12.2. Морфо-функциональные предпосылки формирования мозговых систем базовых познавательных процессов во внутриутробном периоде.

В период внутриутробного развития плода у него формируются мозговые системы базовых познавательных процессов. ЦНС плода лишена активного взаимодействия с внешней средой, тем не менее во внутриутробном периоде происходит опережающее развитие тех отделов ЦНС, которые необходимы для реализации витальных потребностей (например, питание) непосредственно после рождения. Плод защищен организмом матери от прямого воздействия на него факторов внешней среды (он имеет постоянную температуру, постоянное поступление питательных веществ, не испытывает действия сил гравитации). Вместе с тем, на развитие ЦНС плода оказывают влияние процессы, происходящие в организме матери. Это проявляется в том, что плод чувствителен к настроению матери. Так, гормоны регулирующие эмоции беременной женщины беспрепятственно поступают через плацентарный барьер в организм плода. Считается, что плод вместе с матерью переживает, например, чувство страха, его ЦНС реагирует на различные стрессовые ситуации, в которых может оказаться беременная женщина. Из всех сенсорных систем организма плода его слуховая сенсорная система примерно с 6-7 месяцев внутриутробной жизни способна воспринимать звуковые раздражения. Поэтому плод может слышать как обращенные к нему слова матери или отца, а также другие звуковые сигналы внешней среды, на которые он реагирует движениями. Так, плод способен реагировать определенным комплексом движений и вегетативными реакциями (например, изменяется частота сердцебиений) на знакомый голос после нескольких повторений. Благоприятными периодами для “общения” с плодом и для его дородового “обучения” является периоды шевелений плода, которые являются показателями активации его ЦНС. Следовательно, плод с его несовершенной нервной системой в течение второй половины беременности способен реагировать опосредовано (через организм матери) или непосредственно (через слуховую сенсорную систему) на факторы внешней мире. Внутриутробное развитие ЦНС плода является мозговой или физиологической основой базовых познавательных процессов, которые на последующих этапах онтогенеза будут обеспечивать через сенсорно-перцептивный процесс, внимание и память, взаимодействие организма с внешней средой и развитие высших психических функций.

Родоразрешение является стрессовым фактором как для организма плода, так и организма матери. Данный стрессовый фактор, а также воздействие на ЦНС новорожденного большого потока сенсорных стимулов из внешней среды после рождения, принципиально изменяет так называемый “интранатальный образ” внешнего мира. Наличие простых представлений у плода о внешнем мире подтверждается тем, что новорожденный сразу после рождения может улыбнуться на голос, который он неоднократно воспринимал в период своего внутриутробного развития. Дети, прошедшие “обучение” во внутриутробном периоде, раньше начинают произносить слова (в 3-4 месячном возрасте), а к году - могут выговаривать трудные слова. Такие дети лучше адаптируются к изменениям внешней среды, более восприимчивы к общению с родителями.

Дифференциация различных областей коры головного мозга проявляется впервые у 7-месячного плода, что проявляется в так называемой затылочно-височной организации электрической активности коры головного мозга. В этот период еще сохраняется прерывистый, пароксизмальный характер ЭЭГ, активность которой по своей природе имеет подкорковый генез. Формирование подкорково-корковых связей качественно изменяется на 8 месяце внутриутробной жизни, так как с этого времени происходят значительные изменения ЭЭГ: возникает непрерывная электрическая активность коры больших полушарий, которая синергична в обоих полушариях; появляются различия ЭЭГ сна и бодрствования, которые отчетливо выражены уже у новорожденных.

Факторы риска формирования мозговых систем базовых познавательных процессов. Во внутриутробном периоде на развитие мозговых систем плода, которые участвуют в базовых познавательных процессах, могут существенным образом повлиять факторы риска здоровья беременной женщины. Важнейшим фактором риска для развития ЦНС плода является возраст матери. Например, оптимальным возрастом матери для деторождения является период от 19 лет и до 35 лет. Возраст мужчины сказывается на физиологических свойствах спермы. Так, ее нормальные свойства, т.е. оптимальные для оплодотворения женских половых клеток, сохраняются в период от 20 и до 40 лет. Дети, рожденные от родителей вне этих возрастных периодов, имеют высокий процент генетических уродств развития мозговых систем.

Социально-биологические факторы риска такие как табакокурение, наркотики, алкоголь, а также низкий уровень образования и культуры в семье, материальные трудности беременной женщины (родителей), большие эмоциональные нагрузки беременной женщины; материальные трудности семьи и неблагополучные семьи следует отнести к тем факторам риска, которые негативно сказываются на развитие морфо-функциональных предпосылок базовых познавательных процессов человека. Факторы риска нарушения мозговой основы познавательных процессов могут сказаться не только на нормальном развитии плода, но и на функции мозговых систем новорожденного ребенка, а в последующем и взрослого человека, если будут действовать на мозг плода в критические периоды его развития, особенно, на 3-5 неделе гестации. Факторы риска могут также негативно повлиять на внутриутробное развитие структурно-функциональной организации различных сенсорных систем, что в последующих периодах онтогенеза может негативно отразиться на сенсорно-перцептивных процессах. Так, критическим периодом развития дистантных рецепторов (например, зрения) является 5-6 неделя развития плода, а структур внутреннего уха ¾ 9-12 неделя.

В раннем онтогенезе особенно такие факторы риска здоровья беременной женщины как алкоголь и наркотики, способны существенно задерживать развитие мозговых систем, которые обеспечивают базовые познавательные процессы как у новорожденного ребенка, так и у детей различного возраста.

12.3. Особенности развития познавательных процессов у новорожденных.

Ребенок после рождения и до возраста 2-х лет находится в фазе сенсомоторного развития, которое направлено, прежде всего, на удовлетворение жизненно необходимых потребностей. Потребность ¾ это гомеостатические и информационно-функциональные изменения в организме, которые активируют механизмы, направленные на их удовлетворение. К моменту рождения в ЦНС ребенка наибольшего развития достигают те отделы и центры головного мозга, которые обеспечивают реализацию простейших витальных потребностей, например, в питании, водно-солевом обмене, терморегуляции. Под воздействием различных факторов (созревание и развитие нервной системы и организма, приобретение индивидуального опыта) в отногенезе человека существенно расширяется круг потребностей, При этом активно развиваются высшие психические (например, творчество) и социальные потребности (быть полезным “для себя” и для “других”). В отличие от детенышей млекопитающих животных, которые вскоре после рождения начинают себя вести так же как и взрослые сородичи (благодаря более зрелой ЦНС, особенно ее локомоторной функции), человеческий детеныш рождается с недостаточно развитой ЦНС для самостоятельного выживания во внешней среде (не способен к хождению, терморегуляции и др.). За период внутриутробного развития у плода формируются лишь простейшие двигательные автоматизмы (сосательный, хватательный). У ребенка в течение первых трех лет жизни развиваются необходимые для относительно самостоятельного поведения такие локомоторные функции, как сидение и ходьба, а также речемыслительная деятельность.

Непосредственно после рождения у новорожденного начинают активно функционировать сенсорные системы. На основе функции сенсорных систем в ЦНС новорожденного развивается наиболее простой вид памяти, а именно так называемый сенсорный отпечаток или непосредственный сенсорный образ. Этот вид памяти базируется на свойстве сенсорной системы сохранять и удлинять на короткий промежуток времени действие стимула за счет проведения и реверберации возбуждения в нейронных цепях. У взрослого человека данный вид памяти имеет продолжительность порядка 500 мс, а у новорожденного в связи с недостаточной миелинизацией нервных волокон и меньшей скоростью проведения возбуждения ¾ более 500 мс. По мере развития и совершенствования сенсорных систем происходит развитие локомоторных функций, которые обеспечивают широкий познавательный контакт организма ребенка с внешней средой. Причем развитие двигательной функции идет постепенно: первоначально формируются ориентированные на какой-либо стимул движения головы, затем рук (хватание предметов) и только после этого включаются механизмы развивающие перемещение тела в пространстве ¾ переворачивание, ползание, сидение, вставание на ноги и ходьба.

Важным показателем нормального развития головного мозга ребенка является миелинизация его нервных волокон, которая обеспечивает высокую скорость проведения нервных импульсов и изолированность проведения возбуждения. В коре головного мозга миелинизация нервных волокон начинается с первого месяца жизни, в ассоциативных зонах коры (лобная, теменно-височная области) ¾ со второго месяца, в передней центральной извилине ¾ с четвертого. Вовлечение в активное состояние различных отделов ЦНС (например, при двигательной активности) ускоряет миелинизацию нервных волокон нейронов. Тем не менее, мозг новорожденного имеет относительно низкую степень миелинизации аксонов, что обуславливает невысокую, по сравнению с мозгом взрослого человека, скорость проведения возбуждения. Другой особенностью мозга новорожденного является относительно слабая развитость отростков нейронов (большая часть аксональных окончаний еще не достигает целевых нейронов), т.е. мозг новорожденного ребенка является олигосинаптическим по сравнению со взрослым. В сочетании с незрелостью медиаторных систем мозга и функциональным несовершенством ЦНС это проявляется недостаточной специализацией и несовершенством корково-подкорковых связей, что ограничивает возможности функциональной активности базовых познавательных процессов человека на ранних этапах его онтогенеза.

После рождения ребенок попадает в новые условия внешней среды: гипотермия относительно температуры тела, освещенность, воздушная среда, дыхание через легкие, новый тип питания. Приспособиться ребенку к новым факторам внешней среды помогают, прежде всего, врожденные рефлекторные механизмы (безусловные рефлексы). По данным сопоставления электрической активности мозга с оптомоторными реакциями у новорожденных уже с момента рождения кора больших полушарий участвует в зрительных безусловно рефлекторных актах. С момента рождения ребенка нейроны 3-4 слоев зрительной коры участвуют в приеме афферентных сигналов, что свидетельствует о ранней дифференцировке зрительной коры мозга новорожденных. Примерно с 7 месяца пренатальной жизни устанавливается характерный для данной области состав нервных клеток и нейронных комплексов. К моменту рождения в основном заканчивается дифференцировка новой коры на цитоархитектонические поля и слои, формируются все борозды и извилины. В процессе постнатального онтогенеза увеличивается толщина зрительной коры, усиливается разреженность нервных клеток, увеличиваются размеры звездчатых нейронов и солитарных пирамид.

Тем не менее, на этом этапе развития мозговых систем у ребенка доминируют пищевые, защитные и ориентировочные рефлексы. Световые стимулы вызывают зрачковый и мигательный рефлексы, поворот головы, прекращение хаотической двигательной активности. Новорожденный способен отслеживать движение источника в поле зрения быстрым поворотом глаз. Первоначальная несогласованность движений глаз и нистагмоидных движений исчезает к концу 2-й недели после рождения ребенка. На 4-5 неделе жизни у ребенка формируется реакция зрительного сосредоточения (фиксация взора на ярком предмете). Начинают совершенствоваться механизмы конвергенции. В течение первого месяца жизни особенно важными для развития базовых познавательных процессов ребенка является слуховое (на 2-3 неделе) и зрительное (3-5 неделе) сосредоточение, которые проявляются в том, ребенок прекращает движения, замолкает, задерживает взгляд на ярком предмете. Совершенствование глазодвигательного механизма в течение первого месяца жизни ребенка свидетельствуют о начальном этапе развития корковых механизмов детекции зрительных образов, а также о развитии взаимодействия между глазодвигательными (командными) нейронами коры и подкорковых уровней с нейронами-детекторами зрительной коры. У взрослого человека психофизиология зрительного восприятия тесно взаимосвязана с различными типами движения глаз: саккадические, фиксация взора, прослеживающие и компенсаторные движения. В самом общем виде содружественная функция глазодвигательных нейронов разных уровней ЦНС (нейроны коры, подкорковых и стволовых структур) и нейронов-детекторов зрительной коры лежит в основе реакции человека на новые ранее не встречавшиеся зрительные стимулы. Подобная реакция непосредственно связана с корковыми механизмами внимания. Следовательно, корковые и подкорковые механизмы внимания, как одного из базовых познавательных процессов, начинают формироваться в первый месяц жизни новорожденного. Внимание ¾ это селективный процесс, характеризующийся направленностью и концентрацией сознания на определенные свойства объектов и явлений. При этом различают непроизвольное и произвольное внимание. У новорожденного ребенка отсутствует осознание внешнего мира, поэтому процесс внимания представлен достаточно простыми реакциями ЦНС, свидетельствующими о начальном этапе формирования непроизвольного внимания. Непроизвольное внимание ¾ это фактически безусловный рефлекс. Важнейшим поведенческим коррелятом непроизвольного внимания является ориентировочный рефлекс. Ориентировочный рефлекс непроизволен и возникает как реакция на непредвиденное изменение внешней среды. Этот рефлекс не обладает свойствами предвосхищения и прогнозирования, что является феноменологической особенностью произвольного внимания.

К концу первого месяца жизни кора головного мозга ребенка способна участвовать в формировании условных рефлексов на вестибулярные и звуковые стимулы. В основе условно-рефлекторной деятельности коры головного мозга лежит механизм формирования временной связи между центрами, воспринимающими действие условного и безусловного стимулов. Поэтому начало условно-рефлекторной деятельности коры головного мозга новорожденного в конце первого месяца жизни свидетельствует о начале формирования в этот период жизни кратковременной и долговременной памяти. Память ¾ это процесс восприятия, кодирования, хранения, декодирования, воспроизведения информации. Для сенсорно-перцептивного уровня восприятия внешней среды различают зрительную, слуховую, моторную или кинестетическую виды памяти. У новорожденного ребенка развитие механизмов памяти связано, прежде всего, с функцией зрительной и слуховой сенсорных систем, а в последующем ¾ с локомоторной функцией. Так, начиная только со 2-го месяца жизни ребенка в механизмы кратковременной и долговременной памяти включаются новые отделы коры головного мозга, так как условные рефлексы начинают вырабатываться при участии зрительной и сомато-висцеральной сенсорных систем. При этом скорость образования временной связи всегда индивидуальна и зависит от типа высшей нервной деятельности ребенка, что с валеологической точки зрения влияет на характер базовых познавательных процессов ребенка. Наиболее эффективно функция кратковременной памяти реализуется при формировании замкнутых нейронных цепей в интегративных (гиппокамп, таламус, кора) и ассоциативных отделах переднего мозга (таламус, кора). Реверберация возбуждения по замкнутым нейронным цепям создает условия для сохранения информации. Кроме того, данный вид памяти формируется у ребенка по мере морфо-функционального развития синаптических процессов между нейронами мозга. Чем более зрелая ЦНС, тем в большей степени повышается эффективность проведения возбуждения через синапсы.

Вторая сигнальная система у новорожденного формируется в более ранние сроки, если его сенсорные системы как в количественном, так и в качественном отношении развиваются более интенсивно. Однако вероятность самостоятельного развития второй сигнальной системы, а следовательно, познания внешней среды ребенком очень невелика, поэтому внешний мир ребенок способен познавать только при помощи и взаимодействии с другими людьми.

В отличие от внутриутробного периода жизни у новрожденных начинают формироваться биоэлектрическая активность коры головного мозга, характерная различным ее отделам и, которая является показателем становления их функциональной активности, а также их включения в базовые познавательные процессы. Так, в первый месяц жизни, по мере развития механизмов зрительного восприятия, в затылочной области коры начинают преобладать колебания с частотой 6 Гц. Кроме того, у новорожденного в ответ на афферентные раздражения ¾ световые, звуковые и тактильные, возникают диффузные изменения в биоэлектрической активности коры головного мозга. Это свидетельствует о том, что на кору головного мозга ребенка начинает оказывать активирующее влияние ретикулярная формация ствола мозга, а также восходящие таламо-кортикальные проекции, что, в целом, показывает определенную степень зрелости подкорковых структур и нервных элементов коры. Активация коры головного мозга со стороны неспецифических систем мозга (ретикулярная формация, неспецифические ядра таламуса) является основным регулятором эффективной работы познавательного процесса внимания. Другим показателем развития корково-подкорковых связей в этот период онтогенеза человека служат неспецифические реакции в ЭЭГ новорожденных типа вертекс-потенциалов и К-комплексов. Происхождение данных электрофизиологических феноменов связано с развитием и функциональной активностью диэнцефальных структур мозга, а также их влиянием на нейронных аппарат коры головного мозга.

Функциональное созревание ЦНС в раннем онтогенезе человека выражается в росте межнейронных связей и ускорении проведения нервных импульсов. Первоначально в коре головного мозга развиваются локальные (например, в сенсомоторной коре), а затем диффузные ответы на сенсорные воздействия (формируются ретикуло-таламические и таламо-кортикальные связи).

Новорожденный полностью зависит в обеспечении всех своих жизненных потребностей от матери ¾ питание, гигиена, забота о здоровье, перемещение в пространстве. Развитие психофизиологии базовых познавательных процессов младенца происходит на фоне подобной зависимости. Этому способствуют формирующиеся в этот период жизни ребенка познавательные процессы внимания и памяти. У новорожденного с его незрелой корой внимание осуществляется в виде простых форм ориентировочного рефлекса. Интегрированные механизмы процесса внимания появляются в возрасте 3-4 месяцев. Именно в этот период на ЭЭГ периодически начинает появляться затылочный альфа-ритм. Непостоянство альфа-ритма в проекционных зонах коры свидетельствует об отсутствии у ребенка осознания в сфере сенсорных модальностей.

Факторы риска развития базовых познавательных процессов у новорожденного. Согласно статистическим данным в последние десять лет увеличилось количество детей, рожденных матерями в подростковом возрасте. Фактором риска развития ребенка, в том числе базовых познавательных процессов, является стрессогенная ситуация, в которой оказалась несовершеннолетняя мать. Стресс порождается экономическими (как правило, недостаток средств на питание, одежду и медицинское обслуживание ребенка) и социальными факторами жизни матери и ребенка (отец, как правило, не участвует в жизни матери-подростка и ребенка). Задержка развития базовых познавательных процессов у ребенка, имеющего юную мать, обусловлена недостаточными знаниями матери о процессе нормального физиологического развития ребенка. Для постоянного развития познавательных процессов ребенка необходимо свободное время, внимание и знания матери, что, как правило, недостает матери, находящейся в подростковом периоде.

Влияние алкоголя, табакокурения и применения наркотиков беременной женщиной. Как было указано выше, во второй половине беременности плод способен к “обучению” в процессе “общения” с родителями. Употребление алкоголя будущей матерью в первый триместр беременности может привести к постоянным проблемам в обучении и поведении родившегося ребенка. Употребление алкоголя вместе с табакокурением ослабляет и изменяет процесс познания у новорожденных. Алкоголь наряду с морфогенным действием на плод (задержка развития головного мозга) в отдаленном будущем вызывает ряд характерных изменений в базовых познавательных процессах: нарушение внимания, ухудшение зрительного восприятия, снижение умственных способностей и нарушение памяти, плохая способность к сосредоточению, трудности с решением проблем. В центральной нервной системе синтезируются вещества, которые оказывают глобальное влияние на активность структур головного мозга. Прежде всего это энкефалины и эндорфины. Участки мозга, ответственные за восприятие и интеграцию чувства боли и эмоции, содержат рецепторы, связывающие препараты группы опия. Молекула этанола легко проникает через гематоэнцефалический барьер. Примерно 85% этанола окисляется в печени, но через 85 сек после поступления этанола в кровь он появляется в спинномозговой жидкости и в ткани мозга. Нейротропным действием обладает продукт окисления этанола ¾ ацетальдегид. Это вещество не проникает через гематоэнцефалический барьер, но алкогольдегидрогеназа и каталаза мозговой ткани продуцируют его из этанола. Алкоголь и ацетальдегид вызывают неспецифическое повреждение нервных клеток, из функциональной регуляции могут выпадать целые ансамбли нейронов, что не проходит бесследно для деятельности организма в целом и особенно для развития эмоционально-мотивационной сферы родившегося человека.

Неблагоприятные последствия злоупотреблением наркотическими веществами беременной женщиной возникают на этапе внутриутробного развития. Результат воздействия веществ на плод зависит от ряда факторов: тип и форма используемых веществ, в какой период беременности принимались вещества. Последствия зависят также от стадии эмбриогенеза. Употребление наркотиков в первый триместр беременности вызывает тяжелые пороки развития, врожденные дефекты и самопроизвольные аборты. Воздействие наркотиков во время второго и третьего триместров вызывает функциональные дефекты, замедление внутриутробного роста, преждевременные роды. Различные наркотики при их применении в период внутриутробного развития плода вызывают примерно идентичные нарушения в базовых познавательных процессах после рождения ребенка: к таким последствиям следует отнести избирательное замедление развития первой и второй сигнальных систем, нарушение процесса внимания, десинхронизация электроэнцефалограммы как показатель нарушения формирования взаимодействия подкоркового и коркового уровней ЦНС.

Использование наркотиков беременной женщиной существенно изменяет нейрорегуляторные механизмы, которые ведут к расстройствам базовых познавательных процессов будущего ребенка.. Пренатальное использование наркотиков изменяет следующие физиологические процессы у ребенка. 1. Внимание, которое отражает возможности перцепции, т.е. восприятия и переработку информации из внешней среды. 2. Уровень возбуждения ЦНС, включающий контроль и модуляцию сна и бодрствования. 3. Аффективные проявления в базовых познавательных процессах, влияющие на развитие социальности человека и его эмоций, как основных регуляторных познавательных процессов при взаимодействии с другими людьми. 4. Двигательную или моторную функции, обусловливающие развитие микро- и макромоторных навыков, обучение и социальную пластичность ребенка.