Temat: fizjologia wieku. Teoretyczne podstawy fizjologii wieku (fizjologii rozwoju) dziecka

Bieżąca strona: 1 (książka ma łącznie 12 stron) [dostępny fragment do czytania: 8 stron]

Jurij Sawczenkow, Olga Soldatowa, Siergiej Szyłow
Fizjologia wieku (cechy fizjologiczne dzieci i młodzieży). Podręcznik dla uniwersytetów

Recenzenci:

Kowalewski V. A. , doktor nauk medycznych, profesor, kierownik Katedry Psychologii Dzieciństwa, Krasnojarski Państwowy Uniwersytet Pedagogiczny im. V. P. Astafieva,

Mandżuk V. T. , doktor nauk medycznych, członek korespondent. RAMS, profesor Katedry Pediatrii Ambulatoryjnej Państwowego Uniwersytetu Medycznego w Krasnojarsku, dyrektor Instytutu Badawczego Problemów Medycznych Północy Syberii Oddział Rosyjskiej Akademii Nauk Medycznych

Wstęp

Ciało dziecka jest niezwykle złożonym, a jednocześnie bardzo wrażliwym systemem społeczno-biologicznym. Już w dzieciństwie kładzie się podwaliny pod zdrowie przyszłego dorosłego. Właściwa ocena rozwoju fizycznego dziecka możliwa jest jedynie poprzez uwzględnienie cech charakterystycznych odpowiedniego okresu wiekowego i porównanie parametrów życiowych danego dziecka ze standardami jego grupy wiekowej.

Fizjologia rozwoju bada funkcjonalne cechy indywidualnego rozwoju organizmu przez całe jego życie. W oparciu o dane tej nauki opracowywane są metody nauczania, wychowania i ochrony zdrowia dzieci. Jeśli metody edukacji i treningu nie odpowiadają możliwościom organizmu na którymkolwiek etapie rozwoju, zalecenia mogą okazać się nieskuteczne, spowodować negatywne nastawienie dziecka do nauki, a nawet wywołać różne choroby.

W miarę wzrostu i rozwoju dziecka prawie wszystkie parametry fizjologiczne ulegają znaczącym zmianom: liczba krwinek, aktywność układu sercowo-naczyniowego, oddychanie, trawienie itp. Znajomość różnych parametrów fizjologicznych charakterystycznych dla każdego okresu wiekowego jest konieczna do oceny rozwoju dziecka. zdrowe dziecko.

Niniejsza publikacja podsumowuje i klasyfikuje systemowo cechy związanej z wiekiem dynamiki głównych parametrów fizjologicznych zdrowych dzieci we wszystkich grupach wiekowych.

Podręcznik fizjologii rozwoju jest dodatkowym materiałem edukacyjnym na temat cech fizjologicznych dzieci w różnym wieku, niezbędnym do opanowania przez studentów studiujących w pedagogicznych wyższych i średnich specjalistycznych placówkach edukacyjnych i znających już ogólny przebieg fizjologii i anatomii człowieka.

Każda część książki zawiera krótki opis głównych kierunków ontogenezy wskaźników określonego układu fizjologicznego. W tej wersji podręcznika znacznie rozszerzono sekcje „Związane z wiekiem cechy wyższej aktywności nerwowej i funkcji umysłowych”, „Związane z wiekiem cechy funkcji endokrynologicznych”, „Związane z wiekiem cechy termoregulacji i metabolizmu”.

Książka zawiera opisy licznych wskaźników fizjologicznych i biochemicznych i będzie przydatna w praktycznej pracy nie tylko przyszłych nauczycieli, defektologów, psychologów dziecięcych, ale także przyszłych pediatrów, a także już pracujących młodych specjalistów i uczniów szkół średnich, którzy chcą poszerzyć swoje wiedza na temat fizjologicznych cech organizmu dziecka.

Rozdział 1
Periodyzacja wieku

Wzorce wzrostu i rozwoju organizmu dziecka. Okresy wiekowe rozwoju dziecka

Dziecko nie jest miniaturowym dorosłym, ale organizmem stosunkowo doskonałym dla każdego wieku, posiadającym własne cechy morfologiczne i funkcjonalne, dla którego dynamika ich przebiegu od urodzenia do okresu dojrzewania jest naturalna.

Ciało dziecka jest niezwykle złożonym, a jednocześnie bardzo wrażliwym systemem społeczno-biologicznym. Już w dzieciństwie kładzie się podwaliny pod zdrowie przyszłego dorosłego. Odpowiednia ocena rozwoju fizycznego dziecka jest możliwa jedynie po uwzględnieniu cech odpowiedniego okresu wiekowego i porównaniu parametrów życiowych konkretnego dziecka ze standardami jego grupy wiekowej.

Wzrost i rozwój są często używane jako identyczne pojęcia. Inna jest natomiast ich biologiczna natura (mechanizm i skutki).

Rozwój to proces ilościowych i jakościowych zmian w organizmie człowieka, któremu towarzyszy wzrost poziomu jego złożoności. Rozwój obejmuje trzy główne, powiązane ze sobą czynniki: wzrost, różnicowanie narządów i tkanek oraz morfogenezę.

Wzrost to proces ilościowy charakteryzujący się wzrostem masy ciała w wyniku zmian w liczbie komórek i ich wielkości.

Różnicowanie to pojawienie się wyspecjalizowanych struktur nowej jakości ze słabo wyspecjalizowanych komórek prekursorowych. Na przykład komórka nerwowa powstająca jako część cewy nerwowej zarodka (płodu) może potencjalnie pełnić dowolną funkcję nerwową. Jeśli neuron migrujący do obszaru wzrokowego mózgu zostanie przeszczepiony do obszaru odpowiedzialnego za słuch, zamieni się w neuron słuchowy, a nie wzrokowy.

Formowanie kształtu to nabywanie przez organizm jego wrodzonych form. Na przykład małżowina uszna przybiera kształt charakterystyczny dla osoby dorosłej w wieku 12 lat.

W przypadkach, gdy intensywne procesy wzrostu zachodzą jednocześnie w wielu różnych tkankach organizmu, obserwuje się tzw. impulsy wzrostowe. Przejawia się to gwałtownym wzrostem wymiarów podłużnych ciała w wyniku wzrostu długości tułowia i kończyn. W poporodowym okresie ontogenezy człowieka takie „skoki” są najbardziej wyraźne:

w pierwszym roku życia, gdy następuje półtorakrotny wzrost długości i trzy do czterokrotny wzrost masy ciała;

w wieku 5–6 lat, kiedy to, głównie na skutek wzrostu kończyn, dziecko osiąga około 70% długości ciała osoby dorosłej;

13–15 lat – gwałtowny wzrost w okresie dojrzewania wynikający ze wzrostu długości tułowia i kończyn.

Rozwój organizmu od urodzenia do dorosłości odbywa się w stale zmieniających się warunkach środowiskowych. Dlatego rozwój organizmu ma charakter adaptacyjny lub adaptacyjny.

Aby zapewnić wynik adaptacyjny, różne systemy funkcjonalne dojrzewają niejednocześnie i nierównomiernie, włączając się i zastępując siebie w różnych okresach ontogenezy. Na tym polega istota jednej z podstawowych zasad indywidualnego rozwoju organizmu - zasady heterochronii, czyli nierównoczesnego dojrzewania narządów i układów, a nawet części tego samego narządu.

Czas dojrzewania poszczególnych narządów i układów zależy od ich znaczenia dla życia organizmu. Te narządy i układy funkcjonalne, które są najważniejsze na tym etapie rozwoju, rosną i rozwijają się szybciej. Łącząc poszczególne elementy tego lub innego narządu z najwcześniej dojrzewającymi elementami innego narządu, który bierze udział w realizacji tej samej funkcji, zapewnia się minimalne zapewnienie funkcji życiowych, wystarczające na pewnym etapie rozwoju. Na przykład, aby zapewnić spożycie pokarmu w chwili urodzenia, z mięśni twarzy jako pierwszy dojrzewa mięsień okrężny ust; z odcinka szyjnego - mięśnie odpowiedzialne za obrót głowy; receptorów języka - receptory zlokalizowane u jego nasady. Do tego czasu dojrzewają mechanizmy odpowiedzialne za koordynację ruchów oddechowych i połykania oraz dbanie o to, aby mleko nie dostało się do dróg oddechowych. Zapewnia to niezbędne czynności związane z karmieniem noworodka: chwytanie i trzymanie sutka, ruchy ssące, kierowanie pokarmu odpowiednimi drogami. Wrażenia smakowe przekazywane są poprzez receptory języka.

Adaptacyjny charakter heterochronicznego rozwoju układów organizmu odzwierciedla inną z ogólnych zasad rozwoju - niezawodność funkcjonowania układów biologicznych. Przez niezawodność systemu biologicznego rozumie się taki poziom organizacji i regulacji procesów, który jest w stanie zapewnić żywotną aktywność organizmu w ekstremalnych warunkach. Opiera się na takich właściwościach układu żywego, jak redundancja elementów, ich powielanie i wymienność, szybkość powrotu do względnej stałości oraz dynamika poszczególnych części układu. Przykładem nadmiaru pierwiastków jest fakt, że w okresie rozwoju wewnątrzmacicznego w jajnikach powstaje od 4 000 do 200 000 pęcherzyków pierwotnych, z których następnie powstają jaja, a przez cały okres rozrodczy dojrzewa tylko 500–600 pęcherzyków .

Mechanizmy zapewniające niezawodność biologiczną zmieniają się znacząco w trakcie ontogenezy. We wczesnych stadiach życia poporodowego niezawodność zapewnia genetycznie zaprogramowana kombinacja połączeń systemów funkcjonalnych. W trakcie rozwoju, w miarę dojrzewania kory mózgowej, która zapewnia najwyższy poziom regulacji i kontroli funkcji, wzrasta plastyczność połączeń. Dzięki temu następuje selektywne tworzenie układów funkcjonalnych zgodnie z konkretną sytuacją.

Kolejną ważną cechą indywidualnego rozwoju organizmu dziecka jest występowanie okresów dużej wrażliwości poszczególnych narządów i układów na działanie czynników środowiskowych – okresów wrażliwości. Są to okresy, w których system dynamicznie się rozwija i potrzebuje dopływu odpowiednich informacji. Przykładowo dla układu wzrokowego odpowiednią informacją są kwanty świetlne, dla układu słuchowego – fale dźwiękowe. Brak lub niedobór takich informacji prowadzi do negatywnych konsekwencji, aż do niedojrzałości danej funkcji.

Należy zauważyć, że rozwój ontogenetyczny łączy okresy ewolucyjnego, czyli stopniowego dojrzewania morfofunkcjonalnego, z okresami rewolucyjnych, przełomowych skoków rozwojowych, związanych zarówno z czynnikami wewnętrznymi (biologicznymi), jak i zewnętrznymi (społecznymi). Są to tak zwane okresy krytyczne. Rozbieżność między wpływami środowiska a cechami i możliwościami funkcjonalnymi organizmu na tych etapach rozwoju może mieć szkodliwe konsekwencje.

Za pierwszy okres krytyczny uważa się etap wczesnego rozwoju poporodowego (do 3 lat), w którym następuje najintensywniejsze dojrzewanie morfofunkcjonalne. W procesie dalszego rozwoju okresy krytyczne powstają w wyniku gwałtownej zmiany czynników społecznych i środowiskowych oraz ich interakcji z procesami dojrzewania morfofunkcjonalnego. Takimi okresami są:

wiek rozpoczęcia edukacji (6–8 lat), kiedy jakościowa restrukturyzacja morfofunkcjonalnej organizacji mózgu następuje w okresie gwałtownej zmiany warunków społecznych;

początkiem dojrzewania jest okres dojrzewania (u dziewcząt – 11–12 lat, u chłopców – 13–14 lat), który charakteryzuje się gwałtownym wzrostem aktywności centralnego ogniwa układu hormonalnego – podwzgórza. W rezultacie następuje znaczny spadek efektywności regulacji korowej, która warunkuje dobrowolną regulację i samoregulację. Tymczasem to właśnie w tym czasie wzrastają wymagania społeczne wobec nastolatka, co czasami prowadzi do rozbieżności między wymaganiami a możliwościami funkcjonalnymi organizmu, co może skutkować naruszeniem zdrowia fizycznego i psychicznego dziecka.

Periodyzacja wiekowa ontogenezy rosnącego organizmu. Istnieją dwa główne okresy ontogenezy: przedporodowy i poporodowy. Okres przedporodowy jest reprezentowany przez okres embrionalny (od poczęcia do ósmego tygodnia okresu wewnątrzmacicznego) i okres płodowy (od dziewiątego do czterdziestego tygodnia). Ciąża trwa zazwyczaj 38–42 tygodni. Okres poporodowy obejmuje okres od urodzenia do naturalnej śmierci człowieka. Zgodnie z periodyzacją wiekową przyjętą na specjalnym sympozjum w 1965 roku, w pourodzeniowym rozwoju organizmu dziecka wyróżnia się następujące okresy:

noworodek (1–30 dni);

niemowlę (30 dni – 1 rok);

wczesne dzieciństwo (1–3 lata);

pierwsze dzieciństwo (4–7 lat);

drugie dzieciństwo (8–12 lat – chłopcy, 8–11 lat – dziewczynki);

nastoletnie (13–16 lat – chłopcy, 12–15 lat – dziewczęta);

młodzież (chłopcy 17–21 lat, dziewczęta 16–20 lat).

Rozważając zagadnienia periodyzacji wieku, należy mieć na uwadze, że granice etapów rozwojowych są bardzo arbitralne. Wszelkie związane z wiekiem zmiany strukturalne i funkcjonalne w organizmie człowieka zachodzą pod wpływem warunków dziedzicznych i środowiskowych, czyli zależą od określonych czynników etnicznych, klimatycznych, społecznych i innych.

Dziedziczność określa potencjał rozwoju fizycznego i psychicznego jednostki. Na przykład niski wzrost afrykańskich pigmejów (125–150 cm) i wzrost przedstawicieli plemienia Watussi są powiązane z cechami genotypu. Jednak w każdej grupie są osoby, dla których wskaźnik ten może znacząco odbiegać od średniej normy wiekowej. Odchylenia mogą wynikać z wpływu na organizm różnych czynników środowiskowych, takich jak odżywianie, czynniki emocjonalne i społeczno-ekonomiczne, pozycja dziecka w rodzinie, relacje z rodzicami i rówieśnikami oraz poziom kultury społeczeństwa. Czynniki te mogą zakłócać wzrost i rozwój dziecka lub wręcz przeciwnie, je stymulować. Dlatego wskaźniki wzrostu i rozwoju dzieci w tym samym wieku kalendarzowym mogą się znacznie różnić. Powszechnie przyjmuje się, że w placówkach przedszkolnych i klasach w szkołach ponadgimnazjalnych grupy dzieci są tworzone według wieku kalendarzowego. W tym względzie wychowawca i nauczyciel muszą wziąć pod uwagę indywidualne psychofizjologiczne cechy rozwoju.

Opóźniony wzrost i rozwój, zwany opóźnieniem lub zaawansowany rozwój – przyspieszeniem – wskazują na konieczność określenia wieku biologicznego dziecka. Wiek biologiczny, czyli wiek rozwojowy, odzwierciedla wzrost, rozwój, dojrzewanie i starzenie się organizmu i jest określany na podstawie ogółu cech strukturalnych, funkcjonalnych i adaptacyjnych organizmu.

Wiek biologiczny określa szereg wskaźników dojrzałości morfologicznej i fizjologicznej:

według proporcji ciała (stosunek długości tułowia i kończyn);

stopień rozwoju drugorzędnych cech płciowych;

dojrzałość szkieletu (kolejność i czas kostnienia szkieletu);

dojrzałość zębowa (czas wyrzynania się zębów mlecznych i trzonowych);

poziom metaboliczny;

cechy układu sercowo-naczyniowego, oddechowego, neuroendokrynnego i innych.

Przy określaniu wieku biologicznego uwzględnia się także poziom rozwoju umysłowego jednostki. Wszystkie wskaźniki porównywane są ze standardowymi wskaźnikami charakterystycznymi dla danego wieku, płci i grupy etnicznej. Jednocześnie dla każdego okresu wiekowego ważne jest, aby wziąć pod uwagę najbardziej pouczające wskaźniki. Na przykład w okresie dojrzewania - zmiany neuroendokrynne i rozwój wtórnych cech płciowych.

Dla uproszczenia i ujednolicenia średniego wieku zorganizowanej grupy dzieci za wiek dziecka przyjmuje się zwyczajowo 1 miesiąc, jeżeli jego wiek kalendarzowy mieści się w przedziale od 16 dni do 1 miesiąca 15 dni; równy 2 miesiącom – jeżeli jego wiek wynosi od 1 miesiąca 16 dni do 2 miesięcy 15 dni itd. Po ukończeniu pierwszego roku życia i do 3 lat: 1,5 roku obejmuje dziecko w wieku od 1 roku 3 miesięcy do 1 roku 8 miesięcy i 29 dni, do drugiego roku życia – od 1 roku 9 miesięcy do 2 lat 2 miesięcy 29 dni itd. Po 3 latach w odstępach rocznych: 4 lata obejmują dzieci w wieku 3 lat 6 miesięcy do 4 lat 5 miesięcy 29 dni, itp.

Rozdział 2
Pobudliwe tkanki

Związane z wiekiem zmiany w strukturze neuronu, włókna nerwowego i synapsy nerwowo-mięśniowej

Różne typy komórek nerwowych dojrzewają heterochronicznie podczas ontogenezy. Duże neurony doprowadzające i odprowadzające dojrzewają najwcześniej, nawet w okresie embrionalnym. Małe komórki (interneurony) dojrzewają stopniowo w trakcie ontogenezy pourodzeniowej pod wpływem czynników środowiskowych.

Poszczególne części neuronu również nie dojrzewają w tym samym czasie. Dendryty rosną znacznie później niż akson. Ich rozwój następuje dopiero po urodzeniu dziecka i w dużej mierze zależy od napływu informacji zewnętrznych. Liczba rozgałęzień dendrytów i liczba kolców wzrasta proporcjonalnie do liczby połączeń funkcjonalnych. Neurony kory mózgowej mają najbardziej rozbudowaną sieć dendrytów z dużą liczbą kolców.

Mielinizacja aksonów rozpoczyna się podczas rozwoju płodu i przebiega w następującej kolejności. Włókna obwodowe są najpierw pokryte osłonką mielinową, następnie włóknami rdzenia kręgowego, pnia mózgu (rdzenia przedłużonego i śródmózgowia), móżdżku, a na końcu włóknami kory mózgowej. W rdzeniu kręgowym włókna ruchowe mielinizują się wcześniej (w wieku 3–6 miesięcy) niż włókna czuciowe (w wieku 1,5–2 lat). Mielinizacja włókien mózgowych zachodzi w innej kolejności. Tutaj włókna czuciowe i obszary czuciowe ulegają mielinizacji wcześniej niż inne, podczas gdy obszary motoryczne ulegają mielinizacji dopiero 6 miesięcy po urodzeniu lub nawet później. Większość mielinizacji kończy się w wieku 3 lat, chociaż wzrost osłonki mielinowej trwa do około 9–10 lat.

Zmiany związane z wiekiem wpływają również na aparat synaptyczny. Wraz z wiekiem zwiększa się intensywność powstawania mediatorów w synapsach i zwiększa się liczba receptorów na błonie postsynaptycznej, które reagują na te mediatory. W związku z tym wraz z postępem rozwoju wzrasta prędkość przekazywania impulsów przez synapsy. Napływ informacji zewnętrznych determinuje liczbę synaps. Najpierw synapsy powstają w rdzeniu kręgowym, a następnie w innych częściach układu nerwowego. Ponadto najpierw dojrzewają synapsy pobudzające, a następnie hamujące. To właśnie z dojrzewaniem synaps hamujących wiąże się powikłanie procesów przetwarzania informacji.

Rozdział 3
Fizjologia ośrodkowego układu nerwowego

Anatomiczne i fizjologiczne cechy dojrzewania rdzenia kręgowego i mózgu

Rdzeń kręgowy wypełnia jamę kanału kręgowego i ma odpowiednią strukturę segmentową. W centrum rdzenia kręgowego znajduje się istota szara (zbiór ciał komórek nerwowych) otoczona istotą białą (zbiór włókien nerwowych). Rdzeń kręgowy zapewnia reakcje motoryczne tułowia i kończyn, niektóre odruchy autonomiczne (napięcie naczyń, oddawanie moczu itp.) Oraz funkcję przewodzącą, ponieważ przechodzą przez niego wszystkie szlaki czuciowe (wznoszące się) i motoryczne (zstępujące), wzdłuż których nawiązuje się komunikacja między różnych części centralnego układu nerwowego.

Rdzeń kręgowy rozwija się wcześniej niż mózg. We wczesnych stadiach rozwoju płodu rdzeń kręgowy wypełnia całą jamę kanału kręgowego, a następnie zaczyna opóźniać wzrost i do czasu porodu kończy się na poziomie trzeciego kręgu lędźwiowego.

Pod koniec pierwszego roku życia rdzeń kręgowy zajmuje w kanale kręgowym tę samą pozycję, co u dorosłych (na poziomie pierwszego kręgu lędźwiowego). W tym przypadku odcinki piersiowego rdzenia kręgowego rosną szybciej niż odcinki odcinka lędźwiowego i krzyżowego. Grubość rdzenia kręgowego rośnie powoli. Najbardziej intensywny wzrost masy rdzenia kręgowego następuje w wieku 3 lat (4 razy), a do 20 roku życia jego masa staje się podobna do masy osoby dorosłej (8 razy większa niż u noworodka). Mielinizacja włókien nerwowych rdzenia kręgowego rozpoczyna się od nerwów ruchowych.

Do czasu urodzenia rdzeń przedłużony i most są już uformowane. Chociaż dojrzewanie jąder rdzenia przedłużonego trwa do 7 lat. Położenie mostu również różni się od dorosłych. U noworodków most jest nieco wyższy niż u dorosłych. Różnica ta zanika po 5 latach.

Móżdżek u noworodków jest wciąż słabo rozwinięty. Zwiększony wzrost i rozwój móżdżku obserwuje się w pierwszym roku życia oraz w okresie dojrzewania. Mielinizacja włókien kończy się około 6 miesiąca życia. Całkowite utworzenie struktur komórkowych móżdżku następuje w ciągu 7–8 lat, a w wieku 15–16 lat jego wielkość odpowiada poziomowi osoby dorosłej.

Kształt i struktura śródmózgowia u noworodka prawie nie różni się od kształtu i struktury śródmózgowia u osoby dorosłej. Pourodzeniowemu okresowi dojrzewania struktur śródmózgowia towarzyszy głównie pigmentacja jądra czerwonego i istoty czarnej. Pigmentacja neuronów w jądrze czerwonym rozpoczyna się w wieku dwóch lat i kończy w wieku 4 lat. Pigmentacja neuronów w istocie czarnej rozpoczyna się od szóstego miesiąca życia i osiąga maksimum w wieku 16 lat.

Międzymózgowie obejmuje dwie ważne struktury: wzgórze lub wzgórze wzrokowe i obszar podwzgórza, podwzgórze. Morfologiczne zróżnicowanie tych struktur następuje w trzecim miesiącu rozwoju wewnątrzmacicznego.

Wzgórze to wielojądrowa formacja związana z korą mózgową. Przez jej jądra informacje wzrokowe, słuchowe i somatosensoryczne przekazywane są do odpowiednich stref skojarzeniowych i czuciowych kory mózgowej. Jądra siatkowatej formacji międzymózgowia aktywują neurony korowe, które odbierają tę informację. Do czasu urodzenia większość jego jąder jest dobrze rozwinięta. Zwiększony wzrost wzgórza występuje w wieku czterech lat. Wzgórze osiąga rozmiary dorosłe w wieku 13 lat.

Podwzgórze, pomimo swoich niewielkich rozmiarów, zawiera kilkadziesiąt wysoce zróżnicowanych jąder i reguluje większość funkcji autonomicznych, takich jak utrzymanie temperatury ciała i gospodarki wodnej. Jądra podwzgórza biorą udział w wielu złożonych reakcjach behawioralnych: pożądaniu seksualnym, uczuciu głodu, sytości, pragnienia, strachu i wściekłości. Ponadto poprzez przysadkę mózgową podwzgórze kontroluje pracę gruczołów dokrewnych, a substancje powstające w komórkach neurosekrecyjnych samego podwzgórza biorą udział w regulacji cyklu snu i czuwania. Jądra podwzgórza dojrzewają głównie przez 2–3 lata, chociaż różnicowanie komórek niektórych jego struktur trwa do 15–17 lat.

Najbardziej intensywna mielinizacja włókien, wzrost grubości kory mózgowej i jej warstw następuje w pierwszym roku życia, stopniowo spowalniając i zatrzymując się o 3 lata w obszarach projekcyjnych i o 7 lat w obszarach skojarzonych. Najpierw dojrzewają dolne warstwy kory, potem górne. Pod koniec pierwszego roku życia zespoły neuronów lub kolumny wyróżniają się jako jednostka strukturalna kory mózgowej, której powikłania trwają do 18 roku życia. Najbardziej intensywne różnicowanie interneuronów korowych występuje w wieku od 3 do 6 lat, osiągając maksimum w wieku 14 lat. Kora mózgowa osiąga pełną dojrzałość strukturalną i funkcjonalną około 20 roku życia.

MM. Bezrukikh, V.D. Sonkin, DA Farbera

Fizjologia wieku: (Fizjologia rozwoju dziecka)

Instruktaż

Dla studentów wyższych uczelni pedagogicznych

Recenzenci:

Doktor nauk biologicznych, kierownik. Katedra Wyższej Aktywności Nerwowej i Psychofizjologii Uniwersytetu w Petersburgu, akademik Rosyjskiej Akademii Pedagogicznej, profesor A.S. Batuev;

Doktor nauk biologicznych, profesor I.A. Kornienko

PRZEDMOWA

Wyjaśnienie wzorców rozwoju dziecka, specyfiki funkcjonowania układów fizjologicznych na różnych etapach ontogenezy oraz mechanizmów determinujących tę specyfikę jest warunkiem koniecznym zapewnienia prawidłowego rozwoju fizycznego i psychicznego młodszego pokolenia.

Główne pytania, jakie powinny pojawić się przed rodzicami, nauczycielami i psychologami w procesie wychowania i edukacji dziecka w domu, przedszkolu czy szkole, na konsultacjach czy lekcjach indywidualnych, brzmią: jakim jest dzieckiem, jakie ma cechy, jakie ma cechy opcja treningu z nim będzie najskuteczniejsza. Odpowiedź na te pytania wcale nie jest łatwa, gdyż wymaga głębokiej wiedzy o dziecku, wzorcach jego rozwoju, wieku i cechach indywidualnych. Wiedza ta jest niezwykle istotna dla kształtowania psychofizjologicznych podstaw organizacji pracy edukacyjnej, kształtowania mechanizmów adaptacyjnych u dziecka, określania wpływu na nie innowacyjnych technologii itp.

Być może po raz pierwszy znaczenie wszechstronnej wiedzy z fizjologii i psychologii dla nauczycieli i wychowawców podkreślił słynny rosyjski nauczyciel K.D. Uszyński w swojej pracy „Człowiek jako przedmiot wychowania” (1876). „Sztuka wychowania” – pisał K.D. Uszyński - ma tę osobliwość, że wydaje się znajomy i zrozumiały prawie każdemu, a nawet innym - sprawa łatwa - a im bardziej zrozumiała i łatwiejsza się wydaje, tym mniej ktoś jest z nią zaznajomiony teoretycznie i praktycznie. Prawie wszyscy przyznają, że rodzicielstwo wymaga cierpliwości; niektórzy uważają, że wymaga to wrodzonych zdolności i umiejętności, to znaczy umiejętności; ale niewielu doszło do przekonania, że oprócz cierpliwości, wrodzonych zdolności i umiejętności potrzebna jest także specjalistyczna wiedza, choć nasze liczne wędrówki mogły o tym wszystkich przekonać. To był K.D. Uszynski pokazał, że fizjologia jest jedną z tych nauk, w których „przedstawia się, porównuje i grupuje fakty oraz korelacje faktów, w których ujawniają się właściwości podmiotu wychowania, czyli człowieka”. Analizując wiedzę fizjologiczną, która była znana, a był to czas kształtowania się fizjologii związanej z wiekiem, K.D. Uszynski podkreślił: „Edukacja ledwo jeszcze czerpała z tego źródła, które dopiero się otwiera”. Niestety, nawet obecnie nie można mówić o powszechnym wykorzystaniu danych fizjologii związanych z wiekiem w naukach pedagogicznych. Jednolitość programów, metod i podręczników należy już do przeszłości, ale nauczyciel w procesie uczenia się nadal w niewielkim stopniu uwzględnia wiek i indywidualne cechy dziecka.

Jednocześnie skuteczność pedagogiczna procesu uczenia się w dużej mierze zależy od stopnia, w jakim formy i metody oddziaływania pedagogicznego są adekwatne do związanych z wiekiem cech fizjologicznych i psychofizjologicznych uczniów, czy warunki organizacji procesu edukacyjnego odpowiadają możliwości dzieci i młodzieży, czy psychofizjologiczne wzorce kształtowania podstawowych umiejętności szkolnych – pisania i czytania, a także podstawowych umiejętności motorycznych podczas zajęć.

Fizjologia i psychofizjologia dziecka to niezbędny element wiedzy każdego specjalisty pracującego z dziećmi – psychologa, pedagoga, nauczyciela, pracownika socjalnego. „Wychowanie i nauczanie zajmuje się całym dzieckiem, jego holistyczną działalnością” – powiedział słynny rosyjski psycholog i nauczyciel V.V. Dawidow. „Działalność ta, uważana za szczególny przedmiot badań, zawiera w sobie wiele aspektów, w tym… fizjologicznych” (V.V. Davydov „Problemy treningu rozwojowego.” - M., 1986. - s. 167).

Fizjologia wieku- nauka o osobliwościach funkcji życiowych organizmu, funkcjach jego poszczególnych układów, procesach w nich zachodzących i mechanizmach ich regulacji na różnych etapach rozwoju indywidualnego. Częścią tego jest badanie fizjologii dziecka w różnych okresach wiekowych.

Podręcznik fizjologii rozwoju dla studentów uczelni pedagogicznych zawiera wiedzę o rozwoju człowieka na tych etapach, kiedy wpływ jednego z wiodących czynników rozwoju – uczenia się – jest najbardziej znaczący.

Przedmiotem fizjologii rozwoju (fizjologii rozwoju dziecka) jako dyscypliny akademickiej są cechy rozwoju funkcji fizjologicznych, ich powstawanie i regulacja, aktywność życiowa organizmu oraz mechanizmy jego adaptacji do środowiska zewnętrznego na różnych etapach życia. ontogeneza.

Podstawowe pojęcia fizjologii związanej z wiekiem:

Organizm - złożony, hierarchicznie (podporządkowany) system narządów i struktur zapewniający aktywność życiową i interakcję z otoczeniem. Podstawową jednostką organizmu jest komórka . Zbiór komórek o podobnym pochodzeniu, strukturze i funkcjach włókienniczy . Tkanki tworzą narządy, które pełnią określone funkcje. Funkcjonować - specyficzna aktywność narządu lub układu.

Układ fizjologiczny - zespół narządów i tkanek połączonych wspólną funkcją.

System funkcjonalny - dynamiczny związek różnych narządów lub ich elementów, którego działanie ma na celu osiągnięcie określonego celu (użyteczny wynik).

Jeśli chodzi o strukturę proponowanego podręcznika, jest on skonstruowany w taki sposób, aby uczniowie mieli jasne pojęcie o wzorcach rozwoju ciała w procesie ontogenezy, o cechach każdego etapu wiekowego.

Staraliśmy się nie przeciążać prezentacji danymi anatomicznymi, a jednocześnie uznaliśmy za konieczne przedstawienie podstawowych wyobrażeń o budowie narządów i układów na różnych etapach rozwoju związanego z wiekiem, co jest niezbędne do zrozumienia fizjologicznych wzorców organizacji i regulacji funkcji fizjologicznych.

Książka składa się z czterech rozdziałów. Część I – „Wprowadzenie do fizjologii rozwoju” – przybliża przedmiot fizjologii rozwoju jako integralnej części fizjologii wieku, daje wyobrażenie o najważniejszych współczesnych fizjologicznych teoriach ontogenezy oraz wprowadza podstawowe pojęcia, bez których nie jest to możliwe zrozumieć główną treść podręcznika. W tej sekcji przedstawiono najbardziej ogólne pojęcie o budowie ludzkiego ciała i jego funkcjach.

Sekcja II - „Organizm i środowisko” - daje wyobrażenie o głównych stadiach i wzorcach wzrostu i rozwoju, najważniejszych funkcjach organizmu zapewniających interakcję organizmu ze środowiskiem i jego adaptację do zmieniających się warunków, rozwój organizmu związany z wiekiem oraz cechy charakterystyczne etapów rozwoju indywidualnego.

Dział III – „Organizm jako całość” – zawiera opis działania systemów integrujących organizm w jedną całość. Przede wszystkim jest to centralny układ nerwowy, a także autonomiczny układ nerwowy i układ humoralnej regulacji funkcji. Główne wzorce związanego z wiekiem rozwoju mózgu i jego integracyjnej aktywności stanowią kluczowy aspekt treści tej części.

Dział IV – „Etapy rozwoju dziecka” – zawiera opis morfofizjologiczny głównych etapów rozwoju dziecka od urodzenia do okresu dojrzewania. Ta część jest najważniejsza dla praktyków pracujących bezpośrednio z dzieckiem, dla których ważne jest poznanie i zrozumienie podstawowych morfofunkcjonalnych cech organizmu dziecka na każdym etapie jego rozwoju, związanych z wiekiem. Aby zrozumieć treść tej sekcji, musisz opanować cały materiał przedstawiony w poprzednich trzech. Tę część kończy rozdział poświęcony wpływowi czynników społecznych na rozwój dziecka.

Na końcu każdego rozdziału znajdują się pytania do samodzielnej pracy uczniów, które pozwalają im odświeżyć pamięć o głównych zapisach studiowanego materiału, wymagających szczególnej uwagi.

WSTĘP DO FIZJOLOGII WIEKU

Rozdział 1. PRZEDMIOT FIZJOLOGIA WIEKU (FIZJOLOGIA ROZWOJU)

Związek fizjologii wieku z innymi naukami

Do chwili urodzenia ciało dziecka jest jeszcze bardzo dalekie od stanu dojrzałego. Ludzkie dziecko rodzi się małe, bezradne i nie może przetrwać bez opieki i uwagi dorosłych. Aby urósł i stał się pełnoprawnym, dojrzałym organizmem, potrzeba dużo czasu.

Fizjologia wieku

dział fizjologii człowieka i zwierząt zajmujący się badaniem wzorców powstawania i rozwoju funkcji fizjologicznych organizmu w okresie ontogenezy - od zapłodnienia komórki jajowej do końca życia. V.f. ustala specyfikę funkcjonowania organizmu, jego układów, narządów i tkanek w różnych stadiach wiekowych. Cykl życiowy wszystkich zwierząt i ludzi składa się z pewnych etapów lub okresów. Zatem rozwój ssaków przebiega przez następujące okresy: wewnątrzmaciczny (w tym fazy rozwoju embrionalnego i łożyskowego), noworodki, mleko, dojrzewanie, dojrzałość i starzenie się.

Dla człowieka zaproponowano następującą periodyzację wieku (Moskwa, 1967): 1. Noworodek (od 1 do 10 dni). 2. Niemowlęctwo (od 10 dni do 1 roku). 3. Dzieciństwo: a) wczesne (1-3 lata), b) pierwsze (4-7 lat), c) drugie (chłopcy 8-12 lat, dziewczynki 8-11 lat). 4. Okres dojrzewania (chłopcy 13-16 lat, dziewczęta 12-15 lat). 5. Dorastanie (chłopcy 17-21 lat, dziewczęta 16-20 lat). 6. Wiek dojrzały: I okres (mężczyźni 22-35 lat, kobiety 21-35 lat); II okres (36-60 lat mężczyźni, 36-55 lat kobiety). 7. Starość (61-74 lata dla mężczyzn, 56-74 lata dla kobiet). 8. Starość (75-90 lat). 9. Długie wątroby (90 lat i więcej).

Na znaczenie badania procesów fizjologicznych w ujęciu ontogenetycznym zwrócił uwagę I.M. Sechenov (1878). Pierwsze dane na temat osobliwości funkcjonowania układu nerwowego we wczesnych stadiach ontogenezy uzyskano w laboratoriach I. R. Tarkhanova (1879) i V. M. Bekhtereva (1886). Badania nad V. f. przeprowadzono także w innych krajach. Niemiecki fizjolog W. Preyer (1885) badał krążenie krwi, oddychanie i inne funkcje rozwojowe ssaków, ptaków i płazów; Czeski biolog E. Babak badał ontogenezę płazów (1909). Publikacja książki N.P. Gundobina „Specyfikacje dzieciństwa” (1906) zapoczątkowała systematyczne badania morfologii i fizjologii rozwijającego się ciała ludzkiego. Działa na V. f. na dużą skalę otrzymała od 2. ćwierci XX w., głównie w ZSRR. Zidentyfikowano strukturalne i funkcjonalne cechy związanego z wiekiem rozwoju poszczególnych narządów i ich układów: wyższa aktywność nerwowa (L. A. Orbeli, N. I. Krasnogorsky, A. G. Ivanov-Smolensky, A. A. Volokhov, N. I. Kasatkin, M. M. Koltsova, A. N. Kabanov), kora mózgowa, formacje podkorowe i ich relacje (P. K. Anokhin, I. A. Arshavsky, E. Sh. Airapetyants, A. A. Markosyan, A. A. Volokhov itp.), układ mięśniowo-szkieletowy (V. G. Shtefko, V. S. Farfel, L. K. Semyonova), układ sercowo-naczyniowy i oddychanie (F. I. Valker, V. I. Puzik, N. V. Lauer, I. A. Arshavsky, V. V. Frolkis), układy krwi (A. F. Tur, A. A. Markosyan). Z sukcesem rozwijane są zagadnienia neurofizjologii i endokrynologii związanej z wiekiem, związanych z wiekiem zmian w metabolizmie i energii, procesach komórkowych i subkomórkowych oraz akceleracji (patrz: Akceleracja). - przyspieszenie rozwoju organizmu człowieka.

Powstały koncepcje ontogenezy i starzenia się: A. A. Bogomolets - o roli fizjologicznego układu tkanki łącznej; A. V. Nagorny – o wartości intensywności samoodnowy białek (krzywa tłumiona); P.K. Anokhin – o systemogenezie, tj. dojrzewaniu w ontogenezie pewnych układów funkcjonalnych, które zapewniają tę lub inną reakcję adaptacyjną; I. A. Arshavsky - o znaczeniu aktywności ruchowej dla rozwoju organizmu (reguła energetyczna mięśni szkieletowych); A. A. Markosyan – o niezawodności układu biologicznego zapewniającego rozwój i istnienie organizmu w zmieniających się warunkach środowiskowych.

W badaniach nad V.f. Wykorzystują metody stosowane w fizjologii, a także metodę porównawczą, czyli porównując funkcjonowanie określonych układów w różnym wieku, w tym u osób starszych i starczych. V.f. jest ściśle powiązany z naukami pokrewnymi - morfologią, biochemią, biofizyką, antropologią. Stanowi podstawę naukową i teoretyczną takich dziedzin medycyny jak pediatria, higiena dzieci i młodzieży, gerontologia, geriatria, a także pedagogika, psychologia, wychowanie fizyczne itp. Dlatego też V.F. aktywnie rozwija się w systemie instytucji związanych z ochrony zdrowia dzieci, które organizowane są w ZSRR od 1918 roku oraz w systemie instytutów i laboratoriów fizjologicznych Akademii Nauk ZSRR, Akademii Nauk Pedagogicznych ZSRR, Akademii Nauk Medycznych ZSRR, itd. Od 1970 roku kurs V. f. wprowadzony jako przedmiot obowiązkowy na wszystkich wydziałach instytutów pedagogicznych. Koordynując badania nad V. f. Dużą rolę odgrywają konferencje dotyczące morfologii, fizjologii i biochemii związanej z wiekiem, zwoływane przez Instytut Fizjologii Związanej z Wiekiem Akademii Nauk ZSRR. IX konferencja (Moskwa, kwiecień 1969) zgromadziła prace 247 instytucji naukowych i oświatowych Związku Radzieckiego.

Oświetlony.: Kasatkin N.I., Wczesne odruchy warunkowe w ontogenezie człowieka, M., 1948; Krasnogorsky N. I., Postępowanie dotyczące badania wyższej aktywności nerwowej ludzi i zwierząt, t. 1, M., 1954; Parhon K.I., Biologia wieku, Bukareszt, 1959; Artykuł A., Osobliwości aktywności mózgu dziecka, przeł. z języka niemieckiego, L., 1962; Nagorny A.V., Bulankin I.N., Nikitin V.N., Problem starzenia się i długowieczności, M., 1963; Eseje z fizjologii płodu i noworodka, pod red. VI Bodyazhina, M., 1966; Arshavsky I. A., Eseje o fizjologii związanej z wiekiem, M., 1967; Koltsova M. M., Uogólnienie jako funkcja mózgu, L., 1967; Chebotarev D.F., Frolkis V.V., Układ sercowo-naczyniowy w starzeniu się, L., 1967; Volokhov A. A., Eseje o fizjologii układu nerwowego we wczesnej ontogenezie, Leningrad, 1968; Ontogeneza układu krzepnięcia krwi, wyd. A. A. Markosjan, L., 1968; Farber D.A., Funkcjonalne dojrzewanie mózgu we wczesnej ontogenezie, M., 1969; Podstawy morfologii i fizjologii organizmu dzieci i młodzieży, wyd. AA Markosjan, M., 1969.

A. A. Markosjan.

Wielka encyklopedia radziecka. - M .: Encyklopedia radziecka. 1969-1978 .

Zobacz, co „fizjologia wieku” znajduje się w innych słownikach:

Fizjologia wieku- nauka zajmująca się badaniem cech życia organizmu na różnych etapach ontogenezy. Zadania V.F.: badanie cech funkcjonowania różnych narządów, układów i organizmu jako całości; identyfikacja czynników egzogennych i endogennych determinujących... ... Pedagogiczny słownik terminologiczny

FIZJOLOGIA WIEKU- dział fizjologii zajmujący się badaniem wzorców powstawania i związanych z wiekiem zmian w funkcjonowaniu całego organizmu, jego narządów i układów w procesie ontogenezy (od zapłodnienia komórki jajowej do ustania indywidualnej egzystencji). Koło życia… …

- (z greckiego phýsis - natura i... Logia) zwierząt i ludzi, nauka o czynności życiowej organizmów, ich poszczególnych układów, narządów i tkanek oraz regulacji funkcji fizjologicznych. F. bada także wzorce interakcji organizmów żywych z ...

FIZJOLOGIA ZWIERZĄT- (z greckiego nauczania phýsis natura i lógos), nauka badająca procesy życiowe narządów, układów narządów i całego organizmu w jego związku ze środowiskiem. F.f. podzielony na ogólny, prywatny (specjalny), ... ... Weterynaryjny słownik encyklopedyczny

Fizjologia- (fizjologia, od greckiego physis natura + logos doktryna, nauka, słowo) – nauka biologiczna badająca funkcje całego organizmu, jego składniki, pochodzenie, mechanizmy i prawa życia, powiązania ze środowiskiem; przydziel F.... ... Słowniczek terminów z zakresu fizjologii zwierząt gospodarskich

Sekcja F., badająca związane z wiekiem cechy życia, wzorce powstawania i zaniku funkcji organizmu... Duży słownik medyczny

FIZJOLOGIA WIEK- dział fizjologii zajmujący się badaniem praw funkcjonowania organizmu w różnych okresach wiekowych (w ontogenezie) ... Psychomotoryka: słownik-podręcznik

Zwierzęta, gałąź fizjologii (patrz Fizjologia) zwierząt, badająca przez porównanie charakterystykę funkcji fizjologicznych u różnych przedstawicieli świata zwierząt. Wraz z fizjologią związaną z wiekiem (patrz Fizjologia związana z wiekiem) i środowiskiem... ... Wielka encyklopedia radziecka

I Medycyna Medycyna to system wiedzy naukowej i działań praktycznych, którego celem jest wzmacnianie i zachowanie zdrowia, przedłużanie życia ludzi, zapobieganie i leczenie chorób człowieka. Aby wykonać te zadania, M. bada strukturę i... ... Encyklopedia medyczna

CECHY AHATOMO-FIZJOLOGICZNE DZIECI- cechy struktury związane z wiekiem, funkcje dzieci. organizmu, jego przemiany w procesie indywidualnego rozwoju. Znajomość i rachunkowość A. f. O. niezbędne do prawidłowej organizacji szkolenia i edukacji dzieci w różnym wieku. Wiek dzieci jest warunkowy.... ... Rosyjska encyklopedia pedagogiczna

PODSTAWY TEORETYCZNE FIZJOLOGII WIEKU (FIZJOLOGIA ROZWOJU) DZIECKA

Systemowa zasada organizacji funkcji fizjologicznych w ontogenezie

Znaczenie identyfikacji wzorców rozwoju ciała dziecka i osobliwości funkcjonowania jego układów fizjologicznych na różnych etapach ontogenezy dla ochrony zdrowia i rozwoju odpowiednich do wieku technologii pedagogicznych zdeterminowało poszukiwanie optymalnych sposobów badania fizjologia dziecka i mechanizmy zapewniające adaptacyjno-adaptacyjny charakter rozwoju na każdym etapie ontogenezy.

Według współczesnych pomysłów, które rozpoczęły się od dzieł A.N. Severtsova w 1939 roku wszystkie funkcje rozwijają się i ulegają zmianom w wyniku ścisłej interakcji między organizmem a środowiskiem. Zgodnie z tą koncepcją o adaptacyjnym charakterze funkcjonowania organizmu w różnym wieku decydują dwa istotne czynniki: dojrzałość morfofunkcjonalna układów fizjologicznych oraz adekwatność wpływających czynników środowiskowych do możliwości funkcjonalnych organizmu.

Tradycyjna dla fizjologii domowej (I.M. Sechenov, I.P. Pavlov, A.A. Ukhtomsky, N.A. Bernstein. P.K. Anokhin itp.) to systemowa zasada organizowania adaptacyjnej reakcji na czynniki środowiskowe. Zasada ta, uważana za podstawowy mechanizm życiowej aktywności organizmu, implikuje, że wszelkiego rodzaju aktywność adaptacyjna układów fizjologicznych i całego organizmu realizowana jest poprzez hierarchicznie zorganizowane dynamiczne stowarzyszenia, obejmujące poszczególne elementy jednego lub różnych narządów (układów fizjologicznych).

Najważniejszy wkład w badanie zasad dynamicznej, systemowej organizacji działań adaptacyjnych organizmu wniosły badania A.A. Ukhtomsky'ego, który wysunął zasadę dominanta jako funkcjonalnego narządu roboczego, który określa odpowiednią reakcję organizmu na wpływy zewnętrzne. Dominujący według A.A. Ukhtomsky'ego to konstelacja ośrodków nerwowych połączonych jednością działania, których elementy mogą być topograficznie wystarczająco odległe od siebie, a jednocześnie dostrojone do jednego rytmu pracy. Jeśli chodzi o mechanizm leżący u podstaw dominującej, A.A. Ukhtomsky zwrócił uwagę na fakt, że normalna aktywność opiera się „nie na raz na zawsze określonej i etapowej statyce funkcjonalnej różnych ognisk jako nośników poszczególnych funkcji, ale na ciągłej międzycentralnej dynamice wzbudzeń na różnych poziomach: korowym , podkorowy, rdzeniowy, rdzeniowy.” Podkreśliło to plastyczność i znaczenie czynnika czasoprzestrzennego w organizacji skojarzeń funkcjonalnych, które zapewniają reakcje adaptacyjne organizmu. Pomysły A.A. Pomysły Ukhtomsky'ego dotyczące funkcjonalno-plastycznych systemów organizacji działań zostały opracowane w pracach N.A. Bernsteina. Badając fizjologię ruchów i mechanizmy kształtowania umiejętności motorycznych, N.A. Bernstein zwracał uwagę nie tylko na skoordynowaną pracę ośrodków nerwowych, ale także na zjawiska zachodzące na obrzeżach ciała – w punktach pracy. Pozwoliło mu to już w 1935 roku sformułować stanowisko, że adaptacyjny efekt działania można osiągnąć tylko wtedy, gdy końcowy wynik – „model wymaganej przyszłości” – jest obecny w ośrodkowym układzie nerwowym w jakiejś zakodowanej formie. W procesie korekcji sensorycznej, dzięki informacji zwrotnej pochodzącej z pracujących narządów, możliwe jest porównanie z tym modelem informacji o już wykonanych czynnościach.

Wyrażone przez N.A. Stanowisko Bernsteina dotyczące znaczenia informacji zwrotnej w osiąganiu reakcji adaptacyjnych miało ogromne znaczenie dla zrozumienia mechanizmów regulacji adaptacyjnego funkcjonowania organizmu i organizacji zachowania.

Klasyczna koncepcja otwartego łuku refleksyjnego ustąpiła miejsca idei zamkniętej pętli sterowania. Bardzo ważny przepis opracowany przez N.A. Bernsteina, to wysoka plastyczność ustanowionego przez niego systemu – możliwość osiągnięcia tego samego rezultatu zgodnie z „modelem wymaganej przyszłości” przy niejednoznacznej drodze do osiągnięcia tego rezultatu w zależności od określonych warunków.

Rozwijając ideę układu funkcjonalnego jako stowarzyszenia zapewniającego organizację reakcji adaptacyjnej, P.K. Anokhin uważał użyteczny wynik działania za czynnik tworzący system, który tworzy pewną uporządkowaną interakcję poszczególnych elementów systemu. „To użyteczny wynik stanowi czynnik operacyjny, który przyczynia się do tego, że system... może całkowicie zreorganizować układ swoich części w przestrzeni i czasie, co zapewnia wynik adaptacyjny niezbędny w danej sytuacji” (Anokhin) .

Podstawowe znaczenie dla zrozumienia mechanizmów zapewniających współdziałanie poszczególnych elementów systemu ma stanowisko N.P. Bekhterevej i jej współpracowników o obecności dwóch systemów połączeń: sztywnego (wrodzonego) i elastycznego, plastycznego. Te ostatnie są najważniejsze dla zorganizowania dynamicznych skojarzeń funkcjonalnych i zapewnienia określonych reakcji adaptacyjnych w rzeczywistych warunkach pracy.

Jedną z głównych cech systemu wspomagania reakcji adaptacyjnych jest hierarchia ich organizacji (Wiener). Hierarchia łączy zasadę autonomii z zasadą podporządkowania. Systemy zorganizowane hierarchicznie, obok elastyczności i niezawodności, charakteryzują się wysoką efektywnością energetyczną strukturalną i informacyjną. Poszczególne poziomy mogą składać się z bloków, które realizują proste operacje specjalistyczne i przekazują przetworzone informacje na wyższe poziomy systemu, które realizują bardziej złożone operacje, a jednocześnie mają wpływ regulacyjny na niższe poziomy.

Hierarchia organizacji, oparta na ścisłym współdziałaniu elementów zarówno na tym samym poziomie, jak i na różnych poziomach systemów, warunkuje wysoką stabilność i dynamikę realizowanych procesów.

W toku ewolucji powstawanie hierarchicznie zorganizowanych systemów w ontogenezie wiąże się z postępującą komplikacją i nakładaniem się na siebie poziomów regulacyjnych, zapewniając poprawę procesów adaptacyjnych (Wasilewski). Można założyć, że te same wzorce zachodzą w ontogenezie.

Znaczenie systematycznego podejścia do badania właściwości funkcjonalnych rozwijającego się organizmu, jego zdolności do tworzenia optymalnej reakcji adaptacyjnej dla każdego wieku, samoregulacji, umiejętności aktywnego wyszukiwania informacji, formułowania planów i programów działania jest oczywiste .

Wzorce rozwoju ontogenetycznego. Pojęcie normy wieku

Ogromne znaczenie dla zrozumienia, w jaki sposób powstają i organizują się systemy funkcjonalne w procesie indywidualnego rozwoju, ma sformułowanie A.N. Zasada heterochronii Severtsova w rozwoju narządów i układów, szczegółowo opracowana przez P.K. Anokhin w teorii systemogenezy. Teoria ta opiera się na badaniach eksperymentalnych wczesnej ontogenezy, które ujawniły stopniowe i nierównomierne dojrzewanie poszczególnych elementów każdej struktury lub narządu, które konsolidują się z elementami innych narządów biorących udział w realizacji danej funkcji i integrując się w jedną całość system funkcjonalny, wdrażają zasadę „minimalnego zapewnienia” funkcji całkowej. Różne układy funkcjonalne, w zależności od ich znaczenia w zapewnieniu funkcji życiowych, dojrzewają w różnych momentach życia poporodowego – jest to heterochronia rozwojowa. Zapewnia wysoką zdolność adaptacyjną organizmu na każdym etapie ontogenezy, odzwierciedlając niezawodność funkcjonowania układów biologicznych. Niezawodność funkcjonowania układów biologicznych zgodnie z koncepcją A.A. Markosjan, jest jedną z ogólnych zasad indywidualnego rozwoju. Opiera się na takich właściwościach układu żywego, jak redundancja jego elementów, ich powielanie i wymienność, szybkość powrotu do względnej stałości oraz dynamika poszczególnych części układu. Badania wykazały (Farber), że podczas ontogenezy niezawodność systemów biologicznych przechodzi przez pewne etapy powstawania i formowania. A jeśli we wczesnych stadiach życia poporodowego zapewnia to sztywne, genetycznie zdeterminowane współdziałanie poszczególnych elementów układu funkcjonalnego, zapewniające realizację elementarnych reakcji na bodźce zewnętrzne i niezbędne funkcje życiowe (na przykład ssanie), to w przebieg rozwoju połączeń plastycznych tworzących warunki do dynamicznej selektywnej organizacji elementów systemu. Na przykładzie tworzenia systemu postrzegania informacji ustalono ogólny wzór zapewniający niezawodność adaptacyjnego funkcjonowania systemu. Wyróżnia się trzy funkcjonalnie różne etapy jego organizacji: Etap 1 (okres noworodkowy) - funkcjonowanie najwcześniej dojrzewającego bloku układu, zapewniającego zdolność reagowania zgodnie z zasadą „bodziec-reakcja”; Etap 2 (pierwsze lata życia) - uogólnione jednolite zaangażowanie elementów wyższego poziomu systemu, niezawodność systemu zapewnia powielanie jego elementów; Etap 3 (obserwowany od wieku przedszkolnego) – hierarchicznie zorganizowany wielopoziomowy system regulacji zapewnia możliwość wyspecjalizowanego zaangażowania elementów różnych poziomów w przetwarzanie informacji i organizowanie działań. Podczas ontogenezy, w miarę poprawy centralnych mechanizmów regulacji i kontroli, wzrasta plastyczność dynamicznego oddziaływania elementów systemu; selektywne konstelacje funkcjonalne powstają zgodnie z konkretną sytuacją i zadaniem (Farber, Dubrovinskaya). Determinuje to poprawę reakcji adaptacyjnych rozwijającego się organizmu w procesie komplikacji jego kontaktów ze środowiskiem zewnętrznym oraz adaptacyjny charakter funkcjonowania na każdym etapie ontogenezy.

Z powyższego jasno wynika, że poszczególne etapy rozwoju charakteryzują się zarówno cechami dojrzałości morfofunkcjonalnej poszczególnych narządów i układów, jak i różnicą w mechanizmach determinujących specyfikę interakcji organizmu ze środowiskiem zewnętrznym.

Konieczność określenia specyficznej charakterystyki poszczególnych etapów rozwoju, z uwzględnieniem obu tych czynników, rodzi pytanie, co należy uznać za normę wiekową dla każdego etapu.

Przez długi czas normę wieku uważano za zbiór średnich parametrów statystycznych charakteryzujących cechy morfofunkcjonalne organizmu. Ta idea normy ma swoje korzenie w czasach, gdy potrzeby praktyczne determinowały potrzebę określenia pewnych przeciętnych standardów, które pozwalają zidentyfikować odchylenia rozwojowe. Nie ulega wątpliwości, że na pewnym etapie rozwoju biologii i medycyny podejście takie odegrało postępową rolę, umożliwiając określenie średnich parametrów statystycznych cech morfofunkcjonalnych rozwijającego się organizmu; i nawet dziś pozwala rozwiązać szereg problemów praktycznych (na przykład przy obliczaniu standardów rozwoju fizycznego, regulowaniu wpływu czynników środowiskowych itp.). Jednak ta idea normy wieku, która absolutyzuje ilościową ocenę dojrzałości morfofunkcjonalnej organizmu na różnych etapach ontogenezy, nie oddaje istoty przemian związanych z wiekiem, które determinują adaptacyjną orientację rozwoju organizmu i jego związek ze środowiskiem zewnętrznym. Jest całkiem oczywiste, że jeśli nie uwzględni się jakościowej specyfiki funkcjonowania układów fizjologicznych na pewnych etapach rozwoju, wówczas koncepcja normy wiekowej traci swoją treść, przestaje odzwierciedlać rzeczywiste możliwości funkcjonalne organizmu w określonych przedziałach wiekowych .

Idea adaptacyjnego charakteru rozwoju jednostki doprowadziła do konieczności zrewidowania koncepcji normy wieku jako zestawu średnich parametrów morfologicznych i fizjologicznych. Zaproponowano stanowisko, zgodnie z którym normę wieku należy uważać za biologiczne optymalne funkcjonowanie układu żywego, zapewniające adaptacyjną reakcję na czynniki środowiskowe (Kozlov, Farber).

Periodyzacja wieku

Różnice w rozumieniu kryteriów norm wiekowych determinują także podejście do periodyzacji rozwoju wieku. Jednym z najbardziej powszechnych jest podejście, które opiera się na analizie oceny cech morfologicznych (wzrost, zmiana uzębienia, przyrost masy ciała itp.). Najbardziej kompletną periodyzację wieku, opartą na cechach morfologicznych i antropologicznych, zaproponował V.V. Bunaka, według którego zmiany wielkości ciała i związane z nimi cechy strukturalne i funkcjonalne odzwierciedlają przemiany zachodzące w metabolizmie organizmu wraz z wiekiem. Zgodnie z tą periodyzacją w ontogenezie poporodowej wyróżnia się okresy: dziecięcy, obejmujący pierwszy rok życia dziecka i obejmujący początkowy (1–3, 4–6 miesięcy), środkowy (7–9 miesięcy) i końcowy (10 miesięcy). –12 miesięcy) cykle; pierwsze dzieciństwo (cykl początkowy 1–4 lata, cykl końcowy 5–7 lat); drugie dzieciństwo (cykl początkowy: 8-10 lat – chłopcy, 8-9 lat – dziewczynki; cykl końcowy: 11-13 lat – chłopcy, 10-12 lat – dziewczynki); nastoletnie (14–17 lat – chłopcy, 13–16 lat – dziewczęta); młodzież (18–21 lat – chłopcy, 17–20 lat – dziewczęta); Okres dorosłości rozpoczyna się w wieku 21–22 lat. Periodyzacja ta jest zbliżona do przyjętej w praktyce pediatrycznej (Tur, Maslov); Oprócz czynników morfologicznych uwzględnia także czynniki społeczne. Według tej periodyzacji niemowlęctwo oznacza młodsze dziecko lub niemowlęctwo; okres pierwszego dzieciństwa łączy w sobie starszy wiek żłobkowy lub przedszkolny i wiek przedszkolny; okres drugiego dzieciństwa odpowiada wiekowi szkoły podstawowej, a dorastanie – starszemu wiekowi przedszkolnemu. Jednak takiej klasyfikacji okresów wiekowych, odzwierciedlającej istniejący system kształcenia i szkolenia, nie można uznać za akceptowalną, gdyż, jak wiadomo, kwestia rozpoczęcia systematycznej edukacji nie została jeszcze rozstrzygnięta; Doprecyzowania wymaga granica pomiędzy wiekiem przedszkolnym i szkolnym, dość amorficzne są także pojęcia wieku szkolnego młodszego i starszego.

Zgodnie z periodyzacją wieku przyjętą na specjalnym sympozjum w 1965 r., w cyklu życia człowieka aż do osiągnięcia dorosłości wyróżnia się następujące okresy: noworodkowy (1-10 dni); niemowlęctwo (10 dni - 1 rok); wczesne dzieciństwo (1–3 lata); pierwsze dzieciństwo (4–7 lat); drugie dzieciństwo (8-12 lat - chłopcy, 8-11 lat - dziewczynki); adolescencja (13–16 lat – chłopcy, 12–15 lat – dziewczęta) i adolescencja (17–21 lat – chłopcy, 16–20 lat – dziewczęta) (Problem periodyzacji wieku ludzkiego). Periodyzacja ta różni się nieco od tej zaproponowanej przez V.V. Bunaka, podkreślając okres wczesnego dzieciństwa, pewne przesunięcie granic drugiego dzieciństwa i dorastania. Problem periodyzacji wiekowej nie został jednak do końca rozwiązany, przede wszystkim dlatego, że wszystkie istniejące periodyzacje, w tym ta ostatnia, powszechnie przyjęta, nie są dostatecznie uzasadnione fizjologicznie. Nie uwzględniają adaptacyjnego charakteru rozwoju i mechanizmów zapewniających niezawodne funkcjonowanie układów fizjologicznych i całego organizmu na każdym etapie ontogenezy. To determinuje potrzebę wyboru najbardziej informacyjnych kryteriów periodyzacji wieku.

W procesie indywidualnego rozwoju ciało dziecka zmienia się jako całość. O jego cechach strukturalnych, funkcjonalnych i adaptacyjnych decyduje interakcja wszystkich narządów i układów na różnych poziomach integracji - od wewnątrzkomórkowej po międzyukładową. Zgodnie z tym kluczowym zadaniem periodyzacji wieku jest konieczność uwzględnienia specyfiki funkcjonowania całego organizmu.

Jedną z prób poszukiwania integralnego kryterium charakteryzującego aktywność życiową organizmu była zaproponowana przez Rubnera ocena możliwości energetycznych organizmu, tzw. „reguła powierzchni energetycznej”, odzwierciedlająca związek pomiędzy poziomem metabolizmu a energii i wielkości powierzchni ciała. Wskaźnik ten, charakteryzujący możliwości energetyczne organizmu, odzwierciedla aktywność układów fizjologicznych związanych z metabolizmem: krążenia krwi, oddychania, trawienia, wydalania i układu hormonalnego. Założono, że cechy ontogenetyczne funkcjonowania tych układów powinny spełniać „prawo energetyczne powierzchni”.

Jednakże omówione powyżej teoretyczne zapisy dotyczące adaptacyjno-adaptacyjnego charakteru rozwoju dają podstawy sądzić, że periodyzacja wieku powinna opierać się nie tyle na kryteriach odzwierciedlających stacjonarne cechy aktywności życiowej organizmu, które zostały już osiągnięte w pewnym momencie dojrzewania, ale ale raczej na kryteriach interakcji organizmu ze środowiskiem.

O potrzebie takiego podejścia do poszukiwania fizjologicznych kryteriów periodyzacji wieku mówił także I.A. Arszawski. Według jego pomysłu periodyzacja wieku powinna opierać się na kryteriach odzwierciedlających specyfikę holistycznego funkcjonowania organizmu. Jako takie kryterium proponuje się funkcję wiodącą dla każdego etapu rozwoju.

W szczegółowym opracowaniu I.A. Arshavsky i jego współpracownicy wyróżnili okresy wczesnego dzieciństwa ze względu na charakter żywienia i charakterystykę czynności motorycznych: noworodkowy, w którym odbywa się karmienie mlekiem siarowym (8 dni), laktotroficzna forma żywienia (5–6 miesięcy), forma laktotroficzna żywienia pokarmami uzupełniającymi i występowaniem postawy stojącej (7-12 miesięcy), wiek malucha (1-3 lata) - opanowanie czynności ruchowych w środowisku (chodzenie, bieganie). Należy zauważyć, że A. Arshavsky przywiązywał szczególną wagę do aktywności ruchowej jako wiodącego czynnika rozwoju. Krytykując „zasadę energii powierzchniowej”, I.A. Arszawski sformułował ideę „reguły energetycznej mięśni szkieletowych”, zgodnie z którą intensywność czynności życiowej organizmu, nawet na poziomie poszczególnych tkanek i narządów, zależy od specyfiki funkcjonowania mięśni szkieletowych, co zapewniają interakcję organizmu i środowiska na każdym etapie rozwoju.

Należy jednak pamiętać, że w procesie ontogenezy wzrasta aktywna postawa dziecka wobec czynników środowiskowych, rola wyższych partii ośrodkowego układu nerwowego w zapewnianiu reakcji adaptacyjnych na zewnętrzne czynniki środowiskowe, w tym reakcje realizowane poprzez aktywność motoryczna wzrasta.

Dlatego też kryteria odzwierciedlające poziom rozwoju i zmiany jakościowe mechanizmów adaptacyjnych związanych z dojrzewaniem różnych części mózgu, w tym struktur regulacyjnych ośrodkowego układu nerwowego, determinujących aktywność wszystkich układów fizjologicznych i zachowanie dziecka, nabierają zatem istotnego znaczenia. szczególna rola w periodyzacji wieku.

Łączy to fizjologiczne i psychologiczne podejście do problemu periodyzacji wieku i stwarza podstawę do opracowania jednolitej koncepcji periodyzacji rozwoju dziecka. L.S. Wygotski uważał nowotwory psychiczne charakterystyczne dla określonych etapów rozwoju za kryteria periodyzacji wieku. Kontynuując tę linię, A.N. Leontyev i D.B. Elkonin przywiązywał szczególną wagę w periodyzacji wieku do „wiodącej działalności”, która determinuje powstawanie nowotworów psychicznych. Zauważono, że cechy rozwoju psychicznego, a także cechy rozwoju fizjologicznego są determinowane zarówno przez czynniki wewnętrzne (morfofunkcjonalne), jak i zewnętrzne warunki rozwoju jednostki.

Jednym z celów periodyzacji wieku jest ustalenie granic poszczególnych etapów rozwoju zgodnie z fizjologicznymi normami reakcji rosnącego organizmu na wpływ czynników środowiskowych. Charakter reakcji organizmu na dostarczone wpływy zależy najbardziej bezpośrednio od związanych z wiekiem cech funkcjonowania różnych układów fizjologicznych. Według S.M. Grombacha, opracowując problem periodyzacji wieku, należy wziąć pod uwagę stopień dojrzałości i gotowości funkcjonalnej poszczególnych narządów i układów. Jeżeli na pewnym etapie rozwoju określone układy fizjologiczne nie są wiodące, mogą zapewnić optymalne funkcjonowanie układu wiodącego w różnych warunkach środowiskowych, dlatego też poziom dojrzałości tych układów fizjologicznych nie może nie wpłynąć na możliwości funkcjonalne całego organizmu jako cały.

Aby ocenić, który system prowadzi na danym etapie rozwoju i gdzie przebiega linia przejścia od jednego systemu wiodącego do drugiego, należy ocenić poziom dojrzałości i cechy funkcjonowania poszczególnych narządów i układów fizjologicznych.

Dlatego periodyzacja wieku powinna opierać się na trzech poziomach badania fizjologii dziecka:

1 - wewnątrzsystemowy;

2 - międzysystemowy;

3 - cały organizm w interakcji ze środowiskiem.

Zagadnienie periodyzacji rozwoju nierozerwalnie wiąże się z wyborem kryteriów informacyjnych, które powinny stanowić jej podstawę. To prowadzi nas z powrotem do idei normy wiekowej. Można w pełni zgodzić się ze stwierdzeniem P.N. Wasilewskiego, że „optymalne sposoby działania układów funkcjonalnych organizmu to nie statystycznie przeciętny, ale poprzez ciągłe, dynamiczne procesy zachodzące w czasie w złożonej sieci współadaptowanych mechanizmów regulacyjnych. Istnieją podstawy, aby sądzić, że najbardziej pouczające kryteria przemian związanych z wiekiem to te, które charakteryzują stan układów fizjologicznych w warunkach aktywności jak najbardziej zbliżonych do tych, z którymi obiekt badań – dziecko – spotyka się na co dzień życie, czyli wskaźniki odzwierciedlające rzeczywistą zdolność przystosowania się do warunków otoczenia i adekwatność reakcji na wpływy zewnętrzne.

Opierając się na koncepcji systemowej organizacji reakcji adaptacyjnych, można przyjąć, że za takie wskaźniki należy uznać przede wszystkim te, które odzwierciedlają nie tyle dojrzałość poszczególnych struktur, ile raczej możliwość i specyfikę ich interakcji z otoczeniem. Dotyczy to zarówno wskaźników charakteryzujących cechy związane z wiekiem każdego układu fizjologicznego z osobna, jak i wskaźników całościowego funkcjonowania organizmu. Wszystko to wymaga zintegrowanego podejścia do analizy przemian związanych z wiekiem na poziomie wewnątrzsystemowym i międzysystemowym.

Nie mniej ważne przy opracowywaniu problemów periodyzacji wieku jest kwestia granic funkcjonalnie różnych etapów. Innymi słowy, periodyzacja oparta na fizjologii powinna opierać się na identyfikacji etapów „faktycznego” wieku fizjologicznego.

Identyfikacja funkcjonalnie różnych etapów rozwoju jest możliwa tylko wtedy, gdy istnieją dane dotyczące charakterystyki adaptacyjnego funkcjonowania różnych układów fizjologicznych w ciągu każdego roku życia dziecka.

Długoterminowe badania przeprowadzone w Instytucie Fizjologii Rozwoju Rosyjskiej Akademii Edukacji pozwoliły ustalić, że pomimo heterochronii rozwoju narządów i układów, w okresach uznawanych za jednolite zidentyfikowano kluczowe momenty, które charakteryzują się poprzez istotne jakościowe przemiany morfofunkcjonalne prowadzące do adaptacyjnej restrukturyzacji organizmu. W wieku przedszkolnym jest to od 3-4 do 5-6 lat, w wieku szkolnym - od 7-8 do 9-10 lat. W okresie dojrzewania jakościowe zmiany w funkcjonowaniu układów fizjologicznych nie są związane z określonym wiekiem paszportowym, ale ze stopniem dojrzałości biologicznej (niektóre etapy dojrzewania - etapy II–III).

Okresy wrażliwe i krytyczne rozwoju

Adaptacyjny charakter rozwoju organizmu determinuje potrzebę uwzględnienia w periodyzacji wieku nie tylko cech rozwoju morfofunkcjonalnego układów fizjologicznych organizmu, ale także ich specyficznej wrażliwości na różne wpływy zewnętrzne. Badania fizjologiczne i psychologiczne wykazały, że wrażliwość na wpływy zewnętrzne ma charakter selektywny na różnych etapach ontogenezy. Stało się to podstawą pomysłu wrażliwe okresy jako okresy największej wrażliwości na czynniki środowiskowe.

Rozpoznawanie i uwzględnienie wrażliwych okresów rozwoju funkcji organizmu jest niezbędnym warunkiem stworzenia odpowiednich warunków do efektywnej nauki i utrzymania zdrowia dziecka. Dużą podatność niektórych funkcji na wpływ czynników środowiskowych należy z jednej strony wykorzystać do skutecznego, ukierunkowanego oddziaływania na te funkcje, sprzyjając ich stopniowemu rozwojowi, z drugiej zaś strony należy kontrolować wpływ negatywnych zewnętrznych czynników środowiska , gdyż mogą prowadzić do zakłócenia rozwoju organizmu.

Należy podkreślić, że rozwój ontogenetyczny łączy w sobie okresy ewolucyjnego (stopniowego) dojrzewania morfofunkcjonalnego oraz okresy rewolucyjnych, przełomowych skoków rozwojowych, które można powiązać zarówno z wewnętrznymi (biologicznymi), jak i zewnętrznymi (społecznymi) czynnikami rozwoju.

Ważnym zagadnieniem wymagającym szczególnej uwagi jest kwestia krytyczne okresy rozwoju . W biologii ewolucyjnej powszechnie przyjmuje się, że okresem krytycznym jest etap wczesnego rozwoju poporodowego, charakteryzujący się intensywnością dojrzewania morfofunkcjonalnego, kiedy z powodu braku wpływów środowiska funkcja może nie wykształcić się. Na przykład, przy braku pewnych bodźców wzrokowych we wczesnej ontogenezie, ich percepcja nie kształtuje się później, to samo dotyczy funkcji mowy.

W procesie dalszego rozwoju okresy krytyczne mogą powstać w wyniku gwałtownej zmiany czynników społecznych i środowiskowych oraz ich interakcji z procesem wewnętrznego rozwoju morfofunkcjonalnego. Takim okresem jest wiek, w którym rozpoczyna się nauka, kiedy jakościowe zmiany w morfofunkcjonalnym dojrzewaniu podstawowych procesów mózgowych zachodzą w okresie gwałtownych zmian warunków społecznych.

Dojrzewanie- początek dojrzewania - charakteryzuje się gwałtownym wzrostem aktywności centralnego ogniwa układu hormonalnego (podwzgórza), co prowadzi do ostrej zmiany w interakcji struktur podkorowych i kory mózgowej, co skutkuje znacznym zmniejszeniem skuteczność centralnych mechanizmów regulacyjnych, w tym warunkujących dobrowolną regulację i samoregulację. Ponadto wzrastają wymagania społeczne wobec młodzieży, wzrasta jej samoocena, co prowadzi do rozbieżności pomiędzy czynnikami społeczno-psychologicznymi a możliwościami funkcjonalnymi organizmu, co może skutkować odchyleniami w stanie zdrowia i dezadaptacją behawioralną.

Można zatem przypuszczać, że krytyczne okresy rozwoju spowodowane są zarówno intensywnymi przemianami morfofunkcjonalnymi głównych układów fizjologicznych i całego organizmu, jak i specyfiką coraz bardziej złożonego współdziałania wewnętrznych (biologicznych) i społeczno-psychologicznych czynników rozwoju.

Rozważając zagadnienia periodyzacji wieku, należy mieć na uwadze, że granice etapów rozwojowych są bardzo arbitralne. Zależą one od konkretnych czynników etnicznych, klimatycznych, społecznych i innych. Ponadto „rzeczywisty” wiek fizjologiczny często nie pokrywa się z wiekiem kalendarzowym (paszportowym) ze względu na różnice w tempie dojrzewania i warunkach rozwoju organizmów różnych ludzi. Wynika z tego, że badając możliwości funkcjonalne i adaptacyjne dzieci w różnym wieku, należy zwrócić uwagę na ocenę poszczególnych wskaźników dojrzałości. Tylko łącząc specyficzne dla wieku i indywidualne podejście do badania cech funkcjonowania dziecka, możliwe będzie opracowanie odpowiednich środków higienicznych i pedagogicznych zapewniających zachowanie zdrowia oraz stopniowy rozwój ciała i osobowości dziecka.

Pytania i zadania

1. Opowiedz nam o systemowej zasadzie organizowania reakcji adaptacyjnej.

2. Jakie są wzorce rozwoju ontogenetycznego? Jaka jest norma wiekowa?

3. Czym jest periodyzacja wieku?

4. Porozmawiaj o wrażliwych i krytycznych okresach rozwoju.

Rozdział 3. OGÓLNY PLAN BUDOWY CIAŁA DZIECKA

Zanim zaczniemy badać najważniejsze wzorce rozwoju organizmu związanego z wiekiem, konieczne jest zrozumienie, czym jest organizm, jakie zasady ustala Natura w swoim ogólnym projekcie i jak oddziałuje ze światem zewnętrznym.

Prawie 300 lat temu udowodniono, że wszystkie żywe istoty składają się z komórki. Ciało ludzkie składa się z kilku miliardów maleńkich komórek. Komórki te są dalekie od identycznych pod względem wyglądu, właściwości i funkcji. Komórki podobne do siebie łączą się tekstylia. W organizmie występuje wiele rodzajów tkanek, ale wszystkie należą do tylko 4 typów: nabłonkowej, łącznej, mięśniowej i nerwowej. Nabłonkowy tkanki tworzą skórę i błony śluzowe, wiele narządów wewnętrznych - wątrobę, śledzionę itp. W tkankach nabłonkowych komórki są zlokalizowane blisko siebie. Łączący tkanka ma bardzo duże przestrzenie międzykomórkowe. Tak zbudowane są kości i chrząstki, tak zbudowana jest krew – wszystko to są rodzaje tkanki łącznej. Muskularny I nerwowy tkanki są pobudliwe: są w stanie dostrzec i przewodzić impuls wzbudzenia. Co więcej, w przypadku tkanki nerwowej jest to główna funkcja, podczas gdy komórki mięśniowe mogą nadal kurczyć się, znacznie zmieniając swój rozmiar. Ta praca mechaniczna może zostać przeniesiona na kości lub płyny znajdujące się wewnątrz worków mięśniowych.

Tkaniny w różnych kombinacjach tworzą narządy anatomiczne. Każdy narząd składa się z kilku tkanek i prawie zawsze wraz z tkanką główną, funkcjonalną, która decyduje o specyfice narządu, występują elementy tkanki nerwowej, nabłonka i tkanki łącznej. Tkanka mięśniowa może nie być obecna w narządzie (na przykład w nerkach, śledzionie itp.).

Tworzą się narządy anatomiczne układy anatomiczne i fizjologiczne, które łączy jedność głównej funkcji, którą pełnią. W ten sposób powstają układy mięśniowo-szkieletowy, nerwowy, powłokowy, wydalniczy, trawienny, oddechowy, sercowo-naczyniowy, rozrodczy, hormonalny i krew. Wszystkie te systemy razem tworzą organizm osoba.

Podstawową jednostką istot żywych jest komórka. Aparat genetyczny jest skoncentrowany w komórce rdzeń, tj. zlokalizowane i chronione przed nieoczekiwanym narażeniem na potencjalnie agresywne środowisko. Każda komórka jest odizolowana od reszty świata dzięki obecności złożonej błony - membrany. Powłoka ta składa się z trzech warstw różnych chemicznie i funkcjonalnie cząsteczek, które działając wspólnie, zapewniają wiele funkcji: ochronną, kontaktową, wrażliwą, absorbującą i uwalniającą. Głównym zadaniem błony komórkowej jest organizowanie przepływu substancji ze środowiska do komórki i z komórki na zewnątrz. Błona komórkowa jest podstawą wszelkiego życia komórkowego, które umiera, gdy błona ulega zniszczeniu. Każda komórka do swojego funkcjonowania potrzebuje pożywienia i energii – w końcu funkcjonowanie błony komórkowej również w dużym stopniu wiąże się z wydatkowaniem energii. Aby zorganizować przepływ energii przez komórkę, znajdują się w niej specjalne organelle odpowiedzialne za produkcję energii - mitochondria. Uważa się, że miliardy lat temu mitochondria były niezależnymi żywymi organizmami, które w toku ewolucji nauczyły się wykorzystywać pewne procesy chemiczne do wytwarzania energii. Następnie weszli w symbiozę z innymi organizmami jednokomórkowymi, które dzięki temu współżyciu otrzymały niezawodne źródło energii, a przodkowie mitochondriów otrzymali niezawodną ochronę i gwarancję reprodukcji.

Funkcję konstrukcyjną w komórce pełni rybosomy- fabryki do produkcji białek w oparciu o matryce skopiowane z materiału genetycznego przechowywanego w jądrze komórkowym. Działając poprzez bodźce chemiczne, jądro kontroluje wszystkie aspekty życia komórki. Przekazywanie informacji wewnątrz komórki odbywa się dzięki temu, że jest ona wypełniona galaretowatą masą - cytoplazma, w którym zachodzi wiele reakcji biochemicznych, a substancje o wartości informacyjnej mogą dzięki dyfuzji z łatwością przedostać się do najdalszych zakątków przestrzeni wewnątrzkomórkowej.

Wiele komórek ma również taką lub inną adaptację do ruchu w otaczającej przestrzeni. Mogłoby być rozłóg(jak plemnik) kosmki(jak nabłonek jelitowy) lub zdolność do transfuzji cytoplazmy w postaci pseudopodium(jak limfocyty).

Zatem najważniejszymi elementami strukturalnymi komórki są jej otoczka (błona), narząd kontrolny (jądro), system dostarczania energii (mitochondrium), element budulcowy (rybosom), napęd (rzęski, pseudopodia lub wici) i środowisko wewnętrzne (cytoplazma). ). Niektóre organizmy jednokomórkowe mają również imponujący zwapniony szkielet, który chroni je przed wrogami i wypadkami.

Co zaskakujące, organizm ludzki, składający się z wielu miliardów komórek, ma w rzeczywistości te same ważne elementy budulcowe. Człowiek jest oddzielony od otoczenia błoną skórną. Ma ruchomość (mięśnie), szkielet, narządy sterujące (mózg i rdzeń kręgowy oraz układ hormonalny), układ zaopatrzenia w energię (oddychanie i krążenie krwi), podstawową jednostkę przetwarzającą żywność (przewód pokarmowy), a także środowisko wewnętrzne (krew, limfa, płyn międzykomórkowy). Schemat ten nie wyczerpuje wszystkich elementów konstrukcyjnych ludzkiego ciała, ale pozwala stwierdzić, że każda żywa istota jest zbudowana według zasadniczo jednolitego planu.

Oczywiście organizm wielokomórkowy ma szereg cech i, jak widać, zalet - w przeciwnym razie proces ewolucji nie byłby ukierunkowany na pojawienie się organizmów wielokomórkowych, a świat nadal byłby zamieszkany wyłącznie przez te, które nazywamy „pierwotniakami”.

Główna różnica strukturalna między organizmem jednokomórkowym a wielokomórkowym polega na tym, że narządy organizmu wielokomórkowego zbudowane są z milionów pojedynczych komórek, które zgodnie z zasadą podobieństwa i związku funkcjonalnego łączą się w tkanki, natomiast organelle organizmu jednokomórkowego organizmy są elementami jednej komórki.

Jaka jest prawdziwa zaleta organizmu wielokomórkowego? Umiejętność wyodrębnienia funkcji w przestrzeni i czasie oraz specjalizacja poszczególnych struktur tkankowych i komórkowych do pełnienia ściśle określonych funkcji. W istocie różnice te są podobne do różnic między średniowiecznym rolnictwem na własne potrzeby a nowoczesną produkcją przemysłową. Komórka, będąca niezależnym organizmem, zmuszona jest rozwiązywać wszystkie stojące przed nią problemy, korzystając z posiadanych zasobów. Aby rozwiązać każdy problem funkcjonalny, organizm wielokomórkowy przydziela specjalną populację komórek lub zespół takich populacji (tkanka, narząd, układ funkcjonalny), które są maksymalnie przystosowane do rozwiązania tego konkretnego problemu. Oczywiste jest, że skuteczność rozwiązywania problemów przez organizm wielokomórkowy jest znacznie wyższa. Mówiąc dokładniej, organizm wielokomórkowy znacznie łatwiej przystosowuje się do szerokiego zakresu sytuacji, z którymi musi się zmierzyć. Stąd podstawowa różnica między komórką a organizmem wielokomórkowym w strategii adaptacyjnej jest następująca: pierwszy reaguje całościowo i ogólnie na wszelkie wpływy środowiska, drugi jest w stanie przystosować się do warunków życia poprzez restrukturyzację funkcji tylko poszczególnych jego części składowych - tkanek i narządy.

Należy podkreślić, że tkanki organizmu wielokomórkowego są bardzo zróżnicowane i każda z nich jest najlepiej przystosowana do pełnienia niewielkiej liczby funkcji niezbędnych do życia i adaptacji całego organizmu. Jednocześnie komórki każdej tkanki są w stanie doskonale wykonywać tylko jedną funkcję, a całą różnorodność możliwości funkcjonalnych organizmu zapewnia różnorodność komórek tworzących jego skład. Na przykład komórki nerwowe są w stanie jedynie wytworzyć i przewodzić impuls wzbudzenia, ale nie są w stanie zmienić swojej wielkości ani zniszczyć substancji toksycznych. Komórki mięśniowe są w stanie przewodzić impuls wzbudzenia w taki sam sposób jak komórki nerwowe, ale jednocześnie same się kurczą, zapewniając ruch części ciała w przestrzeni lub zmieniając napięcie (ton) struktur składających się z tych komórek. Komórki wątroby nie są w stanie przewodzić impulsów elektrycznych ani kurczyć się, ale ich siła biochemiczna zapewnia neutralizację ogromnej liczby szkodliwych i trujących cząsteczek, które dostają się do krwi w trakcie życia organizmu. Komórki szpiku kostnego są specjalnie zaprojektowane do wytwarzania krwi i nie mogą robić nic innego. Ten „podział pracy” jest cechą charakterystyczną każdego złożonego systemu; struktury społeczne również funkcjonują według tych samych zasad. Trzeba to mieć na uwadze, prognozując skutki wszelkich reorganizacji: żaden wyspecjalizowany podsystem nie jest w stanie zmienić charakteru swojego funkcjonowania, jeśli nie zmieni się jego własna struktura.

Pojawianie się tkanek o cechach jakościowych w procesie ontogenezy jest procesem stosunkowo powolnym i nie następuje ze względu na to, że istniejące komórki zyskują nowe funkcje: prawie zawsze nowe funkcje pełnią nowe generacje struktur komórkowych, powstałych pod wpływem kontrolą aparatu genetycznego i pod wpływem wymagań zewnętrznych lub środowiska wewnętrznego.

Ontogeneza to niesamowite zjawisko, podczas którego organizm jednokomórkowy (zygota) przekształca się w organizm wielokomórkowy, zachowując integralność i żywotność na wszystkich etapach tej niezwykłej transformacji oraz stopniowo zwiększając różnorodność i niezawodność wykonywanych funkcji.

Strukturalno-funkcjonalne i systemowe podejście do badania ciała

Fizjologia naukowa narodziła się w tym samym dniu co anatomia - stało się to w połowie XVII wieku, kiedy wielki angielski lekarz Williama Harveya uzyskał pozwolenie kościoła i króla i przeprowadził pierwszą po tysiącletniej przerwie sekcję zwłok zbrodniarza skazanego na śmierć, aby naukowo zbadać wewnętrzną budowę ludzkiego ciała. Oczywiście nawet starożytni egipscy kapłani, balsamując ciała swoich faraonów, doskonale znali budowę ludzkiego ciała od środka - ale ta wiedza nie była naukowa, była empiryczna, a w dodatku tajna: ujawnienie jakichkolwiek informacja na ten temat uznawana była za świętokradztwo i karana była śmiercią. Wielki Arystoteles, nauczyciel i mentor Aleksandra Wielkiego, który żył 3 wieki p.n.e., miał bardzo niejasne pojęcie o tym, jak działa ciało i jak działa, chociaż miał encyklopedyczne wykształcenie i wiedział, jak się wydaje, wszystko, co cywilizacja europejska zgromadziło się do tego czasu. Większą wiedzę posiadali starożytni rzymscy lekarze – uczniowie i naśladowcy Galena (II w. n.e.), którzy położyli podwaliny pod anatomię opisową. Średniowieczni lekarze arabscy zyskali ogromną sławę, jednak nawet największy z nich – Ali Abu ibn Sina (w transkrypcji europejskiej – Awicenna, XI w.) – leczył ludzkiego ducha, a nie ciało. I tak W. Harvey na oczach ogromnego tłumu ludzi przeprowadził pierwsze w historii nauki europejskiej badanie budowy ciała ludzkiego. Ale Harveya najbardziej interesowało JAK DZIAŁA ciało. Od czasów starożytnych ludzie wiedzieli, że w piersi każdego z nas bije serce. Lekarze przez cały czas mierzyli puls i na podstawie jego dynamiki oceniali stan zdrowia i perspektywy zwalczania różnych chorób. Do tej pory jedną z najważniejszych technik diagnostycznych w słynnej i tajemniczej medycynie tybetańskiej jest długoterminowa, ciągła obserwacja tętna pacjenta: lekarz siedzi przy jego łóżku i godzinami trzyma rękę na pulsie, a następnie podaje diagnozę i przepisuje leczenie. Wszyscy dobrze wiedzieli: serce się zatrzymało – życie się zatrzymało. Jednak tradycyjna wówczas szkoła galenowa nie wiązała przepływu krwi w naczyniach z pracą serca.

Ale przed oczami Harveya jest serce z rurkami-naczyniami wypełnionymi krwią. Harvey rozumie: serce to tylko worek mięśniowy, który działa jak pompa pompująca krew po całym ciele, ponieważ w całym ciele znajdują się naczynia, które stają się liczniejsze i cieńsze w miarę oddalania się od pompy. Tymi samymi naczyniami krew wraca do serca, dokonując pełnego obrotu i nieprzerwanie przepływając do wszystkich narządów, do każdej komórki, niosąc ze sobą składniki odżywcze. Nie wiadomo jeszcze nic o roli tlenu, nie odkryto hemoglobiny, lekarze w żaden sposób nie są w stanie rozróżnić białek, tłuszczów i węglowodanów – w ogóle wiedza z chemii i fizyki jest nadal niezwykle prymitywna. Ale różne technologie już zaczęły się rozwijać, inżynieryjny umysł ludzkości wynalazł wiele urządzeń ułatwiających produkcję lub tworzących zupełnie nowe, wcześniej niespotykane możliwości techniczne. Dla współczesnych Harveya stało się jasne: pewne rzeczy działają w ciele mechanizmy , którego podstawę strukturalną tworzą poszczególne narządy, przy czym każdy narząd jest zaprojektowany do pełnienia tej lub innej określonej funkcji. Serce jest pompą, która pompuje krew przez „żyły”, zupełnie jak te pompy, które dostarczają wodę z nizinnych jezior do posiadłości na wzgórzu i zasilają przyjemne dla oka fontanny. Płuca to miechy, przez które pompowane jest powietrze, tak jak robią to uczniowie w kuźni, aby rozgrzać żelazo i ułatwić kucie. Mięśnie to liny przyczepione do kości, a ich napięcie powoduje ruch tych kości, co zapewnia ruch całego ciała, tak jak budowniczowie używają podnośników do podnoszenia ogromnych kamieni na wyższe piętra budowanej świątyni.

Naturą człowieka jest ciągłe porównywanie nowych, odkrytych przez siebie zjawisk z już znanymi, które weszły w życie. Człowiek zawsze buduje analogie, aby łatwiej zrozumieć i wyjaśnić sobie istotę tego, co się dzieje. Wysoki poziom rozwoju mechaniki w epoce, w której Harvey prowadził swoje badania, nieuchronnie doprowadził do mechanicznej interpretacji licznych odkryć dokonanych przez lekarzy podążających za Harveyem. Tak narodziła się fizjologia strukturalno-funkcjonalna ze swoim hasłem: jeden organ – jedna funkcja.

Jednak w miarę gromadzenia się wiedzy - a to w dużej mierze zależało od rozwoju nauk fizycznych i chemicznych, ponieważ dostarczają one głównych metod prowadzenia badań naukowych w fizjologii - stało się jasne, że wiele narządów pełni nie jedną, ale kilka funkcji. Na przykład płuca nie tylko zapewniają wymianę gazów pomiędzy krwią a otoczeniem, ale także uczestniczą w regulacji temperatury ciała. Skóra, pełniąc przede wszystkim funkcję ochronną, jest jednocześnie narządem termoregulacji i narządem wydalania. Mięśnie potrafią nie tylko uruchamiać dźwignie szkieletowe, ale także poprzez swoje skurcze podgrzewać przepływającą do nich krew, utrzymując homeostazę temperaturową. Przykłady tego rodzaju można podawać w nieskończoność. Wielofunkcyjność narządów i układów fizjologicznych stała się szczególnie wyraźna pod koniec XIX i na początku XX wieku. Ciekawe, że jednocześnie w technologii pojawiło się wiele różnych „uniwersalnych” maszyn i narzędzi, o szerokim zakresie możliwości – czasem ze szkodą dla prostoty i niezawodności. Jest to ilustracja faktu, że myśl techniczna ludzkości i poziom naukowego zrozumienia organizacji procesów w przyrodzie żywej rozwijają się w ścisłej interakcji ze sobą.

Do połowy lat 30. XX w. Stało się jasne, że nawet koncepcja wielofunkcyjności narządów i układów nie jest już w stanie wyjaśnić spójności funkcji organizmu w procesie adaptacji do zmieniających się warunków czy w dynamice rozwoju związanego z wiekiem. Zaczęło się wyłaniać nowe rozumienie znaczenia procesów zachodzących w żywym organizmie, z którego stopniowo wyłoniło się systematyczne podejście do badania procesów fizjologicznych. U początków tego kierunku myśli fizjologicznej byli wybitni rosyjscy naukowcy - A.A. Ukhtomsky, N.A. Bernstein i P.K. Anokhin.

Najbardziej podstawową różnicą między podejściem strukturalno-funkcjonalnym a podejściem systemowym jest zrozumienie, czym jest funkcja fizjologiczna. Dla podejście strukturalno-funkcjonalne Charakterystyczne jest rozumienie funkcji fizjologicznej jako pewnego procesu realizowanego przez pewien (określony) zespół narządów i tkanek, zmieniającego ich aktywność w trakcie funkcjonowania pod wpływem struktur kontrolnych. W tej interpretacji mechanizmy fizjologiczne to procesy fizyczne i chemiczne, które leżą u podstaw funkcji fizjologicznej i zapewniają niezawodność jej realizacji. Przedmiotem zainteresowania podejścia strukturalno-funkcjonalnego jest proces fizjologiczny.

Podejście systemowe opiera się na idei celowości, tj. funkcja w ramach podejścia systemowego jest rozumiana jako proces osiągania określonego celu, rezultatu. Na różnych etapach tego procesu potrzeba zaangażowania niektórych struktur może zmieniać się dość znacząco, dlatego konstelacja (skład i charakter interakcji elementów) układu funkcjonalnego jest bardzo elastyczna i odpowiada konkretnemu zadaniu, które jest rozwiązywane na aktualna chwila. Obecność celu zakłada, że istnieje jakiś model stanu systemu przed i po osiągnięciu tego celu, program działania, a także istnieje mechanizm sprzężenia zwrotnego, który pozwala systemowi kontrolować jego aktualny stan (wynik pośredni) w porównaniu z wzorcowym i na tej podstawie dokonać korekty programu działań, aby osiągnąć efekt końcowy.

Z punktu widzenia podejścia strukturalno-funkcjonalnego środowisko pełni rolę źródła bodźców dla określonych reakcji fizjologicznych. Pojawił się bodziec i w odpowiedzi pojawiła się reakcja, która albo zanika, gdy przyzwyczaimy się do bodźca, albo zatrzymuje się, gdy bodziec przestaje działać. W tym sensie podejście strukturalno-funkcjonalne traktuje organizm jako zamknięty system, który ma tylko określone kanały wymiany informacji z otoczeniem.

Podejście systemowe traktuje organizm jako system otwarty, którego docelową funkcję można umieścić zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz niego. Zgodnie z tym poglądem organizm reaguje na wpływy świata zewnętrznego jako całości, przebudowując strategię i taktykę tej reakcji w zależności od osiąganych każdorazowo wyników w taki sposób, aby szybciej lub pewniej osiągnąć modelowe docelowe wyniki. . Z tego punktu widzenia reakcja na bodziec zewnętrzny zanika w momencie realizacji utworzonej pod jego wpływem funkcji celu. Bodziec może nadal działać lub wręcz przeciwnie, może przestać działać na długo przed zakończeniem przegrupowań funkcjonalnych, jednak raz rozpoczęte przegrupowania muszą przejść całą zaprogramowaną ścieżkę, a reakcja zakończy się dopiero wtedy, gdy mechanizmy sprzężenia zwrotnego przyniosą informacja o pełnej równowadze organizmu ze środowiskiem na nowym poziomie aktywności funkcjonalnej. Prostą i jasną ilustracją tej sytuacji może być reakcja na jakąkolwiek aktywność fizyczną: aby ją wykonać, aktywowane są skurcze mięśni, co wymaga odpowiedniej aktywacji krążenia krwi i oddychania, a nawet gdy obciążenie jest już zakończone, funkcje fizjologiczne nadal pozostają zachowane ich wzmożone działanie utrzymuje się dość długo, gdyż zapewniają wyrównanie stanów metabolicznych i normalizację parametrów homeostazy. Układ funkcjonalny umożliwiający wykonywanie ćwiczeń fizycznych obejmuje nie tylko mięśnie i struktury nerwowe odpowiedzialne za kurczenie się mięśni, ale także układ krwionośny, układ oddechowy, gruczoły wydzielania wewnętrznego oraz wiele innych tkanek i narządów biorących udział w tym procesie. poważne zmiany środowisko wewnętrzne organizmu.

Strukturalno-funkcjonalne spojrzenie na istotę procesów fizjologicznych odzwierciedlało podejście deterministyczne, mechanistyczno-materialistyczne, charakterystyczne dla wszystkich nauk przyrodniczych XIX i początku XX wieku. Za szczyt jej rozwoju można prawdopodobnie uznać teorię odruchów warunkowych I.P. Pawłowa, za pomocą którego wielki rosyjski fizjolog próbował zrozumieć mechanizmy działania mózgu, stosując te same techniki, dzięki którym z powodzeniem badał mechanizmy wydzielania żołądkowego.

Podejście systemowe przyjmuje stanowisko stochastyczne, probabilistyczne i nie odrzuca podejść teleologicznych (celowych), charakterystycznych dla rozwoju fizyki i innych nauk przyrodniczych w drugiej połowie XX wieku. Jak już powiedziano powyżej, fizjolodzy wraz z matematykami właśnie w ramach tego podejścia doszli do sformułowania najogólniejszych praw cybernetycznych, którym podlegają wszystkie istoty żywe. Równie ważne dla zrozumienia procesów fizjologicznych na współczesnym poziomie są idee dotyczące termodynamiki układów otwartych, których rozwój wiąże się z nazwiskami wybitnych fizyków XX wieku. Ilya Prigogine, von Bertalanffy i inni.

Ciało jako integralny system

Współczesne rozumienie złożonych samoorganizujących się systemów obejmuje pogląd, że mają one jasno określone kanały i metody przesyłania informacji. W tym sensie żywy organizm jest całkowicie typowym systemem samoorganizującym się.

Ciało otrzymuje informacje o stanie otaczającego świata i środowiska wewnętrznego za pomocą czujników-receptorów, które wykorzystują różnorodne zasady projektowania fizycznego i chemicznego. Zatem dla człowieka najważniejsza jest informacja wizualna, którą otrzymujemy za pomocą naszych czujników optyczno-chemicznych – oczu, które są zarówno złożonym urządzeniem optycznym z oryginalnym i dokładnym systemem naprowadzania (adaptacji i akomodacji), jak i jako fizykochemiczny konwerter energii fotonów na impuls elektryczny nerwów wzrokowych. Informacje akustyczne docierają do nas za pośrednictwem dziwacznego i precyzyjnie dostrojonego mechanizmu słuchowego, który przekształca energię mechaniczną wibracji powietrza w impulsy elektryczne pochodzące z nerwu słuchowego. Nie mniej delikatnie zaprojektowane są czujniki temperatury, dotykowe (dotykowe) i grawitacyjne (zmysł równowagi). Najstarsze ewolucyjnie są receptory węchowe i smakowe, które charakteryzują się ogromną selektywną wrażliwością na określone cząsteczki. Wszystkie te informacje o stanie środowiska zewnętrznego i jego zmianach trafiają do centralnego układu nerwowego, który pełni jednocześnie kilka ról - bazę danych i wiedzę, system ekspertowy, centralny procesor, a także funkcje pamięci RAM i pamięci długotrwałej . Tam też przepływają informacje z receptorów znajdujących się wewnątrz naszego organizmu i przekazujących informację o stanie procesów biochemicznych, o napięciu w pracy określonych układów fizjologicznych, o bieżących potrzebach poszczególnych grup komórek i tkanek organizmu. W szczególności dostępne są czujniki ciśnienia, zawartości dwutlenku węgla i tlenu, kwasowości różnych płynów biologicznych, napięcia poszczególnych mięśni i wiele innych. Do centrum przesyłane są także informacje ze wszystkich tych receptorów. Sortowanie informacji docierającej z peryferii rozpoczyna się już na etapie jej odbioru – wszak zakończenia nerwowe różnych receptorów docierają do ośrodkowego układu nerwowego na różnych jego poziomach, a zatem informacja przedostaje się do różnych części ośrodkowego układu nerwowego. Wszystko to jednak można wykorzystać w procesie decyzyjnym.

Decyzja musi zostać podjęta, gdy sytuacja z jakiegoś powodu uległa zmianie i wymaga odpowiednich reakcji na poziomie systemowym. Przykładowo, ktoś jest głodny – do „centrum” zgłaszają to czujniki rejestrujące na czczo wzmożone wydzielanie soku żołądkowego i motorykę przewodu pokarmowego, a także czujniki rejestrujące spadek poziomu glukozy we krwi. W odpowiedzi odruchowo zwiększa się perystaltyka przewodu pokarmowego i zwiększa się wydzielanie soku żołądkowego. Żołądek jest gotowy na przyjęcie nowej porcji pokarmu. Jednocześnie czujniki optyczne pozwalają zobaczyć jedzenie na stole, a porównanie tych obrazów z modelami zapisanymi w bazie pamięci długotrwałej sugeruje, że można w cudowny sposób zaspokoić swój głód, ciesząc się jednocześnie wyglądem i smakiem potraw. jedzenie, które spożywasz. W tym przypadku centralny układ nerwowy nakazuje organom wykonawczym (efektorom) wykonanie niezbędnych działań, które ostatecznie doprowadzą do nasycenia i wyeliminowania pierwotnej przyczyny wszystkich tych zdarzeń. Zatem celem systemu jest wyeliminowanie poprzez swoje działanie przyczyny zakłócenia. W tym przypadku cel ten osiąga się stosunkowo łatwo: wystarczy sięgnąć do stołu, zabrać leżące na nim jedzenie i zjeść je. Wiadomo jednak, że korzystając z tego samego schematu można skonstruować dowolnie złożony scenariusz działań.

Głód, miłość, wartości rodzinne, przyjaźń, schronienie, samoafirmacja, głód nowych rzeczy i umiłowanie piękna – ta krótka lista niemal wyczerpuje motywacje do działania. Czasem obrastają ogromną liczbą towarzyszących zawiłości psychologicznych i społecznych, ściśle ze sobą powiązanych, jednak w swojej najbardziej podstawowej formie pozostają takie same, zmuszając człowieka do wykonywania działań czy to w czasach Apulejusza, Szekspira, czy w naszych czasach .

Ustawa – co to oznacza w rozumieniu systemy? Oznacza to, że centralny procesor, postępując zgodnie z zawartym w nim programem, biorąc pod uwagę wszystkie możliwe okoliczności, podejmuje decyzję, czyli buduje model wymaganej przyszłości i opracowuje algorytm osiągnięcia tej przyszłości. W oparciu o ten algorytm rozkazy wydawane są poszczególnym strukturom efektorowym (wykonawczym), które prawie zawsze zawierają mięśnie, a w trakcie wykonywania rozkazu centrum ciało lub jego części poruszają się w przestrzeni.

A kiedy już nastąpi ruch, oznacza to, że w polu grawitacji wykonywana jest praca fizyczna, a zatem zużywana jest energia. Oczywiście działanie czujników i procesora również wymaga energii, jednak przepływ energii zwiększa się wielokrotnie, gdy aktywowane są skurcze mięśni. Dlatego system musi zadbać o odpowiednią podaż energii, dla której konieczne jest zwiększenie aktywności krążenia, oddychania i niektórych innych funkcji, a także zmobilizowanie dostępnych zapasów składników odżywczych.

Jakikolwiek wzrost aktywności metabolicznej pociąga za sobą naruszenie stałości środowiska wewnętrznego. Oznacza to, że muszą zostać uruchomione fizjologiczne mechanizmy utrzymania homeostazy, które zresztą też wymagają do swojego działania znacznych ilości energii.

Będąc złożonym systemem, organizm ma nie jeden, ale kilka obwodów regulacyjnych. Układ nerwowy jest prawdopodobnie głównym, ale bynajmniej nie jedynym mechanizmem regulacyjnym. Bardzo ważną rolę odgrywają narządy dokrewne - gruczoły dokrewne, które chemicznie regulują aktywność niemal wszystkich narządów i tkanek. Każda komórka ciała ma również swój własny wewnętrzny system samoregulacji.

Należy podkreślić, że organizm jest systemem otwartym nie tylko z termodynamicznego punktu widzenia, czyli wymienia z otoczeniem nie tylko energię, ale także materię i informację. Substancję tę spożywamy głównie w postaci tlenu, pożywienia i wody, a wydalamy w postaci dwutlenku węgla, kału i potu. Jeśli chodzi o informację, każdy człowiek jest źródłem informacji wizualnej (gesty, postawy, ruchy), akustycznej (mowa, odgłosy ruchu), dotykowej (dotyk) i chemicznej (liczne zapachy, które nasze pupile doskonale rozróżniają).

Kolejną ważną cechą systemu jest skończoność jego wymiarów. Organizm nie jest rozproszony w środowisku, ale ma określony kształt i jest zwarty. Ciało otoczone jest skorupą, granicą oddzielającą środowisko wewnętrzne od zewnętrznego. Skóra, która pełni tę rolę w organizmie człowieka, jest ważnym elementem jego konstrukcji, ponieważ to w niej koncentruje się wiele czujników, niosących informacje o stanie świata zewnętrznego, a także kanały odprowadzające produkty przemiany materii i cząsteczki informacyjne z organizmu. Obecność jasno określonych granic czyni człowieka indywidualnością, która odczuwa swoje oddzielenie od otaczającego go świata, swoją wyjątkowość i niepowtarzalność. Jest to efekt psychologiczny, który występuje na podstawie anatomicznej i fizjologicznej budowy ciała.

Główne bloki strukturalne i funkcjonalne tworzące ciało

Zatem główne bloki strukturalne i funkcjonalne tworzące ciało obejmują (każdy blok zawiera kilka struktur anatomicznych o wielu funkcjach):

czujniki (receptory) przenoszące informację o stanie środowiska zewnętrznego i wewnętrznego;

centralny procesor i jednostka sterująca, w tym regulacja nerwowa i humoralna;

narządy efektorowe (przede wszystkim układ mięśniowo-szkieletowy), zapewniające wykonanie rozkazów z „centrum”;

blok energetyczny, który zapewnia efektorowi i wszystkim innym elementom konstrukcyjnym niezbędny substrat i energię;

blok homeostatyczny utrzymujący parametry środowiska wewnętrznego na poziomie niezbędnym do życia;

powłoka spełniająca funkcje strefy przygranicznej, rozpoznawczej, ochronnej i wszelkiego rodzaju wymiany z otoczeniem.