Возрастная физиология

Юношеский возраст продолжается у юношей от 18 до 21 года, а у девушек - от 17 до 20 лет. В этот период в основном заканчиваются процесс роста и формирование организма и все основные размерные признаки тела достигают дефинитивной (окончательной) величины.

В зрелом возрасте, который продолжается у мужчин от 22 до 60 лет, а у женщин от 21 до 55 лет, форма и строение тела изменяются мало. Между 30 и 50 годами длина тела остается постоянной, а потом начинает уменьшаться.

В пожилом (мужчины - 61-74 года, женщины - 56-74 года) и старческом (75-90 лет) возрасте происходят постепенные инволютивные изменения организма. Выделяют еще один возрастной период - долгожительство (свыше 90 лет).

Любая возрастная группа для отдельно взятого ребенка довольно условна. Так как рост и развитие имеют индивидуальные особенности, т.е. та или иная фаза появляются раньше или позднее по сравнению со средними показателями для популяции. Встречаются дети, индивидуальное развитие которых значительно опережает хронологический (паспортный) возраст. В связи с этим необходимо конкретизировать понятие «возраст ребенка», имея в виду хронологический или биологический возраст.

Хронологический - это количество прожитых лет от рождения до момента обследования. Хронологический возраст имеет четкую временную границу (день, месяц, год). Биологический возраст является также функцией времени, но определяется совокупностью морфофункциональных особенностей организма. Разница между хронологическим и биологическим возрастом может достигать 5 лет.

В процессе формирования организма как целостной системы выделяют возрастные периоды, характеризующиеся интенсивным ростом, сменяющиеся затем годами с минимальной прибавкой длины тела. Так, наибольшее увеличение длины тела отмечается в первый год жизни (20-25 см) и в период полового созревания (8-10 см). Между этими возрастами прибавки в длине тела составляют в среднем 4-6 см. Прекращение процессов роста у девочек происходит к 17-18 годам, у юношей к 18-19 годам. Этот же закон неравномерности свойственен массе тела и окружности грудной клетки.

Однако гетерохронность развития не отрицает ее гармоничность, поскольку является специальной закономерностью, состоящей в неравномерном развертывании наследственной информации. Благодаря этой наследственно закрепленной особенности роста и созревания организма обеспечивается его оптимальная адаптация к условиям окружающей среды

Наследственность и развитие организма: Наследственность - способность живых организмов накапливать, хранить и передавать потомству наследственную информацию. Передача и хранение наследственных признаков обеспечивается ДНК и РНК. Ведущее значение в передаче наследственной информации принадлежит ДНК. Большая длина молекулы ДНК дает возможность «записать» определенную информацию.

Участок молекулы ДНК, хранящий информацию определенного признака, называется геном. Каждая молекула ДНК включает в себя сотни генов и представляет программу развития многих признаков и свойств организма. Объединяясь с особыми белками, молекула ДНК образует в ядре хромосомы. Число хромосом постоянно для каждого вида животных и растений. У человека в ядрах соматических клеток содержится 46 хромосом, а в ядрах половых - 23. При слиянии яйцеклетки со сперматозоидом хромосом вновь становится 46. Зародившийся организм получает половину признаков от матери и половину от отца.

Комбинации этих признаков могут быть самые разные. Данная комбинация унаследованных признаков и определяет «генный портрет» человека - его генотип. Совокупность свойств организма, приобретенных в процессе жизни, определяет фенотипический портрет человека - его фенотип. Таким образом, каждому ребенку присуща индивидуальная генетически обоснованная программа развития.

Однако развитие ребенка и реализация генетической программы происходит в конкретных условиях внешней среды. Факторы внешней среды в зависимости от их характера, силы и продолжительности действия могут способствовать выходу за границы индивидуальной программы развития. Большое значение играет возрастной период, так как каждый период отличается различной чувствительностью к факторам внешней среды.

Все факторы внешней среды условно можно разделить на 3 группы: неорганические (температура, свет, парциальное давление газов во вдыхаемом воздухе, уровень радиации и т. д.), органические (воздействие, оказываемое на организм ребенка другими живыми существами) и социальные (воздействия, оказываемые на ребенка членами семьи, которые, в свою очередь, определяются укладом, традициями, социальными ориентирами, материальным достатком семьи и т. д.). К социальным факторам относят также микроклимат, который создается вокруг ребенка в детских учреждениях, учебных заведениях, а затем в рабочих коллективах.

При анализе влияния факторов первой группы на рост и развитие, в частности, влияния высокой или низкой температуры окружающей среды, следует обратиться к правилам Бергмана (1847) и Аллена (1877).

Правило Бергмана утверждает, что в пределах одного теплокровного вида размер тела подвида обычно увеличивается с уменьшением температуры окружающей среды. Правило Аллена гласит: у теплокровных животных, относящихся к одному виду, имеется тенденция к увеличению относительного размера сильно выступающих частей тела с увеличением температуры окружающей среды. Т.е. у лиц, проживающих в условиях высокой среднегодовой температуры, отмечается преобладание длины конечностей над длиной туловища. В то же время у лиц, проживающих в условиях низкой температуры, отмечается большой вес при мощном торсе и относительно коротких конечностях.

Факторы органической природы могут выступать по отношению к растущему организму как симбионты - бактерии толстого кишечника. Одни из них расщепляют растительную клетчатку, так как в пищеварительных соках человека нет ферментов для ее переваривания. В то же время многочисленные микроорганизмы способны вызывать различные заболевания или паразитировать в организме ребенка.

Большое значение играет социальный фактор. Ребенок может иметь генетически детерминированные музыкальные способности. Но отсутствие необходимых условий не позволяет развиться этим способностям. Или же несовпадение социальных ориентиров родителей с социальными ориентирами ребенка может явиться причиной прекращения посещения спортивной секции.

Низкая материальная обеспеченность семьи является причиной неполноценного питания, плохих жилищных условий и как следствие - отставание в физическом развитии ребенка. Огромное значение играет микроклимат в семье. Воспитание ребенка в состоянии эмоционального дискомфорта (конфликты в семье, отсутствие родительской ласки и заботы) затормаживает его развитие. Такое явление получило название психосоциальная низкорослость, или дефицит материнской ласки. Наиболее ярко это проявляется у детей-сирот.

Кроме того, большинство отечественных физиологов склонны считать, что физические упражнения стимулируют рост скелета как в длину, так и в ширину. Наряду с этим, в литературе накоплен огромный материал о негативном влиянии интенсивных физических нагрузок на растущий скелет. Исследования показывают, что при более ранней интенсивной тренировочной деятельности у детей чаще выявляются хронические заболевания суставов, которые трудно поддаются лечению.

Таким образом, только рациональная программа физического воспитания в сочетании с другими благоприятными факторами (полноценное питание, хорошие социальные условия и т. д.) являются естественными стимуляторами роста.

Акселерация и ретардация развития: Под акселерацией понимается ускорение темпов роста и развития детей и подростков, а также абсолютное увеличение размеров тела взрослых. Этот термин был предложен Е.Кохом (1935). Акселерация была отмечена при сопоставлении антропометрических данных, полученных в начале 20-х годов XX века с данными 30-х годов XIX века, когда начали проводить антропометрические исследования детей.

В настоящее время выделяют акселерацию эпохальную и внутригрупповую.

Эпохальная акселерация обозначает ускорение физического развития современных детей и подростков в сравнении с предшествующими поколениями. Она проявляется уже на стадии внутриутробного развития. У современных новорожденных длина тела больше на 0,7-1 см, а вес на 60-100 г. По мере роста эти различия возрастают. У современных детей раньше происходит становление репродуктивных функций. Существуют доказательства акселерации развития сердечно-сосудистой, дыхательной и двигательной систем.

Внутригрупповая акселерация - ускоренное физическое развитие отдельных детей и подростков в определенных возрастных группах. Внутригрупповые акселераты характеризуются более высоким ростом, большей мышечной силой и возможностями дыхательной системы. У них значительно быстрее происходит половое созревание и раньше заканчиваются процессы роста. Таким образом, внутригрупповая акселерация часто сочетается с повышением физиологических возможностей организма.

Однако, индивидуальная акселерация нередко сопровождается дисгармоническим развитием различных систем и функций, что приводит к физиологической дезинтеграции и снижению функциональных возможностей. У детей с повышенными темпами развития чаще наблюдаются эндокринные расстройства, хронический тонзиллит, нервные расстройства, кариес зубов, повышенное артериальное давление.

После 60-70-х годов стали проявляться негативные явления акселерации. В первую очередь, диспропорциональность физического развития, особенно в сторону избыточности массы тела. Вторым негативным явлением акселерации является уменьшение жизненной емкости легких и снижение мышечной силы. Причиной дисгармоничности физического развития современных детей и подростков является низкая двигательная активность.

Биологические механизмы акселерации пока не выяснены..

Анализ материалов последних антропометрических измерений показывает, что акселерация не является этапом прогрессирующего увеличения размеров тела человека, а представляет лишь фазу в его развитии.

Ретардация - явление, противоположное акселерации, - замедление физического развития и формирования функциональных систем организма детей и подростков.

биологические механизмы ретардации мало изучены. На современном этапе изучения выделяют две основные причины ретардации. Первая - различные наследственные, врожденные и приобретенные в постнатальном онтогенезе органические нарушения; вторая - различные факторы социального характера.

Наследственные ретарданты, как правило, к моменту окончания процессов роста не уступают в этом показателе своим сверстникам, просто достигают этих величин они на 1-2 года позже. Причиной отставания могут явиться и перенесенные заболевания, но они приводят к временной задержке роста и после выздоровления темпы роста становятся выше, т. е. генетическая программа реализуется за более короткий срок.

Существенное отрицательное влияние оказывает социальный фактор. В меньшей степени - низкий материальный доход семьи и в большей - отрицательный эмоциональный микроклимат, окружающий ребенка в семье или в детских учреждениях. Дети, воспитывающиеся в условиях недостаточного внимания со стороны родителей и дети, воспитывающиеся в детских домах и школах-интернатах, отстают в своем развитии на 1,5-2 года от сверстников.

Таким образом, ретардация, не зависимо от причин, ее обусловливающих, сказывается как на темпах физического, так и психического развития.

Роль гормонов в адаптации организма к физическим нагрузкам: В адаптации организма к физическим нагрузкам гормонам принадлежит важнейшая роль. В ансамбле эндокринных желез на мышечную нагрузку первыми реагируют симпатоадреналовая и гипофизарно-надпочечниковая системы.

В процессе выполнения мышечной работы, наряду с высоким уровнем функционирования симпатоадреналовой и гипофизарно-надпочечниковой систем, нарастает содержание альдостерона, вазопрессина и тироксина.

Позже включается дополнительная продукция инсулина, соматотропина, глюкагона.

Подобное многообразие гормональных веществ необходимо для мобилизации энергетических ресурсов, обеспечения газообмена и питания тканей работающего организма. Продолжительное выполнение мышечной работы приводит к снижению активности гормональных механизмов, обеспечивающих мобилизацию энергетических и пластических ресурсов. Параллельно отмечается увеличение в крови кальцитонина.

Эта реакция носит защитный характер, предохраняя организм от критического расходования энергетических и пластических резервов. В период восстановления происходит нормализация концентрации гормональных веществ.

У детей младшего возраста (до 7-8 лет) предстартовые и стартовые реакции либо отсутствуют, либо выражены слабо. Они вырабатываются лишь в процессе систематических тренировок и наиболее ярко проявляются в возрасте 13-15 лет, когда стартовые реакции нередко превышают таковые у взрослых спортсменов.

Систематические занятия спортом приводят к повышению активности коры надпочечников. Так, экскреция стероидных гормонов в покое выше у детей, занимающихся спортом. Однако чрезмерные по объему и интенсивности мышечные нагрузки и выполняемые на фоне неполного восстановления резко снижают функциональную активность коры надпочечников.

Активизация коры надпочечников в ответ на мышечную нагрузку снижается по мере взросления. У детей эти сдвиги носят менее адекватный и более выраженный характер.

Влияние тренировочных нагрузок на функции щитовидной железы, тимуса и эпифиза у детей изучено недостаточно полно. Установлено, что мышечная нагрузка, активизирующая надпочечники, угнетает функцию щитовидной железы.

Функция половых желез стимулируется адекватными для детей и подростков физическими нагрузками. Большие нагрузки истощающего характера приводят к угнетению продукции половых гормонов, задерживают половое созревание, особенно если повышенные физические нагрузки выполняются до наступления пубертатного периода.

Поэтому при оценке адаптивных перестроек, происходящих в системах жизнеобеспечения подростков (в особенности девочек), необходимо принимать во внимание и интенсивность андрогенной функции. Расстройства гормональной функции, связанные с физическим перенапряжением, феноменологически проявляющиеся в увеличенном выведении андрогенов с мочой, должны служить сигналом для уменьшения нагрузки или изменения ее качественного состава.

12. Профилактика нарушений опорно-двигательного аппарата у детей

Осанка. Привычное положение тела человека во время ходьбы, стояния, сидения и работы называют осанкой. Правильная осанка характеризуется нормальным положением позвоночника с его умеренными естественными изгибами вперед в области шейных и поясничных позвонков, симметричным расположением плеч и лопаток, прямым держанием головы, прямыми ногами без уплощения стоп. При правильной осанке наблюдается оптимальное функционирование системы органов движения, правильное размещение внутренних органов и положение центра тяжести.

Ряд причин - нерациональный режим, различные заболевания, приводящие к ослаблению связочно-мышечного аппарата и организма в целом, а также неудовлетворительно поставленное физическое воспитание и недостаточное внимание взрослых к воспитанию у детей навыка правильной осанки - приводят к возникновению и развитию значительных нарушений телосложения. Эти нарушения в виде увеличения естественных изгибов позвоночника и появления боковых искривлений, крыловидных лопаток, асимметрии плечевого пояса, уплощения грудной клетки не только обезображивают форму тела, но затрудняют работу внутренних органов, ухудшают обмен веществ и снижают работоспособность, а у подростков и взрослых - производительность труда.

Образование и закрепление двигательных навыков, формирующих осанку детей, происходит постепенно и длительно. Предпосылками нарушения осанки может стать то, что ребенка рано усаживают, неправильно носят на руках, преждевременно начинают учить ходить, во время прогулок постоянно держат за руку.

В дошкольные годы нарушению осанки способствуют уплощение стоп, неправильная поза во время рисования, выполнения работ на земельном участке с использованием инвентаря, не отвечающего своими размерами возрастным особенностям детей. С самого начала обучения в школе к этим отрицательным моментам могут присоединиться и другие: резкое ограничение двигательной активности, увеличение статической нагрузки, связанной с вынужденной рабочей позой, ношение в одной руке тяжелого портфеля.

Нарушениям осанки и искривлениям позвоночника может способствовать неправильная организация ночного сна детей и подростков: узкая, короткая кровать, мягкие перины, высокие подушки. Привычка спать на одном боку, свернувшись «калачиком», согнув тело и поджав ноги к животу влечет нарушение кровообращения и нормального положения позвоночника. Отрицательно сказывается на состоянии осанки и внутренних органов перетягивание живота в верхней его части тугими резинками и поясами.

Воспитывается и закрепляется у школьников навык правильной осанки, если одновременно с общеукрепляющими организм оздоровительными мерами учащиеся ежедневно выполняют разнообразные физические упражнения, а учебные и внеучебные занятия проходят в школе и во внешкольных учреждениях в условиях, отвечающих требованиям гигиены.

Плоскостопие. Деформация, заключающаяся в частичном или полном опущении продольного или поперечного свода стопы, называется плоскостопием. Это довольно частое нарушение опорно-двигательного аппарата у детей и подростков. Оно сопровождается жалобами детей и подростков на боль в ногах при ходьбе, быструю утомляемость, особенно во время длительных прогулок, экскурсий и походов.

Плоскостопие чаще бывает приобретенным и значительно реже - врожденным. Приобретенное плоскостопие может быть статическим, травматическим и паралитическим.

Статическое плоскостопие развивается у детей постепенно в результате несоответствия нагрузки на связки, мышцы и кости гигиеническим требованиям. Часто причиной развития у детей статического плоскостопия является рахит.

Травматическое плоскостопие развивается после повреждения стопы, голеностопного сустава, лодыжек.

Паралитическое плоскостопие наблюдается в связи с заболеваниями нервной системы, чаще всего это последствие детского паралича.

Профилактика плоскостопия зависит от воспитания правильной походки. Необходимо, чтобы носки при ходьбе и стоянии смотрели прямо вперед, нагрузка приходилась на пятку, первый и пятый пальцы, а внутренний свод не опускался. Для укрепления мышц, поддерживающих свод стопы, рекомендуется ходьба босиком по неровной, но мягкой поверхности. При ходьбе полезно периодически поджимать и расслаблять пальцы. Положительное влияние на укрепление свода стопы оказывают игры в волейбол, футбол.

Большое значение имеет ношение обуви, отвечающей гигиеническим требованиям. Она должна точно соответствовать длине и ширине стопы, иметь широкий носок, чтобы пальцы не сжимались, широкий каблук 1,5-2,0 см и эластичную подошву. Девочкам противопоказано ношение обуви на высоких каблуках (4-5 см), чтобы не нарушалась осанка, не происходило искривление позвоночника и смещение позвонков, изменение правильного положения таза и его размеров.

Всестороннее физическое воспитание детей и подростков, выполнение общеразвивающих и специальных физических упражнений ежедневно дома, на уроках - основа профилактики нарушений опорно-двигательного аппарата, укрепления здоровья.

13. Общие вопросы анатомии и физиологии сенсорных систем

Строение, свойства, значения сенсорных систем: Мозг человека постоянно получает информацию об изменениях внешней и внутренней среды. Эта информация воспринимается, передается в соответствующие зоны коры большого мозга, анализируется особенными сенсорными (чувствительными) системами, которые еще называют анализаторами.

Строение анализатора:

-- периферическая часть -- рецепторы;

-- проводниковая часть -- нервы, которые отходят от рецепторов;

-- центральная часть -- соответствующие чувствительные зоны коры полушарий большого мозга.

Рецепторы -- чувствительные нервные структуры, которые превращают разные виды энергии (световую, механическую, тепловую и другие) в нервный импульс.

В зависимости от расположения различают экстероцепторы, интероцепторы (см. тема «Нервная система»). По морфологическим особенностям их разделяют, на: первично-чувствительные и вторично-чувствительные.

Первично-чувствительные рецепторы -- это простое чувствительное нервное окончание биполярного нейрона, по центральному отростку которого, возбуждение передается на высший уровень чуткой системы. Эти клетки одновременно являются и рецепторными, и чувствительными, нейронами II порядка. Рецепторные образования обонятельного, кожного и двигательного анализатора, принадлежат к первичным рецепторам.

Вторично-чувствительные рецепторы -- это специализированные рецепторные клетки, которые воспринимают раздражение и передают возбуждения на нейроны II порядка. К вторично-чувствительным рецепторам принадлежат вкусовые, слуховые, зрительные, вестибулярные рецепторы.

В зависимости от специфичности действия раздражителей, рецепторы разделяют:

1. мономодальные -- приспособленные к действию одного раздражителя (рецепторы сетчатки глаза -- к действию света);

2. полимодальные -- могут воспринимать раздражителей разной природы (рецепторные образования кожи воспринимают температуру, механические раздражители).

Рецепторы различают:

1. контактные -- если раздражитель вызывает возбуждение рецепторных образований при непосредственном прикосновении с ними (рецепторы кожи);

2. дистанционные -- если владеют способностью переходить в состояние возбуждения при действии раздражителей, расположенных на определенном расстоянии.

В зависимости от характера действия раздражителей, к которым рецептор владеет выборочной чувствительностью, различают: фоторецепторы, терморецепторы, барорецепторы, механорецепторы, хеморецепторы

Нервные импульсы, которые возникают в рецепторах через цепь нейронов, которая состоит из трех клеток, поступают к большим полушариям головного мозга. Первая клетка -- чувствительная, расположенная за пределами ЦНС в межпозвонковых спинномозговых узлах и узлах черепно-мозговых нервов. Второй нейрон находится в вытянутом или среднем мозге, третий нейрон -- в зрительном горбе.

Анализ информации осуществляется во всех звеньях анализатора -- от рецептора к центральной части. Этот анализ сводится в первую очередь к ограничению избыточной информации, выделения существенных признаков раздражителя.

Процесс превращения энергии раздражителя в информацию заключается в его кодировке, то есть переводе на «язык», который был бы понятным для всех нервных клеток. Этот процесс начинается в рецепторах генерацией потенциала действия, то есть нервного импульса. Специфичность раздражения передается в виде групп или залпов импульсов, которые отличаются количеством импульсов, частотой, длительностью, интервалами, между ними. «Языком» мозга является частотный код. Превращение информации, то есть перевод ее из одной частотной характеристики в другую, проходит на каждом уровне анализаторной системы путем изменения кода -- перекодирования. В высшие отделы нервной системы информация поступает по многим каналам, которые функционируют параллельно, но об одном и том же. В высших отделах происходит перекрытие кодов. Восприятие одних и тех же явлений окружающего мира разными рецепторами и даже разными чуткими системами и перекрытие кода составляет основу многогранности отражения явлений нервной системой.

Высший анализ информации проходит в чувствительных участках коры полушарий головного мозга. Различают 3 группы чувствительных полей: первичные, вторичные, третичные.

Первичные поля -- это ядерные зоны анализаторов. Они осуществляют анализ отдельных раздражителей, информация о которых поступает от соответствующих рецепторов.

Вторичные поля -- это периферические зоны анализаторов, расположенные рядом с первичными полями. Они получают информацию от первичных полей и осуществляют более сложный ее анализ. Здесь проходит осознание световых, звуковых и других сигналов. При повреждении вторичных полей, сохраняется способность выделять предметы, слышать звуки, но человек их не узнает, не различает их значения.

Третичные поля или зоны перекрытия анализаторов. Эти поля расположены в задней половине коры полушарий большого мозга, на границе теменных, височных, затылочного и лобного участка. Здесь проходит процесс высшего синтеза и анализа. С развитием третичных полей у человека проявились функции вещания, мышления (внутренний язык возможен лишь, когда будут одновременно действовать более чуткие системы). Если у новорожденного ребенка недостаточно развитые третичные поля, человек не развивается как личность, не может овладеть языком, овладеть самыми простыми движениями.

Общие свойства анализаторов:

1. Для каждого анализатора характерно наличие рецепторного поля (участок поверхности, которая воспринимает раздражение, в которой разветвлено афферентное волокно одной нервной клетки).

Соотношение в коре больших полушарий большого мозга между рецепторными полями и определенными участками коры определяется порядком их проекции «точка в точку». Да, каждый участок сетчатки глаза, который воспринимает изображение, передает свои сигналы определенному участку зрительной области коры. Все участки коркового центра напоминают экран, который отображает расположение рецепторов на периферии. Такая упорядоченность представительства рецепторных полей позволяет мозгу получать объективную информацию о состоянии пространства.

2. Высокая чувствительность анализаторов к адекватному раздражителю. Чтобы возникло возбуждение рецепторов глаза достаточно энергии 1--2 квантов света. Чувствительность некоторых органов ограничена, потому что иначе мозг был бы перегружен информацией. несущественной для человека. Мы не чувствуем влияния, ионизирующего излучения, радиоактивного, а лишь его последствия -- ухудшение состояния здоровья.

3. Торможение. Торможение в рецепторных образованиях органов чувств, способствует периферическому анализу раздражений. Да, в зрительном анализаторе оно обеспечивает контрастность изображения путем подчеркивания линий и контуров предметов.

4. Адаптация -- способность сенсорных систем приспосабливать уровень своей чувствительности к интенсивности раздражителя. При высокой интенсивности раздражителя чувствительность организма к нему снижается и наоборот.

Анализаторы под воздействием длительных упражнений способны повышать свои возможности, то есть «тренироваться». Таким образом, тренируется слух у музыкантов, ощущение вкуса и запахов у специалистов -- дегустаторов.

Деятельность анализаторов объединяется мозгом, потому в случае нарушения одного анализатора его функция замещается другими анализаторами. Да, с помощью слуха, прикосновению можно создать представление (зрительное) о форме, общем виде предметов.

На базе информации от сенсорных систем у человека формируются субъективные ощущения, впечатления, сознание, приобретается опыт, развивается ум. Сенсорные системы обеспечивают взаимодействие организма с окружающей средой.

У человека различают 5 основных сенсорных систем: зрительная, слуховая, вкусовая, обонятельная, касательная или кожной чувствительности.

Особенности сенсорной функции у детей и подростков: Элементарная рефлекторная деятельность человека, его сложные поведенческие акты и психические процессы зависят от функционального состояния его органов чувств: зрения, слуха, обоняния, вкуса, соматической и висцеральной чувствительности, с помощью которых осуществляется восприятие и анализ бесконечного потока информации из окружающего материального мира и внутренней среды организма. Без этой информации была бы невозможна оптимальная организация, как самых примитивных функций человеческого организма, так и высших психических процессов.

Среди сенсорных систем организма различают вкусовую, слуховую, зрительную, вестибулярную, обонятельную и соматосенсорную системы. Рецепторы последней расположены в коже и воспринимают прикосновения, вибрацию, тепло, холод, боль. Выделяют также проприоцептивную систему, куда относятся проприорецепторы, воспринимающие движения в суставах и мышцах. Изучение интерорецепторов, расположенных во всех внутренних органах, путей проведения и переработки, поступающих от них сигналов дало основание говорить о висцеральной сенсорной системе, которая воспринимает различные изменения во внутренней среде организма.

Различные сенсорные системы начинают функционировать в разные сроки онтогенеза. Вестибулярный анализатор как филогенетически наиболее древний созревает еще во внутриутробном периоде. Рефлекторные акты, связанные с активностью этого анализатора (при повороте тела изменение положения конечностей), отмечаются у плодов и недоношенных детей. Также рано созревает кожный анализатор. Первые реакции на раздражение кожи отмечены у эмбриона в 7,5 недели. Уже на 3-м месяце жизни ребенка параметры кожной чувствительности практически соответствуют таковым взрослого.

Адекватные реакции на раздражения вкусового анализатора наблюдаются с 9-10-го дня жизни. Дифференцировка основных пищевых веществ формируется лишь на 3-4-м месяце жизни. До 6-летнего возраста чувствительность к вкусовым раздражителям повышается и в школьном возрасте не отличается от чувствительности взрослого. Обонятельный анализатор функционирует с момента рождения ребенка, а дифференцировка запахов отмечается на 4-м месяце жизни.

Созревание сенсорных систем определяется развитием звеньев органов чувств. Периферические звенья являются сформированными к моменту рождения. Позже других формируется периферическая часть зрительного анализатора - сетчатка глаза, ее развитие заканчивается к 6 месяцам жизни. Миелинизация нервных волокон в течение первых месяцев жизни обеспечивает значительное увеличение скорости проведения возбуждения и, следовательно, развитие проводящего отдела анализатора. Позже других корковые звенья органов чувств. Именно их созревание определяет особенности функционирования сенсорных систем в детском возрасте. Наиболее поздно завершают свое развитие корковые звенья слуховой и зрительной сенсорной системы.

При изучении движения глаз ребенка установлено, что он способен воспринимать элементы предъявляемых изображений с момента рождения. Считают, что отдельные элементы изображения в младенческом возрасте отождествляются с целостным предметом. Об этом свидетельствуют данные, показавшие, что младенцы, у которых вырабатывался условный рефлекс на целостную геометрическую фигуру, реагировали также на ее компоненты, предъявляемые в отдельности, и только с 16 недель ребенок воспринимал целостную фигуру, которая становилась стимулом условной реакции.

По мере созревания корковых нейронов и их связей, в течение первых лет жизни ребенка анализ внешней информации становится более тонким и дифференцированным, совершенствуется процесс опознания сложных стимулов. Период интенсивного созревания систем наиболее пластичен. Созревание коркового звена анализатора в значительной степени определяется поступающей информацией. Известно, что если лишить организм новорожденного притока сенсорной информации, то нервные клетки проекционной коры не развиваются; в сенсорно обогащенной среде развитие нервных клеток и их контактов происходит наиболее интенсивно.

Отсюда очевидно значение сенсорного воспитания в раннем детском возрасте, т. е. сенсорная информация, имеет значение не только для организации деятельности внутренних органов и поведения, но и является важным фактором развития ребенка.

Функциональное созревание сенсорных систем продолжается и в другие возрастные периоды, поскольку в переработку поступающей информации вовлекаются и другие корковые зоны (ассоциативные), которые созревают в течение длительного периода развития, включая подростковый возраст. Постепенность их созревания определяет особенность процесса восприятия информации в школьном возрасте. Так, восприятие сложных зрительных стимулов становится идентичным таковым взрослого к 11-12 годам.

Особо важное значение для нормального физического и психического развития детей и подростков имеют органы зрения и слуха. Это обусловлено тем, что подавляющая часть всей информации из окружающего мира (примерно 90 %) поступает в наш мозг через зрительные и слуховые каналы.

14. Зрительная сенсорная система

Зрительный анализатор: строение, возрастные особенности: Важную роль в познавательной деятельности человека играет зрительный анализатор. Больше 90% информации, которая поступает в мозг, дает зрительный анализатор. С деятельностью зрительного анализатора связано определение формы предметов, их величины, расстояния предметов, от глаза, их подвижности, цвете.

Строение зрительного анализатора

-- глаз: фоторецепторы в сетчатке;

-- зрительный нерв: вторая пара черепно-мозговых нервов (чувствительные нервы);

-- зрительная зона коры полушарий головного мозга: затылочная зона.

Орган зрения (глаз) расположен в глазнице черепа. Глаз состоит из: --глазного яблока; -- дополнительных органов глаза (глазных мышц, век, слезного аппарата).

Строение глазного яблока: -- внешняя толстая, плотная оболочка. Ее передний отдел занимает 1/5 поверхности глазного яблока, образованный прозрачной, выпуклой спереди роговицей, которая не имеет кровеносных сосудов и владеет высокими преломляющими свойствами. Задний отдел внешней оболочки -- склера (белковая оболочка) образованная плотной волокнистой соединительной тканью;

-- средняя сосудистая оболочка включает собственно сосудистую оболочку, ресничное тело, радужную оболочку. Собственно сосудистая оболочка тонкая, содержит кровеносные сосуды. В центре радужной оболочки, находится отверстие -- зрачок, через которое лучи, света попадают на внутреннюю оболочку. В соединительно-тканевой основе радужной оболочки содержатся сосуды, гладкие мускульные волокна и пигментные клетки.

В зависимости от количества и глубины залегания пигмента цвет радужки разный. Цветом радужки определяется цвет глаз. Пучки гладких и блестящих мускульных волокон образуют мышцу, которая суживает или расширяет зрачок. Величина зрачка изменяется, потому в глаз может проникнуть большее или более малое количество света. Ресничное тело расположено впереди собственно сосудистой оболочки, большая его часть состоит из ресничной мышцы;

-- за зрачком расположен хрусталик (двояковыпуклая линза) -- прозрачное тело, которое находится в тонкостенной капсуле и соединяется ресничными волокнами с ресничным телом и ресничной мышцей. При сокращении ресничной мышцы изменяется натяжение ресничных волокон, регулируется кривизна хрусталика, изменяется его преломляющая сила;

-- между роговицей и радужкой, между радужкой и хрусталиком находятся небольшие полости -- передняя и задняя камеры глаза, в которых содержится водянистая жидкость. Она обеспечивает питательными веществами роговицу и хрусталик, которые не имеют кровеносных сосудов. Полость глаза сзади хрусталика заполнена прозрачным веществом -- стекловидным телом,

- внутренняя оболочка (сетчатка). Она построена из двух листков: внешнего пигментного и внутреннего светочувствительного. Внешний листок состоит из слоя пигментных клеток, которые содержат черный пигмент, -- фуксин, что поглощает свет и препятствует отражению и рассеиванию изображения. Это обеспечивает четкое зрительное восприятие.

Внутренний листок сетчатки состоит из 3 отделов клеток: 1. внешнего, который прилегает к пигментному слою, -- фоторецепторный; 2. средний -- ассоциативный; 3. внутренний -- ганглиозный.

Фоторецепторный слой сетчатки состоит из нейросенсорных клеток -- палочек и колбочек. Во внешних сегментах палочек содержится фотопигмент, зрительный пурпур, а в колбочках -- йодопсин. Палочкоподобные клетки реагируют на световые лучи всего спектра (от 400 до 800нм), а колбочки -- лишь на определенную длину волны: одни чувствительные до 430нм (синие колбочки), другие до 535нм (зеленые), третьи -- до575нм (красные).

Именно модальность трех типов этих клеток, которые воспринимают синие, зеленые, красные цвета предопределяет цветное зрение.

В сетчатке глаза приблизительно 7млн. колбочек и 130 млн. палочек. Чувствительность палочкоподобных клеток в 1000 раз больше, чем колбочек. Они возбуждаются даже при плохом освещении -- ночью и в сумерках. Палочки воспринимают информацию о форме и освещенности предметов, а колбочки -- о цвете.

Превращение энергии света в нервный импульс происходит в результате химических реакций, которые происходят в палочках и колбочках. Родопсин и йодопсин распадаются на более простые химические вещества, которые влекут возникновение в светочувствительных клетках потенциала действия, -- нервного импульса. При прекращении действия света эти зрительные пигменты возобновляются.

Центральные отростки (аксоны) палочек и колбочек передают зрительные импульсы биполярным клеткам ассоциативного слоя сетчатки, которые контактируют с ганглиозными клетками внутреннего слоя. Ганглиозный слой образован большими нейроцитами, аксоны которых образуют зрительный нерв.

В месте выхода зрительного нерва из глазного яблока, на сетчатке отсутствуют светочувствительные клетки -- слепое пятно. В центральной части сетчатки расположено больше всего светочувствительных клеток -- желтое пятно (место наилучшего виденья).

Световые лучи, которые поступают в глаз, прежде, чем они попадают на сетчатку, проходят через несколько преломляющих сред, которые образуют оптическую систему глаза.

Оптическая система глаза: 1. роговица; 2. водянистая жидкость передней и задней камер; 3. хрусталик; 4. стекловидное тело.

Их общая преломляющая сила глаза составляет 60--70 диоптрий (1 диоптрия -- это преломляющая сила линзы с фокусным расстоянием 1м). Изображение на сетчатке глаза выходит уменьшенным и обратным. Мы видим предметы не в перевернутом, а в их естественном виде благодаря жизненному опыту и взаимодействию анализаторов.

Глаз владеет способностью приспосабливаться к четкому виденью предметов, которые расположены от него на разном расстоянии, -- аккомодацией. Аккомодация осуществляется путем изменения кривизны хрусталика. При рассматривании близких предметов ресничная мышца сокращается, и хрусталик благодаря своей эластичности становится более выпуклым, увеличивается его преломляющая сила и изображение фокусируется на сетчатке. При рассматривании предметов на далеком расстоянии, напряжение ресничной мышцы уменьшается, ресничное тело натягивается, и капсула хрусталика предопределяет сдавливание хрусталика, его преломляющая сила уменьшается.

Глазное яблоко преломляет параллельные лучи света, фокусирует их на сетчатке. Сокращение ресничной мышцы начинается тогда, когда предмет приближается на расстояние 65 см, а максимум бывает при его размещении на расстоянии 7--14 см от глаза. Наименьшее расстояние, при котором предмет воспринимается глазом четко, называется ближайшей точкой ясного виденья. С возрастом эластичность хрусталика уменьшается и эта точка отдаляется. В 10 лет ближайшая точка ясного виденья находится на расстоянии меньше 7см, в 20 лет -- 8,3см, в 40 лет -- 17см, в 50 лет -- 50см. На близком расстоянии человек перестает различать мелкие предметы. Это явление носит название дальнозоркости. Дальнозоркий глаз имеет относительно слабую преломляющую способность. В таком глазе изображение отдаленных предметов возникает за сетчаткой. Для коррекции нарушения зрения используют очки с двояковыпуклой линзой, которая увеличивает преломление лучей. В близоруком глазе изображение отдаленных предметов возникает перед сетчаткой. Это может быть предопределено удлинением оси глаза или перенапряжением ресничной мышцы. Близорукий глаз хорошо видит только расположенные, близко предметы. Для коррекции нарушения зрения назначают очки с рассеянными двояковогнутыми линзами.

Правый и левый зрительные нервы, которые отходят от глазного яблока на нижней поверхности мозга образуют частичное перекрещивание, что обеспечивает бинокулярное зрения. Работая вместе, объединяя зрительную информацию, оба глаза обеспечивают стереоскопичное зрение, которое позволяет получить более точное представление о форме, объеме, глубине расположения предметов. От зрительного перекрещивания волокна идут к подкорковым центрам зрения (верхние горбы покрышки среднего мозга). В этих центрах от волокон ганглиозных клеток сетчатки импульс передается нейронам, чьи отростки идут к корковому центру зрения -- в кору затылочной части, где происходит высший анализ зрительной информации.

Возрастные особенности: Развитие зрительного анализатора начинается на третьей неделе эмбрионального развития и к моменту рождения ребенка зрительный анализатор в основном морфологически сформирован. Однако совершенствование его структуры происходит и после рождения, и завершается в школьные годы. У новорожденных детей форма глаза более шаровидная, диаметр глазного яблока составляет 16мм. Интенсивнее всего глазное яблоко растет до 5 лет, менее интенсивно до 12 лет. Диаметр у взрослых людей составляет 24мм. У детей склера более тонка и более эластична, роговица относительно толстая. Это способствует легкой деформации глаза. У новорожденных детей и детей дошкольного возраста хрусталик более выпуклой формы и более эластичный, реснитчатое тело слабо развитое.

У новорожденных глаза, как правило, дальнозоркие. Однако у части детей шаровидная форма глаз может стать продленной. Изображения предметов перестают совпадать с сетчаткой, глаза становятся близорукие. Иногда встречается у новорожденных неодинаковая кривизна роговицы или хрусталика в разных меридианах, в результате чего изображение на сетчатке искажается (невозможность восхождения всех лучей в одной точке -- фокусе) -- астигматизм. Встречается нарушение прозрачности хрусталика -- катаракта.

Возрастные особенности зрительной сенсорной системы: После рождения органы зрения человека претерпевают значительные морфофункциональные изменения. Например, длина глазного яблока у новорожденного составляет 16 мм, а его масса - 3,0 г, к 20 годам эти цифры увеличиваются до 23 мм и 8,0 г.

В процессе развития меняется и цвет глаз. У новорожденных в первые годы жизни радужка содержит мало пигментов и имеет голубовато-сероватый оттенок. Окончательная окраска радужки формируется только к 10-12 годам.

Развитие зрительной сенсорной системы также идет от периферии к центру. Миелинизация зрительных нервных путей заканчивается к 3-4 месяцам жизни. Причем развитие сенсорных и моторных функций зрения идет синхронно. В первые дни после рождения движения глаз независимы друг от друга, и соответственно механизмы координации и способность фиксировать взглядом предмет, несовершенны и формируются в возрасте от 5 дней до 3-5 месяцев.

Функциональное созревание зрительных зон коры головного мозга по некоторым данным происходит уже к рождению ребенка, по другим - несколько позже.

Оптическая система глаза в процессе онтогенетического развития также изменяется. Ребенок в первые месяцы после рождения путает вверх и низ предмета. То обстоятельство, что мы видим предметы не в их перевернутом изображении, а в их естественном виде объясняется жизненным опытом и взаимодействием сенсорных систем.

Аккомодация у детей выражена в большей степени, чем у взрослых. Эластичность хрусталика с возрастом уменьшается, и соответственно падает аккомодация. Вследствие этого у детей встречаются некоторые нарушения аккомодации.

Так, у дошкольников вследствие более плоской формы хрусталика очень часто встречается дальнозоркость. В 3 года дальнозоркость наблюдается у 82% детей, а близорукость - у 2,5%. С возрастом это соотношение изменяется и число близоруких значительно увеличивается, достигая к 14-16 годам 11%. Важным фактором, способствующим появлению близорукости, является нарушение гигиены зрения: чтение лежа, выполнение уроков в плохо освещенной комнате, увеличение напряжения на глаза и многое др.

В процессе развития существенно меняются цветоощущения ребенка. У новорожденного в сетчатке функционируют только палочки, колбочки еще незрелые и их количество невелико. Элементарные функции цветоощущения у новорожденных, видимо, есть, но полноценное включение колбочек в работу происходит только к концу 3-го года. Однако и на этой возрастной ступени оно еще неполноценно.

Своего максимального развития ощущение цвета достигает к 30 годам и затем постепенно снижается. Большое значение для формирования цветоощущения имеет тренировка. Интересно то, что быстрее всего ребенок начинает узнавать желтые и зеленые цвета, а позднее - синий. Узнавание формы предмета появляется раньше, чем узнавание цвета. При знакомстве с предметом у дошкольников первую реакцию вызывает его форма, затем размеры и в последнюю очередь цвет.

С возрастом повышается острота зрения и улучшается стереоскопия. Наиболее интенсивно стереоскопическое зрение изменяется до 9-10 лет и достигает к 17-22 годам своего оптимального уровня. С 6 лет у девочек острота стереоскопического зрения выше, чем у мальчиков. Глазомер у девочек и мальчиков 7-8 лет значительно лучше, чем у дошкольников, и не имеет половых различий, но приблизительно в 7 раз хуже, чем у взрослых. В последующие годы развития у мальчиков линейный глазомер становится лучше, чем у девочек.

Поле зрения особенно интенсивно развивается в дошкольном возрасте, и к 7 годам оно составляет приблизительно 80% от размеров поля зрения взрослого. В развитии поля зрения наблюдаются половые особенности. В 6 лет поле зрения у мальчиков больше, чем у девочек, в 7-8 лет наблюдается обратное соотношение. В последующие годы размеры поля зрения одинаковы, а с 13-14 лет его размеры у девочек больше. Указанные возрастные и половые особенности развития поля зрения должны учитываться при организации индивидуального обучения детей, т. к. поле зрения (пропускная способность зрительного анализатора и, следовательно, учебные возможности) определяет объем информации, воспринимаемой ребенком.

В процессе онтогенеза пропускная способность зрительной сенсорной системы также изменяется. До 12-13 лет существенных различий между мальчиками и девочками не наблюдается, а с 12-13 лет у девочек пропускная способность зрительного анализатора становится выше, и это различие сохраняется в последующие годы. Интересно, что уже к 10-11 годам этот показатель приближается к уровню взрослого человека, который в норме составляет 2-4 бит/с.

15. Слуховая сенсорная система

Слуховая чуткая система служит для восприятия звуковых сигналов. Особенное значение приобрела для человека в связи с развитием языка.

Звук -- это колебание молекул упругой среды, которое происходит в виде продольных волн давления. Чтобы превратить слабые колебания давления в ощущение звука, в процессе эволюции образовались органы слуха -- уши.

Строение слухового анализатора: -- рецепторный аппарат в ухе (внутреннем); -- слуховой нерв; -- слуховая зона коры больших полушарий (височная доля).

Ухо -- орган слуха и равновесия, включает: внешнее ухо, ушная раковина, которая улавливает звуковые колебания и направляет их во внешний слуховой проход. Ушная раковина образована эластичным хрящом, снаружи покрытым кожей. У человека ушные мышцы развиты слабо и ушная раковина почти неподвижна. Кожа внешнего слухового прохода покрыта тонкими жидкими волосками. В слуховой проход открываются проливы желез, которые производят ушную серу. И волоски, и ушная сера, выполняют защитную функцию; и среднее ухо. В его полости происходит усиление звуковых колебаний. Среднее ухо состоит из: барабанной перепонки, барабанной полости (заполненной воздухом) слуховых косточек -- молоточка, наковальни, стремени (передают звуковые колебания из барабанной перепонки на овальное окно внутреннего уха, предотвращают его перегрузку), евстахиевой трубы (соединяет полость среднего уха с глоткой).

Барабанная перепонка -- тонкая эластичная пластинка, которая внешне покрыта эпителием, а изнутри слизистой оболочкой. Молоточек, сросшийся с барабанной перепонкой. Слуховые косточки соединены между собой с помощью подвижных суставов. Стремя соединено с овальным окном, которое отделяет барабанную полость от внутреннего уха. Слуховая труба соединяет барабанную полость с носоглоткой, устланная изнутри слизистой оболочкой. Она поддерживает одинаковое давление внешне и изнутри на барабанную перепонку внутреннее ухо. Расположено в камерной части височной кости. Образовано костным лабиринтом, внутри которого есть перепончатый лабиринт из соединительной ткани. Между костным и перепончатым лабиринтом содержится жидкость -- перилимфа, а внутри перепончатого лабиринта -- эндолимфа.

Костный лабиринт состоит: -- улитки; -- преддверия; -- слухового канала.

Улитка принадлежат только звукоприемному аппарату. Преддверие, является частью лишь вестибулярного аппарата, перепонка принадлежат и к органу слуха, и к органу равновесия.

Костное преддверие, которое образует среднюю часть лабиринта внутреннего уха, имеет в стенке два открытых окна, овальное и круглое, которые соединяют костную полость с барабанной перепонкой. Овальное окно закрыто основой стремени, а круглое -- подвижной эластичной соединительно-тканной пластинкой.

Улитка -- это спиральный согнутый костный канал, который образует 2,5 оборота вокруг своей оси. Основой завитка возвращается к внутреннему слуховому проходу. Внутри костного канала завитка проходит перепончатый лабиринт, который также образует 2,5 обороты. Его полость -- перепончатый улитковый пролив, который содержит эндолимфу. Внутри улиткового пролива, на ее основной мембране расположен звукоприемный аппарат -- спиральный (кортиев) орган -- рецепторная часть слуховой системы, превращает звуковые колебания в нервное возбуждение. Кортиев орган состоит из 3--4 рядов рецепторных клеток. Каждая рецепторная клетка имеет от 30 до 120 тонких волосков, которые омываются эндолимфой. Над волосковыми клетками расположена покровная мембрана. От волосковых клеток отходят волокна слухового нерва.

...