Грудной возраст и другие возрастные периоды
А. Общая характеристика двигательных навыков детей в раннем онтогенезе. Характер движений ребенка в раннем онтогенезе определяется, во-первых, степенью зрелости ЦНС, во-вторых, как и у взрослых, усвоением двигательных навыков, которые для ребенка в раннем онтогенезе практически все новые.
Взрослый человек привычные движения совершает механически, незаметно для внимания, смена одних мышечных сокращений другими непроизвольна, автоматизирована. Двигательные автоматизмы гарантируют наиболее экономное расходование мышечной энергии в процессе выполнения движения. Новый, незнакомый двигательный акт энергетически всегда более расточителен, чем привычный, автоматизированный. Взмах косы косаря, удар молота кузнеца, бег пальцев музыканта - до предела отточенные, энергетически скупые и рациональные автоматизированные движения. Совершенствование движений в их постепенной экономизации, автоматизации, обеспечиваемой деятельностью стриопаллидарной системы.
Стриарная система является более «молодой», чем паллидарная, как в филогенетическом, так и в онтогенетическом отношении. Она впервые появилась лишь у птиц, у человека формируется к концу внутриутробного периода, несколько позже, чем паллидум (бледный шар).
Паллидарная система у рыб и стриопаллидарная у птиц являются высшими двигательными центрами, определяющими поведение. Стриопаллидарные аппараты обеспечивают диффузные, массовые движения тела, согласованную работу всей скелетной мускулатуры в процессе передвижения, плавания, полета и др. Жизнедеятельность высших животных, человека требует более тонкой дифференцировки работы двигательных центров. Потребности движений, носящих целенаправленный, производственный характер, уже не может удовлетворить экстрапирамидная система. В коре переднего мозга создается в процессе эволюции высший аппарат, координирующий согласованную функцию пирамидной и экстрапирамидной систем, руководящих выполнением сложных движений. Однако, перейдя в субординированное, «подчиненное» положение, стриопаллидарная система не утратила присущих ей функций.
Различие функционального значения стриатума (полосатое тело) и паллидума также определяется усложнением характера движений в процессе филогенеза. «Паллидарные» рыбы, передвигаясь во взвешенном в воде состоянии бросковыми, мощными движениями туловища, не должны «заботиться» об экономии мышечной энергии. Потребности такого двигательного акта вполне удовлетворяются работой паллидарной системы, обеспечивающей движения мощные и относительно точные, но энергетически расточительные, чрезмерные.
Птица, вынужденная в полете совершать огромную работу и не имеющая возможности вдруг прервать ее в воздухе, должна располагать более сложным двигательным аппаратом, расчетливо регулирующим качество и количество движений, - стриопаллидарной системой.
Развитие и включение двигательных систем в онтогенезе человека имеет ту же последовательность. Миелинизация стриарных путей заканчивается лишь к 5-му месяцу жизни, поэтому в первые месяцы паллидум является высшим моторным органом. Моторика новорожденных имеет явные «паллидарные» черты. Движения ребенка до 3-4 лет и движения молодого животного (щенка, олененка, зайчонка и т. д.) имеют большое сходство, заключающееся именно в излишестве, свободе, щедрости движений. Характерно богатство мимики ребенка, также свидетельствующее о некотором преобладании «паллидарности». С возрастом многие движения человека становятся все более привычными, автоматизированными, энергетически расчетливыми, скупыми. Улыбка перестает быть постоянным выражением лица. Степенность, солидность взрослых - это торжество стриатума над паллидумом, торжество трезвой расчетливости автоматизированных движений над расточительной щедростью еще «неопытной» стриопаллидарной системы ребенка.
Процесс обучения какому-либо движению, направленный наавтоматизацию двигательного акта, имеет две фазы. Во время первой фазы, которую условно называют паллидарной, движение чрезмерно, излишне по силе и длительности сокращения мышц. Вторая фаза рационализации движения заключается в постепенной отработке оптимального для данного индивида энергетически рационального, максимально эффективного (при минимальной затрате сил) способа движения.
Стриопаллидарная система является важнейшим инструментом в выработке двигательных автоматизмов, которые у взрослого человека целенаправленно подбираются и реализуются высшими корковыми центрами праксиса.Относительная «паллидарность» ребенка обусловлена не только незрелостью стриатума, но и тем, что ребенок еще находится в стадии двигательного обучения в первой, паллидарной, фазе его. Чем старше ребенок, тем все большее число двигательных актов автоматизировано, т.е. перестало быть «паллидарными». Наряду с этим незрелость стриатума и преобладание «паллидарности» у новорожденных как бы заранее запланированы, поскольку именно «паллидарность» необходима ребенку в первый период внеутробной жизни.
Б. Различная степень развития двигательных актов продемонстрированаи с помощью электрофиологической методики. В широком возрастном диапазоне (5-17 лет) с использованием речевой инструкции, определяющей уровень мобилизационной готовности (оперативный покой, экстренное реагирование), методом регистрации ВП были выявлены особенности функционирования системы активации на разных этапах онтогенеза.
На I этапе (7-10 лет) определяются закономерные изменения в динамике регионарных ВП, связанные с мобилизационной готовностью. Наблюдается переход от генерализованной формы активации к регионарно-специфичной активации, обеспечивающей дифференцированность активационных процессов.
На II этапе (11-14 лет) отмечается снижение реактивности к внешним воздействиям. Анализ электрофизиологических показателей подростков, дифференцированных по полу и стадиям полового созревания, позволил установить, что наиболее выраженные, чем в предпубертатном периоде, изменения характерны для подростков, находящихся на начальных стадиях полового созревания (II-III стадии). На этом этапе онтогенеза утрачивается характерная для детей 9-10 лет регионарная специфичность, появляются генерализованные реакции. У части подростков введение мобилизационной готовности вызывает парадоксальную реакцию - снижение выраженности ВП. Эти изменения связаны с существенным сдвигом гормонального профиля организма, повышением интенсивности обменных процессов, что приводит к повышению активации ЦНС в состоянии покоя и обусловливает снижение реактивности к внешним воздействиям.
На III этапе, начиная с 14-15 лет, у подростков, находящихся на IV-V стадиях полового созревания, отмечаются восстановление реактивности активационной системы, приближение характера ее функционирования к зрелому типу.
Выполнение произвольных движений у детей 6-7 лет характеризуется достаточно четкой и дифференцированной динамикой активационных процессов, охватывающих фронтальные, центральные и затылочные зоны мозга, при этом можно выделить левополушарную асимметрию с большей реактивностью лобных и центральных зон левой гемисферы, высокую реактивность затылочных отделов. Реализация движений в этом возрасте происходит на фоне достоверного снижения выраженности медленно-волновой и высокочастотной активности при сохранении стабильности низкочастотного α1-ритма. Лобно-центральный контур повышения межцентрального взаимодействия отмечен у 9-10-летних детей не только при выполнении движений, но и при подготовке к ним, что является отражением морфофункционального созревания коры. По мере формирования навыка к 9-10 годам более значимыми становятся корреляции параметров межполушарной когерентности ритмов ЭЭГ лобных зон коры в отдельных диапазонах частот и эффективности движений. При этом более низкие значения когерентности межполушарного взаимодействия лобных зон в θ и α1-диапазоне связаны с менее эффективной деятельностью. Это свидетельствует о повышении роли межполушарной интеграции в обеспечении деятельности в сравнении с детьми младшей возрастной группы [Безруких М.М., 1994].
Рассмотрим рефлексы и двигательные навыки, которыми овладевает ребенок в различном возрасте.
В. Рефлексы и двигательные навыки детей грудного возраста. 1. Созревание ЦНС и мускулатуры в первые месяцы жизни ребенка быстро прогрессирует, что увеличивает его двигательную активность. В свою очередь увеличение движений стимулирует рост и развитие не только мускулатуры, но и ЦНС за счет усиленного притока афферентных импульсов, активирующих нейроны всех двигательных систем организма, в том числе и мотонейронов.
2. Кровоснабжение мозга достаточно интенсивное. Это объясняется богатством капиллярной сети, которая после рождения продолжает увеличиваться. Обильное кровоснабжение мозга обеспечивает потребность быстро растущей нервной ткани в кислороде. На серое вещество мозга приходится 3/4-4/5 всего объема кровоснабжения.
3. Мышечный тонус. Повышенный тонус мышц-сгибателей, сформированный в антенатальном периоде (ортоническая поза), в 1-й мес жизни ребенка еще сохраняется. Однако на 2-м мес постепенно усиливается тонус мышц-разгибателей, и к 3-5 мес жизни тонус мышц-сгибателей и мышц-разгибателей уравнивается. Это обусловлено сбалансированными возбуждающими и тормозными влияниями вышележащих отделов ЦНС на α-мотонейроны.
4. Рефлексы ребенка грудного возраста частично сочетают в себе рефлексы новорожденного, а также вновь формирующиеся рефлексы, к которым относятся следующие:
• туловищно-выпрямительный рефлекс - выпрямление головы при соприкосновении стоп ребенка с опорой; формируется с конца 1-го месяца;
•рефлекс Ландау верхний - ребенок в положении на животе поднимает голову и верхнюю часть туловища, опираясь на плоскость руками, и удерживается в этой позе; формируется со 2-4-го месяца (рис. 5.1, а);
•рефлекс Ландау нижний - в положении на животе ребенок разгибает и поднимает ноги; формируется к 5-6 мес.
5. Двигательные навыки. Весь период развития двигательной активности грудного ребенка можно разделить на следующие четко очерченные этапы.
Период от 2 до 5 мес жизни. С 2-месячного возраста начинается развитие движения руками в направлении к видимому предмету. Рука встречаясь с предметом, захватывает его. В возрасте 3 мес начинается освоение навыка ползания (см. рис. 5.1, а), в 4-5 мес развивается способность переворачиваться сначала со спины на живот, затем обратно.
Период от 5 до 9 мес. С 5-месячного возраста ребенок при поддержке начинает переступать. В 6-7 мес он садится, встает на четвереньки - готовится к принятию вертикального положения. В возрасте 7-8 мес малыш может вставать, стоять (см. рис. 5.1, в), придерживаясь руками за опору, свободно ползать. Ползание развивает и укрепляет мускулатуру, способствует развитию дальнейшей координации движений. Однако у ребенка грудного возраста довольно быстро (в пределах 1,5 ч) развивается утомление.
Период от 9 до 12 мес. В этом возрасте устанавливается четкая координация сократительной активности мышц верхних конечностей. К 10 мес движения рук становятся точными, целенаправленными. Ребенок может осуществлять хватательные движения вслепую. Дети в 11 мес пьют из чашки, удерживая ее обеими руками, делают попытки есть ложкой, ставят один предмет на другой, надевают кольца на стержень. В этот период ребенок делает первые попытки к самостоятельной ходьбе. К концу 1-го года жизни малыш при поддержке начинает ходить. Началом самостоятельной ходьбы считается день, когда ребенок без посторонней поддержки проходит несколько шагов.
Рис. 5.1. Этапы развития двигательных навыков у ребенка грудного возраста. а - 3 мес; б-6-7 мес; в - 7-8 мес; г -10 мес
В развитии нейрофизиологических механизмов произвольной моторной активности первостепенную роль играют процессы динамического становления связей между функционально различными зонами коры большого мозга, а также между корой большого мозга и ближайшими подкорковыми структурами.
Г. Двигательные навыки детей других возрастных периодов. Впроцессе развития организма наиболее заметные изменения происходят в критические периоды. К ним относятся 1-й мес жизни, 3 года, 7 лет и период 12-16 лет. Во все периоды жизни ребенка, особенно в критические, ЦНС весьма ранима. Недостаточное или несбалансированное питание приводит к уменьшению количества нейронов, причем это уменьшение впоследствии не компенсируется. Весьма чувствительна ЦНС ребенка к инфекциям, интоксикациям, травмам, негативные последствия от которых могут наблюдаться на протяжении всей жизни.
Основные этапы развития двигательных навыков ребенка после завершения периода развития в грудном возрасте. На 2-м году жизни у детей появляется способность к бегу, перешагиванию через предметы, самостоятельному подъему по лестнице.
На 3-м году жизни ребенок начинает подпрыгивать на месте, переступать через препятствия высотой 10-15 см, самостоятельно одеваться, застегивать пуговицы, завязывать шнурки. На данном этапе ведущим уровнем ЦНС, обеспечивающим интеграцию механизмов произвольной моторики, становится теменно-премоторный уровень.
В возрасте 3-5 лет появляется игровая деятельность, скачкообразно ускоряющая развитие высшей нервной деятельности. Ребенок начинает рисовать, может обучаться игре на музыкальных инструментах. В 4-5 лет ему становятся доступными сложные движения: бег, прыжки, катание на коньках, гимнастические, акробатические упражнения. Следует помнить, что и в этом возрасте ребенок быстро устает. Для профилактики утомления необходимо время от времени изменять вид занятий (активный отдых).
В возрасте 6-7 лет отмечаются еще низкое качество движений, низкая скорость и продолжительная пауза между отдельными движениями в серии, равная по продолжительности самому движению. По мере возрастного развития и совершенствования движений к 9-10 годам значимо увеличивается скорость движения и более чем в 5 раз сокращается пауза, что свидетельствует об изменении функции текущего контроля. Это связано со снижением неопределенности, более четким выбором моторной задачи, а также с более адекватным функциональным обеспечением деятельности. Однако сложившаяся к 9-10 годам функциональная структура организации движений обеспечивает выполнение не столько высоких по качеству, сколько стабильных и быстрых движений. Это определяется доминантной двигательной задачей, ориентированной на высокую скорость, которая в большей мере связана с внешними условиями и требованиями обучения и в меньшей - с функциональными возможностями ребенка [Безруких М.М., 1994].
Дальнейшее наращивание количества и качества моторной активности ребенка связано с завершением первичного становления нейронного субстрата в составе кинестетического анализатора, совершенствованием внутрикорковых, корково-подкорковых проводящих путей, функциональных связей между двигательными, ассоциативными областями коры большого мозга, а также подкорковыми структурами. Оптимальный режим работы двигательного аппарата у человека устанавливается к 20-25 годам жизни.
ФИЗИОЛОГИЯ СПИННОГО МОЗГА