Биологические и средовые условия психического развития

2.1. Постановка проблемы

     Поиск и устранение причин затруднений, возни­кающих у определенной части детей при усвоении школьной программы, являются одной из наиболее ост­рых проблем образования. В последнее время отмечается значительный рост числа учащихся, отстающих в учебе. Так, по различным данным, число неуспевающих школьников превышает 30% от общего числа учащихся и составляет от 15% до 40% в начальных классах. Уровня готовности к школьному обучению достигают к шести­летнему возрасту менее 50% детей.

Общее ухудшение социальной и экологической си­туации привело к тому, что в 1994 году здоровыми были признаны лишь 10% выпускников школ и 15,1% детей-­дошкольников. Слабое здоровье дошкольников стано­вится одной из причин, оказывающей влияние на адап­тацию к школе. Учебные нагрузки и напряженный ре­жим школьной деятельности могут привести к резкому ухудшению соматического и психического здоровья ос­лабленного ребенка.

Своевременное выявление причин, приводящих к неуспеваемости на начальных этапах обучения у детей младшего школьного возраста (7-10 лет) и соответст­вующая коррекционная работа могут уменьшить вероят­ность перерастания временных неудач в обучении в хро­ническую неуспеваемость. Это, в свою очередь, снижает возможность возникновения у ребенка нервно-­психических, психосоматических расстройств как по­следствий стресса, связанного с отрицательными эмо­циями; и различных форм девиантного поведения, вы­ступающих в качестве индивидуальной, но неадекватной компенсации неуспеха в школьной деятельности.

Поискпричин, лежащих в основе неуспеваемости, связан с разработкой специальных психологических ме­тодов их анализа, В которых должны учитываться био­логическая и социальная составляющие развития ребенка. Этим требованиям удовлетворяют нейропсихологиче­ские методы исследования, позволяющие оценить со­стояние психических функций и особенности структур­но-функциональной организации мозга ребенка.

Созревание мозга и развитие психических функций в онтогенезе необходимо рассматривать в единстве форми­рования структурно-функциональной организации как мозга, так и психических процессов. С одной стороны это становление дифференцированных мозговых структур (морфогенез мозга) и нейрофизиологических меха­низмов их работы, определяющих роль каждой из них в психической деятельности. С другой стороны - форми­ровaниe психических процессов как систем, состоящих, из ряда звеньев, каждое из которых выполняет свою спе­цифическую задачу в общей архитектуре психической функциональной системы.

Формирование взаимодействующих между собой зон мозга происходит в результате последовательного созре­вания различных мозговых структур и связей между ни­ми, в ходе которого складывается объединение мозговых структур в нейрофизиологические функциональные сис­темы. Эти системы выступают, в свою очередь, как ба­зис, анатомо-физиологическая основа различных психи­ческих функций.                                                                          

Различные структуры мозга достигают зрелости на разных стадиях онтогенеза, поэтому для каждого возрастного, периода характерны специфические нейрофизио­логические условия формирования и реализации психических функций и, соответственно, определенные психо­логические возможности ребенка. Это, в свою очередь, определяет индивидуальные особенности развития каж­дого ребенка, которые необходимо учитывать в процессе обучения, особенно если оно ориентировано на индиви­дуальный подход к ученику.

Нейропсихологический подход к проблеме формиро­вания психических функций в онтогенезе состоит в рас­крытии соотношения и взаимосвязи, существующей ме­жду созревающими структурами мозга и развивающими­ся на их основе психическими функциями.

Рассмотрим основные положения, следуя которым можно раскрыть эти соотношения и взаимосвязь. Это представления офункциональных системах и их гетеро­хронном развитии (П.К. Анохин); представления освязи биологического и социального в развитии ребенка (Л.С. Выготский); теория системной динамической лока­лизации высших психических функций человека И прин­цип синдромного анализа нарушений высших психичecкиx функций (А.Р. Лурия).

 

2.2. Функциональные системы и их гетерохронное развитие

    Основные принципы общефизиологической теории функциональной системы были сформулированы    П.КАнохиным. В соответствии с ними функциональная система представляет собой единицу интеграции целого организма, складывающуюся для достижения любой его приспособительной деятельности. Работа всех составных элементов такой саморегулирующейся организации спо­собствует получению важного для индивида приспособи­тельного результата, который и выступает системообра­зующим фактором каждой функциональной системы. Функциональная система характеризуется сложностью строения и динамичностью, то есть способностью пере­распределения входящих в ее состав частей.

П.К.Анохин ставит вопрос отом, с помощью каких механизмов и процессов многочисленные и различные по сложности компоненты функциональной системы, часто расположенные в организме далеко друг от друга, могут успешно объединяться? И отвечает на него ­«таким механизмом является гетерохрония в формировании и темпах развития различных структурных образований организма, гетерохрония в установлении связей между этими образованиями, являющимися фрагментами функциональной системы». Он пишет: «Одной из основных закономерностей жизни организма является непрерывное развитие, поэтапное включение и смена его функциональных систем, обеспечивающие ему адекватное приспособление на различных этапах постна­тальной жизни. Могучим средством эволюции, благодаря которому устанавливаются гармонические отношения между многочисленными компонентами функциональ­ной системы, является гетерохрония роста и темпов раз­вития различных структурных образований». (1)

Функциональные системы формируются поэтапно, неравномерно в соответствии со все более усложняющи­мися формами взаимодействия организма и среды. Наи­более активное связывание различных узлов функцио­нальных систем происходит в так называемые критиче­ские, сензитивные периоды развития и соответствует качественным перестройкам поведения и психики.

Внутри системная гетерохронность связана с посте­пенным усложнением конкретной функциональной сис­темы. Первоначально формируются элементы, обеспечивающие более простые уровни работы системы, затем к ним постепенно подключаются новые элементы, что приводит к более эффективному и сложному функцио­нированию системы.

Например, у новорожденного ребенка есть готовые системы, обеспечивающие рЯд важных, но элементарных функций - дыхания, сосания, глотания. В то же время у него можно видеть значительное несовершенство двига­тельных, зрительных, слуховых процессов.          

Кроме внутрисистемной имеет место и межсистем­ная гетерохронность, которая связана с неодновремен­ной закладкой и формированием разных функциональ­ных систем. Например, автоматическое схватывание на первых месяцах жизни предмета, вложенного в руку, постепенно усложняется за счет появления зрительного контроля над действием руки, возникает межсистемная, зрительно-моторная координация.

Концепцию функциональных систем впоследствии использовал АР. Лурия в теории системной динамиче­ской локализации высших психических функций. Было показано, что понятие функциональной систе­мы применимо к «сложным «функциям» поведения» и что основные формы сознательной деятельности следует рассматривать как сложнейшие психические функцио­нальные системы, необходимым условием существования которых является совместная работа различных отделов мозга. Закон гетерохронии проявляется в соответствии с этим как в становлении, развитии различных мозговых структур и связей между ними (нейрофизиологические функциональные системы), так и в развитии психиче­ских функций..

В этой связи необходимо рассмотреть данные о морфогенезе нервной системы, свидетельствующие о не­равномерном созревании различных мозговых структур и последовательном их включении в целостную работу мозга.

 

Морфогенез мозга

Мозг новорожденного значительно отличается в ана­томическом и функциональном плане от мозга взрослого и в ходе онтогенеза претерпевает существенные измене­ния.

Морфологическое созревание (морфогенез) мозга определяется размерами и различиями по клеточному составу как целого мозга, так и отдельных его структур. Кроме этого оценивается характер взаимосвязи и способ организации различных частей мозга, нейронных ан­самблей и нейронов. В качестве функциональных крите­риев развития мозга выделяют биоэлектрические, рефлекторные и собственно поведенческие показатели.

Вес мозга, как общий показатель изменения нервной ткани, составляет при рождении 371 г (у мальчиков) и 361 г (у девочек) и увеличивается соответственно до 1353 и 1230 г.к моменту полового созревания.

 

_________________

(1) Анохин П.К Биология и. нейрофизиология условного рефлекса. М.: Медицина, 1.968. С. 81.

 

 

Увеличение веса по годам выглядит следующим об­разом:

 

Год	Мальчики	Девочки
2 года	1011	896
3 года	1080	1000
4-6 лет	1305	1140
8-16 лет	1353	1230

 

Наибольшее увеличение веса мозга приходится на первый год жизни и замедляется к 7-8 годам, достигая максимального веса у мужчин в 19-20 лет, у женщин в -18 лет.      .

Данные онтогенетических исследований головного мозга свидетельствуют о том, что происходит постепен­ная дифференциация систем мозговой коры с неравно­мерным развитием отдельных мозговых структур.

При рождении у ребенка полностью сформированы подкорковые образования, и, в основном, те первичные области мозга, где заканчиваются нервные волокна, идущие от разных органов чувств (анализаторов). В то же время другие зоны коры, обеспечивающие сложную пе­реработку информации как в пределах одного анализато­ра, так и идущую от разных анализаторов, не достигающие достаточного уровня зрелости. Это проявляется в маленьком размере входящих в них клеток, недостаточ­ном развитии ширины их верхних слоев (выполняющих ассоциативную функцию), в относительно маленьких размерах занимаемой ими площади и незавершенностью в развитии проводящих нервных волокон.

Скорость роста коры во всех областях мозга наиболее высока в первый год жизни ребенка, но в разных зонах наблюдаются собственные темпы роста. К 3-м годам происходит замедление роста коры и прекращение роста коры в первичных отделах, к 7 -ми годам - в ассоциа­тивных.

Максимальные темпы дифференцировки и роста клеток коры, головного мозга наблюдаются в конце эм­брионального и в начале постнатального периода, затем процессы менее выражены. У трехлетних детей клетки уже значительно дифференцированы, а у восьмилетнего ребенка мало отличаются от клеток взрослого человека.

По некоторым данным, от рождения до двух лет происходит активное образование контактов между нервными клетками' (синапсов) и их количество в этот период выше, чем у взрослого человека. К семи годам их число уменьшается до уровня, свойственного взрослому. Более высокая синаптическая плотность в раннем воз­расте рассматривается как основа для усвоения опыта.

Классические исследования Флексига показали, что процесс миелинизации (образования вокруг нервного во­локна слоя миелина, величина которого прямо влияет на скорость проведения нервного импульса по волокну), по завершении которого нервные элементы готовы к полноценному функционированию, проходит неравномерно в разных зонах мозга. В первичных зонах анализаторов он завершается достаточно рано, а в ассоциативных ­затягивается на длительный срок.

Так, миелинизация двигательных, чувствительных корешков, зрительного тракта завершается в первый год после рождения; пирамидного тракта, постцентральной извилины - в два года; прецентральной извилины – в три года; слуховых путей, лобно-мостового пути - В че­тыре года; ретикулярной формации - в восемнадцать лет; ассоциативных путей - в двадцать пять лет. Это оз­начает, что в первую очередь формируются те нервные пути, которые играют наиболее важную роль на ранних этапах онтогенеза.

Структурное развитие (ансамблевая организация) ко­ры связано с формированием нейронных ансамблей (нервных центров). Американский физиолог Ф.Маунткасл рассматривает ансамблевую организацию как ос­новной организационный принцип нервной системы.

 

Концепция Ф. Маунткасла базируется на ряде от­правных точек. Во-первых, кора головного мозга состоит из многоклеточных ансамблей, состоящих из нейронных колонок, и их функцией является получение и перера­ботка информации. В каждой колонке содержится около ста вертикально связанных нейронов всех слоев коры. Кроме этого в колонке есть нейроны, которые получают входные сигналы от подкорковых структур, от других областей коры, и нейроны, которые передают выходные сигналы от колонки к подкорковым образованиям, дру­гим областям коры и иногда к клеткам лимбической сис­темы Колонки различаются по источнику получаемых сигналов и по мишеням, к которым направляются сигна­лы от них.

Во-вторых, несколько однотипных по функциям ан­самблей могут объединяться на основе межколончатых связей в более крупную единицу - модуль, осуществ­ляющий более сложную переработку информации.

В-третьих, модули работают в составе обширных петель, по которым информация не только передается из колонок в кору и подкорковые образования, но и воз­вращается обратно.  .

Таким образом, модуль выступает как основная единица переработки информации. Модули объединя­ются в большие группы, которые называют первичной зрительной, слуховой или двигательной корой. Большие группы связаны между собой и представляют части ши­роко разветвленной по всей коре сети, которые могут входить в состав различных систем, соответствующих конкретным психическим функциям.

 

Структурная организация коры в онтогенезе идет по пути формирования отдельных объединений нейронов и установлении ассоциативных связей между ними.

 

В возрасте от 3 до 5-6 лет происходит формирова­ние «гнездных» группировок нейронов, пирамидные нейроны упорядочиваются по вертикали и формируется колончатая организация нейронов; в s.-:6 лет продолжа­ется дифференцировка нейронов и формирование звездчатых клеток, расширяется система горизон­тальных связей, что увеличивает межнейрональное взаимодействие в системе нейронных ансамблей; в 9­-10лет происходит увеличение ширины клеточных груп­пировок, интенсивное развитие горизонтальных связей как внутри одного ансамбля, так и между ансамблями; в12-14 лет идет дальнейшее нарастание волокнистого компонента коры, т.е. развитие горизонтальных связей.

 

   Формирование ансамблевой организации коры в це­лом завершается в 18 лет. Наиболее длительное созрева­ние идет в лобной области - до 20 лет. Для различных областей мозга также характерна неравномерность созре­вания.

Затылочная область мозга обеспечивает работу цен­трального звена зрительного анализатора. Развитие нерв­ных структур периферического и центрального звена зрительного анализатора начинается еще во внутриут­робном развитии.

Ширина коры в затылочной области изменяется от рождения до 20 лет и наиболее сильный ее рост происходит в течение первого года жизни. Активный рост ко­ры в первичных и непосредственно прилегающих к ним ассоциативных полях зрительного анализатора происхо­дит до 3 лет, в выше расположенных полях - до 7' лет. После 8 лет рост коры в ширину относительно стабилизируется. По другим данным, первичные поля зритель­ного анализатора приближаются по размерам к взросло­му к 4-м годам, а ассоциативные - к 7-ми годам, и наи­более интенсивный рост коры идет в первые два года жизни.

 

К моменту рождения клетки коры затылочной об­ласти имеют основные признаки, соответствующие осо­бенностям каждого поля. В дальнейшем происходит дифференциация клеточных элементов и к 5-7 годам они приобретают специфическую форму, характерную для взрослых людей. Развитие клеток корковой части зрительного анализатора происходит несколько позд­нее, чем в двигательном и кожном.    .

Структурные преобразования в зрительной коре большого мозга в постнатальном периоде протекают неравномерно по срокам и темпам в различных полях. Наиболее выраженные изменения цитоархитектоники зрительной коры проходят в 1-й год, в 3 года, в 5, 7, 12­-13 лет.

 

Развитие корковых полей височной области, связан­ной с работой слухового анализатора, также проходит не­равномерно: формирование первичных полей заканчива­ется к 2-м годам, а ассоциативны зон - к 7-ми годам.

После рождения наиболее важным этапом является возраст - 2 года, когда височная область по размерам начинает приближаться к величине височной области взрослого человека. После 2-х лет наблюдается некото­рое замедление в процессе роста и развития клеток ко­ры, ширины коры. К 7-ми годам величина поверхности коры височной области почти соответствует размерам коры взрослого человека.

Теменная область мозга является сложной структу­рой, в которой выделяют постцентральные и верхне­теменные отделы, а также нuжне-теменную зону. Эта область обеспечивает (при специфическом вкладе каж­дой из ее частей) работу кожно-кинестетического анали­затора. Первые из упомянутых отделов связаны с раз­ными видами кожной чувствительности, осязанием, мы­шечно-суставным чувством, тонкими предметными дви­жениями, выступают базисом развития схемы собствен­ного тела, артикуляций. Морфологическое оформление этих структур мозга начинается в период внутриутроб­ного развития и достигает зрелости к 2-м (пост­центральная область) и 4-м (верхне-теменная область) годам, хотя увеличение размера клеток и ширины коры постепенно продолжается до 7 лет..

Нuжне-теменная зона граничит с теми участками постцентрального отдела, где представлены руки и лицо, и поэтому связана с интеграцией сложных форм пред­метных и речевых действий, которые. Осуществляются под контролем зрения и. требуют опоры на ориентировку в пространстве. Значительные качественные и количест­венные изменения здесь наблюдаются в 2 года и в 7 лет, что является выражением возрастающей роли разных ти­пов сложных движений и действий в жизни ребенка.

Прецентральная область наряду с теменной областью обеспечивает работу двигательного анализатора. В пост­натальном периоде в первые два года более интенсивно развиваются двигательные поля и ассоциативные поля по сравнению с полями лобной области. Двигательное поле приобретает структуру, сходную с взрослыми в 2-4 года, а ассоциативное поле - к 7-ми годам.

В височно-теменно-затылочной области, являющейся зоной «перекрытия», разных анализаторных систем, осу­ществляется интеграция разномодальной информации в сложные пространственные и квазипространственные (символические) схемы. Здесь наиболее поздно наступает полная дифференцировка коры. Значительные морфо­логические перестройки (несинхронное развитие слоев, подслоев и цитоархитектоники в различных полях) про­ходят в первые 2 года (ширина полей увеличивается в два раза) и к 7-ми годам (в три раза).

От 8 до 12 лет рост коры в ширину в левом полуша­рии более интенсивен, чем в правом (в отдельных полях ускоренный рост идет до 10 лет, в других полях - до 11лет), и после 13 лет не изменяется.

Рост клеток всех типов наиболее сильно идет до 2-х лет. Основные количественные и качественные из­менения в цитоархитектонике полей височно-теменно-­затылочной подобласти происходят в 2 года и в 6-7 лет.

Лобная область (в частности ее передняя часть) обеспечивает регуляцию всех видов психической деятельности человека и является наиболее медленно фор­мирующимся отделом мозга. Значимые этапы микро­структурных изменений ансамблевой организации лоб­ной области приходятся на 1 год, 3 года, 5-6, 9-10, 12­-14, 18-20 лет. «Специфически человеческие» поля, отно­сящиеся к речевой деятельности, дифференцируются на поздних этапах и их дифференцировка продолжается по­сле 7 лет. Возраст 7 лет - критический, так как в этот период многие поля лобной области достигают макси­мального развития, а в других и позднее наблюдается большой подъем в развитии.

Функциональные возможности мозговых структур, связанных с разными анализаторными системами, также формируются с разными темпами.

Анализ вызванных потенциалов в корковых полях, вовлекаемых в зрительное восприятие, показывает, что в первые 3-4 года специализация полей невелика. В даль­нейшем она нарастает и наиболее выражена к 6-7 годам это позволяет рассматривать возраст 6-7 лет как соответствующий сензитивному периоду в становлении системной организации зрительного восприятия и опозна­ния целостного образа.

Слуховые рецепторы в слуховом анализаторе начи­нают функционировать сразу после рождения (реакция на звук), к концу l-го - первой половине 2-го года про­исходит усиленное образование условных рефлексов на речь. Функциональное развитие продолжается до 6-7 лет, обеспечивая образование тонких дифференцировок речевых раздражителей.

Темпы развития зрительного и слухового анализатора в функциональном плане не совпадают. Так, условные рефлексы со слухового анализатора начинают вырабатываться раньше, чем со зрительного.

В кожно-кинестетическом анализаторе первые два года - это этап формирования целевых специализиро­ванных действий. Способность к тонкому анализу про­приорецептивных (кинестетических) раздражений в двигательном (проприоцептивном) анализаторе появ­ляется с 2-3 месяцев и развивается до 18-20 лет. В то же время уже к 7 годам формируется высокая способность к анализу и синтезу различных кожно-кинестетических стимулов.

Количественные и качественные функциональные изменения в работе височно-теменно-затьточной подоб­ласти в виде больших сдвигов происходят в 2 года и в 6­-7 лет, что согласуется с данными ЭЭГ о значимости по­добласти в опознании сложных зрительных стимулов и усилении активности ассоциативных отделов мозга.

Таким образом, можно сделать ряд выводов, касаю­щихся темпов анатомического и функционального созре­вания мозговой ткани в ходе индивидуального развития человека:

1. Мозг достигает морфологической зрелости в це­лом к 18-20 годам жизни.

2. Существуют пики максимальной готовности раз­ных мозговых структур к работе. Один из наиболее зна­чительных из них, связанный с созреванием целого ряда структур, приходится на возраст, равный 6-7 годам.

3. Развитие различных областей мозга происходит неравномерно. При этом наиболее рано оформляются зоны, относящиеся к работе анализаторных систем. Бо­лее позднее и постепенное созревание присуще структурам, обеспечивающим связи между анализаторами. И наиболее медленный темп развития характерен для лоб­ных отделов мозга, функцией которых является про­извольная (в том числе и речевая) регуляция всех видов психической деятельности.

4. Принцип гетерохронного развития можно наблю­дать и в формировании различных анализаторных сис­тем. Так, еще в эмбриогенезе закладываются анатомиче­ские предпосылки для наиболее раннего становления кожно-кинестетического и двигательного анализаторов, что указывают на их приоритетную и базисную роль в развитии ребенка.

5. для нормального психического развития в разные возрастные периоды необходимо полноценное совмест­ное функционирование разных зон мозга, формирующего интегративную активность, и необходимой базисной предпосылкой для этого является морфологическая зре­лость соответствующих отделов нервной системы.