Нейрофизиологические механизмы формирования представлений в условиях зрительной депривации у детей с нарушениями зрения.

Нейрофизиологические механизмы формирования представлений в
условиях зрительной депривации у детей с нарушениями зрения.
Зрительный анализатор – функциональная система, предназначенная
для переработки зрительной информации, конечным результатом которой
является распознавание предметов окружающего мира.
Основным свойством зрительной системы, которое определяет все
стороны ее деятельности и лежит в основе таких функций, как различение
яркости, цвета, формы и движения объектов, оценка их размеров и
удаленности, является способность реагировать на воздействие света.
Минимальное количество световой энергии, вызывающее ощущение света,
характеризует абсолютную световую чувствительность глаза.
Функциональной единицей зрительной системы является рецептинное
поле - клетка или группа клеток данного уровня системы, посылающих
нервный сигнал к вышележащему нейрону. Одни рецептивные поля
реагируют только на включение света» (on-ответ), другие лишь на его
выключение (off-ответ), третьи—и на включение, и на выключение света (on
off-ответ).
Основные этапы переработки зрительной информации можно
представить в следующем виде [Глезер В. Д., Невская А. А., 1964, и др.].
В колбочках и палочках сетчатки происходят фотофизический и
фотохимический процессы трансформации энергии света в неродное
возбуждение, которое передается биполярам, а от них - ганглиозным клеткам.
Кодом интенсивности сигнала, посылаемого в мозг по аксонам ганглиозных
клеток — волокнам зрительного нерва, служит частота импульсных разрядов.
На уровне сетчатки вследствие пространственно-временной суммации
светового стимула, а также тормозного взаимодействия между зонами внутри
самих полей происходит подчеркивание контуров изображения. В
вышележащие отделы зрительной «системы передаются сведения главным
образом о тех его частях, где наблюдается перепад, градация яркости и
содержится наиболее новая информация. В наружном коленчатом теле
латеральное торможение возрастает и эффект контрастирования изображения
усиливается.
На следующем этапе переработки зрительной информации происходит
переход к пространственному (топологическому) кодированию. Установлено,
что в зрительной системе, главным образом в высших ее отделах, имеются
нейроны, избирательно реагирующие только на определенные характеристики
изображения: участки различной формы и яркости, границы темной и
освещенной зон, прямые линии, ориентированные в том или ином
направлении, острые и тупые углы, концы отрезков, изогнутые контуры,
различные направления движения объектов. Описаны три типа кормовых
рецептивных полей, связанные с (кодированием элементов формы: простые,
сложные и сверхсложные [Hubel D., Wiesel Т., 1965]. Специфические ответы
нейронов на действие светового стимула позволяют выделить элементарные
признаки изображения и создают основу для сжатого и экономного описания
видимого объекта.
Особенностью деятельности нервной системы ребенка после рождения
является преобладание подкорковых образований. Головной мозг
новорожденного еще недостаточно развит, дифференцировка коры и
пирамидных путей не закончена. Вследствие этого у новорожденных
отмечается склонность к диффузным реакциям, к их генерализации и
иррадиации и вызываются такие рефлексы, которые у взрослых бывают
только при патологии.
Указанная способность центральной нервной системы новорожденного
оказывает существенное влияние и на деятельность-сенсорных систем, в
частности зрительной.
Уже при рождении ребенка отмечается ряд безусловных зрительных
рефлексов - прямая и содружественная реакция зрачков на свет,
кратковременный ориентировочный рефлекс поворота обоих глаз и головы к
источнику света, попытка слежения за движущимся объектом.
Световая чувствительность появляется сразу после рождения. Правда,
под действием света у новорожденного не возникает даже элементарный
зрительный образ, и вызываются в основном неадекватные общие и местные
защитные реакции. Вместе с тем с самых первых дней жизни ребенка свет
оказывает стимулирующее действие на развитие зрительной системы в целом
и служит основой формирования всех ее функций.
О световоспринимающей функции у детей можно судить по
зрачковому рефлексу, смыканию век с отведением глазных яблок кверху и
другим количественным показателям светоощущения, которые определяют с
помощью приборов адаптометров только с 4-5-летнего возраста.
Светочувствительная функция развивается очень рано. Зрительный рефлекс
на свет (сужение зрачков) - с 6 мес внутриутробного развития. Защитный
мигательный рефлекс на внезапное световое раздражение имеется с первых
дней жизни. Смыкание век при приближении предмета к глазам появляется на
2-4-м месяце жизни. С возрастом степень сужения зрачков на свет и
расширение их в темноте увеличивается. Сужение зрачков при фиксации
взором предмета происходит с 4-й недели жизни. Зрительное сосредоточение
в виде фиксации взгляда на предмете с одновременным торможением
движений проявляется на 2-й неделе жизни и составляет 1-2 мин.
Длительность этой реакции с возрастом увеличивается. Вслед за развитием
фиксации развивается способность к слежению взглядом за движущимся
предметом и конвергенция зрительных осей. До 10 нед. жизни движения глаз
некоординированны. Координация движения глаз развивается с развитием
фиксации, слежения и конвергенции. Конвергенция возникает на 2-3-й неделе
и становится устойчивой к 2-2,5 мес жизни. Этими особенностями
определяется отсутствие предметного зрения и восприятия пространства до 3
мес жизни. Только с этого времени поведение ребенка начинает определяться
зрительной афферентацией: перед кормлением он зрительно находит грудь
матери, рассматривает свои руки, схватывает расположенные на расстоянии
игрушки. Развитие предметного зрения связано также с совершенством
остроты зрения, моторики глаз, с образованием сложных межанализаторных
связей при сочетании зрительных ощущений с осязательными и
проприорецептивными.
Форменное центральное зрение появляется у ребенка только на 2—Зм месяце жизни. В дальнейшем происходит его постепенное
совершенствование — от способности обнаруживать предмет до способности
его различать и распознавать. Возможность различать простейшие
конфигурации обеспечивается соответствующим уровнем развития
зрительной системы, тогда как распознавание сложных образов связано с
интеллектуализацией зрительного процесса и требует обучения в
психологическом смысле этого слова.
Было установлено, что на 4 -6-м месяце жизни ребенок реагирует на
появление обслуживающих его лиц, а еще раньше - на 2—3-м месяце замечает
грудь матери. На 7 10-м месяце у ребенка появляется способность
распознавать геометрические формы (куб, пирамида, конус, шар), а на 2—3-м
году жизни нарисованные изображения предметов. Совершенное восприятие
формы предметов и нормальная острота зрения развиваются у детей только в
период школьного обучения.
О возрастных нормах остроты зрения у детей дошкольного возраста
можно судить лишь с большой долей условности. Следует иметь в виду, что у
таких детей острота зрения ниже 1,0 может отмечаться и при отсутствии
каких-либо изменений со стороны органа зрения.
Параллельно развитию форменного зрения идет становление
цветоощущения, которое также в основном является функцией колбочкового
аппарата сетчатки. Установлено, что способность дифференцировать цвет
впервые появляется у ребенка в возрасте 2—6 мес. Отмечают, что различение
цветов начинается прежде всего с восприятия красного цвета, возможность же
распознавать цвета коротковолновой части спектра (зеленый, синий)
«появляется позже. Это связано, очевидно, с более ранним формированием
приемников красного цвета но сравнению с приемниками других цветов.
К 4—5 годам цветовое зрение у детей уже хорошо развито, но
продолжает совершенствоваться и в дальнейшем.
Границы ноля зрения у детей дошкольного возраста примерно на 10%
уже, чем у взрослых. В школьном возрасте они достигают нормальных
величин. Размеры слепого пятна по вертикали и горизонтали, определенные
при кампиметрическом исследовании с расстояния 1 м, у детей в среднем на
2-3 см больше, чем у взрослых
Поле зрения формируется к 5 мес. До этого времени у детей не удается
вызвать оборонительный мигательный рефлекс при введении объекта с
периферии. С возрастом поле зрения растет, особенно интенсивно от 6 до 7,5
лет. К годам его размер составляет приблизительно 80% от размера поля
зрения взрослого человека. В развитии поля зрения наблюдаются половые
особенности. Расширение поля зрения продолжается до 20-30 лет.
С возрастом улучшается и стереоскопическое зрение. Оно начинает
формироваться с 5-го месяца жизни. Этому способствует совершенствование
координации движения глаз, фиксация взора на предмете, улучшение остроты
зрения, взаимодействие зрительного анализатора с другими (особенно с
тактильным). К 6-9-му месяцу возникает представление о глубине и
отдаленности расположения предметов. Стереоскопическое зрение к 17-22
годам достигает своего оптимального уровня, причем с 6 лет у девочек острота
стереоскопического зрения выше, чем у мальчиков.
Сенсорные и моторные функции зрения развиваются одновременно. В
первые дни после рождения движения глаз несинхронные, при неподвижности
одного глаза можно наблюдать движение другого. Способность фиксировать
взглядом предмет, или, образно говоря, «механизм точной настройки»,
формируется в возрасте от 5 дней до 3-5 мес. Реакция на форму предмета
отмечается уже у 5-месячного ребенка. У дошкольников первую реакцию
вызывает форма предмета, затем его размеры и в последнюю очередь - цвет.
Для
возникновения
бинокулярного
зрения
необходима
функциональная взаимосвязь между обеими половинами зрительного
анализатора, а также между оптическим и двигательным аппаратами глаз.
Бинокулярное зрение развивается позднее других зрительных функций.
Вряд ли можно говорить о наличии истинного бинокулярного зрения, т.
е. о способности сливать два (монокулярных изображения в единый
зрительный образ, у детей грудного возраста. У (них появляется только
механизм бинокулярной фиксации объекта как основа развития
бинокулярного зрения.
Главная особенность бинокулярного зрения состоит, как известно, в
более точной оценке третьего пространственного измерения — глубины
пространства. по мере роста и развития детей указанного возраста оценка
пространственного измерения становится все более точной. Она продолжает
совершенствоваться и в более старшем возрасте.
Можно
выделить
следующие
основные
этапы
развития
пространственного зрения у детей. При рождении ребенок сознательного
зрения не имеет. Под влиянием яркого света у него суживается зрачок,
закрываются веки, шлова толчкообразно откидывается назад, но глаза цри
этом бесцельно блуждают независимо друг от друга.
Через 2-5 нед после рождения сильное освещение уже побуждает
ребенка удерживать глаза относительно неподвижно и пристально смотреть
на световую поверхность. Действие света особенно заметно, если: он попадает
на центр сетчатки, который к этому времени развивается . К концу первого
месяца жизни оптическое раздражение периферии сетчатки
В течение 2-го месяца жизни ребенок начинает осваивать ближнее
пространство. В этом принимают участие зрительные, проприоцептивные и
тактильные раздражения, которые взаимно контролируют и дополняют друг
друга. В первое время близкие предметы видны в двух измерениях (высота и
ширина), но благодаря осязанию ощутимы в трех измерениях (высота, ширина
и глубина). Так вкладываются первые представления о телесности
(объемности) предметов.
На 4-м месяце у детей развивается хватательный рефлекс. При этом
направление предметов большинство детей определяют правильно, но
расстояние оценивается неверно. Ребенок ошибается также в определений
объемности предметов, которое также основывается на оценке расстояния: он
пытается схватить бестелесные солнечные пятна на одеяле и движущиеся
тени.
Со второго полугодия жизни начинается освоение дальнего
пространства. Осязание при этом заменяют ползание и ходьба. Они позволяют
сопоставлять расстояние, на которое перемещается тело, с изменениями
величины изображений на сетчатке и тонуса глазодвигательных мышц:
издаются зрительные представления о расстоянии. Следовательно, эта
функция развивается позднее других. Она обеспечивает трехмерное
восприятие пространства и совместима лишь с полной согласованностью
движений глазных яблок и симметрией в их положении.
Следует иметь в виду, что механизм ориентации в пространстве выходит
за рамки зрительной системы и является продуктом сложной синтетической
деятельности мозга. В связи с этим дальнейшее совершенствование этого
механизма тесно связано с познавательной деятельностью ребенка.
Возрастные особенности зрительной сенсорной системы. Развитие
зрительного анализатора начинается на 3-й неделе эмбрионального периода.
Развитие периферического отдела. Дифференцировка клеточных
элементов сетчатки происходит на 6-10-й неделе внутриутробного развития. К
3 мес эмбриональной жизни в состав сетчатки входят все виды нервных
элементов. У новорожденного в сетчатке функционируют только палочки,
обеспечивающие черно-белое зрение. Колбочки, ответственные за цветовое
зрение, еще не зрелые, и их количество невелико. И хотя функции
цветоощущения у новорожденных есть, но полноценное включение колбочек
в работу происходит только к концу 3-го года жизни. Окончательное
морфологическое созревание сетчатки заканчивается к 10-12 годам.
Развитие дополнительных элементов органа зрения (дорецен-торных
структур). У новорожденного диаметр глазного яблока составляет 16 мм, а его
масса 3,0 г. Рост глазного яблока продолжается после рождения. Интенсивнее
всего оно растет первые 5 лет жизни, менее интенсивно - до 9-12 лет. У
взрослых диаметр глазного яблока составляет около 24 мм, а вес 8,0 г. У
новорожденных форма глазного яблока более шаровидная, чем у взрослых,
переднезадняя ось глаза укорочена. В результате в 80-94% случаев у них
отмечается дальнозоркая рефракция. Повышенная растяжимость и
эластичность склеры у детей способствует легкой деформации глазного
яблока, что важно в формировании рефракции глаза. В первые годы
жизни радужка содержит мало пигментов и имеет голубовато-сероватый
оттенок, а окончательное формирование ее окраски завершается только к 1012 годам. У новорожденных из-за недостаточно развитой мускулатуры
радужной оболочки зрачки узкие. Диаметр зрачков с возрастом
увеличивается. В возрасте 6-8 лет зрачки широкие из-за преобладания тонуса
симпатических нервов, иннервирующих мышцы радужной оболочки, что
повышает риск солнечных ожогов сетчатки. В 8-10 лет зрачок вновь
становится узким, а к 12-13 годам быстрота и интенсивность зрачковой
реакции на свет такие же, как у взрослого. У новорожденных и детей
дошкольного возраста хрусталик более выпуклый и более эластичный, чем у
взрослого, и его преломляющая способность выше. Это делает возможным
четкое видение предмета при большем приближении его к глазу, чем у
взрослого. В свою очередь, привычка рассматривать предметы на малом
расстоянии может приводить к развитию косоглазия. Слезные железы и
регулирующие центры развиваются в период от 2 до 4 мес жизни, и поэтому
слезы при плаче появляются в начале 2-го, а иногда и в 3-4 мес после
рождения.
Созревание проводникового отдела зрительного анализатора
проявляется: миелинизацией проводящих путей, начинающейся на 8-9-м
месяце внутриутробной жизни и заканчивающейся к 3-4 годам, и
дифференциацией подкорковых центров.
Корковый отдел зрительного анализатора имеет основные признаки
взрослых уже у 6-7-месячного плода, однако нервные клетки этой части
анализатора, как и других отделов зрительного анализатора, незрелые.
Окончательное созревание зрительной коры происходит к 7-летнему возрасту.
В функциональном отношении это приводит к появлению возможности
образовывать ассоциативные и временные связи при окончательном анализе
зрительных ощущений. Функциональное созревание зрительных зон коры
головного мозга, по некоторым данным, происходит уже к рождению ребенка,
по другим - несколько позже.
Нарушения зрения. Важное значение в процессе обучения и
воспитания детей с дефектами органов чувств имеет высокая пластичность
нервной системы, позволяющая компенсировать выпавшие функции за счет
оставшихся.
Профилактика нарушений зрения основывается на создании
оптимальных условий для работы органа зрения. Зрительное утомление
приводит к резкому снижению работоспособности детей, что отражается на их
общем состоянии. Своевременная смена видов деятельности, изменение
обстановки, в которой проводятся учебные занятия, способствуют
повышению работоспособности.
Большое значение имеет правильный режим труда и отдыха, школьная
мебель, отвечающая физиологическим особенностям учащихся, достаточное
освещение рабочего места и др. Во время чтения каждые 40-50 мин
необходимо делать перерыв на 10-15-минутные перерывы, чтобы дать
отдохнуть глазам; для снятия напряжения аппарата аккомодации детям
рекомендуют посмотреть вдаль.
Кроме того, важная роль в охране зрения и его функции принадлежит
защитному аппарату глаза (веки, ресницы), который требуют бережного
ухода, соблюдения гигиенических требований и своевременного лечения.
Неправильное использование косметических средств может привести к
конъюнктивитам, блефаритам и другим заболеваниям органов зрения.
Особое внимание следует обратить на организацию работы с
компьютерами, а также просмотр телевизионных передач. При подозрении на
нарушение зрения необходима консультация врача-офтальмолога.
У детей с нарушением зрения формируются обедненные, часто
деформированные зрительные образы, для которых характерна ригидность,
малоподвижность, стереотипность. Нарушение зрения накладывает отпечаток
на протекание процесса формирования образов. При остаточном зрении и
слабовидении, когда зрительные стимулы неточно отражаются нарушенной
зрительной системой, ослабляется интерес к окружающему, снижается общая
активность и вследствие этого – избирательность восприятия.
Предметность – основной результат процесса восприятия, отражение
целостности объекта, его структурности, свидетельствующее об
осмысленности восприятия.
Обедненность информации у частично видящих и слабовидящих
приводит к схематизму зрительного образа. Нарушается целостность
восприятия объекта, в образе объекта часто отсутствуют не только
второстепенные детали, но и определяющие, что ведет к фрагментарности и
неточности отражения окружающего. Нарушение целостности определяет
трудности формирования структуры образа, иерархию признаков объекта.
Для нормального функционирования зрительного восприятия
характерна константность – способность узнавать объект вне зависимости от
его положения, расстояния от глаз, освещенности, т.е. от условий восприятия.
Для слабовидящих и частично видящих в зависимости от степени поражения
зрения зона константного восприятия сужается.
Важным свойством восприятия является его обобщенность, т.е. умение
абстрагироваться от случайных, несущественных признаков объекта,
выделение существенных его качеств и отнесение его к определенному классу.
Это свойство выступает в единстве с мыслительными операциями анализа,
синтеза, сравнения, обобщения. Трудности выделения существенных качеств,
отсутствие целостности образа, его фрагментарность и неполнота при
глубоких нарушениях зрения определяют низкий уровень обобщенности
образов.
При слабовидении и слепоте с остаточным зрением страдает также
скорость и правильность зрительного восприятия, что непосредственно
связано со снижением остроты зрения. Скорость и точность не являются
постоянными: так, расширение поля зрения ведет к изменению скорости
восприятия. Это относится в меньшей степени к тяжелым заболеваниям глаз
(пигментная дегенерация сетчатки, желтого пятна и т.д.). В. А. Феоктистова
выявила оптимальные условия зрительного восприятия у слабовидящих
(рассматривание на расстоянии 33 см объектов размером 500 см2, для деталей
минимальный размер – 13 мм).
Нарушения бинокулярного зрения приводят к "пространственной
слепоте", нарушению восприятия перспективы и глубины пространства[2],
при этом образы восприятия искажаются.
Как выявила в своих исследованиях Л. П. Григорьева (1990), при
слабовидении
изменяется
процесс
образования
образа,
нарушается симультанность опознания признаков формы, размера и цвета[3].
Особенно это наблюдается при органических повреждениях зрительного
анализатора. Разные по степени нарушения анализирующих цвет и форму
сенсорных механизмов они вызывают диссоциацию функционирования
последних, в результате снижается способность параллельной оценки разных
признаков одного объекта, что является причиной нарушения симультанности
опознания и перехода слабовидящего к опознанию объектов сукцессивным
способом. Опознание объектов предполагает описание и хранение их в
образной (иконической) памяти. У слабовидящих обнаружено разное по
степени сужение среднего объема иконической памяти.
Наибольшие нарушения иконической памяти наблюдаются при
осложненных заболеваниях сред глаза, сетчатки, атрофии зрительных нервов.
Опознание зависит также от информационного объема перцептивного поля,
его перегрузка затрудняет опознание даже при увеличении времени
рассматривания.
Изучение процесса формирования зрительных образов у слепых с
остаточным зрением и глубоко слабовидящих детей показывает зависимость
этого процесса от степени и характера нарушения зрения: более грубые
отклонения от нормы свойств восприятия обнаружены у частично видящих
детей, у которых наблюдается также большая степень несформированности
антиципации, низкий уровень выделения признаков объектов, их интеграции
и нарушение механизмов их формирования.
При формировании системных зрительных образов слепой с остаточным
зрением и глубоко слабовидящий ребенок проходят путь от
последовательного восприятия отдельных качеств объектов на основе
осязания к их синтезу с использованием механизмов антиципации при
наличии сформированных адекватных образов. Это позволяет выдвинуть ряд
следующих общетеоретических положений, связанных с процессом обучения
детей с нарушениями зрения:
– во-первых, выявлена общность закономерностей формирования
системных образов внешнего мира у детей с нарушениями зрения, происходит
ли это формирование на основе осязания или на основе глубоко нарушенного
зрения;
– во-вторых, процесс компенсации зрительной недостаточности как
слепых, так в слабовидящих детей осуществляется не столько за счет
замещения одной сенсорной системы другой, сколько за счет включения в
сенсорное отражение высших психических процессов, позволяющих
осуществлять интегративную деятельность по созданию системных образов,
адекватных реалиям внешнего мира;
– в-третьих, пути педагогической коррекции также должны быть
близкими по своей сути, вне зависимости от того, как ведется обучение детей
с нарушением зрения – на основе осязания или с использованием нарушенного
зрения;
– в-четвертых, критерием направления детей с глубокими нарушениями
зрения для обучения в школе для слепых или в школе для слабовидящих
является не только острота зрения, но и способ создания системных образов
предметного мира.