Психофизиология детей и подростков Тема 8 Динамика функциональной

Психофизиология детей и подростков Тема 8. Динамика функциональной межполушарной асимметрии в онтогенезе

Основной вопрос, возникающий у исследователей ФМА n является ли функциональная межполушарная асимметрия стационарным феном или, как и многие другие явления, зависит от ряда факторов, меняющих ее проявления?

Концепция функциональной межполушарной асимметрии n n В наиболее законченном виде концепция функциональной межполушарной асимметрии была сформулирована А. Р. Лурией (1973) и сводилась к четырем основным положениям: ФМА связана с реализацией высших психических функций. ФМА в развитом виде присуща только человеку. Морфологическим субстратом ФМА является кора. Сформировавшись, функциональная асимметрия сохраняется практически неизменной на протяжении жизни человека.

В последующие годы появились серьезные факты, противоречащие данной концепции: n n Стабильность ФМА не находит своего отражения в устойчивой асимметрии межполушарных отношений, оцениваемых электрофизиологически. Конечно, заметная латерализация имеет место при некоторых видах стимуляции, по-разному влияющих на специализированные центры левого или правого полушария. В этом случае асимметрия функций выявляется и электрофизиологически, и при помощи современных компьютерных методов биохимического картирования (Давыдов Д. В. , Михайлова Е. С. 1999; Haynes W. , 1980; . Grabow J. et al. , 1979; Leblanc R. et al. , 1992). Вместе с тем многочисленные данные, полученные при регистрации электрофизиологической активности мозга здоровых людей в отсутствии специфической стимуляции, не выявляют качественной, стойкой латерализации, сохраняющейся при смене функциональных состояний (Гончарова, 1991; Жирмунская, и др. 1981; Giannitrapani, 1979).

Динамическая межполушарная асимметрия (В. Ф. Фокин) n n n При этом существует закономерная связь асимметрии электрофизиологических показателей с функциональным состоянием головного мозга (Леутин, Николаева, 1988; Русалова М. Н. , 2003; Butler S. , R. , Glass A. , 1974; и др. ). При некоторых функциональных состояниях асимметрия электрофизиологических характеристик может достигать статистически значимого уровня, тогда как при других функциональных состояниях подобной асимметрии не наблюдается. Таким образом, меняющаяся ФМА оказывается связанной с функциональным состоянием человека. Этот вид асимметрии был назван ранее динамической ФМА (В. Ф. Фокин, 1982). Принципиальным отличием стационарной асимметрии от асимметрии динамической является ее стабильность.

Теория динамической ФМА (В. Ф. Фокин) n n Сложившиеся к настоящему времени представления о динамической асимметрии предварительно также могут быть сведены к четырем основным положениям. Динамика межполушарной асимметрии, вплоть до ее инверсии, усиливается при изменении функционального состояния и особенно заметна при развитии стресса. Межполушарная асимметрия проявляется не только на уровне коры, но и в других образованиях нервной системы. Существуют биологические ритмы изменения межполушарных отношений. Динамические свойства межполушарной асимметрии, в значительной мере, обусловлены взаимодействием между корой и вегетативной нервной системой.

Асимметрия корково-подкоркового взаимодействия n n Некоторыми исследователями (Т. А. Доброхотова, Н. Н. Брагина, 1977; Л. А. Жаворонкова, 2006), функциональные состояния описываются в рамках двухфакторной модели: при этом влияние первого фактора связывают с активацией стволовой ретикулярной формации мезэнцефалического уровня, а второго – с активацией неспецифических образований диэнцефального уровня (см. след. слайд)

Асимметрия корково-подкоркового взаимодействия (по Жавор Л. А. , 2006)

Асимметрия корково-подкоркового взаимодействия n n При этом предполагается большая связь стволовой ретикулярной формации с левым, а образований диэнцефального уровня – с правым полушарием. Такая схема поддерживается рядом клинических и нейропсихологических данных. Сильной стороной этой гипотезы, впервые выдвинутой Т. А. Доброхотовой и Н. Н. Брагиной (1977), является то, что благодаря ей становится понятным относительная независимость стационарной асимметрии и динамической ФМА.

Асимметрия корково-подкоркового взаимодействия n n Понятно, что при любом типе стационарной асимметрии межполушарные отношения, определяемые уровнем неспецифической активации, могут быть различны. Например, у правшей в зависимости от функционального состояния уровень неспецифической активации может быть больше либо в правом, либо в левом полушарии. Гипотеза Доброхотовой-Брагиной – первая, которая делает попытку объяснить природу динамической организации ФМА. Недостатком гипотезы Доброхотовой и Брагиной является то, что она не поддерживается морфологическими данными, поскольку подкорковые образования у здорового человека практически неразличимы в правой и левой половинах мозга, а связи между указанными образованиями коры и подкорки недостаточно изучены.

Асимметрия восходящих путей вегетативной нервной системы (A. D. Craig (2005). Mid insula – средняя часть островковой коры, Anterior insula – передняя часть островковой коры)

Асимметрия корково-подкоркового взаимодействия n n По мнению Крэйга (2005) динамическая асимметрия в значительной мере связана с асимметрией вегетативной нервной системы. Основываясь на том, что стимуляция симметричных образований коры, главным образом, инсулярной коры вызывает противоположные изменения вегетативных функций, он предположил, что симпатические и парасимпатические волокна, идущие из вентромедиального ядра таламуса перекрещиваются таким образом, что большая часть симпатических волокон направляется в правую инсулярную кору, а парасимпатических - в левую (Рис. на след. Слайде)

n n Понятно, что из-за связи инсулярной коры с височной и лобной корой стимуляция височной и лобной коры правого или левого полушария приводит к преимущественной активации симпатической или парасимпатических систем (Oppenheimer, 1998; Wittling et al. , 1997 -1998 и др. ). Кроме того, стресс, а также избирательная активация вегетативной нервной системы также может приводить к инверсии звуковой (вербальной) и зрительно-пространственной асимметрии в коре (Tsunoda, 1982; Papousek, Schulter, 2002 et al. ).

Асимметрия корково-подкоркового взаимодействия n Асимметрия вегетативной нервной системы может оказывать существенное влияние на динамическую асимметрию как из-за разной активации симпатических и парасимпатических волокон в условиях покоя и стресса, так и из-за естественной суточной ритмики симпатического и парасимпатического тонуса, на что указывают и данные, приведенные выше.

выводы n n Существенным свойством автономной нервной системы является ее выраженная морфологическая и функциональная асимметрия. Поэтому активация этой системы приводит к асимметричному влиянию на различные образования головного мозга, включая кору. Преобладание активности в левом полушарии, сопровождается большей активацией парасимпатической нервной системы, а правого – симпатической. Результирующая ФМА определяется взаимодействием нескольких асимметрий, как минимум двух: корковой асимметрии и асимметрии автономной нервной системы. Активность автономной нервной системы усиливается при когнитивной деятельности и оказывает на нее определенное влияние.

Особенности межполушарного взаимодействия у детей 3 -4 и 6 -7 лет (Бердичевская Е. М. )

Проблема взаимодействия полушарий мозга n n n В настоящее время исследованию мозга как парного органа посвящено значительное число работ, выполненных представителями разных областей знаний: биологами, нейрофизиологами, физиологами спорта, клиницистами, психологами, философами. Однако основное внимание при этом уделяется изучению межполушарной асимметрии, или специализации функций левого и правого полушарий головного мозга. Существенно меньше разработана проблема взаимодействия полушарий мозга, принципов их совместной работы. Между тем, она является более важной, поскольку позволяет с новых позиций рассматривать центральные адаптационнокомпенсаторные механизмы мозга в процессе роста и развития ребенка.

Исследования динамики ФМА в онтогенезе (Бердичевская Е. М. ) n n n Проблема объективизации уровня развития двигательных функций у детей в раннем онтогенезе, с его взаимосвязями с профилем межполушарной организации мозга и динамикой в их возрастном аспекте весьма актуальна в настоящее время. В то же время функциональные двигательные резервы, зрелость их координационных механизмов определяют становление основных естественных локомоций у ребенка. Двигательные процессы вплетаются во все виды деятельности ребенка. Особенно этот постулат касается двигательных координаций рук. Современные подходы к тестированию моторики рук, к интерпретации результатов предусматривают применение различных физиологических, в том числе инструментальных, методов для получения объективных критериев оценки степени формирования межполушарных взаимосвязей и их развития в возрастном аспекте.

Исследования динамики ФМА в онтогенезе (Бердичевская Е. М. ) n n Однако анализ особенностей двигательных координаций у детей с различными вариантами индивидуального профиля асимметрии (ИПА), а, следовательно, и различной степенью доминирования полушарий, практически отсутствует. В связи с этим целью данной работы явилось исследование специфики внутри- и межполушарного взаимодействия в двигательной сфере у детей в период раннего онтогенеза во взаимосвязи с ИПА, а также динамики формирования полушарных отношений в процессе посещения детских образовательных учреждений и адаптации к школе в зависимости от латерального фенотипа.

Исследования динамики ФМА в онтогенезе (Бердичевская Е. М. ) n Материал и методы. Обследовано 260 практически здоровых детей. Среди них 74 ребенка 3 -4 лет и 186 детей 6 -7 лет. Исследования проводили в два этапа с интервалом в год. Дети 3 -4 лет были обследованы во время их пребывания в младшей группе детского образовательного учреждения и в средней группе год спустя, дети 6 -7 лет – в подготовительной группе (предшкольный период), повторно в общеобразовательных школах по месту жительства, спустя 1 месяц обучения в первом классе (начало школьного периода).

Исследование динамики ФМА в онтогенезе (Бердичевская Е. М. ) n Для исследования особенностей внутри- и межполушарного взаимодействия при движениях рук использовали тест на выявление синкинезий пальцев, сущность которого заключалась в определении содружественных движений, возникающих прикосновении к пальцам рук испытуемого, который давал возможность выявить степень адекватности развития внутри- и межполушарных связей при выполнении локальных движений пальцев рук.

Тест на выявление синкинезий (т. е. содружественных , лишних движений) n При выявлении синкинезий используются методики И. Ю. Левченко. Кисти ребенка помещаются на чистый лист бумаги и обводятся карандашом.

Тест на выявление синкинезий n Затем, поочередно прикасаясь к каждому пальцу ребенка, кроме четвертого (движение которого и у здоровых детей в опыте сопровождается синкинезиями), даем инструкцию: «Подними только этот палец!» На контурном изображении помечаются непроизвольные движения других пальцев: односторонние, перекрестные (на второй руке) и двусторонние на обеих руках).

Тест на выявление синкинезий Критерии оценки: 5 балла – задания выполняются без синкинезий; 4 балла – односторонние синкинезии в части заданий; 3 балла – односторонние синкинезии при выполнении каждого задания; 2 балл – перекрестные синкинезии; 1 баллов – двусторонние синкинезии. n

Исследование динамики ФМА в онтогенезе (Бердичевская Е. М. ) n n Фиксировали двусторонние, в том числе выполняемые отдельно либо одновременно обеими руками (асинхронные перекрёстные), синхронные перекрёстные, односторонние стойкие, односторонние случайные синкинезии пальцев рук, а также их отсутствие. Перекрёстные синкинезии отражали состояние связей между гемисферами, остальные варианты – внутри одной гемисферы. Результат оценивали в баллах (от 1 до 5) – чем оптимальнее проявлялись полушарные связи, чем меньше обнаруживалось синкинезий, тем выше была оценка. Отсутствие синкинезий равнялось 5 баллам.

Исследование динамики ФМА в онтогенезе (Бердичевская Е. М. ) n n Для исследования функциональной сенсомоторной асимметрии определяли индивидуальный профиль асимметрии (латеральный фенотип) по методике Н. Н. Брагиной и Т. А. Доброхотовой (1988), адаптированной нами к специфике восприятия дошкольника и включающей 25 тестов на предпочтение в зрении, слухе, моторике верхних и нижних конечностей. Коэффициент асимметрии признака рассчитывали по формуле тех же авторов. В каждой группе исследуемых в зависимости от ИПА выделяли подгруппы «абсолютных» правшей, «парциальных» левшей и леворуких. Группу «парциальных» левшей составляли дети с ведущей правой рукой или амбивалентные по руке с 1 – 3 левыми сенсорными и моторными (нижние конечности) признаками.

Результаты. Возраст 3 -4 года n Для всех исследуемых групп 3 -х летних детей (конец периода раннего детства) было характерно большое количество разнообразных синкинезий и, следовательно, низкая оценка в баллах (рис. 1).

Результаты. Возраст 3 -4 года n Степень выраженности синкинезий у 3 -х леток не зависела от ИПА. Однако обнаружена взаимосвязь латерального фенотипа со спецификой формирования полушарных отношений в возрастном аспекте во время перехода из периода раннего детства в период первого детства. Количество синкинезий к 4 -м годам (начало периода первого детства) у леворуких детей сокращалось на 35%, у «абсолютных» правшей – на 43% (р<0, 05). Снижение числа синкинезий ярко иллюстрирует феномен активации развития внутри- и межполушарного сотрудничества в управлении движениями. У «парциальных» левшей позитивная динамика отсутствовала (рис. 1).

Рис. 1. Динамика интегральной оценки синкинезий у детей 3 -4 лет в зависимости от ИПА (М±σ). ●– р<0, 05 – между показателями в 3 и 4 года

Результаты. Возраст 3 -4 года n Таким образом, анализ двигательных синкинезий у детей 3 -4 лет свидетельствует о незавершенности онтогенетического формирования процессов центральной организации двигательных функций. У 3 -летних леворуких детей, по сравнению с «абсолютными» правшами и «парциальными» левшами, наблюдается больший дисбаланс межполушарных связей, но в процессе развития ребенка к 4 годам благодаря большому темпу происходит выравнивание ситуации с остальными группами. У «абсолютных» правшей отмечается смещение в сторону более «легких» синкинезий, у «парциальных» левшей изменения отсутствуют.

Результаты. Возраст 3 -4 года n n Синкинезии наблюдались у 96% леворуких детей, у 97% «абсолютных» правшей и у 100% «парциальных» левшей. Во всех группах в различой степени преобладал дисбаланс внутриполушарных связей над дисрегуляцией межполушарных. Так, у леворуких детей двусторонние отдельные, односторонние стойкие и случайные, отражающие состояние внутриполушарных связей, наблюдались в 54 % случаев (в 17, 29 и 8%, соответственно), асинхронные и синхронные перекрёстные синкинезии, показывающие межполушарное взаимодействие, – в 42% (в 8 и 34%, соответственно).

Результаты. Возраст 3 -4 года n n n У «абсолютных» правшей двусторонние отдельные, односторонние стойкие и случайные встречались в 81% случаев (в 29, 46 и 6%, соответственно), асинхронные и синхронные перекрёстные – в 16% (в 6 и 10%, соответственно). У «парциальных» левшей наблюдалась сходная с «абсолютными» правшами картина: двусторонние отдельные, односторонние стойкие и случайные – в 83% случаев (в 17, 33 и 33%, соответственно), синхронные перекрёстные – в 17%, асинхронные перекрестные отсутствовали. Причем, односторонние синкинезии у «абсолютных» правшей и «парциальных» левшей отмечались только на левой неведущей руке, а синхронные перекрёстные выполнялись только с неведущей на ведущую руку.

Результаты. Возраст 6 -7 лет n Исследование двигательных синкинезий в предшкольный период показало (рис. 3), что для леворуких детей характерно значительно большее количество разнообразных синкинезий и, следовательно, меньшая оценка в баллах, по сравнению с «абсолютными» правшами (р<0, 05).

Результаты. Возраст 6 -7 лет n Процесс адаптации к факторам, действующим на ребенка в начале обучения в школе, сопровождался негативными изменениями внутри- и межполушарного взаимодействия при организации двигательных актов, которые находили своё отражение в количестве синкинезий, возросших у леворуких и «парциальных» левшей на 22 и 29%.

Результаты. Возраст 6 -7 лет n У «абсолютных» правшей сохранялся высокий уровень развития внутри- и межполушарных связей (рис. 3).

Рис. 3. Динамика интегральной оценки синкинезий у детей 6 -7 лет в зависимости от ИПА (М±σ) в процессе адаптации к обучению в школе

Результаты. Возраст 6 -7 лет n Адаптация организма ребенка к началу обучения в школе влияла на частоту и характер синкинезий. Отмечена специфика адаптационных изменений в зависимости от латерального фенотипа.

Результаты. Возраст 6 -7 лет n Так, у леворуких детей количество детей с синкинезиями выросло до 93%, изменилось состояние межполушарных связей на 4% за счет увеличения числа асинхронных перекрестных, в состоянии внутриполушарных связей произошло смещение в сторону более «тяжелых» синкинезий: двусторонние отдельные увеличились на 7%, односторонние стойкие на 2% за счет снижения количества односторонних случайных на 10%.

Результаты. Возраст 6 -7 лет n n У «парциальных» левшей к началу обучения в школе число синкинезий поднялось на 20% до 92%. Состояние меж- и внутриполушарных связей изменилось на 7 и 12%, соответственно. У «парциальных» левшей произошло смещение в сторону более «тяжелых» синкинезий аналогично леворуким. У «абсолютных» правшей негативной динамики к 7 годам к началу обучения в школе не наблюдалось.

Результаты. Возраст 6 -7 лет n Большое количество разнообразных патологических синкинезий у леворуких детей 67 лет свидетельствует о меньших координационных резервах пальцев рук, подтверждает задержку развития межполушарных связей, а, следовательно, и формирования сложных интегративных механизмов деятельности мозга. Меньшие резервы произвольной регуляции локальных движений пальцев рук у левшей могут быть одним из существенных факторов затруднений при освоении навыка письма.

Результаты. Возраст 6 -7 лет n Таким образом, у леворуких в процессе адаптации к началу обучения в школе отмечена тенденция к нарушению сложившегося на момент окончания детского образовательного учреждения баланса внутри- и межполушарного взаимодействия. Анализ синкинезий объективно отразил негативную динамику оптимизации межцентральных связей у леворуких и «парциальных» левшей, которая может временно снижать возможность целенаправленной произвольной регуляции пальцев рук. У «абсолютных» правшей в 7 лет выявлен неизменный уровень развития полушарных связей.

Выводы n n n На основании вышеизложенного можно заключить, что во всех исследуемых группах в 3 -4 года и 6 -7 лет уровень внутри- и межполушарного взаимодействия в двигательной сфере, несмотря на активное совершенствование, ещё далёк от своих дефинитивных характеристик. В свою очередь тест на выявление синкинезий может характеризовать степень сохранности центральных связей, а также темпы развития сложных интегративных механизмов внутри- и межполушарного взаимодействия, а следовательно, быть рекомендован к применению в системе медикобиологического и психолого-педагогического контроля. Для реализации дифференцированного подхода в процессе обучения и воспитания здорового ребенка необходимо также проводить тестирование индивидуального профиля асимметрии мозга, как одного из факторов, в значительной мере определяющего функциональные и поведенческие особенности в раннем онтогенезе.

Литература 1. 2. Бердичевская Е. М. Функциональная асимметрия мозга // Физиология человека: Учебник для магистрантов и аспирантов / Под ред. Е. К. Аганянц. – М. – 2005. – С. 307328. Е. М. Бердичевская, Н. В. Зайцева, Т. В. Пономарёва, Л. Н. Огнерубова «Динамика формирования межполушарных отношений на ранних этапах онтогенеза» // Асимметрия. 2011. Т. 5. № 1. С. 4 -14. http: //j -asymmetry. com/2012/01/berdichevskaya_4_2011/

Литература 1. 2. Жаворонкова Л. А. Правши-левши: межполушарная асимметрия электрической активности мозга человека. 2006. 222 с. В. Ф. Фокин, Н. В. Пономарева, М. В. Кротенкова, Р. Н. Коновалов, М. М. Танашян, О. В. Лагода Факторы, определяющие динамические свойства, функциональной межполушарной асимметрии // Асимметрия. 2011. Т. 5. № 1. С. 4 -20. http: //jasymmetry. com/2011/06/fokin_1_2011/#more-91