Trudny wiek dojrzewania to nie tylko gra hormonów czy konflikt pokoleń, lecz także strukturalne zmiany zachodzące w mózgu. Rozmowa z neurodydaktykiem Markiem Kaczmarzykiem.

Mózg ludzki rodzi się jako wcześniak. Kiedyś naukowcy sądzili, że gdy kończy sześć lat, jest już bardzo zbliżony budową i możliwościami do mózgu dorosłego człowieka. Teraz wiemy, że dojrzałość osiąga dopiero około 25. roku życia. A tak naprawdę nigdy nie przestaje się rozwijać. Opowiada mi o tym Marek Kaczmarzyk, biolog i neurodydaktyk, autor podręczników i współtwórca szkolnych programów. Jego najnowsza książka Strefa napięć (Wydawnictwo Element, 2020) pokazuje zjawisko trudnego wieku dojrzewania w świetle najnowszych odkryć neurologii.

Aleksandra Pezda: Ludzki mózg jest wcześniakiem – mówią dziś neurobiolodzy. Co to znaczy?

Marek Kaczmarzyk: To znaczy, że rodzimy się z mózgiem o wiele mniej rozwiniętym niż u innych ssaków i dużo więcej czasu zajmuje naszemu gatunkowi rozwój mózgu już po narodzinach. Przyczyn tego zjawiska naukowcy upatrują w funkcjonowaniu społecznym homo sapiens. O ile nasi najbliżsi kuzyni – szympansy – żyli i żyją w gromadach złożonych z około 30–60 osobników, o tyle ludzie stopniowo zwiększali liczebność swoich grup. Ostatecznie nasi przodkowie, kiedy osiągnęli anatomiczną formę podobną do współczesnej, tworzyli grona około 150-osobowe. Żeby w tak dużej zbiorowości dobrze funkcjonować, potrzebowali mózgu o większych możliwościach. Uważa się, że w toku ewolucji mózg ludzki zaczął się powiększać. Ale coś za coś – duży mózg sprawia problem przy narodzinach. Bo jak tu z dużą czaszką przepychać się przez drogi rodne i nie zabić przy tym rodzicielki? Biologia znalazła więc rozwiązanie: ludzie rodzą się, kiedy ich mózg nie jest jeszcze w pełni dojrzały.

Informacja

Z ostatniej chwili! To ostatnia z Twoich pięciu treści dostępnych bezpłatnie w tym miesiącu. Słuchaj i czytaj bez ograniczeń – zapraszamy do prenumeraty cyfrowej!

Subskrybuj

Jaki jest związek między wielkością mózgu a formowaniem dużych grup społecznych?

Należąc do większej zbiorowości, człowiek musi przetwarzać więcej bardziej złożonych informacji. Żeby poznać członków grupy, znaleźć w niej swoje miejsce i prawidłowo w niej funkcjonować. To ważne dla nas jako gatunku, ponieważ wytworzyliśmy przewagę ewolucyjną, bazując właśnie na działaniu społecznym największych grup w świecie zwierząt. Z punktu widzenia biologii człowiek jest słabo wyspecjalizowany. Nie mamy długich kłów, szybko nie biegamy ani też nie dysponujemy wielką siłą fizyczną. Ni pancerza, ni futra. Jak tu przeżyć? Pozwoliła nam na to kultura, rozumiana jako zbiorowy wytwór naszych umysłów. No i zapłaciliśmy za to koniecznością wcześniejszych narodzin, a w konsekwencji rozwojem mózgu przez pierwsze lata życia i m.in. uciążliwym okresem adolescencji. Kłopoty z nastolatkami są – jak dziś uważa neurobiologia – następstwem procesów neurorozwojowych.

Jaki jest problem z mózgiem nastolatków?

Na tym etapie rozwoju zachodzi w nim szereg dynamicznych zmian. Zmienia się np. struktura kory móz­gu, tzw. substancji szarej, która skupia ciała komórek nerwowych zajmujące się przetwarzaniem informacji. Najpierw zwiększa się liczba synaps, czyli połączeń, które przekazują impulsy pomiędzy komórkami. W pierwszych latach życia mamy ich dwa razy więcej niż jako doroś­li. Później następuje redukcja tych połączeń – zachodzi ona w różnych częściach mózgu w różnym czasie. Najpóźniej, bo mniej więcej między 13. a 18. rokiem życia, następuje gwałtowna redukcja synaps w korze przedczołowej, która ma szczególnie istotne znaczenie dla naszego zachowania. W tym samym okresie zachodzą także zmiany w substancji białej mózgu, którą tworzą włókna nerwowe z tzw. osłonkami mielinowymi. Obecność mieliny usprawnia przekazywanie impulsów nerwowych. Między 12. a 16. rokiem życia substancji białej zaczyna przybywać, ale wciąż, w niektórych obszarach, jest jej mniej niż u dorosłego – co oznacza, że impulsy nerwowe w mózgu nastolatka wędrują mniej sprawnie niż u dorosłego. Mamy więc duże zmiany przy ograniczonym tempie obiegu informacji. Nic dziwnego, że to wywołuje ogromne zamieszanie w systemie nerwowym, a w konsekwencji – w zachowaniu nastolatków. Dlatego trudno nam zrozumieć dorastające dzieci. Tym bardziej że przekształcają się w tym okresie obszary mózgu odpowiedzialne za racjonalne myślenie, konsekwencję wyborów i emocje.

Skoro mózg z wiekiem się rozwija, dlaczego pozbywa się cennych połączeń nerwowych?

Jest na to kilka teorii, dwie do mnie przemawiają. Z pierwszej wynika, że bardziej złożona sieć komórek nerwowych nie sprzyja przetwarzaniu dużej ilości informacji. Informatycy to potwierdzą – ci, którzy zajmują się sieciami neuropodobnymi, obserwują, że bardziej złożona sieć niekoniecznie sprzyja sprawnemu rozwiązywaniu problemów. Złożone sieci to duża liczba ścieżek, po których może przebiegać komunikacja, a duża liczba możliwości zwiększa prawdopodobieństwo błędu. Dodatkowo traci się czas. To by znaczyło, że pozbywamy się nadmiaru połączeń, aby uprościć obieg informacji i ułatwić działanie sieci.

Druga teoria dotyczy wydatków energetycznych. Mózg pięciolatka zużywa mniej więcej połowę energii, jaką dysponuje organizm. Mózg dorosłego człowieka może sobie pozwolić już tylko na wydatek jednej czwartej energii. Innymi słowy, złożony mózg naraziłby nas na zbyt duże wydatki energii. Stąd etap porządkowania i zmniejszania jego złożoności.

W jaki sposób to przeobrażenie mózgu przekłada się na codzienne doświadczenie nastolatków?

Każdy z nas projektuje na własny użytek swój model rzeczywistości. Próbujemy osadzić się w świecie, odpowiedzieć sobie na pytania, kim jesteśmy, co jest dla nas ważne, co myślimy o innych. To nam pomaga funkcjonować w przestrzeni społecznej. Nastolatkowie również tak działają. Jednocześnie struktura ich młodego mózgu zmienia się non stop – w poniedziałek ich model świata może mieć cechy, których w piątek nie będzie już wykazywał. To, co jest dla nastolatka ważne dziś, za kilka dni może już nie mieć większego znaczenia. To dlatego człowiek w tym wieku jednego dnia chce być pisarzem, a następnego – kierowcą ciężarówki. Z równym przekonaniem w obu przypadkach. Słowem, nastolatek z przyczyn biologicznych może nie być w stanie konsekwentnie organizować sobie życia. I niestety nie możemy sobie tego tłumaczyć w ten sposób, że dziecko jest niemądre albo krnąbrne. Albo winić siebie za błędy wychowawcze – choć takie błędy oczywiście też się zdarzają i wpływają na postępowanie nastolatków. Uciążliwości dorastania mają jednak przede wszystkim podłoże biologiczne. I wiążą się ze zmianami w strukturze mózgu.

To jest świeża teoria?

Jeśli chodzi o rewelacje dotyczące mózgu nastolatków, u źródeł mamy badania Petera R. Huttenlochera, amerykańskiego neurologa dziecięcego niemieckiego pochodzenia. Działał w latach 60. i 70. XX w. i miał do dyspozycji tylko mikroskop elektronowy. Wytrwale pod nim liczył połączenia komórek nerwowych w korze mózgu. Wyglądało to tak: podstawiał pod mikroskop preparat tkanki mózgu, w której barwniki uwydatniały połączenia nerwowe. Odliczał je – jedno za drugim. Tytaniczna praca, tylko dla twardzieli. Huttenlocher musiał być więc twardzielem, bo na tę pracę poświęcił 30 lat swojego życia. Porównał materiały z mózgów około 50 zmarłych w różnym wieku osób – w większości dzieci, ale też ludzi pełnoletnich. Dzisiaj powiedzielibyśmy, że to mała grupa. Wtedy jednak nie było innych możliwości.

Huttenlocher był pierwszym naukowcem, który zauważył, że w okresie dojrzewania dzieje się w mózgu coś niespodziewanego. Wcześniej uważano, że mózg rozwija się gwałtownie do czwartego lub piątego roku życia, kiedy osiąga z grubsza strukturę taką jak u dorosłego człowieka, potem już tylko korzystamy z osiągniętego potencjału. Było to o tyle zasadne, że mniej więcej w szóstym roku życia mózg człowieka osiąga już około 90% rozmiaru móz­gu dorosłego. Huttenlocher wskazał jednak, że dzieje się tam coś jeszcze. W tym obszarze był pionierem. Dopiero znacznie późniejsze badania pozwoliły pójść dalej i dały wgląd w procesy, których rozumienie dzisiaj rewolucjonizuje dziedziny zajmujące się wychowaniem.

Obecnie potwierdzamy te odkrycia dzięki nowym technikom neuroobrazowania. Porównujemy między sobą setki mózgów ludzi w różnym wieku. Ustawiamy skanery w ten sposób, żeby znajdowały połączenia nerwowe i liczyły je za nas. Nie trzeba już siedzieć latami nad mikroskopem ani czekać na tkanki zmarłych pacjentów.

Skoro dojrzewamy z wiekiem, czemu ośmiolatek ma dobry kontakt z rodzicami, a kiedy skończy 13 lat i teoretycznie powinien być „dojrzalszy”, trzaska drzwiami lub nas ignoruje?

Powszechnie uważa się, że rozwój mózgu powinien mieć liniowy przebieg i osiągać stały wzrost możliwości. Z perspektywy neurobiologicznej wygląda to inaczej. Nie wszystkie parametry rozwijają się jednocześnie i równomiernie. Czasami rozwój oznacza regres, niektóre procesy cofają się. Na przykład szkielet – powstaje najpierw jako struktura chrzęstna, a pod koniec okresu prenatalnego następuje jego przebudowa w strukturę kostną. Z perspektywy rozwoju chrząstki oznacza to oczywiście regres, ale chrząstka musi zniknąć, aby w jej miejscu powstała kość. Mózg rozwija się na takiej samej zasadzie. Pewne etapy tego procesu muszą się zamknąć albo cofnąć, żeby otworzyć drogę następnym.

Czyli nastolatki się nie buntują, tylko ich mózgi nie potrafią „słuchać starszych”?

I płyną z tego ogromne korzyści. To, co nazywamy konfliktem pokoleń, bywa dla nas problemem, ale z drugiej strony stanowi o sile naszego gatunku. Gdyby dzieci były tak grzeczne, jak chcemy, nie posunęlibyśmy się w rozwoju. Korzystalibyśmy wyłącznie z tego, co sami potrafimy, co potrafili i wymyślili nasi rodzice, ich rodzice, tamtych rodzice – i tak właściwie do początku historii gatunku. Bylibyśmy więc teraz być może na tym samym etapie co nasi najbliżsi krewni, czyli szympansy.

Co nas wyciągnęło z tego przyjaznego stada?

W dużym uproszczeniu można powiedzieć, że niedojrzałość rozwojowa naszego mózgu. Czyli to, co nam dziś przeszkadza u nastolatków. Szympansy stosują strategie życiowe bardzo podobne do ludzkich. Wytwarzają też kulturę, jeżeli za kulturę uznamy możliwość przekazywania informacji skutecznej przystosowawczo przez naśladownictwo, a nie przez geny. Szympansy, podobnie jak ludzie, uczą się więc z pokolenia na pokolenie wielu rzeczy, np. jak wydobywać termity z termitiery, jak rozłupywać orzechy czy jak rozpoznać trujące rośliny. Jest tylko jedna, za to zasadnicza różnica między tym, jak uczą się kolejne szympansie pokolenia, a jak to robią ludzie. Otóż szympansy w prosty sposób naśladują obserwowane u starszych osobników działania i ich efekty, ale przeważnie nie zmieniają metod postępowania przez pokolenia. Młode ludzkie osobniki przeciwnie – szukają nowych rozwiązań, nawet jeśli dorośli pokażą im swoje wypróbowane metody.

Właściwie dlaczego, skoro naśladownictwo jest proste, skuteczne i bezpieczniejsze?

Młody ludzki mózg nie potrafi inaczej. Strukturalnie nie jest przygotowany do prostego naśladownictwa. Zachodzą w nim akurat bardzo dynamiczne zmiany, nie nadąża więc za przyswajaniem na stałe informacji. Oczywiście, bywa to niebezpieczne, a dla dorosłych bardzo uciążliwe. Wywołuje konflikty i nieporozumienia w obrębie rodziny, szkoły i środowiska z perspektywy społecznej i kulturowej. Jednocześnie wytwarza międzypokoleniową wartość dodaną, bo jeden z tysięcy pomysłów wypracowanych przez zmienny umysł nastolatka daje lepszy model postępowania niż ten dotąd obowiązujący.

Czyli nie ma sensu udzielać im rad, bo i tak nie posłuchają?

Nastolatek przychodzi do rodziców czy opiekunów po radę, nie po to, aby ją zastosować jeden do jednego. Nie oczekuje gotowej instrukcji postępowania. Przychodzi po to, aby poznać zdanie dorosłych na konkretny temat i zbudować m.in. na tej bazie własną strategię postępowania. To absolutnie nie oznacza, że dorośli powinni odpuścić sobie wskazywanie nastolatkom własnych wypróbowanych rozwiązań. Przeciwnie, na jakiejś podstawie przecież muszą powstać te nowe.

Zmiany struktury mózgu dokonują się w obszarach kluczowych dla takich funkcji, jak planowanie, przewidywanie przyszłości, odraczanie nagrody, rozumienie drugiego człowieka i prawidłowe kodowanie emocji. No więc proszę sobie wyobrazić, co się może dziać, kiedy w tych właśnie obszarach mózg działa okresowo gorzej. To widać np. w osiągnięciach szkolnych. Około 12.–13. roku życia dzieci przechodzą dołek kompetencji, na co większość rodziców i nauczycieli reaguje nerwowo – dorośli widzą w tym niechęć młodego człowieka do działania.

„Obniżyłaś loty” – pamiętam z dzieciństwa. A więc to nie była moja wina?

Jeśli się przyjrzeć statystyce, to raczej typowe. Można oczywiście pacyfikować dzieci, straszyć i zmuszać do bardziej wytężonej pracy. Będą się mniej lub bardziej starały osiągnąć pożądany przez nas efekt. Ale trwałość i jakość wyników tak uzyskanych nie będą powalające. Przede wszystkim i tak dzieci nie przeskoczą możliwości aktualnego stanu ich ośrodkowego układu nerwowego. Przykładowo okazało się ostatnio, że te obszary mózgu, które są istotne do wykonania operacji na liczbach, na abstrakcjach, i te części mózgu, które są odpowiedzialne za rozumienie długich ciągów przyczynowo-skutkowych, dojrzewają dopiero po 10. roku życia. Większość dzieci do tego momentu nie potrafi wykonywać prostych z punktu widzenia dorosłych operacji, np. na ułamkach. To, co tak oczywiste dla ludzi dojrzałych, jest poza zasięgiem dziecięcych mózgów. A my ułamki akurat wprowadzamy do szkolnych programów wcześniej – wymagamy tego od ośmio- i dziewięciolatków. W tych dzieciach utrwala się przekonanie, że są kiepskie z matematyki. Gdyby jednak poczekać, aż ich mózg dojrzeje, mogłoby się okazać, że są matematycznie uzdolnione.

A jednak niektóre dzieci radzą sobie z matematyką.

Ponieważ niektóre dzieci dojrzewają szybciej. No i oczywiście dzieci się różnią pod względem możliwości, nie każde będzie tak samo dobre w matematyce jak w pisaniu czy bieganiu. Przykład ułamków najczęściej mi podpowiadają nauczyciele i rodzice. To nie przypadek. Te same dzieci po 12. roku życia mogłyby świetnie liczyć. Jeśli oceniane jako słabe matematycznie angażuje się w późniejszych latach w projekty wymagające kompetencji matematycznych – choć tak się tego nie nazywa – okazuje się, że nie idzie im gorzej niż innym, są tylko przekonane, że się do tego nie nadają. Twórcy szkolnych programów naprawdę powinni zwrócić baczniejszą uwagę na osiągnięcia neurologii.

Pedagodzy od lat 50. XX w. pouczali, żebyśmy traktowali dzieci jako „gotowe” osoby, a tu neurobiologia udowadnia, że mózg nastolatka jest skrajnie niedojrzały. Jak to pogodzić?

Oczekiwania pedagogów nie kłócą się ze stanem nauk neurobiologicznych. Nie podważamy podejścia, które nakazuje myśleć o dziecku w kategoriach osoby. Przeciwnie, uzupełniamy je. Pedagodzy przecież nie każą nam widzieć w dzieciach dorosłych. Oni nas tylko ostrzegają, aby dzieci traktować poważnie. Warto jednak wiedzieć – i tego uczy nas neurobiologia – że dziecko to nie mały dorosły, ale jest zasadniczo od dorosłego różne. Może to nas ustrzec przed stawianiem mu celów, których nie będzie w stanie zrealizować.

Kiedy ostatecznie mózg dojrzewa?

Mózg nigdy nie kończy swojego rozwoju, zmienia się przez całe życie. Potrafimy jednak wskazać, w którym okresie kończą się poszczególne procesy w nim zachodzące. Na przykład hipokamp, niezbędny do tego, żeby tworzyć trwałe jawne wspomnienia, strukturyzuje się około trzeciego roku życia – dlatego dopiero od tego momentu mamy jawne wspomnienia. To jeden z etapów dojrzewania mózgu.

Selekcja połączeń nerwowych w korze mózgu, charakterystyczna dla dorastania, kończy się w niektórych obszarach kory dopiero około 20., a nawet 25. roku życia. To od tego czasu możemy mówić, że rozsądek bierze górę nad emocjami, że jesteśmy w stanie prawidłowo planować, podejmować w pełni racjonalne decyzje, przewidywać konsekwencje naszych działań, integrować informacje. Z kolei proces mielinizacji, który odpowiada za szybkość i sprawność połączeń międzyobszarowych, kończy się dopiero około 45. roku życia. To jednak tylko przykłady zakończenia przebiegu konkretnych procesów. Mózg jest systemem, całością, która w każdej chwili swojego istnienia przetwarza informacje i rozwiązuje konkretne problemy, i tak należy go postrzegać.

Marek Kaczmarzyk:

Doktor nauk biologicznych, profesor Uniwersytetu Śląskiego. Pracuje na Wydziale Przyrodniczym UŚ. Propaguje dydaktykę ewolucyjną z praktycznym wykorzystaniem wpływu mechanizmów ewolucyjnych na procesy uczenia się i nauczania. Autor książek, m.in. Szkoła memów, Unikat. Biologia wyjątkowości, Szkoła neuronów. O nastolatkach, kompromisach i wychowaniu, Strefa napięć. Historia naturalna konfliktu z nastolatkiem. W wolnych chwilach pisze powieści fantastyczne. Urodził się w 1968 r. w Rybniku.