Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Полуструев А. В., Тихонов С. В., Якименко С. Н., Калинина И. Н., Матиенко О. Ю.,
1.3. Функциональные системы, обеспечивающие двигательную активность детей на раннем этапе постнатального онтогенеза
Вегетативное обеспечение – это поддержание оптимального уровня функционирования ВНС, обеспечивающего адекватную деятельность различных органов и систем в условиях нагрузки.
Согласно теории «энергетического правила скелетных мышц» И.А. Аршавского (1982), состояние вегетативных функций непосредственно зависит от уровня двигательной активности.
Основополагающей концепцией онтогенеза является представление о том, что филогенетически более зрелые компоненты моторной функции, так называемые врождённые автоматизированные программы, наиболее полно отшлифованные естественным отбором, находятся под более сильным генетическим контролем, тогда как более молодые, но более сложные по структуре и уровню организации двигательные функции обладают большей изменчивостью под влиянием внешнесредовых факторов. Можно сказать, что различные степени индивидуального проявления психомоторных качеств сложились под влиянием неповторимых соотношений врождённых и приобретенных свойств нервной и мышечной систем, а также систем вегетативного обеспечения моторики (Е.B. Быков, Р.А. Долгова, 2008).
Ребенок рождается на свет с богатым запасом инстинктов и простейших безусловно-рефлекторых реакций, позволяющих ему выжить в определенных условиях существования. Важно, что на базе этих инстинктов и реакций может создаваться бесчисленное множество траекторий развития, но при обязательном условии, что в течение определенного для каждого инстинкта и поведенческого акта периода времени должно быть предоставлено подкрепление. Например, если в течение первых 8–12-ти недель жизни не будет создано соответствующих условий, то инстинкт плавания у ребенка угаснет (Э.Н. Вайнер, 2002). Такой же временной зависимостью подкрепляющих воздействий отличается развитие таких качеств, способностей и возможностей человека, как двигательные качества, речь, характер вегетативной нервной регуляции и т.д.
Однако для реализации таких предпосылок должны создаваться соответствующие условия, при отсутствии которых срабатывает так называемый «закон свертывания функций за ненадобностью». Суть его заключается в том, что при невостребованности какой-либо функции она либо не развивается, либо вообще угасает. Например, при стремлении в первые часы, дни и недели жизни ребенка содержать его в условиях абсолютной стерильности иммунитет новорожденного постепенно ослабевает; если в течение первых недель и месяцев жизни ребенок не получает достаточно речевой информации, то развивается так называемый «феномен Каспара Хаузера», и с каждым последующим годом развитие речевой функции становится все более затруднительным; если, начиная с периода внутриутробного развития и в течение первых 3-х лет после рождения мозг ребенка не получал адекватный объем информации, то его интеллект оказывается ущербным на протяжении всей последующей жизни (Э.Н. Вайнер, 1998).
Многие авторы отмечают, что у детей грудного возраста, перенесших перинатальное поражение центральной нервной системы, наблюдается задержка в психомоторном развитии (И.А. Скворцов, 1995; А.Б. Пальчик, Н.П. Шабалов, 2006; Ю.И. Барашнев, 2007; А.Ю. Ратнер, 2008; О.В. Гончарова, 2008). При этом суть задержки заключается в том, что к определенному возрастному периоду дети с ППЦНС при исследовании не «показывают» положенных моторных навыков. При изучении моторной линии развития ребенка грудного возраста разные исследователи предлагают разные оценочные шкалы и методики. Общим у них является исследование движения с точки зрения его наличия (оценка положительная) либо отсутствия (оценка отрицательная) (Л.Т. Журба, Е.М. Мастюкова, 1981; Ю.А. Разенкова, 2000; Г.А. Решетнева, 2004).
Однако, исходя из исследований Н.А. Бернштейна, мы знаем, что каждое движение ребенка в своем развитии проходит несколько этапов или стадий. Каждая стадия характеризуется определенными морфофункциональными изменениями в различных органах и системах организма. Другими словами, для того чтобы ребенок освоил новое движение, в его организме должны «создаться» определенные условия, включающие: нервно-мышечное обеспечение, свободное проведение нервного импульса, вегетативное и метаболическое обеспечение, включение необходимых уровней управления движением и т.д. Можно назвать это функциональной системой, обеспечивающей двигательное развитие ребенка, а конечной целью, или системообразующим фактором, здесь выступает удовлетворение потребности ребенка в активном освоении (покорении) окружающего пространства (П.К. Анохин, 1980).
Вегетативное обеспечение двигательной деятельности осуществляется, прежде всего, системами кровообращения, дыхания, крови и регуляторными влияниями нервно-гормональных механизмов (В.М. Покровский, Г.Ф. Коротько, 2001). Мощная афферентация, поступающая в процессе двигательной деятельности от проприорецепторов мышц, суставов, связок, рецепторов внутренних органов, направляется в кору больших полушарий. На этой основе кора формирует функциональную систему, объединяющую отдельные структуры головного мозга, все моторные уровни ЦНС и избирательно мобилизирующую отдельные мышечные группы. Одновременно нейрогенное звено управления воздействует на центры, регулирующие кровообращение, дыхание, другие вегетативные функции, гормональное звено (В.М. Покровский, Г.Ф. Коротько, 2001).
По словам С.И. Гальперина (1974), рост и развитие отдельных органов, их систем и всего организма происходят неравномерно и неодновременно – гетерохронно. Предложил учение о гетерохронии и обосновал вытекающее из него учение о системогенезе выдающийся российский физиолог П.К. Анохин (1948). По его мнению, под функциональной системой надо понимать «широкое функциональное объединение различно локализованных структур на основе получения конечного приспособительного эффекта, необходимого в данный момент (например, функциональная система дыхания, функциональная система, обеспечивающая передвижение тела в пространстве, и др.). Структура функциональной системы сложна и включает в себя афферентный синтез, принятие решения, само действие и его результат, обратную афферентацию из эффекторных органов и, наконец, акцептор действия, сопоставление полученного эффекта с ожидаемым». Афферентный синтез включает в себя обработку, обобщение разных видов информации, поступающей в нервную систему. В результате анализа и синтеза полученной информации она сопоставляется с прошлым опытом. В акцепторе действия формируется модель будущего действия, прогнозируется будущий результат и происходит сопоставление фактического результата со сформированной ранее моделью (П.К. Анохин, 1964).
Различные функциональные системы созревают неравномерно, они включаются поэтапно, постепенно сменяются, создавая организму условия для приспособления в различные периоды онтогенетического развития (П.К. Анохин, 1975). Те структуры, которые в совокупности составят к моменту рождения функциональную систему, имеющую жизненно важное значение, закладываются и созревают избирательно и ускоренно. Например, из всех нервов руки раньше и полнее всего развиваются те, которые обеспечивают сокращение мышц – сгибателей пальцев, осуществляющих хватательный рефлекс. Избирательное и ускоренное развитие морфологических образований, составляющих полноценную функциональную систему, которая обеспечивает новорожденному выживание, называется системогенезом (К.В. Судаков, 1996).
Гетерохрония проявляется периодами ускорения и замедления роста и развития, отсутствием параллелизма в этом процессе. Ряд органов и их систем растет и развивается неодновременно: какие-то функции развиваются раньше, какие-то – позднее. Функциональная система, обеспечивающая реализацию двигательной деятельности, включает определенные параметры дыхания и крови. При длительной и интенсивной двигательной активности выделяющиеся в кровь из работающих мышц и внутренних органов продукты обмена через хеморецепторы рефлексогенных зон возбуждают дыхательный центр (А.А. Баранов, Л.А. Щеплягина, 2000).
В постнатальном периоде избирательно созревают механизмы, обеспечивающие формирование различных поведенческих актов животных и человека. С применением телеметрической техники можно проследить, как из отдельных элементов поведения целенаправленно достигаются адаптивные приспособительные результаты. В ответ на действие соответствующих раздражителей сначала появляются отдельные автоматизмы или рефлекторные движения конечностей, туловища, головы, а также вегетативные реакции, не приводящие к достижению полезных для организма результатов (К.В. Судаков, 1980).
Структуры, отвечающие за нервную регуляцию положения тела в пространстве и движений, находятся в разных отделах ЦНС – от спинного мозга до коры больших полушарий. В их расположении прослеживается четкая иерархия (подчиненность нижних отделов нервной системы центров расположенным более высоко и, соответственно, возникшим позднее в ходе эволюции центрам), отражающая постепенное совершенствование двигательных функций в процессе эволюции. Самый низший уровень в организации движения связан с деятельностью нейронных образований спинного мозга, осуществляющих регуляцию относительно простых движений, часто рефлекторной природы (X. Дельгадо, 1971).
Между расположенными в спинном мозге чувствительными и двигательными нейронами, которые прямо управляют мышцами, располагаются вставочные нейроны, образующие множество контактов с другими нервными клетками. От активности вставочных нейронов зависит, будет ли то или иное движение облегчено или заторможено. Нейронные цепи или рефлекторные дуги, лежащие в основе спинальных рефлексов, – это те анатомические образования, которые обеспечивают простейшие двигательные функции (Р. Шмидт, Г. Тевс, 1985). Однако их деятельность в значительной степени зависит от регулирующих влияний выше расположенных центров. Высшие двигательные центры находятся в коре головного мозга и обеспечивают планирование, построение и регуляцию движений. Побуждение к действию, связанное с деятельностью подкорки и ассоциативных зон коры, формирует программу действия, в ее осуществлении решающую роль играет двигательная кора, она расположена непосредственно кпереди от центральной борозды. В этой зоне мышцы тела представлены топографически, т.е. каждой мышце соответствует свой участок области коры мозга (Н.А. Бернштейн, 1966). Из вышеизложенного следует, что в обеспечении любого движения принимают участие разные компоненты. Независимо от стратегии и тактики конкретного движения, основная задача системы, обеспечивающей программу, заключается в координации всех компонентов команды.
Таким образом, независимо от того, какие конкретные механизмы обеспечивают выполнение двигательного навыка, тот факт, что даже небольшие нарушения нормальных временных и/или пространственных параметров обратной связи вызывают существенное ухудшение двигательной деятельности и обучения, свидетельствует о решающем значении взаимосвязей между периферическим мотосенсорным и центральными механизмами регуляции динамики движений.
Регуляция и координация процессов в организме осуществляется с помощью вегетативной нервной системы, состоящей из двух отделов, регулирующих деятельность внутренних органов: симпатического, который приводит организм в состояние мобилизации; и парасимпатического, снижающего их напряжение и обеспечивающего восстановление ресурсов организма. Вегетативная регуляция осуществляется в тесном взаимодействии с системой желез внутренней и внешней секреции (эндокринной системой организма) (А.А. Ноздрачев, 1991).
Центральное звено, контролирующее вегетативную и эндокринную регуляцию – гипоталамус, отвечающий за обмен веществ, контролирующий работу обоих отделов вегетативной нервной системы с целью обеспечения приспособления организма к изменениям внешней и внутренней среды, имеющий множество связей с другими отделами мозга и главной железой внутренней секреции – гипофизом. Гипофиз – железа внутренней секреции, играет ведущую роль в гормональной регуляции организма, который пучком нервных волокон связан с гипоталамусом, благодаря чему возможна нервная регуляция эндокринной системы организма. Симпатическая и парасимпатическая регуляция выполняют противоположные функции. Активация симпатического отдела вызывает мобилизацию всех ресурсов организма. Парасимпатическая регуляция, напротив, обеспечивает восстановление внутренних ресурсов организма, оберегая его от невозместимых энергетических потерь. Взаимодействие этих систем и обеспечивает наиболее полную, гибкую адаптацию к условиям окружающей среды (A.M. Вейн, 2003).
Учитывая вышеизложенное, несомненным является тот факт, что у детей с перинатальным поражением центральной нервной системы имеются разной степени выраженности нарушения в деятельности тех или иных органов и систем.
У новорожденных с гипоксическим поражением головного мозга выявляются изменения вегетативной реактивности и нарушение адаптивно-приспособительной деятельности, проявляющиеся в нарушении кардиоваскулярной системы и достоверном изменении электрокардиографических показателей гомеостатического равновесия по сравнению со здоровыми детьми. В свою очередь нарушение сердечно-сосудистой деятельности, возникающее в результате гипоксии миокарда, приводит к уменьшению мозгового кровотока, усугубляя гипоксически-ишемическую энцефалопатию (ГИЭ) (Е.П. Бомбардирова и соавт., 2005).
Со стороны обмена веществ имеет место общая катаболическая направленность процессов в связи с расстройством нейроэндокринной и вегетативной регуляции. Развивается метаболический ацидоз, нарушается углеводный и белковый обмен в результате снижения функциональной активности печени (А.Б. Пальчик, Н.П. Шабалов, 2006). Уменьшение выработки АТФ, нарушение проницаемости мембран приводит к дефициту клеточной биоэнергетики во всех органах и тканях.
Гипоксически-ишемическая энцефалопатия часто сопровождается вегетативными дисфункциями, которые проявляются нарушениями со стороны желудочно-кишечного тракта (срыгивания, рвота, дискинезия пищевода, функциональная кишечная непроходимость), мочевыделительной системы (нейрогенный мочевой пузырь), сердечно-сосудистой системы (брадикардия, экстрасистолия), дыхания (нарушение ритма дыхания), терморегуляции (гипо- и гипертермия), кожи (мраморность). В старшем возрасте вегетативные нарушения трансформируются во вторичный иммунодефицит и предрасполагают к развитию многих соматических заболеваний.
Таким образом, механизмы взаимодействия между нервной системой и внутренними органами в условиях гипоксически-ишемической энцефалопатии становятся основой для формирования порочных кругов в патогенезе неврологических и соматических нарушений. У здорового доношенного новорожденного механизмы ауторегуляции способны поддерживать адекватный мозговой кровоток (МК). Гипоксия приводит к снижению ауторегуляции и зависимости мозгового кровотока от системной гемодинамики (Е.В. Зедгенизова, 2006). В свою очередь, системная гемодинамика зависит от сердечного выброса, объема циркулирующей крови и сосудистого тонуса, на которые влияют многочисленные патологические факторы.