1.2. Мозговые механизмы когнитивного развитиядетей

Формирование мозговой организации когнитивной деятельности - процесс не линейный и имеет периоды ее качественных преобразований. Одним из таких периодов является дошкольный возраст - существенный этап когнитивного развития ребенка, когда формируются механизмы мозгового обеспечения познавательной деятельности. Степень зрелости этих механизмов имеет важное прогностическое значение, обусловливая возможную успешность учебной деятельности [40].

В данной работе рассматривается возраст 6 - 7 лет - период, на который приходится окончание детского сада и, в ряде случаев, начало обучения в школе. Интересным этот возраст представляется в плане особенностей строения и функций мозга.

Развитие мозга предопределено генетически: в определенной последовательности на каждом этапе развития созревают отдельные его структуры. Вместе с тем, созревание нервных элементов и, прежде всего нервных клеток, наиболее эволюционно новых отделов мозга происходит под влиянием внешней среды и зависит от поступающей в мозг информации. В известной мере зрелым мозг является уже к моменту рождения ребенка и способен воспринять и произвести первичный анализ сигналов внешнего мира, на базе которых формируются ответные реакции. Когда контакт ребенка с внешним миром еще ограничен, воспринимаются лишь очень простые признаки сигнала. Ребенок растет, его взаимодействие с внешней средой усложняется, соответственно развивается мозг, совершенствуется его структурно-функциональная организация.

Особенности деятельности мозга в значительной мере зависят от степени морфофункциональной зрелости его двух структурных образований: коры больших полушарий мозга и подкорковых структур, тесно между собой связанных. Подкорковые элементы, как более эволюционно древние, формируются и обеспечивают с рождения ребенка многообразные функции, без которых невозможна жизнедеятельность. Это работа сердечнососудистой и дыхательной системы, обмен веществ, теплорегуляция. Здесь же на уровне подкорки расположены и структуры, управляющие эмоциями и потребностями. Через подкорковые образования проходит и частично перерабатывается информация из внешнего мира. Однако функции подкорки этим не исчерпываются. На подкорковом уровне расположены структуры, изменяющие активность клеток больших полушарий. Одни из них обладают тормозным воздействием, с ними связывают наступление сна. Другие, к которым относится так называемая сетчатая (ретикулярная) формация, получая сигналы от всех органов чувств, активирует кору больших полушарий, участвует в организации бодрствования, в процессах внимания [40].

Функции коры больших полушарий мозга разнообразны и сложны. С деятельностью нервных элементов коры связаны прием, анализ и переработка внешней информации, ассоциативная деятельность мозга, произвольная регуляция поведения. Прием и первичный анализ сигналов внешнего мира осуществляется в тех зонах, где заканчиваются нервные волокна, идущие от органов чувств, - это проекционные отделы коры. Другие корковые зоны - ассоциативные отделы коры, - особенно интенсивно развитые у человека, ведают более сложными функциями. С их деятельностью связаны этапы вторичной переработки информации, синтез отдельных элементов в интегральные образы, их классификация, опознание, принятие решений, создание планов и программного поведения.

Вообще структурное развитие (ансамблевая организация) коры связано с формированием нейронных ансамблей (нервных центров). В ходе онтогенеза структурная организация коры идет по пути формирования отдельных объединений нейронов и установления ассоциативных связей между ними [28].

В 5 - 6 лет продолжается дифференцировка нейронов и формирование звездчатых клеток, расширяется система горизонтальных связей, что увеличивает межнейрональное взаимодействие в системе нейронных ансамблей.

К 6 - 7 годам кора больших полушарий в значительной мере зрелая. Размеры поверхности большинства корковых зон составляют около 80 % размеров взрослого. Наименее зрелыми оказываются новые и наиболее "человеческие" лобные области.

С деятельностью лобной коры в основном связано сознательное поведение человека. Велико значение лобных отделов коры в анализе сигнального значения слова, а, следовательно, и в осуществлении мыслительных операций. Лобная область обеспечивает активную поисковую деятельность. Влияния, исходящие из этих отделов коры больших полушарий, оказывают также разрушающее действие на подкорковые отделы мозга, создавая возможность произвольной регуляции функций волевых актов.

Затылочная область мозга обеспечивает работу центрального звена зрительного анализатора. Развитие нервных структур периферического и центрального звена зрительного анализатора начинается еще во внутриутробном развитии.

Развитие корковых полей височной области связано с работой слухового анализатора.

Задне-теменная зона связана с интеграцией сложных форм предметных и речевых действий, которые осуществляются под контролем зрения и требуют опоры на ориентировку в пространстве.

Прецентральная область обеспечивает работу двигательного анализатора. В височно-теменно-затылочной области, являющейся зоной перекрытия разных анализаторных систем, осуществляется интеграция разномодальной информации в сложные пространственные и символические схемы [22].

Рост клеток всех типов наиболее сильно идет до двух лет. Основные количественные и качественные изменения в цитоархитектонике полей височно-теменно-затылочной подобласти происходит в два года и в 6-7 лет. Уменьшение информации из внешней среды приводит к недоразвитию контактов между клетками головного мозга. Высокая пластичность мозга, его морфофункциональное созревание зависит от употребления или от неупотребления, т.е. от деятельности его структур. Пластичность мозга особенно велика в детском возрасте, когда его структуры еще развиваются, окончательное формирование нервных элементов мозга связано с их участием в разных видах деятельности. Для обеспечения работы мозга как единого целого важна также степень созревания связей между разными структурам. Развитие этих связей не заканчивается к 5-6 годам. Таким образом, основная онтогенетическая направленность функционального созревания мозга проявляется в возрастающей специализации корковых областей и их интеграции, в которой ведущую роль приобретает пластичное взаимодействие нервных центров [42].

• Для человека особенно важно зрительное восприятие, так как 90 % всей информации поступает по зрительному каналу. В период от 3-4 до 6-7 лет происходят существенные изменения процесса восприятия. 5-6 лет – переломный момент в развитии системы зрительного восприятия, именно с этого возраста различные корковые зоны начинают специализированно вовлекаться в анализ и обработку поступающей информации. Зрительное и осязательное обследование предмета становится более организованным и систематичным. Выделенные признаки соотносятся между собой и целостным представлением объекта, что способствует формированию дифференциального и более адекватного сенсорного образа. На этой основе к 5-6 годам повышается успешность обнаружения различных модификаций объекта, появляются прослеживающие контур движения, не охватывающие фигуру целиком. У детей 6-7 лет при ознакомлении с новым предметом прослеживание по контуру уже включает всю фигуру, как бы создавая внутреннюю модель формы [47]. Возможность формирования в старшем дошкольном возрасте сложных эталонов, включающих иерархическую структуру интегральных признаков, облегчает процесс опознания и категоризацию на основе не только перцептивных, но и концептуальных характеристик объекта (общих свойств всех его вариантов). Это свидетельствует о достижении определенного уровня интеллектуализации процесса восприятия к концу дошкольного периода [47].

• Важной когнитивной функцией является внимание. С 4 до 7 лет идет быстрое нарастание объема внимания. Развивающаяся в дошкольном возрасте возможность произвольной регуляции деятельности по внешней инструкции является предпосылкой способности ребенка к управлению своим вниманием. Скачек в структурно-функциональном созревании лобных областей к 6-7 годам создает физиологическую основу осознанной регуляции активационных процессов – включение механизмов произвольного внимания [14]. Внимание детей 5-6 лет, прежде всего, обусловлено вовлечением в реакцию на внешние стимулы эмоциональной сферы, что отличает его от 7-летних, для которых в норме должно быть естественным уменьшение импульсивных реакций и возрастание роли такой характеристики деятельности как произвольность. Отсюда – возможность длительное время выполнять непривлекательное задание. У старших дошкольников и младших школьников в связи с большой зрелостью лобных отделов значительную роль уже играет оценка информации и совершенные механизмы произвольного внимания. Эти изменения совместно со снижением удельного веса категории предпочтения для привлечения внимания организуют его интеллектуализацию, обусловленную нарастающей кортикализацией этой функции. Об интеллектуализации внимания старших дошкольников свидетельствуют результаты экспериментов, направленных на изучение способности к выделению информационной значимости последовательно предъявленных одинаковых по физическим характеристикам простых стимулов при отсутствии внешней инструкции. Также у детей 6 лет возрастает устойчивость внимания, появляется возможность регуляции деятельности по образцу. Именно с этого возраста и начинается развитие качественно нового этапа в организации внимания.

• Уровень речевого развития ребенка во многом определяет успешность обучения в школе, однако значительная часть детей с возраста 6 лет (около 60%) имеют нарушения речевого развития. Функциональная система речи включает, прежде всего, комплекс анализаторных систем, незрелость которых серьезно сказывается на развитии речи [13].

• Необходимым компонентом когнитивной деятельности является психомоторное развитие. Анализ уровня развития мелкой моторики и графических движений позволяет не только выделить факторы риска, но и достаточно четко прогнозировать трудности при обучении письму. Факторы риска в развитии моторных функций имеют подавляющее большинство детей 6-7 лет (около 90%). Основой этих трудностей является, прежде всего, незрелость структур второго операционального блока мозга. Показательно, что эти влияния связаны с трудностями выполнения заданий, требующих координации, точности, ловкости, т.е. связанных с процессами произвольного контроля. Известно, что ведущим звеном контроля произвольных функций в этом возрасте является зрение, поэтому нельзя исключить влияние уровня развития и зрительно-пространственного восприятия на качество выполнения моторных задач [14].

Что касается когнитивных процессов, то на основании анализа представленных работ можно сделать вывод о некоторой несформированности у детей 6-7 лет психофизиологических механизмов, обеспечивающих основные когнитивные функции. Однако возраст 6-7 лет многие авторы считают периодом интенсивного развития морфофункциональных структур, обеспечивающих формирование и развитие когнитивных функций [25].