Copiii de până la cinci ani se pot orienta într-un „mini-oraș” - perspective asupra modului în care se dezvoltă abilitățile de navigare în creier

Un studiu publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences, realizat de cercetători de la Emory University, aduce primele dovezi neuronale că copiii de numai cinci ani posedă deja un sistem cerebral funcțional care le permite orientarea spațială bazată pe repere, cunoscută drept navigație bazată pe hartă. Acest rezultat contrazice ipoteza larg răspândită conform căreia această capacitate apare abia în jurul vârstei de 12 ani.
Navigarea prin medii mari, folosind repere (de exemplu, clădiri sau peisaje) pentru a ne orienta în spațiu, este un proces complex numit navigație de tip hartă. Studii comportamentale anterioare au sugerat că această abilitate nu ar fi funcțională înainte de vârsta pubertății. Cu toate acestea, cercetările neurologice recente au arătat că regiunile cerebrale implicate în procesarea locurilor și spațiilor - cum ar fi complexul retrosplenal (RSC), zona locului parahipocampic (PPA) și zona locului occipital (OPA) - sunt funcționale în mod diferențiat pe parcursul dezvoltării.

Un studiu anterior din 2024, realizat de aceeași echipă, arătase că sistemele cerebrale implicate în navigația de proximitate (mersul și evitarea obstacolelor) nu se maturizează complet înainte de vârsta de 8 ani, ceea ce sugera un paradox: navigația de tip hartă - aparent mai complexă - ar putea apărea mai devreme decât navigația de proximitate.

Despre studiu

Cercetarea a fost condusă de Yaelan Jung (postdoctorand în Departamentul de Psihologie de la Emory) și Daniel Dilks (profesor asociat de psihologie), având ca scop investigarea dezvoltării precoce a sistemelor cerebrale implicate în navigația de tip hartă.

Pentru aceasta, echipa a dezvoltat o paradigmă experimentală adaptată copiilor de cinci ani, folosind un mediu virtual numit Tiny Town - o versiune simplificată a unui oraș virtual anterior, Neuralville, care se dovedise prea complex pentru această grupă de vârstă.

Tiny Town a fost construit sub forma unui triunghi cu trei colțuri distincte: colțul cu munți, colțul cu lac și colțul cu copaci. În fiecare colț se aflau clădiri familiare copiilor: două magazine de înghețată, două locuri de joacă și două stații de pompieri.

Participanții, toți în vârstă de cinci ani, au fost instruiți să navigheze în orașul virtual folosind tastele de direcție, iar apoi au fost testați prin întrebări despre poziționarea clădirilor și recunoașterea acestora. După o etapă de familiarizare și o fază de jocuri pentru pregătirea la scanare (inclusiv o simulare cu un scanner fals), copiii au fost supuși unui test funcțional de rezonanță magnetică (fMRI), în care au efectuat sarcini de asociere între imagini de clădiri și peisaje.

Rezultate

Rezultatele obținute din imaginile fMRI au arătat că:

• La vârsta de cinci ani, copiii activează deja complexul retrosplenial (RSC) într-un mod similar cu adulții atunci când navighează într-un spațiu mare.
• RSC a codificat informația despre locația clădirilor, permițând navigația dintr-un punct în altul în orașul virtual. Această activare nu reflecta categoria clădirii (ex: „magazin de înghețată”), ci poziționarea acesteia în spațiu.
• Parahippocampal place area (PPA) a fost activă în codificarea categoriei clădirilor, nu a locației acestora - exact opusul rolului RSC.
• Analizele de tip multivoxel pattern analysis și multidimensional scaling au arătat că activitatea neurală în RSC reflecta fidel configurația reală a orașului virtual, adică dispunerea efectivă a clădirilor.
• Performanța comportamentală a copiilor în sarcina de localizare era corelată cu intensitatea activării din RSC, confirmând relevanța acestei regiuni pentru navigație.

Aceste constatări sugerează că, deși abilitățile de navigație continuă să se rafineze de-a lungul copilăriei, sistemul neural care le susține este deja funcțional la o vârstă surprinzător de fragedă. Astfel, copiii de cinci ani nu doar că pot recunoaște locurile din medii complexe, ci și că le pot localiza și naviga corect între ele, utilizând un „simț al hărții” mental.

Concluzii și perspective

Acest studiu revoluționează înțelegerea dezvoltării cognitive în copilărie, demonstrând că sistemele cerebrale implicate în navigația de tip hartă sunt prezente cu mult înainte de vârsta la care se presupunea anterior. Cercetătorii de la Emory lucrează în prezent la extinderea acestei paradigme pentru a explora dezvoltarea sistemelor cerebrale de orientare la copiii mai mici de cinci ani, inclusiv la sugari și copii de doi-trei ani, folosind metode creative de adaptare comportamentală.

Importanța acestor descoperiri este dublă: pe de o parte, avansăm în înțelegerea dezvoltării normale a creierului, iar pe de altă parte, punem bazele pentru identificarea timpurie a dezvoltării atipice, cu implicații potențiale în diagnosticarea tulburărilor neurologice sau de învățare.

„Este fascinant cum oamenii folosesc diferite părți ale creierului pentru comportamente complexe și cum acest lucru se schimbă cu vârsta și experiența.” – Yaelan Jung

Acest „oraș în miniatură” virtual a deschis o fereastră remarcabilă către hărțile mentale ale celor mai tineri navigatori ai lumii reale.