Введение к работе
Актуальность исследования. В современных условиях глобальных изменений природной среды и климата одной из основных проблем, которая возникла перед физиологами, психологами и педагогами, стала проблема оценки и прогнозирования психофизиологического потенциала населения, который является базовым компонентом уровня здоровья и духовно-деятельностного потенциала, под которым понимается способность индивида к самореализации. (В.И. Медведев, 1995) Одним из компонентов психофизиологического потенциала является психофизиологическое состояние популяции, включающее в себя оценку уровней зрелости различных психофизиологических функций, темпов их созревания и механизмов их обеспечения.
Необходимость дифференцированного подхода к обучению и воспитанию ребенка, основанного на его индивидуальных особенностях психофизиологического развития, связанных со спецификой обработки сенсорной информации определяет актуальность данного исследования.
Восприятие играет важную роль в жизни человека, в его трудовой и познавательной деятельности. Отправной точкой любого познавательного процесса, всегда является восприятие. В когнитивных процессах особо важна роль зрительного восприятия, что определяется максимальной долей зрительно воспринимаемой человеком информации в общем информационном потоке. Зрительное восприятие является индикатором многих психических процессов, отражая особенности развития высших психических функций и функционального развития мозга (Б.Г. Ананьев, 1977).
Являясь системным процессом, зрительное восприятие обеспечивается специализированным и сочетанным вовлечением в деятельность многих мозговых структур разного уровня, осуществляющих различные операции с поступившей информацией. Наряду со структурами, осуществляющими сенсорный анализ, в интегративную деятельность включены мозговые механизмы, обеспечивающие активационные процессы, мыслительные операции, механизмы памяти. Восприятие сенсорной информации, являющейся основой обучения - сложный акт, требующий для своего осуществления функциональной зрелости многих корковых структур, объединенных в единую систему. На эффективность процессов зрительного восприятия в существенной мере влияет степень сформированности и функциональное состояние мозговых регуляторньгх систем (Л.И. Переслени, Л.А. Рожкова, 1993, 1996; И.П. Лукашевич, Р.И. Мачинская, М.Н. Фишман, 1996; Р.И. Мачинская, М.М. Безруких, Г.А. Сугробова, 1999; Л.А. Рожкова, 2002). Исследование психофизиологических механизмов зрительного восприятия у детей с разным темпом формирования зрительного восприятия, невозможно без изучения роли в этом процессе функционального созревания мозга. Современные онтогенетические исследования (Д.А. Фарбер и соавт., 1998, 2000) свидетельствуют о различной мозговой организации одних и тех же когнитивных процессов на разных этапах онтогенеза.
Онтогенетическое изучение зрительного восприятия позволяет раскрыть закогтомерности формирования познавательных процессов на разных этапах возрастного развития ребенка, проанализировать их феноменологию и структуру, определить параметры и условия эффективной деятельности в реальных условиях обучения и определить соотношение факторов возрастного развития и факторов обучения. Следует отметить значительное количество исследований психофизиологических механизмов организации и реализации зрительного восприятия у детей (Т.Г. Бетелева, 1981-2007; Д.А. Фарбер, 1970-2007; Н.В. Дубровинская, 1981- 2000; M.N. Bornstem, J. Stiles-Davis, 1984; М.Н. Фишман, 1989, 1994; и др.), в которых показано что, в процессе индивидуального развития структуры мозга, вовлекающиеся в акт восприятия, созревают неодновременно и достигают определенного состояния, характерного для взрослых, на разных этапах онтогенеза. Следствием гетерохронности развития мозговых структур неизбежно должна явиться специфика функционирования системы зрительного восприятия в различные возрастные периоды (Д.А. Фарбер, В.В. Алферова, 1970; Т.Г. Бетелева, 1981, 1982, 1992; Д.А. Фарбер, Т.Г. Бетелева, 1985, 2005; Н.В. Дубровинская, Д.А. Фарбер, М.М. Безруких, 2000).
В многочисленных исследованиях (Т.Г. Бетелева, 1983-2007; Д.А. Фарбер, 1979-2007, Р.И. Мачинская и др., 1997, и т.д.), с помощью методов ЭЭГ были раскрыты базовые механизмы системной организации интегра-тивной деятельности мозга и их реорганизации в ходе онтогенеза у нормально развивающихся детей, показана специфика вовлечения и функционального взаимодействия мозговых структур, определяемая степенью их морфо-функциональной зрелости, характером деятельности, типом и сложностью решаемой когнитивной задачи. Вместе с тем имеется мало сведений о специфике мозговой организации когнитивной деятельности у детей при различных трудностях развития, в частности у детей с разными темпами формирования психофизиологических функций.
Возраст 6-7 лет рассматривается как критический и сенситивный для совершенствования механизмов зрительного восприятия, развития целостного восприятия сложных изображений и ситуаций, т.к. именно в этот период происходит интенсивное созревание межцентральных связей корковых областей и функции зрительного анализатора претерпевают существенные изменения, проявляющиеся в специализации отдельных операций зрительного восприятия (Д.А. Фарбер, 1978; Т.Г. Бетелева, 1983; В.А.Васильева, 1984; Н.Н. Зислина, 1987; Д.А. Фарбер, Н.В. Дубровинская, 1997, Т.А. Цехмист-ренко, 2001 и др.). К началу систематического обучения в школе существенные прогрессивные преобразования претерпевают и нейрофизиологические механизмы, обеспечивающие формирование познавательной деятельности (М.М. Безруких, Д.А. Фарбер, 2000). Это, прежде всего, относится к организации системы восприятия, что позволяет рассматривать этот этап развития как крайне важный для совершенствования информационных процессов, со-ставлякшшх базу когнитивной деятельности. (Т.Г. Бетелева, 1983; Д.А. Фарбер, Н.В. Дубровинская, 1988,1991).
Изложенное выше определило необходимость системного анализа психофизиологических механизмов, определяющих темп формирования и специфику реализации зрительного восприятия у детей 6-8 лет на разных уровнях: нейрофизиологическом, психофизиологическом, физиологическом (морфологическая зрелость) и поведенческом.
Цель и задачи исследования:
Цель исследования - выявить психофизиологические закономерности, определяющие темп формирования зрительного восприятия у детей 6-8 лет.
В соответствии с этой целью поставлены следующие задачи:
-
Изучить индивидуальные и возрастные особенности реализации структурных компонентов зрительного восприятия у детей 6-8 лет и выявить причины, детерминирующие их эффективное совершенствование.
-
Изучить структуру внутрисистемного взаимодействия компонентов зрительного восприятия и оценить их иерархию в системе данной психофизиологической функции.
-
Соотнести ЭЭГ-показатели функциональной зрелости головного мозга и темпы созревания зрительного восприятия у детей
-
Выявить специфику системной организации и психофизиологического обеспечения зрительного восприятия у детей с разным темпом его созревания.
-
Изучить связь функциональной асимметрии коры головного мозга (по показателям альфа-акгивности) на эффективность реализации и темп формирования зрительного восприятия.
-
Выделить психофизиологическую структуру субтестов "Методики оценки уровня развития зрительного восприятия" и обосновать возможность использования данной методики в качестве ингегративнои для оценки уровня психофизиологического развития детей.
Гипотеза исследования: психофизиологические закономерности реализации зрительного восприятия и различных его компонентов на разных этапах возрастного развития имеют динамический характер и лимитируются гегерохронным созреванием структур мозга, их специализированным включением в процессы формирования зрительного восприятия, изменением этой специфики при нарушениях эффективности деягельности, особенностями совершенствования отдельных компонентов зрительного восприятия и их взаимодействием, а также зрительным опытом и обучением.
Положения, выносимые на защиту:
-
Функциональная организация системы, обеспечивающей реализацию зрительного восприятия, имеет динамический характер и определяется, прежде всего, возрастными особенностями морфофункционального созревания мозга в целом, а также совершенствованием процессов интеграции и специализации отдельных мозговых структур.
-
Нейрофизиологические механизмы зрительного восприятия у детей с разным темпом формирования данной функции различны. Дети с более медленным темпом формирования зрительного восприятия характеризуются менее зрелым типом функциональной организации коры боль-
ших полушарий в процессе выполнения зрительных перцептивных заданий, более генерализованными, менее пластичными функциональными связями и менее выраженной специализацией больших полушарий головного мозга. 3. Совершенствование мозговой организации зрительного восприятия сопровождается увеличением степени избирательности и специфичности функционального взаимодействия корковых зон, уменьшением вовлечения правополушарных механизмов в пользу левополушарных и в свертывании роли лобных областей в сенсорном анализе признаков. У детей с низким темпом формирования зрительного восприятия реализация деятельности сопровождается увеличением пространственной синхронизации биопотенциалов в 9- и р-диапазонах, охватывающее практически всю кору, что отражает значительное повышение эмоциональной активации и уровня «психического напряжения».
Научная новизна исследования определяется реализацией системного подхода к изучению закономерностей формирования и мозгового обеспечения процесса зрительного восприятия, что выражается в отказе от строго изолированного исследования отдельных структурных компонентов, а в комплексном изучении системной организации зрительного восприятия с учетом возрастных и индивидуальных особенностей ребенка. Истоки методологии системного подхода содержатся в теоретической концепции Л.С. Выготского (1960) о комплексном и многоплановом характере онтогенеза психики ребенка, в котором сочетаются процессы органического созревания и обучения. Преимущество выбранного нами подхода - в реализации системного принципа анализа многокомпонентной иерархической структуры зрительного восприятия, позволяющего определить вклад функциональной зрелости головного мозга, внутрисистемных перестроек компонентов, факторов возрастного развития, особенностей раннего дизонто-генеза и морфологической зрелости в успешность формирования зрительного восприятия у детей.
Научно-практическая значимость исследования. Полученные данные расширяют имеющиеся в возрастной физиологии представления о возрастных особенностях системной организации интегративной деятельности мозга при выполнении зрительной деятельности. Показано, что созревание корковых структур и формирование межполушарного взаимодействия являются ведущими факторами, определяющими специфические особенности внутрисистемного взаимодействия на разных этапах онтогенеза и его индивидуальную вариативность
В работе реализован комплексный подход к изучению психофизиологической основы зрительного восприятия у детей с учетом современного понимания особенностей формирования зрительного восприятия, как когнитивной функции, осуществляющейся при системном взаимодействии различных структур мозга. Получены данные, позволяющие определить факторы, влияющие на темп формирования данной функции. Показана значимость раннего развития, морфофункциональной зрелости, функциональ-
ной зрелости структур головного мозга для успешного формирования зрительного восприятия. Впервые показано, что снижение темпа (не нарушения) формирования зрительного восприятия необходимо рассматривать как один из вариантов онтогенетического развития, отражающего гетерохрон-ность и неравномерность процесса созревания различных структур мозга и механизмов их интегративпого взаимодействия в сочетании с влиянием комплекса психолого-педагогических факторов.
В целом совокупность выявленных в ходе исследования фактов является ярким свидетельством гетерохронии процесса формирования мозгового обеспечения психических функций и зависимости этого процесса от индивидуальных особенностей функционального созревания мозга.
Научно-практическое значение работы определяется значимостью её для теории и практики обучения, т.к. изучение нейрофизиологических механизмов зрительного восприятия позволяет выделить причины трудностей зрительного восприятия у детей, начинающих систематическое обучение, выявить психофизиологические механизмы нарушения эффективности формирования основных школьных навыков. Определение причин этих нарушений, позволяет обосновать принципы раннего прогнозирования возможных трудностей обучения, предложить варианты проведения коррекционной работы. Выявление индивидуальных особенностей и возрастных закономерностей уровня развития зрительного восприятия позволяет осуществить:
раннее прогнозирование успешности школьного обучения;
определение дефицита различных структурных компонентов зрительного восприятия;
разработку методик дошкольного компенсаторного обучения;
разработку корригирующих педагогических методик в процессе обучения.
Вместе с тем подобного рода исследования способствуют решению таких практических задач, как задачи сенсорного воспитания, терапии и компенсации различного рода дефектов анализаторов пограничного характера.
Диссертационное исследование выполнено в соответствии с НИР по тематическому плану ПТУ им. М.В. Ломоносова «Дети Севера: здоровье, рост, развитие», проводимому по заданию Министерства образования Российской федерации (№ гос. регистрации 01.2.00.106676).
Диссертационное исследование поддержано грантом РГНФ 06-0600510а «Системная организация интегративной деятельности мозга в процессе чтения».
Реализация результатов исследования. Полученные результаты использованы в работе комиссии при тестировании детей перед зачислением в школу, при планировании коррекционной работы с детьми младшего школьного возраста, при организации учебной деятельности, профилактики и оздоровительных мероприятий по охране и укреплению здоровья детей, издании методических рекомендаций, учебно-методических пособий. Полученные в работе данные об особенностях формирования зрительного
восприятия у детей включены в курсы лекций по возрастной физиологии и психофизиологии для студентов-биологов естественно-географического факультета и студентов факультета психологии.
Материалы диссертационного исследования используются при планировании и организации учебной деятельности и коррекционной работы с учащимися МОУ «Средняя общеобразовательная школа № 50» (акт внедрения от L0.03.2008); в преподавании курсов «Возрастная физиология», «Физиология ВНД и сенсорных систем» и «Психофизиология» для студентов биологических и психолого-педагогических специальностей на естественно-географическом факультете и факультете психологии ПГУ им. МБ. Ломоносова (акты о внедрении от 01.12.2007 и 25.02.2008).
Основные положения исследования отражены в методических рекомендациях для педагогов и родителей «И учимся, и играем (развивающие занятия для первоклассников)» (Архангельск, 2003), «Методические рекомендации для специалистов общеобразовательных учреждений и дошкольных образовательных учреждений: развивающие упражнения для детей старшего дошкольного и младшего школьного возраста» (Архангельск, 2003).
Апробация работы. Материалы и основные положения диссертации доложены и обсуждены на научно-практической конференции «Развитие и здоровье детей европейского Севера: проблемы и решения» (Архангельск, 1997), на международной научно-практической конференции «Современные проблемы и перспективы развития региональной системы комплексной помощи ребенку» (Архангельск, 2000), на международной конференции, посвященной 55-летию Института Возрастной физиологии РАО «Физиология развития ребенка» (Москва, 2000), на всероссийской конференции «Здоровая образовательная среда - здоровый ребенок» (Архангельск, 2003), на международной научной конференции «Физиология развития человека» (Москва, 2004), на всероссийской конференции с международным участием «Биологические аспекты экологии человека» (Архангельск, 2004), на 1 съезде физиологов СНГ (Сочи, 2005), на 2 международной конференции по когнитивной науке (Санкт-Петербург, 2006), на всероссийской научно-практической конференции «Ребенок и современный мир» (Архангельск, 2007), на XVTII, XIX, XX съездах физиологического общества им. И П. Павлова (Казань; 2001; Екатеринбург, 2004; Москва, 2007), на заседаниях физиологического общества им. И.П. Павлова в институте физиологии природных адаптации Уральского отделения РАН (Архангельск, 2008), на заседаниях кафедры биологии и экологии человека ПГУ имени М.В .Ломоносова (2000-2008)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 38 работ, из них 7 статей в рецензируемых научных журналах и глава в коллективной монографии.
Структура и объем диссертации. Работа изложена на 310 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, заключения и выводов. Содержит 41 рисунок и 41 таблицу. Библиографический указатель включает 530 источников.
