Forfattere
Din hjerne er altid i gang med at tilpasse sig den skiftende strøm af aktiviteter og interaktioner, du har hver dag. Hver gang du opnår et mål, træner du det, der kaldes hjernens eksekutive funktioner. Disse færdigheder omfatter at modstå impulser, skifte mellem opgaver og opdatere information i din hukommelse. Vi spurgte, om disse forskellige færdigheder var afhængige af de samme hjerneområder, og om unge mennesker brugte de samme hjerneområder som voksne. Vi tog billeder af børn og teenageres hjerner for at se, hvilke områder af hjernen de brugte, mens de spillede tre simple spil, der var relateret til disse eksekutive funktioner. Vi fandt ud af, at unge brugte de samme hjerneområder som voksne, mens de spillede de tre spil, og at mange dele af hjernen blev brugt i alle tre spil. Disse resultater hjælper os med at forstå, hvordan børn bruger deres hjerner til at få succes, og hvordan disse færdigheder udvikles.
*Ring!* Dit vækkeur gør dig opmærksom på, at det er tid til at stå op og gå i skole. I dag skal du fremlægge et stort projekt i naturfagstimen, og du vil ikke komme for sent. Men selvom du prøver at stå imod, ender du med at trykke på snooze-knappen flere gange, og nu er du ved at komme for sent! Du vil gerne være forberedt til din præsentation, så du beslutter dig for at multitaske ved at gennemgå dit projekt, mens du spiser morgenmad og skifter mellem at spise og læse dine materialer. Når du kommer i skole og starter din præsentation, prøver du at huske alle reglerne for opgaven, som at tale tydeligt og have øjenkontakt, og krydser dem af i dit hoved for at sikre dig, at du gør et godt stykke arbejde (figur 1).
Dette eksempel viser, hvordan vi bruger vores hjerner til at tilpasse os ændringer i omgivelserne hele tiden, og hvordan vi kan organisere vores adfærd mod et bestemt mål, som f.eks. at holde en god præsentation i skolen. Evnen til at huske og opdatere information (som præsentationsregler og vores mål), til at modstå vores impulser (som at trykke på snooze) og til at skifte mellem opgaver (som morgenmad og skolearbejde) er meget nyttig, når der er flere krav, der konkurrerer om vores tid og energi, og når der også sker et par uventede forhindringer.
Scenariet ovenfor lyder måske bekendt for dig, hvis du nogensinde har været i en situation, der krævede, at du var fleksibel og tænkte på nye løsninger på pludseligt opståede problemer. Mange forskere ønsker at vide, hvornår, hvor og hvordan hjernen udvikler disse eksekutive funktioner (EF’er), eller de færdigheder, vi bruger til at nå vores mål. Forskning tyder på, at der er mange forskellige typer af EF’er i spil, når vi navigerer gennem dagligdagen, men vi vil fremhæve de tre, vi lige har introduceret: (1) hæmning, som hjælper os med at modstå upassende reaktioner; (2) switching, som hjælper os med mentalt at skifte mellem flere sæt regler eller standarder; og (3) opdatering, som hjælper os med at holde øje med nye informationer og indarbejde dem i vores hukommelse og aktuelle planer [1]. Når vi bruger disse og andre EF’er til at udføre en kompliceret opgave, beskriver forskere denne overordnede evne som cognitive control
[2]. Ved at bruge større kognitiv kontrol kan vi reagere hurtigt og korrekt, tilpasse os skiftende forhold og jonglere med forskellige opgaver med lethed. Kognitiv kontrol er den effektive brug af hjernens EF’er til at nå vores mål, klare os godt i skolen og endda have det godt med os selv og håndtere stressede tider [2].
Afhængigt af målet kan man bruge forskellige EF’er til at nå det. Vi spekulerede på, om børn og teenagere brugte de samme eller forskellige dele af hjernen til at udføre tre forskellige EF’er. For at sikre, at alle vores deltagere i undersøgelsen brugte de samme EF’er på samme tid, fik vi folk i alderen 8-14 år til at spille de samme tre computerspil (figur 2).
Man skulle tro, at voksne har en ret god kognitiv kontrol, da de får en masse øvelse i at jonglere med arbejde, pligter, penge, biler og meget mere (selvom selv voksne nogle gange kæmper med kognitiv kontrol og med at nå deres mål!) En undersøgelse af voksnes hjerner afslørede et sæt hjerneområder, der alle er aktive, når de udfører forskellige EF-opgaver. Forskerne kalder dette net af indbyrdes forbundne hjerneområder for core control system. fordi det består af centrale hjerneområder, der bruges sammen, når vi gør udfordrende ting [4]. Fordi EF-færdigheder er så vigtige for at få succes i skolen og i livet, spekulerede vi på, om børn bruger det samme centrale kontrolsystem som voksne, eller om de bruger forskellige hjerneområder til EF-opgaver [5]. De fleste undersøgelser har kun set på EF’er hos børn ved hjælp af én opgave. Vi tog billeder af børns hjerner, mens de spillede tre forskellige EF-spil, og vi sammenlignede hjerneregionerne for at besvare to spørgsmål. For det første, bruger de tre EF-opgaver alle de samme hjerneområder hos børn, som voksnes hjerner gør? Og for det andet, er de hjerneområder, som børn bruger til EF-opgaver, de samme hjerneområder, som voksne bruger?
Et af de værktøjer, der bruges til at studere den menneskelige hjerne, hedder functional magnetic resonance imaging (fMRI). En fMRI-scanner er en maskine med en stor magnet, der giver os mulighed for at tage hundredvis af billeder af hjernen og måle ændringer i hjernens aktivitet over tid. Det gør den ved at registrere ændringer i iltniveauer og blodgennemstrømning i hjernen, mens den scannede person spiller spil, ser en film eller bare hviler. I vores undersøgelse spillede 117 børn (i alderen 8-14 år) fra Texas tre EF-spil i fMRI-scanneren, hvilket gjorde det muligt for os at se, hvilke hjerneområder der var aktive under hvert af spillene. Deltagerne lå på ryggen inde i MRI-scanneren og brugte et spejl til at se en computerskærm. De holdt to knapper i hænderne for at spille spillene, mens vi tog billeder af deres hjerner.
I hæmningsspillet skulle børnene trykke på en knap så hurtigt som muligt for at angive, hvilken retning en enkelt pil pegede (venstre eller højre), da den skiftede tilfældigt. De trykkede hurtigt på mange knapper, medmindre der kom et rødt “X” oven på pilen. Når det skete, skulle børnene lade være med at trykke på nogen knapper. Det var svært, for nogle gange dukkede det røde X op hurtigt, og andre gange var det langsomt. I ombytningsspillet skulle børnene sortere forskellige farverige figurer efter enten farve eller form. Reglen for at sortere efter farve eller form skiftede tilfældigt, så børnene var nødt til at være opmærksomme, for hvis de sorterede efter den forkerte regel, ville de få det forkerte svar. Endelig så børnene i opdateringsspillet en hurtigt bevægende linje af grønne figurer på skærmen (firkant, trekant, firkant). De skulle huske formernes rækkefølge, fordi de skulle trykke på en knap, når formen på skærmen matchede den, de havde set to former tidligere.
Vores eksperiment hjalp os med at besvare vores to hovedspørgsmål! For det første fandt vi, at flere regioner i hjernen var aktive i alle tre spil, hvilket betyder, at EF-spillene brugte de samme dele af hjernen (figur 3). For det andet fandt vi, at de EF-hjerneregioner, som børnene brugte, var de samme som dem, der bruges af voksne. Hjerneaktivitet, der blev set i to eller alle tre spil, stemte overens med mange resultater fra voksnes hjerner, herunder regioner i det centrale kontrolsystem.
Disse resultater viser, at et fælles sæt af hjerneområder, der understøtter EF, er ens hos voksne og børn helt ned til 8-års alderen. Men der er brug for mere forskning for at forstå, hvordan vores EF-færdigheder og målsætning forbedres, når vi bliver ældre. Det arbejde, der foregår i hjernens centrale kontrolsystem, forbedres sandsynligvis stadig over tid og med øvelse af forskellige færdigheder, selv hos voksne.
Vi kan tænke på resultaterne af denne undersøgelse på flere forskellige måder. For det første ligner børn voksne på den måde, at de bruger de samme dele af hjernen, som voksne bruger til at nå deres mål. For det andet er hjernens EF’er vigtige i skolen og i livet – vi bruger dem hver dag! Det er vigtigt at forstå, hvordan vi arbejder for at fuldføre en opgave, og hvordan EF’er ændrer sig, når vi bliver ældre, for at kunne skabe nye måder at forbedre EF’er hos alle børn. EF-færdigheder kan variere hos forskellige individer, og denne forskning tyder på, at disse forskelle kan begynde i hjernens centrale kontrolsystem. De resultater, vi finder hos raske børn, kan sammenlignes med undersøgelser af børn med hjerneproblemer eller indlæringsvanskeligheder, og det kan føre til behandlinger, der kan hjælpe børn, der kæmper med EF-færdigheder.
Der findes mange sjove lege og aktiviteter, som man kan lave for at øve sine kognitive kontrolfærdigheder. Tænk på aktiviteter, hvor man øver sig i at skifte mellem ting, holde fast i og arbejde med ideer i tankerne og modstå distraktioner. Organiseret sport, som fodbold, forbedrer de kognitive kontrolfærdigheder, fordi spillerne øver sig i at huske spillets regler, samarbejde med andre og overvåge det hurtigt skiftende miljø omkring dem. Gruppekortspil eller brætspil, hvor spillerne skal tænke fleksibelt om sprog, hæmme deres første gæt eller balancere flere mål, kan også give børn god øvelse i kognitive kontrolfærdigheder. Når folk har problemer med kognitive kontrolfærdigheder, kan det gøre komplicerede projekter lettere at lave en tjekliste med mindre trin, der er nødvendige for at udføre en opgave, og arbejde på store projekter et trin ad gangen.
Sammenfattende bruges kognitive kontrolregioner i hjernen til mange forskellige opgaver for at hjælpe os med at nå vores mål. Dette forskningsprojekt testede tre forskellige EF-opgaver hos de samme børn og afslørede et fælles kernekontrolsystem. Disse hjerneområder ligner hinanden på tværs af børn og voksne, hvilket tyder på, at når vi bliver bedre til kognitiv kontrol, er det hjerneforbindelserne snarere end hjernens placering, der ændrer sig. Kognitiv kontrol forbedres med alder og øvelse og bruger mange dele af hjernen, hver gang den tages i brug. Vi takker alle de familier, der har hjulpet med dette projekt.
Eksekutive funktioner (EF’er): Hjernens evner til at koordinere vores tanker og adfærd for at hjælpe os med at nå vores mål.
Inhibition: En eksekutiv funktion, der hjælper os med at modstå distraktion eller at gøre ting, vi ikke har lyst til at gøre.
Skift: En eksekutiv funktion, der hjælper os med fleksibelt at skifte mellem flere sæt af regler eller aktiviteter.
Opdatering: En eksekutiv funktion, der hjælper os med at holde øje med ny information og indarbejde den i vores hukommelse og aktuelle planer.
Kognitiv kontrol: Den samling af evner, som vi bruger til at gøre, hvad vi vil. Forskellige eksekutive funktioner udgør vores overordnede kognitive kontrol-evne, som vi bruger, hver gang vi vælger at gøre noget. Kognitiv kontrol undersøges ofte, når vi sammenligner det at gøre noget svært med det at gøre noget let, og man bliver bedre til kognitiv kontrol gennem barndommen og ungdommen.
Kernekontrolsystem: Dele af hjernen, der bruges til mange udfordrende opgaver, f.eks. dem, der involverer eksekutive funktioner eller kognitiv kontrol. De sorte områder i figur 3 er en del af det centrale kontrolsystem.
Funktionel magnetisk resonansbilleddannelse (fMRI): Et scanningsværktøj til at studere, hvordan hjernen fungerer. Det bruger magneter og radiobølger (ikke stråling!) til at tage masser af billeder af hjernen over flere minutter. Forskere kan lære, hvilke dele af hjernen der bruges, når folk gør eller tænker på forskellige ting, ved at præsentere billeder eller lyde for deltageren under hjernescanningen.
[1] Miyake, A., Friedman, N. P., Emerson, M. J., Witzki, A. H., Howerter, A. og Wager, T. D. 2000. Enheden og mangfoldigheden af eksekutive funktioner og deres bidrag til komplekse “frontallap”-opgaver: en latent variabelanalyse. Cogn. Psychol. 41:49-100. doi: 10.1006/cogp.1999.0734
[2] Church, J. A., Bunge, S. A., Petersen, S. E. og Schlaggar, B. L. 2017. Forberedende engagement i kognitive kontrolnetværk øges sent i barndommen. Cerebral Cortex 27:2139-53. doi: 10.1093/cercor/bhw046
[3] Luna, B., Garver, K. E., Urban, T. A., Lazar, N. A. og Sweeney, J. A. 2004. Modning af kognitive processer fra den sene barndom til voksenalderen. Child Dev. 75:1357-72. doi: 10.1111/j.1467-8624.2004.00745.x
[4] Dosenbach, N. U. F., Fair, D. A., Miezin, F. M., Cohen, A. L., Wenger, K. K., Dosenbach, R. A. T., et al. 2007. Forskellige hjernenetværk til adaptiv og stabil opgavekontrol hos mennesker. Proc. Natl. Acad. Sci. 104:11073-8. doi: 10.1073/pnas.0704320104
[5] Engelhardt, L. E., Harden, K. P., Tucker-Drob, E. M. og Church, J. A. 2019. Den neurale arkitektur af eksekutive funktioner er etableret i den mellemste barndom. Neuroimage 185:479-89. doi: 10.1016/j.neuroimage.2018.10.024
Når du læser disse ord, er hundredvis af millioner af nerveceller elektrisk og kemisk aktive i din hjerne. Denne aktivitet gør det muligt for dig at genkende ord, fornemme verden, lære, nyde og skabe nye ting og være nysgerrig på verden omkring dig. Faktisk er vores hjerner – Homo sapiens‘ – de mest fascinerende fysiske substanser, der nogensinde er opstået på jorden for ca. 200.000 år siden. Hjernen er så nysgerrig og ambitiøs, at den stræber efter at forstå sig selv og helbrede sine skrøbelige elementer, når den bliver syg. Men på trods af de seneste vigtige fremskridt inden for hjerneforskningen ved vi stadig ikke, hvordan vi skal lægge brikkerne i hjernens puslespil. Det er på grund af dette, at der for nylig er startet flere store hjerneforskningsprojekter rundt om i verden. Vi deltager i et af dem – Human Brain Project (HBP) [1]. Hovedformålet er systematisk at katalogisere alt, hvad vi ved om hjernen, at udvikle geniale eksperimentelle og teoretiske metoder til at undersøge hjernen og at sammensætte alt, hvad vi har lært, til en computermodel af hjernen. Alt dette er muligt, da vores hjerne selv har designet kraftfulde computere, internettet og sofistikerede matematik- og softwareværktøjer, som snart vil være kraftfulde nok til at modellere noget så komplekst som den menneskelige hjerne i computeren. Dette projekt vil give en ny og dybere forståelse af vores hjerne, hjælpe os med at udvikle bedre kure mod dens sygdomme og i sidste ende også lære os, hvordan vi kan bygge smartere, lærende computere. Det vigtige er, at vores hjerne kun har brug for et par måltider om dagen (og måske lidt ekstra slik) for at klare det hele – det er meget mere energieffektivt end selv en simpel computer. Lad os så fortælle dig historien om HBP.
…
Vidste du, at læger kigger på tusindvis af menneskers hjerner hver dag? På hospitaler over hele landet kigger vi ind i patienternes hjerner for at se, om noget er gået galt, så vi kan forstå, hvordan vi kan hjælpe med at behandle den enkelte patients tilstand. Hjerneafbildningsteknologi spiller en vigtig rolle i at hjælpe læger med at diagnosticere og behandle tilstande som hjerneskader . Bag kulisserne er der særlige kameraer, som giver os mulighed for at se dybt ind i patienternes hjerner hver dag.
…
Hjernen har fascineret os i umindelige tider. Nogle af de første seriøse diskussioner om den menneskelige hjerne startede i det gamle Egypten, hvor kongen af Alexandria tillod dissektioner af forbrydere i levende live for at studere menneskets anatomi [1]. De, der udførte dissektionerne, åbnede kranieknoglen og så hjernen i levende live. Da de skar gennem hjernen, opdagede de store rum inde i den. Disse rum var forbundet med hinanden som kamre i et hus. De var også fyldt med en unik, krystalklar væske, som vi nu kender som cerebrospinalvæske eller hjernevæske. De var så begejstrede for dette fund! De troede, at menneskelige sjæl befinder sig i disse væskefyldte kamre. De forsøgte at forstå, hvordan væsken bevæger sig på tværs af disse kamre, fordi de troede, at det kunne forklare, hvordan det menneskelige sind fungerer.
…
Vidste du, at den mad, du spiser, påvirker dit helbred? Vigtigst af alt kan det, du spiser, have en negativ effekt på det mest komplekse organ i din krop: din hjerne! Utroligt nok påvirker den mad, du spiser, neuronerne, som er de vigtigste celler i hjernen. I hjernen forårsager en usund kost, der er rig på fedt og sukker, betændelse i neuroner og hæmmer dannelsen af nye neuroner. Det kan påvirke den måde, hjernen fungerer på, og bidrage til hjernesygdomme som depression. På den anden side er en kost, der indeholder sunde næringsstoffer som f.eks. omega-3-fedtsyrer, gavnlig for hjernens sundhed. En sådan kost forbedrer dannelsen af neuroner og fører til forbedret tænkning, opmærksomhed og hukommelse. Alt i alt gør en sund kost hjernen glad, så vi bør alle være opmærksomme på, hvad vi spiser.
…Få inspiration og viden om praksis og cases, evidens og forskning, kurser, netværksmøder og vores Læringsplatform – alt sammen til at styrke din faglige udvikling.
Du kan til enhver tid trække dit samtykke tilbage ved at afmelde dig nyhedsmailen.
Du modtager om et øjeblik en e-mail med et link, hvor du bekræfter tilmeldingen.
Med venlig hilsen
MiLife
