Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности произвольных глазодвигательных реакций у детей с нормальным и замедленным психическим развитием

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Волкова, Светлана Ивановна, Нижний Новгород

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи ВОЛКОВА СВЕТЛАНА ИВАНОВНА

ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОЛЬНЫХ ГЛАЗОДВИГАТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ У ДЕТЕЙ С НОРМАЛЬНЫМ И ЗАМЕДЛЕННЫМ ПСИХИЧЕСКИМ РАЗВИТИЕМ.

03.00.13 - физиология человека и животных

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор медицинских наук,

профессор В.И.Щербаков

Нижний Новгород 1999

ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОЛЬНЫХ ГЛАЗОДВИГАТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ У ДЕТЕЙ С НОРМАЛЬНЫМИ ЗАМЕДЛЕННЫМ ПСИХИЧЕСКИМ РАЗВИТИЕМ.

Оглавление

Введение. Актуальность проблемы............................................с.4-8

Глава 1. Исследование глазодвигательных реакций при опознании зрительных стимулов (литературные данные)...........................с.9-42

1.1. Роль движений глаз в зрительном восприятии..................с.9-15

1.2. Нейрофизиологические основы зрительного восприятия.... с.16-26

1.3. Скорость движения глаз.............................................с.27-30

1.4. Время реакции при опознании зрительных сигналов..........с.31-35

1.5. Онтогенез зрительного восприятия...............................с.36-42

Глава 2. Методика................................................................с.43-53

2.1. Обоснование методики...............................................с.43-46

2.2. Приемы исследования................................................с.47-48

2.3. Экспериментальная установка.....................................с.49-50

2.4. Процедура исследования и обработка результатов............с.51-53

Глава 3. Исследование произвольных глазодвигательных реакций на предъявление двух отставленных друг от друга стимулов в онтогенезе....

..........................................................................................с.54-87

3.1. Определение временных параметров движений глаз и зрительного восприятия двух однозначных цифр у дошкольников и школьников (результаты исследования)........................................................с.54-69

3.2. Обсуждение результатов............................................. с.70-87

Глава 4. Исследование произвольных глазодвигательных реакций у

детей с замедленным психическим развитием........................ с.88-119

4.1. Особенности глазодвигательных функций при нарушении нормального психического развития (результаты исследования).......с.90-103

4.2. Обсуждение результатов..........................................с.104-119

Заключение.......................................................................с. 119-122

Выводы............................................................................с. 123-124

Список литературы............................................................с.125-144

Введение. Актуальность проблемы.

Информация из внешней среды поступает к мозгу человека благодаря различным анализаторным системам, и наиболее информативной из них является зрительная система. Исследование зрительной сенсорной системы имеет важное теоретическое и прикладное значение, так как, по мнению разных авторов от 70 до 90 % всей информации человек получает именно по этому сенсорному каналу. По скорости восприятия зрительной информации, по характеру и скорости движений глаз молено судить не только о функциональном состоянии зрительного анализатора, но и о функциональном состоянии всего мозга, а также об уровне его психофизиологического развития. Ю.Б.Гиппенрейтер в своих работах (1964; 1973; и др.) показала, что делаются попытки рассматривать движения глаз как индикатор протекания других процессов деятельности, например мышления. И.М.Сеченов же еще в прошлом веке говорил о том, что "все внешние проявления мозговой деятельности ... могут быть сведены на мышечное движение" (Сеченов, 1953, с.33.). Впоследствии И.П.Павлов, Н.А.Бернштейн также показали, что движения могут являться индикатором работы мозга. В связи с этим глазодвигательные реакции как один из сложноорганизованных моторных актов можно рассматривать как наиболее чуткий индикатор функционального состояния мозга.

К настоящему времени физиологами, психологами, офтальмологами накоплен определенный материал по исследованию характера движений глаз при восприятии различных объектов, есть записи скачков и микроскачков глаз при слежении за движущимся объектом и при фиксации неподвижного сигнала (Ярбус,1965; Гуревич,1971; А1регп,1972; Гиппенрейтер,1973; Котоёа е1 а1.,1973; А81т,8а1ара(ек,1975; Вескег,1976; Митькин и др.,1978; Эетткж е{ а!., 1990; Цагарели,1995; Славуцкая,1996; и многие другие). Эти

записи движений глаз могут оказаться и оказываются очень полезными для оценки возможностей восприятия в привычных условиях и в условиях экстремальных, для диагностики очаговых патологий мозга и анатомо-физиологических нарушений зрительного анализатора, для выявления взаимосвязей (анатомических и функциональных) между различными сенсорными системами, для решения некоторых вопросов протекания мыслительной деятельности и т.д. Таким образом, знания закономерностей движений глаз, глазодвигательных реакций и зрительного опознания объектов могут быть использованы физиологами и патофизиологами, психологами, психиатрами, офтальмологами, космической физиологией, исследователями работы операторов. Нам представляется, что эти знания оказались бы также очень полезными в качестве дополнительных объективных методов определения уровня психофизиологического развития детей при решении вопроса определения их в классы корректировки (классы выравнивания) или в специальные школы.

Исследования движений глаз ведутся по нескольким направлениям: первое, включающее опыты, где предметом исследования являются сами движения глаз и их временные характеристики (Dodge, 1903; Лурье, 1965; Ярбус,1965; Гуревич,1971; и др.), второе, включающее исследования роли движений глаз в зрительном различении и опознании (ГиппенрейтерД 964,1973; Глезер,1966; Запорожец и др.,1967; Зинченко,1967; Туркина,1967; Леушина,1971; Semmlow et al.,1990; и др.). Достаточно много также работ по выявлению временных границ зрительного опознания и зрительно-моторных реакций (Бойко, 1964,1976 ; Лурия и др., 1965 ; Глезер, Невская, 1971,1973; Шевелев, 1971; Леушина,Невская,1981; Невская,Леушина,1990; Palmer,Tzeng,l990; Radilova,1990; Меерсон, 1996; и ДР-)-

Однако к настоящему времени менее разработанной остается проблема определения временных характеристик произвольных глазодвигательных реакций. Еще меньше данных возрастной динамики скорости произвольных глазодвигательных реакций и ее отличительных особенностей у детей с разным уровнем психофизиологического развития.

Цель исследования. 1

Целью данной работы было исследование времени произвольных глазодвигательных реакций у детей различных возрастных групп и определение степени его корреляции с функциональным состоянием мозга и его развитием.

Задачи исследования.

Были поставлены следующие конкретные задачи исследования:

1 .Определение времени перцепции двух зрительных стимулов (однозначных цифр), разнесенных по дуге периметра на 20° и 35° друг от друга.

2.Исследование возрастной динамики произвольных

глазодвигательных и зрительных функций у дошкольников и школьников.

3.Определение временных параметров движений глаз и опознания зрительных стимулов у детей разного уровня психического развития.

4.Исследование глазодвигательных реакций у детей с нейросенсорными нарушениями слуха.

5.Сравнение показателей глазодвигательных реакций до и после учебной нагрузки.

Научная новизна работы.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1.Предложен новый способ исследования временных характеристик произвольных глазодвигательных реакций, новизна которого подтверждена ВНИИГПЭ ( патент № 2112415 от 10.07.98. на изобретение "Способ

исследования скорости глазодвигательных реакций").

2.Впервые специально был исследован процесс становления произвольных глазодвигательных реакций в онтогенезе.

3.Впервые произведено сравнение скорости глазодвигательных реакций нормальных детей и детей с задержкой психического развития

4.Установлено, что у детей, частично потерявших слух в раннем детстве, скорость глазодвигательных реакций существенно отстает от таковой у нормальных детей.

Практическое значение работы:

1 .Показатели времени глазодвигательных реакций могут являться одним из критериев уровня психофизиологического развития ребенка, а, следовательно, и уровня школьной зрелости.

2.Методика определения глазодвигательных реакций может быть использована для определения функционального состояния зрительного анализатора и всей ЦНС.

3.Показатели состояния зрительной перцепции могут быть использованы в качестве одного из диагностических тестов при определении ребенка с замедленным психическим развитием в классы выравнивания или специальные школы.

4.Эта методика может быть использована и при диагностике поражения глазодвигательного аппарата.

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Апробация работы.

Результаты исследований доложены на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы формирования гармонически развитой личности учащихся в современных условиях», Чебоксары, 1995; на 1 Всероссийской конференции «Научно-методические основы

формирования физического и психического здоровья детей и молодежи», Екатеринбург, 1996; на конгрессе «Адаптация человека и животных к факторам внешней среды», проведенного в рамках Первого Уральского Форума «Наука, культура, образование на пороге 3 тысячелетия», Челябинск, 1997; на XVII Съезде физиологов России, Ростов-на-Дону, 1998.

Структура и объем диссертации.

Работа состоит из введения, обзора литературы (1 глава), методики исследования (2 глава), изложения результатов исследования произвольных глазодвигательных реакций в онтогенезе и их обсуждения (3 глава), изложения результатов исследования глазодвигательных реакций у детей с задержкой психического развития и их обсуждения (4 глава), заключения, выводов и списка литературы. Объем диссертации - 144 страницы машинописного текста. Диссертация иллюстрирована 11 рисунками и 8 таблицами. Библиография включает 214 источников.

Положения, выносимые на защиту:

1. Совершенствование зрительных и глазодвигательных функций идет в онтогенезе параллельно и заканчивается к возрасту 12-13 лет.

2. Обоснование особенностей глазодвигательных реакций у детей с задержкой психического развития и у детей с нейросенсорными нарушениями слуха.

3. Не одинаковое влияние учебной нагрузки на состояние зрительной перцепции у нормально развитых детей и у детей с отклонениями в психическом развитии.

4.Целесообразность использования данной методики исследования скорости глазодвигательных реакций в качестве одного из тестов диагностики уровня психофизиологического развития детей с целью определения их в коррекционно-развивающие классы или спецшколы.

Глава 1. Исследование глазодвигательных реакций (литературные данные).

1.1.Роль движений глаз в зрительном восприятии.

Неподвижный глаз слеп. Это доказали опыты Ярбуса, Ригса (ЯрбусД965; Riggs, 1966) и других исследователей. А.Л.Ярбус указывает на то, что при неподвижности тестового поля (предмета) относительно сетчатки оно становится пустым (неподвижным) через 1-3 секунды. Глаза даже во время фиксации предмета совершают микродвижения. При слежении же за предметом или при переводе взгляда с одного предмета на другой глаза саккадически (скачкообразно) перемещают взор. Таких скачков при смене точки фиксации в горизонтальной плоскости может быть от одного до 4 - 5 при отстоянии точки более чем на 15-20° (Гуревич, 1971). Число скачков в негоризонтальных поворотах еще больше колеблется от такового при горизонтальных движениях (в вертикальных движениях - от 1 до 7 скачков в повороте). Б.Х.Гуревич также указывает на то, что приводящие повороты в среднем более точны и содержат меньшее число скачков, чем отводящие (как в горизонтальных, так и в вертикальных и диагональных поворотах). "По-видимому, утверждает он, так называемое первичное положение глаз в орбитах имеет особое значение для регулирования глазных движений".

Кроме фазических есть еще тонические движения глаз, которые обеспечивают фиксацию взора. А.Л.Ярбус (1965), В.Д.Глезер (1959,1966), В.И.Корчажинская и Л.Т.Попова (1977) указывают, что фиксация сопровождается тремя видами движений глаз: 1) маленькими непроизвольными скачками - "фликами" размерами до десятков угловых минут; 2) дрейфом - медленным неупорядоченным движением зрительных осей, при котором сохраняется определенная неизменность их положения; 3) тремором, высоким по частоте, но малым по амплитуде колебательным

движением осей глаз.

Движения глаз осуществляются с помощью шести мышц: четырех прямых (латеральной, медиальной, верхней и нижней) и двух косых (верхней и нижней). Верхняя, нижняя, медиальная прямые мышцы, а также нижняя косая иннервируются глазодвигательным нервом (3 пара), верхняя косая - блоковым (4 пара), а латеральная прямая - отводящим нервом (6 пара). Д.Хьюбел (1990) говорит о том, что "... для поворота одного из глаз, скажем правого, внутрь к носу человек должен расслабить прямую наружную мышцу и сократить внутреннюю прямую. Если бы каждая мышца не обладала все время некоторым тонусом, глаз бы свободно болтался в глазнице; поэтому любое движение глаза осуществляется путем сокращения одной мышцы и в точности такого же по величине расслабления мышцы-антагониста". Итак, каждая установка глаз есть результат уравновешивания состояния возбуждения и торможения отдельных глазных мышц, а, следовательно, и сопряженности работы глазодвигательных ядер ствола мозга. Как указывает Б.Х.Гуревич (1971), глазные мышцы имеют очень сложную структуру и функциональные отличия: большое количество мышечных волокон; большую частоту импульсов возбуждения (до 150-200 имп./с), значительно превышающую таковую в других мышцах (25-50 имп./с); богатую иннервацию, обеспечивающую наивысшую

чувствительность. Поэтому проприоцепция глазной мускулатуры очень высокая. Гуревич в своем обзоре акцентирует свое внимание на то, что согласно иннервационной теории Гельмгольца (Не1т1юк, 1910), приобретаемое опытом "мышечное чувство" позволяет нам на основе "бессознательных умозаключений" правильно оценивать направление взора. Однако основу мышечного чувства, по мнению Гельмгольца, составляют волевые, иннервационные импульсы, с помощью которых мозг управляет движениями глаз, - а не сенсорные импульсы, возникающие в чувственных

окончаниях мышц при глазных поворотах и установках глаз. В качестве довода Гельмгольц приводит следующий пример: если мы после фиксации ярко освещенного оконного креста закроем глаза, то последовательный образ креста будет восприниматься движущимся с глазом, если глаз движется "активно", "волевым импульсом", однако если глаз двигать "пассивно", последовательный образ кажется неподвижным, хотя в действительности движется с глазом. Гельмгольц объясняет это тем, что "мозг глаз не двигал".

Очень большое значение движению глаз в зрительном пространственном восприятии уделял И.М.Сеченов (1953) в таких работах, как "Впечатления и действительность", "Предметная мысль и действительность", "О предметном мышлении с физиологической точки зрения", "Рефлексы головного мозга" и др. Он пишет: "Когда человек рассматривает окружающую его группу предметов или присматривается к подробностям одного сложного предмета, глаза его перебегают поочередно с одной точки на другую. Вследствие этого человек получает раздельный ряд зрительных впечатлений от отдельных частей предмета, в промежутки, между которыми вставлены повороты глаз или головы, т.е. сокращения некоторых из глазных или головных мышц с сопровождающим их мышечным чувством. Повороты глаз и головы дают тотчас же сознанию ... сведения о положении рассматриваемой точки относительно той, которая рассматривалась раньше ...." (1953, с. 219); "...В акте зрения

ассоциированы, например, всегда чисто зрительные ощущения с мышечными, т.е. с ощущениями, происходящими от сокращения мышц, управляющих движением глазного яблока и актом приспособления глаза. То и другое ощущения по характеру чрезвычайно различны. Чисто зрительное имеет характер абсолютно объективный... Напротив, мышечное ощущение чисто субъективно - оно доходит до сознания в форме какого-то усилия.

Разобщить эти два ощущения - значит, сознавать и то и другое отдельно" (1953, с.79).

В настоящее время большинство исследователей рассматривают восприятие как активный процесс. При этом подчеркивается существенная роль моторных реакций (Hebb,1949; Леонтьев, 1959; Кок,Леушина,1959; Лурия и др.,1965; Запорожец и др.,1967; Groh et al.,1996; Thompson et al.,1996; и другие). Б.Х.Гуревич (1971) говорит о том, что "...наша зрительная ориентация в среде, по-видимому, главным образом происходит благодаря поворотам глаз, хотя и подкрепляемым зрением, но вовсе не обязательно вызываемым оптическим стимулом. Взрослый человек избирательно, согласно биологической ценности объекта, поворачивает на него глаза -ибо первым условием нормальной мозговой деятельности человека является не подчинение "видеоинформации", а адекватное извлечение ее".

А.Р.Лурия (1973) описывает "восприят