Психофизиологические функции и их развитие в онтогенезе

                         Психофизиологические функции и их развитие в онтогенезе.

Основы психофизиологического  развития и образ жизни ребенка  в различные возрастные периоды 
Организм ребенка непрерывно растет и развивается. В различные периоды его жизни происходят значительные анатомо-функциональные изменения различных систем организма. 
Основными этапами развития являются внутриутробный и постнатальный, начинающийся с момента рождения. Во время внутриутробного периода закладываются ткани и органы, происходит их дифференцировка. Постнатальный этап охватывает все детство и характеризуется продолжающимся созреванием органов и систем, изменениями физического развития, значительными качественными перестройками функционирования организма. 
Развитие отдельных органов и систем происходит не изолированно, а во взаимном влиянии, обеспечиваемом координирующей ролью двигательной активности ребенка. 
Каждый возрастной период характеризуется своими специфическими особенностями. Переход от одного возрастного периода к последующему обозначают как переломный этап индивидуального развития, или критический период. В постнатальном развитии человека до наступления взрослого возраста выделяют три критических периода: 
1. Возраст от 2 до 3,5 лет, когда ребенок начинает активно двигаться, происходит формирование речи, сознания, совершенствование и продолжение формирования условно-рефлекторной деятельности, ориентирования и исследовательской деятельности. Особенно ранима нервная система, ее перенапряжение приводит к нарушению психического развития и появлению психических заболеваний. В этот период онтогенеза для родителей и воспитателей важно принять все возможные меры по предупреждению детского травматизма; 
2. Возраст 6 – 8 лет (начало школьного обучения), когда меняется образ жизни, идет адаптация к школьному режиму, появляются новые обязанности, падает двигательная активность; 
3. В 11 – 15 лет происходят изменения гормонального баланса, связанные с созреванием и перестройкой работы желез внутренней секреции. В этот период возникает риск возникновения многих нарушений в состоянии здоровья подростка. 
Новорожденность (до 10 дней). Существенной особенностью этого периода является адаптация организма к новым условиям существования. Ребенок рождается с жизненно важными безусловными рефлексами. Температура тела неустойчива. Ребенок лучше развивается, если его для первого кормления поднесли к груди матери через 15 – 20 минут после рождения, так как в молозиве содержится много биологически активных веществ, стимулирующих его иммунитет. Кроме того, в этом случае в грудных железах матери быстрее появляется молоко, а ранний контакт ребенка с матерью по механизму импринтинга формирует в мозгу след, благоприятный для процессов адаптации в окружающем мире. С самого момента рождения ограничения движений ребенка должны быть минимальными, так как двигательная активность положительно влияет на все физиологические системы. 
Грудной период (до 1 года) исключительно важен в эффективности полноценного развертывания генетической программы человека. В этом отношении особое значение имеет правильно организованный образ жизни грудничка, включающий: 
1.Грудное вскармливание молоком матери. Ценность такого молока для ребенка определяется не только его пластической и энергетической ценностью, но прежде всего тем, что оно в генетическом плане полностью соответствует особенностям организма данного ребенка. Кроме того, оно содержит биологически активные вещества, стимулирующие иммунитет и жизнедеятельность ребенка. Показательно поэтому, что к шести месяцам грудной ребенок удваивает массу тела, бывшую при рождении, хотя подсчеты показывают, что содержащихся в потребленном им материнском молоке веществ достаточно лишь для возрастания массы на 50 – 60%. Поэтому особенно важен здоровый образ жизни кормящей матери, позволяющий ребенку получать полноценное питание. В свою очередь, последнее обеспечивает организм ребенка не только полноценным энергетическим материалом, но и необходимыми для активно формирующихся органов и тканей веществами. 
2. Двигательная активность грудного ребенка важна во многих отношениях. Прежде всего, она обеспечивает термостабильность и своевременное становление двигательных функций. Основным условием организации двигательной активности грудного ребенка является свобода движений, то есть возможность для ребенка в каждый данный момент выполнять те движения, к которым он сейчас готов. 
3. Психический комфорт предполагает целый ряд условий, в числе которых: 
– единство требований к ребенку со стороны родителей; 
– достаточное информационное обеспечение, включающее речевое общение, двигательную активность и др.; 
– положительно окрашенная эмоциональная обстановка; 
– поддержание стремления ребенка к самостоятельности. 
Раннее детство (1 – 3 года). Интенсивно развиваются системы организма. Окончательно складывается соотношение тонуса ядер симпатической и парасимпатической вегетативных нервных систем. За второй год жизни ребенок вырастает на 10 – 12 см, а за третий – еще примерно на 7 см. Формируются изгибы позвоночника. Бурно развиваются механизмы речи, которые связаны со сложным развитием корковых зон речи. В образе жизни ребенка возраста раннего детства важно обеспечение всех его компонентов. При этом по-прежнему особую роль играет полноценная двигательная активность, через которую ребенок в значительной степени познает мир. Игра, закаливание, гимнастика, массаж, прогулки обеспечивают ребенку нормальное физическое развитие. Недопустимо перекармливание ребенка, и лучшим способом регулирования его питания является следование рекомендациям Б. Спока: «Не перекармливайте ребенка – он съест столько, сколько ему надо!» Важно лишь обеспечить ребенку рацион, включающий максимум натуральных пищевых веществ, и не злоупотреблять сладостями, солью и выпечкой. 
В обеспечении психического здоровья важны два обстоятельства. Во-первых, поддерживать в ребенке его стремление к самостоятельности и к инициативе. Во-вторых, основываясь на дидактическом принципе сознательности и активности, следует пояснять ребенку (на уровне доступных ему понятий) свои действия и требования и не отмахиваться от его вопросов. 
Первое детство (4 – 7 лет). Происходит замедление темпов роста до 4 – 6 см в год, заканчивается структурное формирование головного мозга. Повышается координация движений. Позвоночник гибок и податлив к формированию осанки, поэтому нарушение гигиенических требований может привести к необратимой деформации. Мышцы обладают низкой выносливостью и не способны к силовым напряжениям. 
Для физического развития детей, совершенствования их дыхательной и сердечно-сосудистой систем, закаливания организма, формирования правильной осанки и коррекции ее нарушений полезны занятия плаванием. 
Второе детство (8 – 11 девочки, 8 – 12 мальчики) связано с периодом обучения в школе, что требует определенного уровня физиологического и психического развития, обеспечивающего безболезненную адаптацию ребенка к режиму школы и возможность усвоения учебных программ. В этих условиях решающим показателем, определяющим возможность обучения, служит не паспортный возраст, а степень функциональной готовности ребенка к требованиям школы. 
Продолжается окостенение скелета, идет интенсивное развитие мышц рук. Скелет эластичен и гибок при слабости глубоких мышц спины, что может привести к нарушению осанки. Поэтому движения должны быть разнообразными, без значительных статических нагрузок. Благодаря усилению процессов внутреннего торможения и концентрации корковых процессов дети становятся более сосредоточенными, внимательными и дисциплинированными. Однако эмоциональные, умственные и физические перегрузки приводят к снижению надежности организма, развитию неврозов и других нарушений здоровья.

                          Психофизиология восприятия, памяти и речи.

Восприятие.

Восприятие определяется механизмами кратковременной и  промежуточной, эмоциональной памяти.

Начальную стадию этого  процесса составляет так называемая сенсорная память. Это сенсорный образ, мгновенный отпечаток внешнего мира, удерживающийся в памяти в пределах 50-500 мс.

Непосредственный отпечаток  внешнего мира не воспроизводим. Он является начальным этапом переработки информации. Количество информации, содержащейся в образе, избыточно. Она многоканальна. Организм в соответствии с потребностями выбирает из общей информации более значимую. Т.о. складывается процесс восприятия.

Больные с поражением вентрального гиппокампа очень отвлекаемы, не могут длительно удерживать цель поведения. Т.о. лимбические структуры принимают участие в процессе восприятия.

Моменты осознания текущих  психологических процессов разделяют  непрерывные функции восприятия и мышления на функционально значимые этапы психической деятельности (Gannon W-, 1988; Schleidt M., 1991). Психическая деятельность, связанная с восприятием, складывается из последовательных системоквантов восприятия, заканч-хся моментами осознания наличия или отсутствия.

Память.

Память — одно из основных свойств нервной системы, выражающееся в способности длительное время хранить информацию о событиях внешнего мира и реакциях организма, неоднократно выводить эту информацию в область сознания и поведения. При изучении памяти важен механизм хранения и использования знаний.

Память человека и животных включает четыре характеристики — запоминание (усвоение) информации, ее сохранение, извлечение и воспроизведение. Запоминаются не только раздражители, исходящие из внешней или внутренней среды организма, но и вызванные ими ощущения и восприятия. Благодаря свойствам памяти, человек организует во времени и пространстве функции, которые позволяют приобретать, сохранять и использовать индивидуальный опыт, который влияет на последующее восприятие.

Пространственная и временная организация памяти связана со многими структурами мозга. Прежде всего — это височная доля, гиппокамп и миндалина, а также мозжечок и кора больших полушарий, специфические и неспецифические таламические ядра.

Медиальная  височная область и гиппокамп участвуют в формировании и временном сохранении следов памяти, но не служат местами постоянного хранения информации.

В опытах на обезьянах  показано, что только одновременное  удаление гиппокампа и миндалины уничтожает результаты недавнего обучения и лишает животное возможности дальнейшего обучения. Если удалялась только миндалина или только гиппокамп, то обучение новым формам поведения было возможно, хотя непосредственно предшествовавшее операции обучение практически было забыто животным.

Еще более  существенна для организации  памяти роль коры головного мозга. Медиальная часть височной коры связана с запоминанием текущих событий и наравне с гиппокампом обеспечивает сохранение у человека следов недавних событий. Люди с поврежденной височной долей живут только в настоящем времени. Существует в памяти та часть жизни, которая прошла до травмы.

У животных, выращенных в условиях воздействия на них  множества сенсорных раздражителей, слои коры толще, структура нейронов сложнее, чем у животных, выращенных в "обедненных" условиях. Найти определенное место в коре, где хранится информация пока не удалось. Делают заключение, что память широко распределена в различных областях мозга.

У человека с  повреждением дорсомедиального ядра таламуса в результате травмы возможность усвоения нового словесного материала практически исчезла. Поражения медиального таламуса в сочетании с дегенерацией нейронов лобной коры и мозжечка у человека приводят к неспособности переучивания.

В сохранении результатов обучения двигательным условным рефлексам большое значение имеет мозжечок. Разрушение определенной области мозжечка ликвидировало не только следы обучения, но и блокировало образование новых следов. Разрушение глубинных мозжечковых ядер гибельно для следов памяти об обучении движениям.

Изменения памяти, особенно ее эмоциональных аспектов, связаны  с сохранностью миндалевидного комплекса (миндалины). Интактность лобных долей необходима для выполнения отсроченных реакций, сохранность височной коры является условием сохранения памяти как на относительно недавние, так и на отдаленные по времени события.

В зависимости  от рецепторов, воспринимающих раздражения, выделяют зрительную, слуховую, осязательную, обонятельную, вкусовую и другие "памяти".Выделяют несколько типов памяти:

1. Иконическая память удерживает точную и полную картину, воспринимаемую органами чувств, то есть образ предмета. Длительность хранения образа 0,1-0,5 с. Емкость ее ограничена 3-5 элементами. Этот тип памяти связывают с последействием в периферических и центральных звеньях, связанным с разложением зрительного пигмента.
2. Кратковременная память удерживает не точную копию предмета, события, явления, а их частичное отображение, емкость ее — 7±2 предъявляемых элемента. Длительность сохранения следов от 5 до 60 с. Запоминание связано с повторением.
3. Долговременная память удерживает огромный объем информации. Все, что содержится в памяти более одной минуты, переводится в систему долговременной памяти, где и сохраняется часами, а иногда на протяжении всей жизни.

Переход от кратковременной  к долговременной памяти — это преобразование процесса получения информации в процесс ее сохранения. Запоминание или консолидация следов памяти осуществляется с участием медиальной височной доли и гиппокампа. После консолидации следов данные становятся постоянным содержанием долговременной памяти.

Запоминание осуществляется двумя способами - процедурным и декларативным. Процедурное запоминание связано с получением и хранением знаний о том, как надо действовать, а декларативное — о том, что составляет основу действия.

Накопление  и хранение информации в памяти обеспечивается за счет электрических и химических процессов, происходящих в мозге и обуславливающих происходящие и нем структурные изменения. Электрическая активность нервных цепей несомненно лежит и основе получения "непосредственного отпечатка" сенсорной информации и кратковременной памяти. Нервная цепь, обеспечивающая циркуляцию возбуждения, вызванного стимулом, должна сохранять специфическую активность, связанную с действием раздражителя и после его выключения. Нейрофизиологические данные о существовании подобных цепей в различных отделах мозга, особенно в таламусе, гиппокампе, височной, теменной и лобной коре свидетельствует о широком распространении продолжительной циркуляции возбуждения в нейронных сетях мозга.

Физиологической основой памяти являются следы в  нервной системе от предыдущих раздражении. Следовые процессы являются общим свойством нервной системы. Одним из конкретных проявлений сохранения следов раздражении является доминантный очаг возбуждения.

Длительное  хранение следов памяти обеспечивается взаимосвязями между нейронами, их активностью и химическими изменениями в самих нейронах, что приводит к созданию новых структурных основ для хранения информации. Процесс изменения свойств цепи при циркуляции нейронной активности называется консолидацией следа (энграммы). Консолидация следа, на которой основана постоянная структура памяти, осуществляется в результате химического кодирования и активизации синаптических соединений.

Когда нейрон многократно и длительно разряжается, то в постсинаптической мембране возрастает концентрация кальция. Он активирует кальций-зависимую протеиназу — фермент, расщепляющий один из белков мембраны. В результате расщепления белка возрастает число белковых глутаматных рецепторов. Аксошипиковые синапсы становятся более чувствительными, поскольку их проводимость увеличивается вследствие возрастания числа глутаматных рецепторов.

В процессе запоминания  усиливается синтез РНК и белков. В первые часы обучения увеличивается количество синтезированных белков, которые по аксонам нервных клеток мозга транспортируются к синапсам, делая структуру последних более эффективной для передачи возбуждения.

Особое значение имеют нейропептиды. Они могут действовать на ядерную ДНК и РНК нейронов. Перенос некоторых навыков с помощью цереброспинальной жидкости от обученных животных к необученным свидетельствует о существовании достаточно отчетливых и устойчивых химических механизмов долговременной памяти.

Эндогенные  опиатные пептиды — эндорфины  и энкефалины улучшают сохранение условных рефлексов, замедляют их угашение. Гормоны гипофиза вазопрессин и окситоцин оказывают антагонистическое влияние на память: вазопрессин улучшает, окситоцин нарушает долговременную память.

Речь.

Звуковая  речь - способность знаково-символического отражения предметов и явления окружающего мира, а также собственных состояний, с использованием разных уровней обобщения. Именно слово, этот "сигнал сигналов", резко расширило диапазон и качество восприятия внешнего мира, возможность передачи информации другим людям за счет звуковых конструкций, несущих эмоциональную и смысловую нагрузку. Только у человека признаки, лежащие в основе предметов и событий, связаны со словами родного языка и получают вербальные наименования.

Предпосылкой  для генерации звуковой речи было развитие и совершенствование периферического аппарата звукогенерации — глотки, гортани, голосовых связок, нижней челюсти. Важная роль принадлежит возможности координации голосового и артикуляционного аппарата.

АКУСТИЧЕСКИЕ  ПАРАМЕТРЫ И ВОСПРИЯТИЕ РЕЧИ.

Основной психоакустической характеристикой речи человека является ее разборчивость, то есть степень правильного восприятия слушателем звуков, слов и смысла речи. Максимальная разборчивость характерна для восприятия связной речи в виде предложений -- фразовая разборчивость. Если человек воспринимает изолированные слова, процент разборчивости оказывается меньше. Он еще больше снижается при передаче изолированных фонетических элементов речи типа слогов — логотомов. Это объясняется высокой информационной избыточностью связной речи, позволяющей слушателю догадываться о нечетко произнесенных и даже вообще не произнесенных звуках по ее смыслу.

Важнейшей акустической характеристикой речи является спектр звука и его динамика во времени. Спектром звука называется представление сигнала в координатах "частота-амплитуда". Наименьшая частота колебаний звука при его прохождении через сомкнутые края голосовых складок в процессе фонации, называется частотой основного тона голоса, которая измеряется в герцах. Частота основного тона позволяет идентифицировать личность по голосу. Изменения частоты основного тона во времени определяют интонацию, а также индивидуальные и эмоциональные особенности речи.