Возрастная физиология (физиологические особенности детей и подростков). Учебник для вузов - Юрий Савченков

Глава 3

Физиология центральной нервной системы

Анатомо-физиологические особенности созревания спинного и головного мозга

Спинной мозг заполняет полость позвоночного канала и имеет соответствующее сегментарное строение. В центре спинного мозга расположено серое вещество (скопление тел нервных клеток), окруженное белым веществом (скоплением нервных волокон). Спинной мозг обеспечивает двигательные реакции туловища и конечностей, некоторые вегетативные рефлексы (тонус сосудов, мочеиспускание и др.) и проводниковую функцию, т. к. через него проходят все чувствительные (восходящие) и двигательные (нисходящие) пути, по которым устанавливается связь между различными частями ЦНС.

Спинной мозг развивается раньше, чем головной мозг. На ранних стадиях развития плода спинной мозг заполняет всю полость позвоночного канала, а затем начинает отставать в росте и к моменту рождения заканчивается на уровне третьего поясничного позвонка.

К концу первого года жизни спинной мозг занимает такое же положение в позвоночном канале, как и у взрослых (на уровне первого поясничного позвонка). При этом сегменты грудного отдела спинного мозга растут быстрее, чем сегменты поясничного и крестцового отделов. В толщину спинной мозг растет медленно. Наиболее интенсивное увеличение массы спинного мозга происходит к 3 годам (в 4 раза), а к 20 годам его масса становится как у взрослого человека (в 8 раз больше, чем у новорожденного). Миелинизация нервных волокон спинного мозга начинается с двигательных нервов.

К моменту рождения продолговатый мозг и мост уже сформированы. Хотя созревание ядер продолговатого мозга продолжается до 7 лет. Отличается от взрослых и расположение моста. У новорожденных мост находится несколько выше, чем у взрослых. Это различие исчезает к 5 годам.

Мозжечок у новорожденных еще недоразвит. Усиленный рост и развитие мозжечка наблюдается на первом году жизни и в период полового созревания. Миелинизация его волокон заканчивается примерно к 6 месяцам жизни. Полное же формирование клеточных структур мозжечка осуществляется к 7–8 годам, а к 15–16 годам его размеры соответствуют уровню взрослого.

Форма и строение среднего мозга у новорожденного почти не отличается от взрослого. Постнатальный период созревания структур среднего мозга сопровождается в основном пигментацией красного ядра и черной субстанции. Пигментация нейронов красного ядра начинается с двухлетнего возраста и заканчивается к 4 годам. Пигментация нейронов черной субстанции начинается с шестого месяца жизни и достигает максимума к 16 годам.

К промежуточному мозгу относятся две важнейшие структуры: таламус или зрительный бугор, и подбугровую область – гипоталамус. Морфологическое разграничение этих структур происходит на третьем месяце внутриутробного развития.

Таламус – многоядерное образование, связанное с корой больших полушарий. Через его ядра в соответствующие ассоциативные и сенсорные зоны коры головного мозга передается зрительная, слуховая и соматосенсорная информация. Ядра ретикулярной формации промежуточного мозга активируют нейроны коры, воспринимающие эту информацию. К моменту рождения большая часть его ядер хорошо развита. Усиленный рост таламуса имеет место в четырехлетнем возрасте. Размеров взрослого таламус достигает к 13 годам.

Гипоталамус, несмотря на свои небольшие размеры, содержит десятки высокодифференцированных ядер и регулирует большинство вегетативных функций, таких, как поддержание температуры тела, водного баланса. Ядра гипоталамуса участвуют во многих сложных поведенческих реакциях: полового влечения, чувства голода, насыщения, жажды, страха и ярости. Кроме того, через гипофиз гипоталамус управляет работой желез внутренней секреции, а вещества, образующиеся в нейросекреторных клетках самого гипоталамуса, участвуют в регуляции цикла «сон – бодрствование». Ядра гипоталамуса созревают в основном к 2–3 годам, хотя дифференциация клеток некоторых его структур продолжается до 15–17 лет.

Наиболее интенсивная миелинизация волокон, увеличение толщины коры головного мозга и ее слоев происходит на первом году жизни, постепенно замедляясь и прекращаясь к 3 годам в проекционных и к 7 годам в ассоциативных областях. Сначала созревают нижние слои коры, затем верхние. К концу первого года жизни как структурная единица коры головного мозга выделяются ансамбли нейронов, или колонки, усложнение которых продолжается до 18 лет. Наиболее интенсивная дифференцировка вставочных нейронов коры происходит в возрасте от 3 до 6 лет, достигая максимума к 14 годам. Полного структурно-функционального созревания кора мозга достигает примерно к 20 годам.

Характеристика рефлексов плода, новорожденного и ребенка грудного возраста. Пищевые, защитные и тонические рефлексы новорожденного

Развитие двигательных навыков у детей. В первые дни после рождения двигательная активность у детей мало выражена. Они находятся в состоянии некоторого торможения. Если ребенок содержится в комфортных условиях, то двигательные реакции связаны только с возбуждением пищевого центра.

К моменту рождения у ребенка окончательно завершено развитие спинного и продолговатого мозга, бледного шара, красного ядра, палеоцеребеллюма и всех проводящих путей, кроме пирамидного. Незрелыми остаются полосатое тело, неоцеребеллюм и пирамидный путь, которые созревают к 6 месяцам жизни, а корковые двигательные поля лишь к 4–7 годам.

У многих новорожденных детей осуществляются позотонические рефлексы: при повороте головы в сторону происходит разгибание руки и ноги с той стороны, куда обращено лицо, и сгибание конечностей с другой стороны. Чаще это перераспределение тонуса происходит только в верхних конечностях.

В течение первого года после рождения строение и функции мозга интенсивно развиваются: в 2–2,5 раза увеличивается масса головного мозга, размеры нейронов, количество отростков, синапсов, количество рецепторов в постсинаптических мембранах нейронов, усиливается синтез медиаторов. Все это способствует развитию локомоции, т. е. произвольной двигательной активности. Первым активным движением новорожденного является желание поднять голову, лежа на животе. Затем ребенок начинает приподнимать переднюю часть тела и удерживать его в этом положении, лежа на животе. Затем развивается способность переворачивания со спины на живот и с живота на спину.

В первые три месяца жизни у детей происходят непроизвольные нескоординированные движения руками, ногами, головой и всем телом. После развития полосатого тела и коры наступает их торможение, и они уступают место произвольным движениям. Первые произвольные движения – движения головы и глаз. В возрасте одного месяца ребенок приподнимает голову на короткое время, а в 4 месяца поворачивает ее в разные стороны. В это время он начинает тянуться руками к предметам, но движения эти неточные, неловкие, плохо координированные, сопровождаются активными движениями тела, головы, ног.

В возрасте 6 месяцев ребенок начинает ползать на животе, а в 7 месяцев ползет хорошо. На 7-м месяце большинство детей самостоятельно поддерживают спину, т. е. могут сидеть. Сидячая поза – необходимый этап при переходе от горизонтальной позы к вертикальной. К 6–7 месяцам у детей формируются статические установочные рефлексы: поворот головы вызывает поворот туловища в ту же сторону.

Около десятимесячного возраста многие дети, хватаясь руками за предметы, начинают самостоятельно вставать и ходить. Самостоятельно ходить большинство детей начинает с 1 года. Некоторые дети могут начать ходить с девятимесячного возраста, а другие только с пятнадцатимесячного.

Вначале ходьба очень неустойчивая, сопровождается колебаниями тела, ребенок поднимает руки для сохранения равновесия и часто падает. Ноги ребенка расставлены и слегка согнуты в коленных суставах, а подошвы при ходьбе ставятся почти параллельно сагиттальной плоскости. В последующие годы происходит поворачивание части стопы наружу, что увеличивает опорную площадь. В течение третьего года начинают развиваться синергические движения рук при ходьбе, которые хорошо выражены у семилетних детей. Связано это с развитием таламопаллидарного уровня ЦНС.

После третьего года жизни постепенно совершенствуется бег, увеличивается его скорость.

Развитие произвольных движений ребенка связано с формированием руброспинального пути, который регулирует тонус мышц конечностей, пирамидностриарного уровня, обеспечивающего приспособление локомоций к внешней среде. С третьего года жизни ведущим становится теменно-премоторный уровень ЦНС.

Рефлекторные движения эмбриона и плода. Рефлекторные реакции изучены на эмбрионах и плодах, полученных при выкидышах. У плода первые рефлекторные акции появляются в возрасте 7,5 недель. При прикосновении к его губам его голова отклоняется назад. Это защитный рефлекс. У десятинедельного плода при раздражении губ открывается рот, т. е. наблюдается пищевой рефлекс, а при раздражении ладони происходит сгибание пальцев рук – хватательный рефлекс.