Пластичность и сснзитивность центральной нервной системы в онтогенезе

Обогащение и обеднение среды

В основе взаимодействия влияний среды развивающихся физиологических особенностей лежит способность центральной системы изменять свои морфофункцнональные характеристики под влиянием опыта. Эта способность называется пластичностью. Известно, что функционально незрелые структуры обладают наибольшей пластичностью, т.е. способностью к реорганизации. Пластичность нервной системы на ранних этапах развития связывается с присутствием в ней особого биохимического агента — фактора роста нервной ткани (ФРН), который активизирует и интенсифицирует рост и развитие нервных клеток. В настоящее время имеется множество экспериментальных данных, свидетельствующих о том, что на ранних этапах развития изменения среды могут весьма существенно изменить морфофункциональные особенности ц.н.с., а также поведение животных и человека. Для оценки диапазона пластичности ц.н.с. служат данные, получаемые в экспериментах на животных с использованием приемов обеднения и обогащения среды. Обогащение среды предполагает воспитание молодых животных в обшнрных клетках, оборудованных различными устройствами и предметами (мостиками, лесенками, канатами, вращающимися колесами, игрушками), количество и качество которых постоянно меняется. Частая смена обстановки требует от животного повышенной двигательной активности и исследовательской деятельности. Для обогащения среды используются также различные стимулы (зрительные, слуховые, вестибулярные).

Но контрасту с этим обеднение среды ироизводится'путем лишения внешней обстановки всякого разнообразия. Крайний случай представляет взращивание животного в одиночной маленькой пустой клетке в полной изоляции.

Показано, что морфологические и функциональные характеристики ц.н.с, закономерно меняются в зависимости от характера внешних воздействий.

Так, если детеныш животного растет в условиях лишения зрительного опыта, наблюдается морфологическая деструкция зрительных центров головного мозга: уменьшаются тела нейронов, укорачиваются их отростки, уменьшается степень их ветвления. Параллельно с.ггнм отмечаются искажения в ходе созревания зрительных функций.

При обогащении среды, напротив, отмечается усиленное развитие морфологических элементов (увеличивается длина полушарий, утолщается поперечник коры, укрупняются тела нейронов, увеличивается ветвление отростков нейронов). В целом все перечисленное свидетельствует об улучшении динамики мозгового созревания. Установлено, что животные, развивающиеся в усложненной внешней среде, имеют высокую исследовательскую активность, выраженную способность взаимодействовать с внешними предметами и людьми.

Важно, что изменения, происходящие в центральной нервной системе под влиянием внешних воздействий, специфически связаны с характером этих воздействий. Определенным образом организуя внешние воздействия, можно получить желаемое, избирательное изменение функциональной активности нервных элементов.

Итак, ранние воздействия на организм приводят к существенным и достаточно устойчивым изменениям поведенческих и неврологических характеристик у взрослых животных. Главными нервными механизмами, опосредующими эффекты ранних средовых воздействий, являются пластические перестройки в ц.н.с., происходящие на биохимическом и морфологическом уровнях. При таком подходе понятие пластичности нервной системы приобретает более конкретное содержание.

Ожидание опыта и зависимость от опыта

В самом общем виде в развивающейся нервной системе можно, выделить структуры и процессы двух типов. Для первых, определяемых как «ожидающие опыта», внешние воздействия выступают как триггер — сигнал, запускающий развитие, которое происходит по генетической программе и почти не зависит от характера средовых влияний (в пределах физиологически допустимой нормы). Примером триггера, который запускает «ожидающие опыта» процессы, является изменение среды обитания после рождения ребенка. Для того чтобы ребенок мог адекватно приспособиться к новой среде, необходимо, чтобы целый набор вегетативных функций, регулирующих деятельность сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной систем и т.д., был ютов «включиться». Полноценная адаптация новорожденного к окружающей среде становится возможной благодаря своевременному включению «ожидающих опыта» структур. Итак, «ожидание опыта» — это структуры и процессы так называемой консервативной наследственности (см. ниже), определяющие видовые признаки и одинаковые у всех представителей данного вида.

Наряду с этим в ц.н.с. существуют структуры и процессы второго типа, «зависящие от опыта». Специфика окружающей среды приобретает здесь решающее значение. Под влиянием внешних воздействий, их качественного своеобразия происходит изменение морфофункционального созревания. Эти структуры в своем формировании отличаются выраженным диапазоном изменчивости, способностью к приобретению свойств, диктуемых внешними воздействиями. Поэтому они рассматриваются как морфофункциональная основа усвоения индивидуального опыта.

Влияние среды на функциональные показатели созревания ц.н.с. детей

Приведенные выше данные получены в экспериментах на животных. В какой мере то же самое справедливо для созревания центральной нервной системы человека? Решение вопроса о том, как меняютея под влиянием внешних воздействий функциональные показатели созревания ц.н.с. ребенка, имеет большое теоретическое и практическое значение для психологии развития и обучения.

Такие данные получены в основном из клинических наблюдении над детьми, страдающими различными формами нарушения нормальной работы органов чувств: зрения, слуха. Проведено немало исследований особенностей биоэлектрической активност и мозга у детей с сенсорным дефицитом при разных видах нарушения зрения и потере слуха.

Эти исследования дают основания для общего вывода: чем больше ограничение притока сенсорных стимулов (зрительных. слуховых и др.), тем больше отклонений от нормального хода созревания отмечается в характеристиках биоэлектрической активности. Исследования мозга людей, слепых с раннего детства, свидетельствует о том, что врожденная слепота ведет к морфологическому вырождению структур мозга, ответственных за зрительную функцию.

Из клинических наблюдений известно, что дети, пережившие в раннем детстве сильную депривацию, т.е. ограничение или полное лишение когнитивного и социального опыта, испытывают большие трудности в последующей адаптации к нормальной жизни в обществе. При этом чем раньше дети, подвергшиеся депривацни, включаются в полноценные социальные контакты, тем быстрее и эффективнее происходит восстановление нх возможностей.

Расширение диапазона возможностей ребенка зависит не только от времени активного воздействия, но и от качественного разнообразия средовых воздействий, т.е. от степени обогащения окружающей среды. В лонгитюдном исследовании, проведенном в Великобритании, было установлено, что среди семилетних детей, родившихся недоношенными, но живших в привилегированных условиях, почти не было отстающих в умственном развитии, а среди их сверстников, родившихся с таким же низким весом, но живших в плохих условиях, отмечено явно»; преобладание умственно отсталых и просто неразвитых детей. Плохие условия при этом включают недоедание, отсутствие медицинской помощи, дурное обращение, невнимательное отношение к нуждам детей, психологическую запущенность, когда родители не проявляют к ребенку теплых чувств и не стимулируют его познавательное развитие.

Столь большое значение раннего опыта в жизни детей привело к возникновению программ ранней стимуляции психичсского развития. Их поведенческие и психологические эффекты хорошо изучены, однако здесь нас интересует другой вопрос. Как влияет интенсификации обучения на психофизиологическое созревание детей? Первые исследования в этом направлении показывают, что развивающее обучение детей в возрасте от трех до шести лет приводит к изменению ряда параметров биоэлектрической активности головного мозга, которые прямо свидетельствуют об его ускоренном созревании и значительном совершенствовании функций. Причем значимо меняются те параметры, которые, по современным представлениям, тесно связаны с обеспечением познавательной деятельности детей.

Функциональное и возрастное развитие

Особое значение разделению этих двух сторон развития придавал А.В.Запорожец (СНОСКА: См.: Запорожец Л. В. Значение ранних периодов детства для формирования детской личности //Принцип развития в психологии / Под ред. Л.И. Лнцыфе|ювом. — М., 1978). Он указывал, что функциональное развитие может происходить в пределах одного и того же возрастного уровня, в пределах одной и той же психологической «формации», не приводя само но себе к перестройке детской психики в целом. Функциональное развитие заключается в частичных изменениях отдельных психических свойств и функций. Прогрессивные изменения таких функций связаны с овладением отдельными знаниями и способами действий.

В отличие от этого, возрастное развитие характеризуется образованием нового психофизиологического уровня, который создает условия для коренной перестройки системы отношений ребенка с окружающим миром, ведет к более общим психологическим изменениям и определяет переход к новым видам деятельности.

С точки зрения физиологии, функциональное развитие в значительной степени опирается на присущую нервной системе ребенгга пластичность. Пока в ц.н.с. ребенка действует фактор нервного роста, диапазон перестроек под влиянием внешних воздействий остается весьма значительным, что имеет отчетливое морфологическое выражение — в интенсивном развитии нервных элементов и их отдельных частей. Таким образом, с помощью программ ранней стимуляции развития можно, по-видимому, весьма эффективно повлиять на функционалыюе развитие детей. Однако эти пластические перестройки в основном будут происходить в пределах того психофизиологического уровня, который характеризует данную стадию развития ребенка.

Возрастное развитие ребенка, по-видимому, в большей степени зависит от реализации наследственной программы развития, присущей человеческому виду в целом, оно связано с качественными преобразованиями физиологических условий психического развития. В основе возрастного развития лежит разновременное созревание отдельных структур и блоков ц.н.с., имеющее, как было указано выше, определенную хронологическую последовательность.

Как справедливо указывал А.В.Запорожец, оптимальные педагогические условия для реализации потенциальных возможностей ребенка создаются не путем форсированного сверхраннего обучения, направленного на сокращение объективно присутствующих в онтогенезе стадий созревания ц.н.с., и не в попытках превращения младенца в дошкольника, а дошкольника — в школьника. Оптимизация развитие должна происходить путем совершенствования способов и содержания функционального развития через максимальное обогащение специфических для данного возраста форм игровой, практической и творческой деятельности ребенка.

Критическне и сензитивные периоды развития

Способность нервной системы изменяться под влиянием внешних воздействий носит однако, преходящий характер. Она приурочена, главным образом, ко времени наиболее интенсивного морфофункцнонального созревания и определяет феномен возрастной сензитпвности, с которым связано понятие о сензитпвном и критическом периодах развития.

Критическим в полном смысле слова, видимо, следует называть лог период, когда организму необходимо испытывать воздействие определенного типа и это является условием его дальнейшего нормального развития. Изменения в ходе критического периода носят необратимый характер: в результате такого периода структура и функция приобретают законченную форму; весьма вероятно, что критические периоды наиболее характерны для анатомо-морфологических изменений.

Первоначально понятие «критический период» было введено в эмбриологии для обозначения периода повышенной чувствительности зародыша к действию раздражителя, выходящего за границы адаптивной нормы. Каждый орган и каждая система претерпевают критические стадии дифференциации в строго определенные моменты. Этот факт находит свое отражение в своеобразном «календаре пороков развития», демонстрирующем определенные искажения развития в зависимости от времени действия вредоносного фактора. Одной из трагических иллюстраций здесь являются известные случаи рождения детей с разными вариантами изувеченных конечностей, матери которых принимали в период беременности снотворное талидомид. В основе избирательного повышения чувствительности, по-видимому, лежит усиление процессов обмена веществ в наиболее быстро растущих органах и тканях. В общем критические периоды в ходе внутриутробного развития ребенка совпадают с процессами наиболее интенсивного роста и дифференцировки.

Термин «сензитпвный» целесообразно использовать для обозначения периода, во время которого некий набор стимулов оказывает большее влияние на развитие функции, нежели до и после. Фактически сензитпвный период представляет собой период повышенной пластичности, во время которого структура и функция демонстрируют свою способность к значительной изменчивости в соответствии со спецификой внешних условии. При атом период наибольшей чувствительности рассматривается как оптимальный дли усвоения этих воздействий.

Образно выражаясь, критический период означает «теперь или никогда», сензитпвный же — «можно и в иное время, но лучше теперь».

Сензитивиые периоды

Существование периодов повышенной чувствительности к внешним влияниям в психическом развитии человека неоднократно отмечалось психологами. Для характеристики этих явлений использовались понятия: критический, сензитпвный, оптимальный для обучения и некоторые другие. Однако содержание и функциональное значение этих периодов в развитии психики ребенка не до конца понятно, а сами такие периоды до сих нор почти не были предметом специальных психологических исследований. Хорошо известны критические периоды (кризисы), которые были выделены Л.С.Выготским. Он насчитал пять таких периодов. Кризис новорожденноети отделяет эмбриональный период развития ребенка от младенчества. Кризис одного года отделяет младенчество от раннего детства. Кризис трех лет является переходным от раннего детства к дошкольному возрастами. Кризис семи лет является соединительным звеном между дошкольным и школьным возрастами. Кризис тринадцати лет совпадает с переломом развития, связанным с половым созреванием.

Следует подчеркнуть, что взятые сами по себе сроки наступления кризисов скорее всего не имеют столь жестко фиксированного характера. Во всяком случае, кризис тринадцати лет у большинства современных подростков по-видимому, должен возникать в среднем на полтора-два года раньше в силу явления эпохальной акселерации. Наряду с этим, как уже отмечалось выше, в индивидуальном развитии каждого ребенка могут иметь место присущие только ему явления ускоренного или замедленного созревания. В нервом случае приходящиеся на это время кризисы могут наступить раньше, во втором, соответственно, — позднее.

В целом, однако, толкование кризисов у Л.С.Выготского имеет существенные точки соприкосновения с пониманием критических периодов в физиологии развития. В первую очередь это проявляется в том, что в обоих случаях это наиболее ответственные, поворотные пункты развития, когда на протяжении относительно короткого времени происходят очень значимые для дальнейшего сдвиги. Вместе с тем критические периоды в психологии не имеют того оттенка необратимости происходящих, изменении, который характерен для критических периодов в биологическом созревании.

В то же время у Л.С.Выготского можно найти совершенно однозначные указания на существование периодов повышенной чувствительности к некоторым видам внешних воздействий, которые могут рассматриваться как периоды, оптимальные для обучения. Наиболее известный пример подобного сензптивного периода — годы овладения речью.

Таким образом, имеющие место в психическом развитии |юбенка сензитпвные периоды и критические периоды (кризисы) — явления, разные по своей сути.

По представлениям Н.С.Лейтеса (СНОСКА: См.: Лентес Н.С. К проблеме сеизнтпвиых периодов психического развития человека //Принцип развития в психологии), сензитивнымн, в отличие от критических, и соответственно оптимальными для обучения периодами являются стабильные фазы развития, т.е. основные детские возрасты. При этом каждая возрастная стадия обладает специфической сензптивностыо к определенным видам обучающих и воспитательных воздействии. От выраженности того и:ш другою сензитивного периода, а также от различии в темпе и ритме возрастных преобразований во многом зависит становление нндивпдуалыю-пснхалогических различий.

Некоторые выводы

В эволюционной и возрастной физиологии признано, что человек к моменту появления на свет — это самый незрелорождающийся организм. Его врожденные функциональные системы к началу внеутробной жизни еще далеко не заканчивают своего развития, и одновременно с этим начинают объединяться (консолидироваться) новые системы. Таким образом, ребенок попадает под влияние внешней природной и социальной среды в момент, когда продолжается созревание уже сложившихся систем и формирование новых. По этой причине изучение закономерностей созревания организма приобретает важное значение для понимания, во-первых, становления человека как представителя вида homo sapiens и, во вторых, формирования его индивидуальных особенностей. Созревание, определяющее очередность возрастных изменении в центральной нервной системе и некоторых других системах организма (эндокринной, опорно-двигательной), обеспечивает условия для возникновения п реализации психических функции человека, формирования его личности. В последовательности процессов созревания отражается как общее, так и индивидуальное в развитии ребенка. Индивидуализация проявляется, в первую очередь, в темпе созревания (скорости возрастных преобразований). Темп созревания — характеристика непостоянная; поэтому в жизни индивида на смену выраженной акселерации можсгг прийти замедление развития п, напротив, изначально замедленное созревание может ускориться и привести к акселерационному скачку. Эти явления можно обозначить понятием «индивидуальная траектория развития». Оно подразумевает возможные ускорения и замедления созревания, а также определенную степень преемственности характеристик индивида в ходе его развития.

Развивающаяся нервная система обладает относительно высокой пластичностью, и иод влиянием обогащенной или обедненной среды в ней могут происходить значительные морфологические и функциональные изменения. Пластические перестройки it нервной системе ребенка под влиянием обучения лежат и основе так называемого функционального развития. Собственно возрастное развитие представляет собой переход на качественно новый психофизиологический уровень обеспечения психической деятельности ребенка.

Отдельные структуры мозга созревают с разной скоростью и но-разному на разных этапах. Таким образом, на каждой стадии развития мозг ребенка имеет присущую только этому периоду «психофизиологическую архитектуру», которая существенно определяет специфические для данного возраста условия и, в известной степени, возможности психического развития.