Функциональные критерии развития мозга. Основные закономерности функционального созревания мозговых структур.

В процессе эволюции мозга выделяются два стратегических направления, определяющих его функциональные возможности.

Первое связано с максимальной готовностью организма к будущим условиям существования. Для этого необходим большой набор врожденных инстинктивных реакций, пригодных на все, возможные для вида, случаи жизни. Набор этих реакций связан, прежде всего, с витальными функциями: питанием, размножением, защитой. И как правило, неожиданное и резкое изменение условий среды приводит к гибели организма (это характерно, например, для мира насекомых).

Второе направление эволюции, реализованное у млекопитающих, связано с тем, что врожденные инстинктивные формы реагирования дополняются рядом других реакций, основанных на индивидуальном опыте. Это делает поведение менее определенным и шаблонным, в поведении все большее место занимают исследовательские, ориентировочные реакции. А для этого требуется все большее количество мозгового вещества с все большим количеством тех или иных функций.

Появление новых функциональных возможностей происходит при увеличении размеров коры больших полушарий мозга. Именно эти отделы мозга являются наиболее приспособленными для приобретения индивидуального опыта. Таким образом, принцип кортикализации функций делает возможным непрерывное совершенствование поведения.

В то же время способность к индивидуальному обучению осложняет выживание организма в раннем возрасте. До того момента, пока не наступило обучение, организм плохо приспособлен к выживанию.

Здесь возникает дилемма – чем больше врожденных реакций, тем короче период детства, тем меньше способность к приобретению индивидуального опыта. Человек занимает в эволюционном ряду особое место: новорожденный ребенок очень беспомощен, а период его детства занимает самое продолжительное время в животном мире. В то же время у человека самая высокая способность к приобретению индивидуального опыта, то есть обучению, а с нейрофизиологической точки зрения – к образованию новых функциональных связей мозга.

Изучение развивающегося мозга показывает, что ребенок обладает набором первичных автоматизмов, обеспечивающих его витальные функции, прежде всего связанных с актом сосания и регуляции мышечного тонуса. В то же время ряд других функций находится в рудиментарном состоянии, например зрительное и слуховое восприятие (Бадалян Л. О., 1987). Это означает, что функциональные возможности мозговых структур также формируются разными темпами. Уровень функциональной зрелости различных отделов коры, постепенно и гетерохронно созревающих в онтогенезе, определяется:

а) степенью и характером их вовлечения в поведение;

б) особенностями их взаимодействия, то есть межцентральной интеграции на разных этапах развития ребенка (Фарбер Д. А., 1990).

В качестве критериев, позволяющих оценить функциональное раз.

витие мозга, выделяют рефлекторные, биоэлектрические и собствен.

но поведенческие показатели.

Анализ рефлекторной деятельности показал, что в последние сроки пренатальной жизни и в период новорожденности у человека формируются многообразные генетически обусловленные врожденные рефлексы. Наибольшей выраженностью в ранний постнатальный период жизни отличаются рефлексы, вырабатываемые на кожные, проприоцептивные, обонятельные и вкусовые раздражения, вызываемые с соответствующих контактных анализаторов. В последующие стадии происходит становление новых врожденных рефлексов с дистантных анализаторов. Среди них особое значение имеет развитие ориентировочного рефлекса (Волохов А. А., 1975).

Появление новых видов рефлексов (особенно в первый год жизни) сопровождается редукцией, угасанием первичных автоматизмов. Эти процессы (обновление и редукция) сбалансированы. Преждевременное угасание лишает фундамента вновь появляющиеся функции, задержка редукции мешает образованию новых реакций, приводит к застреванию на каком.либо уровне развития.

Редукция не означает полного исчезновения автоматизма, а подразумевает его включение в более сложные функциональные ансамбли.

Самыми ранними условными рефлексами являются интероцептивные (например, на время кормления), которые вырабатываются у 5–6-дневных младенцев. Временные связи на экстероцептивные раздражения вырабатываются лишь с 3 месяцев, и только к 9–10 месяцам известное значение для ребенка приобретают комплексы экстероцептивных раздражителей.

К 10–12 месяцам возникают адекватные реакции на словесные раздражители. В дошкольном возрасте имеется четко выраженное преобладание роли 1-й сигнальной системы, а влияние формирующейся 2-й сигнальной системы проявляется слабо. Лишь с 7–8 лет слово приобретает главенствующее значение среди других раздражителей (Кольцова М. М. и др., 1975).

Биоэлектрическая активность мозга

Специфика пространственно-временной организации ритмических составляющих ЭЭГ, анализ фоновой и вызванной электрической активности мозга позволяют выявить характер функционального созревания подкорковых структур, определенных отделов коры в разные возрастные периоды. Так, снижение с возрастом тета.ритма в ЭЭГ

свидетельствует об уменьшении роли неспецифических подкорковых структур в генезе биоэлектрической активности. Увеличение выраженности основного ритма биоэлектрической активности — альфа-ритма и формирование его пространственной организации отражает созревание коры больших полушарий.

Анализ электрической активности мозга выявил, что в раннем постнатальном периоде наиболее функционально зрелыми являются мезодиэнцефальные структуры мозга, относящиеся к первому функциональному блоку мозга (Новикова Л. А. и др., 1975).

Основные периоды, которые можно охарактеризовать как переломные в динамике изменений альфа-ритма — это 6 лет, 9–10 лет.

В период полового созревания (12–14 лет) возникают регрессивные отклонения в ЭЭГ за счет усиления мощности тета-активности. Пространственная синхронизация ритмов ЭЭГ покоя, свойственная взрослым, формируется по завершении этого периода. Это отражает

становление зрелого типа структурно-функциональной организации мозга, характерной для состояния спокойного бодрствования.

В работах А. Н. Шеповальникова (1997) сформулирована гипотеза об относительно независимом и гетерохронном становлении в ходе онтогенеза у детей двух функционально различных систем связей коры больших полушарий. На начальных этапах развития мозга ребенка координированная деятельность кортикальных структур обеспечивается в значительной мере за счет наличия к моменту рождения относительно зрелых, генетически детерминированных связей.

Они ответственны за процессы дистантной (связывают отдаленные центры) интеграции нервной активности кортикальных полей в целостную деятельность мозга, то есть формируют основной «каркас» единой распределенной системы мозговой активности. Это система «длинных» связей.

Другая система представлена относительно короткими межкортикальными взаимосвязями («короткие» связи). По-видимому, именно эта. менее жесткая и более пластичная, система связей ответственна в большей мере за обеспечение процессов обучения и гибкого приспособления организма к окружающей среде.

Полученные ими результаты позволяют оценить роль церебральных структур и связывающих их волокон, которые уже на ранних стадиях постнатального развития оказываются наиболее существенными для обеспечения устойчивой интеграции биоэлектрической активности в целостную динамическую систему.

Поведенческие показатели

Существуют нормативные данные, определяющие, в каком возрасте у ребенка формируются те или иные поведенческие навыки. Критериями оценки выступают показатели развития моторики, речи, восприятия, самообслуживания, игры, мышления и др. Анализ нормативных данных показывает постепенный гетерохронный характер развития различных навыков, постепенное усложнение различных форм поведения, реализуемых ребенком (Скворцов И. А. и др., 2002).

Для нормального психического развития в разные возрастные периоды необходимо полноценное совместное функционирование разных зон мозга, формирующее его интегративную активность. Необходимой ведущей предпосылкой для этого является морфологическая зрелость соответствующих отделов нервной системы.

9.Формирование работы трех функциональных блоков мозга в онтогенезе.

Если рассматривать функциональное созревание трех блоков мозга, то можно обратиться к гипотезе S. B. Morgan (1988), согласно которой предполагается, что сначала идет созревание блока глубоких структур, отвечающих за активационные процессы (первый функциональный блок мозга). Они оформляются морфологически и функционально

в первый год жизни и создают основу для всего дальнейшего интеллектуального развития.

Затем созревают первичные сенсорные и моторные зоны мозга. Оформляясь к моменту рождения, они также становятся полностью функциональными в течение первого года жизни и создают основу для сенсомоторной стадии развития. Созревание вторичных

сенсорных и моторных зон мозга осуществляется в период от 2 до 5 лет, что создает условия для научения в пределах отдельных модальностей и соответствует дооперационному периоду развития, то есть такому периоду, когда в мышлении ребенка начинают формироваться различные схемы действия. Указанные первичные и вторичные

зоны входят в состав второго и третьего функциональных блоков мозга.

Следующим идет созревание третичной, теменно-височно-затылочной зоны, представляющей заднюю ассоциативную область, входящую во второй функциональный блок мозга. Ее созревание дает возможность перехода на стадию конкретных операций, когда в состав интеллектуальной деятельности ребенка включается выполнение простых операций и систем простых операций.

Последними, в возрасте от 12 до 14 лет, созревают префронтальные отделы лобных долей, составляющие переднюю ассоциативную область мозга и относящиеся к третьему функциональному блоку мозга. Их созревание создает условия для перехода мышления на стадию формальных операций (Марютина Т. М., 1996)