Развитие важнейших функциональных систем мозга. Учение о системогенезе

Функциональная система есть объединение различных нервных элементов, участвующих в обеспечении какой-либо функции. Она является важнейшим саморегулирующимся механизмом мозга. Для оценки уровня индивидуального развития нервной системы (он­тогенетического уровня) имеет значение не столько оценка сте­пени анатомической зрелости тех или иных элементов, сколько оценка их способности регулировать определенную функцию. От­сюда следует, что процессы онтогенеза можно понять глубоко с позиций системогенеза, т.е. не изолированного, а посистемного развития нервных элементов. Основы учения о системогенезе были заложены выдающимся советским физиологом П. К.Анохиным.

Понятие «функциональная система» позволяет объяснить не­которые закономерности становления нервно-психических функ­ций в онтогенезе. Важное значение имеет тот факт, что отдельные компоненты функциональной системы формируются примерно в одно и то же время, хотя и могут принадлежать к филогенетичес­ки разным уровням. Вследствие этого в процессе эмбрионального развития наряду с общей последовательностью образования раз­личных отделов нервной системы (по принципу — сначала эво-люционно более древние, а затем более молодые) наблюдаются и отклонения от последовательности, а именно посистемное созре­вание нервных элементов — системогенез. В первую очередь фор­мируются те функциональные системы, которые имеют перво­степенное жизненное значение. В функциональную систему могут объединяться разные в эволюционном плане уровни; поэтому в пре­делах одного и того же уровня можно наблюдать разные степени иревания отдельных элементов в зависимости от их вовлеченно-' i и в функциональную систему.

Принцип неодновременности, гетерохронности можно проил-мострировать многими примерами. Например, неравномерно со­ре вают отдельные волокна лицевого нерва, иннервирующие мыш-11 м лица. У новорожденных наиболее готовы к функционированию нервные клетки и их волокна, которые имеют отношение к акту писания, тогда как другие волокна лицевого нерва еще не миели-м изированы. Другим примером системогенеза может быть органилция у новорожденных механизма хватательного рефлекса. Уже на I -6-м месяце внутриутробного развития человеческого эмбрио-M.I из всех нервов руки наиболее полно созревают те, которые обеспечивают сокращение сгибателей пальцев. Кроме того, к этому периоду дифференцируются клетки передних рогов спинного мозга на уровне восьмого шейного сегмента, где расположены двипельные нейроны сгибателей пальцев кисти, формируются связи пышестоящими регулирующими отделами нервной системы.

Установлено несколько важнейших принципов системогенеза. Первый принцип заключается в том, что функциональные систе­мы формируются не одновременно, а по мере жизненной необхо-IIмости, связанной с условиями существования организма. Так, новорожденный ребенок наделен готовыми системами, обеспечи-гдющими регуляцию наиболее важных процессов — сосания, гло-i лния, дыхания. Представители других видов к моменту рождения располагают гораздо большим количеством готовых функциональ­ных систем. В частности, детеныш кенгуру способен самостоятель­но забираться в сумку матери, а только что вылупившийся из яйца i усенок следовать за матерью или любым движущимся предметом.

Несмотря на кажущуюся скудость врожденных механизмов ре­агирования, у новорожденного ребенка обнаруживается весьма к жкая координация различных регулирующих воздействий нервной системы. Например, возможно одновременное глотание и дыхание, — эта способность часто утрачивается впоследствии. Наряду этим имеет место значительное несовершенство зрительных, духовых, двигательных реакций. В неодновременности формирования реагирующих механизмов заключается принцип гетерохронности созревания отделов нервной системы.

Второй принцип системогенеза состоит в межсистемной и внут­рисистемной гетерохронности. Межсистемная гетерохронность — неодновременные закладка и формирование разных функциональ­ных систем (сосание и зрительный контроль). Внутрисистемная i гтерохронность — постепенное усложнение формирующейся функ-и и и. Первоначально созревают элементы, дающие возможность минимального обеспечения функции; затем постепенно вступают р. строй и другие отделы данной системы, позволяющие реагиро­вать на внешние и внутренние воздействия более тонко. Например, у ребенка до 3 месяцев сосательный рефлекс вызывается очень лег­ко, любым прикосновением к щекам, подбородку, но довольно часто наблюдаются поперхивание, заглатывание воздуха. К 3 меся­цам сосательные движения становятся более дифференцирован­ными, вызываются в основном раздражением губ; поперхивание встречается редко. Аналогичная картина отмечается в развитии хва­тательных функций руки. В первые месяцы жизни любое раздра­жение ладони вызывает сжимание кисти в кулачок. Впоследствии схватывание становится более избирательным, возникает сопро­тивление большого пальца остальным. Внутрисистемная гетеро­хрония обусловлена не только дозреванием элементов данной функ­циональной системы, но и установлением межсистемных связей. Например, автоматическое схватывание усложняется по своей двигательной организации, но в то же время начинает все более явственно обнаруживаться зрительный контроль над действием руки (зрительно-моторная координация).

Учение о системогенезе позволяет понять причины строгой по­следовательности и преемственности этапов нервно-психического развития ребенка. Например, удерживание головы предшествует сидению, сидение — стоянию, стояние — ходьбе. Способность удер­живать голову является важной предпосылкой для контроля за положением тела. Это достигается благодаря совершенствованию органа равновесия и за счет усложняющегося зрительного контроля.

Следует учитывать, что многие функциональные системы сами состоят из ряда подсистем, формирующихся неодновременно и постепенно усложняющих свои взаимодействия. Так, в комплекс управления движениями входят системы регуляции мышечного тонуса, равновесия тела, координации сокращений мышц — ан­тагонистов и синергистов (т.е. действующих противоположно и содружественно). Кроме того, для любого двигательного акта не­обходима целостная программа — «двигательная задача», подра­зумевающая смену одних движений другими, контроль за выпол­нением намеченного действия. Чтобы совершить обычный шаг, человеку необходимо перенести тяжесть тела на одну ногу и, со­храняя при этом равновесие, перенести другую ногу вперед, что достигается благодаря сокращению одних групп мышц и расслаб­лению других. Понятно, что при каждом шаге смещается центр тяжести тела, учитывается поверхность, по которой совершается передвижение, и, кроме того, выполняется ряд других задач: шаг совершается в определенном направлении, с заданной быстротой и т.д. Любой здоровый человек легко решает все перечисленные задачи, хотя даже и не знает, как это делается. Однако подобная согласованность отдельных звеньев системы регуляции движений достигается лишь в процессе развития и обучения. Наблюдая за моторикой детей различных возрастных групп, можно оценить, как постепенно совершенствуются их двигательные акты, как из отдельных подсистем формируется единая, интегративная система двигательной регуляции.

Подход с позиций системогенеза позволяет не только находить критерии для возрастных нормативов той или иной функции, но и выяснять структурно-функциональные основы различных ано­малий развития. Может наблюдаться как полное, равномерное недоразвитие целостной функциональной системы, так и недо­развитие отдельных ее звеньев с установлением аномальных свя­зей между нервными центрами. Например, встречаются дети до­статочно ловкие в обычной игровой деятельности, но малоспо­собные к выполнению тонких движений, требующих определен­ного плана. Втаких случаях можно говорить о недостаточности корковых отделов регуляции моторики. Наряду с этим приходится наблюдать детей неловких и неуклюжих в обиходной жизни, но способных хорошо рисовать, лепить, играть на музыкальных ин­струментах.

Особенно наглядно варианты межсистемного и внутрисистем­ного недоразвития проявляются при различных формах патологии речи. Встречаются дети с общей моторной неловкостью и с гру­бым косноязычием. Однако наблюдается немало случаев, когда общая моторика практически не страдает, а в речи обнаруживается много дефектов — заикание, «пулеметная», невнятная речь и т.д. Наконец, приходится наблюдать учеников с изолированными рас­стройствами письма при достаточно хорошей устной речи.

Принципы системогенеза позволяют, таким образом, конкре­тизировать, структурно определять отклонения в возрастной эво­люции нервной системы и намечать пути преодоления формиру­ющихся дефектов. Эти пути коррекции принципиально могут быть распределены на несколько групп: стимуляция развития отстаю­щих от возрастных показателей функций, размыкание установив­шихся в ходе искаженного развития аномальных связей, форми­рование новых комплексов внутри- и межсистемных взаимодей­ствий. В зависимости от конкретной формы дефекта возможны одновременные лечебные воздействия в нескольких направлениях. Однако, учитывая преемственность этапов индивидуального раз­вития, часто приходится идти по пути поэтапного восстановления; при этом на каждом этапе подготавливается фундамент для нового усложнения функции. Если, например, ребенок не может в доста­точном объеме совершать движения языком, то от него трудно добиться правильного произношения звуков.

К числу других важнейших функциональных систем мозга от­носятся слуховая и зрительная. Несколько особняком стоит ин­теллектуальная сфера, поскольку ее связь с особенностями стро­ения мозга гораздо сложнее. Основные данные о возрастных ха­рактеристиках и нарушениях главных функциональных систем представлены в соответствующих главах.