3.2. Эффекты обогащения и обеднения среды

Использование обогащенной и обедненной среды как методического приема впервые было предложено Д. Хеббом. На основании результатов своих исследований, он сформулировал положение о том, что при восприятии животным в раннем периоде повышенной сенсорной стимуляции приобретается опыт, который находит отражение в более позднем развитии поведения. Предложенный им метод выращивания животных в усложненной и примитивной среде применялся для выявления значения раннего опыта не только в формировании поведенческих реакций, но также и в развитии различных нейрофизиологических функций, структуры и метаболизма мозга.

Понятие «обогащенная среда» вошло в экспериментальную психофизиологию в результате серий экспериментов на животных, проведенных психологом М.Розенцвейгом, биохимиком Э.Беннетом и анатомом Даймондом в Беркли (Калифорния). Часть крыс, получавшая обильный корм, содержалась в отдельных клетках в условиях изоляции и минимального воздействия внешних раздражителей. Вторая группа крыс жила в большой общей клетке, получала разнообразные воздействия, обучалась в различных заданиях. Через несколько недель после начала эксперимента у крыс из «обогащенной» (второй группы) по сравнению с крысами «обедненной» (первой) группы кора мозга была толще, а нейроны имели намного больше синапсов, свидетельствующих об образовании значительного количества контактов между ними.

Обогащению, усложнению среды способствует воспитание молодых животных в обширных клетках, вольерах, оборудованных мостиками, лесенками, игрушками и различными другими устройствами и предметами, количество и качество которых постоянно меняется. Кроме того, для обогащения среды используются также зрительные, слуховые, вестибулярные стимулы. Частая смена обстановки требует от животного повышенной двигательной исследовательской деятельности и активности, выраженной способности взаимодействовать с внешними предметами и людьми.

Многочисленные исследования подтвердили, что при обогащении среды отмечается усиленное развитие морфологических элементов: увеличивается длина полушарий, утолщается поперечник коры, укрупняются тела нейронов, увеличивается ветвление отростков нейронов, т.е. улучшается динамика мозгового созревания.

По контрасту с этим обеднение среды идет по пути лишения всякого разнообразия внешней обстановки. Взращивание животного в одиночной маленькой пустой клетке в полной изоляции от других животных крайне изменяет морфологические и функциональные характеристики ЦНС. Так, если детеныш животного растет в условиях лишения зрительного опыта, наблюдается морфологическая деструкция зрительных центров головного мозга и искажения в ходе созревания зрительных функций.

Важно, что изменения, происходящие в ЦНС под влиянием внешних воздействий, специфически связаны с характером этих воздействий. Например, если одних котят выращивать в условиях, где единственным сложным зрительным стимулом является рисунок из вертикально ориентированных черно-белых полос, а других - в условиях, где их будут окружать горизонтально ориентированные черно-белые полосы, то зрительная кора котят первой группы приобретет повышенную чувствительность к вертикальным линиям, и практически не будет реагировать на горизонтальные, а зрительная кора вторых, напротив, начинает воспринимать только горизонтальные линии и не будет реагировать на вертикальные полосы. Под влиянием раннего сенсорного опыта происходит специализация нейронов детекторов коры больших полушарий, их «настройка» на восприятие стимула, наиболее часто встречающегося в среде. Подобная настройка представляет механизм адаптации, что непосредственно обнаруживается в поведении животных. Котята первой группы испытывают трудности, поднимаясь по лестнице, так как они не видят горизонтальных линий, образуемых ступенями. Котята второй группы натыкаются на вертикально ориентированные ножки мебели.

Следовательно, под влиянием сенсорного опыта в период развития характер связей в зрительной системе котят изменяется таким образом, что в первой группе количество клеток, реагирующих на наиболее частые стимулы (вертикальные полосы) - возрастает, а доля клеток, чувствительных к редким стимулам (горизонтальным полосам) убывает, во второй группе происходят противоположные процессы.

Необходимость пребывания в обогащенной среде для формирования зрелого мозга у новорожденного обнаружено в различии освоения многих навыков детьми, воспитанными матерью, постоянно общающейся с ними, и детьми из домов ребенка. Живущие в домах ребенка дети меньше стимулируются со стороны внешнего мира, находясь в условиях обедненной среды. Их развитие значительно отстают от нормы: некоторые из них неспособны сидеть до полутора лет, около 15% начинают ходить только к трем годам.

Функциональная пластичность у детей осуществляется за счет медленной миелинизации мозолистого тела, а также за счет избыточности синаптических связей. Пластические возможности мозга можно проиллюстрировать следующими данными. В 1970 году в Калифорнии нашли девочку Джинни, которую родители, не занимающиеся ею, продержали 13 лет привязанной к стулу. Девочка не могла говорить, жевать, ходить. Вся ее деятельность обеспечивалась деятельностью только правого полушария. Имеются сведения, что у детей, родившихся без отклонений, но проживающих в неблагоприятных семьях, в подростковом возрасте отмечалось в 10 раз больше мозговых повреждений, чем у детей с родовыми травмами, проживающими в благоприятных условиях.

Из сказанного следует, что, определенным образом организуя внешние воздействия, можно получить желаемое и селективное изменение функциональной активности нервных элементов.