رفتن سخت‌تر از نقشه‌خوانی؟

جالب است که همین تیم تحقیقاتی پیش‌تر نشان داده بودند سیستم مغزی که به کودکان برای راه رفتن و اجتناب از موانع کمک می‌کند، تا حدود هشت‌سالگی بالغ نمی‌شود.

«به نظر متناقض می‌آید. اکثر کودکان تا قبل از دو سالگی راه می‌روند، اما سیستم مغزی که در این راه رفتن کمکشان می‌کند، تا سنین بالاتر هنوز به بلوغ نرسیده است.»

دلیل این تفاوت زمانی، محققان را به این فکر انداخت که شاید مغز توانایی‌های پیشرفته‌تر مسیریابی مبتنی بر نقشه را زودتر از حد انتظار در اختیار کودکان قرار می‌دهد.

معرفی «شهر کوچولو»: نقشه‌ای ساده برای ذهن‌های کوچک

از «نئورال‌ویل» تا «تاینی‌تاون»

نسخه اولیه محیط آزمایشگاهی به نام «نئورال‌ویل» (Neuralville) شامل هشت ساختمان و یک میدان شهر بود که برای کودکان بیش‌ از حد پیچیده به نظر می‌رسید. بنابراین، تیم تحقیقاتی محیطی ساده‌تر به نام Tiny Town طراحی کرد.

ویژگی‌های شهر کوچولو:

• سه موقعیت مکانی متمایز: کوهستان، درخت، دریاچه
• شش ساختمان: دو ایستگاه آتش‌نشانی، دو زمین بازی، دو بستنی‌فروشی
• هدف: جذاب‌سازی علم برای کودکان و ایجاد تجربه مثبت از شرکت در پژوهش

کودکان ابتدا با استفاده از دکمه‌های جهت‌نما روی کامپیوتر در شهر حرکت کردند. سپس تصاویری از ساختمان‌ها به آن‌ها نشان داده شد تا تشخیص دهند که آیا قبلاً آن‌ها را دیده‌اند یا موقعیتشان را در شهر حدس بزنند. اکثر کودکان با موفقیت این مراحل را پشت سر گذاشتند.

اسکن مغزی به شکل بازی

آماده‌سازی کودکان برای fMRI

برای آماده‌سازی کودکان برای قرارگیری در دستگاه اسکن مغز، فرآیند آموزشی به شکل بازی «یخ‌زدن» در آمد. پژوهشگر فریاد می‌زد «Freeze!» و کودک باید کاملاً بی‌حرکت می‌ماند.

«بچه‌ها از این بازی خوششان آمد. حتی دوست داشتند بزرگ‌ترها را هم یخ بزنند!»
— دکتر جونگ

اسکنر به عنوان دوربین معرفی شد و به کودک گفته شد که برای گرفتن عکس واضح، باید بی‌حرکت بماند. محیط داخل دستگاه نیز با پتو، بالش و نمایش فیلم برای کودک، تبدیل به یک «سینمای خصوصی» شد.

نتایج شگفت‌انگیز

در حین انجام وظایف در دستگاه اسکن، تصاویر از شهر کوچولو به کودکان نشان داده شد و آن‌ها باید با فشردن دکمه‌ها پاسخ می‌دادند. اسکن‌ها نشان داد که کودکان پنج‌ساله از همان بخش مغز (RSC) برای مسیریابی استفاده می‌کنند که بزرگسالان استفاده می‌کنند.

ادامه مسیر: بررسی نقشه‌سازی در کودکان نوپا

با موفقیت این پروژه، تیم پژوهشی اکنون روی مطالعه کودکان دو تا سه‌ساله تمرکز دارد. اما این گروه سنی همکاری‌پذیری کمتری دارد.

«در این سن، بچه‌ها اصولاً به کسی گوش نمی‌دهند!»
— دکتر جونگ، مادر یک کودک سه‌ساله

ابتکارهای تیم برای کودکان نوپا:

• اسکنر مقوایی برای شبیه‌سازی فضای واقعی
• استفاده از کارتون و خوراکی مثل حلقه‌های شیرینی (Cheerios)

هدف نهایی: شناخت روند رشد سیستم مسیریابی مغز از نوزادی تا بزرگسالی و درک تفاوت آن در کودکان با شرایط رشدی خاص.

جمع‌بندی و اهمیت بالینی پژوهش

این پژوهش نشان می‌دهد مغز کودکان حتی در سن پنج‌سالگی نیز توانایی‌های فضایی پیشرفته‌ای دارد که پیش‌تر نادیده گرفته شده بود. این یافته‌ها راه را برای کاربردهای بالینی در شناخت رشد طبیعی و غیرطبیعی مغز باز می‌کند.

«بررسی چگونگی استفاده مغز از نواحی مختلف برای رفتارهای پیچیده و نحوه تغییر آن‌ها با سن و تجربه، واقعاً شگفت‌انگیز است.»

این مطالعه در نشریه  Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.