Формирование условно-рефлекторной деятельности в онтогенезе

Развитие головного мозга генетически запрограммировано: на каждом этане развития мозга в строгой последовательности созревают его определенные структуры. Созревание эволюционно молодых отделов происходит преимущественно под влиянием внешней среды и поступающей в мозг информации. По мере того как мозг растет и созревает, начинает усложняться его взаимодействие с внешней средой, что в свою очередь стимулирует развитие мозга и совершенствует его структурно-функциональную организацию. Чем выше на эволюционной лестнице находится уровень развития мозга, тем большее значение в регуляции поведения будет играть жизненный опыт, тем сложнее и разнообразнее будет психическое реагирование.

Развивающийся мозг ребенка характеризуется повышенной возбудимостью подкорковых отделов и склонностью к иррадиации (распространению) возбуждения на другие отделы, следовательно, чем младше ребенок, тем более высокую генерализацию имеют его реакции. Маленьким детям свойственны также повышенная эмоциональность и более выраженные ориентировочные реакции, обусловленные несовершенной регуляцией психических процессов (см. Координация рефлекторной деятельности).

Формирование ВНД в онтогенезе взаимосвязано с этапами становления основных функций коры. К моменту рождения ребенок имеет определенные возможности психической деятельности: новорожденный воспринимает боль, холод и тепло, в ограниченных пределах слышит и видит, различает запахи и вкусовые раздражения, у него присутствует ряд врожденных безусловных рефлексов (ориентировочный, сосательный, оборонительный). С первых дней жизни у младенца можно выработать условную реакцию на время кормления, а с 10—12-го дня после рождения можно увидеть выработку сложного условного рефлекса — «рефлекс на положение под грудью», который формируется с включением нескольких анализаторов — тактильного, вестибулярного, а затем и зрительного (младенец, взятый на руки для кормления, начинает делать сосательные движения и поисковые движения головкой, «нащупывая» материнскую грудь).

В периоде новорожденное™ показателем достаточного уровня функциональной активности коры является реакция типа «доминанта». Доминантой называют очаг возбуждения, в котором любые дополнительные раздражители будут вызывать усиление возбуждения в зоне доминанты с одновременным нарастанием торможения в окружающих зонах. Вследствие этого отмечаются выраженные затруднения в перераспределении зон возбуждения (см. Координация рефлекторной деятельности). К примеру, ребенок, увлеченный игрой, может не реагировать на слова взрослого. При резком отвлечении ребенка возникает дезорганизация деятельности клеток в обширных отделах коры головного мозга, что сопровождается общим дискомфортом и отрицательными эмоциями.

В первые дни и недели жизни ребенка присутствуют пищевая и вестибулярная доминанта, а с 3-го месяца на доминирующие позиции выходит ориентировочная. Пищевая доминанта проявляется в том, что посторонние раздражители (прикосновения, посторонние звуки и др.) усиливают сосательные движения у ребенка. При формировании ориентировочной доминанты, напротив, посторонние раздражители приводят к прекращению сосания и вызывают поворот головы в сторону раздражителя. Действие вестибулярной доминанты используется при успокаивании ребенка покачиванием.

Дальнейшее становление ВНД ребенка идет по пути формирования условных рефлексов. На основе условно-рефлекторных связей сначала формируются простые, а затем и сложные действия, умения и поведенческие акты. Более ранние условные рефлексы ребенка имеют определенные характеристики: они требуют для своей выработки большего числа повторений, являются нестойкими и отличаются длительным латентным периодом. Эти особенности сохраняются в течение всего дошкольного периода и в значительной мере определяют поведение детей.

Для выработки условно-рефлекторных реакций ребенка значимы определенные условия.

• 1. Уровень активности корковых клеток: «состояние оптимальной возбудимости коры» здорового, непереутомленного ребенка обеспечивает достаточную для формирования новых связей функциональную активность клеток мозга.
• 2. Оптимальная функциональная активность подкорковых центров, участвующих в образовании условной рефлекторной связи: к примеру, возбуждение пищевого центра у проголодавшегося ребенка служит дополнительным подкреплением в формировании навыка самостоятельной еды.
• 3. Определенная сила раздражителя: чрезмерно интенсивный раздражитель может вызвать иррадиацию возбуждения либо запредельное торможение, а слабый раздражитель не вызывает достаточного уровня возбуждения клеток коры головного мозга.
• 4. Участие различных анализаторов в формировании условно-рефлекторной связи: формирование устойчивой рефлекторной связи происходит быстрее при максимальном участии разных анализаторов (для закрепления реакции ребенок должен увидеть, услышать, иметь возможность потрогать руками, эффективным является включение двигательного анализатора, т. е. возможности поманипулировать предметом).

На скорость формирования условных рефлексов влияет соматическое состояние ребенка, так как болезнь или недомогание ослабляют функциональную активность коры, а дополнительные требования могут являться чрезмерной нагрузкой для организма.

При формировании у детей условно-рефлекторных связей, лежащих в основе поведенческих реакций, рекомендуется применять только позитивное подкрепление, в первую очередь направленное на удовлетворение потребности ребенка в общении со взрослым: ласковый голос, похвала, тактильный контакт. Затрудняет процесс выработки условных рефлексов необходимость возникновения нескольких новых реакций, навыков или умений одновременно.

Регуляция взаимодействия безусловных и условно-рефлекторных процессов и защита нервных клеток от переутомления осуществляется в нервной деятельности посредством процессов торможения, т. е. снижения активности определенных групп нервных клеток (см. Координация рефлекторной деятельности). Процессы торможения также проходят определенные этапы в онтогенезе и характеризуются своими особенностями в детском и подростковом возрасте.

При сверхсильных или длительно, монотонно действующих раздражителях возникает состояние запредельного торможения. В детском и подростковом возрасте запредельное торможение нередко проявляется при испуге, резком окрике, наказаниях, при длительном сидении в одном положении, монотонном голосе учителя и др.

Охранительное торможение, возникающее при утомлении, проявляется в виде сна либо в виде снижения уровня внимания и сосредоточения. Во время сна нервные клетки отдыхают — в них происходят обменные процессы, восстанавливающие их функциональные возможности. Недостаток сна негативно влияет на активность мозга ребенка во время бодрствования. Снижение уровня внимания указывает на то, что превышен возрастной или индивидуальный физиологический ресурс активности нервной системы, позволяющий ей находится в активном состоянии.

Угасательное торможение развивается при неподкреплении условного рефлекса безусловным раздражителем. Например, если у ребенка был выработан рефлекс на положение под грудью, а затем во время кормления его перестали брать на руки, то данный рефлекс угаснет, и ребенок, когда его возьмут на руки, не будет делать сосательных движений. У детей первых месяцев жизни угасание рефлексов без подкрепления происходит быстро, в раннем детстве они сохраняются дольше, легче возобновляются при возвращении подкрепления. У детей дошкольного и младшего школьного возраста пищевые условные рефлексы будут угасать после трех-четырех неподкреплений. Недавно образованные условные рефлексы угасают быстрее, чем старые; более быстро происходит угасание и более медленно восстановление условных связей у лиц со слабым типом ВНД. У детей возбудимого типа угашение условных рефлексов наступает медленнее, чем у уравновешенных детей, поскольку у них слабее развито внутреннее торможение. К началу пубертатного возраста угасание становится более отчетливым (у детей 11 — 12 лет условные рефлексы угасают быстрее, чем у детей 8—10 лет .

Способность к угасательному торможению имеет важное биологическое значение. Оно позволяет освободиться от рефлексов, утративших свой адаптивный смысл, это физиологическая основа забывания, а также избавления от ненужных привычек, навыков и умений, знаний, взглядов, установок, тяжелых воспоминаний.

Внутреннее, или условное, торможение является еще более сложной реакцией, при которой фактором торможения является какое-то дополнительное условие. При достижении определенной степени зрелости коры головного мозга условным тормозящим фактором становится условный сигнал — слово. Такое явление отмечается у детей с конца первого года жизни, когда ребенок начинает адекватно реагировать на условный тормозящий фактор — слово «нельзя». На основе данного тормозящего влияния формируются важные для человека качества, такие как способность произвольно откладывать удовлетворение своей потребности в связи с текущей социальной ситуацией, возможность пожертвовать чем-то ради другого человека. Своевременное формирование условного торможения определяет ряд воспитательных приемов, а также личную безопасность ребенка.

Торможение, возникающее при одномоментном возбуждении двух функциональных систем, получило название встречи двух возбуждений.

Сущность данного процесса заключается в том, что менее значимая в данный момент система приходит в состояние торможения. Особенностью раннего и дошкольного возраста является функциональное преобладание ориентировочной реакции: все новое оказывается более значимым, чем текущая деятельность, которая в данный момент с объективной точки зрения является более важной (к примеру, еда). У ребенка такая реакция может наблюдаться в виде отвлечения: например, если во время еды ребенка кто-то входит в комнату, то ребенок отвлекается и перестает есть. Преобладание ориентировочной реакции отмечается со 2—3-го месяца жизни до начала пубертатного возраста, хотя младшие школьники могут распределять внимание или целенаправленно удерживать его уже в большей степени, чем дошкольники. Например, реакцию отвлечения используют для успокоения плачущего ребенка на первом году жизни, когда на него еще невозможно воздействовать словом. А в более старшем возрасте этот метод можно использовать в сложных для ребенка ситуациях, например перед манипуляцией, которая связана с болезненными ощущениями, и в других.

Еще один вид торможения — диффереицировочное торможение — служит для тонкого различения сигнальных раздражителей. Оно возникает в результате неподкрепления посторонних стимулов, близких по своим характеристикам к безусловному сигналу. Диффереицировочное торможение направлено на то, чтобы не смешивать близкие раздражители, оно обусловливает выделение и торможение неадаптивных условных рефлексов, возникающих на сходные, но незначимые стимулы. Именно с дифференцировочным торможением связаны более точные ответные реакции организма на раздражители, более точное приспособление к изменяющимся условиям среды.

Дифференцировка реакции, в зависимости от стимула, ее вызывающего, становится отчетливой с 2—3-го месяца жизни. Одной из первых дифференцировок является улыбка на лицо и на голос матери при отсутствии реакции на другого взрослого человека. Способность ребенка к дифференцированному восприятию во многом определяет уровень его психического развития. В тех случаях, когда ребенок воспитывается в условиях, когда формирование дифференцированного отношения к взрослым является невозможным (например, в условиях детского дома, где за ребенком ухаживают разные, часто меняющиеся взрослые), то это препятствует формированию у него привязанностей, в дальнейшем приводит к искажению межличностных отношений.

По мере взросления ребенка и созревания нервной системы дифференцировка стимулов облегчается. Опора на диффереицировочное торможение используется в основе таких педагогических приемов, как сопоставление, сравнение, выбор. Метод сопоставления часто используется в преподавании: явления неживой природы противопоставляются явлениям живой, гласные звуки — согласным, сложение — вычитанию. Также часто в педагогической практике применяется метод выбора, когда при усвоении множества правил учащимся приходится выбирать из них необходимое в конкретной ситуации. Диффереицировочное торможение также является физиологической основой формирования у учащихся новых понятий и аналитической деятельности.

Запаздывателъное торможение возникает при выработке запаздывающих следовых условных рефлексов в тех случаях, когда условный сигнал значительно, но времени опережает подкрепление. При этом рефлекторная реакция связана с моментом предъявления подкрепления и потом постепенно смещается все дальше и дальше от момента предъявления подкрепления («задерживание реакции»). У детей запаздывательное торможение развивается медленнее, чем у взрослых, а у возбудимых лиц его выработка особенно трудна. Выработка этого вида торможения важна для педагогического процесса, так как способствует развитию у учащихся выдержки, терпения, умения ожидать. На основе способности к произвольному задерживанию реакции у детей формируются волевые качества личности.

Чем младше ребенок, тем меньше срок возможного задерживания реакции, в течение которого он может спокойно ждать. В 7—8 месяцев можно увидеть первые признаки возможности спокойного ожидания в течение 1—2 мин — спокойный голос матери приводит к тому, что ребенок успокаивается на непродолжительное время, потом опять начинает требовать ее внимания и удовлетворения текущей потребности. На втором году жизни у ребенка появляется возможность спокойно ожидать до 5 мин, а на третьем году — 5—6 мин. Возможности запаздывателыюго торможения увеличиваются по мере созревания нервной системы в онтогенезе, но злоупотреблять ими не рекомендуется, так как при превышении его физиологического ресурса возникает угасание условно-рефлекторных связей.

Динамический стереотип представляет из себя систему условных и безусловных рефлексов, объединенных в единый функциональный комплекс. Это достаточно устойчивая и продолжительная система временных связей, которая образуется в коре головного мозга в ситуациях повторения одних и тех же видов деятельности в одной и той же последовательности в одно и то же время, изо дня в день. Таким образом, динамический стереотип представляет собой серию условных рефлексов, доведенных до автоматического состояния. Динамический стереотип может существовать достаточно долгое время без должного подкрепления, стойко сохраняться у людей в пожилом возрасте даже при ослаблении памяти.

С физиологической точки зрения навыки могут быть представлены как цени условных рефлексов или как динамические стереотипы. Хорошо выработанный навык теряет связь с сознанием и осуществляется автоматически. Только лишь в случае когда совершена ошибка (например, осуществлено движение, не достигшее нужного результата), возникает ориентировочный рефлекс, растормаживающий автоматизированные связи и переводящий действие под контроль сознания, что позволяет исправить ошибку.

Динамический стереотип включает в себя не только большое количество разных двигательных навыков и привычек, но и содержит привычные представления об окружающих событиях, убеждения, образ мыслей. Воспроизведение динамического стереотипа тесно связано с эмоциональными состояниями. По мнению И. П. Павлова, эмоциональные состояни я в значительной степени определяются тем, насколько поддерживается динамический стереотип. В тех случаях, когда динамический стереотип сохраняется, то проявляются положительные эмоции, а при изменении динамического стереотипа возникают отрицательные.

Формирование привычек человека можно рассматривать как упрочение динамических стереотипов, сложившихся в разных ситуациях, чаще стихийно и неосознанно. Но также по механизму динамического стереотипа формируются и целенаправленные привычки, поэтому он является важным механизмом процессов воспитания и обучения детей. Например, если ребенок каждый день ложится спать и просыпается, принимает пищу, выполняет утреннюю гимнастику в одно и то же время, то у него вырабатывается рефлекс на время. Последовательная повторяемость тех или иных действий при освоении учебных навыков приводит к формированию у ребенка динамического стереотипа, лежащего в основе дальнейшего обучения (например, формирование навыка чтения, письма, устного счета и т.н.).

Следует отметить, что для воспроизведения динамических стереотипов важным фактором является условно-рефлекторная настройка — готовность к действию, также имеющая условно-рефлекторный характер. Возникновение настройки отмечается, к примеру, у учеников, выделяющих любимые и нелюбимые учебные предметы. На урок к учителю, преподающему любимый предмет, ученик идет с желанием, с хорошим настроением и обучается более легко и продуктивно. Урок нелюбимого предмета (или нелюбимого преподавателя) часто гораздо менее продуктивен из-за отрицательной условно-рефлекторной настройки.

Способность к формированию и упрочению динамического стереотипа находится в прямой зависимости от функционального состояния коры и подкорковых центров головного мозга. В раннем и дошкольном детстве она постепенно повышается, наиболее высокой оказывается в период школьного обучения, в некоторой степени уменьшаясь в предпубертатном и пубертатном возрасте, становится устойчивой, но более низкой во взрослом возрасте и отчетливо снижается в пожилом возрасте, когда формирование привычек и обучение уже практически не происходят.