Черно белое видео для стимуляции зрения: Первые черно-белые картинки для развития малыша (от нуля до шести месяцев): taberko — LiveJournal

Содержание

Первые черно-белые картинки для развития малыша (от нуля до шести месяцев): taberko — LiveJournal

Зрение развивается только тогда, когда оно задействовано.

Малыши проводят свои первые недели и месяцы жизни, обучаясь видеть окружающий мир. В этот период развиваются такие умения как фиксация взгляда, содружественные движения обоих глаз, распознавание глубины, развитие зрительно-тактильных реакций, пространственное восприятие. Изначально, чем больше зрительной информации получает ваш малыш, тем активнее развивается его мозг. Поэтому ребенок, окружение которого визуально обогащено, более спокоен и внимателен во время бодрствования, чем ребенок, лишенный стимуляции.
Первые и самые главные зрительные объекты, которые оказывают стимулирующее воздействие на развитие зрения малыша с самого рождения – это лица мамы и папы. Поэтому как можно чаще смотрите на своего ребенка, общайтесь с ним, улыбайтесь.
На втором месте – контрастные черно-белые структурированные изображения, которые малыш может «рассматривать». Глядя на то, как моему Главному Читателю нравилось смотреть на осенние черные ветки деревьев на фоне светлого неба, я всегда жалела, что у нас дома нет панды, зебры, или хотя бы далматинца.

Период от рождения до шести месяцев крайне важен для развития зрения ребенка, так как именно в это время наиболее быстро и интенсивно формируется глазное яблоко, пути, идущие от него к мозгу, и те участки мозга, которые отвечают за прием и переработку визуальной информации. Психофизиологи рассматривают этот возрастной период, как критический для формирования зрительной системы. Именно первое полугодие жизни ребенка – самое чувствительное к внешней стимуляции время развития зрительной системы, оптимальное для проведения занятий. В результате таких занятий улучшаются зрительные функции: светоощущение, острота зрения, цветоощущение, контрастная чувствительность, поле зрения. Занятия можно проводить на пеленальном столике, в кроватке, на кровати и т.д., но лучше, чтобы источник света находился за головой малыша, т. е. ребенка удобнее уложить головой к окну.

В первые месяцы жизни важно формирование двух зрительных умений: фиксировать и рассматривать предмет, и прослеживать его. Вот ряд упражнений с картинками на фиксирование и прослеживание, которые помогут вашему малышу (Ф — фиксирование, П — прослеживание):

0-1 месяц:
При рождении поле зрения вашего малыша ограничено — 30 градусов слева и справа от него, 10 градусов сверху и снизу, на расстоянии не более 90 см от тела. Его зрение на 10 — 30 процентов менее острое, чем ваше, поэтому ему сложнее видеть тонкие линии. Он видит их как смазанную серую массу. К тому же, новорожденным больше правятся контрастные черно-белые узоры, чем цвета, потому что в этот период их палочки (клетки в сетчатке, чувствительные к слабому свету и различающие только черный и белый) работают лучше, чем колбочки (клетки, которые видят цвета на ярком свету). В первый месяц жизни малыши предпочитают простые геометрические фигуры, клетку, полоску, точки, прямые и ломаные линии кривым и волнистым.

Уже в 10 дней малыш может удерживать в поле зрения движущийся предмет (ступенчатое сложение), а в 20 дней — сосредотачивает взгляд на неподвижном предмете и на лице говорящего с ним взрослого. К концу месяца он пытается следить за медленно перемещающимся черно-белым предметом или лицом взрослого на расстоянии 20-30 см. Замечает объекты, недолго рассматривает их.

Ф: Показывайте, а также прикрепите к стенкам кроватки листы бумаги с черно — белыми контрастными рисунками. Меняйте их с нарастанием сложности. Это поможет малышу фокусировать взгляд. Подойдут и черно-белые фотографии мамы и папы.

Полезно смастерить малышу черно-белый мобиль. Подвесить его можно на вешалку, предварительно сделав на ней насечки для ниток, или на скрещенные карандаши. Еще проще купить в магазине готовый вращающийся мобиль и временно поменять подвесные игрушки на черно-белые.

П: На расстоянии примерно в 30 см от глаз покажите малышу картинку. Ребенок заметит ее и зафиксирует на ней взгляд. Медленно переместите картинку вправо, потом влево (горизонтальное прослеживание). В дальнейшем приближайте картинку к малышу и снова удаляйте (20см – 1 метр – вертикальное прослеживание).

1 — 3 месяца:
Малыш может четко фокусировать зрение на предметах на расстоянии около 30 см и обычно начинает улыбаться, рассматривает детали лица, узоров. Его особенно привлекают изображения кругов, колец, пятна. Кроме того, он будет более пристально смотреть на внешние края рисунков, чем в середину.
Ребенок уже следит за предметом, когда его отводят немного в сторону. В течение 1-2х минут может зрительно сосредоточиваться на неподвижном предмете. К концу третьего месяца жизни переводит взгляд на появившийся в поле зрения объект: сбоку, сверху, снизу. Следит за перемещающимся во всех направлениях предметом на расстоянии 20-80 см. Ждет появления исчезнувшего из его поля зрения предмета.

Ф: Картинки можно развесить на стенах по всему дому — малыш уже может зрительно сосредотачиваться в вертикальном положении (на руках у взрослого), так что его ждут интересные прогулки.

П: В этом возрасте усложните траекторию движения предметов для прослеживания. К горизонтальным и вертикальным перемещениям картинки по прямой линии добавьте прослеживание по двум диагоналям, по дуге, по кругу, вслед за волнообразным движением картинки. Теперь можно прослеживать картинки не только лежа на спине, но и вертикально на руках у мамы или папы, и лежа на животе (когда малыш уверенно держит голову). Прослеживание предметов по кругу можно тренировать при помощи мобиля, сняв с него все объекты, кроме одного.

3 — 4 месяца:
Малышу начинают нравиться более сложные рисунки, на место прямых и ломаных линий приходят кривые линии и формы.
Кроме того, он помнит увиденное, наблюдает за движущимся предметом, переводит взгляд и поворачивает в его сторону голову. В этот период происходит становление цветовосприятия, потому что в сетчатке начинают усиленно работать колбочки.

Ф: Можно вводить цвет (попробовать стоит с двух месяцев, у некоторых детей колбочки созревают раньше). Сначала малыш способен воспринимать красный и желтый цвета, чуть позже – зеленый и синий. Дальше вы можете показывать любые цвета в произвольном порядке и комбинациях.

Для фиксирования цвета покажите малышу поочередно с интервалом в 30 секунд две картинки с цветочком, отличающиеся только цветом (форма и размер у них одинаковые). Проделайте то же для фиксирования формы с изображениями бабочки и елки (цвет объектов одинаковый).

П:
1. Возьмите одну из картинок и плотный лист белой бумаги такого же размера. Покажите малышу картинку на расстоянии 30-50 см. Убедитесь в том, что он ее зафиксировал, а затем закройте белым листом половинку картинки. Секунд через 30 опять покажите всю картинку целиком.
2. Проделайте то же самое, но на этот раз прячьте за белым листом не половинку, а всю картинку сразу.
3. Возьмите две картинки и белый лист бумаги, сложив их поочередно, как колоду карт: картинка, белый лист, еще одна картинка. Покажите ребенку первую картинку, и, после того, как он ее зафиксирует, уберите в конец «колоды». Появится белый лист. Через 20-30 секунд покажите вторую картинку. Малыш удивится.

4-6 месяцев:
К 4 месяцам ребенок видит все цвета и может фокусировать зрение и на ближних, и на дальних предметах, образы, полученные от правого и левого глаза начинают объединяться в один – у малыша развивается бинокулярное зрение и зрительное восприятие глубины. Он по-прежнему будет предпочитать кривые прямым и стремиться к более сложным рисункам. В этом возрасте малыши очень любят рассматривать объекты народных промыслов — жостовские подносы, хохлому, гжель, орнаменты и ковровые узоры. Оказывается, что помимо получения эстетического наслаждения, их созерцание является отличной тренировкой для зрительной системы ребенка — в них есть ритм, симметрия и асимметрия, четкость и выверенность композиции.

Ф: Одновременно покажите ребенку две картинки. Малыш будет переводить взгляд с одного рисунка на другой. Покажите ребенку картинку, отраженную в зеркале.

П: Вам понадобится картинка и плотный лист белой бумаги шириной около 40 см. Покажите картинку малышу на расстоянии 50-60 см. Пусть ребенок зафиксирует ее. Затем медленно переместите ее в горизонтальном направлении в поле зрения ребенка. После 2-3 показов возьмите второй рукой белый лист, и держите его перед глазами ребенка таким образом, чтобы картинка на пути своего движения исчезала за ним, а потом появлялась с другой стороны.
Если у ребенка уже сформировалось понимание того, что исчезнувший из поля зрения объект, во первых, не перестает существовать, и, во вторых, продолжает двигаться, то вы сможете увидеть, как малыш переведет взгляд к месту будущего появления картинки из-за листа.

Можно нарисовать черно-белые рисунки самостоятельно, а можно распечатать себе такие же, как у нас.

Чтобы получить печатные материалы, можно подписаться на e-mail рассылку здесь: http://taberko.livejournal.com/209981.html (черно-белые картинки и готовые развертки для самодельных мобилей, цветные картинки, хохлома, гжель, орнаменты и ковровые узоры).

Остается сказать, что в занятиях важны умеренность и хорошее настроение мамы и малыша. Проводите игры, когда ребенок доволен, спокоен и не очень устал, например, после кормления. Не увлекайтесь только зрительно-ориентировочными реакциями. Для целостного развития важно стимулирование и взаимодействие всех органов восприятия ребенка: слуха, осязания, обоняния, вкуса. А еще помните, что самое главное для развития зрительной системы — не количество и разнообразие картинок, а мамино улыбающееся лицо.

Список использованной литературы:
1. Сирс У., Сирс.М. Ваш малыш от рождения до двух лет. – М. : Эксмо, 2010. – 912 с.
2. Иванова Л. В. Я — мама. Здоровье и развитие ребенка от рождения до года. — СПб.: Издательский Дом «Нева»; М.: «ОЛМА-ПРЕСС Гранд», 2002. – 448 с.
3. Брюэр С. Суперребенок. До рождения и после. – М. : Попурри, 2003. – 256 с.
4. Результаты психолого-педагогических исследований нервно-психического развития детей первого года жизни, прив. Н.М. Келовановым, С. М. Кривиной, Э.Л.Фрухт, К.Л.Печорой, Г.В.Пантюхиной, Л.Г.Голубевой и др.

Моя статья по теме: Первые картинки для развития малыша. Растем в родных стенах (начиная с 6 месяцев)

Черно-белые картинки для новорожденных — развивающие картинки для детей до года — Семья и дети 2017

Формирование мозга человека происходит еще в мамином животе. А развития мозга после рождения способствует возникновению новых нейронных связей. И зрительное восприятие в этом важном процессе имеет огромное значение — львиная доля информации поступает к человеку именно через него.

Читайте также: 25 лучших игр для новорожденных детей от 0 до 6 месяцев.

Один из вариантов стимуляции зрительного восприятия для развития малыша — черно-белые картинки.

Содержание статьи:

Какие картинки нужны новорожденным?
Правила игр с черно-белыми картинками
Черно-белые картинки — фото

Какие картинки для новорожденных нравятся самым маленьким — польза картинок для развития малышей

Читайте также: 10 развивающих игр и приложений для ipad — для самых маленьких детей от 0 до 1 года.

Дети — неисправимые исследователи, приступают к изучению мира, едва научившись держать голову и хватать мамин палец. Зрение новорожденного — это более скромные возможности, чем у взрослого — предметы малыш способен четко рассмотреть только на близком расстоянии. Далее зрительные возможности меняются с возрастом. А уже вместе с ними — и интерес к тем или иным картинках.

Читайте также: лучшие игрушки для новорожденного ребенка — как и во что играть с новорожденным?

В 2 недели «от роду» малыш уже способен узнать лицо мамы (папы), но тонкие линии рассмотреть ему пока сложно, как и различить цвета. Поэтому в таком возрасте лучший вариант — картинки с ломаными и прямыми линиями, упрощенные изображения лиц, клетки, простая геометрия.
1, 5-месячного малыша привлекают концентрические круги (причем, более — сама окружность, чем ее центр).
2-4 месяца. Зрение ребенка резко меняется — он уже возвращается туда, откуда идет звук, и следит за предметом. Для этого возраста подойдут картинки с 4-мя кругами, кривыми линиями и более сложными формами, зверушками (в простейшем изображении).
4 месяца. Малыш способен сфокусировать взгляд на предмете любой дальности, различает цвета и наблюдает за окружающим миром. Кривые линии рисунков в этом возрасте более предпочтительны, но уже вполне можно использовать и сложные рисунки.

Как использовать черно-белые картинки для новорожденных — первые игры с картинками для детей до года

Начинайте с простых линий. Следите за четким контрастом черного / белого.
Меняйте изображение раз в 3 дня.
При проявлении у малыша интереса к картинке оставьте ее на более долгое время — пусть малыш изучит ее.
Картинки можно рисовать вручную на бумаге и развешивать прямо в постели, наклеивать на стены, холодильник или на крупные кубики. Как вариант — карты, которые можно поочередно демонстрировать ребенку, контрастный мягкий мячик с черно-белыми рисунками, развивающий коврик, книга, карусель с рисунками, коллажи и т. д.
Показывайте ребенку картинки, пока ходит с ним по квартире, кормите или ведете его на животик. Визуально богатый простор (и постоянная стимуляция зрения) имеет прямую связь со спокойным сном малыша.
Не показывайте ребенку слишком много картинок сразу и наблюдайте за реакцией. Если он не фокусирует взгляд на рисунке и вовсе не проявляет к нему интереса — не расстраивайтесь (всему свое время).
Расстояние от глаз ребенка к изображению в возрасте 10 дней — 1, 5 месяца — около 30 см. Размер рисунков — формат А4 или даже его четверть.
С 4 месяцев изображения можно заменять цветными, сложными и «гигиенично чистыми» — малыш начнет тянуть их в рот. Здесь уже можно использовать качественные игрушки с черно-белыми рисунками и мультики для самых маленьких (движение черно-белых линий и форм под правильную музыку).
И, конечно, не забывайте о таких нюансах развития зрительного восприятия, как общение с малышом на расстоянии 30 см, контакт с помощью улыбок и «пик», упражнения с погремушками (из стороны в сторону, чтобы малыш следил за ней взглядом), новые впечатления (экскурсии по квартире с демонстрацией всех интересных предметов).

Черно-белые картинки для новорожденных: нарисуйте или распечатайте — и играйте!

Развивающее видео для малышей 0+. Черно-белые картинки Видео.

Иллюзии мозга. Первая в мире универсальная галлюцинация / Habr

Здоровые добровольцы видят светло-серые круги, которые вращаются внутри белого кольца. В одном направлении, потом в другом. Галлюцинация на удивление устойчиво и стандартно проявляется у большинства здоровых людей (примечание: на КДПВ синтетическое изображение с иллюстрацией видимого эффекта, а сама тестовая анимация находится под катом!)

Как известно, визуальные галлюцинации возникают в мозгу как здоровых, так и психически больных людей. Например, при сильной усталости, употреблении алкоголя, некоторых психотропных веществ, при депривации сна, слепоте, мигренях. Иногда они возникают просто так, без особой причины.

Принято считать, что визуальные галлюцинации возникают в неких особых обстоятельствах, когда в мозге начинается спонтанная активность нейронов, которая «заглушает» внешние стимулы, то есть сигналы от органов зрения (точнее, результат обработки этих сигналов в визуальной коре головного мозга). Такие «особые обстоятельства» обычно случаются в результате функционального, психологического или другого нарушения нормальной работы мозга.

Мы до сих пор очень мало знаем об этом интересном феномене и причинах его возникновения. Это можно понять: научные опыты и эксперименты с галлюцинациями ограничены по объективным методологическим причинам. Галюцинации — это очень субъективный опыт мозговой активности. Их трудно стимулировать, описывать и ставить повторяемые опыты. Например, нам уже много лет известно, что мигающий свет может вызвать галлюцинации почти у каждого человека.

Но даже этот базовый эксперимент трудно провести по научной методике. Люди вынуждены описывать свой опыт словами или рисунками. То есть понимание феномена ограничивалось ещё и способами выразить этот опыт. В случае с мигающим светом люди описывали галлюцинации разных цветов и формы. Невозможно изучать явление с такими хаотическими проявлениями.

Тем не менее, в последние годы наука добилась определённых успехов в этой области. Наконец-то созданы действительно надёжные методы стимуляции повторяемых визуальных галлюцинаций у психически здоровых людей.

Группа учёных из Школы психологии Университета Нового Южного Уэльса (Австралия) и кафедры математики Питтсбургского университета (США) предложила свой вариант эксперимента с мигающим светом в пустом поле.

Они разработали такой метод эксперимента с мигающим светом в тонком кольцевом пространстве, который надёжно вызывает визуальные галлюцинации в одной пространственной плоскости у большинства добровольцев. Судя по всему, это в мире эксперимент по надёжной стимуляции галлюцинаций.

Научная работа опубликована 11 октября 2016 года в журнале eLife (doi: 10.7554/eLife.17072.001).

Суть эксперимента и внешний вид галлюцинаций показаны на схеме. На чёрном фоне располагается белое кольцо, которое мерцает с частотой 2-30 Гц. При этом у человека возникают галлюцинации светло-серых кругов, которые появляются и движутся по кольцу. Сначала в одном направлении, а затем в другом. Внешний вид кругов показан в правой части иллюстрации A.

Уникальность этого эксперимента заключается в постоянстве иллюзии. Серые круги возникают во всём диапазоне частоты мерцания кольца, на которых проводились тесты.

Учёные тщательно изучили характеристики этой визуальной галлюцинации, в том числе эффективный контраст кругов (B) и эффективную скорость вращения (С). Для измерения эффективного контраста внутрь основного кольца было помещено вспомогательное кольцо, с которым галлюцинирующие пациенты сравнивали контраст серых кругов, возникающих у них в мозге.

Выяснилось, что физические характеристики серых кругов коррелируют с частотой мерцания кольца. На графике (D) показана зависимость эффективного контраста от частоты мерцания кольца.

Видеозапись мерцающего кольца
Не рекомендуется смотреть людям, страдающим от светочувствительной эпилепсии, мигреней или психических расстройств

Если по каким-то причинам вы не видите или не хотите видеть серых кругов, то визуальная демонстрация галлюцинации показана на другом

демонстрационном видео

Учёные отмечают, что реальный опыт галлюцинации у разных людей может отличаться, так что на демонстрационном видео показан только один из возможных вариантов.

Причины возникновения феномена пока что ясны не до конца. Чтобы проверить версию с вовлечением активности бинокулярных нейронов, специалисты сделали две версии мерцающего кольца, которые синхронно или асинхронно демонстрировали для каждого глаза. Результаты оказались смешанными, так что одними только бинокулярными нейронами этот феномен нельзя объяснить.

Таким образом, теперь перед научным сообществом открывается новая богатая область исследований. Возникновение иллюзий научно подтверждено и надёжно показано. Грубо говоря, галлюцинирующие люди теперь не видят абсолютно разные вещи — мельницы, линии, круги разных цветов и т.д. Теперь у подавляющего большинства здоровых людей — одна стабильная и практически одинаковая галлюцинация. Это очень важное достижение.

Теперь от стимуляции галлюцинаций учёные могут перейти к следующему важному шагу — к изучению причин возникновения визуальных иллюзий. А также к тому, как можно их использовать в медицинских целях. Может быть, они найдут применения для лечения таких заболевания как болезнь Паркинсона (именно над этой задачей учёные собираются работать в ближайшее время). Возможно, удастся найти какие-то новые интересные способы воздействия на мозг с помощью наведённых галлюцинаций.

Контроль над галлюцинациями у здоровых людей поможет бороться с этими негативными эффектами у тех, кто страдает от заболеваний, депривации сна и мигреней. Нам нужно точно знать, как этот «мозговой баг» захватывает контроль над зрительной корой мозга. Как именно происходит обработка визуальной информации в мозге. Как отличить, что реально, а что — нет.

Благодаря созданию первой в мире универсальной галлюцинации мы теперь можем приступить к детальному изучению этих важнейших вопросов.

Эпилепсия и телевидение, компьютерная техника. — Институт детской неврологии и эпилепсии

Известно, что эпилепсия — это заболевание головного мозга, при котором возникают повторные непровоцируемые приступы. Исключением из этого правила являются рефлекторные формы эпилепсии, которые возникают вследствие провоцирующих факторов. Наиболее частая разновидность рефлекторных форм эпилепсии — фотосенситивная эпилепсия.

Это заболевание обычно дебютирует в подростковом возрасте, с преобладанием у девушек. Приблизительно у 50% пациентов с фотосенситивной эпилепсией приступы возникают только в ответ на ритмическую световую стимуляцию. В остальных случаях, приступы провоцируются мельканием света, но эпизодически появляются и самопроизвольно. Наиболее опасная для человека частота — 15-20 вспышек в секунду.

Провоцирующие факторы включают любые варианты прерывистой ритмичной световой стимуляции в быту. Этими раздражителями могут быть: просмотр телепередач (особенно световых шоу и мультфильмов — «стрелялок»), экран монитора компьютера (преимущественно, видеоигры), цветомузыка на дискотеках, езда на велосипеде вдоль линейно посаженных деревьев, наблюдение за мельканием телеграфных столбов или источником света через окно в транспорте (особенно ночью и на большой скорости), наблюдение за солнечными бликами на воде, мелькание фар проходящего транспорта во время езды в автомобиле. Это лишь наиболее частые факторы; на самом деле — их гораздо больше. В последние годы описано много «экзотических» ситуаций, провоцирующих приступы световой стимуляцией. Например, «эпилепсия от катафот» — приступы, возникающие от заднего фонаря велосипеда у пациента, находящегося сзади велосипедиста. К относительно редким формам фотосенситивной эпилепсии относятся случаи, при которых приступы провоцируются наблюдением за чередующимися полосами: тетради в линейку, обои, одежда в полоску или клетку и пр.

Особая разновидность фотосенситивной формы — телевизионная (или компьютерная, что по сути одно и то же) эпилепсия, при которой приступы провоцируются исключительно или преимущественно при просмотре телепередач или игре в компьютерные игры. Приступы могут возникать во время компьютерных игр, при использовании игровых приставок. Выделяют даже такие термины, как «эпилепсия компьютерных игр», «эпилепсия звездных войн». Начало таких приступов — в возрасте от 7 до 17 лет и, как правило, они провоцируются длительным просмотром телепередач с мелькающим изображением (например, мультфильмы) в слабоосвещенном помещении.

Приступы чаще возникают при просмотре изображения в черно-белом цвете, и когда расстояние до телеэкрана составляет менее 2 метров. Возможно появление приступов только в момент приближения к телеэкрану при переключении каналов телевизора. У некоторых пациентов возникает уникальный феномен «насильственного притяжения к телеэкрану». При этом перед началом приступов они начинают пристально вглядываться в телеэкран, который постепенно занимает все поле зрения.

Появляется ощущение невозможности отвести взгляд от телеэкрана и насильственное притяжение к нему. Больные медленно приближаются к телевизору, иногда подходя вплотную, затем возникает утрата сознания и генерализованные тонико-клонические судороги.

У некоторых больных, чувствительных к ритмическому свету, встречается механизм самостимуляции приступов. Обычно они быстро двигают рукой перед глазами, смотря пристально на источник яркого света. При этом больные вызывают у себя короткие приступы, например, абсансы. Предполагается, что в данный момент больные испытывают чувство успокоения и релаксации, что собственно, и вызывает желание вызывать приступы. При лечении таких пациентов необходима стабилизация внутрисемейных отношений, индивидуальная работа психолога или психоаналитика. В ряде случаев, кроме антиэпилептических препаратов, необходимо подключать и психотропные препараты.

Лечение больных фотосенситивной эпилепсией чрезвычайно затруднено. Кроме применения основных антиэпилептических препаратов, обязательным является соблюдение ряда режимных мероприятий. Прежде всего, следует избегать факторов ритмической светостимуляции в быту. Если это невозможно, то наиболее простой способ избежать приступов — прикрыть один глаз рукой. Также может помочь ношение поляризационных солнцезащитных очков, оптимально — голубого цвета.

Профилактические меры в отношении просмотра телепередач включают:

увеличение расстояния между пациентом и телеэкраном более чем на 2 метра;
использование дополнительной подсветки телевизионного экрана, установленной вблизи телевизора и достаточное общее освещение помещения;
запрещение просмотра передач при неисправном телевизоре или нечеткой настройке программ (мелькание изображение) прикрывание одного глаза рукой при необходимости приближения к телеэкрану или при переключении каналов.
наиболее оптимальны современные цветные телевизоры 100 Гц с дистанционным управлением, а также жидкокристаллические мониторы компьютеров.

Пациентам, страдающим всеми другими формами эпилепсии, кроме фотосенситивной, просмотр телепередач и работа на компьютере не противопоказаны, а продолжительность должна определяться общими гигиеническими нормативами для детей данного возраста.

Черно-белые картинки для новорожденных. Черно-белые картинки для младенцев: наш опыт применения

Большую часть информации обо всем, что нас окружает, т.е. около 80%, человек получает благодаря зрению.

Следовательно, когда ребенок рождается, чтобы он полноценно развивался, необходима стимуляция его зрения.

С самого рождения ребенок внимательно изучает все вокруг, и ему постоянно нужны новые и новые впечатления. Новорождённый тянется за всем, что видит, и именно это стремление является определяющим для его развития.

Ребенок переворачивается, впоследствии ползет ко всему, что его интересует, и таким образом, познает мир.

Когда дети начинают видеть?

Дети начинают видеть с рождения, они рождаются с этой способностью. В первые два-три месяца дети различают лишь черно-белые картинки, все остальное представляются им оттенками серых тонов.

Кроме того, новорождённый лучше видит с близкого расстояния.

Радиус его видения ограничен: вправо и влево – под углом тридцать градусов, вверх и вниз – под углом десять градусов. Расстояние предмета от малыша не должно превышать девяносто сантиметров. Соответственно, во время кормления грудью ребенок фокусирует внимание на всех предметах, которые находятся на расстоянии пятнадцать-двадцать сантиметров.

Через две недели после рождения ребенок начинает различать маму и папу.

Особенность его зрения такова, что, когда малыш смотрит, он различает только четкие, не смазанные черно-белые линии и фигуры. Остальные цвета дети видят как оттенки серого. Такая особенность связана с устройством человеческого глаза. В сетчатке глаза находится ряд клеток, называемых «колбочки» и «палочки». Палочки позволяют видеть лишь черно-белые предметы и рисунки, а колбочки дают возможность видеть цвета и их оттенки. Когда ребенок рождается, у него активнее работают палочки, поэтому он все видит в черно-белом цвете.

Карточки и картинки

Их может быть сколько угодно. Картинки вполне допустимо нарисовать самим с помощью черного фломастера или маркера, карандаша, гуаши, акварели или туши, а можно скачать готовые рисунки. Их легко скачать на нашем сайте, распечатать и использовать для занятий с новорожденными .

Картинки можно сделать различного размера: 10х10 см либо размером со страницу А4.

Черно-белые рисунки могут содержать изображения любых предметов: овощей и фруктов, геометрических фигур, деревьев, схематических изображений лиц, цифр, букв и т.д.

Размеры черно-белых схем можно выбрать различные, поскольку предметы в окружающем мире тоже отличаются по размеру.

Для развития хорошего зрения у новорожденных располагать их следует на расстоянии тридцать сантиметров от глаз новорожденных : в течение первых двух месяцев дети лучше всего фокусируют зрение именно на этом расстоянии.

Для этого достаточно их скачать, распечатать, вырезать и наклеить на нужную поверхность. На основе черно-белых схем даже были засняты мультфильмы для младенцев, где по экрану проплывают черно-белые картинки для новорожденных под приятную, спокойную музыку.
Черно-белые картинки для новорожденных , если их применять в первые три месяца жизни ребенка, могут принести ему немалую пользу.

Картинки с цветными элементами (красный и голубой)

Видео

Результаты применения

Согласно наблюдениям ученых, дети рождаются с одинаковым количеством нейронов, после рождения начинают устанавливаются связи между нейронами.

Чем больше дети могут видеть и наблюдать, тем больше связей устанавливается.

Когда ребенок рассматривает черно-белые схемы, происходит установление взаимосвязей между нейронами, которое больше всего активизируется к восьми месяцам и продолжает оставаться на таком же уровне до четырех лет. Было замечено, что малыши, с которыми занимаются по черно-белым рисункам, проявляют больше внимания, спокойствия в период бодрствования. Стимуляция зрения благоприятна для развития детей.

Сколько по времени можно заниматься с картинками?

Сколько, когда и какие черно-белые картинки для новорожденных демонстрировать, ребенок подскажет сам: он и интересом будет рассматривать одни черно-белые рисунки и пробегать взглядом по другим лишь изредка.
Занятия для развития хорошего зрения у новорожденных по черно-белым рисункам следует проводить в первые два-три месяца.

В четыре месяца черно-белые картинки для новорожденных уже не актуальны, поскольку малыши уже к трем месяцам начинают распознавать синий цвет, а затем желтый и красный, умеют фокусировать взгляд на предметах, расположенных близко и далеко.

Для активного развития ребенка после трех-четырех месяцев уже потребуются более сложные цветные изображения.

Мобиль над кроваткой малыша с черно-белыми элементами моожет быть выполнен не только из бумаги, но из ткани.

Выводы

Итак, когда малыши начинают видеть, различать линии четко очерченных предметов, т. е. приблизительно ко 2 неделе после появления на свет, родители могут использовать черно-белые картинки для развития зрения новорожденных . Скачать их легко на нашем сайте или нарисовать самим.

Сколько необходимо картинок?

Чем больше изображений будет видеть малыш, тем лучше. Конечно, это не означает, что изображения должны мелькать перед глазами. Пусть ребенок остановит взгляд, изучит увиденное: он сам даст понять, что изображения стали ему не интересны. Присматривайтесь к выражению лица малыша, следите за его эмоциями, и вы поймете, что еще необходимо для развития вашего ребенка.

Зрение развивается только тогда, когда оно задействовано.

Малыши проводят свои первые недели и месяцы жизни, обучаясь видеть окружающий мир. В этот период развиваются такие умения как фиксация взгляда, содружественные движения обоих глаз, распознавание глубины, развитие зрительно-тактильных реакций, пространственное восприятие. Изначально, чем больше зрительной информации получает ваш малыш, тем активнее развивается его мозг. Поэтому ребенок, окружение которого визуально обогащено, более спокоен и внимателен во время бодрствования, чем ребенок, лишенный стимуляции.
Первые и самые главные зрительные объекты, которые оказывают стимулирующее воздействие на развитие зрения малыша с самого рождения — это лица мамы и папы. Поэтому как можно чаще смотрите на своего ребенка, общайтесь с ним, улыбайтесь.
На втором месте — контрастные черно-белые структурированные изображения, которые малыш может «рассматривать». Глядя на то, как моему Главному Читателю нравилось смотреть на осенние черные ветки деревьев на фоне светлого неба, я всегда жалела, что у нас дома нет панды, зебры, или хотя бы далматинца.

Период от рождения до шести месяцев крайне важен для развития зрения ребенка, так как именно в это время наиболее быстро и интенсивно формируется глазное яблоко, пути, идущие от него к мозгу, и те участки мозга, которые отвечают за прием и переработку визуальной информации. Психофизиологи рассматривают этот возрастной период, как критический для формирования зрительной системы. Именно первое полугодие жизни ребенка — самое чувствительное к внешней стимуляции время развития зрительной системы, оптимальное для проведения занятий. В результате таких занятий улучшаются зрительные функции: светоощущение, острота зрения, цветоощущение, контрастная чувствительность, поле зрения. Занятия можно проводить на пеленальном столике, в кроватке, на кровати и т.д., но лучше, чтобы источник света находился за головой малыша, т.е. ребенка удобнее уложить головой к окну.

0-1 месяц:
При рождении поле зрения вашего малыша ограничено — 30 градусов слева и справа от него, 10 градусов сверху и снизу, на расстоянии не более 90 см от тела. Его зрение на 10 — 30 процентов менее острое, чем ваше, поэтому ему сложнее видеть тонкие линии. Он видит их как смазанную серую массу. К тому же, новорожденным больше правятся контрастные черно-белые узоры, чем цвета, потому что в этот период их палочки (клетки в сетчатке, чувствительные к слабому свету и различающие только черный и белый) работают лучше, чем колбочки (клетки, которые видят цвета на ярком свету). В первый месяц жизни малыши предпочитают простые геометрические фигуры, клетку, полоску, точки, прямые и ломаные линии кривым и волнистым.
Уже в 10 дней малыш может удерживать в поле зрения движущийся предмет (ступенчатое сложение), а в 20 дней — сосредотачивает взгляд на неподвижном предмете и на лице говорящего с ним взрослого. К концу месяца он пытается следить за медленно перемещающимся черно-белым предметом или лицом взрослого на расстоянии 20-30 см. Замечает объекты, недолго рассматривает их.

П: На расстоянии примерно в 30 см от глаз покажите малышу картинку. Ребенок заметит ее и зафиксирует на ней взгляд. Медленно переместите картинку вправо, потом влево (горизонтальное прослеживание). В дальнейшем приближайте картинку к малышу и снова удаляйте (20см — 1 метр — вертикальное прослеживание).

Ф: Можно вводить цвет (попробовать стоит с двух месяцев, у некоторых детей колбочки созревают раньше). Сначала малыш способен воспринимать красный и желтый цвета, чуть позже — зеленый и синий. Дальше вы можете показывать любые цвета в произвольном порядке и комбинациях.

4-6 месяцев:
К 4 месяцам ребенок видит все цвета и может фокусировать зрение и на ближних, и на дальних предметах, образы, полученные от правого и левого глаза начинают объединяться в один — у малыша развивается бинокулярное зрение и зрительное восприятие глубины. Он по-прежнему будет предпочитать кривые прямым и стремиться к более сложным рисункам. В этом возрасте малыши очень любят рассматривать объекты народных промыслов — жостовские подносы, хохлому, гжель, орнаменты и ковровые узоры. Оказывается, что помимо получения эстетического наслаждения, их созерцание является отличной тренировкой для зрительной системы ребенка — в них есть ритм, симметрия и асимметрия, четкость и выверенность композиции.

Можно нарисовать черно-белые рисунки самостоятельно, а можно распечатать себе такие же, как у нас.

Чтобы получить печатные материалы, можно здесь: (черно-белые картинки и готовые развертки для самодельных мобилей, цветные картинки, хохлома, гжель, орнаменты и ковровые узоры).

Список использованной литературы:
1. Сирс У., Сирс.М. Ваш малыш от рождения до двух лет. — М. : Эксмо, 2010. — 912 с.
2. Иванова Л. В. Я — мама. Здоровье и развитие ребенка от рождения до года. — СПб.: Издательский Дом «Нева»; М.: «ОЛМА-ПРЕСС Гранд», 2002. — 448 с.
3. Брюэр С. Суперребенок. До рождения и после. — М. : Попурри, 2003. — 256 с.
4. Результаты психолого-педагогических исследований нервно-психического развития детей первого года жизни, прив. Н.М. Келовановым, С.М. Кривиной, Э.Л.Фрухт, К.Л.Печорой, Г.В.Пантюхиной, Л.Г.Голубевой и др.

Формирование мозга человека происходит еще в мамином животе. А развитию мозга после рождения способствует возникновение новых нейронных связей. И зрительное восприятие в этом важном процессе имеет огромное значение.

Более 80% информации из окружающего мира человек получает через зрение. Поэтому для полноценного и гармоничного развития маленького ребенка нужно стимулировать его зрительное восприятие. Чем младше ребенок, тем интенсивнее он обучается. Детям с самого рождения необходимы новые впечатления, пища для развития мозга. Если мозг обрабатывает только звуковые раздражители, он работает не в полную силу, значит, очень важно как можно раньше предоставить ребенку возможность видеть разные предметы. Зрение у ребенка развивается постепенно. До двух-трех месяцев он не различает цвета. Для этого возраста лучше всего подходят четкие, контрастные черно-белые картинки, которые устанавливаются на расстоянии 20-30 см от глаз ребёнка. Использовать их можно столько времени, пока они нравятся ребенку и вызывают его интерес. В книге Сары Брюэр «Супер-ребенок» описывается роль черно-белых изображений для развития детей в возрасте от 0 до 3 месяцев.

Выдержки из книги «Супер-ребенок» Сары Брюэр

В развитии ребенка зрение играет определяющую роль. Видя различные предметы перед собой, ребенок хочет узнать, что это. Стремление тянуться к предметам, ползать, переворачиваться происходит от естественного любопытства и желания исследовать все, что ребенок видит вокруг себя. В первые два месяца своей жизни он видит лучше всего на близком расстоянии. Поле зрения новорожденного ребенка более ограничено, чем взрослого человека. Предположительно, в поле зрения ребенка попадают предметы, которые находятся не дальше 30-ти градусов слева и справа от него, 10-ти градусов сверху и снизу и на расстоянии, не превышающем 90 см от его глаз. Когда он сосет грудь, то естественным образом фокусирует зрение на предметах, находящихся на расстоянии 15 — 20 см. Обычно к двум неделям ребенок начинает узнавать лица матери и отца. Острота его зрения на 10 — 30 процентов меньше, чем взрослого человека, поэтому ему сложнее распознавать тонкие линии, которые он видит как смазанную серую массу. Сетчатка человеческого глаза содержит такие фоторецепторы, как палочки и колбочки. Палочки — это клетки, которые чувствительны к слабому свету и движению и различают только оттенки черного и белого. Колбочки — это клетки, которые отвечают за дневное зрение и позволяют видеть различные цвета и оттенки. Новорожденным детям больше нравятся контрастные черно-белые рисунки, чем цветные, потому что в этом возрасте их палочки работают лучше, чем колбочки. Все остальные цвета ими видятся как оттенки серого. Поскольку чёрный и белый цвета распознаются детьми легче всего, использование именно чёрно-белых картинок стимулирует формирование связей между нейронами в коре головного мозга, развивает внимание, подстёгивает естественное детское любопытство и успокаивает в периоды перевозбуждения. Также новорожденным больше нравятся прямые или ломаные линии, чем искривленные или волнистые. Кроме того, их привлекают простые, схематичные изображения человеческих лиц. К шестой неделе ребенок может четко фокусировать зрение на разных предметах на расстоянии около 30 см от него. Особенно его привлекают простые изображения лиц и концентрические круги в разных вариантах. Более пристально ребенок изучает внешние края рисунков, чем их середину. Мозг человека полностью формируется в период внутриутробного развития. Количество нейронов после рождения не увеличивается, мозг развивается за счёт формирования новых связей между нейронами. Количество контактов между нейронами в зоне коры головного мозга, отвечающей за зрительную информацию, в первые 2 месяца после рождения начинает постепенно увеличиваться. Между 2-мя и 4-мя месяцами количество связей между нейронами начинает резко расти и увеличивается не меньше, чем в 10 раз. В это время зрение ребенка резко улучшается, он может следить глазами за предметами и поворачиваться в том направлении, откуда исходит звук. Ему начинают нравиться более сложные рисунки, закругленные линии и формы, а не прямые и ломаные. Из поведения ребенка можно заметить, что он помнит увиденное. Многие дети к двум месяцам начинают различать цвета, потому что в сетчатке глаз начинают работать колбочки. Но до трех месяцев они, предположительно, не видят синий цвет настолько же хорошо, как желтый или красный. К четырем месяцам ребенок различает все цвета и может фокусировать зрение как на ближних, так и на дальних предметах. Ему нравится наблюдать за родителями и другими людьми, особенно за детьми. Он по-прежнему предпочитает искривленные линии прямым и обращает внимание на более сложные рисунки. В 4 — 5 месяцев ребенок начинает тянуться к предметам, которые видит, в 7 — 8 месяцев он может хватать предметы и пытаться засовывать их в рот. Ребенок, визуальное восприятие которого постоянно стимулируется, обычно более спокойный и внимательный во время бодрствования, чем ребенок, лишенный подобной стимуляции. Количество контактов между нейронами в зрительной коре достигает своего пика в 8-мимесячном возрасте, остается максимальным до четырех лет и постепенно снижается вполовину в течение следующих пяти лет. Следовательно, бинокулярное зрение развивается в течение первых четырех лет жизни, и к четырем годам полностью формируется. Острота зрения практически устанавливается к пятилетнему возрасту и окончательно формируется к десяти годам.

Какие картинки для новорожденных нравятся самым маленьким — польза картинок для развития малышей

Дети — неисправимые исследователи, которые приступают к изучению мира, едва научившись держать голову и хватать мамин палец. Зрение новорожденного — это более скромные возможности, чем у взрослого — предметы кроха способен четко рассмотреть только на близком расстоянии . Далее зрительные возможности меняются в соответствии с возрастом. А уже вместе с ними — и интерес к тем или иным картинкам.

В 2 недели «от роду» кроха уже способен узнать лицо мамы (папы), но тонкие линии рассмотреть ему пока сложно, как и различить цвета. Поэтому в таком возрасте лучший вариант — картинки с ломаными и прямыми линиями, упрощенные изображения лиц, клетки, простая геометрия.
1,5-месячного кроху привлекают концентрические круги (причем, более — сама окружность, чем ее центр).
2-4 месяца . Зрение крохи резко меняется — он уже поворачивается туда, откуда идет звук, и следит за предметом. Для этого возраста подойдут картинки с 4-мя кругами, кривыми линиями и более сложными формами, зверюшками (в простом изображении).
4 месяца. Малыш способен сфокусировать взгляд на предмете любой дальности, различает цвета и наблюдает за окружающим миром. Кривые линии рисунков в этом возрасте более предпочтительны, но уже вполне можно использовать и сложные рисунки.

Как использовать черно-белые картинки для новорожденных — первые игры с картинками для детей до года

Начинайте с самых простых линий. Следите за четким контрастом черного/белого.
Меняйте изображения раз в 3 дня.
При проявлении у малыша интереса к картинке оставьте ее на более долгое время — пусть кроха изучит ее.
Картинки можно рисовать вручную на бумаге и развешивать прямо в кроватке, приклеивать на стены, холодильник или на большие кубики. Как вариант — карточки, которые можно поочередно демонстрировать малышу, контрастный мягкий мячик с черно-белыми рисунками, развивающий коврик, книжка, карусель с рисунками, коллажи и пр.
Показывайте крохе картинки, пока прогуливаетесь с ним по квартире, кормите или укладываете его на животик . Визуально богатое пространство (и постоянная стимуляция зрения) имеет прямую связь со спокойным сном малыша.
Не показывайте крохе слишком много картинок сразу и наблюдайте за реакцией. Если он не фокусирует взгляд на рисунке и совершенно не проявляет к нему интереса — не расстраивайтесь (всему свое время).
Расстояние от глаз ребенка до изображения в возрасте 10 дней — 1,5 месяца — около 30 см. Размер рисунков — формат А4 или даже его четверть.
С 4 месяцев изображения можно заменять цветными, сложными и «гигиенически чистыми» — малыш начнет тащить их в рот. Здесь уже можно использовать качественные игрушки с черно-белыми рисунками и мультики для самых маленьких (движение черно-белых линий и форм под правильную музыку).
И, конечно, не забывайте о таких нюансах развития зрительного восприятия, как общение с малышом на расстоянии 30 см , контакт с помощью улыбок и «рожиц», упражнения с погремушками (из стороны в сторону, чтобы малыш следил за ней взглядом), новые впечатления (экскурсии по квартире с демонстрацией всех интересных предметов).

Практическое воплощение черно-белых идей

Можно самостоятельно нарисовать картинки на белом листе бумаги чёрным жирным маркером, чёрной гуашью или тушью, или распечатать готовые шаблоны. Тематика рисунков:

геометрические фигуры (знакомство с формами),
смайлики (изучение эмоций),
овощи-фрукты,
силуэты животных и насекомых (живая природа),
просто ломаные линии, знаки препинания и т. д.

Размеры картинок могут быть разными, от ¼ А4 до А4 (целого листа), поскольку реальные предметы, которые окружают ребенка, также неодинаковы по размеру. Вскоре станет понятно, какие из них для ребенка интересней. Размещать картинки можно на картонных коробках, на коробочках из-под духов, лампочек, дисков и кассет, чтобы их удобно было ставить перед ребенком.

Картинки могут быть как плоскими (нарисованными на листе бумаги), так и объёмными (нарисованными на цилиндрах, кубиках и т. п.) Кубики могут пригодиться в дальнейшем, когда ребенок подрастет и будет не просто их разглядывать, а играть с ними, изучать по ним буквы и цифры. Картинки могут быть статичными (нарисованными) или подвижными, когда нарезанные черные фигурки (полоски, кружочки, сердечки, бабочки и т. д.) крепятся к планке перед белым фоном и слегка двигаются от любого легкого дуновения. Также картинки можно разместить в виде накладки на бортик детской кроватки.

Нет конкретных рекомендаций, когда переходить от самых простых картинок (квадратов, треугольников, прямых линий) к более сложным. Ребенок сам даст понять, что ему интересно, внимательно рассматривая одни картинки и быстро пробегая глазами другие. Обклеивать картинки скотчем необязательно, поскольку они предназначены для такого возраста, когда дети не потянут их в рот.

Можно изготовить мобиль (карусельку), который подвешивается над кроваткой, из черно-белых картинок, наклеенных на картонки. Некоторые фирмы выпускают готовые черно-белые игрушки (мобили) и развивающие коврики. С четырех месяцев можно заменить черно-белые картинки на мобиле на цветные.

Существуют также черно-белые мультики для младенцев Wee See, в которых геометрические формы плавно движутся по экрану и перетекают друг в друга под красивую мелодичную музыку.

Использованы материалы сайтов:

Екатерина Морозова

Время на чтение: 17 минут

А А

Один из вариантов стимуляции зрительного восприятия для развития малыша – черно-белые картинки .

Какие картинки для новорожденных нравятся самым маленьким – польза картинок для развития малышей

Дети – неисправимые исследователи, которые приступают к изучению мира, едва научившись держать голову и хватать мамин палец. Зрение новорожденного – это более скромные возможности, чем у взрослого – предметы кроха способен четко рассмотреть только на близком расстоянии . Далее зрительные возможности меняются в соответствии с возрастом. А уже вместе с ними — и интерес к тем или иным картинкам.

В 2 недели «от роду» кроха уже способен узнать лицо мамы (папы), но тонкие линии рассмотреть ему пока сложно, как и различить цвета. Поэтому в таком возрасте лучший вариант – картинки с ломаными и прямыми линиями, упрощенные изображения лиц, клетки, простая геометрия.
1,5-месячного кроху привлекают концентрические круги (причем, более – сама окружность, чем ее центр).
2-4 месяца . Зрение крохи резко меняется – он уже поворачивается туда, откуда идет звук, и следит за предметом. Для этого возраста подойдут картинки с 4-мя кругами, кривыми линиями и более сложными формами, зверюшками (в простом изображении).
4 месяца. Малыш способен сфокусировать взгляд на предмете любой дальности, различает цвета и наблюдает за окружающим миром. Кривые линии рисунков в этом возрасте более предпочтительны, но уже вполне можно использовать и сложные рисунки.

Как использовать черно-белые картинки для новорожденных – первые игры с картинками для детей до года

Начинайте с самых простых линий. Следите за четким контрастом черного/белого.
Меняйте изображения раз в 3 дня.
При проявлении у малыша интереса к картинке оставьте ее на более долгое время – пусть кроха изучит ее.
Картинки можно рисовать вручную на бумаге и развешивать прямо в кроватке, приклеивать на стены, холодильник или на большие кубики. Как вариант – карточки, которые можно поочередно демонстрировать малышу, контрастный мягкий мячик с черно-белыми рисунками, развивающий коврик, книжка, карусель с рисунками, коллажи и пр.
Показывайте крохе картинки, пока прогуливаетесь с ним по квартире, кормите или укладываете его на животик . Визуально богатое пространство (и постоянная стимуляция зрения) имеет прямую связь со спокойным сном малыша.
Не показывайте крохе слишком много картинок сразу и наблюдайте за реакцией. Если он не фокусирует взгляд на рисунке и совершенно не проявляет к нему интереса – не расстраивайтесь (всему свое время).
Расстояние от глаз ребенка до изображения в возрасте 10 дней – 1,5 месяца – около 30 см. Размер рисунков – формат А4 или даже его четверть.
С 4 месяцев изображения можно заменять цветными, сложными и «гигиенически чистыми» — малыш начнет тащить их в рот. Здесь уже можно использовать качественные игрушки с черно-белыми рисунками и мультики для самых маленьких (движение черно-белых линий и форм под правильную музыку).
И, конечно, не забывайте о таких нюансах развития зрительного восприятия, как общение с малышом на расстоянии 30 см , контакт с помощью улыбок и «рожиц», упражнения с погремушками (из стороны в сторону, чтобы малыш следил за ней взглядом), новые впечатления (экскурсии по квартире с демонстрацией всех интересных предметов).

Черно-белые картинки для новорожденных: нарисуйте или распечатайте — и играйте!

Всем доброго дня!
Как вам известно, у нас пополнение в семье и теперь я чаще буду радовать Вас играми и пособиями для самых маленьких.
Сегодня, я хочу рассказать вам о

Для чего же младенцам черно-белые изображения?
Действительно, для чего?
Зрительное восприятие имеет огромное значение в развитии мозга человека, основная доля информации поступает человеку именно через зрение. Видя предметы, малыш стремится тянуться к нему ручками, взять его, ползти и идти к нему, потому что появляется любопытство и желание исследовать все, что видит вокруг себя.

Немного о возрастных особенностях зрения у детей.

Ребенок видит мир, который его окружает уже с первых дней, но лишь со временем он начинает разбираться в том, что он видит.

Новорожденным характерна естественная дальнозоркость (различают предметы на близком расстоянии), так как у них размер глазного яблока маленький и лучи света от предметов находящихся далеко, сходятся за сетчаткой. Оптимально он видит на расстоянии 20 – 30 сантиметров, поле зрения его ограничено (слева и справа до 30 градусов, а вверх и вниз не более 10 градусов).

До двух лет глазное яблоко увеличивается на 40% от первоначального объема, к пяти годам 70%, к 12 годам оно достигает величины глазного яблока взрослого.

Одна из зрительных реакций новорожденного – ориентировочный рефлекс на световое раздражение, мелькающий предмет, на который малыш реагирует поворотом головы.

В первые дни жизни ребенка глаза двигаются независимо друг от друга – отсутствует координация движений глаз. С 3-6 недель малыш уже способен фиксировать взгляд, но продолжительность этой реакции не более 1-2 минуты. С возрастом продолжительность фиксации длительнее.

Новорожденный видит, но не различает и не дифференцирует цвета. Эта особенность человеческого организма связана с тем, что в сетчаткеглаза находятся клетки, которые называются «колбочки» и «палочки». «Колбочки» дают возможность видеть цвета и их оттенки, а «палочки» позволяют видеть только черно-белые рисунки. В первые месяцы жизни, у него активнее работают «палочки», а «колбочки» начинают усиленно развиваться к 5-6 месяцам, поэтому новорожденный видит только черно-белые картинки.

Это говорит о том, что не стоит перегружать зрительную и нервную системы ребенка в первые месяцы жизни, большим количеством ярких игрушек вокруг. Пока для него отлично подойдут черно-белые картинки.

До 2 месяцев жизни он различает только высококонтрастные, четкие изображения.
Черно-белые картинки рекомендуется использовать для развития хорошего зрения малышей.

Восприятие пространства у детей формируется с трехмесячного возраста.

Восприятие формы предмета начинает формироваться с пятимесячного возраста.

К 7-8 месяцам он начинает воспринимать отдаленность предметов.

Малыши первых месяцев лучше всего различают высококонтрастные изображения – черный и белый цвета. Использование именно таких картинок стимулирует формирование связей между нейронами в коре головного мозга, подстегивает естественное детское любопытство, развивает внимание, успокаивает в период перевозбуждения.

Картинки можно сделать самим – нарисовать черным фломастером, карандашом, красками, гуашью, на чистом листе бумаге. Картинки могу быть разнообразные: геометрические фигуры и узоры, животные и транспорт, птицы и деревья.
Размер также может быть любой: в формате А4 или размером 10*10 сантиметров. Они могут быть подвешены, наклеены на картон в виде коллажа, на коробки, кубики, на диски. На кроватке можно приклеить их скотчем, если вы перебрались с ребенком на кухню (мама кроме малыша, еще занимается домашней работой), то их можно согнуть пополам и повесить на бортик или дверную ручке, в любом месте, где вам и ребенку удобно будет фиксировать на нем свой взгляд. Располагать рисунки нужно так, что бы они были в поле зрения малыша и не дальше, чем на 20 – 30 сантиметров от него.

Концептуализация и валидация системы глубокой стимуляции мозга с открытым контуром у крыс — научные доклады

Предметы

Биомедицинская инженерия
неврология
Поправка к этой статье была опубликована 19 марта 2018 года

Эта статья была обновлена

Аннотация

Обычная глубокая стимуляция мозга (DBS) применяет постоянную электростимуляцию к определенным областям мозга для лечения неврологических расстройств. В последние годы особое внимание уделяется СБД с обратной связью в режиме реального времени, после того как они оказались более эффективными, чем обычные СБД, с точки зрения клинического контроля патологических симптомов. Здесь мы демонстрируем концептуализацию и валидацию системы DBS с обратной связью с использованием аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом. Мы использовали тета-колебания гиппокампа в качестве входа системы, а электростимуляцию в мезэнцефальной ретикулярной формации (мРт) в качестве выхода контроллера. Хорошо задокументировано, что тета-колебания гиппокампа тесно связаны с локомоцией, в то время как электрическая стимуляция в мРт вызывает замерзание. Мы использовали микроконтроллер Arduino с открытым исходным кодом между входными и выходными источниками. Это позволило нам использовать потенциалы локального поля гиппокампа (LFP) для управления электростимуляцией в мРт. Наши результаты показали, что DBS с обратной связью значительно подавляет локомоцию по сравнению с отсутствием стимуляции и требует в среднем только 56% стимуляции, используемой в DBS с открытой петлей, для достижения аналогичных эффектов. Основные преимущества аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом включают широкий выбор и доступность, высокую настраиваемость и доступность. Наша система DBS с открытым исходным кодом с обратной связью эффективна и требует дальнейших исследований с использованием аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом для нейромодуляции с обратной связью.

Вступление

Глубокая стимуляция мозга (DBS) — это нейрохирургическая техника, в которой электроды имплантируют стереотаксически в определенные части мозга, и с помощью электрических токов можно контролировать симптомы различных неврологических расстройств. Поскольку это инвазивное нейрохирургическое лечение с присущим хирургическим риском, оно в основном используется для лечения тяжелых и других невосприимчивых заболеваний. Современные клинические применения DBS включают двигательные расстройства (например, болезнь Паркинсона), эпилепсию, боль и психические расстройства (например, обсессивно-компульсивное расстройство и большое депрессивное расстройство).

Обычная система DBS является однонаправленной: она обеспечивает электрическую стимуляцию без получения нейронной обратной связи. Недавние технологические открытия позволяют не только стимулировать, но и записывать сигналы мозга из соответствующих областей мозга ^{1, 2} . Основываясь на нейронных входах, стимуляция может регулироваться в режиме реального времени, создавая замкнутую систему. DBS с обратной связью уже доказал свою эффективность в сравнении с обычными DBS при симптомах Паркинсона в исследованиях на животных и в клинических испытаниях ^{1, 2} . Однако доступность систем DBS с обратной связью для исследовательских целей довольно ограничена. Идеальная система DBS с обратной связью для исследовательских целей является надежной, надежной, доступной и легко настраиваемой. Недавнее появление оборудования с открытым исходным кодом представило доступное и настраиваемое оборудование для различных приложений. Многоканальная система с закрытым контуром с открытым исходным кодом для манипуляции с одним нейроном была исследована ранее ³ . Здесь мы опишем концептуализацию и валидацию системы DBS с закрытым контуром с открытым исходным кодом для доклинических исследований.

Мы использовали Arduino Uno (производства Smart Projects, Италия), микроконтроллер с открытым исходным кодом, для управления выходом системы DBS (электростимуляция) на основе ввода в реальном времени (нейронные сигналы). Входным источником являются потенциалы локального поля (LFP) из гиппокампа, а выходная электрическая стимуляция доставляется в мезэнцефальную ретикулярную формацию (мРт) у крыс. Колебания тета в гиппокампе тесно связаны с локомоцией ⁴, а электрическая стимуляция в мРт вызывает замерзание ⁵ . Мы предполагаем, что наша система DBS с открытым исходным кодом с обратной связью может подавлять локомоцию, стимулируя mRt, основываясь на тета-мощности гиппокампа в реальном времени. Чтобы проверить нашу гипотезу, мы измерили уровень локомоции у крыс при 4 различных обстоятельствах: отсутствие стимуляции (выключение), стимуляция с разомкнутым контуром (OL), случайная стимуляция (RANDOM) и стимуляция с замкнутым контуром (CL).

Результаты

Обзор порога тета-мощности гиппокампа и параметров стимуляции мРт для каждой отдельной крысы показан в таблице 1 . Фиг.1 представляет собой иллюстрацию двух монополярных и одного биполярного электродов, имплантированных в двусторонний МРТ и правый гиппокамп, соответственно. Всего в окончательный анализ были включены 7 крыс (5 выбывших: 4 неуместных электрода, 1 преждевременная смерть). Аппаратная схема с замкнутым контуром показана на рисунке 2 . На рисунке 3 показаны примеры тета-колебаний гиппокампа и порога тета во время ХЛ. Время задержки системы (от получения входных данных до фактических выходных данных) было проверено и оценивается как менее 100 миллисекунд.

Таблица в натуральную величину

Рисунок Стефани Пей-Йен Сяо.

Изображение в полном размере

↓ (синий) обозначает потенциалы локального поля гиппокампа, записанные с помощью усилителя, фильтра и устройства сбора данных и проанализированные на ПК. На основании анализа тета-мощности в реальном времени электрическая стимуляция (обозначенная ↓ (красная)), посылаемая в мозг крысы (мезэнцефальная ретикулярная формация), контролируется с помощью платы Arduino. AMP: настраиваемый усилитель, ARD: плата Arduino Uno, DAQ: карта сбора данных, MOC: ячейка, управляемая механизмом, Stim: стимулятор. Рисунок Стефани Пей-Йен Сяо.

Изображение в полном размере

3a и b : LFP гиппокампа крысы и спектрограмма мощности, показывающая четкий пик в тета-полосе во время движения. 3c и d : LFP гиппокампа и спектры мощности, когда крыса отдыхала. Пика в тета-диапазоне не наблюдалось. 3e : тэта-мощность в реальном времени во время стимуляции с обратной связью. — указывает предопределенный индивидуальный порог тета. Каждая черная точка представляет в реальном времени силу тэты гиппокампа. Если тета-мощность превышала пороговое значение (черная точка выше —), включалась двусторонняя стимуляция в мезэнцефальной ретикулярной формации (до тех пор, пока тета-мощность не опустилась ниже порога). LFP: потенциал местного месторождения.

Изображение в полном размере

Время стимуляции в группах RANDOM и CL

Процент «времени стимуляции» во время тестовых сессий RANDOM и CL составил 43, 86 ± 0, 80% и 55, 57 ± 4, 56% соответственно (среднее значение ± стандартная ошибка среднего; парный t-тест: p> 0, 05).

Влияние различных схем стимуляции на движение

Процент движения, обнаруженный с помощью автоматического видеоанализа во время 15-минутных сеансов испытаний OFF, OL, RANDOM и CL, составил 62, 40 ± 6, 28%, 45, 73 ± 5, 38%, 67, 80 ± 6, 03% и 44, 60 ± 5, 15% соответственно. Тест Мочли показал, что предположение о сферичности не было нарушено. RM-ANOVA показал, что влияние различных вмешательств на процент движения было значительным (р = 0, 012). Попарное сравнение (с поправками Бонферрони) показало, что среднее различие между OFF и CL было значительным (p = 0, 042).

Рисунок 4 суммирует процент времени стимуляции и влияние на движение во время каждой схемы стимуляции.

Дисперсионный анализ с повторными измерениями показал, что основной эффект различного вмешательства на процент движения, обнаруженный с помощью автоматического видеоанализа, был значительным (p = 0, 012). Попарное сравнение в режиме hoc (коррекция Бонферрони) показало, что процент движения во время CL был значительно ниже, чем во время ВЫКЛ (p = 0.042). Процент времени стимуляции во время RANDOM и CL составил 43, 86 ± 0, 80% и 55, 57 ± 4, 56% соответственно. ВЫКЛ: стимуляция отсутствует, OL: стимуляция с разомкнутым контуром, СЛУЧАЙНО: случайное применение, CL: замкнутый контур. *: р <0, 05.

Изображение в полном размере

обсуждение

Наши результаты показали, что DBS гиппокампа-мРт с замкнутым контуром значительно снижают локомоцию по сравнению с отсутствием стимуляции. DBS с открытым контуром mRt также снижал локомоцию по сравнению с отсутствием стимуляции (незначительно в этом исследовании из-за небольшого размера выборки), в соответствии с результатами предыдущего исследования ⁵ . Но с DBS с обратной связью было использовано только 55, 57% электростимуляции по сравнению с DBS с обратной связью для достижения аналогичных эффектов. Электрическая стимуляция, применяемая через произвольный интервал, не подавляла локомоцию, что указывает на то, что только электрическая стимуляция в мРт, данная в нужный момент, может эффективно подавлять локомоцию. Рисунок 5 суммирует ключевые этапы нашей DBS с обратной связью.

Локомоция (например, прогулочная ходьба) у крысы ( 5a ) и соответствующая тета-активность гиппокампа ( 5b, выборка локального потенциала поля в 1 секунду), которая запускает биполярную электрическую стимуляцию в мРт ( 5c ), вызывает замораживание и подавляет локомоцию ( 5d ). Рисунок Стефани Пей-Йен Сяо (5 а, в и г ).

Изображение в полном размере

Динамическая система — это система, поведение которой меняется со временем, в основном в ответ на внешние раздражители / нарушения. В этом случае замкнутая система относится к ситуации, в которой две или более динамические системы взаимосвязаны друг с другом в цикле, так что каждая система влияет на другую, и динамика каждой системы сильно взаимосвязана. Например, когда есть две системы, первая система влияет на вторую систему, которая, в свою очередь, влияет на первую систему, предоставляя обратную связь, эта обратная связь от второй к первой системе делает всю систему замкнутой ⁶ . На основании измеренного выхода по сравнению с набором опорных значений измеряется ошибка на выходе системы. Когда эта ошибка достигает предварительно определенного порогового значения, системный вход изменяется контроллером, чтобы адаптировать системный выход, следовательно, уменьшая ошибку на выходе до приемлемого значения ⁷ .

Преимущество системы управления с обратной связью заключается в том, что алгоритмы управления с обратной связью предназначены для получения желаемой производительности путем немедленного изменения входных данных, как только наблюдаются отклонения, независимо от того, что вызвало возмущение ⁸ . В случае нейромодуляции с обратной связью центральная нервная система действует как регулятор многих систем организма в масштабе организма (например, контроль движения), а контроль центральной нервной системы с помощью DBS является многообещающим примером того, как можно применить теорию управления адаптировать (патологическое) поведение организмов.

В нашем исследовании мы показали, что DBS с обратной связью эффективен для подавления локомоции с использованием меньшей электрической стимуляции по сравнению с DBS с открытой петлей. Это подразумевает преимущества меньшего количества побочных эффектов, вызванных стимуляцией, и более эффективного использования энергии DBS с обратной связью во время клинического применения. Насколько нам известно, это первая попытка использовать нейромодуляцию на основе гиппокампа-LFP для манипулирования поведением грызунов. В принципе, мы доказали, что аппаратные средства с открытым исходным кодом способны эффективно вмешиваться в нейронные схемы замкнутым способом. Время задержки системы (от получения входа до фактического выхода) менее 100 миллисекунд казалось приемлемым в нашей модели и было сопоставимо с другими системами нейронной стимуляции с замкнутым контуром ^{1, 2} . Основным компонентом задержки стала обработка данных LFP в Matlab. У нас также есть задержка от микроконтроллера Arduino (порядка мкс) и ячейки с механизмом (также порядка мкс) для включения и выключения. Карта DAQ является еще одним источником задержки, максимально в диапазоне нескольких миллисекунд. Оптимизация аппаратного обеспечения (с использованием более мощных наборов микросхем) и настройка программного обеспечения (улучшенные алгоритмы) могут дополнительно уменьшить задержку и повысить эффективность системы. С нашей текущей настройкой аппаратный компонент с открытым исходным кодом действует только как контроллер вывода на основе ввода. Это связано с ограничениями Arduino Uno, но с более продвинутыми аппаратными системами с открытым исходным кодом (например, мини-ПК с открытым исходным кодом и система сбора данных) можно построить полную систему нейронной стимуляции с открытым исходным кодом с замкнутым контуром.

Основные преимущества аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом включают широкий выбор и доступность, высокую настраиваемость и доступность. Наши результаты свидетельствуют о том, что аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом является эффективным компонентом для системы DBS с обратной связью, и гарантируют дальнейшие исследования нейронной стимуляции с использованием открытого программного обеспечения.

методы

Обзор исследования

В нашем исследовании использовали 12 самцов крыс линии Вистар весом 200–250 г. Один скрученный биполярный электрод и 2 монополярных электрода были имплантированы в гиппокамп и мРт у каждой крысы, соответственно. После одной недели выздоровления всем крысам проводили 1 день базового измерения, а затем 4 дня сеансов тестирования. Уровень передвижения каждой крысы во время каждого сеанса тестирования анализировали и сравнивали статистически (см. Текст ниже для более подробной информации).

Этот исследовательский проект и протокол эксперимента были одобрены этическим комитетом KU Leuven для лабораторных экспериментов (номер проекта: P093 / 2012) и соответствовали бельгийским и европейским законам, руководящим принципам и политике в отношении экспериментов на животных, содержания и ухода (бельгийский Королевский указ от 29 мая 2013 г. и Европейская директива 2010/63 / ЕС о защите животных, используемых в научных целях от 20 октября 2010 г.).

Хирургические процедуры

Крысу анестезировали (анескетин (0, 06 мл / 100 г массы тела) и Domitor (0, 04 мл / 100 г массы тела)), помещали на грелку с анальным зондом, чтобы поддерживать температуру тела примерно на уровне 37, 5 ° C, и надлежащим образом фиксировали в стереотаксическая рамка. Разрез по средней линии и три отверстия были сделаны на основе траектории имплантации (1 для гиппокампа и 2 для мРт; координаты мРт: 5, 76 мм кзади от брегмы, 3, 4 мм по бокам к средней линии, 6 мм по глубине относительно твердой мозговой оболочки, 14 ° к сагиттальному углу вставки координаты гиппокампа: 4 мм кзади от брегмы, 2, 8 мм по бокам от средней линии, 2, 7 мм по глубине относительно твердой мозговой оболочки, 20 ° до сагиттального угла введения). Были сделаны три окружающих отверстия для заусенцев (1 для контрольного винта (E363 / 20, PlasticsOne), 2 для анкерных винтов) перед имплантацией 2 монополярных электродов (E363 / 8, PlasticsOne) и 1 биполярного электрода (E363 / 8-2TW, PlasticsOne) в мрт и гиппокампе соответственно. После установки контрольного винта и анкерных винтов был нанесен зубной цемент, и пластиковая подставка (MS363, PlasticsOne) была закреплена на верхней части головы крысы, с гнездами имплантированных электродов, помещенных внутрь. Антиседан (0, 03 мл / 100 г массы тела) вводили после завершения операции, и каждой крысе давали одну неделю восстановления.

Экспериментальная установка

Тестовая клетка была 34 × 34 × 34 см. Каждую крысу помещали индивидуально в клетку для испытаний на 15 минут ^{9, 10, 11} каждый день во время сеансов базовой линии и тестирования. Когда крысу помещали в клетку для испытаний, подставку соединяли с вертлюгом (вертлюг: SL6C, PlasticsOne; провод: 363-363 (CS), PlasticsOne). LFP был записан у каждой крысы во время базовых и тестовых сессий через пользовательское фильтрующее устройство ¹² для фильтрации артефактов стимуляции, предусилитель (66 дБ) для увеличения отношения сигнал / шум и карту сбора данных (NI USB-6341, National Instruments, Техас, США; программная среда: MatLab, MathWorks, Natick, MA, USA). LFP гиппокампа были записаны на частоте 10 кГц. Для извлечения соответствующей информации были применены два фильтра: один полосовой фильтр Баттерворта (1–300 Гц) и один паз (49–51 Гц). Плата Arduino Uno была подключена между обработанным входом и выходом стимулятора, чтобы управлять стимуляцией на основе LFP гиппокампа. Веб-камера (Logitech HD Webcam Pro C910) была закреплена на верхней части клетки для записи поведения крысы. Всего было записано 15 часов LFP и видео.

После одной недели восстановления после операции каждая крыса прошла 1 день базового измерения и 4 дня периода тестирования. Во время базового измерения были определены тета-порог гиппокампа и оптимальные параметры стимуляции. В течение 4-дневного периода тестирования каждая крыса подверглась одному из 4 следующих вмешательств каждый день (случайное, неповторяющееся): без стимуляции (ВЫКЛ), стимуляция с открытой петлей (OL), случайная стимуляция (СЛУЧАЙНАЯ) и с обратной связью стимуляция (КЛ). Во время выключения электрическая стимуляция не применялась в мРт; во время ПР стимуляция постоянно применялась в мРт; во время RANDOM определенный процент (определенный во время базового измерения, см. текст ниже для подробной информации) «времени стимуляции» применялся случайным образом; во время CL стимуляция применялась только тогда, когда тета-мощность гиппокампа в реальном времени превышала пороговое значение.

Процент движения во время каждого 15-минутного сеанса испытаний каждой крысы затем оценивали с помощью автоматического анализа видео (см. Текст ниже для получения более подробной информации). Мы использовали метод окрашивания крезил фиолетовым, чтобы исследовать три имплантированных места (одно в правом гиппокампе и два в левом и правом мРт). Крысы с неуместными электродами были исключены из статистического анализа.

Автоматический анализ видео

Для проведения автоматического видеоанализа был разработан алгоритм обнаружения движения в видеозаписи крысы. Двумя основными измерениями автоматизированного видеоанализа были: процент движения и точное время движения. Алгоритм основан на сценарии Matlab, разработанном Tambuyzer et al. измерить пройденное расстояние в эксперименте с крысами по компульсивному поведению ¹³ . Этот алгоритм использовался как для базовых измерений, так и для анализа движения на видеозаписи в течение периода тестирования. Вкратце, основные этапы анализа видео следующие: каждый кадр всех 15-минутных видео (15 кадров в секунду) сначала был преобразован в черно-белое изображение, и граница тестовой клетки была автоматически обнаружена. Определенное значение серой шкалы было использовано для отделения крысы (белый) от фона (темный), и точка центроида крысы была получена для каждого кадра. Затем было вычислено двоичное значение, представляющее движение (да / нет) между кадрами. Определение движения: когда общее изменение положения центроида за 3 последовательных кадра превышало 5 пикселей (приблизительно 0, 5 см), крыса считалась движущейся. Наконец, был получен процент движения (процент времени во время записи, который крыса потратила на перемещение) и точное время движения.

Измерение базовой линии

В ходе базового измерения были достигнуты две основные цели: расчет порога тета-мощности гиппокампа и оптимизация параметров стимуляции мРТ.

Порог мощности тета гиппокампа был получен во время базового измерения и служил в качестве нейрофизиологического индикатора локомоции в режиме реального времени. Крысу помещали в тестовую клетку на 15 минут во время базового измерения. LFP гиппокампа и поведение (видео) измеряли и анализировали в автономном режиме. Процент движения и точные моменты движения (временные точки) были получены из поведенческих измерений на основе автоматического анализа видео. Медианы и стандартные отклонения спектральной плотности мощности на определенных тета-частотах (7, 8 Гц и 9, 8 Гц) были получены из LFP (размер окна: 500 мс, перекрытие 250 мс). Порог мощности тета гиппокампа ( Threshold ) был определен в следующем уравнении:

Набор пороговых факторов (0, 1–0, 5 с шагом 0, 05) был протестирован в обоих наборах медианы и стандартного отклонения по поведенческим данным, а комбинация частоты и порогового фактора с самой высокой точностью для прогнозирования движения была выбрана в качестве порога тета-мощности гиппокампа. для крысы. Задержка по времени между превышением порогового значения в данных LFP и фактическим началом движения, видимым на видео, и наоборот, также учитывалась, например, если тета-мощность превышала пороговое значение за 200 мс до того, как движение было обнаружено на видео, это все еще считалось истинно положительным (максимально допустимая задержка: 250 мс). Стимуляция включалась на 500 мс, как только в режиме реального времени мощность тета превышала пороговое значение.

Оптимизация параметров стимуляции мРт была проведена после LFP и поведенческих измерений. Электрическая стимуляция с различными частотами, шириной импульса и амплитудой была протестирована у каждой крысы для достижения максимального замерзания без видимых побочных эффектов (например, эпилептического поведения).

После базовых измерений был получен набор порога тета-мощности гиппокампа и параметров стимуляции мРт у каждой отдельной крысы, который будет использоваться в следующем периоде тестирования.

Помимо порога тета-мощности гиппокампа и оптимальных параметров стимуляции, процент времени локомоции будет использоваться как процент времени «стимуляции при» во время СЛУЧАЙНОГО тестирования, при этом стимуляция применяется в случайные моменты времени без учета поведенческого состояния крысы.

статистический анализ

Процент «времени стимуляции» во время RANDOM и CL сравнивался для проверки уровня значимости разницы средних значений выборки (парный t-критерий). Дисперсионный анализ однонаправленных повторных измерений (RM-ANOVA) использовался, чтобы исследовать, был ли основной эффект различных вмешательств между группами на процент локомоции значительным. Мы использовали Statistica (StatSoft Inc., Талса, Оклахома, США) для проведения статистического анализа (уровень значимости был установлен на уровне 0, 05 для всех статистических тестов).

История изменений

Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и Принципы сообщества. Если вы обнаружили что-то оскорбительное или не соответствующее нашим условиям или правилам, отметьте это как неуместное.

Цветные рисунки для малышей 1 2 месяца. Черно-белые контрастные картинки для новорожденных

Большую часть информации обо всем, что нас окружает, т. е. около 80%, человек получает благодаря зрению.

Следовательно, когда ребенок рождается, чтобы он полноценно развивался, необходима стимуляция его зрения.

Ребенок переворачивается, впоследствии ползет ко всему, что его интересует, и таким образом, познает мир.

Когда дети начинают видеть?

Дети начинают видеть с рождения, они рождаются с этой способностью. В первые два-три месяца дети различают лишь черно-белые картинки, все остальное представляются им оттенками серых тонов.

Кроме того, новорождённый лучше видит с близкого расстояния.

Через две недели после рождения ребенок начинает различать маму и папу.

Карточки и картинки

Картинки можно сделать различного размера: 10х10 см либо размером со страницу А4.

Для развития хорошего зрения у новорожденных располагать их следует на расстоянии тридцать сантиметров от глаз новорожденных : в течение первых двух месяцев дети лучше всего фокусируют зрение именно на этом расстоянии.

Картинки с цветными элементами (красный и голубой)

Видео

Результаты применения

Чем больше дети могут видеть и наблюдать, тем больше связей устанавливается.

Сколько по времени можно заниматься с картинками?

В четыре месяца черно-белые картинки для новорожденных уже не актуальны, поскольку малыши уже к трем месяцам начинают распознавать синий цвет, а затем желтый и красный, умеют фокусировать взгляд на предметах, расположенных близко и далеко.

Мобиль над кроваткой малыша с черно-белыми элементами моожет быть выполнен не только из бумаги, но из ткани.

Выводы

Итак, когда малыши начинают видеть, различать линии четко очерченных предметов, т.е. приблизительно ко 2 неделе после появления на свет, родители могут использовать черно-белые картинки для развития зрения новорожденных . Скачать их легко на нашем сайте или нарисовать самим.

Сколько необходимо картинок?

Многие мамочки, стремящиеся помочь своему малышу как можно более полноценно развиваться, слышали о том, что для формирования зрения у детей раннего возраста применяются различные картинки. На этой страничке мы подобрали вам для распечатки коллекцию черно-белых картинок для новорожденных. Если вы уже знаете, что это такое и как ими пользоваться — смело листайте , где вы найдете ссылку, по которой можно скачать и распечатать подборку из 100 развивающих картинок для новорожденных. А если вы хотите понять, зачем же вообще деткам разглядывать узоры,читайте небольшое предисловие.

Малыши видят этот мир не так как взрослые. Многие структуры глаза (например, сетчатка и цилиарное тело) на момент рождения еще не окончательно развиты. Да и мозг, в котором на момент рождения сформировано всего около 15% нейронных связей, еще не может обработать такое количество информации. Вначале всё, что может разглядеть новорождённый — это лицо мамы, сосок (ареолы ваших сосков скорее всего потемнели в процессе беременности, и это не случайно) или соску на бутылочке. Но постепенно малыш подрастает, и для него открываются всё новые и новые детали этого удивительного окружающего мира. Мама и папа могут помочь малышу в развитии, стимулируя его картинками, которые он уже может видеть. Начинать учить малыша распознавать объекты стоит с самых простых форм. Как правило, это черно-белые контрастные рисунки с изображением геометрических предметов, повторяющихся узоров или крупных схематичных объектов. Такие картинки можно повесить там, где малыш проводит время, свободное ото сна, а также там, где вы выкладываете его на животик, чтобы ему было интереснее учиться поднимать и держать головку.
По мере взросления ребенка следует усложнять картинки, которые он разглядывает.
Вот примерный план “разглядывалок”:

Черно-белые картинки для развития зрения новорожденных от 0 до 1 месяца

Развивающие картинки для новорожденных (от 0 до 1го месяца) должны быть совсем простые. Стоит показывать грудничку простые черно-белые узоры, состоящие из крупных элементов, без тонких линий и замысловатых деталей. У новорожденного ребенка в глазках более активны клетки, отвечающие за черно-белое восприятие (палочки), и еще не практически не развиты отвечающие за цветное (колбочки). Поэтому новорожденные почти не различают цвета и любая картинка выглядит для них черно-белой. К тому же его цилиарные мышцы (мышцы в глазу, отвечающие за фокусировку зрения) еще очень тонкие и слабые. Именно поэтому глаза новорожденных выглядят “блуждающими”. В этом возрасте малыш в первую очередь развивает способность отличать наиболее контрастные предметы и фокусировать на них взгляд. Распечатайте черно-белую картинку и прикрепите ее в том месте, где малышу будет удобно ее рассматривать — например, на стенку кроватки.

Черно-белые развивающие картинки для новорожденных c 1 месяца до 2-3 месяцев

Показывайте ребенку несложные монохромные орнаменты. В возрасте одного месяца (и даже немного раньше) глаза малыша обретают способность фокусироваться на достаточно близких объектах — вы можете заметить, что ребенок начал следить за вашими действиями, когда вы находитесь в поле его зрения. Начинает развиваться способность к слежению за движущимися предметами. Играйте с новорожденным — показывайте ему развивающую картинку, а потом двигайте ее — сначала просто влево-вправо, вперед-назад. В 2 месяца усложните траекторию движения картинки при игре: перемещайте рисунок по волне, по кругу.

От 2.5 до 4х месяцев. Черно-белые и цветные картинки.

В 3-4 месяца у ребенка начинает формироваться цветовосприятие. Когда малышу исполнится 3 месяца, начните добавлять в орнаменты цвет — сначала младенцы начинают видеть красный и желтый цвета, затем — синий и зеленый. Сделайте две копии картинки — монохромную и с добавлением цвета, и показывайте малышу попеременно — пусть он зафиксирует и осмыслит разницу. Постепенно переходите на полностью цветные картинки.

Цветные развивающие картинки для детей 4 месяцев до полугода

В возрасте от 4 месяцев до полугода дети уже видят все цвета и нормально фокусируются на объектах на разном расстоянии. Хорошими развивающими картинками для 4-6 месячного ребенка являются сложные орнаменты — например, отлично подходят всякие народные промыслы — хохлома, гжель и тому подобное. Показывайте ребенку две картинки — сразу или попеременно, чтобы он переводил взгляд с одной на другую. Двигая картинку, прячьте ее за каким-нибудь предметом — например, за листом белой бумаги. Если у малыша уже сформировалось представление о том, что исчезнувший из его поля зрения предмет не исчезает, и, мало того, продолжает двигаться, он попытается проследить траекторию предмета за препятствием.

Если вы любите творчество, можно самостоятельно нарисовать такие контрастные рисунки с помощью картона и маркера или гуаши. Ну а если у вас нет времени на рисование, предлагаем скачать бесплатный набор развивающих рисунков для вашего ребенка по ссылке:

Развитие ребенка первого года жизни почти целиком зависит от его родителей, и потому так важно помочь крохе освоиться в этом большом и очень интересном новом мире. Картинки — замечательное подспорье в развитии детского зрения, но самым важным объектом для младенца, на котором он будет учиться фокусироваться, различать цвета и детали всегда остается мамино лицо. Проводите с малышом больше времени, улыбайтесь ему и играйте с ним, и формирование зрения у него пройдет без отклонений.

Это правда, но не в полной мере относится к новорожденным.

Малыши любят яркие игрушки потому, что их зрение ещё не развито, пастельные цвета и полутона – не для них.

А новорожденные видят настолько смутно, что для них идеально контрастное сочетание черного и белого цветов.

Черно-белые картинки для новорожденных – это лучшее средство для стимуляции зрения. Такие картинки им очень нравятся, они их подолгу и внимательно рассматривают.

Это вовсе не должны быть какие-то настоящие картины, сложные изображения. Лучше всего простые мотивы, геометрические узоры, лица, но достаточно крупные, четкие и контрастные.

Но что же делать – где взять такие картинки и как их показывать? Для этого существует несколько вариантов.

1. Одежда, пеленки, покрывала, коврики с черно-белым рисунком

Нет, никто вас не призывает оформить всю детскую в черно-белой гамме. Но если малышу будет попадаться что-то с черно-белым рисунком, он будет очень заинтересован. Это может быть мамина сорочка в горошек или покрывальце в клеточку.

2. Собственно картинки

Это могут как специальные черно-белые картинки для новорожденных, которые можно найти в интернете и распечатать, так и ваши собственноручные рисунки черным маркером по белой бумаге.

Особенно интересны картинки-лица для новорожденных. Картинки можно показывать или прикреплять каким-то образом в поле зрения малыша – к кроватке, например. Малышу понравится всё.

3. Черно-белый мобиль на кроватку

Так как в продаже вы вряд ли найдете такую вещь, то мобиль можно сделать своими руками. Например, сшить черно-белые игрушки для новорожденных на мобиль из фетра. К мобилю можно подвесить и просто картинки “лицом” к ребенку, или специальные черно-белые кубики для новорожденных.

>>>

4. Карточки и книги для новорожденных с черно-белыми картинками

Например, “Привет, малыш! Книжка для новорожденных”, которая представляет собой отдельные карточки, соединяемые кольцом в книжку.

Другие книжки бывают со специальными креплениями-прищепками для кроватки или коляски.

Такие кубики можно найти в продаже, но более простой вариант распечатать “выкройку” такого кубика (см. ниже), вырезать и склеить. Кубики можно подвесить над кроваткой или прикрепить к мобилю. Ваш малыш будет зачарован!

На кубиках может быть нарисовано всё, что угодно, но помните, что очень полезны картинки лица для новорожденных. Предложите ему нарисованные смайлики или мордашки животных с глазками.

Вот несколько вариантов кубиков, которые вы можете сохранить к себе на компьютер и распечатать

ЗРЕНИЕ Для нормального развития зрение очень важно. Именно видя предметы, ваш ребенок захочет узнать, как они называются. Стремление тянуться к предметам, переворачиваться, ползать и ходить тоже происходит от любопытства и желания исследовать все, что он видит вокруг. В первые 2 месяца жизни ваш ребенок лучше всего видит на близком расстоянии.
При рождении поле зрения ребенка более ограничено, чем ваше собственное. Скорее всего он будет смотреть на предметы, которые находятся не дальше 30 градусов слева и справа от него, 10 градусов сверху и снизу и на расстоянии не более 90 см от тела. Когда он лежит на сгибе вашей руки и сосет грудь, он естественным образом может фокусировать зрение на предметах на расстоянии 17 — 20 см. Обычно к 2 неделям он начинает узнавать лицо матери и отца. Его зрение на 10 — 30 процентов менее острое, чем ваше, поэтому ему сложнее видеть тонкие линии. Он видит их как смазанную серую массу. Новорожденным больше правятся контрастные черно-белые узоры, чем цвета, потому что в этот период их палочки (клетки в сетчатке, чувствительные к слабому свету и различающие только черный и белый) работают лучше, чем колбочки (клетки, которые видят цвета на ярком свету). Новорожденные предпочитают прямые или ломаные линии кривым или волнистым. Кроме того, их привлекают простые изображения лиц.
К б неделям ребенок может четко фокусировать зрение на предметах на расстоянии около 30 см и обычно начинает улыбаться. (Дети, которые получали стимуляцию до рождения, часто улыбаются уже через 1-3 недели после рождения). Его особенно привлекают изображения лиц и концентрических кругов. Кроме того, он будет более пристально смотреть на внешние края рисунков, чем в середину.
Количество синапсов между нейронами в зрительной коре, которая занимается интерпретацией информации из глаз, начинает увеличиваться в первые 2 месяца после рождения.
Между 2 и 4 месяцами количество синапсов начинает резко расти и увеличивается не менее чем в 10 раз. Именно в это время зрение вашего ребенка резко улучшается, и он уже может следить за предметами глазами или поворачиваться в направлении звука. Ему начинают нравиться более сложные рисунки (4 концентрических круга, а не два) и кривые линии и формы, а не прямые или ломаные. Кроме того, его поведение показывает, что он помнит увиденное.
Многие дети к 2 месяцам начинают различать цвета, потому что в сетчатке начинают работать колбочки. Но до 3 месяцев, возможно, они не видят синий цвет так же хорошо, как красный или желтый.
К 4 месяцам ребенок видит все цвета и может фокусировать зрение и на ближних, и на дальних предметах. Ему очень нравится наблюдать за вами и за другими людьми, особенно детьми. Он по-прежнему будет предпочитать кривые прямым и стремиться к более сложным рисункам. Кроме того, у него появляется чувство объема, и к 4 — 5 месяцам он начнет тянуться к предметам, которые видит. К 7 — 8 месяцам ему будет удаваться хватать предметы и засовывать их в рот. У детей, которые получают дородовую стимуляцию, все это происходит гораздо раньше.
Ребенок, окружение которого визуально обогащено, обычно более спокоен и внимателен во время бодрствования, чем ребенок, лишенный стимуляции. Если ваш ребенок не видит одним глазом -например, из-за врожденной катаракты, — необходимо хирургическое вмешательство. В противном случае мозг перестроится и перестанет принимать сигналы от сетчатки пораженного глаза. Если катаракту убрать позже, зрение глазу уже не вернуть, несмотря на то, что функционально он будет здоров. Это называется мозговой слепотой. Впрочем, если катаракта возникает в более поздний период, нормальное зрение может вернуться.
Количество синапсов в зрительной коре доходит до пика в 8 месяцев, остается максимальным до 4 лет и начинает постепенно снижаться в течение следующих 5 лет, доходя до половинного в результате частичного удаления.
Новые интересные исследования показывают, что маленькие мальчики узнают пол друг друга всего в 3 месяца, даже если они полностью одеты — это едва ли удается многим взрослым. Исследователи проводили психологические тесты среди 60 трехмесячных детей, которым показывали изображения мальчиков и девочек в одинаковой одежде, а также грузовиков, кукол и старших детей. Мальчикам было интереснее смотреть на изображения других мальчиков того же возраста. Девочки смотрели на мальчиков столько же, сколько на девочек.
Бинокулярное зрение продолжает развиваться в течение первых четырех лет жизни, и к 4 годам полностью формируется. Острота зрения практически приходит к 5 годам, но полностью формируется только к 10 годам.
КАК ЭТО ОСУЩЕСТВИТЬ НА ПРАКТИКЕ. Можно нарисовать самим на белом листе бумаги чёрным жирным маркером, чёрной гуашью или даже тушью. Можно распечатать готовые уже шаблоны. Что рисуем — рисуем геометрические фигуры (малыш знакомится с формами), смайлики (познание эмоций), силуэты животных, насекомых (природа), овощей- фруктов, да что угодно — вплоть до ломанных линий и знаков препинания. Главное здесь-контрастность.
Варианты размещения- можно рисовать картинки разных размеров, как вам будет удобнее, можно их рисовать на картонных коробках обклеенных белой бумагой, на коробочках из-под кассет-дисков (удобно ставить перед ребёнком), на коробочках из-под духов, упаковок от чипсов «Pringles», лампочек и т. д. Особо креативные родители смогут смастерить чёрно-белый мобиль — тоже великолепная развивающая игрушка для первых недель жизни. Картинки могут быть плоскими или объёмными (рисуете вы на листе бумаги или цилиндре, или кубике, к примеру), статичными и подвижными (нарезанные чёрные полоски бумаги, кружки, сердечки и бабочки, к примеру, прикреплённые к планке над белым фоном- листом бумаги), которые будут развлекать вашего малыша ещё и движением в такт лёгкому дуновению. Можно сделать что-то вроде накладки на бортик в детскую кроватку.
Можно сделать вот такие «долгоиграющие кубики»! Вначале малыш будет просто их с интересом разглядывать, а когда подрастёт будет играть с ними, это полезно для развития моторики, а затем можно даже изучать по ним буквы и цифры!
Сейчас в продаже можно найти специальные недорогие наборы — мягкие игрушки для раскрашивания, почему не превратить её в наше чёрно-белое пособие? Если постараться, можно и мобили с готовыми контрастными ч/б игрушками купить. Так что выбор за вами!
Вот несколько выдержек из разговоров мам:
С рождения я показываю самые простые — квадраты, треугольники, линии. Когда можно перейти к сложным картинкам из прямых и ломаных линий? В месяц? А когда к волнистым? Кстати, рожицы ведь тоже из волнистых линий состоят, а говорят, деткам нравятся. Когда их начинать показывать? Или малыш сам даст понять, когда готов перейти к следующему этапу?
Именно так! Давайте попробовать разные картинки, увидите, какие он рассматривает более внимательно, а какие пробегает глазами и отворачивается!
Обязательно ли обклеивать их скотчем, боюсь будет отсвечивать?
Не нужно! Картинки используются в таком возрасте, когда ребенок еще не потянет их в рот.
Меня очень волнует размер карточек. Мне кажется, это принципиальный вопрос. Как бы не навредить. Встречала в литературе разные ответы, от формата А4 до 1/4А4?
Меня тоже интересовал этот вопрос, когда делала карточки для второго ребенка. Потом поняла, что надо делать разные, ведь предметы которые рассматривает в комнате ребенок не одинаковые по размеру. Карточки это тренажер для развития зрения. Вы сами поймете какие интересней для малыша. Саше показываю и А4 и карточки Зайцева-они маленькие(13 на 13 см). Сын смотрит с удовольствием.
Еще никак нельзя обойти вниманием мультики для младенцев Wee See, тоже черно-белые. Геометрические формы плавно движутся по экрану под очень красивую музыку The Polyphonic Spree, написанную, кстати, специально для этого проекта.
Ещё мультфильм.
И ещё несколько занимательных минут под аккомпанемент прекрасной музыки…
Многие фирмы выпускают уже готовые чёрно-белые игрушки, например мобили (как я уже говорила выше) и развивающие коврики.
Дерзайте, дорогие мамочки — у вас непременно получится!
Использованы материалы сайта
detkityumen.ru
danilova.ru
mamacitaurbanita.ru
Когда в нашей семье родилась Серафимка, я очень активно интересовалась методикой Монтессори. Я узнала про низкое спальное место и другие принципы создания , а ещё я узнала про Монтессори-мобили и чёрно-белые карточки. Тогда я нашла много контрастных картинок, распечатала их и повесила как гирлянду около того места, где Сима проводила время, пока не спала. Сейчас у многих моих друзей появились новорожденные дети и я вспомнила, что было бы неплохо сделать такой материал, чтобы мамы могли развивать зрение у крохотных крошек:)
Почему именно черно-белые картинки?
Всё просто. Наверняка вы слушали, что у новорожденных плохо развито зрение. В первые дни жизни глазки ребёнка двигаются хаотично. После 20 дней малыш способ недолго удерживать взгляд на предмете. Постепенно взгляд ребёнка развивается и он может видеть всё дальше и чётче.
А ещё новорожденные не различают цвета. Да-да! Это связано с тем, что сетчатке человеческого глаза находятся специальные клетки (палочки и колбочки). При помощи палочек мы видим контрастные чёрно-белые изображения, а колбочки позволяют нам различать цвета. Так вот у младенцев в первые полтора месяца жизни больше палочек, а колбочки развиваются немного позже.
Чтобы помочь ребёнку научиться концентрировать внимание, нужно показывать ему контрастные чёрно-белые картинки. Принцип введения новых изображений: от просто к сложному. Сначала это могут быть самые простые линии, геометрические фигуры, потом силуэты животных и орнаменты. С 2-х месяцев – , потом более .
Я разработала комплект картинок от простого к сложному. Самые первые картинки очень простые, затем идут силуэты животных разной детализации. Выбирайте сначала те силуэты, которые имеют более понятную форму, а затем вводите более сложные рисунки. Самыми детальными в моей подборке являются узоры. Их вводите ближе к 3-м месяцам.
| pdf
Менять картинки стоит не чаще, чем раз в неделю.
Как использовать чёрное-белые карточки?
Держите картинку в руках и просто показывайте малышу некоторое время, говорите с ним о чём-нибудь, пусть он слышим ваш голос. Расстояние до картинки не более 30 см.
Прикрепите картинку к стенке кроватки или где-то в поле зрения малыша на расстоянии не более 30 см.
Подвесьте карточку к мобилю, чтобы рисунок был расположен горизонтально.
Поместите картинку в рамочку и поставьте её рядышком с местом кормления малыша. Когда он будет кушать, сможет внимательно рассматривать рисунок.
Я буду очень рада, если этот материал поможет вам радоваться новому вместе в вашим новорожденным человечком. Пусть он пораньше научится различать то, что видит, чтобы вскоре внимательно рассмотреть ваше лицо!
Зачем младенцам нужна черно-белая визуальная стимуляция
В первый год жизни у младенцев есть ограничения в зрении, и они хорошо реагируют на простые, четкие узоры с высокой контрастностью. Эти типы игрушек и ресурсов поддерживают их визуальное развитие, приглашая детей к участию, предлагая стимулы, которые будут удерживать их увлеченными в течение коротких периодов времени. Визуальный контраст побуждает детей исследовать различные предлагаемые узоры и текстуры, давая юным исследователям мультисенсорный опыт.Яркие черно-белые узоры также помогают детям развивать способность концентрировать внимание и повышать уровень концентрации.
Многие детские сады и врачи подтверждают, что младенцев естественным образом привлекают высококонтрастные рисунки, и высоко оценивают преимущества черно-белого изображения. В то время как некоторые детские комнаты могут выбрать полностью черно-белую тематическую комнату для увеличения визуальной стимуляции, некоторые могут создать комнату с нейтральной цветовой гаммой, выступающей в качестве фона для различных коллекций предметов.Это будет стимулировать обучение, поскольку они регулярно меняются. Создайте черно-белую зону с черно-белым игровым кольцом, коллекцией мячей для игр, черно-белым сенсорным ковриком и дополните ее другими черно-белыми аксессуарами. Затем дети могут выбрать область, которую они хотят исследовать.
Все мы знаем, что мозг быстро развивается в первые годы жизни. Широкий спектр игровых возможностей будет стимулировать здоровое развитие мозга. Высококонтрастные ресурсы стимулируют исследования, ведущие к большей способности к обучению.Узорчатые подушки-валики помогают детям младшего возраста сидеть, а черно-белые подушки-животные с яркой контрастностью помогают малышам выучить звуки животных. Сочетайте с блестящими металлизированными, мягкими пушистыми тканями и гладкими прохладными хлопками, чтобы обеспечить как сенсорные, так и визуальные стимулы.
Стив и Кристин Даутфайр — директора детского сада Smarties и Cedar House в Мэнсфилде.Они оба квалифицированные преподаватели с большим опытом работы в сфере образования. Джемма и Мишель являются менеджерами питомника и имеют значительный опыт в повседневных задачах управления питомником. Команда имеет более чем 90-летний коллективный опыт и абсолютно увлечена тем, чтобы изменить жизнь каждой семьи, которую они встречают через свои детские сады.
Просмотрите черно-белые ресурсы для младенцев и малышей на нашей доске Pinterest.
3 причины, почему черно-белые игрушки лучше всего подходят для ребенка
Знаете ли вы, что новорожденные могут видеть только в черно-белом цвете примерно до трехмесячного возраста? В этой статье мы рассмотрим, почему предоставление высококонтрастных монохромных игрушек полезно для детей, а также какие из них мы любим.
Вы задавались вопросом, почему так много детских игрушек и книг имеют высококонтрастные черно-белые иллюстрации?
Это связано с тем, что примерно до трех-шести месяцев младенцы могут видеть только на расстоянии от 12 до 15 дюймов перед собой и действительно могут видеть только в черных, белых и серых тонах.
Выбор игрушек и декора в контрастных черно-белых тонах может быть чрезвычайно полезен для развития вашего ребенка, потому что ему легче сосредоточиться, что помогает ему укрепить зрение и способность концентрироваться.
Хотите узнать больше? В этой статье мы рассмотрим:
Преимущества черно-белых игрушек
Химические вещества, которых следует избегать в детских игрушках
Лучшие черно-белые игрушки для малышей
Прокрутите вниз, чтобы узнать больше!

Стимулирование зрения вашего ребенка и помощь ему в определении формы и цвета важны для укрепления его когнитивных способностей, а также навыков крупной моторики.
Поскольку детям с высокой контрастностью легче интерпретировать изображения, они являются для вашего малыша лучшим способом увеличить продолжительность концентрации внимания, улучшить память и развить нервную систему.Это также полезно с точки зрения социального развития. Возможность описать что-либо позволяет вашему ребенку расширить словарный запас и повысить уверенность в себе.
Еще один плюс черно-белых игрушек и декора для вашего новорожденного: вы можете позже добавить яркие цвета, соответствующие интересам вашего малыша. Черно-белое также является гендерно нейтральным, вневременным и образовательным, а это означает, что вы получите множество применений для нескольких детей.

В The Tot мы никогда не используем и не рекомендуем ничего, что не прошло The Tot Test.Это означает, что мы внимательно изучили сторонние тесты, изучили списки ингредиентов и задали подробные вопросы о составе продукта, чтобы убедиться, что он не содержит химических веществ, которых мы избегаем.
Когда дело доходит до детских игрушек, мы особенно суетливы, потому что, будем честными, все они попадают в рот нашего ребенка! Вот почему мы избегаем:
БФА + БПС
Вредные фталаты
ПВХ
Формальдегид
Пестициды и гербициды
Тяжелые металлы
Нажмите здесь, чтобы прочитать полный список ингредиентов, которых мы избегаем, и почему.

All Tot Вот наши любимые черно-белые игрушки для малышей, протестированные и одобренные.

Набор «Играй и учись» для детей от 0 до 3 месяцев

Созданный воспитателем раннего возраста, набор «Играй и учись для малышей» включает в себя буклет с заданиями, призванными помочь малышам достичь определенных вех, а также шесть нетоксичных игрушек черного, белого и нейтрального цветов, с которыми можно играть в различные игры. способов.
Набор для детей от 0 до 3 месяцев включает:
Буклет с упражнениями и советами по развитию
Черно-белая сенсорная игрушка
Высококонтрастные черно-белые карточки с рисунками
Органический сенсорный шарик черного и белого цвета
Деревянный стопорный диск
Прорезыватель для зубов из прозрачного силикона
Черно-белая пеленка

Набор «Играй и учись» для детей от 0 до 3 месяцев

$120
ЭКСКЛЮЗИВ
КУПИТЬ

Черно-белые книги и карточки

Книги и карточки для чтения — это то, что вы можете использовать с ребенком с первого дня. Нам нравится выбирать мягкие книжки, потому что их можно использовать, когда они лежат на животе, и их легко держать и исследовать маленькими ручками. Мы также любим карточки с алфавитом, потому что их можно использовать в самых разных видах деятельности.

Wee Gallery Дружелюбные лица на ферме

16,95 $
КУПИТЬ

Wee Gallery Дружелюбные лица в дикой природе

16 долларов.95
КУПИТЬ

Флэш-карты с прописными буквами Alpha Baby Designs Alpha Baby

24,50 $
ЭКСКЛЮЗИВ
КУПИТЬ

Карточки Alpha Baby Designs Numbers & Operations Flash Cards

24,50 $
ЭКСКЛЮЗИВ
КУПИТЬ

Черно-белые коврики для игр

Playmats не подлежат обсуждению в нашей книге, потому что они делают время на животике безопасным и уютным. Выбрав игру с высококонтрастными черно-белыми иллюстрациями, вы поможете своему малышу научиться поднимать голову, смотреть влево и вправо и, в конце концов, тянуться к чему-то!

Игровой коврик Wee Gallery Explore

$89,95
КУПИТЬ

Мини-мат GATHRE – ABC

$62
КУПИТЬ

Черно-белые игрушки

Некоторые вехи, которых достигнет ваш ребенок, включают в себя достижение, хватание, встряхивание, прохождение и, конечно же, дегустацию! На всех нижеперечисленных нетоксичных игрушках детям легко сосредоточиться, что поможет им отточить зрительно-моторную координацию.

Бамбуковый гнездящийся медведь Wee Gallery

26,95 $
КУПИТЬ

Бамбуковая гнездящаяся птица Wee Gallery

26,95 $
КУПИТЬ

Набор современных кубиков для счета, фигур и алфавитов

$65
КУПИТЬ

Набор для подсчета чисел Modern Blocks

$65
КУПИТЬ

Черно-белые спортзалы

Тренажерный зал Lovevery Play

$140
КУПИТЬ

Продолжить изучение

5 идей для визуальной стимуляции малышей
Последнее обновление 13 декабря 2018 г.
Младенцы положительно реагируют на визуальную стимуляцию, которая полезна для их сенсорного развития во многих отношениях.Узнайте, как ваш ребенок может извлечь из этого пользу!
Младенцы приходят в этот мир с глазами, полными удивления. Для нас, родителей, естественно заботиться о них физически, но их чувства, включая глаза, тоже нуждаются в стимуляции!
Визуальная стимуляция задействует зрительные органы ребенка, чтобы способствовать оптимальному сенсорному развитию. Предыдущие исследования показывают, что дети, получавшие дополнительную визуальную стимуляцию, по сравнению с детьми, не получавшими никакой дополнительной визуальной стимуляции, демонстрировали более высокий уровень остроты зрения и улучшенное развитие памяти.
При рождении зрение ребенка нечеткое, потому что сетчатка не полностью развита, а нервные клетки в мозгу ребенка не полностью связаны. Младенец не может видеть разные цвета или оттенки, только оттенки черного и белого. Его зрение может фокусироваться только на расстоянии от 8 до 12 дюймов. Даже доношенные дети могут четко видеть лицо своей матери только в течение недели после рождения.
В течение первых нескольких дней после рождения младенцы учатся фокусироваться глазами, глядя на лица.Только через несколько недель они начинают сосредотачиваться и визуально следить за объектами.
Используйте это время сенсорного развития и обеспечьте дополнительную визуальную стимуляцию следующими способами:
С самого раннего возраста, т. е. с момента рождения ребенка до достижения им нескольких месяцев, стимулируйте зрение ребенка, окружая его черно-белыми цветами, особенно полосами. Они посылают сильный сигнал на сетчатку ребенка, так как он хорошо различает эти цвета.Чем сильнее сигнал, тем лучше будет развитие мозга.
Вы можете сделать это, окружив кроватку ребенка черно-белыми картинками. Это могут быть простыни, одеяла, наволочки, полотенца и игрушки
.
Постепенно увеличивайте экспозицию вашего ребенка, показывая ему высококонтрастные цвета. Вы даже можете использовать флэш-карты, которые доступны на рынке для этой цели. Делая это на очень раннем этапе, вы увеличиваете любопытство вашего ребенка, что, безусловно, является отличным стимулятором для глаз вашего ребенка.
Кроме того, помогите ребенку сосредоточиться, держа его очень близко к своему лицу как можно чаще. Поскольку он учится сосредотачиваться на лицах, он получит более сильную зрительную стимуляцию, когда вы это сделаете.
Постепенно, сидя очень близко к нему, сделайте несколько движений руками и глазами и позвольте ребенку наблюдать. Это поможет развить его кругозор.
Начиная с недели после рождения ребенка и примерно до года крайне важно обеспечить ребенку различные виды визуальной стимуляции.Для долгосрочных результатов чрезвычайно важно быть последовательными в наших усилиях. Это положительно скажется не только на улучшении их памяти, но и на навыках чтения у вашего ребенка.
Доктор предупреждает: это занятие может повредить мозг вашего ребенка
В первые два года жизни мозг вашего ребенка претерпевает необычайный рост.
В отличие от любого другого времени в жизни, мозг вашего ребенка увеличивается втрое.
Как вы можете себе представить, то, чему подвергается ваш ребенок, а также то, получает ли он слишком мало или слишком много стимуляции, заложит основу для остальной части жизни вашего ребенка.
В представленном ниже видео педиатр, исследователь и отец Димитри Кристакис представляет сканирование нормального мозга ребенка в сравнении с мозгом ребенка из румынского приюта. Очевидно, что этим детям было показано очень мало любви или стимуляции.
Огромная разница между сканами мозга заставила его задуматься: если слишком слабая стимуляция может привести к такому большому количеству неактивных областей мозга, то как насчет слишком сильной стимуляции? Может ли слишком сильная стимуляция привести к повышенной активности мозга, что приведет к таким же разрушительным изменениям?
Доктор Кристакис — директор Центра детского здоровья, поведения и развития в Сиэтле. У него есть отрезвляющее сообщение о чрезмерной стимуляции мозга вашего ребенка или малыша во время экранного времени.
На самом деле, он обнаружил, что чем больше дети смотрят телевизор в возрасте до трех лет, тем выше вероятность того, что у них будут проблемы с концентрацией внимания в школе по сравнению с теми, кто их не смотрит.
На каждый час просмотра телевизора в день дети на 10% чаще имели проблемы с вниманием. Например, два часа просмотра телевизора в день на 20 % больше подвержены риску проблем с концентрацией внимания.
Важно не только количество просмотров телевизора, но и то, что они смотрят. Будете ли вы шокированы, если узнаете, что даже некоторые из программ типа «Малыш Эйнштейн» (специально разработанные для младенцев!) на самом деле совсем не предназначены для мозга вашего ребенка?
Узнайте, почему, и узнайте больше о его отрезвляющих выводах в видео ниже, а также о том, как вы можете уменьшить количество проблем со вниманием у ваших детей.
Дело не только в младенцах и малышах
В статье «Психология сегодня» «Серое имеет значение: слишком много экранного времени повреждает мозг» детский психиатр Виктория Л.Dunckley MD пишет:
«Как практикующий врач я наблюдаю, что многие из детей, которых я вижу, страдают от сенсорной перегрузки, отсутствия восстановительного сна и чрезмерного возбуждения нервной системы, независимо от диагноза — то, что я называю синдромом электронного экрана. Эти дети импульсивны, угрюмы и не умеют концентрировать внимание — очень похоже на описание в приведенной выше цитате, описывающее повреждения, видимые при сканировании».
В настоящее время мы сталкиваемся с чем-то совершенно новым, непохожим на то, что когда-либо прежде. Насколько все должно стать плохо, прежде чем мы обратим внимание на то, что происходит? С течением времени все большее количество экранов вторгается в нашу жизнь, словно капельная кормушка.Так что мы его не сразу заметили. Что-то определенное — мы должны быть уверены, что являемся примером для родителей. Очень легко увлечься экранами, даже будучи взрослыми. Как мозг ребенка может сделать это для себя, если его мозг недостаточно развит, чтобы иметь «тормоза» для этого? Они не понимают, как остановиться.
Это не осуждение вашего воспитания
Пожалуйста, не воспринимайте это исследование как оценку вашего воспитания. Исследования всегда связаны с изучением новых способов, чтобы мы могли работать лучше и достигать лучших результатов.Мы все делаем все возможное, чтобы выжить. Но, имея больше информации и знаний, мы можем сделать более осознанный выбор. Нам нужно знать эту информацию, если мы когда-либо собираемся что-то изменить.
Когда мы лучше знаем, мы поступаем лучше .
А как насчет iPad и других устройств для обучения?
Доктор Кристакис говорит, что даже для детей младшего возраста небольшое количество времени, потраченное на интерактивные развивающие приложения, допустимо — проблема заключается в пассивном просмотре телевизора.Он предположил, что дети младше 2 лет могут даже извлечь выгоду из 30-60 минут в день интерактивного экранного времени.
В статье для Today д-р Кристакис цитируется: «Интерактивные приложения для iPad и устройств, которые вовлекают ребенка, могут быть такими же умственными стимулами, как старомодные игрушки, такие как кубики или даже See ‘N’ Say, которые позволяют детям развивать чувство выполненного долга, сопоставляя изображения животных и звуки».
Тем не менее, родители все равно должны быть бдительными и внимательно следить за временем, проведенным за такими устройствами, так как такие проблемы, как «компульсивное использование iPad» среди самых маленьких пользователей все еще были.
Но, как говорит Кристакис, более серьезной проблемой является пассивный просмотр телевизора (или видео или DVD-дисков, предназначенных для детей), который, как известно, пагубно влияет на когнитивные функции, может быть чрезмерно стимулирующим и потенциально опасным.

Итак, чего же вы ждете?
Пора выводить младенцев и малышей на улицу гораздо больше . Выключите телевизор и отправляйте маленькие развивающиеся мозги играть на свежем воздухе, что также снижает риск ожирения, поддерживает иммунную систему (витамин D и физические упражнения) и помогает детям учиться и общаться с другими.Присоединяйтесь к игровым или развлекательным группам, таким как детская музыка, плавание или занятия в тренажерном зале.
Делая правильный выбор для поколения детей, рожденных в среде технологий, мы можем помочь сделать их будущее более ярким, делая лучший выбор для игр во время игр. Мы не можем предсказать, что будет с ними в будущем, но мы можем помочь предотвратить серьезные проблемы, связанные со стартовой площадкой.
Можете ли вы представить наших детей, вырастающих во взрослых, у которых есть проблемы с отключением от технологий и общением друг с другом? Что, если отключение станет нормой? Как человеческий род справится без связи и любви?
Давайте изменим ситуацию вместе.
Рекомендуемая литература: забавные идеи можно найти в нашей статье 17 занятий, которые понравятся вашему малышу, и 9 вещей, которые нужно делать, когда ваш малыш сводит вас с ума.
черно-белых игрушек: как они могут помочь моему ребенку?
2 года 9 месяцев назад
Когда вам нужно ухаживать за новорожденным, может показаться, что все, что вы делаете, это кормите, меняете подгузники и стираете бесконечные партии белья.
Легко предположить, что ваш малыш многого не умеет, но никогда не рано начинать играть с малышом.
Итак, она явно не готова собирать пазлы, но есть много забавных игрушек и игр, которые помогут вам заниматься с ней, что пойдет на пользу ее физическому и умственному развитию в будущем.
Как черно-белые игрушки могут помочь детям?
Игрушки с самого начала играют важную роль в жизни вашего ребенка.Лучшие типы игрушек для вашего ребенка – это те, которые задействуют его когнитивные и сенсорные навыки, что, в свою очередь, помогает развивать его грубые (например, ползание и ходьбу) и мелкую моторику (например, складывание кубиков или раскрашивание).
Читать далее: Вехи разработки двигателей
Здесь на помощь приходят черно-белые игрушки. Исследования показали, что в первые несколько месяцев жизни новорожденный ребенок может видеть преимущественно в оттенках черного, серого и белого.
По словам эрготерапевта Фионы О’Фаррелл, когда ваш ребенок рождается, его зрение наименее развито из всех органов чувств и, как следствие, нечетко.
«Черно-белые игрушки помогут вашему ребенку развить способность концентрироваться. Просто помните, что игрушка должна располагаться в пределах 8–10 дюймов от лица вашего ребенка», — объясняет Фиона.
«Из-за резкого контраста черного и белого вашему ребенку будет легче видеть, поскольку его зрение все еще нечеткое.
«Зрительные пути в мозгу вашего ребенка хорошо реагируют на четкие шаблоны, поэтому используется черно-белое изображение. Мобильные устройства, игровые тренажеры и любая деятельность, связанная с движением, будет побуждать вашего ребенка смотреть, что помогает развивать глазные мышцы.
«По мере развития цветового зрения у ребенка он сначала будет видеть красный цвет, а примерно к шести месяцам — спектр цветов.»
Читать далее: Какие игрушки лучше всего способствуют развитию ребенка?
Имея это в виду, новая коллекция «Черно-белые волшебные сказки» от Tiny Love является идеальным выбором для первой игрушки вашего ребенка.
Благодаря контрастным цветам и яркой графике, эта серия поддерживает развитие с первого дня, помогая вашему ребенку учиться и исследовать, а также является стильным дополнением к любому дому.
Помогите ребенку развиваться стильно с коллекцией волшебных сказок Tiny Love
Разработан с контрастным черно-белым цветовым рисунком, который помогает усилить визуальную стимуляцию и вдохновляет детей исследовать, учиться и расти. Коллекция Magical Tales состоит из шести продуктов, в том числе:
Black & White Gymini включает в себя мягкую книжку, регулируемые дуги для игр, музыкальную игрушку, активируемую ребенком, и многое другое.
Черно-белый мобильный телефон на вынос — это игрушка «три в одном» с 30-минутной непрерывной музыкой с пятью различными мелодиями, которая позволяет прикрепить мобиль к большинству игровых площадок, дорожных кроваток, колясок и люлек.
Black & White Pack & Go Mini Mobile имеет компактную и легкую складную конструкцию и выполняет четыре действия.
№
Черно-белый коврик Super Mat включает в себя восемь упражнений, а контрастный черно-белый дизайн коврика предлагает ребенку важную визуальную стимуляцию с первого дня.
Черно-белая погремушка Christopher Rattle имеет легкое кольцо для крепления, что позволяет брать этого утешительного компаньона с собой куда угодно, а черно-белая музыкальная игрушка Marie () () включает в себя мелодии, активируемые ребенком, которые радуют ребенка дома и в дороге.
Таким образом, детские игрушки — это больше, чем просто развлечения и игры. Они предлагают малышам приятный и стимулирующий способ обучения, задействуя их чувства, пробуждая воображение и побуждая к взаимодействию с другими.
Почему бы не помочь вашему малышу узнать об окружающем мире и развить его двигательные навыки, посмотрев полный ассортимент игрушек для малышей от Tiny Love? Ассортимент игрушек предназначен для удовлетворения потребностей как родителей, так и детей, стимулируя их чувства и помогая родителям получать удовольствие от времени, которое они проводят со своими малышами.
Поделитесь этой статьей, чтобы связаться с каждой мамой на Facebook, Instagram, Twitter и Pinterest
Как использовать черно-белые высококонтрастные карточки для детей (0–6 месяцев) для более счастливого времяпрепровождения на животе и развития мозга (визуальная стимуляция)
Ищете способы развития мозга вашего ребенка? Посмотрите эти черно-белые контрастные карты в формате pdf, которые вы можете скачать и использовать сегодня
.
Знаете ли вы? До 3-месячного возраста новорожденные не могут эффективно фокусироваться на любом объекте, находящемся на расстоянии более 8–10 дюймов от них.Различие в цвете также не так уж велико до этого возраста. Вещи выглядят размытыми в течение первых нескольких недель после рождения для новорожденных, постепенно размытость исчезает, и они начинают узнавать объект, а затем и его цвет.
Поэтому настоятельно рекомендуется использовать высококонтрастные черно-белые изображения. Они не могут различать похожие цвета, такие как красный и оранжевый, или любые пастельные тона.
Если вы ищете физические высококонтрастные карты — я бы посоветовал эти .Вы можете приобрести высококонтрастные книжки для малышей , которые доступны здесь .
Ознакомьтесь с pdf-версией Высококонтрастных карт pdf для детей здесь
Реклама| Статья продолжается ниже.
Что такое высококонтрастные цвета для детей?
Научные исследования показали, что сетчатка новорожденного ребенка развита не полностью. Простые высококонтрастные черно-белые изображения — отличный способ развить зрение.
Вы также можете увидеть, как новорожденные реагируют на высококонтрастные карточки или настольные книги примерно в возрасте 3 месяцев.
Оформить заказ Черные и белые карты онлайн .
Ознакомьтесь с высококонтрастными книжками для малышей здесь .
Мы, взрослые, можем различать различия между множеством цветов и огромным диапазоном оттенков, но новорожденному трудно определить их, а не только черный и белый.
Ознакомьтесь с pdf-версией Высококонтрастных карточек pdf для младенцев здесь
Что представляют собой наши высококонтрастные черно-белые печатные материалы для младенцев?
Мы создали набор из 30 черно-белых высококонтрастных карточек, чтобы использовать их с вашими новорожденными на важном этапе развития зрительного восприятия.
Вы можете соединить эти карточки в гармошку или просто положить ее на коврик, где ребенок лежит на животике.
Настоятельно рекомендуется распечатать их на картонной бумаге или заламинировать с мягкими краями для долговечности, а также для защиты от слюнотечения у детей.
В идеале, поместите эти карточки на расстоянии 20-30 см, чтобы малыш начал на них фокусироваться. Сначала они могут сосредоточиться на пару секунд, но постепенно они привыкнут к этому по мере роста.
Вы были бы поражены, увидев, как они взаимодействуют с этими высококонтрастными изображениями.
Почему высококонтрастные изображения полезны для детей?
Эти карточки очень важны для когнитивного развития ребенка. Младенцы используют свои глаза для понимания внешнего мира до 5-месячного возраста, так как только после этого они начинают использовать свои другие чувства, чтобы исследовать мир вокруг себя.
Постоянное воздействие высококонтрастных изображений, особенно до 14 недель, помогает наладить координацию между двумя глазами.
Вот как можно начать работу с высококонтрастными карточками для детей:
В первые 3 месяца младенцы могут фокусироваться на объектах, находящихся на расстоянии 8-11 дюймов. Родители/опекуны должны держать карточки и показывать их детям, чтобы привлечь их внимание.
Через 3 месяца начните размещать карточки на расстоянии 10-15 дюймов, приклеивая их на стену возле пеленального столика или внутри кроватки.
Как только ребенок привыкнет и начнет фокусироваться, увеличивайте расстояние по мере роста ребенка.
Следующим этапом является поощрение переворачивания путем обеспечения времени на животе. Высококонтрастные детские карточки — лучшие компаньоны для отдыха на животе. Это помогает в визуальной стимуляции.
Вы можете способствовать их визуальному отслеживанию, медленно перемещая изображения вперед и назад, следя за движением их глаз.
Не кладите все карты вместе. Ограничьтесь 3-4 макс. Когда малыш потеряет интерес к набору или одной карточке, смените изображение на новое.
Предложите эти высококонтрастные изображения, когда вы лежите на животе, путешествуете в машине, играете, а также успокаиваете ребенка.
Вы можете прочитать эту чрезвычайно полезную статью — >>> Лучшие детские товары для новорожденных <<<( Суперполезный сводный список лучших товаров, рекомендованных мамами )
Как использовать высококонтрастную карту?
Вы можете использовать контрастные карты во время пребывания на животе: —

1. Положите ребенка себе на бедра животом вниз. можно погладить спинку ребенка. Покажите высококонтрастную карточку в соответствии со зрением вашего ребенка и медленно перемещайте ее, чтобы увидеть, двигает ли ребенок головой в направлении карточки.
2. Новорожденные любят смотреть сбоку, вы можете положить контрастные карточки той стороной, на которую они смотрят. Продолжайте менять сторону карточек, чтобы ребенок мог двигать головой.
3. Вы можете сделать из этих карточек небольшой складной буклет и положить его перед ребенком.
4. Еще интересная вещь, которую можно сделать, это наклеить (а можно сделать прозрачные кармашки) контрастные карточки на 6 сторон куба (можно взять небольшую кубическую коробочку)
Что такое карты стимуляции?
Черно-белые контрастные карточки также называются стимулирующими карточками. Известно, что эти карточки очень эффективны для улучшения и стимуляции зрения у детей.Эти карты также называются картами визуальной дискриминации.
Что дают высококонтрастные карты для детей?
До шестимесячного возраста дети могут четко видеть только на расстоянии 12-15 дюймов перед собой и не различают цвета, как мы. Они видят только черные, белые и серые тона.
Черно-белые открытки и игрушки лучше всего подходят для детей. Вот несколько причин, по которым вам следует приобрести их:
Удлиняет продолжительность концентрации внимания
Стимулирует зрение и когнитивные способности ребенка.
Эти карты улучшают память и развивают нервную систему.
С ними малышу будет весело проводить время на животике.
Почему черно-белые карточки хороши для детей?
Известно, что черно-белые карточки стимулируют зрение ребенка и способствуют развитию мозга. Эти черно-белые открытки с картинками волшебным образом увлекут вашего новорожденного ребенка на долгое время.
Какая наука стоит за контрастными карточками для младенцев?
Младенцы растут очень быстро, как и их мозг в первые несколько лет жизни.Есть много вещей, которые родители могут сделать, чтобы помочь развитию мозга.
Визуальная стимуляция больше всего помогает младенцам, и ее также легко выполнять.
Исследования показывают, что сетчатка новорожденного еще не полностью развита, но простые, высококонтрастные черно-белые изображения могут способствовать развитию зрения.
Будучи взрослыми, мы можем различать разные оттенки и цвета, но новорожденный ребенок может различать только такие контрасты, как черный и белый.
Если вам понравилась эта статья и ваша цель – целенаправленно привлечь ребенка, то вам обязательно стоит прочитать эту статью о >>> Лучшие книги для малышей <<< — Самый эпический список книг, которые любят мамы и Дети похожи !!!
Гамма-визуальная стимуляция индуцирует нейроиммунный сигнальный профиль, отличный от острого нейровоспаления
Abstract
Многие нейродегенеративные и неврологические заболевания коренятся в дисфункции нейроиммунной системы; следовательно, манипулирование этой системой имеет большой терапевтический потенциал. Предыдущая работа показала, что воздействие на мышей мерцающим светом с частотой 40 Гц стимулирует нейронную активность гамма-частоты (∼40 Гц) и задействует микроглию, первичные иммунные клетки мозга, открывая новый метод манипулирования нейроиммунной системой. Однако биохимические сигнальные механизмы между нейронной активностью 40 Гц и иммунным рекрутированием остаются неизвестными. Здесь мы подвергли мышей-самцов дикого типа мерцанию в течение 5–60 минут с частотой 40 Гц или контрольному мерцанию и оценили сети цитокинов и фосфопротеинов, которые, как известно, играют роль в иммунной функции.Мы обнаружили, что мерцание с частотой 40 Гц приводит к увеличению экспрессии цитокинов, которые способствуют фагоцитарным состояниям микроглии, таких как IL-6 и IL-4, и увеличению экспрессии микроглиальных хемокинов, таких как макрофагальный колониестимулирующий фактор и монокин, индуцированный интерфероном. -γ. Интересно, что эффекты цитокинов различались в зависимости от частоты стимуляции, что свидетельствует о ряде нейроиммунных эффектов стимуляции. Чтобы определить возможные механизмы, лежащие в основе экспрессии цитокинов, мы количественно оценили влияние мерцания на внутриклеточные сигнальные пути, которые, как известно, регулируют уровни цитокинов.Мы обнаружили, что мерцание с частотой 40 Гц активирует фосфо-сигнализацию в путях ядерного фактора κ-легкой цепи активированных В-клеток (NF-κB) и митоген-активируемой протеинкиназы (MAPK). В то время как экспрессия цитокинов увеличивалась после 1 часа стимуляции мерцания с частотой 40 Гц, фосфорилирование белка в пути NF-κB повышалось в течение нескольких минут. Важно отметить, что профиль экспрессии цитокинов, вызванный мерцанием с частотой 40 Гц, отличался от изменений цитокинов в ответ на острое нейровоспаление, вызванное липополисахаридами.Эти результаты, насколько нам известно, являются первыми, показывающими, как зрительная стимуляция быстро вызывает критическую нейроиммунную передачу сигналов у здоровых животных.
ЗАЯВЛЕНИЕ О ЗНАЧИМОСТИ Предыдущая работа показала, что воздействие на мышей света, мерцающего с частотой 40 Гц, индуцирует активность нервных импульсов на частоте 40 Гц (в пределах гамма-частоты) и рекрутирует микроглию, первичные иммунные клетки головного мозга. Однако непосредственный эффект мерцания с частотой 40 Гц на нейроиммунные биохимические сигналы был неизвестен. Мы обнаружили, что мерцание с частотой 40 Гц приводит к значительному увеличению экспрессии цитокинов, ключевых иммунных сигналов, которые, как известно, рекрутируют микроглию.Кроме того, мы обнаружили, что мерцание с частотой 40 Гц быстро изменяет фосфорилирование белков в путях NF-κB и MAPK, которые, как известно, регулируют экспрессию цитокинов. Наши результаты являются первыми, которые определяют специфический быстрый иммунный сигнальный ответ после визуальной стимуляции частотой 40 Гц, подчеркивая как уникальную природу, так и терапевтический потенциал этого лечения.
Введение
Взаимодействия между мозгом и иммунной системой играют решающую роль в неврологических и психоневрологических расстройствах (Calsolaro and Edison, 2016; Wohleb et al., 2016). Нейроиммунная система, включающая глиальные клетки и иммунные сигнальные молекулы, предлагает уникальную мишень для лечения заболеваний и улучшения здоровья мозга. Однако мало что известно о том, как немедикаментозно манипулировать иммунной системой мозга. Недавние исследования показали, что экзогенная стимуляция нейронной электрической активности гамма-частотой (30–50 Гц) посредством сенсорной стимуляции способствует активности микроглии, компонента нейроиммунной системы, и снижает уровень амилоида-β (Aβ), одного из ключевых белков, накапливаются при болезни Альцгеймера (AD; Iaccarino et al., 2016; Адайккан и др., 2019). Хотя это недавнее исследование показывает, что нервная электрическая активность манипулирует компонентом нейроиммунной системы и имеет терапевтическое значение, требуется более широкое понимание того, как экзогенная стимуляция нейронной активности влияет на нейроиммунную функцию. Действительно, непосредственные эффекты экзогенной гамма-стимуляции на биохимические сигналы, контролирующие иммунную функцию в головном мозге, неизвестны. В то время как предыдущая литература в этой области была сосредоточена на патологии болезни Альцгеймера, важно понимать эти основные биологические взаимодействия между нервной активностью и иммунной функцией у здоровых животных вне контекста AD. Кроме того, хотя предполагается, что визуальная стимуляция частотой 40 Гц задействует иммунную систему, влияние различных частот визуальной стимуляции на иммунную сигнализацию остается неизвестным. Определение того, как различные частоты визуальной стимуляции влияют на иммунную систему мозга, позволит разработать новые стратегии управления функциями мозга.
Цитокины, внеклеточные растворимые сигнальные белки иммунной системы, являются основным коммуникационным сигналом между нейронами и иммунными клетками (Hanisch, 2002; Prieto and Cotman, 2017).Хемотактические цитокины, или хемокины, отвечают за привлечение иммунных клеток к месту повреждения, а провоспалительные и противовоспалительные цитокины соответственно способствуют или уменьшают воспаление. В то время как молекулярная передача сигналов между нейронами и микроглией в значительной степени связана с нейрональной экспрессией цитокина фракталкина (CX3CL1), который ослабляет гиперактивацию микроглии (Sheridan and Murphy, 2013), многие другие цитокины могут играть роль в передаче сигналов между нейронами и микроглией. Например, TNF-α глиального происхождения необходим для правильного нейронального синаптического масштабирования, а также является модулятором фагоцитоза нейронов микроглии (Stellwagen and Malenka, 2006; Goshen et al., 2007; Нениските и др., 2014). Помимо регуляции активации и рекрутирования микроглии, цитокины также участвуют в различных нейронных и синаптических функциях. Тем не менее, мало что известно о том, как электрическая активность нейронов влияет на экспрессию цитокинов.
Экспрессия цитокинов и их влияние на иммунную функцию регулируются внутриклеточной передачей сигналов, такой как ядерный фактор κ-легких цепей-энхансер активированных В-клеток (NF-κB) и иммуномодулирующие пути митоген-активируемой протеинкиназы (MAPK).Эти пути активируются посредством последующего фосфорилирования белков в каскаде или передачи фосфосигналов, и они завершаются активацией факторов транскрипции, которые регулируют транскрипцию, экспрессию и высвобождение цитокинов из клетки. Иммуномодулирующие пути NF-κB и MAPK строго регулируют экспрессию различных цитокинов, участвующих в иммунных реакциях, таких как активация и рекрутирование микроглии [например, макрофагальный колониестимулирующий фактор (M-CSF), MCP-1; Хоммс и др. , 2003; Клотье и др., 2007 г.; Лю и др., 2017]. Эти пути также контролируют экспрессию нейротрофических и синаптотрофных факторов и участвуют в механизмах обучения и памяти (Sweatt, 2001; Kaltschmidt et al., 2006; Mattson and Meffert, 2006; Chen et al., 2017). Недавние исследования показали, что мерцание с частотой 40 Гц изменяет паттерны фосфорилирования белков после нескольких недель воздействия по сравнению с отсутствием стимуляции, но немедленный эффект мерцания на фосфорилирование белка в целом и непосредственное влияние мерцания на эти два ключевых пути фосфопротеинов до сих пор неизвестны (Adaikkan et al. ., 2019).
В настоящем исследовании мы определили, как визуальная стимуляция с частотой 40 Гц влияет на экспрессию ключевых цитокинов, участвующих в иммунном ответе, синаптической пластичности и здоровье нейронов головного мозга. Кроме того, поскольку экспрессия цитокинов регулируется внутриклеточной передачей сигналов, мы оценили, изменяются ли фосфосигналы NF-κB и MAPK перед экспрессией цитокинов у мышей, подвергшихся визуальной стимуляции с частотой 40 Гц, по сравнению с контрольными визуальными стимулами. Мы проверили это, подвергая мышей воздействию световых полосок светодиодов различной продолжительности, мерцающих с частотой 40 Гц, которые, как известно, индуцируют активность гамма-нейронов, а также несколько контрольных условий (Gray et al., 1989; Яккарино и др., 2016; Сингер и др., 2018 г.; Адайккан и др., 2019). Наш анализ показал, что 1 ч стимуляции мерцания с частотой 40 Гц индуцирует фосфо-сигнализацию в путях NF-κB и MAPK (~ 15–60 мин) и белковую экспрессию различных цитокинов. Интересно, что мерцание с частотой 20 Гц, случайное мерцание и постоянный свет индуцировали уникальные профили экспрессии цитокинов, показывая, что различные частоты визуальной стимуляции индуцируют уникальные паттерны иммунных сигналов. Затем мы определили, отличается ли ответ цитокинов после мерцания с частотой 40 Гц от ответа на модель острого воспаления, вызванного введением липополисахарида (ЛПС).Мы обнаружили, что цитокиновый профиль острого воспаления, вызванного введением ЛПС, отличался от цитокинового ответа на мерцание с частотой 40 Гц. Эти результаты показывают, что мерцание с частотой 40 Гц индуцирует фосфосигнализацию NF-κB, за которой следует фосфосигнализация MAPK и повышенная экспрессия цитокинов, отличная от воспаления. Важно отметить, что оцениваемые здесь цитокины, а также пути NF-κB и MAPK играют ключевую роль во многих различных клеточных функциях. Кроме того, различные частоты стимуляции индуцировали уникальные паттерны экспрессии цитокинов.Таким образом, наши результаты показывают, что стимуляция различных паттернов активности может использоваться для регуляции экспрессии генов, которые способствуют здоровью нейронов, синаптической пластичности и здоровой иммунной активности.
Результаты
Мерцание с частотой 40 Гц индуцирует увеличение профиля цитокинов
Принимая во внимание предыдущие данные, показывающие, что воздействие на мышей мерцания света с частотой 40 Гц приводит к морфологическим изменениям в микроглии, мы предположили, что мерцание с частотой 40 Гц влияет на нейроиммунную сигнализацию. В частности, поскольку цитокины являются ключевыми регуляторами иммунной активности в головном мозге, мы предположили, что мерцание света с частотой 40 Гц способствует экспрессии цитокинов в зрительной коре.Чтобы проверить это, мы подвергали животных воздействию мерцающего света с частотой 40 Гц в течение 1 часа, мерцающего света со случайным интервалом, усредняющим до 40 Гц (случайно), мерцающего света с частотой 20 Гц (20 Гц) и постоянного света (свет; рис. 1 A). , фильм 1). После визуальной стимуляции мышей умерщвляли, а зрительную кору быстро (<3 мин) подвергали микродиссекции и мгновенной заморозке. Используя мультиплексный иммуноанализ Luminex, мы количественно определили уровни экспрессии 32 цитокиновых белков в зрительной коре (рис. 1 B ). Чтобы учесть многомерный характер данных, мы использовали PLSDA для определения профилей цитокинов, которые отличали эффекты стимуляции частотой 40 Гц от контрольных групп (рис.1 С ; Эрикссон и др., 2006).
Рисунок 1.
Один час мерцания с частотой 40 Гц увеличил экспрессию цитокинов в зрительной коре. A , Экспериментальная конфигурация для визуальной стимуляции. B , Экспрессия цитокинов в зрительной коре головного мозга мышей, подвергнутых зрительной стимуляции в течение 1 часа. Каждая строка представляет одно животное ( n = 6). Цитокины (столбцы) расположены в порядке их веса на LV1 в D .Цвет указывает уровни экспрессии z для каждого цитокина. Четыре верхних цитокина из LV1 обведены красным. C , PLSDA идентифицировал LV1, ось, которая разделяет животных, подверженных мерцанию 40 Гц (красный), справа, животных, подвергающихся мерцанию 20 Гц (синий) и постоянному свету (зеленый), слева и случайным образом (черный). мерцающие экспонированные животные ближе к середине (точки обозначают отдельных животных для всех графиков на этом рисунке). LV2 разделил 20 Гц, случайные и световые условия. D , Взвешенный профиль цитокинов, входящих в состав LV1, основанный на том, какие цитокины лучше всего коррелируют с разделением 40 Гц (положительный результат) по сравнению с контрольными группами мерцания (отрицательный результат). (среднее значение ± стандартное отклонение от перекрестной проверки с исключением одного). E , показатели LV1 значительно отличались для группы с частотой 40 Гц по сравнению с контролем (среднее значение ± стандартная ошибка среднего; F _(3,20) = 5,855, p = 0,0049, односторонний ANOVA). Каждая точка представляет одно животное. Результаты были подтверждены методом перетасовки (см. Материалы и методы). F , При индивидуальной оценке наблюдались значительные различия в экспрессии большинства четырех основных аналитов, M-CSF, IL-G, MIG и IL-4. Значения p для сравнения между группами перечислены на рисунке. Для одностороннего сравнения ANOVA во всех группах: M-CSF: F _(3,20) = 2,970, p = 0,0564; ИЖ-6: Ф _(3,20) = 3,775, р = 0,0269; МИГ: Ф _(3,20) = 4. 532, р = 0,0140; и Ил-4: Ф _(3,20) = 2,051, р = 0,1391. G , Также были значительные различия в экспрессии IFN-γ, IL-12p70, GM-CSF, IL-7 и IL-1β. Значения p для сравнения между группами перечислены на рисунке. Для однофакторного сравнения ANOVA во всех группах: IFN-γ: F _(3,20) = 6,32, p = 0,0034; Ил-12п70: Ф _(3,20) = 6.428, р = 0,0032; ГМ-КСФ: F _(3,20) = 4,13, р = 0,0197; Ил-7: Ф _(3,20) = 9,541, р = 0,0004; и ИЛ-1β: F _(3,20) = 3,404, р = 0,0377. SEM, стандартная ошибка среднего.
Мы наблюдали в целом более высокие уровни экспрессии цитокинов у животных, подвергнутых мерцанию с частотой 40 Гц, по сравнению с другими группами. PLSDA идентифицировал LV1, состоящий из взвешенной линейной комбинации цитокинов, как наиболее активный при частоте 40 Гц (более высокие баллы LV1) или во всех контрольных условиях (отрицательные; более низкие баллы LV1; рис. 1 D ). LV1 лучше всех отделял 40 Гц от всех контрольных групп (рис. 1 C , D ). Показатели LV1 значительно различались между группами, подтверждая, что группы были статистически разделены, в частности, мерцание 40 Гц по сравнению со светом и стимуляция 20 Гц были лучше всего разделены ( F _(3,20) = 5,855, p = 0,0049, один -способ ANOVA; рис. 1 E ). LV2 достоверно отделял контрольные группы друг от друга ( F _(3,20) = 21.77, р < 0,0001; Рис. 1 С , 2 В ).
Рисунок 2. Каждое из условий контроля мерцания
приводит к уникальной экспрессии цитокинов. A , Взвешенный профиль цитокинов, входящих в состав LV2, основанный на том, какие цитокины лучше всего коррелируют с разделением случайных (положительных) и 20 Гц контрольных групп с мерцанием света (отрицательные; среднее значение ± стандартное отклонение от исключенного креста) -Проверка). B , показатели LV2 значительно различались для всех четырех групп (среднее ± SEM; F _(3,20) = 21.77, p <0,0001, однофакторный дисперсионный анализ). Каждая точка представляет одно животное. Перечислены значения p из теста множественного сравнения Тьюки. C , Диаграмма экспрессии цитокинов, где каждое название цитокина расположено на основе повышенной экспрессии в каждой группе стимуляции. D , Однофакторный дисперсионный анализ показывает значительную разницу в экспрессии IL-10 между группами (среднее значение ± стандартная ошибка среднего; F _(3,20) = 27,29, p <0,0001, однофакторный дисперсионный анализ).Перечислены значения p из теста множественного сравнения Тьюки. E , как и в D для экспрессии IL-15 по группам (среднее ± SEM; F _(3,20) = 11,33, p
VA = 0,0001, 1).
F , Как и в D для экспрессии RANTES по группам (среднее ± SEM; F _(3,20) = 11,48, p = 0,0000VANO). G , Как и в D для экспрессии IL-2 по группам (среднее ± SEM; F _(3,20) = 9.366, p = 0,0005, односторонний ANOVA). H , Как и в D для экспрессии VEGF по группам (среднее значение ± стандартная ошибка среднего; F _(3,20) = 6,790, p = 0,002 ANO4, односторонний ANO4). I , Как и в D для экспрессии IL-9 по группам (среднее значение ± стандартная ошибка среднего; F _(3,20) = 4,076, p = 7-VA, односторонний ANO). SD, стандартное отклонение.
Четыре основных фактора, определяемых PLSDA и вносящих вклад в различия между группами, включали M-CSF, IL-6, MIG и IL-4 (рис. 1 Ф ). Из этих цитокинов с максимальной активацией IL-6 и MIG значительно различались между группами при индивидуальном анализе каждой из них (IL-6: F _(3,20) = 3,775, p = 0,0269; MIG: F _(3,20) = 4,532, p = 0,0140, однофакторный дисперсионный анализ (рис. 1 F ). Мы обнаружили, что IL-6 имеет значительно более высокую экспрессию при 40 Гц, чем при мерцании и свете 20 Гц; и MIG имел значительно более высокую экспрессию при 40 Гц, чем при 20 Гц мерцании (IL-6: 40 против 20 Гц: средняя разница = 1.917, скорректировано р = 0,0452; IL-6: 40 Гц по сравнению со светом: средняя разница = 2,33, с поправкой p = 0,0135; MIG: 40 и 20 Гц: средняя разница = 2,083, с поправкой p = 0,0123, критерий Даннета). Экспрессия M-CSF была выше при мерцании с частотой 40 Гц, чем у животных, подвергшихся воздействию света (средняя разница = 1,750, с поправкой p = 0,0360, критерий Даннета). Мы не обнаружили существенных различий в IL-4 между группами, хотя уровни экспрессии имели тенденцию к повышению у животных с мерцанием 40 Гц ( F _(3,20) = 2.051, p = 0,1391, однофакторный дисперсионный анализ). Основываясь на наблюдаемых различиях между группами в тепловой карте этих цитокинов (рис. 1 B ), мы провели дополнительный анализ подмножества цитокинов и обнаружили значительные различия в IL-12p70, IL-1β, IFN-γ, GM-CSF. , и IL-7 между мерцанием 40 Гц и условиями управления (рис. 1 G ). Эти результаты показывают, что 1 час мерцания с частотой 40 Гц вызывает значительный нейроиммунный сигнальный ответ, и этот ответ отличается от других частот мерцания или воздействия постоянного света.
Интересно, что в то время как животные, подвергшиеся мерцанию с частотой 40 Гц, демонстрировали более высокий профиль экспрессии цитокинов, мы также наблюдали различные профили экспрессии цитокинов для случайных условий стимуляции с частотой 20 Гц и световой стимуляции (рис. 1 B , 2 C ). Действительно, наш анализ выявил вторую скрытую переменную (LV2), которая лучше всего разделяла эти три контрольные группы (рис. 1 C , 2 A ). Количественная оценка этих эффектов показала, что постоянный свет приводит к усилению подмножества цитокинов, уникальному по сравнению с теми, которые активируются мерцанием с частотой 40 Гц.Например, при индивидуальном анализе IL-2, VEGF, IL-9, IL-1α и IL-13 показали значительные различия в уровнях экспрессии между группами с более высокой активацией после воздействия света, чем по крайней мере в одной другой группе (IL-13). 2: F F _(3,20) = 9.366, P = 0,0005; VGEF: F _(3,20) = 6,790, P = 0,0024; Ил-9: F _(3,20) = 4,076, р = 0,0207, IL-1α: F _(3,20) = 4.399, р = 0,0157; ИЖ-13: Ф _(3,20) = 3,802, р = 0,0263; однофакторный дисперсионный анализ; Метод множественных сравнений Даннета использовался для контроля трех сравнений; Рис. 2 E , I ). Напротив, случайная стимуляция однозначно активировала IL-10 во всех образцах по сравнению с другими типами стимуляции ( F _(3,20) = 27,29, p < 0,0001; рис. 2 D ). Эти результаты подчеркивают, что в то время как мерцание с частотой 40 Гц модулирует цитокиновую активность, 20 Гц, случайное воздействие и воздействие света также приводят к отчетливой активности цитокинов.
Мерцание с частотой 40 Гц индуцирует передачу сигналов NF-κB и MAPK
Экспрессия цитокинов регулируется несколькими каноническими внутриклеточными фосфосигнальными путями, включая пути NF-κB и MAPK. Таким образом, чтобы лучше понять изменения внутриклеточной передачи сигналов, которые лежат в основе изменений экспрессии цитокинов после визуальной стимуляции, мы изучили, как мерцание 40 Гц влияет на эти два пути фосфопротеинов. Поскольку фосфосигналы обычно преходящи, мы исследовали этот сигнал через 5, 15 и 60 минут при частоте 40 Гц и случайном мерцании (Janes et al. , 2005). Мы сосредоточились на случайном мерцании в качестве нашей контрольной группы для этого сравнения именно потому, что оно контролирует среднее количество раз, когда свет включается и выключается, процент времени, в течение которого свет включен, и частоту светового представления без индукции периодической нейронной активности. Iaccarino et al., 2016; Singer et al., 2018; Adaikkan et al., 2019). Как и в экспериментах с цитокинами, сразу после воздействия мерцания мышей умерщвляли и быстро микрорассекали зрительную кору.Мы использовали анализы Luminex и PLSDA для количественной оценки различий в путях фосфопротеинов NF-κB и MAPK у животных, подвергшихся воздействию 40 Гц, по сравнению со случайным воздействием мерцания после различной продолжительности мерцания (рис. 3, 4).
Рисунок 3. Передача сигналов фосфопротеина
NF-κB в зрительной коре увеличилась в ответ на 15-минутное мерцание с частотой 40 Гц. A , Упрощенная диаграмма передачи сигналов NF-κB, включая фосфопротеины, определенные в настоящем исследовании (синие овалы). B , фосфопротеины NF-κB, количественно определенные в зрительной коре у мышей, подвергшихся 5-минутному воздействию частоты 40 Гц или случайного мерцания ( z с подсчетом баллов).Каждый ряд представляет одно животное с группами, разделенными более толстыми черными горизонтальными линиями. Всего было проанализировано 23 животных, n = 17 в группе 40 Гц, n = 6 в случайной группе; выбросы удаляются с помощью анализа основных компонентов данных и итеративного удаления точек данных за пределами эллипса достоверности 99,5% (mahalanobisQC в версии R 3.5.2). C , Как и в B для мышей, подвергшихся 15-минутному воздействию частоты 40 Гц или случайного мерцания; 40 Гц, н = 12; случайно, n = 6. D , как в B , для мышей, подвергшихся воздействию 60 мин частоты 40 Гц или случайного мерцания; 40 Гц, н = 6; случайно, n = 6. E , Вверху, PLSDA данных фосфо-сигналов от мышей, подвергшихся мерцанию в течение 5 минут, с разделением животных с частотой 40 Гц (красный) справа и случайным образом (черный) справа влево, вдоль LV1. Внизу графики показателей LV1 между группами показывают тенденцию к более высоким показателям LV1 у животных, подвергшихся воздействию частоты 40 Гц (разница между средними значениями ± SEM = -0.1943 г. ± 0,09455; t ₍₂₁₎ = 2,065, p = 0,0525, двусторонний t тест). Точки обозначают отдельных животных для всех графиков на этом рисунке. F , Вверху, Как в E для мышей, подвергавшихся воздействию 15 мин частоты 40 Гц или случайного мерцания. Внизу, график показателей LV1 между группами показывает значительно более высокие показатели LV1 у животных, подвергшихся воздействию частоты 40 Гц (разница между средними значениями ± SEM = -0,3721 ± 0,08351; t ₍₁₆₎ = 4. 456, p = 0,0004, двусторонний t тест). Результаты были подтверждены анализом перестановок (см. Материалы и методы). G , Вверху, Как в E для мышей, подвергавшихся воздействию 60 мин частоты 40 Гц или случайного мерцания. Внизу, график показателей LV1 между группами не показывает существенной разницы (разница между средними значениями ± SEM = -0,2829 ± 0,2; t ₍₈₎ = 1,415, p = 0,1948, двусторонний тест t ) . H , Взвешенный профиль фосфопротеинов NF-κB, составляющих LV1, основанный на том, какие фосфопротеины лучше всего коррелируют с частотой 40 Гц (положительные) или случайные (отрицательные) после 5-минутного воздействия мерцания (среднее значение ± стандартное отклонение от оставшейся единицы). — вне перекрестной проверки).pIKKα/β и TNFR1 в наибольшей степени способствовали разделению между группами. I , Как в H на 15 минут мерцания. Экспрессия pFADD в группе мерцания с частотой 40 Гц и pNF-κB в группе случайного выбора в наибольшей степени способствовала разделению между группами. J , Как в H на 60 минут мерцания.
Рисунок 4. Передача сигналов фосфопротеина
MAPK в зрительной коре увеличилась в ответ на 60-минутное мерцание с частотой 40 Гц. A , Упрощенная диаграмма передачи сигналов MAPK, включая фосфопротеины, определенные в настоящем исследовании (синие овалы). B , фосфопротеины MAPK, количественно определенные в зрительной коре у мышей, подвергшихся 5-минутному воздействию частоты 40 Гц или случайного мерцания ( z с подсчетом баллов). Каждый ряд представляет одно животное с группами, разделенными более толстыми черными горизонтальными линиями. Всего было проанализировано 34 животных, n = 24 в группе 40 Гц, n = 10 в случайной группе; выбросы были удалены с помощью анализа основных компонентов данных и итеративного удаления точек данных за пределами 99. Эллипс 5% достоверности (mahalanobisQC в версии R 3.5.2). C , Как и в B для мышей, подвергшихся 15-минутному воздействию частоты 40 Гц или случайного мерцания; 40 Гц, н = 8; случайный, n = 6. D , Как и в B для мышей, подвергшихся 60-минутному воздействию частоты 40 Гц или случайного мерцания. E , Вверху, PLSDA по данным передачи фосфосигналов для мышей, подвергнутых мерцанию в течение 5 минут, не разделяет образцы с частотой 40 Гц (красные) и случайные (черные) по LV1.Внизу, график показателей LV1 на группу показывает отсутствие существенных различий между группами (разница между средними значениями ± SEM = -0,1181 ± 0,06318; t ₍₃₂₎ = 1,870, p = 0,0707, непарный двусторонний t тест ). Точки обозначают отдельных животных для всех графиков на этом рисунке. F , Вверху, Как и в E , для мышей, подвергавшихся воздействию 15 мин частоты 40 Гц или случайного мерцания. Внизу график показателей LV1 для каждой группы показывает незначительное увеличение экспрессии LV1 на частоте 40 Гц у животных, подвергшихся воздействию частоты 40 Гц.(-0,1572 ± 0,1311; t (8,582) = 1,199, p = 0,2624, непарный t тест с поправкой Уэлча). G , Вверху, Как в E для мышей, подвергавшихся воздействию 15 мин частоты 40 Гц или случайного мерцания. Внизу, график показателей LV1 на группу показывает значительно более высокие показатели LV1 у животных, подвергшихся воздействию частоты 40 Гц (-0,4393 ± 0,1185; t ₍₁₀₎ = 3,709, p = 0,0040, двусторонний t тест) . H , Взвешенный профиль фосфопротеинов MAPK, входящих в состав LV1, основанный на том, что лучше всего коррелирует с мерцанием 40 Гц (положительным) или случайным (отрицательным) мерцанием после 5-минутного воздействия мерцания (среднее значение ± стандартное отклонение от исключенного значения). перекрестная проверка). I , Как в H на 15 минут мерцания. J , Как в H на 60 минут мерцания. Экспрессия pMSK и pMEK в группе с мерцанием 40 Гц наиболее сильно способствовала разделению между группами.
Мы обнаружили, что фосфо-сигнализация в пути NF-κB значительно повышалась через 15 минут, но не через 5 или 60 минут, при частоте 40 Гц по сравнению со случайным мерцанием. Эксперименты проводились на нескольких когортах, и животные были удалены на основе анализа выбросов; данные были z в соответствии с данными, скорректированными по партии (см. Материалы и методы).Наш анализ выявил тенденцию к повышенному фосфорилированию после 5-минутного мерцания, обусловленную, в частности, увеличением TNFR1 и pIKKα/β, но 40 Гц и случайные группы существенно не отличались ( t ₍₂₁₎ = 2,056, p = 0,0525, непарный тест t ; рис. 3 B , E ). После 15-минутного воздействия мерцания фосфорилирование NF-κB значительно различалось между группами, о чем свидетельствует значительное разделение оценок NF-κB LV1 ( t ₍₁₆₎ = 4.456, р = 0,0004, непарный т тест; Рис. 3 C , F ). На 60-й минуте существенной разницы между группами не было, но фосфорилирование белков NF-κB оказалось ниже при 40 Гц, чем в случайных группах ( t ₍₈₎ = 1,415, p = 0,1948, непарный тест t ; рис. 3 D , G ). Эти результаты показывают, что мерцание с частотой 40 Гц временно активирует путь NF-κB через примерно 5–15 минут и что эта разница в активации больше не обнаруживается после 60 минут мерцания.
Мы обнаружили, что паттерны фосфорилирования MAPK аналогичны паттернам NF-κB, но с другой кинетикой. Фософосигналы MAPK значительно различались между 40 Гц и случайными группами после 60 минут мерцания, но не после 5 или 15 минут. Фосфорилирование белков MAPK после 5 минут мерцания с частотой 40 Гц существенно не отличалось от случайной стимуляции, о чем свидетельствует отсутствие значительного разделения LV1 ( t ₍₃₂₎ = 1,870, p = 0,0707, непарный тест t ; Инжир.4 В , Е ). В то время как фосфорилирование белков MAPK также существенно не отличалось после 15 минут 40 Гц или случайного мерцания ( t _(8,582) = 1,99, p = 0,2624, скорректированный непарный тест Уэлча t ), тепловая карта фосфопропро уровни показали тенденцию к большему количеству фосфорилированных белков MAPK в группе с частотой 40 Гц, чем в группе со случайной частотой (рис. 4 C , F ). Фосфосигнализация MAPK значительно различалась между 40 Гц и случайной стимуляцией после 60-минутного воздействия мерцания, о чем свидетельствуют значительно различающиеся оценки LV1 ( t ₍₁₀₎ = 3.709, р = 0,004, непарный т тест; Рис. 4 D , G ). Этот эффект был в основном обусловлен различиями в фосфорилированных MSK1 и MEK1 (рис. 4 J ). Эти результаты показывают, что мерцание с частотой 40 Гц активирует путь MAPK примерно через 60 минут.
Корреляции между фосфорилированием белков увеличиваются после нескольких минут мерцания с частотой 40 Гц
Поскольку передача фосфо-сигналов является временной, другим способом оценки активности этих путей является измерение скоординированного фосфорилирования среди белков.Таким образом, мы предположили, что активация этих путей приведет к скоординированным уровням фосфопротеинов в моменты времени до наблюдаемого нами увеличения экспрессии цитокинов. Поэтому мы изучили, как координация как внутри, так и между сетями NF-κB и MAPK менялась в ходе воздействия мерцания 40 Гц. Для этого мы использовали вариабельность среди животных и исследовали ковариацию белков среди животных, рассчитав коэффициенты корреляции каждой пары белков из путей NF-κB и MAPK после 5, 15 и 60 минут стимуляции мерцания с частотой 40 Гц (Eisen et al. , 1998; Канонидис и др., 2016; Рис. 5). Другими словами, этот анализ выявил уровни фосфорилирования белка, которые значительно увеличивались или уменьшались одновременно у всех животных (рис. 5; q <0,1, поправка на ложные открытия для 135 сравнений, корреляционный критерий Пирсона).
Рисунок 5.
Корреляции фосфопротеиновой сети максимальны после 15 минут воздействия мерцания с частотой 40 Гц. A , Значимые корреляции после 5-минутного мерцания с частотой 40 Гц в уровнях фосфопротеинов NF-κB (оранжевый) и MAPK (зеленый) у животных отображаются в виде связей, причем цвет указывает на силу положительной корреляции (красный) или отрицательной корреляции ( синий).Отрицательных корреляций в этих взаимодействиях обнаружено не было. q < 0,1, поправка на частоту ложных открытий для 135 сравнений, тест корреляции Пирсона. Справа, пример коррелированных фосфопротеинов. B , Как и в A в течение 15 минут мерцания с частотой 40 Гц. C , как в A в течение 60 минут мерцания с частотой 40 Гц.
В течение оцениваемых временных точек мы обнаружили, что количество значимых корреляций между белками в каждом пути было самым высоким после 15 минут мерцания с частотой 40 Гц.После 5 минут мерцания с частотой 40 Гц пять белков значительно коррелировали в пути NF-κB и четыре в пути MAPK (рис. 5 A ). После 15 минут мерцания с частотой 40 Гц было обнаружено больше белковых корреляций: 6 значимых корреляций в пути NF-κB и 10 значимых корреляций в пути MAPK (рис. 5 B ). Интересно, что белки, которые значительно коррелировали после 15-минутного, но не 5-минутного мерцания, располагались ниже по ходу пути MAPK: pERK1/2, pMSK1, pATF-2 и pSTAT1 (рис.4 А ). После 60 минут мерцания с частотой 40 Гц в обоих путях были обнаружены только три значимые корреляции (рис. 5 C ). Следует отметить, что все значимые корреляции были внутри, а не между путями NF-κB и MAPK во все оцениваемые моменты времени.
Поведение животных одинаково в условиях мерцания
Принимая во внимание наши результаты, указывающие на активацию цитокинов и фосфопротеинов, вызванную мерцанием с частотой 40 Гц, мы попытались определить, могут ли различия в поведении во время мерцания объяснить эти результаты.Мы оценивали как общий уровень активности, измеряемый как процент активного времени, так и общее пройденное расстояние, а также исследовательское и тревожноподобное поведение, оцениваемое по проценту времени, которое животные проводили в центре среды по сравнению со стенами (по периметру). ). Более тревожные животные держатся ближе к стенам вольера. Мы регистрировали мышей в течение 1 часа мерцания с частотой 40 Гц, случайного мерцания, мерцания с частотой 20 Гц или легкого и отслеживаемого движения мыши (рис. 6 A ). Наши результаты не выявили существенных различий между различными условиями мерцания в количестве времени, проведенном в центре по сравнению с периметром корпуса, времени, проведенном в активном состоянии вместо замирания, времени, проведенном в передней части (возле источника света) по сравнению с задней половиной корпуса. корпус и общее пройденное расстояние [центр против периметра: (рис.6 B ) F _(3,15) = 0,8754, p = 0,4757, RM-ANOVA; активность: (Фиг.6 C ) F _(3,15) = 0,9304, p = 0,4502, RM-ANOVA; передняя и задняя части: (рис. 6 D ) F _(3,15) = 0,1727, p = 0,9132, RM-ANOVA; расстояние: (рис. 6 E ) F _(3,14) = 0,3392, p = 0,7973, RM-ANOVA). Эти результаты показывают, что различные условия визуальной стимуляции, включая разную частоту мерцания, периодическое или апериодическое мерцание, а также постоянные или мерцающие световые стимулы, не по-разному влияют на поведение животных и не вызывают тревожноподобного фенотипа.Таким образом, обнаруженные нами молекулярные изменения в ответ на различные условия зрительной стимуляции не связаны с изменениями в поведении животных.
Рисунок 6.
Поведение животных во время воздействия одинаково в разных условиях. A , Пример тепловой карты, показывающий количество времени, проведенное в местах внутри мерцающего корпуса. Очертания, обозначающие центр, переднюю и заднюю часть клетки, которые использовались для анализа поведения. B , Общий процент времени, проведенного животными в каждой группе в центре клетки ( F _(3,15) = 0.8754, p = 0,4757, RM-ANOVA). Столбики погрешностей указывают среднее значение ± SEM. Всего было использовано пять животных, представленных точками, обозначающими отдельных животных для всех гистограмм на этом рисунке (красный = 40 Гц, черный = случайно, синий = 20 Гц, зеленый = светлый). C , общий процент времени, в течение которого животные в каждой группе были активны ( F _(3,15) = 0,9306, p = 0,4502, RM-ANOVA). D , Общий процент времени, проведенного животными в каждой группе в задней половине клетки ( F _(3,15) = 0. 1727, p = 0,9132, RM-ANOVA). E , Общее расстояние, пройденное животными в каждой группе во время стимуляции ( F _(3,15) = 0,3392, p = 0,7973, RM-ANOVA).
Мерцание с частотой 40 Гц индуцирует нейроиммунный профиль, отличный от острого воспаления
Затем мы задались вопросом, как профиль цитокинов в ответ на мерцание с частотой 40 Гц отличается от острого воспаления. Таким образом, мы оценили экспрессию цитокинов в зрительной коре животных, которым внутрибрюшинно вводили LPS, традиционную модель острого воспаления (Gabellec et al., 1995; Цинь и др., 2007 г.; Менесес и др., 2018). Как и в наших экспериментах с мерцанием, мы охарактеризовали экспрессию цитокинов в зрительной коре мышей, которым вводили LPS, по сравнению с инъекцией носителя, и разделили эти различия с помощью PLSDA (рис. 7). Латентная переменная, которая лучше всего разделяла животных, которым вводили ЛПС и носитель (рис. 7, LV1, оранжевый), была наиболее сильно взвешена экспрессией MIG, IP-10, IL-3 и IL-17 (рис. 7 A ). ). Профиль масс цитокинов, которые отличали LPS от животных, которым вводили носитель (фиг.7 A , LV1, оранжевый) отличался от профиля, который разделял животных, подвергшихся воздействию 40 Гц, и животных, подвергшихся случайному воздействию (рис. 7 A , LV1, синий). Эти результаты показывают, что мерцание с частотой 40 Гц и стимуляция LPS приводят к различным иммунным профилям.
Рисунок 7.
Цитокиновый ответ мерцания 40 Гц отличается от острого воспаления, индуцированного ЛПС. A , Взвешенный профиль цитокинов, составляющих LV1, после мерцания с частотой 40 Гц (синий) или LPS (оранжевый; среднее значение ± стандартное отклонение от перекрестной проверки, N = 6). B , уровни экспрессии GM-CSF и IL-2 значительно отличались при частоте 40 Гц по сравнению со случайным («мерцание»), но не LPS по сравнению с носителем («острое воспаление»). Столбики погрешностей указывают среднее значение ± SEM. Значения p для сравнения тестов t между группами перечислены на рисунке. C , уровни экспрессии IL-12p70, эотаксина, TNF-α и MCP1 значительно различались как для 40 Гц по сравнению со случайным, так и для LPS по сравнению с носителем. Столбики погрешностей указывают среднее значение ± SEM.Значения p для сравнения тестов t между группами перечислены на рисунке. D , уровни экспрессии G-CSF, KC, RANTES, IP-10, IL-4 и MIC значительно отличались для LPS по сравнению с носителем, но не для 40 Гц по сравнению со случайным мерцанием. Столбики погрешностей указывают среднее значение ± SEM. Значения p для сравнения тестов t между группами перечислены на рисунке.
Далее мы проанализировали различия между LPS и мерцанием 40 Гц, сравнив отдельные цитокины после LPS или мерцания 40 Гц по сравнению с контрольной группой.Эти сравнения показали, что большинство цитокинов различались между LPS и мерцанием с частотой 40 Гц как с точки зрения того, модулировался ли каждый цитокин стимулом, так и с точки зрения величины ответа по сравнению с контролем (рис. 7 B-D ). . Например, уровни GM-CSF и IL-2 значительно различались у животных, подвергшихся мерцанию с частотой 40 Гц, по сравнению со случайной стимуляцией, но не отличались между животными, которым вводили ЛПС или носитель (40 Гц по сравнению со случайным: GM-CSF, t ₍₁₀₎ = 3.114, р = 0,011; Ил-2, т ₍₁₀₎ = 3,613, р = 0,0047; ЛПС против носителя: GM-CSF, т ₍₉₎ = 1,646, p = 0,134; Ил-2, т ₍₉₎ = 0,167, р = 0,871; Рис. 7 B ). Напротив, G-CSF, KC, MIG, RANTES, IP-10 и IL-6 значительно различались между LPS и носителем, но не между 40 Гц и случайным образом (LPS против носителя: G-CSF, t ₍₉₎ = 4,069, р = 0.003; КС, т ₍₉₎ = 3,883, р = 0,004; МИГ, т ₍₉₎ = 12,16, р < 0,000001; РАНТЕС, т ₍₉₎ = 3,502, р = 0,007; ИП-10, т ₍₉₎ = 14,86, р < 0,000001; Ил-6, т ₍₉₎ = 3,107, р = 0,013; 40 Гц по сравнению со случайным: G-CSF, t ₍₁₀₎ = 1,661, p = 0,128; КЦ, т ₍₁₀₎ = 0. 450, p = 0,662, МИГ, t ₍₁₀₎ = 0,2928, p = 0,776; РАНТЕС, т ₍₁₀₎ = 1,335, р = 0,212; ИП-10, т ₍₁₀₎ = 0,3421, р = 0,739; Ил-6, т ₍₁₀₎ = 1,437, р = 0,1813; Рис. 7 C ). Наконец, имелось подмножество цитокинов, IL-12p70, эотаксин, TNF-α и MCP1, которые значительно различались как для LPS по сравнению с носителем, так и для 40 Гц по сравнению со случайным (LPS по сравнению с носителем: IL-12p70, t _{(9 )} = 2.359, р = 0,043; эотаксин, т ₍₉₎ = 2,710, р = 0,024; ФНО-α, т ₍₉₎ = 3,561, р = 0,007; МЦН1, т ₍₉₎ = 2,884, р = 0,018; 40 Гц по сравнению со случайным: IL-12p70, t ₍₁₀₎ = 3,729, p = 0,004; эотаксин, т ₍₁₀₎ = 2,318, р = 0,043; ФНО-α, т ₍₁₀₎ = 3,512, р = 0,0000 ГЦН1, т ₍₁₀₎ = 2. 785, р = 0,019; Рис. 7 D ). Для тех цитокинов, которые значительно увеличивали экспрессию в ответ как на стимуляцию LPS, так и на стимуляцию частотой 40 Гц по сравнению с контролями, масштаб различий между двумя сравнениями обычно был намного больше при сравнении LPS с носителем. Например, разница в экспрессии MCP1 была более чем в 10 раз больше между LPS и носителем, чем между 40 Гц и случайной, хотя оба различия были значительными (фиг. 7 D ). В целом, эти результаты показывают, что острое воспаление с помощью LPS и мерцания с частотой 40 Гц вызывает разные иммунные реакции.
Обсуждение
В этом исследовании мы использовали мультиплексные иммуноанализы для определения профиля экспрессии цитокинов и фосфосигналов в ключевых путях, которые регулируют иммунный ответ мозга на различные формы зрительной стимуляции. Мы обнаружили, что мерцание света с частотой 40 Гц быстро и временно стимулирует фосфо-сигнализацию в пути NF-κB в зрительной коре мыши. Фосфо-сигнализация NF-κB сопровождалась усилением фосфо-сигнализации в пути MAPK и повышением экспрессии разнообразного профиля цитокинов, участвующих в рекрутировании микроглии (например,g., M-CSF), нейротрофические свойства (например, IL-6) и синаптическую пластичность (например, IL-1). Кроме того, мы обнаружили различные ответы цитокинов на различные визуальные стимулы, включая мерцание с частотой 20 Гц, случайное мерцание и постоянный свет. Эти результаты показывают, что определенные частоты и паттерны зрительной стимуляции приводят к различным реакциям цитокинов. Поскольку эти анализы проводились на животных дикого типа, результаты показывают, что стимуляция мерцания 40 Гц модулирует иммунную функцию независимо от патологии заболевания.Таким образом, эти результаты показывают, что этот подход может быть применен ко многим заболеваниям, которые влияют на иммунную функцию мозга. Важно отметить, что мы обнаружили, что мерцание с частотой 40 Гц индуцирует цитокиновую сигнатуру, которая отличается от модели воспаления LPS. Вместе наши данные показывают, что визуальное мерцание быстро активирует канонические внутриклеточные сигнальные пути и индуцирует уникальный профиль экспрессии цитокинов. Из-за многофункциональной природы этих путей и широкого спектра экспрессируемых цитокинов эффекты зрительного мерцания, вероятно, распространяются не только на нейронную иммунную активность, но и на изменения в состоянии нейронов, синаптической пластичности и других функциях.
Мерцание с частотой 40 Гц индуцирует уникальный цитокиновый профиль в зрительной коре
Поскольку ничего не известно о влиянии гамма-колебательной активности на уровни экспрессии цитокинов, мы использовали мультиплексный подход для определения глобального влияния этой активности на основные иммунные сигналы. мозга. Наши результаты показывают, что мерцание с частотой 40 Гц активирует комбинацию цитокинов в зрительной коре, что приводит к нейроиммунному профилю, отличному как от других типов стимуляции мерцания, так и от острого воспаления, вызванного ЛПС. Интересно, что LV1 лучше отделял стимуляцию 40 Гц от 20 Гц и света, чем от случайной стимуляции. Этот момент подкрепляется нашим открытием, что основные цитокины, вносящие вклад в LV1, существенно не различались между 40 Гц и случайной стимуляцией. Однако другие цитокины, такие как IFN-γ, IL-12p70 и GM-CSF, показали значительные различия между 40 Гц и случайной стимуляцией (рис. 1 G ). Таким образом, случайная стимуляция приводит к иммунному профилю с перекрытием экспрессии некоторых цитокинов с экспрессией 40 Гц, но разными уровнями экспрессии других цитокинов (рис.2). Хотя случайная стимуляция не вызывает гамма-колебаний, рандомизированные импульсы света слегка изменяют нейронную активность в зрительной коре в гораздо более широком диапазоне частот, чем мерцание света гамма-частоты (Iaccarino et al., 2016; Singer et al., 2018). Таким образом, случайное мерцание имеет некоторые сходные и некоторые другие эффекты на цитокины, чем мерцание с частотой 40 Гц, но для нескольких цитокинов мерцание с частотой 40 Гц создает отчетливый иммунный профиль.
Случайное мерцание, мерцание с частотой 20 Гц и световая стимуляция индуцируют экспрессию уникальных подмножеств цитокинов (рис.2). При сравнении экспрессии цитокинов LV1 лучше всего отличал стимуляцию частотой 40 Гц от других контролей. Напротив, LV2 лучше всего отделял все контрольные группы друг от друга. Интересно, что в то время как LV1 отделял животных, стимулированных 20 Гц и световой стимуляцией, от животных, стимулированных зрительным мерцанием 40 Гц, LV2 также не разделял эти группы. Фактически, LV2 лучше всего отличались от животных, стимулированных случайным визуальным мерцанием из других групп. При изучении отдельных цитокинов, представленных на рисунке 2, наблюдается значительная разница в экспрессии IL-10 и RANTES между мерцанием 40 и 20 Гц, а также значительная разница в экспрессии IL-10, IL-15 и RANTES между Мерцание и свет 40 Гц.Вместе эти результаты показывают, что стимуляция частотой 40 Гц приводит к увеличению экспрессии многих цитокинов в зрительной коре по сравнению с другими условиями, но каждая из наших контрольных стимуляций создает свой собственный уникальный профиль экспрессии цитокинов.
Цитокины, вызванные мерцанием 40 Гц, обладают нейропротекторными функциями
Мы обнаружили, что мерцание 40 Гц активирует уникальную комбинацию цитокинов, и мы предполагаем, что ни один конкретный цитокин не отвечает за нейропротекторную функцию, а скорее необходим комбинаторный профиль.Этот эффект будет совпадать с тем, что известно о гамма-колебаниях, что не один нейрон отвечает за гамма-колебания, а скорее комбинация активности нейронов.
Сосредоточив внимание на функциях пяти основных цитокинов, отличающих мерцание 40 Гц от всех других групп M-CSF, IL-6, MIG, IL-4 и KC (также известных как CXCL1), становится очевидным, что уникальный иммунный функция каждого цитокина может способствовать общему нейропротекторному эффекту (рис. 1). M-CSF (колониестимулирующий фактор 1) морфологически трансформирует микроглию и, как сообщается, усиливает фагоцитоз амилоида-β (Imai and Kohsaka, 2002; Mitrasinovic and Murphy, 2003).Более того, первичный рецептор для M-CSF, CSF-1R, преимущественно экспрессируется микроглией головного мозга (Elmore et al., 2014). Таким образом, M-CSF может быть ответственен за ранее наблюдаемую морфологическую трансформацию микроглии у мышей 5XFAD (после 1 часа стимуляции мерцанием света с частотой 40 Гц и последующего 1 часа без стимуляции), поскольку эти изменения микроглии связаны с поглощением (Iaccarino et al., 2016).
Интересно, что IL-6, второй по значимости цитокин, уровень которого увеличился после 1 часа мерцания с частотой 40 Гц, является плейотропным цитокином, обладающим как защитным, так и патогенным действием.Потенциальные патогенные эффекты IL-6 включают стимуляцию экспрессии белка-предшественника амилоида (Ringheim et al., 1998). Напротив, нейропротекторные эффекты IL-6 включают увеличение плотности синапсов и ингибирование макрофагальной экспрессии TNF-α, цитокина, который, как известно, обладает провоспалительными и нейротоксическими свойствами (Decourt et al., 2017). В нашей собственной работе повышенная экспрессия IL-6 коррелировала с устойчивостью к патологии Альцгеймера, определяемой как субъекты без потери нейронов или когнитивных нарушений даже при наличии бляшек и клубков, связанных с болезнью Альцгеймера (Barroeta-Espar et al., 2019). IL-6 также важен для здоровья нейронных клеток-предшественников, поскольку нокаут IL-6 значительно снижает плотность нейральных клеток-предшественников во многих областях мозга (Bowen et al., 2011). Кроме того, уровни IL-6 коррелируют с улучшением обучаемости и памяти как у животных, так и у людей (Baier et al., 2009; Donegan et al., 2014; Wang et al., 2017).
Третий цитокин, активирующий мерцание, MIG, представляет собой хемокин, участвующий в привлечении микроглии через свой рецептор CXCR3 (Rappert et al., 2004). В эндотелиальных клетках головного мозга in vitro MIG высвобождается в ответ на присутствие других цитокинов (Ghersa et al., 2002). Он конкретно отвечает за рекрутирование Т-клеток в головной мозг и реагирует на IFN-γ, что позволяет предположить, что MIG может высвобождаться для борьбы с инфекцией. Действительно, введение мышам анти-MIG-лечения приводит к усилению вирусной инфекции и патологии (Ure et al., 2005).
Наконец, четвертый и пятый цитокины, IL-4 и KC (CXCL1), передают сигнал микроглии (Johnson et al., 2011; Де Филиппо и др., 2013 г.; Фенн и др., 2014). Было показано, что IL-4 перепрограммирует микроглию для стимуляции роста нейритов после повреждения спинного мозга (Fenn et al., 2014). Кроме того, опосредованная аденоассоциированным вирусом избыточная экспрессия IL-4 у мышей APP снижала нагрузку бляшками Aβ (Latta et al., 2015). KC (CXCL1) представляет собой хемокин, участвующий в рекрутировании нейтрофилов, типа лейкоцитов, передающих сигналы микроглии (Johnson et al., 2011; De Filippo et al., 2013). Наконец, KC передает сигналы рецептору CXCR2, который экспрессируется на микроглии и, как сообщается, опосредует рекрутирование микроглии (Lee et al., 2012). В целом наши данные показывают, что мерцание света с частотой 40 Гц стимулирует экспрессию различных цитокинов, обладающих как иммуномодулирующими, так и нейропротекторными свойствами.
Важно отметить, что наши результаты были основаны на экспериментах, проведенных на мышах-самцах. Мы решили сосредоточиться на самцах, потому что хотели оценить, как мерцание с частотой 40 Гц, вызывающее гамма-колебания, влияет на нейроиммунную передачу сигналов, основываясь на предыдущих статьях, в которых этот эффект изучался только на самцах мышей (Iaccarino et al., 2016; Адайккан и др., 2019 г.; Марторелл и др., 2019). Тем не менее, мы признаем, что это ограничение данного исследования, поскольку пол влияет на иммунный ответ, и было показано, что гормоны яичников влияют на экспрессию цитокинов (Arakawa et al., 2014; Cai et al., 2016). Будущие исследования должны дополнительно изучить, как этот эффект может различаться между полами.
Реакция цитокинов на мерцание с частотой 40 Гц отличается от острого воспаления
Мы обнаружили, что мерцание с частотой 40 Гц активирует профиль цитокинов за короткий период времени, подобно острому провоспалительному стимулу.Однако предыдущая работа показала, что мерцание с частотой 40 Гц оказывает нейропротекторное действие. Поэтому мы хотели сравнить, как экспрессия цитокинов, вызванная мерцанием 40 Гц, отличается от известного провоспалительного стимула, действующего в течение аналогичного острого периода времени.
Наш анализ показал, что мерцание с частотой 40 Гц стимулирует экспрессию различных цитокинов, что отличается от модели острого воспаления. Это различие было установлено путем сравнения цитокинового профиля LV1 гамма-сенсорной стимуляции и острого воспаления ЛПС.Хотя некоторые цитокины, которые были повышены, могут перекрываться, общие профили этих двух стимуляций различаются из-за различий в величине ответов и включенных общих цитокинов. Два цитокина, GM-CSF и IL-2, значительно различались между мерцанием 40 Гц и случайной стимуляцией, но не отличались между введением LPS и носителя. Специфический ответ этих двух цитокинов на мерцание с частотой 40 Гц особенно интересен, поскольку GM-CSF может быть как нейропротекторным, так и провоспалительным, а низкие дозы IL-2 восстанавливают дефицит когнитивной и синаптической пластичности в мышиной модели AD (Bhattacharya et al., 2015; Алвес и др., 2017; Киёта и др., 2018). Кроме того, предполагается, что комбинация GM-CSF и IL-2 оказывает синергетическое действие. Комбинация этих цитокинов использовалась для предотвращения нарушения иммунной регуляции при множественных моделях заболевания (Baiocchi et al., 2001; Stagg et al., 2004; Elias et al., 2005). Таким образом, комбинация этих двух цитокинов после мерцания с частотой 40 Гц может оказывать нейропротекторное действие.
Некоторые цитокины значительно различались как при частоте 40 Гц по сравнению со случайным мерцанием, так и при введении LPS по сравнению с носителем.Интересное наблюдение из наших данных заключается в том, что, хотя некоторые из этих цитокинов перекрывались, была заметная разница в шкале разделения между LPS и носителем по сравнению с 40 Гц и случайной стимуляцией. В то время как оба были значительно усилены стимуляцией, LPS оказывал гораздо больший эффект по сравнению с контрольным состоянием. Было высказано предположение, что величина цитокинового ответа изменяет эффекты цитокина (Saadoun et al., 2011; Shachar and Karin, 2013). Таким образом, это увеличение низкой дозы, вызванное мерцанием с частотой 40 Гц, может быть более ответственным за нейропротекторный эффект мерцания с частотой 40 Гц.
Наконец, IL-12p70, биоактивная форма комбинированных субъединиц IL-12 p35 и p40, повышалась как в LPS, так и в 40 Гц по сравнению с контролем. Напротив, IP-10, который находится ниже по течению от IL-12, значительно отличался между LPS и контролем, но не 40 Гц и случайным образом. IP-10 индуцируется IFN-γ, который является провоспалительным цитокином ниже уровня IL-12 (Sgadari et al., 1996). Это открытие позволяет предположить, что хотя и ЛПС, и мерцание 40 Гц могут активировать некоторые сходные цитокины, они могут приводить к различным нижестоящим механизмам, которые объясняют, почему известно, что ЛПС нейротоксичен, в то время как мерцание 40 Гц известно как нейропротекторное (Iaccarino et al., 2016; Марторелл и др., 2019).
Мерцание с частотой 40 Гц индуцирует нейроиммунные внутриклеточные пути передачи сигнала
Наши данные показывают, что мерцание с частотой 40 Гц стимулирует сигнальный путь NF-κB и MAPK, который усиливается после 15 или 60 минут мерцания с частотой 40 Гц, соответственно, с последующей экспрессией цитокинов. Эти находки согласуются с известной транзиентной кинетикой передачи сигналов фосфо-сигнала и последующей экспрессии генов и белков (Janes et al., 2005; Gierut et al., 2015). Хотя эффект 5-минутного мерцания с частотой 40 Гц на путь NF-κB не был значительным, многие животные действительно разделились на LV1, и это было в основном обусловлено увеличением TNFR1 и фосфорилированного FADD.Интересно, что эти два белка находятся выше пути NF-κB, и поэтому мы ожидаем, что они активируются раньше, чем другие белки пути. После 15 минут мерцания с частотой 40 Гц все белки пути NF-κB активировались. Таким образом, мы заключаем, что передача сигналов через путь NF-κB может начаться у некоторых животных примерно через 5 минут мерцания с частотой 40 Гц, но полные эффекты могут быть обнаружены только после 15 минут мерцания с частотой 40 Гц. Аналогичная тенденция наблюдается для пути MAPK, но, по-видимому, позже, когда 15-минутное мерцание 40 Гц начинает повышать регуляцию пути, а 60-минутное показывает отчетливое разделение между мерцанием 40 Гц и случайными группами.Более позднее начало активации пути МАРК может быть связано с повышенной экспрессией цитокинов, которые действуют через путь МАРК.
Для анализа фосфопротеинов мы специально сравнили мерцание с частотой 40 Гц и случайное воздействие мерцания. Мы выбрали случайное мерцание в качестве нашего контроля, потому что этот тип стимуляции контролирует наибольшее количество переменных стимуляции. Однако мы ожидаем, что если мы вместо этого сравним стимуляцию с частотой 40 и 20 Гц, мы увидим большую разницу между группами, поскольку 20 Гц имеет более сниженный профиль экспрессии цитокинов на рисунке 1.Напротив, мы ожидаем, что световая стимуляция может также усиливать сигнальные пути. Мы ожидаем, что, поскольку световая стимуляция уникальным образом активирует некоторые цитокины, в отличие от мерцания с частотой 40 Гц, этот свет может также активировать некоторые сигнальные пути, которые, как известно, регулируют цитокины.
Интересно, что наши данные показывают, что сигнальный путь NF-κB подавляется ниже случайного мерцания после 1 часа стимуляции мерцания с частотой 40 Гц, что позволяет предположить, что эффекты мерцания с частотой 40 Гц на эти пути носят временный характер.Оба пути NF-κB и MAPK сильно регулируются посредством механизмов обратной связи (Hutti et al., 2007; Lake et al., 2016). Учитывая, что наблюдаемые нами изменения происходят в течение часа, механизмы отрицательной обратной связи внутри путей, вероятно, ответственны за подавление этих путей.
Наш гипотетический ход активности пути во времени подтверждается при изучении корреляций между белками. После 5 минут мерцания с частотой 40 Гц в каждой дорожке появился паттерн.В частности, в пути NF-κB уровни как pFADD, так и TNFR1 сильно коррелировали, выравниваясь с увеличением количества этих двух белков в одно и то же время. TNFR1 находится выше сигнального пути NF-κB, что позволяет предположить, что 5-минутное мерцание начинает модулировать верхнюю часть пути. Пятнадцать минут мерцания с частотой 40 Гц выявили больше корреляций между белками, и эти корреляции включали больше белков ниже по ходу пути, что позволяет предположить, что путь постепенно активируется при более длительном воздействии мерцания.Однако после 60 минут мерцания с частотой 40 Гц многие корреляции исчезли. Фактически, в пути MAPK только pATF-2 и pJnk коррелировали ниже по ходу пути. Эти результаты корреляции помогают подтвердить наши данные об активации. Однако мы отмечаем, что небольшой размер выборки (шесть животных) может объяснить низкую значимость, связанную с 60-минутной стимуляцией при частоте 40 Гц. Кроме того, хотя анализ был разработан для выявления корреляций между любыми белками, все значимые корреляции оставались внутри каждого пути, подтверждая идею о том, что каждый путь работает с независимой динамикой.
Пути NF-κB и MAPK играют ключевую роль в иммунной функции, синаптической пластичности, обучении и памяти. Пути NF-κB и MAPK регулируют уровни цитокинов путем активации факторов транскрипции, участвующих в экспрессии цитокинов (Hommes et al., 2003; Cloutier et al., 2007; Liu et al., 2017). Повышенное фосфорилирование пути МАРК происходит после пространственной памяти и необходимо для формирования долговременной памяти (Blum et al., 1999). Путь NF-κB более традиционно известен своей ролью в воспалении, но он также необходим для долговременной потенциации и длительной депрессии и усиливается после синаптической стимуляции (Albensi and Mattson, 2000; Meffert et al., 2003).
Мерцание света с частотой 40 Гц, вероятно, стимулирует внутриклеточную фосфо-сигнализацию и экспрессию различных генов, управляя нейронной активностью. Несколько исследований показали, что мерцание света на определенной частоте вызывает нейронную активность этой частоты в основных зрительных областях, а мерцание с частотой 40 Гц вызывает нейронную активность ~40 Гц (Gray et al., 1989; Iaccarino et al., 2016; Singer et al., 2018). Активность нейронов может приводить к притоку кальция, который, в свою очередь, стимулирует множественные молекулярные сигнальные события, включая активацию множественных изоформ протеинкиназы С, которые могут активировать пути NF-κB и MAPK.Фактически ингибирование активности кальция блокирует активацию NF-κB (Meffert et al., 2003). Эти пути обеспечивают возможную связь между гамма-частотной активностью, индуцированной мерцанием 40 Гц, передачей фосфо-сигналов и нижестоящей экспрессией генов.
Поведение сходно при различных условиях визуальной стимуляции
Экспрессия цитокинов может изменяться в зависимости от поведенческого состояния животного, например, когда животное находится в состоянии стресса (Minami et al., 1991; Ishikawa et al., 2001). Хотя известно, что хроническое мерцание с частотой 40 Гц не влияет на анксиолитическое поведение с течением времени, мы хотели убедиться, что стимуляция мерцания с частотой 40 Гц не по-разному влияет на поведение животных в реальном времени в масштабах нашего анализа по сравнению с другими типами стимуляции (Martorell et al. др., 2019). Мы измерили общее время, проведенное в центре по сравнению с окружающими областями вольера, и время, проведенное в активном состоянии, по сравнению с замиранием. Мы пришли к выводу, что стимуляция мерцания не вызывает тревожного поведения или изменений общего уровня активности. Чтобы оценить, является ли один тип стимуляции более неприятным, чем другие, мы проанализировали время, проведенное в передней части клетки, где свет располагался по сравнению с задней частью, и не обнаружили различий в условиях стимуляции. Интересно, что животные во всех условиях проводили несколько больше времени (~65%) в задней части клетки, что неудивительно, учитывая, что мыши, как правило, остаются в темных местах, если у них есть выбор (Crawley and Goodwin, 1980).Наконец, мы измерили расстояние, пройденное животными при каждом типе стимуляции, и не обнаружили различий в условиях мерцания. Короче говоря, наш анализ не выявил различий ни в одном из измеренных нами показателей поведения животных в зависимости от условий стимуляции. Таким образом, наши наблюдения показывают, что индуцированная экспрессия фосфосигналов и цитокинов после мерцания света с частотой 40 Гц не может быть объяснена изменениями в поведении животных.
В целом наши результаты показывают, что мерцание с частотой 40 Гц вызывает быструю передачу сигналов в NF-κB, после чего следует активация пути MAPK и активация цитокинов.
No related posts.