Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Ответ на 42, 44,45,46,47,48,49,50 вопросы
Глава III Высшая нервная деятельность и ее возрастные особенности
§1. Условные и безусловные рефлексы
§2. Качественные особенности высшей нервной деятельности человека
§3. Типы высшей нервной деятельности
§4. Интегративная деятельность мозга и системная организация приспособительных поведенческих реакций
§5. Интегративные процессы в ЦНС как основа психических функций
Значение работ И. М. Сеченова и И. П. Павлова в изучении функций коры головного мозга. Кора и ближайшие к пей подкорковые структуры являются высшим отделом ЦНС—субстратом осуществления сложных рефлекторных реакций, лежащих в основе высшей нервной деятельности. Представление о рефлекторном характере деятельности высших отделов ЦНС впервые было выдвинуто И. М. Сеченовым. До И. М. Сеченова господствовало представление о раздельности тела и «души» и вопрос о возможности объективного изучения психической деятельности даже не ставился.
«Отец русской физиологии» — так называл И. М. Сеченова И. П. Павлов. Впервые в истории естествознания И. М. Сеченов в своем знаменитом труде «Рефлексы головного мозга» (1863) дал материалистическое объяснение психической деятельности человека.
Гениальные идеи И. М. Сеченова были подтверждены экспериментально И. П. Павловым. И. М. Сеченов и И. П. Павлов являются основоположниками рефлекторной теории, материалистически объясняющей принципы отражения человеком окружающего материального мира. И. П. Павлов развил рефлекторную теорию и создал учение о высшей нервной деятельности. Ему удалось открыть нервный механизм, обеспечивающий сложные формы реагирования человека и высших животных на воздействие внешней среды. Этим механизмом является условный рефлекс.
Совокупность сложных форм деятельности коры больших полушарий и ближайших к ней подкорковых образований, обеспечивающую взаимодействие целостного организма с внешней средой, называют высшей нервной деятельностью.
В учении о высшей нервной деятельности вскрыты физиологические механизмы сложнейших процессов отражения человеком внешнего объективного мира, что дало блестящее естественнонаучное обоснование ленинской теории отражения.
И. П. Павлов по праву считается создателем нового направления в мировой физиологии. Он изучал физиологические процессы, протекающие в отдельных органах или в системах органов, в их неразрывной связи с целым организмом. Аналитико-синтетический метод, введенный в физиологию И. П. Павловым, создал реальную возможность изучения взаимодействия организма с окружающей средой.
Понятие об аналитико-синтетической деятельности. Многочисленные раздражители внешнего мира и внутренней среды организма воспринимаются рецепторами и становятся источниками импульсов, поступающих в кору больших полушарий. В коре поступившие импульсы анализируются, различаются и синтезируются, соединяются, обобщаются.
Способность коры разделять, вычленять и различать отдельные раздражения, их дифференцировать и есть проявление аналитической деятельности коры головного мозга.
С аналитической деятельностью коры больших полушарий тесно связана ее синтетическая деятельность, которая проявляется в объединении, обобщении возбуждения, возникшего в различных ее участках от действия различных раздражителей. Примером синтетической деятельности коры больших полушарий может служить образование временной связи, лежащее в основе выработки всякого условного рефлекса. Анализ и синтез раздражителей — основные свойства коры больших полушарий, лежащие в основе высшей нервной деятельности.
Методы изучения высшей нервной деятельности. Изучая на животных функцию пищеварительных желез с помощью фистульного метода, И. П. Павлов обнаружил, что из выведенного наружу протока слюнной железы слюноотделение начинается не только тогда, когда пища попадает в рот, но и при виде, запахе пищи, звоне посуды, из которой кормят животное. И. П. Павлов объяснил это явление и дал ему название условный рефлекс.
С помощью метода условных рефлексов И. П. Павлов изучал функцию коры больших полушарий головного мозга и ближайших к ней подкорковых образований, явления иррадиации и концентрации в коре головного мозга, аналитико-синтетическую деятельность мозга. В экспериментах на животных для изучения механизмов, лежащих в основе высшей нервной деятельности, широко используются также методики разрушения отдельных структур мозга, перерезки связей между ними, регистрация электрической активности определенных нервных центров или отдельных нервных клеток.
В последнее время для изучения высшей нервной деятельности человека все более широко используется метод электроэнцефалографии — регистрации биоэлектрической активности мозга.
Метод электроэнцефалографии, так же как и метод условных рефлексов, позволяет исследовать деятельность мозга в естественных условиях его функционирования. Использование этого метода позволило получить новые важные данные о возрастных особенностях высших корковых функций ребенка.
§1. Условные и безусловные рефлексы
Отличия условных рефлексов от безусловных. Безусловные рефлексы — врожденные реакции организма, они сформировались и закрепились в процессе эволюции и передаются по наследству. Условные рефлексы возникают, закрепляются, угасают в течение жизни и являются индивидуальными. Безусловные рефлексы являются видовыми, т. е. они обнаруживаются у всех особей данного вида. Условные рефлексы могут быть у одних особей данного вида выработаны, а у других отсутствовать, они индивидуальны. Безусловные рефлексы не требуют специальных условий для своего возникновения, они обязательно возникают, если на определенные рецепторы подействуют адекватные раздражители. Условные рефлексы для своего образования требуют специальных условий, они могут образовываться на любые раздражители (оптимальной силы и длительности) с любого рецептивного поля. Безусловные рефлексы относительно постоянны, стойки, неизменны и сохраняются в течение всей жизни. Условные рефлексы изменчивы и более подвижны.
Безусловные рефлексы могут осуществляться на уровне спинного мозга и мозгового ствола. Условные рефлексы могут образоваться на любые воспринимаемые организмом сигналы и являются преимущественно функцией коры больших полушарий, реализуемой с участием подкорковых структур.
Безусловные рефлексы могут обеспечить существование организма только на самом раннем этапе жизни. Приспособление организма к постоянно меняющимся условиям среды обеспечивается вырабатывающимися в течение всей жизни условными рефлексами. Условные рефлексы изменчивы. В процессе жизни одни условные рефлексы, утрачивая свое значение, угасают, другие вырабатываются.
Биологическое значение условных рефлексов. Организм рождается с определенным фондом безусловных рефлексов. Они обеспечивают ему поддержание жизнедеятельности в относительно постоянных условиях существования. К ним относятся безусловные рефлексы: пищевые (жевание, сосание, глотание, отделение слюны, желудочного сока и др.), оборонительные (отдергивание руки от горячего предмета, кашель, чихание, мигание при попадании струи воздуха в глаз и др.), половые рефлексы (рефлексы, связанные с осуществлением полового акта, выкармливанием и уходом за потомством), рефлексы терморегуляционные, дыхательные, сердечные, сосудистые, поддерживающие постоянство внутренней среды организма (гомеостаз) и др.
Условные рефлексы обеспечивают более совершенное приспособление организма к меняющимся условиям жизни. Они способствуют нахождению пищи по запаху, своевременному уходу от опасности, ориентировке во времени и пространстве. Условнорефлекторное отделение слюны, желудочного, поджелудочного соков на вид, запах, время приема пищи создает лучшие условия для переваривания пищи еще до того, как она поступила в организм. Усиление газообмена и увеличение легочной вентиляции до начала работы, только при виде обстановки, в которой совершается работа, способствует большей выносливости и лучшей работоспособности организма во время мышечной деятельности.
При действии условного сигнала кора больших полушарий обеспечивает организму предварительную подготовку реагирования на те раздражители внешней среды, которые в последующее время окажут свое воздействие. Поэтому деятельность коры больших полушарий является сигнальной.
Условия образования условного рефлекса. Условные рефлексы вырабатываются на базе безусловных. Условный рефлекс так назван И. П. Павловым потому, что для его образования нужны определенные условия. Прежде всего нужен условный раздражитель, или сигнал. Условным раздражителем может быть любой раздражитель из внешней среды или определенное изменение внутреннего состояния организма. В лаборатории И. П. Павлова в качестве условных раздражителей применяли вспыхивание электрической лампочки, звонок, бульканье воды, раздражение кожи, вкусовые, обонятельные раздражители, звон посуды, вид горящей свечи и пр. Условные рефлексы на время вырабатываются у человека при соблюдении режима труда, приема пищи в одно и то же время, постоянном времени отхода ко сну.
Условный рефлекс можно выработать, сочетая индифферентный раздражитель с ранее выработанным условным рефлексом. Таким путем образуются условные рефлексы второго порядка, тогда подкреплять индифферентный раздражитель надо условным раздражителем первого порядка. Удалось образовать в эксперименте условные рефлексы третьего, четвертого порядков. Рефлексы эти, как правило, нестойкие. У детей удалось выработать рефлексы шестого порядка.
Возможность выработки условных рефлексов затрудняют или полностью исключают сильные посторонние раздражители, болезнь и др.
Что бы выработать условный рефлекс, условный раздражитель надо подкреплять безусловным раздражителем, т. е. таким, который вызывает безусловный рефлекс. Звон ножей в столовой вызовет отделение слюны у человека лишь в том случае, если этот звон один или несколько раз подкреплялся едой. Звон ножей и вилок в нашем случае является условным раздражителем, а безусловным раздражителем, вызывающим слюноотделительный безусловный рефлекс, является пища. Вид горящей свечи может стать сигналом к отдергиванию руки у ребенка лишь в том случае, если хотя бы один раз вид свечи совпал с болью от ожога. При образовании условного рефлекса условный раздражитель должен предшествовать действию безусловного раздражителя (обычно на 1-5 с).
Механизм образования условного рефлекса. Согласно представлениям И. П. Павлова, образование условного рефлекса связано с установлением временной связи между двумя группами клеток коры: между воспринимающими условное и воспринимающими безусловное раздражение. Эта связь становится тем прочнее, чем чаще одновременно возбуждаются оба участка коры. После нескольких сочетаний связь оказывается настолько прочной, что при действии одного лишь условного раздражителя возбуждение возникает и во втором очаге (рис. 15).
Вначале индифферентный раздражитель, если он является новым и неожиданным, вызывает общую генерализованную реакцию организма — ориентировочный рефлекс,который И. П. Павлов назвал исследовательским или рефлексом «что такое?». Любой раздражитель, если он применяется впервые, вызывает двигательную реакцию (общее вздрагивание, поворот глаз, ушей в сторону раздражителя), учащение дыхания, сердцебиение, генерализованные изменения электрической активности мозга — альфа-ритм сменяется быстрыми колебаниями (бета-ритм). Эти реакция отражают общее генерализованное возбуждение. При повторении раздражителя, если он не становится сигналом к определенной деятельности, ориентировочный рефлекс угасает. Например, если собака впервые услышит звонок, она на него даст общую ориентировочную реакцию, но слюны при этом отделяться не будет. Подкрепим теперь звучащий звонок едой. При этом в коре больших полушарий возникнут два очага возбуждения — один в слуховой зоне, а другой в пищевом центре (это участки коры, которые возбуждаются под влиянием запаха, вкуса еды). После нескольких подкреплений звонка едой в коре больших полушарий между двумя очагами возбуждения возникнет (замкнется) временная связь.
В ходе дальнейших исследований были получены факты, свидетельствующие о том, что замыкание временной связи идет не только по горизонтальным волокнам (кора — кора). Разрезами серого вещества разобщали у собак разные участки коры, однако это не препятствовало образованию временных связей между клетками этих участков. Это дало основание полагать, что в установлении временных связей важная роль принадлежит и путям кора — подкорка — кора. При этом центростремительные импульсы от условного раздражителя через таламус и неспецифическую систему (гиппокамп, ретикулярная формация) поступают в соответствующую зону коры. Здесь они перерабатываются и по нисходящим путям достигают подкорковых образований, откуда импульсы приходят снова в кору, но уже в зону представительства безусловного рефлекса.
Что происходит в нейронах, участвующих в образовании временной связи? По этому поводу есть различные точки зрения. Одна из них главную роль отводит морфологическим изменениям в окончаниях нервных отростков.
Другая точка зрения о механизме условного рефлекса основывается на принципе доминанты А. А. Ухтомского. В нервной системе в каждый момент времени имеются господствующие очаги возбуждения — доминантные очаги. Доминантный очаг имеет свойство притягивать к себе возбуждение, поступающее в другие нервные центры, и за счет этого усиливаться. Например, при голоде в соответствующих участках центральной нервной системы возникает стойкий очаг с повышенной возбудимостью —пищевая доминанта. Если голодному щенку дать лакать молоко и одновременно начать раздражать лапу электрическим током, то щенок не отдергивает лапу, а начинает лакать с еще большей интенсивностью. У сытого щенка раздражение лапы электрическим током вызывает реакцию ее отдергивания.
Считается, что при образовании условного рефлекса очаг стойкого возбуждения, возникший в центре безусловного рефлекса, «притягивает» к себе возбуждение, возникшее в центре условного раздражителя. По мере сочетаний этих двух возбуждений образуется временная связь.
Многие исследователи считают, что в фиксации временной связи ведущая роль принадлежит изменению синтеза белка; описаны специфические белковые вещества, связанные с запечатлеванием временной связи. Образование временной связи связано с механизмами хранения следов возбуждения. Однако механизмы памяти не могут быть сведены к механизмам «ременной связи.
Имеются данные о возможности сохранения следов на уровне единичных нейронов. Хорошо известны случаи запечатлевания от однократного действия внешнего стимула. Это дает основание считать, что замыкание временной связи является одним из механизмов памяти.
Торможение условных рефлексов. Условные рефлексы пластичны. Они могут долго сохраняться, а могут и тормозиться. Описано два типа торможения условных рефлексов — внутреннее и внешнее.
Безусловное, или внешнее, торможение. Этот тип торможения имеет место в тех случаях, когда в коре больших полушарий при осуществлении условного рефлекса возникает новый, достаточно сильный очаг возбуждения, не связанный с данным условным рефлексом. Если у собаки был выработан условный слюноотделительный рефлекс на звук звонка, то включение яркого света при звуке звонка у этой собаки тормозит ранее выработанный рефлекс слюноотделения. В основе этого торможения лежит явление отрицательной индукции: новый сильный очаг возбуждения в коре от постороннего раздражения вызывает понижение возбудимости в участках коры больших полушарий, связанных с осуществлением условного рефлекса, и, как следствие этого явления, наступает торможение условного рефлекса. Иногда это торможение условных рефлексов называют индукционным торможением.
Индукционное торможение не требует выработки (потому оно и относится к безусловному торможению) и развивается сразу, как только подействует внешний, посторонний для данного условного рефлекса раздражитель.
К внешнему торможению относят и запредельное торможение. Оно проявляется при чрезмерном увеличении силы или времени действия условного раздражителя. При этом условный рефлекс ослабевает или полностью исчезает. Это торможение имеет охранительное значение, так как защищает нервные клетки от раздражителей слишком большой силы или длительности, которые могли бы нарушить их деятельность.
Условное, или внутреннее, торможение. Внутреннее торможение, в отличие от внешнего, развивается внутри дуги условного рефлекса, т. е. в тех нервных структурах, которые участвуют в осуществлении данного рефлекса.
Если внешнее торможение возникает сразу, как только подействовал тормозящий агент, то внутреннее торможение надо вырабатывать, оно возникает при определенных условиях, и это иногда требует длительного времени.
Одним из видов внутреннего торможения является угасание. Оно развивается, если много раз условный рефлекс не подкрепляется безусловным раздражителем.
Через некоторое время после угасания условный рефлекс может восстановиться. Это произойдет, если мы вновь подкрепим действие условного раздражителя безусловным.
Непрочные условные рефлексы восстанавливаются с трудом. Угасанием можно объяснить временную утрату трудового навыка, навыка игры на музыкальных инструментах.
У детей угасание происходит гораздо медленнее, чем у взрослых. Именно поэтому трудно отучать детей от вредных привычек. Угасание лежит в основе забывания.
Угасание условных рефлексов имеет важное биологическое значение. Благодаря ему организм перестает реагировать на сигналы, утратившие свое значение. Сколько бы ненужных, лишних движений при письме, трудовых операциях, спортивных упражнениях делал человек без угасательного торможения!
Запаздывание условных рефлексов также относится к внутреннему торможению. Оно развивается, если отставить во времени подкрепление условного раздражителя безусловным. Обычно при выработке условного рефлекса включают условный раздражитель—сигнал (например, звонок), а через 1—5 с дают пищу (безусловное подкрепление). Когда рефлекс выработан, сразу после включения звонка, без дачи пищи, уже начинает течь слюна. Теперь поступим так: включим звонок, а пищевое подкрепление постепенно отодвинем во времени до 2—3 мин после начала звучания звонка. После нескольких (иногда весьма многократных) сочетаний звучащего звонка с задержанным подкреплением пищей развивается запаздывание: звонок включается, а слюна теперь будет течь не сразу, а спустя 2—3 мин после включения звонка. Из-за неподкрепления на протяжении 2—3 мин условного раздражителя (звонка) безусловным (пищей) условный раздражитель в течение времени неподкрепления приобретает тормозное значение.
Запаздывание создает условия для лучшей ориентировки животного в окружающем мире. Волк не сразу бросается на зайца, увидев его на значительном расстоянии. Он выжидает, когда заяц приблизится. От момента, когда волк увидел зайца, до того времени, когда заяц приблизился к волку, в коре больших полушарий волка имеет место процесс внутреннего торможения: тормозятся двигательные и пищевые условные рефлексы. Если бы этого не происходило, волк часто оставался бы без добычи, срываясь в погоню сразу, как только увидит зайца. Выработавшееся запаздывание обеспечивает волку добычу.
Запаздывание у детей вырабатывается с большим трудом под влиянием воспитания и тренировки. Вспомните, как нетерпеливо тянет руку первоклассник, размахивая ею, вставая из-за парты, чтобы его заметил учитель. И только к старшему школьному возрасту (да и то не всегда) мы отмечаем выдержку, умение сдерживать свои желания, силу воли.
Сходные звуковые, обонятельные и другие раздражители могут сигнализировать о совершенно различных событиях. Только точный анализ этих сходных раздражителей обеспечивает биологически целесообразные реакции животного. Анализ раздражений состоит в различении, разделении разных сигналов, дифференцировании сходных взаимодействий на организм. В лаборатории И. П. Павлова удалось, например, выработать такую дифференцировку: 100 ударов метронома в минуту подкрепляли пищей, а 96 ударов не подкрепляли. После нескольких повторений собака отличала 100 ударов метронома от 96: на 100 ударов у нее текла слюна, на 96 ударов слюна не отделялась.Различение, или дифференцирование, сходных условных раздражителей вырабатывается путем подкрепления одних и неподкрепления других раздражителей. Развивающееся при этом торможение подавляет рефлекторную реакцию на неподкрепляемые раздражители. Дифференцировка — один из видов условного (внутреннего) торможения.
Благодаря дифференцировочному торможению можно выделить сигнально значимые признаки раздражителя из многих окружающих нас звуков, предметов, лиц и т. д. Дифференцирование вырабатывается у детей уже с первых месяцев жизни.
Динамический стереотип. Внешний мир действует на организм не единичными раздражителями, а обычно системой одновременных и последовательных раздражителей. Если эта система в таком порядке часто повторяется, то это ведет к образованию динамического стереотипа.
Динамический стереотип представляет собой последовательную цепь условнорефлекторных актов, осуществляющихся в строго определенном, закрепленном во времени порядке и являющихся следствием сложной системной реакции организма на комплекс условных раздражителей. Благодаря образованию цепных условных рефлексов каждая предыдущая деятельность организма становится условным раздражителем — сигналом последующей. Таким образом, предыдущей деятельностью организм подготавливается к осуществлению последующей. Проявлением динамического стереотипа является условный рефлекс на время, способствующий оптимальной деятельности организма при правильном режиме дня. Например, прием пищи в определенные часы обеспечивает хороший аппетит и нормальное пищеварение; постоянство соблюдения времени отхода ко сну способствует быстрому засыпанию и, таким образом, более продолжительному сну детей и подростков; осуществление учебной работы и трудовой деятельности всегда в одни и те же часы приводит к более быстрой врабатываемости организма и лучшему усвоению знаний, навыков, умений.
Стереотип трудно вырабатывается, но если он выработан, то поддержание его не требует значительного напряжения корковой деятельности, многие действия при этом становятся автоматическими. ;г Динамический стереотип является основой образования привычек у человека, формирования определенной последовательности в трудовых операциях, приобретения умений и навыков.
Ходьба, бег, прыжки, катание на лыжах, игра на рояле, пользование при еде ложкой, вилкой, ножом, письмо —все это навыки, в основе которых лежит образование динамических стереотипов в коре больших полушарий.
Образование динамического стереотипа лежит в основе режима дня каждого человека. Стереотипы сохраняются долгие годы и составляют основу человеческого поведения. Стереотипы, возникшие в раннем детском возрасте, очень трудно поддаются переделке. Вспомним, как трудно «переучить» ребенка, если он научился неправильно держать ручку при письме, неправильно сидеть за столом и т. п. Трудность переделки стереотипов заставляет обращать особое внимание на правильность приемов воспитания и обучения детей с первых лет жизни.
Динамический стереотип является одним из проявлений системной организации высших корковых функций, направленных на обеспечение стабильных реакций организма.
§2. Качественные особенности высшей нервной деятельности человека
Учение И. П. Павлова о двух сигнальных системах действительности. Высшая нервная деятельность у человека, так же как и у животных, носит рефлекторный характер. И у человека вырабатываются условные рефлексы на различные сигналы внешнего мира или развивается внутреннее торможение.
Общими и для животных, и для человека являются анализ и синтез конкретных сигналов, предметов и явлений внешнего мира, составляющих первую сигнальную систему.
Высшая нервная деятельность человека имеет свои качественный особенности, которые ставят его над всем животным миром.
Коллективная трудовая деятельность людей способствовала возникновению и развитию членораздельной речи, которая внесла новое в деятельность больших полушарий головного мозга. Только человеку свойственно высокоразвитое сознание, отвлеченное мышление. У человека в процессе его развития появилась «чрезвычайная прибавка» к механизмам работы мозга. Это вторая сигнальная система действительности. У человека появились, развились и чрезвычайно усовершенствовались сигналы второй системы в виде слов, произносимых, слышимых и читаемых. Слово, речевые сигналы могут не только заменять непосредственные сигналы, но и обобщать их, выделять отдельные признаки предметов и явлений, устанавливать их связи.
Возникновение второй сигнальной системы внесло новый принцип в деятельность больших полушарий мозга человека. И. П. Павлов писал, что если наши ощущения и представления, относящиеся к окружающему миру, есть для нас первые сигналы действительности, конкретные сигналы, то сигналы, идущие в кору от речевых органов, есть вторые сигналы, «сигналы сигналов». Они представляют собой отвлечение от действительности и допускают обобщение, что и составляет наше специально человеческое мышление. Развитие словесной сигнализации сделало возможным обобщение и отвлечение, что находит свое выражение в понятиях.
Вторая сигнальная система социально обусловлена. Вне общества, без общения с другими людьми она не развивается.
Первая и вторая сигнальные системы неотделимы друг от друга, они функционируют совместно. Высшая нервная деятельность человека в этом смысле едина.
§3. Типы высшей нервной деятельности
Понятие о типе высшей нервной деятельности. Условнорефлекторная деятельность зависит от индивидуальных свойств нервной системы. Индивидуальные свойства нервной системы обусловлены наследственными особенностями индивидуума и его жизненным опытом. Совокупность этих свойств называют типом высшей нервной деятельности.
Свойства нервных процессов. И.П. Павлов на основе многолетнего изучения особенностей образования и протекания условных рефлексов у животных выделил 4 основных типа высшей нервной деятельности. В основу деления на типы он положил три основных показателя:
1) силу процессов возбуждения и торможения;
2) уравновешенность, т. е. соотношение силы процессов возбуждения и торможения;
3) подвижность процессов возбуждения и торможения, т. е. скорость, с которой возбуждение может сменяться торможением, и наоборот.
Классификация типов высшей нервной деятельности. На основании проявления этих трех свойств И. П. Павлов выделил:
1) тип сильный, но неуравновешенный, с преобладанием возбуждения над торможением («безудержный» тип);
2) тип сильный, уравновешенный, с большой подвижностью нервных процессов («живой», подвижный тип);
3) тип сильный, уравновешенный, с малой подвижностью нервных процессов («спокойный», малоподвижный, инертный тип);
4) тип слабый с быстрой истощаемостью нервных клеток, приводящей к потере работоспособности.
И. П. Павлов считал, что основные типы высшей нервной деятельности, обнаруженные на животных, совпадают с четырьмя темпераментами, установленными у людей греческим врачом Гиппократом, жившим в IV веке до н. э. Слабый тип соответствует меланхолическому темпераменту; сильный неуравновешенный тип — холерическому темпераменту; сильный уравновешенный, подвижный тип — сангвиническому темпераменту; сильный уравновешенный, с малой подвижностью нервных процессов — флегматическому темпераменту.
Однако следует иметь в виду, что полушария головного мозга человека как существа социального обладают более совершенной синтетической деятельностью, нежели у животных. Человеку свойственна качественно особая нервная деятельность, связанная с наличием у него речевой функции.
В зависимости от взаимодействия, уравновешенности сигнальных систем И. П. Павлов наряду с четырьмя общими для человека и животных типами выделил специально человеческие типы высшей нервной деятельности:
1. Художественный тип. Характеризуется преобладанием первой сигнальной системы над второй. К этому типу относятся люди, непосредственно воспринимающие действительность, широко пользующиеся чувственными образами, для них характерно образное, предметное мышление.
2. Мыслительный тип. Это люди с преобладанием второй сигнальной системы, «мыслители», с выраженной способностью к абстрактному мышлению.
3. Большинство людей относится к среднему типу с уравновешенной деятельностью двух сигнальных систем. Им свойственны как образные впечатления, так и умозрительные заключения.
Пластичность типов высшей нервной деятельности. Врожденные свойства нервной системы не являются неизменными. Они могут в той или иной мере меняться под влиянием воспитания в силу пластичности нервной системы. Тип высшей нервной деятельности складывается из взаимодействия унаследованных свойств нервной системы и влияний, которые испытывает индивидуум в процессе жизни.
Пластичность нервной системы И. П. Павлов называл важнейшим педагогическим фактором. Сила, подвижность нервных процессов поддаются тренировке, и дети неуравновешенного типа под влиянием воспитания могут приобрести черты, сближающие их с представителями уравновешенного типа. Длительное перенапряжение тормозного процесса у детей слабого типа может привести к «срыву» высшей нервной деятельности, возникновению неврозов. Такие дети с трудом привыкают к новому режиму работы и нуждаются в специальном внимании.
Возрастные особенности условных рефлексов. Типы высшей нервной деятельности ребенка. Приспособительные реакции родившегося ребенка на внешние воздействия обеспечиваются ориентировочными рефлексами. Условные рефлексы в период новорожденности носят очень ограниченный характер и вырабатываются только на жизненно важные стимулы. Уже в первые дни жизни ребенка можно отметить образование натурального условного рефлекса на время кормления, выражающееся в пробуждении детей и повышенной двигательной активности. Сосательные движения губ появляются до того, как сосок вложен в рот. Понятно, что такой рефлекс проявляется только при строгом режиме кормления детей. При строгом режиме кормления на б—7-й день у младенцев происходит условнорефлекторное повышение количества лейкоцитов уже за 30 мин до кормления, у них повышается газообмен перед приемом пищи. На положение ребенка для кормления к концу второй недели появляется условный рефлекс в виде сосательных движений. Здесь сигналом является комплекс раздражителей, действующих с рецепторов кожи, двигательного и вестибулярного аппаратов, постоянно сочетавшихся с пищевым подкреплением.
С середины первого месяца жизни возникают условные рефлексы на различные первосигнальные стимулы: свет, звук, обонятельные раздражения.
Скорость образования условных рефлексов на первом месяце жизни очень мала и быстро увеличивается с возрастом. Так, защитный рефлекс на свет возникает только после 200 сочетаний, если его выработка начата на 15-е сутки после рождения, и требуется меньше 40 сочетаний, если выработка того же рефлекса начата у полуторамесячного ребенка. С первых дней жизни ребенка появляется безусловное (внешнее) торможение. Ребенок перестает сосать, если внезапно раздается резкий звук. Условное (внутреннее) торможение вырабатывается позже. Его появление и упрочение определяются созреванием нервных элементов коры больших полушарий. Первые проявления дифференцировок двигательных условных рефлексов отмечены к 20-му дню жизни, когда ребенок начинает дифференцировать положение для кормления от процедуры перепеленания. Четкое дифференцирование зрительных и слуховых условных раздражителей наблюдается в 3—4 месяца. Другие виды внутреннего торможения формируются позже дифференцировок. Так, выработка запаздывающего торможения становится возможной с 5-месячного возраста ребенка (М. М. Кольцова).
Выработка у ребенка внутреннего торможения является важным фактором воспитания. На первом году жизни целесообразно воспитывать торможение, привлекая мимику и жесты, характеризующие отрицательное отношение взрослых, или раздражители, отвлекающие внимание ребенка, т. е. являющиеся внешним тормозом. Для правильного развития ребенка первого года жизни очень важным является строгий режим — определенная последовательность чередования сна, бодрствования, кормления, прогулок. Это определяется значимостью в этом возрасте стереотипа интероцептивных условных рефлексов. К концу первого года важное значение приобретают комплексы внешних экстероцептивных раздражителей, характеризующих ситуацию в целом. Одним из важных компонентов комплекса раздражителей становится слово.
Первые признаки развития второй сигнальной системы проявляются у ребенка во второй половине первого года жизни. В процессе развития ребенка сенсорные механизмы речи, определяющие возможность восприятия слова, формируются раньше, чем моторные, с которыми связано умение говорить. Период становления функции особенно чувствителен к формирующим воздействиям, поэтому говорить с ребенком нужно с первых дней его жизни. Ухаживая за ребенком, надо называть все свои действия, называть окружающие предметы. Это очень важно, так как для формирования связей второй сигнальной системы необходимо сочетать словесное обозначение предметов, явлений, окружающих людей с их конкретным образом — сочетать раздражения первосигнальные с раздражителями второсигнальными.
К концу первого года жизни слово становится значимым раздражителем. Однако в этот период реакция детей на слово не имеет самостоятельного значения, она определяется комплексом раздражений, и только позднее слово приобретает значение самостоятельного сигнала (М. М. Кольцова). На протяжении первого года жизни происходит активная тренировка ребенка в произношении сначала отдельных звуков, затем слогов и наконец слов. Становление речевой функции требует определенной зрелости периферического аппарата — языка, мышц гортани, губ, их согласованной деятельности.
Механизм воспроизведения речи связан со сложной координированной работой нервных центров коры, становлением определенных связей речевых центров с моторными зонами. Показана тесная связь речевой функции с двигательной активностью, в особенности с тонкокоординированными движениями пальцев рук. Развивая тонкокоординированные действия, можно ускорить формирование речевых навыков.
Речь ребенка особенно интенсивно развивается в возрасте от 1 до 3 лет. В этом возрасте поведение ребенка характеризуется выраженной исследовательской деятельностью. Ребенок тянется к каждому предмету, ощупывает, заглядывает внутрь, пробует поднять, берет в рот. В этом возрасте легко возникают травмы в силу любознательности, отсутствия опыта, растет частота острых инфекций в связи с расширением контактов ребенка с другими детьми и окружающей его средой.
Существенно меняется условнорефлекторная деятельность детей этого возраста. На втором году жизни из обобщенного недифференцированного мира, окружающего ребенка, начинают вычленяться отдельные предметы как обособленные комплексы раздражений. Это становится возможным благодаря манипулированию с предметами. Поэтому не следует ограничивать движения детей: пусть сами одеваются, умываются, едят.
Благодаря действиям с предметами у детей начинает формироваться функция обобщения. Широкое пользование предметами развивает у ребенка двигательный анализатор.
На втором году жизни у ребенка формируется большое количество условных рефлексов на отношение величины, тяжести, удаленности предметов (вычленение более быстрых и медленных раздражителей, больших или меньших в сравнении с другими). Особое значение имеет выработка систем условных связей на стереотипы экстероцептивных раздражений. В раннем детском возрасте динамические стереотипы имеют особенно важное значение. При недостаточной силе и подвижности нервных процессов стереотипы облегчают приспособление детей к окружающей среде, они являются основой формирования привычек и навыков. Обращает на себя внимание большая прочность системы условных связей, выработанных у детей до 3 лет, и связанная с этим болезненность в связи с нарушением стереотипа: дети капризничают, плачут, если долго с ними задержаться в гостях; долго не засыпают, если их положили на новом месте. Для детей в возрасте до 3 лет выработка большого числа различных стереотипов не только не представляет трудностей, но каждый последующий стереотип вырабатывается все легче. Однако изменение порядка следования раздражителей в одном стереотипе является крайне тяжелой задачей. Системы условных связей, выработанные в это время, сохраняют свое значение в течение всей последующей жизни человека, поэтому формирование стереотипов, целесообразных для здоровья и имеющих воспитательное значение, особенно важно в этом возрасте.
На втором году начинается усиленное развитие речи, усвоение ребенком грамматического строя языка, при этом большая роль принадлежит подражательному рефлексу.Взрослый, общаясь с ребенком, должен особое внимание уделять правильности своей речи.
На этом этапе развития овладение действиями с предметами оказывает решающее влияние и на формирование обобщения предметов словом, т. е. формирование второй сигнальной системы.
В процессе развития ребенка в выработке новых реакций все большее значение приобретает использование ранее образованных связей. Системы условных связей, выработанные в раннем и дошкольном возрасте (до 5 лет), особенно прочны и сохраняют свое значение в течение всей жизни. Этот факт имеет важное значение для педагогической практики. Воспитанные в этом возрасте привычки, навыки, возникшие на основе прочных условнорефлекторных связей, во многом определяют поведение человека.
В дошкольном возрасте очень велика роль подражательного и игрового рефлекса. Дети копируют взрослых, их жесты, слова, манеры.
К концу дошкольного периода происходят существенные перестройки во взаимодействии возбудительных и тормозных процессов. По мере развития коры больших полушарий снимается постепенно генерализация возбудительного процесса. Формируется и приобретает все большее значение внутреннее, условное торможение. Лучше вырабатываются дифференцировки, длительнее становятся периоды удержания торможения. Все это способствует более избирательному и адекватному реагированию ребенка на внешние воздействия. В этом возрасте усиливается обобщающая функция слова, возможность обобщать словом не только конкретные предметы, но и многие предметы внешнего мира, категории предметов. Так, ребенок начинает понимать, что кукла, мишка, машинка — все это игрушки, а игрушки, мебель, посуда, одежда— вещи. В старшем дошкольном возрасте отражение действительности уже опирается на развитие сложных систем связей, включающих взаимодействие первой и второй сигнальных систем.
К 6—7 годам улучшается реактивность на словесные стимулы. Изменяется характер взаимодействия первой и второй сигнальных систем. У 3—4-летних детей первая сигнальная система превалирует и оказывает тормозящее влияние на вторую. В 6—7 лет усиливающаяся активность второй сигнальной системы оказывает подавляющее влияние на первую сигнальную систему. Развитие второй сигнальной системы является одним из важных показателей готовности ребенка к школьному обучению.
В младшем школьном возрасте по мере прогрессивного созревания коры больших полушарий совершенствуются сила, уравновешенность и подвижность нервных процессов. Развитие процессов коркового торможения создает условия для быстрого и дифференцированного формирования условных связей. Формированию связей в высших отделах ЦНС способствует интенсивное созревание в этом возрасте внутрикорковых ассоциативных путей, объединяющих различные нервные центры. В процессе обучения письму и чтению продолжает интенсивно развиваться обобщающая функция слова. Возрастает значение второй сигнальной системы.
Некоторые изменения условнорефлекторной деятельности отмечаются в подростковом возрасте. Начинающееся половое созревание характеризуется повышенной активностью гипоталамуса. Это вызывает изменение баланса корково-подкоркового взаимодействия, следствием чего является усиление генерализованного возбуждения и ослабление внутреннего торможения. В сравнении с предыдущей возрастной группой в подростковом периоде затрудняется образование временных связей. Уменьшается скорость образования условных рефлексов как на первосигнальные, так и на второсигнальные раздражители. Особенности высшей нервной деятельности подростков требуют внимательного к ним отношения, продуманной организации учебно-воспитательного процесса.
Типологические особенности высшей нервной деятельности ребенка. Формирование индивидуально-типологических особенностей в процессе онтогенеза определяется постепенностью созревания высших нервных центров. Как будет показано ниже, в процессе развития ребенка происходит изменение взаимоотношений коры больших полушарий и подкорковых структур. Это обусловливает особенности возбудительного и тормозного процессов в детском возрасте, а следовательно, и специфику проявления типологических особенностей.
Н. И. Красногорский, изучая высшую нервную деятельность ребенка на основе силы, уравновешенности, подвижности нервных процессов, взаимоотношений коры и подкорковых образований, соотношения между сигнальными системами, выделил 4 типа нервной деятельности в детском возрасте.
1. Сильный, уравновешенный, оптимально возбудимый, быстрый тип. Характеризуется быстрым образованием условных рефлексов, прочность этих рефлексов значительная. Дети этого типа способны к выработке тонких дифференцировок. Безусловнорефлекторная деятельность их регулируется функционально сильной корой. Дети этого типа имеют хорошо развитую речь с богатым словарным запасом.
2. Сильный, уравновешенный, медленный тип. У детей этого типа условные связи образуются медленнее, угасшие рефлексы восстанавливаются также медленно. Дети этого типа характеризуются выраженным контролем коры над безусловными рефлексами и эмоциями. Они быстро обучаются речи, только речь у них несколько замедленная. Активны и стойки при выполнении сложных заданий.
3. Сильный, неуравновешенный, повышенно возбудимый, безудержный тип. Характеризуется недостаточностью тормозного процесса, сильно выраженной подкорковой деятельностью, не всегда контролируемой корой. Условные рефлексы у таких детей быстро угасают, а образующиеся дифференцировки неустойчивы. Дети такого типа отличаются высокой эмоциональной возбудимостью, вспыльчивостью, аффектами. Речь у детей этого типа быстрая с отдельными выкрикиваниями.
4. Слабый тип с пониженной возбудимостью. Условные рефлексы образуются медленно, неустойчивы, речь часто замедленная. Легкотормозимый тип. Характерна слабость внутреннего торможения при сильно выраженных внешних тормозах, чем объясняется трудность привыкания детей к новым условиям обучения, их изменениям. Дети этого типа не переносят сильных и продолжительных раздражений, легко утомляются.
Существенные различия основных свойств нервных процессов у детей, относящихся к разным типам, определяют их разные функциональные возможности в процессе обучения и воспитания. Эффективность педагогических воздействий во многом определяется индивидуальным подходом к учащимся, учитывающим их типологические особенности. Вместе с тем мы уже указывали на то, что одной из отличительных черт типов высшей нервной деятельности человека является их пластичность. Пластичность клеток коры больших полушарий, их приспособляемость к меняющимся условиям среды является морфофункциональной основой преобразования типа. Так как пластичность нервных структур особенно велика в период их интенсивного развития, педагогические воздействия, коррегирующие типологические особенности, особенно важно применять в детском возрасте. И. П. Павлов считал пластичность типов важнейшей особенностью, позволяющей воспитывать, тренировать и переделывать характер людей.
§4. Интегративная деятельность мозга и системная организация приспособительных поведенческих реакций
Интегративная деятельность мозга. В условиях реального существования организма условный рефлекс является элементом, включенным в сложную целостную деятельность мозга — интегративную деятельность.
Наличие сложной системы внутрикорковых и корково-подкорковых связей создает основу для взаимодействия нервных центров. Интегративная деятельность мозга в каждый момент времени осуществляется структурами мозга, объединенными в динамические системы, обеспечивающие приспособительный характер поведенческих реакций.
Учение А. А. Ухтомского о доминанте. А. А. Ухтомский выдвинул представление о наличии доминантного очага возбуждения, создающего в мозгу динамическую констелляцию (объединение) нервных центров — «функциональный орган». Констелляция нервных центров состоит из обширного числа пространственно разнесенных нервных элементов разных отделов ЦНС, временно объединенных для осуществления конкретной деятельности. Отдельные ее компоненты в разные моменты могут образовывать разные динамические констелляции, обеспечивающие выполнение определенных стоящих перед организмом целей и задач.
С возрастом доминирующая констелляция нервных центров приобретает, с одной стороны, большую устойчивость, с другой — большую пластичность. Оба эти свойства играют важную роль в процессе формирования познавательной деятельности. Устойчивость доминирующего возбуждения облегчает возможность обучения и противостоит отвлечению. Пластичность обеспечивает возможность переключения с одной доминирующей деятельности на другую. Доминанта является одним из важнейших свойств нервной системы, определяющих потребности и мотивации как биологические, так и познавательные. Образование доминанты имеет индивидуальные и возрастные особенности. Индивидуальные особенности определяют увлеченность, возможность сосредоточиться на определенном виде деятельности. Возрастные особенности формирования доминанты должны быть учтены в процессе обучения.
Концепция функциональной системы П. К. Анохина. Развивая представление И. М. Сеченова, И. П. Павлова, А. А. Ухтомского о системной организации интегративной деятельности мозга, П. К- Анохин сформулировал концепцию функциональной системы.
Согласно этой концепции в каждый момент времени формируется сложная система, представляющая собой временное объединение рецепторов, нервных элементов различных структур мозга и исполнительных органов.
Структуры, объединенные в функциональную систему, осуществляют ряд важнейших операций. Это прежде всего афферентный синтез информации, поступающей из разных источников и сигнализирующей как о конкретном стимуле, вызывающем реакцию, так и о доминирующих потребностях и биологической мотивации. На основе афферентного синтеза осуществляется принятие решения. В результате принятия решения формируется программа действия, осуществление которой связано с функционированием специального аппарата — акцептора результатов действия, т. е. нейронной модели предполагаемого результата. Осуществление действия приводит к результату, информация о котором по системе обратных связей (обратная афферентация) поступает в высшие отделы ЦНС, где она сравнивается с результатом, запрограммированным в акцепторе действия. Если полученный результат соответствует ожидаемому, т. е. цель достигнута, то сформировавшаяся система перестает функционировать.
Таким образом, в сложном поведенческом акте рефлекторная дуга замыкается в рефлекторное кольцо. В естественных условиях жизни организма, в особенности у человека, деятельность обычно начинается с создания плана и программы данной конкретной поведенческой реакции.
§5. Интегративные процессы в ЦНС как основа психических функций
Психические процессы, согласно современным представлениям, не локализованы в определенных структурах мозга. Они формируются на основе системной иерархической организации структур мозга, каждая из которых специализированно участвует в осуществлении определенных операций, а их взаимодействие обеспечивает осуществление целостной функции.
Нейрофизиологические механизмы восприятия и их возрастные особенности. Процессу восприятия принадлежит важнейшая роль в обеспечении контактов с внешней средой и в формировании познавательной деятельности. Восприятие — сложный активный процесс, включающий анализ и синтез поступающей информации.
В осуществлении процесса восприятия принимают участие различные области коры, каждая из которых специализированно участвует в операциях приема, анализа, переработки и оценки поступающей информации. В первичных проекционных корковых зонах (корковый конец анализатора, по И. П. Павлову) происходит прием и анализ отдельных признаков сигнала. Во вторичных проекционных зонах информация, поступающая из определенных анализаторов, синтезируется в сложные сенсорные комплексы. В зонах перекрытия анализаторов — ассоциативных областях коры интегрируется возбуждение, приходящее из разных анализаторов, происходит его сличение с эталоном, сформированным на основе прошлого опыта. В этих областях осуществляется комплексная оценка поступающей информации, принимается решение о ее характере. Происходит опознание стимула, определение его значимости.
Постепенность и неодновременность созревания областей коры в процессе онтогенеза определяют существенные особенности процесса восприятия в различные возрастные периоды. Определенная степень зрелости первичных проекционных корковых зон к моменту рождения ребенка создает условие для осуществления на уровне коры больших полушарий приема информации и элементарного анализа качественных признаков сигнала уже в период новорожденности. Установлено, что новорожденные способны выделять предметы из окружающего фона. Они задерживают взор на одном из элементов предъявляемого изображения.
В течение первых месяцев жизни усложняется анализ сенсорных стимулов в проекционной коре. В ЭЭГ-исследованиях формирования зрительного восприятия показано значительное усложнение коркового ответа на афферентный стимул так называемого вызванного потенциала (ВП), наличие которого отмечено у новорожденных (рис. 16).
К 2—3 месяцам резко увеличивается разрешающая способность зрительного анализатора. Периоды бурного развития зрительной функции отличаются высокой пластичностью, повышенной чувствительностью к факторам внешней среды. Они рассматриваются как сенситивные периоды развития, чувствительные к направленным развивающим воздействиям. Это свидетельствует о необходимости раннего начала сенсорного воспитания.
По определению И. М. Сеченова, новорожденный «видит, но видеть не умеет». Восприятие, создание образа предмета связано с функцией ассоциативных областей. По мере их созревания они начинают включаться в анализ поступающей информации. В раннем детском возрасте до 3—4 лет включительно ассоциативные зоны дублируют функцию проекционной коры. Их вызванные ответы по форме, временным параметрам, реактивности соответствуют ответам проекционной зоны (см. рис. 16).
Качественный скачок в формировании системы восприятия отмечен после 5 лет. К 5—6 годам заднеассоциативные зоны специализированно вовлекаются в процесс опознания сложных изображений, а в проекционной коре осуществляется более простой анализ, например выделение контура и контраста. В этом возрасте существенно облегчается опознание сложных, ранее незнакомых предметов, сличение их с эталоном. Это дает основание рассматривать дошкольный возраст как сенситивный (особо чувствительный) период развития зрительного восприятия. Клинические наблюдения показали, что катаракта — помутнение хрусталика глаза, возникшая у ребенка до 5—6 лет, приводит к необратимым нарушениям зрительной функции.
В школьном возрасте система зрительного восприятия продолжает усложняться и совершенствоваться за счет включения переднеассоциативных областей. Эти области, ответственные за принятие решения, оценку значимости поступающей информации и организацию адекватного реагирования, обеспечивают формирование произвольного избирательного восприятия. Существенные изменения избирательного реагирования с учетом значимости стимула отмечены к 10—11 годам. Недостаточность этого процесса в начальных классах обусловливает затруднение в выделении основной значимой информации и отвлечение несущественными деталями.
Структурно-функциональное созревание лобных областей продолжается в подростковом возрасте и определяет совершенствование системной организации процесса восприятия. Заключительный этап развития воспринимающей системы обеспечивает оптимальные условия для адекватного реагирования на внешние воздействия.
Нейрофизиологические механизмы внимания и их формирование с возрастом. Внимание является одной из важнейших психофизиологических функций, обеспечивающих оптимизацию процессов воспитания и обучения. Так же как восприятие, внимание — сложный системный акт, в котором принимают участие различные структуры мозга. Внимание повышает уровень активации коры больших полушарий. К системе структур, участвующих в этом процессе, относятся структуры, вызывающие генерализованную активацию коры больших полушарий — ретикулярная формация среднего мозга, локальную активацию — лимбическая система и высшие корковые центры регуляции и контроля — лобные области коры больших полушарий. Генерализованная активация опосредует процессы непроизвольного внимания. С механизмами локальной активации связано осуществление произвольного внимания. Существует тесная двухсторонняя связь процессов внимания и восприятия. С одной стороны, внимание, активируя определенные области коры больших полушарий, оптимизирует восприятие, создает условия для избирательного включения различных областей коры в этот процесс. С другой стороны, внимание осуществляется на основе анализа и обработки всей поступающей информации. Поэтому формирование процесса внимания с возрастом связано как со структурно-функциональным созреванием активирующей системы мозга, так и с созреванием корковых структур, участвующих в анализе и обработке информации.
Признаки непроизвольного внимания обнаруживаются уже в период новорожденное™ в виде элементарной ориентировочной реакции на экстренное применение раздражителя. Эта реакция еще лишена характерного исследовательского компонента, но она уже проявляется в определенных изменениях электрической активности мозга, вегетативных реакциях (изменение дыхания, частоты сердцебиения).
Критическим периодом в формировании непроизвольного внимания является 2—3-месячный возраст — ориентировочная реакция приобретает черты исследовательского характера.
В грудном, так же как и в младшем дошкольном возрасте корковая генерализованная активация представлена усилением тета-ритма, отражающего повышенную активность структур, связанных с эмоциями. Особенности активационных процессов определяют специфику произвольного внимания в этом возрасте — внимание маленького ребенка привлекают в основном эмоциональные раздражители. По мере формирования системы восприятия речи формируется социальная форма внимания, опосредованная речевой инструкцией. Однако вплоть до 5-летнего возраста эта форма внимания легко оттесняется непроизвольным вниманием, возникающим на новые привлекательные раздражители.
Существенные изменения корковой активации, лежащей в основе внимания, отмечены в 6—7-летнем возрасте. Обнаруживается зрелая форма корковой активации в виде генерализованной блокады альфа-ритма. Существенно возрастает роль речевой инструкции в формировании произвольного внимания. Вместе с тем в этом возрасте еще велико значение эмоционального фактора.
Качественные сдвиги в формировании нейрофизиологических механизмов внимания отмечены в 9—10 лет. Структурно-функциональное созревание лобных областей коры обеспечивает организацию процессов локальной регулируемой активации в соответствии с принятием решения на основе проанализированной информации или словесной инструкции. В результате этого в деятельность избирательно включаются определенные структуры мозга, активность других затормаживается и создаются условия для наиболее экономичного и адаптивного реагирования.
В начале подросткового периода (12—13 лет) нейроэндокринные сдвиги, связанные с началом полового созревания, приводят к изменению корково-подкоркового взаимодействия, ослаблению корковых регулирующих влияний на активационные процессы — ослабляется внимание, нарушаются механизмы произвольной регуляции функции. К концу подросткового периода с завершением полового созревания нейрофизиологические механизмы внимания соответствуют таковым взрослого.
Физиологические механизмы памяти. Важнейшим свойством нервной системы является способность накапливать, хранить и воспроизводить поступающую информацию. Накопление информации происходит в несколько этапов. В соответствии с этапами запоминания принято выделять кратковременную и долговременную память. Если информация, хранящаяся в кратковременной памяти (например, номер телефона только что прочитанный или услышанный), не передается в долговременную память, то она быстро стирается. В долговременной памяти информация хранится длительно в доступном для извлечения виде. Следы памяти, или энграммы, упрочняются каждый раз по мере извлечения. Процесс упрочения энграмм по мере их воспроизведения называется консолидацией следов памяти. Предполагается, что механизмы кратковременной и долговременной памяти различны. Кратковременная, или оперативная, память связывается с обработкой информации в нейронных сетях; предполагается, что ее механизмом может быть циркуляция импульсных потоков по замкнутым нейронным цепям. Долговременная память, очевидно, связана со сложными процессами синтеза белка в нейронах высших отделов ЦНС. Запоминание, хранение и извлечение наиболее актуальной в данный момент информации из памяти является результатом сложного динамического взаимодействия различных структур мозга.
В операциях по запечатлеванию и извлечению следов памяти принимают участие нейроны различных областей коры, лимбической системы и таламуса. Клинические наблюдения показали, что при поражении одного из основных отделов лимбической системы — гиппокампа утрачивается память на недавние события, но сохраняется память на давно прошедшее.
Деятельность нейронов заднеассоциативных отделов коры тесно связана с хранением и извлечением следов памяти. При раздражении височной доли во время операции возникают четкие картины прошлого, в точности воспроизводящие обстановку вспоминаемого события.
Качественной особенностью памяти человека, отличающей ее от памяти- животных, даже высших приматов, является то, что человек способен запоминать не столько все подробности информации, сколько общие положения. В прочитанном тексте взрослый человек запоминает не словесную формулировку, а содержание. Это свойственная человеку словесно-логическая абстрактная память.
Механизмы памяти претерпевают значительные изменения с возрастом. Память, основанная на хранении следов возбуждения в системе условных рефлексов, формируется на ранних этапах развития. Относительная простота системы памяти в детском возрасте определяет устойчивость, прочность условных рефлексов, выработанных в раннем детстве. По мере структурно-функционального созревания мозга происходит значительное усложнение системы памяти. Это может привести к неравномерному и неоднозначному изменению показателей памяти с возрастом. Так, в младшем школьном возрасте объем памяти достоверно возрастает, а скорость запоминания уменьшается, увеличиваясь затем к подростковому возрасту. Созревание высших корковых формаций с возрастом определяет постепенность развития и совершенствования словесно-логической абстрактной памяти.
Мотивации и эмоции, их значение в целенаправленном поведении. Мотивация — активные состояния мозговых структур, побуждающие совершать действия (акты поведения), направленные на удовлетворение своих потребностей. Мотивации создают необходимые предпосылки поведения. Мотивации могут создаваться как биологическими потребностями (например, пищевая мотивация), так и высшими познавательными потребностями. Любая информация, прежде чем организуется поведение, сопоставляется с доминирующей в данный момент мотивацией. У сытого животного нельзя выработать условный пищевой рефлекс потому, что у него нет пищевой мотивации. С мотивациями неразрывно связаны эмоции. Достижение цели и удовлетворение потребности вызывает положительные эмоции. Недостижение целей приводит к отрицательным эмоциям. Одной из важнейших потребностей человека является потребность в информации. Этот источник положительных эмоций неисчерпаем в течение всей жизни человека.
В формировании мотиваций и эмоций важная роль принадлежит лимбической системе мозга, включающей структуры разных отделов головного мозга. Функции лимбической системы многообразны. При раздражении электрическим током гипоталамуса и миндалевидного тела или удалении поясной извилины у животных наблюдаются реакции ярости, агрессивного поведения (фырканье, рычание, расширение зрачков, изменение сердечного ритма). Двустороннее разрушение миндалевидного тела у крыс вызывает снижение двигательной активности; реакций ярости и агрессии при этом наблюдать не удается. При разрушении миндалевидного тела у человека, по медицинским показаниям, снижается эмоциональная активность типа страха, гнева, ярости.
Деятельность лимбических структур регулируется лобными отделами коры больших полушарий, с функцией которых связаны формирование высших познавательных потребностей и регуляция эмоционального состояния на основе проанализированной в коре больших полушарий информации, оценки ее значимости.
Эмоции изменяют состояние всего организма. Отрицательные эмоции плохо влияют на здоровье, угнетают человека: он становится вялым, рассеянным, апатичным. Резкое выражение отрицательных эмоций — плач. Положительные эмоции, выражением которых является улыбка, смех, увеличивают интенсивность энергетических процессов. Соответственно возрастают потенциальные возможности организма. Более тонко работает интеллектуальная сфера, особенно четко воспринимаются воздействия внешней среды, облегчается память. Роль эмоций особенно велика в детском возрасте, когда доминируют процессы корковой эмоциональной активации. У детей очень велика потребность в новизне. Удовлетворение потребностей в новизне способствует положительным эмоциям, и те, в свою очередь, стимулируют деятельность ЦНС. Согласно представлению П. В. Симонова, эмоция, компенсируя недостаток сведений, необходимых для достижения цели, обеспечивает продолжение действий, способствует поиску новой информации и тем самым повышает надежность живой системы. Тесная связь эмоций с потребностями определяет необходимость учета возрастных особенностей эмоциональной сферы ребенка в процессе воспитания. Воспитание способно существенно влиять даже на биологические, врожденные потребности, изменять степень и формы их проявления. Еще более велика роль воспитания в формировании социально обусловленных, в том числе и познавательных, потребностей. Расширение сферы потребности с помощью целенаправленных воспитательных мероприятий, тесно связанных с эмоциями на этапе развития, который характеризуется повышенной эмоциональной активацией, будет способствовать расширению диапазона внешних воздействий, привлекающих внимание, и тем самым приведет к совершенствованию познавательных процессов и целенаправленной деятельности ребенка.
Созревание высших отделов ЦНС в младшем школьном возрасте расширяет возможность формирования познавательных потребностей и способствует совершенствованию регуляции эмоций.
Эмоции детей из-за слабости контроля со стороны высших отделов ЦНС неустойчивы, их внешние проявления несдержанны. Ребенок легко и быстро плачет и так же быстро от плача может перейти к смеху. От радости ребенок громко смеется, кричит, машет руками. С возрастом сдержанность эмоциональных проявлений возрастает. В этом немалую роль играют воспитательные воздействия, направленные на совершенствование внутреннего торможения. Сдержанности ребенок учится у взрослых, и здесь так важно, чтобы взрослые являли образец в этом отношении.
В организации учебно-воспитательного процесса следует учитывать, что положительные эмоции повышают общий уровень функционирования нервных структур в обеспечении их мобилизационной готовности к восприятию информации из внешнего мира. Опытным учителям известно, что эмоциональное изложение материала обостряет внимание учеников и повышает интерес к учебе. Каждый из нас хорошо знает: когда настроение хорошее, то и работа спорится. А как нужны положительные эмоции спортсмену, как они помогают ему бороться и побеждать!
Врачи утверждают, что люди веселые, жизнерадостные реже болеют, а в периоды побед раны у солдат заживают быстрее и лучше.
Нейрофизиологические механизмы сна и бодрствования. Необходимое условие жизнедеятельности человеческого организма — чередование бодрствования и сна.
В состоянии бодрствования человек активно взаимодействует с внешней средой, воспринимает сигналы окружающего мира и отвечает адекватными реакциями. Сон — это состояние, характеризующееся значительным ослаблением связей с внешним миром. Сон играет роль восстановительного процесса. Во время сна снижается интенсивность обменных процессов, мышечный тонус, уменьшается частота сердечных сокращений. Сон необходим для нормальной умственной деятельности. При длительном сокращении сна снижается умственная работоспособность, повышается раздражительность, могут наступить отклонения психики.
Работами И. П. Павлова и его учеников показано, что сон и внутреннее торможение по своей природе являются единым процессом. Внутреннее торможение во время бодрствования охватывает лишь отдельные группы клеток, а во время сна иррадиирует по коре больших полушарий и на нижележащие отделы головного мозга, обеспечивая необходимый покой и возможность восстановления. И. П. Павлов расценивал сон как охранительное торможение, распространившееся в высших отделах нервной системы. Он писал: «Клетки больших полушарий в высшей степени чувствительны к малейшим колебаниям внешней среды и должны быть тщательно оберегаемы от перенапряжения, чтобы не дойти до органического разрушения. Таким охранительным средством для клеток больших полушарий и является торможение» (Павлов И. П. Полн. собр. соч.—М., 1951.—Т.III.—Кн. 2.— С. 392).
В настоящее время установлено существование в стволовой части головного мозга образований, оказывающих влияние на наступление сна и бодрствования. Поддержание состояния бодрствования связано с функцией ретикулярной формации ствола мозга. Ретикулярная формация, получая сигналы из всех сенсорных систем по неспецифическим афферентным волокнам, оказывает генерализованное активирующее влияние на кору больших полушарий. Перерезка мозга выше ретикулярной формации и прекращение тем самым восходящих активирующих влияний вызывает у животного непрерывный сон. Наступление сна связывается также с возбуждением определенных структур мозга, так называемых центров сна, расположенных в базальных отделах переднего мозга, таламуса и задней части ретикулярной формации. Эти структуры находятся в реципрокных отношениях с восходящей активирующей ретикулярной формацией. Их раздражение подавляет активность ретикулярной формации, и наступает глубокий сон. Повреждение центров сна вызывает бессонницу.
Таким образом, смена функциональных состояний определяется сложным взаимодействием различных структур мозга.
Электроэнцефалограмма сна. Медленноволновой и быстрый сон. Для изучения уровня и характера активности высших отделов ЦНС при разных функциональных состояниях широко используется метод регистрации биотоков мозга. На рисунке 17 показана электроэнцефалографическая характеристика различных стадий сна.
Наиболее глубокий сон характеризуется наличием высокоамплитудного медленного дельта-ритма. Этот медленноволновой сон характеризуется снижением всех функций организма, отсутствием сновидений и быстрых движений глаз. Хотя это и глубокий сон, но человек может быстро проснуться при действии особо важных для него раздражителей, например при звуке шагов, детском плаче, скрипе дверей; при этом он может не просыпаться от громких, но привычных и безразличных для него раздражителей. И. П. Павлов объяснял это явление наличием в коре больших полушарий на фоне общего торможения «бодрствующих» центров, которые он назвал сторожевыми пунктами.
При изучении электрической активности мозга во время сна было замечено, что периодически через каждые 80—90 мин медленные ритмы в электроэнцефалограмме сменяются быстрыми, высокочастотными ритмами, сходными с ритмами бодрствующего мозга. В это время регистрируются быстрые движения глаз, увеличивается частота пульса и дыхания. Это периоды так называемого парадоксального сна. Несмотря на то, что в парадоксальном сне регистрируются такие же ритмы, как при активном бодрствовании, восприятие внешних сигналов резко угнетено. И разбудить человека еще труднее, чем во время медленноволнового сна. Наиболее важной особенностью парадоксального сна является наличие сновидений. Предполагается, что характерные для этой фазы сна «активные» ЭЭГ отражают нейродинамические процессы, связанные со сновидением. Периодическое возникновение во время ночного сна парадоксального сна объясняется функционированием определенной нейрохимической системы. Разрушение так называемого голубого ядра, содержащего большое количество медиатора норадреналина и расположенного в нижней части ретикулярной формации ствола, приводит к выпадению стадии парадоксального сна.
В целом ночной сон складывается из циклов, а каждый цикл из пяти стадий: одной — быстрого и четырех—-медленного сна. Эти периоды образуют биологический ритм продолжительностью 1,5 ч.
Как выяснилось, быстрый сон, хотя и составляет одну часть стадий сна, крайне необходим организму человека. Если взрослого человека лишить быстрого сна в течение только одной ночи, то появляется резкая раздражительность. Более длительное отсутствие быстрого сна может привести к расстройству психики.
В процессе развития ребенка изменяется соотношение между продолжительностью бодрствования и сна. Прежде всего уменьшается продолжительность сна. Продолжительность суточного сна новорожденного 21 ч, во втором полугодии жизни ребенок спит 14 ч, в возрасте 4 лет—12 ч, 10 лет—10 ч. Потребность в суточном сне у взрослого составляет 7—8 ч.
Становление электроэнцефалографической картины сна происходит на ранних этапах развития. Все стадии сна, включая парадоксальный сон, выражены уже у грудных детей.
Ответ на 50 вопрос адаптация к обучению
§2. Изменение работоспособности у учащихся в процессе учебной деятельности
В первой половине учебных занятий, у большинства учащихся младших классов работоспособность сохраняется на относительно высоком уровне, обнаруживая подъем после первого урока. К концу третьего урока показатели работоспособности ухудшаются и еще больше снижаются к концу четвертого урока.
Согласованно с динамикой показателей работоспособности изменяется поведение учащихся в течение учебного дня. В начале третьего урока наблюдается снижение внимания у учащихся. Они смотрят в окно, рассеянно слушают объяснения учителя, часто меняют положение тела, разговаривают и даже встают с места. Короткий период возбуждения у большинства детей со второй половины третьего урока сменяется вялостью; дети потягиваются, зевают, плохо следят за объяснением учителя, с трудом сохраняют правильную позу. От начала уроков к их окончанию двигательное беспокойство нарастает.
У учащихся среднего и старшего школьного возраста за равное время занятий выявлены менее глубокие сдвиги функционального состояния нервной системы, чем у школьников начальных классов. Тем не менее к окончанию пятого часа занятий у учащихся среднего и старшего школьного возраста изменения функционального состояния центральной нервной системы оказываются значительно выраженными. Заметное изменение средних величин показателей умственной работоспособности, зрительно-моторных реакций, координации движений в сторону ухудшения по сравнению с данными до начала занятий и особенно с данными после первого урока проявляется к концу третьего часа занятий.
Наиболее резкие изменения функционального состояния центральной нервной системы учащихся среднего и старшего школьного возраста происходят после пятого часа занятий.
Особенно велики изменения показателей работоспособности при занятиях старшеклассников во вторую смену. Короткий перерыв между подготовкой уроков и началом занятий в школе не обеспечивает восстановления неблагоприятных изменений в функциональном состоянии центральной нервной системы. Работоспособность резко снижается уже на первых часах занятий, что особенно отчетливо проявляется в поведении учащихся на уроках.
Таким образом, целесообразные сдвиги работоспособности проявляются у учащихся в начальных классах на первых трех уроках, а в средних и старших — на четвертых и пятых. Шестые часы занятий проходят в условиях сниженной работоспособности.
В соответствии с положениями, раскрывающими основные направления реформы общеобразовательной и профессиональной школы, предусмотрено строго определенное количество учебного времени в неделю: в Iклассе — 20 ч, во II — 22 ч, в III—IV — 24 ч, в V—VIII —30 ч и в IX—XI классах —31 ч.
Для школьников, желающих углубить свои знания по отдельным предметам физико-математического, химико-биологического, общественно-гуманитарного и технического циклов с помощью факультативных занятий, предусмотрено в VII—IX классах 2 ч и в X—XI классах 4 ч в неделю сверх типового учебного плана. В национальных школах союзных республик выделяется дополнительно 2—3 ч в неделю во II—XI классах на изучение русского языка.
Самостоятельные учебные занятия и подготовка уроков занимают у учащихся всех классов довольно значительное время. Во всех случаях при выполнении одинаковых по трудности и объему домашних уроков во вторую половину дня (с 16 ч) ухудшения показателей работоспособности проявляются раньше и оказываются более значительными, чем утром (с 9 до 13 ч). К самостоятельной работе во вторую половину дня учащиеся приступают с уже ухудшившейся работоспособностью под влиянием длительной предшествующей деятельности. Кроме того, в это время менее благоприятен сам фон суточной периодики физиологических функций организма, и он становится все более отрицательным, чем ближе к вечеру выполняются уроки.
Наблюдения за изменением функционального состояния организма детей 7 лет в процессе приготовления ими уроков показали, что наиболее плодотворно они работают 45 мин. Наиболее эффективная продолжительность приготовления уроков учащимися вторых классов составляет 1 ч. У учащихся III—IVклассов наиболее эффективная продолжительность самостоятельной учебной работы составляет 1,5 ч. Существенное по интенсивности снижение работоспособности наступает у учащихся V—VI классов через 2 ч,VII—VIII — через 2,5 ч. Работоспособность старшеклассников в процессе самостоятельных учебных занятий характеризуется большей устойчивостью.
После 3 ч работы у большинства учащихся старших классов начинается резкое снижение умственной работоспособности, остроты зрения, быстроты зрительно-моторных реакций.
Большая по сравнению с указанной для каждого класса продолжительность домашних учебных занятий проходит при значительно сниженной работоспособности учащихся, что не может обеспечить успешного выполнения задания. Кроме того, чрезмерно продолжительные учебные занятия неблагоприятно отражаются на состоянии здоровья учащихся, так как неизбежно приводят к сокращению длительности их сна и активного отдыха на открытом воздухе.
В обязанность учителей и классных руководителей входит осуществление контроля за учебной нагрузкой учащихся вверенного им класса. Путем использования методики программного опроса можно легко установить, соответствует ли средняя продолжительность самостоятельной учебной работы детей и подростков гигиеническим нормативам, сколько учащихся не выдерживают эти нормативы, кто и почему существенно превышает их. Средний объем домашних учебных заданий устанавливается по классному журналу или дневнику.
Учащимся, которые занимаются в первую смену, целесообразно начинать выполнение домашнего задания с 15—16 ч, после продолжительного перерыва в занятиях и обязательного активного отдыха и приема пищи. Учащиеся второй смены готовят уроки с 8 ч 30 мин или 9 ч утра. Путем совершенствования методов преподавания и рационального проведения занятий в классе можно значительно упорядочить и сократить самостоятельную работу дома.
Домашние задания по учебным предметам для самостоятельной работы детям 6 лет не задают.
Подготовку домашних уроков учащимся всех классов рекомендуется начинать с заданий средней трудности, затем переходить к наиболее сложным и трудным и заканчивать самоподготовку выполнением самых легких заданий. Такой порядок подготовки уроков благоприятствует вхождению в работу, выполнение сложных заданий будет приходиться на период относительно высокой работоспособности, а легких — на ее спад.
Исходя из нормативов продолжительности выполнения домашних заданий устанавливают их объем, учитывая обязательно и сложность. Это положение в равной мере важно в планировании домашних заданий учащихся как I—IV и V—VI классов, так и VIII—X классов.
Общая продолжительность учебной нагрузки в течение дня (уроки в школе и самоподготовка), соответствующая возрастным возможностям здоровых учащихся, составляет (с учетом перерывов через каждые 45 мин непрерывной работы) в астрономических часах: во II классе — 3,5 ч, в III—IV — 4,5 ч, в V—VI— 5,5 ч, в VII—IX —6,5 ч, в X—XI (XII) классах —8,0 ч. Превышение указанных нормативов учебной нагрузки приводит к нарушениям режима дня, сказывается отрицательно на состоянии здоровья учащихся и ограничивает их творческую деятельность. Учебная нагрузка учащихся первых классов — детей б—7 лет — ограничивается 2,5 ч.
Продолжительность урока. Непрерывная умственная деятельность определяет существенным образом динамику работоспособности учащихся и ее уровень на протяжении всех занятий.
Работоспособность и активность первоклассников (дети 6—7 лет) наиболее высоки первые 15 мин работы. Особенно выражено это в начале учебного года. После 30 мин непрерывной работы регистрируется падение работоспособности, ухудшение внимания и ослабление памяти, снижение подвижности основных нервных процессов и нарушение взаимодействия сигнальных систем. Поэтому первоклассникам урок ограничивают 35 мин. С гигиенической точки зрения укороченные уроки целесообразны и во II—IV классах. Учебный день школьники при этом заканчивают при более высокой работоспособности, что важно для последующей подготовки домашних заданий.
Продолжительность урока для учащихся II—X (XI) классов 45 мин. Для поддержания должного уровня работоспособности рекомендуются небольшие динамические паузы в середине урока, чередование видов деятельности в течение урока.
39вопрос органы выделения
Строение и функция почек
Строение почек. Почки (их две —правая и левая) имеют форму боба; наружный край почки выпуклый, внутренний — вогнутый. Они красно-бурого цвета, массой около 120 г.
На вогнутом, внутреннем крае почки имеется глубокая вырезка. Это ворота почки. Сюда входит почечная артерия, а выходит почечная вена и мочеточник.
Почки получают крови больше, чем любой другой орган, в них происходит образование мочи из веществ, приносимых кровью. Структурно-функциональной единицей почки является тельце почки— нефрон (рис. 43), в каждой почке около 1 млн. нефронов. Нефрон состоит из двух основных частей: кровеносных сосудов и почечного канальца.
Общая длина канальцев одного тельца почки достигает 35—50 мм. В почках имеется примерно 130 км трубочек, по которым проходит жидкость. Ежесуточно в почках фильтруется около 170 л жидкости, которая концентрируется примерно в 1,5 л мочи и удаляется из организма.
Возрастные особенности функции почек. С возрастом меняются количество и состав мочи. Мочи у детей отделяется сравнительно больше, чем у взрослых, а мочеиспускание происходит чаще за счет интенсивного водного обмена и относительно большого количества воды и углеводов в рационе питания ребенка.
Только в первые 3—4 дня количество отделяющейся мочи у детей невелико. У месячного ребенка мочи отделяется в сутки 350—380 мл, к концу первого года жизни — 750 мл, в 4—5 лет — около 1 л, в 10 лет—1,5 л, а в период полового созревания — до 2 л.
У новорожденных реакция мочи резкокислая, с возрастом она становится слабокислой. Реакция мочи может меняться в зависимости от характера получаемой ребенком пищи. При питании преимущественно мясной пищей в организме образуется много кислых продуктов обмена, соответственно и моча становится более кислой. При употреблении растительной пищи реакция мочи сдвигается в щелочную сторону.
У новорожденных детей повышена проницаемость почечного эпителия отчего в моче почти всегда обнаруживается белок. У здоровых детей и взрослых белка в моче быть не должно.
Мочеиспускание и его механизм. Испускание мочи — процесс рефлекторный. Поступающая в мочевой пузырь моча вызывает повышение давления в нем, что раздражает рецепторы, находящиеся в стенке пузыря. Возникает возбуждение, доходящее до центра мочеиспускания в нижней части спинного мозга. Отсюда импульсы поступают к мускулатуре пузыря, заставляя ее сокращаться- сфинктер при этом расслабляется и моча поступает из пузыря в мочеиспускательный канал. Это непроизвольное испускание мочи. Оно имеет место у грудных детей.
Старшие дети, как и взрослые, могут произвольно задерживать и вызывать мочеиспускание. Это связано с установлением корковой условнорефлекторной регуляции мочеиспускания. ' но к двухлетнему возрасту у детей сформированы условнорефлекторные механизмы задержки мочеиспускания не только днем, но и ночью Однако в возрасте 5—10 лет у детей, иногда до полового созревания, встречается ночноенепроизвольное недержание мочи — энурез. В осенне-зимние периоды года в связи с большей возможностью охлаждения организма энурез учащается. С возрастом энурез, связанный преимущественно с функциональными отклонениями в психоневрологическом статусе детей, проходит. Однако в обязательном порядке дети должны быть обследованы врачами — урологом и невропатологом.
Способствуют энурезу психические травмы, переутомление (особенно от физических нагрузок), переохлаждение, нарушение сна, раздражающая, острая пища и обилие жидкости, принятой перед сном. Дети очень тяжело переживают свой недуг, испытывают страх, долго не засыпают, а затем погружаются в глубокий сон, во время которого слабые позывы к мочеиспусканию не воспринимаются.
Профилактика заболеваний органов выделения. В детских домах школах-интернатах и пионерских лагерях дети, страдающие энурезом, требуют к себе особого внимания взрослых. Случается с ребенком ночью никогда не должно обсуждаться в группах (отрядах).
Детям, страдающим энурезом, необходимо по указанию врач установить и строго соблюдать режим дня, отдыха, правильно сбалансированное диетическое питание, без раздражающей, соленой и острой пищи, ограничивать приемы жидкости, особенно перед сном, исключать во второй половине дня большие физические нагрузки (игры в футбол, баскетбол, волейбол и др.). Не менее двух раз в течение ночи детей следует поднимать для опорожнения мочевого пузыря.
Нарушение правил личной гигиены может приводить к воспалению у детей мочеиспускательного канала и мочевыводящих путей, которые высокоранимы, отличаются пониженной стойкостью и усиленным слущиванием эпителия. Необходимо приучить детей держать в чистоте наружные половые органы, обмывать их теплой водой с мылом утром и вечером перед сном. Для этих целей надо иметь специальное индивидуальное полотенце, стирать и обязательно кипятить его раз в неделю.
Профилактика острых и хронических заболеваний почек — это прежде всего предотвращение инфекционных заболеваний (скарлатины, отита, гнойных поражений кожи, дифтерии, кори и др.) и их осложнений.
§2. Строение и функция кожи
Особенности строения кожи. Кожа, покрывающая тело человека, составляет 5% массы тела, ее площадь у взрослого человека 1,5—2 м5. Кожа состоит из эпителиальной и соединительной тканей, содержащих осязательные тельца, нервные волокна, кровеносные сосуды, потовые и сальные железы (рис. 44).
Кожа выполняет разнообразную функцию. Она участвует в поддержании постоянства внутренней среды как орган выделения. Содержащиеся в ней осязательные тельца являются рецепторами кожного анализатора и играют важную роль в обеспечении контактов организма с внешней средой. Кожа выполняет важную защитную функцию. Она защищает организм от механических воздействий, что достигается прочностью поверхностного рогового слоя, прочностью и растяжимостью образующей кожу ткани. Постоянное обновление поверхностного слоя кожи способствует очищению поверхности тела. Велика роль кожи в процессах терморегуляции: через кожу осуществляется 80% теплоотдачи, которая происходит за счет испарения пота и теплоизлучения. В коже содержатся терморецепторы, способствующие рефлекторному поддержанию температуры тела.
В нормальных условиях при температуре +18…+-20°C через кожные покровы в организм поступает 1,5% кислорода. Однако при интенсивной физической работе поступление кислорода через кожу может увеличиться в 4—5 раз.
Выделительная функция кожи осуществляется потовыми железами. Потовые железы расположены в подкожной соединительнотканной клетчатке. Количество потовых желез колеблется от 2 до 3,5 млн. Оно индивидуально и определяет большую или меньшую потливость организма. Потовые железы на теле распределены неравномерно, больше всего их в подмышечных впадинах, на ладонях рук и подошвах ног, меньше на спине, голенях и бедрах. С потом выделяется из организма значительное количество воды и солей, а также мочевина. Суточное количество пота у взрослого человека в покое — 400—600 мл. В сутки с потом выделяется около 40 г поваренной соли и 10 г азота. Осуществляя выделительную функцию, потовые железы способствуют сохранению постоянства осмотического давления и рН крови.
Возрастные особенности строения и функции кожи. Одной из основных особенностей кожи детей и подростков является то, что поверхность ее у них относительно больше, чем у взрослых. Чем моложе ребенок, тем большая поверхность кожи приходится у не го на 1 кг массы тела. Абсолютная же поверхность кожи у детей меньше, чем у взрослых, и увеличивается с возрастом. На 1 кг массы тела приходится следующая площадь поверхности кожи: у новорожденного — 704 см2, у ребенка 1 года — 528, у дошкольника 6 лет — 456, у школьника 10 лет — 423, у подростка 15 лет — 378 и у взрослых — 221 см2.
Эта особенность обусловливает значительно большую теплоотдачу организма детей по сравнению со взрослыми. При этом чем младше дети, тем в большей мере эта особенность выражена. Высокая теплоотдача вызывает и высокое теплообразование, которое у детей и подростков на единицу массы тела также выше, чем у взрослых. В течение длительного периода развития изменяются терморегуляционные процессы. Регуляция температуры кожи по взрослому типу устанавливается к 9 годам.
В течение жизни общее количество потовых желез не меняется, увеличиваются их размеры и секреторная функция. Неизменность числа потовых желез с возрастом определяет их большую плотность в детском возрасте. Количество потовых желез на единицу поверхности тела у детей в 10 раз больше, чем у взрослых. Морфологическое развитие потовых желез в основном завершается к 7 годам.
Потоотделение начинается на 4-й неделе жизни. Особенно заметное увеличение числа функционирующих потовых желез отмечено в первые 2 года. Интенсивность потоотделения на ладонях достигает максимума в 5—7 лет, затем постепенно снижается. Теплоотдача через испарение повышается в течение первого года с 260 ккал с 1 м2 поверхности до 570 ккал с 1 м2.
Изменяется с возрастом и секреторная деятельность сальных желез. Активность этих желез достигает высокого уровня в период, непосредственно предшествующий рождению ребенка. Они создают как бы «смазку», облегчающую прохождение ребенка по родовым путям. После рождения секреция сальных желез затухает, ее усиление вновь происходит в период полового созревания и связано с нейроэндокринными изменениями.
Уход за кожей, ногтями и волосами. Неповрежденная кожа задерживает проникновение в организм большинства химических веществ и микроорганизмов. Содержание тела в чистоте обеспечивает нормальное отправление всех функций кожи. На коже грязь удерживается избытком кожного сала и слущивающимся эпителием. Образующиеся комочки закрывают поры кожи. Закупорка грязью пор кожи мешает нормальному отделению содержимого потовых и сальных желез. В закупоренных железках на грязной коже легче образуются гнойнички. Загрязнение вызывает зуд кожи, расчесы, что также способствует нарушению целостности кожных покровов и проникновению инфекции. К тому же бактерицидные свойства грязной кожи резко падают, они оказываются почти в 17 раз ниже, чем чистой кожи. Бактерицидными свойствами благодаря выделению особых веществ (лизоцим и др.) обладают также слизистые оболочки рта, дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и мочевыводящих путей.
Через немытые грязные руки передаются многие инфекционные заболевания и происходит заражение глистами. Мытье простой да еще холодной водой без мыла не растворяет выделения сальных желез, а потому недостаточно для поддержания чистоты кожи. Мыло смягчает кожу и облегчает удаление омертвевших клеток эпителия. Мыло должно образовывать большое количество пены при намыливании и не сушить кожу. Этим требованиям в наибольшей степени отвечает детское мыло.
Следует приучить детей ежедневно утром и вечером перед сном мыть руки, лицо, шею и ноги (вечером), а в течение дня тщательно мыть руки перед едой, после пользования уборной, выполнения работ по самообслуживанию в здании школы и на участке, игры с животными. Следует научить детей особенно тщательно, с применением намыленных щеток очищать и промывать подногтевое пространство и складки вокруг ногтей, где более всего скапливаются грязь, микроорганизмы и яйца глистов. Ногти на пальцах рук и ног рекомендуется коротко стричь: на пальцах рук — дугообразно, по возвышению пальца, а на пальцах ног — прямо. Неправильное срезание ногтей у углов способствует их врастанию в пальцы.
Каждый раз после мытья руки должны быть досуха вытерты, иначе на коже появляются трещины, образуются цыпки. Каждый ребенок должен иметь свои полотенца для лица, рук и ног. Через общее полотенце может передаваться инфекция. В соблюдение правил личной гигиены входит как минимум еженедельное мытье всего тела горячей водой температуры 35—37 °С и смена нательного белья. Горячая вода вызывает усиленное выделение из потовых и сальных желез и расширение пор кожи, что обеспечивает большую возможность смывания грязи, которая попадает в отверстия пор. Помимо мыла при мытье кожи большую роль для ее очистки играют разного рода мочалки. Постельное белье меняют через 10—14 дней. Его следует кипятить и легко крахмалить.
Целый ряд специальных мер используют в целях предотвращения потливости ног у детей и подростков. Потливость может быть обусловлена рядом причин: редкое мытье ног, перегревание их, ношение резиновой обуви без стелек и т. п. Правильный уход позволяет устранить потливость. Это прежде всего ежедневное мытье ног сначала теплой, а затем прохладной водой. Если же потливость ног упорно продолжается, то она, очевидно, связана с каким-либо заболеванием. В таких случаях необходимо как можно раньше обратиться к врачу.
Требуют постоянного ухода и волосы головы. Они обычно быстро загрязняются из-за обильного выделения кожного сала. вместе с пылью и грязью в волосы могут заноситься насекомые возбудители кожных болезней. Вызываемый ими зуд кожи приводит к расчесам и заражению других участков головы. Жирные волосы детям рекомендуют мыть каждые 5—6 дней, сухие — через 10—12. Мягкая вода лучше промывает волосы, поэтому, если есть необходимость смягчить воду, в нее следует добавить одну чайную ложку питьевой соды. Жирные волосы целесообразно мыть специальными сортами шампуней или определенными сортами мыла (зеленого, серного, дегтярного), чередуя их использование с детским мылом.
Каждый ребенок должен пользоваться только своим частым гребнем и расческой. Частый гребень употребляют только после расчески, иначе можно выдернуть много волос. Гребешки следует выбирать с неострыми зубьями, чтобы при расчесывании волос не повреждать и не раздражать кожу головы.
Перед каждым мытьем головы нужно гребни тщательно промывать щеткой с мылом. Девочкам не рекомендуется сильно стягивать волосы, ибо это способствует их выпадению. Отрицательно влияет на волосы и постоянное ношение даже в помещении головных уборов.
За волосами, даже короткими, требуется постоянный контроль, а случае необходимости надо немедленно использовать средства убивающие насекомых и растворяющие оболочку гнид.
Профилактика кожных заболеваний. Профилактика кожных заболеваний — это прежде всего выполнение всех гигиенических правил по уходу за кожей, волосами, ногтями, осторожность в игре с беспризорными домашними животными, поддержание учеником в школе чистоты своего класса и рабочего места, а дома — своего уголка.
Учителя школ обязаны при организации общественно полезного производительного труда учащихся на птицефабриках и животноводческих хозяйствах колхозов (совхозов) знать, здоровы ли животные и птицы, не поражены ли они какими-либо заболеваниями, в том числе грибковыми.
Ответы на 40
Половые железы. Половые гормоны вырабатываются половыми железами, которые относятся к числу смешанных.
Мужские половые гормоны (андрогены) вырабатываются особыми клетками семенников. Они выделены из экстрактов семенников, а также из мочи мужчин.
Истинным мужским половым гормоном является тестостерон и его производное — андростерон. Они обусловливают развитие полового аппарата и рост половых органов, развитие вторичных половых признаков: огрубение голоса, изменение телосложения— шире становятся плечи, увеличиваются мышцы, усиливается рост волос на лице и теле. Совместно с фолликулостимулирую-щим гормоном гипофиза тестостерон активирует сперматогенез (созревание сперматозоидов).
При гиперфункции семенников в раннем возрасте отмечается преждевременное половое созревание, быстрый рост тела и развитие вторичных половых признаков. Поражение семенников или их удаление (кастрация) в раннем возрасте вызывает прекращение роста и развития половых органов; вторичные половые признаки не развиваются, увеличивается период роста костей в длину, отсутствует половое влечение, оволосение лобка очень скудное или не наступает вовсе. Не растут волосы на лице, голос сохраняется высоким в течение всей жизни. Короткое туловище и длинные руки и ноги придают мужчинам с поврежденными или удаленными семенниками характерный вид.
Женские половые гормоны — эстрогены вырабатываются в яичниках. Они оказывают влияние на развитие половых органов, выработку яйцеклеток, обусловливают подготовку яйцеклеток к оплодотворению, матки — к беременности, молочных желез — к кормлению ребенка.
Истинным женским половым гормоном считают эстрадиол. В процессе обмена веществ половые гормоны превращаются в разнообразные продукты и выделяются с мочой, откуда их искусственно выделяют. К женским половым гормонам относится и прогестерон — гормон беременности (гормон желтого тела).
Гиперфункция яичников вызывает раннее половое созревание с выраженными вторичными признаками и менструацией. Описаны случаи раннего полового созревания девочек в 4—5 лет.
Половые гормоны в течение всей жизни оказывают мощное влияние на формирование тела, обмен веществ и половое поведение.
§2. Половое созревание
Понятие о половом созревании. Половые железы и связанные с ними признаки пола, закладываясь во внутриутробном периоде, формируются на протяжении всего периода детства и определяют половое развитие. Половые железы, их функции неразрывно связаны с целостным процессом развития ребенка. На определенном этапе онтогенеза половое развитие резко ускоряется и наступает физиологическая половая зрелость. Период ускоренного полового развития и достижение половой зрелости называется периодом полового созревания. Этот период приходится в основном на подростковый возраст. Половое созревание девочек на 1—2 года опережает половое созревание мальчиков, имеется и значительный индивидуальный разброс в сроках и темпах полового созревания.
Сроки наступления полового созревания и его интенсивность различны и зависят от многих факторов: состояния здоровья, характера питания, климата, бытовых и социально-экономических условий. -Немаловажную роль играют и наследственные особенности.
Неблагоприятные бытовые условия, неполноценная пища, недостаток в ней витаминов, тяжелые или повторные заболевания ведут к задержке полового созревания. В больших городах половое созревание подростков обычно наступает раньше, чем в сельской местности.
В период полового созревания происходят глубокие изменения организма. Изменяются взаимоотношения эндокринных желез и прежде всего гипоталамо-гипофизарной системы. Активируются структуры гипоталамуса, нейросекреты которых стимулируют выделение тропных гормонов гипофиза.
Под влиянием гормонов гипофиза усиливается рост тела в длину. Гипофиз также стимулирует деятельность щитовидной железы, отчего, особенно у девочек, во время полового созревания заметно увеличивается щитовидная железа. Возросшая активность гипофиза приводит к усилению деятельности надпочечников, начинается активная деятельность половых желез, усиливающаяся секреция половых гормонов приводит к развитию так называемых вторичных половых признаков — особенностей телосложения, оволосения, тембра голоса, развитию молочных желез. Половые железы и строение половых органов относят к первичным половый признакам.
Стадии полового созревания. Половое созревание не плавный процесс, в нем выделяют определенные стадии, каждая из которых характеризуется спецификой функционирования желез внутренней секреции и соответственно всего организма в целом. Стадии определяются по совокупности первичных и вторичных половых признаков. Как у мальчиков, так и у девочек выделяют 5 стадий полового созревания (табл. 7).
Таблица 7: Представленность стадий полового созревания у мальчиков и девочек 7—17 лет
Примечание: Частота встречаемости в процентах определена по возрастным группам, на каждую из которых приходилось от 139 до 245 человек.
I стадия — предпубертат (период, непосредственно предшествующий половому созреванию). Характеризуется отсутствием вторичных половых признаков.
II стадия — начало пубертата. У мальчиков небольшое увеличение размеров яичек. Минимальное оволосение на лобке. Волосы редкие и прямые. У девочек набухание грудных желез. Небольшое оволосение вдоль половых губ. На этой стадии резко активизируется гипофиз, увеличиваются его гонадотропная и соматотропная функции. Усиление секреции соматотропного гормона на этой стадии больше выражено у девочек, что определяет усиление у них ростовых процессов. Усиливается выделение половых гормонов, активизируется функция надпочечников.
III стадия — у мальчиков дальнейшее увеличение яичек, начало увеличения полового члена, в основном в длину. Волосы на лобке становятся темнее, грубее, начинают распространяться на лонное сочленение. У девочек дальнейшее развитие молочных желез, оволосение распространяется по направлению к лобку. Происходит дальнейшее увеличение содержания в крови гонадотропных гормонов. Активизируется функция половых желез. У мальчиков усиленная секреция соматотропина определяет ускоренный рост.
IV стадия - у мальчиков увеличивается в ширину половой член, изменяется голос, появляются юношеские угри, начинается оволосение лица, подмышечное и лобковое оволосение. У девочек интенсивно развиваются молочные железы, оволосение по взрослому типу, но менее распространенное. На этой стадии усиленно выделяются андрогены и эстрогены. У мальчиков сохраняется высокий уровень соматотропина, определяющий значительную скорость роста. У девочек содержание соматотропина снижается и скорость роста падает.
V стадия — у мальчиков окончательно развиваются половые органы и вторичные половые признаки. У девочек молочные железы и половое оволосение соответствуют таковым взрослой женщины. На этой стадии у девочек стабилизируются менструации. Появление менструации свидетельствует о начале половой зрелости — яичники уже продуцируют готовые к оплодотворению созревшие яйцеклетки.
Менструация в среднем продолжается от 2 до 5 дней. За это время выделяется около 50—150 см3 крови. Если менструации установились, то они повторяются примерно через каждые 24— 28 дней. Цикл считается нормальным, когда менструации наступают через одинаковые промежутки времени, длятся одинаковое число дней с одинаковой интенсивностью. Вначале менструации могут продолжаться 7—8 дней, исчезать на несколько месяцев, на год и больше. Лишь постепенно устанавливается регулярный цикл. У мальчиков на этой стадии полного развития достигает сперматогенез.
В период полового созревания, особенно на II—III стадии, когда резко перестраивается функция гипоталамо-гипофизарной системы — ведущего звена эндокринной регуляции, все физиологические функции претерпевают значительные изменения.
За интенсивным ростом костного скелета и мышечной системы у подростков не всегда поспевает развитие внутренних органов — сердца, легких, желудочно-кишечного тракта. Сердце опережает в росте кровеносные сосуды, вследствие чего кровяное давление повышается и затрудняет прежде всего работу самого сердца. В то же время бурная перестройка всего организма, происходящая в период полового созревания, в свою очередь, предъявляет повышенные требования к сердцу. А недостаточная работа сердца («юношеское сердце») приводит нередко к головокружениям, посинению и похолоданию конечностей у мальчиков и девочек. Отсюда и головные боли, и быстрая утомляемость, и периодические приступы вялости; нередко у подростков наблюдается обморочное состояние из-за спазмов мозговых сосудов, С окончанием периода полового созревания эти нарушения обычно исчезают бесследно.
Существенные изменения на этом этапе развития в связи с активацией гипоталамуса претерпевают функции центральной нервной системы (см. гл. III). Изменяется эмоциональная сфера. Эмоции подростков подвижны, изменчивы, противоречивы: повышенная чувствительность нередко сочетается с черствостью, застенчивость—с нарочитой развязностью, проявляются чрезмерный критицизм и нетерпимость к родительской опеке. 6 этот период иногда наблюдаются снижение работоспособности, невротические реакции, раздражимость, плаксивость (особенно у девочек в период менструации).
В этот период интенсивно формируется личность подростка, возникает чувство взросления, изменяются отношения к представителям противоположного пола.
В переходный период детям- нужно особенно чуткое отношение родителей и педагогов. Не следует специально привлекать внимание подростков к сложным изменениям в их организме, психике, однако разъяснить закономерность и биологический смысл этих изменений необходимо. Искусство воспитателя в этих случаях заключается в том, чтобы найти такие формы и методы работы, которые бы переключали внимание детей на различные и многообразные виды деятельности, отвлекали их от сексуальных переживаний. Это прежде всего повышение требований к учению, труду и поведению школьников.
Вместе с тем очень важно тактичное, уважительное отношение взрослых к инициативе и самостоятельности подростков, умение направить их энергию в правильное русло. Ведь подросткам свойственно переоценивать и свои силы, и меру своей самостоятельности. Это тоже одна из особенностей переходного периода.
В период полового созревания большую роль играет и нормальное физическое развитие юношеского организма. Необходимо разнообразное, достаточное питание с большим количеством витаминов, а также длительные прогулки, занятия спортом.
Внимания педагогов требует период наступления биологической половой зрелости.
У девочек первая менструация порой сопровождается плохим общим состоянием, слабостью, болями или значительной потерей крови. Иногда могут быть и незначительное повышение температуры, рвота, понос или запор, головокружение. Неверно, что во время менструации надо обязательно лежать. При хорошем самочувствии нужно вести обычный образ жизни, продолжать заниматься утренней гимнастикой — несложными физическими упражнениями. Запрещаются на это время упражнения, связанные с прыжками, езда на велосипеде, поднятие тяжестей. Не рекомендуется кататься на коньках, лыжах, совершать длительные пешие переходы, принимать ванны, купаться, загорать.
Нервное потрясение, сильная физическая боль, переезд с севера на юг, с низменности в горы могут нарушить менструальный цикл. Длительная, изнурительная работа, сильное переутомление могут вызвать прекращение менструаций.
Если менструации очень болезненны, обильны, следует обратиться к врачу. При менструациях, сопровождающихся ухудшением общего состояния организма, девушки освобождаются от занятий или работы. Во время менструаций девушка должна оберегать себя, особенно ноги и нижнюю часть живота, от охлаждения. Зимой для этого надо носить длинные теплые рейтузы, летом — плотные закрытые трико. Нельзя садиться на холодные камни и другие охлажденные предметы.
Из пищевого рациона во время менструации следует исключить такие сильно возбуждающие вещества, как уксус, горчица, перец, хрен. Нельзя пить пиво, вино и другие алкогольные напитки, так как вследствие усиления кровотока это может привести к менструальным кровотечениям.
Особенно следует следить за своевременным опорожнением мочевого пузыря и кишечника, ибо их переполнение приводит к смещению матки, что может послужить причиной болей, задержки выделений. Необходимо тщательно следить за чистотой своего тела во время менструации, так как внутренняя поверхность матки при этом кровоточит, превращается в своеобразную раневую поверхность, где микробы находят благоприятную питательную среду.
У мальчиков в период полового созревания может происходить непроизвольное извержение семени — поллюция (от лат. pollutio — маранье, пачканье). Чаще всего поллюция происходит во сне. Появление первой поллюции свидетельствует о том, что у мальчика начали вырабатываться сперматозоиды. Смешиваясь с выделениями семенных пузырьков и предстательной железы, они в виде семени накапливаются в половых путях и естественным путем после напряжения полового члена удаляются в виде ночных непроизвольных извержений.
Первая поллюция происходит приблизительно в 15—16 лет. С этого времени поллюции могут быть даже у взрослого мужчины при длительном половом воздержании.
Ночное выделение семени — явление совершенно нормальное, физиологическое. Оно наблюдается у каждого юноши или мужчины, который не живет половой жизнью. Поэтому не надо ни опасаться, ни стыдиться поллюций. После них не бывает никаких расстройств.
Поллюции обычно возникают 1—3 раза в месяц. Они могут быть и реже, раз в 1,5—2 месяца. В среднем поллюции появляются с перерывами от 10 до 60 дней. Если поллюции наблюдаются каждую ночь или даже несколько раз за ночь, то в такой случае следует обратиться к врачу.
Посредством поллюций организм освобождается от избытка семенной жидкости и полового напряжения. Это весьма целесообразная и естественная реакция организма, создающая физиологические условия для полового воздержания.
Чтобы поллюции не повторялись слишком часто, юношам не рекомендуется на ночь есть острые блюда, пить много жидкости, укрываться теплым одеялом, спать в плавках или тесных трусиках. Постель должна быть не слишком мягкой. Кроме того, необходимо содержать в чистоте крайнюю плоть.
Необходимо иметь в виду, что биологическую половую зрелость нельзя отождествлять с социальной зрелостью. Хотя при наступлении менструации девушка может забеременеть, ее организм еще не готов к нормальной половой жизни. В равной мере это относится и к мальчикам, подросткам, у которых в семенной жидкости могут быть зрелые сперматозоиды. Половое созревание мальчиков-подростков даже в физиологическом плане происходит в течение всего юношеского возраста. Социальной половой зрелостью можно считать только тот возраст, когда завершается формирование личности и наступает духовная и гражданская зрелость. Социальная половая зрелость предусматривает возможность не только зачать ребенка, но и обеспечить наилучшие условия для вынашивания и выхаживания ребенка, его нормального всестороннего развития.
Ответ на41 вопрос. Школьная мебель и ее использование
С началом систематического обучения в деятельности детей преобладающим становится статический компонент. Учащиеся проводят за партой (столом) от 4 до 6 ч в младших классах и от 8 до 10 ч в старших классах. Вместе с тем статическая выносливость у детей и подростков невелика, утомление организма развивается относительно быстро, что связано с возрастными особенностями двигательного анализатора. Так, у первоклассников через 5—7 мин, а у второклассников через 9—10 мин сокращенные мышцы переходят из состояния напряжения в состояние расслабления. Внешне это проявляется в изменении позы, двигательном беспокойстве. Трудной задачей для школьников является и неподвижное стояние. Учащиеся младших классов не могут удержать стойку «смирно» более 5—7 мин (Р. А. Шабунин). Для подростков также весьма утомительно стояние, которое является основной позой при проведении различных линеек в школе, пионерском лагере, а также рабочей позой при обработке древесины и металла.
Большая статическая нагрузка еще более возрастает, если ученик сидит за мебелью неправильной конструкции или не отвечающей своими размерами длине и пропорциям тела школьника. В этих случаях учащийся также не может сохранять правильную рабочую позу, в результате чего нарушается и осанка.
Основные размеры парт (столов) и стульев приведены на рисунке 32.
Специальными антропометрическими исследованиями было выявлено, что средние величины отдельных параметров тела, которые используются для установления функциональных размеров мебели и их оптимального соотношения, при колебаниях длины тела детей и подростков в пределах 10—15 см существенно не отличаются.
В начале 70-х годов для школьников принята ростовая шкала с интервалом в 15 см. В соответствии с этой шкалой изготовлялись парты и комплекты ученических столов со стульями пяти групп: А, Б, В, Г, Д. В 1985 г. разработан и принят стандарт СЭВ «Мебель школьная». Введена новая нумерация и цветовая маркировка мебели. Предусмотрено изготовление шести номеров парт и комплектов ученических столов со стульями (табл. 8). ГОСТ обязывает все фабрики, мебельные комбинаты и другие производства при изготовлении мебели выдерживать установленные размеры (табл. 8), тип и отделку мебели. При ремонте парт, столов и стульев школы также обязаны руководствоваться размерами, указанными в ГОСТе на парты, ученические столы и стулья.
Таблица 8: Размеры парт, ученических столов и стульев
При оборудовании учебных помещений для учащихся 6-летнего возраста (в школе или детском саду) рекомендуется использовать дошкольную мебель (табл. 9).
Посадка за партой (учебным столом). Наилучшие физиологические и гигиенические условия для работы учащегося за партой – нормальное зрительное восприятие , свободное дыхание, нормальное кровообращение – создаются при правильной посадке.
Ученик должен глубоко сидеть на скамье, опираясь пояснично-крестцовой частью о спинку стула (скамьи), ровно держать корпус и голову, лишь немного наклонять ее вперед. Между туловищем и краем парты должно оставаться свободное пространство в 3—4 см (грудь и живот не сдавлены). Ноги согнуты в тазобедренном и коленном суставах под прямым углом, ступни опираются на пол или подножку, предплечья свободно лежат на столе.
Антропометрические и физиологические исследования указывают, что несколько наклонное положение туловища, возможность свободно изменять углы наклона звеньев корпуса и положения конечностей облегчает нагрузку на связочно-мышечный аппарат и центральную нервную систему школьников. Правильная поза учащихся во время занятий должна вырабатываться с первых дней посещения школы. О правильной позе следует постоянно напоминать учащимся в школе и дома, и не только в I—IV, но и V—IX классах.
Подбор мебели. Учащиеся каждого класса относятся не менее чем к 3—4 ростовым группам. Поэтому в каждом классе в соответствии с количеством ростовых групп необходимо ставить мебель не менее трех различных групп (номеров). Только в этом случае каждому ученику можно обеспечить рабочее место, соответствующее его росту. Если школьники сидят за более высокими столами, чем им требуется по росту, то неправильное положение тела и асимметрия плеч, как показали исследования, отмечаются в 44% случаев. При рассаживании за столы более низкие, чем требуется, асимметрия плеч регистрировалась у учащихся в 70% случаев. Кроме того, в этих случаях были получены данные, свидетельствующие о большом напряжении мышц спины и туловища, о резко выраженной асимметрии и активности спинных и шейных мышц правой и левой половин тела. Изменения такого же характера наблюдались при использовании мебели, имеющей прямую спинку, наклон сиденья назад, укороченное сиденье.
В случаях несоответствия мебели анатомическим параметрам в пределах 3—4 см наибольшие функциональные сдвиги, частые резкие нарушения позы и жалобы на неудобство мебели наблюдаются у школьников при использовании меньших размеров мебели по сравнению с требуемыми по длине тела, нежели при обратном соотношении. Поэтому если возникает затруднение с подбором мебели, лучше посадить школьника за стол (парту) большего, чем требуется, номера.
Изготовление парт предусмотрено только для оборудования I—IV классов. Запрещается использовать в классах и кабинетах табуреты, скамейки или другую мебель без спинок (разрешается только в мастерских).
Ориентировочно для оборудования учебных помещений однокомплектных школ, как показали измерения учащихся в городах, рабочих поселках и сельской местности II—IV климатогеографических зон, требуется более всего мебель групп Б, В и Г.
Для начальных классов ориентировочно требуется двухместных столов: в I классе группы (номера) А—12 и группы В — 3, во II классе соответственно 10 и б, в III — 7 и 8, в IV классе группы Б—12 и группы В — 3.
Учебные кабинеты для учащихся V—XI классов оборудуются двухместными ученическими столами, при этом количество столов каждой группы (номера) определяется количеством кабинетов на предмет.
При двухсменной работе школы в одних и тех же комнатах размещают (в первую и вторую смену) параллельные или смежные по годам обучения классы: II—III, III—IV, V—VI и т. д. При этом в помещение, предназначенное для II—III классов, ставят 2—3 парты группы А, 15—16 группы Б и 2—3 группы В. Такое соотношение мебели трех групп позволит рассадить большинство детей как II, так и III класса в соответствии с ростом.
Измерение роста учащихся для определения требуемого номера мебели. Измерение роста учащихся производится обычным ростомером или специально приготовленной деревянной рейкой длиной 2 м с делениями. На одной стороне рейки наносят деления с интервалом 15 см начиная от 130 см. В промежутках между делениями последовательно проставляют все группы (номера) мебели: до 130 см наносят группу А, от 130 до 145 см — группу Б, от 145 до 160 см — группу В, от 160 до 175 см — группу Г и от 175 см и выше — группу Д.
Произведя измерение роста с помощью такой рейки, можно сразу видеть, на какую парту следует посадить школьника. Школьники, не снимая ботинок, становятся около рейки. Для определения требуемого номера парты могут служить и данные роста учащихся, имеющиеся у школьного врача. В этом случае, однако, к каждому показателю роста необходимо прибавить 1—2 см на обувь.
Расстановка мебели. Мебель меньших размеров (групп, номеров) ставят ближе к классной доске, а мебель больших размеров— дальше. Например, первой во всех трех (четырех) рядах ставят мебель группы А, второй — группы Б, третьей — мебель группы В и т. д.
В тех случаях, когда возникает необходимость ближе к классной доске поставить мебель больших групп (номеров), ее следует ставить только первой в первом или третьем (четвертом) ряду.
Рабочие места в классах и учебных кабинетах за первыми и вторыми столами (партами) в любом ряду нужно отводить учащимся с нарушениями слуха. Необходимо помнить и о правильной расстановке мебели для учащихся с пониженной остротой зрения.
Школьникам с ревматическими заболеваниями, склонным к частым ангинам и острым воспалениям верхних дыхательных путей, рабочие места лучше отводить дальше от окон.
Не менее 2 раз за учебный год учащихся, сидящих в первом" и третьем рядах, меняют местами, не нарушая соответствия номера парт их росту. Допустим, в первой половине года учащиеся сидели в третьем ряду, тогда во второй половине года их нужно посадить за парты соответствующих номеров в первом ряду. Это мероприятие исключает появление у учащихся привычки к постоянному наклону туловища и головы вправо или влево, в сторону классной доски (списывание) или наглядных пособий, карт и схем, размещенных над классной доской.
Между рядами столов (парт) и стенами учебного помещения соблюдаются установленные расстояния.
В учебных помещениях обычной прямоугольной конфигурации эти расстояния следующие: от наружной стены до первого ряда столов (парт) — не менее 0,5 м, от внутренней стены до третьего ряда столов (парт) — 0,5 м, от задней стены до последних столов (парт) —0,65 м, от классной доски до первых столов (парт) — 2 м, между рядами — 0,6 м.
За соблюдением расстояния между наружной стеной и первым рядом парт требуется следить особенно строго. Ведь обе стороны тела ученика, сидящего в первом ряду, испытывают значительно отличающиеся друг от друга тепловые условия, и это отрицательно сказывается на механизме терморегуляции. Пульс ученика, сидящего около горячего радиатора, учащается, температура тела повышается. Количество острых респираторных заболеваний и ангин среди учащихся, сидящих в первом от окон ряду, в 3 раза больше, чем среди школьников, рабочие места которых находятся в глубине помещений.
В классных комнатах и кабинетах квадратной и поперечной конфигурации при расстановке мебели в четыре ряда расстояние от классной доски до первых столов (парт) должно быть не менее 2,5 м. Только в этом случае при длине доски 3 м учащимся, сидящим за первыми столами в первом и четвертом рядах, может быть обеспечен «угол рассматривания» не менее 30°. Другие расстояния в таких учебных помещениях должны быть следующие: от окон до первого ряда столов — 0,5 м, ширина проходов между рядами — не менее 0,6 м, от последних столов до шкафов, расположенных вдоль задней стенки,— 0,8 м.
§1. Строение и функции органов пищеварения
Значение пищеварения. Общий план строения пищеварительной системы. Для нормальной жизнедеятельности организма, его роста и развития необходимо регулярное поступление пищи, содержащей сложные органические вещества (белки, жиры, углеводы), минеральные соли, витамины и воду. Все эти вещества необходимы для удовлетворения потребности организма в энергии, для осуществления биохимических процессов, протекающих во всех органах и тканях. Органические соединения используются также как строительный материал в процессе роста организма и воспроизведения новых клеток взамен отмирающих. Основные питательные вещества в том виде, в каком они находятся в пище, не могут использоваться организмом, а должны быть подвергнуты специальной обработке — пищеварению.
Пищеварением называют процесс физической и химической обработки пищи и превращения ее в более простые и растворимые соединения, которые могут всасываться, переноситься кровью, усваиваться организмом.
Физическая обработка заключается в измельчении пищи, ее протирании, растворении. Химические изменения представляют собой сложные реакции, происходящие в различных отделах пищеварительной системы, где под влиянием ферментов, содержащихся в секретах пищеварительных желез, происходит расщепление сложных нерастворимых органических соединений, содержащихся в пище, превращение их в растворимые и легко усваиваемые организмом вещества. Ферменты — это биологические катализаторы, вырабатываемые организмом и отличающиеся определенной специфичностью. Каждый фермент действует только на определенные химические соединения: одни расщепляют белки, другие — жиры, третьи — углеводы. В пищеварительном тракте в результате химической обработки белки расщепляются до аминокислот, жиры — до глицерина и жирных кислот, углеводы (полисахариды) — до моносахаридов.
В каждом из отделов пищеварительной системы происходят специализированные операции по обработке пищи, связанные с наличием в каждом из них специфических ферментов.
Система органов пищеварения состоит из ротовой полости с тремя парами крупных слюнных желез, глотки, пищевода, желудка, тонкой кишки, в состав которой входит двенадцатиперстная кишка (в нее открываются протоки печени и поджелудочной железы, тощая и подвздошная кишки), и толстой кишки, состоящей из слепой, ободочной и прямой кишок. В ободочной кишке различают восходящую, нисходящую и сигмовидную кишки (рис.33).
Пищеварение в ротовой полости. В ротовой полости начинается физическая и химическая обработка пищи, а также осуществляется ее апробирование. С помощью специальных рецепторов в слизистой оболочке ротовой полости и языка мы распознаем вкус пищи, от их функции зависит удовлетворение и неудовлетворение едой. Специфической функцией ротовой полости является механическое измельчение пищи при ее пережевывании. Особый эффект физической обработки достигается наличием в ротовой полости костной основы, что отличает ее от других органов пищеварения, и языка. Язык — подвижный мышечный орган — имеет важнейшее значение не только в осуществлении речевой функции, но и в пищеварении. Передвижение пищи с помощью языка — необходимый компонент жевания.
Измельчение пищи осуществляется зубами. По функции и форме различают резцы, клыки, малые и большие коренные зубы. Общее число зубов у взрослых — 32.
Зубы закладываются и развиваются в толще челюсти. Еще во внутриутробном периоде развития закладываются зачатки постоянных зубов, сменяющих в определенном возрасте молочные.
На 6—8-м месяце жизни у ребенка начинают прорезываться временные, или молочные, зубы. Зубы могут появляться раньше или позднее в зависимости от индивидуальных особенностей развития, качества питания. Чаще всего первыми прорезываются средние резцы нижней челюсти, потом появляются верхние средние и верхние боковые; к концу первого года жизни прорезывается обычно 8 зубов. В течение второго года жизни, а иногда и начала третьего года заканчивается прорезывание всех 20 молочных зубов. Молочные зубы нежные и хрупкие, это следует учитывать при организации питания детей.
В 6—7 лет у детей начинают выпадать молочные зубы, и на смену им постепенно растут постоянные зубы. Перед сменой корни молочных зубов рассасываются, после чего они выпадают. Малые коренные и третьи большие коренные, или зубы мудрости, вырастают без молочных предшественников. Прорезывание постоянных зубов заканчивается к 14 годам. Исключение составляют зубы мудрости, появление которых порой задерживается до 25— 30 лет; в 15% случаев они отсутствуют на верхней челюсти вообще.
В связи с тем, что зачатки постоянных зубов находятся под молочными зубами, следует особо обращать внимание на состояние полости рта и зубов у детей школьного и дошкольного возраста.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), 7—9 человек из 10 обследованных нуждаются в лечении зубов. И в первую очередь это связано с кариесом, возникающим вследствие разрушения эмали. Одной из основных причин повреждения эмали является ее деминерализация под влиянием кислот, которые образуются при распаде остатков пищи.
Наиболее губительное действие на эмаль оказывает молочная кислота — основной продукт брожения углеводов. В дальнейшем происходит уже непосредственное воздействие микробов на деминерализованные эмаль и дентин. В результате происходит распад органических веществ зуба, образуется полость.
Отрицательно сказывается на сохранности эмали резкая смена температуры пищи, и воды, поступающих в полость рта, раскусывание зубами твердых предметов. На кариозный процесс влияет недостаток витаминов (особенно группы В и D), солей кальция, фтора в пище и питьевой воде, отсутствие ультрафиолетовых лучей. Первостепенное значение в механизме кариеса зубов играют микроорганизмы полости рта, главным образом стрептококки. Для предотвращения кариеса необходимы сбалансированное питание, в рацион которого входит достаточное количество кальция, фосфора и фтора, и тщательный уход за зубами.
Уход за зубами прежде всего должен выражаться в обязательном прополаскивании рта кипяченой, слегка тепловатой водой после каждого приема пищи, чтобы по возможности удалить все застрявшие между зубами частицы пищи. Нужно ежедневно вечером перед сном чистить зубы щеткой с зубным порошком или пастой, чтобы более основательно удалить все остатки пищи.
Нельзя давать детям слишком горячую или очень холодную пищу, а также позволять им раскусывать зубами орехи или другие твердые вещества. Это может вызвать повреждение эмали. В школах детям проводят санацию полости рта: поврежденные зубы удаляют или пломбируют, и таким образом предупреждается порча остальных зубов, особенно постоянных. В настоящее время широко применяют фторопрофилактику кариеса. Это и фторирование питьевой воды, и местное орошение раствором фтористого натрия, и специальные зубные порошки, пасты, эликсиры, содержащие фтор, и, наконец, таблетки с фтором. Сохранность зубов обеспечивает полноценное измельчение пищи, необходимое для ее дальнейшей обработки.
Наряду с измельчением пищи в ротовой полости происходит смачивание ее слюной и начальный гидролиз некоторых пищевых веществ.
В ротовую полость открываются протоки трех пар крупных слюнных желез: околоушные, поднижнечелюстные и подъязычные. Кроме крупных есть мелкие слизистые слюнные железки. Они разбросаны почти по всей слизистой оболочке ротовой полости и языка.
Слюна, содержащая 99% воды, смачивает измельченную пищу. В составе ее органических веществ содержатся ферменты, осуществляющие химическую обработку пищи. Основной из этих ферментов — амилаза — расщепляет сложные углеводы до мальтозы. Расщепление углеводов не заканчивается в ротовой полости, но продолжается в желудке до тех пор, пока пищевой комок не пропитается желудочным соком, так, как ферменты, расщепляющие углеводы, действуют только в щелочной среде. В слюне содержится также слизистое органическое вещество муцин. Он способствует тому, что обработанный в ротовой полости комок становится скользким и легко проходит по пищеводу — мышечной трубке, выстланной внутри слизистой оболочкой. Длина пищевода с возрастом увеличивается. У новорожденных она составляет 10 см, у 5-летних детей— 16 см, у 15-летних— 19 см, у взрослых — 25 см. Слюнные железы функционируют с момента рождения ребенка, но в первые месяцы слюны отделяется мало.
С возрастом количество отделяющейся слюны увеличивается: наиболее заметные сдвиги в слюноотделении отмечаются у детей от 9 до 12 месяцев и от 9 до 11 лет. Всего в сутки у детей отделяется до 800 см3 слюны.
37,38 вопрос
Пищеварение в желудке. Желудок имеет вид изогнутого мешка, вмещающего 1—2 л пищи. В желудке различают вход (кардиальная часть), дно (фундальная часть) и выход (пилорическая, или привратниковая, часть). Привратник открывается в двенадцатиперстную кишку.
Изнутри желудок выстлан слизистой оболочкой, образующей много складок. В толще слизистой оболочки находятся железы, трубчатые по форме. Железы вырабатывают желудочный сок. Различают три типа клеток желудочных желез: главные вырабатывают ферменты желудочного сока, обкладочные — соляную кислоту, добавочные — слизь.
Желудочный сок человека — бесцветная жидкость кислой реакции, с большим содержанием соляной кислоты (0,5%) и слизи. Слизь, вырабатываемая клетками слизистой оболочки желудка, предохраняет ее от механических и химических повреждений. Соляная кислота обладает способностью губительно действовать на бактерии, выполняя тем самым защитную функцию. Под влиянием соляной кислоты активизируется основной фермент желудочного сока пепсин, расщепляющий белки до альбумоз и пептонов. Желудочный сок содержит также фермент, расщепляющий жиры,— липазу. В желудке распадаются на глицерин и жирные кислоты только жиры, находящиеся в состоянии эмульсии (жиры молока). В желудочном соке детей, особенно в период вскармливания их молоком, содержится сычужный фермент — химозин, вызывающий свертывание молока.
Отделение желудочного сока начинается рефлекторно, уже тогда, когда пища попадает в полость рта. Оно может возникнуть и условнорефлекторно. Обычно акт еды начинается с вида и запаха пищи. И. П. Павлов назвал желудочный сок, который начинает выделяться до поступления пищи, аппетитным или запальным. Он подготавливает желудок к перевариванию пищи и является важным условием, облегчающим этот процесс.
Под влиянием различных воздействий отделение желудочного сока может тормозиться. Вид несвежей пищи, неприятный запах ее, неряшливая обстановка, чтение во время еды приводят к торможению желудочной секреции, при этом снижается пищеварительное действие соков и пища усваивается хуже.
Когда пища поступает в желудок, на нее продолжает рефлекторно вырабатываться желудочный сок за счет механического раздражения слизистой оболочки желудка. Важная роль здесь также принадлежит химическим веществам, циркулирующим в крови при пищеварении и гуморальным путем возбуждающим желудочную секрецию. Особенно активны в этом отношении вещества, содержащиеся в мясном бульоне, капустном отваре, отварах рыбы, грибов, овощей.
Кроме того, под влиянием соляной кислоты или продуктов переваривания в слизистой оболочке желудка образуется особый гормон — гастрин, который всасывается в кровь и усиливает секрецию желудочных желез.
С возрастом как строение, так и функция желудка изменяются. Мышечный слой желудка, способствующий перемешиванию пищи с желудочным соком и ее перемещению по желудку, у детей раннего возраста развит слабо, в особенности в области дна желудка. Недоразвитие мышечного слоя дна желудка, относительно широкий вход в него у детей грудного возраста часто являются причиной срыгивания и рвоты.
У новорожденных детей железистый эпителий желудка слабодифференцирован, главные клетки еще недостаточно созрели. Процесс клеточной дифференцировки желез желудка у детей завершается в основном к 7 годам, но полного развития они достигают лишь к периоду половой зрелости.
У детей после рождения общая кислотность желудочного сока связана с наличием молочной кислоты. Функция синтеза соляной кислоты развивается в период от 2,5 до 4 лет. В возрасте от 4 до 7 лет общая кислотность желудочного сока в среднем составляет 35,4 единицы, у детей от 7 до 12 лет она равна 63. Относительно низкое содержание соляной кислоты в желудочном соке у детей дошкольного возраста является причиной его низких бактерицидных свойств и в значительной мере проявляется в склонности детей к желудочно-кишечным заболеваниям. Недостаток соляной кислоты в детском возрасте компенсируется усиленным выделением гормона гастрина, стимулирующего секрецию пепсина. Показано, что к 8 годам концентрация гастрина снижается почти вдвое, однако и в 15 лет она еще значительно выше, чем у взрослого.
В составе желудочного сока новорожденного ребенка есть ферменты пепсин, химозин, липаза, молочная кислота и связанная соляная кислота. В связи с низкой кислотностью желудочного сока пепсин у новорожденных детей способен расщеплять лишь белки, входящие в состав молока. Активность фермента химозина, створаживающего молоко, резко повышается к концу первого года жизни — до 256—512 единиц (по сравнению с 16—32 единицами в первый месяц жизни ребенка). Находящийся в составе желудочного сока грудных детей фермент липаза расщепляет до 25% жира молока. Однако следует заметить, что жир материнского молока расщепляется не только желудочной липазой, но и липазой самого материнского молока. Поэтому расщепление жира в желудке детей, вскармливаемых искусственно, всегда более медленное, чем при грудном вскармливании. В коровьем молоке липазы мало. С возрастом ребенка активность липазы нарастает от 10—12 до 35—40 единиц.
Количество желудочного сока, его кислотность и переваривающая сила зависят от рода пищи (так же как и у взрослого человека). При питании грудным молоком выделяется желудочный сок с низкой кислотностью и переваривающей силой. С возрастом, по мере становления желудочной секреции, наиболее кислый сок отделяется на мясо, затем на хлеб и наименьшей кислотностью отличается сок на молоко.
От характера пищи зависит время переваривания ее в желудке. Так, у детей грудного возраста при правильном грудном вскармливании желудок освобождается от пищи через 2,5—3 ч, при питании коровьим молоком — через 3—4 ч. Пища, содержащая значительные количества белков и жиров, задерживается в желудке 4,5—6,5 ч.
Роль печени и поджелудочной железы в пищеварении. Частично переварившееся содержимое желудка в виде пищевой кашицы, пропитанной кислым желудочным соком, перемещается движениями мускулатуры желудка к его пилорическому отделу, а оттуда порциями поступает в начальный отдел тонкого кишечника — двенадцатиперстную кишку. Здесь пищевая масса обрабатывается соком двух основных пищеварительных желез — печени и поджелудочной железы и соком мелких кишечных желез. Под влиянием содержащихся в них ферментов происходит наиболее интенсивная химическая переработка белков, жиров и углеводов, которые, подвергаясь дальнейшему расщеплению, доводятся в двенадцатиперстной кишке до такого состояния, что могут всасываться и усваиваться организмом.
Сок, выделяемый поджелудочной железой,— бесцветная прозрачная жидкость щелочной реакции. В нем есть фермент трипсин, расщепляющий белковые вещества до аминокислот; трипсин вырабатывается в неактивной форме клетками железы и активируется ферментом кишечного сока; содержащийся в соке фермент липаза активируется желчью, поступающей из печени и желчного пузыря, и, действуя на жиры, превращает их в глицерин и жирные кислоты. Ферменты амилаза и мальтаза превращают сложные углеводы в моносахариды типа глюкозы. Отделение поджелудочного сока продолжается 6—14 ч и зависит от состава и свойств принятой пищи.
Относительная величина массы поджелудочной железы значительно увеличивается в возрасте от 1 года до 8 лет. Изменяется и ее секреторная функция. Активность белковых ферментов находится на довольно высоком уровне уже у грудного ребенка, далее она постелено увеличивается, достигая максимума к 4—6 годам. Активность липазы увеличивается к концу первого года жизни и остается высокой до 9-летнего возраста. Активность ферментов, расщепляющих углеводы, на протяжении первого года жизни увеличивается в 3—4 раза, а максимальных значений достигает к 9 годам.
В процессах переваривания пищевых веществ в двенадцатиперстной кишке важнейшую роль играет желчь. Желчь, во-первых, переводит в активное состояние липазу, вырабатывающуюся клетками поджелудочной железы, и активизирует другие ферменты; во-вторых, желчь эмульгирует жиры, превращая их во взвесь мелких капелек (эмульгированные жиры легче перевариваются), в-третьих, желчь активно влияет на процессы всасывания в тонкой кишке; в-четвертых, желчь способствует усилению отделения сока поджелудочной железы. Выделение желчи печенью происходит с первого дня жизни ребенка. Количество желчи в раннем возрасте вполне достаточно для переваривания основного пищевого продукта — молока, содержащего эмульгированный жир, с возрастом желчеотделение усиливается. Содержание желчных кислот в печеночной желчи очень высоко в первые дни после рождения, в дошкольном и младшем школьном возрастах оно снижается, у взрослых содержание желчных кислот вновь резко повышается. В процессе развития ребенка увеличивается способность желчного пузыря концентрировать желчь.
Всасывание и моторная функция кишечника. Из двенадцатиперстной кишки в основном переварившиеся пищевые вещества поступают в тонкий кишечник, откуда в подвздошную кишку. В тонком кишечнике продолжается переваривание питательных веществ, находящихся в химусе. В составе кишечного сока обнаружено свыше 20 ферментов, способных катализировать расщепление пищевых веществ. Однако основной функцией тонкого кишечника является всасывание. Ферментативная обработка пищи в толстой кишке весьма незначительна. В толстой кишке живут многочисленные бактерии. Одни из них расщепляют растительную клетчатку, так как в пищеварительных соках человека нет ферментов для ее переваривания. В толстой кишке синтезируются бактериями витамин К и некоторые витамины группы В. Хотя всасывание происходит и в других отделах пищеварительного тракта, например в желудке хорошо всасывается алкоголь, частично глюкоза, в толстом кишечнике вода, именно в тонком кишечнике, строение которого приспособлено к этой функции, осуществляются основные процессы всасывания пищевых веществ.
Внутренняя поверхность кишки человека имеет многочисленные складки и достигает 0,65—0,70 м2. Она увеличивается за счет пальцевидных выступов — ворсинок: на площади 1 см2 располагается 2000—3000 ворсинок. Благодаря наличию ворсинок площадь внутренней поверхности кишечника увеличивается до 4—5 м2, т. е. в 2—3 раза превышает поверхность тела человека. Эпителий ворсинок, в свою очередь, имеет многочисленные выросты— микроворсинки, что еще более увеличивает всасывающую поверхность тонкой кишки.
Всасывание — сложный физиологический процесс, происходящий главным образом за счет активной работы клеток кишечного эпителия.
Белки всасываются в кровь в виде водных растворов аминокислот. В связи с тем, что для детей характерна повышенная проницаемость кишечной стенки, в небольшом количестве у них из кишечника всасываются натуральные белки молока, яичный белок. Избыточное поступление в организм ребенка нерасщепленных белков приводит к разного рода кожным высыпаниям, зуду и другим неблагоприятным явлениям. В связи с тем, что проницаемость кишечной стенки у детей повышена, чужеродные вещества и кишечные яды, образующиеся в процессе гниения пищи, продукты неполного переваривания могут попадать из кишечника в кровь, вызывая разного рода токсикозы, хотя часть этих вредных продуктов обезвреживается в печени, выполняющей барьерную функцию.
Углеводы всасываются в кровь главным образом в виде глюкозы. Жиры всасываются преимущественно в лимфу в виде жирных кислот и глицерина. В толстом кишечнике в основном всасывается вода, однако возможно и всасывание углеводов, что используется в клинике при необходимости искусственного питания (клизмы).
Важной функцией кишечника является его моторика. За счет моторной деятельности кишечника происходит перемешивание пищевой кашицы с пищеварительными соками, ее продвижение по кишке, а также повышение внутрикишечного давления, что способствует всасыванию некоторых компонентов из полости кишки в кровь и лимфу.
Моторика осуществляется продольными и кольцевыми мышцами кишечника, сокращения которых вызывают два типа кишечных движений — сегментацию и перистальтику. Сегментация или кольцеобразные сокращения повторяются через определенные интервалы времени (около 10 раз в минуту). Участки сокращения сменяются участками расслабления, и наоборот. Таким образом пищевые массы, двигаясь взад и вперед, перемешиваются. Перистальтические движения распространяются медленными волнами (1—2 см/с) вдоль кишечника по направлению от полости рта и способствуют проталкиванию пищи.
Мышечный слой кишечника и его эластические волокна развиты у детей менее, чем у взрослых. В связи с этим перистальтика у детей слабее. Этим отчасти объясняется склонность к запорам у детей.
У детей кишечник относительно длиннее, чем у взрослых. У взрослого человека длина кишечника превышает длину его тела в 4—5 раз, а у грудного ребенка — в 6 раз. Особенно интенсивно кишечник растет в длину от 1 до 3 лет в связи с переходом от молочной пищи к смешанной и от 10 до 15 лет.
Защитные пищевые рефлексы. Профилактика желудочно-кишечных заболеваний. Важным пищевым рефлексом является рвота, которая может наступить вследствие раздражения слизистой желудка или кишечника пищевыми веществами, плохо перевариваемыми или вызывающими интоксикацию. Рвота может вызываться также обонятельными и вкусовыми раздражениями, вызывающими отвращение по механизму условных рефлексов. Этот защитный пищевой рефлекс вызывают и некоторые вещества, поступающие с кровью к нервному центру продолговатого мозга (например, алкогольная рвота). Раздражение центров продолговатого мозга импульсацией, поступающей из вестибулярного аппарата при качке, также может привести к рвотным движениям. При рвоте происходит перистальтика в обратном направлении. В результате этих движений, начинающихся обычно из тонкого кишечника, его содержимое выталкивается в желудок. Через 10—20с происходит сокращение желудка, раскрывается его вход, одновременно сильно сокращаются мышцы брюшной стенки и диафрагмы, в результате этих сокращений содержимое через пищевод и полость рта выбрасывается наружу. Рвоту при неприятных ощущениях в области желудка можно вызвать произвольно, надавливая пальцем на одну из рефлексогенных зон этого сложного рефлекса— корень языка. Однако защитный пищевой рефлекс не может полностью предохранить организм от попадания в пищеварительную систему вредных веществ и микробов, вызывающих желудочно-кишечные заболевания.
Желудочно-кишечные заболевания бывают различной тяжести и продолжительности: от легких, быстро проходящих до очень тяжелых, длительных, изнуряющих организм и приводящих к глубоким нарушениям его деятельности. Из кишечных инфекций у детей и подростков встречаются дизентерия бактериальная, брюшной тиф и паратиф А и Б.
Наибольшее число больных приходится на летне-осенний период. Отдельные вспышки (вокруг носителя водного или пищевого происхождения) могут быть в любое время года.
Бактерии, вызывающие кишечные инфекции, передаются от больных (бактерионосителей) через воду, пищевые продукты, молоко, загрязненные руки, переносятся мухами. Заражение происходит и путем непосредственного контакта с больным (носителем) или через белье, посуду, инфицированные выделения больного. В число мер профилактики входят: тщательное мытье рук перед приемами пищи, промывание и очистка овощей и фруктов, особенно перед их употреблением в сыром виде, употребление только доброкачественной, обеззараженной питьевой воды, постоянное тщательное мытье кухонной, столовой и чайной посуды, правильное хранение и своевременное удаление кухонных пищевых отходов, уничтожение мух и защита от них продуктов и готовых блюд. Кипячение воды и молока необходимо производить во всех случаях, когда источники их сомнительны в бактериальном отношении.
Санитарно-гигиенические требования должны соблюдаться повседневно к устройству и содержанию помойных ям, мусорных ящиков, надворных уборных.
Каждый заболевший школьник (вызывающий сомнение по заболеванию) должен быть направлен в лечебное учреждение, и о каждом случае заболевания (по телефону, почтовым способом, извещением) важно возможно быстрее сообщить санэпидемстанции (районной, городской).
Профилактические прививки школьникам производятся по эпидпоказаниям. Поражение детей глистами (гельминтами) зависит от географического положения, местных условий, быта населения, особенно питания. Паразитические черви причиняют детям тяжелые расстройства здоровья. Питаясь содержимым кишечника, глисты могут вызывать общее истощение организма. Они,' оказывая влияние на интерорецепторы кишечника, нередко приводят к тяжелым нарушениям функций кишечника, нервной системы и других органов. Часто возникает хроническое отравление в результате выделения паразитами продуктов распада. Наиболее распространены среди детей: аскаридоз (поражение круглыми червями — аскаридами), энтеробиоз (вызываемый острицами), трихоцефалез (поражение власоглавом).
Массовые мероприятия в детских и подростковых коллективах по борьбе с глистными инвазиями включают выявление пораженных глистами детей и их лечение. Все противоглистные мероприятия проводятся по плану, составленному врачом детского учреждения совместно с районным эпидемиологом и гельминтологом, при содействии педагогов и классных руководителей.
Помимо дегельминтизации детей в детских учреждениях проводится ряд санитарно-профилактических мероприятий. Мероприятия по борьбе с гельминтозами сходны с мероприятиями по предупреждению кишечных инфекционных заболеваний (уничтожение возбудителя в разных стадиях его развития и местах пребывания, пресечение путей распространения). Гельминты выделяют большое количество яиц, устойчивых к различным физико-химическим факторам. Это в известной мере затрудняет обеззараживание внешней среды. Поэтому наиболее целесообразно проводить мероприятия, предупреждающие загрязнение внешней среды и новые заражения.
За санитарным состоянием помещений и санитарно-противоэпидемическим режимом детских учреждений и особенно санузлов должен вестись тщательный контроль. В периоды массовой дегельминтизации это наблюдение усиливается. Уборку всех помещений детских учреждений производят влажным способом. Тряпки после уборки заливают кипятком. Для уборки санузлов необходимо иметь отдельный инвентарь.
Во всех туалетах унитазы, пол и стены в течение 5 дней с начала дегельминтизации обливают кипятком. В неканализованных выгребах и почву вокруг выгребов заливают 20%-ным раствором хлорной извести. Необходимо следить, чтобы дети и подростки соблюдали меры личной профилактики: коротко стригли ногти, не грызли их и не брали пальцы в рот, мыли руки с мылом и щеткой после посещения уборной и перед приемом пищи, не пили сырую воду, не ели немытые овощи и фрукты.
Большое значение в профилактике острых инфекционных заболеваний и глистных инвазий имеет широкое и сигматическое проведение медицинским персоналом санитарно-просветительной работы среди детей, обслуживающего персонала и родителей.
Весь персонал детских учреждений при поступлении на работу проходит периодические медицинские обследования на кишечное бактерионосительство и глистоносительство, на кожнове-нерические заболевания и туберкулез. В дальнейшем проводятся плановые обследования в установленные сроки.
Противоглистные мероприятия и лечение весьма эффективны при активном содействии педагогов, классных руководителей и воспитателей.
§3. Питание учащихся и гигиенические требования к его организации
Питательные вещества и пищевые продукты. Жизнь всякого организма связана с непрерывным расходом веществ, входящих в его состав. Нормальная жизнедеятельность организма возможна только тогда, когда весь этот расход компенсируется веществами, поступающими с пищей. Если это условие не соблюдается, то организм человека начинает жить за счет веществ, имеющихся у него в запасе, а также входящих в состав клеток его органов.
Источником механической и тепловой энергии служит химическая энергия, выделяющаяся при непрерывном окислении органических веществ в организме. Источником же этих органических веществ служат питательные вещества.
К питательным веществам относят белки, жиры, углеводы, минеральные соли, витамины и воду. Эти вещества организм получает в виде пищевых продуктов (мясо, молоко, хлеб, крупа, овощи и др.).
Энергия пищевых веществ. К настоящему времени сложилась концепция сбалансированного питания. Согласно этой концепции количество потребляемой пищи должно соответствовать энергетическим затратам человека. Иными словами, в питании должен постоянно соблюдаться определенный энергетический баланс.
Энергетическая ценность 1 г белка 17,17 кДж (4,1 .ккал), 1 г жира —38,94 кДж (9,3 ккал), 1 г углеводов — 17,17 кДж (4,1 ккал). Зная энергетическую ценность принятых с пищей белков, жиров и углеводов, суточный расход энергии, можно рассчитать калорийность пищевого рациона человека, что важно при организации полноценного питания. Для этого пользуются специальными таблицами, где указано процентное содержание в пищевых продуктах белков, жиров и углеводов и энергетическая ценность 100 г продукта.
Нормы питания. При составлении пищевого рациона обычно учитывают калорийность принимаемой пищи, суточный расход энергии, пол, возраст и другие особенности организма (состояние после болезни, усиленная мышечная работа и др.). Однако этого недостаточно для организации полноценного питания.
Для организма важно, чтобы в принимаемой пище были все необходимые пищевые вещества (белки, жиры, углеводы, вода, минеральные соли, витамины). Важно и соотношение пищевых веществ в рационе. Для детей младшего школьного возраста наилучшим считается соотношение белков к жирам и углеводам как 1:1:6, для детей более раннего возраста как 1:2:3, для взрослых как 1:1:4; при этих условиях азот максимально задерживается организмом.
Учитывая особую роль белков для организма и то обстоятельство, что их нельзя заменить никакими другими питательными веществами, поступление в организм с пищей белка не только в достаточном количестве, но и полноценного по качеству, по его аминокислотному составу — необходимое условие нормального роста и развития организма ребенка.
Белки животного происхождения считаются полноценными, так как входящие в них аминокислоты более близки к аминокислотам, из которых строятся белки организма человека. Однако не следует удовлетворять потребность организма в белках только за счет пищи животного происхождения, ибо белки растительного происхождения также имеют существенное значение для организма человека.
Белки большинства круп в комбинации с другими продуктами, особенно с продуктами животного происхождения, образуют смесь аминокислот, близких к белкам человеческого тела. Так, гречневая крупа содержит белок, в котором мало некоторых важных для организма аминокислот. Употребление гречневой каши с молоком восполняет этот недостаток.
Огромна роль природных белков и самих по себе аминокислот в стимулировании иммунитета. Так, 9 аминокислот (аспарагиновая кислота, аспарагин, глютаминовая кислота, цистин, серии, треонин, триптофан, аланин, валин) усиливают иммунитет (выработку антител, производство Т-лимфоцитов). Наибольшим действием обладает аспарагиновая кислота.
Белки животного происхождения в питании детей 6—17 лет должны составлять несколько больше половины от установленной физиологической нормы потребления белка (см. табл. 10).
Наличие жира в пище увеличивает ее калорийность. Благодаря этому оказывается возможным уменьшение объема необходимой пищи и значительное снижение затрат энергии на процессы пищеварения. Присутствие жира в пище делает ее более вкусной, создает ощущение сытости, ограничивает распад белка в организме. Некоторые жироподобные вещества — липоиды, содержащие в своем составе и фосфор, имеют большое значение для деятельности нервной системы.
Жиры могут откладываться в организме в виде запасов — жировых депо в подкожной клетчатке, в сальнике, печени, в околопочечной клетчатке и других органах и тканях. Жир образует упругую прокладку в местах, испытывающих механическое воздействие, и, покрывая внутренние органы, сохраняет их от повреждений и охлаждений.
Откладывается жир в организме не только за счет жиров пищи, но и при обильном углеводном питании. Эти запасы энергетического материала мобилизуются организмом в случаях длительной работы без принятия пищи, а также во время голодания и тяжелых болезней. Расходуя в первую очередь запасы жира, организм тем самым сохраняет белки и предохраняет от разрушения важные органы и ткани.
Наиболее ценны, особенно для детей, молочные жиры. Они входят в состав молока и молочных продуктов — сливочного масла, сливок, сметаны. Жиры яичного желтка, содержащие некоторые витамины, также имеют существенное значение для организма ребенка.
Суточная физиологическая норма жиров (см. табл. 10) для детей и подростков должна быть обеспечена преимущественно жирами животного происхождения.
Чрезмерное употребление жиров, так же как и значительный недостаток их в пище, неблагоприятно влияет на рост, развитие и деятельность организма ребенка. Ожирение, возникающее при питании избыточно жирной пищей, приводит к уменьшению выносливости организма и глубоким нарушениям обмена веществ, падению функциональных возможностей сердечно-сосудистой системы, работоспособности и иммунной реактивности.
Во время мышечной работы организм особенно нуждается в углеводах. Они необходимы для работы мышц тела, сердечной мышцы, а также для эффективности умственной деятельности. При достаточном поступлении углеводов с пищей организм покрывает свои энергетические потребности прежде всего за их счет. Источником углеводов служат продукты преимущественно растительного происхождения: хлеб, крупы, картофель, овощи, фрукты, ягоды. Суточные нормы потребления углеводов представлены в таблице 10.
Клетчатка растительных тканей — целлюлоза также относится к углеводам. Пищевое значение ее для человека невелико, так как она не переваривается в кишечнике. Однако она увеличивает объем пищи, способствует ощущению сытости, механически раздражая рецепторы кишечника, способствует передвижению пищевой кашицы.
Без удовлетворения нормы физиологической потребности учащихся в минеральных веществах (табл. 11) нарушаются нормальный рост, развитие и жизнедеятельность организма.
Минеральные соли входят в состав продуктов питания, поэтому при рационально организованном сбалансированном питании нет надобности вводить их искусственно. Из числа минеральных солей только поваренную соль приходится вводить в пищу дополнительно, особенно в растительную, так как растения бедны натрием.
Ежедневная потребность учащихся в поваренной соли 8—10 г. При длительном поступлении соли в организм в недостаточном или избыточном количестве могут возникнуть серьезные расстройства: нарушается работа сердца, изменяется возбудимость нервной системы, появляются головокружение и обмороки, изменяется мочеобразование.
Поваренная соль используется организмом для выработки соляной кислоты, которая является составной частью желудочного сока и играет существенную роль в переваривании пищи, а также защите организма от бактерий, поступающих в желудок с пищей и слюной. Известно, что бактерии, попадая в кислый желудочный сок, быстро погибают.
Соли кальция и фосфора являются главными составными частями костной ткани и имеют существенное значение для деятельности центральной нервной системы.
При недостатке в организме солей кальция, фосфора и витамина D костная ткань не может правильно развиваться, процессы роста и развития замедляются. У детей это проявляется в тяжелом заболевании — рахите. Кроме того, фосфор, являясь частью белковых и жировых соединений, входит в состав клеток нервной ткани и других важных органов.
Обогащение пищи детей молоком и молочными продуктами, а также фруктами и овощами обеспечивает потребности их растущего организма в кальции и фосфоре в нужном соотношении-1 : 1,5; 1 : 1,4. Солями фосфора наиболее богаты яичный желток, мозги, мясо, орехи, горох, овсяная мука, цельная пшеница.
Большое значение для жизнедеятельности организма имеют соли магния. Ими богаты грубые сорта пшеничного и ржаного хлеба, фасоль, сыр и миндаль.
Железо используется организмом для построения красящего вещества крови — гемоглобина, без которого невозможно поглощение кислорода и снабжение им тканей. Однообразное питание продуктами, бедными солями железа, нередко приводит к возникновению различных степеней малокровия. Железо входит также в состав клеток организма. Наличие в питании детей таких богатых железом продуктов, как яичный желток, картофель, мясо, капуста, чечевица, горох, салат и яблоки, совершенно необходимо. Всего в сутки школьники должны получать 1100— 1200 мг кальция, 1500—1800 мг фосфора, 250—350 мг магния, 15 мг железа.
Существенное значение в регуляции содержания воды в тканях организма имеют соли калия, которые содержатся преимущественно в овощах (картофель, капуста).
В результате обмена веществ в организме образуются некоторые ядовитые для него соединения. Для обезвреживания их необходима сера. Она содержится в уже упомянутых выше продуктах (чечевица, горох, бобы, овсяная мука, мясо).
Нормы потребления витаминов. Недостаточное количество витаминов в пище (гиповитаминоз) приводит к возникновению тяжелых заболеваний, а затем и к гибели организма.
Однако следует не забывать, что избыточное потребление витаминов, особенно витаминных препаратов, вредно. Очень опасно употребление большого количества витаминных драже, которые часто покупаются и употребляются учащимися всех возрастов вместо конфет. Если ребенку нужно в день 50 мг витамина С, а он покупает витамин С с глюкозой и съедает всю упаковку, то получает 0,5 г, т. е. в 10 раз больше, чем нужно, разумеется, это не проходит безнаказанно для его здоровья.
Потребность в пище и воде четко проявляется в виде голода и жажды. Человек не может съесть пищи или выпить воды в 100—1000 раз больше, чем ему требуется. А превышение во столько же раз оптимальной дозы витаминов происходит чрезвычайно легко. Возникает гипервитаминоз.
В медицинской практике, к сожалению, известны случаи пагубного избыточного потребления детьми витаминных препаратов, в частности витамина D. Избыточное его потребление приводит к нарушению деятельности почек.
Известны последствия избыточного потребления витамина А: нарушение аппетита, слабость, облысение, опухание век, произвольные переломы костей, которые впервые были описаны исследователями Арктики, широко употреблявшими в пищу печень тюленя и белого медведя.
Избыточное потребление витаминов группы В приводит к нарушению ферментативных процессов.
В своих беседах с родителями классным руководителям, учителям и воспитателям следует обращать внимание на значение оптимальных и на вред избыточных доз витаминов в питании учащихся (табл. 12).
Суточная потребность организма человека в витаминах ничтожна по сравнению с потребностью в других пищевых веществах. Однако сведения, приведенные о витаминах, показывают, какое огромное значение для нормальной жизнедеятельности организма человека, особенно ребенка, имеют эти вещества и как важно это учитывать в организации питания.
Овощи, фрукты и ягоды являются богатым источником минеральных солей и витаминов. Однако в результате кулинарной обработки (кипячения) эти ценные качества в значительной мере утрачиваются. Именно поэтому детям следует давать больше овощей, фруктов и ягод в сыром виде и обогащать витаминами готовые блюда, добавляя в них сырые соки и зелень.
В случаях повышенных умственных и физических нагрузок потребность организма в витаминах значительно возрастает.
В зимне-весенний период, а в районах Крайнего Севера — круглый год предусмотрена С-витаминизация готовых блюд в школах и ПТУ. Ежедневно витаминизируют только первые или третьи блюда обеда или молоко .(чай). Непосредственно перед раздачей учащимся готовых блюд в них вводят 50 мг аскорбиновой кислоты. Подогрев уже витаминизированных блюд не допускается.
В климатических районах, характеризующихся особенно высокой температурой, в летнее время все учащиеся, активно участвующие в общественно полезном, производительном труде, нуждаются в увеличении суточной дозы витамина С до 120—150 мг. Связано это с тем, что летом дети обильно потеют. Влагопотеря достигают почти 2 л в день. Вместе с потом теряется более 11—14 мг витамина С в день.
Калорийность питания. При определении калорийности питания учитывают длину (рост) и массу тела, возраст, пол, характер деятельности, время года, климат, температуру помещения и др. В тех случаях, когда масса тела ниже нормы, питание должно быть более калорийным, чтобы организм мог покрыть не только все свои энергетические затраты, но и довести массу тела до нормы. Наоборот, в случаях чрезмерного питания и повышения массы тела по сравнению с нормой калорийность питания должна ограничиваться. В теплом климате калорийность суточного питания детей должна быть меньшей, чем в условиях холодного северного климата, где потери тепла даже летом во много раз выше. В зимнее время потребность организма в высококалорийной пище повышается. Значительно возрастают энерготраты у детей и подростков с увеличением интенсивности движения.
При исчислении суточной калорийности питания опираются на возрастно-половые нормы физиологической потребности в питательных веществах и энергии, разработанные с учетом "перечисленных особенностей (табл. 13).