معلومة

أكثر سمع الإنسان قياسه من أي وقت مضى؟

أكثر سمع الإنسان قياسه من أي وقت مضى؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

يُظهر منحنى فليتشر مونسن أدنى صوت يمكن أن تسمعه الإنسان هو -6 ديسيبل حول 4 كيلو هرتز ، أفترض أن هذا المنحنى متوسط ​​تم الحصول عليه من قياس العديد من الأشخاص.

سؤالي هو ، ما هو السمع الأكثر تطرفًا من حيث قياس ضغط العتبة على الإطلاق؟ ما هو الشخص الذي يحمل الرقم القياسي للسمع الأكثر حساسية؟


مقدمة في علم الأحياء البشري 104

& # x27s أنا مرة أخرى. إنها أطول قليلاً هذه المرة ، لم & # x27t أشعر بتقسيمها بشكل صحيح. أيضًا ، أخذت شيء الجدول الدوري تمامًا من Star Gate ، ولم أستطع مساعدة نفسي. بعض الشكر الجزيل لأشخاص الخلاف للمساعدة في التحرير ، خاصةً Nova و Nodding Crow و Dejers و Fakeuserthatwemadeup.

في صباح اليوم التالي - بقدر ما يذهب الصباح في محطة فضائية - بالكاد وصلت Lso & # x27na إلى الفصل في الوقت المحدد ، حيث لم تكن متحمسة بشكل خاص للجلوس في فصل السيد Florge & # x27s للاستراتيجيات العسكرية. لكن لحسن الحظ ، تأخر المعلم بنفسه.

كان الفصل عبارة عن غرفة كبيرة ومعدنية بها الكثير من أجهزة الجلوس من مختلف الأنواع ، وعندما دخلت Lso’na ، لاحظت وجود رائحة مختلفة ، بالإضافة إلى مزاج مختلف عن الطلاب الآخرين.

بمسح الغرفة ، رأت ما كانت تأمل فيه: البشر. والأفضل من ذلك - كانت إحداهن جالسة على مقعدها ، مما أعطاها ذريعة للتحدث معهم.

في غضون ثلاث خطوات ، كانت تقف فوق الإنسان جالسة في مقعدها المخصص. كان كبيرًا جدًا بالنسبة للإنسان ، وكان يشبه رضيعًا جالسًا على كرسي بالغين. تعلو فوقها بالقرب من ثلاثة أمتار ، اعتمادًا على ما إذا كنت قد عدت الأبواق أم لا ، نظرت إليه بابتسامة متكلفة.

(حسنًا ، كن متحكمًا في الموقف ، أظهر له أنك & # x27re قويًا ومستقلًا ، وأنه لن & # x27t يجب أن يقلق عليك إذا كنت رفيقه.)

إنه & # x27d يدفع للخلف قليلاً ، بطبيعة الحال ، ربما يقول إنه كان هناك أولاً. ثم تنازلت & # x27d على مضض ، وتركت له الأمر مع جعله يشعر أنه مدين لها. اعتقدت أن هذا & # x27ll يجعله مهتمًا.

& quotYou & # x27re جالسًا في مكاني ، أيها الإنسان. & مثل

كما لو أن شخصًا ما قد دعا إلى القتال ، استدار كل أجنبي في الفصل للنظر في المواجهة. كان Dwei & # x27Dun معروفًا بقصر المزاج ، وتساءل الكثيرون كيف سيكون رد فعل الإنسان.

نظر الإنسان لأعلى وبدا مرتبكًا بعض الشيء ، ثم خائف. نزل على عجل من مقعدها وبدأ بالاعتذار ، فقام المترجم بتحويل الأصوات الغريبة إلى كلمات.

& quot أوه ، أنا & # x27m آسف للغاية لم أكن أعرف & # x27t. آمل أنني لم & # x27t تسبب في أي إهانة. & quot

تراجعت Lso & # x27na عدة مرات ، وأخذت الريح من أشرعتها. جلست وتساءلت ما الخطأ الذي حدث. كان البشر معروفين بالعنف ، بناءً على ما قرأته من تاريخهم. لقد ارتكبوا أعمالًا فظيعة حتى ضد بعضهم البعض ، وغالبًا ما كان رد فعلهم عنيفًا أو متحديًا لمن ظلمهم.

وبينما كانت تفكر في هذه الأفكار ، شعرت بتلامس جسدي على جانبها الأيسر واستدارت لتنظر. لقد كان إنسانًا آخر ، لكن يبدو أن هذا الشخص كان لديه بعض النار في عينيه. حاول الإنسان الآخر منعه من التحدث إلى Lso & # x27na ، لكنه فعل ذلك على أي حال.

& quot ، يا رجل ، حتى لو كنت & # x27 تحب ، هذه السحلية الضخمة ، لم يكن ذلك رائعًا. & مثل

ما خرج بدا مختلفًا بعض الشيء عن Lso & # x27na والأجانب الآخرين.

& quot تحية ودية ، زميل ذكر. عند حساب حجمك وأنواعك ، كان هذا الإجراء مستهجنًا. & مثل

هذا ما أرادته ، ما توقعته من البشر. كان الجميع في هذه المحطة والأكاديمية وديعين للغاية تجاهها ، وبالكاد يستطيعون التعبير عن رأي مختلف. كانت سمعة اكتسبتها من نوعها على مر السنين جعلت عبور Dwei & # x27Dun عادة خيارًا سيئًا.

اختارت أن تتجاهل الإهانة بأنها ذكر وأجابت.

& quot ولكن هذا هو مقعدي. تم إنشاؤه خصيصا لي. لن يكون أي شيء آخر للجلوس في هذه الغرفة مناسبًا لي. & quot

بزغ الإدراك رويداً رويداً على وجه الإنسان ووضعت إحدى يديه على ذقنه ، معتبراً كلامها.

& quot حسنًا ، هذا منطقي ، على ما أعتقد. آسف لذلك. & quot

ثم عاد إلى الإنسان الآخر ، الذي شرع في ضرب الشخص الأشجع جسديًا على كتفه ، ثم جلس على الأرض ، مستريحًا أجسادهم على الحائط في مؤخرة الفصل. استمرت في ملاحظة نظراتهم الخفية في كثير من الأحيان ، في محاولة لعدم الإمساك بها. بخيبة أمل طفيفة ، وجهت نظرها إلى الأمام.

وصل المعلم أخيرًا إلى الفصل ، منهكًا وفاقدًا للأنفاس. وندلو ، برز السيد فلورج وسط حشد من الناس بسبب درع أبيض غطى جسده بالكامل ، إلى جانب مجموعة من ست عيون مكنت جنسه من الحصول على 360 درجة من الرؤية.

نظر المعلم حول الفصل ووجد أخيرًا ما كان يبحث عنه.

& quot؛ ها أنت ذا! نحن & # x27ve نبحث في كل مكان عنكم بشر! & quot

استغرق الأمر بضعة أنفاس أخرى ، مما أدى إلى استقرار جسمه من الطاقة القصيرة والمكثفة التي توسعت.

& quot كيف عرفت أن أتيت إلى هنا؟ كان من المفترض أن نحضر لك. & quot

تحدث أحد البشر الأصغر حجمًا الجالس في المقدمة بجوار إنسان آخر.

& quot. سألنا الطلاب الآخرين عن مكان انعقاد الفصل ، واتبعنا الإرشادات هنا. & quot

& quot أوه ، هل يمكنك بالفعل قراءة Galactic Common؟ ممتاز. & quot

كان الحصول على اتفاق بين أنواع متعددة على أي شيء واحد مهمة شاقة للغاية ، ولكن بعد نصف قرن ، تمكنوا من الحصول على ما يشبه نظام تحديد رمز عالمي باستخدام الجدول الدوري للعناصر. تحت المجهر ، تبدو جميع العناصر متشابهة ، بغض النظر عن الأنواع. على هذا النحو ، كان هذا هو أفضل طريقة للتعرف على رمز من نوع إلى آخر.

كل رمز لعنصر يتوافق مع حرف الأبجدية للأنواع أو نظام مكافئ. على سبيل المثال ، يمكن أن يعني الهيدروجين ، "الحرف الأول من بداية القائمة". كان هذا النظام ضروريًا لتسمية الإلكترونيات أو المواقع. كان علماء Sophon يعملون على حل بديل لاستخدام المترجم لمثل هذه المهام أيضًا ، لكنه لم يكن جاهزًا بعد وسيحتاج إلى مكون بصري ليعمل بشكل صحيح.

& quot حسنًا ، لا يهم أنه يبدو أن كل شيء في محله. ممكن نحصل على اسماءكم من فضلكم & quot

على الجانب الأيمن من الفصل ، وقف إنسان.

& quot أنا إيزومي - مسرورة بلقائك. & quot لقد انحنى قبل الجلوس.

ثم وقف الطالب بجانبها.

& quot اسمي لورا. أنا جئت من ألمانيا. إنني أتطلع إلى التعلم. & quot

في الخلف ، وقف الرجلان اللذان كانا متكئين على الحائط معًا ، ثم تناولا بعضهما البعض لمعرفة من سيذهب أولاً.

& quot مرحبًا يا شباب ، اسم & # x27s Barry ، لقد جئت من أمريكا. أتمنى أن نكون على ما يرام. & quot

أخيرًا ، تحدث الإنسان الأخير.

& quot مرحبًا ، أنا & # x27m جان فرانسوا. & # x27m سعيد لوجودي هنا وسأبذل قصارى جهدي لتلبية توقعاتك. & quot

صفق يديه الأربعة معًا ، ظهر شيء يشبه الابتسامة على وجهه.

& quot اسمحوا لي أن أرحب بكم رسميًا في أكاديمية تار مينا كطلاب. أنا مسؤول عن برنامج الطالب العسكري ، لذا لا تتردد في سؤالي إذا كان لديك أي أسئلة. & quot

رفع أصغر إنسان يدعى إيزومي يده.

& quot هل يوجد ترتيب معين للجلوس؟ & quot

"أوه ، لم & # x27t يصنعون مقاعد لك ، أليس كذلك؟ & # x27ll إصلاح ذلك ليوم غد. ستكون مصنوعة حسب الطلب ، وفقًا لحجمك. يمكنك بعد ذلك وضع مقعدك في المكان الذي تريده في هذه الغرفة. & quot

أومأ الإنسان برأسه ، وكتب ملاحظة على جهازها الإلكتروني. مع القليل من العمل الإضافي وبعض المساعدة ، يمكنهم الآن الاتصال بنظام الاتصال المحلي للسفينة & # x27s ، مما يسمح للمعلمين بإرسال المعلومات إليهم.

& quot الآن ، دع & # x27s تقفز إليه ، أليس كذلك؟ نحن اليوم نبحث في سيناريوهات وقت الحرب المحتملة وما هي الخطط أو الإجراءات التي يمكن استخدامها لتحقيق النصر. إليكم السيناريو: اللغم الاستراتيجي في أيدي العدو ، وامتلاكه سيساعد في قلب المد ، لكن النظام محمي بشدة. كيف ستمضي قدما؟ استخدم الفوط الخاصة بك لكتابة إجابة ، لديك ثلاث عشرة دقيقة وتسع وأربعون ثانية - ثم & # x27ll حاضر قبل الفصل. & quot

باستخدام أجهزتهم الإلكترونية ، بدأ الطلاب في العمل. ومع ذلك ، توقف الطلاب البشريون ونظروا إلى بعضهم البعض والمعلم.

& quot هل هناك مشكلة بشر؟ & quot

تحدث الشخص الذي يدعى لورا.

& quot ؛ يجب أن تتبع قوانين الفيزياء ، ولا يمكنك استخدام التكنولوجيا التي لم يتم اختراعها بعد ، وأن تقتصر على ما يمكن لنوعك الوصول إليه. & quot

قطع جان فرانسوا قبل أن تتمكن لورا من حشد الرد.

& quot لا ، نحن نعني المزيد مثل. الإجراءات غير مسموح بها. جريمة. شيء من شأنه أن يخالف بعض القوانين. & quot

كان الارتباك واضحًا على وجه المعلم ، والذي تحدث بحد ذاته كثيرًا عن الإجابة.

"هذه حرب - لا توجد قواعد. يتم تطبيق بعض القواعد بعد انتهاء القتال ، والأكثر شيوعًا من قبل المنتصرين. كيف يمكن فرض القواعد قبل تحديد الفائز؟ "

"هذا كل ما نحتاج إلى معرفته. شكرا لك. & quot

تبع ذلك بضع دقائق مكثفة من الكتابة ، مع بعض حك الرأس أيضًا. كان هذا بالأحرى. من غير المألوف بالنسبة للتعلم البشري ، وخاصة بالنسبة لمستوى التعليم الذي كان من المفترض أن يكون. ومع ذلك ، قاموا بتنفيذ المهمة وفقًا للتعليمات.

& quotAl right، time & # x27s up. هل من متطوعين؟ & quot

نهض طالب من الجرن وهو ينفخ صدره. واقفًا أمام الفصل حاملاً لوحته ، وأظهر عمله.

& quot باستخدام ليزر Jarn المتفوق الذي يمكنه ضرب ثلاثة أضعاف مدى الليزر الآخر ، سأقوم بالقنص عليهم حتى يضطروا إلى التراجع ثم ببساطة إنزال القوات البرية ، والاستيلاء على المنجم. & quot

أومأ المعلم برأسه ، مع مراعاة خطة الطالب & # x27s.

& quot نهج مباشر وحاسم ممتاز. اي افكار في هذا الموضوع ايها الطبقة؟

بدا أن معظمهم راضون عن الإجابة ، فقط البشر أظهروا بعض علامات عدم الرضا عن الإجابة. غير قادر على كبح جماح نفسه ، رفع جان فرانسوا يده.

& quotAh ، نعم ، آه ، جان فرانسوا. افكارك؟ & quot

تبدو هذه الفكرة واضحة إلى حد ما ، ولكن ماذا سيحدث إذا كان لدى العدو أيضًا مثل هذه الليزر؟ أو أنواع أخرى من الأسلحة بمدى مماثل؟ يبدو أن السيناريو يشير إلى أن العدو يمتلك سفنًا أكثر منا

أشار المعلم إلى هيبتورت ، الجرن ، وتركه يجيب.

& quot ثم المزيد من السفن ، والمزيد من الليزر! لقد عملت دائمًا من قبل ، فلماذا لا تعمل الآن؟ ماذا لو تبين لنا كيف يمكن للإنسان أن يفعل ذلك! & quot

لم يكن جان فرانسوا من محبي العروض التقديمية ، حتى أقل من ذلك أمام عشرات الأجانب ، ولكن عندما أعطتك الحياة الليمون.

انتقل إلى الجبهة ، واتخذ موقعًا حيث كان هيبتورت وقام بتنظيف حلقه قبل أن يبدأ.

& quot حسنًا ، لدي فكرتان. الأول أرخص ، لكن هناك طرق أكثر يمكن أن تسوء فيه. باستخدام الجواسيس ، تسللت & # x27d إلى الأمة المعادية ، وأستخدمها لتغيير وجهة شحنات الألغام و # x27s سرًا ، مما يجعلها تسلمها إلي بدلاً من ذلك. & quot

& quot الخطة الأخرى ، نظرًا لأنك ذكرت أن النظام محمي بشدة ، ستكون سحب كويكب وإلقائه في موقع المنجم & # x27s. هذا يعني أننا لا نحصل على الميزة ، لكننا أيضًا نرفض العدو & # x27s ، بعد أن أنفقنا القليل من الموارد. & quot

بدا السيد فلورج مصدومًا إلى حد ما من أفكاره ، لكنه مع ذلك صفق.

& quot؛ كان ذلك أمرًا مثيرًا للاهتمام حول السيناريو الذي وضعناه. حتى ممتاز. ماذا عن. هيشرو؟ & quot

كان نوار مستلقيًا على وسادة دائرية صغيرة في ظهره ممدودًا ، ويمد كفوفه الأمامية على طول الطريق. نهض Heshro على أربع وتوجه إلى الأمام ، وأخذ مكان Jean-Francois & # x27s.

باستخدام أسطول أصغر ، سأبدأ الاتصال بالعدو ، وأجعلهم يطاردوننا قبل أن أضرب بباقي أسطولي على جانبهم عندما لا يتوقعون ذلك. & مثل

شكره المعلم على فكرته وطلب متطوعًا ، فوجد واحدًا في لورا.

& quot شكرا لك. باستخدام سفينة أصغر ، كنت أتجاوز العدو ، مفجرًا سلاحًا نوويًا على بعد 5 كيلومترات من السطح. جميع عمال المناجم يموتون. عندما يختفي أسطول العدو ، نقوم بتعدين المعادن باستخدام معدات خاصة للحماية من الإشعاع. إذا كانت السفينة الصغيرة تستطيع التسلل ، فاستخدمها سفينة انتحارية في أسطول كبير. القنبلة لا تفعل الكثير في الفراغ ولكن الإشعاع يجب أن يقلى معظم الأجهزة الإلكترونية. & مثل

رمش المعلم بعينه عدة مرات ، وتأكد من سماعه بشكل صحيح.

& quot سلاح نووي؟ ما هذا؟ & quot

فكرت لورا في كيفية شرحها بطريقة بسيطة.

& quotHmmm ، هو & # x27s تقسيم الذرة. أنا & # x27m فقط شخص عادي ، سيكون من الصعب شرح ذلك. يتم ذلك باستخدام عنصر قريب من الكتلة الحرجة ، إذا كان ذلك يساعد. & مثل

ومثلأرى. عليّ النظر في هذا الأمر ، شكرًا لك على العرض التقديمي. هل لدينا ano-- أوه. & quot

كان معظم الطلاب الآخرين قد وضعوا الآن أعمالهم بعيدًا ، وينظرون بترقب إلى الشخصين المتبقيين. وجدت إيزومي أن كل شخص في الغرفة ينظر إليها وأحمر خجلاً قليلاً قبل أن تستعيد رباطة جأشها ، وقامت للقيام بعرضها التقديمي.

& مثل إذا كان للعدو أعداد أكبر وقوة عسكرية أكبر ، فإن الحل هو استهداف السكان والاقتصاد. تطوير فيروس يهاجم هذا النوع على وجه التحديد ، سأقوم أولاً بنشره في موقع المنجم & # x27s. إذا استمروا في الدفاع عن النظام بعد ذلك ، فسأضطر إلى استهداف القطاعات الزراعية ، وإجبارهم على نشر أساطيلهم أو المخاطرة بحدوث أعمال شغب في عوالمهم المحلية بسبب نقص الغذاء. & quot

& quot مفهوم مثير للاهتمام .. أعتقد أننا يجب أن نتوقف قليلاً. الجميع & # x27s أحرار في الذهاب لتناول شيء ما وسنستمر بعد 72 دقيقة. & quot

وجد جان فرانسوا أنه من الغريب مدى دقة الوقت المحدد ولكنه حسب أن ساعة بشرية واحدة من المحتمل أن تكون غريبة بالنسبة لهم. دمدرت معدته ، بعد أن أكل آخر حصصه الأرضية منذ أكثر من 8 ساعات. ومع ذلك ، كان متحمسًا جدًا لاحتمال تجربة المأكولات الغريبة.

عندما بدأ الطلاب في مغادرة الفصل ، أشار المعلم إلى البشر للانتظار للحظة ، مستخدمًا راحة يده كطريقة لقول توقف.

& quot لحظة من وقتك إذا جاز لي. أريد فقط أن أتأكد ، أنتم بالفعل طلاب بشريين على حق؟ لست خبراء في مجالات تخصصك؟ & quot

أجاب باري على هذا السؤال.

& quot؛ نعم ، نحن & # x27 نذهب جميعًا أو نذهب لمدة عام في أي كلية أو جامعة. & مثل

فكر السيد فلورج في الكلمات التي نطق بها المترجم.

& quot ما الذي تنوي به & # x27place للتعليم العالي & # x27؟ هل يمكن أن تخبرني المزيد عن التربية البشرية؟ & quot

& quot نبدأ مع رياض الأطفال في سن 4 سنوات ، وننتقل إلى المدرسة الابتدائية حتى الصف السادس. ثم إنها مدرسة ثانوية لمدة 6 سنوات أخرى حتى الصف الثاني عشر ، حيث ننتقل بعد ذلك إلى الكلية أو الجامعة عندما نكون & # x27re 18 والبالغين. ثم يمكن أن تختلف كثيرا حسب الدرجة. & quot

ومثلأرى. هذا كثير من التعلم. هل تقضي ما يقرب من 1/4 من حياتك في الدراسة بعد ذلك؟ هذا يفسر بعض الأشياء. تنضج معظم الأنواع الأخرى بشكل أسرع بكثير من البشر ، حيث تصل إلى ما يعادل مرحلة البلوغ في 4 سنوات بشرية. لقد قاموا عادة بتعليم الأساسيات التي يحتاجون إليها ويتعلمون فقط الأمور المتقدمة إذا كانت أعمالهم تتطلب ذلك. & مثل

تدخلت لورا بسرعة بطرح سؤال.

& quot؛ هل الأنواع الأخرى بشكل عام أقل تعليما منا؟ & quot

لم أكن لأقول ذلك ، لا. نميل إلى تكريس كل جهودنا للعباقرة حيث من المرجح أن يقدموا نتائج. بطريقة ما ، هذه الفصول في الأكاديمية تشبه إلى حد كبير سنوات المدرسة الثانوية المبكرة. إذا أظهر الطالب وعدًا في مجال معين ، فعندئذ فقط يخصصون الموارد اللازمة لتدريبهم. وإلا فإنه سيكون مضيعة للوقت والاعتمادات. هدفنا الأسمى هو إيجاد الطلاب الذين يمتلكون الشرارة. هؤلاء الطلاب هم الذين يدفعوننا إلى الأمام مع الاختراعات والابتكارات الجديدة. & quot

على أي حال ، أشكرك على تنويرك لي. من فضلك ، اذهب وتناول الطعام. & # x27ll تجد منطقة المؤن في هذا السطح ، غرفة 116. & quot

اعتذر البشر وساروا معًا. يبدو أن لورا هي من أخذ هذا الأمر الأسوأ.

& quot لا أستطيع أن أصدق ذلك & # x27t. لديهم مثل هذه التكنولوجيا وطلابهم متخلفون إلى هذا الحد؟ ما الذي سوف نتعلمه هنا. & quot

حاولت إيزومي مواساتها.

& quot حتى لو كانت صعوبة المادة أقل ، فلا تجعلها أقل شأنا. لدينا الكثير يمكننا تعلمه. هناك العشرات من الثقافات الجديدة وطريقتهم في فعل الأشياء بما في ذلك علم الأحياء غير المعروف والعناصر المحتملة أيضًا. & quot

تذمرت لورا من صعودها لكن لا تزال تبدو متعذرة. وصلوا إلى غرفة المؤن كما ذكر معلمهم ، ولا يزالون يرون صفًا صغيرًا من الطلاب ينتظرون دورهم. كان الطابور على الأقل شيئًا مشتركًا بينهما.

لقد شاهدوا طلابًا من أنواع مختلفة يغادرون مع صواني مليئة بالخضروات أو الفواكه ، حتى أن بعضهم كان يحتوي على ألواح كبيرة من اللحوم النيئة.

تحرك الخط بسرعة كبيرة وسرعان ما وجدوا أنفسهم في المقدمة ، ينظرون إلى كائن فضائي ب 6 أذرع تشبه إلى حد كبير معلمهم. خلف منضدة ، كان يقف بجوار العديد من الصناديق وسألهم عما يريدون.

ارتاع جان فرانسوا من العرض.

& quot انتظر ، هل & # x27t تطبخ أي شيء؟ الغذاء الوحيد المتاح هو المواد الخام؟ & quot

بدا مقدم الخدمة مفتونًا بخط الاستجواب ولكنه محير أيضًا من كلمات الإنسان.

& مثل هل تريدني أن أشعل النار؟ انظر ، أخبرني ماذا تريد أن تأكل ، سأذهب لإحضاره. لحوم الحيوانات المفترسة أو بعض أنواع الفواكه والخضروات للآخرين. & quot

كانت هذه هي القطرة التي جعلت كوب الماء يفيض. كان من الأشياء أن تكون عالقًا في محطة فضائية بها الكثير من الكائنات الفضائية الغريبة ولكن ليس لديك أي طعام مطبوخ؟ وبكى التراث الفرنسي لجان فرانسوا على الظلم واستهجان وحشية هذا الظلم. إلى الجحيم مع اللياقة ، إذا لم يستطع & # x27t طهي الطعام ، فسيصاب بالجنون.

& quot؛ أعطني كلاهما وأنا & # x27ll اكتشف الأمر بنفسي. & quot لقد بصق بسم أكثر مما كان مقصودًا.

كانت حيوانات آكلة اللحوم سلالة نادرة إلى حد ما ولكن الموفر كان على دراية بها واستسلم لطلب الإنسان للتخلص منه فقط.

استقر زملائه من الطلاب Jean-Francois & # x27 على الخضار والفواكه أثناء ذهابه في مهمة للعثور على مصدر للحرارة ووعاء معدني.

شكرا مرة أخرى على القراءة! لدي بعض الأفكار للفصل التالي ، ما الذي تفضله: القليل من الرياضة أم العودة إلى الفصل الدراسي للتاريخ أو علم الأحياء؟


يختبر الباحثون السمع من خلال النظر في اتساع عيون الناس

أظهر علماء الأعصاب في جامعة أوريغون أنه يمكن تقييم سمع الشخص عن طريق قياس اتساع حدقة العين ، وهي طريقة حساسة مثل الطرق التقليدية لاختبار السمع.

يتم تطوير هذا النهج كطريقة محتملة لاختبار السمع عند الأطفال ، والشباب الذين يعانون من إعاقات في النمو ، والبالغين الذين يعانون من سكتة دماغية أو مرض - مجموعات لا يمكن الاستجابات المباشرة فيها.

في التجارب ، تمت مراقبة التغييرات في حجم التلميذ البالغ 31 بالغًا باستخدام تقنية تتبع العين لمدة ثلاث ثوانٍ تقريبًا حيث أجروا اختبارًا تقليديًا للسمع على أساس نغمة أثناء التحديق أيضًا في كائن على الشاشة. يطابق التوسيع في جميع الموضوعات ردودهم اللاحقة على زر الضغط ، عند المطالبة بعلامة استفهام على الشاشة ، للإشارة إلى ما إذا كان قد تم سماع نغمة أم لا.

تم تفصيل المشروع في ورقة مفتوحة الوصول نُشرت على الإنترنت الشهر الماضي في مجلة جمعية البحث في طب الأنف والأذن والحنجرة، منذ أكثر من عقد من الزمان عندما لاحظ المؤلف الرئيسي للدراسة ، أفيناش سينغ بالا ، تغيرات في تلاميذ بومة الحظيرة استجابة للضوضاء غير المتوقعة في بيئتهم.

في غضون ذلك ، بحث بالا والمؤلف المشارك تيري تي تاكاهاشي - الذي يدرس مختبره كيف تسمع البوم الأصوات ومعالجتها - كيف يمكن لفحص السمع الذي يركز على العين أن ينتج نتائج بنفس حساسية الاختبارات التقليدية القائمة على النغمة.

قال بالا ، الباحث في مختبر تاكاهاشي في معهد UO لعلم الأعصاب: "هذه الدراسة هي دليل على مفهوم أن هذا ممكن". "كانت المرة الأولى التي اختبرنا فيها استجابة تلميذ ما على الإنسان في عام 1999. كنا نعلم أنها يمكن أن تنجح ، ولكن كان علينا تحسين طريقة التقاط الأصوات الأكثر هدوءًا."

في البحث ، تم إجراء اختبار السمع التقليدي وطرق تتبع العين في وقت واحد للسماح بالمقارنة. ظهرت نقطة على الشاشة ، وتم تشغيل نغمات عند 1 و 2 و 4 و 8 كيلوهرتز بتأخيرات عشوائية للتأكد من عدم قدرة الأشخاص على التنبؤ بموعد ظهور الصوت.

تم تتبع حجم بؤبؤ العين لمدة ثانية واحدة على الأقل قبل الصوت وثانيتين بعد الصوت. بعد ذلك ، تغيرت النقطة التي تظهر على الشاشة إلى علامة استفهام ، لتنبيه المشاركين إلى الضغط على أحد الزرين للإشارة إلى ما إذا كانوا قد سمعوا الصوت أم لا. نظرًا لأن مجرد الضغط على زر يمكن أن يغير حجم التلميذ ، فقد تأخرت مهمة الضغط على الزر إلى ما بعد تتبع حجم التلميذ لمدة ثانيتين.

قال تاكاهاشي ، أستاذ علم الأحياء وعضو معهد علم الأعصاب: "في هذا المشروع ، قمنا بترتيب توقيت نبضات النغمة عشوائيًا بالنسبة إلى النقاط ، مما ساعدنا أيضًا على تجنب توقع نغمة داخل نمط معين".

بدأ التلاميذ يتغيرون في غضون 250 مللي ثانية ، أي حوالي ربع ثانية ، من المنبه الصوتي. وقال بالا إن سرعة الاستجابة سمحت للفريق "برؤية وإثبات العلاقة السببية".

قال بالا "ما وجدناه هو أن اتساع حدقة العين كان حساسًا مثل طريقة الضغط على الزر". "لقد قدمنا ​​تحليلات مبكرة للبيانات في المؤتمرات ، وكان هناك الكثير من المقاومة لفكرة أنه باستخدام استجابة لا إرادية ، يمكننا الحصول على نتائج جيدة مثل بيانات الضغط على الزر".

المنح الداخلية من UO دعم البحث. كانت إليزابيث أ. ويتشرش ، طالبة دكتوراه سابقة في جامعة ولاية هومبولت ، مؤلفة مشاركة.

قال تاكاهاشي "اختبار اتساع حدقة العين ليس مفيدًا للبالغين الذين يمكنهم التواصل مع المختبر". "تكمن فائدة هذه الطريقة في اختبار الأشخاص الذين لا يستطيعون إخبارنا ما إذا كانوا قد سمعوا صوتًا - على سبيل المثال ، الأطفال."

تاكاهاشي وبالا هما الآن جزء من تعاون مدعوم من الجامعة مع Dare Baldwin ، أستاذ علم النفس UO ، لاختبار النهج عند الأطفال. قام عالما الأعصاب أيضًا بتكوين شركة UO ، Perceptivo LLC ، لمتابعة تطوير تقييم سمع الرضع.


كيف يتعلم الناس: الدماغ والعقل والخبرة والمدرسة: الطبعة الموسعة (2000)

كما اكتشفت الصحافة الشعبية ، لدى الناس شهية شديدة للحصول على معلومات بحثية حول كيفية عمل الدماغ وكيفية تطور عمليات التفكير (نيوزويك ، 1996, 1997 زمن، 1997 أ ، ب). يتزايد الاهتمام بشكل خاص بالقصص المتعلقة بالنمو العصبي للرضع والأطفال وتأثير التجارب المبكرة على التعلم. تساعد مجالات علم الأعصاب والعلوم المعرفية على إرضاء هذا الفضول الأساسي حول كيفية تفكير الناس وتعلمهم.

عند النظر في النتائج المستخلصة من أبحاث الدماغ ذات الصلة بالتعلم البشري أو بالتعليم ، يجب على المرء أن يكون حريصًا على تجنب تبني المفاهيم المبتذلة التي لم يثبت أنها ذات قيمة في الممارسة الصفية. من بين هذه المفاهيم أن نصفي الدماغ الأيمن والأيسر يجب أن يتم تدريسهما بشكل منفصل لزيادة فعالية التعلم. هناك فكرة أخرى مفادها أن الدماغ ينمو بشكل كلي و ldquospurts ، & rdquo داخل أو حول أهداف تعليمية محددة يجب ترتيبها: كما تمت مناقشته في هذا الفصل ، هناك دليل مهم على أن مناطق الدماغ تتطور بشكل غير متزامن ، على الرغم من أن أي آثار تعليمية محددة لهذا لا تزال قائمة. عازم. هناك اعتقاد خاطئ آخر شائع وهو أن الأشخاص يستخدمون 20 بالمائة فقط من أدمغتهم و [مدش] بأرقام نسبية مختلفة في تجسيدات مختلفة ويجب أن يكون [مدشاند] قادرًا على استخدام المزيد منه. يبدو أن هذا الاعتقاد نشأ من اكتشاف علم الأعصاب المبكر أن الكثير من القشرة الدماغية تتكون من مناطق & ldquosilent & rdquo لم يتم تنشيطها بواسطة النشاط الحسي أو الحركي. ومع ذلك ، فمن المعروف الآن أن هذه المناطق الصامتة تتوسط في الوظائف الإدراكية العليا التي لا ترتبط مباشرة بالنشاط الحسي أو الحركي.

تؤكد التطورات في علم الأعصاب المواقف النظرية التي قدمها علم النفس التنموي لعدد من السنوات ، مثل أهمية الخبرة المبكرة في التنمية (هانت ، 1961). ما هو جديد ، وبالتالي مهم لهذا المجلد ، هو التقارب من الأدلة من عدد من المجالات العلمية. نظرًا لأن علوم علم النفس التنموي وعلم النفس المعرفي وعلم الأعصاب ، على سبيل المثال لا الحصر ، قد ساهمت بأعداد هائلة من الدراسات البحثية ، فقد تضافرت التفاصيل حول التعلم والتطوير لتشكيل صورة أكثر اكتمالًا عن كيفية حدوث التطور الفكري. توضيح بعض آليات التعلم عن طريق العصبية-

تقدم العلم جزئيًا من خلال ظهور تقنيات التصوير غير الغازية ، مثل التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) والتصوير الوظيفي بالرنين المغناطيسي (FMRI). سمحت هذه التقنيات للباحثين بمراقبة عمليات التعلم البشري مباشرة.

يستعرض هذا الفصل النتائج الرئيسية من علم الأعصاب والعلوم المعرفية التي تعمل على توسيع المعرفة بآليات التعلم البشري. هناك ثلاث نقاط رئيسية توجه المناقشة في هذا الفصل:

التعلم يغير البنية الفيزيائية للدماغ.

هذه التغييرات الهيكلية تغير التنظيم الوظيفي للدماغ بمعنى آخر ، التعلم ينظم ويعيد تنظيم الدماغ.

قد تكون أجزاء مختلفة من الدماغ جاهزة للتعلم في أوقات مختلفة.

نشرح أولاً بعض المفاهيم الأساسية لعلم الأعصاب والمعرفة الجديدة حول نمو الدماغ ، بما في ذلك آثار التعليم والتعلم على الدماغ. ثم ننظر إلى اللغة في التعلم كمثال على الارتباط بين العقل والدماغ. أخيرًا ، ندرس البحث حول كيفية تمثيل الذاكرة في الدماغ وآثارها على التعلم.

من منظور علم الأعصاب ، يعد التعليم والتعلم جزءًا مهمًا جدًا من نمو دماغ الطفل وعمليات النمو النفسي. يتضمن نمو الدماغ والنمو النفسي تفاعلات مستمرة بين الطفل والبيئة الخارجية و mdashor ، بشكل أكثر دقة ، تسلسل هرمي للبيئات ، يمتد من مستوى خلايا الجسم الفردية إلى الحدود الأكثر وضوحًا للجلد. إن الفهم الأكبر لطبيعة هذه العملية التفاعلية يجعل أسئلة مثل: كم يعتمد على الجينات ومقدار البيئة. كما اقترح العديد من الباحثين التنمويين ، فإن هذا السؤال يشبه إلى حد كبير السؤال عن أيهما يساهم أكثر في مساحة المستطيل ، أو ارتفاعه أو عرضه (Eisenberg ، 1995)؟

الدماغ: أساس التعلم

يدرس علماء الأعصاب علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء والكيمياء والبيولوجيا الجزيئية للجهاز العصبي ، مع اهتمام خاص بكيفية ارتباط نشاط الدماغ بالسلوك والتعلم. العديد من الأسئلة الحاسمة حول التعلم المبكر تثير اهتمام علماء الأعصاب بشكل خاص. كيف يتطور الدماغ؟ هل هناك مراحل لنمو الدماغ؟ هل هناك فترات حرجة يجب أن تحدث فيها أشياء معينة حتى يتطور الدماغ بشكل طبيعي؟ كيف يتم تشفير المعلومات في الجهاز العصبي النامي والبالغ؟ وربما الأهم: كيف تؤثر التجربة على الدماغ؟

بعض الأساسيات

الخلية العصبية ، أو الخلايا العصبية ، هي خلية تتلقى المعلومات من الخلايا العصبية الأخرى أو من الأعضاء الحسية ، ثم ترسل تلك المعلومات إلى الخلايا العصبية الأخرى ، بينما لا تزال الخلايا العصبية الأخرى تسقطها مرة أخرى إلى أجزاء الجسم التي تتفاعل مع البيئة ، مثل العضلات. تم تجهيز الخلايا العصبية بجسم خلية و mdasha نوع من القلب الأيضي و mdas ومن هيكل ضخم يشبه الشجرة يسمى الحقل التغصني ، وهو الجانب المدخل من الخلايا العصبية. تأتي المعلومات إلى الخلية من الإسقاطات التي تسمى المحاور. تأتي معظم المعلومات المثيرة إلى الخلية من الحقل التغصني ، غالبًا من خلال نتوءات شجرية صغيرة تسمى العمود الفقري. تسمى التقاطعات التي تمر من خلالها المعلومات من خلية عصبية إلى أخرى بالمشابك ، والتي يمكن أن تكون مثيرة أو مثبطة بطبيعتها. تدمج الخلايا العصبية المعلومات التي تتلقاها من جميع نقاط الاشتباك العصبي الخاصة بها وهذا يحدد ناتجها.

أثناء عملية التطوير ، يتم إنشاء الرسم البياني & ldquowring & rdquo للدماغ من خلال تكوين نقاط الاشتباك العصبي. عند الولادة ، يمتلك دماغ الإنسان نسبة صغيرة نسبيًا فقط من تريليونات المشابك العصبية ، مما يجعله في النهاية يكتسب حوالي ثلثي حجمه البالغ بعد الولادة. تتشكل بقية المشابك العصبية بعد الولادة ، ويتم توجيه جزء من هذه العملية بالتجربة.

تضاف الوصلات المشبكية إلى الدماغ بطريقتين أساسيتين. الطريقة الأولى هي زيادة إنتاج نقاط الاشتباك العصبي ، ثم فقدانها بشكل انتقائي. يُعد الإفراط في إنتاج المشابك وفقدانها آلية أساسية يستخدمها الدماغ لدمج المعلومات من التجربة. تميل إلى الحدوث خلال الفترات المبكرة من التطور. في القشرة البصرية و mdashthe منطقة القشرة الدماغية للدماغ التي تتحكم في البصر و mdasha الشخص لديه العديد من نقاط الاشتباك العصبي في عمر 6 أشهر مما كان عليه في مرحلة البلوغ. هذا لأن المزيد والمزيد من نقاط الاشتباك العصبي تتشكل في الأشهر الأولى من الحياة ، ثم تختفي ، أحيانًا بأعداد هائلة. يختلف الوقت اللازم لتشغيل هذه الظاهرة في أجزاء مختلفة من الدماغ ، من 2 إلى 3 سنوات في القشرة البصرية للإنسان إلى 8 إلى 10 سنوات في بعض أجزاء القشرة الأمامية.

يشرح بعض علماء الأعصاب تشكيل المشابك عن طريق القياس على فن النحت. ابتكر الفنانون الكلاسيكيون الذين يعملون في الرخام منحوتة عن طريق إزالة القطع غير الضرورية من الحجر حتى يصلوا إلى شكلهم النهائي. تشير الدراسات التي أجريت على الحيوانات إلى أن & ldquopruning & rdquo الذي يحدث أثناء الإفراط في الإنتاج وفقدان المشبك يشبه هذا الفعل المتمثل في نحت التمثال. يُنشئ الجهاز العصبي عددًا كبيرًا من الاتصالات ، ثم يلعب على هذه الشبكة ، ويختار التوصيلات المناسبة ويزيل التوصيلات غير الملائمة. ما تبقى هو شكل نهائي مكرر يشكل القواعد الحسية وربما القواعد المعرفية لمراحل لاحقة من التطور.

الطريقة الثانية لتشكيل المشابك هي من خلال إضافة نقاط الاشتباك العصبي الجديدة و [مدش] مثل الفنان الذي يخلق نحتًا بإضافة الأشياء معًا حتى يكتمل الشكل. على عكس الإفراط في الإنتاج والخسارة في المشابك ،

تعمل عملية إضافة المشبك طوال فترة حياة الإنسان بالكامل وهي مهمة بشكل خاص في الحياة اللاحقة. هذه العملية ليست حساسة للتجربة فحسب ، بل هي في الواقع مدفوعة بالخبرة. ربما تكمن إضافة المشبك في أساس بعض أو حتى معظم أشكال الذاكرة. كما نوقش لاحقًا في هذا الفصل ، يساهم عمل العلماء الإدراكيين والباحثين التربويين في فهمنا لإضافة المشبك.

أسلاك الدماغ

تم تسليط الضوء على دور الخبرة في توصيل أسلاك الدماغ من خلال الأبحاث التي أجريت على القشرة البصرية في الحيوانات والبشر. عند البالغين ، تنتهي المدخلات التي تدخل الدماغ من العينين بشكل منفصل في مناطق متجاورة من القشرة البصرية. بعد ذلك ، يتقارب المدخلان في المجموعة التالية من الخلايا العصبية. لا يولد الناس بهذا النمط العصبي. لكن من خلال عمليات الرؤية العادية ، يقوم الدماغ بفرز الأشياء.

اكتشف علماء الأعصاب هذه الظاهرة من خلال دراسة البشر الذين يعانون من تشوهات بصرية ، مثل إعتام عدسة العين أو عدم انتظام العضلات الذي ينحرف عن العين. إذا حُرمت العين من التجربة البصرية المناسبة في مرحلة مبكرة من التطور (بسبب مثل هذه التشوهات) ، فإنها تفقد قدرتها على نقل المعلومات المرئية إلى الجهاز العصبي المركزي. عندما تم تصحيح العين التي كانت عاجزة عن الرؤية في سن مبكرة جدًا ، لم يساعد التصحيح وحده ولا تزال العين المصابة لا تستطيع الرؤية. عندما نظر الباحثون في أدمغة القرود التي تم فيها إجراء أنواع مماثلة من التلاعب التجريبي ، وجدوا أن العين الطبيعية قد التقطت كمية أكبر من المتوسط ​​من الخلايا العصبية ، وفقدت العين المعوقة تلك الروابط في المقابل.

تحدث هذه الظاهرة فقط إذا تم منع العين من رؤية الرؤية الطبيعية في وقت مبكر جدًا من النمو. الفترة التي تكون فيها العين حساسة تقابل وقت الإفراط في إنتاج المشابك وفقدان القشرة البصرية. من بين المزيج الأولي من المدخلات المتداخلة ، تميل الوصلات العصبية التي تنتمي إلى العين التي تراها عادةً إلى البقاء ، بينما تتلاشى الروابط التي تنتمي إلى العين غير الطبيعية. عندما ترى كلتا العينين بشكل طبيعي ، تفقد كل عين بعض الوصلات المتداخلة ، لكن كلاهما يحتفظ برقم طبيعي.

في حالة الحرمان من الولادة ، تتولى عين واحدة بالكامل. وكلما حدث الحرمان بعد الولادة لاحقًا ، قل تأثيره. بحلول عمر 6 أشهر تقريبًا ، لن ينتج عن إغلاق عين واحدة لأسابيع متتالية أي تأثير على الإطلاق. لقد مرت الفترة الحرجة ، وقد قامت الاتصالات بفرز نفسها بالفعل ، وتم التخلص من الاتصالات المتداخلة.

ساعد هذا الشذوذ العلماء على اكتساب رؤى حول التطور البصري الطبيعي. في التطور الطبيعي ، يتم نحت مسار كل عين (أو & ldquopruned & rdquo) وصولاً إلى العدد الصحيح من الوصلات ، وتلك الروابط-

يتم نحت الأشكال بطرق أخرى ، على سبيل المثال ، للسماح للشخص برؤية الأنماط. من خلال زيادة إنتاج نقاط الاشتباك العصبي ثم اختيار الاتصالات الصحيحة ، يطور الدماغ مخططًا منظمًا للعصر يعمل على النحو الأمثل. تستخدم عملية تطور الدماغ في الواقع المعلومات المرئية التي تدخل من الخارج لتصبح أكثر تنظيمًا بدقة مما يمكن أن تفعله مع الآليات الجزيئية الداخلية وحدها. هذه المعلومات الخارجية أكثر أهمية للتطور المعرفي اللاحق. كلما زاد تفاعل الشخص مع العالم ، زاد احتياج الشخص إلى معلومات من العالم المدمج في هياكل الدماغ.

قد يتقدم إنتاج المشابك الزائدة والاختيار بمعدلات مختلفة في أجزاء مختلفة من الدماغ (Huttenlocher and Dabholkar ، 1997). في القشرة البصرية الأولية ، تحدث ذروة في كثافة المشابك بسرعة نسبيًا. في القشرة الأمامية الوسطى ، وهي منطقة مرتبطة بوضوح بالوظائف الإدراكية العليا ، تكون العملية أطول: يبدأ إنتاج المشابك قبل الولادة وتستمر كثافة المشابك في الزيادة حتى عمر 5 أو 6 سنوات. تستمر عملية الاختيار ، التي تتوافق من الناحية المفاهيمية مع التنظيم الرئيسي للأنماط ، خلال 4 & ndash5 سنوات القادمة وتنتهي حول المراهقة المبكرة. قد يحدث هذا النقص في التزامن بين المناطق القشرية أيضًا على الخلايا العصبية القشرية الفردية حيث قد تنضج مدخلات مختلفة بمعدلات مختلفة (انظر Juraska ، 1982 ، في الدراسات على الحيوانات).

بعد دورة الإفراط في إنتاج المشابك العصبية والانتقاء ، تحدث تغييرات إضافية في الدماغ. يبدو أنها تتضمن تعديل نقاط الاشتباك العصبي الموجودة وإضافة مشابك عصبية جديدة تمامًا إلى الدماغ. تشير أدلة البحث (الموصوفة في القسم التالي) إلى أن النشاط في الجهاز العصبي المرتبط بخبرات التعلم يتسبب بطريقة ما في قيام الخلايا العصبية بإنشاء نقاط تشابك عصبية جديدة. على عكس عملية الإفراط في إنتاج المشابك وفقدانها ، فإن إضافة وتعديل المشابك هي عمليات تستمر مدى الحياة ، مدفوعة بالخبرة. في جوهرها ، تنعكس جودة المعلومات التي يتعرض لها الشخص وكمية المعلومات التي يكتسبها المرء طوال حياة الفرد في بنية الدماغ. ربما لا تكون هذه العملية هي الطريقة الوحيدة لتخزين المعلومات في الدماغ ، ولكنها طريقة مهمة للغاية توفر نظرة ثاقبة حول كيفية تعلم الناس.

تجارب وبيئات لتنمية الدماغ

يبدو أن التغييرات في الدماغ التي تحدث أثناء التعلم تجعل الخلايا العصبية أكثر كفاءة أو قوة. الحيوانات التي يتم تربيتها في بيئات معقدة لديها حجم أكبر من الشعيرات الدموية لكل خلية عصبية و mdas ومن ثم زيادة إمدادات الدم إلى الدماغ و mdasht من الحيوانات المحبوسة ، بغض النظر عما إذا كان الحيوان في قفص يعيش بمفرده أو مع رفقاء (بلاك وآخرون ، 1987). (الشعيرات الدموية هي الأوعية الدموية الدقيقة التي تزود الدماغ بالأكسجين والعناصر الغذائية الأخرى.) وبهذه الطريقة تزيد الخبرة من الجودة الكلية

لعمل الدماغ. باستخدام الخلايا النجمية (الخلايا التي تدعم عمل الخلايا العصبية من خلال توفير العناصر الغذائية وإزالة النفايات) كمؤشر ، توجد كميات أكبر من الخلايا النجمية لكل خلية عصبية في حيوانات البيئة المعقدة مقارنة بالمجموعات المحصورة. بشكل عام ، تصور هذه الدراسات نمطًا منسقًا لزيادة القدرة في الدماغ يعتمد على الخبرة.

تظهر دراسات أخرى على الحيوانات تغيرات أخرى في الدماغ من خلال التعلم ، انظر الإطار 5.1. يمكن أن يتغير وزن وسمك القشرة الدماغية بشكل ملموس في الفئران التي تربت من الفطام ، أو توضع كبالغين ، في قفص كبير يثريه وجود مجموعة متغيرة من الأشياء للعب والاستكشاف وفئران أخرى للحث اللعب والاستكشاف (Rosenzweig and Bennett ، 1978). تؤدي هذه الحيوانات أيضًا أداءً أفضل في مجموعة متنوعة من مهام حل المشكلات مقارنة بالفئران التي تمت تربيتها في أقفاص معملية قياسية. ومن المثير للاهتمام ، أن كلاً من الوجود التفاعلي لمجموعة اجتماعية والاتصال الجسدي المباشر بالبيئة من العوامل المهمة: فقد أظهرت الحيوانات الموضوعة في البيئة الغنية وحدها فائدة قليلة نسبيًا ، كما لم يتم وضع الحيوانات في أقفاص صغيرة داخل بيئة أكبر (Ferchmin et al. ، 1978 روزنزويج وبينيت ، 1972). وهكذا ، تم تغيير الهيكل الإجمالي للقشرة الدماغية من خلال التعرض لفرص التعلم والتعلم في سياق اجتماعي.

هل مجرد نشاط عصبي يغير الدماغ أم أن التعلم مطلوب؟

هل التغييرات في الدماغ ناتجة عن التعلم الفعلي أو الاختلافات في المستويات الإجمالية للنشاط العصبي؟ لا تتعلم الحيوانات في بيئة معقدة من التجارب فحسب ، بل تجري أيضًا وتلعب وتمارس الرياضة ، مما ينشط الدماغ. السؤال هو ما إذا كان التنشيط وحده قادرًا على إحداث تغييرات في الدماغ دون أن يتعلم الأشخاص أي شيء فعليًا ، تمامًا كما يمكن أن يؤدي تنشيط العضلات عن طريق التمرين إلى نموها.للإجابة على هذا السؤال ، تمت مقارنة مجموعة من الحيوانات التي تعلمت مهارات حركية صعبة ولكن لديها نشاط دماغي قليل نسبيًا مع المجموعات التي لديها مستويات عالية من نشاط الدماغ ولكنها لم تتعلم إلا القليل نسبيًا (بلاك وآخرون ، 1990). كانت هناك أربع مجموعات في المجموع. تم تعليم مجموعة واحدة من الفئران اجتياز مسار عقبة مرتفع ، وقد أصبحت هذه & ldquoacrobats & rdquo جيدة جدًا في المهمة على مدار شهر أو نحو ذلك من الممارسة. تم وضع مجموعة ثانية من المتمرنين & ldquomandatory على جهاز الجري مرة واحدة يوميًا ، حيث ركضوا لمدة 30 دقيقة ، ثم استراحوا لمدة 10 دقائق ، ثم ركضوا لمدة 30 دقيقة أخرى. مجموعة ثالثة من المتمرنين الطوعيين & ldquovoluntary كان لديهم وصول مجاني إلى عجلة نشاط متصلة مباشرة بقفصهم ، والتي استخدموها كثيرًا. مجموعة مراقبة من & ldquocage potato & rdquo لم تمارس أي تمرين.

ماذا حدث لحجم الأوعية الدموية وعدد المشابك لكل خلية عصبية في الفئران؟ أظهر كل من المتمرنين الإلزامي والمتمرنين التطوعي كثافة أعلى للأوعية الدموية مقارنةً بجرذان البطاطس القفص أو البهلوانيين ، الذين تعلموا مهارات لم تتضمن قدرًا كبيرًا من

المربع 5.1 جعل الفئران أكثر ذكاءً

كيف تتعلم الفئران؟ هل يمكن أن تتعلم الفئران؟ & rdquo في الدراسات الكلاسيكية ، توضع الفئران في بيئة مجتمعية معقدة مليئة بالأشياء التي توفر فرصًا كبيرة للاستكشاف واللعب (Greenough ، 1976). يتم تغيير الأشياء وإعادة ترتيبها كل يوم ، وخلال وقت التغيير ، يتم وضع الحيوانات في بيئة أخرى مع مجموعة أخرى من الكائنات. لذلك ، مثل نظرائهم في العالم الحقيقي في مجاري نيويورك أو حقول كانساس ، تتمتع هذه الفئران بمجموعة غنية نسبيًا من الخبرات التي يمكن من خلالها استخلاص المعلومات. أو مع واحد أو اثنين: الآخرون في قفص قاحل و mdash الذي من الواضح أنه نموذج فقير لعالم حقيقي من الفئران و rsquos. يمكن أن يساعد هذان الإعدادان في تحديد كيفية تأثير التجربة على تطور الدماغ الطبيعي والهياكل المعرفية الطبيعية ، ويمكن للمرء أيضًا رؤية ما يحدث عندما تُحرم الحيوانات من التجارب الحرجة.

بعد العيش في بيئات معقدة أو فقيرة لفترة من الفطام إلى سن المراهقة ، خضعت مجموعتا الحيوانات لتجربة تعليمية. ارتكبت الفئران التي نشأت في بيئة معقدة أخطاء أقل في البداية من الفئران الأخرى التي تعلمت أيضًا بسرعة أكبر عدم ارتكاب أي أخطاء على الإطلاق. بهذا المعنى ، كانوا أكثر ذكاءً من نظرائهم الأكثر حرمانًا. وبفضل المكافآت الإيجابية ، كان أداؤهم في المهام المعقدة أفضل من أداء الحيوانات التي نشأت في أقفاص فردية. الأهم من ذلك ، أن التعلم قد غير الفئران وأدمغتها: الحيوانات من البيئة المعقدة لديها 20 & ndash25٪ أكثر من المشابك العصبية لكل خلية عصبية في القشرة البصرية مقارنة بالحيوانات الموجودة في الأقفاص القياسية (انظر Turner and Greenough، 1985 Beaulieu and Colonnier، 1987). من الواضح أنه عندما تتعلم الحيوانات ، فإنها تضيف روابط جديدة لأسلاك أدمغتها وظاهرة مدشا لا تقتصر على التطور المبكر (انظر ، على سبيل المثال ، Greenough وآخرون ، 1979).

كميات من النشاط. ولكن عندما تم قياس عدد نقاط الاشتباك العصبي لكل خلية عصبية ، كانت الأكروبات هي المجموعة البارزة. التعلم يضيف نقاط الاشتباك العصبي التمرين لا. وهكذا ، فإن أنواعًا مختلفة من التجارب تكيف الدماغ بطرق مختلفة. يعد تكوين المشابك العصبية وتكوين الأوعية الدموية (الأوعية الدموية) شكلين مهمين من أشكال تكيف الدماغ ، لكنهما مدفوعان بآليات فسيولوجية مختلفة وأحداث سلوكية مختلفة.

التغييرات المترجمة

يؤدي تعلم مهام محددة إلى إحداث تغييرات محلية في مناطق الدماغ المناسبة للمهمة. على سبيل المثال ، عندما كانت الحيوانات البالغة

علمت متاهة ، حدثت تغييرات هيكلية في المنطقة المرئية للقشرة الدماغية (Greenough et al. ، 1979). عندما علموا المتاهة بإغلاق إحدى العينين باستخدام عدسة لاصقة غير شفافة ، تم تغيير مناطق الدماغ المتصلة بالعين المفتوحة فقط (Chang and Greenough ، 1982). عندما تعلموا مجموعة من المهارات الحركية المعقدة ، حدثت تغيرات هيكلية في المنطقة الحركية للقشرة الدماغية وفي المخيخ ، وهي بنية الدماغ المؤخر التي تنسق النشاط الحركي (Black et al. ، 1990 Kleim et al. ، 1996).

هذه التغييرات في بنية الدماغ تكمن وراء التغييرات في التنظيم الوظيفي للدماغ. أي أن التعلم يفرض أنماطًا جديدة من التنظيم على الدماغ ، وقد تم تأكيد هذه الظاهرة من خلال التسجيلات الكهرو-فيزيولوجية لنشاط الخلايا العصبية (بوليو وسينادير ، 1990). تقدم دراسات تطور الدماغ نموذجًا لعملية التعلم على المستوى الخلوي: التغييرات التي لوحظت لأول مرة في الفئران أثبتت أيضًا أنها صحيحة في الفئران والقطط والقرود والطيور ، ومن شبه المؤكد أنها تحدث عند البشر.

دور التعليم في تنمية الدماغ

من الواضح أن الدماغ يمكنه تخزين المعلومات ، ولكن ما هي أنواع المعلومات؟ عالم الأعصاب لا يجيب على هذه الأسئلة. الإجابة عليها هي مهمة العلماء الإدراكيين والباحثين التربويين وغيرهم ممن يدرسون آثار التجارب على السلوك البشري والإمكانات البشرية. توضح العديد من الأمثلة كيف يمكن للتعليم في أنواع معينة من المعلومات أن يؤثر على عمليات التنمية الطبيعية. يناقش هذا القسم قضية تتعلق بتطوير اللغة.

تطوير اللغة والدماغ

غالبًا ما يتم توقيت تطور الدماغ للاستفادة من تجارب معينة ، مثل أن المعلومات من البيئة تساعد في تنظيم الدماغ. إن تطور اللغة لدى البشر هو مثال على عملية طبيعية يسترشد بها جدول زمني بشروط محدودة معينة. مثل تطور النظام البصري ، تحدث عمليات متوازية في تطوير اللغة البشرية للقدرة على إدراك الصوتيات و ldquoatoms و rdquo الكلام. يتم تعريف الصوت على أنه أصغر وحدة ذات معنى في صوت الكلام. يميز البشر صوت & ldquob & rdquo عن & ldquop & rdquo الصوت إلى حد كبير من خلال إدراك وقت ظهور الصوت بالنسبة إلى وقت جزء الشفاه ، فهناك حد يفصل & ldquob & rdquo عن & ldquop & rdquo يساعد على تمييز & ldquobet & rdquo من & ldquopetars. توجد بين الصوتيات وثيقة الصلة ، وتعكس هذه الحدود عند البالغين تجربة لغوية. يميز الأطفال الصغار جدًا حدودًا صوتية أكثر من البالغين ، لكنهم يفقدون سلطاتهم التمييزية عندما لا تدعم تجربة اللغة المنطوقة حدودًا معينة (Kuhl ، 1993). مواطن جابا-

لا تميز مكبرات الصوت nese ، على سبيل المثال ، عادةً ما يميز & ldquor & rdquo عن & ldquol & rdquo الأصوات الواضحة لمتحدثي اللغة الإنجليزية ، وتضيع هذه القدرة في الطفولة المبكرة لأنها ليست في الكلام الذي يسمعونه. من غير المعروف ما إذا كان الإفراط في إنتاج المشابك العصبية والقضاء عليها يكمن وراء هذه العملية ، لكنها بالتأكيد تبدو معقولة.

تحدث عملية التخلص من المشبك ببطء نسبيًا في المناطق القشرية الدماغية التي تشارك في جوانب اللغة والوظائف المعرفية العليا الأخرى (Huttenlocher and Dabholkar ، 1997). يبدو أن أنظمة الدماغ المختلفة تتطور وفقًا لأطر زمنية مختلفة ، مدفوعة جزئيًا بالخبرة وجزئيًا بالقوى الداخلية. تشير هذه العملية إلى أن أدمغة الأطفال و rsquos قد تكون أكثر استعدادًا لتعلم أشياء مختلفة في أوقات مختلفة. ولكن ، كما هو مذكور أعلاه ، يستمر التعلم في التأثير على بنية الدماغ لفترة طويلة بعد اكتمال زيادة إنتاج المشابك وفقدانها. تتم إضافة نقاط الاشتباك العصبي الجديدة التي لم تكن لتوجد أبدًا بدون التعلم ، ويستمر إعادة تنظيم مخطط الأسلاك للدماغ طوال حياة الفرد. قد تكون هناك تغييرات أخرى في الدماغ مرتبطة بتشفير التعلم ، لكن معظم العلماء يتفقون على أن إضافة وتعديل المشبك العصبي هما الأكثر تأكيدًا.

أمثلة لتأثيرات التدريس على نمو الدماغ

ظهرت المعرفة التفصيلية لعمليات الدماغ التي تكمن وراء اللغة في السنوات الأخيرة. على سبيل المثال ، يبدو أن هناك مناطق دماغية منفصلة متخصصة في المهام الفرعية مثل سماع الكلمات (اللغة المنطوقة للآخرين) ، ورؤية الكلمات (القراءة) ، والتحدث بالكلمات (الكلام) ، وتوليد الكلمات (التفكير باللغة). لا يزال يتعين تحديد ما إذا كانت أنماط تنظيم الدماغ هذه للمهارات الشفوية والكتابية والاستماعية تتطلب تمارين منفصلة لتعزيز المهارات المكونة للغة ومعرفة القراءة والكتابة. إذا كانت هذه المهارات وثيقة الصلة ببعض تمثيل الدماغ المستقل إلى حد ما ، فإن الممارسة المنسقة للمهارات قد تكون طريقة أفضل لتشجيع المتعلمين على التحرك بسلاسة بين التحدث والكتابة والاستماع.

تقدم اللغة مثالًا صارخًا بشكل خاص على كيفية مساهمة العمليات التعليمية في تنظيم وظائف الدماغ. هذا المثال مثير للاهتمام لأن العمليات اللغوية عادة ما تكون أكثر ارتباطًا بالجانب الأيسر من الدماغ. كما تشير المناقشة التالية ، يمكن أن تساهم أنواع معينة من الخبرات في مناطق أخرى من الدماغ تتولى بعض وظائف اللغة. على سبيل المثال ، يتعلم الصم الذين يتعلمون لغة الإشارة التواصل باستخدام النظام البصري بدلاً من النظام السمعي. لغات الإشارة اليدوية لها هياكل نحوية ، مع الألقاب والصرف ، لكنها ليست ترجمات للغات المنطوقة. كل لغة إشارة معينة (مثل لغة الإشارة الأمريكية)

لديها منظمة فريدة من نوعها ، تتأثر بحقيقة أنه يُنظر إليها بصريًا. يعتمد إدراك لغة الإشارة على الإدراك البصري الموازي للشكل والموقع المكاني النسبي وحركة اليدين ونوع مختلف تمامًا من الإدراك عن الإدراك السمعي للغة المنطوقة (بيلوجي ، 1980).

في الجهاز العصبي للشخص السمعي ، يبدو أن مسارات الجهاز السمعي مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بمناطق الدماغ التي تعالج ميزات اللغة المنطوقة ، بينما يبدو أن المسارات البصرية تمر بعدة مراحل من المعالجة قبل استخراج ميزات اللغة المكتوبة (Blakemore ، 1977 فريدمان وكوكينج ، 1986). عندما يتعلم الفرد الصم التواصل مع الإشارات اليدوية ، فإن عمليات الجهاز العصبي المختلفة قد حلت محل تلك المستخدمة عادة للغة وإنجاز مدشا مهم.

درس علماء الأعصاب كيف تجتمع مناطق المعالجة البصرية المكانية واللغة معًا في نصف كرة مخي مختلف ، بينما يطورون وظائف جديدة معينة كنتيجة لتجارب اللغة المرئية. في أدمغة جميع الصم ، يتم تنظيم بعض المناطق القشرية التي تعالج المعلومات السمعية بشكل طبيعي لمعالجة المعلومات المرئية. ومع ذلك ، هناك أيضًا اختلافات واضحة بين أدمغة الصم الذين يستخدمون لغة الإشارة والصم الذين لا يستخدمون لغة الإشارة ، ربما لأن لديهم تجارب لغوية مختلفة (نيفيل ، 1984 ، 1995). من بين أشياء أخرى ، توجد اختلافات كبيرة في الأنشطة الكهربائية لأدمغة الأفراد الصم الذين يستخدمون لغة الإشارة وأولئك الذين لا يعرفون لغة الإشارة (فريدمان وكوكينج ، 1986 نيفيل ، 1984). هناك أيضًا أوجه تشابه بين مستخدمي لغة الإشارة ذوي السمع العادي ومستخدمي لغة الإشارة الذين يعانون من الصمم والتي تنتج عن تجاربهم المشتركة في الانخراط في الأنشطة اللغوية. بمعنى آخر ، يمكن لأنواع معينة من التعليمات تعديل الدماغ ، وتمكينه من استخدام المدخلات الحسية البديلة لإنجاز الوظائف التكيفية ، في هذه الحالة ، التواصل.

دليل آخر على أن الدماغ البشري يمكن إعادة تنظيمه وظيفيًا عن طريق التعليمات يأتي من الأبحاث التي أجريت على الأفراد الذين عانوا من السكتات الدماغية أو تمت إزالة أجزاء من الدماغ (Bach-y-Rita، 1980، 1981 Crill and Raichle، 1982). نظرًا لأن التعافي التلقائي أمر غير مرجح بشكل عام ، فإن أفضل طريقة لمساعدة هؤلاء الأفراد على استعادة وظائفهم المفقودة هي تزويدهم بالتعليمات وفترات طويلة من الممارسة. على الرغم من أن هذا النوع من التعلم يستغرق عادةً وقتًا طويلاً ، إلا أنه يمكن أن يؤدي إلى استعادة جزئية أو كاملة للوظائف عندما يعتمد على المبادئ السليمة للتعليم. أظهرت الدراسات التي أجريت على الحيوانات ذات الإعاقات المماثلة بوضوح تكوين روابط دماغية جديدة وتعديلات أخرى ، لا تختلف عن تلك التي تحدث عندما يتعلم الكبار (على سبيل المثال ، Jones and Schallert ، 1994 Kolb ، 1995). وبالتالي ، فإن التعلم الموجه والتعلم من التجارب الفردية يلعبان أدوارًا مهمة في إعادة التنظيم الوظيفي للدماغ.

عمليات الذاكرة والدماغ

تقدم البحث في عمليات الذاكرة في السنوات الأخيرة من خلال الجهود المشتركة لعلماء الأعصاب وعلماء الإدراك ، بمساعدة التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني والتصوير الوظيفي بالرنين المغناطيسي (Schacter ، 1997). تأتي معظم التطورات البحثية في الذاكرة التي تساعد العلماء على فهم التعلم من مجموعتين رئيسيتين من الدراسات: الدراسات التي تُظهر أن الذاكرة ليست بنية وحدوية والدراسات التي تربط ميزات التعلم بالفعالية اللاحقة في الاسترجاع.

الذاكرة ليست كيانًا واحدًا ولا ظاهرة تحدث في منطقة واحدة من الدماغ. هناك عمليتان أساسيتان للذاكرة: الذاكرة التقريرية ، أو ذاكرة الحقائق والأحداث التي تحدث بشكل أساسي في أنظمة الدماغ التي تتضمن الحُصين والذاكرة الإجرائية أو غير التوضيحية ، وهي ذاكرة للمهارات والعمليات المعرفية الأخرى ، أو الذاكرة التي لا يمكن تمثيلها في الجمل التقريرية ، والذي يحدث بشكل أساسي في أنظمة الدماغ التي تنطوي على Neostriatum (Squire ، 1997).

تساهم ميزات التعلم المختلفة في استدامة أو هشاشة الذاكرة. على سبيل المثال ، تُظهر مقارنات ذكريات الأشخاص و rsquos للكلمات مع ذكرياتهم لصور نفس الأشياء تأثيرًا تفوقًا للصور. يكون تأثير التفوق في الصور صحيحًا أيضًا إذا تم الجمع بين الكلمات والصور أثناء التعلم (Roediger ، 1997). من الواضح أن هذه النتيجة لها صلة مباشرة بتحسين التعلم طويل المدى لأنواع معينة من المعلومات.

أشارت الأبحاث أيضًا إلى أن العقل ليس مجرد مسجل سلبي للأحداث ، بل إنه يعمل بنشاط في كل من تخزين المعلومات واستدعائها. هناك بحث يوضح أنه عندما يتم تقديم سلسلة من الأحداث في تسلسل عشوائي ، فإن الناس يعيدون ترتيبها في تسلسل يكون منطقيًا عندما يحاولون تذكرها (Lichtenstein and Brewer ، 1980). إن ظاهرة الدماغ النشط تتضح بشكل كبير من خلال حقيقة أن العقل يمكنه & ldquoremememor & rdquo الأشياء التي لم تحدث في الواقع. في أحد الأمثلة (Roediger ، 1997) ، يُعطى الناس لأول مرة قوائم من الكلمات: حلوى - سكر - مر - طعم جيد - أسنان - لطيفة - عسل - صودا - شوكولاتة - قلب - فطيرة - فطيرة. خلال مرحلة التعرف اللاحقة ، يُطلب من الأشخاص الرد & ldquoyes & rdquo أو & ldquono & rdquo على أسئلة حول ما إذا كانت كلمة معينة موجودة في القائمة. مع التردد العالي والموثوقية العالية ، أفاد الأشخاص بأن الكلمة & ldquosweet & rdquo كانت في القائمة. أي أنهم يتذكرون شيئًا غير صحيح. يوضح الاكتشاف العقل النشط في العمل باستخدام عمليات الاستنتاج لربط الأحداث. الأشخاص & ldquoremaker & rdquo الكلمات التي تم تضمينها ولكن لم يتم ذكرها بنفس احتمالية الكلمات التي تم تعلمها. في عمل من أعمال الكفاءة والاقتصاد المعرفي & rdquo (جيبسون ، 1969) ، يخلق العقل فئات لمعالجة المعلومات. وبالتالي ، فمن سمات التعلم أن عمليات الذاكرة تنشئ روابط علائقية بمعلومات أخرى.

في ضوء حقيقة أن التجربة تغير هياكل الدماغ وهذا النوع -

التجارب المحددة لها تأثيرات محددة على الدماغ ، تصبح طبيعة الخبرة & rdquo سؤالًا مثيرًا للاهتمام فيما يتعلق بعمليات الذاكرة. على سبيل المثال ، عندما يُسأل الأطفال عما إذا كان حدث خاطئ قد وقع (كما تحقق من قبل والديهم) ، فإنهم سيقولون بشكل صحيح أنه لم يحدث لهم أبدًا (Ceci ، 1997). ومع ذلك ، بعد انتشار المناقشات المتكررة حول نفس الأحداث الزائفة مع مرور الوقت ، يبدأ الأطفال في تحديد هذه الأحداث الخاطئة على أنها أحداث حقيقية. بعد حوالي 12 أسبوعًا من هذه المناقشات ، يقدم الأطفال روايات مفصلة بالكامل عن هذه الأحداث الوهمية ، والتي تشمل الآباء والأشقاء ومجموعة كاملة من الأدلة الداعمة. من الدماغ كأحداث أو كلمات تم اختبارها بشكل مباشر (Schacter ، 1997). يُظهر التصوير بالرنين المغناطيسي أيضًا أن مناطق الدماغ نفسها يتم تنشيطها أثناء الأسئلة والأجوبة حول كل من الأحداث الصحيحة والخاطئة. قد يفسر هذا لماذا قد تبدو الذكريات الخاطئة مقنعة جدًا للفرد الذي يقوم بالإبلاغ عن الأحداث.

باختصار ، فئات الكلمات والصور وفئات المعلومات الأخرى التي تتضمن معالجة معرفية معقدة على أساس متكرر تنشط الدماغ. يؤدي التنشيط إلى تحريك الأحداث المشفرة كجزء من الذاكرة طويلة المدى. تعالج عمليات الذاكرة كلاً من أحداث الذاكرة الحقيقية والكاذبة بالمثل ، وكما يتضح من تقنيات التصوير ، تنشط مناطق الدماغ نفسها ، بغض النظر عن صحة ما يتم تذكره. الخبرة مهمة لتطوير هياكل الدماغ ، وما يتم تسجيله في الدماغ كذكريات من التجارب يمكن أن يشمل أنشطة ذهنية خاصة به.

هذه النقاط حول الذاكرة مهمة لفهم التعلم ويمكن أن تشرح الكثير عن سبب تذكر التجارب بشكل جيد أو ضعيف. من المهم بشكل خاص اكتشاف أن العقل يفرض بنية على المعلومات المتاحة من التجربة. هذا يوازي أوصاف تنظيم المعلومات في الأداء الماهر التي تمت مناقشتها في الفصل 3: أحد الاختلافات الأساسية بين المبتدئ والخبير هو الطريقة التي يتم بها تنظيم المعلومات واستخدامها. من منظور التدريس ، فإنه يشير مرة أخرى إلى أهمية وجود إطار شامل مناسب يتم من خلاله التعلم بشكل أكثر كفاءة وفعالية (راجع الأدلة التي تمت مناقشتها في الفصلين 3 و 4).

بشكل عام ، تؤكد أبحاث علم الأعصاب الدور المهم الذي تلعبه التجربة في بناء بنية العقل من خلال تعديل هياكل الدماغ: لا يقتصر التطور على اكتشاف الأنماط المبرمجة مسبقًا. علاوة على ذلك ، هناك تقارب في العديد من أنواع البحث حول بعض القواعد التي تحكم التعلم. واحدة من أبسط القواعد هي أن الممارسة تزيد التعلم في الدماغ ، وهناك علاقة مماثلة بين مقدار الخبرة في بيئة معقدة ومقدار التغيير الهيكلي.

باختصار ، بدأ علم الأعصاب في تقديم بعض الأفكار ، إن لم يكن كذلك

الإجابات النهائية للأسئلة ذات الأهمية الكبيرة للمعلمين. هناك أدلة متزايدة على أن كلا من الدماغ النامي والناضج يتغيران بنيوياً عند حدوث التعلم. وبالتالي ، يُعتقد أن هذه التغييرات الهيكلية تشفر التعلم في الدماغ. لقد وجدت الدراسات تغيرات في وزن وسمك القشرة الدماغية للفئران التي كانت على اتصال مباشر ببيئة فيزيائية محفزة ومجموعة اجتماعية تفاعلية. كشف العمل اللاحق عن تغييرات أساسية في بنية الخلايا العصبية والأنسجة التي تدعم وظيفتها.تحتوي الخلايا العصبية على عدد أكبر من نقاط الاشتباك العصبي التي تتواصل من خلالها مع بعضها البعض. يتم تغيير بنية الخلايا العصبية نفسها بالمقابل. في ظل بعض الظروف على الأقل ، يمكن أيضًا تغيير كل من الخلايا النجمية التي توفر الدعم للخلايا العصبية والشعيرات الدموية التي تزود الدم. يبدو أن تعلم مهام محددة يغير مناطق معينة من الدماغ تشارك في المهمة. تشير هذه النتائج إلى أن الدماغ هو عضو ديناميكي ، يتشكل إلى حد كبير من خلال التجربة و [مدشسب] ما يفعله الكائن الحي ، وما فعله.

استنتاج

غالبًا ما يُقال على نطاق واسع أن التقدم في فهم تطور الدماغ وآليات التعلم له آثار كبيرة على التعليم وعلوم التعلم. بالإضافة إلى ذلك ، قدم بعض علماء الدماغ نصائح ، غالبًا على أساس علمي ضعيف ، والتي تم دمجها في المنشورات المصممة للمعلمين (انظر ، على سبيل المثال ، Sylwester ، 1995: الفصل 7). تقدم علم الأعصاب إلى النقطة التي حان الوقت للتفكير بشكل نقدي حول الشكل الذي يتم فيه إتاحة المعلومات البحثية للمعلمين بحيث يتم تفسيرها بشكل مناسب للممارسة و mdash تحديد نتائج البحث الجاهزة للتنفيذ وأيها غير جاهز.

يستعرض هذا الفصل الدليل على تأثيرات التجربة على نمو الدماغ ، وتكيف الدماغ مع مسارات بديلة للتعلم ، وتأثير التجربة على الذاكرة. العديد من النتائج حول الدماغ والعقل واضحة وتؤدي إلى مواضيع البحث التالية:

يعتمد التنظيم الوظيفي للدماغ والعقل على التجربة ويستفيد منها بشكل إيجابي.

التنمية ليست مجرد عملية تتكشف مدفوعة بيولوجيًا ، ولكنها أيضًا عملية نشطة تستمد المعلومات الأساسية من التجربة.

أظهرت الأبحاث أن بعض التجارب لها أقوى التأثيرات خلال فترات حساسة معينة ، بينما يمكن أن تؤثر تجارب أخرى على الدماغ على مدى فترة زمنية أطول.


خريطة القزم الخاص بك

الفضل في هذا النشاط: Rebekah Corlew ، دكتوراه. وثيو ووكر ، معهد فلوريدا ماكس بلانك ، جوبيتر ، فلوريدا

كيف ستبدو لو كنت من الهومونكولوس؟ استخدم نتائج اختبار التمييز المكون من نقطتين لمعرفة ذلك!

قم بإجراء اختبار التمييز من نقطتين:

  1. قطع المسواك إلى النصف.
  2. الصق أعواد الأسنان في أزواج لفهرسة البطاقات بحيث تبرز النقاط. يجب عمل ستة أجهزة اختبار مختلفة بمسافات بين أطراف أعواد الأسنان 60 مم ، 30 مم ، 15 مم ، 7.5 مم ، 3.75 مم و 0 مم. (يمكن أن يحتوي جهاز اختبار 0 مم على عود أسنان واحد فقط). يجب أن تكون أطوال الأجزاء المدببة هي نفسها للأزواج.
  3. كما هو موضح في الرسم التوضيحي أدناه ، يمكنك استخدام بطاقتي فهرسة لجميع المختبرين الستة.

اختبر موضوعاتك باستخدام اختبار تمييز نقطتين:

  1. سوف يقوم المجرب بلمس نقطتي المختبر برفق على جلد الموضوع. يجب أن تهبط النقاط في نفس الوقت.
  2. سيبلغ الموضوع (دون النظر) إذا كانت هناك نقطتان أو نقطة واحدة. للحصول على نسخة سريعة وسهلة من الاختبار ، ابدأ بأكبر مسافة أولاً (60 مم) واعمل لأسفل حتى لا يشعر الموضوع بنقطتين.
  3. من حين لآخر ، المس بنقطة واحدة حتى لا يحاول الموضوع خداع الاختبار.
  4. اختبر الجبهة والظهر والذراعين واليدين والساقين والقدمين. لكل جزء من أجزاء الجسم ، عندما يُبلغ الموضوع عن نقطة واحدة بدلاً من نقطتين ، اكتب المسافة الأخيرة التي لا يزال من الممكن أن يشعر بها الموضوع بنقطتين. ثم افتح "صانع الهومونكولوس" وانقر على الصورة الرمزية التي تختارها.
  5. في تلك الصفحة ، أدخل بياناتك التجريبية وشاهد شكل homunculus الخاص بك.
  6. اطبعها وقارن مع أصدقائك!
  • مسطرة بمقياس ملليمتر
  • غراء أو شريط لاصق
  • المسواك
  • كمبيوتر متصل بالإنترنت

تقييم الطرق الحسابية لتحليل الميكروبيوم البشري باستخدام بيانات المحاكاة

خلفية: لقد تم تطوير فهمنا للتركيب والوظيفة والآثار الصحية للميكروبات البشرية من خلال التسلسل عالي الإنتاجية وتطوير التحليلات الجينية الجديدة. ومع ذلك ، لا تزال المفاضلات بين الاستراتيجيات البديلة لاكتساب وتحليل بيانات التسلسل غير مدروسة.

أساليب: قمنا بتقييم ثمانية خطوط أنابيب تصنيفية تصنيفية شهيرة MetaPhlAn2 و metaMix و PathoScope 2.0 و Sigma و Kraken و ConStrains و Centrifuge و Taxator-tk ، مقابل بطارية من مجموعات البيانات metagenomic المحاكاة من بيانات حقيقية. تم تصميم مجموعات البيانات metagenomic على 426 مسودة جينوم كاملة أو دائمة مخزنة في قاعدة بيانات الميكروبيوم البشري عن طريق الفم وتم تصميمها لمحاكاة الظروف التجريبية المختلفة ، سواء في تصميم تجربة افتراضية طول القراءة (75-1000 قراءة) ، عمق التسلسل (100 كيلو بايت). -10M) ، وفي عدد التركيب الميتاجينومي للأنواع الموجودة (10 ، 100 ، 426) ، توزيع الأنواع. تم قياس حساسية وخصوصية كل خط من خطوط الأنابيب في ظل سيناريوهات مختلفة. قمنا أيضًا بتقدير متوسط ​​الجذر النسبي للخطأ التربيعي ومتوسط ​​الخطأ النسبي لتقييم تقديرات الوفرة الناتجة عن طرق مختلفة. تم إنشاء مجموعات بيانات إضافية لخمسة من خطوط الأنابيب لمحاكاة التواجد داخل ميتاجينوم لأنواع غير مرجعية ، ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالأنواع الأخرى المشار إليها. تم أيضًا إنشاء مجموعات بيانات إضافية من أجل قياس الوقت الحسابي على مجموعات البيانات ذات عمق التسلسل المتزايد باستمرار (حتى 6 × 10 7).

نتائج: أدى اختبار ثمانية خطوط أنابيب مقابل 144 مجموعة بيانات ميتاجينومية محاكية في البداية إلى 1104 نتيجة منفصلة. كانت خطوط الأنابيب التي تستخدم استراتيجية الجينات ذات العلامات MetaPhlAn2 و ConStrains أقل حساسية بشكل عام من خطوط الأنابيب الأخرى مع استثناء ملحوظ لـ Taxator-tk. تم تعويض هذا الاختلاف في الحساسية إلى حد كبير من حيث وقت التشغيل ، وهو أقل بكثير من خطوط الأنابيب الأكثر حساسية التي تعتمد على محاذاة الجينوم الكامل مثل PathoScope2.0. ومع ذلك ، فإن خطوط الأنابيب التي استخدمت استراتيجيات لتسريع المحاذاة بين المراجع الجينومية والقراءات الميتاجينومية ، مثل kmerization ، كانت قادرة على الجمع بين الحساسية العالية ووقت التشغيل المنخفض ، كما هو الحال مع Kraken و Centrifuge. أدت جينومات الأنواع الغائبة في قاعدة البيانات في الغالب إلى تخصيص قراءات للأنواع الأكثر ارتباطًا والمتاحة في جميع خطوط الأنابيب. تشير نتائجنا إلى أن البيانات التصنيفية التي تستخدم تقنية kmerization قد حلت إلى حد كبير محل تلك التي تستخدم علامات الجينات ، مقترنةً أوقات التشغيل المنخفضة بحساسية وخصوصية عالية. قدمت ملفات التعريف التصنيفية التي تستخدم إعادة تعيين القراءة التي تستغرق وقتًا طويلاً ، مثل PathoScope 2.0 ، الملفات الشخصية الأكثر حساسية في إطار سيناريوهات التسلسل الميتاجينومي الشائعة. يمكن تصور جميع النتائج التي تم وصفها ومناقشتها في هذه الورقة باستخدام تطبيق R Shiny المخصص (https://github.com/microgenomics/HumanMicrobiomeAnalysis). يتم توفير جميع مجموعات البيانات وخطوط الأنابيب والنتائج الخاصة بنا من خلال مستودع GitHub لقياس الأداء في المستقبل.

الكلمات الدالة: مقياس الأداء Microbiome Read-based metagenomics التصنيف التصنيفي.

بيان تضارب المصالح

Keith A. Crandall و Eduardo Castro-Nallar هما محرران قسم وأكاديميان في PeerJ ، على التوالي.


أنف الإنسان يمكنه اكتشاف تريليون رائحة

وردة ، فنجان قهوة طازج ، نار خشب. هذه ليست سوى ثلاثة من حوالي تريليون رائحة يستطيع أنف وعقل الإنسان تمييزها عن بعضهما البعض ، وفقًا لدراسة جديدة. كان الباحثون قد قدروا سابقًا أن البشر يمكن أن يستشعروا فقط حوالي 10000 رائحة ولكن لم يتم اختبار الرقم بشكل صريح من قبل.

تقول عالمة الأحياء العصبية ليزلي فوشال من جامعة روكفلر في مدينة نيويورك ، والتي قادت العمل الجديد: "لقد تم الحديث عن فكرة أن البشر سيئون في اكتشاف الروائح". "لذا يجب أن تمنح هذه النتائج الجنس البشري بأسره دفعة ثقة."

يكتشف البشر الروائح عن طريق استنشاق الهواء الذي يحتوي على جزيئات الرائحة ، والتي ترتبط بعد ذلك بمستقبلات داخل الأنف ، وتنقل الرسائل إلى الدماغ. تتكون معظم الروائح من العديد من الروائح ، فعلى سبيل المثال ، تتكون رائحة الشوكولاتة من مئات جزيئات الرائحة المختلفة. يوفر فهم كيفية معالجة الناس للمعلومات المعقدة الواردة في الروائح - أو ذكريات الروائح - نافذة على كيفية عمل الدماغ البشري.

تقول فوسهول إنها وآخرين في هذا المجال كانوا يعتقدون منذ فترة طويلة أن عدد الروائح التي يمكن اكتشافها والتي غالبًا ما يتم الاستشهاد بها في الأدبيات ، بناءً على حسابات تقريبية أجريت في عشرينيات القرن الماضي للمجموعات ونطاقات الروائح المعروفة - بدعوى أن البشر يمكنهم تمييز 10000 رائحة - كان أمرًا بعيدًا إيقاف. لذلك قرر مختبرها اختباره مرة واحدة وإلى الأبد. أخذوا 128 جزيء رائحة تمثل مجموعة واسعة من الروائح وبدأوا في دمجها في خلائط فريدة تحتوي على 10 أو 20 أو 30 مكونًا مختلفًا. بعد ذلك ، قاموا بتجنيد متطوعين من المجتمع ، تتراوح أعمارهم بين 20 إلى 48 عامًا ، لبدء استنشاق الخلطات. يقول فوسهول: "الأشخاص الذين دعيناهم لإجراء هذه الدراسة ليسوا محترفين ، ولم يكونوا من خبراء تذوق النبيذ أو العطارين".

أُعطي كل متطوع ثلاث قوارير تحتوي على رائحة في المرة الواحدة - اثنتان متطابقتان وواحدة كانت خليطًا مختلفًا بعض الشيء - ثم سُئل أيهما كان الغريب. في المتوسط ​​، إذا اختلفت المكونات بأكثر من 50٪ ، كما وجد العلماء ، يمكن للناس تمييز الروائح على أنها مختلفة. عندما سحق فريق Vosshall هذه الأرقام ، واستنبط عدد المجموعات المختلفة من 128 رائحة يمكن للشخص العادي التفريق بينها ، وصلوا بمتوسط ​​1 تريليون رائحة.

ومع ذلك ، فإن الأداء الفردي متنوع ، حيث يقدمون التقارير عبر الإنترنت اليوم في علم. حسب الباحثون أن الرائحة الأقل نجاحًا في الدراسة ستكون قادرة على شم 80 مليون رائحة فريدة فقط. والأفضل أداءً كان يتمتع بحاسة شم أكثر حساسية بكثير ، ومن المحتمل أن يكون قادرًا على تمييز أكثر من ألف تريليون رائحة.

ومع ذلك ، فإن القدرة على تمييز تريليون رائحة عن بعضها البعض عند اقترانها لا تعني أن البشر يمكنهم التعرف على تريليون رائحة مختلفة ، كما يقول طبيب الأعصاب جاي جوتفريد من كلية الطب بجامعة نورث وسترن في شيكاغو ، إلينوي. "حتى لو تمكن البشر من التمييز بين العديد من الروائح بناءً على هذه الخلطات المتوقعة ، لا أعرف ما إذا كان هناك بالفعل 1 تريليون رائحة فريدة في العالم سنحتاج إلى التمييز."

يضيف جوتفريد ، مع ذلك ، أن الدراسة تطرح أسئلة مثيرة للاهتمام بشأن كيفية استشعار الروائح المعقدة من قبل الأنف والدماغ. "بشكل عام ، يسلط الضوء على الاهتمام المتزايد بكيفية استشعار ومعالجة مجموعات الروائح - بدلاً من جزيئات الرائحة الواحدة في وقت واحد."

تتابع فوسهول وزملاؤها بعض هذه الأسئلة ، بما في ذلك ما إذا كانت مجموعات معينة من الروائح لا يمكن تمييزها على الرغم من اختلافها الشديد على المستوى الجزيئي. لكن في الوقت الحالي ، تأمل فقط في أن تشجع النتائج الجديدة الناس على استنشاق العالم من حولهم مرة أخرى.

"مع العلم أن لدينا هذه القدرات ، آمل أن يبدأ الناس ، أثناء قيامهم بأعمالهم ، بالقول ،" مرحبًا ، يمكنني شم كل هذه الأشياء. "ربما تبدأ الشركات التي تصنع المنتجات المعطرة في الاستفادة بشكل أكبر من القدرات البشرية وتطوير منظفات وعطور برائحة جديدة أكثر تشويقًا ". "ربما سنبدأ في استخدام تلك الزوايا من قدرتنا على الشم والتي لم يتم ممارستها مؤخرًا."


الحواس البشرية

قم بإجراء التجارب البسيطة التالية لتحفيز جهازك الحسي. تعمل بعض هذه التجارب بشكل أفضل مع شريك. اكتب تقريرًا موجزًا ​​يصف تجاربك ويجيب على الأسئلة أدناه. كما ستتعلم ، هناك العديد من الحواس أكثر من الحواس الخمس التقليدية ، وهناك أيضًا الكثير من التفاعل بينها.

التجربة 1: اجلس في الظلام لبضع دقائق للسماح لعينيك بالتكيف. في الظلام القريب ، حدِّق مباشرةً في شيء ما وحاول توضيح التفاصيل. الآن انظر إليه باستخدام رؤيتك المحيطية (من الجانب). هل يمكنك توضيحها بشكل أكثر وضوحًا؟ كيف يرتبط هذا بالقضبان والمخاريط؟ جرب هذه الحيلة أثناء مشاهدة النجوم وسترى المزيد!

التجربة 2: ضع عدة أشياء ملونة أمامك ، وببطء شديد ترفع الأضواء من الظلام الدامس. لماذا يمكنك رؤية الألوان في الضوء الخافت ولكن لا يمكنك تحديدها بسهولة؟ كيف يرتبط هذا بالقضبان والمخاريط؟

التجربة 1: ضع يدك اليسرى على عينك اليسرى أثناء التحديق مباشرة في الجزء العلوي X بالعين اليمنى ، و ببطء اقترب من الشاشة حتى تختفي البقعة السوداء (على بعد حوالي قدم من الشاشة). لقد وجدت بقعتك العمياء. بكلتا العينين مفتوحتان ، لماذا لا تجد بقعتك العمياء؟

التجربة 2: الآن كرر هذا الإجراء أثناء النظر إلى "X" في اللوحة السفلية. عندما يختفي الفأر ، ماذا يحدث لقضبان القفص؟ كيف يمكنك أن "ترى" شيئًا في ما تعرف أنه نقطتك العمياء؟ لماذا ترى الأشرطة وليس الماوس؟

ج. الآخرة: تغيير في الحساسية يقتصر على منطقة مقيدة من شبكية العين يسمى التكيف المحلي. هذا يمكن أن يؤدي إلى إنتاج الصور اللاحقة.

د. تعويض: هل تتحسن حاسة السمع أو الشم لدى الشخص الكفيف ، أم أن الشخص الكفيف يفعل بنفس المعلومات أكثر مما يفعل المبصر؟

E. خداع بصري: في بعض الحالات ، كما هو الحال مع تجربة النقطة العمياء ، يملأ الدماغ المعلومات المفقودة للتعويض عن "البيانات المفقودة" القادمة من منطقة النقطة العمياء ، ولكن يمكنه فقط ملء نمط منتظم عن طريق أخذ عينات من المنطقة حول البيانات المفقودة . في حالات أخرى ، يمكن خداع الإدراك (الذي يحدث في الدماغ) بما تراه العين بدقة. في كل من هذه الأمثلة ، حاول تحديد سبب خداع إدراكك. لاحظ في شكل العين أعلاه أن الصورة التي تظهر للعين تنقلب رأسًا على عقب على شبكية العين. كيف ، إذن ، أن نرى الأشياء "في الاتجاه الصحيح"؟

F. عمى الألوان: بسبب طفرة في الكروموسوم X ، من المرجح أن يعبر الذكور عن عمى الألوان أكثر من الإناث لأن الإناث (اللواتي يبلغن من العمر XX) لديهن "نسخة احتياطية" X ولا يملك الذكور (من هم XY). يعاني حوالي 5 ٪ من الذكور من درجة معينة من عمى الألوان الأحمر والأخضر. هل تعرف أي رجل مصاب بعمى الألوان؟ هل تعرف أي امرأة عمى الألوان؟ في مخطط الاختبار التالي ، يمكن للجميع تمييز الدائرة البرتقالية بسهولة ولكن الأشخاص الذين يعانون من عمى الألوان الأحمر والأخضر سيواجهون صعوبة في تحديد النجمة الحمراء. كيف عملت؟

ج. اختبار الرؤية: 20:20 تعني الرؤية أنه على مسافة 20 قدمًا ، يمكنك تمييز الحروف على الرسم البياني كما يستطيع الشخص العادي التمييز على مسافة 20 قدمًا. الشخص ذو الرؤية 20: 100 يكون قصير النظر جدًا لأن ما لا يراه إلا عند ارتفاع 20 قدمًا ، يمكن للشخص العادي أن يراه على ارتفاع 100 قدم. يتمتع الشخص ذو الرؤية 30:20 أفضل من متوسط ​​"حدة البصر" لأنه يستطيع أن يرى على ارتفاع 30 قدمًا ما يمكن للشخص العادي رؤيته عند 20 قدمًا فقط. وفي بعض الأحيان يتم تقسيم "نسب حدة البصر" هذه لإعطاء رقم واحد. في هذه الحالة ، يعني الرقم الأكبر من 1 أن حدة البصر أعلى من المتوسط ​​بينما الرقم 1 متوسط ​​ويشير الرقم الأقل من 1 إلى أقل من متوسط ​​حدة البصر.

قم بتنزيل مخطط الرؤية هذا أو هذا المخطط لاختبار رؤيتك. اطبعها وقم بإجراء الاختبار مع تغطية إحدى العينين ، ثم الأخرى. إذا تمت طباعة الرسم البياني بشكل صحيح ، فيجب أن يكون طول الحرف E 3.5 بوصة. يجب أن تقرأ من 20 قدما. إذا كان بإمكانك قراءة الخط المحدد بدقة على مسافة 20 قدمًا من مسافة 20 قدمًا ، فلديك رؤية 20:20. إذا كنت ترتدي نظارة ، قم بإجراء الاختبار معها وبدونها وقارن النتائج.

2. المذاق (الذوق) و يشم (الشم)

تسمى مستقبلات الذوق والشم بالمستقبلات الكيميائية. يمكن لبراعم التذوق ، الموزعة في جميع أنحاء اللسان ، اكتشاف خمسة أحاسيس طعم مميزة تمامًا: حلو ، حامض ، مالح ، أومامي (مالح) ، ومر. ومع ذلك ، فإن نكهة الأطعمة تتأثر أيضًا بشدة بحاسة الشم. تجويف الفم مفتوح على تجويف الأنف ، لذلك يمكن للجزيئات أن تنتشر من الفم حتى مستقبلات الرائحة في الأنف.

  1. قم بفك تغليف قطعتين من الحلوى الصلبة بنكهات مختلفة جدًا (مثل الحلوى والنعناع) وضعها أمامك.
  2. اقرص أنفك وأغلق عينيك ، حتى لا تعرف أي نوع من الحلوى ستتذوقه.
  3. ضع قطعة حلوى على لسانك. دعها تبقى هناك لبضع ثوان.
  4. انزع تلك الحلوى من لسانك وخمن مذاقها.
  5. اشطفه بالماء بين الأذواق.
  6. حاول مرة أخرى مع الحلوى الثانية.
  7. كرر ذلك مع استمرار إغلاق عينيك ، لكن لا تقرص أنفك هذه المرة.

  1. قم بفك مشبك ورق وأعد ثنيه حتى يكون الطرفان قريبين من بعضهما البعض. قس المسافة.

  2. بينما يغلق شريكك عينيه ، ضع طرفي مشبك الورق في وقت واحد على ظهر ذراعه. اسأل شريكك عما إذا كان يشعر بنصيحتين أو واحدة.

  3. قم بتغيير المسافة بين الطرفين. بين الحين والآخر ، المسهم بنصيحة واحدة فقط للتأكد من أنهم لا يخمنون "اثنين" فقط طوال الوقت.

  4. من خلال القيام بهذا الإجراء بشكل متكرر ، يجب أن تكون قادرًا على الحصول على تقدير جيد للعتبة المكانية المتزامنة لظهر الذراع. قس هذه المسافة بالمسطرة.

  5. كرر باستخدام ظهر اليد وراحة اليد وقارن النتائج. أي المناطق الثلاثة هي الأكثر حساسية؟ أيهما أقل؟

ب. إدراك درجة الحرارة: هل سبق لك أن لاحظت أنه عند دخولك حوض الاستحمام بالماء الساخن ، بالكاد يمكنك تحمله ، وبعد بضع دقائق فقط ، يبدو الأمر جيدًا؟ الإحساس بدرجة الحرارة ليس مطلقًا - ينخفض ​​الإحساس في النهاية. لإثبات هذه الظاهرة ، قم بإعداد ثلاثة أحواض من الماء ، أحدها بالماء الساخن ، والآخر بالماء الفاتر ، والآخر بالماء المثلج.

اجعل الموضوع يضع يدًا في الماء الساخن والأخرى في الماء المثلج. بعد دقيقة واحدة على الأقل من الغمر ، اطلب من شريكك وضع يده في الماء الفاتر ووصف درجة الحرارة. ثم اطلب منهم وضع اليد الأخرى في نفس الحوض ووصف درجة الحرارة مرة أخرى.

لماذا على الرغم من أن كلتا اليدين تعانيان من نفس درجة الحرارة ، إلا أن الإحساس يختلف؟

4. السمع والتوازن

أ. التوجيه إلى الصوت: أولاً ، حاول أن يشير موضوع معصوب العينين إلى شيء موقوت مثل الساعة أو مؤقت المطبخ بينما يكون رأسه في وضع ثابت. ثم اسمح لهم بإدارة رؤوسهم أثناء محاولة تحديد مصدر الصوت. أيهما أكثر فعالية - قلب الرأس أم البقاء ثابتًا؟ لماذا ا؟ لماذا يصعب وضع سدادة أذن في أذن واحدة؟ كيف تتمتع الحيوانات التي تستطيع إدارة آذانها بميزة أخرى؟

ب. الرصيد: يتم التحكم في التوازن أو التوازن عن طريق القنوات نصف الدائرية للأذن الداخلية. يتم توجيه كل قناة من القنوات الثلاث على طول أحد الأبعاد الثلاثة للجسم (المحاور x و y و z) ، لذلك يتم الشعور بالحركة في أي اتجاه عندما يطلق السائل داخل القنوات شعيرات صغيرة من الداخل. يدمج الدماغ هذه المعلومات في إحساس بالتوازن.

أنا. التوازن والرؤية: اجعل الشخص يقف على كلتا قدميه دون أن يتحرك وأعينه مغلقة. ثم اجعلهم يتوازنون على قدم واحدة وأعينهم مغلقة. أخيرًا اجعلهم يسيرون في خط مستقيم وأعينهم مغلقة.كيف تعمل الرؤية بالتنسيق مع الإحساس بالتوازن؟ هل يمكنك أن ترى لماذا يُطلب من الناس السير في خط مستقيم لاختبار الرصانة؟

ثانيا. الحس العميق: كيف تعرف ، حتى مع إغلاق عينيك ، ما إذا كانت ذراعيك ممدودة أمامك مباشرة ، أو فوق رأسك أو إلى جانبك ، أو مثنية عند الكوع أو بشكل مستقيم ، مع توجيه راحة اليد لأعلى أو لأسفل؟ هل تعتقد أن هذا يتأثر بالجاذبية أم لا؟ هل يعرف رائد الفضاء في انعدام الجاذبية وفي ظلام دامس؟ هل يمكنك لمس أنفك وعينيك مغلقة؟

ثالثا. دوار الحركة: يحدث دوار الحركة بشكل عام عندما تختلف الأذن الداخلية والعين حول حالة الجسم. على سبيل المثال ، عندما تكون في سيارة ركوب سلسة وتنظر من النافذة ، تخبرك عينك أنك تتحرك بسرعة بينما تقول أذنك الداخلية أنك جالس. بطريقة ما ، كلاهما صحيح ، لكن الدماغ لا يستطيع تبرير هاتين التجربتين المختلفتين ويؤدي إلى الغثيان لبعض الناس. لماذا يساعد التحديق في نقطة ثابتة في الأفق بدلاً من التضاريس سريعة الحركة أحيانًا في تقليل دوار الحركة؟ لماذا يسبب انعدام الجاذبية الغثيان لمعظم الناس؟


تقول الدراسة إن حاسة الشم لدى الإنسان تنافس حاسة الشم لدى الكلاب

الكلاب لديها تركيز أعلى من المستقبلات الشمية في أنوفها من البشر ، ولكن هناك روائح معينة ، مثل أسيتات الأميل ، الرائحة الرئيسية في الموز ، والتي يكون البشر أكثر حساسية تجاهها. تصوير: العلمي

الكلاب لديها تركيز أعلى من المستقبلات الشمية في أنوفها من البشر ، ولكن هناك روائح معينة ، مثل أسيتات الأميل ، الرائحة الرئيسية في الموز ، والتي يكون البشر أكثر حساسية تجاهها. تصوير: العلمي

آخر تعديل يوم الأربعاء 14 فبراير 2018 20.43 بتوقيت جرينتش

كتب أرسطو "رائحة الإنسان سيئة" ، بينما خلص تشارلز داروين إلى أن حاسة الشم كانت "خدمة طفيفة للغاية" للإنسان المتحضر. عندما يتعلق الأمر باكتشاف الروائح ، فقد رفضنا منذ فترة طويلة القدرات البشرية باعتبارها من الدرجة الثانية.

الآن تم تحدي هذا الرأي في تحليل علمي يجادل بأن حاسة الشم البشرية لم يتم التقليل من شأنها فحسب ، بل إنها قد تنافس الكلاب والقوارض.

توصل جون ماكغان ، عالم الأعصاب بجامعة روتجرز في نيوجيرسي ومؤلف الورقة البحثية ، إلى هذا الاستنتاج غير المتوقع بعد أن أمضى 14 عامًا في دراسة نظام حاسة الشم.

وقال: "لفترة طويلة فشل الناس في التوقف والتشكيك في هذا الادعاء ، حتى الأشخاص الذين يدرسون حاسة الشم من أجل لقمة العيش". "الحقيقة هي أن حاسة الشم جيدة في البشر مثلها مثل الثدييات الأخرى ، مثل القوارض والكلاب."

قال ماكغان إنه تم تنبيهه إلى "الأسطورة الكبيرة" بعد محاولته ترجمة تجارب القوارض إلى البشر.

قال: "لدينا رائحتان لا تستطيع الفئران التمييز بينهما ، ونتوقع أن البشر لن يكونوا قادرين على ذلك ، وسيكونون مثل" هذا واحد وذاك اثنان ". "كان من المدهش مدى جودة نظام حاسة الشم البشري."

يحدد ماكغان جراح الدماغ في القرن التاسع عشر ، بول بروكا ، باعتباره الجاني الأساسي لإدخال فكرة الشم البشري الأدنى في الأدبيات العلمية.

وأشار بروكا إلى أن البصيلة الشمية - وهي منطقة الدماغ التي تعالج اكتشاف الرائحة - أصغر ، بالنسبة إلى الحجم الكلي للدماغ ، لدى الأشخاص مقارنة بالكلاب أو الجرذان. ألهم هذا الاكتشاف اعتقاد فرويد بأن القمع الجنسي البشري قد يكون مرتبطًا بحاسة الشم "الضامرة عادةً".

في أحدث ورقة بحثية نُشرت في مجلة Science ، يشير ماكغان إلى أن البصيلة الشمية للإنسان من الناحية المطلقة أكبر مما هي عليه في العديد من الثدييات ، وكشف بحث أدبي أن العدد المطلق للخلايا العصبية الشمية ثابت بشكل ملحوظ عبر الثدييات. قال: "ذهبنا إلى كلية الطب ونظرنا إلى دماغ بشري". "وضعنا المصباح البشري بجانب لمبة الفأر وشهقنا. لقد كانت عملاقة ".

يواصل McGann تفكيك المقاييس الأخرى التي تم استخدامها لدعم فكرة أن قدرات الشم البشري محدودة.

لدى البشر ما يقرب من 1000 جين لمستقبلات الرائحة ، على سبيل المثال ، مقارنة بـ 1100 في الفئران ، والتي اعتبرها البعض تأكيدًا على تفوق الفئران. ومع ذلك ، تشير أعمال أخرى إلى عدم وجود علاقة وثيقة بين عدد الجينات الشمية والقدرة على الشم. وجدت إحدى الدراسات أن الأبقار لديها 2000 من هذه الجينات - أكثر بكثير من الكلاب.

الشفرة الجينية "للنكهات" المختلفة لمستقبلات الرائحة في الأنف ، متوافقة مع الكشف الانتقائي للمواد الكيميائية المتطايرة المختلفة في الهواء. في البداية ، كان يُعتقد أن حوالي ثلث جينات حاسة الشم للإنسان وظيفية ، وبدا الباقي على أنه آثار تطورية. ومع ذلك ، تشير الأبحاث الحديثة إلى أن الرقم قد يكون أعلى من ذلك بكثير.

قال ماكغان إن حتى شم بعض الحيوانات باستمرار قد يكون مضللاً. عندما يتعرض الجرذ لرائحة جديدة ، على سبيل المثال ، فإنه يقوم بـ "شم استقصائي سريع" ولكن الفئران لديها نفس رد الفعل عند سماع صوت جديد غير مألوف أو رؤية شيء غير متوقع. قال "الشم ، إلى حد ما ، يعني" أنا فضولي ".

يعترف ماكغان بأن الكلاب ، على الأقل ، لديها تركيز أعلى من المستقبلات الشمية في أنوفها من البشر وهذا ربما يفسر انخفاض عتبة روائح معينة مثل المتفجرات.

ومع ذلك ، حتى الكلاب لديها نقاط ضعف. البشر أكثر حساسية من الكلاب لخلات الأميل ، وهي الرائحة الرئيسية في الموز ، على سبيل المثال ، ربما لأن التعرف على الفاكهة الناضجة كان أكثر أهمية بالنسبة لأسلافنا وغير ذي صلة بأسلافنا.

المراجعة ليست الورقة العلمية الأولى التي تشير إلى أن قدرات حاسة الشم لدى الإنسان قد تم التقليل من شأنها. وجدت دراسة نُشرت العام الماضي أن البشر قادرون على التمييز بين تريليون رائحة مختلفة (على الرغم من أن صحة هذا الادعاء موضع خلاف) وأظهرت دراسة سابقة أن الناس ، بشكل مفاجئ ، قادرون على تتبع الرائحة عبر حقل عشبي.

قال ماكغان إنه اختبر نتائج التتبع ووجدها مقنعة. قال: "نزلت على يدي وركبتي في الحديقة لتتبع الأشياء". "جربه في فناء منزلك ، إنه حقًا مثير للإعجاب."

قال ماثيو كوب ، أستاذ علم الحيوان في جامعة مانشستر ، إن المراجعة غيرت وجهة نظره في دراسة ركز عليها في معظم حياته المهنية. قال: "لدينا هذه الأسطورة القائلة بأن البشر لا يستطيعون شم الرائحة كثيرًا". "ماكغان يستكشف الدليل الفعلي على ذلك ، والذي اتضح أنه ضعيف إلى حد ما. سوف يغير تدريسي العام المقبل ".

كان آخرون أكثر تشككًا. تشير ألكسندرا هورويتز ، العالمة في كلية بارنارد في نيويورك ، والتي يركز عملها على شمية الكلاب ، إلى أنه بينما تتعقب الكلاب الروائح وتجد الأدوية وتكتشف سرطان المبيض في عينات البلازما ، فإن البشر "يلاحظون فقط ما إذا كانت هناك رائحة كريهة في القطار أو شخص ما كان يطبخ عندما نعود إلى المنزل ".

وأضافت: "إن وجود متخصصين في حاسة الشم ، مثل العطارين أو متتبعي الحيوانات ، يشير إلى أنه مع الاهتمام ، يمكننا أن نتحسن كثيرًا". "لكن ليس بمستوى الكلاب".


تطبع الأذن الإلكترونية "الإلكترونية" القابلة للطباعة وعلم الأحياء

استخدم العلماء الطباعة ثلاثية الأبعاد لدمج الأنسجة وهوائي قادر على استقبال إشارات الراديو. الائتمان: فرانك ووجسيتشوفسكي

استخدم العلماء في جامعة برينستون أدوات الطباعة الجاهزة لإنشاء أذن وظيفية يمكنها "سماع" ترددات الراديو التي تتجاوز بكثير قدرة الإنسان العادية.

كان الهدف الأساسي للباحثين هو استكشاف وسيلة فعالة ومتعددة الاستخدامات لدمج الإلكترونيات مع الأنسجة. استخدم العلماء الطباعة ثلاثية الأبعاد للخلايا والجسيمات النانوية متبوعة بزراعة الخلايا لدمج هوائي ملفي صغير مع غضروف ، مما يخلق ما يسمونه الأذن الإلكترونية.

قال مايكل ماك ألبين ، الأستاذ المساعد للهندسة الميكانيكية والفضائية في جامعة برينستون والباحث الرئيسي: "بشكل عام ، هناك تحديات ميكانيكية وحرارية في تفاعل المواد الإلكترونية مع المواد البيولوجية". "في السابق ، اقترح الباحثون بعض الاستراتيجيات لتكييف الإلكترونيات بحيث يكون هذا الاندماج أقل صعوبة. يحدث هذا عادةً بين ورقة ثنائية الأبعاد من الإلكترونيات وسطح من الأنسجة. ومع ذلك ، يقترح عملنا نهجًا جديدًا - لبناء وتنمية علم الأحياء مع الإلكترونيات بشكل تآزري وفي تنسيق متشابك ثلاثي الأبعاد. "

حقق فريق McAlpine العديد من التطورات في السنوات الأخيرة بما في ذلك استخدام أجهزة الاستشعار الطبية والهوائي على نطاق صغير. في العام الماضي ، نتج عن جهد بحثي بقيادة ماك ألبين ونافين فيرما ، الأستاذ المساعد في الهندسة الكهربائية ، و Fio Omenetto من جامعة تافتس ، تطوير "وشم" مكون من جهاز استشعار بيولوجي وهوائي يمكن تثبيته على سطح السن.

ومع ذلك ، فإن هذا المشروع هو أول جهد يبذله الفريق لإنشاء عضو يعمل بكامل طاقته: عضو لا يكرر قدرة الإنسان فحسب ، بل يوسعها باستخدام الإلكترونيات المدمجة

وكتب الباحثون في مقال نُشر في المجلة العلمية: "كان تصميم وتنفيذ الأجهزة والأجهزة الإلكترونية التي تعزز القدرات البشرية ، والمعروفة باسم علم التحكم الآلي ، مجال اهتمام علمي متزايد". رسائل نانو. "هذا المجال لديه القدرة على توليد أجزاء بديلة مخصصة لجسم الإنسان ، أو حتى إنشاء أعضاء تحتوي على قدرات تتجاوز ما توفره البيولوجيا البشرية عادة."

تتضمن هندسة الأنسجة القياسية زرع أنواع من الخلايا ، مثل تلك التي تشكل غضروف الأذن ، على سقالة من مادة بوليمر تسمى هيدروجيل. ومع ذلك ، قال الباحثون إن هذه التقنية تواجه مشاكل في تكرار الهياكل البيولوجية المعقدة ثلاثية الأبعاد. وكتبوا أن إعادة بناء الأذن "تظل واحدة من أصعب المشاكل في مجال الجراحة التجميلية والترميمية".

لحل المشكلة ، لجأ الفريق إلى نهج تصنيع يسمى الطباعة ثلاثية الأبعاد. تستخدم هذه الطابعات التصميم بمساعدة الكمبيوتر لتصور الكائنات كمصفوفات من الشرائح الرفيعة. تقوم الطابعة بعد ذلك بترسيب طبقات من مجموعة متنوعة من المواد - تتراوح من البلاستيك إلى الخلايا - لبناء منتج نهائي. يقول المؤيدون إن التصنيع الإضافي يعد بإحداث ثورة في الصناعات المنزلية من خلال السماح للفرق الصغيرة أو الأفراد بخلق عمل لم يكن من الممكن في السابق القيام به إلا عن طريق المصانع.

يعد إنشاء أعضاء باستخدام طابعات ثلاثية الأبعاد تقدمًا حديثًا أفادت عدة مجموعات باستخدام التكنولوجيا لهذا الغرض في الأشهر القليلة الماضية. لكن هذه هي المرة الأولى التي أظهر فيها الباحثون أن الطباعة ثلاثية الأبعاد هي استراتيجية ملائمة لنسج الأنسجة بالإلكترونيات.

سمحت هذه التقنية للباحثين بدمج إلكترونيات الهوائي مع الأنسجة داخل الهيكل شديد التعقيد للأذن البشرية. استخدم الباحثون طابعة ثلاثية الأبعاد عادية لدمج مصفوفة من خلايا الهيدروجيل وخلايا العجل مع جزيئات الفضة النانوية التي تشكل هوائيًا. تتطور خلايا ربلة الساق لاحقًا إلى غضروف.

قال مانو مانور ، طالب دراسات عليا في مختبر McAlpine والمؤلف الرئيسي للورقة البحثية ، إن التصنيع الإضافي يفتح طرقًا جديدة للتفكير في تكامل الإلكترونيات مع الأنسجة البيولوجية ويجعل من الممكن إنشاء أعضاء إلكترونية حقيقية في الشكل والوظيفة. وقال إنه قد يكون من الممكن دمج أجهزة الاستشعار في مجموعة متنوعة من الأنسجة البيولوجية ، على سبيل المثال ، لمراقبة الضغط على الغضروف المفصلي لركبة المريض.

قال ديفيد غراسياس ، الأستاذ المشارك في جامعة جونز هوبكنز والمؤلف المشارك في المنشور ، إن سد الفجوة بين البيولوجيا والإلكترونيات يمثل تحديًا هائلاً يجب التغلب عليه لتمكين إنشاء الأطراف الاصطناعية والغرسات الذكية.

وقال: "الهياكل البيولوجية ناعمة وهادئة ، وتتكون في الغالب من الماء والجزيئات العضوية ، في حين أن الأجهزة الإلكترونية التقليدية صلبة وجافة ، وتتكون أساسًا من معادن وأشباه موصلات وعوازل كهربائية غير عضوية". "لا يمكن أن تكون الاختلافات في الخواص الفيزيائية والكيميائية بين هاتين الفئتين من المواد أكثر وضوحًا."

تتكون الأذن النهائية من هوائي ملفوف داخل هيكل غضروفي. يؤدي سلكان من قاعدة الأذن ولفائف حول "قوقعة" حلزونية - جزء الأذن الذي يستشعر الصوت - والذي يمكنه الاتصال بأقطاب كهربائية. على الرغم من أن McAlpine يحذر من أنه يلزم إجراء المزيد من العمل والاختبارات المكثفة قبل استخدام التكنولوجيا على المريض ، إلا أنه قال إنه يمكن استخدام الأذن من حيث المبدأ لاستعادة السمع البشري أو تحسينه. وقال إن الإشارات الكهربائية التي تصدرها الأذن يمكن توصيلها بالنهايات العصبية للمريض ، على غرار المعينات السمعية. يستقبل النظام الحالي موجات الراديو ، لكنه قال إن فريق البحث يخطط لدمج مواد أخرى ، مثل أجهزة الاستشعار الإلكترونية الحساسة للضغط ، لتمكين الأذن من تسجيل الأصوات الصوتية.

بالإضافة إلى McAlpine و Verma و Mannoor و Gracias ، يضم فريق البحث: Winston Soboyejo ، أستاذ الهندسة الميكانيكية والفضاء في Princeton Karen Malatesta ، وزميل هيئة التدريس في البيولوجيا الجزيئية في Princeton Yong Lin Kong ، وهو طالب دراسات عليا في الهندسة الميكانيكية والفضاء. في برينستون وتينا جيمس ، طالبة دراسات عليا في الهندسة الكيميائية والجزيئية الحيوية بجامعة جونز هوبكنز.

ضم الفريق أيضًا Ziwen Jiang ، طالب في المدرسة الثانوية في مدرسة Peddie في Hightstown والذي شارك كجزء من برنامج التوعية للباحثين الشباب في مختبر McAlpine.

قال ماك ألبين: "إن Ziwen Jiang هو أحد أروع طلاب المدارس الثانوية الذين رأيتهم على الإطلاق". "لم نكن لنتمكن من إكمال هذا المشروع بدونه ، لا سيما في مهارته في إتقان تصميمات CAD للآذان الإلكترونية."


شاهد الفيديو: Harry Hockaday: Back to Basics u0026 Back to Future هاري هوكيداي: العودة للأساسيات والعودة للمستقبل (قد 2022).