Возрастная психофизиология. Нескучные лекции

Анастасия Егорова

Возрастная психофизиология. Нескучные лекции

Интересы возрастной психофизиологии

Конечно, человек – это сложный биологический аппарат. Ни у кого не возникает сомнений. Он еще сложней, чем ноутбук или кофеварка, а возрастная психофизиология – это, конечно же, инструкция по его сборке и обновлениям прошивки.

Сама возрастная психофизиология, очень странное междисциплинарное направление науки. Она возникла на свет в результате смелого и оригинального эксперимента: что будет, если взять психолога, который вечно говорит «это всё ваши детские травмы и все проблемы от мамы», и физиолога, который шепчет суфлером «а я знаю как работает ваш мозг на уровне ионов и мама ваша тут не при чем», и запереть их в одной лаборатории с кричащими младенцами и подростками, слушающими слишком громкую музыку.

Возрастная психофизиология – родилась на свет на стыке двух разных направлений: физиологического и психического. Эта наука помогает современным ученым находить ответы на самые насущные вопросы человечества:

почему  маленький ребенок видит в гречке лично своего врага и устраивает перформанс в виде выкидывания каши на пол?

что творится в мозге подростка, когда он одновременно делает уроки, листает видео в сети интернет и уверен, что мир его не понимает?

почему ваша бабушка помнит, что было 40 лет назад, но забывает, куда положила очки (а они у неё на голове)?

Психофизиологи вообще-то люди приземленные, в отличие от психологов, они меньше всего думают о душе, как о чем-то эфемерном и смотрят на человека как на многослойный пирог, состоящий из нескольких уровней:

молекулярный уровень – где нейроны обмениваются посланиями вроде «эй, она снова смотрит на котика, давайте выделим дофамин!»;

клеточный уровень – где мозг активно строит нейронные связи, пока мы спим, словно это шкаф без инструкции;

уровень организма – где тело периодически саботирует психику, например: внезапным желанием плакать от усталости или съесть весь торт без остатка.

Таким образом, возрастная психофизиология – это история о том, как наша «внутренняя кухня»: мозг, нейроны, гормоны готовит блюдо под названием «личность».

Иногда получившееся блюдо может оказаться пересоленным и вредным для социального окружения. И вы точно знаете, какими упрямыми бывают подростки и подозрительными – старушки у подъезда.

Эти ученые как напридумывают слов всяких, непонятных! Вот что такое онтогенез? Какой-то страшный и древний летающий ящер, как археоптерикс? Может это биохимический анализ такой? Или определенный период?

Точно, это период!

Онтогенезчеловека – это период индивидуального развития организма, охватывающий весь жизненный путь от образования зиготы – такой специальной клетки, возникшей после оплодотворения, до наступления смерти.

В этом самом онтогенезе принято выделять две крупные стадии: пренатальную, она же – внутриутробная или дородовая стадия и постнатальную (послеродовую); первая длится от зачатия до появления на свет, вторая – от рождения до конца жизни.

Если бы природа устраивала соревнования по «пренатальному сидению в тёмном помещении без Wi-Fi», развивающиеся в утробе матери младенцы брали бы золото с оглушительным отрывом от всех остальных уже, родившихся на свет, людей. Целых 9 месяцев внутриутробного развития организма человека! Подумать только! Круче человека могут быть только самки африканского слона, которые вынашивают своих детенышей около 2 лет.

А вот обычные серые мыши, например, финишируют уже на 21-й день, словно торопятся на распродажу в сырный отдел.У виргинского опоссума беременность вообще длится всего 12-13 дней.

Почему  все так сложно и у всех существ по-разному? ОДним для вынашивания потомства нужно целых два года, другим всего 12 дней?

Все просто: длительность пренатального развития – это как срок доставки сложного заказа. Человеческий «биокомплект» включает сборку  около 200 костей, настройку примерно 86 миллиардов нейронов и установку программного обеспечения для будущих истерик из-за математики в 8 классе. Мышиный организм – проект чуть попроще: усы, хвост, инстинкт бежать от кота. Готово!

Психофизиологи подсказывают, что это все, конечно же называется «видовые особенности». Очевидные вещи для ученого, кто бы сомневался.

Однако, человек любит делать всё с размахом. Вынашивание и  рождение детей у человека составляет в норме 9 календарных месяцев.

А если бы мыши вынашивали детёнышей 9 месяцев, их популяция давно бы достигла масштабов апокалипсиса. Спасибо эволюции за тайминг!

Пренатальный этап у человека, в свою очередь, подразделяется на два периода: эмбриональный, от зачатия до 2 месяцев – крайне важный и уязвимый к внешним воздействиям, поскольку в эти месяцы происходит закладка скелета и внутренних органов; и плодный, он же – фетальный, длящийся с третьего месяца до родов, на протяжении которого осуществляется рост, дальнейшее развитие и доформирование всех возникших органов и тканей.

После торжественного выхода из уютного материнского чрева, где есть встроенная функция премиум-класса «все включено» в виде внутриутробного питания и комфортного плавания в начинается постнатальный онтогенез – пожизненный марафон длиною в 70–80 лет, где трасса то внезапно превращается в американские горки, то в беговую дорожку с препятствиями в виде стрессов, экологии и случайных встреч с тортом на дне рождения. Финишная ленточка у всех своя, и организаторы  в виде генов и образа жизни очень часто спорят между собой.

Теоретически ресурсы человеческого организма рассчитаны на более длительный срок существования: до 100 лет и свыше, однако современные условия жизни всячески способствуют сокращению этого периода, хотя феномен долгожителей по-прежнему существует.

В возрастной психофизиологии при анализе онтогенеза принято различать понятия «рост» и «развитие».

Ростозначает увеличение длины, объема и массы тела у детей и подростков, обусловленное преимущественно умножением количества клеток в тканях. Таким образом, рост отражает количественные преобразования в организме, накопление биомассы.

Развитиеже представляет собой процесс качественного характера. Под развитием понимается усложнение морфофункциональной организации растущего организма. Оба процесса тесно взаимосвязаны и взаимодополняют друг друга: постепенные количественные изменения, сопровождающие рост, ведут к возникновению новых качественных характеристик.

Например, становление двигательных функций ребенка связано с созреванием нервно-мышечного аппарата: наращивание мышечной массы и увеличение числа нейронных связей в головном мозге способствуют постепенному освоению сложных целенаправленных движений, таких как ходьба или тонкая моторика пальцев. Развитие организма непрерывно, и каждый его этап отличается специфическими морфофункциональными особенностями, которые служат основой для научно обоснованной возрастной периодизации.

Возрастная периодизация– это разделение постнатального развития человека на определённые временные отрезки. Она базируется на нескольких критериях.

Первый – костный возраст, то есть степень зрелости скелета, очередность и сроки окостенения.

Второй – зубной возраст, определяемый временем прорезывания молочных и постоянных зубов.

Третий – уровень полового созревания, выраженный в развитии вторичных половых признаков.

В соответствии с этими критериями вся постнатальная жизнь подразделяется на следующие периоды:

1. Новорожденность (1–10 дней);

2. Грудной возраст (10 дней – 1 год);

3. Раннее детство (1–3 года);

4. Первое детство (4–7 лет);

5. Второе детство (мальчики 8–12 лет, девочки 8–11 лет);

6. Подростковый возраст (мальчики 13–16 лет, девочки 12–15 лет);

7. Юношеский возраст (юноши 17–21 год, девушки 16–20 лет);

8. Зрелый возраст, первый период (мужчины 22–35 лет, женщины 21–35 лет);

9. Зрелый возраст, второй период (мужчины 36–60 лет, женщины 36–55 лет);

10. Пожилой возраст (мужчины 61–74 года, женщины 56–74 года);

11. Старческий возраст (75–90 лет);

12. Долгожительство (90 лет и выше).

Следует отметить, что возрастная периодизация носит условный характер, поскольку выделяют календарный (паспортный) возраст – количество прожитых лет, биологический возраст – уровень морфофункциональной зрелости организма, и психологический возраст – определяемый внутренним самоощущением личности. Эти возрастные показатели могут не совпадать и не всегда соответствуют друг другу, особенно в детском и подростковом возрасте.

Законы онтогенеза и особенности созревания организма

Итак, мы выяснили, что индивидуальное развитие человека включает два этапа онтогенеза: пренатальный– от формирования зиготы до рождения и постнатальный– с момента появления на свет.

Организм растет и развивается через количественные изменения структур и функций, сопровождающиеся увеличением биомассы. Однако развитие было бы невозможным без дифференциации – специализации клеток, тканей и органов, обеспечивающих преобразования и функциональное созревание организма.

Ключевой закономерностью развития является гетерохронность, сформулированная А.Н. Северцовым.

Биографическая справка:Алексей Николаевич Северцов (1866–1936) – выдающийся русский и советский биолог, основатель эволюционной морфологии животных. Академик АН СССР (1920). Ученик знаменитого зоолога М.А. Мензбира. Основные труды посвящены изучению закономерностей эволюционного процесса, проблемам происхождения и развития позвоночных животных. Разработал теорию филэмбриогенеза, объясняющую эволюцию через изменения онтогенеза. Ввел понятие гетерохронии – разновременности развития органов и систем в онтогенезе, которое стало фундаментальным для эволюционной биологии и возрастной психофизиологии. Его работы оказали значительное влияние на развитие эволюционной теории в России и мире. Основатель научной школы эволюционной морфологии.

Принцип гетерохронии заключается в избирательном и неодновременном формировании функциональных систем организма, что обусловлено эволюционными механизмами и закреплено наследственно.

Почему это происходит?

Данный принцип обеспечивает адаптивность развития, что подробно раскрыто в теории функциональных систем П. К. Анохина.

Биографическая справка: Пётр Кузьмич Анохин родился в семье рабочих. Осенью 1950 года на научной сессии, посвящённой учению И.П. Павлова, его теория функциональных систем подверглась резкой критике. Профессор Э.А. Асратян заявил: «Когда ученик Павлова Анохин под маской верности систематически ревизует его учение с позиций идеалистических теорий – это возмутительно». В результате Анохин был отстранен от работы и до 1952 года преподавал в Рязанском медицинском институте.

Принцип гетерохронии проявляется в том, что системы созревают последовательно: сначала те, что обеспечивают выживание после рождения. Например, рано развивается круговая мышца рта и шейные мышцы, отвечающие за поворот головы к источнику питания. Одновременно формируются механизмы координации дыхания и глотания, предотвращающие попадание молока в дыхательные пути.

Таким образом, обеспечиваются ключевые операции: захват соска, сосание, транспортировка пищи. Все функциональные системы раннего возраста направлены на поддержание жизнедеятельности, формирование адаптивного поведения и накопление индивидуального опыта.

Созревание – протяженный во времени процесс, для описания которого используются понятия зрелости и ее степени.

О зрелости физиологических систем судят по определенным критериям, отражающим готовность организма к выполнению функций на каждом этапе онтогенеза.

При оценке морфологических критериев созревания нервной системы ключевое значение имеет формирование миелиновой оболочки вокруг нервных волокон и проводящих путей. Образование этой изолирующей оболочки значительно увеличивает скорость передачи нервных импульсов.

Процесс миелинизации подчиняется определенным закономерностям: сенсорные пути миелинизируются раньше двигательных, проекционные – раньше ассоциативных, центральные структуры ЦНС – раньше периферических, а затылочные отделы – раньше лобных.

О зрелости центральной нервной системы также свидетельствует достижение нервными клетками определенного размера, наличие у них достаточного количества отростков и соответствующей длины этих отростков. Морфологическим критерием созревания является и достижение мозговыми структурами размеров, характерных для конкретного этапа развития человека.

Представьте, что мозг младенца – это стартап на этапе бурного роста: нейроны, как амбициозные сотрудники, хаотично налаживают связи, создавая избыточное количество «рабочих чатов» – синапсов. К двум годам этот когнитивный хаос достигает пика: связей становится так много, что даже самый организованный взрослый мог бы позавидовать такому сетевому взаимодействию. Однако, как и в любом успешном бизнесе, дальше наступает этап оптимизации: к семи годам мозг проводит «реструктуризацию», безжалостно закрывая невостребованные проекты и оставляя только те синапсы, которые регулярно используются для обработки внешних событий.

Так избыточный синаптогенез сменяется элегантной стратегией «выживает самый полезный», превращая детский мозг в эффективную корпорацию с отлаженными внутренними процессами.

Когда мы говорим о функциональных критериях созревания, мы говорим о показателях биоэлектрической активности головного мозга которые определяются с помощью ЭЭГ.

До 30-40-х годов XX века в научном сообществе преобладало мнение об отсутствии биоэлектрической активности мозга у детей первых месяцев жизни. Однако первую успешную запись ЭЭГ удалось получить немецкому физиологу и психиатру Хансу Бергеру, зафиксировавшему электроэнцефалограмму у своего малолетнего сына. Бергер, признанный одним из основателей электроэнцефалографии, руководил психиатрической клиникой Йенского университета.

Биографическая справка:Ханс Бергер (1873–1941) – немецкий психиатр, основоположник электроэнцефалографии. После продолжительной депрессии и тяжелого кожного заболевания покончил с собой 1 июня 1941 года в Йене.

Степень зрелости биоэлектрической активности мозга характеризуется следующими параметрами:

особенности частотно-амплитудного спектра ЭЭГ;

наличие устойчивой ритмической активности;

средняя частота доминирующих волн;

региональные особенности ЭЭГ;

характеристики генерализованной и локальной вызванной активности;

пространственно-временная организация биопотенциалов.

Современная компьютеризация электрофизиологических исследований позволила формализовать эти параметры и создать новое диагностическое направление – нейрометрику. Этот метод предполагает математический анализ ЭЭГ-данных с использованием нейронных констант для оценки личностных особенностей.

Рефлекторные критерии созревания проявляются через врожденные безусловные рефлексы: поисковый, хватательный, сосательный, шейно-тонический и другие. Эти рефлексы входят в систему оценки новорожденных по шкале Апгар, включающей проверку кожных покровов, сердечного ритма, рефлекторной возбудимости, мышечного тонуса и дыхания.

Биографическая справка: Вирджиния Апгар (1909–1974) – американский анестезиолог, создатель знаменитой шкалы оценки новорожденных. Первая женщина-профессор анестезиологии. Увлекалась музыкой, изготавливала скрипки, садоводством, авиацией и филателией.

Большинство безусловных рефлексов исчезает к концу первого года жизни, что отражает постепенное созревание коры головного мозга и переход от подкорковой регуляции (средний мозг) к сложным корковым реакциям. Этот процесс демонстрирует тесную связь между исчезновением примитивных рефлексов и развитием высших отделов ЦНС.

А теперь давайте поговорим о локомоторных критериях созревания – или, как я это называю, «как мозг учится управлять телом, чтобы наконец перестать напоминать неуправляемый марсоход».

Способность к перемещению в пространстве, локомоция– весьма сложный квест, который центральная нервная система проходит по мере взросления. Ваш мозг, образно – руководитель завода, где работает 600 подчиненных (речь идет мышцах тела), и этому руководителю нужно как-то управлять всеми своими подчиненными, чтобы завод не стал банкротной организацией? Насколько это сложный процесс, задумайтесь.

Вот классический пример: ребенок тянется за стаканом воды. Казалось бы, что тут сложного? Но для мозга это – настоящая олимпиада по многозадачности. Сначала нужно провести мгновенную съемку местности: где стакан, как далеко, под каким углом. Затем – рассчитать траекторию руки так, чтобы не задеть соседний тортик, что, конечно, трагедия.

Но и это не всё! Мозг заранее готовит кисть – раскрывает её именно на ширину стакана, как умный робот-бармен. Затем подключает сгибатели пальцев с ювелирной точностью – не слишком слабо, иначе – уронишь, не слишком сильно, а то раздавишь.

И финальный аккорд – удержать стакан вертикально, потому что пролитый сок на новом ковре – это уже не неловкость, а экзистенциальный кризис.

Таким образом, просто чтобы попить воды, мозгу нужна не только карта местности, но и полное досье на объект: его вес, хрупкость, скользкость и потенциал устроить потоп. Всё это упаковано в крошечную, но гениальную программу – двигательный сценарий, который мы, взрослые, исполняем на автопилоте, даже не задумываясь, какой это шедевр нейроинженерии.

В следующий раз, когда будете пить кофе, вспомните: ваш мозг только что выполнил суперкомпьютерные расчёты, до которых не всякому роботу под силу. А если пролили – просто скажите, что это был сознательный саботаж устаревшей двигательной программы. Ученые вас поймут.

Двигательная программа человека представляет собой набор базовых команд и корректирующих подпрограмм, обеспечивающих реализацию движения с учётом текущих афферентных сигналов и информации от других отделов ЦНС.

Хронология психофизиологического созревания определяет развитие перцептивной деятельности, речи и мыслительных операций. Как отмечал психолог Э. Лененберг, ребенок начинает говорить именно тогда, когда достигается определенный этап физического созревания.

Биографическая справка: Эрик Х. Лененберг (1921–1975) – американский психолог и лингвист немецкого происхождения, один из основоположников современной психолингвистики и нейролингвистики. Наиболее известен своими работами в области изучения развития языка у детей. В фундаментальном труде «Биологические основы языка» (1967) выдвинул теорию о критическом периоде для овладения языком, утверждая, что способность к усвоению языка биологически запрограммирована и тесно связана с созреванием нервной системы. Подчеркивал роль нейрофизиологических механизмов в процессе языкового развития. Его идеи оказали значительное влияние на понимание связи между биологией и языком.

Морфофункциональное созревание органов и систем характеризуется неравномерностью на разных этапах онтогенеза, что отражается в количественных и качественных изменениях. Качественные изменения включают появление новообразований в морфологии, биоэлектрической активности и поведении.

Интенсивные структурные преобразования происходят в пренатальном периоде и младенчестве. В процессе развития ребенок переживает как фазы замедления биологического созревания, так и периоды ускорения – скачков. Например, пубертатный скачок роста в подростковом возрасте связан с активной секрецией гормона роста, влияющего на развитие костей и мускулатуры, что объясняет резкое увеличение длины тела и изменение пропорций.

Пубертатный скачок затрагивает практически все органы и ткани, но в разной степени. Изменения таких показателей, как рост, можно оценить с помощью кривых роста.

Гетерохронность развитияподразумевает разную скорость созревания систем организма. Однако, поскольку организм функционирует как целостная система, различия в темпах созревания не должны нарушать их согласованную работу. Проблема синхронизации роста и других процессов на разных уровнях индивидуальности остается нерешенной. Предполагается, что ключевую роль в синхронизации играют ЦНС и эндокринная система, хотя детальные механизмы этого процесса требуют пристального и глубокого изучения.

В психофизиологии развития существуют феномены акселерации и ретардации. Эти явления представляют собой отклонения от типичных показателей развития, характерные для значительной части представителей конкретных возрастно-половых групп.

Акселерацияопределяется как ускоренное физическое развитие и формирование функциональных систем организма у детей и подростков. Её причинами считаются: изменение структуры питания, улучшение гигиенических условий, увеличение информационной нагрузки, социокультурные влияния и другие факторы. Акселерация влияет и на темпы полового созревания – современные подростки развиваются быстрее, чем их сверстники 30-50 лет назад.

Различают эпохальную и внутригрупповую акселерацию. Эпохальная характерна для целых поколений – например, ее пик наблюдался в 60-70-х годах XX века. В 80-е процесс стабилизировался, а с 90-х появились признаки противоположного явления – децелерации, или ретардации развития.

Ретардацияпредставляет собой замедление темпов физического созревания. Причины массовых колебаний между акселерацией и ретардацией до конца не изучены; существует гипотеза об их циклическом характере, связанном с влиянием экзогенных (например, солнечная активность) или эндогенных факторов.

Становление психических свойств также происходит неравномерно. Гетерохронность личностного формирования накладывается на гетерохронность биологического созревания, создавая эффект разновременности развития разных систем. Это приводит к диссоциациям: например, между ускоренным физическим ростом и задержкой психического или полового развития, или, наоборот, между замедленным физическим развитием и опережающим психическим созреванием.

При ретардации наблюдается общее замедление развития, включая половое созревание, на 2-3 года по сравнению со средними показателями. Дети с ретардацией проходят все стадии развития, но с опозданием, что может сопровождаться задержкой психического развития и трудностями в социальной адаптации и обучении.

Конфликты между детьми и взрослыми часто возникают из-за несоответствия ожидаемым нормам развития: физически зрелый, но психически инфантильный ребенок испытывает трудности в адаптации.

Календарный возраст не всегда отражает реальный уровень развития, что подчеркивает индивидуальные различия.

Темп созревания – изменчивая характеристика. В течение жизни периоды ускорения могут сменяться замедлением, и наоборот. Эти особенности адекватно описываются концепцией "индивидуальной траектории развития", которая критикует жёсткие рамки понятия "нормы развития"и подчеркивает вариативность онтогенетических процессов.

Закономерностью онтогенеза является и процесс старения, который в итоге завершается смертью организма. По-крайней мере, биологической точно. Со смертью завершается жизненный путь человека. И это грустно, потому-что мы не знаем точно, есть ли жизнь после смерти и что становится с личностью человека за гранью физиологического завершения жизни.Но, мы обязательно когда – нибудь узнаем правду. Ученые над этим работают.

Как измерить психофизиологическое состояние

Любовь линейкой не измерить. Измерить можно только нечто конкретное, телесное, живое и физическое. Можно конечно измерить определенные органы, которые выполняют свою важную роль в состоянии любви, но саму любовь, увы – не измерить.

Мы можем узнать размер мозга человека? Можем определить количество времени, которое он затратил на решение сложной задачи или увидеть какие зоны мозга у человека были активированы в моменты поиска решения?

Вот детский мозг – это очень сложный гаджет да еще и без инструкции. Психофизиологические исследования и поиски помогают ученым сегодня выяснить: почему же в два года ребенок упрямо кричит «нет!» даже на предложение конфеты, а в семь лет внезапно запускает режим «почемучки» и берет измором всех окружающих своими вопросами. Понимание того, как мозг, словно «железо» взаимодействует психикой, которая является «софтом», позволяет психофизиологам не заниматься астрологическими предсказаниями и гаданием на кофейной гуще, а создавать идеальные условия для апгрейда этого устройства.