Созревание мозга как условие психического развития

В свете всего вышесказанного кратко рассмотрим некоторые концепции и гипотезы, которые более других позволяют соотнести поэтапное созревание мозга с развитием психических процессов и функций, имеющих иерархическое многоуровневое строение.

Сенсорно-перцептивное развитие.В общем виде онтогенез физиологических механизмов восприятия рассматривается как формирование иерархического взаимодействия трех структурных уровней (Aslin, Smith, 1988). Первый из них – уровень сенсорных «примитивов» или базисных сенсорных способностей – отчасти является врожденным, хотя его интенсивное формирование продолжается и в младенчестве по ходу созревания ЦНС. Прогрессирующее развитие базисных сенсорных способностей оказывает прямое влияние на формирование второго иерархического уровня – перцептивных репрезентаций, включающих интегративную оценку объектов внешнего мира (восприятие формы, положение объекта в пространстве, константность восприятия и ряд других характеристик).

В формировании зрительной перцепции в 1-й год жизни выделяются два этапа: первый от рождения до двух месяцев связывается с реализацией фиксированных программ поведения, в которых проявляется готовность младенца к восприятию общих перцептивных схем. Такой тип восприятия обеспечивается подкорковыми структурами. Второй период начинается с двухмесячного возраста. Возникающая в этом возрасте способность младенца к детализованному зрительному анализу и активному овладению перцептивным опытом рассматривается как следствие начала функционирования корковых зрительных структур (Сергиенко, 1992).

Функционирование третьего структурного уровня, условно обозначаемого как репрезентации более высокого порядка, связано с приобретением соответствующих знаний и навыков. Его основу составляют усваиваемые в процессе развития когнитивные операции и речевое опосредствование перцептивного опыта.

Формирование механизмов познавательной деятельности сопряжено с развитием системы перцептивных действий, когнитивных операций и речевого опосредствования. Так, к старшему дошкольному возрасту формируются действия, в основе которых лежит соотнесение с эталонами, имеющими не конкретное, а общепринятое значение, что создает предпосылки для построения адекватных образов любых объектов вне зависимости от специфических условий их восприятия (Венгер, 1976). Именно к этому возрасту достигают необходимой зрелости соответствующие ассоциативные зоны в задних отделах коры больших полушарий.

Известно, что наиболее сложные виды перцептивной деятельности осуществляются при непосредственном участии фронтальных зон коры больших полушарий, созревание которых, как было показано выше, продолжается вплоть до периода юности.

Развитие двигательной активности.Преобладающую роль глубоких структур мозга в обеспечении двигательной активности и поведения младенца отмечал еще Л.С.Выготский. Он выделил на первом году жизни ребенка три стадии развития моторики и поведения в соответствии с последовательностью созревания стриопаллидар-ной системы подкорки (первые две стадии) и созреванием коры больших полушарий (третья стадия).

Однако наиболее полно проблема иерархической организации движений человека в контексте активного приспособительного поведения была поставлена и разработана в трудах выдающегося отечественного физиолога Н.А. Бернштейна. Он разработал теорию уровней построения движений. Причем под уровнями он понимал морфологические отделы нервной системы: спинной и продолговатый мозг, подкорковые центры и кору больших полушарий. Каждому уровню соответствует свой тип движений. Всего Н.А. Берн-штейн выделил пять уровней: А, В, С, Д, Е.

1) Уровень А – эволюционно наиболее древний и созревающий раньше других руброспинальный уровень. У человека он не имеет самостоятельного значения, но он определяет мышечный тонус и участвует в обеспечении любых движений совместно с другими уровнями. Есть некоторые формы двигательной активности, которые осуществляются только за счет данного уровня (к их числу относятся непроизвольные примитивные движения, например, дрожание пальцев, стук зубов от холода). Этот уровень начинает функционировать с первых недель жизни новорожденного.

2) Уровень В – таламопалидарный уровень, обеспечивает переработку сигналов от мышечно-суставных рецепторов, которые сообщают о взаимном расположении частей тела. Этот уровень принимает участие в организации движений более сложного типа, которые, однако, не требуют учета особенностей внешнего пространства. Это могут быть произвольные движения лица и тела – мимика и пантомимика, вольная гимнастика и др. Этот уровень начинает функционировать уже во втором полугодии жизни ребенка.

3) Уровень С – определяется как уровень пространственного поля или пирамидно-стриальный уровень. На этот уровень поступает информация о состоянии внешней среды от экстерорецептив-ных анализаторов. Поэтому этот уровень отвечает за построение движений, приспособленных к пространственным свойствам объектов – к их форме, положению, весу и другим особенностям. Среди них все виды локомоции (перемещения), тонкая моторика рук и другие. Это уровень, в обеспечении которого наряду с подкорковыми структурами принимает участие кора. Поэтому его созревание, начинаясь очень рано – на первом году жизни, продолжается на протяжении всего детства и даже юности.

4) Уровень Д – уровень предметных действий. Он функционирует при обязательном участии коры (теменных и премоторных зон) и обеспечивает организацию действий с предметами. Это специфически человеческий уровень организации двигательной активности, поскольку к нему относятся все виды орудийных действий и ма-нипуляторных движений. Характерная особенность движений этого уровня состоит в том, что они не только учитывают пространственные особенности, но и согласуются с логикой использования предмета. Это уже не только движения, но в значительно большей степени действия, потому что используемые здесь моторные программы складываются из гибких взаимозаменяемых звеньев. Поскольку этот уровень обеспечивается согласованной активностью разных зон коры, его функциональные возможности будут определяться динамикой созревания как самих зон, так и возрастными особенностями межзонального взаимодействия.

5) Уровень Е– высший уровень организации движения, обеспечивает интеллектуализированные двигательные акты: работу артикуляционного аппарата в звучащей речи, движения руки при письме, а также движения символической или кодированной речи (язык жестов глухонемых, азбука Морзе). Нейрофизиологические механизмы этого уровня обеспечиваются высшими интегративными возможностями коры больших полушарий, поэтому созревание коры, как и в предыдущем случае, имеет решающее значение для его функционирования.

Итак, есть все основания полагать, что развитие движений, соответствующих каждому уровню, становится возможным в онтогенезе по мере морфофункицонального созревания отделов мозга, обеспечивающих эти движения (Вайзман, 1997). Однако было бы недопустимым упрощением считать, что созревание само по себе обеспечит овладение движениями данного уровня. Созревание лишь создает условия, которые ребенок реализует или не реализует. Последнее зависит от факторов, непосредственного отношения к двигательной сфере не имеющих.

Более того, само по себе созревание каждого уровня, безусловно, зависит от того, насколько последовательно происходит его формирование в поведенческой активности. Важным механизмом реализации двигательной активности является механизм обратной связи. За счет обратной связи формируются все формы произвольной двигательной активности (см. главу 11). Развитие двигательной сферы в онтогенезе осуществляется в результате формирования локомоторных функциональных систем на основе процессов системогенеза и идет в направлении от простейших универсальных движений уровней А и Б к высокодифференцированным манипу-лятивным движениям уровня Е, имеющим социокультурное происхождение.

Развитие эмоциональной сферы. Известно, что у взрослого человека морфофункциональным субстратом, обеспечивающим функционирование эмоций и эмоциональной регуляции поведения являются древние подкорковые образования (лимбическая система) и наряду с этим наиболее поздно формирующиеся в эволюции и онтогенезе фронтальные образования головного мозга. Как отмечает В.В. Лебединский с соавторами (1990), в эволюционном плане систему эмоциональной регуляции можно сравнить с геологическими напластованиями, каждое из которых имеет свою структуру и функцию.

С момента рождения ребенок демонстрирует способность к эмоциональной экспрессии, причем в его поведении преобладают отрицательные эмоциональные проявления. Их сигнальная функция кажется очевидной. Она выступает как один из механизмов адаптивного поведения. Отрицательные эмоции в большей степени связаны с деятельностью правого полушария (см. главу 4.3), а правое полушарие, по крайней мере до 2-х лет в своем созревании опережает левое (Changeux, Dehaene, 1989).

Анализируя развитие эмоциональной сферы человека в онтогенезе, В.В.Лебединский с соавторами выделил четыре уровня аффективного контакта со средой, составляющие единую сложно координированную структуру базальной аффективной организации:

1) Уровень полевой реактивности; наиболее примитивный механизм регуляции взаимодействия с окружающим миром. Он наименее избирателен, реагирует только на интенсивность воздействия и организует наиболее пассивные формы поведения. Аффективная ориентировка на этом уровне направлена на оценку количественных характеристик воздействия внешней среды.

2) Уровень стереотипов; более углубленный уровень контакта с средой, в котором осваивается новый слой аффективного контроля за функциями собственного организма; играет важнейшую роль в регуляции поведения ребенка первых месяцев жизни, его задача – адаптация ребенка к окружению, выработка аффективных стереотипов сенсорного контакта с средой: эмоциональные переживания на этом уровне ярко окрашены удовольствием и неудовольствием; этот уровень аффективной организации в большой мере закладывает основы формирования индивидуальности, поскольку именно здесь ребенок выстраивает свои приоритеты в сенсорных контактах со средой; аффективный образ мира на этом уровне обретает устойчивость, определенность, индивидуальную окраску, оставаясь, однако, только комплексом ассоциативно связанных, чувственных впечатлений.

3) Уровень экспансии; представляет собой дальнейшую ступень развития эмоционального контакта со средой; начинает проявляться во втором полугодии жизни и связан с активным освоением окружающей среды; на этом уровне выделяются не только объекты желания, но и препятствия, которые оцениваются уже не сами по себе, а в общей структуре анализа ситуации; отрицательные впечатления, препятствия становятся поводом для запуска исследовательского поведения; сами препятствия получают здесь не только отрицательную, но и положительную окраску, поскольку способствуют получению ребенком информации о своих возможностях; ориентировка в ситуации преобразуется в ориентировку в собственных возможностях; задача третьего уровня – овладение меняющейся средой. Здесь формируется аффективная потребность в риске, влечение к преодолению опасности.

4) Уровень эмоционального контроля; отвечает за разрешение сложных этологических задач организации жизни индивида в обществе; задача этого уровня – налаживание эмоционального взаимодействия с другими людьми, разработка способов ориентировки в их переживаниях, формирование правил, норм взаимодействия с ними; возможность произвольно изменить восприятие окружающего мира позволяет максимально активизировать и углубить контакты ребенка с миром, позволяя отодвигать удовлетворение потребности сколь угодно далеко. Четвертый уровень стабильно обеспечивает адекватную синтонную реакцию на других людей, что является основой возникновения эмоционального контроля над своим поведением.

С точки зрения авторов этой концепции все уровни аффективной организации являются врожденными, но функционировать они начинают не одновременно. Порядок их включения в раннем онтогенезе определяется необходимостью решения ряда этологических задач, закономерно встающих по мере психофизиологического созревания ребенка (Лебединский с соавт.,1990, с.32), и он не совпадает с изложенной выше последовательностью их усложнения.

Следует указать, что прямого сопоставления выделенных уровней аффективной организации с этапами созревания мозга провести нельзя. Возможно, по той причине, что нейрофизиологические механизмы эмоциональной сферы человека изучены меньше, чем, например, морфофункциональный субстрат движения. Современные представления о мозговом субстрате эмоций не позволяют вычленить иерархию уровней его строения, кроме самого общего деления на ствол мозга, ближайшую подкорку и кору. Тем не менее, с нашей точки зрения, данная концепция открывает возможности для такого анализа в перспективе, поскольку основывается на идее эволюционного адаптивного развития эмоциональной сферы человека в онтогенезе.

Умственное развитие.Проблема биологического созревания и умственного развития относится к числу наиболее актуальных проблем психологии развития. Она может иметь разные ракурсы анализа, но для иллюстрации основных идей этой главы мы выбрали концепцию, предложенную американским психологом С.Морганом (Morgan, 1988).

Он предпринял попытку сопоставить возрастную динамику мор-фофункционального созревания мозга и стадий интеллектуального развития, выделенных в теории Ж. Пиаже. Опираясь на представления А.Р.Лурии, он выделил пять стядий созревания мозга. Первую из них он связывает с формированием блока глубоких структур мозга, ответственных за обеспечение активационных процессов коры больших полушарий. Этот блок морфологически и функционально оформляется в течение первого года жизни; его нормальное функционирование является обязательным условием полноценного интеллектуального развития.

Вторая стадия связана с созреванием первичных проекционных зон (зрительной, слуховой, соматосенсорной и двигательной). Эти зоны морфологически оформляются к моменту рождения и в течение первого года жизни начинают успешно функционировать. Их полноценное функционирование создает условия для реализации сенсомоторной стадии развития. Третья стадия созревания осуществляется в периоде от двух до пяти лет. Она сопряжена с созреванием вторичных зон коры; их функционирование создает условия для полноценного развития отдельных видов восприятия и научения. В интеллектуальном развитии этот период соответствует до-операциональному периоду в классификации Ж.Пиаже. Переход ребенка на стадию конкретных операций Морган связывает с созреванием ассоциативных третичных корковых зон в задних отделах коры (блок приема, хранения и переработки информации). Последняя, пятая стадия созревания связана с достижением зрелости третичными зонами блока программирования поведения – фронтальными зонами. Наиболее интенсивное их созревание происходит в возрасте от шести до восьми лет, продолжается вплоть до двенадцати лет и создает условия для перехода на стадию формальных операций.

Эта модель привлекает возможностью показать, как связаны новообразования в умственном развитии ребенка и четко очерченные этапы созревания мозга. Тем не менее в ее адрес можно высказать целый ряд критических замечаний. Во-первых, сама по себе концепция Пиаже не исчерпывает всех аспектов умственного развития и неоднократно подвергалась и подвергается критическому пересмотру; во-вторых, привлекаемые для сопоставления сроки созревания структур мозга, как было показано выше, в реальности могут оказаться несколько иными; в-третьих, в этой концепции не учитываются возрастные особенности межполушарных отношений.

Проблемы психофизиологического анализа.В заключении следует обсудить еще одну, общую проблему. Логика психофизиологического анализа базируется на молчаливом допущении, что временного (хронологического) совпадения морфофункционального созревания той или иной структуры в развитии мозга и возникновения психического новообразования достаточно для вывода о том, что первое является условием возникновения второго.

Строго говоря, простое календарное совпадение двух рядов явлений (физиологического и психологического) не дает оснований для непосредственного выведения одного из другого. Требуются дополнительные основания для утверждений такого рода. Теоретически, например, можно допустить, что возникающие на данном этапе созревания ЦНС феномены психического развития обязаны своим происхождением не текущим, а более ранним эффектам созревания, а текущий уровень созревания лишь обеспечивает условия для их проявления. В пользу этого предположения свидетельствует исследования, в которых выявлены ранние онтогенетические предикторы умственного развития (см. главу 12.1.4).

Вообще проблема соотношения структуры и функции в развивающемся мозге человека чрезвычайно сложна. Хорошо иллюстрирует эту сложность эпизод из книги известного невролога И.А.Скворцова (1995). Он описывает девочку 9 – 10 лет, у которой при обследовании с помощью компьютерной томографии установили отсутствие задней половины левого полушария. Как известно, там размещены важные центры, зрительные, речевые и др. Однако, как пишет И. А. Скворцов, никаких нарушений (ни зрительных, ни слуховых, ни двигательных) у девочки обнаружено не было. Оказывается также, что подобные случаи не являются редкостью, и накапливается все больше примеров, свидетельствующих о высочайшей пластичности детского мозга.

Наряду с этим, отмечает И.А.Скворцов, внешне правильно сформированный мозг не является гарантией его нормальной работы. Имеется немало случаев, когда полноценный на вид мозг, без видимых дефектов и нарушений, не обеспечивал ребенку условий для полноценного психического развития.

Таким образом, клинические примеры демонстрируют, что соотношение морфофункционального созревания мозга и психического развития очень многогранно, при этом разные виды патологии позволяют выделить лишь отдельные грани этого соотношения. Более того, нарушения нормального хода онтогенеза самим фактом своего существования свидетельствуют о том, что есть присущие всем здоровым детям нормативные закономерности телесного созревания, обеспечивающие условия для полноценного психического развития. Однако изучение этих закономерностей еще находится в начале пути.