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

Подождите немного. Документ загружается.

приятные психофизиологические предпосылки для быстрого ос-

воения и совершенствования сложных произвольных движений.

К 7 годам заметно расширяются связи двигательной области

головного мозга с одним из важных центров регуляции движе-

ний — мозжечком и подкорковыми образованиями, в частности

с красным ядром. К этому возрасту морфологические признаки

коркового отдела двигательного анализатора ребенка близки к та-

ковым взрослого человека. Достигает значительной зрелости и ре-

цепторный аппарат двигательной системы. Морфологическое доз-

ревание двигательной коры мозга завершается в период от 7 до

12—14 лет. К этому же возрасту полностью развиваются чувстви-

тельные и двигательные окончания мышечного аппарата.

Возраст 7—10 лет является новым этапом в формировании акта

ходьбы. Показатели структуры шага и ходьбы близки к показате-

лям взрослых. Темп ходьбы равномерный, длина шага стабильна,

ускорение темпа связано с удлинением шага. Лишь к возрасту 9—

10 лет иннервационная структура двигательной координации ста-

новится устойчивой к влиянию дополнительных нагрузок и раз-

личных «шумов», мешающих реализации движения.

Качественная реализация моторной программы при выполне-

нии движений (особенно на начальных этапах формирования на-

выков) требует напряженного зрительного контроля, так как

именно зрительный контроль выступает в качестве ведущего ме-

ханизма обратной связи и в процессе онтогенетического разви-

тия, и в процессе формирования произвольных движений. По мере

совершенствования навыка более значимой в регуляции движе-

ний становится проприоцептивная информация. При этом допус-

кается, что зрительная и проприоцептивная системы при управ-

лении движениями функционально не дублируют одна другую, а

решают разные задачи.

Баланс взаимодействия этих систем складывается как в ходе

развития, так и в процессе совершенствования конкретной дви-

гательной деятельности. При этом роль различной афферентации

при различных двигательных действиях неоднозначна. Точностные

действия, качество которых можно оценить, требуют постоянно-

го зрительного контроля. Воспроизведение движений, не требую-

щих точности или оценки качественных показателей, может даже

улучшаться при отключении зрительной афферентации.

С 7 лет проприоцепция уже играет определенную роль в теку-

щей коррекции произвольных движений и выработке простран-

ственной программы движения, однако зрительный контроль ос-

тается ведущим звеном коррекции. Функция центрального програм-

мирования является еще несовершенной, так как программа дви-

жения не включает в себя предварительного учета фактора времени.

В 9 лет отмечается перестройка механизма двигательной регуляции.

В характере построения движений отчетливо проявляются при-

371

знаки участия в этом построении механизма центральных ко-

манд. Подавляющее большинство точностных реакций организо-

вано как комбинация быстрого и медленного движения. В 10 лет

происходит окончательное освоение растущим организмом более

совершенного физиологического механизма программирования

движений, обеспечивающего возможность предварительного уче-

та не только пространственного, но и временного фактора — ме-

ханизма центральных команд. Подавляющее большинство точно-

стных реакций 10-летних детей организовано по типу быстрых дви-

жений.

Формирование центральных механизмов управления движени-

ями в 7—10 лет идет на фоне онтогенетического развития самих

движений, которые становятся одновременно более дифферен-

цированными и интегрированными (вспомним изменение струк-

туры шага или двигательного акта письма и их объединение в

единую интегрированную структуру двигательного действия), и в

то же время более стабильными и менее зависимыми от влияния

различных факторов.

Очень важный момент в онтогенетическом развитии централь-

ного механизма управления движениями отмечен у 9-летних де-

тей: появление первичных (предварительных) коррекций. Это не

просто выработка пространственной программы движения, что

наблюдалось уже у детей 7-летнего возраста, а программирование

движения и в пространстве, и во времени. У детей в 9 лет отмеча-

ется самый высокий по сравнению с таковым у детей всех изучен-

ных возрастов показатель точности реакций.

Возраст 9 лет характеризуется тем, что механизм кольцевого

регулирования достигает наибольшего совершенства и вместе с

тем на смену ему уже приходит более сложный, но и более эко-

номичный механизм центральных команд. В 10 лет этот механизм

можно считать освоенным. Появляется возможность реализации

нового класса движений, качественно иначе строящихся и ина-

че управляемых, резко увеличивается скорость двигательных ре-

акций. Например, продолжительность выполнения отдельных дви-

жений при письме сокращается почти в 3 раза. Однако механизм

центральных команд у детей этого возраста еще далек от совер-

шенства. Можно считать, что часть движений (наиболее быст-

рых) у 10-летних детей уже организуется по типу баллистиче-

ских: за счет значительного начального ускорения достигается

высокая скорость, движение на значительной части своей амп-

литуды выполняется с большой, почти постоянной скоростью,

остановка обеспечивается резким нарастанием отрицательного

ускорения. Тем не менее различие между баллистическими дви-

жениями взрослого человека и ребенка 10 лет очевидно: для ре-

бенка характерны грубые ошибки в движениях, а движения взрос-

лого более точны.

372

Мозг и поведение

Функциональное созревание мозга и системная организация ког-

нитивной деятельности. Начало систематического обучения в

школе, переход к новым социальным условиям и значительное

увеличение умственной нагрузки требуют особенно пристального

внимания к оценке зрелости мозга, его структурно-функциональ-

ной организации на начальных этапах школьного обучения.

Электроэнцефалограмма как показатель функциональной зрело-

сти коры больших полушарий. Как было отмечено в предыдущей

главе, к концу дошкольного возраста нейронный аппарат коры

больших полушарий достигает значительной степени зрелости. Это

проявляется прежде всего в организации состояния покоя как оп-

тимального фона для интегративной деятельности мозга. К 6 годам

альфа-ритм, отражающий формирование нейронных сетей, не-

обходимых для осуществления интегративной деятельности мозга

и прежде всего информационных процессов, становится домини-

рующей формой активности. Однако его характеристики еще да-

леки от характеристик зрелого типа. Кроме того, индивидуальные

различия в темпах созревания ребенка определяют и существенные

различия в сформированности альфа-ритма. В рассматриваемом воз-

растном диапазоне в области максимальной выраженности альфа-

ритма — в затылочно-теменных отделах коры — выявлено три типа

ЭЭГ, различающихся характером альфа-ритма (рис. 77): ЭЭГ с ре-

гулярным альфа-ритмом, ЭЭГ с нерегулярным заостренным аль-

фа-ритмом и ЭЭГ без

четкого доминирования

альфа-ритма (полиморф-

ная ЭЭГ). Последний тип

наиболее характерен для

детей 5—6 лет и отражает

еще недостаточную зре-

лость коры больших по-

лушарий. У 6—7-летних

такой тип ЭЭГ обнару-

живается в очень неболь-

Рис. 77. Характеристика ос-

новного ритма ЭЭГ в трех

возрастных группах детей

Типы альфа-ритма: 1 — регу-

лярный тип альфа-ритма; 2 —

дезорганизованный и/или за-

остренный тип альфа-ритма;

3 — тип сниженной частоты

или полиритмичный

373

шом числе случаев. Для них характерен преимущественно домини-

рующий, но дезорганизованный альфа-ритм. В 7—8 лет у детей с

высоким уровнем развития познавательных процессов и хорошей

успеваемостью преобладает первый тип ЭЭГ — регулярный аль-

фа-ритм. Вместе с тем у детей, испытывающих трудности в обуче-

нии, как в 6—7, так и в 7—8 лет сохраняется преобладание поли-

морфного типа ЭЭГ. Это позволяет считать, что индивидуальная

характеристика альфа-ритма, отражающая формирование функ-

циональной организации мозга является надежным показателем

готовности ребенка к обучению в школе. Дальнейшая возрастная

динамика ЭЭГ характеризуется увеличением моды (ведущей час-

тоты) альфа-ритма, к 10 годам достигающей 10—11 Гц. Альфа-

ритм становится преобладающим типом активности не только в

задних отделах, но и в переднеассоциативных отделах коры. Су-

щественные изменения в младшем школьном возрасте претерпе-

вает и пространственная организация альфа-ритма. У 8-летних детей

по сравнению с 6-летними увеличиваются значения функции Ког

альфа-колебаний между лобными и затылочными областями коры.

Несколько позже (к 9—10 годам) усиливается локальная простран-

ственная синхронизация альфа-ритма теменной и височных обла-

стей, играющих важнейшую роль в зрительно-пространственной

деятельности. В период от 6 к 8 годам значительно возрастает меж-

полушарная Ког альфа-колебаний лобных областей. Ее рост так

же, как усиление дистантных связей лобных отделов коры с кау-

дальными отделами, свидетельствует об усиливающейся роли пе-

реднеассоциативных структур в формировании нейронных сетей

высшего порядка, играющих особую контролирующую роль в

функциональной организации мозга.

Формирование процесса восприятия. Созревание коры больших

полушарий и совершенствование внутрикоркового взаимодействия

проявляются в изменении процесса восприятия — мозговая сис-

тема, ответственная за прием и обработку внешних стимулов, пе-

реходит на другой уровень функционирования.

Зрительная проекционная кора, нейронный аппарат которой

настроен на прием и анализ физических характеристик стимула,

преимущественно включается в операцию выделения контурно-

контрастных границ, базирующуюся на функционировании соот-

ветствующих рецептивных полей. При предъявлении черно-бело-

го рисунка шахматного поля в ВП затылочной коры увеличивает-

ся амплитуда начального позитивного сенсорно-специфического

компонента по сравнению с ответом на диффузный засвет экрана

(рис. 78).

При предъявлении более сложных изображений, например схе-

матического изображения лица, тот же позитивный компонент

максимально увеличивается в ВП височно-теменно-затылочной

ассоциативной зоны.

374

375

Рис. 78. Специализация каудальных областей коры в зрительном

восприятии. Максимальные изменения позитивности ВП затылочной

области в ответ на шахматный рисунок (I), височно-теменно-затылоч-

ной — на схематическое изображение лица (III). На II — достоверные

изменения амплитуды компонентов ответа на структурированные

изображения по сравнению с засветом экрана

У части детей этого возраста специализация заднеассоциатив-

ных областей выражена сильнее. В ВП височно-теменно-затылоч-

ной области начинает доминировать по амплитуде и обнаружи-

вать максимальную реактивность, характерный для более старших

детей и взрослых негативный компонент с более длительным ла-

тентным периодом. С этим компонентом связываются операции,

включающие сличение со следами в памяти. Уже с 7-летнего воз-

раста в эту операцию, а также в процесс классификации призна-

ков объекта вовлекаются переднеассоциативные отделы коры боль-

ших полушарий.

Специализация проекционных, заднеассоциативных и перед-

неассоциативных областей в сенсорном анализе, запечатлении,

опознании, классификации обеспечивает высокую разрешающую

способность перцептивной функции, возможность восприятия

новых сложных объектов и выработки соответствующих этало-

нов, что способствует значительному обогащению индивидуаль-

ного опыта.

. Этап перехода системы восприятия на качественно иной уро-

вень организации рассматривается как сенситивный период раз-

вития информационных процессов, составляющих основу позна-

вательной деятельности.

Качественные изменения системы восприятия коррелируют

с существенными преобразованиями проекционной зоны, и ас-

социативных областей коры, где к 7 годам отмечены дифферен-

цировка формы и увеличение размеров нейронов III ассоциа-

тивного слоя. Значительные изменения претерпевает фиброар-

хитектоника: увеличивается ширина пучков, усложняются гори-

зонтальные связи.

Несмотря на прогрессивное развитие, система переработки

информации у 7—8-летних детей еще незрелая, и к началу обуче-

ния в школе ее возможности довольно ограничены. Так, запоми-

нание и опознание геометрических фигур в этом возрасте осуще-

ствляется по типу взрослого, а идентификация и различение букв

еще затруднены и требуют вовлечения более сложных механизмов.

Инвариантность опознания в перцептивной сфере достигает вы-

сокого уровня к 6 годам. Сохраняющаяся в 7—8-летнем возрасте

высокая недифференцированная инвариантность опознания ста-

новится помехой для идентификации некоторых букв и цифр,

значение которых меняется при поворотах справа налево, сверху

вниз (Р, Ь) и зеркальном вращении. В то же время это не касается

букв симметричной конструкции (Н, А) или заглавных и строч-

ных (А и а), сохраняющих свое значение.

Одной из причин трудностей идентификации букв может быть

недостаточная сформированность их эталонов в перцептивной па-

мяти. Возможность сличения букв с перцептивным эталоном уско-

ряет процесс их опознания, что важно для выработки навыка чте-

ния. Несформированность механизмов запечатления букв необхо-

димо учитывать при использовании критерия скорости чтения.

В младшем школьном возрасте отмечаются и особенности ка-

тегоризации зрительных стимулов. Механизмы категоризации хотя

и достигают определенной степени зрелости к 7 годам, но еще

отличаются от свойственных взрослым. У взрослых разделитель-

ный анализ признаков, лежащий в основе категоризации, осуще-

ствляется двумя способами: на основе полного описания всех при-

знаков объекта и на основе выбора определенного информативного

разделительного признака.

Категоризация на основе полного описания является более

простым процессом. Она свойственна детям раннего возраста, у

которых ведущая роль в зрительном восприятии принадлежит

правому полушарию, что и обеспечивает данный способ класси-

фикации. Категоризация на основе выбора ведущего разделитель-

ного признака требует сопоставления разных признаков объек-

та, выделения значимого при игнорировании других, незначимых

376

для данной задачи. Такая категоризация, которая происходит с

участием левого полушария, реализуется на более поздних эта-

пах развития.

У детей 6—7 лет правое полушарие, как и у взрослых, осуще-

ствляет полное описание объектов; левое же полушарие в процес-

се категоризации функционирует подобно правому.

Механизмы, обусловливающие присущую взрослым полушар-

ную дихотомию процесса категоризации, созревают в течение

длительного периода индивидуального развития за пределами

младшего школьного возраста.

Мозговая организация внимания. Особенности познавательной

деятельности во многом определяются спецификой мозговой орга-

низации внимания, которая в младшем школьном возрасте пре-

терпевает значительные изменения.

В 7—8 лет механизмы внимания, как непроизвольного, еще

преобладающего в этом возрасте, так и произвольного, имеют

черты незрелости. Реакция активации на ЭЭГ в ответ на новый

стимул проявляется как в виде зрелой формы (блокада альфа-

ритма), которая в этом возрасте отличается меньшей длительно-

стью и большим латентным периодом по сравнению с таковой у

детей 9—10 лет, так и в виде активации, свойственной дошколь-

ному возрасту (усиление тета-активности). Последнее свидетель-

ствует о том, что активация, направленная на оценку информа-

ционной составляющей среды, еще недостаточно сформирована

и сохраняется роль непосредственной привлекательности стимула

и его эмоциональной окраски.

Такая активация не стимулирует и не облегчает в полной мере

дальнейшего углубленного анализа нового стимула. Она направ-

лена скорее на непосредственную оценку его эмоциональной зна-

чимости, удовлетворяя потребность ребенка во впечатлениях.

С 9—10 лет непроизвольное внимание организуется по типу

взрослого: реакция активации на новый стимул проявляется в виде

длительной и генерализованной десинхронизации альфа-ритма.

«Распад» сложившейся в состоянии покоя системы создает опти-

мальные условия для формирования новых функциональных объ-

единений и тем самым облегчает анализ информации в коре боль-

ших полушарий.

На протяжении младшего школьного возраста интенсивно фор-

мируются механизмы произвольного внимания. К концу до-

школьного периода по мере прогрессивного созревания лобных

областей ребенок обретает способность осуществлять простей-

шее планирование своих ближайших действий и управлять акти-

вационными влияниями в соответствии с задачами, сформулиро-

ванными в инструкции взрослого и не всегда совпадающими с

желаниями ребенка. Однако эта способность носит еще нестойкий

характер, и произвольная деятельность, организованная с помо-

377

Дети 7—8 лет

в норме

Дети 7—8 лет

с трудностями

обучения (незрелость

фронто-таламической

системы)

Рис. 79. Функциональные объединения областей коры при селектив-

ном внимании, обеспечивающем правильное решение перцептивной

задачи у детей 7—8 лет в норме и при функциональной незрелости

лобно-таламической системы, приводящей к трудностям обучения

(Обозначения, как на рис. 63.)

щью внимания, легко вытесняется интересными занятиями, не-

посредственно привлекающими ребенка.

Анализ пространственной синхронизации основного ритма ЭЭГ

с использованием оценки функции Ког показал, что в ситуации

предстимульного внимания, направленного на решение сенсор-

ных задач разной модальности (слуховой, тактильной, зритель-

ной), формируются функциональные объединения корковых об-

ластей с фокусом взаимосвязанной активности в проекционных

корковых зонах — височной при слуховой задаче, центральной —

при тактильной, затылочной — при зрительной (рис. 79). Такая

организация структур мозга при внимании в период, предшеству-

ющий деятельности, характерна для большинства детей 7—8 лет

и создает условия для избирательного вовлечения структур в ре-

шение конкретной модально специфичной задачи, тем самым

определяя его успешность. У части 7—8-летних детей, имеющих

признаки функциональной незрелости лобно-таламической ре-

гуляторной системы, механизмы произвольного внимания не

сформированы, в ситуации предстимульного внимания не фор-

мируются функциональные объединения, адекватные задаче.

378

Рис. 80. Сопоставление вызванных ответов, регистрируемых от четырех

областей коры — сверху вниз: затылочной, височно-теменно-затылоч-

ной, центральной и лобной при спокойном наблюдении за предъявляе-

мыми изображениями (пунктир) и при необходимости выбора одного,

значимого сигнала и быстрого реагирования (сплошная линия). Начало

ответа совпадает с моментом предъявления изображения

У детей в отличие от взрослых отмечается определенная незре-

лость мозговой организации внимания. В 7—8-летнем возрасте от-

сутствует присущая взрослым специализация полушарий. У взрос-

лых модально специфические локальные функциональные объеди-

нения характерны только для левого полушария, объединения

структур правого полушария менее избирательны и носят неспеци-

фический характер. В младшем школьном возрасте модально-спе-

цифические объединения областей коры при предстимул ьном вни-

мании характерны как для левого, так и для правого полушария.

К 9—10 годам по мере дальнейших прогрессивных структурных

преобразований в различных областях коры и их возрастающей спе-

циализации совершенствуются механизмы произвольного внима-

ния. Регуляторная система обеспечивает не только избирательное

вовлечение корковых зон в деятельность, но и облегчает осуществ-

ление операций, в которых они участвуют. Произвольное внима-

ние, направленное на выделение значимого стимула, с 9—10 лет

приводит к дифференцированному увлечению в каждой корковой

зоне амплитуды тех компонентов ВП, которые в наибольшей сте-

пени отражают ее функциональную специализацию. Так, в зри-

тельном ВП проекционной области при произвольном внимании

по сравнению с ситуацией спокойного наблюдения максимально

увеличивается компонент, отражающий анализ сенсорных харак-

теристик стимула. В ВП ассоциативных областей увеличивается ам-

плитуда более поздних компонентов ответа, связанных с опозна-

нием, оценкой значимости, принятием решения (рис. 80).

379

Формирующееся на протяжении младшего школьного возрас-

та произвольное внимание, создающее возможность избиратель-

ного в пространстве и во времени активирующего влияния на от-

дельные области коры больших полушарий, обеспечивает эффек-

тивность решения различных задач.

Младший школьный возраст можно рассматривать как сенси-

тивный период формирования произвольности. Используя потреб-

ность в положительном эмоциональном подкреплении, создавая

условия привлекательности познавательной деятельности, взрос-

лый может использовать высокую пластичность мозга ребенка для

развития внимания к учебному материалу и направить его в русло

учебной мотивации.

Произвольное запоминание. С началом обучения в школе воз-

никает необходимость произвольного запоминания учебного ма-

териала. Возможность обработки и запоминания возрастающего

объема информации, его структурирования в соответствии со

значимостью и смыслом обеспечиваются включением в процесс

запоминания новых механизмов структурно-функциональной

организации мозга.

Перестройка системы зрительного восприятия к началу школь-

ного обучения облегчает процесс выработки стимулов на ранее

незнакомые стимулы. Тем не менее процесс формирования эта-

лонов в 6—7 лет протекает дольше, чем в конце младшего школь-

ного возраста. Существенно различается и объем кратковремен-

ной памяти: максимальная длина безошибочно воспроизводи-

мого тестового ряда у детей 7 лет составляет 5,4 символа, у детей

10 лет — 6,4 символа, что приближается к показателям взросло-

го человека.

Важнейшим фактором, обеспечивающим произвольное запо-

минание, является становление в этом возрасте регуляторных

мозговых механизмов, избирательно облегчающих последовательно

осуществляющиеся операции по отбору, осмыслению и запечат-

лению информации.

Переключение системы памяти на другой уровень — от непо-

средственного запоминания, свойственного дошкольникам, к за-

поминанию, опосредованному конкретными смысловыми зада-

чами, в младшем школьном возрасте, — требует освоения новых

приемов запоминания на основе осмысления материала, а не его

формального повторения.

Речь и мышление. Особая роль принадлежит развитию мозго-

вых механизмов, обеспечивающих специфическую речевую дея-

тельность. К этому возрасту происходят прогрессивные преобра-

зования клеточных и волокнистых структур речевых зон (области

Брока и Вернике) и отделов лобной коры, осуществляющих про-

граммирование речевой деятельности. В формировании графиче-

ских форм речи (чтение, письмо) существенное значение имеет

380