Нейрофизиологический фундамент обучения

Автор: Лопарева Елена Евгеньевна

Организация: МАДОУ «Детский сад №435»

Населенный пункт: Нижегородская область, г. Нижний Новгород

Сейчас появились исследования с использованием нейроизображения (фМРТ), структуры мозга, которым раньше отводилась скромная роль регуляторов движения. Выяснилось, что мозжечок участвует во всех видах интеллектуальной деятельности. Важную роль в когнитивных процессах играют ствол мозга и лимбическая система. Все эти структуры мозга, которые человек разделяет с достаточно примитивными животными, такими как рыбы, лягушки и птицы, крайне необходимы для чисто человеческих «интеллектуальных» видов деятельности.

Недоразвитие «нижних этажей» мозга может мешать функционированию высших корковых отделов. Поэтому дети, которые с трудом осваивают навыки самообслуживания (например, долго не могут научиться самостоятельно есть, используя столовые приборы), чаще демонстрируют дефицит формирования учебных навыков в школе.

Мысль о том, что будущие проблемы с чтением и письмом в школе могут быть предсказаны путем наблюдения за тем, как ребенок ест или прыгает на одной ножке достаточно необычна для традиционной отечественной педагогики.

Между тем, опыт работы демонстрирует, что большинству родителей трудно поверить в существование взаимосвязи между нейрофизиологическими упражнениями и интеллектуальным развитием их ребенка.

Это мнение родителей, на наш взгляд, не случайно. Нейрофизиологические знания всегда влияли и влияют на педагогику, хотя мы об этом обычно не задумываемся. Дело в том, что в нашей стране, по-прежнему, принято объяснять способность ребенка к обучению с точки зрения функционирования коры головного мозга и учения об условном рефлексе.

Концепция, которая сначала завладела умами физиологов, а потом и педагогов началась с собаки. Словосочетание «собака Павлова» сейчас прекрасно известно всем без исключения людям даже совершенно далеким от физиологии.

Логика достаточно проста. Ученым-физиологам удалось в процессе экспериментов обогатить жизненный опыт собак, которые были абсолютно равнодушны к процессу обучения и дремали, привязанные к лабораторному станку – в ответ на сигнал у собак начинала капать слюна. Значит и детям, сидящим за партами, можно привить необходимые знания независимо от их воли, активности и желания. Дело только в количестве повторений и упорстве учителя.

Упражняемость и обучаемость мозга человека стали рассматриваться с позиции создания условного рефлекса. Вероятно, поэтому бездумное «задалбливание» учебного материала для многих педагогов является нормой. Однако современные нейрофизиологи смотрят на роль рефлексов в обучении иначе: «….предположение Павлова о том, что условные рефлексы являются основой обучения у человека, в настоящее время отвергнуто. Однако павловские условные рефлексы широко применяются в исследованиях и необходимы в клинических работах по изучению предпочтения и отвращения пищи и, возможно, тревожных расстройств.» [2, с.451 ].

Любое живое существо активно в поиске и выборе информации. Это касается и червяка, и божьей коровки, что уж тут говорить о ребенке. Причем даже примитивные животные реагируют не на всю информацию, а только на ту, которая для них важна в определенный период их развития (вспомним о сензитивных периодах).

Физиолог И.Сеченов за много лет до появления теории Павлова писал, что если у человека нет условий для «упражняемости» тех или иных частей нервной системы у него «появляется тягостное чувство, заставляющее его искать недостающих упражнений».

В нашей стране долгие годы было не принято спорить с теорией академика и Нобелевского лауреата И.П.Павлова. В англоязычной литературе этот период развития науки называется «павловская гегемония».

Однако, один из современников И.П.Павлова - физиолог Н.А.Бернштейн - не побоялся в 40-е годы ХХ в. написать о том, что перенесение условного рефлекса в педагогику является «результатом недомыслия» [2]. Помимо аргументов, описанных выше, Бернштейн привел еще один: наш мозг при создании внутренних связей оперирует миллисекундами, а на создание условного рефлекса требуются месяцы. Если бы животные обучались в природе таким образом, у них не было бы шанса на выживание.

Результатом таких крамольных идей стало то, что имя Н.А. Бернштейна сейчас более известно на Западе, чем в России. К счастью, перед тем как его книги были запрещены в нашей стране, они были переведены на все европейские языки и по-прежнему часто цитируются.

 

Что такое упражнение?

Упрежнение с позиции создания условного рефлекса – это многократное повторение одного и того же. Н.А.Бернштейн же считал, что во время выполнения упражнения мозг каждый раз ищет оптимальное решение двигательной задачи. То есть каждое следующее повторение действия – это новая задача для мозга.

Для мозга ребенка решение арифметического примера или обучение переливанию воды из одного сосуда в другой – это некая последовательность действий. С позиции физиологии активности Н.А.Бернштейна эта последовательность выглядит следующим образом.

  1. Ребенок оценивает ситуацию и себя в этой ситуации.
  2. Ребенок определяет, во что ему нужно превратить эту ситуацию.

Дальше он определяет два микро этапа, которые являются программированием действий.

  1. Вот что нужно сделать.
  2. Вот как это нужно сделать.

 

Причем эти этапы могут параллельно происходить как на сознательном, так и на бессознательном уровнях, так как процессы планирования обеспечиваются и корой, и подкорковыми структурами. То есть планирование движений не всегда связано а работой «думающих» частей мозга, оно может происходить автоматически, не зависимо от нашей воли.

 

Координация «глаз-рука», о которой мы совершенно не думаем в повседневной жизни, необычайно сложна. Для того чтобы мы могли взять со стола, например, яйцо, нашему мозгу нужно управлять огромным количеством мышц: мышцами глазных яблок и шеи (увидеть яйцо, увидеть свою руку), туловища, предплечья и пальцев (протянуть руку к яйцу и взять его). Но даже если все эти движения выполнены точно, наши действия могут иметь нежелательный результат, если мы не учли тот факт, что яйцо может разбиться.

Н.А.Бернштейн (1929 г.) был первым, кто применил термин биологическая обратная связь к работе мозга. Он считал, что в мозге в закодированном виде всегда присутствует представление о результате действия («модель потребного будущего»). Поэтому мозг выстраивает цепочку действий всегда с учетом желаемого результата и предыдущего опыта.

Если ребенок по каким-то причинам не может увидеть связь между своим действием и его результатом (это может произойти, например, с ребенком, имеющим нарушения развития) в роли «направляющего» временно выступает подготовленный взрослый, который привлечет внимание ребенка к пролитой воде, просыпанной крупе или разбитому яйцу. В следующий раз ребенок будет ориентироваться на эти сигналы для самокоррекции.

 

Почему нейроупражнения нужны всем детям?

Выяснилось, что это универсальное средство помощи детям, независимо от специфики нарушений. Это не удивительно, если посмотреть на эти упражнения с точки зрения теории Н.А. Бернштейна (1947) об уровневом управлении движениями [3].

В соответствие с данной теорией любое движение управляется мозгом циклически с помощью обратной связи. Причем в управлении каждым движением задействованы сразу несколько уровней мозга. Структуры мозга, которые в этом участвуют, объединены в цепи с помощью внутренних связей.

 

Уровни управления движениями по Бернштейну следующие:

А – уровень тонуса, позы и осанки;

В – уровень двигательных автоматизмов;

С – уровень действий в пространстве;

D – уровень действий с орудиями;

Е – уровень высших символических координаций.

Сложные виды деятельности, такие как чтение, письмо, счет, речь, безусловно, относятся к уровню Е. Но, как и простые движения, они не могут осуществляться без участия нижних уровней, начиная с уровня А.

Таким образом, нейроупражнения полезны всем детям, так как любой ребенок в своем развитии проходит стадии, предусматривающие постепенное созревание каждого уровня управления движениями.

В каком возрасте созревают уровни? Следует отметить, что этот процесс занимает почти 30 лет жизни и происходит очень неравномерно

Уровень А («мозг рыбы») – становится достаточно зрелым со второго полугодия жизни ребенка. На момент рождения в норме – это самый зрелый уровень.

Уровень В («мозг лягушки») – приобретает зрелость на втором году жизни. Важный этап развития этого уровня – овладение ходьбой.

Уровень С («мозг птицы»)– разделяется на два подуровня С1 и С2.

Подуровень С1 начинает созревать в возрасте от 3 до 7 лет, но еще долго остается функционально слабым. В этот период налаживаются связи между всеми имеющимися уровнями. Ребенок может быть совершенно неутомим в игре, но он быстро устает, если вынужден долго заниматься работой, требующей высокой точности движений.

Подуровень С2 развивается примерно в возрасте от 7 до 10 лет. В этот период движения ребенка становятся быстрыми и точными. Эти изменения отражаются на почерке ребенка. Сначала буквы были слишком крупными, а нажим неровным, постепенно буквы начинают приближаться к «взрослому» размеру и ребенок учится регулировать нажим.

По мнению Н.Бернштейна, как раз в этом возрасте нужно осваивать виды деятельности, требующие точных движений, например, начинать учить ребенка игре на музыкальном инструменте.

После 10-11 лет происходит определенная «ломка», связанная с половым созреванием, связь между уровнями может временно разладится. Но уровни управления движениями продолжают обогащаться и наполняться, поэтому их необходимо очень интенсивно тренировать. В этом возрасте Бернштейн рекомендует обучать детей всем видам деятельности, которые связаны с работой руками.

Уровень D («мозг млекопитающих») – на третьем году жизни начинает созревать уровень предметных действий. Ребенок сначала манипулирует предметами, затем осваивает навыки самообслуживания, появляются первые речевые навыки и попытки что-то изобразить с помощью карандаша (зачатки письменной речи). В этом возрасте ребенок начинает осваивать действия, которые недоступны высшим обезьянам. Этот уровень продолжает созревать на протяжении всего детства.

Уровень Е («мозг человека») – вступает в силу, начиная со второго десятилетия жизни человека и продолжает дозревать еще очень долго.

Данные Бернштейна в целом согласуются и с результатами современных исследований: кора мозга человека созревает крайне медленно.

Э.Мэш, Д.Вольф приводят следующие данные относительно сроков функционального созревания коры головного мозга [5].

  1. Теменные доли (которые объединяют слуховые, зрительные и тактильные сигналы) достигают зрелости к 16 годам.
  2. Мозолистое тело (объединяющее два полушария) достигает полной зрелости после 20 лет.
  3. Височные доли (обеспечивающие эмоциональную зрелость) – 16 лет.
  4. Лобные (префронтальные) доли, отвечающие за самоконтроль, планирование, эмоциональная регуляция – перестраиваются в период юности и достигают зрелости после 20 лет.

По другим данным префронтальные зоны коры головного мозга у некоторых взрослых могут и вообще не созреть.

Таким образом, большинством действий ребенка управляют подкорковые структуры головного мозга. Картина, которую мы видим у детей с различными диагнозами может быть результатом нарушения одних и тех же церебральных механизмов, так как мозг любого ребенка должен пройти определенные стадии развития.

Нейрофизиологические упражнения предоставляют уникальную возможность стимуляции созревания всех уровней от А до D. Так, перенесение любого материала – это работа с равновесием (уровень А), движением (уровень В) в пространстве (уровень С). Умение действовать с предметами (орудиями), выстраивать и запоминать последовательности действий – это уровень D.

Мозг пластичен и может развиваться в ответ на правильную информацию, поступающую из вне. Поэтому наличие подготовленной среды и подготовленного взрослого создают предпосылки для функционального созревания тех структур мозга, развитие которых по каким-то причинам происходит медленнее, чем это необходимо.

 

Координация движений – это комплексный процесс, который управляется корой головного мозга.

То, что Н.А. Бернштейн называл «ловкостью» является подготовкой к участию в чисто интеллектуальных видах деятельности. Поэтому работа по преодолению нарушений координации движений должна интересовать не только инструкторов лечебной физкультуры, но и всех специалистов, работающих с детьми.

Подобные нарушения сейчас очень распространены.

 

Все существующие в настоящее время подходы к организации помощи детям, имеющим нарушения координации движений, можно отнести к одному из двух направлений.

 

  1. Занятия, ориентированные на преодоление дефицита функционирования определенных структур мозга.
  2. Занятия, ориентированные на развитие функциональных навыков.

 

К первому направлению относятся занятия, целью которых является стимуляция нервных структур (например, Мозжечковая стимуляция) или сенсорных систем: проприоцептивной, вестибулярной.

Сюда же можно отнести Сенсорно-интегративную терапию основанную на работах Дж.Айрес [1].

Дж.Айрес предположила, что моторные проблемы у большинства детей связаны не с трудностью выполнения движений, а с некорректной обработкой мозгом сенсорной информации. Поэтому, хотя SIT включает в себя упражнения, обеспечивающие вестибулярную, проприоцептивную, тактильную, кинестетическую стимуляцию, цель этих упражнений - обеспечение нормальной обработки мозгом сенсорной информации.

Второе направление (к которому правомерно будет отнести и нейрофизиологию) предполагает развитие у ребенка функциональных навыков, необходимых для жизни.

Анализ доступной научной литературы позволяет сделать вывод о том, что в данный момент нет однозначного мнения о том, какое из направлений наиболее эффективно. Поэтому чаще используются оба направления. При этом занятие строится на основе следующих принципов.

 

  1. акцент на тех видах деятельности, которые необходимы для повседневной жизни ребенка;
  2. учет современных научных знаний о формировании контроля движений;
  3. вовлечение в процесс совершенствования координации движений родителей, родственников и всех специалистов, которые занимаются ребенком.

 

Для того чтобы ребенок мог успешно жить и учиться, его мозг должен уметь превращать новые действия в навыки. Если посмотреть на процесс обучения таким образом, становится понятно, почему эти упражнения стали необходимой частью нашей работы с детьми.

 

Литература.

1. Айрес Д. Ребенок и сенсорная интеграция. Понимание скрытых проблем развития. Пер. с англ. Даре Ю. – М., Теревинф, 2010. – 272 с.

2. Баарс Б., Гейдж Н. Мозг, познание, разум. Введение в когнитивные науки / том первый // перев. 2-го англ. издания под ред. В.В.Шульговского. – М. – Бином. 2014. – 464 с.

3.Бернштейн Н.А. О ловкости и ее развитии – М.: Физкультура и спорт, 1991. – 288

4.Бернштейн Н.А. Биомеханика и физиология движений. Избранные психологические труды. – Москва – Воронеж, 2008.- 687 с.

5. Мэш Э., Вольф Д. Детская патопсихология. Нарушение психики ребенка. – Третье международное издание. – СПб. – Прайм-Еврознак, 2007. – 511 с.

 

 

 

Опубликовано: 27.07.2021