چرا روند رشد کودکان انسان اینقدر آهسته است؟ به طور مثال یک شامپانزه و یک انسان مذکر در پایان رشد خود به وزن یکسانی می‌رسند اما روند رشد آنها بسیار متفاوت است. در سال اول زندگی، وزن انسان دو برابر وزن شامپانزه است اما در هشت سالگی وزن شامپانزه دو برابر وزن انسان می‌شود. پس از آن نیز در سن 12 سالگی شامپانزه به وزن بزرگسالی خود می‌رسد، یعنی شش سال زودتر از انسان. گوریل مذکر نیز پستانداری است که روند رشد بسیار سریعی دارد. یک گوریل مذکر 330 پوندی در 5 سالگی 110 پوند وزن و در 10 سالگی 265 پوند وزن دارد.
برای پیدا کردن پاسخ می‌توان به نیاز مغز انسان به انرژی در جوانی توجه کرد. ردیاب‌های رادیواکتیو به دانشمندان امکان اندازه‌گیری گلوکز استفاده شده در نواحی مختلف مغز را می‌دهد. اما این روش به ندرت و در مواردی با هدف بررسی مشکلات عصبی استفاده می‌شود. با این حال، با توجه به نتایج این روش می‌دانیم که مغز انسان در دوران کودکی بسیار متفاوت از دوران نوزادی و یا بزرگسالی است.
از حدود سن چهار سالگی تا دوران بلوغ، مغز به شدت گلوکز مصرف می‌کند. غشای مغز، بزرگترین بخش آن، حدود 2 برابر مصرف عادی مغز در قبل و بعد از این دوره گلوکز مصرف می‌کند که باعث ایجاد یک مشکل می‌شود.  ابعاد بدن یک کودک حدود یک سوم بدن یک فرد بزرگسال است اما مغز وی تقریباً هم اندازه‌ی مغز یک بزرگسال است. درنتیجه مغز کودک تقریباً نیمی از انرژی استفاده شده در بدنش را به خود اختصاص می‌دهد.

مصرف انرژی توسط مغز و ابعاد بدن
اگر روند رشد کودک را با آن چیزی که در مورد مصرف انرژی توسط مغز می‌دانیم مقایسه کنیم، رابطه‌ای معکوس بین این دو مشاهده خواهیم کرد: یکی افزایش پیدا می‌کند و دیگری کاهش. دوره‌ای که در آن نیاز مغز به گلوکز به بیشترین مقدار خود می‌رسد، مطابق با زمانی است که بدن با کمترین سرعت رشد می‌کند. چرا این‌گونه است؟ در یک مطالعه‌ی اخیر در آکادمی ملی علوم، این فرضیه مطرح شد که این پدیده از وقوع یک ناهماهنگی در قند خون بین مغز و عضلات بدن جلوگیری می‌کند.
یک کودک خردسال در هر لحظه مقداری محدود گلوکز در جریان خون خود دارد (3.4 گرم، وزنی معادل 3 آبنبات کوچک). خوشبختانه کبد یک کودک می‌تواند به سرعت گلوکز تولید کند، البته درصورتیکه سایر اندام‌ها با مغز رقابت نکنند. اما با توجه به صحبت‌های فیزیولوژیست فرانسوی Paul Delamarche حتی در حالت استراحت، نگه داشتن غلظت قند خون در یک سطح ثابت برای کودکان بسیار دشوار است. این مسئله شاید به دلیل عدم بلوغ سیستم نظارت قند خون در بدن آنهاست که منجر به ایجاد تأخیر در پاسخ مناسب به هر گونه محرک هیپوگلیسمی مانند فعالیت بدنی طولانی می‌شود.

اندام‌ها در نقاط دیگر بدن انرژی خود را از منابعی دیگر که با مغز تداخلی ندارد از جمله اسیدهای چرب تأمین می‌کنند. اما ماهیچه‌های اسکلتی در صورتی که تحت فشار باشند با مغز رقابت می‌کنند.
در بزرگسالان کبد به سرعت روند تولید گلوکز خود را افزایش می‌دهد تا حتی ماهیچه‌های فعال نیز نتوانند با مغز رقابت کنند. اما حتی در بزرگسالان نیز ممکن است در این زمینه مشکل ایجاد شود و در خردسالان مشکلاتی جدی را به دنبال دارد. خوشبختانه اجازه‌ی این اتفاق داده نمی‌شود: اگر عضلات دچار فشار شوند کار خود را متوقف می‌کنند. این کار باعث غیر فعال شدن کودکان نمی‌شود، بلکه تنها باعث می‌شود فعالیت‌هایی کمتر و آرام‌تر نسبت به نوجوانان و بزرگسالان انجام دهند.
در نتیجه، ایجاد وقفه در رشد کودکان ماهیچه‌های اسکلتی را بعنوان یک رقیب بالقوه برای مغز در مصرف گلوکز محدود می‌کند. بدن کودکان نه تنها کوچکتر است، بلکه مقدار کمتری ماهیچه‌های اسکلتی نسبت به بدن بزرگسالان در خود دارد. همچنین طبق تحقیقات انجام شده این ماهیچه‌های اسکلتی از نوعی هستند که میزان کمتری گلوکز نسبت به بزرگسالان مصرف می‌کند.

درنتیجه روند رشد بدن در خردسالان به دلیل مصرف بسیار زیاد انرژی توسط مغز کند می‌شود. آیا می‌توان نکات بیشتری از این واقعیت کشف کرد؟ نئاندرتال‌ها و دیگر گونه‌های قبلی انسان مغزهایی به بزرگی مغزهای ما داشتند. پس چرا این گونه‌ها نجات پیدا نکردند؟ آیا به خاطر بدشانسی آنها بوده است؟ آیا در رقابت با گونه‌های کنونی انسان شکست خورده‌اند؟ و یا اینکه انسان‌های تکامل‌یافته‌ی کنونی مزیتی دارند که آنها نداشتند؟ نئاندرتال‌ها سریع‌تر از ما رشد می‌کردند، که با توجه به رابطه‌ی بین نیاز فراوان مغز کودک به انرژی و رشد آهسته‌تر، این مسئله‌ای کاملاً تازه است.
ممکن است مغزهای بزرگتر باهوش‌تر باشند، اما این هوش زمانی بسیار بیشتر و مشهودتر می‌شود که اتصالات آن در تکامل‌های مغزی بهتر شوند. بلوغ عصبی شامل بهبود سیناپس‌ها یا همان اتصالات بین نورون‌هاست. این اتفاق باعث می‌شود مغز بتواند اتصالات خود را در بهترین و کارآمدترین نحو شکل دهد.
سیناپس‌ها اولین مصرف‌کننده‌های انرژی در داخل مغز هستند و جنب و جوش آنها باعث می‌شود مغز کودک انرژی بسیار زیادی مصرف کند. ما نمی‌توانیم به طور دقیق بگوییم که این دوره در انسان‌های اولیه چه مدت طول کشیده است. اما با توجه به الگوی رشد آنها حدس‌هایی در این باره زده شده است. از آنجا که این دوره در انسان‌های اولیه کوتاه‌تر بوده است، با اینکه ابعاد مغزهایشان هم‌اندازه‌ی مغزهای ما بوده است، فرصت کمی برای تکامل و بهینه سازی اتصالات مغزی برای آنها وجود داشته است.
این امر نه تنها باعث شد که ما جای آنها را بگیریم، بلکه باعث ایجاد تمدن و زندگی پیچیده‌ی انسان امروزی شد.

منبع:

John Skoyles, University of London
 

منابع مفيد:

گلوکز

سيناپس

Synapse for kids