Влияние среды на функциональные показатели созревания ЦНС человека

Закономерно возникает вопрос, в какой мере обогащение или обеднение сенсорно-перцептивного опыта влияет на развитие ЦНС человека. Исследования эффектов такого рода представлены в двух основных направлениях.

Некоторые заболевания человека способны приводить к таким эффектам, которые у животных вызывают обеднение среды. Например, ограничение притока сенсорной информации в результате врожденной амблиопии, катаракта или потеря слуха, как показывают постморталь- ные исследования, сопровождаются сходными морфологическими изменениями. У слепых от рождения людей зрительные структуры мозга несут отчетливые признаки морфологического перерождения. В некоторых случаях предпринимались попытки восстановить зрение у слепых от рождения. В частности, речь идет об удалении врожденной катаракты. При этом заболевании центральные структуры, ответственные за зрительную функцию, практически не страдают. Если удаление катаракты проведено в раннем возрасте (до 5-6 лет), зрение восстанавливается, далее возможности восстановления прогрессивно снижаются вплоть до старшего подросткового возраста и полностью утрачиваются в зрелом возрасте: пациенты остаются функционально слепыми. Несмотря на восстановление зрительных возможностей, они не в состоянии ими воспользоваться. Как показывает опыт лонгитюдных исследований детей с низким зрением, в возрасте 6-12 лет возможно преодоление последствий зрительной депривации (JI. П. Григорьева, 1996). Этому способствует специальное перцептивное обучение, в результате которого повышается способность к различению сенсорных признаков.

Проведено немало исследований особенностей биоэлектрической активности мозга (фоновой и реактивной ЭЭГ, вызванных потенциалов) у детей с сенсорным дефицитом при разных видах амблиопии и потере слуха. Несмотря на разнообразие клинического материала и способов оценки функциональных нарушений, эти исследования дают основания для общего вывода: чем больше ограничение притока сенсорных стимулов (зрительных, слуховых и др.), тем больше отклонений от нормального хода созревания отмечается в характеристиках биоэлектрической активности.

Установлено также, что даже сравнительно небольшое по времени ограничение зрительного сенсорного притока к мозгу ребенка на ранних стадиях онтогенеза не сводится только к нарушениям зрительных функций. Вследствие ранней зрительной депривации (врожденная катаракта) изменяется функционирование мозговых систем контроля состояния мозга, регулирующих внимание и определяющих объем и характер информации, поступающей к мозгу {Т. А. Строганова, И. Н. Посикера, 1996).

Предполагается, что усиленная эксплуатация тех или иных отделов мозга человека, обусловленная спецификой его деятельности, приводит к их усиленному морфологическому развитию. Постмортальное исследование мозга некоторых выдающихся музыкантов и художников показало, что их профессиональная деятельность привела к усиленному развитию слуховых центров коры у первых и зрительных отделов у вторых.

Совершенствование технологий исследования мозга с помощью методов томографии и магнитного резонанса позволяет проводить прижизненное изучение особенностей его строения. Данные подобного исследования особенностей строения мозга лондонских водителей такси приводит Э. Голдберг (2003). Сравнение результатов обследования мозга 16 водителей и 50 человек контрольной группы подтверждает существование взаимосвязи между морфологическими характеристиками мозга и профессиональной деятельностью. У водителей такси, которые в ходе своей работы сформировали мысленную пространственную карту города, были исключительно развиты задние отделы гиппокампа в обоих полушариях. Более того, чем больше был стаж работы, тем больше были задние отделы гиппокампа у водителей. Эти результаты представляются весьма закономерными, так как гиппокамп вовлечен в пространственное обучение и память.

Эффекты специфического опыта у человека обнаруживаются также и на уровне отдельных нейронов. Как известно, функциональные возможности нейрона прямо зависят от степени ветвления дендритові чем сложнее ветвление, тем больше операциональных возможностей приписывается нейрону.

Однако наличие подобной связи не означает, что она обязательно образуется под влиянием профессиональной деятельности. Доказательством последнего являются другие результаты этого исследования. Было показано, что наибольшие различия в сложности дендритного ветвления между нейронами туловища и пальцев обнаружены у людей, чья работа связана с тонкими манипуляциями пальцами (машинистки, мастера по ремонту оборудования и др.).

По-видимому, обучение также может влиять на формирование дендритного древа нейронов, стимулируя их развитие. Установлена положительная связь между сложностью ветвления дендритов в зоне Вернике и уровнем образования. Корковые нейроны индивидов с высшим образованием имеют более сложное ветвление дендритов по сравнению с индивидами, имеющими среднее образование, а последние, в свою очередь, отличаются более сложным строением дендритного древа сравнительно с теми, кто не окончил школу {Jacobs et al., 1993).

В том же исследовании было показано, что женщины, имеющие в среднем более высокие показатели вербальных способностей, отличаются от мужчин тем, что их нейроны в зоне Вернике имеют более развитое и сложное ветвление, чем у мужчин. Причем эти различия обнаруживаются уже в младшем школьном возрасте, что дает основание предполагать, что возникают они значительно раньше. При этом исследование мозгового кровотока и метаболизма глюкозы показало, что у женщин интенсивность этих процессов в среднем на 15 % выше, чем у мужчин (Baxter et al., 1987).

Наряду с пластичностью морфофункциональных характеристик нейронов имеются данные о пластичности функциональных характеристик мозга как целого. В связи с широким распространением программ ранней стимуляции психического развития особый интерес представляет изучение влияния интенсификации обучения на психофизиологическое созревание детей. Первые исследования в этом направлении показывают, что развивающее обучение приводит к изменению ряда параметров биоэлектрической активности головного мозга, свидетельствующему о его ускоренном созревании и значительном совершенствовании функций. Причем значимо изменяются те параметры, которые, по современным представлениям, прямо связаны с обеспечением познавательной деятельности детей. Предполагается, что в изменениях психофизиологических функций под влиянием развивающего обучения находит свое отражение «зона ближайшего развития», являющаяся предпосылкой дальнейшего обучения (JI. А. Венгер, А. А. Ибатуллина, 1989).

Нельзя, однако, не отметить, что весьма остро стоит вопрос о том, насколько устойчивы те изменения в состоянии ЦНС, которые происходят при обогащении внешней среды. Реализованные в США в 80-е годы XX в. программы «Head-Start» включали одно- или двухгодичные занятия, предназначенные для обогащения дошкольного опыта детей, растущих в социально депривированных условиях. Сначала результаты казались впечатляющими, поскольку коэффициенты интеллекта (IQ) детей увеличивались более чем наполовину стандартного отклонения. Однако повторное тестирование спустя 7-10 лет показало, что те, кто принимали участие в программах «Head-Start», имели показатели IQ, идентичные показателям контрольной группы (К. Купер, 2000).

Другие исследования, включавшие интенсивную стимуляцию с более раннего возраста, обнаруживают после такого же временного пери ода увеличение IQ приблизительно на одну треть стандартного отклонения (Royce et al., 1983; Ramey, 1992). Эти факты заставляют предполагать, что обогащение среды на некоторой критической стадии развития не так значимо для психического развития человека, как можно было ожидать.

* 3.8.