Физиология

Физиология

Введение.

 Каждый возрастной период характеризуется своими специфическими особенностями. Переход от одного возрастного периода к последующему обозначают как переломный этап индивидуального развития, или критический период.

 Педагогическая эффективность воспитания и обучения находится в тесной взаимосвязи от того, в какой мере учитываются анатомо-физиологические особенности детей и подростков, периоды развития, для которых характерна наибольшая восприимчивость к воздействию тех или иных факторов, а также периоды повышенной чувствительности и пониженной сопротивляемости организма.

 Возрастная физиология имеет значение для понимания возрастных особенностей психологии ребенка. Объективное изучение функций мозга детей разного возраста позволяет выявить механизмы, определяющие специфику осуществления психических и психофизиологических функций на разных этапах детского организма, установить этапы, наиболее чувствительные к корригирующим педагогическим воздействиям, направленным на развитие таких важных для педагогического процесса функций, как восприятие информации, внимание, познавательные потребности.

 Знание возрастных особенностей органов движения и условий, способствующих их нормальному развитию, необходимо для разработки эффективных средств и методов физического воспитания, организации режима дня.

 Возрастные периоды: Новорожденный     –  1 - 10 дней.

Грудной возраст     –  10 дней – 1 год.

Раннее детство      –  1 - 3 года.

Дошкольный период  -  4 – 7 лет.

Младший школьный  -  8 – 12 лет.

Подростковый       -  13 – 16 лет.

Юношеский         -  17 – 20 лет.

 1. НЕРВНАЯ СИСТЕМА И ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ.

 Нервная система, основными функциями которой являются быстрая, точная передача информации и ее интеграция, обеспечивает взаимосвязь между органами и системами органов, функционирование организма как единого целого, его взаимодействие с внешней средой. С помощью нервной системы осуществляется прием и анализ разнообразных сигналов из окружающей среды и внутренних органов, формируются ответные реакции на эти сигналы. С деятельностью высших отделов нервной системы связано осуществление психических функций – осознание сигналов окружающего мира, их запоминание, принятие решения и организация целенаправленного поведения, абстрактное мышление и речь.

 

1.1. Развитие нервной системы.

 В течение первых двух лет жизни головной мозг интенсивно растет, и к двум годам его вес достигает примерно 70% веса мозга взрослого человека. В основном увеличение мозговой массы происходит не за счет образования новых клеток (после рождения их количество мало меняется), а в результате роста и разветвления дендритов и аксонов. У двухлетнего ребенка в коре больших полушарий нервные клетки расположены дальше друг от друга, чем у новорожденного. Зато много места занимают разросшиеся отростки, что требует большого увеличения площади, занимаемой корой. Площадь коры увеличивается примерно в 2,5 раза, в основном путем углубления извилин. Увеличивается и толщина коркового слоя больших полушарий.

 Еще более интенсивно растет мозжечок. Если в коре больших полушарий клеточные слои, характерные для мозга взрослого человека, формируются уже к 6-му месяцу внутриутробного развития, то в коре мозжечка формирование слоев происходит после рождения и заканчивается к 9 – 11-му месяцу жизни. К концу второго года вес мозжечка увеличивается почти в 5 раз. Это объясняется тем, что основная функция, а именно уточнение двигательных реакций, и в частности поддерживание нормального положения тела, может быть использована организмом лишь приобретения первых навыков стояния и ходьбы к концу 1-го года жизни.

 

1.2. Функциональные особенности нервных клеток.

 У новорожденных процессы, протекающие в нервных клетках, замедленны: медленнее возникает возбуждение, медленнее оно распространяется по нервным волокнам. Длительное или сильное раздражение нервной клетки легко приводит ее в состояние торможения. Скорость проведение возбуждения увеличивается по мере миелинизации волокон и к 2 – 3 годам становится примерно такой же, как и у взрослых. Скорость возникновения возбуждения увеличивается более постепенно и достигает величины, характерной для взрослых лишь к   10-12 годам. Неспособность нервных клеток длительное время находиться в состоянии возбуждения очень характерна и для детей дошкольного возраста. С этим связана нестойкость доминант: любое стороннее раздражение легко разрушает доминанту, вызывая образование нового доминантного очага, который, в свою очередь, быстро оказывается заторможенным. Отсюда неустойчивость внимания дошкольника, быстрый переход от одной деятельности к другой.  

1.3. Условные рефлексы.

 Приспособительные реакции родившегося ребенка на внешние воздействия обеспечиваются ориентировочными рефлексами.

 Условные рефлексы в период новорожденности носят очень ограниченный характер и вырабатываются только на жизненно важные стимулы. Уже в первые дни жизни ребенка можно отметить образование натурального условного рефлекса на время кормления, выражающееся в пробуждении детей и повышенной двигательной активности. С середины первого месяца жизни возникают условные рефлексы на различные первосигнальные стимулы: свет, звук, обонятельные раздражения. На втором году жизни у ребенка формируется большое количество условных рефлексов на отношение величины, тяжести, удаленности предметов. Начинается усиленное развитие речи, усвоение ребенком грамматического строя языка, при этом большая роль принадлежит подражательному рефлексу. На этом этапе развития овладение действиями с предметами оказывает решающее влияние и на формирование обобщения предметов словом, т.е. формирование второй сигнальной системы. У 3 – 4-летних детей первая сигнальная система превалирует и оказывает тормозящее влияние на вторую.

 Системы условных связей, выработанные в раннем и дошкольном возрасте (до 5 лет), особенно прочны и сохраняют свое значение в течении всей жизни. Воспитанные в этом возрасте привычки, навыки, возникшие на основе прочных условнорефлекторных связей, во многом определяют поведение человека. К 6 – 7 годам улучшается реактивность на словесные стимулы. Усиливающаяся активность второй сигнальной системы оказывает подавляющее влияние на первую.          

 В младшем школьном возрасте по мере прогрессивного созревания коры больших полушарий совершенствуется сила, уравновешенность и подвижность нервных процессов. Развитие процессов коркового торможения создает условия для быстрого и дифференцированного формирования условных связей. Формированию связей в высших отделах ЦНС способствует интенсивное созревание в этом возрасте внутрикорковых ассоциативных путей, объединяющих различные нервные центры. В процессе обучения письму и чтению продолжает интенсивно развиваться обобщающая функция слова. Возрастает значение второй сигнальной системы.

 Некоторые изменения условнорефлекторной деятельности отмечаются в подростковом возрасте. Начинающееся половое созревание характеризуется повышенной активностью гипоталамуса. Это вызывает изменение баланса корково-подкоркового взаимодействия, следствием чего является усиление генерализированного возбуждения и ослабление внутреннего торможения. В сравнении с предыдущей возрастной группой в подростковом периоде затрудняется образование временных связей. Уменьшается скорость образования условных рефлексов как на первосигнальные, так и на второсигнальные раздражители.

1.4.         Нейрофизиологические механизмы.

1.4.1.  Восприятие – сложный активный процесс, включающий анализ и синтез поступающей информации. В осуществлении процесса восприятия принимают участие различные области коры, каждая из которых специализированно участвует в операциях приема, анализа, переработки и оценки поступающей информации.

 Постепенность и неодновременность созревания областей коры в процессе онтогенеза определяют существенные особенности процесса восприятия в различные возрастные периоды. Определенная степень зрелости первичных проекционных корковых зон к моменту рождения ребенка создает условие для осуществления на уровне коры больших полушарий приема информации и элементарного анализа качественных признаков сигнала уже в период новорожденности. К 2 – 3 месяцам резко увеличивается разрешающая способность зрительного анализатора. Периоды бурного развития зрительной функции отличаются высокой пластичностью, повышенной чувствительностью к факторам внешней среды.

 Создание образа предмета связано с функцией ассоциативных областей. По мере их созревания они начинают включаться в анализ поступающей информации. В раннем детском возрасте до 3 – 4 лет включительно ассоциативные зоны дублируют функцию проекционной коры. Качественный скачок в формировании системы восприятия отмечен после 5 лет. К 5 – 6 годам заднеассоциативные зоны вовлекаются в процесс опознания сложных изображений. Существенно облегчается опознание сложных, ранее незнакомых предметов, сличение их с эталоном. Это дает основание рассматривать дошкольный возраст как сенситивный (особо чувствительный) период развития зрительного восприятия.

 В школьном возрасте система зрительного восприятия продолжает усложняться и совершенствоваться за счет включения переднеассоциативных областей. Эти области, ответственные за принятие решения, оценку значимости поступающей информации и организацию адекватного реагирования, обеспечивают формирование произвольного избирательного восприятия. Существенные изменения избирательного реагирования с учетом значимости стимула отмечены к 10 – 11 годам. Недостаточность этого процесса в начальных классах обуславливает затруднение в выделении основной значимой информации и отвлечение несущественными деталями.

 Структурно-функциональное созревание лобных областей продолжается в подростковом возрасте и определяет совершенствование системной организации процесса восприятия. Заключительный этап развития воспринимающей системы обеспечивает оптимальные условия для адекватного реагирования на внешние воздействия.

 

1.4.2. Внимание – повышает уровень активации коры больших полушарий. Признаки непроизвольного внимания обнаруживаются уже в период новорожденности в виде элементарной ориентировочной реакции на экстренное применение раздражителя. Эта реакция еще лишена характерного исследовательского компонента (он проявляется в 2 – 3 месяца), но она уже проявляется в определенных изменениях электрической активности мозга, вегетативных реакциях. Особенности активационных процессов определяют специфику произвольного внимания в грудном, так же как и в младшем дошкольном возрасте, - внимание маленького ребенка привлекают в основном эмоциональные раздражители. По мере формирования системы восприятия речи формируется социальная форма внимания, опосредованная речевой инструкцией. Однако вплоть до 5-летнего возраста эта форма внимания легко оттесняется непроизвольным вниманием, возникающим на новые привлекательные раздражители.

 Существенные изменения корковой активации, лежащей в основе внимания, отмечены в 6 – 7-летнем возрасте. Существенно возрастает роль речевой инструкции в формировании произвольного внимания. Вместе с тем в этом возрасте еще велико значение эмоционального фактора. Качественные сдвиги в формировании нейрофизиологических механизмов внимания отмечены в 9 – 10 лет.

 В начале подросткового периода (12 – 13 лет) нейроэндокринные сдвиги, связанные с началом полового созревания, приводят к изменению корково-подкоркового взаимодействия, ослаблению корковых регулирующих влияний на активационные процессы – ослабляется внимание, нарушаются механизмы произвольной регуляции функции. К концу подросткового периода с завершением полового созревания нейрофизиологические механизмы внимания соответствуют таковым взрослого человека.

 1.4.3. Память – свойство нервной системы, которое проявляется в способности накапливать, хранить и воспроизводить поступающую информацию. Механизмы памяти претерпевают значительные изменения с возрастом.

 Память, основанная на хранении следов возбуждения в системе условных рефлексов, формируется на ранних этапах развития. Относительная простота системы памяти в детском возрасте определяет устойчивость, прочность условных рефлексов, выработанных в раннем детстве. По мере структурно-функционального созревания мозга происходит значительное усложнение системы памяти. Это может привести к неравномерному и неоднозначному изменению показателей памяти с возрастом. Так, в младшем школьном возрасте объем памяти достоверно возрастает, а скорость запоминания уменьшается, увеличиваясь затем к подростковому возрасту. Созревание высших корковых формаций с возрастом определяет постепенность развития и совершенствования словестно-логической абстрактной памяти.

 1.4.4. Мотивация – активные состояния мозговых структур, побуждающие совершать действия (акты поведения), направленные на удовлетворение своих потребностей. С мотивациями неразрывно связаны эмоции.

 В формировании мотиваций и эмоций важная роль принадлежит лимбической системе мозга, включающей структуры разных отделов головного мозга. Роль эмоций особенно велика в детском возрасте, когда доминируют процессы корковой эмоциональной активации. Эмоции детей из-за слабости контроля со стороны высших отделов ЦНС неустойчивы, их внешние проявления несдержанны. Созревание высших отделов ЦНС в младшем школьном возрасте расширяет возможность формирования познавательных потребностей и способствует совершенствованию регуляции эмоций. В этом немалую роль играют воспитательные воздействия, направленные на развитие внутреннего торможения.

 1.4.5. Сон и бодрствование. В процессе развития ребенка изменяется соотношение между продолжительностью бодрствования и сна. Прежде всего уменьшается продолжительность сна. Продолжительность суточного сна новорожденного – 21 час, во втором полугодии жизни ребенок спит 14 часов, в возрасте 4 лет – 12 часов, 10 лет – 10 часов. Потребность в суточном сне в юношеском возрасте, как и у взрослых, составляет 7 – 8 часов.

 

2. СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ

 Среди сенсорных систем организма различают зрительную, слуховую, вестибулярную, вкусовую, обонятельную системы, а также соматосенсорную систему, рецепторы которой расположены в коже и воспринимают прикосновение, давление, вибрацию, тепло, холод, боль; в соматосенсорную систему также поступают импульсы от проприорецепторов, воспринимающих движения в суставах и мышцах. Импульсы от интерорецепторов, расположенных во внутренних органах, поступают в висцеральную сенсорную систему, которая воспринимает различные изменения во внутренней среде организма.

 2.1. Функциональное созревание сенсорных систем.

 Различные анализаторские системы начинают функционировать в разные сроки онтогенетического развития. Вестибулярный анализатор как филогенетически наиболее древний созревает еще во внутриутробном периоде. Также рано созревает кожный анализатор. Первые реакции на раздражение кожи отмечены у эмбриона в 7,5 недели. Уже на 3 месяце жизни ребенка параметры кожной чувствительности практически соответствуют таковым взрослого. Адекватные реакции на раздражения вкусового анализатора наблюдаются с 9 – 10-го дня жизни. Тонкость дифференцировки основных пищевых веществ формируются на 3 – 4 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. Дифференцировка запахов отмечается на 4-м месяце жизни.

 Созревание анализаторских систем определяется развитием всех звеньев анализатора. Периферические звенья в основном являются сформированными к моменту рождения. Позже других рецепторных образований формируется периферическая часть зрительного анализатора – сетчатка глаза, ее развитие заканчивается к первому полугодию. Наиболее поздно завершают свое развитие области проекции в коре слухового и зрительного анализаторов. Созревание коркового звена анализатора в значительной степени определяется поступающей информацией. Отсюда очевидно значение сенсорного воспитания в раннем детском возрасте.

 Помимо корковых отделов анализаторов в переработку поступающей информации вовлекаются и другие корковые зоны – ассоциативные отделы, участвующие в опознании стимулов, их классификации, выработке эталонов. Эти структуры созревают в течение длительного периода развития, включая подростковый возраст. Постепенность их созревания определяет специфику процессов восприятия в школьном возрасте. Реакции на сложные структурированные зрительные стимулы становятся идентичными таковым взрослого к    11 – 12 годам.

2.2. Зрительный анализатор.

 Сложность зрительных сигналов, поступающих из внешнего мира, необходимость активного их восприятия обусловила формирование периферического органа зрения – глаза.

 

2.2.1. Строение глаза. Форма глаза шаровидная. У взрослых диаметр его составляет около 24 мм, у новорожденного – около 16 мм. Рост глазного яблока продолжается после рождения. Интенсивнее всего оно растет первые пять лет жизни, менее интенсивно – до 9 – 12 лет. Роговица у новорожденных детей более толстая и выпуклая. К 5 годам толщина роговицы уменьшается, а радиус кривизны ее с возрастом почти не меняется. С возрастом роговица становится более плотной и ее преломляющая сила уменьшается.

 Величина зрачка изменяется, отчего в глаз может попадать большее или меньшее количество света. Зрачок у новорожденных узкий. В возрасте 6 – 8 лет зрачки широкие в следствие преобладания тонуса симпатических нервов. В 8 -10 лет зрачок вновь становится узким и очень живо реагирует на свет. К 12 – 13 годам быстрота и интенсивность зрачковой реакции на свет такие же, как у взрослого.

2.2.2. Возрастные особенности световой чувствительности и цветового зрения.

Световая чувствительность значительно увеличивается в возрасте от 4 до 20 лет. С возрастом изменяется критическая частота световых мельканий – наименьшее число перерывов света в 1 сек, при которой наступает слияние мельканий: у детей 7 – 8 лет она составляет 25, у      9–10-летних – 30, в 12–14 лет – 40-41 кол/сек.

 Грудные дети различают разные степени яркости цветов. В 3-летнем возрасте ребенок различает как абсолютную величину, так и соотношение яркости цветов. По мере созревания центральной нервной системы возрастает различительная цветовая чувствительность, резкое повышение которой отмечено в 10 – 12 лет. Различение цветов по цветовому тону продолжается увеличиваться до 30 лет.

 2.3. Слуховой анализатор.

 

Слуховое восприятие – основа членораздельной речи.

Восприятие слухов отмечается даже у плода в последние месяцы внутриутробного развития. Новорожденные и дети грудного возраста осуществляют элементарный анализ звуков. Они способны реагировать на изменение высоты, силы, тембра и длительности звука. Дифференцирование качественно различных звуков возможно уже на 2 – 3 месяце жизни. В период от 3 до 6 – 7 месяцев различительная чувствительность слухового анализатора существенно возрастает. Наибольшая острота слуха свойственна подросткам и юношам. У детей по сравнению со взрослыми острота слуха на слова понижена больше чем на тон.

 

3. ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА. Гормоны.

Нервная система регулирует также функции эндокринных желез и выработку ими гормонов. Другой вид регуляции функций органов и тканей – гуморальная регуляция, она выполняется с помощью биологически активных веществ - гормонов. Эндокринные железы, имеющие не очень большие размеры, богато снабжаемые кровью, располагаются в различных отделах тела человека.

3.1. Гипофиз.

 Это небольшое образование овальной формы, расположен у основания мозга. Является важнейшей железой внутренней секреции, которая регулирует деятельность целого ряда других эндокринных желез.

 У новорожденного средняя масса гипофиза составляет  0,12 г,   к 10 годам масса гипофиза ≈ 0,24 г, к 15 годам ≈ 0,36. Максимального своего развития гипофиз достигает к 20 годам и в последующие возрастные периоды почти не изменяется.

 Гипофиз выделяет гормоны: соматотропин, или гормон роста, обуславливает рост костей в длину, ускоряет процессы обмена веществ, что приводит к усилению роста, увеличению массы тела. Недостаток этого гормона проявляется в малорослости, задержке полового развития. Избыток гормона роста в детском возрасте ведет к гигантизму. Тиреотропин – необходим для нормальной функции щитовидной железы. Меланофорный гормон, или меланотропин, регулирует окраску кожного покрова. В период, предшествующий половому созреванию, значительно усиливается секреция гонадотропных гормонов. Одни из них стимулируют рост и созревание фолликулов в яичниках (фолитропин), активируют сперматогенез. Под влиянием лютропина у женщин происходит овуляция и образование желтого тела; у мужчин он стимулирует выработку тестостерона.

3.2. Щитовидная железа.

 Расположена в передней области шеи впереди гортани и верхних хрящей трахеи.

 На первом году жизни ребенка щитовидная железа весит 1 – 2,5 г. В детском возрасте железа интенсивно растет, увеличивается в размерах.   Функция щитовидной железы усиливается к 3 – 4 месяцам жизни, достигая максимума к началу 2-го года жизни. К периоду полового созревания ее масса достигает 10 – 14 г. С началом полового созревания рост железы особенно интенсивен, в этот же период возрастает функциональное напряжение. После 20 лет строение и масса щитовидной железы практически не изменяются, вес остается в пределах 20 – 30 г.

 Гормон щитовидной железы тироксин содержит до 65% йода. Тироксин – мощный стимулятор обмена веществ в организме; он ускоряет обмен белков, жиров и углеводов, активирует окислительные процессы в митохондриях, что ведет к усилению энергетического обмена. Гормоны щитовидной железы оказывают стимулирующее воздействие на центральную нервную систему. Недостаточное поступление гормона в кровь или его отсутствие в первые годы жизни ребенка приводит к резко выраженной задержке психического развития. Содержание тиреотропина в крови интенсивно нарастает до 7 лет. Увеличение содержания тироидных гормонов отмечается к 10 годам и на завершающих этапах полового созревания (15 – 16 лет). В возрасте от 5-6 к 9-10 годам снижается чувствительность щитовидной железы к тиреотропным гормонам, наибольшая чувствительность к которым отмечена в 5-6 лет.

Страницы: 1, 2, 3