Упражнения Практической Жизни как
Нейрофизиологический фундамент обучения
О.Ефимов (детский невролог)
руководитель неврологического центра «Прогноз»
В.Ефимова (логопед, кпн)
руководитель нейрологопедического центра
«Логопрогноз»
Санкт-Петербург
Мысль о том, что будущие проблемы с чтением и письмом в школе могут быть предсказаны путем наблюдения за тем, как ребенок ест или прыгает на одной ножке достаточно необычна для традиционной отечественной педагогики.
В то же время в этом нет ничего неожиданного, если мы говорим о педагогике М.Монтессори.
Между тем, опыт работы нашего центра «Логопрогноз» демонстрирует, что большинству родителей трудно поверить в существование взаимосвязи между упражнениями практической жизни и интеллектуальным развитием их ребенка. Они готовы принять мысль о том, что работа с Золотым материалом развивает мозг, но, как правило, не видят никакой ценности в таких упражнениях, как мытье стола или подметание.
Это мнение родителей, на наш взгляд, не случайно. Нейрофизиологические знания всегда влияли и влияют на педагогику, хотя мы об этом обычно не задумываемся. Дело в том, что в нашей стране, по-прежнему, принято объяснять способность ребенка к обучению с точки зрения функционирования коры головного мозга и учения об условном рефлексе.
С тех пор как появились исследования с использованием нейроизображения (фМРТ), структуры мозга, которым раньше отводилась скромная роль регуляторов движения, получили новый статус. Например, выяснилось, что мозжечок участвует во всех видах интеллектуальной деятельности. Важную роль в когнитивных процессах играют также базальные ганглии, ствол мозга и лимбическая система [7,8,9]. Все эти структуры мозга, которые человек разделяет с достаточно примитивными животными, такими как рыбы, лягушки и птицы, крайне необходимы для чисто человеческих «интеллектуальных» видов деятельности.
Недоразвитие «нижних этажей» мозга может мешать функционированию высших корковых отделов. Поэтому дети, которые с трудом осваивают навыки самообслуживания (например, долго не могут научиться самостоятельно есть, используя столовые приборы), чаще демонстрируют дефицит формирования учебных навыков в школе [7]. Также в научной литературе описана взаимосвязь расстройства процесса формирования координации движений (developmental coordination disorder) с возникновением учебных затруднений [9].
Все началось с собаки.
Концепция, которая сначала завладела умами физиологов, а потом и педагогов началась с собаки. Словосочетание «собака Павлова» сейчас прекрасно известно всем без исключения людям даже совершенно далеким от физиологии.
Логика достаточно проста. Ученым-физиологам удалось в процессе экспериментов обогатить жизненный опыт собак, которые были абсолютно равнодушны к процессу обучения и дремали, привязанные к лабораторному станку – в ответ на сигнал у собак начинала капать слюна. Значит и детям, сидящим за партами, можно привить необходимые знания независимо от их воли, активности и желания. Дело только в количестве повторений и упорстве учителя.
Упражняемость и обучаемость мозга человека стали рассматриваться с позиции создания условного рефлекса. Вероятно, поэтому бездумное «задалбливание» учебного материала для многих учителей является нормой, особенно теперь, когда все боятся ЕГЭ и ГИА.
Однако современные нейрофизиологи смотрят на роль рефлексов в обучении иначе: «….предположение Павлова о том, что условные рефлексы являются основой обучения у человека, в настоящее время отвергнуто. Однако павловские условные рефлексы широко применяются в исследованиях и необходимы в клинических работах по изучению предпочтения и отвращения пищи и, возможно, тревожных расстройств.» [2, с.451 ].
Любое живое существо активно в поиске и выборе информации. Это касается и червяка, и божьей коровки, что уж тут говорить о ребенке. Причем даже примитивные животные реагируют не на всю информацию, а только на ту, которая для них важна в определенный период их развития (вспомним о сензитивных периодах).
Физиолог И.Сеченов за много лет до появления теории Павлова писал, что если у человека нет условий для «упражняемости» тех или иных частей нервной системы у него «появляется тягостное чувство, заставляющее его искать недостающих упражнений».
В нашей стране долгие годы было не принято спорить с теорией академика и Нобелевского лауреата И.П.Павлова. В англоязычной литературе этот период развития науки называется «павловская гегемония».
Однако, один из современников И.П.Павлова - физиолог Н.А.Бернштейн - не побоялся в 40-е годы ХХ в. написать о том, что перенесение условного рефлекса в педагогику является «результатом недомыслия» [2]. Помимо аргументов, описанных выше, Бернштейн привел еще один: наш мозг при создании внутренних связей оперирует миллисекундами, а на создание условного рефлекса требуются месяцы. Если бы животные обучались в природе таким образом, у них не было бы шанса на выживание.
Результатом таких крамольных идей стало то, что имя Н.А. Бернштейна сейчас более известно на Западе, чем в России. К счастью, перед тем как его книги были запрещены в нашей стране, они были переведены на все европейские языки и по-прежнему часто цитируются.
Что такое упражнение?
Упражнение с позиции создания условного рефлекса – это многократное повторение одного и того же. Н.А.Бернштейн же считал, что во время выполнения упражнения мозг каждый раз ищет оптимальное решение двигательной задачи. То есть каждое следующее повторение действия – это новая задача для мозга.
Для мозга ребенка решение арифметического примера или обучение переливанию воды из одного сосуда в другой – это некая последовательность действий. С позиции физиологии активности Н.А.Бернштейна эта последовательность выглядит следующим образом.
· Ребенок оценивает ситуацию и себя в этой ситуации.
· Ребенок определяет, во что ему нужно превратить эту ситуацию.
Дальше он определяет два микро этапа, которые являются программированием действий.
· Вот что нужно сделать.
· Вот как это нужно сделать.
Причем эти этапы могут параллельно происходить как на сознательном, так и на бессознательном уровнях, так как процессы планирования обеспечиваются и корой, и подкорковыми структурами. То есть планирование движений не всегда связано а работой «думающих» частей мозга, оно может происходить автоматически, не зависимо от нашей воли.
Яичко упало и разбилось…
Координация «глаз-рука», о которой мы совершенно не думаем в повседневной жизни, необычайно сложна. Для того чтобы мы могли взять со стола, например, яйцо, нашему мозгу нужно управлять огромным количеством мышц: мышцами глазных яблок и шеи (увидеть яйцо, увидеть свою руку), туловища, предплечья и пальцев (протянуть руку к яйцу и взять его). Но даже если все эти движения выполнены точно, наши действия могут иметь нежелательный результат, если мы не учли тот факт, что яйцо может разбиться.
Н.А.Бернштейн (1929 г.) был первым, кто применил термин биологическая обратная связь к работе мозга. Он считал, что в мозге в закодированном виде всегда присутствует представление о результате действия («модель потребного будущего»). Поэтому мозг выстраивает цепочку действий всегда с учетом желаемого результата и предыдущего опыта.
При выполнении действия мозг автоматически сравнивает полученный результат с «потребным» и проводит необходимые корректировки. Следующая попытка выполнения действия проводится с учетом этих корректировок.
В англоязычной литературе этот механизм работы мозга часто называют «компоратором Бернштейна» [6]. В работах M.Ito (1984) показано, что мозжечок путем таких упражнений создает готовые внутренние модели действий. Наличие внутренней модели освобождает ресурсы мозга для освоения новых действий, требующих обдумывания [7].
Хотя коллеги в свое время критиковали Бернштейна за «фантастические» идеи, его представления об обратной связи легли в основу кибернетики. Теперь ученые способны, например, научить робота брать со стола предметы. Однако, если на столе будут лежать вперемешку деревянные и настоящие яйца, робот может испачкаться, так как научить робота отличать хрупкие яйца от прочных – трудная задача. С ребенком все гораздо проще. Большинству детей достаточно один раз увидеть, как яйцо разбилось, чтобы в следующий раз эта информация была учтена мозгом при планировании движений: на образования такой связи требуются миллисекунды, а не месяцы как у лабораторной собаки.
Каждое Упражнение Практической Жизни (далее – УПЖ) является моделью циклической работы мозга, предполагающей постоянное сравнивание произведенного действия с «потребным» результатом.
Если ребенок по каким-то причинам не может увидеть связь между своим действием и его результатом (это может произойти, например, с ребенком, имеющим нарушения развития) в роли «компоратора» временно выступает подготовленный взрослый, который привлечет внимание ребенка к пролитой воде, просыпанной крупе или разбитому яйцу. В следующий раз ребенок будет ориентироваться на эти сигналы для самокоррекции.
Почему УПЖ нужны всем детям?
В центре «Логопрогноз» занимаются дети с различными нарушениями развития (алалия, дизартрия, СДВГ, нарушения развития аутистического спектра и др.). Выяснилось, что УПЖ являются универсальным средством помощи детям, независимо от специфики нарушений. Это не удивительно, если посмотреть на эти упражнения с точки зрения теории Н.А. Бернштейна (1947) об уровневом управлении движениями [3].
В соответствие с данной теорией любое движение управляется мозгом циклически с помощью обратной связи. Причем в управлении каждым движением задействованы сразу несколько уровней мозга. Структуры мозга, которые в этом участвуют, объединены в цепи с помощью внутренних связей.
Уровни управления движениями по Бернштейну следующие:
· А (рубро-спинальный) – уровень тонуса, позы и осанки;
· В (талламо-паллидарный) – уровень двигательных автоматизмов;
· С (пирамидо-стриальный) – уровень действий в пространстве;
· D (теменно-премоторный) – уровень действий с орудиями;
· Е (кортикальный) – уровень высших символических координаций.
Сложные виды деятельности, такие как чтение, письмо, счет, речь, безусловно, относятся к уровню Е. Но, как и простые движения, они не могут осуществляться без участия нижних (фоновых) уровней, начиная с уровня А.
Таким образом, УПЖ полезны всем детям, так как любой ребенок в своем развитии проходит стадии, предусматривающие постепенное созревание каждого уровня управления движениями.
В каком возрасте созревают уровни? Следует отметить, что этот процесс занимает почти 30 лет жизни и происходит очень неравномерно
Уровень А («мозг рыбы») – становится достаточно зрелым со второго полугодия жизни ребенка. На момент рождения в норме – это самый зрелый уровень.
Уровень В («мозг лягушки») – приобретает зрелость на втором году жизни. Важный этап развития этого уровня – овладение ходьбой.
Уровень С («мозг птицы») – разделяется на два подуровня С1 и С2.
Подуровень С1 начинает созревать в возрасте от 3 до 7 лет, но еще долго остается функционально слабым. В этот период налаживаются связи между всеми имеющимися уровнями. Ребенок может быть совершенно неутомим в игре, но он быстро устает, если вынужден долго заниматься работой, требующей высокой точности движений.
Подуровень С2 развивается примерно в возрасте от 7 до 10 лет. В этот период движения ребенка становятся быстрыми и точными. Эти изменения отражаются на почерке ребенка. Сначала буквы были слишком крупными, а нажим неровным, постепенно буквы начинают приближаться к «взрослому» размеру и ребенок учится регулировать нажим.
По мнению Н.Бернштейна, как раз в этом возрасте нужно осваивать виды деятельности, требующие точных движений, например, начинать учить ребенка игре на музыкальном инструменте.
После 10-11 лет происходит определенная «ломка», связанная с половым созреванием, связь между уровнями может временно разладится. Но уровни управления движениями продолжают обогащаться и наполняться, поэтому их необходимо очень интенсивно тренировать. В этом возрасте Бернштейн рекомендует обучать детей всем видам деятельности, которые связаны с работой руками.
Уровень D («мозг млекопитающих») – на третьем году жизни начинает созревать уровень предметных действий. Ребенок сначала манипулирует предметами, затем осваивает навыки самообслуживания, появляются первые речевые навыки и попытки что-то изобразить с помощью карандаша (зачатки письменной речи). В этом возрасте ребенок начинает осваивать действия, которые недоступны высшим обезьянам. Этот уровень продолжает созревать на протяжении всего детства.
Уровень Е («мозг человека») – вступает в силу, начиная со второго десятилетия жизни человека и продолжает дозревать еще очень долго.
Данные Бернштейна в целом согласуются и с результатами современных исследований: кора мозга человека созревает крайне медленно.
Э.Мэш, Д.Вольф приводят следующие данные относительно сроков функционального созревания коры головного мозга [5].
· Теменные доли (которые объединяют слуховые, зрительные и тактильные сигналы) достигают зрелости к 16 годам.
· Мозолистое тело (объединяющее два полушария) достигает полной зрелости после 20 лет.
· Височные доли (обеспечивающие эмоциональную зрелость) – 16 лет.
· Лобные (префронтальные) доли, отвечающие за самоконтроль, планирование, эмоциональная регуляция – перестраиваются в период юности и достигают зрелости после 20 лет.
По другим данным префронтальные зоны коры головного мозга у некоторых взрослых могут и вообще не созреть.
Таким образом, большинством действий ребенка управляют подкорковые структур головного мозга. Картина, которую мы видим у детей с различными диагнозами может быть результатом нарушения одних и тех же церебральных механизмов, так как мозг любого ребенка должен пройти определенные стадии развития.
УПЖ предоставляют уникальную возможность стимуляции созревания всех уровней от А до D. Так, перенесение любого материала – это работа с равновесием (уровень А), движением (уровень В) в пространстве (уровень С). Умение действовать с предметами (орудиями), выстраивать и запоминать последовательности действий – это уровень D.
Мозг пластичен и может развиваться в ответ на правильную информацию, поступающую из вне. Поэтому наличие подготовленной среды и подготовленного взрослого создают предпосылки для функционального созревания тех структур мозга, развитие которых по каким-то причинам происходит медленнее, чем это необходимо.