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 горизонтальных 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.

Отдалённые 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 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.

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.