Kuidas teismeliste kognitiivne areng mõjutab nende

käitumist

Dr.Anneli Kolk PhDTÜ Lastekliinik

küsimused?

• kas tegelikult eksisteeriva soolised erinevused poiste/tüdrukute ja meeste/naiste kognitiivsete võimete vahel

• kas sel on praktilist tähtsust

• kas soolised erinevused esinevad ka hariduses

• miks akdeemiline edukus üldse oluline inimese elus?

Miks meile aju tähtis?

SINA OLEDKI SINU AJU

sest

aju pole ainult geeni “produkt”

AJU= ELUPUHUSTE KOGEMUSTE kujund (“skulptuur”)

Inimese ajuMõtlemine

Imetajate ajuEmotsioonid

Roomajate ajuEllujäämine

Paul MacLeani järgi

3-ne aju mudel

MIDA AJU TEEB?

… PRODUTSEERIB KÄITUMIST

selleks 2 ALASÜSTEEMI:

• teadlik vrs. alateadlik– teadlik ventraalne juhtetee– alateadlik -dorsaalne

esmalt vaja luua “pilt reaalsusest”

reaalsus- interaktsioon kogemuse ja geneetilise koodi vahel

• aju tugineb möödaniku kogemustele

• aju teeb oletusi, mis pole alati õiged.

• Aju programmeetritkse enne sündi• Pärast sündi aju areng/küpsemine ketab 20-

30.a. (arstidel, teadlastel)

• Puberteedi perioodil aju v plastiline, et hakkama saada uues kk ja kohaneda

• Aju areng on aktiivne protsess, mõjutatud paljudest faktoritest

KV: inimese kogu elu, edukus, tervis olenevad ajust

• inimliik “tekkis” ~ 8milj.a.tagasi

– 3 milj.a.tagasi: aju maht ~ 400cm3

– nüüd ~ 1350cm3

– loendamatud ühendused 80 bilj. neuroni vahel

• võimaldab nautida korraga nii shokolaadi, muusikat kuifilosoofilist vestlust

• bioloogiliselt pole inimene viimase 50 000 a. jooksul edasiarenenud (v.a.karvakasvu↓)

– inimaju kasvab pärast sündi (loote pea kasv aeglustub pärast 30.n.-ahvil mitte)

rakud protsess

progenitoorrakud

müeliin, tugimetabolism

glükogeen NT

Postnataalne areng

•aju kaal vastsündinul 300 g - 10% kehakaalust– 6.k: kasvanud ½ sünnikaalust

– täiskasvanul 1400g 2%

– 8.a.vanuseks 60% täiskasvanu aju kaalust

•aju maht suureneb, kuid neuronite arv ei kasva!

– tingitud sünapsite arvu kasvust- mis ise ei suurenda aju massi

– suureneb metabolism- neuronid muutuvad suuremaks

– formeeruvad uued veresooned

– kasvab astrotsüütide arv

aju areng on > tsükliline kui lineaarne protsess

nn. redelist ülesronimine

• esimesed 10 a. on aju 2x aktiivsem kui täiskasvanu-eas

• 60% toidust läheb 1.eluaastal aju arenguksväheneb 30%-le 3.aastaks

• aju on kallis organ!!

• Hallaine hulk kasvab U-kujulist kõverat pidi

• Valgeaine hulk lineaarselt

• Hallaine mahu peak

tüdrukud poisid

FS-s 11.a. 12,1

TS 16,7 16,2

PS 10,2 11,8

Rate of change in cortical thickness

P. Shaw, D. Greenstein, J. Lerch, L. Clasen, R. Lenroot, N. Gogtay, A. Evans,J. Rapoport and J. Giedd Nature 440, 676-679 (30 March 2006)

In the right superior and medial frontal gyrus, the age of maximum cortical thickness is 5.6 yr for average, 8.5 yr for high, and 11.2 yr for thesuperior intelligence group).

• Meeste aju täismaht 15.a.

• Naistel 11.a.– Meeste aju maht suurem

• Hallaine maht kasvab (seejärel….langema)– Naistel 9.a.

– Meestel 11.a.

• Valgeaine maht suureneb 19.a.-ni, ehk kauemgi.

valgeaine osas

ühtlane nn. lineaarne areng, mis on

hormoonidest ja pub perioodist sõltumatud

mõjutatud teistest faktoritest nagu:

õppimine, kogemuste omandamine jne,

välistatud pole ka hormoonide mõju (Perrin et al., 2008, 2009),

• http://www.loni.ucla.edu/~%20thompson/DEVEL/dynamic

• http://www.loni.ucla.edu/SVG/

• Psühholoogid usuvad, et alles siis kui nn.aju„masinavärk“ on välja arenenud, saavad arened sobivad käitumismudelid

– probleemilahendus e. täidesaatvate funktsioondeareng

ajufunktsioonide küpsemine lapseeas:

• 8-10.a.areneb võime tajuda teiste tundeid ja oma käitumise tagajärgi

– areneb nn. moraane mõtlemine

• 10-11.a. areneb realistlik kontseptsioon surmast

• 10-12.a. areneb metakognitsioon (teadmised enda õppimise ja oskuste kohta)

– areneb eneseteadvus ja -uhkus

Tähelepanu ja kõne

•Tähelepanufunktsioonide suhteline küpsus 9-10. a edasine kasv on vähene.

– vastus-reaktsioonide pidurdamisega saavad lapsed edukalt hakkama 6. eluaastal

•Keelelises arengus toimuvad suuremad muutused enne 7. eluaastat, enne kooli

– keerulisemad fonoloogilised töötlused-areng jätkub esimestes klassides, kestes 9.aastani.

– loevad mõnuga/lugemisoskus ≥ kirjutamine

Mälu

Mälu ja õppimisvõime arenguperioodid pikemad –sooritus paraneb oluliselt vanusevahemikus 7-13.a.–vanemad lapsed oskavad kasutada meeldejätmist hõlbustavaid strateegiaid ja struktureerivad materjali paremini –on leitud, et mäluoskused täienevad kõige enam vanusevahemikus 8-10 eluaastat

• Täidesaatvad e. eksekutiivsed funktsioonid

– sõltuvad nii tähelepanu,

– kognitiivse paindlikkuse,

– töömälu kui

– planeerimise oskustest.

• Üldine seisukoht: eksekutiivsed funktsioonid kujunevad

12. eluaastaks

– areng toimub ka hilisemal perioodil, kasv laugem

– lihtsamate ülesannete täitmine jõukohane 6. a.

– voolavust ja paindlikkust nõudvates ülesannetes on arengulist kasvu märgata puberteedieani

• Ajupiirkondadest küpseb kõige hiljem frontaalsagar jasellega seotud täidesaatvad funktsioonid

3 temperamendi (püsiva käitumisstiili) tüüpi*

TEMPERAMENT ISELOOMULIK RISKID VANEMATELE

KERGE LAPS omandab kiiresti rutiinsed tegevused, adapteerub kergesti uute kogemustega

väike risk emots. ja käitumisprobleemidele

rõõm

RASKE LAPS ebareg.päevarutiini, uutele kogemustele negatiivne reaktsioon

risk käitumisprobleemidele

mure

AEGLASELT REAGEERIV

väheaktiivne ,tagasihoidlik reaktsioon kk stiimulitele, võib olla pahas tujus, kohaneb aeglaselt uuega

käitumisprobleemid, mida saab vältida vanemate ja õpetajate delikaatse käitumisga

vanemad peavad ise end muutma

*A.Hurley

Puberteet

• üks esimestest, kes kirjeldas puberteedi ohtusid oli Rousseau 18.saj. oma raamatus „Emile“

• see oli esimene pub.perioodi uurimus, mis hoiatas vanemaid sellel perioodil toimuva eest

– niikaua kui teismelistest on kirjutatud on neid peetud oma „märatsevate“ hormoonide ohvriteks

puberteet algab vanuses: 11–13.a

teada on, et kaasnevad

• meeleolu muutused

• samuti jõuab lõpule optimaalne õppimis-periood teatud oskustele:

– motoorsed oskused

– kõne ja keele omandamine (teise keele õppimine (Johnson and Newport 1989)

• jõutake reproduktiivesse ikka– poisid 2.a.hiljem kui tüdrukud

puberteediperiood

• Söövad rohkem

• Kaal ↑

• Magavad vähem

• Küpseb prefrontaalne ajukoor– täidesaatvad f, töömälu ja abstraktsioonivõime paranevad

• Peavad turvalisest kodust lahkuma…

• Katse: otsuste tegemine (Steinberg 2005)

koos eakaaslastega tehakse suurema riskiga otsused kui iseseisval otsustamisel

klassiruumi otsus ~ täiskasvanute otsustega

“külm kognitsioon”-õiged otsused ilma emotsioonideta

puberteet ja aju

• Sünapsite arv langeb ~ 50% , – selektiivne: mõnes a/k piirkonnas on hoitud mitte-

funktsioneerivaid sünapse läbi lapse-ea = aju potentsiaalne plastilisus kk muutustele reageerimiseks

• osad v.tundlikud ↓ (erinev eri a/ pk.)

• erutussünapsite arv ↓

– infotöötlus muutub kiiremaks• peaks aru saama algebrast (mitte kõik)

• vas.ja parem HF hakkavad töötama iseseisvamalt

– dentriitide arv jõuab tk.tasemele

• selektiivne sünapside eliminatsioon puberteedis (Huttenlocher et al., 1994)

– peeeldab neuronaalsete ühenduste vähenemis,

• mitte programmeeritud rakusurma (Huttenlocher, 1990).

Vastupidi:

• aksonite müelinistsioon jätkub ja paraneb (Yakovlev jt., 1967).

– kinnitavad nii pato-anatoomilised kui MRT andmed (Giedd and Rapoport, 2010, Tamnes et al., 2010)

sünapside tihedusnägemiskoores ja PFK

puberteedis

• muututakse sõltuvast-sõltumatuks

• imbriidingu vältimiseks (liigi säilitamise seisukohast oluline!)- konfliktsed, riskivad, seiklushimulised- viib kodukohast kaugele*

• veedavad 4x rohkem aega eakaaslastega (tk.võrreldes)- sotsiaalsete oskuste areng

– suur huvi vastassugupoole vastu (suguhormoonide tõus)

– käitumis-mudelite valik ja praktiseerimine

*Spear LP 2004, 2000, Steinberg, 2008

Puberteedi-eale iseloomulikud käitumismudelid: suureneb elamuste/seikluste otsing ja impulsiivsus (Forbes ja Dahl; Steinberg jt., 2008)

• pole imestada, et teismelised väga tujukad

– põhjuseks: aju kiired muutused ja ümberkorraldused

võetakse riske, et vähendada düsfooriat (oht: narkootikumid /sõltuvushäired)

– valed otsused tehakse afekti seisundis

– vaja õpetada õiget käitumist

vajadused käitumises

elamuste otsing ja

suurenenud nn. premeerimisvajadus

Nucleus accumbens

• oluline “premeerimis-süsteemi” osa,

• nauding, naer• viha, agressioon sõltuvus, hirm• platseebo-efektNB!erinevate ajuosade erinev

küpsemine

Nelson et al., 2005

Sotsiaalse info töötlemise võrk

sotsiaalse stiimuliesmane töötlus

sotsiaalse stiimulihindamine

pidurdus, endaja teiste käitumisemõistmine

Premeerimissüsteemi võrk koosneb:

amygdala, ventral striatum, orbitofrontal cortex,

medial prefrontal cortex, superior temporal sulcus

tegeleb sotsiaalsete ja emotsionaalsete

stiimulite analüüsiga: nägude tundmine, sotsiaaled suhted/tähendus (Adolphs, 2003)

ventraalne striatum (BG)- tegutsemine, motivatsioon

DLFK

• Pub perioodile on iseloomulik FS ebaküpsus

– kognitiivse kontrolli ja eesmärgipärase käitumise defitsiit

• domineerib subkortikaalse pk. suurem aktivatsioon: striatum, amügdala

– afektiivsete e. emotsionaalsete stiimulite ületähtsustamine tk võrrldes*

**Somerville jt., 2010; Luna jt., 2010; Van Leijenhorst jt., 2010

soolised erinevused

• Amügdala maht-kasvab ainult poistel (androgeensed retseptorid-Clark et al., 1988)

• Hipokampuse maht – tüdrukutel (östrogeenide retseptorid-Morse et al., 1986)

– oluline ruumimälus, õppimises, vigade märkamises

Dopaminergilised rakud tegmentumistmõjutavad kuidas PFK reagerib stiimuliteleemots.taust

dopamiini-retseptorite proliferatsioon limbilistes struktuurides, stratumispõhjustab riskikäitumist ja sensibilisatsiooni elam ustele

Kognitiivse kontrolli areng:

• uuringud näitavad, et küpseb DLPFK (Casey et al., 2008a; Luna et al., 2010).– omandab kõige viimasena täiskasvanule isel.kortik.ehituse

(Giedd et al., 2006)

– kortikaalne õhenemine (seotud GM hulga↓ ja WM hulga tõusuga

– PFK areneb veel teises dekaadis (Asato jt., 2010; Giedd, 2008)

• eneseregulatsiooni uuringud nt. aeglast küpsemist– enesekontroll

– teismelise eas kaaslaste mõjule vastuseismine

• “enese-regulatsioon ja -kontroll”: võime muuta oma mõtteid, tundeid v tegevusi, et saavutada planeeritud eesmärk, siia kuulub ka imp. kontroll ja pidurdus, emot. regul ja tähelepanu juhtimine

• ajupiirkonnad, mille funkts on kognitiivne kontrolli: DLPFK, later.PSK ja eesmine tsingulaar-koor,

oluline puberteedis:

• elamusteotsingu kõrgpunkt!!

küpseb emotsionaalne neuraalne võrgustik:

seotud 2 süsteemiga: limbiline ja paralimbiline

– sensitiivsus tõusnud premeerimisele (ventraalne striatum nuc. accumbens OFK, OFK amügdala)*

– hormonaalne mõju (testoster. ja östr erinev mõju

• 25.a. ja 16.a. testosterooni tase sama kõrge, aga

–25.a. naine ja töö-----vaigistab riskikäitumist**

* Adolphs, 2003; Spear, 2009; ** Sweeten et al., 2013

• riskikäitumine – kuna ratsionaalsete otsuste vastuvõtmine on häiritud (PFK)• emotsionaalne küpsemine• premeerimissüsteemi küpsemine

põhineb ajustruktuuride erineval küpsemisel ja funktsionaalsel arengul-teeb pubekad haavatavaks just sotsiaal-emotionaalsel tasemel, mis avaldub riskikäitumistes

Erinevad aju osad aitavad saavutada kognitiivset kontrolli premeerimisvõrgustiku üle, mis puberteedi-perioodis on üle-erutusseisus

Ashley R. Smith⁎, Jason Chein, Laurence Steinber 2013

3 surma põhjust

sagedamad surma põhjused teismelise eas:

•õnnetused

•enesetapud

•kriminaalsed surmad (mõrvad)*

*A.Hurley

Populatsiooni-põhine longituud-uuring poiste kriminaalsuse väljakujunemisest

*J Am Acad Child Adolesc Psychiatry **Arch Pediatr Adolesc med 2007 Jun: 161 (6)

PärilikkusSünnikaalVarased ajukahjustused

Kasvukeskkond

Arenguhäired

Esmavajaduste rahuldatus

Väikelapse agressiivsus

Vaimne võimekusKoolist väljalangemineVägivalla arengurajad

Sotsiaalne tajuMoraalsed hoiakud

soolised erinevused kognitiivsetes võimetes puberteediperioodis*

*H.H.Hill The Energence of Cognitive Differences During......Msc**Engelhard, 1990

veel uuringuid: kognitiivsete võimete soolise erinevuse kohta puberteediperioodis

• ruumiline õppimine ja näoilmete paaride leidmise kiirus (McGivern et al., 2002) on parem poistel puberteedi perioodis

• ruumimälu tulemused tüdrukutel veidi madalamad vanuses 12–15.a.

• täidesaatvad f (absraktsioonid) ja mitteverbaalne mõtlemine olid poistel vanuses 12-13 nõrgemad Viimased uuringud on näidanud, et neuropühholoogilised testitulemused paranevad kõikides valdkondades vanuses 8-21.a. (Gur et al., 2012)

Mitte-kognitiivseid mõjufaktoreid

• USA-s 60% ülikoolides naised (ka töölt kõrgkooli tuleb rohkem naisi ülikooli)*

KUS POISID ON?• uuriti mitte-kognitiivseid mõjufaktoreid, miks mehi

vähem ülikoolis• põhjused eelnevas haridustees**

– koolis hinnatakse P ja T sama mõõdupuuga– poistel > käitumisprobleeme– kordava >klassikursust,– valivad kutseharduse– ei naudi kooliskäimist– usuvad, et õpetajad ei motiveeri ega julgusta neid

*BA Jacob Economics of Educational review (2002)21, 589-598**Klienfeld 1998

mitte-kognitiivseid mõjufaktoreid poistel

• 8000 põlvkonda

• Iga järgnev sünnikohort (aastakäik) on saanud 0,3 IQ punkti rohkem (R.Lynn1982)

• 3 pkt.iga 10.a. kohta (Flynn 2007) IQ tõuseb-targemaks

Mida IQ (võimekus) inimese elus määrab?

korreleerub • koolihinnetega• sissetulekuga• eluea pikkusega

– paljudes asjades kipub võimekamatele head ja paremat rohkem jätkuma....ka eluaastaid (R.Mõttus 2011)

Kõrgema IQ inimeste eelis: iga eluvaldkond nõuab otsuste langetamistmida keerulisem kk, seda suurem praktiline eelis

Täiskasvanu IQ tase on heas sõltuvuses õppimiseks kulutatud aastatega

• `Intelligentsuse Psühholoogia 2011

Functional magnetic resonace imaging - FMRI

Noninvasive tool to visualize brain function

MRT aju anatoomia FMRT aju funktsioone

Piltdiagnostika võimalused aju arengu hindamisel (MRT fMRT)

soolisi erinevusi kognitiivsete võimete osas on sageli kirjeldatud

nende ulatus ja praktiline tähtsus hariduses on olnud vaieldav, praktiline?

–leitakse erinevusi keelelistes või matemaatilistes võimetes –arvatakse, et aluseks bioloogiline erinevus

ei vaadata sotsialset ja kultuurilist tausta

Selleks viidi läbi kultuuride/vaheline uuring 2009.a. PISA Programme for International Student Assessment (PISA) 65 rahvust

Tulemus: k rahvuste hulgas olid tüdrukud veidi paremad keelelistes d =2.44. ja poisid matemaatilistes ülesannetes USA-s (erinevused suuremad), d=.22 OECD rahvad d = .13.

* David Reilly* Gender, Culture, and Sex-Typed Cognitive Abilities July 2012 | Volume 7 | Issue 7

Gender differences in SAT-M performance

poisid paremad 0.3 SD osas

uuringud näitavad, et mehed on enam esindatud nii madalamate kui kõrgemate sooritustulemuste poolest

meeste suurema variaabluse hüpotees

Neuroteadused: seletavad, kuidas aju omandab uut infot ja töötleb seda elu jooksul

Neuroteadused saavad haridust mõjutada 3-l viisil:

1. uued andmed bioloogiliste ja keskkonnategurite kohta

2. neuraalsete riskimarkerite leidmine õpiraskuste ennetamisks/diagnoosimiseks

3. neuraalsete meetodite arvestamine õppeprotsessi sekkumisel (UK .Foresight Project )

huvitav katse

uuriti aju mahtu (morfomeetria MRT) 34 XXY poissi vanuses 5.3 -19.2.a. ja62 kontrolli (Shen et al., 2004)kogu aju maht oli XXY grup poistel väiksem:GM maht − 8.5% WM- 8.1% väksemVatsakeste maht (CSF)- 42.7% laiem GM maht oli väiksem eriti vasakus HF-s: insula, temporaal-käär, amügdala, hippocampus, tsingulaarkäär, oktsipitaalkäärud

stress ja puberteet

uuringud on näidanud stressi kahjustavat mõju KF-le sel prioodil (Bellani et al., 2006; Sterlemann et al., 2010),

kroonilise stressi tingimustes tõuseb kortikosteroidide sisaldus---- põhjustab neurodegeneratsiooni ja häiruvad KF (Watanabe et al.,1992).

õnneks

• antisotsiaalsete kaaslaste mõju pub. on siiski veel nõrk ja vanemate monitooring suhteliselt tõhus (Collins and Steinberg, 2006).

• hormoonid võivad kallutada teismelist küll nn elamuste otsingule (testosteroon), kuid see ei tähenda kohe hulljulgust, hoolimatust ega raevuhoogusid

võtmesõnumid

• poistel vaja motivatsiooni suurendada

• mitte-kognitiivsete mõjufaktorite arvestamine koolis poiste õpetamisel- restruktureerida õpet?

• kes nooremas koolieas (8a.) vägivaldsed- suunata psühhiaatri vastuvõtule (ennetada nii psühhiaatrilist haigestumist kui antisots. probleeme)

• oleks soovitav ja huvitav lülitada teismeliste õppe-programmi tunnid aju küpsemisest ja funktsioonist -

kindlast oleksid nad huvitatud!

meelde jätmiseks

• kognitiivne defitsiit on seotud häiritud

– kõne, mälu, täidesaatvate funktsioonide ja

– tähelepanuga (Fastenau et.a. 2004)

• tähelepanuhäired on eriti olulised: tähelepanu on olulisem akadeemiliste probleemide indikaator lastel kui mäluhäired (Williams et al 2001)

• neuropühholoogilised testitulemused paranevad kõikides valdkondades vanuses 8-21.a

• arenenud kognitiivse kontrolli tulemus:

enesekontroll ja eakaaslaste mõjule vastusesimise

võime