Развитие высшей нервной деятельности (ВНД). Особенности высшей нервной деятельности у детей

1. Понятие о высшей нервной деятельности ……..………………………..3

2. Возрастные особенности высшей нервной деятельности……………….5

3. Формирование типологических особенностей высшей нервной деятельности у детей ……………………………………………………..17

4. Сон в онтогенезе ………………………………………………………….19

Литература …………………………………………………………………......20

1. Понятие о высшей нервной деятельности

Предпосылкой для создания учения о высшей нервной деятельности (ВНД) были работы по декортикации (полной или частичной) подопытных животных и наблюдению за изменением их поведения (Буйо, 1830; Флуренс, 1842; Гольц Л., 1881).

Л.Гольц в 1881 г. экстирпировал у собаки полушария головного мозга и наблюдал за поведением животного 18 мес. После этой операции животное потеряло все навыки, приобретенные в течение жизни, в результате чего не могло приспосабливаться к изменениям окружающей среды. Жизнь собаки поддерживалась специальным уходом: ее необходимо было поить и кормить, как новорожденного младенца.

И.М.Сеченов (1829-1905) в своей знаменитой книге «Рефлексы головного мозга», вышедшей в 1863 г. (первоначальное название -«Попытка ввести физиологические основы в психологические процессы»), на основании собственных экспериментов на животных и наблюдений за развитием детей обосновал следующее весьма важное положение: «Все акты сознательной и бессознательной жизни по способу происхождения суть рефлексы». В основе психической деятельности лежит принцип рефлекса.

Основоположником учения о высшей нервной деятельности является великий русский физиолог И.П.Павлов (1849-1936). Он открыл условные рефлексы и с их помощью выполнил исследования психической деятельности, разработал основы учения о ВНД.

Переход И.П.Павлова на физиологические позиции в истолковании психического возбуждения слюнных желез (на процесс приготовления раствора кислоты для вливания в рот) считают датой рождения метода условных рефлексов (1901). Поскольку И.П.Павлов исходил из идеи нервизма, он пришел к заключению, что данное явление имеет рефлекторную природу, представляя особый вид рефлекса, названного им условным, поскольку для его возникновения необходимы определенные условия. Условный рефлекс - средство и метод объективного изучения психической деятельности мозга. За каплями условнорефлекторного слюноотделения, наблюдаемого при образовании условных рефлексов, он разглядел и создал учение о психических функциях головного мозга.

Согласно учению И.П.Павлова, различают высшую и низшую нервную деятельность.

Низшая нервная деятельность – это совокупность нейрофизи-ологических процессов, обеспечивающих осуществление безусловных рефлексов и инстинктов. Инстинкт - это врожденная форма поведения, строго постоянная и специфическая для каждого вида форма приспособительного поведения, побуждаемого основными биологическими потребностями организма и специфическими раздражителями внешней среды.

Термин «высшая нервная деятельность» И.П.Павлов предложил использовать вместо термина «психическая деятельность», что способствовало изучению психической деятельности с помощью объек-тивного метода – условных рефлексов, открытых им. К настоящему времени накопилось достаточно научных фактов, свидетельствующих о том, что понятия «психическая деятельность» и «высшая нервная деятельность» неравнозначны. Высшую нервную деятельность нередко определяют как поведение организма, что не соответствует реальной действительности. Имеются противоречия также в определении таких понятий, как сознание, психика, мышление, причем встречаются различные определения одного и того же понятия или практически одинаковые определения разных понятий.

Высшая нервная деятельность человека – это совокупность нейрофизиологических процессов, обеспечивающих сознание, подсознательную переработку информации и приспособительное поведение организма в окружающей среде.

Психическая деятельность – это любая осознаваемая деятельность мозга. Она может сопровождаться или не сопровождаться физической работой. Как видно из этих определений, понятие «высшая нервная деятельность» шире понятия «психическая деятельность»: последняя является составной частью первой. Психическая деятельность протекает осознанно, независимо от того, сопровождается она физической работой или нет. Высшая нервная деятельность может протекать осознанно и подсознательно. В частности, И.П.Павлов считал, что сон – это разлитое торможение в коре большого мозга.

В настоящее время хорошо изучено, что сон – это особая активность мозга, т.е. одна из форм высшей нервной деятельности. Примерами неосознаваемой высшей нервной деятельности являются также переработка поступившей ранее информации, когда человек уже переключился на другую деятельность (процесс запоминания); переработка сигналов от подпороговых внешних раздражителей, что было доказано, например, с помощью выработки условного рефлекса на весьма слабый звук, который испытуемый субъективно не воспринимал.

Психика – свойство мозга осуществлять психическую деятельность, главный критерий которой – осознаваемая активность мозга. Сознание - идеальное, субъективное отражение с помощью мозга реальной действительности. Сознание отражает реальную действительность в различных формах психической деятельности человека, которыми являются: ощущение, восприятие, представление, мышление, внимание, чувство (эмоции) и воля.

2. Возрастные особенности высшей нервной деятельности

Как мы уже указали выше, высшая нервная деятельность (ВНД) – это интегрированная деятельность высших отделов нервной системы, обеспечивающая сознание и индивидуальное поведение, что у человека является высшей ступенью адаптации в окружающем мире. Как известно, ключевым механизмом высшей нервной деятельности является условный рефлекс.

Условный рефлекс – это приобретенная в онтогенезе реакция организма на раздражитель, ранее индифферентный для этой реакции. Каждому периоду развития организма присущи особенности ВНД, характеризующиеся, в частности, определенным набором и свойствами условных рефлексов, возникновением внутреннего (условного) торможения, эмоциями и т.д.

Антенатальный период. Возможность выработки условных рефлексов у плода не доказана. Даже у недоношенных детей условные рефлексы не вырабатываются примерно в течение срока недоношенности. Например, у детей, родившихся недоношенными на 2 – 2,5 мес, условный рефлекс отмечен в возрасте 1,5-2 мес (по-стнатальный период).

Структура коры больших полушарий достигает высокой диф-ференцировки уже к концу антенатального периода развития, что связано с ее интенсивным функционированием. За 2–3 мес до рождения плод реагирует отчетливыми движениями на внезапное звуковое раздражение. При повторении этих звуков двигательная реакция постепенно снижается, а затем прекращается. Если же после применить другие раздражители, в том числе другие звуки, то можно вновь наблюдать двигательную реакцию плода. Таким образом, во второй половине антенатального онтогенеза функции коры следует оценивать уже как ориентировочно-исследовательские, аналитические.

Неонатальный период (до 1 мес). Условные рефлексы. К концу 1-й недели жизни у ребенка возникает условный рефлекс на время кормления. При строгом режиме за 30 мин до кормления обнаруживаются лейкоцитоз и усиление газообмена, а затем ребенок просыпается. К концу 2-й недели жизни появляется условный сосательный рефлекс на «положение для кормления» (рефлекс Бехтерова – Щелованова). Условным раздражителем является типичное для кормления положение тела ребенка, а также тактильные, проприорецептивные и вестибулярные раздражения, возникающие при предшествующем кормлению перепеленании, которые подкрепляются кормлением. Условный рефлекс выражается в искательных движениях головы, сосательных движениях и приоткры-вании рта. Затем образуются условные рефлексы на обонятельные и вкусовые раздражители, позднее – условные рефлексы на кож-но-тактильные и зрительные раздражители.

Условные рефлексы у новорожденных неустойчивы, вырабатываются значительно труднее, чем у детей старшего возраста. Внешнее безусловное торможение условных рефлексов проявляется раньше внутреннего (условного).

Эмоции новорожденного отрицательны по характеру, однообразны (крик) и всегда рациональны, так как служат надежным сигналом любого неблагополучия (мокрые пеленки, голод, болевые ощущения), и прекращаются с устранением причины, вызвавшей их. Однако уже в первые дни жизни при приближении взрослого человека у ребенка повышается двигательная активность и усиливаются сосательные движения (реакция общего оживления, предвосхищающая кормление). На 2–3-й неделе жизни в процессе кормления ребенок рассматривает лицо матери, ее руки.

Грудной возраст (от 1 до 12 мес). На 2-м месяце жизни возникает специфически человеческая, социальная по своей природе потребность в общении с взрослым человеком. В связи с созреванием ЦНС и анализаторов, а также воздействием внешней среды ВНД бурно развивается: быстрее вырабатываются и становятся более прочными условные рефлексы, вырабатывается их внутреннее торможение, появляются эмоции на окружающую обстановку и окружающих лиц, после 6 мес развивается речь.

Наблюдение за развитием детей свидетельствует о том, что в нервно-психическом развитии ребенка важную роль играет импринтинг, влияющий на будущее поведение, предопределяя его на долгие годы. По-видимому, имеются критические периоды, от которых зависит дальнейшее развитие ребенка, но они сдвинуты на более поздние сроки, чем у животных. В частности, высказывается мнение, что возраст от 6 нед до 6 мес является критическим для оформления отношений ребенка с матерью. Более же поздний возраст (до 3 лет) называют критическим в отношении тех особенностей психики, которые влекут за собой отделение от матери. Однако эти влияния не достигают такой глубины, как у животных, в жизни которых импринтинг играет исключительно важную роль.

Импринтинг – это запечатлевание в памяти окружающей действительности. Различают несколько разновидностей (форм) проявления импринтинга.

1. Запечатлевание образов и объектов: родителей, братьев, сестер, вида пищи и т.д.

2. Усвоение поведенческих актов (дети повторяют действия родителей). Это так называемое имитационное поведение. Разновидностью его является половой импринтинг – половое поведение особей внутри своего вида. Половое поведение животного может быть направлено и на особь другого вида, с которой воспитывался детеныш.

3. Реакция следования – «слепое» (автоматическое) следование новорожденного за родителями. Реакция хорошо выражена у животных, наблюдается и у детей, только в более поздние сроки. Но если новорожденный детеныш окажется в окружении особей другого вида, он будет следовать за ними или даже любым движущимся объектом (игрушка, человек). Эта форма импринтинга наиболее демонстративна и хорошо изучена. Считается, что моторным эквивалентом реакции следования животных у ребенка являются улыбка, постоянная смена мимики, появление комплекса оживления уже на 2-м месяце жизни.

Импринтинг как особая форма реагирования организма на внешнюю среду существенно отличается от безусловного и условного рефлексов.

Во-первых, ему присущи некоторые свойства условных и безусловных рефлексов: 1) подобно безусловным рефлексам, он сохраняется, как правило, всю жизнь; 2) является врожденным, но для его проявления нужны определенные условия. Например, реакция следования является врожденной, но в дальнейшем превращается в приобретенную. Так, если сразу после рождения на определенное время изолировать детеныша от родителей, то реакция следования не формируется, т.е. конкретная реакция по наследству не передается, но готовность к ее выполнению у новорожденного имеется.

Во-вторых, импринтинг отличается от условных и от безусловных рефлексов: 1) он проявляется в определенные (критические) периоды (чаще либо сразу после рождения, либо вскоре после него, причем в ограниченные сроки, иногда в отдаленные). Если критический период упущен, то импринтинг не проявляется. Условные рефлексы вырабатываются в любом периоде онтогенеза, за исключением первых дней или первых недель жизни, а безусловные рефлексы наблюдаются всю жизнь, за исключением некоторых рефлексов новорожденных и грудных детей. Другими словами, критических периодов в развитии условных и безусловных рефлексов нет; 2) запечатлевание происходит очень быстро, иногда с первого раза. Например, реакцию следования иногда называют (с нашей точки зрения, неверно) условным рефлексом «с одного подкрепления». Условный рефлекс необходимо вырабатывать, а безусловный рефлекс не нужно ни запечатлевать, ни вырабатывать.

Из всего сказанного очевидна важная роль импринтинга в жизни детей. Особенно важную роль форма реагирования играет в формировании привязанности к родителям, в первую очередь к матери, а также в научении различным действиям, запечатлевании окружающей действительности.

У новорожденных и детей первых месяцев жизни определяющими факторами в возникновении привязанности к матери являются чувство комфорта и ощущение безопасности. Кормление матерью, гигиенический уход, интонация голоса и звуки речи – все это необходимо для общения с бодрствующим ребенком грудного возраста. Таким образом, материнский уход за ребенком с момента рождения важен для последующего социального поведения подростков.

Условно-рефлекторная деятельность. Существенной чертой условно-рефлекторной деятельности ребенка в первом полугодии жизни нужно считать то, что действенными для него являются комплексные раздражители, например «положение для кормления», при котором раздражаются и, естественно, возбуждаются тактильные, проприорецептивные и вестибулярные рецепторы одновременно. Условные рефлексы (по сравнению с таковыми в период новорожденности) вырабатываются быстрее, становятся более прочными; начинают проявляться различные виды условного (внутреннего) торможения. В частности, угасательное и диф-ференцировочное торможение зрительных и слуховых условных рефлексов удается выработать с 3–4 мес. Вначале дифференцируются лишь сильно различающиеся раздражители, например гудок и звонок. К 6 мес дифференцировочное торможение становится более точным, происходит дифференцировка близких сигналов (гудок разной тональности). Торможение условным тормозом, признаки запаздывательного торможения появляются только с 5 мес.

Эмоциональные реакции. Если у новорожденного эмоциональные реакции являются отрицательными и рациональными, то у ребенка грудного возраста возникают и отрицательные, и положительные эмоции. В частности, на 2-м месяце жизни формируется улыбка, в первую очередь как реакция на лицо матери, на 3-м месяце к улыбке присоединяются смех и общее двигательное оживление со вскидыванием рук, перебиранием ног, радостными возгласами. Ребенок реагирует комплексом оживления не только на лицо человека, но и на ванночку с водой, приготовления к кормлению.

Развитие речи. Исключительно важную роль в развитии речи ребенка играет разговор с ним при любом контакте во время бодрствования. Любое действие по уходу за ребенком необходимо сопровождать объяснением, несмотря на то, что ребенок еще не только не говорит, но на ранних этапах онтогенеза и не понимает того, что ему говорят. После того как ребенок научится говорить и произносить отдельные слова, искажая их, взрослые не должны подражать такому произношению, чтобы предотвратить развитие «птичьего» языка, тормозящего развитие и речи, и мышления. Следует помнить: чем раньше с ребенком начинают разговаривать и побуждать его к разговору, тем быстрее и лучше он овладеет речью и тем быстрее развивается мышление. По мнению ряда исследователей, критическим для овладения речью является возраст до 5 лет. Позже стойкое торможение речевых центров трудно преодолеть.

Первые слова, произносимые ребенком в порядке подражания, относятся не к конкретному предмету, а к ситуации в целом. В возрасте 8–10 мес отдельные предметы и объекты внешней среды дети еще не выделяют. Хотя они произносят слоги «па», «ма», оказывается, что платье мамы и ее кровать – тоже «ма», а ту же маму (свою), но в новой одежде или в необычном окружении ребенок может не узнать. В этом возрасте он может понимать запрет, разрешение и другие простые инструкции.

Однако, прежде чем ребенок научится понимать слова взрослого (сенсорная речь) и тем более произносить их (моторная речь), необходим подготовительный период, который начинается в 2–4 мес. Развития гуления и лепета происходит на фоне ожидания и радостного состояния и свидетельствует о хорошем самочувствии и настроении ребенка.

Сенсорная речь наблюдается в возрасте 7 – 8 мес. К 1 году ребенок знает названия нескольких десятков действий, имена близких людей, названия игрушек, понимает значение слов «нельзя», «можно», «дай», «покажи». Моторная речь начинает развиваться в возрасте 10–12 мес. К 1 году словарный запас обычно составляет 10–12 слов (по одному на каждый прожитый месяц). Девочки овладевают моторной речью раньше мальчиков.

Ясельный период (от 1 года до 3 лет). Условно-рефлекторная деятельность в этом возрасте характеризуется не только выработкой отдельных условных рефлексов, но и формированием динамических стереотипов, причем часто в более короткое время, чем у взрослых.

У ребенка 2 лет вырабатывается огромное количество условных рефлексов на соотношение величины, тяжести, удаленности, окраски предметов. Этот вид условных рефлексов обусловливает интегрированное отражение явлений внешнего мира и считается основой понятий, формируемых на базе первой сигнальной системы. Примером динамического стереотипа этого возраста могут служить изменения особенностей ВНД ребенка согласно распорядку дня (сон, бодрствование, питание, прогулка), требующие последовательности поведенческих элементов, из которых складываются процедуры умывания, кормления, игры и др. Системы условных связей, выработанные в это время, отличаются особой прочностью. Большинство из них сохраняет значение в течение всей жизни человека. Можно предполагать, что в этот период в ряде случаев еще продолжает действовать импринтинг.

Познавательная деятельность на втором году жизни нерасторжимо связана с мышечными ощущениями, получаемыми в результате манипулирования с предметом. Мышление ребенка на первых этапах формируется как «мышление в действии».

На втором и третьем году жизни поведение ребенка поражает бурной и настойчивой исследовательской деятельностью. Ребенок тянется к каждому предмету, трогает его, ощупывает, толкает, пробует поднять. Ведущая роль принадлежит руке, поэтому необходимо обучение игровым (кубики, рисование) и бытовым (самостоятельное одевание, застегивание пуговиц, зашнуровывание обуви и т.п.) навыкам. Поскольку проекция кисти руки занимает огромную площадь в коре больших полушарий, активность и точность работы мышц руки являются предпосылкой активации большинства корковых центров.

Постепенно у ребенка вырабатывается система адекватных действий с различными предметами: на стул он садится, ложкой ест, из чашки пьет. Если действия ребенка с предметами ограничить, то его познавательная деятельность оказывается обедненной, задерживается и развитие мышления.

В развитии речи чрезвычайно важную роль играет также двигательный анализатор. Различают две стороны процесса: понимание (сенсорная речь) и артикуляцию (моторная речь). Понимание речи физиологически может быть определено как приобретение услышанными словами сигнального значения.

Специально проведенные наблюдения показали, что различение звуков речи основывается не только на анализе проприорецептивных импульсов с артикулярного аппарата. Участие неречевых мышечных групп (например, рук) тоже облегчает анализ звуковой речи. При тонких движениях пальцев происходит формирование так называемой думающей руки.

На втором году жизни ребенок соединяет слова во фразы. Вначале они состоят из 2 – 3 слов, «речевые цепи» еще коротки. К концу второго года словарный запас достигает 200–400 слов, а к концу третьего составляет 2000 слов и больше.

Таким образом, в этом возрасте вторая сигнальная система постепенно приобретает самостоятельное значение, но все еще тесно связана с первой сигнальной системой. Возраст до 3 лет является оптимальным периодом становления и формирования речи. Подтверждением этого могут быть случаи похищения и последующего воспитания детей зверями. Полноценное формирование речи у них не происходило и после возвращения их в человеческое общество.

Дошкольный период (от 3 до 7лет). В 3–5 лет совершенствуется условно-рефлекторная деятельность, увеличивается число динамических стереотипов, ярко выражена игровая деятельность, что способствует развитию интеллекта. Типичны бурные проявления эмоций, которые имеют нестойкий характер, поэтому данный период называется возрастом эффективности. Ребенок пытается выделиться среди других детей, привлечь к себе внимание. Существенно изменяется характер ориентировочных реакций. Раньше дети стремились все потрогать, теперь задают вопросы: «Что это такое?», «Как зовут?» и т.д. Форму предмета ребенок определяет уже на глаз.

В 5 до 7 лет значительно возрастают сила, подвижность и уравновешенность нервных процессов, что выражается в повышении работоспособности коры головного мозга, большей стабильности всех видов внутреннего торможения, снижении генерализации возбуждения. Именно поэтому дети способны сосредоточить внимание в течение 15–20 мин и более. Выработанные условно-рефлекторные реакции менее поддаются внешнему торможению при действии экстерораздражителей. Дети начинают читать, писать, рисовать, активно познают внешний мир, окружающие предметы: стремятся все разобрать, отвинтить, сломать, заглянуть внутрь, по-прежнему задают много вопросов. В этом возрасте дети уже в состоянии управлять своим поведением на основе предварительной словесной инструкции. Они могут запоминать программу действий, состоящую из ряда двигательных операций. Как известно, реакции с предвидением результатов действия формируются при участии лобной коры. Именно к 7 годам происходит морфологическое созревание лобного отдела коры больших полушарий.

Слово в этом возрасте приобретает обобщающее значение, близкое к тому, которое оно имеет для взрослого человека, но процесс обобщения пока основывается на главном признаке предмета (например, мебель – это то, на чем сидят). В возрасте с 5 до 7 лет повышается роль абстрактного мышления. Если до сих пор главным было мышление в действии, то теперь начинает преобладать словесное мышление с внутренней речью. Ребенок начинает пользоваться понятиями, которые уже абстрагированы от действий.

Младший школьный период (от 7до 11 лет). В этом возрасте основные нервные процессы (возбуждение и торможение) обладают значительной силой, подвижностью, уравновешенностью и приближаются к таковым взрослого человека. Все виды внутреннего торможения достаточно развиты. Данная возрастная группа характеризуется быстрым упрочением условных рефлексов и условного (внутреннего) торможения, их устойчивостью к внешним воздействиям, более быстрой концентрацией нервных процессов. При образовании рефлексов на комплекс последовательно действующих раздражителей условная реакция вырабатывается сразу на весь комплекс.

В возрасте 7 –11 лет любой раздражитель первой сигнальной системы может быть связан с раздражителем второй сигнальной системы. Сигнал первой сигнальной системы может быть заменен сигналом второй сигнальной системы и наоборот. Обеспечивается формирование любого сложного условного рефлекса и условного (внутреннего) торможения.

Старший школьный период (от 12 до 18 лет). В этот период, который также называют переходным (пубертатным), существенно изменяется условно-рефлекторная деятельность подростков и характер их поведения.

Первая фаза пубертатного периода (у девочек в 11 –13 лет, у мальчиков в 13 – 15 лет) характеризуется тем, что в поведении подростков явно преобладает возбуждение. Реакции по силе и характеру часто неадекватны и сопровождаются избыточными, дополнительными, сопутствующими движениями рук, ног и туловища (особенно у мальчиков), подобно тому, как это было в раннем возрасте. Условное торможение, особенно дифференци-ровочное, ослабляется. Это объясняется повышенной возбудимостью ЦНС и как следствие иррадиацией возбуждения.

Скорость образования условных рефлексов на непосредственные (зрительные, звуковые, тактильные) раздражители возрастает, в то время как процесс образования условных рефлексов на словесные сигналы затруднен, т.е. снижается значение второй сигнальной системы. Речь отчетливо замедляется, ответы на вопросы, как правило, становятся очень лаконичными и стереотипными, словарь как бы обедняется. Для того чтобы получить исчерпывающий ответ по какому-либо поводу, необходимо задать дополнительные вопросы. Перечисленные изменения объясняются гормональной перестройкой организма (период полового созревания), ухудшением питания и снабжения головного мозга кислородом в результате того, что рост сердечно-сосудистой системы отстает от роста тела. Кроме того, повышение функций надпочечников и других желез внутренней секреции приводит к увеличению содержания адреналина в крови и, естественно, к сужению сосудов. У подростков отмечаются быстрая утомляемость как при умственной, так и при физической нагрузке, головокружение, иногда одышка, часто появляется головная боль, усиливается сердцебиение.

Для девочек первая фаза переходного периода более тяжела, чем для мальчиков, у которых функциональные расстройства выражены слабее. По-видимому, различия объясняются большей двигательной активностью мальчиков, тренировкой сердечно-сосудистой системы и ЦНС, что частично сглаживает указанные функциональные нарушения.

Вторая фаза пубертатного периода (у девочек в 13–15 лет и у мальчиков в 15–17 лет) – наиболее критическая в развитии подростков. У них наблюдаются психическая неуравновешенность с резкими переходами из одного состояния в другое (от эйфории к депрессии и наоборот), резко критическое отношение к взрослым, негативизм, аффективные состояния, чрезвычайная обидчивость, у девочек – склонность к слезливости. Продолжают нарастать общее возбуждение и ослабление всех видов условного торможения. Те неблагоприятные условия функционирования головного мозга, которые были отмечены в первой фазе переходного периода, сохраняются, некоторые из них даже усиливаются. Например, еще более ухудшаются условия кровоснабжения, а следовательно, оксигенация и питание мозга, с чем связаны более быстрое утомление и развитие депрессивных состояний.

Во второй фазе пубертатного периода начинает нивелироваться гормональный дисбаланс, ликвидируется отставание в развитии сердечно-сосудистой системы, улучшаются условия деятельности ЦНС и, как следствие, нормализуется высшая нервная деятельность. Уменьшаются латентные периоды реакции на словесные раздражители, усиливается внутреннее торможение. В возрасте 17–18 лет улучшается память и высшая нервная деятельность достигает совершенства, организм считается созревшим.

3. Формирование типологических особенностей высшей нервной деятельности у детей

Как известно, типологические особенности ВНД зависят от силы, уравновешенности и подвижности процессов возбуждения и торможения. Хотя у детей эти процессы существенно отличаются от таковых у взрослых, типы ВНД у тех и других по существу подобны. Обычно различают четыре основных типа ВНД. Однако в отличие от более четкой общепринятой классификации типов ВНД у взрослых в отношении детей имеется несколько классификаций, так как степень выраженности процессов возбуждения и торможения у них более вариабельна.

Согласно одной из классификаций название типов ВНД отражает главные ее свойства: лабильность, инертность, возбудимость и торможение. В другой классификации эти же типы ВНД названы первым, вторым, третьим и четвертым (перечислены в той же последовательности). По существу они сходны между собой. Имеются и другие классификации типологических особенностей ВНД, в том числе существенно отличающиеся от названных. Поскольку выраженность процессов возбуждения, торможения и их соотношения в процессе развития и воспитания организма динамично изменяются, целесообразно более подробно рассмотреть роль факторов, имеющих важное значение в формировании и проявлении типологических особенностей ВНД детей.

Роль генотипа. Наблюдение за поведением детей и их родителей свидетельствует о том, что многие свойства нервной системы дети наследуют от родителей. Однако генетические предпосылки очень рано начинают переплетаться с приобретенными свойствами нервной системы, которые в значительной степени обусловливаются процессом воспитания детей, условиями их жизни, труда, могут быть весьма разнообразными и, естественно, оказывать различное влияние на проявление свойств нервной системы. По нашему мнению, наиболее типичны следующие варианты, хотя ими далеко не исчерпывается многообразие возможных вариантов фенотипических изменений ВНД.

Роль воспитания. Воспитание детей в условиях максимальной (избыточной) заботы о них, когда не только выполняется, но даже предупреждается каждое желание, каждый каприз, любая, даже необоснованная и нецелесообразная просьба, исключение из жизни ребенка трудностей, лишение его посильных забот, отсутствие условий для приобретения трудовых навыков способствуют формированию поведения, свойственного слабому типу нервной системы. Об этом свидетельствуют наблюдения за развитием детей, а также экспериментальные исследования.

Противоположностью является чрезмерно суровое и холодное воспитание, базирующееся на неукоснительном выполнении обязанностей и соблюдении правил поведения, диктуемых родителями. Ребенок с врожденным сильным типом ВНД в подростковом возрасте становится неуправляемым и несдержанным, проявляя склонность к асоциальным поступкам как протесту против авторитарных методов воспитания. При более слабом типе ВНД формируется безвольная, безынициативная ущербная личность с соответствующими характерологическими особенностями поведения.

Рациональный способ воспитания сочетает в себе достаточность заботы, внимания, теплоты к ребенку с поощрением активной деятельности и созданием условий для проявления инициативы, привлечением к трудовой деятельности, занятиям физкультурой. Воспитание ребенка надо начинать как можно раньше, фактически с момента рождения. Необходимо ставить перед ребенком посильные задачи, учить его преодолевать трудности, вовлекать в обучающие, развивающие, подвижные игры. Все это способствует формированию черт, свойственных сильному типу нервной системы.

Таким образом, индивидуальные особенности ВНД человека обусловливаются как наследственными факторами, так и воспитанием. Активная жизненная позиция, выработанная в раннем детстве (увлеченность делом, большая умственная и умеренная физическая активность), способствует сохранению сильного типа нервной системы на протяжении всей жизни, поддерживает высокую работоспособность человека, делает организм более устойчивым к заболеваниям, значительно увеличивает продолжительность жизни и период активной деятельности.

4. Сон в онтогенезе

У плода в последние недели антенатального периода отмечается период быстрого сна, занимающий 30–60 % общего времени; остальное занимает медленный сон.

Продолжительность сна зависит от возраста. Новорожденный спит около 20 ч в сутки. С годами естественная потребность во сне уменьшается. К концу первого года жизни продолжительность сна сокращается до 14 ч в сутки. Средняя продолжительность сна у детей 3-5 лет– 13 ч, 8-9 лет– 11, 10 лет– 10, 11-12 лет – 9,5, 13–15 лет – 8,5, 16–19 лет – 8 ч в сутки.

Многоразовый характер сна детей. Новорожденные спят 6–9 раз в сутки. Смена сна и бодрствования мало зависит от времени суток. Отчетливое преобладание ночного сна за счет сокращения дневного наблюдается уже в конце 1-го месяца жизни и после этого стабилизируется. В возрасте 1 года дети обычно спят 3 раза в сутки, причем в ночное время сон наиболее продолжительный. В ясельный и дошкольный периоды сон обычно становится двухразовым, а с начала школьного возраста, как и у взрослых, – одноразовым.

Соотношение быстрого и медленного сна у детей с возрастом изменяется. У грудного ребенка протяженность фаз быстрого и медленного сна примерно равна. На втором году жизни быстрый сон занимает 30-40 % общего времени сна, а с 5 лет формируются соотношения, свойственные взрослому человеку: 20–25 % приходится на быстрый, 75 –80 % – на медленный сон.

Литература

1. Батуев А.С. Высшая нервная деятельность: учебник для вузов / А.С. Батуев. – СПб. : Лань, 2002. – 416 с.

2. Кабанов А. Н. Анатомия, физиология и гигиена детей дошкольного возраста / А.Н. Кабанов, А. П. Чабовская. – М. : Просвещение, 1989. – 288 с.

3. Леонтьева Н. Н. Анатомия и физиология детского организма: (Основы учения о клетке и развитии организма, нервная система, опоорн-двигательный аппарат) : учебник для вузов. – 2-е изд. – М. : Просвещение, 1986. – 287с.

4. Обреимова Н.И. Основы анатомии, физиологии и гигиены детей и подростков: Учебное пособие для студентов вузов / Н.И. Обреимова, А.С. Петрухин. – М. : Издательский центр «Академия», 2000. – 376с.

5. Смирнов В.М. Нейрофизиология и высшая нервная деятельность детей и подростков: учебное пособие для вузов / В.М. Смирнов. – М. : Издательский центр «Академия», 2004. – 400с.

6. Смирнов В.М. Физиология центральной нервной системы: учебное пособие для вузов / В.М. Смирнов, Д.С. Свешников, В.Н. Яковлев. – М. : Издательский центр «Академия», 2006. – 368с.

© Размещение материала на других электронных ресурсах только в сопровождении активной ссылки

Ребенка формируются в результате морфофункционального созревания всего нервного аппарата. Нервная система, а вместе с ней и высшая нервная деятельность у детей и подростков достигают уровня взрослого человека примерно к 20 годам. Весь сложный процесс развития ВНД человека определяется как наследственно, так и многими другими биологическими и социальными факторами внешней среды. Последние приобретают ведущее значение в постнатальном периоде, поэтому на семью и учебные заведения ложится основная ответственность за развитие интеллектуальных возможностей человека.

ВНД ребенка от рождения до 7 лет. Ребенок рождается с набором безусловных , рефлекторные дуги которых начинают формироваться на 3-м месяце внутриутробного развития. Тогда у плода появляются первые сосательные и дыхательные движения, а активное движение плода наблюдается на 4-5-м месяце. К моменту рождения у ребенка формируется большинство врожденных рефлексов, которые обеспечивают ему нормальное функционирование вегетативной сферы.

Возможность простых пищевых условных возникает уже на 1-2-е сутки, а к концу первого месяца развития образуются условные рефлексы с и вестибулярного аппарата.
Со 2-го месяца жизни образуются слуховые, зрительные и тактильные рефлексы, а к 5-му месяцу развития у ребенка вырабатываются все основные виды условного торможения. Большое значение в совершенствовании условно-рефлекторной деятельности имеет ребенка. Чем раньше начато обучение, т. е. условных рефлексов, тем быстрее идет их формирование впоследствии.

К концу 1-го года развития ребенок относительно хорошо различает пищи, форму и цвет предметов, различает голоса и лица. Значительно совершенствуются движения, некоторые дети начинают ходить. Ребенок пытается произносить отдельные слова, и у него формируются условные рефлексы на словесные . Следовательно, уже в конце первого года полным ходом идет развитие второй сигнальной системы и формируется ее совместная деятельность с первой.

На 2-м году развития ребенка совершенствуются все виды условно-рефлекторной деятельности, и продолжается формирование второй сигнальной системы, значительно увеличивается словарный запас; раздражители или их комплексы начинают вызывать словесные реакции. Уже у двухгодовалого ребенка слова приобретают сигнальное значение.

2-й и 3-й год жизни отличаются живой ориентировочной и исследовательской деятельностью. Этот возраст ребенка характеризуется «предметным» характером , т. е. решающим значением мышечных ощущений. Эта особенность в значительной степени связана с морфологическим созреванием , так как многие моторные корковые зоны и зоны кожно-мышечной чувствительности уже к 1-2 годам достигают достаточно высокой функциональной полноценности. Основным фактором, стимулирующим созревание этих корковых зон, являются мышечные сокращения и высокая двигательная активность ребенка.

Период до 3-х лет характеризуется также легкостью образования условных рефлексов на самые различные раздражители. Примечательной особенностью 2-3-летнего ребенка является легкость выработки динамических стереотипов – последовательных цепей условно-рефлекторных актов, осуществляющихся в строго определенном, закрепленном во времени порядке. это следствие сложной системной реакции организма на комплекс условных раздражителей (условный на время – прием пищи, время и др.).

Возраст от 3-х до 5-ти лет характеризуется дальнейшим развитием речи и совершенствованием (увеличивается их сила, подвижность и уравновешенность), процессы внутреннего торможения приобретают доминирующее значение, но запаздывательное торможение и условный тормоз вырабатываются с трудом.

К 5-7 годам еще более повышается роль сигнальной системы слов и дети начинают свободно говорить. Это обусловлено тем, что только к семи годам постнатального развития функционально созревает материальный субстрат второй сигнальной системы – кора больших полушариев.

ВНД детей от 7 до 18 лет. Младший школьный возраст (с 7 до 12 лет) – период относительно «спокойного» развития ВНД. Сила процессов торможения и возбуждения, их подвижность, уравновешенность и взаимная индукция, а также уменьшение силы внешнего торможения обеспечивают возможности широкого обучения ребенка. Но только при обучении письму и чтению слово становится предметом сознания ребенка, все, более отдаляясь от связанных с ним образов, предметов и действий. Незначительное ухудшение процессов ВНД наблюдается только в 1-м классе в связи с процессами адаптации к школе.

Особое значение для педагогов имеет подростковый (с 11-12 до 15-17 лет) период. В это время нарушается уравновешенность нервных процессов, большую силу приобретает возбуждение, замедляется прирост подвижности нервных процессов, значительно ухудшается дифференцировка условных раздражителей. Ослабляется деятельность коры, а вместе с тем и второй сигнальной системы. Все функциональные изменения приводят к психической неуравновешенности и конфликтности подростка.

Старший школьный возраст (15-18 лет) совпадает с окончательным морфофункциональным созреванием всех систем организма. Повышается роль корковых процессов в регуляции психической деятельности и функций второй сигнальной системы. Все свойства нервных процессов достигают уровня взрослого человека, т. е. ВНД старших школьников становится упорядоченной и гармоничной. Таким образом, для нормального развития ВНД на каждом отдельном этапе онтогенеза необходимо создание оптимальных условий.

ВНД у детей 1 года жизни .

Основными особенностями ВНД детей раннего возраста являются: преобладание процессов возбуждения и их широкая иррадиация, слабость тормозных процессов. С возрастом вырабатывается активное внутреннее торможение, уравновешиваются процессы возбуждения и торможения, возрастает сила и концентрация нервных процессов. Развитие ВНД находится в связи с формированием структуры коры больших полушарий и системы анализаторов в целом.

Условно-рефлекторные связи у новорожденных образуются с трудом. Характерно, что сигнальное значение для первых условных рефлексов приобретают раздражители, связанные с процессами пищеварения и дыхания. Самыми ранними условными рефлексами новорожденного являются натуральные пищевые рефлексы на время кормления.

К концу 2-й недели возникает натуральный пищевой рефлекс на «положение для кормления». При этом у ребенка обнаруживаются непроизвольные сосательные движения при определенном положении тела. Условным раздражителем здесь служит целый комплекс раздражителей, поступающих от рецепторов кожи, вестибулярного аппарата и от проприорецепторов.

Условные рефлексы, образованные в течение 1 месяца жизни, очень неустойчивы и требуют постоянного подкрепления. Условные рефлексы вырабатываются не на один, а на целый комплекс раздражителей.

Условные рефлексы на чисто экстерорецептивные раздражители возникают только с 3-х месячного возраста. В это время дети начинают различать раздражители, значительно отличающиеся друг от друга: узнают своих и чужих.

Все виды внутреннего торможения у ребенка 1 года жизни выражены слабо, непостоянны и вырабатываются с большим трудом. Угашение и дифференцировку удается получить лишь к концу 1 месяца, условный тормоз - позднее, а запаздывательное торможение - лишь через 5 месяцев.

Внешне торможение отчетливо выражено с первых дней жизни.

Следует отметить, что у ребенка на протяжении 1 года жизни вырабатывается динамический стереотип. Причем, дети очень болезненно реагируют на его нарушение, т.е. на несоблюдение режима сна и бодрствования, а также часов кормления и прогулок.

Ребенок на первом году жизни начинает овладевать речью. С 5-ти месяцев у детей можно выработать условный рефлекс на слова, произносимые окружающими. С 6-7 месяцев ребенок начинает подражать словам окружающих и к концу первого года жизни развивается собственная речь.

ВНД ребенка в возрасте от года до 3-х лет .

Этот возрастной период характеризуется развитием ВНД. Нервная система в морфологическом отношении достигает более или менее окончательной дифференцировки, совершенствуются анализаторно-синтетические функции коры.

В поведении ребенка процессы возбуждения преобладают над тормозными процессами. Дети этого возраста проявляют большую активность и стремление к деятельности. Ребенок тянется к каждому предмету, старается ощупать его, пробует поднять, а главное - попробовать. При этом мышечные ощущения, получаемые во время манипулирования с предметами, являются основными в процессе познания мира. Отчетливо меняется характер условно-рефлекторной деятельности ребенка. Если раньше условным раздражителем служили комплексные или ситуационные воздействия, то теперь происходит вычленение из них отдельных компонентов. Из окружающего мира ребенок выделяет отдельные предметы, которые представляют для него условные сигналы. Начинают формироваться условные связи даже на отдельные свойства предметов: объем, цвет, форму, вес и т.д. Условные рефлексы вырабатываются гораздо быстрее, почти сразу становятся прочными, а без подкрепления угасают.

Особое значение в ВНД приобретает выработка условных рефлексов в определенной последовательности на экстероцептивные раздражители. Для ребенка становится важным последовательность в одевании одежды, порядок слов в знакомом стихотворении. Иными словами в жизни ребенка приобретает большое значение выработка динамических стереотипов.

Огромное значение в жизни ребенка играет развитие речи, что позволяет ему вступать в контакт с окружающими людьми. Значительно возрастает интеллект, дети начинают хорошо говорить, обогащается словарный запас. До 1,5 лет образованный двигательный рефлекс не воспроизводится при замене условного раздражителя словесным обозначением, после 1,5 лет связь между словом и предметом образуется легко. В это время отмечаются первые проявления словесного мышления. Однако, несмотря на возрастающую роль слова, «удельный вес» непосредственных раздражителей продолжает играть доминирующую роль, то есть мышление остается еще предметным.

Развитие ВНД у детей дошкольного возраста .

ВНД у детей от 3-х до 7-ми лет претерпевает значительные изменения. Значительно возрастает сила, подвижность и уравновешенность нервных процессов. Отмечаются хорошо выраженные индукционные отношения между возбуждением и торможением. Снижается тенденция к генерализации возбуждения.

Изменяется поведение ребенка, он пользуется ранее приобретенными навыками, использует опыт, накопленный им ранее. У детей появляются первые трудовые навыки и умение что-то сделать. Выявляются способности к изобразительной деятельности. При чем замечено, что характер рисунка может служить показателем свойств ВНД и помогает определению ее типа.

С возрастом у детей меняется взаимоотношение между внутренним и внешним торможением. Если раньше преобладало внешнее, то теперь с каждым годом становится легче выработка условных рефлексов с различными видами внутреннего торможения (сложные дифференцировки, запаздывание).

Происходит дальнейшее совершенствование речевой функции. В 4 года словарный запас возрастает до 2000 слов, и дети овладевают правильным грамматическим строем языка. На 5 году формируется словесное мышление. Слово в этом возрасте имеет уже значение «сигнала сигналов», то есть получается обобщающее значение. Но только в 7 лет появляется абстрактное мышление.

Условные рефлексы, выработанные в этом возрасте, отличаются особой прочностью и часто играют решающую роль в дальнейших поведенческих реакциях.

Нервная система высших животных и человека представляет собой результат длительного развития в процессе приспособительной эволюции живых существ. Развитие центральной нервной системы происходило, прежде всего, в связи с усовершенствованием восприятия и анализа воздействий из внешней среды.

Вместе с тем совершенствовалась и способность отвечать на эти воздействия координированной, биологически целесообразной реакцией. Развитие нервной системы шло также в связи с усложнением строения организмов и необходимостью согласования и регуляции работы внутренних органов. Для понимания деятельности нервной системы человека необходимо познакомиться с основными этапами ее развития в филогенезе.

Возникновение центральной нервной системы.

У самых низкоорганизованных животных, например у амебы, еще нет ни специальных рецепторов, ни специального двигательного аппарата, ни чего-либо похожего на нервную систему. Любым участком своего тела амеба может воспринимать раздражение и реагировать на него своеобразным движением образованием выроста протоплазмы, или псевдоподии. Выпуская псевдоподию, амеба передвигается к раздражителю, например к пище.

У многоклеточных организмов в процессе приспособительной эволюции возникает специализация различных частей тела. Появляются клетки, а затем и органы, приспособленные для восприятия раздражений, для движения и для функции связи и координации.

Появление нервных клеток не только позволило передавать сигналы на большее расстояние, но и явилось морфологической основой для зачатков координации элементарных реакций, что приводит к образованию целостного двигательного акта.

В дальнейшем по мере эволюции животного мира происходит развитие и усовершенствование аппаратов рецепции, движения и координации. Возникают разнообразные органы чувств, приспособленные для восприятия механических, химических, температурных, световых и иных раздражителей. Появляется сложно устроенный двигательный аппарат, приспособленный, в зависимости от образа жизни животного, к плаванию, ползанию, ходьбе, прыжкам, полету и т.д. В результате сосредоточения, или централизации, разбросанных нервных клеток в компактные органы возникают центральная нервная система и периферические нервные пути. По одним из этих путей нервные импульсы передаются от рецепторов в центральную нервную систему, по другим -- из центров к эффекторам.

Организм человека представляет собой сложноорганизованную систему многочисленных и тесно взаимосвязанных элементов, объединенных в несколько структурных уровней. Понятие о росте и развитии организма является одним из фундаментальных понятий в биологии. Под терминов “рост” в настоящее время понимают увеличение длины, объема и массы тела детей и подростков, связанное с увеличением числа клеток и их количества. Под развитием понимают качественные изменения в детском организме, заключающихся в усложнении его организации, т.е. в усложнении строения и функции всех тканей и органов, усложнение их взаимоотношений и процессов их регуляции.

Рост и развитие ребенка, т.е. количественные и качественные изменения тесно взаимосвязаны друг с другом. Постепенные количественные и качественные изменения, происходящие в процессе роста организма, приводят к появлению у ребенка новых качественных особенностей.

Весь период развития живого существа, от момента оплодотворения до естественного окончания индивидуальной жизни, называют - онтогенез (греч. ОНТОС - сущее, и ГИНЕЗИС - происхождение). В онтогенезе выделяют два относительных этапа развития:

Пренатальный

Постнатальный

Пренатальный - начинается с момента зачатия до рождения ребенка.

Постнатальный - от момента рождения до смерти человека.

Наряду с гармоничностью развития существуют особые этапы наиболее резких скачкообразных атомо - физиологических преобразований.

В постнатальном развитии выделяют три таких “критических периода” или “возрастного кризиса”.

Таблица 1

Важной биологической особенностью в развитии ребенка является то, что формирование их функциональных систем происходит намного раньше, чем это им требуется.

Принцип опережающего развития органов и функциональных систем у детей и подростков является своеобразной "страховкой", которую дает природа человеку на случай непредвиденных обстоятельств.

Функциональной системой - называют временное объединение различных органов детского организма, направленное на достижение полезного для существования организма результата.

Существующие немногочисленные данные физиологии свидетельствуют, что младший школьный возраст (с 7 до 12 лет) -- период относительно “спокойного” развития высшей нервной деятельности. Сила процессов торможения и возбуждения, их подвижность, уравновешенность и взаимная индукция, а также уменьшение силы внешнего торможения обеспечивают возможности широкого обучения ребенка. Это переход “от рефлекторной эмоциональности к интеллектуализации эмоций”

Однако только на базе обучения письму и чтению слово становится предметом сознания ребенка, все более отдаляясь от связанных с ним образов предметов и действии. Незначительное ухудшение процессов высшей нервной деятельности наблюдается только в 1-м классе в связи с процессами адаптации к школе. Интересно отметить, что в младшем школьном возрасте на основе развития второй сигнальной системы условно - рефлекторная деятельность ребенка приобретает специфический характер, свойственный только человеку. Например, при выработке вегетативных и сомато-двигательных условных рефлексов у детей в ряде случаев наблюдается ответная реакция только на безусловный раздражитель, а условный не вызывает реакции. Так, если испытуемому была дана словесная инструкция, что после звонка он получит клюквенный сок, то слюноотделение начинается только при предъявлении безусловного раздражителя. Подобные случаи “не образования” условного рефлекса проявляются тем чаще, чем старше возраст испытуемого, а среди детей одного возраста -- у более дисциплинированных и способных.

Словесная инструкция значительно ускоряет образование условных рефлексов и в некоторых случаях даже не требует безусловного подкрепления: условные рефлексы образуются у человека в отсутствие непосредственных раздражителей. Эти особенности условно-рефлекторной деятельности обусловливают громадное значение словесного педагогического воздействия в процессе учебно-воспитательной работы с младшими школьниками.

Особое значение для учителя и воспитателя имеет следующий возрастной период--подростковый (с 11--12 до 15--17 лет). Это время больших эндокринных преобразований в организме подростков и формирования у них вторичных половых признаков, что в свою очередь сказывается и на свойствах высшей нервной деятельности. Нарушается уравновешенность нервных процессов, большую силу приобретает возбуждение, замедляется прирост подвижности нервных процессов, значительно ухудшается дифференцировка условных раздражителей. Ослабляется деятельность коры, а вместе с тем и второй сигнальной системы. Образно этот период можно было бы назвать “горным ущельем”.

Все функциональные изменения приводят к психической неуравновешенности подростка (вспыльчивость, “взрывная” ответная реакция даже на незначительные раздражения) и частым конфликтам с родителями и педагогами.

Положение подростка, как правило, усугубляется все более усложняющимися требованиями к нему со стороны взрослых и, прежде всего школы. К сожалению, сегодня далеко не каждый педагог учитывает в своей работе функциональные возможности детей, отсюда и те трудности, которые возникают у педагога и большинства родителей в их общении с подростками.

Только правильный здоровый режим, спокойная обстановка, твердая программа занятий, физическая культура и спорт, интересная внеклассная работа, доброжелательность и понимание со стороны взрослых являются основными условиями для того, чтобы переходный период прошел без развития функциональных расстройств и связанных с ним осложнений в жизни ребенка.

Старший школьный возраст (15-18 лет) совпадает с окончательным морфофункциональным созреванием всех физиологических систем человеческого тела. Значительно повышается роль корковых процессов в регуляции психической деятельности и физиологических функций организма, ведущее значение получают корковые процессы, обеспечивающие функционирование второй сигнальной системы.

Все свойства основных нервных процессов достигают уровня взрослого человека. Если на всех предыдущих этапах условия для развития ребенка были оптимальными, то высшая нервная деятельность старших школьников становится упорядоченной и гармоничной.

Изменение высшей нервной деятельности у детей и подростков под влиянием различных факторов.

Высшая нервная деятельность обеспечивает человеку адекватное приспособление к действию факторов окружающей среды, поэтому те или иные влияния среды вызывают разнообразные изменения высшей нервной деятельности. В зависимости от силы внешнего влияния изменения высшей нервной деятельности могут колебаться в пределах нормы или выходить за них, становясь патологическими.

Изменение высшей нервной деятельности у детей и подростков в процессе учебных занятий

Учебные занятия требуют напряженной работы головного мозга, и прежде всего его высшего отдела -- коры головного мозга. Особенно интенсивно работают те корковые структуры, которые связаны с деятельностью второй сигнальной системы и сложными аналитико-синтетическими процессами. Естественно, что нагрузка на нервные элементы не должна превышать их функциональных возможностей, иначе неизбежны патологические изменения высшей нервной деятельности. Если учебные занятия в школе организованы согласно гигиеническим требованиям, то изменения высшей нервной деятельности не выходят за пределы нормы. Обычно в конце учебного дня наблюдается ослабление возбудительного и тормозного процессов, нарушение индукционных процессов и соотношения между первой и второй сигнальной системами. Особенно резко эти изменения заметны у младших школьников.

Важно отметить, что включение в учебные занятия уроков труда и физкультуры сопровождается в конце учебного дня менее выраженными изменениями высшей нервной деятельности.

Большое значение для сохранения нормальной работоспособности учащихся имеет активный отдых после школы: подвижные игры, занятия спортом, прогулки на свежем воздухе. Особо важное значение для сохранения нормального уровня высшей нервной деятельности имеет ночной сон. Недостаточная продолжительность ночного сна у школьников приводит к нарушению аналитико-синтетической деятельности мозга, затруднению образования условно-рефлекторных связей и дисбалансу соотношения между сигнальными системами. Соблюдение гигиены ночного сна нормализует высшую нервную деятельность, и все ее нарушения, наблюдавшиеся в результате неполноценного сна, исчезают.

Изменения высшей нервной деятельности при действии фармакологических препаратов и химических веществ.

Различные химические вещества, меняя функциональное состояние корковых клеток и подкорковых образований головного мозга, значительно изменяют и высшую нервную деятельность. Обычно действие химических веществ на высшую нервную деятельность взрослого и ребенка характеризуется аналогичными изменениями, но у детей и подростков эти изменения всегда выражены ярче. Далеко не безобидными являются в этом отношении чай и кофе, содержащие кофеин. Это вещество в малых дозах усиливает корковый процесс возбуждения, а в больших -- вызывает его угнетение и развитие запредельного торможения. Большие дозы кофеина вызывают также неблагоприятные изменения вегетативных функций. В связи с тем, что у детей и подростков процессы возбуждения несколько преобладают над процессами торможения, независимо от типа их высшей нервной деятельности, употребление крепкого чая и кофе для них является нежелательным.

Значительное влияние на высшую нервную деятельность детей и подростков оказывает никотин. В малых дозах он угнетает тормозной процесс и усиливает возбуждение, а в больших -- угнетает и процессы возбуждения. У человека в результате длительного курения нарушается нормальное соотношение между процессами возбуждения и торможения и значительно снижается работоспособность корковых клеток.

Особенно разрушительное действие на высшую нервную деятельность детей и подростков оказывает употребление различных наркотических средств, в том числе и алкоголя. Их действие на высшую нервную деятельность имеет много общего, обычно первая фаза характеризуется ослаблением тормозных процессов, в результате чего начинает преобладать возбуждение. Это характеризуется повышением настроения и кратковременным увеличением работоспособности. Затем возбудительный процесс постепенно ослабляется и развивается тормозной, что часто приводит к наступлению тяжелого наркотического сна.

У детей привыкание к наркотикам и алкоголю обычно не наблюдается. У подростков же оно наступает очень быстро. Из всех наркоманий особенно широко у подростков встречается алкоголизм, который приводит к быстрой деградации личности. Подросток становится злобным, агрессивным и грубым. Переход от бытового пьянства к алкоголизму у подростков происходит примерно за два года. Опьянение у подростков характеризуется всегда более выраженными изменениями высшей нервной деятельности в сравнении со взрослыми: у них очень быстро наступает угнетение корковых процессов. В результате ослабляется контроль со стороны сознания за поведением, начинают резко проявляться инстинкты, что часто приводит подростков на скамью подсудимых. Учителям и воспитателям для организации эффективной борьбы против алкоголизма среди подростков необходимо вести пропаганду гигиенических знаний не только среди подростков, но и родителей, так как, по данным специальных исследований, среди малолетних преступников около 70% “познакомились” с алкоголем в 10--11 лет и в большинстве случаев это была вина родителей.

Имеются данные, что дети в возрасте от 8 до 12 лет получали впервые напитки от родителей в 65% случаев, в возрасте 12--14 лет -- в 40%, в возрасте 15--16 лет -- в 32%.

Патологические изменения высшей нервной деятельности у детей и подростков.

К патологическим изменениям высшей нервной деятельности следует относить длительные хронические ее нарушения, которые могут быть связаны как с органическими структурными повреждениями нервных клеток, так и с функциональными расстройствами их деятельности. Функциональные расстройства высшей нервной деятельности называют неврозами. Длительные функциональные нарушения высшей нервной деятельности могут затем переходить в органические, структурные.

Учитель или воспитатель нередко встречаются в своей работе с различными проявлениями невротических реакций у детей и подростков и потому должны иметь представления о природе неврозов и особенностях их протекания у детей различного возраста. Эти знания помогут им вовремя заметить появление невротических расстройств высшей нервной деятельности у ребенка, и после консультации с врачом организовать оптимальную педагогическую коррекцию этих нарушений.

В современной патологии высшей нервной деятельности и психиатрии различают три основные формы неврозов:

неврастению,

невроз навязчивых состояний

психастению.

Неврастения - характеризуется перенапряжением тормозного или возбудительного процесса в коре головного мозга. Особенно часто при неврастении страдают процессы условного торможения. Причиной этих нарушений могут быть чрезмерные умственные и физические нагрузки и различные травмирующие психику ситуации. Проявление неврастении бывает различным: наблюдается расстройство сна, потеря аппетита, потливость, сердцебиения, головные боли, низкая работоспособность и др. Больные становятся раздражительными, им свойственна излишняя суетливость и неловкость движений.

Неврозы навязчивых состояний - характеризуются навязчивыми мыслями, страхами или влечениями. Причина этих неврозов бывает связана с переутомлением, болезнями и особенностями высшей нервной деятельности.

Истерия - связана с патологическим преобладанием первой сигнальной системы над второй, подкорки над корой головного мозга, что выражается в значительном ослаблении второй сигнальной системы. Этот невроз характеризуется повышенной чувствительностью к внешним раздражением, чрезвычайной лабильностью настроения и повышенной внушаемостью. Известны случаи истерической слепоты, глухоты, параличей и т.д. Широко встречаются истерические припадки.

Психастения - характеризуется преобладанием второй сигнальной системы и слабостью подкорки, поэтому больные отличаются бедностью влечений и эмоций. У них часто можно наблюдать склонность к бессмысленному мудрствованию.

Следует отметить, что для подростков и особенно для девочек с 12 до 15 лет характерен невроз, специфичный только для этого возраста. Это нервная анорексия, связанная с идеей похудания и проявляющаяся в резком ограничении себя в пище. Этот невроз возникает обычно у подростков, имеющих высокое интеллектуальное развитие, но страдающих повышенной самооценкой.

Особенно часто невротические расстройства и различные психические заболевания проявляются у детей в возрасте от 2 до 3,5 лет и в пубертатный период (от 12 до 15 лет). В связи с этим в такие периоды, называемые кризисными, учебно-воспитательная работа должна проводиться особенно осторожно, так как неадекватное отношение к детям в кризисные или критические периоды может провоцировать развитие психического заболевания.

нервный нейрон мозг гипоксия

Ч. Дарвин (1809 – 1882) внедрил психофизические методы изучения психических явлений и способствовал развитию зоопсихологии. Эволюционное учение Дарвина (общебиологический закон непрерывности эволюционного процесса видообразования) создало научные предпосылки для сравнительного изучения поведения животных и человека. Этому способствовало его представление об эволюции животного мира, основными факторами которой являются: изменчивость, наследственность и естественный отбор.

Теория эволюции живой природы Ч. Дарвина сводится к тому, что в результате борьбы за существование происходит отбор животных, наиболее приспособленных к определенной среде. Иными словами, в борьбе за существование выживают лишь те индивиды, чьи (даже незначительные) отклонения в признаках или свойствах случайно дают им преимущества в приспособлении к условиям жизни.

Ч. Дарвин (1859) впервые сделал сравнительное описание инстинктов, свойственных человеку и животным, тем самым доказав общность биологических основ поведения человека и животных. Ученый четко разделил действия организма на врожденные и приобретенные (впервые эту идею высказал Гален, II в. н.э.). Инстинкты – это врожденные формы поведения, но на них уже в раннем онтогенезе начинает наслаиваться приобретенный индивидуальный опыт.

Экспериментальной предпосылкой для создания учения о ВНД были работы по декортикации (полной или частичной) подопытных животных и наблюдения за изменением их поведения (Ж.Б. Буйо, 1830; П. Флуранс, 1842; Л. Гольц, 1881).

Л. Гольц в 1881 г. экстирпировал у собаки большие полушария головного мозга и наблюдал за поведением животного 18 месяцев. После этой операции животное потеряло все свои навыки, приобретенные в течение жизни, в результате чего оно не могло приспосабливаться к изменениям окружающей среды. Жизнь собаки поддерживалась специальным уходом – ее необходимо было поить и кормить, как новорожденного младенца.

Важную роль в развитии представлений о ВНД сыграл И. М. Сеченов (1829 –1905). Свои взгляды и результаты экспериментальных исследований он изложил в 1863 г. в знаменитой книге «Рефлексы головного мозга» (первоначальное название книги – «Попытка ввести физиологические основы в психологические процессы»). И. М. Сеченов впервые в истории естествознания высказал мысль о том, что сознание представляет собой лишь отражение реальной действительности и познание окружающей человека среды возможно лишь при помощи органов чувств, продукты которых являются первоначальным источником всей психической деятельности. По мнению И. М. Сеченова, первопричина всякого человеческого действия лежит вне его. Наблюдая за поведением и формированием сознания ребенка, ученый показал, как врожденные рефлексы с возрастом усложняются, вступают в разнообразные связи друг с другом и создают всю сложность человеческого поведения.

И. М. Сеченов писал, что непосредственным началом рефлекса является чувственное возбуждение, вызываемое извне, а концом – движение, однако физиология должна изучать и середину рефлекторного акта, т.е. «психический элемент в тесном смысле слова», который очень часто, если не всегда, оказывается, по существу, не самостоятельным явлением, а интегральной частью всего процесса в целом, развивающегося в мозге по принципу ассоциации.

Основоположником учения о ВНД является знаменитый русский физиолог И.П. Павлов (1849 – 1936). Павлов открыл условные рефлексы и, используя их как объективный метод исследования психической деятельности (ВНД по И.П. Павлову), разработал основы учения о ВНД.

Время перехода И. П. Павлова на физиологические позиции в истолковании психического возбуждения слюнных желез (на процесс приготовления вливания раствора кислоты в рот) связывают с датой рождения метода условных рефлексов (1901). Поскольку И.П. Павлов исходил из идеи нервизма, он пришел к заключению, что данное явление имеет рефлекторную природу, представляет особый вид рефлекса, названного им условным рефлексом, поскольку для его возникновения необходимы определенные условия. Условный рефлекс является объективным методом изучения психической деятельности мозга. За каплями условно-рефлекторного слюноотделения, наблюдаемого при образовании условных рефлексов, он разглядел и создал учение о психических функциях головного мозга.

Согласно учению И. П. Павлова различают высшую и низшую нервную деятельность. Низшая нервная деятельность, как уже было указано в начале книги, – это совокупность нейрофизиологических процессов, обеспечивающих осуществление безусловных рефлексов и инстинктов. Инстинкт представляет собой врожденную форму приспособительного поведения, обусловленную биологическими потребностями организма и специфическими раздражителями внешней среды.

Термин «высшая нервная деятельность» И. П. Павлов предложил использовать вместо термина «психическая деятельность», что способствовало изучению психической деятельности с помощью объективного метода, т.е. условных рефлексов, открытых им. Однако в настоящее время накопилось достаточно научных фактов, свидетельствующих о том, что понятия «психическая деятельность» и «высшая нервная деятельность» неравнозначны.

Высшая нервная деятельность, согласно И.П. Павлову, – это условно-рефлекторная деятельность ведущих отделов головного мозга (у человека и животных – больших полушарий и переднего мозга), обеспечивающих адекватные и наиболее совершенные отношения целого организма к внешнему миру, т.е. поведение. Однако переработка полученной информации в период бодрствования, а также во сне – тоже высшая нервная деятельность, хотя поведение (деятельность организма в окружающей среде) при этом отсутствует. До настоящего времени единого определения понятия высшей нервной деятельности не сложилось.

Имеются противоречия также в определении таких понятий, как «сознание», «психика», «мышление». Причем встречаются различные определения одного и того же понятия или практически одинаковые определения разных понятий. Учитывая все вышеизложенное, повторим: высшая нервная деятельность –- это совокупность нейрофизиологических процессов, обеспечивающих сознание, подсознательное усвоение информации и целенаправленное поведение организма в окружающей среде и обществе, психическая деятельность – это идеальная, субъективно осознаваемая деятельность организма, осуществляемая с помощью нейрофизиологических процессов. Как видно из этих определений, психическая деятельность осуществляется с помощью ВНД – таково соотношение этих понятий. Психическая деятельность протекает осознанно, независимо от того, сопровождается она физической работой или нет. Высшая нервная деятельность может протекать осознанно и подсознательно. В частности И. П. Павлов считал, что сон является разлитым торможением в коре большого мозга. В настоящее время хорошо известно, что сон – это особая активность мозга, т.е. одна из форм высшей нервной деятельности. Примерами неосознаваемой высшей нервной деятельности является также переработка поступившей ранее информации, когда человек уже переключился на другую деятельность (процесс запоминания), переработка сигналов от подпороговых внешних раздражителей, что было доказано, например, с помощью выработки условного рефлекса на весьма слабый звук, который испытуемый субъективно не воспринимал. Психикой называют свойство мозга осуществлять психическую деятельность. Сознание представляет собой идеальное, субъективное отражение с помощью мозга реальной действительности. Сознание отражает реальную действительность в различных формах психической деятельности человека, которыми являются: ощущение, восприятие, мышление, представление, внимание, чувство (эмоции) и воля.

Один из основоположников бихевиоризма американский психолог Э. Торндайк (1874 – 1949) изучал поведение различных животных объективным путем. Животное помещалось в ящик и могло выйти из него к пище или на свободу, выучившись открывать дверцу. В результате наблюдений Торндайк сформулировал три главных закона обучения: пользы, эффекта и упражнения. Суть этих законов заключается в том, что полезные действия животного в силу их связи с приятным чувством закрепляются, а вредные, вызывающие неприятные чувства, исчезают. Полезные действия становятся тем прочнее, чем больше организм в них упражняется. В отличие от Д. Гартли (1705 –1757) и Дж. Пристли (1733 – 1804) - основоположников ассоциативной психологии, оперировавших понятием ассоциации идей, - Торндайк обратил внимание на ассоциацию между стимулом и реакцией организма как основу поведения животного.

Методы исследования ВНД

Важнейшим методом изучения ВНД является метод условных рефлексов в сочетании с различными дополнительными исследованиями или воздействиями. Условный рефлекс – это выработанная в онтогенезе реакция организма на раздражитель, ранее индифферентный для этой реакции.

Основные правила выработки условных рефлексов следующие: неоднократное совпадение во времени действия индифферентного раздражителя с безусловным; условный стимул должен предшествовать безусловному. Следовательно, условный рефлекс образуется на базе безусловного (врожденного) рефлекса.

Образованию условных рефлексов способствуют многие факторы (условия): оптимальное состояние организма (здоровье), и в первую очередь состояние коры больших полушарий; функциональное состояние нервного центра безусловного рефлекса (для пищевых рефлексов – наличие пищевой потребности); отсутствие посторонних сигналов как из внешней среды, так и от внутренних органов (кишечника, мочевого пузыря и др.); оптимальное соотношение силы условного и безусловного раздражителей. Для образования и сохранения условных рефлексов существует определенный диапазон величин подкрепления: минимальный (пороговый), оптимальный, максимальный.

Широко распространенными и доступными, не травмирующими организм исследованиями деятельности мозга являются электроэнцефалография и метод вызванных потенциалов (ВП). Оба метода, казалось бы, недостаточно информативных, в последние десятилетия получили дальнейшее развитие (второе рождение) в связи с компьютерной обработкой элементов электроэнцефалограмм (ЭЭГ) и ВП.

Электроэнцефалография - регистрация суммарной электрической активности мозга с поверхности головы, а электроэнцефалограмма (ЭЭГ) представляет собой кривую, зарегистрированную при этом. Запись ЭЭГ с коры головного мозга называется электрокортикограммой (ЭКоГ).

Регистрация ЭЭГ производится с помощью биполярных (оба активны) или униполярных (активный и индифферентный) электродов, накладываемых симметрично в лобных, центральных, теменных, височных и затылочных областях головного мозга. Основными анализируемыми параметрами ЭЭГ являются частота и амплитуда волновой активности.

На ЭЭГ регистрируется 4 основных физиологических ритма: a-, b-, q- и d- ритмы (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Электроэнцефалограмма:

а – основные ритмы: 1 – a-ритм; 2 – b-ритм;

3 – q-ритм; 4 – d-ритм; б – реакция десинхронизации

ЭЭГ затылочной области коры при открывании глаз () и восстановление

a-ритма при закрывании глаз (↓)

a-Ритм имеет частоту 8–13 Гц, амплитуду до 70 мкВ, наблюдается у человека в состоянии физического, интеллектуального и эмоционального покоя. a-Ритм является упорядоченным регулярным ритмом. Если он доминирует, ЭЭГ рассматривается как синхронизированная. Механизм синхронизации ЭЭГ связан с деятельностью выходных ядер таламуса (Экклс).

a-Ритм преобладает у 85 –95% здоровых людей старше девятилетнего возраста. Лучше всего он выражен в затылочных областях мозга, в передних (центральной и лобной) областях, часто сочетается с b-ритмом. Вариантом a-ритма являются «веретена сна» длительностью 2 –8 с, которые наблюдаются при засыпании и представляют собой регулярные чередования нарастания и снижения амплитуды волн в частотах a-ритма.

b-Ритм имеет нерегулярную частоту 14 – 30 Гц, низкую амплитуду – до 30 мкВ, сменяет a-ритм при сенсорной стимуляции, например, при действии света, при эмоциональном возбуждении. Наиболее выражен b-ритм в лобных, центральных областях головного мозга. b-Ритм отражает высокий уровень функциональной активности головного мозга. Смена a-ритма b-ритмом называется десинхронизацией ЭЭГ и объясняется активирующим влиянием на кору больших полушарий восходящей ретикулярной формации ствола и лимбической системы.

q-Ритм имеет частоту 4 – 7 Гц, амплитуду до 200 мкВ. У бодрствующего человека θ-ритм регистрируется обычно в передних областях мозга при длительном эмоциональном напряжении и почти всегда регистрируется в процессе развития фаз медленноволнового сна. Отчетливо регистрируется у детей, пребывающих в состоянии неудовольствия.

D-Ритм имеет частоту 0,5 – 3,0 Гц, амплитуду 200 – 300 мкВ. Эпизодически регистрируется во всех областях головного мозга. Появление этого ритма у бодрствующего человека свидетельствует о снижении функциональной активности мозга. Стабильно фиксируется во время глубокого медленноволнового сна.

Происхождение q- и D-ритмов ЭЭГ связывают с активностью соответственно мостовой и бульбарной синхронизирующих систем ствола мозга.

Показатели ЭЭГ. При малейшем привлечении внимания к любому стимулу развивается десинхронизация ЭЭГ - реакция блокады a-ритма (рис. 4.2). Хорошо выраженный a-ритм – показатель покоя организма (релаксации). Более сильная реакция активации выражается не только в блокаде a-ритма, но и в усилении высокочастотных составляющих ЭЭГ". b- и g-активности. Падение уровня функционального состояния выражается в уменьшении доли высокочастотных составляющих и росте амплитуды у более медленных ритмов – q- и d- колебаний. Частотные спектры ЭЭГ помогают количественно оценивать динамику ее изменения. Выделяют несколько типов частотных спектров фоновой ЭЭГ бодрствования: ЭЭГ с a-ритмом (1 ) и без a-ритма (2), а также с преобладанием b-активности (3) и спектра ЭЭГ десинхронизированного типа, когда ни один из ритмов не доминирует (4).

Рис. 4.2. ЭЭГ бодрствующего человека при шести отведениях с поверхности головы

Метод вызванных потенциалов (ВП). У человека – это регистрация колебания электрической активности, возникающего на ЭЭГ при однократном раздражении периферических рецепторов (зрительных, слуховых, тактильных). У животных раздражают также афферентные пути, центры переключения афферентной импульсации, поступающей в ЦНС. Амплитуда их обычно невелика, сопоставима с волнами ЭЭГ, поэтому для эффективного выделения ВП применяют прием компьютерного суммирования и усреднения участков ЭЭГ (10 – 50), следующих до и после включения раздражающего стимула. В процессе усреднения случайные колебания ЭЭГ трансформируются в изолинию, на фоне которой отчетливо проявляются закономерные колебания ВП (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Вызванные потенциалы у человека на вспышку света (указано стрелкой):

П – позитивный ответ (гиперполяризация);

Н – негативный ответ (деполяризация)

Общая продолжительность ВП составляет 300 мс. Наиболее ранние компоненты ВП отражают поступление в кору большого мозга афферентных возбуждений через специфические ядра таламуса. Эту часть ВП называют первичным ответом (рис. 4.4). Первичные ответы регистрируются в корковых проекционных зонах тех или иных периферических рецепторных зон.

Поздние компоненты ВП обусловлены поступлением в кору неспецифических возбуждений через ретикулярную формацию ствола, неспецифические ядра таламуса и лимбической системы – это вторичные ответы (см. рис. 4.4). Вторичные ответы, в отличие от первичных, регистрируются не только в первичных проекционных зонах, но и в других областях мозга, связанных между собой горизонтальными и вертикальными (кора-подкорка) нервными путями.

Рис. 4.4. Первичный (П 1 , H 1) и вторичные (П 2 , Н 2 , П 3 , Н 3)

ответы усредненного с помощью ЭВМ вызванного потенциала

в соматосенсорной коре мозга кошки при электрическом

раздражении лучевого нерва (указано стрелкой):

П – позитивные ответы; Н – негативные ответы

Изменения функционального состояния отражаются в ранних компонентах ВП с латентным периодом пика менее 100 мс. С привлечением внимания к стимулу, под влиянием инструкции или в результате действия электрораздражителя, который, как известно, усиливает ориентировочные реакции и сдвигает функциональное состояние в сторону возбуждения, амплитуда их растет, латентный период уменьшается.

Усиление Н 150 положительно коррелирует с числом ложных тревог и трудностями при выполнении задания (плохим опознанием эталонного стимула). Компонент Н 150 используют в диагностических целях при определении функционального состояния с повышенной эмоциональной напряженностью.

Метод дает возможность также выявить взаимодействия различных зон коры при выработке условных рефлексов.

Другие методы.

Магнитоэнцефалография . Поскольку при движении электрических зарядов возникает магнитное поле, мозг генерирует не только электрические (регистрируемые с помощью ЭЭГ), но и слабые магнитные волны. Напряженность этого поля более чем в раз слабее, чем у магнитного поля Земли, поэтому его можно уловить только применяя высокочувствительные датчики, заполненные жидким гелием (сверхпроводящие квантовые интерференционные устройства). Преимущество подобной методики перед ЭЭГ заключается в гораздо более высоком пространственном разрешении, т.е. повышенной точности локализации очага корковой активности, поскольку сигналы от соседних участков не накладываются друг на друга.

При компьютерной томографии через мозг пропускается тонкий пучок рентгеновских лучей, источник которого вращается вокруг головы в заданной плоскости; прошедшее через череп излучение измеряется сцинтилляционным счетчиком. Таким образом получают рентгенографические изображения каждого участка мозга с различных точек. Далее с помощью компьютерных программ по этим данным рассчитывают радиационную плотность ткани в каждой точке исследуемой плоскости. В результате получают высококонтрастное изображение среза мозга в данной плоскости с пространственным разрешением 0,5 – 1 мм для слоя толщиной 2 –13 мм. Доза облучения при этом не больше, чем при обычном рентгенологическом исследовании.

При позитронно-эмиссионной томографии используют радиоизотопы биологически важных атомов (18 F, 15 O, 13 N, 11 С), испускающие позитроны. Каждый позитрон, пройдя короткий (2 – 8 мм) путь, сталкивается с электроном; при этом обе частицы взаимоуничтожаются с испусканием двух g-лучей под углом 180°. Эти лучи улавливаются фотодетекторами, расположенными вокруг головы, причем их регистрация происходит лишь в том случае, когда два детектора, расположенные точно друг против друга, возбуждаются одновременно. На основании полученных данных строится изображение в соответствующей плоскости, которое отражает различия в плотности распада изотопа, т. е. в радиоактивности разных участков исследуемого объема ткани. Если изотоп включается в такие вещества, как вода, глюкоза, аминокислоты или другие биологические важные молекулы, можно изучать их распределение в мозге. Пространственное разрешение при данном методе составляет 4 – 8 мм, а временне – 1 с. Поскольку период полураспада используемых изотопов мал, поблизости от установки позитронно-эмиссионной томографии должен находиться циклотрон, на котором их получают.

Ядерный магнитный резонанс. Ядра атомов вращаются, т.е. обладают моментом вращения; поскольку в их состав входят протоны, при этом генерируется магнитное поле, полюса которого расположены на оси вращения. Обычно оси вращения различных молекул распределены случайным образом, но под влиянием внешнего магнитного поля их направления меняются (подобно тому, как стрелка компаса устанавливается в магнитном поле Земли). При соответствующих условиях это приводит к резонансу атомных ядер, в результате чего они испускают электромагнитное излучение. Регистрируются появления и затухания такого резонансного излучения, которые и служат измеряемыми сигналами. Особенно хорошим резонатором является ядро атома водорода в составе воды и многих других молекул организма. В связи с этим методом ядерного магнитного резонанса в медицине измеряют именно его резонанс, причем изображения можно получать в любых плоскостях. В настоящее время толщина анализируемого слоя составляет 5–10 мм, а пространственное разрешение – около 1 мм. Однако временное разрешение пока остается слабым – 10 –20 с. Степень контрастности при ядерном магнитном резонансе такая же, как при компьютерной томографии, и, безусловно, может быть увеличена.

Рис. 4.5. Внутриклеточная регистрация спонтанной электрической

активности моторного нейрона (клетки Беца) коры мозга с помощью

стеклянного микроэлектрода. Во время ТПСП процесс

генерации ПД прекращается

Микроэлектродный метод основан на подведении к одиночным нейронам микроэлектродов. Чаше всего их делают в виде стеклянных микропипеток, которые перед опытом заполняются электролитом (3М КС1). Метод позволяет изучать активность одиночных нейронов ЦНС. С помощью микроэлектродов, вводимых внутрь нервных клеток, можно измерять мембранные потенциалы покоя, регистрировать постсинаптические потенциалы (возбуждающие и тормозные), а также потенциалы действия (рис. 4.5). Разновидностью микроэлектродного метода является метод микроионофореза, при котором используются многоканальные стеклянные микроэлектроды. Через один из каналов, заполненный электролитом, экспериментатор имеет возможность регистрировать электрическую активность нейрона, остальные заполняются биологически активными веществами, которые апплицируют на работающий нейрон, пропуская через растворы веществ постоянный ток.

Таким образом, в условиях прямого эксперимента с регистрацией активности одиночного нейрона можно наблюдать его реакции на действие различных химических веществ и их влияние на условные рефлексы и поведение животного.

Методы молекулярной биологии направлены на изучение роли молекул ДНК, РНК и других биологически активных веществ в образовании условных рефлексов.

Методы холодового выключения структур головного мозга дают возможность визуализировать пространственно-временную мозаику электрических процессов мозга при образовании условного рефлекса в разных функциональных состояниях.

Стереотаксический метод позволяет с помощью устройства для управляемого перемещения электродов во фронтальном, сагиттальном и вертикальном направлениях (стереотаксический прибор) ввести электрод (микропипетку, термопару и т.д.) в различные подкорковые структуры головного мозга по стереотаксическим координатам и подготовить животное для хронического эксперимента. Координаты этих структур приводятся в специальных стереотаксических атласах. Через введенные электроды можно регистрировать биоэлектрическую активность соответствующей структуры, раздражать или разрушать ее, вводить различные химические вещества. После выздоровления животного применяют метод условных рефлексов.

Метод перерезки и выключения различных участков ЦНС производится механическим, электролитическим путем, а также при использовании замораживания, ультразвуковых, рентгеновских лучей. Используя электрошок или вводя снотворные вещества, можно обратимо видоизменять активность мозга в целом и наблюдать за изменением условно-рефлекторного поведения (см. также раздел 14.2).

Реоэнцефалография основана на регистрации изменений сопротивления ткани мозга переменному току высокой частоты в зависимости от кровенаполнения и позволяет косвенно судить о величине общего кровенаполнения мозга, тонусе, эластичности его сосудов, состоянии венозного оттока.

Эхоэнцефалография основана на свойстве ультразвука по-разному отражаться от структур мозга, его патологических образований, цереброспинальной жидкости, костей черепа и др. Кроме определения размеров локализации тех или иных образований мозга (особенно срединных) эхоэнцефалография благодаря использованию эффекта Допплера дает возможность оценивать скорость и направление движения крови в сосудах, участвующих в кровоснабжении мозга.