Пластичность и сензитивность ЦНС в онтогенезе.

В основе взаимодействия влияний среды и развивающихся физиологических особенностей лежит способность ЦНС изменять свои морфофункциональные характеристики под влиянием опыта. Эта способность называется пластичностью. Известно, что функционально незрелые структуры обладают наибольшей плас­тичностью, т. е. способностью к реорганизации. Пластичность нервной системы в раннем онтогенезе 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 ЦНС, а также поведение животных и человека.

Для оценки диапазона пластичности ЦНС используются данные, получаемые в экспериментах на животных с использованием приемов обеднения и обогащения среды. Обогащение среды предполагает воспитание молодых животных в обширных клетках, оборудованных различными устройствами и предметами (мостиками, лесенками, канатами, вращающимися колесами, игрушками и т. д.), 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).

По контрасту с этим обеднение среды идет по пути лишения всякого разнообразия внешней обстановки. Крайний случай представляет взращивание животного в одиночной маленькой пустой клетке в полной изоляции от других животных.

Показано, что морфологические и функциональные характеристики ЦНС 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 и 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 и т. д.). В целом все перечисленное свидетельствует об улучшении динамики мозгового созревания. Установлено, что животные, развивающиеся в усложненной внешней среде, по поведенческим показателям имеют высокую исследовательскую активность, выраженную способность взаимодействовать с внешними предметами и людьми.

Важно, что изменения, происходящие в ЦНС под влиянием внешних воздействий, специфически связаны с характером этих воздействий.

Иллюстрацией этих положений служат опыты известного нейрофизиолога К. Блейкмора. Им было показано, что если котят выращивать в условиях, где единственным сложным зрительным стимулом будет рисунок из вертикальных белых и черных полос, то зрительная кора этих котят приобретет повышенную чувствительность к вертикальным линиям и практически не будет реагировать на горизонтальные. В связи с этим котята испытывают трудности, когда им, например, надо подниматься по лестнице, так как они не видят горизонатльных линий, образуемых ступенями. Следовательно, под влиянием сенсорного опыта в период развития характер связей в зрительной системе котят изменяется таким образом, что количество клеток, реагирующих на наиболее частые стимулы (вертикальные полосы), — возрастает, а доля клеток, чувствительных к редким стимулам (горизонтальным полосам), — убывает.

Итак, определенным образом организуя внешние воздействия, можно получить желаемое и селективное изменение функциональной активности нервных элементов.

В связи с широким распространением программ ранней стимуляции психического развития особый интерес представляет изучение влияния интенсификации обучения на психофизиологическое созревание детей. Развивающее обучение приводит к изменению ряда параметров биоэлектрической активности головного мозга, свидетельствующему о его ускоренном созревании и значительном совершенствовании функций. Причем значимо меняются те параметры, которые прямо связаны с обеспечением познавательной деятельности детей. Предполагается, что в изменениях психофизиологических функций под влиянием развивающего обучения находит свое отражение «зона ближайшего развития», являющаяся предпосылкой дальнейшего обучения.

Способность нервной системы изменяться под влиянием внешних воздействий носит, однако, преходящий характер. Она приурочена главным образом ко времени наиболее интенсивного морфофункционального созревания и определяет феномен возрастной чувствительности к воздействиям среды, с которым связано понятие о сензитивном и критическом периодах развития.

Первоначально понятие «критический период» было введено в эмбриологии для обозначения периодов повышенной чувствительности к действию факторов, выходящих за границы физиологической нормы. В период внутриутробного развития каждый орган претерпевает критические стадии дифференциации в строго определенные моменты развития. Вредоносное воздействие на зародыш приводит к избирательному нарушению в развитии именно того органа, который находится в стадии наиболее интенсивного формирования. Этот факт находит свое отражение в своеобразном видоспецифическом «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 на различных сроках беременности снотворное талидомид.

В основе избирательного повышения чувствительности 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, как бы маркируют процесс развития, отмечая стадии морфогенеза.

Таким образом, критическим в полном смысле слова, видимо, следует называть тот период времени, когда организм должен испытывать воздействие определенного типа и это является условием его дальнейшего нормального развития. Изменения в ходе критического периода носят необратимый характер, в результате чего структура и функция приобретают законченную форму, не чувствительную к модифицирующим воздействиям в более позднем возрасте

Сензитивный период представляет собой период повышенной пластичности, во время которого структура и функция демонстрируют свою способность к модификационной изменчивости в соответствии со спецификой внешних условий. При этом период наибольшей чувствительности рассматривается как период наиболее благоприятный, оптимальный для усвоения этих воздействий. Образно выражаясь, критический период означает «теперь или никогда», сензитивный же — «можно и в иное время, но лучше теперь». Критические и сензитивные периоды онтогенеза можно соотнести с созреванием структур и процессов двух типов.

Критические и сензитивные периоды в развитии ЦНС. Каждая мозговая структура имеет свои временные характеристики созревания: начало, скорость, конец процесса и соответствующий этому период максимальной чувствительности. Иначе говоря, онтогенез ЦНС включает последовательное повышение чувствительности отдельных ее звеньев соответственно времени наиболее интенсивного развития каждого из них.

В созревании ЦНС условно можно выделить два аспекта. Первый — рост и самодифференцировка нейронов и их связей, мало зависящие от внешних обстоятельств и идущие по генетической программе. Второй — сходные изменения нейронов, но вызванные функциональной активностью под влиянием внешних воздействий. В связи с этим факторы, оказывающие влияние на созревание ЦНС, условно можно разделить на две группы. Первая — совокупность агентов, обеспечивающих полноценную биохимическую среду развития, необходимую для нормального роста и дифференцировки нейронов. К ним относятся: полноценные метаболические процессы и адекватная гормональная активность. Здесь имеются свои критические периоды развития. Например, период половой специализации структур мозга. Вторая группа включает факторы функциональной специализации отдельных элементов и звеньев ЦНС. Наиболее эффективное действие этих факторов приурочено к сензитивным периодам. Лучшим примером здесь служат организующие действия обогащенной среды.

В психологии и педагогике проблема критических, сензитивных периодов психического развития и оптимальных периодов обучения имеет свою историю изучения. Несмотря на некоторые различия в теоретической интерпретации этих явлений, общепризнано, что существуют периоды, когда психическое развитие происходит наиболее быстро и особенно эффективно. Общепризанным также является дидактический принцип своевременности обучения, который непосредственно связывает оптимальные условия обучения с назревающими возможностями детского развития.