Критичні періоди постнатального розвитку
У різні роки існувало два протилежних уявлення про вплив біологічних і середовищних умов на розвиток мозку. Відповідно до однієї точки зору, майбутні його функції повністю детерміновані генетичними чинниками, згідно з іншою, вони значною мірою розвиваються під впливом середовища.
У той же час сучасні дані свідчать, що навчання дитини йде не рівномірно, а ривками, залежить від прихованих, невидимих оком процесів внутрішнього дозрівання, обнаруживаемое саме за таких різких зрушеннях в готовності до отримання та переробки нової інформації. При переході на кожний наступний етап функціонування організм потребує не в будь-яких, а в специфічних сигналах, які він сам відбирає із загального потоку. Ця особливість вимагає збагаченість середовища, т. Е. Присутності в ній надлишкової інформації для необмеженого зростання організму на кожному етапі.
Поняття збагаченої середовища виникло в експериментах на тваринах, проведених психологом М. Розенцвейгом, біохіміком Е. Беннетом і анатомом М. Даймондом в Берклі (Каліфорнія, США). Частина щурів отримувала рясний корм і містилася в окремих клітках в умовах ізоляції, вони не спілкувалися з іншими тваринами і піддавалися мінімальній дії зовнішніх подразників (слабке освітлення, білий шум і т. Д. Білий шум – це звуковий сигнал, що складається з багатьох частот спектра однаковою амплітуди в межах чутності людського вуха). Друга група щурів жила у великій загальній клітці, отримувала різноманітні впливи, навчалася в різних завданнях.
Виявилося, що через кілька тижнів після початку експерименту у щурів з “збагаченої” (другої) групи в порівнянні з щурами “збідненої” (першої) групи кора мозку була товстіша, а нейрони мали набагато більше синапсів, що свідчать про освіту значної кількості контактів між ними (Renner, Rosenzweig, 1987).
Необхідність перебування в збагаченому середовищі для формування у новонародженого зрілого мозку виявляється у відмінності освоєння багатьох навичок дітьми, вихованими матір’ю, постійно спілкується з ними, і дітьми з будинків дитини (рис. 20.5). Діти в будинках дитини менше стимулюються з боку зовнішнього світу, живуть у збідненого середовищі. Їх розвиток значно відстає від норми: деякі з них нездатні сидіти до півтора років, близько 15% починають ходити тільки до трьох років.
Функціональна пластичність у дітей відбувається за рахунок повільної мієлінізації мозолистого тіла, а також за рахунок надмірності синаптичних зв’язків (Levine, 1983). Пластичні можливості мозку можна проілюструвати наступними даними. Показано, що у нормально народжених дітей, що проживають в несприятливих сім’ях, в підлітковому віці відзначається в 10 разів більше мозкових ушкоджень, ніж у дітей, які отримали родові травми, але проживають у сприятливих умовах. Описаний випадок, коли в 1970 р в Каліфорнії знайшли дівчинку Джині, батьки якої не займалися нею, і своє життя до 13 років вона прожила прив’язаною до стільця. Ця дівчинка не вміла жувати, ходити, говорити. Вся діяльність її забезпечувалася активністю тільки правої півкулі.
Такого роду дані дозволили припустити, що розвиток людини пов’язано з критичними, або сенситивними періодами, протягом яких формування тієї чи іншої функції залежить від наявності специфічних для даної функції сигналів, що сприяють інтенсивному її формуванню.
Яскравим прикладом такого критичного періоду у тварин може бути імпринтинг – запечатлевание способу батька і майбутнього сексуального партнера, – описаний К. Лоренцом (Lorenz, 1979). Він провів експеримент із виводковими птахами: лупляться з яєць гусенята замість гуски перші години проводили з Лоренцом. Виявилося, що пізніше, коли до них підсадили гуску, вони відмовилися сприймати її як свою матір і всюди слідували за Лоренцом (рис. 20.6). Подальші дослідження підтвердили, що будь-який рухомий предмет, що з’явився перед гусенятами в перші 18 годин після того як вони вилупилися на світло, сприймається ними як мати (рис. 20.7) (Lorenz, 1979). Більше того, досягнувши статевої зрілості, ці птахи не намагалися шукати сексуальних партнерів серед гусей, що свідчить про більш широке значення даного періоду.
Спостереження К. Лоренца продемонстрували ще одну особливість критичного періоду: чим раніше в процесі онтогенезу він відбувається, тим складніше відновити те, що порушується внаслідок відсутності специфічних сигналів з середовища. Порушення, що виникають відразу ж після народження або до нього, можуть бути незворотними.
Імпрінтінг – це особлива форма навчання, що виникла в еволюції тому, що вчитися необхідно не у всіх, а тільки у тих особин свого виду, які вже проявили себе як компетентні в процесі пристосування до середовища. Отже, дітям найбільш корисно вчитися насамперед у своїх батьків (Дольник, 1994).
В даний час висловлюється припущення, що такий же період є у людини, причому він становить кілька годин від моменту народження дитини (точніше, від 1 до 5:00, згідно з даними різних авторів). Від народження дитина вже знає, як повинна виглядати його мати. Всі діти реагують на овал з літерою Т в середині з великим пожвавленням, ніж на будь-які інші геометричні конструкції. Ця конструкція найближче до людського обличчя. Більше того, кожен батько протилежної статі є зразком майбутнього шлюбного партнера для дитини (Дольник, 1994). У цей період новонароджений фіксує за допомогою дотику, зору, слуху та нюху образ батьків, запам’ятовуючи частоту дихання і серцебиття, запах і багато іншого, завдяки чому створюються умови взаємної прихильності і підпорядкування дітей батькам (Ainsworth, 1979).
Слух у дитини з’являється на сьомому місяці внутрішньоутробного періоду. Тому він запам’ятовує стукіт материнського серця і її дихання. Після народження сприйняття цих звуків сприяє формуванню образу матері. Його доповнює запах молока, відчуття її рук. Зір в цей період його життя ще недостатнє, хоча вже через кілька днів найбільшу реакцію буде викликати людське обличчя, віддалені на 19 сантиметрів, – то відстань, яке буває між немовлям і матір’ю під час годування.
Вважається, що перебування батька поруч з новонародженим також сприяє формуванню між ними близьких відносин.
Вплив матері на дитя настільки велике, що воно здатне змінити не тільки поведінку, а й біохімію мозку. В оригінальному експерименті (Колпаков та ін., 2001; Amstislavsky, ea, 2001) щури одній лінії виховували новонароджених самців щурів іншій лінії. Ці лінії істотно відрізнялися один від одного як за біохімічними, так і по поведінковим характеристикам. За допомогою селекції з щурів лінії Вістар виведена лінія щурів ГК, особини якої виявляють псевдокаталепсію (стан воскової гнучкості). Щура, яка перебувала в кутку клітки, за допомогою палички піднімали за передні лапи і надавали нерухому вертикальну позу. Коли паличку прибирали, то пацюк не приймала звичне положення, а залишалася в тій же застиглій позі. Більше того, вона зберігала її протягом двох хвилин і більше (рис. 20.8). Маленькі крисята з такої лінії, коли їх брали за шкіру задньої поверхні шиї, проявляли щипковий каталепсію – на деякий час застигали нерухомо (рис. 20.9). Ця ознака виявився генетично стійким (Колпаков, 1990).
Якщо щурят лінії ГК відразу ж після народження підкладали для виховання в гніздо щури лінії Вістар, то явища каталепсії у них згладжувалися, але виявлялися у щурят лінії Вістар, вихованих матерями лінії ЦК. Більш того, в нормі у щурів лінії ГК знижений рівень дофаміну в гіпоталамусі і про делегувати мозку. Перехресне виховання вело до збільшення його в обох лініях щурів. Рівень норадреналіну у фронтальній корі у щурів лінії ГК нижче. Однак при перехресному вихованні рівень норадреналіну у них підвищувався, у щурят Вістар – знижувався. Автори спочатку інтерпретували ці дані як результат реакції на стрес, яким є перехресне виховання. Але пізніше з’ясувалося, що вираженість змін у щурят залежить від часу, проведеного прийомною матір’ю в гнізді. Тому можна припустити, що ефект обумовлений импринтингом, тобто крисята закарбовують специфічні форми поведінки нового батька, які за механізмом зворотного зв’язку змінюють біохімію мозку.