Безруких М.М., Сонькин В.Д., Фарбер Д.А. Возрастная физиология (физиология развития ребенка)

Подождите немного. Документ загружается.

эмоция, компенсируя недостаток сведений, необходимых для до-

стижения цели, обеспечивает продолжение действий, способствует

поиску новой информации и тем самым повышает надежность

живой системы.

Эмоции детей из-за слабости контроля со стороны высших от-

делов ЦНС неустойчивы, их внешние проявления несдержанны.

Ребенок легко и быстро плачет и так же быстро от плача может

перейти к смеху. От радости ребенок громко смеется, кричит, ма-

шет руками. С возрастом, по мере созревания коры больших полу-

шарий и усиления ее влияний на нижележащие подкорковые струк-

туры, сдержанность эмоциональных проявлений возрастает. Тесная

связь эмоций с потребностями определяет необходимость учета

возрастных особенностей эмоциональной сферы ребенка в процес-

се воспитания. Воспитание способно существенно влиять даже на

биологические, врожденные потребности, изменять степень и фор-

мы их проявления. Еще более велика роль воспитания в формиро-

вании социально обусловленных, в том числе познавательных,

потребностей. Расширение сферы потребности с помощью целе-

направленных воспитательных мероприятий, тесно связанных с

эмоциями на этапе развития, который характеризуется повышен-

ной эмоциональной активацией, будет способствовать расшире-

нию диапазона внешних воздействий, привлекающих внимание, и

тем самым приведет к совершенствованию познавательных про-

цессов и целенаправленной деятельности ребенка.

Созревание высших отделов ЦНС в младшем школьном возра-

сте расширяет возможность формирования познавательных потреб-

ностей и способствует совершенствованию регуляции эмоций.

Нейрофизиологические механизмы памяти

Важнейшим свойством нервной системы является способность

накапливать, хранить и воспроизводить поступающую информа-

цию. На основе временной последовательности осуществляемых

операций и длительности хранения следов различных событий

выделяют сенсорную (перцептивную), кратковременную и долго-

временную память. Сенсорная память представляет собой след воз-

буждения в сенсорной системе от непосредственно действующего

стимула и служит первичному анализу и дальнейшей обработке

сенсорной информации. Ее особенностью является значительная

емкость, до 20 элементов (бит). Длительность сохранения следов в

перцептивной памяти не превышает 1 с. Воспроизведение следов

в системе нейронных сетей (циркуляция возбуждений) обеспечи-

вает кратковременное хранение информации уже ограниченной

емкости (7±2 бита) — кратковременную память. Предполагается,

что за время реверберации импульсов по замкнутым нейронным

261

контурам, которое может продолжаться от нескольких секунд до

нескольких минут, происходит перевод импульсного кода в струк-

турные изменения в синаптическом аппарате и в теле нейрона.

Долговременная память — это неопределенно долгое хранение

информации, составляющей индивидуальный опыт. Долговремен-

ная память базируется на определенной фиксированной структуре

биохимических и молекулярных изменений в нейронах, что обес-

печивает ее устойчивость и длительность хранения информации.

Выделение различных видов памяти на основе временного па-

раметра относительно. На самом деле процессы памяти более слож-

но развертываются во времени и взаимодействуют в процессе ре-

альной деятельности. В процессе восприятия или организации

целенаправленного акта как кратковременная, так и долговре-

менная память могут перейти в активное состояние, так называе-

мую рабочую память.

Рабочая, или оперативная, память — это актуализированная

система следовых процессов, активно использующихся во время

организации и выполнения различных видов деятельности и це-

ленаправленного поведения. Рабочая память представляет собой

один из компонентов афферентного синтеза в функциональной

системе. Извлеченные следы взаимодействуют с обстановочной и

пусковой афферентацией для принятия решения и формирова-

ния программы действий.

Структурно-функциональная организация памяти. Память обес-

печивается функционированием многоуровневой системы мозго-

вых структур. В нее включаются сенсорные корковые зоны, где

формируется первичный след сенсорной информации, ассоциа-

тивные области, где синтезируется материал для образной и сло-

весно-логической памяти.

В процессе перевода информации из кратковременной памяти в

долговременное хранение участвует гиппокамп. При его пораже-

нии теряется память о текущих событиях, долговременная память

при этом сохраняется. Это так называемый синдром Корсакова.

В формировании эмоциональной памяти ведущая роль принад-

лежит миндалине, которая обеспечивает быстрое и прочное запе-

чатление эмоционально значимых событий даже после их однора-

зового появления.

Гиппокамп и миндалина тесно связаны с височной корой, ко-

торая рассматривается как «хранилище» долговременной памяти.

В отборе информации для хранения и в актуализации следов

(перевода их в рабочую память), необходимых для организации

целенаправленного поведения, ведущая роль принадлежит лоб-

ным отделам коры, имеющим двусторонние связи со структура-

ми лимбической и ретикулярной системы.

Лобные отделы как высшее звено неспецифической активиру-

ющей системы участвуют на основе оценки значимости инфор-

262

мации в создании оптимального уровня активации для фиксации

следов и их воспроизведения.

Молекулярные механизмы памяти. Началом представления о

специфических носителях памяти послужили исследования X. Хи-

дена, показавшего, что образование следов памяти сопровожда-

ется изменением структуры РНК с последующим образованием

новых белков. В дальнейшем было показано, что РНК участвует в

передаче специфического кода, а в качестве хранилища инфор-

мации выступает ДНК.

Исследование молекулярных механизмов памяти рассматрива-

ется как перспективное направление. Однако в основе долговре-

менной памяти лежат не только преобразования на уровне от-

дельных клеток, но и на системном уровне. Эти преобразования

обеспечиваются медиаторными системами мозга, объединяющи-

ми разные структуры, участвующие в операциях запечатления и

воспроизведения следовых процессов, в распределенную динами-

ческую систему памяти.

Возрастная динамика памяти. Механизмы памяти претерпева-

ют значительные изменения с возрастом. Память, основанная на

простом запечатлевании следа, — сенсорная память — осуществ-

ляется на ранних этапах развития. По мере развития сенсорных

систем и усложнения процесса восприятия формируется образная

память. На ранних этапах развития формируется также память в

основе которой лежит механизм выработки условного рефлекса.

Этот вид памяти является базовым в формировании навыка, про-

стых форм памяти. Относительная простота системы памяти в дет-

ском возрасте определяет устойчивость и прочность запоминания

в раннем детстве. По мере структурно-функционального созрева-

ния коры больших полушарий, развития речевой функции фор-

мируется свойственная человеку словесно-логическая память. Че-

ловек способен запоминать не только и не столько подробности

информации, сколько общие положения. Так, в прочитанном тек-

сте взрослый человек запоминает не словесную формулировку, а

содержание. Созревание высших корковых формаций с возрастом

определяет длительность и постепенность развития и совершен-

ствования этого вида памяти.

Речь и ее мозговая организация

Речь — специфически человеческая функция, возникшая в про-

цессе эволюции. Для ее обозначения и подчеркивания различий

физиологических механизмов речи как формы общения с внешним

миром от имеющихся у животных И.П.Павлов ввел понятие вто-

рой сигнальной системы, в то время как у животных имеется только

первая сигнальная система восприятия непосредственных призна-

263

ков внешних стимулов. Слово, хотя тоже является стимулом, вос-

принимается через сенсорные системы и может обозначать пред-

мет, отличается тем, что в нем отражаются наиболее существен-

ные свойства внешних объектов. Оно обеспечивает возможность

обобщенного и отвлеченного отражения действительности.

Выделяются коммуникативная, регулирующая и программи-

рующая функции речи. Речь обеспечивает общение между людь-

ми, служит для обмена информацией и побуждения к действию.

Посредством слов человек познает предметы и явления внешнего

мира без непосредственного контакта с ними, устанавливает свя-

зи и отношения. Речь является основой процесса мышления. Сре-

да, в которой развивается ребенок, определяет формирование

родного языка. У человека имеются генетические предпосылки

языкового общения, они заложены в структуре мозга и артикуля-

ционного речевого аппарата.

Регулирующая функция речи проявляется в сознательных фор-

мах психической деятельности. Речи принадлежит важная роль в

развитии произвольного волевого поведения. От внешней регуля-

ции поведения, обеспечиваемой коммуникативной функцией

речи, ребенок в процессе развития приобретает возможность пре-

образовывать внешние речевые сигналы — приказы — во внут-

реннюю речь (процесс интериоризации). С помощью внутренней

речи человек сам может регулировать свое поведение.

Программирующая функция речи состоит в формулировании

программ различных действий и поведения на основе внутренней

речи. В собственно речевой (вербальной) деятельности это прояв-

ляется в программировании и грамматическом построении раз-

вернутого речевого высказывания.

Системная организация речевой деятельности. Выделение цен-

тров речи привело к представлению об узком локальном предста-

вительстве речевой функции. Вербальную деятельность представ-

ляли как взаимосвязь центров восприятия речи (Вернике) и ее

воспроизводства (Брока) и локализовали у правшей исключительно

в левом полушарии (рис. 64).

Важный вклад в понимание функциональной организации

структур мозга при осуществлении речевой функции внесли ней-

ропсихологические исследования А. Р.Лурия. Было показано, что

при различных по локализации мозговых поражениях нарушается

сложная структура речевой деятельности. Характер нарушений за-

висит от того, какая структура мозга повреждена.

Существенную роль в восприятии слышимой речи играют вто-

ричные отделы слуховой коры левого полушария, которые вос-

принимают элементарные коды слов — фонемы. Например: люк,

лак, лук или бар — пар. Различение фонем (фонематический слух)

страдает при поражении этих структур, понимание точного зна-

чения слов становится невозможным. Фонемы — это звуки речи,

264

Дополнительная моторная

область

Задняя

речевая зона коры

(Вернике)

Передняя

речевая зона коры

(Брока)

Зрительная кора

Рис. 64. Центры речи (области Вернике и Брока) в левом полушарии

(А) и на горизонтальном срезе мозга (Б). Мт — мозолистое тело; ДП —

диагональный пучок, связывающий речевые центры

замещение которых изменяет смысл слова и отвечает за специфи-

ческий для вербальной функции фонематический слух. Наруше-

ния в этой области делают невозможным понимание точного и

конкретного значения слов. Такую же роль в зрительном восприя-

тии слов играют вторичные зрительные зоны.

Понимание смысла слов, особенно в зависимости от контек-

ста (в предложении), и целостного речевого высказывания (се-

мантический анализ) страдает при поражении глубоких отделов

левой височной доли, ответственной за слухо-речевую память, и

заднеассоциативных областей, включая центр Вернике, где эле-

менты речевой структуры интегрируются в смысловую схему.

При сохранности этих структур и нарушении лобных отделов,

с которыми связаны программирование действий, активный по-

иск информации, анализ наиболее существенных элементов со-

держания сложных развернутых высказываний, их понимание ста-

новится невозможным.

Сложноорганизованной является и система называния пред-

метов и устной речи. Непосредственно реализация устной речи

происходит с участием нижних отделов премоторной области ле-

вого полушария, где локализован центр Брока. Нарушения в этой

области приводят к застреванию на каком-нибудь слоге, переста-

новке букв, многократном повторении предыдущей артикуляции.

Вместе с тем реализация устной речи происходит с участием дру-

гих структур мозга.

Так, называние предмета требует перекодировки зрительного

образа в его звуковой эквивалент. Эта операция связана с темен-

но-затылочными отделами мозга. Другим важным условием адек-

ватного называния предмета является сохранность акустической

265

25 26 27

структуры слова, что является функцией левой височной области.

Нарушение называния может быть связано и с более сложными

мозговыми процессами: необходимость единственно правильного

называния предмета требует торможения всех побочных альтер-

натив, что включает лобную кору, управляющую всей активиру-

ющей системой мозга.

Роль лобной коры особенно велика в воплощении замысла и

намерения речевого высказывания в устную словесную форму. При

лобном синдроме (повреждение лобных областей) отсутствует

самостоятельно возникающее высказывание (речевая инициати-

ва). Больные в диалоге ограничиваются пассивными и однослож-

ными повторениями.

В последнее время была выявлена важная роль в речевых процес-

сах так называемой дополнительной моторной области, располо-

женной кпереди от центральной (Роландовой) борозды (см. рис.

64) и являющейся частью лобных долей мозга. У больных с пора-

жением этой области нарушается ритм речи, интонация. Существен-

но страдает грамматический порядок слов — больные пропускают

союзы, местоимения, затрудняются в использовании глаголов. Эти

нарушения затрагивают как произносимую, так и слышимую речь.

Необходимо подчеркнуть, что, несмотря на то что основные

речевые центры расположены в левом полушарии, правое тоже

вовлекается в речевую функцию.

При поражении правого полушария страдают интонационные

компоненты речи, нелингвистические компоненты речи — инто-

нация, параметры основного тона (высота, громкость), эмоцио-

нальная окраска. Структуры, управляющие голосовыми реакция-

ми, тесно связаны на разных уровнях с лимбической системой

мозга, что и привносит в звучащую речь эмоциональный компо-

нент. Правое полушарие ответственно и за зрительно-простран-

ственный анализ вербального материала.

Важные сведения о мозговой организации речевых процессов

были получены и с помощью ЭЭГ-анализа, и компьютерной то-

мографии (см. рис. 53). Как показали результаты ЭЭГ-анализа, при

вербальных операциях (составление слов из букв) усиливается сте-

пень взаимодействия областей левого полушария, участвующих в

речевой деятельности. В правом полушарии отмечается взаимодей-

ствие лобной и затылочной области; вовлечение зрительной про-

екционной зоны связано со зрительным предъявлением букв.

Следует подчеркнуть специфику ритмического компонента,

образующего функциональные объединения в левом и правом

полушариях: в левом взаимодействие областей осуществляется по

высокочастотному компоненту альфа-ритма, в правом — по низ-

кочастотному.

О вовлечении структур правого и левого полушария в вербаль-

ную деятельность свидетельствует и избирательное усиление ме-

266

таболизма в определенных корковых зонах, обнаруживаемое в

томографических исследованиях.

Показано участие в речевой деятельности глубинных структур

мозга. При исследовании нейронной активности таламуса у чело-

века обнаружены нейроны, изменяющие конфигурацию и часто-

ту разряда при предъявлении речевых стимулов. Поражение тала-

мических структур приводит к нарушению разных аспектов речевой

деятельности.

Развитие механизмов речи. Речь формируется в течение первых

лет жизни ребенка. Уже с момента рождения начинают формиро-

ваться системы, ответственные за восприятие звуков речи и арти-

куляционные механизмы. С момента рождения ребенок восприни-

мает фонемы. Показано, что ВП, регистрируемые при восприятии

фонем, отличаются от таковых на тоны и звуковые щелчки. Пер-

вые звуки, издаваемые ребенком, — гуление — не несут еще язы-

ковой специфичности, однако уже на 1-м году лепет различен у

детей, развивающихся в разной языковой среде. На основе фор-

мирования сенсорных систем, и прежде всего зрительной, фор-

мируется назывательная (номинативная) функция речи — ребе-

нок ассоциирует предметы и их названия. Для развития речевой

функции важнейшее значение имеет речевой контакт — комму-

никативная функция речи. По мере развития высших отделов моз-

га, ответственных за произвольную регуляцию деятельности, фор-

мируются регулирующая и программирующая функции речи.

Целостная вербальная деятельность, ее абстрактно-логические и

графические формы (чтение и письмо) развиваются и совершен-

ствуются в течение длительного периода развития ребенка, охва-

тывающего весь процесс обучения в школе.

Вопросы и задания

1. В чем состоит принцип системной организации деятельности мозга?

2. Охарактеризуйте сущность учения И. П. Павлова о высшей нервной

деятельности.

3. В чем заключается принцип доминанты А.А.Ухтомского?

4. Опишите основные блоки функциональной системы по П.К.Ано-

хину.

5. Охарактеризуйте многоуровневую систему приема и обработки сен-

сорной информации.

6. Как осуществляется кодирование информации и ее обработка?

7. Опишите возрастные особенности процесса восприятия информа-

ции и укажите, чем они определяются?

8. Охарактеризуйте нейрофизиологические механизмы внимания и их

возрастные особенности.

9. Какие отделы мозга являются структурно-функциональной осно-

вой эмоций и потребностей?

10. Охарактеризуйте механизмы памяти и их возрастные изменения.

267

11. Опишите мозговую организацию речи и формирование речевых

функций в процессе развития ребенка.

Глава 15. ЦЕНТРАЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

РЕГУЛЯЦИИ ДВИЖЕНИЙ

Любое взаимодействие человека с окружающей средой, любое

действие связано с движением или включает в себя движение.

Взгляд, улыбка, жест, ходьба, физические упражнения, письмо

и речь — все это движения. Просто стоять, поддерживая опреде-

ленную позу, — значит тоже совершать определенные движения.

Вполне справедливо мнение известного российского физиоло-

га И. М. Сеченова: «...Все бесконечное разнообразие внешних про-

явлений мозговой деятельности сводится окончательно к одному

лишь явлению — мышечному движению. Вне зависимости от того,

нужно ли вам почесать нос, выполнить сложнейшее танцевальное

"па" или поставить свою подпись, в реализацию движения вклю-

чаются разные звенья нервной системы от коры мозга до двига-

тельных нервов, приводящих в действие мышцы нашего

тела»

Согласно современным представлениям, организация (подго-

товка) и управление движениями человека осуществляются мно-

гоуровневой, иерархически (соподчиненно) организованной си-

стемой, включающей различные отделы центральной нервной

системы.

Непроизвольные и произвольные движения

Существует разделение движений на непроизвольные (бессоз-

нательные) и произвольные (осознанные). С одной стороны, это

разделение весьма условно, так как существует большой класс

движений, которые в зависимости от ситуации будут бессозна-

тельными или осознанными. Например, дыхание — это комплекс

движений грудной клетки и ряда мышц плечевого пояса, осуще-

ствляющийся неосознанно даже при самом глубоком сне и в со-

стоянии наркоза, но дыхательные движения, осуществляемые

этими мышцами при пении, вряд ли можно считать неосознан-

ными (это специальные дыхательные движения, которые форми-

руются в процессе обучения пению). Или другой пример — соса-

тельные движения младенца с первых минут жизни явно непро-

извольны, но те же движения, которые выполняет человек при

Сеченов И.М. Избранные произведения. — М., 1952. — Т. 1. — С. 91.

268

отсасывании яда после укуса змеи, — точно, осознанны и произ-

вольны. По-видимому, более корректно говорить о более или ме-

нее осознанных движениях.

Краткую и точную характеристику произвольных движений дал

известных исследователь Рагнар Гранит: «Произвольным в произ-

вольном движении является его цель». Произвольные движения —

самые сложные по своей структуре. Их реализация невозможна

без участия высших двигательных центров. Все движения, кото-

рые ребенок осваивает в своей жизни, которым его обучают, —

это произвольные движения. Учится ли он ходить или бегать, скла-

дывает ли кубики или завязывает шнурки, выводит первые буквы

или застегивает пуговицы — все это целенаправленные движе-

ния, осуществление которых подчинено достижению «полезного

результата действия».

Общий план организации двигательной системы можно пред-

ставить в виде схемы (рис. 65). Это очень упрощенная схема, ибо

путь от коры к мотонейронам (от центра к периферии) на каждом

Рис. 65. Общая схема организации двигательной системы.

Важнейшие структуры системы и их взаимосвязи

269

участке (этапе) имеет свою сложную структуру взаимоотношений,

параллельные пути обработки и передачи информации, и особую

структуру взаимодействия между чувствительными и двигательны-

ми системами. Эффективное осуществление движений невозможно

без постоянного поступления разных видов сенсорной информа-

ции (соматосенсорной и вестибулярной, зрительной и слуховой).

В то же время для получения сенсорной информации необходимы

движения. Видимо, поэтому для описания ряда двигательных актов

используется термин «сенсомоторный», хотя нельзя исключить сен-

сорную информацию из общей схемы организации движений.

Рассмотрим роль каждого из отделов нервной системы в орга-

низации движений.

Высшие двигательные центры

Высшие двигательные центры — это структуры мозга, распо-

ложенные выше спинного мозга и участвующие в регуляции дви-

жений.

Подкорковые и корковые мотивационные зоны, включая ассоци-

ативные области коры, формируют побуждение к действию или

«принятие решения о действии». По Н.А. Бернштейну, «...задача

действия, иными словами, результат, которого организм стре-

мится достигнуть, есть нечто такое, что должно стать, но чего

еще нет. Таким образом, задача действия есть закодированное в

мозгу отображение или модель потребного будущего... Еще точ-

нее будет сказать, что реакцией организма и его верховных управ-

ляющих систем на ситуацию является не действие, а принятие

решения о действии»

. Представление Н.А.Бернштейна созвучно

концепции функциональной системы П.К.Анохина.

В общей многоуровневой (подкорковые и корковые зоны) си-

стеме принятия решения (реализации мотивации) принимают

участие гипоталамус и другие лимбические системы, а также фрон-

тальные, ассоциативные зоны коры, т.е. структуры, обеспечиваю-

щие афферентный синтез, принятие решения и выработку про-

граммы действия. Этот уровень фактически определяет, «что де-

лать», и во многом от того, как сформирована задача действия,

зависит результат — качество выполнения движения.

Например, если мы даем ребенку задание написать букву, то в

разном возрасте, при разной сформированности «задачи действия»

он будет писать букву по-разному, как умеет, — печатную или

письменную, каллиграфически правильно или кое-как.

О том, как преобразуются наши мысли и желания в разряды

кортикальных нейронов, можно пока только догадываться. Одна-

Бернштейн Н.А. Физиология движений и активность. — М., 1990.

270