Критические периоды
В разные годы существовало два противоположных представления о влиянии биологических и средовых условий на развитиемозга. Согласно одной точке зрения, будущие его функции полностью детерминированы генетическими факторами, согласно другой, - они в значительной мере развиваются под влиянием среды.
В тоже время современные данные соответствуют представлению, что обучение ребенка идет не равномерно, а рывками, зависит от подспудных, невидимых глазом, процессов внутреннегосозревания, обнаруживаемого именно в таких резких сдвигах в
готовности к получению и переработке новой информации. При переходе на каждый новый этап функционирования организм нуждается не в любой, а в специфической информации, которую он самотбирает из общего потока. Эта особенность требует обогащенности среды, то есть присутствия в ней информации для неограниченного роста организма на каждом этапе.
Понятие обогащенной среды возникло в экспериментах, предложенных психологом М. Розенцвейгом, биохимиком Э.Беннетом,анатомом М. Даймонд в Беркли (Калифорния). Необходимость пребывания в обогащенной среде для формирования у новорожденного зрелого мозга обнаруживается в различииосвоения многих навыков детьми, воспитанными матерью, постоянно общающейся с ними, и детьми из Домов Ребенка. Дети, воспитывающиеся в Домах Ребенка, имеютсущественно меньше стимуляции со стороны внешнего мира и, безусловно, живут в обедненной среде. Их развитие значительноотстает от нормы: некоторые из них не способны сидеть до полутора лет, менее 15% начинают ходит к 3 годам.
Функциональная пластичность у детей осуществляется засчет медленной миелинизации мозолистого тела, а также за счетизбыточности синаптических связей.
Развитиечеловека связано с критическими периодами, в течение которыхформирование той или иной функции зависит от наличия специфических для данной функции сигналов, способствующих интенсивному ее формированию.
Ярким примером такого критического периода у животных может быть импринтинг- запечатлевание образа родителя и будущегосексуального партнера-, описанного К. Лоренцом (Lorenz,1979) увыводковых птиц.
В настоящее время высказывается предположение, что такойже период есть у человека, причем он составляет несколько часов от момента рождения ребенка. В этот период новорожденныйфиксирует с помощью осязания, зрения, слуха и обоняния образ
родителей, запоминая частоту дыхания и сердцебиения, запах имногое другое, благодаря чему создаются условия взаимной привязанности.
Есть данные, что критический период развития музыкальногослуха сопряжен с двумя последними месяцами внутриутробногоразвития и первым годом жизни ребенка. Это означает, что именно в этот период времени ребенку необходимо слышать изменение
высоты звуков, что приведет к возможности реализовать генетически заложенную способность слышать изменение высоты тона.
Показано, что в тех случаях,когда человек до трех летнего возраста не слышал человеческую речь, никакие усилия вдальнейшем не разовьют в нем способность членораздельно говорить в более старшем возрасте. Критический период развития речи составляет первые три года жизни.
Нобелевские лауреаты 1981 г. физиологи Д. Хьюбел из Медицинской школы Гарвардского университета и Т. Визел из Рокфеллеровского университета исследовали процессы "обучения зрению", или видению. Оказалось, что в каждый данный момент человек видит только небольшой фрагмент мира, который он тут женеосознано соотносит с накопленными знаниями, хранящимися впамяти. Зрительное мышление людей может быть неодинаковымвследствие разного опыта общения с людьми и окружающим миром.
Они производили опыты (Хьюбел, 1990), в которых исследовали их зрение после того или иного внешнего воздействия вкритический (сенситивный) период формирования зрения. Они закрывали на время один или оба глаза новорожденных котят. Приоткрытии глаза обнаруживалось резкое сокращение числа нейронов, возбуждающихся на стимуляции депревированного глаза.Стойкий корковый дефект возникает у котят в том случае, еслизрительная депривация производилась в промежутке между 4-й неделей и 4-м месяцем жизни. Подобные эксперименты с животнымиво взрослом состоянии не вызывают таких драматических последствий.
Новорожденный ребенок видит достаточно плохо. Однако число синапсов в зрительной коре нарастает стремительно с 2-х месячного по 8-ми месячный возраст, когда каждый нейрон, в среднем, связан примерно с 15000 других нейронов (Begley, 1996). Это связано с тем, что человек видит не только глазами,но и мозгом, который перерабатывает и изменяет информацию,поступающую в глаз, то есть может расширять, удлинять или инымобразом модифицировать стимулы, попадающие на разные участкиклетчатки глаза. И именно на этом уровне - на уровне переработки мозгом поступающего сигнала - и могут включаться культурально обусловленные механизмы, действующие в критический период развития той или иной способности.
Огромное значение в раннем возрасте имеет возможность ребенка передвигаться. Поскольку до года большая часть детей неможет это делать, то условия, при которых взрослые берут их наруки и переносят в другие места, позволяют детям изучать то,что недоступно пока им самим. Самостоятельная двигательная активность ребенка до года, когда он свободно передвигает рукамии ногами, также усиливает соответствующую активность мозговыхцентров и способствует более эффективному развитию мозга. Этим
объясняется факт более быстрого интеллектуального развития детей, обучающихся плаванию до года. Обычно, плавание рекомендуется уже 3-недельным детям, которые смогут в этом случае самостоятельно плавать без поддержки уже в 3-х - 4-х месячном
возрасте.
Несмотря на значительное влияние окружения на развитиемозга в ранний период, надо также учитывать и физиологическиеданные при рождении ребенка. Например, с помощью метода ядерно-магнитного резонанса показано, что выраженность асимметрии
в слуховой ассоциативной коре коррелирует с когнитивными возможностями в раннем детском возрасте.
Способность видеть окружающий мир не является раз инавсегда данной: она пластична и зависит от упражнения, средыи обучения прежде всего в раннем детском возрасте
Психофизиология восприятия.
Восприятие - это процесс познания явлений окружающего мира при помощи органов чувств. Человек, как и другие высшие животные получает информацию о событиях вне него и о том, чтопроисходит в его организме, исключительно через рецепторы.
Восприятие включает внутреннюю обработку сенсорной информации и внутренний код, необходимый для этой цели. Носителямикода являются нейроны. Сам по себе код складывается как из порядка следования импульсов нейронов, так и из пространственной
организации этих нейронов. Таким образом, код, которым пользуется организм для обработки сенсорной информации, являетсявнутренним пространственно-временным выражением приходящихизвне сигналов, которые и представляют собой сенсорную информацию.
Можно заключить, что задача мозга состоит в том, чтобывычленять постоянные (инвариантные) признаки объектов из непрерывно меняющегося потока поступающей от них информации. Поскольку интерпретация сенсорной информации неотделима от ощущения, то для осознания уведенного, мозгу недостаточно простоанализировать стимуляцию от рецепторов, он должен активноконструировать видимый мир.
Организм не в состоянии обработать абсолютно все приходящие извне сигналы. Только в зрительной системе более одногомиллиона каналов. Если предположить, что каждые десять из нихработают независимо, то при максимальной частоте импульсации,
равной 100 импульсам в секунду, нейронные каналы смогут пропустить до 10 6(10 2/10)=10 7 импульсов в секунду. Допустив,что каждый импульс несет один бит информации о предмете восприятия, получаем, что мозг ежесекундно подвергается воздействию 10 7 битов. Однако реальные возможности мозга ограничиваются примерно 25 битами двоичной информации в секунду. Такимобразом, количество информации, поступающей в мозг, определенным образом сокращается для восприятия наиболее значимых событий. По-видимому, в этом и заключается главная функция начальных стадий обработки информации нейронами.
Успешность обработки обеспечивается функцией внимания,включающего обработку наиболее значимых сигналов, а также параллелизмом этой обработки.
Сенсорные системы
Рецепторы представляют собой преобразователями, превращающие один вид энергии в другой. Каждый тип рецепторов воспринимает определенный тип энергии, к которому он максимальноприспособлен, и затем превращает ее в электрическую энергиюнервного импульса. Например, глаза реагируют на электромагнитное излучение вкрайне узкой части его спектра от 350 нм до 750 нм. Оптимальным для человеческого восприятия являются частотыот 200 до 4000 Гц. В этом диапазоне уши и связки человека максимально приспособлены для речевого общения, причем полосачастот достаточно широка, чтобы модуляцию частот можно былоиспользовать в качестве носителя информации.
Рецепторы только воспринимают информацию с той или инойстепенью точности, ограниченной разрешающей способностью сенсорного датчика. Далее эта информация передается в центральнуюнервную систему для обработки. В общем, рецепторы, воспринимающие информацию, нервные пути, передающие ее в мозг, и областимозга, обрабатывающие и анализирующие эту информацию составляют соответствующий анализатор. Восприятие требует целостностивсех частей анализатора. Информация, прошедшая процесс переработки и анализа, далее либо осознается, либо остается на нео-
сознанном уровне, но тем не менее, может в той или иной степе
ни влиять на поведение человека.
Зрительное восприятие
Строение зрительного анализатора
Зрительные рецепторы находятся в глазных яблоках, расположенных в орбитальных отверстиях черепной коробки. Они приводятся в движение 6 экстраокулярными мышцами, прикрепленными квнешней оболочке глаза - склере. Склера прозрачна в своей передней части, называемой "роговицей". Количество света, поступающего в глаз, регулируется радужной оболочкой (круговой окрашенной мышцей), которая увеличивает или уменьшает размеры зрачка, ограничивая поток света вглаз.