Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Становление функциональных асимметрий в раннем онтогенезе

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Становление функциональных асимметрий в раннем онтогенезе"

□□3479 На правах рукописи

ПОНОМАРЕВА ТАТЬЯНА ВАСИЛЬЕВНА

СТАНОВЛЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ АСИММЕТРИЙ В РАННЕМ ОНТОГЕНЕЗЕ

03.00.13 - физиология

- 8 ОКТ 2009

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Краснодар,2009

003479122

Работа выполнена на кафедре физиологии Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

Е.М.Бердичевская

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

К.Д.Чермит

доктор медицинских наук, профессор Ю.Р.Шейх-Заде

Ведущая организация: Южный федеральный университет

Защита диссертации состоится «29» октября 2009 г. в 11.30 часов на заседании диссертационного совета Д 311.009.01 в Кубанском государственном университете физической культуры, спорта и туризма (350015, г.Краснодар, ул.Будённого, 161)

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке университета. Автореферат разослан « Л б » 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор педагогических наук, профессор

М.М.Шестаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В сложной соподчиненной иерархии функциональных асимметрий, формирующих латеральный фенотип, функциональная межполушарная асимметрия головного мозга занимает цеьпральное место (Е.М.Бердичевская,2005; АВ.Черноситов и др.,2009). Признаки асиммегфии мозга достигают максимальной выраженносш у человека, позволяя рассматривать функциональную межполушарную асимметрию как один из базисных индивидуально - типологических факторов. Он отражает различия в распределении функций между правым и левым полушарием, которые распространяются на моторную и сенсорную сферу. От степени и типа выраженности латерализации полушарий зависит индивидуальность частных физиологических проявлений (ЕДХомская и др.,1997; К.Д.Чермит, ЕКАганянцДЮб; Е.М.Берднчевская, А.С.Гронская^ООЭ).

Исследования функциональной межполушарной асимметрии у детей в возрастном диапазоне от 2 до 5 лег представляют большой научный и практический интерес, поскольку создают представление о начальных этапах онтогенеза межполушарных отношений. При всей ясности и аргументированном доказательстве существования функциональной специализации полушарий продолжается дискуссия о сроках ее формирования, конкретных проявлениях и механизмах в онтогенезе. Многочисленные данные о становлении функциональной асимметрии мозга в онтогенезе, полученные различными методами, до настоящего времени противоречивые, разобщенные и фрагментированные, и не дают единого представления о сроках формирования межполушарных различий (Т.А.Строганова и др., 2004; Е.ИНиколаева, Е.ЮБорисенковаД008; АЛЛуприков, Р.М.ГнамюкД009). Вследствие этого проблема изучения функциональной асимметрии полушарий у детей на ранних стадиях онтогенеза актуальна и содержит важные аспекты нейрофизиологии, возрастной физиологии, нейропсихологии и нейропедашгики для решения фундаментальных теоретических проблем, которые касаются гетерохронизма темпов созревания правой и левой гемисфер, межполушарных комиссур, специфики моторного контроля и проявлений ВНД у правшей и левшей.

Исследование физиологических особенностей детей с различным профилем

асимметрии существенно и для решения практических вопросов обучения и воспитания. Согласно тенденции развития системы дошкольного образования одной из важнейших составляющих успешности обучения и воспитания ребенка является индивидуальный подход. Процесс развития детей на ранних стадиях онтогенеза должен опираться на гармоничное соответствие между физиологическими возможностями ребенка и требованиями, которые предъявляются социальным окружением (АВ.СеменовичДООЗ). Отсутствие знаний о специфике физиологических проявлений у детей с правым и левым латеральным фенотипом лежит в основе недостаточной компетентности воспитателей дошкольных учреждений в решении данных проблем (АЛ.Сиротюк,2004; О.В.ТуляковаДЮ4). Это особенно важно, так как физиологи все больше связывают успешность адаптации правшей и левшей со своеобразием их 1щщшидуально-типологических характеристик. Однако и до настоящего времени вопросы формирования функциональной межполушарной асимметрии правшей и левшей в период раннего онтогенеза (начиная с 2-х лет) и сопутствующие этому процессу закономерности становления функций двигательной системы и высшей нервной деятельности исследованы крайне недостаточно, а лонгитудинальные наблюдения отсутствуют.

Цель работы: обосновать закономерности становления и особенности функциональных проявлений индивидуального профиля асимметрии (ИПА) у детей в возрастном диапазоне от 2 до 5 лет.

Задачи исследования:

1. Выявить основные закономерности становления и развития индивидуального профиля асимметрии и его компонентов у детей на отрезке онтогенеза от 2 до 5 лет.

2. Определить особенности двигательного развития детей с различными профилями функциональной асимметрии в возрастном периоде от 3 до 5 лет.

3. Установить специфику проявлений высшей нервной деятельности у детей с различными профилями функциональной асимметрии в возрастном диапазоне от 3 до 5 лет.

4. Оценить сопряженность развития латерализаиии моторного контроля и степени зрелости фронтальных и префронтальных зон неокортекса.

Научная новизна. Впервые путем лонппудиналшого исследования у детей в раннем онтогенезе:

- выявлены особенности формирования профиля функциональной асимметрии и его компонентов у детей в возрастном диапазоне от 2 до 5 лет;

- проведена комплексная оценка функциональных двигательных асимметрий верхних конечностей и определены особенности внутри- и межполушарного взаимодействия в двигательной сфере у левшей и правшей в возрастном диапазоне от 3 до 5 лет,

- выявлены особенности базовых характеристик высшей нервной деятельности (ВНД) у «явных» левшей и «абсолютных» правшей в возрастном диапазоне от 3 до 5 лет;

- установлена зависимость степени созревания фронтальных зон коры больших полушарий головного мозга от варианта сенсомоторного доминирования в период от 3 до 5 лет.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В процессе онтогенеза от 2 до 5 лет вариативность профиля функциональной асимметрии, оцениваемого по схеме: «рука - нога - глаз - ухо», уменьшается, однако уже в двухлетнем возрасте наиболее часто встречаются «абсолютные» правши (20%). «Абсолютные» левши встречаются крайне редко (1%). Для 80% детей характерен «смешанный» латеральный фенотип, внутри которого за счет гегерохронного развития различных отделов ЦНС и регионов межполушарных комиссур происходят трансформации отдельных профилей асимметрии. У «явных» левшей, несмотря на стабильно высокую степень преобладания левой руки, доминирование правого полушария выражено меньше, чем у «абсолютных» правшей - левого. Формирование моторных и сенсорных компонентов профиля асимметрии и их составных компонентов происходит гетерохронно.

2. Особенности двигательного развития детей с различными профилями функциональной асимметрии в возрастном диапазоне от 3 до 5 лет при выполнении унимануальных движений заключаются в преобладании двигательных резервов доминантной руки. Степень и направленность моторной асимметрии зависят от

латерального фенотипа, характера и координационной сложности движения. Формирование бимануальных координаций различной степени сложности проявляется в виде увеличения скорости бимануальной моторики независимо от латерального фенотипа. Возрастное развитие внутри- и межполушарных взаимосвязей в управлении движениями у правшей происходит активнее, чем у левшей.

3. Особенности проявления базовых характеристик высшей нервной деятельности у детей с различным профилем функциональной асимметрии в возрастном диапазоне от 3-х до 5-ти лет заключаются в более активном формировании краткосрочной памяти, логического мышления и речи у правшей, а восприятия - у левшей.

4. Интенсивное формирование коркового тормозного кошроля, связанного с созреванием фронтального и префронтального неокортекса, сопряжено с более ранним развитием координации и целенаправленности произвольных движений ведущей рукой у детей - правшей с выраженным преобладанием темпов развития активности левого полушария.

Теоретическая значимость. Результаты исследования вносят вклад в решение актуальной научной задачи по проблемам возрастной физиологии, так гак расширяют существующие представления о закономерностях становления межполушарной асимметрии и межполушарного взаимодействия, а также об их роли в развитии двигательных функций, высшей нервной деятельности и глубинных механизмов адаптации на ранних этапах онтогенеза

Практическая значимость. В работе обоснована необходимость учёта индивидуального профиля асимметрии, сопутствующих ему количественных показателей произвольной моторики и высшей нервной деятельности на ранних этапах онтогенеза (начиная с 2-х лет), что позволит повысить эффективность индивидуализации в системе медико-биологического и психолого-педагогического кошроля, а также дифференцированного подхода в воспитании и обучении. Разработанная нами методика тестирования индивидуального профиля асимметрия для детей 2-х лет с учётом особенностей возрастного психологического и морфофункционального статуса позволит осуществлять раннюю диагностику

профиля асимметрии. Теоретические положения и выводы настоящей работы могут использоваться в преподавании базовых дисциплин и спецкурсов в учебном процессе медицинских, педагогических и физкультурных вузов, а также на факультетах повышения квалификации специалистов.

Апробация и внедрение полученных результатов. По теме диссертации опубликовано 13 научных трудов, в том числе статья в журнале «Экология человека», входящем в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки России. Основные положения работы представлены на Международных, Всероссийских и региональных научных форумах, в том числе: на I съезде физиологов СНГ (Сочи-Дагомыс,2005); Всероссийской конференции с международным участием «Структурно-функциональные и нейрохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга» (МоскваД005), VI -VIII Международных научно-пракгаческих конференциях «Здоровье и образование в XXI веке» (МоскваД005-2007); ХХХШ и XXXIV научных конференциях студентов и молодых учёных вузов Южного Федерального округа (КраснодарД006-2007); IX Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Человек и его здоровье» (Санкг-ПегербургДООб); Всероссийской научно-практической конференции «Функциональное состояние и здоровье человека» (Ростов-на-Дону,2006); XX съезде Физиологического общества им. ШХПавлова (МоскваДЮ7); Международной научно-практической конференции «Восстановительная медицина, физическая культура, спорт и здоровье нации в XXI веке» (АрхзнгельскДЮ8); Всероссийской конференции с международным участием «Актуальные вопросы функциональной межполушарной асимметрии и нейропластичносги» (МоскваД008); Юбилейной научной и научно-методической конференции профессорско-преподавательского состава, посвящённой 40-летию Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма (Краснодар, 2009).

Материалы диссертационного исследования, касающиеся физиологических механизмов формирования межполушарной асимметрии мозга с позиции возрастных изменений ИПА, двигательных функций и высшей нервной деятельности у детей,

начиная с 2-х лет, используются при преподавании курсов дисциплин «Физиология физической кулыуры дошкольников» и «Теория и методика физического воспитания в дошкольных образовательных учреждениях» на кафедрах физиологии и дошкольного образования Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма. Методические приемы и новые данные внедрены в учебно-воспитательный процесс МОУ ДПО «Дошкольный методический центр» и ДОУ прогимназии № 63 г. Краснодара (акты внедрения прилагаются).

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 160 страницах компьютерного текста, содержит 13 таблиц и 6 приложений. Работа состоит из введения, обзора литературы, методов исследования, трёх экспериментальных глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Список литературы включает 226 наименований, в том числе 56 иностранных источников.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Лонплудинадьно в возрастном диапазоне от 2 до 5 лет обследовано 159 практически здоровых детей. Исследование проводили в 3 этапа на базе детских образовательных учреждений г. Краснодара На I этане тестировали ИПА у 159 детей, из них 83 мальчика и 76 девочек в возрасте 2-3 лет. Результаты анализа ИПА позволили сформировать 2 экспериментальные группы детей с однородными функциональными ансамблями ИПА: левши (23) и «абсолютные» правши (30). На П этапе (в 34 года) повторно тестировали ИПА у всех детей, а также у детей в экспериментальных грушах анализировали медицинские карты для исключения неврологической патологии и оценивали двигательное развитие и ВНД. На III этапе в третий раз тестировали ИПА, повторно оценивали уровень двигательного развили и ВНД (возраст 4-5 лет).

ИПА определяли в 25 тестах для выявления предпочтений в моторике верхних и нижних конечностей, зрении и слухе (согласно рекомендациям Е.М.Бердичевской и др.,1996; М.М.БезрукихДЮ0; НВ.Зайцевой, 2003 и др.). Программу модифицировали с учетом возрастных особенностей психологического и морфофункционального статуса детей 2-х лет. Коэффициент асимметрии (Кас.)

рассчитывали для каждого парного органа (по НЛБрагиной, ТАДоброхотовой,1988). Для оценки степени функциональной моторной, сенсорной и интегральной асимметрии использовали методику Э.МКазина (2000).

Двигательное развитие оценивали с помощью унилатеральной кистевой динамометрии, теппинг-теста для рук (максимальной частоты движений), рефлексометрии на СБет и звук для рук (ЛВДР), а также уни- и билатеральных вариантов регистрации времени выполнения симметричной экстензии и супинации-пронации кистей, «Ручной ловкости» и «Пирамиды» (КАСемёноваД999). Степень асимметрии показателей унилатеральной моторики правой и левой руки оценивали по коэффициенту асимметрии (Ас,%) (К.ДЧермит,1992). Выявляли синкинезии пальцев рук (Г.Е.Шашша,1999; НВЗайцеваДЮЗ) и проводили их качественную и количественную оценку (в баллах).

Особенности ВНД у детей выявляли в тестах для определения уровня восприятия, образного и логического мышления, памяти и речи, модифицированных с учетом возраста (Е.В.ДемидоваД004).

Для определения взаимосвязи вариантов ИПА и функций произвольного коркового моторного контроля у детей в раннем онтогенезе использовали нейропсихологическую пробу «Доставание объекта» (Diamond A. et al.,1994).

Полученные экспериментальные данные и расчетные величины обрабатывали методами непараметрической вариационной статистики на РС-ШМ. Рассчитывали среднюю арифметическую (М), её среднюю ошибку (±т), достоверность различий (р) для связанных (критерий Вилкоксона) и несвязанных (критерий Вилкоксона-Манна-Уитни) выборок, используя стандартный компьютерный пакет программ. Корреляционный анализ проводили по Спирмену с расчетом достоверности коэффициентов корреляции (г), анализировали достоверные коэффициенты корреляции (при р<0,05).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Динамика формирования функциональной межполушарной асимметрии у детей в раннем онтогенезе

Лонгитудинальное тестирование ИПА в возрастном диапазоне от 2-х до 5-та лет

свидетельствует об активном формировании механизмов межполушарной организации мозга ребенка, которое находит отражение в динамике «знака» и степени функциональных моторных и сенсорных асимметрий.

Для моторных и сенсорных компонентов профиля асимметрии на всех исследованных этапах онтогенеза (от 2-х до 5-ти лет) характерен полный спектр вариантов латеральносш, возрастная динамика которого указывает на гетерохронизм процессов формирования межполушарной асимметрии в системах центральной регуляции моторных и сенсорных функций, а также их составляющих (рис. 1).

Руки Ноги

2-3 года 3-4 года 4-5 лет 2-3 года 3-4 года 4-5 лет

Рис. 1. Межиолушарное распределение латеральных предпочтений моторных (А) и сенсорных (Б) функций в возрастном диапазоне от 2 до 5 лет

^ -правши, [¡]-левши, амбидекстры

В первую очередь стабилизируется праворукостъ: с 2-х лет у подавляющего числа детей (81%) доминирует левое полушарие. Число леворуких детей также не изменяется (14%). Позже нарастает тенденция к амбидекстрии моторики ног: число детей с амбидекстрией и ведущей левой ногой к 5-ти годам увеличивается от 26 и 11% до 38 и 22% соответственно. Левое полушарие также доминирует в регуляции моторики ног, но у меньшего числа детей 2-х лет, и резко уменьшается к 5 годам.

В последнюю очередь проявляется специализация левого полушария в регуляции зрения и, особенно, слуха. Так, в 2-3 года число детей с ведущим правым глазом было значительно меньше (43%), с ведущим левым - значительно больше (23%). Особенно привлекает внимание большое число детей с амбидекстрией зрения (34%). Число детей с ведущим правым ухом в 2-3 года также было невелико (48%), с

ведущим левым - 14%, и у 38% детей была отмечена симметрия слуха. Наиболее существенные возрастные перестройки наблюдаются у детей с амбидекстрией зрения и слуха, число которых прогрессивно уменьшается, трансформируясь в случаи доминирования правого глаза и уха (до 62 и 53%), на фоне снижения числа случаев преобладания левого глаза (до 18%) и амбидекстрии зрения и слуха (до 20 и 34% соответственно). Число детей с доминированием левого уха не изменялось. Однако, несмотря на активное формирование профиля асимметрии, и к 5 годам структура распределения латеральности для моторных и сенсорных функций не достигает дефинитивного уровня.

Динамика не только «знака», но и степени функциональных моторных и сенсорных асимметрий свидетельствует о прогрессирующем увеличении доминирующей роли левой гемисферы - одного из «ключевых» признаков человеческой популяции. Это подтверждается результатами анализа среднегрупповых показателей степени компонентов, которые уже в 2 года свидетельствуют о тенденции к «правшеству» для моторики рук, ног, слуха, и, в меньшей степени, д ля зрения (при Кас. 40±ЗД; 26±2,5; 33±5,7 и 20±6,3%), отражая проявляющийся уже в раннем онтогенезе популяционный крен вправо. Для асимметрии рук и зрения этот феномен усиливался к 34 и 4-5 годам (р<0,05), достигая в итоге 125 и 225%. Специализация левого полушария в анализе слуховой информации возрастала позднее, после 3-4 лег, до 127% (р<0,05). Степень доминирования правой нош, наоборот, постепенно уменьшалась, начиная с 3-4 лег и достигая к 5 годам 53% (р<0,05).

О популяционном преобладании активности левого полушария моторных и сенсорных функций ребёнка в раннем онтогенезе регуляции свидетельствует и динамика среднегрупповых коэффициентов моторной, сенсорной и интегральной асимметрии (по ЭМКазину, 2000). Возрастные сдвиги степени сенсорной асимметрии были выражены значительно больше, чем моторной (р<0,05). Это свидетельствует об активном увеличении участия левой гемисферы в обработке сенсорной информации. Коэффициент интегральной асимметрии возрастал в 3-4 и 4-5 лет на 13 и 9% соответственно.

Индивидуальный анализ величины КИА позволил сформировать группы детей

с чётко отграниченными латеральными фенотипами по принципу увеличения активности левого полушария. В возрасте 2-3-х лет дети с доминированием левой гемисферы составляли в целом 71% (абсолютное и сильное правшесгво), амбидекстры -12%, дети с доминированием правой гемисферы (абсолютное и сильное левшество) -17%. К 5 годам первые возрастали до 78%, вторые проявляли тенденцию к снижению до 9%, также как и дети с доминированием правой гемисферы (до 13%), за исключением стабильного случая «абсолютного левшества».

Методологический подход в виде интегральной оценки латеральных предпочтений позволяет на этапах раннего онтогенеза выявить рейтинг вариантов ИЛА (по схеме: рука - нога - глаз - ухо), отличающийся по структуре распределения от такового у взрослого человека. При этом число вариантов снижается: на I этапе исследования (в 2-3 года) описано 42 варианта сочетаний периферических асимметрий, на Ш этапе (к 4-5 годам) - 38.

Детальный анализ функциональных сенсомоторных асимметрий и вариантов ИПА в целом у детей с леводатеральными признаками выявил следующее. «Явные» (леворукие) и «скрытые» (праворукие с другими «левыми» признаками») левши составляли среди 159 обследованных детей значительную часть детей 2-3 лет: 14 и 28%, год спустя -14 и 23%, а к 5-ти годам -14 и 20%. Таким образом, число леворуких детей не изменялось, а число «скрытых» левшей уменьшалось, так как основная тенденция возрастных изменений у левшей проявляется в увеличении роли левого полушария в регуляции сенсорных функций.

Среди всех исследованных детей «скрытые» левши по одному признаку в 2-3,34 и 4-5 лет составляли 21, 17 и 16% соответственно, за счёт левостороннего доминирования зрения. Детей с двумя различными признаками доминирования в 2-3 года встречалось среди 6% левшей, в 3-4 года - 5% и 4-5 лет - 3%, в основном за счет леводоминирования сенсорных систем. Число детей с тремя различными признаками доминирования было невелико (в 2-3,3-4 и 4-5 лет-1%).

Для «явных» левшей характерно сужение спектра ансамблей левого латерального фенотипа Дети с одним левым признаком - ведущей левой рукой - в 2-3 года встречались в 7% случаев, в 3-4 и 4-5 лет - в 6% случаев. Число детей с двумя

различными признаками доминирования (включая ведущую левую руку) в 2-3 года составляло 4%, в ЗА и 4-5 лет - 5%. Число детей с тремя различными признаками доминирования (включая ведущую левую руку) в 2-3, 3-4 и 4-5 лет составляло 2%. «Абсолютные» левши с четырьмя признаками леводоминирования составляли 1%.

Таким образом, для леворуких детей в раннем онтогенезе характерны разнообразные варианты ИПА и продолжающееся формирование механизмов межполушарной асимметрии, особенно зрения. При этом, несмотря на высокую степень преобладания левой руки, степень доминирования правого полушария была выражена меньше, чем у правшей, и еще больше снижалась к 5 годам (рис.2).

Леворукие дети

22 .19 "23 ,25 -13

□2-3 года ■ 3-4 года Э 4-5 лет

-17

2 -15 .,,

ПЩг

зрение слух КМА

«Абсолютные» правши

зрение слух КМА

КСА

КИА

66 72

56 60 52

79 80 76

Рис.2. Изменения степени асимметрии (Ка<ц%) компонентов ИПА у леворуких детей и «абсолютных» правшей в раннем онтогенезе

*- р < 0,05 между показателями годичной динамики

Для «абсолютных» правшей на фоне стандартного ИПА уже в 2-3 года характерна стабильно высокая степень доминирования левого полушария по всем компонентам и, особенно сенсорным. Однако некоторые перестройки моторных компонентов продолжались.

Особенноста формирования двигательных функций у детей с различным профилем асимметрии

Лонгитудинальный анализ двигательного развития «явных» левшей и «абсолютных» правшей на ранних этапах онтогенеза (от 3 до 5 лет) демонстрирует функциональную мануальную асимметрию в силовых, скоростных и сложнокоординационных унилатеральных движениях.

Для простых унимануальных движений у левшей и правшей во всех тестах характерна функциональная асимметрия в пользу ведущей руки, которая чётко проявляется уже в возрасте 3-х лет (рис.3).

Кистевая сила

з 2 1 -О

ЛВДР на свет Б

левши правши

ЛВДР на звук

левши правши

левши правши

левши правши

левши правши

в оптимальном темпе А

«Теппннг-тест»

в максимально быстром темпе Б А Б

усл. ед. 55 л

4535 25

. »

усл. ед. 55 п

45

35

25

левши правши

левши правши

левши правши

левши правши

произвольных

РисЗ. Функциональная асимметрия при выполнении п;

движений в раннем онтогенезе в зависимости от

Обозначения: Е - ведущая рука, 0- неведущая рука; возраст исследуемых: 34 года (А) и 4-5 лег (Б); * - достоверность различий между ведущей и неведущей рукой (р<0,05)

Двигательное развитие детей (по абсолютной величине и темпам прироста силовых и скоростных показателей простых унилатеральных произвольных движений

рук) зависит от ИПА. Развитие силовых и скоростных показателей ведущей и неведущей руки происходит гетерохронно.

Для сложнокоординационных унимануальных движений у левшей и правшей во всех тестах также отмечена функциональная асимметрия в пользу ведущей руки в виде более высокой скорости выполнения заданий, которая достоверно проявляется уже в 3 года (рис.4).

Экстензии кастея А Б

Супинации-пронации кистей А Б

Ж

левши правши левши правши

Тест «Ручная ловкость»

левши праэши левши правши

Тест «Пирамида»

левши правши

левши правши

левши правши

левши правши

Рис.4. Функциональная асимметрия времени выполнения сложнокоординационных

произвольных движений в раннем онтогенезе в зависимости от ИПА Обозначения:^ - ведущая рука, Ц- неведущая рука; возраст исследуемых: 3-4 года (А) и 4-5 лет (Б); * - достоверность различий между ведущей и неведущей рукой (р<0,05)

Для построения профиля асимметрии различных проявлений моторики рассчитывали степень асимметрии без учета её знака (по КД.Чермиту, 1992) (рис.5).

3-4 года

4-5 лег

Ас,%

40 30 20 • 10 0

Олевши ■ правши

а 17 11 -«Г11

5 ® 6 5 87 б9 П11 ГЬ П>

,гД,Па,Ш ГД Д,В,II,II

Ас,% 35 т 30 25 20 15 10 5 0

25 -120

12 14 1312 13 11 П 9 щ. „10

д'ШЙШ

Рис.5. Степень асимметрии (Ас,%) временных характеристик простых и сложнокоординационных произвольных движений рук в зависимости от ИПА Обозначения: 1-сила, 2-ЛВДР на свет; 3-ЛВДР на звук; 4-экстешия; 5-супинация-пронация; 6-тест «ручная ловкость»; 7-тест «Пирамида»; 8 - теппинг-тесг в произвольном темпе; 9-теппинг-тесг в максимальном темпе; * - р<0,05-досговерность между правшами и левшами.

Возрастная динамика степени моторной асимметрии у левшей заключалась в уменьшении ее для силовых характеристик и частоты движения в максимально быстром темпе, но в увеличении - для параметров ЛВДР, экстензии и супинации-пронации кистей, тестов «Ручная ловкость» и «Пирамида». У правшей наблюдалось уменьшение степени асимметрии силы рук и увеличение - ЛВДР на звук и времени выполнения экстензий руками. Все указанные изменения достоверны (р<0,05).

Жёсткие корреляционные связи между всеми характеристиками моторики ведущей и неведущей руки в 3-4 и 4-5 лет (при г= 0,62-0,96) свидетельствуют о достаточно высокой степени активности центрального звена иерархической системы моторного кошроля независимо от латерального фенотипа

Двигательное развитие в возрастном интервале от 3-х до 5-ти лет (независимо от профиля межполушарной асимметрии) выявляет прогрессирующее формирование бимануальных симметричных движений различной степени координационной сложности, отражающее функциональное становление внутри- и межполушарных связей правого и левого полушарий головного мозга в организации произвольных движений рук (рис.6).

Симметричная экстензия кистей Симметричная супинация-пронация кистей

75-1 706560-

3-4 года 4-5 лет

Тест «Ручная ловкость»

3-4 года 4-5 лет

Тест «Пирамида»

1

с

161

13 -

1(1

Ж

3-4 года

4-5 лет

3-4 года

Рис.6. Возрастная динамика времени выполнения бимануальных тестов (с) раннем онтогенезе у детей с различным ИПА )бозначения:рЯ - левши,Ц - правши,

В р:

0(

достоверность различий (р<0,05): х - между левшами и правшами; * - годичной динамики

В 5 лет левши превосходили правшей по скорости выполнения теста «Пирамида», более сложного в координационном отношении движения с элементами

творчества и особыми требованиями к пространственной оценке манипуляций. Напротив, правши к 5-ти годам превосходили левшей по скорости выполнения координационно-простых симметричных супинаций-пронаций кистей. В остальных тестах отличия отсутствовали.

Феномен возрастного развития внутри- и межполушарного сотрудничества в управлении движениями особенно ярко иллюстрируется существенным снижением числа патологических двигательных синкинезий и трансформацией их структуры (рис.7). Число синкинезий в возрастном диапазоне от 2-х до 5-ти лет независимо от ИПА уменьшается (р<0,05), что свидетельствует об онтогенетическом формировании внутри- и межполушарных сачзей в двигательной сфере. Однако к 5 годам их количественные характеристики, как у левшей, так и правшей далеки от дефинтивных (ЗД±0,2 балла).

Наиболее активно формирование внутриполушарных связей происходило у правшей (рис.7), т.к. число односторонних стойких синкинезий (от 46 до 40%) снижалось на фоне значительного увеличения односторонних случайных (от 6 до 39%). Количество детей с отсутствием синкинезий возросло на 3%. У левшей формирование внутриполушарных связей происходило медленнее, о чём свидетельствовало резкое увеличение односторонних случайных (от 9 до 39%) и стойких (от 30 до 40%) синкинезий, причем число детей с отсутствием синкинезий не изменилось.

3-4 года 4-5лет

левши правши лезши правши

Рис.7. Возрастные особенности двигательных синкинезий у детей в зависимости от ИПА

Щ- перекрёстные асинхронные >В - синхронные^ - двусторонние отдельно на обеих руках, а - односторонние стойкие случайные синкинезии, □ — отсутствие синкинезий.

У правшей (по сравнению с левшами) также выявлены признаки более активного формирования межполушарных связей, которые заключались в уменьшении числа перекрестных синкинезий на 26 и 8% соответственно. При этом число асинхронных и синхронных перекрестных синкинезий у правшей снизилось на 23 и 3%, тогда как у левшей число асинхронных синкинезий снизилось всего на 8%, а синхронных - не изменилось. Таким образом, уровень внутри- и межполушарного взаимодействия в двигательной сфере, несмотря на активное совершенствование к 5-ти годам, ещё далёк от дефинитивных характеристик, независимо от профиля функциональной асимметрии мозга ребенка. Однако формирование внутри- и межполушарных связей у левшей происходит медленнее, чем у правшей.'

Особенности формирования высшей нервной деятельности у детей с различным профилем асимметрии

Специфика развития функциональной асимметрии полушарий головного мозга уже в раннем онтогенезе является существенным фактором психофизиологического статуса ребенка, определяя уровень базовых проявлений ВИД и их темпы формирования (рис.8).

Восприятие

балл

Образное мышление Логическое мышление

балл 2

3 2 1 О

3-4 года 4-5 лет 3-4 года 4-5 лет

Память

балл х

3-4 года 4-5 лет

3-4 года 4-5 лет

Рис.8. Возрастная динамика базовых проявлений ВИД (в баллах) у детей с различным ИПА (М±ш)

Достоверности различий (р<0,05): х -между левшами и правшами; * - годичной динамики щ - левши, gg - «абсолютные» правши

В возрастном диапазоне от 2 до 5 лет левши превосходят правшей по уровню развития восприятия и отстают от них по уровню развития краткосрочной памяти. На фоне отсутствия у всех детей, независимо от ИПА, достоверных изменений уровня развития образного мышления и различий между левшами и правшами, логическое мышление прогрессирует, но только у правшей, что к 5-ти годам приводит к отставанию левшей. В течение года для всех детей, независимо от латерального фенотипа, характерна позитивная динамика уровня развития речи, особенно активная у правшей, в результате чего к 5-ти годам левши впервые отстают от правшей.

Уровень развития асимметрии корковых моторных функций, отражая, по мнению Т.А.Сгрогановой и др. (2003; 2004), степень зрелости фронтальных и префронтальных зон неокортекса, оценивался в тесте «Доставание предмета». Количественная оценка предпочтения руки при доставании предмета, т.е. при выполнении «фронтальных моторных проб», доказывает, что преобладание руки в общем количестве движений уже в 3-4 года зависит от ИПА. Левши значительно реже, чем правши, доставали предмет сбоку, предпочитая менее сложно программируемое действие (в 25 и 40% попыток соответственно). С возрастом ребенок, независимо от ИПА, чаще стремится выполнить более сложное задание - достать предмет сбоку, а не сверху. К 5-ти годам левши приближались к предпочтениям правшей (55 и 60%). Важно, что сбоку ребенок в любом возрасте доставал предмет исключительно ведущей рукой, независимо от того, кем он был - левшой или правшой. Полученные данные свидетельствуют о том, что в возрастном интервале от 3 до 5 лет происходит активное созревание фронтальных и префронтальных систем моторного .контроля, более интенсивное у детей-правшей с выраженным преобладанием темпов развития активности левого полушария.

Подводя итога проведённому исследованию, следует подчеркнуть, что специфика функциональной межполушарной асимметрии является важным фактором типологизации ребёнка. Лонгигудинальное комплексное исследование возрастной динамики функциональных асимметрий, двигательных функций и ВНД на ранних этапах онтогенеза обеспечивает дифференцированный подход к оценке уровня развития произвольной моторики и степени выраженности двигательных асимметрий,

а также специфики базовых проявлений ВЦЦ в зависимости от характера и степени межполушарной асимметрии мозга. Это перспективно для индивидуализированного подхода в процессе воспитания и обучения детей в детских дошкольных учреждениях.

ВЫВОДЫ

1. Лонплудинальное тестирование индивидуального профиля асимметрии в возрастном диапазоне от 2-х до 5-ти лет свидетельствует об активном формировании механизмов межполушарной организации мозга ребенка, которое находит отражение в динамике «знака» и степени функциональных моторных и сенсорных асимметрий, свидетельствующей о прогрессирующем увеличении доминирующей роли левой гемисферы - од ного из «ключевых» признаков человеческой популяции.

2. Для моторных и сенсорных компонентов профиля асимметрии на всех исследованных этапах онтогенеза (от 2-х до 5-ти лет) характерен полный спектр вариантов латеральности, возрастная динамика которого указывает на гетерохронизм процессов формирования межполушарной асимметрии в системах центральной регуляции моторных и сенсорных функций. В первую очередь стабилизируется праворукость, позже нарастает тенденция к амбидекстрии моторики ног. В последнюю очередь проявляется специализация левого полушария в регуляции зрения и, особенно, слуха, что подтверждает наличие в раннем онтогенезе двух дублирующих друг друга слуховых и речевых центров - в правой и левой гемисферах. Наиболее существенные возрастные перестройки наблюдаются у детей с амбидекстрией зрения и слуха, число которых прогрессивно уменьшается, трансформируясь в случаи доминирования правого глаза и уха. Однако, несмотря на активное формирование профиля асимметрии, и к 5 годам структура распределения латеральности для моторных и сенсорных функций не достигает дефинитивного уровня.

3. Методологический подход в виде интегральной оценки латеральных предпочтений позволяет на этапах раннего онтогенеза выявить диапазон вариантов латерального фенотипа, отличающийся по структуре распределения от такового у взрослого человека. В процессе онтогенеза от 2-х до 5-ти лет вариативность профиля асимметрии уменьшается, однако, уже с двухлетнего возраста наиболее часто встречаются «абсолютные» правши (20%). «Абсолютные» левши выявляются крайне

редко (1%). Для 80% детей характерен «смешанный» латеральный фенотип, внутри которого за счет гетерохронного развития различных отделов ЦНС и регионов межполушарных комиссур происходят трансформации отдельных профилей асимметрии.

4. Для «абсолютных» правшей характерна выраженная степень доминирования левого полушария. У «явных» левшей, несмотря на стабильно высокую степень преобладания левой руки, степень доминирования правого полушария выражена меньше, чем у правшей, и еще больше снижается к 5 годам.

5. «Явные» и «скрытые» левши составляют значительную часть детей 2-3 легг: 14 и 28%, год спустя - 14 и 23%, а к 5-ти годам - 14 и 20%. Для левшей, особенно «скрышх», характерно многообразие вариантов ИЛА. Доминирование левой руки по «знаку» и степени, начиная с 2-х лет, стабильно. Основная тенденция возрастных изменений у левшей проявляется в увеличении роли левого полушария в регуляции сенсорных функций. «Абсолютное» левшеслво встречается чрезвычайно редко, но в диапазоне от 2-х до 5-ти лет удивительно стабильно.

6. Лонгитудинальный анализ двигательного развития «явных» левшей и «абсолютных» правшей на ранних этапах онтогенеза (от 3 до 5 лет) демонстрирует функциональную мануальную асимметрию при выполнении силовых, скоростных и сложнокоординационных унилатеральных движений в пользу ведущей руки. Степень и направленность моторной асимметрии при выполнении унилатеральных двигательных актов зависят от латерального фенотипа, характера и координационной сложности движения.

7. Двигательное развитие в возрастном интервале от 3 до 5 лет выявляет прогрессирующее формирование бимануальных движений различной степени координационной сложности, отражающее функциональное становление взаимосвязей правого и левого полушарий головного мозга в организации произвольных движений рук, что связано с развитием внутри- и межполушарных связей.

8. Феномен активации процессов возрастного развития внутри- и межполушарного сотрудничества в управлении движениями после 2-х лет проявляется

в виде существенного снижения числа двигательных синкинезий и трансформации их структуры. При этом формирование внутри- и межполушарных связей у левшей происходит медленнее, чем у правшей.

9. Специфика развития функциональной межполушарной асимметрии головного мозга в раннем онтогенезе определяет важнейшие характеристики высшей нервной деятельности ребенка. Так, в возрастном диапазоне от 3 до 5 лет левши превосходят правшей по уровню развития восприятия и отстают от них по уровню развития краткосрочной памяти. Для всех детей, независимо от латерального фенотипа, характерна позитивная онтогенетическая динамика уровня развития речи, особенно активная у правшей, в результате чего к 5-ти годам левши начинают от них отставать. При неизменности и отсутствии различий между левшами и правшами по уровню образного мышления, логическое мышление значимо прогрессирует у правшей, что к 5-ти годам приводит к отставанию левшей.

10. Одним из основных механизмов более раннего развития координации и целенаправленности произвольных движений ведущей рукой (судя по результатам «фронтальных моторных проб») у детей с выраженным преобладанием темпов развития активности левого полушария является интенсивное формирование коркового тормозного кошроля, связанного с созреванием фронтального и префронтального неокортекса - высшего уровня планирования и осуществления целенаправленных движений.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для реализации раннего дифференцированного подхода в процессе воспитания и обучения здорового ребёнка при медико-биологическом и педагогическом контроле рекомендуется использовать методику тестирования индивидуального профиля функциональной асимметрии мозга (не менее чем по четырём признакам), разработанную нами для детей 2-х летнего возрасти

2. Для объективной оценки уровня развития произвольной моторики и степени выраженности двигательных асимметрий у левшей и правшей в возрасте от 3-х до 5-ти лет рекомендуется использовать полученные нами количественные характеристики

комплекса функциональных показателей моторики верхних конечностей с учётом ведущей и неведущей руки.

3. Для дифференцированной оценки уровня развитая механизмов межполушарного взаимодействия и ЦНС в целом рекомендуется использовать комплекс инструментальных бимануальных двигательных тестов различной координационной и программной сложности для детей, начиная с 3-х летнего возраста, с обязательным учетом ИПА ребенка.

4. Для оценки уровня возрастного развития механизмов межполушарного взаимодействия в центральной организации моторного контроля следует рекомендовать, начиная с 3-х лет, проводить исследование двигательных синкинезий пальцев рук.

5. Индивидуализация процесса воспитания и обучения детей 3-5 лет в дошкольных образовательных учреждениях требует учета латерального фенотипа ребенка и сопутствующей ему специфики развития базовых проявлений ВИД

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Бердичевская, ЕМ. Проблемы функциональной адаптации левшей в раннем онтогенезе / Е.М.Бердичевская, НВ.Зайцева, ЛИОгнерубова, ЮАЗузик, МВ.Малука, Т.В.Каратыш // Научные труды I съезда физиологов СНГ. - М.: Изд-во «Медицина—Здоровье»,2005.-Т.1.-С. 155.

2. Бердичевская, Е.М. Возрастные особенности межполушарного взаимодействия в организации произвольных движений у леворуких детей / Е.М.Бердичевская, ЛЛОгаерубова, Т.В.Каратыш // Структурно-функциональные и нейрохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга: материалы Всероссийской конференции с международным участием. - М: Изд-во «Икар», 2005. - С. 44-47.

3. Бердичевская, Е.М Особенности индивидуального профиля асимметрии в раннем онтогенезе / ЕЛ1Бердичевская, М.В.Малука, Т.В.Каратыш // Здоровье и образование в XXI веке: научные труды VI Международной научно-практической конференции. - М., 2005. - С. 79.

4. Каратыш, Т.В. Тендерные особенности профиля асимметрии мозга в раннем онтогенезе / Т.В.Каратыш, М.В.Малука // Тезисы докладов ХХХШ научной конференции студентов и молодых учёных вузов Южного федерального округа. -Краснодар, 2006. - Часть I. - С. 68-69.

5. Каратыш, Т.В. Особенности латеральных предпочтений у леворуких детей в раннем онтогенезе / Т.В.Каратыш // Человек и его здоровье: материалы IX Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей. - С-Пб, 2006.-С. 140-141.

6. Бердичевская, ЕМ. Формирование двигательных качеств у детей периода первого детства в зависимости от индивидуального профиля асимметрии / ЕМБердичевская, ЫВ.Зайцева, МВМалука, Т.В.Каратыш // Функциональное состояние и здоровье человека: материалы I Всероссийской научно-практической конференции. -Ростов н/Д 2006. -С. 153-155.

7. Бердичевская, ЕМ Динамика формирования функциональной асимметрии мозга у детей в раннем онтогенезе / ЕМБердичевская, МВМалука, ТВ.Каратыш, ЕЛГорбунова // Здоровье и образование в XXI веке: научные труды VII Международной научно-прашической конференции. -М., 2006. - С. 70.

8. Едиджи, Р.Н. Психофизиологические особенности правшей и левшей в раннем онтогенезе / РЛЕдиджи, Т.В.Каратыш // Тезисы докладов XXXIV научной конференции студентов и молодых учёных вузов Южного Федерального округа.-Краснодар, 2007. - Часть I. - С. 44-45.

9. Бердичевская, Е.М Анализ гецдерной специфики формирования профиля функциональной асимметрии в раннем онтогенезе / ЕМБердичевская, МВМалука, ТБ.Карахыш // XX съезд физиологического общества им. ИЛПавлова. - М.: Изд. дом «Русский врач», 2007.-С. 147.

10. Бердичевская, Е.М. Двигательные синкинезии у детей 2-4 лет в зависимости от профиля функциональной асимметрии / ЕМБердичевская, ТВКаратыш // Здоровье и образование в XXI веке: научные труды VIII Международной научно-практической конференции. -М., 2007. - С. 142.

11. Бердичевская, ЕМ Новые подходы к оценке двигательного развития детей периода раннего детства с различным профилем межполушарной асимметрии / ЕМБердичевская, Т.В.Карахыш // Журнал «Экология человека»: материалы Международной научно-практической конференции <<ВоссгановитеяЬная медицина, физическая культура, спорт и здоровье нации в XXI веке». - Архангельск, 2008. -Приложение 1.-С. 10-11.

12. Каратыш, ТБ. Тендерный анализ формирования бимануальных движешш в раннем онтогенезе у детей с разным профилем асимметрии / ТВ.Каратыш // Актуальные вопросы функциональной межполушарной асимметрии и нейропласгичности: материалы Всеросссийской конференции с международным участием.-М., 2008.-С. 193-197.

13. Пономарева, Т.В. Лонгитудинальное исследование формирования функциональной асимметрии мозга в возрастном диапазоне от 2 до 5 лет / ТВ.Пономарева // Материалы юбилейной научной и научно-методической конференции профессорско-преподавательского состава, посвященной 40-летию Кубанского государственного университета физической культуры, сперта и туризма. -Краснодар, 2009. - С. 292-296.

Сдано в печать 25.11.2009 Подписано к печати 24.09.2009 Формат А 5. Тираж 100 экз. Заказ №2221

Кубанский государственный университет физической культуры, спорта и туризма 350015, г.Краснодар, ул. Будённого,161