Психофизиология детей и подростков


\ ЮФУ /

J



 Е. В. Воробьева
 И. А. Кайдановская





                Психофизиология детей и подростков

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»








      Е. В. Воробьева, И. А. Кайдановская




            ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ




Учебное пособие














Ростов-на-Дону — Таганрог Издательство Южного федерального университета 2018

УДК 159.91-053.2(075.8)
ББК 88.3я73
     В75

Печатается порешению кафедры психофизиологии и клинической психологии Академии психологии и педагогики (протокол № 7 от 31 января 2017 г.)
Рецензенты:
доктор психологических наук, профессор, декан факультета «Психология, педагогика и дефектология» Донского государственного технического университета И. В. Абакумова;
доктор биологических наук, профессор, профессор кафедры психофизиологии и клинической психологии Южного федерального университета
В. В. Бабенко

В75       Психофизиология детей и подростков : учебное пособие /
       Е. В. Воробьева, И. А. Кайдановская ; Южный федеральный университет. — Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2018. — 175 с.
       ISBN 978-5-9275-2670-3
           В учебном пособии, написанном в контексте современных психофизиологических исследований, рассматриваются основные закономерности развития мозговых систем у детей и подростков на разных возрастных этапах. В книге приведены основные сведения о становлении психофизиологии детей и подростков как одного из разделов возрастной психофизиологии; рассмотрены основные закономерности возрастного формирования и развития познавательных процессов, эмоционально-волевых процессов, функциональной межполушарной асимметрии; показана взаимосвязь работы регуляторных систем мозга и проблем обучения в школе.
           Предназначено для студентов магистратуры, обучающихся по направлению 37.04.01 «Психология», специализирующихся в области психофизиологии и клинической психологии.

           Учебное пособие подготовлено при поддержке проекта Южного федерального университета 213.01-07.2014/15ПЧВГ «Угрозы национальной безопасности в условиях геополитической конкуренции и .модели агрессивного и враждебного поведения .молодежи на Юге России».
ISBN 978-5-9275-2670-3                            УДК 159.91—053.2(075.8)
ББК 88.3я73
                                     © Южный федеральный университет, 2018 © Воробьева Е. В., Кайдановская И. А., 2018 © Оформление. Макет. Издательство Южного федерального университета, 2018

            ОГЛАВЛЕНИЕ



Введение..............................................5
Модуль I. Предмет, история и методы психофизиологии ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ................................... 6
Тема 1. Предмет и история становления психофизиологии детей и подростков....................6
  1.1. Предмет психофизиологии детей и подростков ....6
  1.2. История становления психофизиологии детей и подростков........................................8
Тема 2. Основные проблемы, закономерности и принципы возрастной психофизиологии...........................14
  2.1. Принципы возрастной психофизиологии.......... 14
  2.2. Проблема периодизации индивидуального развития. 19
  2.3. Характеристика возрастной нормы. Биологический возраст и показатели зрелости. Акселерация.........21
Тема 3. Методы возрастной психофизиологии............27
  3.1. Электроэнцефалография.........................27
   3.1.1. История возникновения метода электроэнцефалографии и основные методические требования к записи ЭЭГ ..........................27
   3.1.2. Ритмы электроэнцефалограммы взрослого бодрствующего человека............................32
   3.1.3. Изменения электроэнцефалограммы в цикле бодрствование — сон...............................38
   3.1.4. Возрастные изменения электроэнцефалограммы..39
   3.1.5. Классификация типов ЭЭГ....................42
  3.2. Метод регистрации вызванных потенциалов.......43
  3.3. Методы регистрации вегетативных показателей...52
  3.4. Метод компьютерной стабилографии..............55
Вопросы для самоконтроля к модулю 1..................59
Задания для самостоятельной работы к модулю 1........59

3

Модуль II. Основные закономерности формирования головного

МОЗГА В ОНТОГЕНЕЗЕ. МОЗГОВАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПСИХИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ.................................. 64
Тема 4. Основные этапы созревания мозга...............64
  4.1. Развитие мозга с позиций системогенеза..........64
  4.2. Формирование головного мозга в ходе эмбриогенеза человека............................................66
  4.3. Основные этапы морфофункционального созревания коры и формирования альфа-ритма.....................70
  4.4. Возрастные перестройки активности мозга........81
Тема 5. Динамика функциональной межполушарной асимметрии в онтогенезе.................84
  5.1. Межполушарная функциональная асимметрия мозга...84
  5.2. Теория динамической функциональной межполушарной асимметрии............................90
Тема 6. Развитие внимания в онтогенезе................95
  6.1. Нейрофизиологические механизмы внимания........95
  6.2. Основные этапы формирования внимания........... 105
Тема 7. Мозговая организация познавательной деятельностидетей....................................113
Тема 8. Развитие речи и формирование мозговой организации вербальной деятельности........ 116
  8.1. Мозговаяорганизацияречи.......................116
  8.2. Развитие речи в онтогенезе....................123
Тема 9. Развитие эмоций в онтогенезе.................129
  9.1. Нейроанатомия и электроэнцефалографические корреляты эмоций ................................. 129
  9.2. Закономерности развития эмоций в онтогенезе...135
Тема 10. Работа регуляторных систем мозга и проблемы обучения в школе.................................... 141
Вопросы для самоконтроля к модулю II................ 154
Задания для самостоятельной работы к модулю II.......155
Литература...........................................160

4

            ВВЕДЕНИЕ



   В учебном пособии приведены основные сведения о становлении психофизиологии детей и подростков как одного из разделов возрастной психофизиологии, рассмотрены основные закономерности возрастного формирования и развития познавательных процессов, эмоционально-волевых процессов, функциональной межполушарной асимметрии, а также особенности психологического сопровождения детей с незрелостью мозговых регуляторных систем.
   Учебное пособие построено на модульной основе и включает два модуля, после каждого модуля следуют вопросы для самоконтроля, задания студентам для самостоятельной работы. В первом модуле рассматриваются предмет, история и методы психофизиологии детей и подростков, в модуле имеется три темы. Во втором модуле приводятся сведения об основных закономерностях формирования головного мозга в онтогенезе и о мозговом обеспечении реализации психических функций, модуль содержит семь тем.
   Изучение курса «Психофизиология детей и подростков» призвано сформировать у студентов магистратуры представления об основных возрастных закономерностях развития мозговых систем, обеспечивающих реализацию эмоциональных, мотивационных и познавательных процессов у детей. Кроме того, в учебном пособии акцентируется внимание на проблемах, связанных с развитием систем мозга, лежащих в основе успешного школьного обучения. В рамках самостоятельной работы обучающимся предлагается ознакомиться с подборкой современной литературы и подготовить рефераты.

5

            Модуль I. ПРЕДМЕТ, ИСТОРИЯ И МЕТОДЫ ПСИХОФИЗИОЛОГИИ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ



   Цель модуля — рассмотреть последовательность истории становления и развития психофизиологии детей и подростков, принципов исследования, методов, а также основную сложившуюся проблематику исследований.

Тема 1. Предмет и история становления психофизиологии детей и подростков


            1.1. Предмет психофизиологии детей и подростков



   Психофизиология детей и подростков изучает особенности жизнедеятельности организма в ранние периоды онтогенеза, функции органов, систем органов и организма в целом по мере его роста и развития, своеобразие этих функций на каждой возрастной стадии, особенности становления и развития психических функций в онтогенезе. Психофизиология детей и подростков является составной частью возрастной психофизиологии.
   Онтогенез — одно из основополагающих понятий психофизиологии детей и подростков. Термин «онтогенез» был введен в 1866 г. немецким естествоиспытателем Эрнстом Геккелем (1834—1919).
Под онтогенезом (от греч. ontos — существо, genesis — развитие) понимается индивидуальное развитие организма от момента зачатия до окончания жизненного цикла.
   Психофизиология — наука о мозговой организации высших психических функций человека. Возрастная психофизиология сформировалась на основе научных данных таких наук, как возрастная психология, акмеология, психофизиология, физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем, возрастная физиология, психогеронтология. Пред-

     Э. Геккель      метом возрастной психофизиологии яв

6

1.1. Предмет психофизиологии детей и подростков

ляется изменчивость физиологических основ психики и поведения на разных этапах онтогенеза. В центре исследования возрастной психофизиологии находится изучение зависимости индивидуальных психологических особенностей человека, проявляемых в поведении, деятельности и общении, от индивидуально-типических различий в деятельности регуляторных систем (мозга, эндокринной системы идр.) [Ильин, 2001а].
   Специфика объекта возрастной психофизиологии заключается в том, что в онтогенезе человека происходят не только количественные, но и качественные изменения психических функций. С возрастом увеличивается объем мышления, количество мыслительных операций, а также наблюдается изменение преобладающего типа мышления — происходит переход от наглядно-действенного в раннем детстве к абстрактному в зрелости. Возможность развития психики обеспечивают генетические, биологические и морфологические факторы. Возрастную специфику этих факторов, последовательность их формирования в онтогенезе, воздействие морфофункционального созревания организма на психическое развитие, особенности физических и психических предикторов развития изучает возрастная психофизиология. Изучение психологических закономерностей возрастной изменчивости, результаты психофизиологических исследований позволяют получить обоснование норм проявления различных психических функций во всех возрастных периодах развития, определить нормативные показатели зрелости, выявить актуальные и потенциальные возможности человека в разные возрастные периоды [Ильин, 2001а].
   Задачами возрастной физиологии являются оценка возрастной нормы, возрастная периодизация онтогенеза, изучение возрастных особенностей мозговой организации психических процессов и механизмов, лежащих в основе их формирования, а также нарушений высших психических функций в зависимости от характера поражений мозга. Основная задача возрастной психофизиологии — выяснение возрастных особенностей мозговой организации психических процессов и механизмов, лежащих в основе их формирования. Согласно актуальным представлениям все функции складываются и претерпевают изменения при тесном взаимодействии организма и среды.

7

Тема 1. Предмет и история становления психофизиологии детей и подростков



            1.2. История становления психофизиологии детей и подростков



   Изучение возрастных особенностей детского организма началось во второй половине XIX в., когда было обнаружено, что ребенок потребляет в течение суток ненамного меньше энергии, чем взрослый,

М. Рубнер

хотя размеры тела ребенка намного меньше. В поисках объяснения этих различий немецкий физиолог Макс Рубнер (1854-1932) провел изучение скорости энергетического обмена у собак с разными размерами тела и обнаружил, что более крупные животные в расчете на 1 кг массы тела расходуют энергии значительно меньше, чем мелкие.
   Подсчитав площадь поверхности тела, он обнаружил, что отношение количества потребляемой энергии пропорционально именно величине поверхности тела. «Правило поверхности» М. Рубнера заключается в следующем: «Энерге

тические затраты теплокровного организма пропорциональны площади поверхности тела». Согласно этому правилу интенсивность физиологических процессов в детском организме

существенно выше, чем в организме взрослого, например, в таких показателях, как частота сердечных сокращений и дыхательных циклов, легочная вентиляция, объем кровотока и др.
   Русский педиатр Николай Петрович Гун-добин (1860-1908) в начале XX в. писал о том, что ребенок — это не просто маленький человек, он также во многом отличается от взрослого человека, причем организм ребенка устроен и работает иначе, и на каждой стадии своего развития детский организм адаптирован к тем условиям, с которыми ему приходится сталкиваться в реальной жизни.
   Русский физиолог Петр Францевич Лесгафт (1837—1909) известен как ученый, ко

торый сформировал основы школьной ги- Н. П. Гундобин

8

1.2. История становления психофизиологии детей и подростков

гиены и физического воспитания детей и подростков. Он считал

обязательным внимательное и тщательное изучение детского организма, а также его физиологических возможностей.


Немецкий врач и физиолог Э. Гельмрейх в 20-е гг. XX в. в сво-

их работах доказал, что различия между взрослым и ребенком мо

гут рассматриваться в двух аспектах: ребенок как маленький ор-

ганизм и ребенок как развивающийся организм. К одной из важных характеристик детского организма может быть отнесено открытое в конце 30-х гг. Ильей Аркадьевичем Аршавским (1903—1996) неравномерное развитие симпатических и парасимпатических влияний нервной системы на главные функции детского организма. И. А. Аршавский показал, что симпатотонические механизмы созревают значительно раньше в ходе онтогенеза, и это обусловливает важное качественное своеобразие функци

онального состояния детского организма. П. Ф. Лесгафт Симпатический отдел вегетативной нерв-
ной системы активизирует сердечно-сосудистую и дыхательную системы, а также обменные процессы в организме. Такая стимуляция является весьма существенной для детей раннего возраста, организм которых нуждается в повышенной интенсивности обменных процессов для обеспечения роста и развития. С течением времени в организме ребенка возрастают парасимпатические, тормозящие влияния, следствием чего является снижение частоты пульса, частоты дыхания, а также относительной интенсивности энергопродукции.
   Проблема неравномерности и гетерохронности (разновременности) развития органов и систем стала центральным объектом исследования в работах известного физиолога Петра Кузьмича Анохина (1898—1974). В 40-е гг. он

      П. К. Анохин      разработал концепцию системогенеза,

9

Тема 1. Предмет и история становления психофизиологии детей и подростков

Н. А. Бернштейн

которая постулирует, что последовательность разворачивающихся в организме событий выстраивается так, чтобы удовлетворять изменяющиеся по ходу развития потребности организма. При этом П. К. Анохин впервые перешел от рассмотрения анатомически целостных систем к изучению и анализу функциональных связей в организме.
Выдающийся физиолог Николай

Александрович Бернштейн (1896—1966) в своих трудах показал, что постепенно в он

тогенезе формируются и усложняются алгоритмы управления про-

извольными движениями, а также что механизмы высшего управления движениями в ходе онтогенеза развиваются от наиболее эволюционно древних подкорковых структур головного мозга к более новым, достигая все более высокого уровня «построения движений». Н. А. Бернштейн впервые установил, что направление онтогенетического прогресса управления физиологическими функциями отчетливо совпадает с направлением филогенетического прогресса. Это позволяет сделать вывод о подтверждении концепции Э. Геккеля и А. Н. Северцова о том, что индивидуальное развитие (онтогенез) представляет собой ускоренное эволюционное развитие (филогенез).
Известный эволюционист Иван Иванович Шмальгаузен (1884—

1963) изучал вопросы онтогенеза, в его работах было доказано наличие в ходе онтогенетического развития чередования стадий роста и дифференцировок. Методологические работы И. И. Шмальгаузена, посвященные изучению динамики ростовых процессов, написаны в 30-е гг. XX столетия, но до сих пор имеют большое значение для понимания важнейших закономерностей возрастного развития.
   Николай Александрович Семашко (1874— 1949) является основателем Института возрастной физиологии Российской академии

И. Шмальгаузен

10

1.2. История становления психофизиологии детей и подростков

образования - ведущего учреждения в России, и сегодня обеспечивающего научную разработку проблем физиологии развития и здоровья школьников. Институт возрастной физиологии РАО был создан в 1944 г. в Москве с целью научного обеспечения охраны здоровья учащихся, а также проведения гигиенических исследований в общеобразовательных школах, детских домах, детских садах, внешкольных учреждениях. Более 20 лет Институтом возрастной физиологии РАО (с 1949 по 1972 г.) руководил профессор А. А. Маркосян.
   В 60-е гг. физиолог А. А. Маркосян (1904

1972) сформулировал теорию биологической надежности как одного из главных факторов онтогенеза. Эта теория основывалась на большом количестве эмпирических фактов, которые показывали, что по мере взросления организма надежность его функциональных систем значительно возрастает. Теория биологической надежности

Н. А. Семашко

подтверждается сведениями по развитию системы свертывания крови, иммунитета, а также функциональной организации деятельности мозга. В последнее время получены новые данные, которые также подтверждают основные постулаты теории биологической надежности, разработанной А. А. Маркосяном.
   Александр Романович Лурия (1902-1977) известен как один из

создателей культурно-исторической концепции развития психики.

А. Р. Лурия

Он принимал активное участие в разработке теории деятельности. А. Р. Лурия предложил научному сообществу идеи системного строения высших психических функций, их изменчивости и пластичности.
   С применением близнецового метода А. Р. Лурия изучал влияние наследственных и средовых факторов на психическое развитие. В своих работах А. Р. Лурия представил доказательства того, что соматические признаки в значи


тельной степени являются наследственно


11