Кафедра специальной психологии КГПУ Лекция Структурно-функциональная характеристика центральной

Кафедра специальной психологии КГПУ Лекция. Структурно-функциональная характеристика центральной нервной системы ребенка в разные возрастные периоды. Мультимедийное сопровождение лекции к. м. н. , доц. Бардецкой Я. В. Дисциплина – «Анатомия и возрастная физиология»

• Для неонатального периода характерна незрелость центральной нервной системы (ЦНС). • Морфологическое и функциональное созревание ЦНС характеризуется следующими основными показателями: возрастанием массы нервной ткани, степенью миелинизации нервных волокон, выраженностью дифференцировки нейрофибрилл, развитием шипикового аппарата на отростках нейронов, установлением ассоциативных связей, уменьшением проницаемости клеточных мембран, развитием коркового (условного) торможения, повышением возбудимости корковых нейронов, возрастанием силы и концентрации нервных процессов, уменьшением процессов генерализации и латентного периода реакции. • У новорожденных спинной мозг, структуры ствола мозга, а также бледный шар и зрительный бугор развиты относительно хорошо. Красное ядро, руброспинальный путь миелинизированы. • В спинном мозге, стволе и гипоталамусе у новорожденных обнаруживаются медиаторы: ацетилхолин, гамма-аминомасляная кислота, серотонин, норадреналин, дофамин. • В поверхностных мембранах нейронов уже имеются специфические для перечисленных медиаторов рецепторы. • Содержание медиаторов в мозге новорожденных низкое и составляет 10 — 50 % такового у взрослых.

• Электрофизиологические характеристики нейронов также имеют особенности: нейроны у новорожденных обладают относительно высоким потенциалом покоя — около 50 м. В (у взрослых 60 — 80 м. В). • Поверхность тела нейронов и дендритов покрыта синапсами во много раз меньше по сравнению со взрослыми. • Количество тормозных синапсов на теле нейронов в этом возрасте значительно меньше, чем у взрослых, мала также эффективность тормозных влияний. • Вследствие морфологической незрелости ЦНС и несовершенства процессов возбуждения и торможения новорожденного несовершенны и любые проявления его двигательной активности.

Двигательная активность у новорожденных • Для новорожденного характерны спонтанные периодические движения. Эти движения беспорядочные, нецеленаправленные, генерализованные (в них участвуют конечности, голова и туловище). • Наблюдаются также координированные ритмические сгибания и разгибания, отведения и приведения, в которые часто вовлекаются все конечности. • Координированные движения сменяются некоординированными, аритмическими, диффузными. Вслед за диффузными движениями могут появляться изолированные. • Наиболее заметны движения в крупных суставах. Однако и мелкие суставы пальцев рук и ног поочередно сгибаются и разгибаются. • Периоды двигательной активности отчетливо преобладают над периодами полного покоя. Для проснувшегося новорожденного характерны также сосательные движения и движения головы, направленные на поиск материнской груди.

Тонус мышц • В организации любой двигательной реакции существенное значение имеет тонус мышц, который регулируется рефлекторно. • Мышечный тонус новорожденных поддерживается помимо импульсов, идущих от проприорецепторов, импульсами, распространяющимися по блуждающим нервам от рецепторов легких, активизирующихся при вдохе. • В поддержании мышечного тонуса принимают участие и кожные терморецепторы. • На тонус мышц оказывают влияние ретикулярная формация, красное ядро, кора больших полушарий. • Для новорожденного характерна ортотоническая поза – поза плода. Она является следствием мышечной гипертонии с преобладанием тонуса сгибателей.

Характеристика рефлексов • Отличительной особенностью рефлексов новорожденных являются генерализованный характер их проявления и обширность рефлексогенной зоны вызова того или иного рефлекса, в результате чего рефлексы новорожденных в функциональном отношении несовершенны. Эти свойства являются следствием • во-первых, отсутствия над ними контроля со стороны больших полушарий головного мозга, • во-вторых, иррадиации (распространения) процесса возбуждения в ЦНС. • Причиной иррадиации возбуждения является незрелость ЦНС, а именно — слабость процессов торможения и недостаточная миелинизация нервных волокон. • Однако с возрастом рефлексы становятся более совершенными, генерализованность уменьшается, рефлексогенные зоны быстро суживаются. • Так, в возрасте 1— 5 дней рефлексогенной зоной сосательного рефлекса являются губы и кожа всего лица, в возрасте 6— 10 дней — губы и кожа вокруг рта, а в возрасте 15 дней — только губы.

• Параллельно с развитием установочных рефлексов, определяющих положение тела и его частей, в раннем постнатальном периоде не только совершенствуются ранее возникшие рефлексы, но и появляются новые рефлексы с кожной поверхности и глубоких тканей тела, имеющие преимущественно защитный характер. Ряд рефлексов новорожденного постепенно исчезает. • Однако ослабление или отсутствие на поздних этапах онтогенеза рефлексов новорожденного и ребенка грудного возраста не означает окончательного исчезновения их. • Многие из рефлексов подвергаются лишь угнетению в результате развивающихся тормозных влияний со стороны вышележащих отделов мозга, в особенности коры больших полушарий, на нижележащие центры.

Безусловные рефлексы новорожденного целесообразно разделить на следующие основные группы • • • Пищевые рефлексы (сосательный и глотательный) появляются при механическом, тепловом и вкусовом раздражении рецепторов ротовой и околоротовой областей. Если, например, вложить ребенку в рот соску, то он начинает совершать активные сосательные движения. Сосательный рефлекс исчезает к концу первого года жизни. Защитные рефлексы: мигательный — возникает при освещении глаз светом или при раздражении поверхности носа, век, ресниц, роговой оболочки глаз; зрачковый — диаметр зрачка уменьшается при освещении; отдергивание конечности в ответ на болевое раздражение. Двигательные рефлексы: хватательный - схватывание и прочное удержание предмета (пальца, карандаша, игрушки) прикосновении ладони, иногда при этом удается приподнять ребенка над опорой; исчезает на 2 - 4 м месяце; обхватывание - отведение рук в стороны и разгибание пальцев с последующим возвращением рук в исходное положение; рефлекс вызывается различными приемами - например, ребенка, находящегося на руках у врача, резко опускают на 20 см и затем поднимают до исходного уровня; подошвенный — изолированное тыльное разгибание большого пальца и подошвенное сгибание остальных (иногда они веерообразно расходятся) при раздражении подошвы по наружному краю стопы в направлении от пятки к пальцам; исчезает после 12 месяцев; коленный — сгибание (у взрослых - разгибание) коленного сустава при раздражении сухожилий четырехглавой мышцы ниже коленной чашечки; сгибание связано с преобладанием тонуса мышцсгибателей; на 2 -м месяце рефлекс преобразуется в разгибательный; хоботковый — выпячивание губ хоботком в результате сокращения круговой мышцы рта при легком ударе пальцем по губам ребенка или поколачивании кожи вокруг рта на уровне десен; исчезает к концу первого полугодия жизни; поисковый (поиск груди матери) — при поглаживании кожи в области углов рта губы опускаются, язык отклоняется и голова поворачивается в сторону раздражителя; более ярко выражен перед кормлением; исчезает к концу первого года жизни;

Тонические рефлексы: • лабиринтный - вызывается изменением положения головы в пространстве; у ребенка, лежащего на спине, повышен тонус разгибателей шеи, спины, ног, в положении на животе увеличивается тонус сгибателей шеи, спины, конечностей; • рефлекс Кернига - у ребенка, лежащего на спине, сгибают ногу в тазобедренном и коленном суставах, а затем пытаются разогнуть ее в коленном суставе; рефлекс считается положительным, если это сделать не удается; исчезает после 4 месяцев; • ориентировочные - на достаточно сильные раздражения экстерорецепторов (вспышка света, резкий звук) возникает примитивный ориентировочный рефлекс; он выражается во вздрагивании ребенка с последующим «замиранием» (торможение двигательной активности, если она была). • Уже в конце 1 -й и начале 2 -й недели после рождения ребенок поворачивает глаза и голову в сторону источника света и звука. Отмечается начальное несовершенное слежение за ярким перемещающимся в одной плоскости объектом раздражения. В более поздние сроки ориентировочный рефлекс достигает наибольшей выраженности, а также отмечается тенденция к угасанию при многократном действии одного и того же раздражителя. • У новорожденного ребенка ведущим уровнем регуляции почти всех движений является таламо-паллидарный. Более высокие уровни еще недостаточно функционируют.

Структурно-функциональная характеристика центральной нервной системы в последующие возрастные периоды • Созревание ЦНС в первые месяцы жизни ребенка быстро прогрессирует. Несколько отстает в структурном развитии полосатое тело. Окончательно его морфологическое становление заканчивается к 6 месяцам. • Наиболее интенсивно миелинизация ЦНС происходит в конце первого — начале второго года после рождения, когда ребенок начинает ходить. В целом миелинизация проводящих путей ЦНС, в том числе кортикоспиналыюго (пирамидного) и оливо-спинального, завершается только к 3 — 5 годам. • В течение первого года жизни ребенка происходит значительный рост числа клеток III и IV слоев 4 -го и 6 -го полей, по Бродману. В V слое развиваются гигантские пирамидные клетки Беца. Окончательное морфологическое созревание коркового представительства двигательного анализатора наступает в 6 — 7 лет. • Созревание центральной и периферической нервной системы, а также скелетной мускулатуры в грудном возрасте бурно прогрессирует, это ведет к увеличению двигательной активности ребенка. В свою очередь активизация движений стимулирует рост и развитие не только мускулатуры, но и ЦНС.

• Чем больше у ребенка возможности двигаться, тем быстрее происходит физическое и умственное развитие. • Развитие произвольных движений во втором квартале жизни связано с развитием пирамидно-стриарного уровня, который становится ведущим к концу первого года. • Питание мозга осуществляется из системы двух пар артерий — сонных и вертебральных. • Кровоснабжение мозга у детей обильнее, чем у взрослых. Это объясняется богатством капиллярной сети, которая продолжает увеличиваться и после рождения. • Составляя 1/6 массы тела, мозг потребляет 1/3 объема циркулирующей крови, что обеспечивает высокую (в 20 раз выше, чем у мышц) потребность в кислороде быстро растущей нервной ткани. На долю серого вещества приходится 3/4 — 4/5 кровоснабжения всего головного мозга.

Тонус мышц. • По мере онтогенетического созревания структур плаща головного мозга, т. е. образований, филогенетически более новых и занимающих более высокую ступень иерархии, происходит трансформация мышечного тонуса. • Принцип иерархического функционирования (более молодые структуры, надстраиваясь над филогенетически более древними, подавляют активность структур, лежащих ниже). • В возрасте одного года тонус мышц вновь возрастает в связи с созреванием неокортекса префронтальных отделов лобных долей. Отделы коры большого мозга перед двигательным анализатором относятся к экстрапирамидной системе, обеспечивающей синхронизацию мышечного тонуса и произвольных движений. • В возрасте 5 — 6 лет и в пубертатный период мышечный тонус вновь снижается, становится более зависимым от вегетативных влияний, состояния психики и тренированности.

• Ряд рефлексов в грудном возрасте формируется вновь; они являются тоническими. К ним относятся: 1) туловищно-выпрямительный рефлекс — возникает при соприкосновении стоп ребенка с опорой, при этом наблюдается выпрямление головы; формируется с конца 1 -го месяца; 2) рефлексы Ландау — ребенок в положении на животе поднимает голову и верхнюю часть туловища, опираясь на плоскость руками, удерживается в этой позе, формируется к 4 -му месяцу.

Формирование двигательных навыков. • Период от 2 -го до 5 -го месяца жизни. • С 2 -месячного возраста начинается развитие движений рук в направлении видимого предмета. При встрече руки с предметом происходит его захватывание. • К концу 2 -го месяца жизни у ребенка в положении на животе проявляется способность к рефлекторному тоническому сокращению шейной мускулатуры и удерживанию головки. Окончательно формирование способности удерживать головку завершается к 3 -му месяцу жизни. В дальнейшем в положении на животе ребенок все выше поднимает голову и верхнюю часть туловища, дольше сохраняя принятое положение. • В возрасте 3 месяцев начинаются осваивание навыка ползания и использование его до начала ходьбы. • В 4 — 5 месяцев развивается способность переворачиваться сначала со спины на живот, затем обратно. • Все перечисленные двигательные навыки продолжают совершенствоваться и в последующие месяцы грудного периода развития.

6 -7 мес 8 мес 10 мес Этапы развития двигательных навыков у ребенка грудного возраста.

• Период от 5 -го до 9 -го месяца. С 5 -месячного возраста ребенок при поддержке взрослых учится переступать. Положение ног при переступании отличается от такового при ходьбе. • В 6— 7 месяцев ребенок начинает садиться, встает на четвереньки — готовится к принятию вертикального положения. • В возрасте 7— 8 месяцев ребенок может вставать, стоять и опускаться, придерживаясь руками за предметы, но ходить еще не способен. • Однако он перемещается довольно активно и в 8 месяцев свободно проползает большое расстояние, может спускаться или вползать по наклонной плоскости. • Ползание развивает и укрепляет мускулатуру и способствует развитию координации движения.

Период от 9 -го до 12 -го месяца. Характеризуется двумя главными событиями. • Во-первых, координируется деятельность верхних конечностей. К 10 -му месяцу движения рук становятся точными, плавными. Отмечается предварительное приспособление пальцев руки к форме объекта, который ребенок намеревается схватить. • Возможны хватательные движения вслепую за счет предварительного нацеливания на предмет. • Появляются различия в действиях правой и левой руки, которые после первого года жизни приобретают устойчивый характер. Этому способствует корригирующее влияние взрослых (игры, обучение). • В 11 месяцев дети пьют из чашки, удерживая ее обеими руками, делают попытки есть ложкой, ставят один предмет на другой, нанизывают кольца на стержень. • Во-вторых, в этот период ребенок делает первые попытки самостоятельной ходьбы. К концу первого и началу второго года он начинает ходить при поддержке. Началом самостоятельной ходьбы считается день, когда ребенок без посторонней помощи прошел несколько шагов. • Однако следует отметить, что у ребенка из-за относительно большой тяжести верхней части тела и особенно головы центр тяжести расположен выше, чем у взрослого, что является причиной нестабильности вертикального положения.

• Поддержание вертикальной позы требует сложной нервномышечной координации, которая у ребенка в возрасте 1 год несовершенна. • Сохранение вертикального положения тела есть непрерывная борьба с падением, т. е. перераспределение тонуса среди различных мышечных групп, способных сохранить тело в вертикальном положении. • В основе физиологических механизмов произвольных движений лежат условно-рефлекторные связи моторной зоны коры больших полушарий. • Образование новых двигательных навыков часто происходит методом проб и ошибок. • Особое значение имеет приобретение новых двигательных навыков путем подражания. • При формировании новых движений существенную роль играет взаимодействие зрительного и двигательного анализаторов.

Более поздние возрастные периоды. • На первом году жизни совершенствуется процесс ходьбы. В раннем онтогенезе быстрые движения, в которых имеются элементы переключения (изменение скорости, направления движения с помощью включения в активность разных групп мышц), представляют большую сложность. • Ребенок много времени уделяет овладению навыками смены быстрого движения на медленное при сокращении одной и той же мышцы. Простые быстрые движения он осваивает значительно быстрее. • Быстрота двигательных реакций на ранних этапах онтогенеза находится в зависимости от степени функционального развития нервных центров и периферических нервов, что и обусловливает скорость проведения импульсов. • На втором году жизни у детей появляется способность к бегу, перешагиванию через предметы, самостоятельному подъему по лестнице. Именно в этом возрасте обнаруживаются элементы «полета» ( «прыжки» в длину). Время «полета» постоянно наращивается, так как с возрастом во время бега увеличивается длина шагов.

• На третьем году жизни ребенок начинает подпрыгивать на месте. Ведущим становится теменно-премоторный уровень организации произвольных движений. Для новых движений он остается ведущим уровнем во все последующие периоды онтогенеза. • В возрасте 3 — 5 лет появляется игровая деятельность, что способствует развитию высшей нервной деятельности, тренировке памяти. Ребенок учится рисовать, играть на музыкальных инструментах. • В 4 — 5 лет ему доступны разнообразные и сложные движения: бег, прыжки, катание на коньках, гимнастические, акробатические упражнения. Кроме того, он осваивает и более точные движения, связанные с развитием мелких мышц кисти. • Большинство детей при ходьбе держат стопы параллельно (у взрослых людей они обычно развернуты кнаружи под углом 35°). • В дошкольном возрасте они незначительно развернуты кнаружи примерно у 23 % детей. Постепенно число детей, ставящих стопы под углом, увеличивается. Развертывание стоп кнаружи с возрастом обеспечивает большую площадь опоры, что диктуется изменением соотношения частей тела, а следовательно, и центра тяжести.

• В возрасте 6 лет завершается один из узловых этапов в развитии двигательного анализатора: улучшается анализ тактильнокинестетических сигналов и усиливается концентрация нервных процессов. Однако координационные способности растущего организма еще длительное время несовершенны. • В последующие возрастные периоды заметно увеличиваются точность и меткость движений. Наиболее высокий темп динамики точности и частоты воспроизводимых движений наблюдается с 7 до 10 лет, что связано с двигательной активностью, интенсивным созреванием кинестетического анализатора, формированием систем корковоподкорковых и внутрикортикальных проводящих путей и функциональных связей между двигательными и ассоциативными областями коры больших полушарий головного мозга. • Скорость однократного движения (указательного пальца, кисти руки, предплечья, плеча, шеи, туловища, бедра, голени, стопы) значительно возрастает к 13 — 14 годам, приближаясь к величинам у взрослых. • В дальнейшем темп увеличения скорости движения замедляется и к 16— 17 годам даже несколько снижается. • Затем в большинстве групп мышц скорость однократного движения вновь увеличивается и достигает наибольшей величины к 20— 30 годам.

Мозг ребенка и процесс обучения • Развитие мозга ребенка — это неравномерный, направленный в одну сторону, поступательный процесс. • В онтогенезе есть периоды постепенного развития, а есть моменты значительных качественных изменений. Если мы не учитываем этого, то все наши благие намерения, все наши воздействия могут не только способствовать развитию, но и давать отрицательный эффект. • Сенсорная составляющая познавательной деятельности есть у ребенка уже во внутриутробном периоде. Он, например, реагирует на звук. • Но и у новорожденного ответы различных участков коры больших полушарий на стимулы разной модальности — зрительные, слуховые, тактильные — регистрируются только в тех участках коры, куда непосредственно приходит сигнал — это проекционные зоны. Механизм, обеспечивающий взаимодействие разных структур, еще незрел, обработка информации на низком уровне.

• К третьему месяцу жизни ребенка эти ответы мозга на раздражения регистрируются и за пределами проекционной коры — в ассоциативных областях, где идет дальнейшая обработка информации. • Значительное изменение в системе восприятия информации наблюдается с пяти лет. До этого возраста включительно различные области коры еще не специализированы в разных операциях. • К шести годам выявляется четкая специализация. Например, в анализе контурно-контрастных границ преимущественно участвует зрительная проекционная область, а в опознании сложных изображений — геометрических фигур, изображений лица и т. п. — участвует задняя ассоциативная кора. • Специализация означает, что весь процесс восприятия осуществляется более точно и действенно.

• Ребенок шести-семи лет переходит на другой информационный уровень. • Этот важный в развитии период — время повышенной чувствительности к внешним воздействиям. • Можно воспользоваться им для того, чтобы помочь развитию, но можно неадекватной нагрузкой и затормозить его. • Всем известны слова Выготского: «Обучение ведет за собой развитие» , но часто цитируют только эту первую часть фразы, у которой есть продолжение: «. . . но обучать ребенка можно лишь тому, чему он может обучаться» .

• Исследования показали, что в 6— 7 лет велик индивидуальный разброс в степени функциональной зрелости мозга (1— 1, 5 года). • В электроэнцефалограмме (ЭЭГ) покоя у большей части детей к шести годам формируется основной ритм зрелого типа (альфа-ритм), являющийся фоном для приема и обработки информации, у других сохраняется незрелость ЭЭГ, характерная для пятилетних. • Наблюдения показали, что эти дети испытывают трудности при поступлении в школу, и у них даже в 7— 8 лет показатели ЭЭГ не достигают возрастной нормы — это влияние раннего начала систематического обучения, неадекватного зрелости центральной нервной системы. • Поэтому так важно учитывать индивидуальные функциональные возможности ребенка!

• Для всех без исключения детей начало учебы в школе — период трудных перестроек. • Исследования показывают, что в течение первого полугодия первого класса от сентября к декабрю энцефалограмма «на год молодеет» — становится менее зрелой, что является ответом организма на нагрузку.

Как обстоит дело с механизмами, ответственными за произвольное внимание, произвольную деятельность? • В возрасте 7— 8 лет механизмы произвольного внимания, произвольной регуляции деятельности имеют еще выраженные возрастные особенности. • У 7— 8 -летнего ребенка формирующиеся в мозгу объединения носят еще генерализованный характер. • Детский мозг напрягается гораздо больше, чем взрослый, для решения аналогичной задачи, работать экономно еще не умеет. • К 9— 10 годам морфофункциональное развитие мозга достигает высокой степени зрелости. • Формируются избирательные системы организации познавательных процессов: восприятия, произвольного внимания, оперативной памяти.

С 11— 12 - определенный регресс • Для этого возраста такой регресс — норма: начинается половое созревание, высокая активности гипоталямо-гипофизарной системы не дает возможности коре головного мозга управлять глубинными структурами. • Организм, занимаясь самым важным в этот период делом — формированием репродуктивной функции, не может тянуть все остальное. • Ослабевает произвольное внимание, непросто выделить главное, сделать выбор, принять решение, управлять своими эмоциями, отсюда нередко возникают эмоциональное напряжение, плаксивость, раздражительность.

• Любой учитель, да и любая мама считают, что одиннадцатилетний ребенок умнее и выносливее, чем восьмилетний, но объективно ему труднее учиться, режим для него должен быть более щадящим, нагрузка—меньше. • При неадекватных условиях, в которые поставлен младший подросток, наступает нередко дезадаптация. Трудные старшие подростки — это только результат неправильного подхода к младшим подросткам. • В 17 -18 лет у мальчиков процессы, связанные с половым созреванием, еще не закончены, у многих из них деятельность мозга отличается по ряду показателей от взрослого. А за этим —важные социальные проблемы, например служба в армии. • Оружие доверяется людям с плохо управляемой эмоциональной сферой, испытывающим трудности произвольной регуляции и саморегуляции.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!