Введение к работе
Актуальность работы.
Онтогенетическое изучение произвольных движений - одно из перспективных и актуальных направлений в возрастной физиологии, позволяющее раскрыть закономерности формирования целенаправленных движений на разных этапах возрастного развития ребенка, проанализировать их феноменологию и структуру, определить параметры и условия эффективной адаптации к реальным условиям двигательного обучения и, тем самым, подойти к решению важной теоретической проблемы - соотношения факторов возрастного развития и факторов обучения.
Произвольные движения являются индикатором многих психических процессов, отражая особенности развития высших психических функций, поэтому принципы организации и управления движениями значимы и как общефилософские, методологические в решении общих проблем деятельности, организации поведенческих актов, адаптивной саморегуляции.
Формирование целенаправленного произвольного движения - уникальное по своей сложности построение многокомпонентной, иерархически организованной структуры, интегрирующей все уровни центральной нервной системы (Н. А.Бернштейн). а ведущей детерминантой структурной организации этой системы является образ предвидимого будущего, двигательная задача (Н.А.Бернштейн, А. Р.Лурия), направленные на осуществление положительного конечного результата (П.К.Анохин) и выбор наиболее адекватных форм ее решения .
Начиная с классических работ Н.Е.Введенского, И.М.Сеченова, Ч.Шеррингтона. И.П.Павлова, А.А.Ухтомского, корковый уровень выделяется как высший, организующий целенаправленные движения человека (Н. А. Бернштейн, А. Р. Лурия. W. P. Ashby, E.V.Evarts, J.A.Adams, И.Б.Козловская, М.Л. Шик, М.Е.Иоффе, Я.М.Коц, В. С. Гурфинкель-, А. С.Батуев. C.R. Galllstel, М.П.Иванова, Е.Б.Сологуб. Т.П. Хризман, R.Granlt, E.S.Reed). Однако модельные представления о корковом уровне в системе управления движениями, имеющем собственную высо-коинтегрированную структуру, во многом до настоящего времени остаются гипотетичными. Поэтому не случаен большой интерес исследователей к изучению функциональной организации коры больших полушарий головного мозга в процессе двигательной деятельности. Методологической базой для такого подхода являются представления о системной интегративной деятельности мозга, реализуемой при вовлечении в деятельность различных корковых структур, их специализированном
- 4 -участии в формировании и осуществлении различных видов произвольной деятельности (А. Р.Лурия, П.К.Анохин, Н.П.Бехтерева. М.Н.Ливанов, А.С.Батуев, О.С.Адрианов, Д.А.Фарбер).
Несмотря на значительное число исследований различных видов двигательной деятельности у взрослых, нейрофизиологические исследования механизмов организации и управления произвольными движениями у детей немногочисленны (W.С.Мс. Callum, М.Timsit-Berthier et.al.. М.М.Кольцова, В.И.Васютина. Т.П. Хризман, Б. И. Гутник. М.М.Безруких, А.Н.Шеповальников и др.). Это связано, на наш взгляд, не только с чисто методическими трудностями, но и с отсутствием разработанного комплексного методического подхода к изучению этих процессов.
Структурная сложность, системность самого двигательного действия, специфические возрастные особенности организации движения (Н.А.Бернштейн, В. С.Фарфель, А. В. Запорожец, С.А.Косилов, Л.Е.Любо-мирский, Л.А.Леонова) определяют необходимость широкого применения системного подхода не только к параметрам нейрофизиологического обеспечения деятельности, но и к анализу других физиологических и психофизиологических блоков, из которых интегрируется целостное моторное поведение.
Двигательная деятельность предоставляет уникальную возможность проанализировать не только специфику корковой организации в процессе формирования, выбора и реализации двигательной задачи, но и сопоставить ее с деятельностью периферического звена - показателями биоэлектрической активности мышц, участвующих в движении, а также с показателями конечного выхода - параметрами временной и качественной структуры движений.
Проблема организации и управления движениями должна решаться при изучении процессов на разных уровнях, в их взаимосвязи и системном взаимодействии на основе принципа временной синхронизации физиологических показателей (В.В.Парин. P.M.Баевский, В.С.Гурфин-кель. К.В.Судаков, П.И.Гуменер). Такой подход позволяет изучить механизмы формирования моторных задач, их модификацию в процессе возрастного развития и обучения. Системный анализ организации произвольных движений открывает перспективы углубления и расширения исследований в возрастной физиологии, цель которых - выявление закономерностей и взаимосвязи факторов возрастного развития и обучения при организации интегративнои деятельности на разных этапах онтогенеза.
Цель исследования: на основе системного анализа выявить нейрофизиологические механизмы формирования произвольных движений на разных этапах возрастного развития, выделить особенности подготовки и реализации движений под влиянием возраста и обучения, при разных типах латерализации моторных функций и при нарушении интеграции афферентных потоков.
Задачи исследования:
-
Обосновать теоретические подходы к анализу механизмов системной организации произвольных движений на разных уровнях, разработать экспериментальные парадигмы, позволяющие реализовать указанные подходы при конкретном изучении формирования и реализации моторных задач.
-
В лонгитудинальном исследовании выявить возрастные закономерности и динамику системной организации и регуляции произвольных движений у детей 6-10 лет. выделив влияние фактора обучения и ведущую доминанту, определяющую организацию деятельности.
-
Изучить особенности организации двигательных действий при декстральном и синистральном типе латерализации моторных функций и выявить их возрастные закономерности у детей 6-Ю лет.
-
Выявить специфику системной организации движений при нарушениях эффективности двигательной деятельности на начальном этапе формирования двигательного навыка у детей с нарушениями зрительно-моторных координации.
Объект исследования - дети 6-Ю лет с декстральным и синист-ральным типом моторной латерализации и с нарушениями зрительно-моторных координации.
Предмет исследования - структура и механизмы системной организации и регуляции произвольных движений в зависимости от ряда переменных: возрастного развития, типа моторной латерализации. эффективности зрительно-моторной интеграции.
Гипотеза исследования - структура и механизмы системной организации произвольных движений на разных этапах возрастного развития имеют динамический характер, определяются возрастными особенностями гетерохронного созревания отдельных структур,их специализированным включением в процессы формирования и реализации моторной задачи, изменением этой специфики на разных этапах формирования движений и при нарушениях эффективности деятельности.
Научная новизна исследования определяется разработкой проблемы системной организации произвольных движений, строящейся на со-
отнесении функциональной структуры обеспечения деятельности и результатов ее выполнения, расширяющей существующие представления о механизмах организации новых моторных программ, их модификации в процессе возрастного развития и обучения.
Впервые проведено комплексное изучение системной организации движений на двух уровнях - нейрофизиологическом и психофизиологическом, исследована функциональная организация и структура движений на разных этапах возрастного развития, выделены особенности интегративной деятельности мозга, межуровневого взаимодействия корковых и периферических звеньев и структуры движений с учетом эффективности двигательной деятельности и типа латерализации моторных функций. Преимущество этого подхода - в реализации системного принципа анализа многокомпонентной иерархической структуры организации движений при лонгитудинальном исследовании формирования навыка письма, позволяющее определить соотношение факторов возрастного развития и обучения.
Показано, что созревание корковых структур и полушар'ной интеграции является ведущим фактором, определяющим специфические особенности внутрисистемного взаимодействия на разных уровнях,оказывающим влияние на выбор доминантной моторной задачи и эффективность деятельности. Гетерохронность созревания мозга на разных этапах развития определяет характер специализированного включения различных корковых,структур в процессы подготовки и реализации движений, изменяет координационные взаимоотношения биопотенциалов мозга и мышц, существенно меняет характер полушарной специализации в процессе двигательной деятельности.
Получены новые научные результаты, свидетельствующие, что на разных этапах возрастного развития эффективность выбора и реализации моторной программы определяется не только длительностью обучающих воздействий,но и функциональными возможностями (функциональной зрелостью) систем, обеспечивающих эту деятельность и той доминантной задачей, которая формируется под влиянием условий обучения. Впервые изучены нейрофизиологические механизмы адаптивной реализации произвольных движений при синистральной латерализации моторных функций и при нарушениях зрительно-моторной интеграции.
Теоретическое значение исследования - в раскрытии системных механизмов организации и регуляции произвольных движений на разных этапах возрастного развития в зависимости от факторов обучения, моторной латерализации и эффективности деятельности.
Полученные данные расширяют имеющиеся в возрастной физиологии представления о возрастных особенностях системной организации произвольных движений, механизмах их центральной организации, позволяют глубже изучить проблему соотношения факторов возрастного развития и обучения и могут способствовать разработке теории формирования произвольных движений в онтогенезе. Выявление внутрисистемных и межуровневых связей функциональной системы обеспечения двигательной деятельности, их соотношения с временными и качественными параметрами движений открывает перспективы изучения природы произвольной регуляции движений и новые возможности в разработке модельных представлений о системной организации движений.
Интерпретация полученных данных на основе концепции дина'ми-ческой локализации высших психических функций (В.С.Выготский, А.Р.Лурия) и системного взаимодействия различных структур в обеспечении деятельности позволяет считать, что учет уровня функционального развития мозга является необходимым условием эффективного двигательного обучения на разных этапах возрастного развития. Это расширяет существующие представления о механизмах формирования новых видов Двигательной деятельности и процессах ее совершенствования при обучении.
Научно-практическое значение работы определяется значимостью полученых данных для теории и практики обучения новым двигательным действиям и, прежде всего, базовому школьному навыку - письму, которое было использовано в качестве модели произвольных движений в настоящем исследовании. Учет выявленных возрастных закономерностей формирования навыка письма и специфических особенностей формирования движений у праворуких и леворуких детей позволили обосновать методические рекомендации по тактике и методике обучения, представленные в специальных методических рекомендациях для педагогов и родителей. Особое значение для теории и практики обучения имеет выявление психо-физиологических механизмов нарушения эффективности Формирования навыка. Выявление причин этих нарушений позволило обосновать принципы раннего прогнозирования возможных трудностей формирования навыка письма, предложить варианты проведения коррек-ционной работы.
Выявленные в работе закономерности возрастного развития произвольных движений включены в авторские лекционные циклы для студентов педагогических вузов (Поморский педагогический университет. Ульяновский и Брянский педагогические институты), а.также легли в
- 8 -основу авторского спецкурса для учащихся начальных классов и школьных психологов (комплексная программа "Российская школа" МО РФ, 1993, реализуемые в ИПК работников образования г.Москвы, Ульяновска, Архангельска, Брянска).
Выявленные закономерности формирования навыка письма у лево-руких детей и у детей с нарушением зрительно-моторной координации. позволяют дать психофизиологическое обоснование и поставить вопрос о необходимости разработки альтернативных методик обучения.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Организация и регуляция произвольных движений на разных этапах возрастного развития представляет собой единый процесс, который осуществляется сложным многоуровневым, иерархическим образованием, функционирующим как система со специфическими характеристиками. Структура и функциональная организация этой системы имеют динамический характер, определяющийся процессами гетерохронного функционального созревания и степенью сформированности моторной задачи.
-
Моторная задача, как доминирующий фактор, определяющий нейрофизиологическую структуру системы подготовки и реализации движений, характер межцентрального и межуровневого взаимодействия оказывает существенное влияние на психофизиологическую структуру самой деятельности.
-
Надежность функционирования системы организации и регуляции произвольных движений у детей 6-Ю лет обеспечивается сочетанием механизмов адаптивной и компенсаторной регуляции. Адаптивные механизмы реализуются в рамках возрастных возможностей организма и детерминируются внешними факторами, а компенсаторные способны расширять рамки возрастных возможностей и детерминируются функциональными особенностями развития.
-
Вариативность структуры движений и Функциональной организации системы/ обеспечивающей подготовку и реализацию движений отражает как возрастные особенности, так и особенности функционального развития, связанные с разным типом латерализации моторных функций и разной эффективностью интеграции афферентных потоков, которые проявляются в динамике взаимодействия и изменении ведущей роли отдельных звеньев системы.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований были доложены на всесоюзных съездах, конференциях и симпозиумах "Физиология развития человека"- Москва, 1974, 1981. 1985.
1990; "Прогнозирование в прикладной физиологии"- Фрунзе, 1934; "Проблемы и методы исследований в возрастной физиологии"- Баку, 1987; "Физическое воспитание и школьная гигиена"- Махачкала, 1978, Москва, 1983, 1987, Архангельск, 1991; "Физиология спорта"- Ленинград. 1986, а также на Международном конгрессе по моторному контролю (Болгария, 1985, 1989), Международном семинаре по дислексии (США, Moscow, 1989), Международной встрече "Handwriting Interest Group"- Москва. 1992.
Теоретические и экспериментальные результаты исследования обсуждались на научных сессиях и заседаниях ученого совета Института возрастной физиологии РАО, на заседаниях лаборатории "Физиоло-го-педагогической диагностики и коррекции трудностей при обучении".
Структура диссертации представлена введением, шестью главами, заключением и выводами, содержит таблицы и рисунки. Основное содержание 402 страницы машинописного текста, библиография -417 работ отечественных и 452 - зарубежных авторов.