12.2. 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.

12.2.1. Эффекты обогащения и обеднения среды

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.

Механизмы, опосредующие эффекты ранних средовых влияний. Итак, ранние воздействия на организм приводят к существенным и достаточно устойчивым изменениям поведенческих и неврологических характеристик у взрослых животных.

Известно, что в основе любой структурно-функциональной перестройки мозга всегда лежит изменение биохимических процессов в нервной ткани. В нейрохимических исследованиях, посвященных изучению эффектов средовых воздействий, установлено, что под влиянием сенсорной стимуляции в раннем онтогенезе происходит повышение показателей специфического медиаторного обмена, т. е. обмена химических веществ, играющих роль посредников в межнейронных контактах. Это значит, что наиболее выраженные биохимические перестройки происходят в синаптических нервных аппаратах, обеспечивающих морфофункциональную связь и взаимодействие нервных клеток.

Отдаленные эффекты ранней сенсорной стимуляции связывают, однако, не только с биохимическими превращениями в синаптических контактах, но и с изменениями во всей клетке. Многочисленные факты говорят о том, что в результате влияния сенсорно обогащенной среды и тренировки в телах нервных клеток происходит повышение содержания сложного органического соединения — рибонуклеиновой кислоты (РНК), последняя участвует в синтезе белков, обеспечивающих нервную передачу и взаимодействие нейронов в нервных сетях. В то же время имеется немало данных, говорящих о том, что биосинтез РНК и белков имеет прямое отношение к образованию следов долговременной памяти (см. главу 7.3).

Таким образом, главными нервными механизмами, опосредующими эффекты ранних средовых воздействий, являются пластические перестройки в ЦНС, происходящие на биохимическом и морфологическом уровнях. При таком подходе понятие пластичности нервной системы приобретает более конкретное содержание. Оно подразумевает любые изменения эффективности и направленности связей между нервными клетками, которые по длительности превышают обычные процессы передачи информации.

Влияние среды на функциональные показатели созревания ЦНС детей. Теоретическое и практическое значение имеет решение вопроса о том, как меняются под влиянием внешних условий функциональные показатели созревания ЦНС ребенка. Проведено немало исследований особенностей биоэлектрической активности мозга (фоновой и реактивной ЭЭГ, вызванных потенциалов) у детей с сенсорным дефицитом при разных видах амблиопии и потере слуха. Несмотря на разнообразие клинического материала и способов оценки функциональных нарушений эти исследования дают основания для общего вывода: чем больше ограничение притока сенсорных стимулов (зрительных, слуховых и др.), тем больше отклонений от нормального хода созревания отмечается в характеристиках биоэлектрической активности.

В связи с широким распространением программ ранней стимуляции психического развития особый интерес представляет изучение влияния интенсификации обучения на психофизиологическое созревание детей. Первые исследования в этом направлении показывают, что 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 по современным представлениям 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.