Адаптивный характер функционирования организма.
Регуляцию жизнедеятельности организма осуществляет центральная нервная система. Любая ответная реакция представляет собой рефлекс – безусловный (врожденный) либо условный (приобретенный). Таким образом, рефлекс – это ответная реакция организма на действие внешней среды. Безусловные рефлексы отличаются стабильностью и проявляются с машинообразной точностью. Они носят видовой характер, то есть представители одного и того же вида животных имеют одинаковый фонд безусловных рефлексов. Безусловные рефлексы обеспечивают первое приспособление организма к условиям внешней и внутренней среды. Например, организм новорожденного адаптируется в среде за счет безусловных рефлексов дыхания, глотания, сосания, хватательного рефлекса и др. К сложным безусловным рефлексам относятся инстинкты. Однако вскоре для адаптации к внешнему миру ребенку становится недостаточно одних только безусловных рефлексов. Успешная адаптация организма к постоянно изменяющимся условиям внешней среды происходит за счет условно-рефлекторных реакций. Условно-рефлекторные механизмы головного мозга объединяют все виды деятельности – от физиологических функций до психологических реакций, в том числе эмоций и мышления. Они обеспечивают приспособительные реакции, направленные на сохранение целостности и стабильности организма. Таким образом, условный рефлекс является элементарным физиологическим и элементарным психологическим явлением.
Реакции, образуемые на основе безусловных рефлексов, называются условными рефлексами первого порядка. Реакции, вырабатываемые на основе ранее приобретенных условных рефлексов, называются условными рефлексами высшего порядка – второго, третьего, четвертого и т.д. У детей в возрасте до года могут вырабатываться условные рефлексы пятого и шестого порядков, при развитии функции речи порядковый диапазон рефлексов значительно расширяется и слово становится одним из самых сильных побудительных факторов воздействия.
Системный принцип функционирования организма.
Успешная адаптация или приспособление организма к внешнесредовым воздействиям осуществляется благодаря системному принципу организации его ответных реакций. Это базовый механизм жизнедеятельности организма.
Все виды приспособительной деятельности физиологических систем и целостного организма осуществляются посредством иерархически организованных динамических объединений, называемых функциональной системой или динамическим стереотипом. Функциональная система включает объединения анатомически различных элементов.
Иерархия динамически сочетает принцип автономности (относительной самостоятельности) с принципом соподчинения. Это обеспечивает гибкость и надежность. В иерархически организованных системах достигается высокая энергетическая, структурная и информационная экономичность благодаря тому, что отдельные уровни могут состоять из блоков, осуществляющих простые специализированные операции - анализ зрительного восприятия, автоматическая координация мелких движений кисти и т.п. Затем они передают информацию на более высокие уровни ЦНС, которые осуществляют более сложные операции - в проекционные зоны зрительной коры, двигательной коры, а также в ассоциативную кору, где формируется целостный синтетический образ раздражителя. Одновременно высшие отделы (заднеассоциативная и переднеассоциативная кора) регулируют нижестоящие отделы головного мозга и нервной системы в целом. Функциональная система (динамический стереотип) формируется на основании следующих операций:
- Афферентный (от периферии к центру) синтез всей имеющейся информации – обстановочной и пусковой афферентации, следов прошлого опыта, мотивации.
- Принятие решения на основе всей имеющейся информации, при этом одновременно формируется программа действия и акцептор результата действия (модель ожидаемого результата). Это означает, что до осуществления любого поведенческого акта в головном мозге уже имеется представление о нем.
- Собственно действие, которое организуется за счет сигналов, идущих из ЦНС (эфферентных – от центра к периферии) к исполнительным органам. Это обеспечивает достижение необходимой цели.
- Сличение на основе обратной связи параметров совершённого действия с моделью (акцептором результата действия). Обратная связь является необходимым фактором успешности каждого поведенческого акта и основой саморегуляуии функциональной системы.
В состав функциональной системы входят элементы, принадлежащие как одной физиологической системе или органу, так и к разным. Это явления получило название «пространственная разнесенность компонентов». Одни и те же элементы или органы могут входить в состав разных функциональных систем.
Функциональные системы, обеспечивающие жизненно важные функции (дыхание, сосание, сердечно-сосудистая деятельность и т.п.) состоят из стабильных и жестко связанных компонентов. Функциональные системы, обеспечивающие сложные поведенческие реакции, психические функции, в том числе и мышление, включают в себя как жесткие, так и гибкие пластичные связи. Это создает высокую динамичность и вариативность в системной организации условных рефлексов в зависимости от решаемой задачи (деятельности).
Таким образом, вид деятельности определяет стабильность функциональной системы за счет состава компонентов (органов и частей органов, в т.ч. и отделов ЦНС, головного мозга), а динамизм за счет характера взаимосвязей на уровне ЦНС, который всегда пластичен. Деятельность функциональной системы опирается в первую очередь на непрестанную динамику межцентральных связей в ЦНС, обеспечивающих динамизм системе, и на отделы мозга, обеспечивающие стереотипность функциональной системы.
Доминанта – это очаг возбуждения в головном мозге, образующийся в результате преобладающей деятельности. Доминанта представляет собой объединение (констелляцию) нервных центров ЦНС, отвечающих за выполнение какой-либо функции или комплекса сонастроенных функций, преобладающих для жизнедеятельности организма в данный момент времени. Элементы (нервные центры) ЦНС могут быть топографически удалены друг от друга, но обязательно объединены единой функциональной задачей и существуют в рамках динамического стереотипа. Посторонние факторы не только не тормозят, а наоборот, усиливают доминантную реакцию. Доминантная реакция образуется благодаря возникновению в ЦНС крупного очага возбуждения, и чем больше нейронов вовлечено в этот очаг, тем прочнее доминанта и тем сильнее она подавляет деятельность других отделов мозга. Доминанта является мощным фактором отбора наиболее важных биологических и социальных раздражителей.
Доминанта, как основная составная часть динамического стереотипа, его рабочий орган, обладает подвижностью межцентральных связей. Нормальная деятельность опирается не на раз и навсегда данную статичную функциональную последовательность, а на постоянную динамику возбуждений на уровне коры больших полушарий, в подкорковых структурах, на уровне спинномозговых рефлексов. Таким образом, динамический стереотип и доминанта как его ядро, своим динамизмом с одной стороны и относительным постоянством, достигаемым через системную организацию функций с другой стороны, обеспечивают адаптивный характер рефлекторных реакций организма.
Приспособительный эффект действия, связанный либо с регуляцией адаптированного функционирования организма, либо с целостной организацией поведения ребенка, может быть достигнут только при наличии конечного результата в центральной нервной системе. Этот конечный результат называется «модель потребного будущего». «Модель потребного будущего» может быть осознаваема, так и неосознанной, присутствовать в ЦНС в закодированной форме. Например, регуляция адаптированного функционирования организма ребенка предполагает наличие некоего оптимального состояния всех органов и систем, при котором ребенок развивается гармонично. Вот это состояние психологического и физиологического комфорта и является закодированной «моделью потребного будущего». Оно не осознается самим ребенком, однако может быть косвенно измерено и оценено взрослыми – родителями по субъективным признакам, а специалистами (педагогом, врачом, физиологом, психологом) профессионально и объективно. Первыми показателями дискомфорта являются изменения в поведении ребенка, появление пограничных психоэмоциональных состояний, низкие темпы физического развития, частые болезни.
Онтогенетические закономерности интегративной деятельности мозга
- Развитие и становление рефлекторной деятельности ребенка осуществляется по законам принципа гетерохронии и принципа системности («гетерохронный системогенез»).
- Гетерохронный системогенез означает, что в ходе онтогенеза ускоренно развиваются те образования мозга, которые создают функциональную систему, обеспечивающую выживание (в том числе и социально-психологическое), на данном возрастном этапе.
- Сначала формируются более филогенетически древние неспецифические структуры и формы функционирования. Это неспецифический механизм модулирующей системы мозга, обеспечивающий непроизвольность (эмоциональность) высших психических функций – непроизвольное внимание, непроизвольную память и эмоциональность поведения.
- Позднее формируются филогенетически поздние специфические структуры мозга и специализированные функциональные системы – это механизм специфической регуляции модулирующей системы мозга, где главным регулирующим звеном является центр активации в лобных отделах; соответствеено в высшей нервной деятельности начинают преобладать произвольные психические функции – произвольное внимание, произвольное восприятие и запоминание; на их основе начинают активно формироваться новообразования мышления.
- Развитие рефлекторной деятельности протекает в несколько стадий:
первая – преимущественно безусловно-рефлекторная адаптация (первые часы и дни жизни);
вторая – этап первичной условно-рефлекторной адаптации, который сопровождается формированием суммационных рефлексов и выделение доминантных реакций – это контакт «глаза в глаза» и «комплекс оживления» (1-3 месяцы жизни);
третья – этап вторичной условно-рефлекторной адаптации (образование истинных условных рефлексов) – активно идет с 2-3 месяца жизни, хотя условные рефлексы начинают образовываться с первых дней после рождения;
четвертая – этап формирования временных связей по типу сложных ассоциаций (индивидуальные особенности ВНД) и типологических особенностей ВНД – активно идет после первого года жизни;
пятая – этап развития второй сигнальной системы как высшей формы условнорефлекторной деятельности. Активно начинает протекать со второго полугодия жизни.
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 нейронов коры больших полушарий 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 нейронов КБП.
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.
Таким образом, все функции в организме складываются и претерпевают изменения при тесном взаимодействии организма и среды. Физиологическое состояние организма ребенка и подростка определяется двумя факторами: внутренним – морфофункциональной \морфологической (тканевой) и функциональной (деятельностной)\ зрелостью физиологических систем; и внешним – воздействием средовых факторов (обучающие и воспитывающие воздействия в учебном заведении и дома; самообучение и самовоспитание; психоэмоциональные воздействия при общении со сверстниками, взрослыми; бытовые и гигиенические условия жизни дома и в учебном заведении; экологические факторы и т.п.). Оба фактора должны взаимодействовать таким образом, чтобы средовые воздействия были адекватны морфофункциональным возрастным особенностям и не нарушали приспособительный или адаптивный характер функционирования организма учащегося. В противном случае, мы либо не получим нужного эффекта от внешних воздействий, либо будем разрушать его организм. С другой стороны, необходимо оценивать и учитывать морфофункциональную зрелость учащегося при планировании педагогических, т.е. внешних воздействий.
