Структурно-функциональная организация мозга и формирование двигательной активности и познавательной деятельности

Двигательная деятельность. Развитие движений у детей 3—7 лет связано с созреванием мозга и всех его структур, участвующих в регуляции движений, совершенствованием связей между двига­тельной зоной и другими зонами коры, изменением структуры и функциональных возможностей скелетных мышц. В период от 3 до 6—7 лет совершенствуется и становится более устойчивой струк­тура локомоций и перемещений рук при игровых и бытовых ситу­ациях. Однако вплоть до 7 лет биодинамику движений верхних и нижних конечностей у детей отличает наличие лишних колебаний и неравномерность изменений скорости и ускорения. Даже такой наиболее рано формирующийся вид локомоций, как ходьба, по своим биомеханическим показателям и биоэлектрической активности мышц еще несовершенен. В этом возрасте еще отсутствует зависимость между темпом ходьбы и длиной шага, длина шагов непостоянна, начинается развитие содружественных движений рук и ног. Эти особенности процесса совершенствования двигательных функций не мешают детям овладевать многими слож­ными двигательными координациями — плаванием, ездой на ве­лосипеде, катанием на коньках, лыжах, лазанием.

С 4 лет дети сравнительно легко, без ошибок выполняют попе­ременные движения ногами. В то же время им с трудом удаются прыжки, предполагающие синхронную работу обеих ног.

Период 4—7 лет является этапом активного освоения и совершенствования новых инструментальных движений, в том числе и действий карандашом и ручкой.

В 3,5—4 года ребенок уже умеет держать карандаш и довольно свободно манипулировать им. К этому возрасту совершенствуются координация движений и зрительно-пространственное восприя­тие, и это позволяет детям хорошо копировать. Они умеют пере­давать пропорции фигур, ограничивать протяженность линий и рисовать их относительно параллельными. Рисунки детей этого возраста разнообразны по сюжетам; дети не только рисуют, но пытаются писать буквы, подписывая свои рисунки.

В 5 лет хорошо выполняются горизонтальные и вертикальные штрихи. Ребенок уже способен ограничивать длину штриха, ли­нии становятся более ровными, четкими и этому помогает изме­нение способа держания ручки. Рисунки пятилетних детей пока­зывают их способность выполнять вертикальные, горизонтальные и циклические движения. Они все чаще пытаются писать буквы. В 6 лет дети хорошо копируют простейшие геометрические фигуры, соблюдая их размер, пропорции. Штрихи становятся бо­лее четкими и ровными, овалы завершенными. Фактически в этом возрасте детям доступны любые графические движения, любые штрихи и линии. Регулярные занятия детей рисованием совер­шенствуют движения, тренируют зрительную память и простран­ственное восприятие, создают основу для успешного обучения письму. «Опыты» письма 6-летних детей, с которыми специально не занимаются, показывают, что дети пишут многие буквы зер­кально, не соблюдая размерность и соотношение штрихов, а по­пытки писать письменными буквами часто закрепляют неправиль­ную конфигурацию, неверную траекторию движений.

Важно отметить, что начиная с 4 лет выявляется возможность целенаправленного формирования движений в процессе обучения ребенка, роль слова в процессе двигательного обучения повыша­ется. Для того чтобы ребенок правильно усвоил способ движения недостаточно подражания или показа, необходима специальная организация деятельности ребенка под руководством взрослого. При этом сочетание словесной инструкции и наглядного показа дает наиболее эффективный результат. От 4 к 7 годам снижается число упражнений, необходимых для формирования нового дви­гательного действия.

В 6—7 лет начинается освоение одного из самых сложных дви­гательных навыков — письма. Трудность формирования этого на­выка связана не только со сложностью самого двигательного дей­ствия, но и с несформированностью мелких мышц кисти и пальцев, незавершенностью окостенения костей запястья и фа­ланг пальцев, несовершенством нервно-мышечной регуляции. По­этому огромное значение имеют условия, при которых происходит формирование навыка. Чтобы оно происходило наиболее эффективно, необходимы следующие условия: осознанный анализ траекторий каждого движения, выделение основных ориентиров движения, включение в общий контекст деятельности с высокой мотивацией.

Таким образом, в возрасте от 3 до 7 лет наиболее эффективным является формирование новых двигательных действий при ' высокой мотивации в условиях игровой деятельности.

Существенным этапом в развитии целенаправленного поведе­ния и познавательной деятельности является дошкольный воз­раст. Происходящие в этот период изменения структурно-функциональной организации мозга определяют готовность ребенка к 1иколе, обусловливают возможность и успешность учебной деятельности.

Структурно-функциональная организация мозга. В период от 3 до 5—6 лет наблюдается специализация нейронов, их типизация в проекционных и ассоциативных областях коры. Самым существен­ным моментом структурного созревания коры больших полуша­рий к 5—6 годам является усложнение системы связей по гори­зонтали как между нейронами близко расположенных ансамблей, так и между разными областями коры. Это происходит за счет роста в длину и разветвления базальных дендритов и развития боковых терминалей апикальных дендритов. Одновременно зна­чительные изменения претерпевают и межполушарные связи: к 6—7 годам формируется мозолистое тело, соединяющее оба полу­шария. Таким образом, морфологические преобразования созда­ют реальные предпосылки для формирования интегративных про­цессов в деятельности ЦНС. Это подтвердилось результатами анализа ЭЭГ дошкольников.

В 3—5 лет еще отмечается определенная нестабильность альфа-ритма и полиморфный характер ЭЭГ. К 6 годам альфа-ритм со средней частотой 9 Гц становится доминирующей формой актив­ности. Наиболее существенно к этому возрасту изменяется показа­тель, отражающий синхронность альфа-ритма в различных облас­тях коры (функция когерентности). К 6 годам значение когерент­ности между отдельными областями коры (затылочная и лобная) и между двумя полушариями резко возрастает. Это свидетельствует о значительных перестройках функциональной организации мозга. Формирующиеся с возрастом нейронные сети создают все предпо­сылки для реализации интегративной деятельности мозга как ос­новы целенаправленного поведения и познавательных процессов.

Однако в 3—4 года еще отсутствуют дифференциация и специализация заднеассоциативных струк­тур в зрительных операциях, присущие более старшему возрасту. Генерализованный характер вовлечения корковых зон в зритель­ное восприятие и их однотипная реактивность — дублирование отдельных звеньев системы — являются основными признаками биологической надежности развивающегося организма, обеспе­чивающими адаптивный характер реагирования на ранних эта­пах онтогенеза. Вовлечение заднеассоциативных структур в зри­тельное восприятие хорошо коррелирует с возможностью выра­ботки внутренних эталонов, используемых для опознания часто встречающихся стимулов.

К 6—7 годам происходят существенные изменения в систем­ной организации зрительного восприятия, отражающие прогрес­сивное созревание нейронного аппарата коры больших полуша­рий и возрастающую специализацию корковых зон. Организация системы зрительного восприятия к концу дошкольного возраста за счет специализированного участия проекционных и ассоциативных корковых зон и их взаимодействия обеспечивает высокую разрешающую способность перцептивной функции. Создается воз-Ложность восприятия новых сложных объектов и выработки соот­ветствующих эталонов, что способствует значительному обогащению индивидуального опыта.

При изучении времени реакции и скорости опознания разных до сложности объектов отчетливо проявляются различия меха­низмов опознания в 3—4 года и в 5—6 лет. В 3—4 года нейрофизио­логические механизмы определяют возможность опознания толь­ко простых признаков за счет выработанных эталонов. Об этом свидетельствуют незначительные изменения времени опознания при многократных повторениях объекта в идентичных условиях решения сенсорной задачи. В 6 лет опознание основано на выделе­нии сложного признака, оно требует большего времени и зависит от количества различаемых на его основе изображений. В ходе тре­нировки это время сокращается и перестает зависеть от количе­ства стимулов в наборе. Механизмы такого опознания связыва­ются с вырабатываемыми в опыте внутренними эталонами. Это свидетельствует о значительно возрастающих в течение дошколь­ного возраста возможностях ознакомления ребенка с внешним миром, о переходе механизмов, лежащих в основе информацион­ных процессов, на качественно иной уровень.

Формирование внимания. С формированием сенсорной функ­ции тесно связано развитие внимания. Созревание сенсорных си­стем и совершенствование воспринимающей функции мозга оп­ределяют возможность привлечения внимания к более сложным признакам объекта, а это в свою очередь способствует более глу­бокому и полному описанию и опознанию.

В начале дошкольного периода сохраняется значимость новиз­ны как основного возбудителя внимания.

Приблизительно в возрасте 4 лет отмечается всплекс интереса ребенка к новому, активный поиск новизны, проявляющийся в бесконечных «почему». Специфика этого периода состоит в том, что к имевшемуся в раннем возрасте предпочтению новизны до­бавляется и стремление к разнообразию, что можно предположи­тельно связать с активным вовлечением в мозговую систему клю­чевой структуры лимбического мозга — гиппокампа. Важное значение в изменении характеристик внимания имеют и возраст­ные преобразования системы восприятия от 3—4 к 6 годам, при­водящие к быстрому нарастанию объема внимания.

Поведенческая реакция на «очень интересное новое» проявля­ется в застывании с приоткрытым ртом и фиксации глазами пред­мета (ввод информации). В ЭЭГ в этом возрасте, как и в младен­ческом, наблюдается увеличение амплитуды и представленности медленных волн, в основном тета-диапазона (частота 4—7 Гц). Одновременно регистрируются и вегетативные компоненты ори­ентированной реакции.

ЭЭГ-коррелят привлечения внимания отражает характерные особенности активационных процессов ребенка-дошкольника. У детей тета-ритм возникает во время эмоционального реагиро­вания, рисования, эмоционального общения. При этом отмечает­ся, что тета-активность сопровождает положительное состояние ребенка.

Отсюда следует, что усиление тета-ритма в ответ на новые стимулы, регистрирующиеся с соответствующим вегетативным и поведенческим сопровождением у детей 3—4 лет, может быть расценено как онтогенетический вариант ЭЭГ-реакции актива­ции. Он отражает включение в процесс внимания эмоциональ­ной активации. Функциональная роль эмоциональной активации, «обслуживающей» стремление к впечатлениям (вариант позна­вательной мотивации для этого возраста), состоит в поддержа­нии интереса и внимания к стимулу для облегчения его воспри­ятия и анализа.

Функциональная роль эмоциональной активации в приеме и Анализе внешнего стимула особенно велика в возрасте 3—5 лет, Когда система восприятия еще незрелая, а участие заднеассоциативных структур в зрительном восприятии неспециализированно. Это затрудняет анализ сложных изображений, не имеющих ана­логов в индивидуальном опыте ребенка. При появлении незнако­мых абстрактных стимулов дети ограничиваются их общим осмот­ром и беглым впечатлением. Незрелость механизмов переработки и оценки информации компенсируется эмоциональной актива­цией, которая, пролонгируя «общение» ребенка с объектом, спо­собствует реализации тех перцептивных возможностей, которые имеются к данному возрасту.

Изменения в организации системы восприятия с 6 лет (спе­циализированное вовлечение в анализ и обработку зрительной информации заднеассоциативных отделов) создают условия для углубленного восприятия предметов, оперирования большим на­бором признаков. Эти изменения по времени совпадают с каче­ственным изменением электрофизиологического коррелята вни­мания. Усиление тета-ритма в ответ на новые стимулы начинает перемежаться с блокадой (десинхронизацией) альфа-ритма в каудальных отделах коры, т.е. с более зрелым типом реакции акти­вации. Вовлечение альфа-ритма в процесс внимания по зрелому типу указывает на адекватное включение корковых механизмов в обеспечение внимания, на начало процесса его кортикализации при сохранении вклада эмоциональной активации и высо­кой эффективности эмоционально привлекательных стимулов.

Формирование зрелого типа реакции активации расширяет сфе­ру действия внимания, обеспечивает его направленность не толь­ко на стимулы, обладающие непосредственной привлекательно­стью, но и на более абстрактные, отвлеченные характеристики среды, ее информационный компонент. Одним из следствий это­го процесса является описанная выше возможность выработки эталонов на совершенно новые для ребенка абстрактные стимулы к 6—7-летнему возрасту.

Произвольная регуляция деятельности. В старшем дошкольном возрасте появляется и развивается возможность произвольной ре­гуляции деятельности по внешней инструкции. Появляются раз­личия в способности к произвольному регулированию у детей 3—4 и 6—7 лет.

Анализ динамики региональных ВП при обусловленной инст­рукцией необходимости быстрого реагирования на значимый сти­мул показал, что 3—4-летние дети, даже повторяя инструкцию, не могли соответствующим образом организовать свою деятель­ность. Значимые изменения параметров ВП при переходе от спо­койного наблюдения к мобилизационной готовности не были об­наружены. Начиная с 4—5-летнего возраста отмечается облегче­ние позитивного компонента ВП, одинаково выраженное во всех отведениях. К концу дошкольного возраста это облегчение обна­руживает некоторую региональную специфичность, проявляющую­ся в увеличении амплитуды компонентов ВП в лобных и цент­ральных областях, что свидетельствует об активном участии этих областей в зрительном восприятии в ситуации внимания. Учиты­вая роль этих областей в регуляции процессов активации, можно полагать, что их участие в формировании мобилизационной го­товности создает избирательность в организации деятельности. Од­нако существует своеобразный разрыв между появившейся воз­можностью формирования избирательности в организации дея­тельности и ее реальным и постоянным осуществлением, что требует значительных усилий и может происходить только с по­мощью взрослого — путем создания игровой ситуации или сооб­щения ребенку готовых правил. Создание такой ситуации приво­дило к появлению селективности в организации восприятия и вни­мания у детей в возрасте от 3 лет 10 мес до 5 лет 8 мес. Без соответствующих воздействий селективные стратегии развивались в период от 7 до 9 лет. Эти результаты указывают на возможность коррекции дефицита произвольной регуляции в определенных пре­делах на основе четких знаний возрастной специфики мозговой организации деятельности.

Таким образом, на протяжении дошкольного периода проис­ходят значительные преобразования мозговых механизмов орга­низации познавательной деятельности и целенаправленного по­ведения ребенка, которые во многом определяют его готовность к систематическому обучению в школе.