Формирование произвольной регуляции деятельности и ее мозговых механизмов в онтогенезе

Процессы регуляции поведения проходят долгий путь развития в онтогенезе. Уже со второгомесяца жизни ребенок не является реактивным существом, регулируя свое поведение, проявляя собственную активность в общении с взрослыми и исследовании окружающего мира, постепенно развертывая познавательную, коммуникативную, а несколько позже, во втором полугодии жизни, и предметно-манипуляторную деятельность. Ребенок первого года жизни регулирует свое поведение и поведение взрослых, удовлетворяя потребность в эмоциональном контакте в первом полугодии и желание действовать совместно с взрослым во втором полугодии, используя для реализации этих побуждений экспрессивно-мимические средства, крик, позы, жесты [3].

Формирование высших, произвольных форм регуляции поведения, дающих возможность реализовывать сложные, целенаправленные виды деятельности, начинается в более позднем возрасте и тесно связано с развитием регулирующей функции речи. Ранние исследования мозгового обеспечения управляющих функций находились под влиянием взглядов на фронтальные зоны коры как "функционально молчащие" в младенческом возрасте и раннем детстве, в связи, с чем процессы произвольной регуляции деятельности считались не поддающимися оценке вплоть до второго десятилетия жизни. Многочисленные последующие исследования показали неоправданность этой точки зрения [7].

Первый год жизни считается критическим для развития коры головного мозга вообще и для формирования ее фронтальных областей в частности. Причем развитие лобной коры характеризуется рядом особенностей, отличающих его от развития других мозговых регионов.Исследователи отмечают, что уже к моменту рождения фронтальные отделы коры по ряду параметров оказываются более зрелыми по сравнению с другими областями. Так, в лобной области новорожденного раньше, по сравнению с другими полями коры, отмечаются признаки вертикальной колончатой организации нейронов [2].

а) В 3-месячном возрасте во фронтальной коре отчетливо выявляются группировки гнездного и лестничного типа, а к 5-6 месяцамотмечается увеличение ширины пучков радиальных волокон, в то время как апикальные дендриты нейронов демонстрируют тенденцию к близкому расположению. Раннее морфологическое созревание этой области в младенческом возрасте может свидетельствовать о ее потенциальной готовности к вовлечению в построение функциональных систем в этот период. Исследование ЭГ покоя ребенка первого года жизни свидетельствует об отсутствии устойчивого афферентного притока и баланса синхронизирующих и десинхронизирующих влияний со стороны подкорковых структур. Данные исследования скорости метаболизма во фронтальных отделах коры, полученные методом позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), позволяют судить о функциональной активности этих областей в онтогенезе. Авторы отмечают существование связи между возрастанием метаболизма нейроанатомических структур и появлением соответствующих им функций. Фронтальная кора, согласно их данным, оказывается менее активной по сравнению с другими мозговыми областями в первом полугодии жизни, а к 6 месяцам ее активность несколько возрастает. Существенное увеличение скорости метаболизма отмечается около 8 месяцев жизни. По мнению исследователей, такой рост связан с появлением высших корковых и когнитивных функций, существенными изменениями в поведении младенца [10].

б) Возраст 6-8 месяцев является критическим для развития психики, так как связан с появлением большого числа новообразований в поведении ребенка. Это – расширение арсенала экспрессивных средств: развитие мимики, появление выразительных коммуникативных жестов, активизация лепета и возникновение разнообразных интонированных голосовых реакций. Отмечается появление новых возможностей, основывающихся на интеграции различных психических функций. К таким возможностям, в частности, относятся зрительно-моторные координации. С этим возрастом связывают начальный этап развития понимания обращенной речи. Этот период характеризуется изменениями в мотивационной сфере: появлением новой "деловой" потребности и сменой ведущей деятельности с эмоционального общения со взрослым на предметноманипуляторную деятельность, возникновением эндогенных, связанных с внутренними побуждениями, форм внимания и появлением первых отсроченных реакций. В возрасте 6-8 месяцев также удается выявить первые признаки возникновения речевого управления действиями ребенка. На этом этапе развития действие разделено между ребенком и взрослым, который берет на себя функцию произвольной регуляции поведения младенца. Ребенок 6-8 месяцев способен выполнять простейшие действия по инструкции взрослого (находить взором требуемый предмет). В то же время на этом возрастном этапе малыш легко отвлекается на различные раздражители окружающей обстановки, из-за чего часто не выполняет инструкцию. Считается, что важнейшим звеном системы интегральной саморегуляции на ранних этапах онтогенеза являются эмоции. Признается отсутствие у младенца сложных форм когнитивного управления, а избирательность, направленность и интенсивность поведенческих реакций объясняются как функции эмоций, аффекта. Считается, что именно положительные эмоции, возникающие у младенца второго полугодия жизни в связи с общением и совместной предметно - манипуляторной деятельностью с взрослым, стимулируют потребность ребенка в понимании речи и активном овладении ею. Возраст 6-8 месяцев является значимым как с точки зрения перестроек поведенческих реакций ребенка, так и с точки зрения изменения ЭЭГ паттернов тэта-активности [18].

в) От 9 месяцев до года возможности ребенка растут, расширяется арсенал действий, которые он может выполнить по просьбе взрослого. При этом его реакции носят нестойкий характер и часто не избирательны (если ребенка, у которого в руке находится кольцо от пирамидки, попросить снять кольцо, то вместо этого он кольцо оденет). Яркие предметы окружающей обстановки оказываются для него более привлекательными, а его действия часто определяются раз возникшим стереотипом. Только к началу второго года жизни становится возможным отсроченное выполнение инструкции. С.В. Яковлева отмечает, что стойкая возможность подчинять свои непосредственные реакции словам взрослого появляется к концу преддошкольного периода, а к концу дошкольного возраста ребенок научается управлять своим поведением через собственную внутреннюю речь. В 9-12 месяцев является значимым в развитии таких способностей ребенка как подавление непосредственных реакций, преодоление зависимости от ярких характеристик внешней среды. Эти данные получены автором при исследовании ситуации достижения ребенком привлекательного объекта в обход направления взора. В 9 месяцев направление взора оказывает доминирующее влияние на действия ребенка. Даже если малышу помогают дотронуться до игрушки, помещенной в прозрачный ящик, через отверстие в боковой стенке, показывая эффективную стратегию действия, в следующий раз он все равно пытается достать предмет через закрытую, но находящуюся на линии взора сторону. В 12-месячном возрасте эта задача уже легко решается ребенком. Способность сопротивляться отвлечению являетсяодним из важнейших компонентов управляющих функций. Можно ожидать, что появление этой способности к концу первого года жизни будет связано с определенными изменениями со стороны центральной нервной системы. В то же время, данные о прогрессивных изменениях лобных долей мозга в период от 9 до 12 месяцев отсутствуют. Скорее можно говорить о «встраивании» лобных долей в функциональные системы за счет созревания их связей с другими областями мозга [3].

г) Преддошкольный возраст (от 1 года до 3 лет). С.В. Яковлева подробно исследовала условия, при которых возможно формирование простейших видов произвольного действия у детей 1,5-3,5-летнего возраста. Она пришла к выводу о том, что система прямых словесных приказов до 3 лет оказывает только побуждающее действие, не приводя к возникновениютормозных реакций остановки начавшегося движения. Попытки выработки в лабораторных условиях условной двигательной реакции на сигнал по предварительной речевой инструкции позволили автору описать ряд особенностей, характерных для речевой регуляции детей младшей (1,5-2 года) и старшей (2-3 года) групп детей преддошкольного возраста. Выяснилось, что у детей младшей группы инструкция «когда загорится огонек, нажми на шарик» не приводила к появлению требуемой двигательной реакции и, в результате, не возникала приуроченность движения к сигналу, а если и удавалось добиться от ребенка двигательной реакции (нажатие на баллон), то она в дальнейшем не тормозилась. Торможение действия удавалось добиться лишь вситуациях, когда это действие приводило к определенному зрительному эффекту (лампочка гасла) или же когда вводилась дополнительная тормозная часть инструкции («когда будет огонек, сожми мячик и положи ручку на колено»). В последнем случае переход ко второму действию тормозил первое. Даже в тех случаях, когда удавалось выработать четкие организованные реакции, возвращение к первоначальному варианту введения инструкции часто приводило к распаду действия, а исчезновение неадекватных межсигнальных реакций имело неустойчивый характер. В этих же экспериментах было показано, что собственная речь ребенка не могла служить регулятором его поведения, а объединение речевых и двигательных реакций приводило к тому, что те и другие взаимно тормозили друг друга [13].

В старшей группе картина была несколько иной. Двигательные реакции, приуроченные к сигналу, у этих детей удавалось выработать в тех же экспериментальных условиях, что и в младшей группе, но при этом возвращение к первоначальным условиям опыта не приводило к распаду движений и реакции, приуроченные к сигналу, были четкими, координированными.

Фактически ребенок 2-3 лет уже мог воспринять систему правил, задаваемых речевой инструкцией, но только после того, как проходил наглядно-действенную тренировку. Таким образом, только к 2,5-3 годам развития ребенок становится способным подчинять свои действия инструкции взрослого, а ее регулирующая роль приобретает стойкий характер. В психологии возраст 3 лет считается кризисным для развития психики ребенка. К этому возрасту центральное место в психическом развитии ребенка начинает занимать речь. Этот же возрастной этап морфологи признают кризисным и в отношении развития коры лобных долей головного мозга ребенка. От 2 до 3 лет отмечаются существенные изменения в ассоциативных слоях коры, происходит структурное оформление нейронных комплексов и бурное формирование пучков волокон. Это обусловливает увеличение возможностей лобной коры в приеме и интеграции импульсов, поступающих как от подкорковых отделов головного мозга, так и от других областей коры, а также в осуществлении регулирующих влияний на различные мозговые структуры. В этом возрасте происходят существенные изменения скорости локального метаболизма во всех мозговых регионах. Если к 2 годам эти показатели примерно соответствуют показателям скорости метаболизма у взрослых, то к 3-4 годам их значения существенно превышают таковые у взрослого человека. В лобной коре скорость локального метаболизма после 2 лет возрастает практически в 2 раза и далее сохраняет свои значения вплоть до 9-летнего возраста. Также в возрасте от 2 до 3 лет число синапсов в префронтальной коре достигает максимума [13].

Возраст 3 лет является периодом анатомического завершения созревания всех высших моторных систем ребенка. В этом периоде появляются и начинают возрастать как в количественном, так и в качественном отношении движения уровня предметных действий. Этот уровень как чисто корковый, теменно-премоторный, требующий для своего функционирования наличия развитых связей с пирамидной и экстрапирамидной системами. Психологические данные демонстрируют между 2 и 3 годами прогресс в развитии способности руководствоваться правилами, заданными в инструкции (усваивать программы деятельности). Способность сопротивляться отвлечению, которая теперь оказывается устойчивой даже в конфликтной ситуации, когда условия задачи провоцируют к действию, противоположному тому, которое требуется инструкцией (нажать на левый ключ, когда сигнал появляется справа и наоборот) [16].

Морфологические и физиологические данные свидетельствуют о том, что к 3 годам происходят изменения, связанные как с формированием взаимодействий внутри лобной коры, так и с развитием ее связей с другими областями и структурами. В то же время лобные доли еще не играют специализированной роли в осуществлении деятельности.

д) Дошкольный возраст (от 3 до 7 лет). Как уже было показано, возраст 3 лет

является переломным для психического развития ребенка. В этом возрасте происходят существенные изменения в формировании регулирующей функции речи. После 3 лет ребенок становится окончательно способным осуществлять свои действия даже в тех случаях, когда инструкция вступает в конфликт с непосредственным впечатлением. В то же время, когда инструкция предполагает выполнение программы последовательно развертывающихся «асимметричных» действий выполнение ее ребенком 3-3,5 лет оказывается подверженным влиянию инертного стереотипа. Только к 4-4,5 годам выполнение «асимметричной» программы становится доступным ребенку [4].

В дошкольном возрасте роль слова, по сравнению с непосредственными воздействиями, возрастает, не только абсолютно, но и относительно. При этом если в качестве ведущей выступает зрительная афферентация движения, то возможность речевой регуляции возникает сравнительно раньше, чем при кинестетической ведущей афферентации. В опытах ребенку предлагался ряд геометрических фигур [15].

Испытуемый мог, с помощью нажатия на пневматический ключ, указать на ту или

иную фигуру. Результат своих действий ребенок воспринимал зрительно. Простая инструкция, требующая указать на определенную фигуру, выполнялась одинаково успешно детьми всех возрастов (от 3 до 7 лет). Когда же ребенку предлагалась более сложная программа (указать на 4 фигуры в определенной последовательности), отмечались четкие возрастные различия. Дети 3-4 лет в подавляющем большинстве не справлялись с инструкцией и только после 5 лет большинство детей были способны выполнить это задание. В другой серии опытов предлагается испытуемым показывать в определенной последовательности те же фигуры, изображенные на карточках. При этом в одних случаях, действие производилось по речевой инструкции, а в других – по наглядному показу. Было продемонстрировано, что дети всех групп выполняли задание лучше по речевой инструкции. Анализируя полученные результаты можно отметить, что работа зрительного анализатора более тесно связана с речью, чем работа других анализаторных систем, что и способствует более легкой вербализации движений, образованных на основе зрительной афферентации. К концу дошкольного периода ребенок становится способным использовать знак в качестве средства внешнего опосредования своих действий. Это - принципиальный этап в развитии высших психических функций, которые являются опосредованными по своему строению [9].

Изменения состоят в возникновении новых сложных психологических систем, с новыми внутрисистемными функциональными отношениями и с изменениями самих функций. Так, в старшем дошкольном возрасте, начинается бурное развитие опосредованных форм запоминания, изменяется система зрительного восприятия, когда процесс опознания начинает основываться не только на перцептивных, но и на концептуальных характеристиках объекта. Согласно данным морфологических исследований, возраст 5-6 лет является очередным этапом в развитии лобной коры головного мозга. В этом возрасте отмечается высокий темп роста ассоциативных слоев, увеличение объема нейронов, компактности нейронных группировок, активное формирование базальных дендритных комплексов в различных полях коры лобной доли [9].

Можно предположить, что морфофункциональное созревание лобных отделов коры к 6 годам является необходимым условием формирования связей между фронтальными зонами и нижележащими глубинными структурами, в том числе, развития фронто-таламической регуляторной системы. Эта система включает префронтальную кору, медиодорзальное ядро таламуса и связи между ними.

Анализ фоновой электрической активности мозга детей 5-6 лет позволил выявить определенные паттерны ЭЭГ, свидетельствующие о морфофункциональной незрелости фронто-таламической регуляторной системы. На ЭЭГ это проявлялось в виде наличия в большинстве случаев билатерально синхронной ЭА в виде групп регулярных колебаний тета- (реже дельта-) диапазона в лобных и центральных областях. Подобные изменения электрической активности мозга у детей 6-7 без неврологических нарушений и трудностей обучения практически отсутствуют. Такие изменения свидетельствуют о созревании фронтоталамической системы мозга, что согласуется с имеющимися в литературе данными о длительном формировании в онтогенезе (до 7-8 лет) цитоархитектоники медиодорзального ядра таламуса, префронтальной коры (до 18 лет) и связей между таламусом и лобной корой. Исходя из представлений о роли I блока мозга, блока поддержания тонуса и бодрствования в реализации любой формы психической деятельности, можно предположить, что сохранение функциональной незрелости этой системы также может оказывать специфическое влияние на формирование функций программирования и контроля деятельности [2].

Таким образом, к концу дошкольного возраста исследователи отмечают признаки окончательного становления процессов, позволяющих справляться с импульсивностью в поведении. Это совпадает по времени с очередным этапом в развитии лобной коры и ее связей с нижележащими глубинными структурами. Также к старшему дошкольному возрасту происходят существенные изменения в усвоении сложных программ деятельности, что может быть связано с увеличением объема оперативной памяти, которую ряд исследователей рассматривает в качестве одной из основных функций лобных долей головного мозга. Признаки преодоления инертности отмечаются в возрасте 4-4,5 лет, но возможности переключения до начала младшего школьного возраста остаются недостаточно сформированными.

е) Младший школьный возраст (от 7 до 12 лет) Начало младшего школьного

возраста знаменуется событием, которое в психологии принято обозначать как кризис 7 лет. Ситуация школьного обучения требует от ребенка высокого уровня произвольной организации деятельности: умения подчинять свое поведение требованиям учителя, усваивать и удерживать программу деятельности, контролировать ее выполнение. Кризис семи лет характеризуется появлением у нормально развивающегося ребенка внутренних условий, позволяющих ему соответствовать этим требованиям. Л.С.Выготский называл возраст 7 лет возрастом утраты непосредственности и считал основным его новообразованием привнесение в поведение интеллектуального момента, который вклинивается между переживанием и непосредственным поступком. На этом этапе происходит бурное развитие внешне опосредованных форм психической деятельности, которое продолжается до 10-11 лет [16].

В то же время значимые изменения на поведенческом уровне не сопровождаются в 7 лет какими-либо выраженными морфологическими преобразованиями со стороны префронтальных отделов коры больших полушарий. Напротив, для лобных долей возраст 7-8 лет является «холодным периодом». Данные о развитии системной организации мозга в онтогенезе свидетельствуют о том, что в этот возрастной период происходят перестройки, отражающие возрастание специализации лобных областей и усиление их роли в реализации психических функций [16].

Одновременно с этим происходит смена приоритетов форм активации при целенаправленной деятельности. Так, в ситуации привлеченного внимания, на ЭЭГ детей в возрасте до 6 лет отмечаются признаки увеличения амплитуды и представленности тета - и альфа-колебаний, отражающие вклад эмоциональной активации в процесс внимания. От 6 до 8 лет постепенно доминирующим становится зрелый тип активации в виде блокады альфаритма, свидетельствующий об усилении информационного компонента регуляции. Эти изменения указывают на смену мозговых активационных механизмов деятельности. Если на ранних этапах онтогенеза ведущую роль играет лимбическая активационная система, то в 68-летнем возрасте происходит перелом в сторону усиления блока анализа и обработки информации в процессе внимания (кортикализация внимания), повышение роли лобных областей коры в управлении активационными процессами [13].

Также возраст 7-8 лет характеризуется спецификой функциональной организации коры больших полушарий, в которой, на этом возрастном этапе, основная роль принадлежит коротким избирательным связям «левополушарного» типа. У детей этого возраста в ситуации пред стимульного внимания организация формирующихся локальных, зависящих от параметров ожидаемого сигнала функциональных объединений сенсорно-специфических и ассоциативных областей коры существенно не различается в левом и правом полушарии. К 7 годам развитие локальных связей в правом полушарии достигает пика.

Приведенные выше данные заставляют предположить наличие в 7-8-летнем возрасте особой, благоприятной ситуации для развития произвольных форм регуляции деятельности. Возраст 9-10 лет является значимым как с точки зрения развития мозга в целом, так и его лобных отделов, в частности. К 9-10 летнему возрасту увеличивается ширина клеточных группировок в коре головного мозга, значительно усложняется структура короткоаксонных нейронов, расширяется сеть аксонных коллатералей всех форм интернейронов коры. В этот же возрастной период начинается снижение скорости мозгового метаболизма глюкозы, которая затем, к 16-18 годам, постепенно достигает взрослого уровня.

Во фронтальной коре при этом отмечается усложнение горизонтальных взаимосвязей в системе нейронных ансамблей, увеличивается ширина пучков радиальных волокон V1 подслоя в поле 10, происходит существенное увеличение объема нейронов III подслоя, после чего наступает стабилизация. Также в 9 лет заканчиваются процессы миелинизации в лобной коре, и происходит резкое замедление роста коры в полях 45 и 10 [11].

Таким образом, по данным литературы, в 9-10-летнем возрасте происходят существенные перестройки в структурной организации коры лобных областей. Одновременно с этим усиливается роль фронтальной коры в регуляции поведения, и происходят изменения в структуре программирования, регуляции и контроля деятельности. Таким образом, анализ литературных данных подтверждает представление о сложном компонентном строении произвольной регуляции деятельности. В детском возрасте можно наблюдать гетерохронность созревания таких компонентов управляющих функций как способность сопротивляться отвлечению, возможности переключения и усвоения сложных алгоритмов. При этом на разных возрастных этапах меняется вклад различных мозговых структур, а также характер их взаимодействия, лежащие в основе обеспечения этих процессов. Это связано с созреванием, как самих корковых элементов, так и связей между ними [5].

Список литературы

1. Амунц, В.В. Цитоархитектоника дорзомедиального ядра таламуса в онтогенезе мозга человека / В.В. Амунц // Тезисы докладов ХХХ Всероссийской совещания по проблемам высшей нервной деятельности, посвященной 150-летию со дня рождения И.П. Павлова. – СПб., 2000. – С. 95-96.

2. Ахутина, Т.В. Трудности письма и их нейропсихологическая диагностика / Т.В. Ахутина // Письмо и чтение: трудности обучения и коррекция. – М.; Воронеж, 2001. – С. 720.

3. Бернштейн, Н.А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности / Н.А. Бернштейн. – М.: Медицина, 1966. – 350 с.

4. Выготский, Л.С. Психология / Л.С. Выготский. – М.: ЭКСМО-пресс, 2000. – 1008 с.

5. Дубровинская, Н.В. Психофизиология ребенка: психофизиологические основы детской валеологии / Н.В. Дубровинская, Д.А. Фарбер, М.М. Безруких. – М.: ВЛАДОС, 2000. – 144 с.

6. Козубовский, В.М. Общая психология: познавательные процессы / В.М. Козубовский. – М., 2008.

7. Корсакова, Н.К. Клиническая нейропсихология / Н.К. Корсакова, Л.И. Московичюте. – М.: ACADEMIA, 2003. – 141 с.

8. Лурия, А.Р. Высшие корковые функции человека / А.Р. Лурия. – М.: Изд-во МГУ, 1962. – 432 с.

9. Лурия, А.Р. Основы нейропсихологии / А.Р. Лурия. – М.: Изд-во МГУ, 1973. – 374 с.

10. Лурия, А.Р. Функциональная организация мозга: естественно-научные основы психологии / под ред. А.А. Смирнова, А.Р. Лурия, В.Д. Небылицына. – М.: Педагогика, 1978.

– С. 120-189.

11. Лурия, А.Р. Язык и сознание / А.Р. Лурия. – М.: Изд-во МГУ, 1979. – 319 с.

12. Лурия, А.Р. Мозг человека и психические процессы. Т. 2 / А.Р. Лурия. – М.: Педагогика, 1970. – 496 с.

13. Мачинская, Р.И. Формирование нейрофизиологических механизмов произвольного избирательного внимания у детей младшего школьного возраста: дис. … д-ра биол. наук / Р.И. МАчинская. – М., 2001. – 278 с.

14. Смирнов, В.М. Нейрофизиология и высшая нервная деятельность детей и подростков: учеб. пособие для вузов / В.М. Смирнов. – М.: Академия, 2007. – 464 с.

15. Смирнов, В.М. Физиология сенсорных систем и высшая нервная деятельность / В.М. Смирнов, С.М. Будылина. – М.: Академия, 2009. – 336 с.

16. Фарбер, Д.А. Развитие зрительного восприятия в онтогенезе.

Психофизиологический анализ / Д.А. Фарбер // Мир психологии. – 2003. – № 2 (34). – С. 114123.

17. Хомская, Е.Д. Нейропсихология / Е.Д. Хомская. – СПб.: Питер, 2005. – 496 с.

18. Цветкова, Л.С. Научные основы нейропсихологии детского возраста / Л.С. Цветкова // Актуальные проблемы нейропсихологии детского возраста: учеб. пособие. – М.; Воронеж, 2001. – С. 16-83.

19. Posner, M.I. Developing mechanisms of self-regulation: Developing and Psychopathology / M.I. Posner, M.K.. Rothbart. – 2000. – No. 12. – P. 427-441.

РАБОТА 1.